JPH03167859A - 半導体素子収納用パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケ
ージの改良に関するものである．（従来の技術） 従来、半導体素子を収容するためのパッケージ、特にガ
ラスの溶着によって封止するガラス封止型半導体素子収
納用パッケージは、ｖＩｉ縁基体と蓋体とから戒り、内
部に半導体素子を収容する空所を有する絶縁容器と、該
容器内に収容ざれる半導体素子を外部電気回路に電気的
に接続するための外部リード端子とから構威されており
、絶縁基体及び蓋体の相対向する主面に予め封止用のガ
ラス部材を被着形或すると共に、絶縁基体主面に外部リ
ード端子を固定し、半導体素子の各電極と外部リード端
子とをワイヤボンド接続した後、絶縁基体及び蓋体のそ
れぞに被着させた封止用のガラス部材を溶融一体化させ
ることによって内部に半導体素子を気密に封止している
。

（発明が解決しようとする課題） しかし乍ら、この従来のガラス封止型半導体素子収納用
パッケージは通常、外部リード端子がコハール（２９　
ＷｔＸ　Ｎｉ−１６　ＷｔＸ　Ｃｏ−５５　ＷｔＸＦｅ
合金）や４２Ａ１１ｏｙ（４２　ＨｔＸ　Ｎｉ−５８　
ＷｔＺ　Ｆｅ合金）の導電性材料から戒っており、該コ
バールや４２Ａ１１ｏｙ等は導電率が低いことから以下
に述べる欠点を有する。

即ち、 ■コバールや４２４　Ｉ　ｔｏｙはその導電率が３．０
〜３．５χ（ＩＡＣＳ）と低い。そのためこのコバール
や４２Ａ　ｌ　ｌｏｙ等から或る外部リード端子に信号
を伝搬させた場合、信号の伝搬速度が極めて遅いものと
なり、高速駆動を行う半導体素子はその収容が不可とな
ってしまう、 ■半導体素子収納用パッケージの内部に収容する半導体
素子の高密度化、高集積化の進展に伴い、半導体素子の
電極数が大幅に増大しており、半導体素子の各電極を外
部電気回路に接続する外部リード端子の線幅も極めて細
くなってきている。そのため外部リード端子は上記のに
記載のコバールや４２Ａ１１ｏｙの導電率が低いことと
相俊って電気抵抗が極めて大きなものになってきており
、外部リード端子に信号を伝搬させると、該外部リード
端子の電気抵抗に起因して信号が大きく減衰し、内部に
収容する半導体素子に信号を正確に人力することができ
ず、半導体素子に誤動作を生じさせてしまう、 等の欠点を有していた。

（発明の目的） 本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は
外部リード端子における信号の減衰を極小となし、内部
に収容する半導体素子への信号の入出力を確実に行うこ
とを可能として半導体素子を長期間にわたり正常、且つ
安定に作動させることができる半導体素子収納用パッケ
ージを提供することにある。

また本発明の他の目的は高速駆動を行う半導体素子を収
容することができる半導体素子収納用パッケージを提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は内部に半導体素子を収容するための空所を有す
る絶縁容器に外部リード端子をガラス部材を介して取着
して或る半導体素子収納用パンケージにおいて、前記絶
縁容器を炭化珪素質焼結体で、外部リード端子を熱膨張
係数３０乃至４０Ｘ１０−’７℃、導電率２０χ（ＩＡ
ＣＳ）以上の金属で、ガラス部材を酸化亜鉛５５．０乃
至６５．ＯＷｔ＄　、酸化ホウ素１５．０乃至２５．０
Ｗｔ％　、シリカｌ０６０乃至１５．ＯＷｔχから成る
ガラスで形成したことを特徴とするものである。

（実施例） 次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。

第１図及び第２図は本発明の半導体素子収納用パッケー
ジの一実施例を示し、１は絶縁基体、２は蓋体である。

この絶縁基体１と蓋体２とにより絶縁容器３が構威され
る。

前記絶縁基体１及び蓋体２はそれぞれの中央部に半導体
素子を収容する空所を形或するための凹部が設けてあ、
り、゛絶縁基体１の凹部底面には半導体素子４が樹脂、
ガラス、ロウ剤等の接着剤を介し取着固定される。

前記絶縁基体ｌ及び蓋体２は炭化珪素質焼結体から戒り
、第１図に示すような絶縁基体１及び蓋体２に対応した
形状を有するプレス型内に、炭化珪素（ＳｉＣ）　、ベ
リリア（Ｂｅｄ）等の原料籾末を充填させ、しかる後、
これに一定圧力を印加しながら約２０００〜２２００℃
の温度で加熱焼成することによって製作される。

尚、前記絶縁基体ｌ及び蓋体２を形成する炭化珪素質焼
結体はその熱膨張係数が３０乃至４０Ｘ１０−７／℃で
あり、後述する封止用ガラス部材の熱膨張係数との関係
において絶縁基体ｌ及び蓋体２と封止用ガラス部材間に
大きな熱膨張の差が生じることはない。

また前記絶縁基体１及び蓋体２にはその相対向する主面
に封止用のガラス部材６が予め被着形成されており、該
絶縁基体１及び蓋体２の各々に被着されている封止用ガ
ラス部材６を加熱溶融させ一体化させることにより絶縁
容器３内の半導体素子４を気密に封止する。

前記絶縁基体１及び蓋体２の相対向する主面に被着され
る封止用ガラス部材６は、酸化亜鉛５５．０乃至６５．
０れχ、酸化ホウ素１５．０乃至２５．ＯＷｔＺ　、シ
リカ１０．０乃至１５．ＯＷｔχより形成されるガラス
より或り、上記各威分を所定の値となるように秤量混合
すると共に、該混合粉末を１２００〜１３００℃の温度
で加熱溶融させることによって製作される。このガラス
部材６の熱膨張係数は３０乃至５０Ｘ１０−’／　’Ｃ
である． 前記封止用ガラス部材６は、その熱膨張係数が３０乃至
５０Ｘ１０−’／　’Ｃであり、絶縁基体ｌ及び蓋体２
の各々の熱膨張係数と近似することから絶縁基体ｌ及び
蓋体２の各々に被着されている封止用ガラス部材６を加
熱溶融させ一体化させることにより絶縁容器３内の半導
体素子４を気密に封止する際、絶縁基体ｌ及び蓋体２と
封止用ガラス部材６との間には両者の熱膨張係数の相違
に起因する熱応力が発生することは殆どなく、絶縁基体
ｌと蓋体２とを封止用ガラス部材６を介し強固に接合す
ることが可能となる。

尚、前記封止用ガラス部材６は酸化亜鉛（ＺｎＯ）がｓ
ｓ．ｏｗｔχ未満であるとガラス化が困難となってガラ
ス部材６としての機能を喪失してしまい、また６５．Ｏ
Ｗｔχを越えるとガラスの結晶化が進んで絶縁容器３の
気密封止が困難となるため酸化亜鉛（ＺｎＯ）は５５．
０乃至６５．ＯＷｔχの範囲に限定される．また酸化ホ
ウ素（Ｂ＊Ｏｓ）が１５．０Ｗｔ％未満であるとガラス
の結晶化が進んで絶縁容器３の気密封止が困難となり、
また２５．０Ｗｔ％を越えるとガラスの耐薬品性が劣化
して絶縁容器３の気密封止の信頼性が大きく低下するた
め酸化ホウ素（ＢｇＯｚ）は１５．０乃至２５．０Ｗｔ
％の範囲に限定される。

またシリカ（Ｓｉ（ｈ）が１０．０Ｗｔ１未満であると
ガラスの結晶化が進んで絶縁容器３の気密封止が困難と
なり、また１５．０Ｗｔ％を越えると絶縁容器３に外部
リード端子５をガラス部材６を介して取着する際、ガラ
スの溶融温度が上がり、絶縁容器３内部に収容する半導
体素子に熱劣化を招来させることからシリカ（Ｓｔ（ｈ
）は１０．０乃至１５．０Ｗｔ％　（７）範囲に限定さ
れる。

前記封止用ガラス部材６は前述した戒分から成るガラス
に適当な有機溶剤、溶媒を添加して得たガラスペースト
を従来周知の厚膜手法を採用することによって絶縁基体
１及び蓋体２の相対向する主面に被着形成される。

前記絶縁基体１と蓋体２との間には導電性材料から或る
外部リード端子５が配されており、該外部リード端子５
は半導体素子４の各電極がワイヤ７を介し電気的に接続
され、外部リード端子５を外部電気回路に接続すること
によって半導体素子４が外部電気回路に接続されること
となる．前記外部リード端子５は絶縁基体１と蓋体２の
相対向する主面に被着させた封止用ガラス部材６を溶融
一体化させ、絶縁容器３を気密封止する際に同時に絶縁
基体ｌと蓋体２との間に取着される．前記外部リード端
子５はインバー合金（３６．５ＷｔＸＮｉ−６３．５　
ＷｔχＦｅ合金）の上下面に非磁性体金属である銅（Ｃ
ｕ）を接合させたもの等から威り、その導電率は２０Ｘ
（ＩＡＣＳ）以上、熱膨張係数は３０乃至４０ＸＩＯ−
’／　℃の導電性材料から或る。

前記外部リード端子５はその導電率が２０２　（　ＩＡ
ＣＳ）以上であり、電気を流し易いことから外部リード
端子５の信号伝搬速度を極めて速いものとなすことがで
き、絶縁容器３内に収容した半導体素子４を高速駆動さ
せたとしても半導体素子４と外部電気回路との間におけ
る信号の出し入れは常に安定、且つ確実となすことがで
きる。

また外部リード端子５の導電率が高いことから外部リー
ド端子５の線幅が細くなったとしても外部リード端子５
の電気抵抗を低く抑えることができ、その結果、外部リ
ード端子５における信号の減衰を極小として内部に収容
する半導体素子４に外部電気回路から供給される電気信
号を正確に人力することができる。

更に前記外部リード端子５はその熱膨張係数が３０乃至
４０Ｘ１０−’／　”Ｃであり、封止用ガラス部材６の
熱膨張係数と近似することから外部リード端子５を絶縁
基体１と蓋体２の間に封止用ガラス部材６を用いて固定
する際、外部リード端子５と封止用ガラス部材６との間
には両者の熱膨張係数の相違に起因５する熱応力が発生
することはなく、外部リード端子５を封止用ガラス部材
６で強固に固定することも可能となる。

かくして、この半導体素子収納用パッケージによれば絶
縁基体１の凹部底面に半導体素子４を取着固定するとと
もに該半導体素子４の各電極をボンディングワイヤ７に
より外部リード端子５に接続させ、しかる後、絶縁基体
１と蓋体２とを該絶縁基体工及び蓋体２の相対向する主
面に予め被着させておいた封止用ガラス部材６を溶融一
体化させることによって接合させ、これによって最終製
品としての半導体装置が完威する。

（発明の効果） 本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、半導体
素子を収容するための絶縁容器を炭化珪素質焼結体で、
外部リード端子を導電率が２０χ（ＩＡＣＳ）以上、熱
膨張係数が３０乃至４０Ｘ１０−？／　’Ｃの金属で、
ガラス部材を酸化亜鉛５５．０乃至６５．０Ｗｔχ、酸
化ホウ素１５．０乃至２５．０れχ、シリカ１０．０乃
至１５．０Ｗｔ％から戒るガラスで形成したことから外
部リード端子の信号伝搬速度を極めて速いものとなすこ
とができ、絶縁容器内に収容した半導体素子を高速駆動
させたとしても半導体素子と外部電気回路との間におけ
る信号の出し入れを常に安定、且つ確実となすことが可
能となる。

また外部リード端子の線幅が細くなったとしても外部リ
ード端子の電気抵抗を低く抑えることができ、その結果
、外部リード端子における信号の減衰を極小として内部
に収容する半導体素子に外部電気回路から供給される電
気信号を正確に人力することが可能となる。

更に、外部リード端子はその熱膨張係数が絶縁基体、蓋
体及び封止用ガラス部材の各々の熱膨張係数と近似し、
絶縁基体と蓋体との間に外部リード端子を挟み、各々を
封止用ガラス部材で取着接合したとしても絶縁基体及び
蓋体と封止用ガラス部材との間、外部リード端子と封止
用ガラス部材との間のいずれにも熱膨張係数の相違に起
因する熱応力は発生せず、すべてを強固に取着接合する
ことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体素子収納用パッケージの一実施
例を示す断面図、第２図は第１図に示すパッケージの絶
縁基体上面より見た平面図である。 ｌ・・絶縁基体　　２　・・蓋体 ３・・絶縁容器　　５　・・外部リード端子６・・封止
用ガラス部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内部に半導体素子を収容するための空所を有する絶縁
   容器に外部リード端子をガラス部材を介して取着して成
   る半導体素子収納用パッケージにおいて、前記絶縁容器
   を炭化珪素質焼結体で、外部リード端子を熱膨張係数３
   ０乃至４０×１０＾−＾７／℃、導電率２０％（ＩＡＣ
   Ｓ）以上の金属で、ガラス部材を酸化亜鉛５５．０乃至
   ６５．０Ｗｔ％、酸化ホウ素１５．０乃至２５．０Ｗｔ
   ％、シリカ１０．０乃至１５．０Ｗｔ％から成るガラス
   で形成したことを特徴とする半導体素子収納用パッケー
   ジ。