JPH0513608A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】セラミックパッケージを有する半導体装置に関
し、封止接合部の反りや高さのばらつきを少なくし、パ
ッケージを構成する枠体の小型化を図るとともに、基板
や枠体等の接合材の腐食を防止することを目的とする。 【構成】半導体チップ２を載置するセラミック製の基板
１と、金属膜８に被覆された材料または金属材により絞
り加工を施さずに環状に形成され、かつ前記基板１上面
の配線４を囲む開口部７を有する枠体６と、前記枠体６
の上に載置される蓋体９と、前記基板１と前記枠体６、
前記枠体６と前記蓋体９の間にそれぞれ介在される封止
材12と、前記半導体チップ２と前記蓋体９を接着する接
着剤11とを含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、よ
り詳しくは、セラミックパッケージを有する半導体装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックＩＣパッケージは、図３に示
すように、半導体チップ３１を載せるセラミック基板３
２と、このセラミック基板３２の上で半導体チップ３１
を囲む金属製枠体３３と、この枠体３３を覆う板状のセ
ラミック蓋体３４とから構成されており、これらにより
半導体チップ３１を封止する。

【０００３】また、セラミック基板３２の上面周縁やセ
ラミック蓋体３４の下面には金膜３５、３６が形成され
る一方、枠体３３の表面は金膜３７により被覆されてい
る。さらに、枠体３３の内周部は、セラミック基板３２
上面の配線３８と接触しないように絞り加工により持ち
上げられている。

【０００４】半導体チップ３１を封止する場合には、基
板３２上面の配線３８に半導体チップ３１を接続した状
態で、セラミック蓋体３４の中央に薄膜状の半田３９を
付けるとともに、セラミック基板３２の上面周縁に金錫
合金材４０を付ける。そして、セラミック基板３２の上
に枠体３３とセラミック蓋体３４を順に載せ、これらを
加熱炉に入れ、半田３９や金錫合金材４０をリフローし
て気密封止を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
造によれば、枠体３３を絞り加工する関係上その幅を１
mm程度確保する必要があるため、パッケージの外形の縮
小化に支障をきたす。しかも、絞り形状の枠体３３では
封止接合部の反りや封止部の高さ等の安定化に対応しき
れないといった不都合がある。

【０００６】また、セラミック基板３２、枠体３３及び
セラミック蓋体３４の接合を行う場合に、半田３９や金
錫合金材４０を溶融するが、これらの接合材料がセラミ
ック蓋体３４等の表面の金膜３５〜３７を伝って移動す
るために、これらの封止材が枠体３３の外側で混合して
腐食し易くなり、外観不良が生じたり、クラック発生の
原因になるといった問題がある。

【０００７】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、封止接合部の反りや高さのばらつきを少
なくし、パッケージを構成する枠体の小型化を図るとと
もに、基板や枠体等の接合材の腐食を防止することがで
きる半導体装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１に
例示するように、半導体チップ２を載置するセラミック
製の基板１と、金属膜８に被覆された材料または金属材
により絞り加工を施さずに環状に形成され、かつ前記基
板１上面の配線４を囲む開口部７を有する枠体６と、前
記枠体６の上に載置される蓋体９と、前記基板１と前記
枠体９、前記枠体９と前記蓋体６の間にそれぞれ介在さ
れる封止材12と、前記半導体チップ２と前記蓋体９を接
着する接着剤11とを有することを特徴とする半導体装置
によって達成する。

【０００９】

【作 用】本発明によれば、枠体を絞り加工せずに環状
に形成するとともに、その開口部７の大きさを基板１表
面の配線６を囲む程度の広さにしている。

【００１０】従って、絞り加工する必要がないため、枠
体６の幅を狭くすることが可能になり、その分だけ基板
１上で占める面積が狭くなり、半導体装置の小型化を一
層図ることが可能になる。しかも絞り加工を行っていな
いので、封止接合部の反りや封止部の高さのばらつきが
少なくなる。

【００１１】また、基板１、蓋体９と枠体６との間に金
錫合金等の封止材１２を介在させる一方、枠体６の幅を
狭くして半導体チップ２からの距離を大きくしているた
め、半導体チップ２上の接着材１１が外部に移動して封
止材１２と混合し難くなり、接合部分の亀裂は無くな
り、しかも外観が良くなる。

【００１２】

【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明の一実施例を示す装置の
断面図及び部分拡大断面図である。

【００１３】図において符号１は、内部に配線層（不図
示）を有する上下面矩形状のセラミック製基板で、その
上面には、ＴＡＢ法やフリップチップ法により半導体チ
ップ２のバンプ３に接続される配線４が配置され、ま
た、その上面縁部に沿った領域には金膜５が形成されて
いる。

【００１４】６は、基板１の上に取付けられるコバール
製の枠体で、絞り加工されずにエッチングにより環状に
成形されており、その中央の開口部７は基板１上面の配
線４に接触しない大きさとなっている。また、枠体６
は、半導体チップ２とほぼ同じ高さを有するとともに、
その高さ方向の断面が図１(b) に示すような矩形状とな
るように形成され、さらに、その表面は金膜８によって
一様に覆われている。

【００１５】９は、枠体７の上面に載置される板状のセ
ラミック製蓋体で、その下面には一様に金膜１０が形成
され、また、半導体チップ２と当接する領域にはさらに
半田（Pb・Sn合金）１１が付けられており、この半田１
１により半導体チップ２を蓋体９に接着するように構成
されている。

【００１６】１２は、基板１及び蓋体９の間に枠体７を
接着するための金錫合金材で、基板１と蓋体９の縁部に
沿った環状領域に付けられており、これを溶融、冷却す
ることにより基板１と蓋体９に挟まれた枠体７を密着固
定するように構成されている。

【００１７】なお、図中符号１３は、セラミック製基板
１の下面に取付けられたピンを示している。上記した実
施例において、枠体６は絞り加工されていないために、
その幅を0.５mm程度に狭くすることが可能になり、その
分だけ基板１に占める面積が狭くなり、半導体装置の小
型化を一層図ることが可能になる。しかも絞り加工を行
っていないので、封止接合部の反りや封止部の高さのば
らつきが少なくなる。

【００１８】また、半導体チップ２を取付けた基板１と
枠体６と蓋体９を順に重ね合わせ、これらを加熱炉（不
図示）に入れて３３０℃程度に加熱すると、それらの間
に介在させた半田１１や金錫合金材１２が溶融する。

【００１９】この結果、基板１、蓋体９が金錫合金材１
２によって枠体６と接合する一方、枠体６が従来装置に
比べて半導体チップ２から離れているため、半導体チッ
プ２上の半田１１が枠体６を超えて外部に漏れなくな
り、半導体装置の外部において半田１１と金錫合金材１
２が混合することはない。このため、封止接合部から腐
食が発生して亀裂が生じることはなく、外観も良好にな
る。

【００２０】なお、上記した枠体６はコバールにより形
成したが、セラミック等を金によりメタライズしたも
の、或いは42合金のような金属材を用いてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、枠体
を絞り加工せずに環状に形成するとともに、その開口部
の大きさを基板表面の配線を囲む程度の広さにしている
ので、枠体の幅を狭くすることが可能になり、その分だ
け基板上で占める面積が狭くして半導体装置の小型化を
一層図ることができる。

【００２２】しかも、絞り加工を行っていないので、封
止接合部の反りや封止部の高さのばらつきを少なくする
ことができる。また、基板、蓋体と枠体との間に金錫合
金等の封止材を介在させる一方、枠体の幅を狭くして半
導体チップからの距離を大きくしているので、半導体チ
ップを固定するための接着材が外部に移動して封止材と
混合しにくくなり、封止接合部における亀裂の発生を防
止し、しかも外観を良くすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例装置を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例装置を示す斜視図である。

【図３】従来装置の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 半導体チップ ３ バンプ ４ 配線 ５、８、１０ 金膜 ６ 枠体 ７ 開口部 ９ 蓋体 11 半田（接着材） 12 金錫合金材（封止材）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】半導体チップ（２）を載置するセラミック
   製の基板（１）と、 金属膜（８）に被覆された材料または金属材により絞り
   加工を施さずに環状に形成され、かつ、前記基板（１）
   上面の配線（４）を囲む開口部（７）を有する枠体
   （６）と、 前記枠体（６）の上に載置される蓋体（９）と、 前記基板（１）と前記枠体（９）、前記枠体（９）と前
   記蓋体（６）の間にそれぞれ介在される封止材（12）
   と、 前記半導体チップ（２）と前記蓋体（９）を接着する接
   着剤（11）とを有することを特徴とする半導体装置。