JPH0713229Y2 - 半導体素子収納用パッケージ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は半導体素子を収容するための半導体素子収納用
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、特に半導体集積回路素子を収容する
ための半導体素子収納用パッケージは第３図及び第４図
に示すようにアルミナセラミックス等の電気絶縁材料か
ら成り、その上面にモリブデン（Mo）、マンガン（M
n）、タングステン（Ｗ）等の高融点金属粉末から成る
メタライズ金属層12を有する絶縁基体11と、半導体素子
を外部回路に電気的に接続するために前記メタライズ金
属層12にロウ付けされたコバール（Fe-Ni-Co合金）や42
Alloy（Fe-Ni合金）等から成る外部リード端子13と蓋体
14とから構成されており、絶縁基体11と蓋体14とから成
る絶縁容器内部に半導体素子15を収容し、容器を気密に
封止することによって半導体装置となる。

しかし乍ら、近時、半導体素子の高密度化、高集積化が
急激に進み、これを収容する半導体素子収納用パッケー
ジも小型にして、且つ多数の外部リード端子を有するも
のになってきている。そのためこの半導体素子収納用パ
ッケージは外部リード端子の線幅が細く、厚みが薄く、
更には隣接する外部リード端子の間隔が極めて狭いもの
となっており、例えば、内部に半導体素子を収容した
後、外部回路に接続する際において、外部リード端子に
外力が印加されると該外力によって外部リード端子が容
易に、且つ大きく変形し、その結果、隣接する外部リー
ド端子間に接触による短絡を発生して半導体装置として
の機能に支障を来すという欠点を有していた。

そこで上記欠点を解消するために、本願出願人は先に絶
縁容器より突出する外部リード端子の夫々をセラミッ
ク、ガラス等の電気絶縁材料より成る方形環状の連結部
材で連結し、隣接する外部リード端子間の間隔を連結部
材で維持するとともに外力印加による外部リード端子の
大きな変形を有効に防止し得るようになした半導体素子
収納用パッケージを提案した。

しかし乍ら、この半導体素子収納用パッケージは外部リ
ード端子の全てが方形環状の連結部材で連結されている
こと、外部リード端子と連結部材が異種の材料からなり
熱膨張係数が異なること及び外力リード端子の線幅が細
く、外部リード端子と絶縁容器及び連結部材の接合面積
が狭いこと等から以下に述べる欠点を有する。

即ち、この半導体素子収納用パッケージの内部に半導体
素子を収容する際、或いは内部に収容した半導体素子を
作動させた際等において外部リード端子及び連結部材に
熱が印加されると外部リード端子は通常、コバール（Fe
-Ni-Co合金）や42Alloy（Fe-Ni合金）からなり、熱膨張
係数が11.5〜13.0×10^-6／℃であるのに対し、連結部材
はセラミック（例えばアルミナセラミック）から成り、
熱膨張係数が6.0〜7.5×10^-6／℃であることから外部リ
ード端子が連結部材に比べ大きく膨張し、その結果、外
部リード端子と絶縁容器との接合部、或いは外部リード
端子と連結部材との接合部に熱膨張量の相違に起因する
応力が発生し、該応力によって外部リード端子が絶縁容
器より剥がれ、半導体装置としての機能を喪失したり、
外部リード端子に大きな変形をきたし、隣接する外部リ
ード端子同志が短絡したりするという欠点を誘発した。

（考案の目的） 本考案は上記諸欠点に鑑み案出されたもので、その目的
は半導体素子を作動させた際等において外部リード端子
と該外部リード端子を連結する連結部材に熱が印加され
たとしても外部リード端子と絶縁容器及び連結部材との
間に両者の熱膨張量の相違に起因する応力が発生するの
を皆無となし、半導体装置としての機能を喪失するよう
な外部リード端子の剥離や変形による外部リード端子間
の短絡を有効に防止して内部に収容する半導体素子を長
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。

（課題を解決するための手段） 本考案は方形状絶縁容器の各側辺より複数個の外部リー
ド端子が突出して成る半導体素子収納用パッケージにお
いて、前記絶縁容器の各側辺より突出する外部リード端
子を各側辺毎に電気絶縁性の連結部材で連結し、且つ各
連結部材を前記外部リード端子と熱膨張係数が実質的に
同一な金属部材で連結したことを特徴とするものであ
る。

（実施例） 次ぎに本考案を第１図及び第２図に示す実施例に基づき
詳細に説明する。

第１図及び第２図は本考案の半導体素子収納用パッケー
ジの一実施例を示し、１は電気絶縁材料より成る方形状
の絶縁基体、２は同じく電気絶縁材料より成る蓋体であ
る。この絶縁基体１と蓋体２とにより半導体素子を収容
するための絶縁容器３が構成される。

前記絶縁基体１は、例えばアルミナセラミックスから成
り、アルミナセラミックスの粉末に適当な有機溶剤、溶
媒を添加混合して泥漿状となすとともにこれをドクター
ブレード法を採用することによってグリーンシート（生
シート）を形成し、しかる後、前記グリーンシートに適
当な打ち抜き加工を施すとともに複数枚積層し、高温で
焼成することによって製作される。

また前記絶縁基体１はその上面中央部に半導体素子を収
容するための空所を形成する凹部が設けてあり、該凹部
底面には半導体素子４が接着材を介し取着される。

前記絶縁基体１は凹部周辺から外周端にかけてメタライ
ズ金属層５が形成されており、メタライズ金属層５の凹
部周辺部には半導体素子４の電極がボンディングワイヤ
６を介して電気的に接続され、またメタライズ金属層５
の外周端部には外部回路と接続される多数の外部リード
端子７がその一端を絶縁基体１の各側辺より突出するよ
うにして銀ロウ等のトウ材を介しロウ付けされている。

前記絶縁基体１に設けられたメタライズ金属層５はタン
グステン（Ｗ）、モリブデン（Mo）マンガン（Mn）等の
高融点金属粉末から成り、該金属粉末に適当な有機溶
剤、溶媒を添加混合して成る金属ペーストを従来周知の
スクリーン印刷法等の厚膜手法を採用することによって
絶縁基体１の上面に被着形成される。

前記絶縁基体１の上面外周端部にロウ付けされた外部リ
ード端子７は内部に収容した半導体素子４を外部回路と
接続する作用を為し、外部リード端子７を外部回路に電
気的に接続することによって内部に収容した半導体素子
４はメタライズ金属層５及び外部リード端子７を介し外
部回路と接続されることとなる。

尚、前記外部リード端子７はコバール（Fe-Ni-Co合金）
や42Alloy（Fe-Ni合金）等の金属から成り、従来周知の
金属加工法により板状に形成される。

また前記外部リード端子７の外表面には該外部リード端
子７と外部回路との電気的接続を良好とするために、ま
た外部リード端子７が酸化腐蝕するのを防止するために
ニッケル（Ni）、金（Au）等から成る良導電性で、且つ
耐蝕性に優れた金属が襲来周知のメッキ方法により被着
されている。

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をガラス、樹脂、ロ
ウ材等の接着材を介し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イングワイヤ６により外部リー
ド端子７がロウ付けされたメタライズ金属層５に接続さ
せた後、絶縁基体１と蓋体２を樹脂等の封止部材で取着
させることにより、その内部に半導体素子４を気密に封
止し、半導体装置となる。

本考案においては前述したような半導体素子収納用パッ
ケージにおいて方形状絶縁容器の各側辺より突出する外
部リード端子を各側辺毎に電気絶縁性の連結部材で連結
し、且つ各連結部材を前記外部リード端子と熱膨張係数
が実質的に同一な金属部材で連結することが重要であ
る。このため例えば、第１図に示す実施例では方形状絶
縁基体１の各辺より突出する外部リード端子７は夫々、
各辺毎に電気絶縁材料より成る連結部材8a,8b,8c,8dで
連結されており、且つ該連結部材8a,8b,8c,8dの夫々は
外部リード端子７と熱膨張係数が実質的に同一の金属材
9a,9b,9c,9dで連結されている。

このように外部リード端子７を連結部材8a,8b,8c,8dを
介して連結すると各外部リード端子７は連続部材8a,8b,
8c,8dによりそれぞれ隣接する端子７がその間に所定間
隔を維持して配列固定されることとなり、外部リード端
子７に外部回路に接続する際等において外力が印加され
たとしても隣接する各端子は変形による接触短絡を生じ
ることは皆無となる。

また同時に連結部材は8a,8b,8c,8dは電気絶縁性の材料
により形成されていることから、該連結部材8a,8b,8c,8
dによって各外部リード端子７間が短絡することもな
い。

更に外部リード端子７を連結させている各連結部材8a,8
b,8c,8dは外部リード端子７と熱膨張係数が実質的に同
一である金属部材9a,9b,9c,9dにより連結されているこ
とからパッケージ内部に収容した半導体素子を作動させ
た際、外部リード端子７及び連結部材8a,8b,8c,8dに熱
が印加されたとしても連結部材8a,8b,8c,8dは金属部材9
a,9b,9c,9dの熱膨張により外部リード端子７の熱膨張と
同じ量だけ外側に移動することとなり、その結果、外部
リード端子７と絶縁容器３（本実施例では正確には絶縁
基体１）及び連結部材8a,8b,8c,8dとの間に両者の熱膨
張量の相違に起因する応力が発生することは一切なく、
外部リード端子７が絶縁容器３より剥離したり外部リー
ド端子７に大きな変形が生じたりすることが皆無とな
る。

また更には、外部リード端子７を絶縁基体１の側面に沿
って折り曲げる際、連結部材8a,8b,8c,8dを利用して折
り曲げると外部リード端子７の全てを同じ角度で、且つ
同じ位置となすこともできる。

尚、前記連結部材8a,8b,8c,8dは、例えばアルミナセラ
ミックスから成り、前述の絶縁基体１と同様の方法によ
って製作され、その上面に外部リード端子７の夫々がロ
ウ付けにより固定されるメタライズ金属層10が形成され
ている。このメタライズ金属層10はその間隔が絶縁基体
１に被着形成した外部リード端子７の一端がロウ付けさ
れるメタライズ金属層５の間隔と実質的に同一である。

また前記連結部材8a,8b,8c,8dを連結する金属部材9a,9
b,9c,9dはその熱膨張係数が外部リード端子７と実質的
に同一の金属材料から成り、通常は外部リード端子７と
同じ材質が使用される。

また更に、金属部材9a,9b,9c,9dに基準孔11a,11b,11c,1
1dを設けておけば、該基準孔11a,11b,11c,11dを利用す
ることによってパッケージ内部に収容した半導体素子の
特性等をチェックする際の外部リード端子７と電気的検
査装置との接続作業が極めて容易となる。そのため金属
部材9a,9b,9c,9dには外部リード端子７と電気的検査装
置との接続作業を容易とするための基準孔11a,11b,11c,
11dを設けておくことが望ましい。

（考案の効果） 以上の通り、本考案の半導体素子収納用パッケージによ
れば方形状絶縁容器の各側辺より突出する外部リード端
子を各側辺毎に電気絶縁性の連結部材で連結し、且つ各
連結部材を前記外部リード端子と熱膨張係数が実質的に
同一な金属部材で連結したことから、各外部リード端子
はそれぞれ隣接する端子間に所定間隔を維持することが
でき、外部リード端子に外力が印加されたとしても該該
力によって隣接する端子が変形接触し、短絡を生じて半
導体装置としての機能に支障をきたすことない。

またパッケージ内部に収容した半導体素子を作動させた
際等において外部リード端子及び連結部材に熱が印加さ
れたとしても、連結部材より外部リード端子の熱膨張に
対応して移動し、その結果、外部リード端子と絶縁容器
及び連結部材間に両者の熱膨張量の相違に起因する応力
の発生は皆無であり、該応力によって外部リード端子が
絶縁容器より剥がれたり、外部リード端子に大きな変形
を発生し、隣接する外部リード端子間が短絡したりする
ことは一切ない。

従って本考案の半導体素子収納用パッケージは内部に収
容する半導体素子を長期間にわたり正常に、且つ安定に
作動させることが可能となり、極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる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
ジの絶縁基体の斜視図、第３図は従来の半導体素子収納
用パッケージの断面図、第４図は第３図のパッケージの
絶縁基体の平面図である。 1:絶縁基体、2:蓋体 3:絶縁容器、7:外部リード端子 8a,8b,8c,8d:連結部材 9a,9b,9c,9d:金属部材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】方形状絶縁容器の各側辺より複数個の外部
   リード端子が突出して成る半導体素子収納用パッケージ
   において、前記絶縁容器の各側辺より突出する外部リー
   ド端子を各側辺毎に電気絶縁性の連結部材で連結し、且
   つ各連結部材を前記外部リード端子と熱膨張係数が実質
   的に同一な金属部材で連結したことを特徴とする半導体
   素子収納用パッケージ。