(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に貫通する貫通孔を備え、該貫通孔を閉塞する形で放熱部材がロー付けにより固着されるセラミック積層タイプの電子部品用パッケージ本体において、前記貫通孔には、その内周面のうち、電子部品用パッケージ本体の下面を形成する１セラミック層から連続する複数のセラミック層の部位をその貫通孔の内周に沿って内向きに突出させてなる内周突出部を形成し、該内周突出部の上面側を前記放熱部材のロー付け用のロー付け面としてなる電子部品用パッケージ本体と、
前記貫通孔内に配置されて前記ロー付け面にロー付けにより固着されてなる放熱部材とを含んでなる電子部品用パッケージであって、
該放熱部材は、その外周面のうち、該放熱部材の下面より一定高さ上方に、その外周に沿って外向きに突出させてなる外周突出部を備えており、該外周突出部の下面側をロー付け面として前記貫通孔における内周突出部の前記ロー付け面にロー付けされ、しかも、このロー付け後において、該放熱部材の下面が前記電子部品用パッケージ本体の下面と一平面となるように、その両下面が研磨されていることを特徴とする電子部品用パッケージ。
【請求項２】
上下に貫通する貫通孔を備え、該貫通孔を閉塞する形で放熱部材がロー付けにより固着されるセラミック積層タイプの電子部品用パッケージ本体において、前記貫通孔には、その内周面のうち、電子部品用パッケージ本体の下面を形成する１セラミック層の部位をその貫通孔の内周に沿って内向きに突出させてなる内周突出部を形成し、該内周突出部の上面側を前記放熱部材のロー付け用のロー付け面としてなる電子部品用パッケージ本体と、
前記貫通孔内に配置されて前記ロー付け面にロー付けにより固着されてなる放熱部材とを含んでなる電子部品用パッケージであって、
該放熱部材は、その外周面のうち、該放熱部材の下面より一定高さ上方に、その外周に沿って外向きに突出させてなる外周突出部を備えており、該外周突出部の下面側をロー付け面として前記貫通孔における内周突出部の前記ロー付け面にロー付けされ、しかも、このロー付け後において、該放熱部材の下面が前記電子部品用パッケージ本体の下面と一平面となるように、その両下面が研磨されていることを特徴とする電子部品用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路チップ等の電子部品の封止に用いられる電子部品用パッケージに関する。詳しくは、セラミック積層タイプのパッケージ本体（以下、パッケージ本体若しくは単に本体ともいう）に放熱部材（ヒートシンク）がロー付けにより固着されてなる電子部品用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放熱部材を備えたセラミック積層タイプのパッケージのうち、集積回路チップ等の電子部品（以下、単に集積回路チップともいう）が、放熱部材に固着（接合）されるヒートスラグ型といわれるものには図７に示したものがある。このパッケージ１００は、パッケージ本体１０１のボンディングパッドの形成面１０２より内周側が、例えば平面視（上面からみて）、略正方形でもって上下（上面から下面）に貫通（開口）する貫通孔１０４を備えている。そして、その貫通孔１０４に本体１０１の下面１０５側から縦断面凸形をなすとともに表面にＮｉ（ニッケル）鍍金が施された銅タングステン（溶浸材）等からなる放熱部材２０１がその上部２０２を隙間嵌め状態で挿入され、下段部２０３の上面（肩面）２０４を本体１０１の下面（裏面）１０５にロー付けされることで構成されている。
【０００３】
このように構成されたパッケージ１００は、放熱部材２０１の上部２０２の上面２０２ａが、ダイアタッチ面（集積回路チップが固着される部位）をなし、搭載される集積回路チップ（図示せず）と本体１０１の各ボンディングパッド（図示せず）の高さを揃えるようにされている。このような同図に示されるパッケージ１００は、本体１０１の下面１０５に対して放熱部材２０１の下面２０３ａが突出状をなしており、したがって、パッケージ１００としての下面全体が一平面（平坦）に形成されていない。ところが、この種のパッケージにおいても、パッケージの下面全体を平面にし、これを実装する配線基板にその下面全体を当接させて搭載したいといった要請がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような要請に対し、前記従来のパッケージ１００の構造においてその下面全体が一平面となるように形成しようとすると、同図中２点鎖線で示したように、放熱部材２０１の下段部２０３を本体１０１の下面１０５と同じ大きさとする必要があり、放熱部材自体が著しく大きくなってしまう。しかし、銅タングステン等からなるこの種の放熱部材２０１は、その素材が著しく高価である。したがって、このようにしてパッケージの下面全体の平面性（コーポラナリティ）を確保することとすれば、その製造コストの著しい上昇を招いてしまう。その上、このように放熱部材を大きくすれば、パッケージ（装置）の大型化さらには重量増加を招いてしまうことにもなる。
【０００５】
こうした問題を解消する手段として、本願発明者においては図８に示したパッケージ１１０のように、放熱部材２１０を本体１１１の貫通孔１１４を閉塞する形でその貫通孔１１４内に配置してロー付けにより固着した構造とする技術を提案することができる。すなわち、パッケージ本体１１１の貫通孔１１４には、その内周面のうち、その本体１１１の上面寄り部位を形成するセラミック層１３０の部位を、その貫通孔１１４の内周に沿って内向きに突出させてなる内周突出部１３６を形成し、この内周突出部１３６の下面１３７と本体１１１の下面１１５との間に断面Ｌ形の凹部を設け、該内周突出部１３６の下面１３７側を放熱部材２１０のロー付用のロー付け面とする。そして、Ｎｉ鍍金を施した放熱部材２１０は、その外周面のうち、その下面寄り部位に、その外周に沿って外向きに突出させてなる外周突出部２３５を形成し、この外周突出部２３５の上面２３６側をロー付け面とする。こうして、この放熱部材２１０のロー付け面を前記貫通孔１１４におけるロー付け用のロー付け面１３７にロー付けし、放熱部材２１０の下面２３３が本体１１１の下面１１５と一平面をなすように形成するというものである。
【０００６】
このようにすれば、図７のものに比べて放熱部材２１０の大型化を招くことなく、パッケージ１１０の下面の平面性が確保される。ところが、このようなパッケージ１１０を構成するパッケージ本体１１１は、その内周突出部１３６が図８に示されるように同図断面において片持ち梁状に張り出すオーバーハング状態にあるため、その焼成時に次のような問題が発生する危険がある。すなわち、セラミックグリーンシートが積層、熱圧着された生のセラミック積層体を焼成する際には、本体の上面を保護するためにこれをその下面を耐熱板上に置いて焼成している。このため前記提案の構造のものでは、この焼成工程において、そのオーバーハング状態にある外周突出部１３６が自重により垂れ下がって変形してしまい、放熱部材２１０のロー付け面をなすその下面１３７の平面性を損ねる。そして、このような平面性の低下は、放熱部材２１０をロー付けした際においてはパッケージとしての封止性能を低下させる原因ともなり、装置としての信頼性を低下させるおそれがある。
【０００７】
なお、前記提案技術において、外周突出部１３６の突出量を微小にすることで、そのような垂れ下がりを防止することも考えられるが、この突出量が小さくなるほどロー付け面の幅が減少し、逆に封止性能を損なう危険が高くなる。因みに、このような部位のロー付けにおいて十分な封止性能を確保するためには、一般にロー付けの幅は最低１ｍｍ必要とされている。
【０００８】
本発明は、こうした点に鑑みて案出したものであって、その目的とするところは、放熱部材付きの電子部品用パッケージでありながら、放熱部材のロー付けに伴うこうした封止性能の低下を招くことなく、しかも放熱部材の大型化によるコストアップや装置全体の大型化を招くことなく、下面の全体の高度の平面性が保持された電子部品用パッケージを得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、上下に貫通する貫通孔を備え、該貫通孔を閉塞する形で放熱部材がロー付けにより固着されるセラミック積層タイプの電子部品用パッケージ本体において、前記貫通孔には、その内周面のうち、電子部品用パッケージ本体の下面を形成する１セラミック層から連続する複数のセラミック層の部位をその貫通孔の内周に沿って内向きに突出させてなる内周突出部を形成し、該内周突出部の上面側を前記放熱部材のロー付け用のロー付け面としてなる電子部品用パッケージ本体と、
前記貫通孔内に配置されて前記ロー付け面にロー付けにより固着されてなる放熱部材とを含んでなる電子部品用パッケージであって、
該放熱部材は、その外周面のうち、該放熱部材の下面より一定高さ上方に、その外周に沿って外向きに突出させてなる外周突出部を備えており、該外周突出部の下面側をロー付け面として前記貫通孔における内周突出部の前記ロー付け面にロー付けされ、しかも、このロー付け後において、該放熱部材の下面が前記電子部品用パッケージ本体の下面と一平面となるように、その両下面が研磨されていることを特徴とする。そして、請求項２に係る本発明は、上下に貫通する貫通孔を備え、該貫通孔を閉塞する形で放熱部材がロー付けにより固着されるセラミック積層タイプの電子部品用パッケージ本体において、前記貫通孔には、その内周面のうち、電子部品用パッケージ本体の下面を形成する１セラミック層の部位をその貫通孔の内周に沿って内向きに突出させてなる内周突出部を形成し、該内周突出部の上面側を前記放熱部材のロー付け用のロー付け面としてなる電子部品用パッケージ本体と、
前記貫通孔内に配置されて前記ロー付け面にロー付けにより固着されてなる放熱部材とを含んでなる電子部品用パッケージであって、
該放熱部材は、その外周面のうち、該放熱部材の下面より一定高さ上方に、その外周に沿って外向きに突出させてなる外周突出部を備えており、該外周突出部の下面側をロー付け面として前記貫通孔における内周突出部の前記ロー付け面にロー付けされ、しかも、このロー付け後において、該放熱部材の下面が前記電子部品用パッケージ本体の下面と一平面となるように、その両下面が研磨されていることを特徴とする。
【００１０】
前記手段を構成する電子部品用パッケージ本体においては、放熱部材のロー付用の内周突出部は、本体の下面を下にして平面上に置いた際にオーバーハング状態とならない。したがって、所定のセラミックグリーンシートが積層されてなる生（焼成前）のパッケージ本体を、焼成炉内の平坦な載置面にその下面を下にして置き、その状態の下で焼成する際においても、その焼成過程で内周突出部が垂れ下がり変形を起こさない。したがって、その内周突出部の上面がなすロー付け面には高度の平面性が保持される。かくして、この本体に、放熱部材が、その外周面のうち、該放熱部材の下面より一定高さ上方に、その外周に沿って外向きに突出させてなる外周突出部を備えており、該外周突出部の下面側をロー付け面として前記貫通孔における内周突出部の前記ロー付け面にロー付けされ、しかも、このロー付け後において、該放熱部材の下面が前記電子部品用パッケージ本体の下面と一平面となるように、その両下面が研磨されている本発明に係るパッケージにおいては、封止性能の低下を招くことなく下面が一平面にあるパッケージとなすことができる。
【００１１】
なお、内周突出部の上面側をロー付け面とするためには、例えば焼成前、その上面側にＷ（タングステン）やＭｏ（モリブデン）などの高融点金属ペーストを所定の幅で印刷、塗布しておき、同時焼成することでメタライズ層（金属層）を形成し、このメタライズの上にＮｉ鍍金などをかければよい。また、前記手段における本体では、内周突出部をなすセラミック層を、本体の下面を形成する１セラミック層から連続する複数（セラミック層）としたが、この数は、パッケージ本体に応じて適宜に設計すればよい。
【００１２】
すなわち、内周突出部をなすセラミック層は、パッケージ本体によっては、請求項２に記載のように、その本体の下面を形成する１セラミック層から連続する複数とすることに代えて、本体の下面を形成する１セラミック層のみで形成してもよい。すなわち、前記貫通孔に、その内周面のうち、電子部品用パッケージ本体の下面を形成する１セラミック層の部位をその貫通孔の内周に沿って内向きに突出させてなる内周突出部を形成し、該内周突出部の上面側を前記放熱部材のロー付け用のロー付け面としてもよい。さらに、上記各手段においては、前記ロー付け面を、前記貫通孔の内周に沿って略一定の幅に形成したが、この大きさは、１ｍｍ以上とするのが適切であるが、大きくすればその分パッケージ本体の外周に露出する放熱部材のサイズが小さくなり、放熱効果が悪くなる。
【００１４】
上記したように本発明の請求項１又は２に記載のパッケージにおいては、放熱部材のロー付けに伴う封止性能の低下もないし、放熱部材の大型化によるコストアップや装置全体の大型化を招くこともない。そして下面の全体に平面性が保持された電子部品用パッケージを得ることができる。なお、この平面性は、本体及び放熱部材について、本体の内周突出部の厚さ、すなわち本体の下面から内周突出部の上面（ロー付け面）までの高さと、放熱部材の下面から外周突出部の下面までの高さを同一とし、両者をロー付けした後、その両下面を、要求されるパッケージ全体の下面の平面性に応じ、研磨（研削）することで、所望とする高度の平面性が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例を図１〜５を参照しながら詳細に説明する。図中１は、電子部品用パッケージを形成するセラミック積層タイプのパッケージ本体１であり、次のように構成されている。すなわち、このパッケージ本体１は、複数の所定のグリーンシートを積層、熱圧着して焼成することにより略矩形の薄板状に形成されてなるものである。そして、その上面２には所定の配線層（図示せず）が形成されると共に平面視、略中央にはボンディングパッド（図示せず）の形成面２ａが凹設されるように略正方形枠状に隆起されてなる隆起部３を備えている。また、その形成面２ａより中央寄り部位には、略正方形にて上下（上面から下面）に貫通（開口）する貫通孔４が形成されている。
【００１６】
ただし、本例ではその貫通孔４の内周面４ａのうち、本体１の下面５から３層分のセラミック層２１〜２３の部位を、その貫通孔４の内周に沿って、それより上のセラミック層２４，２５のなす部位よりも内向きに一定量（例えば１．２ｍｍ）突出させて内周突出部６を形成している。しかして、本例では貫通孔４は平面視、本体１の下面５寄り部位が上面２寄り部位に対して同心で小さい正方形に形成されている。そしてこの貫通孔４における内周突出部６の上面７は、一定の幅（本例では突出量の略全体）が後述する放熱部材３１のロー付け用のロー付け面（ダブルハッチングで示す領域）７ａとされている。ただし、このロー付け面７ａはその上面７の略全面にＷ（タングステン）やＭｏ（モリブデン）等からなるメタライズ層が本体１と同時焼成により形成され、表面にはＮｉ（ニッケル）鍍金が施されている。
【００１７】
なお、このような本体１は、従来のセラミック積層タイプのパッケージないし配線基板と同様に、所定のメタライズ（導体）ペーストを印刷（塗布）してなるセラミックの各グリーンシートを積層、熱圧着し、基板単位に切断し、同時焼成することで製造される。なお、この際、ロー付け面７ａを形成する部位のセラミックグリーンシートについては、内周突出部６をなす部分の上面７にもメタライズペーストが印刷される。
【００１８】
しかして、この本体１の焼成過程では、その下面５を下にして平面上におかれて焼成されるが、このとき、内周突出部６はオーバーハング状態とならないから、焼成過程で、その部位が自重で垂れ下がり変形を起こすことはない。したがってその上面７の平面性が損なわれない所望とするパッケージ本体１を得ることができる。なお、このような本体１は、その後、ロー付け面７ａやボンディングパッドをなすメタライズ層などにＮｉ鍍金及びＡｕ鍍金がなされる。
【００１９】
さて、図３及び図４は、前記の本体１にロー付けされる放熱部材３１を示すものであり、本例では、銅タングステン（溶浸材）から形成され、その全表面にＮｉ鍍金が施されている。このものは、平面視、略正方形で一定厚さの平板状をなしている。ただし、その外周面３２のうち、その下面３３より所定の高さＨ上方の上面３４寄り部位には、その外周に沿って一定厚さ、一定の突出量（幅）で外向に突出されてなる外周突出部３５を備えている。なお、この高さＨは、本体１の貫通孔４における内周突出部６の厚さＴと略同じに設定されており、またその外周突出部３５の下面３６は平面に形成されている。もっとも、この高さＨは、本体１のロー付け面７ａ上のメタライズ層、鍍金及びロー材についても各々微小ながら厚みがあるから、正確にはそれらの厚み分、内周突出部６の厚さＴよりも高く設定される。
【００２０】
そして、図５に示したように、このような放熱部材３１をその外周突出部３５側が上となるようにして本体１の貫通孔４内にその上面２側から嵌挿した際には次のようである。すなわち、放熱部材３１は、この外周突出部３５を含む上面３４寄り部位が、本体１の貫通孔４における内周突出部６の上面７上に載置状とされ、貫通孔４に対して隙間嵌め状態となっている。また、その下面３３寄り部位が内周突出部６の内周面６ａの内側に隙間嵌め状態となり、貫通孔４内に配置されるように構成されている。このような状態の下、本体１の貫通孔４に対して放熱部材３１がロー付けされる際には、貫通孔４における内周突出部６の上面７と放熱部材３１における外周突出部３５の下面（平坦面）３６に所定の例えば銀ロー（プリフォーム）を配置してリフローすることで両者がロー付けされ、封止される。
【００２１】
かくして、構成された放熱部材３１付きのパッケージ５１は、同図に示されるように本体１の下面５及び放熱部材３１のなす下面３３が面一であり、パッケージ５１としての下面全体の平面性が確保される。そして、このようなパッケージ５１においては、本体１の内周突出部６に垂れ下がり変形もないから、封止性能の低下を招くこともない。その上、放熱部材３１は同図に示されるように貫通孔４内に配置されている体積分だけすみ、したがってその小形化が図られる分、コストの低減にも寄与できる。そして、パッケージ５１の下面が所定のコーポラナリティをなすように、ロー付け後、本体１及び放熱部材３１の下面を研磨仕上げすることでよい。
【００２２】
なお、このようなパッケージ５１は、放熱部材３１のロー付け後、腐食防止等のため、放熱部材３１のダイアタッチ面（上面３４）及び下面３３の及び本体１のボンディングパッド、ピン等の入出力端子（図示せず）等にＮｉ鍍金及びＡｕ（金）鍍金が施され、下面全体が平面をなすパッケージの完成品となる。因みに、パッケージ５１の下面の全体にスパッタリングなどにより金属層（膜）を形成し、本体１の外周面（側面）に形成されるキャスタレーション（図示せず）との導通を確保する場合には、その金属層の形成後にＮｉ鍍金及びＡｕ鍍金を施せばよい。かくして完成されたパッケージは、放熱部材３１の上面（ダイアタッチ面）３４に、後工程で図示しない集積回路チップなどがロー材（Ａｕ−Ｓｎ等）でロー付けされ、その後においてワイヤボンディングされ、図示しないリッドが被せられ隆起部３上にてハンダ付けにより封止される。
【００２３】
上記形態では、本体１の内周突出部６は本体１の下面５を形成するセラミック層２１から上に３層分のセラミック層２１〜２３で形成したが、前記もしたようにこの数は、本体の厚さやセラミック層の数などに応じて設計すればよく、２層、或いは４層以上とすることもできる。さらに、図６に示したように、貫通孔４の内周面４ａのうち、本体１の下面５を形成する１セラミック層２１の部位だけをその貫通孔４の内周に沿って内向きに突出させて内周突出部６とし、その内周突出部６の上面７を放熱部材のロー付け用のロー付け面としてもオーバーハング状態とならない。したがって、これに同図中に２点鎖線で示したように放熱部材３１をロー付けした場合も含め、前例と同様の作用、効果のあることは明らかであり、したがって、同一の部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２４】
本発明における本体及びこれを含むパッケージは、セラミック積層タイプで、上下に貫通する貫通孔を備え、これを閉塞する形で放熱部材がロー付けされるものであれば具体化でき、貫通孔の平面形状も含め、前記した形状、構造さらには材質のものにかかわらず、ＰＧＡ（ピングリッドアレイ）、ＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）などの各種のものに適用できる。また放熱部材についても、上記の形状のものに限定されるものではないし、その材質についても公知の銅モリブデン（溶浸材）としたり銅−モリブブン−銅などのクラッド材とするなどしても具体化できる。また、外周突出部の厚さについては、本体の貫通孔における内周突出部の上面（ロー付け面）にロー付けした際にパッケージの下面が平坦になるように、本体の内周突出部の厚さに合わせて適宜の厚さに設計すればよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るパッケージによれば、そのパッケージ本体における放熱部材のロー付け面が、その貫通孔の内周に沿ってオーバーハング状態となることなく突出された内周突出部の上面であることから、本体の焼成過程においてその部位が垂れ下がり変形を起こすことがない。
【００２６】
そして、本発明に係るパッケージによれば、放熱部材のロー付けに伴う封止性能の低下もない。その上、放熱部材の大型化によるコストアップや装置全体の大型化を招くこともなく、下面の全体に高度の平面性が保持された電子部品用パッケージとなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパッケージ本体を具体化した実施形態例の中央縦断面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】パッケージ本体にロー付けされる放熱部材を外周面側からみた図。
【図４】図３の放熱部材の平面図。
【図５】図１のパッケージ本体に図３の放熱部材をロー付けしてなるパッケージの中央縦断面図。
【図６】本発明に係るパッケージ本体を具体化した別の実施形態例の中央縦断面図。
【図７】従来のヒートスラグ型のパッケージの一例を示す縦断面図。
【図８】従来のヒートスラグ型のパッケージを改良して問題点を一部解消したパッケージ構造の中央縦断面図。
【符号の説明】
１  本体
２  本体の上面
４  貫通孔
４ａ  貫通孔の内周面
５  本体の下面
６  内周突出部
７  内周突出部の上面
７ａ  ロー付け面
２１  本体の下面を形成するセラミック層
３１  放熱部材
３２  該放熱部材の外周面
３３  放熱部材の下面
３３  放熱部材の上面
３５  外周突出部
３６  突出部の下面
５１  電子部品用パッケージ
Ｔ  内周突出部の厚さ
Ｈ  放熱部材の下面から外周突出部の下面までの高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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