(57)【要約】【課題】放熱性と気密性に優れた半導体用気密端子を提供することである。【解決手段】ベース１は熱伝導性に優れた金属材料として例えば熱膨張係数が１６６×１０-7／℃無酸素銅からなり、所定の位置に半導体素子（図示せず）を搭載する素子搭載部１ａと貫通孔２が設けられ、素子搭載部１ａはベース１と一体成形されている。貫通孔２には耐熱性、耐薬品性に優れる熱膨張係数が９５×１０-7／℃の封着ガラス３を介して、熱膨張係数が５０×１０-7／℃の鉄−ニッケル−コバルト合金からなるリード４が気密的、絶縁的に封着され気密端子５を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有したベースと、前記貫通孔に挿通されガラスを介して封着されたリードとからなり、前記ベースの熱膨張係数に比べ前記ガラスの熱膨張係数が小であり、前記ガラスの熱膨張係数に比べ前記リードの熱膨張係数が小であることを特徴とする半導体装置用気密端子において、前記ベースが銅または銅合金からなり、前記ガラスがソーダバリウムガラスからなり、前記リードが鉄−ニッケル−コバルト合金からなる、半導体装置用気密端子。
【請求項２】
前記ベースが銅または銅合金を含むクラッド材からなり、前記ガラスがソーダバリウムガラスからなり、前記リードが鉄−ニッケル−コバルト合金からなる、請求項１記載の半導体装置用気密端子。
【請求項３】
前記ベース主面に一体形成され半導体素子が搭載される素子搭載部が立設された、請求項１または２記載の半導体装置用気密端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置用気密端子に関するものであり、特に高出力で放熱特性が必要とされる半導体素子が搭載される気密端子に有用である。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置用気密端子としては、搭載する半導体素子の高出力化に伴い半導体素子の動作時の発熱エネルギーが増加し、発生する熱をパッケージを通して効率よく外部に放熱することが要求されている。そのため、パッケージを構成する気密端子に熱伝導性に優れた材質を適用しているものがある（例えば、特許文献１参照）。図２（ａ）は従来の半導体用パッケージに用いられる気密端子を示した斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＹ−Ｙ’線に沿った断面図である。
【０００３】
図２（ａ）、（ｂ）において、熱伝導性に優れた熱膨張係数が１６６×１０-7／℃の無酸素銅からなる外周金属ベース１０１に設けられた貫通孔１０２に、熱膨張係数が１３０×１０-7／℃のガラス層１０３と、ガラス層１０３の上下を貫通して封着された熱膨張係数が９８×１０-7／℃の鉄ニッケル合金からなるリード端子１０４とで気密端子１０５が構成されている。気密端子１０５は、外周金属ベース１０１よりガラス層１０３の熱膨張係数が低く、ガラス層１０３よりリード端子１０４の熱膨張係数が低くなるよう構成し、放熱性を向上した気密端子１０５としている。さらに図示しないが、ガラス層１０３の最表層に高軟化点・高強度のセラミックガラスを積層させることでクラックを防止する構成を採るものがあった。
【特許文献１】特開２００１−３２６００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した特許文献１に記載の従来の半導体装置用気密端子は、外周金属ベース１０１、ガラス層１０３、リード端子１０４の熱膨張係数の関係が、外周金属ベース１０１からリード端子１０４の中心に向かって熱膨張係数を順次低くする構成を採り、ガラス封着の際に外周金属ベース１０１からガラス層１０３に対して圧縮応力が働くことで気密性を得るという圧縮封着体の構成を採用している。熱伝導性に優れた外周金属ベース１０１を採用しているため、例えば、無酸素銅の熱膨張係数が１６６×１０-7／℃であり、熱膨張による膨張収縮の変化が大きく、ガラス表面から内部に至るクラックと称される割れや亀裂が発生する。また、ガラスクラックは経時的に進行し気密性が低下することやリード端子１０４とガラスとの接着力が低下し、リード端子１０４が脱落したり、腐蝕などにより強度不足になるという問題がある。
【０００５】
また、ガラスクラックの解決手段としてガラス層１０３の最表層に高軟化点・高強度のセラミックガラスを積層させることでクラックを防止することが開示されている。
【０００６】
しかしながら、厚み方向に異種のガラスを積層することもしくは成分比を傾斜させたガラスを用いるため、ガラス層１０３の加工が煩雑となり、材料および製造のコストアップに繋がる。さらに、見かけ上ガラス表面にクラックは発生していないが、ガラス層１０３とセラミックガラスとの間には熱膨張係数の差が著しいため、その界面すなわちガラス層１０３内部でクラックが発生するということが新たな問題となる。ガラス層１０３内部発生したクラックには、空気やガスなどの不純物が内包されることになるため、後工程での加熱冷却により不純物が膨張収縮することで経時的なクラックの進行が加速されることになる。
【０００７】
また、熱膨張係数が１６６×１０-7／℃の無酸素銅からなる外周金属ベース１０１と、熱膨張係数が１３０×１０-7／℃のガラス層１０３と、ガラス層１０３の上下を貫通して封着された熱膨張係数が９８×１０-7／℃の鉄ニッケル合金からなるリード端子１０４であり、部材間の膨張係数差が少なく圧縮力が小さい。
【０００８】
さらに、外周金属ベース１０１からガラス層１０３に対して働く圧縮力は、外周金属ベース１０１の硬度がより緩和されたことで、十分な圧縮力を確保出来ずにガラス脱落、リード端子１０４が脱落、腐蝕などの強度不足などが発生することになる。
【０００９】
本発明は従来の課題を解決するものであり、放熱性と気密性に優れた半導体用気密端子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置用気密端子は、貫通孔を有したベースと、貫通孔に挿通されガラスを介して封着されたリードとからなり、ベースの熱膨張係数に比べガラスの熱膨張係数が小であり、ガラスの熱膨張係数に比べリードの熱膨張係数が小であり、ベースが銅または銅合金からなり、ガラスが熱膨張係数α９５×１０-7／℃程度のソーダバリウムガラスからなり、リードが鉄−ニッケル−コバルト合金からなる。
【００１１】
また、ベースが銅または銅合金を含むクラッド材からなる。
【００１２】
さらに、ベース主面に一体形成され半導体素子が搭載される素子搭載部が立設されたものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明によれば、銅または銅合金または銅を用いたクラッド材でベースを形成し、ソーダバリウムガラスからなる軟質ガラスで封着ガラスを形成し、鉄−ニッケル−コバルト合金でリードを形成し、一の材料で構成することにより、気密性と放熱性に優れる半導体装置用気密端子を低価格で提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１（ａ）は本実施の形態の半導体装置用気密端子の斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。
【００１６】
図１（ａ）、（ｂ）において、ベース１は熱伝導性に優れた金属材料として無酸素銅からなり、所定の位置に半導体素子（図示せず）を搭載する素子搭載部１ａと貫通孔２が設けられている。素子搭載部１ａはベース１と一体成形されている。貫通孔２には耐熱性、耐薬品性に優れるソーダバリウムガラスからなる封着ガラス３を介して、折り曲げ強度などに優れた鉄−ニッケル−コバルト合金からなるリード４が気密的、絶縁的に封着され気密端子５を構成している。
【００１７】
このとき、ベース１の無酸素銅の熱膨張係数は１６６×１０-7／℃であり、封着ガラス３の熱膨張係数は９５×１０-7／℃であり、リード４の鉄−ニッケル−コバルト合金の熱膨張係数は５０×１０-7／℃であり、ベース１と封着ガラス３とリード４との熱膨張係数差を順次小さく段階的に構成している。
【００１８】
かかる構成によれば、ベース１の膨張係数とリード４の膨張係数の中間を取るように封着ガラス３の膨張係数を構成させることで、ベース１と封着ガラス３とリード４との熱膨張係数差が段階的に構成されることになり、ベース１の圧縮応力が緩和され、リード４を中心とするベース１による圧縮応力による放射状に発生するガラスクラックを防止することが出来る。さらに、無酸素銅からなるベース１のビッカース硬度は４０ＨＶから５０ＨＶであり、ベース１から封着ガラス３に対して働く圧縮力はベース１の硬度により緩和されて、ガラスクラックが発生することなく優れた気密性をえることができる所定の圧縮力を加えることが可能となり、ガラスクラックが発生することなく優れた気密性と放熱性を得ることができる。
【００１９】
以上、本発明による半導体装置用気密端子について説明したが、上述した構成は本発明の技術思想に逸脱しない限り適宜に変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は半導体装置用気密端子に関するものであり、特に高出力で放熱特性が必要とされる半導体素子が搭載される気密端子等に有用であり、放熱性に加え気密性が必要とされる光半導体装置用気密端子等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１における半導体装置用気密端子の斜視図であり、（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ’線に沿った断面図
【図２】（ａ）は従来の半導体装置用気密端子の斜視図であり、（ｂ）は図２（ａ）のＹ−Ｙ’線に沿った断面図
【符号の説明】
【００２２】
１  ベース
１ａ  素子搭載部
２  貫通孔
３  封着ガラス
４  リード
５  気密端子
１０１  外周金属ベース
１０２  貫通孔
１０３  ガラス層
１０４  リード端子
１０５  気密端子
【図１】
2008124212.tif 000003
【図２】
2008124212.tif 000004