(57)【要約】【課題】モリブデン板が二枚の銅板の間に挟まれて一体化されていると共に、放熱性が向上されたパッケージ用ベースを提供する。【解決手段】半導体装置に用いられるパッケージ本体１０が搭載されるパッケージ用ベース３０において、該パッケージ本体１０よりも大面積に形成されたパッケージ用ベース３０が、パッケージ本体１０との熱膨張率等のマッチングが図られるように、パッケージ本体１０が搭載される位置に配設された、パッケージ本体１０と実質的に等しい大きさのモリブデン板３０ｃが、銅板３０ａ，３０ｂの間に挟み込まれて成る複合板であって、モリブデン板３０ｃは、その全周が銅板３０ａ，３０ｂに囲まれるように、銅板３０ａに形成された凹部３４内に収容された状態で、凹部３４の開口部が銅板３０ｂによって閉じられていると共に、銅板３０ａ，３０ｂ及びモリブデン板３０ｃが銀ろう等の金属ろう材で一体化され、且つ前記複合板の外周縁とモリブデン板３０ｃの外周縁との間が、銅板３０ａのみによって形成されていることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置に用いられるパッケージ本体が搭載されるパッケージ用ベースにおいて、
該パッケージ本体よりも大面積に形成されたパッケージ用ベースが、前記パッケージ本体との熱膨張率等のマッチングが図られるように、前記パッケージ本体が搭載される位置に配設された、前記パッケージ本体と実質的に等しい大きさのモリブデン板が、二枚の銅板の間に挟み込まれて成る複合板であって、
前記モリブデン板は、その全周が銅板に囲まれるように、前記銅板の少なくとも一方に形成された凹部内に収容された状態で、前記凹部の開口部が他方の銅板によって閉じられていると共に、前記二枚の銅板及びモリブデン板が銀ろう等の金属ろう材で一体化され、
且つ前記複合板の外周縁とモリブデン板の外周縁との間が、銅板のみによって形成されていることを特徴とするパッケージ用ベース。
【請求項２】
二枚の銅板の各々に、モリブデン板の一部を収容する凹部が形成され、前記銅板の一方の凹部に一部が収容されたモリブデン板の残部が、他方の銅板の凹部に収容されている請求項１記載のパッケージ用ベース。
【請求項３】
モリブデン板が収容される凹部が一面側に開口する銅板の他面側に、前記凹部に対応する位置に電子部品が搭載される搭載部が突出部に形成されている請求項１記載のパッケージ用ベース。
【請求項４】
複合板の外周縁とモリブデン板の外周縁との間に、ネジが挿入されるネジ挿入部が形成されている請求項１〜３のいずれか一項記載のパッケージ用ベース。
【請求項５】
半導体装置に用いられるパッケージ本体が搭載される、二枚の銅板間にモリブデン板が挟み込まれて一体化されたパッケージ用ベースを製造する際に、
該パッケージ本体よりも大面積の銅板のパッケージ本体を搭載する位置に、前記パッケージ本体と実質的に等しい大きさの凹部を形成した後、前記凹部内にモリブデン板を挿入し、
次いで、前記凹部の開口部を他の銅板で閉じた後、前記モリブデン板及び二枚の銅板を銀ろう等の金属ろう材で一体化して複合板とすることを特徴とするパッケージ用ベースの製造方法。
【請求項６】
二枚の銅板の各々に、モリブデン板の一部を収容する凹部を形成し、前記銅板の一方の凹部に一部を収容したモリブデン板の残部を、他方の銅板の凹部に収容する請求項５記載のパッケージ用ベースの製造方法。
【請求項７】
モリブデン板を収容する凹部を一面側に開口する銅板の他面側に、前記凹部に対応する位置にパッケージ本体を搭載する搭載部を突出部に形成する請求項５記載のパッケージ用ベースの製造方法。
【請求項８】
複合板の外周縁とモリブデン板の外周縁との間に、ネジが挿入されるネジ挿入部を形成する請求項５〜７のいずれか一項記載のパッケージ用ベースの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれか一項記載のパッケージ用ベースを構成する銅板の一方のモリブデン板に対応する部分の面に、パッケージ本体が搭載されていることを特徴とする半導体装置用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパッケージ用ベース及びその製造方法、半導体装置用パッケージに関し、更に詳細には半導体装置に用いられるパッケージ本体が搭載されるパッケージ用ベース及びその製造方法、及び前記パッケージ用ベースにパッケージ本体が搭載された半導体装置用パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７（ａ）（ｂ）に示す光半導体装置を構成する、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）等の金属から成るパッケージ本体１０には、搭載された光半導体素子の端子と電気的に接続されるリード１２，１２・・の端部が固着されたセラミック製の端子本体１４と、レンズを具備するウィンドパイプ１６とが装着されている。
かかるパッケージ本体１０は、ベース１００に銀ろう材等の金属ろう材によって固着されており、ベース１００に形成されたネジ孔１０２，１０２・・の各々に挿通されたネジ２２によって基板２０に螺着されている。
通常、パッケージ本体１０と基板２０とは、その熱膨張係数が相違するため、熱が加えられたとき、光半導体装置にクラックが発生するおそれがある。
このため、下記特許文献１では、モリブデン板が二枚の銅板間に挟まれて成る複合ベースを用い、パッケージ本体１０と基板２０との熱膨張係数の相違を緩和し、クラックの発生を防止することが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１３５７６０号公報（特許請求の範囲、図３、図４）
【０００４】
この特許文献１で提案されているベースが装着された半導体装置用パッケージを図７（ａ）（ｂ）に示す。図７（ａ）（ｂ）に示すベース１００は、モリブデン板１００ａが二枚の銅板１００ｂ，１００ｃの間に挟まれて一体化された複合ベースである。かかるベース１００を構成するモリブデン板１００ａ及びパッケージ本体１０と当接する銅板１００ｂは、パッケージ本体１０と略同一面積に形成されている。
一方、基板２０と当接する銅板１００ｃでは、モリブデン板１００ａ及び銅板１００ｂよりも延出されている部分に、ネジ孔１０２，１０２・・が形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７（ａ）（ｂ）に示すベース１００によれば、基板２０にベース１００をネジ２２，２２・・によって螺着した際に、ネジ２２，２２・・が挿入されるネジ孔１０２，１０２・・はモリブデン板１００ａの外周縁よりも外側に位置しているため、ネジ２２，２２・・の締付力によってモリブデン板１００ａが変形することに因る、ウィンドパイプ１６の光軸ズレを防止できる。
しかし、図７（ａ）（ｂ）に示すベース１００では、その放熱性が低下することが判明した。
そこで、本発明の課題は、モリブデン板が二枚の銅板の間に挟まれて一体化されていると共に、放熱性が向上されたパッケージ用ベース及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を達成すべく検討を重ねた結果、モリブデン板を二枚の銅板の間に挟んで一体化した複合板として、モリブデン板を複合板よりも小面積で且つ搭載するパッケージ本体と同一面積とし、複合板の外周縁とモリブデン板の外周縁との間を銅板のみによって形成した複合板を、パッケージ用ベースに用いることによって、パッケージ用ベースの放熱性を向上することを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、半導体装置に用いられるパッケージ本体が搭載されるパッケージ用ベースにおいて、該パッケージ本体よりも大面積に形成されたパッケージ用ベースが、前記パッケージ本体との熱膨張率等のマッチングが図られるように、前記パッケージ本体が搭載される位置に配設された、前記パッケージ本体と実質的に等しい大きさのモリブデン板が、二枚の銅板の間に挟み込まれて成る複合板であって、前記モリブデン板は、その全周が銅板に囲まれるように、前記銅板の少なくとも一方に形成された凹部内に収容された状態で、前記凹部の開口部が他方の銅板によって閉じられていると共に、前記二枚の銅板及びモリブデン板が銀ろう等の金属ろう材で一体化され、且つ前記複合板の外周縁とモリブデン板の外周縁との間が、銅板のみによって形成されていることを特徴とするパッケージ用ベースにある。
【０００７】
更に、本発明は、半導体装置に用いられるパッケージ本体が搭載される、二枚の銅板間にモリブデン板が挟み込まれて一体化されたパッケージ用ベースを製造する際に、該パッケージ本体よりも大面積の銅板のパッケージ本体を搭載する位置に、前記パッケージ本体と実質的に等しい大きさの凹部を形成した後、前記凹部内にモリブデン板を挿入し、次いで、前記凹部の開口部を他の銅板で閉じた後、前記モリブデン板及び二枚の銅板を銀ろう等の金属ろう材で一体化して複合板とすることを特徴とするパッケージ用ベースの製造方法でもある。
また、本発明は、前述したパッケージ用ベースを構成する銅板の一方のモリブデン板に対応する部分の面に、パッケージ本体が搭載されていることを特徴とする半導体装置用パッケージでもある。
【０００８】
かかる本発明において、二枚の銅板の各々に、モリブデン板の一部を収容する凹部を形成し、前記銅板の一方の凹部に一部を収容したモリブデン板の残部を、他方の銅板の凹部に収容することによって、或いはモリブデン板を収容する凹部を一面側に開口する銅板の他面側に、前記凹部に対応する位置にパッケージ本体を搭載する搭載部を突出部に形成することによって、銅板にプレス加工により容易に凹部を形成できる。
更に、複合板の外周縁とモリブデン板の外周縁との間に、ネジが挿入されるネジ挿入部を形成することによって、ネジ止め際に、ネジの締付力によってモリブデン板が変形することに因るベースの変形を防止できる。
【０００９】
モリブデン板の熱伝導率は１３８ｋ／Ｗｍ−１Ｋ−１（３００°Ｋ）であるのに対し、銅板の熱伝導率は３９８ｋ／Ｗｍ−１Ｋ−１（３００°Ｋ）である。この様に、モリブデン板の熱伝導率は銅板の熱伝導率の約１／２以下である。
このため、図７（ａ）（ｂ）に示すベース３０では、銅板１００ｂ，１００ｃとが切り離されており、モリブデン板１００ａが断熱材として作用し、その放熱性が低下する。
この点、本発明に係るパッケージ用ベースでは、モリブデン板の全周を銅板で囲み、且つ二枚の銅板とモリブデン板とから成る複合板の外周縁とモリブデン板の外周縁との間を銅板のみによって形成することによって、モリブデン板を挟み込む二枚の銅板は接続されている。
このため、パッケージ本体に搭載した半導体素子からの熱は、二枚の銅板のうち、パッケージ本体が搭載された銅板の一方から基板等に接する他方の銅板に迅速に伝熱される結果、本発明に係るパッケージ用ベースの放熱性を向上できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るパッケージ用ベースは、図７に示すパッケージ本体１０が搭載されるベースであって、その平面図を図１（ａ）に示す。図１（ａ）に示すベース３０を形成する、パッケージ本体１０よりも大面積の銅板３０ａには、パッケージ本体１０が搭載される面側に、パッケージ本体１０と実質的と同じ大きさの凹部３４が開口されている。
この凹部３４内には、図１（ａ）に示すＸ−Ｘ面での断面図である図１（ｂ）に示す様に、パッケージ本体１０と実質的と同じ大きさのモリブデン板３０ｃが挿入されており、凹部３４の開口部は、銅板３０ｂによって閉塞されている。
かかる銅板３０ａの外周縁と凹部３４の内壁面との間には、ベース３０を基板２０等にネジ止めするネジが挿入されるネジ挿入部として、切欠部３２，３２・・が形成されている。
この銅板３０ａ，３０ｂ及びモリブデン板３０ｃは、銀ろう材等の金属ろう材によって一体化されており、一枚のベース３０を形成している。
【００１１】
ベース３０には、図１（ａ），（ｂ）に示す様に、銅板３０ｂ上にパッケージ本体１０が搭載されており、パッケージ本体１０は銅板３０ｂを介してモリブデン板３０ｃ上に搭載されている。
この様に、パッケージ本体１０は、モリブデン板３０ｃが二枚の銅板３０ａ，３０ｂに挟み込まれて形成された複合板上に搭載されているため、パッケージ本体１０と基板２０との熱膨張率差を緩和できる。
また、モリブデン板３０ｃの熱伝導率は、銅板３０ａ，３０ｂに比較して劣るものの、銅板３０ａ，３０ｂは直接接合されているため、パッケージ本体１０に搭載された半導体素子からの熱は、銅板３０ｂから銅板３０ａに速やかに伝熱されて放熱される。
更に、図１（ａ）（ｂ）に示すベース３０では、ネジが挿入されるネジ挿入部としての切欠部３２，３２・・が形成されているため、切欠部３２，３２の間も銅板のみで形成されている。このため、銅板３０ａが基板２０と接触する接触面を広く取ることができ、放熱性を更に向上できる。
【００１２】
図１（ａ）（ｂ）に示すベース３０は、図２に示す様に、パッケージ本体１０と実質的と同じ大きさのモリブデン板３０ｃと銅板３０ｂとの各々に、銀ろう材等の金属ろう材をめっきによって付着した後、図３に示す様に、銅板３０ａの一面側に開口されているパッケージ本体１０と実質的と同じ大きさの凹部３４に挿入する。
かかる銅板３０ａには、図３に示す様に、ネジが挿入されるネジ挿入部としての切欠部３２，３２・・が形成されている。これらの凹部３４及び切欠部３２，３２・・は、一枚の銅板にプレス加工を施すことによって容易に形成できる。
次いで、銅板３０ａ，３０ｂの間にモリブデン板３０ｃを挟み込んだ状態で電気炉内で所定温度に加熱することによって、モリブデン板３０ｃ及び銅板３０ｂの各々に付着した銀ろう材等の金属ろう材が溶融し、銅板３０ａ，３０ｂ及びモリブデン板３０ｃを一体化してベース３０を得ることができる。
得られたベース１００の銅板３０ｂ上にパッケージ本体１０を搭載する際には、パッケージ本体１０の端面に、銀ろう材等の金属ろう材を付着させた後、銅板３０ｂ上に載置して所定温度で加熱処理することによって、ベース３０とパッケージ本体１０とが一体化された半導体装置用パッケージを得ることができる。
尚、得られた半導体装置用パッケージに搭載した半導体素子の電極端子と、パッケージ本体１０のセラミック製の端子本体１４に固着されたリード１２，１２・・の端部とをワイヤ等によってボンディングして電気的に接続した後、パッケージ本体１０の開口部を蓋体で覆い封止することによって、半導体装置を得ることができる。
【００１３】
図１〜図３に示すベース３０では、銅板３０ｂ上にパッケージ本体１０を搭載していたが、図４に示す様に、銅板３０ａ上にパッケージ本体１０を搭載してもよい。
また、図１〜図５に示すベース３０は、銅板３０ａの一面側に開口されている凹部３４に、モリブデン板３０ｃと銅板３０ｂとを挿入して形成したが、図５に示す様に、同一大きさの二枚の銅板３０ａ，３０ｂの各々に、モリブデン板３０ｃの一部を収容する凹部を形成し、銅板３０ａの凹部に一部を収容したモリブデン板３０ｃの残部を、銅板３０ｂに形成した凹部に収容して、ベース３０を形成してもよい。この様に、銅板３０ａ，３０ｂの各々に凹部を形成することによって、銅板３０ａのみに凹部を形成する場合に比較して、形成する凹部の深さを浅くでき、プレス加工で容易に凹部を形成できる。
更に、図６に示す様に、モリブデン板３０ｃを収容する凹部を一面側に開口する銅板３０ａの他面側に、この凹部に対応する位置にパッケージ本体１０を搭載する搭載部を突出部３６に形成してもよい。この様に、銅板３０ａの他面側に凹部に対応する部分を突出することによっても、銅板３０ａにプレス加工で容易に凹部を形成できる。
【００１４】
図１〜図６に示すベース３０では、パッケージ本体１０と基板２０との熱膨張率差を緩和し得る熱膨張率とすべく、モリブデン板３０ｃの厚さを凹部の深さを調整して変更してもよく、モリブデン板３０ｃの厚さを変更する際には、銅板３０ｂの厚さも調整することが好ましい。
また、ネジが挿入されるネジ挿入部として、切欠部３２，３２・・に代えて、図７（ｂ）に示すネジ孔１０２，１０２・・を形成してもよい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、モリブデン板が二枚の銅板の間に挟まれて一体化されていると共に、放熱性が向上されたパッケージ用ベースを提供できる結果、最終的に得られた半導体装置の放熱性を向上でき、半導体装置の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るベースの一例を示す平面図及び断面図である。
【図２】図１に示すベースの製造方法を説明するための説明図である。
【図３】図２に示す銅板３０ａの平面図である。
【図４】本発明に係るベースの他の例を示す断面図である。
【図５】本発明に係るベースの他の例を示す断面図である。
【図６】本発明に係るベースの他の例を示す断面図である。
【図７】従来のベースが装着された半導体装置の側面図及び平面図である。
【符号の説明】
１０  パッケージ本体
２０  基板
２２  ネジ
３０  ベース
３０ａ，３０ｂ        銅板
３０ｃ  モリブデン板
３２  切欠部
３４  凹部
３６  突出部
【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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