(57)【要約】【課題】  リード端子をベース部材に確実に封着することができる半導体装置用パッケージとその製造方法を提供する【解決手段】  半導体装置用パッケージ１００は、貫通孔が形成されたベース部材４と、貫通孔に挿通されたリード端子８と、リード端子８とベース部材４とを接着するために形成された封着ガラス７と、半導体素子を搭載するためにベース部材４の上面に形成された半導体素子搭載部材９とを具備しており、ベース部材４は、単一の材料によって形成されている。【選択図】  図３
2005150538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔が形成されたベース部材と、
前記貫通孔に挿通されたリード端子と、
前記リード端子と前記ベース部材とを接着するために形成された接着手段と、
半導体素子を搭載するために前記ベース部材の上面に形成された半導体素子搭載部材とを具備しており、
前記ベース部材は、単一の材料によって形成されていることを特徴とする半導体装置用パッケージ。
【請求項２】
前記ベース部材と前記半導体素子搭載部材とは、互いに異なる金属材料によって一体に形成されている、請求項１記載の半導体装置用パッケージ。
【請求項３】
前記半導体素子搭載部材は、前記ベース部材の上面の一部に形成されており、
前記ベース部材の上面の他の一部には、キャップを溶接するためのキャップ溶接面が配置されている、請求項１記載の半導体装置用パッケージ。
【請求項４】
前記接着手段は、前記貫通孔に形成されている、請求項１記載の半導体装置用パッケージ。
【請求項５】
前記ベース部材は、鉄および鉄−ニッケル合金から選ばれる少なくとも１つを含んでおり、
前記半導体素子搭載部材は、銅および銅合金から選ばれる１つを含んでいる、請求項１に記載の半導体装置用パッケージ。
【請求項６】
第一の金属板材の上に第二の金属板材を接着する工程と、
前記第一の金属板材の一部が露出して溶接面を形成するように前記第二の金属板材を加工して前記第一の金属板材の他の一部の上に半導体素子搭載部を形成する工程と、
前記第一の金属板材に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔に絶縁体によりリード端子を接着する工程とを包含することを特徴とする半導体装置用パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放熱特性および抵抗溶接性に優れた半導体装置用パッケージとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置用パッケージとその製造方法としては、半導体素子搭載部を熱伝導性に優れた銅で形成し、溶接面は溶接性に優れた鉄などを設けているものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、前記特許文献１に記載された従来の半導体装置用パッケージ９０の外観を示す斜視図であり、図７は図６のＸ２−Ｘ２’線に沿った断面図であり、図８は図６のＹ２−Ｙ２’線に沿った断面図である。
【０００４】
図６、図７および図８を参照すると、半導体素子（図示せず）が動作するときに発生する熱を速やかに放熱するために、従来の半導体装置用パッケージ９０は、鉄からなる第一の金属材１０１の上に、銅からなる第二の金属材１０２が接着され、鉄からなる第三の金属材１０３が接着されたベース部材１０４の上面に半導体素子搭載部１０９が一体的に形成されている。
【０００５】
半導体素子（図示せず）を半導体素子搭載部１０９に搭載した後、キャップ（図示せず）を溶接するベース部材１０４の上面の環状溶接面１０５と半導体素子搭載部１０９の上面とには第三の金属材１０３が露出し、半導体素子搭載部１０９の半導体素子搭載面は第二の金属材１０２が露出している。
【０００６】
ベース部材１０４の下面にはアースリード１１０が抵抗溶接されている。ベース部材１０４に貫通孔１０６を形成し、封着ガラス１０７を介してリード端子１０８が気密性および絶縁性を保持するように封着されて半導体装置用パッケージ９０が構成されている。
【０００７】
つぎに、従来の半導体装置用パッケージ９０の製造方法は、第一の金属材１０１の上に、第二の金属材１０２を接着し、第三の金属材１０３を接着したクラッドメタル材を成型金型により成型して半導体素子搭載部１０９をクラッドメタル材と一体的に形成した後、成型金型を用いてリード端子１０８を挿通する貫通孔１０６を形成しベース部材１０４を構成していた。
【０００８】
そして、リード端子１０８と封着ガラス１０７とを貫通孔１０６に挿入した後、全体を加熱して封着ガラス１０７を溶融させベース部材１０４とリード端子１０８とを封着していた。
【特許文献１】特開２００１−１３５７４５号公報（第９頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記従来の構成では、気密性を確保するために第一の金属材１０１と封着ガラス１０７とリード端子１０８との熱膨張係数の差を利用した圧縮封着法によりリード端子１０８をベース部材１０４に封着することになる。この圧縮封着法については従来から用いられているので説明は省略する。
【００１０】
しかしながら、このような前記従来の構成では、圧縮封着の作用が生じている箇所は第一の金属材１０１の貫通孔部１０６ａであり、さらにその貫通孔部１０６ａにおいて第二の金属材１０２にダレが形成されるために圧縮封着法が機能しないという問題がある。
【００１１】
また、前述した特許文献１ではダレが形成されることを防ぐために、貫通孔１０６を形成する際、台錐形の成型金型（ポンチ）で一次加工したのち、円筒形の成型金型（ポンチ）で二次加工を行いという煩雑な製造方法をとらざるを得ないという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、リード端子をベース部材に確実に封着することができる半導体装置用パッケージとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る半導体装置用パッケージは、貫通孔が形成されたベース部材と、前記貫通孔に挿通されたリード端子と、前記リード端子と前記ベース部材とを接着するために形成された接着手段と、半導体素子を搭載するために前記ベース部材の上面に形成された半導体素子搭載部材とを具備しており、前記ベース部材は、単一の材料によって形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る半導体装置用パッケージの製造方法は、第一の金属板材の上に第二の金属板材を接着する工程と、前記第一の金属板材の一部が露出して溶接面を形成するように前記第二の金属板材を加工して前記第一の金属板材の他の一部の上に半導体素子搭載部を形成する工程と、前記第一の金属板材に貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に絶縁体によりリード端子を接着する工程とを包含することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、リード端子をベース部材に確実に封着することができる半導体装置用パッケージとその製造方法を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】
【００１６】
本実施の形態に係る半導体装置用パッケージにおいては、リード端子が挿通される貫通孔が形成されたベース部材が、単一の材料によって形成されている。このため、リード端子が挿通される貫通孔にダレが形成されない。その結果、リード端子をベース部材に確実に封着することができる半導体装置用パッケージを提供することができる。
【００１７】
この実施の形態では、前記ベース部材と前記半導体素子搭載部材とは、互いに異なる金属材料によって一体に形成されていることが好ましい。封着性に優れる材料によってベース部材を構成し、熱伝導性に優れる材料によって半導体素子搭載部材を構成することができるからである。
【００１８】
前記半導体素子搭載部材は、前記ベース部材の上面の一部に形成されており、前記ベース部材の上面の他の一部には、キャップを溶接するためのキャップ溶接面が配置されていることが好ましい。キャップの溶接性を向上させることができるからである。
【００１９】
前記接着手段は、前記貫通孔に形成されていることが好ましい。リード端子をベース部材により確実に封着するためである。
【００２０】
前記ベース部材は、鉄および鉄−ニッケル合金から選ばれる少なくとも１つを含んでおり、前記半導体素子搭載部材は、銅および銅合金から選ばれる１つを含んでいることが好ましい。鉄および鉄−ニッケル合金は封着性に優れており、銅および銅合金は熱伝導性に優れているからである。
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る半導体装置用パッケージ１００の外観を示す斜視図であり、図２は図１のＸ−Ｘ’線に沿った断面図であり、図３は図１のＹ−Ｙ’線に沿った断面図である。
【００２３】
半導体装置用パッケージ１００は、略円板形状をしたベース部材４を備えている。ベース部材４は、鉄および鉄−ニッケル合金から選ばれる１つを含んでいおり、単一の材料によって形成されている。ベース部材４には、２個の貫通孔６が所定の間隔を空けて垂直方向に沿って形成されている。各貫通孔６には、リード端子８が封着ガラス７を介して挿通されている。封着ガラス７は、リード端子８とベース部材４の貫通孔６の内面とを接着している。
【００２４】
ベース部材４の上面の一部には、図示しない半導体素子を搭載するための略直方体形状をした半導体素子搭載部材９がベース部材４と一体に形成されている。半導体素子搭載部材９は、銅および銅合金から選ばれる少なくとも１つを含んでいる。このように、ベース部材４と半導体素子搭載部材９とは、互いに異なる金属材料によって一体に形成されている。
【００２５】
ベース部材４の上面の他の一部には、図示しないキャップを溶接するためのキャップ環状溶接面５が配置されている。ベース部材４の下面には、抵抗溶接により導通接着されたアースリード端子１０が、半導体素子搭載部材９と対向するように設けられている。
【００２６】
二種類の異なる金属を圧着や溶接などの方法で一体に形成したベース部材４および半導体素子搭載部材９は、半導体装置用パッケージ１００が必要とする気密性、放熱特性および溶接性の機能を満たす必要がある。このため、半導体素子搭載部材９は銅または銅合金によって構成されており、ベース部材４は鉄または鉄−ニッケル合金によって構成されている。
【００２７】
このようにベース部材４に形成された貫通孔６にリード端子８が挿通され、封着ガラス７を介して気密封着されており、ベース部材４は鉄または鉄−ニッケル合金によって構成されており、半導体素子搭載部９は銅または銅合金によって構成されている。これは、貫通孔６を形成するベース部材４を単一の金属材料によって構成することで、貫通孔６内に金属材料のダレが発生することを防ぐものであり、このように構成すると、ベース部材４とリード端子８との気密封着性が向上する。また、ベース部材４の上面は鉄または鉄−ニッケル合金が露出した状態であるため、環状溶接面５にキャップ（図示せず）を溶接する溶接性に優れる。さらに、半導体素子搭載部１１を銅または銅合金によってベース部材４と一体に形成することで半導体素子（図示せず）が動作するときに発生する熱を速やかに放熱する放熱特性に優れる。
【００２８】
図示しないが、半導体装置用パッケージ１００の表面には、半導体素子（図示せず）の実装やワイヤボンディングが実施されることを考慮してニッケルや金の機能めっきが施されている。
【００２９】
このように構成された半導体装置用パッケージ１００は、以下のようにして製造される。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、本実施の形態に係る半導体装置用パッケージ１００の製造方法を説明するための図１に示すＸ−Ｘ’線に沿った断面図であり、図５（ａ）〜図５（ｄ）は、半導体装置用パッケージ１００の製造方法を説明するための図１に示すＹ−Ｙ’線に沿った断面図である。
【００３０】
まず図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、第一の金属材１の上に第二の金属材２を接着したクラッドメタル材１１を形成する。第一の金属材１は、銅または銅合金によって構成されており、第二の金属材２は鉄または鉄−ニッケル合金によって構成されている。
【００３１】
次に図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、第一の金属材１および第二の金属材２を鍛造加工してベース部材４とベース部材４の上にベース部材４と一体に半導体素子搭載部９を立設形成加工する。半導体素子搭載部９は熱伝導に優れた第一の金属材１によって形成され、ベース部材４は圧縮封着に適した第二の金属材２によって形成される。
【００３２】
そして図４（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、ベース部材４に成型金型を用いて垂直方向に沿って貫通する２個の貫通孔６を形成する。このとき、貫通孔６を形成するベース部材４が第二の金属材２のみによって構成されていることから、図８を参照して前述した従来技術のように金属材料のダレが貫通孔６内に発生することがない。成型金型を用いて加工しているので、大量生産に適し製造コストを抑えることができる。
【００３３】
その後図４（ｄ）および図５（ｄ）に示すように、ベース部材４の半導体素子搭載部９が形成された相対面にアースリード１０を抵抗溶接する。
【００３４】
そして図２および図３に示すように、ベース部材４の貫通孔６にリード端子８と封着ガラス７とを挿入し、全体を封着ガラス７が溶融する温度（℃）にまで加熱した後、常温まで冷却する圧縮封着を行う。以上により、半導体装置用パッケージ１００が完成する。
【００３５】
なお、本実施の形態に係る半導体装置用パッケージの製造方法では、ベース部材４とリード端子８との封着を圧縮封着法により説明したが、これに限ることはなく、従来から用いられる、整合封着法やエポキシ系樹脂で接着する方法を用いることも可能である。
【００３６】
以上のように本実施の形態によれば、リード端子８が挿通される貫通孔６が形成されたベース部材４が、単一の材料によって形成されている。このため、リード端子８が挿通される貫通孔６にダレが形成されない。その結果、リード端子８をベース部材４に確実に封着することができる半導体装置用パッケージを提供することができる。
【００３７】
本実施の形態に係る半導体装置用パッケージとその製造方法によれば、第一の金属材からなるベース部材と第二の金属材からなる半導体素子搭載部を成型金型により一体形成している。さらに、ベース部材を封着性に優れる鉄または鉄−ニッケル合金によって構成し、半導体素子搭載部を熱伝導に優れる銅または銅合金によって構成しているので、ベース部材において、リード端子を封着する封着性能が向上するとともに、半導体素子の動作時に発生する熱の放熱特性が向上する。また、ベース部材上面に環状溶接面が露出していることから、キャップの溶接性も向上する。
【００３８】
このように、成型金型によってベース部材上面に半導体素子搭載部を一体成型することで放熱特性および封着性能ならびにキャップ溶接性の向上した半導体装置用パッケージを安価に製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、半導体装置のパッケージングとして有用であり、特に半導体装置用パッケージに適している。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態に係る半導体装置用パッケージの外観を示す斜視図
【図２】図１のＸ−Ｘ’線に沿った断面図
【図３】図１のＹ−Ｙ’線に沿った断面図
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態に係る半導体装置用パッケージの製造方法を説明するための図１に示すＸ−Ｘ’線に沿った断面図
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、半導体装置用パッケージの製造方法を説明するための図１に示すＹ−Ｙ’線に沿った断面図
【図６】従来の半導体装置用パッケージの外観を示す斜視図
【図７】図６のＸ２−Ｘ２’線に沿った断面図
【図８】図６のＹ２−Ｙ２’線に沿った断面図
【符号の説明】
【００４１】
４  ベース部材
７  封着ガラス
８  リード端子
９  半導体素子搭載部材
１０  アースリード端子
【図１】
2005150538.tif 000003
【図２】
2005150538.tif 000004
【図３】
2005150538.tif 000005
【図４】
2005150538.tif 000006
【図５】
2005150538.tif 000007
【図６】
2005150538.tif 000008
【図７】
2005150538.tif 000009
【図８】
2005150538.tif 000010