(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子の搭載部を有し、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体および窒化珪素質焼結体のうちのいずれかから成る絶縁基体に、前記搭載部を取り囲み、内側に前記半導体素子を収容する空所を形成するための、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体および窒化珪素質焼結体のうちのいずれかから成る枠体を、間に前記半導体素子が電気的に接続される、鉄−ニッケル合金または鉄−ニッケル−コバルト合金から成る外部リード端子を挟んで接合材で接合して成り、前記枠体の上面に、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、鉄−ニッケル合金および鉄−ニッケル−コバルト合金のうちのいずれかから成る蓋体を封止材で接合することによって、前記空所に前記半導体素子を気密に封止する半導体素子収納用パッケージであって、前記接合材は五酸化燐３５〜５５重量％、一酸化錫２０〜４０重量％、酸化亜鉛１０〜２０重量％、酸化アルミニウム２〜４重量％、酸化珪素１〜３重量％および酸化ホウ素１〜６重量％から成るガラス成分にフィラーとしてコージェライト系化合物を外添加で１６〜４５重量％添加したものから成り、前記封止材は酸化銀２０〜４０重量％、ヨウ化銀５〜２０重量％、五酸化燐２０〜３０重量％、酸化ホウ素５〜１５重量％および酸化亜鉛１〜６重量％から成るガラス成分にフィラーとして燐酸ジルコニウムと酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体を外添加で１０〜３０重量％添加したものから成ることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
【請求項２】
前記接合材に添加されたコージェライト系化合物フィラーの平均粒径が３〜９μｍであることを特徴とする請求項１記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項３】
前記封止材に添加された燐酸ジルコニウムと酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体から成るフィラーの平均粒径が３〜９μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体素子収納用パッケージの前記搭載部に前記半導体素子を搭載して前記外部リード端子に電気的に接続するとともに、前記蓋体を前記封止材で接合したことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子を気密に封止して収納するための半導体素子収納用パッケージに関し、特に封止材にガラスを用いて封止を行う半導体素子収納用パッケージおよびこれを用いた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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は、図２に断面図で示すように、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体等の電気絶縁材料から成り、その上面の略中央部に半導体素子15を収容する空所を形成するための凹部11ａを有し、上面にガラスから成る封止材14が被着された絶縁基体11と、同じく電気絶縁材料から成り、その下面の略中央部に半導体素子15を収容する空所を形成するための凹部12ａを有し、下面にガラスから成る封止材14が被着された蓋体12と、空所に収容する半導体素子15を外部電気回路に電気的に接続する鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料から成る外部リード端子13とにより構成されており、絶縁基体11の上面に外部リード端子13を載置させるとともにあらかじめ被着させておいたガラスから成る封止材14を溶融させることによって外部リード端子13を絶縁基体11上に仮止めし、次に絶縁基体11の凹部11ａ底面に半導体素子15を取着するとともに半導体素子15の各電極をボンディングワイヤ16を介して外部リード端子13に接続し、しかる後、絶縁基体11と蓋体12とをその相対向する主面に被着させておいたそれぞれの封止材14を溶融一体化させ、絶縁基体11と蓋体12とから成る容器17を封止することによって製品としての半導体装置と成る。
【０００３】
なお、絶縁基体に蓋体を接合させる封止材としては、例えば酸化鉛70重量％、酸化ホウ素8.6重量％、酸化チタン7.8重量％、酸化ジルコニウム6.7重量％を含む鉛−ホウ酸系の低温ガラスが使用されていた。
【０００４】
しかしながら、このような封止材は人体に対し有害である酸化鉛を主成分としているため、最近では酸化鉛を含有しない、例えばＳｎＯ−ＺｎＯ−Ｐ2Ｏ5系のガラスが提案されている（特許第2628007号、米国特許第390037903号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このＳｎＯ−ＺｎＯ−Ｐ2Ｏ5系のガラスの軟化溶融温度が約430℃程度であること、近時の半導体素子は高密度化・高集積化に伴って耐熱性が低下してきたこと等から、絶縁基体と蓋体とを封止材を介して接合し、絶縁基体と蓋体とから成る容器の内部に半導体素子を気密に収容した場合、封止材を溶融させる熱が内部に収容する半導体素子に作用して半導体素子の特性に劣化を招来させ、半導体素子を正常に作動させることができないという問題点を有していた。
【０００６】
また、上記のＳｎＯ−ＺｎＯ−Ｐ2Ｏ5系のガラスは、その熱膨張係数が約10ｐｐｍ／℃であり、外部リード端子を形成する鉄−ニッケル合金等の金属材料の熱膨張係数（約５ｐｐｍ／℃）と大きく相違することから、絶縁基体と蓋体とを間に外部リード端子を挟み込んで封止材を介して接合させる際、封止材と外部リード端子との間にそれぞれの熱膨張係数の相違に起因して大きな応力が封止材に作用して封止材にクラックが入ってしまい、その結果、半導体素子収納用パッケージの気密封止が破れ、内部に収容する半導体素子を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることができないという欠点を有していた。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み案出されたもので、その目的は、絶縁基体と蓋体とから成る容器の内部に半導体素子を気密に封止し、その特性に劣化を招来することがなく、半導体素子を長期間にわたり正常か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およびこれを用いた半導体装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、半導体素子の搭載部を有し、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体および窒化珪素質焼結体のうちのいずれかから成る絶縁基体に、搭載部を取り囲み、内側に半導体素子を収容する空所を形成するための、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体および窒化珪素質焼結体のうちのいずれかから成る枠体を、間に半導体素子が電気的に接続される、鉄−ニッケル合金または鉄−ニッケル−コバルト合金から成る外部リード端子を挟んで接合材で接合して成り、枠体の上面に、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、鉄−ニッケル合金および鉄−ニッケル−コバルト合金のうちのいずれかから成る蓋体を封止材で接合することによって、空所に半導体素子を気密に封止する半導体素子収納用パッケージであって、接合材は五酸化燐35〜55重量％、一酸化錫20〜40重量％、酸化亜鉛10〜20重量％、酸化アルミニウム２〜４重量％、酸化珪素１〜３重量％および酸化ホウ素１〜６重量％から成るガラス成分にフィラーとしてコージェライト系化合物を外添加で16〜45重量％添加したものから成り、封止材は酸化銀20〜40重量％、ヨウ化銀５〜20重量％、五酸化燐20〜30重量％、酸化ホウ素５〜15重量％および酸化亜鉛１〜６重量％から成るガラス成分にフィラーとして燐酸ジルコニウムと酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体を外添加で10〜30重量％添加したものから成ることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体素子収納用パッケージの搭載部に半導体素子を搭載して外部リード端子に電気的に接続するとともに、蓋体を前記封止材で接合したことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、鉄−ニッケル合金または鉄−ニッケル−コバルト合金から成る外部リード端子を絶縁基体と枠体との間に接合する接合材を五酸化燐35〜55重量％、一酸化錫20〜40重量％、酸化亜鉛10〜20重量％、酸化アルミニウム２〜４重量％、酸化珪素１〜３重量％および酸化ホウ素１〜６重量％から成るガラス成分にフィラーとしてコージェライト系化合物を外添加で16〜45重量％添加したものとしたことから、その熱膨張係数を4.5〜7.5ｐｐｍ／℃と外部リード端子の熱膨張係数（約５ｐｐｍ／℃）と近似させることができ、接合材と外部リード端子の間に熱膨張係数の相違に起因して大きな応力が発生することはなく、これによって接合材にクラックが入るのが有効に防止され、半導体素子収納用パッケージの気密封止を完全として内部に収容する半導体素子を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることが可能となる。
【００１１】
また、本発明の半導体装置によれば、枠体と蓋体とを接合する封止材を酸化銀20〜40重量％、ヨウ化銀５〜20重量％、五酸化燐20〜30重量％、酸化ホウ素５〜15重量％および酸化亜鉛１〜６重量％から成るガラス成分にフィラーとして燐酸ジルコニウムと酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体を外添加で10〜30重量％添加したものとしたことから、その溶融温度を 320℃以下と低温とすることができ、枠体と蓋体とを封止材を介して接合させ半導体素子収納用パッケージ内部に半導体素子を気密に収容する際、封止材を溶融させる熱によって半導体素子の特性が劣化することはなく、半導体素子を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の半導体素子収納用パッケージおよびこれを用いた半導体装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は絶縁基体、２は枠体、３は蓋体、４は外部リード端子、５は接合材、６は封止材、７は半導体素子である。これらのうち、絶縁基体１と枠体２・蓋体３・外部リード端子４・接合材５・封止材６とで本発明の半導体素子収納用パッケージが構成されており、この半導体素子収納用パッケージと半導体素子７とで本発明の半導体装置が構成されている。
【００１４】
絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体やムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体および窒化珪素質焼結体のうちのいずれかの電気絶縁材料から成り、その上面の略中央部に半導体素子７を搭載する搭載部Ｓが設けてあり、この搭載部Ｓには半導体素子７がガラス、樹脂、ロウ材等から成る接着材を介して接着固定される。
【００１５】
絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤等を添加混合して泥漿物を作り、この泥漿物を従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート成形法を採用しシート状に成形してセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得、しかる後、それらセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、約1600℃の高温で焼成することによって製作される。
【００１６】
また、絶縁基体１の上面外周部には鉄−ニッケル合金または鉄−ニッケル−コバルト合金から成る外部リード端子４の一端が接着材５を介して仮止めされている。このような外部リード端子４は、鉄−ニッケル−コバルト合金等のインゴット（塊）を従来周知の打抜き加工法等を採用し、所定の形状に形成することによって形成される。
【００１７】
外部リード端子４は、内部に収容する半導体素子７を外部電気回路に電気的に接続する作用をなし、その一端には半導体素子７の各電極がボンディングワイヤ８を介して接続され、外部リード端子４を外部電気回路に接続することによって半導体素子７は外部電気回路と電気的に接続される。
【００１８】
なお、外部リード端子４はその表面にニッケル、金等の良導電性で耐蝕性およびロウ材との濡れ性が良好な金属をめっき法により１〜20μｍの厚みに被着させておくと、外部リード端子４の酸化腐蝕を有効に防止することができるとともに外部リード端子４と外部電気回路との電気的接続を良好となすことができる。従って、外部リード端子４の酸化腐蝕を防止し、外部リード端子４と外部電気回路との電気的接続を良好となすには、外部リード端子４の表面にニッケル、金等をめっき法により１〜20μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。
【００１９】
さらに、外部リード端子４が仮止めされた絶縁基体１はその上面に枠体２が、枠体２の下面に被着させた接合材５と絶縁基体１の上面に被着させた接合材５とを溶融一体化させることによって接合され、これによって絶縁基体１と枠体２とで、半導体素子７を収容する空所Ａが形成されるとともに絶縁基体１と枠体２との間に外部リード端子４が固定される。
【００２０】
枠体２は、絶縁基体１と同様な材料・方法により製作される。あるいは酸化アルミニウム等の原料粉末に適当な有機溶剤・溶媒を添加混合して原料粉末を調整するとともにこの原料粉末をプレス成形によって所定形状に成形し、しかる後、この成形体を約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【００２１】
絶縁基体１と枠体２とを接合する接合材５は、五酸化燐35〜55重量％、一酸化錫20〜40重量％、酸化亜鉛10〜20重量％、酸化アルミニウム２〜４重量％、酸化珪素１〜３重量％および酸化ホウ素１〜６重量％から成るガラス成分にフィラーとしてのコージェライト系化合物を外添加で16〜45重量％添加して形成されており、これに有機バインダ、可塑剤、溶剤を添加混合させてガラスぺーストを作成し、このガラスぺーストをスクリーン印刷法等により絶縁基体１の上面と枠体２の下面にそれぞれ被着される。
【００２２】
接合材５は、五酸化燐35〜55重量％、一酸化錫20〜40重量％、酸化亜鉛10〜20重量％、酸化アルミニウム２〜４重量％、酸化珪素１〜３重量％および酸化ホウ素１〜６重量％から成るガラス成分にフィラーとしてのコージェライト系化合物を外添加で16〜45重量％添加して形成されていることから、その熱膨張係数を4.5〜7.5ｐｐｍ／℃と外部リード端子の熱膨張係数と近似させることができ、接合材５と外部リード端子４の間に熱膨張係数の相違に起因して大きな応力が発生することはなく、これによって接合材５にクラックが入るのが有効に防止され、半導体素子収納用パッケージの気密封止を完全として内部に収容する半導体素子を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることが可能となる。
【００２３】
なお、接合材５のガラス成分は、五酸化燐の量が35重量％未満であるとガラスの軟化溶融温度が高くなって、低温でのパッケージの気密封止が困難となる傾向があり、他方、55重量％を超えるとガラスの耐薬品性が劣化して、パッケージの気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。したがって、五酸化燐の量は35〜55重量％の範囲であることが好ましい。
【００２４】
また、一酸化錫の量は20重量％未満であるとガラスの軟化溶融温度が高くなって、低温でのパッケージの気密封止が困難となる傾向があり、他方、40重量％を超えると、ガラスの耐薬品性が低下し、パッケージの気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。したがって、一酸化錫の量は20〜40重量％の範囲であることが好ましい。
【００２５】
酸化亜鉛の量が10重量％未満であるとガラスの軟化溶融温度が高くなって、低温でのパッケージの気密封止が困難となる傾向があり、他方、20重量％を超えるとガラスの結晶化が進み、低温でのパッケージの気密封止が困難となる傾向がある。したがって、酸化亜鉛の量は10〜20重量％の範囲であることが好ましい。
【００２６】
酸化アルミニウムの量が２重量％未満であるとガラスの耐湿性が低下し、パッケージの気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向があり、他方、４重量％を超えるとガラスの軟化溶融温度が高くなって、低温でのパッケージの気密封止が困難となる傾向がある。したがって、酸化アルミニウムの量は２〜４重量％の範囲であることが好ましい。
【００２７】
酸化珪素の量が１重量％未満であるとガラスの熱膨張係数が大きくなり、外部リード端子４の熱膨張係数と大きく相違してしまう傾向があり、他方、３重量％を超えるとガラスの軟化溶融温度が高くなって、低温でのパッケージの気密封止が困難となる傾向がある。したがって、酸化珪素の量は１〜３重量％の範囲であることが好ましい。
【００２８】
酸化ホウ素の量が１重量％未満であるとガラスの軟化溶融温度が高くなって、低温でのパッケージの気密封止が困難となる傾向があり、他方、６重量％を超えるとガラスの耐薬品性が劣化して、パッケージの気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。したがって、酸化ホウ素の量は１〜６重量％の範囲であることが好ましい。
【００２９】
また、コージェライト系化合物のフィラーは接合材５の熱膨張係数を調整するとともにその流動性を調整する作用を成す。このフィラーの含有量が16重量％未満では接合材５の熱膨張係数が外部リード端子４の熱膨張係数に対して大きく相違してしまい、接合材５と外部リード端子４との間にそれぞれの熱膨張係数の相違に起因して大きな応力が接合材５に作用して接合材５にクラックが入ってしまう傾向がある。他方、45重量％を超えると接合材５の流動性が低下して、低温での外部リード端子４の接合が困難と成る傾向にある。したがって、フィラーの含有量は16〜45重量％の範囲であることが好ましい。
【００３０】
さらに、コージェライト系化合物フィラーの平均粒径が３μｍ未満であると接合材５の流動性が低下してパッケージの気密封止が困難となる傾向があり、他方、９μｍを超えると接合材５の機械的強度が低下する傾向にある。したがって、コージェライト系化合物フィラーはその平均粒径を３〜９μｍの範囲とすることが好ましい。
【００３１】
なお、絶縁基体１と枠体２との接合は次に述べる方法により行なわれる。まず、絶縁基体１の枠体２との接合領域に接合材５を従来周知のスクリーン印刷法等を採用してあらかじめ被着させる。この後、外部リード端子４を接合材５上に載置するとともに約400℃の温度で焼成することにより、接合材５を絶縁基体１へ溶融被着させるとともに外部リード端子４を接合材５に仮止めする。次に、あらかじめ接合材５を従来周知のスクリーン印刷法等を採用してその下面に被着させた枠体２を、絶縁基体１と枠体２の接合材５同士が重なるように絶縁基体１に重ね合わせ、その後、約430℃の温度で溶融一体化させることによって絶縁基体１と枠体２とが接合されるとともに絶縁基体１と蓋体２との間に外部リード端子４が接合固定される。
【００３２】
また、枠体２はその上面に蓋体３が封止材６を介して接合され、これによってパッケージ内部に半導体素子７が気密に封止されることと成る。
【００３３】
蓋体３は、酸化アルミニウム質焼結体やムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、鉄−ニッケル合金および鉄−ニッケル−コバルト合金のうちのいずれかから成り、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末を所定のプレス金型内に充填するとともに一定圧力で押圧して成形し、しかる後、この成形品を約1600℃の温度で焼成することによって製作される。また、鉄−ニッケル−コバルト合金から成る場合、そのインゴット（塊）に圧延加工法や打抜き加工法等、従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に形成される。
【００３４】
なお、枠体２と蓋体３を封止する封止材６は、酸化銀20〜40重量％、ヨウ化銀５〜20重量％、五酸化燐20〜30重量％、酸化ホウ素５〜15重量％、酸化亜鉛１〜６重量％から成るガラス成分にフィラーとしての燐酸ジルコニウムと酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体を外添加で10〜30重量％添加したものから成り、これに有機バインダ、可塑剤、溶剤を添加混合させてガラスぺーストを作成し、このガラスぺーストをスクリーン印刷法等により蓋体３の下面に被着される。
【００３５】
封止材６は、酸化銀20〜40重量％、ヨウ化銀５〜20重量％、五酸化燐20〜30重量％、酸化ホウ素５〜15重量％および酸化亜鉛１〜６重量％から成るガラス成分にフィラーとしての燐酸ジルコニウムと酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体を外添加で10〜30重量％添加したものから成ることから、その溶融温度を 320℃以下と低温とすることができ、枠体２と蓋体３とを封止材６を介して接合させ、半導体素子収納用パッケージ内部に半導体素子７を気密に収容する際、封止材６を溶融させる熱によって半導体素子７の特性が劣化することはなく、半導体素子７を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることができる。
なお、封止材６は酸化銀の量が20重量％未満であるとガラスの軟化溶融温度が高くなり、低温でのパッケージの気密封止が困難となる傾向があり、他方、40重量％を超えるとガラスの耐薬品性が劣化して、パッケージの気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。したがって、酸化銀の量は20〜40重量％の範囲であることが好ましい。
【００３６】
また、ヨウ化銀の量は５重量％未満であるとガラスの軟化溶融温度が高くなって、低温でのパッケージの気密封止が困難となる傾向があり、他方、20重量％を超えると、ガラスの耐薬品性が低下し、パッケージの気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。したがって、ヨウ化銀の量は５〜20重量％の範囲であることが好ましい。
【００３７】
五酸化燐の量が20重量％未満であるとガラスの軟化溶融温度が高くなって、低温でのパッケージの気密封止が困難となる傾向があり、他方、30重量％を超えるとガラスの耐薬品性が低下し、パッケージの気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。したがって、五酸化燐の量は20〜30重量％の範囲であることが好ましい。
【００３８】
酸化ホウ素の量が５重量％未満であるとガラスの結晶化が進み、低温での気密封止が困難となる傾向があり、他方、15重量％を超えるとガラスの耐薬品性が低下し、パッケージの気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。したがって、酸化ホウ素の量は５〜15重量％の範囲であることが好ましい。
【００３９】
酸化亜鉛の量が１重量％未満であるとガラスの耐薬品性が低下し、パッケージの気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向があり、他方、６重量％を超えるとガラスの結晶化が進み、低温での気密封止が困難となる傾向がある。したがって、酸化亜鉛の量は１〜６重量％の範囲であることが好ましい。
【００４０】
また、燐酸ジルコニウムと酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体とから成るフィラーは封止材６の熱膨張係数を調整するとともにその流動性を調整する作用を成す。このフィラーの含有量が10重量％未満であると封止材６の熱膨張係数が枠体２や蓋体３の熱膨張係数に対して大きく相違してしまい、枠体２と蓋体３とを強固に接合させることができなくなる傾向がある。他方、30重量％を超えると封止材６の流動性が低下して、低温での枠体２と蓋体３との封止が困難と成る傾向にある。したがって、フィラーの含有量は10〜30重量％の範囲であることが好ましい。
【００４１】
さらに、燐酸ジルコニウムと酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体とから成るフィラーの平均粒径が３μｍ未満であると封止材６の流動性が低下してパッケージの気密封止が困難となる傾向があり、他方、９μｍを超えると封止材６の機械的強度が低下する傾向にある。したがって、燐酸ジルコニウムと酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体とから成るフィラーはその平均粒径を３〜９μｍの範囲とすることが好ましい。
【００４２】
なお、枠体２と蓋体３との接合封止は次に述べる方法により行なわれる。まず、蓋体３の枠体２との接合領域に封止材６を従来周知のスクリーン印刷法等を採用して印刷塗布するとともに蓋体３を約300℃の温度に加熱して封止材６を蓋体３に被着させる。その後、蓋体３を枠体２の上面に載置するとともに約320℃の温度で封止材６を加熱溶融することにより枠体２に封止接合される。
【００４３】
かくして上述の半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置によれば、絶縁基体１と枠体２との間に外部リード端子４を挟み接合材５を介して接合させ、さらに、絶縁基体１の搭載部Ｓに半導体素子７をガラス、樹脂、ろう材等から成る接着材を介して接着固定するとともに半導体素子７の各電極をボンディングワイヤ８により外部リード端子４に接続させ、しかる後、枠体２上面に蓋体３を封止材６を介して気密に封止することによって絶縁基体１と蓋体２と蓋体３とから成るパッケージの内部に半導体素子５を気密に封止し、これによって最終製品としての半導体装置が完成する。
【００４４】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば上述の例では絶縁基体の材料として酸化アルミニウム質焼結体を例示したが、容器の熱放散性が要求される場合には熱伝導率が高い窒化アルミニウム質焼結体や窒化珪素質焼結体を、また電気信号の高速伝播が要求される場合は誘電率が低いムライト質焼結体を用いるとよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、鉄−ニッケル合金または鉄−ニッケル−コバルト合金から成る外部リード端子を絶縁基体と枠体との間に接合する接合材を、五酸化燐35〜55重量％、一酸化錫20〜40重量％、酸化亜鉛10〜20重量％、酸化アルミニウム２〜４重量％、酸化珪素１〜３重量％および酸化ホウ素１〜６重量％から成るガラス成分にフィラーとしてコージェライト系化合物を外添加で16〜45重量％添加したものとしたことから、その熱膨張係数を4.5〜7.5ｐｐｍ／℃と外部リード端子の熱膨張係数と近似させることができ、接合材と外部リード端子の間に熱膨張係数の相違に起因して大きな応力が発生することはなく、これによって接合材にクラックが入るのが有効に防止され、半導体素子収納用パッケージの気密封止を完全として内部に収容する半導体素子を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることが可能となる。
【００４６】
また、本発明の半導体装置によれば、枠体と蓋体とを封止する封止材を、酸化銀20〜40重量％、ヨウ化銀５〜20重量％、五酸化燐20〜30重量％、酸化ホウ素５〜15重量％および酸化亜鉛１〜６重量％から成るガラス成分にフィラーとして燐酸ジルコニウムと酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体を外添加で10〜30重量％添加したものとしたことから、その溶融温度を320℃以下と低温とすることができ、枠体と蓋体とを封止材を介して接合させ、半導体素子収納用パッケージ内部に半導体素子を気密に収容する際、封止材を溶融させる熱によって半導体素子の特性が劣化することはなく、半導体素子を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】従来の半導体素子収納用パッケージを示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・絶縁基体
２・・・・・・・・・枠体
３・・・・・・・・・蓋体
４・・・・・・・・・外部リード端子
５・・・・・・・・・接合材
６・・・・・・・・・封止材
７・・・・・・・・・半導体素子
８・・・・・・・・・容器
Ａ・・・・・・・・・空所
Ｓ・・・・・・・・・搭載部
【図１】
0004325896.tif 000002
【図２】
0004325896.tif 000003