半导体封装体制造技术

一种半导体封装体，挠曲或变形小，且不使制造工艺复杂化的情况下在部件之间形成接合层，并具有良好的气密性。在接合用于构成半导体封装体的部件之间时，通过使用含有98重量%以上的熔点为400℃以上的银等一种金属元素的接合层，在抑制部件挠曲或变形的温度范围内进行接合，接合后得到较高熔点，同时各部件构成为，各接合层的接合面、即各部件的相应面均形成平行的面，从而使各接合层的厚度方向均为相同方向，以使形成接合层时的加压方向与层叠各部件的方向一致。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种半导体封装体，挠曲或变形小，且不使制造工艺复杂化的情况下在部件之间形成接合层，并具有良好的气密性。在接合用于构成半导体封装体的部件之间时，通过使用含有98重量%以上的熔点为400℃以上的银等一种金属元素的接合层，在抑制部件挠曲或变形的温度范围内进行接合，接合后得到较高熔点，同时各部件构成为，各接合层的接合面、即各部件的相应面均形成平行的面，从而使各接合层的厚度方向均为相同方向，以使形成接合层时的加压方向与层叠各部件的方向一致。【专利说明】半导体封装体 本申请以日本专利申请No. 2013-085234 (申请日：2013年4月15日）为基础，享 有该申请的优先权。本申请以该申请为参照，并包括该申请的全部内容。
本专利技术涉及用于收容半导体装置等的半导体封装体。
技术介绍
含有半导体元件或其外围电路等的半导体装置，通常考虑实装或放热等情况，例 如收容于半导体封装体的内部而密封使用。在将半导体装置收容于半导体封装体内部时， 通过焊接等将半导体装置固定到半导体封装体的基板上。 因此，这种半导体封装体，其结构对于焊接半导体装置时的温度或半导体装置 动作时的温度也需要保证足够稳定，所以在组装半导体封装体时，利用熔点较高的(例如 780°C以上）银焊料（silver solder)等来接合各部件等，并以比焊接半导体装置时或半导 体装置动作时的温度足够高的温度来接合部件之间。 然而，使用银焊料等时，由于是在高温下进行组装，所以有时会由于不同材料的部 件之间的线膨胀系数不同等原因发生挠曲或变形，导致作为半导体封装体的功能下降。 因此，本专利技术的 申请人:根据日本专利申请No. 2012-193605,提出了用于处理该问 题的方案。根据该日本专利申请No. 2012-193605所公开的技术，能够通过比银焊料更低温 (例如为300?400°C左右）的接合工艺来接合半导体封装体的各部件之间，而且接合后会 形成熔点比银焊料还要高的接合层，是一个卓越的技术。 但是，在接合过程中，部件之间需要隔着接合层进行加压，以便形成稳定的接合 层。然而，从多个不同的方向同时向每个接合部加压，在工艺上是困难的，而且使接合工艺 更复杂化。因此，要求可通过向相同方向（一个方向）加压来接合接合部件之间而形成所有 接合层的技术。另外，此时所形成的接合层，其厚度方向均形成在相同方向（加压的方向） 上。 这样，需要一种半导体封装体，其具有如下形状和构造，在接合半导体封装体的部 件之间时，通过向一个方向加压来形成所有接合层。
技术实现思路
鉴于上述情况，本实施方式目的在于提供一种半导体封装体，挠曲和变形小，且不 使制造工艺复杂化的情况下形成稳定的接合层，并保持良好的气密性。 为达成上述目的，本实施方式的半导体封装体，其特征在于，具备：平板状基板，其 上表面具有用于固定半导体装置的固定区域；陶瓷框体，由平面状的上下两层陶瓷框架构 成，在下层陶瓷框架的上表面上形成有作为端子的布线图案，在上层陶瓷框架中相当于所 述布线图案两端的部分，其框架宽度比所述下层陶瓷框架窄，以使所述布线图案的两端露 出于侧壁，形成兼具端子形状的侧壁，并且该陶瓷框体以围住所述固定区域的方式层叠于 所述基板的上表面，其一侧的开口面通过第一接合层接合在所述基板的上表面上；金属环， 其具有与所述陶瓷框体的另一侧开口面处的框体形状相对应的形状，被层叠在所述陶瓷框 体的另一侧开口面上，并通过第二接合层接合在该陶瓷框体上；导线，被层叠在所述布线图 案上，并通过第三接合层接合在该布线图案上；其中，所述第一接合层、所述第二接合层和 所述第三接合层，含有98重量％以上的熔点为400°C以上的一种金属元素。 【专利附图】【附图说明】 图1是示出本实施方式涉及的半导体封装体的一实施例的外观的立体图。 图2是图1所例示的半导体封装体的分解立体图。 图3是模型化示出图1所例示的半导体封装体的la-lb剖面的剖视图。 图4是示出图1所例示的半导体封装体的陶瓷框体构造的一例的分解立体图。 图5是示出实装图1所例示的实施方式涉及的半导体装置的一例的模式图。 【具体实施方式】 以下，参照图1至图5,说明用于实施本实施方式涉及的半导体封装体的最佳方 式。 图1是示出本实施方式涉及的半导体封装体的一实施方式的外观的立体图。图2 是其分解立体图。还有，图3是模型化示出沿图1的la-lb剖面的剖视图。如这些图所示， 该半导体封装体1具有：基板11、形成有布线图案13的陶瓷框体12、金属环14以及接合在 布线图案13上的导线15。 而且，基板11与陶瓷框体12通过接合层16a (第一接合层）接合，陶瓷框体12与 金属环14通过接合层16b (第二接合层)接合，布线图案13与导线15通过接合层16c (第 三接合层)接合，由此一体化地组成半导体封装体。还有，各接合层16 (16a、16b和16c)的 其厚度方向形成在相同方向上。在本实施方式中，如图3所示，各接合层的厚度方向都被形 成在纸面上的上下方向，即层叠各部件的方向上。 基板11例如由铜（Cu)或铜与钥（Mo)的合金等形成平板状，其上表面具有用于固 定半导体装置等的固定区域11a。陶瓷框体12具有围住该固定区域11a的方形框体形状， 其下侧的开口面12a与上侧的开口面12b构成互相平行的平面。而且，陶瓷框体12以围住 固定区域11a的方式层叠在基板11上，将下侧的开口面12a与基板11的接触面作为接合 面，并通过接合层16a与基板11接合。 而且，在陶瓷框体12的侧壁上，形成有贯通框体内外的两条布线图案13 (13a和 13b)。这些布线图案13都形成在作为平行开口面的、即与下侧开口面12a和上侧开口面 12b所平行的面上，其上侧开口面12b侧的表面被露出。在本实施方式中，陶瓷框体12的相 互对置的侧壁分别形成为阶梯状，以使布线图案13露出于该阶梯面上。 图4表示这种形状的陶瓷框体12的形成方法的一例。在图4所示的示例中，首 先，作为具有上下平行开口面的两个框体，形成陶瓷制的下侧框体121和上侧框体122。将 下侧框体121做成较宽的形状，以便这两个框体在重合时下侧框体121的上表面作为阶梯 面露出。而且，在下侧框体121上表面的内边与外边之间形成两条布线图案13a和13b之 后，使上侧框体122叠合，进而将其烧成一体化，从而能够得到本实施例的陶瓷框体12。 金属环14具有与陶瓷框体12的上侧开口面12b侧的框体形状相对应的形状，例 如可使用在铁（Fe)中混合镍（Ni)和钴（Co)而成的合金、即科瓦铁镍钴合金（Kovar)材料 等。而且，被层叠在陶瓷框体12的上侧开口面12b上，并通过接合层16b与陶瓷框体12接 合。由于该金属环14吸收陶瓷框体12上侧开口面12b表面的凹凸和弯曲，所以例如将半 导体装置等收容于半导体封装体1之后，进一步层叠盖子等(未图示)进行密封时，能够良好 地保持其之间的气密性。 两个导线15 (15a和15b)通过接合层16c接合在两条布线图案13a、13b从陶瓷 框体12外侧露出的部位的表面上。这些导线15例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体封装体，其特征在于，具备：平板状基板，其上表面具有用于固定半导体装置的固定区域；陶瓷框体，由平面状的上下两层陶瓷框架构成，在下层陶瓷框架的上表面上形成有布线图案，在上层陶瓷框架中相当于所述布线图案两端的部分，其框架宽度比所述下层陶瓷框架窄，以使所述布线图案的两端露出而用作端子，该陶瓷框体以围住所述固定区域的方式层叠于所述基板的上表面，其一侧的开口面通过第一接合层接合在所述基板的上表面上；金属环，具有与所述陶瓷框体的另一侧开口面处的框体形状相对应的形状，被层叠在所述陶瓷框体的另一侧开口面上，并通过第二接合层接合在该陶瓷框体上；导线，被层叠在所述布线图案上，并通过第三接合层接合在该布线图案上；其中，所述第一接合层、所述第二接合层和所述第三接合层，含有98重量%以上的熔点为400℃以上的一种金属元素。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高木一考，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP