JPS61179558A - 半導体装置の容器 - Google Patents
半導体装置の容器Info
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- JPS61179558A JPS61179558A JP2023985A JP2023985A JPS61179558A JP S61179558 A JPS61179558 A JP S61179558A JP 2023985 A JP2023985 A JP 2023985A JP 2023985 A JP2023985 A JP 2023985A JP S61179558 A JPS61179558 A JP S61179558A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal
- leading
- exposed surface
- semiconductor element
- outside
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
- H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
- H01L23/045—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body the other leads having an insulating passage through the base
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/4823—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a pin of the item
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の容器、特に半導体発光装置、高出
力トランジスタ等に必要な、熱抵抗が低くかつ気密性が
確保される容器の構造に関する。
力トランジスタ等に必要な、熱抵抗が低くかつ気密性が
確保される容器の構造に関する。
レーザダイオード、発光ダイオード等の半導体発光素子
は高いエネルギー密度で使用され、かつその多くは化合
物半導体材料で構成されるの゛で、その動作を安定し信
頼度を確保するためには、その動作時の温度上昇を抑制
することが極めて重要である。
は高いエネルギー密度で使用され、かつその多くは化合
物半導体材料で構成されるの゛で、その動作を安定し信
頼度を確保するためには、その動作時の温度上昇を抑制
することが極めて重要である。
光通信システムの高度化、多様化等のために、これに用
いる半導体発光装置についても小型化、出力の増大など
がますます要望され、その容器の熱抵抗の低減が重要な
問題となっている。
いる半導体発光装置についても小型化、出力の増大など
がますます要望され、その容器の熱抵抗の低減が重要な
問題となっている。
半導体発光素子は動作時の発熱が大きくしかもその特性
、寿命が温度に敏感であるために、半導体素子で発生す
る熱エネルギーの装置外への放出が特に重要であり、そ
の容器は従来例えば第２図（ａ）、（ｂ）に示す如き構
造とされている。
、寿命が温度に敏感であるために、半導体素子で発生す
る熱エネルギーの装置外への放出が特に重要であり、そ
の容器は従来例えば第２図（ａ）、（ｂ）に示す如き構
造とされている。
同図（ａ）は面発光形見光素子の場合の側面図であり、
半導体発光素子１１は例えばシリコン（Ｓｉ）単結晶、
ダイヤモンドなどのヒートシンク１２を介してステムヘ
ッダー１４上に固定され、ステムヘッダー１４を貫通し
た端子１５にボンディングワイヤ（図示を省略）で接続
されいる。
半導体発光素子１１は例えばシリコン（Ｓｉ）単結晶、
ダイヤモンドなどのヒートシンク１２を介してステムヘ
ッダー１４上に固定され、ステムヘッダー１４を貫通し
た端子１５にボンディングワイヤ（図示を省略）で接続
されいる。
また同図（ｂ）は端面発光形見光素子の場合の側面図で
あり、半導体発光素子１１は同様なヒートシンク１２及
び高熱伝導率の金属例えば銅（Ｃｕ）を用いたスタッド
１３を介してステムヘッダー１４上に固定され、ステム
ヘッダー１４を貫通した端子１５にボンディングワイヤ
で接続されいる。
あり、半導体発光素子１１は同様なヒートシンク１２及
び高熱伝導率の金属例えば銅（Ｃｕ）を用いたスタッド
１３を介してステムヘッダー１４上に固定され、ステム
ヘッダー１４を貫通した端子１５にボンディングワイヤ
で接続されいる。
この両従来例ではキャップ１７に設けられたコバールガ
ラス等による窓１８から光が出射されるが、端子１５と
ステムヘッダ−１４、ステムヘッダー１４とキャップ１
７の間及び窓１８はいずれも気密に封止されており、ス
テムヘッダー１４には気密封止に適する金属例えばコバ
ール（ｋｏｖａｒ； Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）等が用い
られる。
ラス等による窓１８から光が出射されるが、端子１５と
ステムヘッダ−１４、ステムヘッダー１４とキャップ１
７の間及び窓１８はいずれも気密に封止されており、ス
テムヘッダー１４には気密封止に適する金属例えばコバ
ール（ｋｏｖａｒ； Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）等が用い
られる。
半導体発光装置の安定性、信頼性の向上、小型化、出力
の増大などがますます要望され、その容器の熱抵抗の低
減が重要な問題となっている。
の増大などがますます要望され、その容器の熱抵抗の低
減が重要な問題となっている。
しかしながら上述の如き従来構造の半導体発光装置の熱
伝導経路ではコバール等が用いられたステムヘッダー１
４の熱抵抗が大きく、気密性を保って熱抵抗の低減、小
型化を達成することは不可能であり、その容器の構造の
改善が必要とされている。
伝導経路ではコバール等が用いられたステムヘッダー１
４の熱抵抗が大きく、気密性を保って熱抵抗の低減、小
型化を達成することは不可能であり、その容器の構造の
改善が必要とされている。
前記問題点は、ステムヘッダーが端子引出し面を有する
第１の部材と、該第１の部材と半導体素子との間に介在
して該第１の部材より高い熱伝導率を有する第２の部材
とを備え、該両部材を該端子が貫通しかつ該貫通部分に
おいて該第１の部材と該端子との間は気密に封止され、
放熱が主として該第２の部材の表出面で行われる本発明
による半導体装置の容器により解決される。
第１の部材と、該第１の部材と半導体素子との間に介在
して該第１の部材より高い熱伝導率を有する第２の部材
とを備え、該両部材を該端子が貫通しかつ該貫通部分に
おいて該第１の部材と該端子との間は気密に封止され、
放熱が主として該第２の部材の表出面で行われる本発明
による半導体装置の容器により解決される。
本発明による半導体装置の容器のステムヘッダーは、端
子を気密構造で引き出すための第１の部材と、外部に熱
を放出するための高熱伝導率の第２の部材とを組合せて
構成され、半導体素子はヒートシンクを介して、或いは
直接に第２の部材上に載置される。
子を気密構造で引き出すための第１の部材と、外部に熱
を放出するための高熱伝導率の第２の部材とを組合せて
構成され、半導体素子はヒートシンクを介して、或いは
直接に第２の部材上に載置される。
外部引出し端子はステムヘッダーの第１及び第２の両部
材を貫通し、この端子と第１の部材との間の絶縁気密封
止により、端子引出し部分の気密性が保たれる。
材を貫通し、この端子と第１の部材との間の絶縁気密封
止により、端子引出し部分の気密性が保たれる。
半導体素子の発生した熱は主として第２の部材の表出面
から外部に放出される。この表出面に放熱フィンを設け
ることも当然に有効であるが、例えば直方体状として外
部の冷却手段に密着することによりその小型化に大きい
効果が得られる。
から外部に放出される。この表出面に放熱フィンを設け
ることも当然に有効であるが、例えば直方体状として外
部の冷却手段に密着することによりその小型化に大きい
効果が得られる。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第１図（ａ）は本発明による容器を用いた面発光形半導
体発光装置の平面図、同図（ｂｌはそのＸ−Ｘ断面図で
ある。
体発光装置の平面図、同図（ｂｌはそのＸ−Ｘ断面図で
ある。
同図において、１は半導体発光素子、例えば発゛光ダイ
オード、２は例えばＳｉ単結晶のヒートシンク、３はス
テムヘッダーの前記第２の部材、４はステムヘッダーの
前記第１の部材、５は端子、６はボンディングワイヤ、
７はキャップ、８は例えばコバールガラス板、９は封止
ガラスである。
オード、２は例えばＳｉ単結晶のヒートシンク、３はス
テムヘッダーの前記第２の部材、４はステムヘッダーの
前記第１の部材、５は端子、６はボンディングワイヤ、
７はキャップ、８は例えばコバールガラス板、９は封止
ガラスである。
本実施例のステムヘッダーの第２の部材３には、例えば
銅（Ｃｕ） ：タングステン（１４） ＝１５：８５の
合金を用いている。このＣｕ／Ｗ合金は熱伝導率が高く
、かつヒートシンクのＳｉ単結晶、半導体発光素子と熱
膨張係数が近似している。また第１の部材４には従来技
術により気密封止に適する金属、例えばコバールを用い
、両部材３．４は融着されている。
銅（Ｃｕ） ：タングステン（１４） ＝１５：８５の
合金を用いている。このＣｕ／Ｗ合金は熱伝導率が高く
、かつヒートシンクのＳｉ単結晶、半導体発光素子と熱
膨張係数が近似している。また第１の部材４には従来技
術により気密封止に適する金属、例えばコバールを用い
、両部材３．４は融着されている。
ヒートシンクの部材３．４を貫通する孔が設けられて端
子５がこれを貫き、孔内で封止ガラス９により第１の部
材４と端子５の間が気密に封止される。第２の部材３と
端子５の間にも封止ガラス９が充填されるが、第２の部
材３はＣｕ／Ｗ合金であるためにこの部分の気密性は期
待しない。なおキャブ７は第２の部材３に従来技術によ
り溶接される。
子５がこれを貫き、孔内で封止ガラス９により第１の部
材４と端子５の間が気密に封止される。第２の部材３と
端子５の間にも封止ガラス９が充填されるが、第２の部
材３はＣｕ／Ｗ合金であるためにこの部分の気密性は期
待しない。なおキャブ７は第２の部材３に従来技術によ
り溶接される。
以上説明した実施例について、第２の部材の側面を冷却
水により無限大放熱可能な銅ブロックに接触させた状態
で、熱抵抗Ｒいすなわち半導体発光素子の温度上昇は約
り０℃／稠であり、またヘリウム（Ｈｅ）ディテクタに
よる気密性試験では４５０℃に加熱後にｌ Ｘ１０−”
ａｔｏｍｓ、ｃｃ／ｓｅｃの結果が得られた。
水により無限大放熱可能な銅ブロックに接触させた状態
で、熱抵抗Ｒいすなわち半導体発光素子の温度上昇は約
り０℃／稠であり、またヘリウム（Ｈｅ）ディテクタに
よる気密性試験では４５０℃に加熱後にｌ Ｘ１０−”
ａｔｏｍｓ、ｃｃ／ｓｅｃの結果が得られた。
これに対し、本実施例と同一寸法でヒートシンクにコバ
ールのみを用いた比較試料では、熱抵抗Ｒｔｂは約２０
０ ’Ｃ／Ｗ、気密性試験はＩ Ｘ １０− ” ａｔ
ｏｍｓ。
ールのみを用いた比較試料では、熱抵抗Ｒｔｂは約２０
０ ’Ｃ／Ｗ、気密性試験はＩ Ｘ １０− ” ａｔ
ｏｍｓ。
ｃｃ／ｓｅｃであり、本実施例が気密性を損なうことな
く、大幅な熱抵抗低減を達成していることが確認された
。
く、大幅な熱抵抗低減を達成していることが確認された
。
なお以上の説明は半導体発光装置を対象としているが、
高出力トランジスタ等についても本発明により同等の効
果が得られる。
高出力トランジスタ等についても本発明により同等の効
果が得られる。
以上説明した如く本発明によれば、熱抵抗が大幅に低減
され、かつ良好な気密性を保つことが可能であり、半導
体装置、特に発熱量が大きい半導体発光装置、高出力ト
ランジスタ等について小型化、出力の増大、安定性、信
頬性の向上環に顕著な効果が得られる。
され、かつ良好な気密性を保つことが可能であり、半導
体装置、特に発熱量が大きい半導体発光装置、高出力ト
ランジスタ等について小型化、出力の増大、安定性、信
頬性の向上環に顕著な効果が得られる。
第１図（ａｌは面発光形半導体発光装置にかかる本発明
の実施例を示す平面図、 第１図（ｂ）は該実施例の側断面図、 第２図（ａ）、（ｂ）は半導体発光装置の従来例を示す
側面図である。 図において、 １は半導体発光素子、 ２はヒートシンク、 ３はステムヘッダーの第２の部材、 ４はステムヘッダーの第１の部材、 ５は端子、 ６はポンディングワイヤ、 ７はキャップ、 ８はガラス板、 ９は封止ガラスである。 （ｃｌ） ｉ ２ 半 ） ■ 縞１９ Ｇ
の実施例を示す平面図、 第１図（ｂ）は該実施例の側断面図、 第２図（ａ）、（ｂ）は半導体発光装置の従来例を示す
側面図である。 図において、 １は半導体発光素子、 ２はヒートシンク、 ３はステムヘッダーの第２の部材、 ４はステムヘッダーの第１の部材、 ５は端子、 ６はポンディングワイヤ、 ７はキャップ、 ８はガラス板、 ９は封止ガラスである。 （ｃｌ） ｉ ２ 半 ） ■ 縞１９ Ｇ
Claims (1)
- ステムヘッダーが端子引出し面を有する第１の部材と
、該第１の部材と半導体素子との間に介在して該第１の
部材より高い熱伝導率を有する第２の部材とを備え、該
両部材を該端子が貫通しかつ該貫通部分において該第１
の部材と該端子との間は気密に封止され、放熱が主とし
て該第２の部材の表出面で行われることを特徴とする半
導体装置の容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023985A JPS61179558A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 半導体装置の容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023985A JPS61179558A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 半導体装置の容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61179558A true JPS61179558A (ja) | 1986-08-12 |
| JPH0334219B2 JPH0334219B2 (ja) | 1991-05-21 |
Family
ID=12021641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023985A Granted JPS61179558A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 半導体装置の容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61179558A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008288379A (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Toshiba Corp | 半導体パッケージ |
| JP2011049523A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-03-10 | Kyocera Corp | 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置 |
| US10319654B1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | Cubic Corporation | Integrated chip scale packages |
-
1985
- 1985-02-05 JP JP2023985A patent/JPS61179558A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008288379A (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Toshiba Corp | 半導体パッケージ |
| JP2011049523A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-03-10 | Kyocera Corp | 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置 |
| US10319654B1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | Cubic Corporation | Integrated chip scale packages |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0334219B2 (ja) | 1991-05-21 |
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