JPH081938B2 - Semiconductor device - Google Patents
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- JPH081938B2 JPH081938B2 JP1005103A JP510389A JPH081938B2 JP H081938 B2 JPH081938 B2 JP H081938B2 JP 1005103 A JP1005103 A JP 1005103A JP 510389 A JP510389 A JP 510389A JP H081938 B2 JPH081938 B2 JP H081938B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/701—Tape-automated bond [TAB] connectors
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- Die Bonding (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置に関し、特に、ガラス封止型の
半導体装置の構造に関する。The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a structure of a glass-sealed semiconductor device.
従来この種の半導体装置は、第３図に示す構造のもの
が知られている。即ち、第３図（ａ）は、従来のガラス
封止型半導体装置の縦断面図を示し、第３図（ｂ）は第
３図（ａ）のＢ部拡大詳細図を示す。鉄ニッケル合金
に、銅を被覆してなる外導部導出リード201の封止ガラ
ス206の内部の先端に、半導体素子（ダイオード素子）2
03が、銀・錫合金などからなるマウントロウ材202によ
り、固着されている。また、ダイオード素子203の銀な
どの素材からなる電極203aに、板状金属リード204が圧
接され、さらにこの板状金属リード204は、外部導出リ
ード205に、抵抗溶接等の方法で接続されている。さら
に、外部導出リード201,205,マウントロウ材202,ダイオ
ード素子203,金属リード204は、軟化点が550〜650℃程
度の封止ガラス206により、融着固定し、気密封止され
ている。Conventionally, as this type of semiconductor device, the structure shown in FIG. 3 is known. That is, FIG. 3 (a) shows a vertical cross-sectional view of a conventional glass-sealed semiconductor device, and FIG. 3 (b) shows an enlarged detailed view of a portion B of FIG. 3 (a). The semiconductor element (diode element) 2 is attached to the tip inside the sealing glass 206 of the outer lead portion lead 201 formed by coating the iron-nickel alloy with copper.
03 is fixed by a mount brazing material 202 made of silver / tin alloy or the like. Further, the plate-shaped metal lead 204 is pressed against the electrode 203a made of a material such as silver of the diode element 203, and the plate-shaped metal lead 204 is connected to the external lead-out lead 205 by a method such as resistance welding. . Further, the external leads 201, 205, the mount brazing material 202, the diode element 203, and the metal lead 204 are fusion-bonded and hermetically sealed by a sealing glass 206 having a softening point of about 550 to 650 ° C.
こうした従来の半導体装置における、金属リード204
は、一般に第３図（ａ）のＢ部拡大図である第３図
（ｂ）のごとく、モリブデン又は、鉄・ニッケル・コバ
ルト合金などの板状素材204aに、ニッケル又は金などの
メッキ204bが施こされていた。In such a conventional semiconductor device, the metal lead 204
In general, as shown in FIG. 3 (b) which is an enlarged view of a portion B of FIG. 3 (a), a plate-like material 204a such as molybdenum or iron / nickel / cobalt alloy is plated with nickel or gold or the like 204b. It had been given.
上述した従来の半導体装置は、板状金属リード204に
施こしたニッケル又は、金などのメッキ204bが、封止ガ
ラス206を外部導出リーイード201,205に融着する工程で
の熱処理（通常使用するガラスの軟化点より100℃程度
高い温度）により、半導体素子の電極203aと、金属的に
接着する。In the conventional semiconductor device described above, the plating 204b such as nickel or gold applied to the plate-shaped metal lead 204 is heat-treated in the step of fusing the sealing glass 206 to the external lead-out leads 201 and 205 (of the glass used normally). At a temperature higher than the softening point by about 100 ° C.), it is metallically bonded to the electrode 203a of the semiconductor element.
そのため、封着後の冷却工程、また、半導体装置の実
装環境（半田付等）ならびに実装された半導体装置の使
用される環境下における、温度変化による封止ガラス20
6と封止内部の各部品（201〜205）との熱膨張差のため
に、応力が、最も接合強度の弱い個所であるダイオード
素子の電極203aに集中し、ダイオード素子203とダイオ
ード素子の電極203a間での電気的開放又は、半導体素子
の欠陥・クラックによる特性劣化が生じやすいといった
欠点を有していた。Therefore, the sealing glass 20 due to temperature change in the cooling process after sealing, the mounting environment of the semiconductor device (soldering, etc.) and the environment in which the mounted semiconductor device is used.
Due to the difference in thermal expansion between 6 and each component (201 to 205) inside the encapsulation, stress concentrates on the electrode 203a of the diode element, which is the weakest junction strength, and the diode element 203 and the electrode of the diode element It has a defect that electrical release between 203a or deterioration of characteristics due to defects or cracks in the semiconductor element is likely to occur.
なお、第３図のＣ部には、実装性（半田付性）を良く
させる目的で、一般に半田メッキが施される。The portion C in FIG. 3 is generally plated with solder for the purpose of improving mountability (solderability).
すなわち、本発明によれば、半導体素子を接着固定し
てなる外部導出リードを有し、この半導体素子の少なく
とも１つの電極を電気的に外部に導出接続するために、
板状金属リードにより電気的に接続してなる半導体装置
において、この板状金属リードを、コバルトを含有する
鉄・ニッケル合金あるいば、クロムを含有する鉄又は、
鉄・ニッケル合金のいずれかの材質で構成した半導体装
置を得る。That is, according to the present invention, the semiconductor element has an external lead-out formed by bonding and fixing, and in order to electrically lead-out and connect at least one electrode of the semiconductor element,
In a semiconductor device electrically connected by a plate-shaped metal lead, the plate-shaped metal lead is formed of an iron / nickel alloy containing cobalt or iron containing chromium, or
A semiconductor device made of any material of iron / nickel alloy is obtained.
次に、本発明について、図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図（ａ）は、本発明の一実施例を示す縦断面図で
あり、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）のＡ部の拡大詳細
図を示す。鉄・ニッケル合金に銅を被覆してなる外部導
出リード101の封止ガラス106内部の先端に半導体素子
（ダイオード素子）103が、銀・錫合金などからなるマ
ウントロウ材102により、固着されている。また、ダイ
オード素子103の銀などの素材からなる電極103aに、板
状金属リード104が圧接され、さらに、この板状金属リ
ード104は、外部導出リード105に抵抗溶接等の方法で接
続されている。さらに、外部導出リード101,105,マウン
トロウ材202,ダイオード素子103,板状金属リード104
は、軟化点550〜650℃程度の封止ガラス106により融着
固定し、気密封止されている。FIG. 1 (a) is a vertical sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is an enlarged detailed view of a portion A of FIG. 1 (a). A semiconductor element (diode element) 103 is fixed to the tip of the inside of a sealing glass 106 of an external lead 101 formed by coating iron / nickel alloy with copper by a mount brazing material 102 made of silver / tin alloy or the like. . Further, the plate-shaped metal lead 104 is pressed against the electrode 103a made of a material such as silver of the diode element 103, and the plate-shaped metal lead 104 is connected to the external lead 105 by resistance welding or the like. . Further, the external leads 101, 105, the mount brazing material 202, the diode element 103, the plate-shaped metal lead 104.
Is hermetically sealed by fusion fixing with a sealing glass 106 having a softening point of about 550 to 650 ° C.
ここで、本発明の半導体装置における金属板104は、
第１図（ａ）のＡ部の拡大詳細図である。第１図（ｂ）
に示すごとく、単一の板状素材104aで構成している。こ
の板状素材（104a）の材質としては、コバルト・鉄・ニ
ッケル合金，クロム・鉄合金あるいは、クロム・鉄・ニ
ッケル合金を使用している。Here, the metal plate 104 in the semiconductor device of the present invention,
It is an enlarged detailed view of the A section of FIG. 1 (a). Fig. 1 (b)
As shown in FIG. 5, it is composed of a single plate-shaped material 104a. As the material of the plate-shaped material (104a), cobalt-iron-nickel alloy, chromium-iron alloy, or chromium-iron-nickel alloy is used.
表−１に第１図に示す、本発明の一実施例である半導
体装置（ダイオード）と、第２図に示す、従来の半導体
装置（ダイオード）とで、板状金属リードの構造を除
き、同一条件下で、作成し、次に記す３点の比較を行っ
た結果を記す。Table 1 shows a semiconductor device (diode) according to one embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and a conventional semiconductor device (diode) shown in FIG. The results obtained by making three comparisons under the same conditions are described below.
完成品の、ガラス破壊による金属板への半導体素子
電極への接着数。The number of adhesion of the finished product to the semiconductor element electrode on the metal plate due to glass breakage.
連続振動による電気的開放発生数 IF特性（VF＝0.5V（一定）とし、特性のIF値を判定
基準とする。）の温度サイクルテスト（０℃100℃）
による不良個数。Number of electrical releases due to continuous vibration I F characteristic (V F = 0.5 V (constant) and the I F value of the characteristic is used as the criterion) Temperature cycle test (0 ° C 100 ° C)
The number of defective products.
表−１を見て明らかなように、本発明の実施例では、
板状金属リードと、半導体素子の電極との金属的結合
は、生じていないばかりでなく、耐振動性，温度サイク
ルによる熱ストレスによる電気的開放・IF特性の劣化が
生じることのない、優れた半導体装置を得ることができ
る。 As is clear from Table 1, in the examples of the present invention,
A plate-shaped metal lead, metallic coupling between the electrodes of the semiconductor element, not only does not occur, vibration resistance, is never caused deterioration of electrical open · I F characteristic due to thermal stress due to temperature cycling, good It is possible to obtain a good semiconductor device.
第２図は、本発明の他の実施例の縦断面図である。IC
などの半導体素子303は金・錫合金あるいは、ガラスな
どからなるマウントロウ材302によって、アルミナ等か
らなるベース308に固着されている。また半導体素子303
の電極303aは、コバルト・鉄・ニッケル合金，クロム・
鉄合金あるいは、クロム・鉄・ニッケル合金の単一素材
からなる金属板304により圧接した状態で封止ガラス306
により、ベース308,金属番304,キャップ（例えば、アル
ミナ等の材質）307とを融着固定している。FIG. 2 is a vertical sectional view of another embodiment of the present invention. I c
A semiconductor element 303 such as is fixed to a base 308 made of alumina or the like by a mount brazing material 302 made of gold / tin alloy or glass. In addition, semiconductor element 303
The electrode 303a is made of cobalt / iron / nickel alloy, chrome /
Sealing glass 306 under pressure contact with a metal plate 304 made of a single material of iron alloy or chromium / iron / nickel alloy
Thus, the base 308, the metal number 304, and the cap (for example, a material such as alumina) 307 are fused and fixed.
なお、第1,2図の各実施例では共に、外部に導出され
たリード部101,105,304（Ｃ部）には、半田付性を良く
する目的で半田メッキあるいは、錫メッキを施こすこと
は、言うまでもない。In each of the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, it goes without saying that the lead parts 101, 105, 304 (C part) led out to the outside are plated with solder or tin for the purpose of improving solderability. Yes.
以上説明したように、本発明の半導体装置は、半導体
素子の電極と電気的に接続する板状の金属リードの材質
として、クロムまたは、コバルトを含有する鉄・ニッケ
ル合金あるいは、クロムを含有する鉄のいずれかの単一
素材で構成している。As described above, in the semiconductor device of the present invention, the material of the plate-shaped metal lead electrically connected to the electrode of the semiconductor element is chromium or an iron-nickel alloy containing cobalt or an iron containing chromium. It is made of either single material.
そのため、半導体装置をガラスなどで気密封止時の熱
処理においても、この板状金属リードと半導体素子の電
極との間での金属的結合は、生じず、圧接のみによる電
気的接続が得られる。Therefore, even when the semiconductor device is hermetically sealed with glass or the like, no metallic bond occurs between the plate-shaped metal lead and the electrode of the semiconductor element, and electrical connection can be obtained only by pressure welding.
すなわち、気密封止後の冷却あるいは、半導体装置の
使用される環境下における熱ストレス，振動による環境
下においても、熱膨張差あるいは、外部応力による応力
が半導体素子の電極部に集中することはない。したがっ
て、電気的開放や接触不良等の特性劣化の少ない半導体
装置を得ることができる。That is, even after cooling after hermetically sealing, or under the environment of thermal stress and vibration in the environment where the semiconductor device is used, the difference in thermal expansion or stress due to external stress does not concentrate on the electrode portion of the semiconductor element. . Therefore, it is possible to obtain a semiconductor device with less characteristic deterioration such as electrical opening and poor contact.
第１図（ａ）は、本発明の一実施例を示す半導体装置の
縦断面図、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）のＡ部の拡大
詳細図、第２図は、本発明の他の実施例を示す半導体装
置の縦断面図、第３図（ａ）は、従来の半導体装置の一
例を示す縦断面図であり、第３図（ｂ）は、第３図
（ａ）のＢ部拡大詳細図である。 101,105,201,205……外部導出リード、102,202,302……
マウントロウ材、103,203,303……半導体素子（ダイオ
ード素子）、（103a），（203a），（303a）……半導体
素子の電極、104,204,304……板状金属リード、（204
a）……板状素材、（204b）……メッキ、106,206,306…
…封止ガラス、307……キャップ、308……ベース。1 (a) is a vertical cross-sectional view of a semiconductor device showing an embodiment of the present invention, FIG. 1 (b) is an enlarged detailed view of part A of FIG. 1 (a), and FIG. FIG. 3A is a vertical sectional view of a semiconductor device showing another embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a vertical sectional view showing an example of a conventional semiconductor device. It is a B section enlarged detailed view of a). 101,105,201,205 …… Externally derived leads, 102,202,302 ……
Mount brazing material, 103,203,303 …… Semiconductor element (diode element), (103a), (203a), (303a) …… Semiconductor element electrode, 104,204,304 …… Plate metal lead, (204
a) ... plate material, (204b) ... plating, 106,206,306 ...
… Sealing glass, 307… Cap, 308… Base.
Claims (1)
ードを有し、前記半導体素子の少なくとも１つの電極を
電気的に導出接続するために板状金属リードにより前記
電極と電気的に接続し、前記半導体素子及び前記板状金
属リードをガラス封止してなる半導体装置において、前
記板状金属リードを、コバルト・鉄・ニッケル合金、ク
ロム・鉄合金、又はクロム・鉄・ニッケル合金のいずれ
かの単一合金で構成し、前記半導体素子の電極と前記板
状金属リードとを前記ガラス封止による圧接によっての
み電気的に接続したことを特徴とする半導体装置。1. An external lead-out formed by adhesively fixing a semiconductor element, wherein at least one electrode of the semiconductor element is electrically connected to the electrode by a plate-shaped metal lead for electrically leading-out connection. In the semiconductor device in which the semiconductor element and the plate-shaped metal lead are glass-sealed, the plate-shaped metal lead is any one of cobalt-iron-nickel alloy, chromium-iron alloy, or chromium-iron-nickel alloy. 2. A semiconductor device, which is made of a single alloy, and in which the electrode of the semiconductor element and the plate-shaped metal lead are electrically connected only by pressure contact by the glass sealing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1005103A JPH081938B2 (en) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1005103A JPH081938B2 (en) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | Semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02184058A JPH02184058A (en) | 1990-07-18 |
| JPH081938B2 true JPH081938B2 (en) | 1996-01-10 |
Family
ID=11602033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1005103A Expired - Fee Related JPH081938B2 (en) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081938B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5138586B2 (en) * | 1972-03-08 | 1976-10-22 | ||
| JPS49114874A (en) * | 1973-02-28 | 1974-11-01 |
-
1989
- 1989-01-11 JP JP1005103A patent/JPH081938B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02184058A (en) | 1990-07-18 |
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