专利名称：散热器和使用它的半导体托架以及半导体器件用封装件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种由低热膨胀率、高散热性的WCu合金烧结体或MoCu合金烧结体构成的散热器和使用该散热器的半导体托架以及半导体器件用封装件。
背景技术：
过去在半导体封装件和光通信模块(光半导体组件)等的半导体器件中，要设置称为散热器的散热部件，使半导体封装件或半导体组件内发生的热有效地发散到系统外(排热)。至于这种散热器要求是热传导率高即热的传导性良好的材料，并且要求用于与陶瓷衬底或玻璃衬底接合，其热膨胀率与陶瓷或玻璃的热膨胀率(4～10ppm/K)相近。作为具有这样的热传导率和热膨胀率相反的两种特性的材料，现在使用钨-铜(WCu)合金。
作为这种钨-铜(WCu)合金构成的散热器来说，使用由将铜(Cu)熔渗浸(浸含)到由钨(W)构成的烧结体空洞部的熔液浸渗烧结合金构成的散热器。但是由这种熔渗烧结合金构成的散热器，一般要用例如以下顺序制造。首先，在钨(W)粉末里，预先配合有机粘合剂而成为混合原料，用压模对该混合原料进行压制成为薄板状成形体。使该成形体脱脂·烧结成为多孔性烧结体以后，将铜熔渗浸(浸含)到该烧结体的空洞部。然后，用铣床或磨床对熔渗烧结体的表面进行表面加工，最后制成散热器。
由于由这种熔渗烧结合金构成的散热器烧结用压模压制的成形体，因而难以制成复杂形状。因此，在制作复杂形状散热器时，需要对熔渗烧结合金施加切削加工等的二次加工。然而，因为熔渗烧结合金是难加工的材料，不容易进行切削加工，存在切削加工的成本价高同时生产率也低的问题。
另外，因为钨粉末的烧结体是海绵状的构造体，构成该构造体的空洞大小和空洞密度不均匀。因此，熔渗到空洞内铜的充填密度不均匀，使热膨胀率或热传导率随部位而不同。其结果，在由这种熔渗烧结体构成的散热器存在热特性不稳定，可靠性差的问题。并且，铜熔渗后的烧结体沿铜存在的部分进行热传导，但铜的充填密度不均匀时，热传导方向就变成随意的方向。因此，难以使发生的热尽快发散到系统外，存在散热效率降低的问题。
并且，为了提高烧结体的烧结密度，有时添加与钨固熔的镍(Ni)等烧结辅助剂。可是，添加烧结辅助剂时，与提高烧结密度相反，钨结晶粒长大，发生热传导路径被断绝而降低热传导率这样的问题。并且，当钨结晶粒长大，熔渗烧结体的表面粗糙度变得粗糙起来，就需要进行使用磨床等的表面研磨加工(二次加工)将烧结体表面加工成平滑面的工序。因此，散热器的制造工序复杂，产生制造成本提高这样的问题。
进而，在烧结体空洞内存在没有铜熔渗(浸含)的部分时，烧结体表面上容易发生针孔。在该针孔上形成镀层时，容易发生镀层膨胀，也难以得到电镀性良好高质量的散热器。并且，铜熔渗(浸含)以后，因为剩余的熔渗材料(铜)大量附着于烧结体表面上，要通过切削等加工除去粘附于表面的剩余熔渗材料，而后需要实施表面研磨加工，还产生增加散热器的精加工次数而制造成本进一步提高的问题。
实用新型内容在此，本实用新型为消除如上的问题而提出，其目的在于提供一种制造容易、热膨胀率低、由散热性好的钨-铜(WCu)合金烧结体或钼-铜(MoCu)烧结体合金构成的散热器，同时提供使用这种散热器的半导体托架和半导体器件用封装件。
为了达到上述目的，本实用新型的散热器由钨-铜(WCu)合金烧结体或钼-铜(MoCu)合金烧结体构成，这些烧结体的钨(W)和钼(Mo)的晶粒平均粒径为3μm以下，这些烧结体的铜(Cu)对该烧结体质量的比率为5wt％以上且30wt％以下。
这里，在WCu合金或MoCu合金中，随Cu的比率增大，与热传导率增大相反，热膨胀率也增大。这是因为Cu是热传导优良的金属，Cu的比率越增大越使热膨胀率增大。为此，为要形成低热膨胀率的WCu合金或MoCu合金，需要限制Cu的比率。而且，一般来说，由于热膨胀系数在10ppm/K以下就得到所谓充分低的热膨胀系数，因而可以说，WCu合金或MoCu合金中铜的质量含量比率相对WCu合金或MoCu合金的，为30wt％以下是理想的。
另一方面，众所周知，在WCu合金或MoCu合金中，W或Mo的晶粒平均粒径越小越提高热传导率。一般来说，要是热传导率为170W/m·K以上的话，就得到所谓高热传导性。而且，对于W或Mo的晶粒平均粒径在3μm，热传导率为170W/m·K时的热膨胀率是5.5ppm/K，这时的Cu的质量比率得到相对烧结体5wt％这样的结果。
因此，在WCu合金或MoCu合金中，W或Mo的晶粒平均粒径为3μm以下，Cu相对该烧结体质量的比率，采用5wt％以上而且30wt％以下的比率是理想的。
这时，理想的烧结体是当W-Cu复合金属粉末或由W粉末和Cu粉末组成的混合金属粉末采用喷出成形法形成的成形体的烧结体，或者把由Mo-Cu复合金属粉末或由Mo粉末和Cu粉末组成的混合金属粉末采用喷出成形法成形的成形体的烧结体时，对这种烧结体无须施加二次加工，可以简单、容易地得到复杂形状的散热器。
而且，如把这样的散热器应用于备有包括搭载半导体器件装片部的托架座的半导体托架或半导体器件用封装件，就能把半导体器件中发生的热量尽快排放(散热)到系统外。因此，将这种构成的散热器用于半导体托架或半导体器件用封装件是合适的。
另外，因为半导体激光器的光输出转换效率一般为20～50％，所以投入半导体激光器的一半以上功率作为热消耗了。而且，一般来说，半导体托架的温度若超过45℃，在此时施加电压，半导体激光器的振荡输出下降。所以，在上述的半导体托架上搭载半导体激光器时，能够将半导体激光器中发生的热量尽快发散到系统外。因此，能够增大半导体托架温度达到45℃的半导体激光器振荡输出。
就这种半导体激光器来说，980nm波带的半导体激光器、或1480nm波带的半导体激光器是理想的。而且，把980nm波带半导体激光器搭载于半导体托架上时，在由半导体托架中的W或Mo晶粒平均粒径为3μm的烧结体构成的散热器中，半导体托架温度达到45℃的半导体激光器振荡输出为120mW。因此，可以说半导体器件是振荡波长为980nm的半导体激光器，振荡输出设为120mW以下的半导体激光器是理想的。
另一方面，把1480nm波带的半导体激光器搭载于半导体托架上时，在由半导体托架中的W或Mo晶粒平均粒径为3μm的烧结体构成散热器中，半导体托架温度达到45℃的半导体激光器振荡输出为80mW。因此，可以说半导体器件是振荡波长为1480nm的半导体激光器，振荡输出设为80mW以下的半导体激光器是理想的。
另外，在上述半导体托架搭载半导体激光器时，需要把半导体激光器配置到正确的位置，使激光与光纤高效耦合。因此，希望半导体托架的装片部通过二次加工形成平滑化(镜面化)。
并且，本实用新型的半导体托架包括可搭载半导体器件的装片部(15)；搭载上述装片部(15)，具有固定部28～42的托架座(11)。上述固定部(28～42)具有平面上的托架保持部(28a～42a)、垂直于上述托架保持部(28a～42a)的安装部(28b到42b)。
进而，本实用新型的半导体封装件包括可搭载半导体器件的装片部(15)、搭载上述装片部(15)，具有固定部(28～42)的托架座(11)、覆盖上述装片部并在上述托架座(11)上安置的管帽(26)。上述固定部(28～42)具有平面上的托架保持部(28a～42a)、垂直于上述托架保持部(28a～42a)的安装部(28b到42b)。
如上所述，本实用新型的散热器构成由钨-铜(WCu)合金或钼-铜(MoCu)合金组成的烧结体的钨(W)或钼(Mo)的晶粒平均粒径在3μm以下，构成烧结体的Cu相对该烧结体质量的含有比率为5wt％以上且30wt％以下，因而能够提供低热膨胀率、高散热性的散热器。并且，若把这样的低热膨胀率、高散热性的散热器用于搭载半导体器件的半导体托架或半导体器件用的封装件，就能够迅速将半导体器件的发热散发到系统外。
另外，在上述的实施例中，说明了有关把本实用新型的半导体托架和半导体封装件应用于光半导体组件的例子，但是本实用新型的半导体托架和半导体封装件不限于光半导体组件，也能应用于搭载、放置各种半导体器件的半导体封装件等半导体器件。
图1是表示适用于把本实用新型的半导体托架用于管座式光半导体组件的半导体托架一例立体图；
图2是表示W-Cu合金烧结体的W晶粒平均粒径与Cu的质量比率变化时的热膨胀系数(ppm/K)与热传导率(W/m·K)的关系图；图3是表示Mo-Cu合金烧结体的Mo晶粒平均粒径与Cu的质量比率变化时的热膨胀系数(ppm/K)与热传导率(W/m·K)的关系图；图4是求出W-Cu合金烧结体中，W的晶粒平均粒径为3μm时的W晶粒粒径与频度的关系图；图5是求出W-Cu合金烧结体中，W的晶粒平均粒径为10μm时的W晶粒粒径与频度的关系图；图6是表示用复合金属粉末的喷出成形法形成的半导体托架的坯体立体图；图7是表示烧结形成图5的坯体的半导体托架立体图；图8是表示图6的烧结体上搭载半导体激光器等形成的光半导体组件立体图；图9是表示图7的光半导体组件内安装了管帽(盖)状态的光半导体组件立体图；图10是表示半导体托架的温度(℃)与搭载980nm波带半导体激光器时的半导体激光器输出(mW)的关系图；图11是表示半导体托架的温度(℃)与搭载1480nm波带半导体激光器时的半导体激光器输出(mW)的关系图；图12是模式表示光半导体组件的安装构造的变形的立体图，图12(a)是表示第1变形例图，图12(b)是表示第2变形例图，图12(c)是表示第3变形例图；图13是模式表示光半导体组件的安装构造的变形例图，图13(a)是表示第4变形例图，图13(b)是表示第5变形例图，图12(c)是表示第6变形例图；图14是模式表示光半导体组件的安装构造的变形例图，图14(a)是表示第7变形例图，图14(b)是表示第8变形例图；图15是模式表示光半导体组件的安装构造的变形例图，图15(a)是表示第9变形例图，图15(b)是表示第10变形例图，图15(c)是表示第11变形例图；图16是模式表示光半导体组件的安装构造的变形例图，图16(a)是表示第12变形例图，图16(b)是表示第13变形例图，图16(c)是表示第14变形例图；图17是模式表示用于制作DIP型光半导体组件所用的半导体器件用封装件的立体图；图18是模式表示CAN型光半导体组件的立体图；图19是表示本实用新型的另一半导体托架的例图，图19(a)表示安装部(12)与管帽固定部(13)的侧面成为整体构造的情况，图19(b)表示管帽固定部(13)与端子部(14)之间设有密封圈的情况。
具体实施方式
以下，按照图1，说明把本实用新型的散热器和使用该散热器的半导体托架的实施例应用于光半导体组件内的所用半导体托架的一例。另外，图1是模式表示把本实用新型的半导体托架应用于管座式光半导体组件的半导体托架的一例立体图。
1.半导体托架(散热器)图1的半导体托架10配备托架座11，该托架座11具有搭载半导体激光器的装片部15。而且，这些托架座11和装片部15是由烧结体整体地形成的。在此，托架座11形成为三段阶梯状，由第一段中形成底部的平面形状为长方形的平板状的安装部12、第二段中固定后述管帽(参照图8)的圆柱状的管帽固定部13、第三段中固定多条引线形成直径比第二段小的圆柱状的端子部14构成。并且，装片部15位于托架座11的上部，形成截面为多角形或者将扇形的顶点部形成倒角的柱状，其一侧壁表面是平面化的。
这样构成的半导体托架10，具有散热器功能，由如图1中所示形状成形的烧结体构成。作为具有这种散热器功能的烧结体，是WCu合金或MoCu合金的烧结体。这时，在WCu合金的烧结体中，W的晶粒平均粒径为3μm以下，Cu对该烧结体质量的含有比率为5wt％以上且30wt％以下。并且，在MoCu合金的烧结体中，Mo的晶粒平均粒径为3μm以下，Cu对该烧结体质量的含有比率为5wt％以上且30wt％以下。
在此，在WCu合金的烧结体或MoCu合金的烧结体中，使用W的晶粒或Mo的晶粒的平均粒径为3μm以下，Cu对该烧结体质量的含有比率为5wt％以上且30wt％以下的烧结体的理由，是因为即使热膨胀系数相同，烧结体组织的W晶粒或Mo晶粒的粒径越细，得到热传导率越高。根据以下的实验结果对该理由进行说明。图2表示求出改变WCu合金烧结体的W晶粒平均粒径和含有Cu的比率变化时的热膨胀系数(ppm/K)与热传导率(W/m·K)关系的结果。
另外，图2中，曲线a表示W晶粒平均粒径为3μm时的结果，曲线b表示Mo晶粒平均粒径为5μm时的结果，曲线c表示W晶粒平均粒径为7μm时的结果，曲线d表示W晶粒平均粒径为10μm时的结果。并且，图2中，所谓95W5Cu，意思是WCu合金中W的质量比率为95wt％，Cu的质量比率为5wt％。并且，关于90W10Cu、85W15Cu、80W20Cu、75W25Cu、70W30Cu、65W35Cu也同样。
由图2的结果清楚可知，随着WCu合金中含铜比率增大，与热传导率增大相反，热膨胀率也增大。这是因为，铜是热传导优良的金属，随Cu的比率增大热膨胀率也增大。因此，为了制成低热膨胀率的WCu合金，就需要限制含Cu比率。而且，一般地说，只要热膨胀系数是10ppm/K以下，就可充分地说是低热膨胀率。并且，WCu合金中含Cu比率比30wt％还多的话，W粒的结构体积减少，成为象粗的海绵不能保持水那样不能保持Cu，Cu在表面上冻结(freeze out)，使形状溃散，不可能提高热特性。因此，可以说WCu合金中Cu对WCu合金(烧结体)质量的含有比率为30wt％以下是理想的。
另一方面，因为W的晶粒平均粒径如从10μm向3μm缩小，图2的曲线朝上方移动，可以理解W的晶粒平均粒径越小热传导率越高。因此，可以说采用W的晶粒平均粒径小的晶粒是理想的。一般地说，只要热传导率在170W/m·K以上，就可以说是高热传导性。而且，热传导率为170W/m·K时的热膨胀系数，在W的晶粒平均粒径3μm的烧结体为5.5ppm/K，平均粒径5μm的为5.8ppm/K，平均粒径7μm的为6.3ppm/K，平均粒径10μm的则为6.6ppm/K。
因此，可以说对于WCu合金的烧结体，W的晶粒平均粒径在3μm以下，Cu对该烧结体质量的比率采用5wt％以上且30wt％以下是理想的。
另外，图3表示改变MoCu合金烧结体的Mo晶粒平均粒径与Cu的质量比率时，求出热膨胀系数(ppm/K)与热传导率(W/m·K)关系的结果。另外，图3中，曲线e表示Mo的晶粒平均粒径为3μm时的结果，曲线f表示Mo的晶粒平均粒径为5μm时的结果，曲线g表示Mo的晶粒平均粒径为7μm时的结果，曲线h表示Mo的晶粒平均粒径为10μm时的结果。该图3中，也得到与图2的WCu合金烧结体场合大体同样的结果。因此，可以说对于MoCu合金烧结体，Mo的晶粒平均粒径在3μm以下，Cu对该烧结体质量的比率采用5wt％以上且30wt％以下是理想的。
另外，图4是对于WCu合金烧结体，求出W的晶粒平均粒径为3μm时的W晶粒粒径与其频度的关系图，图5是对于WCu合金烧结体，求出W的晶粒平均粒径为10μm时的W晶粒粒径与其频度的关系图。图4明显示出，W晶粒粒径为3μm时成为有波峰的正态分布。并且，图5明显示出，W晶粒粒径为10μm时成为有波峰的正态分布。
2.半导体托架的制作以下按照图6～图7详细说明所述构成的半导体托架(散热器)10的制作顺序。另外，图6是表示由复合金属粉末喷出成形而形成的半导体托架的坯体立体图，图7是表示烧结图6的坯体并形成后的半导体托架立体图。
首先，准备好调整成W的含有比率为95～70wt％、Cu的含有比率为5～30wt％的平均粒径为1μm的W-Cu复合金属粉末，再把该W-Cu复合金属粉末投入喷射式研磨机。这时，设定喷射式研磨机的压力为3～10巴，喷射式研磨机的转动数为5000rpm，在该状态下，使喷射式研磨机转动20分钟，使W-Cu复合金属粉末互相不会凝聚，将W-Cu复合金属粉末微细化，使其成为球状。因此，得到平均粒径为0.1～0.3μm的W-Cu复合金属粉末。
在此，作为W-Cu复合金属粉末由规定量钨氧化物和规定量的铜氧化物制造的例子，可以利用由特开平8-239219号公报、特开平8-333119号公报公开的方法造。作为钨氧化物，仲钨酸氨(APT)或偏钨酸氨(AMT)是理想的。而且，作为铜氧化物，氧化亚铜、氧化铜或氢氧化铜是理想的。而且，使用按适合的质量比混合仲钨酸氨(APT)或偏钨酸氨(AMT)之中的任一种和氧化亚铜、氧化铜或氢氧化铜的任一种形成粉末，由该混合粉末脱水形成钨-铜复合氧化物的钨酸铜(CuWO4)/三氧化钨(WO3)是理想的。
另外，也可以使用W粉末和Cu粉末的混合金属粉末来代替W-Cu复合金属粉末。这时，也需要进行调整使得W的质量比率为95～70％，Cu的质量比率为5～30％。
并且，也可以使用球研磨机代替喷射式研磨机粉碎W-Cu复合金属粉末或W粉末和Cu粉末的混合金属粉末。这时，需要转动数为50rpm，转动球研磨机20～200小时，粉碎复合金属粉末或混合金属粉末直至平均粒径变成0.1～0.3μm。
接着，对这样得到的平均粒径0.1～0.3μmW-Cu复合金属粉末45～50vol％，添加粘合剂55～50vol％，使其混合，混匀成为成形用组成物。另外，作为粘合剂，使用在聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、丙烯酸、聚甲醛(POM)系列树脂等的有机系列树脂中，添加石蜡、巴西棕榈蜡、蜂蜡等蜡的粘合剂是理想的。
接着，用造粒机，将得到的成形用组成物制成球粒。将其投入到模制压力为20t(吨)的注入成形机的料斗内，注入温度为160℃，在模具温度25℃的模具内注入成形。然后，用水冷却模具使注入物固化，得到变成半导体托架10的坯体(成形体)10A。图6表示这样得到的坯体10A。该坯体10A备有含有装片部15A的托架座11A，整体地形成这些托架座11A和装片部15A。
另外，将托架座11A形成为三段阶梯状，由第一段中形成底部的平面形状为长方形的平板状的安装部12A、第二段中固定管帽的圆柱状管帽固定部13A、第三段中固定多条引线直径比第二段还小的圆柱状的端子部14A构成。而且，在安装部12A的两端形成多个安装用开口12a-1、12a-1。并且，在端子部14A，形成引线插入用多个贯通孔14a-1；另外，在装片部15位于托架座11A的上部，形成截面为多角形或者将扇形的顶点部形成倒角的柱状。
接着，在图未示出的脱粘合剂装置内配置该坯体10A。然后，向脱粘合剂装置内通入流量为1升/分的氮气，成为氮气环境。而且，以升温速度为0.1℃/分加热，在550℃保持2小时，对坯体10A进行脱粘合剂处理。通过该脱粘合剂处理，挥发上述粘合剂(除去)，制成由W和Cu构成的褐色体。而后，冷却到室温，从脱粘合剂装置内取出褐色体。
接着，把得到的褐色体配置在图未示出的脱氧装置内。而后，向脱氧装置内流入流量为1～10升/分的氢气，在铜熔点温度以下的500～1000℃的温度环境下，让褐色体充分曝露于氢气气流中，对褐色体进行脱氧处理。通过该脱氧处理，充分还原构成褐色体的钨粒子表面氧化层，提高与铜的润湿性。
接着，把脱氧处理后的褐色体送入烧结炉，在氢气流中，以升温速度为5℃/分，一直升温变成以下的烧结温度。而后，采用保持该烧结温度2小时的办法烧结。因此，坯体10A收缩变小，如图7所示那样制成由WCu合金烧结体构成的半导体托架10。这样一来，制成的半导体托架10，在烧结时钨的晶粒长大。然而，本实用新型中，由于采用下述方式调整烧结温度，因而能够抑制钨的晶粒生长。
具体点说，使用将Cu对复合金属粉末质量的比率调整到变成5％的W-Cu复合金属粉末时，要在1275～1325℃的温度环境下进行烧结。同样，Cu的质量比率为10％时，在1225～1275℃下；Cu的质量比率为15％时，在1175～1225℃下；Cu的质量比率为20％时，在1150～1200℃下；Cu的质量比率为30％时，在1125～1175℃下分别进行烧结。测定所得半导体托架10的钨晶粒平均粒径，就可以知道是3μm以下。
另外，通过该烧结，半导体托架10要比坯体10A收缩变小，但是备有在具有装片部15的三段阶梯状形成的托架座11构成是相同的。而且，托架座11是由第一段中形成底部的平面形状为长方形平板状的安装部12、第二段中固定管帽的圆柱状的管帽固定部13、和第三段中固定多条引线直径比第二段还小的圆柱状的端子部14构成。在安装部12的两端部形成安装用的开口12a、12a，在端子部14形成引线插入用的多个贯通孔14a。另一方面，装片部15位于托架座11的上部，形成截面为多角形或者将扇形的顶点部形成倒角的柱状。
进而，作为本实用新型另一个半导体托架例，如图19(a)所示，安装部(12)也可以具有与管帽固定部(13)的侧面部成为整体的构造。在图6和图7中记载的半导体托架，引线(23)和地线(24)穿过安装部(12)连接到端子部(14)的端面。即，端子部(14)的端面与安装部(12)的端面处于平行的关系。与此相对，图19(a)表示的构成中，管帽固定部(13)具有更大的块状，在设有端子部(14)面以外的面安装到安装部(12)上。在本例的半导体托架中，不是穿过安装部(12)，而是可以只在管帽固定部(13)与端子部(14)之间制作穿插用的定位孔。于是，按照这样构成，不需要使安装部(12)、管帽固定部(13)、和端子部(14)穿插引线(23)和地线(24)的合并定位孔加工，从而可以简化半导体托架的制造工序。
进而，作为本实用新型另外半导体托架例，如图11(b)所示，也可以在管帽固定部(13)与端子部(14)之间设置密封圈。
3.使用半导体托架的光半导体组件接着，以下按照图8～图9，详细说明使用上述制成的半导体托架(散热器)10的光半导体组件20制造顺序。另外，图8是表示图7的半导体托架10上搭载半导体激光器等形成的光半导体组件立体图，图9是表示图8的光半导体组件上装有管帽(管盖)状态的光半导体组件立体图。
首先，使用如上述制成的半导体托架10，通过机械加工，对该半导体托架10的装片部15一侧面进行平滑性研磨，使其表面粗糙度在TIR(最大高度)下最大3μm、Ra(平均粗糙度)变成0.5μm以下。然后，用喷砂机除去加工毛刺，施加镜面精加工进行二次加工。而后，在该平滑面上安装并固定半导体激光器21，使激光向上方向射出。并且，在该半导体激光器21的下部平滑面上安装并固定用于监视、控制激光输出的受光元件22。
进而，在托架座11的引线插入用的贯通孔14a内插入多条引线23、23、23和地线24。而后，向贯通孔14a内充填玻璃密封剂25，把多条引线23、23、23和地线24固定在各贯通孔14a内。另外，多条引线23、23、23的上部伸出托架座11的端子部14上面，该伸出的部分成为用于与半导体激光器21和受光元件22等连接的端子。
另一方面，准备用于气密保持半导体激光器21或受光元件22的管帽26，把该管帽26安装到托架座11的管帽固定部13上。而后，将管帽26的下端部内周面固着在管帽固定部13的周壁上。这时，管帽26的下端部内周面与管帽固定部13的周壁之间通过钎料焊料(例如银焊料)，配置在碳制或氧化铝制的模具内。接着，将该模具配置在含有40％氢气(H2)的氮气(N2)气氛的回流焊炉中移动速度为30mm/分的传送带上，在最高温度900℃加热20分钟这样的回流焊条件(升温分布)下加热处理，把管帽26的下端部内周面固接到管帽固定部13的周壁上。
接着，在管帽26内封入氮气，使管帽26内成为氮气气氛，就制成光半导体组件20。另外，在该管帽26的顶端部分安装光纤27，并放置透镜(图未示出)，以便有效地使激光射入该光纤27。
在使用这样构成的半导体托架10的光半导体组件20中，从半导体激光器21向上方射出的激光，借助于透镜，有效地与光纤27耦合。并且，在这种光半导体组件20中，由于一般制成没有辉锑器件等冷却装置，因而尤其在半导体托架10，对其材料要求散热性。
这是因为，通常半导体激光器21的光输出转换效率为20～50％的缘故。即，就是投入半导体激光器21的功率一半以上作为热的形式消耗。而且，一般说来，半导体托架10的温度如果超过45℃，在此时施加电压，激光器的输出功率也下降。
因此，就半导体激光器21来说，构成搭载980nm波带的半导体激光器、1480nm波带半导体激光器的光半导体组件20(A、B)。对用于各光半导体组件20(A、B)的半导体托架10而言，采用如下变化的烧结体，构成各光半导体组件20(A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4)。
即，把由烧结后W晶粒平均粒径变成3μm的烧结体构成半导体托架10的光半导体组件20设为A1、B1该烧结体使用调整成Cu对复合金属粉末质量的含有比率变成15质量％W-Cu复合金属粉末。并且，把使用同样的Cu含有比率的复合金属粉末，W晶粒平均粒径为5μm烧结体的光半导体组件20设为A2、B2，使用7μm烧结体的光半导体组件20设为A3、B3，使用10μm烧结体的光半导体组件20设为A4、B4。
接着，改变各光半导体组件20(A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4)的各半导体激光器的施加电压，求出半导体托架10的温度(℃)与各半导体激光器振荡输出(激光输出)(mW)的关系，结果如图10和图11所示。另外，图10表示搭载980nm波带半导体激光器的情况，图11表示搭载1480nm波带半导体激光器的情况。
由图10和图11的结果可以看出，既使是980nm波带半导体激光器，或1480波带半导体激光器，随着激光输出功率增大，半导体托架10的温度上升。这是因为激光输出一旦增大，其发热量也增大的缘故。
在图10中，在光半导体组件A4(半导体托架10W晶粒平均粒径为10μm)内，半导体托架10的温度达到45℃的激光输出功率为50mW；在光半导体组件A3(半导体托架10W晶粒平均粒径为7μm)内，半导体托架10的温度达到45℃的激光输出功率为70mW；在光半导体组件A2(半导体托架10W晶粒平均粒径为5μm)内，半导体托架10的温度达到45℃的激光输出功率为100mW；在光半导体组件A1(半导体托架10W晶粒平均粒径为3μm)内，半导体托架10的温度达到45℃的激光输出功率为120mW。
另一方面，在图11中，在光半导体组件B4(半导体托架10W晶粒平均粒径为10μm)内，半导体托架10的温度达到45℃的激光输出功率为40mW；在光半导体组件B3(半导体托架10W晶粒平均粒径为7μm)内，半导体托架10的温度达到45℃的激光输出功率为58mW；在光半导体组件B2(半导体托架10W晶粒平均粒径为5μm)内，半导体托架10的温度达到45℃的激光输出功率为75mW；在光半导体组件B1(半导体托架10W晶粒平均粒径为3μm)内，半导体托架10的温度达到45℃的激光输出功率为90mW。
由此，如果使用WCu合金W晶粒平均粒径为3μm的半导体托架10，把980nm波带半导体激光器搭载到该半导体托架10上，半导体激光器的最大输出功率为120mW。并且，如果把1480nm波带半导体激光器搭载到该半导体托架10上，半导体激光器的最大输出功率为80mW。这样，使用本实用新型的半导体托架10，就能够增大半导体激光器的最大输出功率。另外，只要提高激光器的光输出转换效率，也能搭载更高输出的激光器。
4.光半导体组件的安装构造变形例在上述的光半导体组件20中，在相对半导体激光器的射出方向成直角方向的位置设有安装部12。因此，为了在水平方向射出激光，需要利用剖面形状L字状角铁作为另外的构件，在形成于安装部12的两端部的安装用开口12a、12a和在形成于该另外部件棱角的安装用开口上穿插螺栓，该螺栓上拧上螺母，把光半导体组件20安装在另外构件的角铁上。另外，还研究了不用另外的角铁也能在水平方向射出激光的安装构造。其结果，可以得到以下各种各样的变形例。
(1)第一变形例本第一变形例中，如图12(a)所示，使用由平板状的托架保持部28a和自该托架保持部28a垂直下降的安装部28b构成的固定部28来代替上述平板状的安装部12。而且，要在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部28。另外，在安装部28b设置安装用开口28c、28c。通过设置这种固定部28，不用另外构件角铁把安装部28b固定在水平面，激光就能够从光半导体组件20向水平方向射出。
(2)第二变形例本第二变形例中，如图12(b)所示，使用具备平板状的托架保持部29a和自该托架保持部29a的两侧垂直下降的安装部29b、29b的固定部29来代替上述平板状的安装部12。而且，要在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部29。另外，在各安装部29b，分别设置安装用开口29c。通过设置这种固定部29不用另外构件角铁把安装部28b固定在水平面，激光就能够从光半导体组件20向水平方向射出。这时，可以比上述第一变形例的安装部28b减少安装部29b、29b的材料，因而可使这种固定部29重量减轻。
(3)第三变形例本第三变形例中，如图12(c)所示，使用具备平板状的托架保持部30a和自该托架保持部30a垂直下降的安装部30b的固定部30来代替上述平板状的安装部12。而且，要在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部30。另外，在各安装部30b，设置安装30c、30c。通过设置这种固定部30，不用另外构件的角铁在水平面固定安装部30b，激光就能够从光半导体组件20向水平方向射出。这时，由于可以与上述第二变形例同样减少安装部30b的材料，因而可使这种固定部30重量减轻。
(4)第四变形例本第四变形例中，如图13(a)所示，使用由平板状的托架保持部31a和自该托架保持部31a垂直竖起的安装部31b构成的固定部31来代替上述平板状的安装部12。而且，要在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部31。另外，在安装部31b，设置安装用开口31c、31c。由此，只要在水平面上固定安装部31b，就能从光半导体组件20向水平方向射出激光。这时，通过使安装部31b的长度比托架保持部31a的长度还要长，就很容易安装到被固定部，同时安装部31b从托架保持部31a垂直竖起，因而往该固定部31的被固定部上安装时，引线23、23、23或地线24便不会成为妨碍，而且很容易安装。
(5)第五变形例在本第五变形例中，如图13(b)所示，与图13(a)同样，使用由平板状的托架保持部32a和自该托架保持部32a垂直竖起的安装部32b构成的固定部32来代替上述平板状的安装部12。而且，要在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部32。另外，在安装部32b，设置安装用开口32c、32c。由此，只要在水平面上固定安装部32b，就能从光半导体组件20向水平方向射出激光。这时，通过使安装部32b的长度等于托架保持部32a的长度，就可以减少安装部32b的材料，因而能够减轻这种固定部32的重量。并且，与固定部31同样，安装部32b从托架保持部32a垂直竖起，因而往该固定部32的被固定部上安装时，引线23、23、23或地线24便不会成为妨碍，而且很容易安装。
(6)第六变形例在本第六变形例中，如图13(c)所示，使用具备平板状的托架保持部33a和自该托架保持部33a的两侧垂直竖起的安装部33b、33b构成的固定部33来代替上述平板状的安装部12。而且，要在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部33。另外，在安装部33b，分别设置安装用开口33c。由此，只要在水平面上固定安装部33b，就能从光半导体组件20向水平方向射出激光。并且，比上述第5变形例的安装部32b还能减少安装部33b、33b的材料，因而能够减轻这种固定部33的重量。并且，与第5变形例的固定部32同样，安装部33b从托架保持部33a垂直竖起，因而往该固定部33的被固定部上安装时，引线23、23、23或地线24不会成为妨碍，而且很容易安装。
(7)第七变形例在本第七变形例中，如图14(a)所示，使用在平板状有若干变形的托架保持部34a和自该托架保持部34a垂直向下的安装部34b构成的固定部34来代替上述平板状的安装部12。而且，要在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部34。由此，只要在水平面上固定安装部34b，就能从光半导体组件20向水平方向射出激光。这时，为了缩小托架保持部34a的面积，形成比管帽固定部13直径大一些的正方形状，然而安装部34b要形成与第一变形例同样大小。为此，形成一些变形的形状，使其从托架保持部34a向着安装部34b扩大。另外，在安装部34b设置安装用开口34c、34c。因此，能够减少托架保持部34a的材料，因而可使这种固定部34的重量减轻。
(8)第八变形例在本第八变形例中，如图14(b)所示，使用由半圆形平板状的托架保持部35a和自该托架保持部35a垂直向下的安装部35b构成的固定部35来代替上述平板状的安装部12。而且，要在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部35。由此，只要在水平面上固定安装部35b，就能从光半导体组件20向水平方向射出激光。这时，为了缩小托架保持部35a的面积，形成比管帽固定部13直径大一些直径的半圆形，然而安装部35b形成，要与第一变形例同样大小。为此，形成从托架保持部35a向着安装部35b扩大的形状。另外，在安装部35b设置安装用开口35c、35c。因此，能够减少托架保持部35a的材料，因而可使这种固定部35的重量减轻。
(9)第九变形例在本第九变形例中，如图15(a)示，直接把管帽固定部13安装于被固定部而不用上述平板状的安装部12。这时，只要在管帽固定部13的周壁上形成螺纹，在水平方向直接拧紧，固定在被固定部就行。这样固定，就能在水平方向从光半导体组件20射出激光而不用另外构件的角铁。
(10)第十变形例在本第十变形例中，如图15(b)所示，使用由平板状窄长方形的托架保持部37a和自该托架保持部37a垂直向下的安装部37b构成的固定部37来代替上述平板状的安装部12。而且，要在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部37。由此，只要在水平面上固定安装部37b，就能从光半导体组件20向水平方向射出激光。这时，因为将托架保持部37a形成为窄长方形窄条，同时安装部37b形成其宽窄与托架保持部37a相同的宽度，所以能够减少固定部37的材料，因而能够减轻这种固定部37的重量。
(11)第十一变形例在本第十一变形例中，如图15(c)所示，使用由平板状窄长方形的托架保持部38a和自该托架保持部38a垂直向下的安装部38b构成的固定部38来代替上述平板状的安装部12。而且，要在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部38。另外，在安装部38b设置安装用开口38c。由此，只要在水平面上固定安装部38b，就能从光半导体组件20向水平方向射出激光。这时，因为将托架保持部38a形成为窄长方形窄条，同时也将安装部38b形成为比托架保持部38a还宽。因此，能够把固定部38的材料减少到比固定部37的材料还要小，因而能够减轻这种固定部38的重量。
(12)第十二变形例在本第十二变形例中，如图16(a)所示，使用具备由在平板状有若干变形的托架保持部40a和自该托架保持部40a的两侧垂直向下的安装部40b、40b的构成固定部40来代替上述平板状的安装部12，并要在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部40。另外，在各安装部40b、40b分别设置安装用开口40c。由此，只要在水平面上固定安装部40b、40b，就能从光半导体组件20向水平方向射出激光。这时，为了缩小托架保持部40a的面积，形成比管帽固定部13直径大一些的正方形。为此，从托架保持部40a向安装部40b形成扩大的形状，形成缩颈部40d。因此，能够减少托架保持部40a的材料，因而可以减轻这种固定部40的重量。
(13)第十三变形例在本第十三变形例中，如图16(b)所示，使用具备由在平板状有若干变形的托架保持部41a和自该托架保持部41a的两侧垂直向下的安装部41b、41b构成的固定部41来代替上述平板状的安装部12，并在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部41。这时，也在各安装部41b、41b分别设置安装用开口41c。而且，为了缩小托架保持部41a的面积，形成比管帽固定部13直径大一些的正方形。为此，从托架保持部41a向安装部41b变成扩大的形状，形成缩颈部41d。另外，由于应力集中于各安装部41b、41b的根部，有发生断裂的危险，所以在本第13变形例中，要在两个安装部41b、41b的根部，将肋部41e与两个安装部41b、41b整体形成，以便增强两个安装部41b、41b的强度。
(14)第十四变形例在本第十四变形例中，与上述第12变形例的固定部40同样，如图16(c)所示，要使用具备平板状若干变形的托架保持部42a和自该托架保持部42a的两侧垂直向下的安装部42b、42b的固定部42，并在圆柱状的管帽固定部13下部配设该固定部42。这时，也在各安装部42b、42b分别设置安装用开口42c，从托架保持部42a向安装部42b形成扩大一些的形状，形成缩颈部42d。而且，在本第14变形例中，要在两个安装部42b、42b的根部，将R部42e与两个安装部42b、42b整体形成，以便增强两个安装部42b、42b的强度。
5.半导体器件用封装件上述例子中，说明了半导体托架10和使用该半导体托架(散热器)10的管座式光半导体组件20。但是，利用本实用新型的散热器形成半导体器件用封装件，利用该半导体器件用封装件可以制作DIP型(Dual In-linePackage)双列直插式封装件插针(引线)沿封装件的两长边配置型)光半导体组件。在以下，按照图17(a)、(b)以下说明有关用于制作DIP式光半导体组件所用的半导体器件用封装件。另外，图17(a)、(b)是模式表示半导体器件用封装件的立体图。
本实用新型的半导体器件用封装件50a，如图17(a)所示，由框架部件51和成为该框架部件51盖板的盖件55构成。框架部件51由具备大致箱形形状在一侧壁大致圆筒形状的窗架51a的本体部52、成为该本体部52底板的底部53、从本体部52的另一侧壁伸出将该框架部件51固定于被固定部件的固定部54、54构成。这些本体部52、底部53和固定部54、54是通过烧结整体性形成的。
本实用新型的半导体器件用封装件50b，如图17(b)所示，由框架部件56和成为该框架部件56盖板的盖件55构成。框架部件56由具备大致箱形形状在一侧壁大致圆筒形状的窗架56a的本体部57、成为该本体部57底板的底部58、从本体部57的另一侧壁伸出将该框架部件56固定于被固定部件的固定部59、59构成。这些本体部57、底部58和固定部59、59是通过烧结整体性形成的。
另外，在框架部件51(56)的底部53(58)，配设图中未示出的引线插入用的多个贯通孔，在这些贯通孔内插入多条引线和地线后，把玻璃密封剂充填到贯通孔内，要在各贯通孔内通过密封固定多条引线和地线。另外，多条引线的上部伸到端子部的上面，该伸出的部分，就成为用于与半导体激光器、受光元件等连接的端子。
而且，在底部52(58)上边，配置图中未示出的半导体激光器或光学系统，在该框架部件51(56)上边用缝焊法焊接盖件55，形成半导体器件用封装件50a(50b)，而且形成光半导体组件。另外，在半导体器件用封装件50a中，如图17(a)所示，在固定部54形成圆形的固定孔54a。另一方面，半导体器件用封装件50b中，如图17(b)所示，在固定部59形成半缺口的半圆形固定孔59a。在图17(b)的例中，半缺口的半圆形固定孔59a在固定部59图示上方的边缘形成。本实用新型的固定孔59a不限于这个形状。在本实用新型，固定孔59a也可以在固定部59的图左右方向形成。
在此，如半导体器件用封装件50a那样，在固定部54设置圆形固定孔54a时，在衬底安装组件时，就能够安装在精确的位置上。另一方面，如半导体器件用封装件50b那样，在固定部59设置半缺口的半圆形固定孔59a，就能够抑制注入成形时发生的熔接，不会在产品上发生龟裂等缺陷。
这样构成的半导体器件用封装件50a(50b)的框架部件51(56)和盖件55，与上述半导体托架10的场合同样，理想的是WCu合金烧结体或MoCu合金烧结体。这时，在WCu合金烧结体中，W的晶粒平均粒径为3μm以下，Cu对该烧结体质量的比率为5wt％以上且30wt％以下是理想的。并且，在MoCu合金烧结体中，Mo的晶粒平均粒径为3μm以下，Cu对该烧结体质量的比率为5wt％以上且30wt％以下是理想的。
接着，以下说明有关上述这种构成的框架部件51(56)和盖件55的制造方法。首先，与上述同样，准备好调整为W的质量比率为95～70％，Cu的质量比率变成5～30％的平均粒径为1μm的W-Cu复合金属粉末，使其以后，把该W-Cu复合金属粉末投入喷射式研磨机，得到平均粒径0.1～0.3μm的W-Cu复合金属粉末。对这样得到的W-Cu复合金属粉末40～45vol％添加60～55vol％粘合剂(在PP、PS、PE、丙烯、POM系列树脂等有机系列树脂中添加石蜡、巴西棕榈蜡、蜂蜡等蜡)，使其混合、混匀作为成形用组成物。
接着，用造粒机，将得到的成形用组成物制成球粒。将其投入到注入成形机的料斗内，注入温度为160℃，在模具温度25℃的框架部件用模具和盖件用模具内注入成形。然后，用水冷却这些模具使注入物固化，得到成为框架部件51(56)和盖件55的坯体(成形体)。接着，把这些坯体配置在图中未示出的脱粘合剂装置内以后，通入流量为1升/分的氮气，成为氮气环境，而且，以升温速度为0.1℃/分加热，在550℃保持2小时，对坯体进行脱粘合剂处理。通过该脱粘合剂处理，使上述粘合剂挥发(除去)，制成由W和Cu构成的褐色体。而后，冷却到室温，从脱粘合剂装置内取出褐色体。
接着，把得到的褐色体配置在图中未示出的脱氧装置内以后，向脱氧装置内通入氢气，在铜熔点温度以下的500～1000℃的温度环境下，让褐色体充分曝露于氢气气流中，对褐色体进行脱氧处理。通过该脱氧处理，充分还原构成褐色体的钨粒子表面氧化层，提高与铜的润湿性。接着，把脱氧处理后的褐色体送入烧结炉，在氢气流中，一直升温变成以下的烧结温度。而后，通过保持该烧结温度2小时进行烧结。于是，制成由WCu合金烧结体构成的框架部件51(56)和盖件55。这样制作的框架部件51(56)和盖件55，在烧结时钨的晶粒长大。然而，本实用新型中，由于如下方式调整温度，因而能够抑制钨的晶粒生长。
具体地说，使用将Cu质量对复合金属粉末质量的比率调整为5％的W-Cu复合金属粉末时，要在1275～1325℃的温度环境下进行烧结。同样，Cu的质量比率为10％时，在1225～1275℃下；Cu的质量比率为15％时，在1175～1225℃下；Cu的质量比率为20％时，在1150～1200℃下；Cu的质量比率为30％时，在1125～1175℃下分别进行烧结。测定所得半导体托架10的钨晶粒平均粒径，就可以知道是3μm以下。
另外，对于上述的半导体器件用封装件50a(50b)，说明了由WCu合金或MoCu合金的烧结体构成框架部件51(56)和盖件55的例子，但是不需要其全部都由WCu合金或MoCu合金构成，只要由WCu合金或MoCu合金的烧结体至少构成框架部件51(56)的底部53(58)就行。这时，框架部件51(56)的本体部52(57)和固定部54(59)或盖件55使用与WCu合金或MoCu合金热膨胀率近似的铁镍钴合金(FeNiCo合金)，可以通过将这些与WCu合金或MoCu合金的底部53(58)烧结整体形成，或者只要用AgCu等钎料焊料进行钎焊。
另外，可以利用本实用新型的散热器形成半导体器件用封装件，利用该半导体器件用封装件，可以制作如图18所示的CAN型光半导体组件。该CAN型光半导体组件是底座直径小的光半导体组件。另外，图18是模式表示CAN型光半导体组件立体图。图18的CAN型光半导体组件60备有托架座61，其具有搭载半导体激光器的安装部62。而且，这些托架座61和安装部62，是由与上述同样的WCu合金或MoCu合金烧结体整体地形成的。
在此，托架座61形成圆板状，安装部62位于托架座61上部，并使其一侧壁表面平面化。在该平面化后的一侧壁上固定半导体激光器，使该半导体激光器向上方向射出，在该半导体激光器的下部固定着用于监视、控制半导体激光器输出的受光元件。另一方面，用于保持半导体激光器或受光元件气密性的管帽63装载于安装部62的管帽固定部，并将管帽63下端部的内周面固定到管帽固定部的周壁上。而且，在管帽63内封入氮气，制成CAN型光半导体组件60。
另外，为了有效地使激光射入光纤，在该管帽63的顶端部放置透镜64。进而，在托架座61上将多条引线65、65、65固定在引线插入用的多个贯通孔内。这样构成的CAN型光半导体组件60，由于没有设置安装部，为了在水平方向射出激光，利用螺栓作为另外部件，在形成于该另外部件的螺栓的安装用开口穿插安装CAN型光半导体组件60。另外，另外部件的螺栓，用Fe或FeNi合金形成是理想的。
进而，作为本实用新型另外的半导体封装件的例，如图19(a)所示，安装部(12)也可以具有与管帽固定部(13)的侧面部成为整体的构造。如图6和图7所表示的，在半导体托架上，引线(23)和地线(24)穿过安装部(12)连接到端子部(14)的端面。即，端子部(14)的端面与安装部(12)的端面处于平行的关系。与此相对，在图19(a)所示的构成，管帽固定部(13)具有更大的块状，在设置端子部(14)面以外的面安装于安装部(12)。对于本例的半导体托架，以90度角度安装端子部(14)和安装部(12)。从而，不用穿过安装部(12)，而只在管帽固定部(13)与端子部(14)间形成用于穿过引线(23)和地线(24)的定位孔就可以。按照这种构成，不需要使安装部(12)、管帽固定部(13)和端子部(14)穿过引线(23)和地线(24)进行定位孔合并加工，就能够简化包括半导体托架的半导体封装件的制造工序。
进而，作为本实用新型另外的半导体封装件例，如图19(b)所示的那样，也可以构成包括在管帽固定部(13)与端子部(14)之间设置密封圈(16)的半导体托架的结构。
权利要求1.一种半导体托架，其包括可搭载半导体器件的装片部(15)、搭载上述装片部(15)，具有固定部28～42的托架座(11)，其特征在于，
上述固定部(28～42)具有平面状的托架保持部(28a～42a)、垂直于上述托架保持部(28a～42a)的安装部(从28b到42b)。
2.如权利要求1所述的半导体托架，其特征在于，上述安装部(28b～42b)具有至少一个安装用开口部(28c～42c)。
3.如权利要求2所述的半导体托架，其特征在于，上述固定部具有多个安装部(29b、29b、33b、33b)，在多个安装部上分别具有至少一个安装用开口部(29c、29c、33c、33c)。
4.如权利要求2所述的半导体托架，其特征在于，上述安装用开口部是圆形的孔。
5.如权利要求2所述的半导体托架，其特征在于，上述安装用开口部(30c)是在上述安装部的端部开口的槽状。
6.如权利要求1所述的半导体托架，其特征在于，上述托架座(11)具有上述固定部、位于上述固定部上圆柱状的管帽固定部(13)、位于上述管帽固定部(13)上比管帽固定部直径小的端子部(14)。
7.如权利要求1所述的半导体托架，其特征在于，上述安装部(28b～30b)相对上述托架保持部(28a～30a)垂直向下。
8.如权利要求1所述的半导体托架，其特征在于，上述安装部(31b～33b)相对上述托架保持部(31a～33a)垂直竖起。
9.如权利要求1所述的半导体托架，其特征在于，上述托架保持部是多角形的。
10.如权利要求6所述的半导体托架，其特征在于，上述托架保持部(35a)是比上述管帽固定部(13)直径大一些的半圆形。
11.如权利要求6所述的半导体托架，其特征在于，上述托架保持部具有比上述管帽固定部(13)的直径窄的宽度。
12.如权利要求3所述的半导体托架，其特征在于，上述固定部(4142)具有多个安装部(41b、41b、42b、42b)，在多个安装部的根部具有肋部(41e、42e)。
13.如权利要求1所述的半导体托架，其特征在于，上述装片部(15)和上述托架座(11)整体构成。
14.一种半导体托架，其包括可搭载半导体器件的装片部(15)、位于上述装片部(15)下边，具有平面部分的管帽固定部(13)，其特征在于，在上述管帽固定部(13)的平面部分形成在厚度方向贯通的至少一个螺孔。
15.一种半导体托架，其包括可搭载半导体器件的装片部(15)、位于上述装片部(15)下边，具有平面部分的管帽固定部(13)，其特征在于，具有固定部(28～42)，其具有相对上述管帽固定部(13)的平面部分的垂直面。
16.如权利要求6、14、15所述的半导体托架，其特征在于，在上述管帽固定部(13)上具有密封圈。
17.一种半导体封装件，其包括可搭载半导体器件的装片部(15)、搭载上述装片部(15)，具有固定部(28～42)的托架座(11)、覆盖上述装片部并在上述托架座(11)上装载的管帽(26)，其特征在于，上述固定部(28～42)具有平面状的托架保持部(28a～42a)、垂直于上述托架保持部(28a～42a)的安装部(28b～42b)。
18.如权利要求17所述的半导体封装件，其特征在于，上述安装部(28b～42b)具有至少一个安装用开口部(28c～42c)。
19.如权利要求18所述的半导体封装件，其特征在于，上述固定部具有多个安装部(29b、29b、33b、33b)，在多个安装部上分别具有至少一个安装用开口部(29c、29c、33c、33c)。
20.如权利要求18所述的半导体封装件，其特征在于，上述安装用开口部是圆形的孔。
21.如权利要求18所述的半导体封装件，其特征在于，上述安装用开口部(30c)是在上述安装部的端部开口的槽状。
22.如权利要求17所述的半导体封装件，其特征在于，上述托架座(11)具有上述固定部、位于上述固定部上圆柱状的管帽固定部(13)、位于上述管帽固定部(13)上直径比管帽固定部小的端子部(14)。
23.如权利要求17所述的半导体封装件，其特征在于，上述安装部(28b～30b)相对上述托架保持部(28a～30a)垂直向下。
24.如权利要求17所述的半导体封装件，其特征在于，上述安装部(31b～33b)相对上述托架保持部(31a～33a)垂直竖起。
25.如权利要求17所述的半导体封装件，其特征在于，上述托架保持部是多角形。
26.如权利要求22所述的半导体封装件，其特征在于，上述托架保持部(35a)是直径比上述管帽固定部(13)大一些的半圆形。
27.如权利要求22所述的半导体封装件，其特征在于，上述托架保持部具有比上述管帽固定部(13)的直径窄的宽度。
28.如权利要求19所述的半导体封装件，其特征在于，上述固定部(41、42)具有多个安装部(41b、41b、42b、42b)，在多个安装部的根部具有肋部(41e、42e)。
29.如权利要求17所述的半导体封装件，其特征在于，上述装片部(15)和上述托架座(11)整体构成。
30.一种半导体封装件，其包括可搭载半导体器件的装片部(15)、位于上述装片部(15)下边，具有平面部分的管帽固定部(13)，其特征在于，在上述管帽固定部(13)的平面部分形成在厚度方向贯通的至少一个螺孔。
31.一种半导体封装件，其包括可搭载半导体器件的装片部(15)、位于上述装片部(15)下边，具有平面部分的管帽固定部(13)，其特征在于，具有固定部(28～42)，其具有相对上述管帽固定部(13)的平面部分的垂直面。
32.如权利要求22、30、31所述的半导体封装件，其特征在于，上述管帽固定部(13)上边具有密封圈。
33.一种使用如权利要求1的半导体托架或如权利要求17所述的半导体封装件的散热器，其由WCu合金烧结体或MoCu合金烧结体构成，其特征在于，构成所述烧结体的钨(W)和钼(Mo)的晶粒平均粒径为3μm以下，构成烧结体的铜(Cu)相对该烧结体质量的比率为5wt％以上且30wt％以下。
34.如权利要求33所述的散热器，其特征在于，所述烧结体是W-Cu复合金属粉末或由W粉末和Cu粉末组成的混合金属粉末采用喷出成形法形成的成形体的烧结体，或者把由Mo-Cu复合金属粉末或Mo粉末和Cu粉末组成的混合金属粉末采用喷出成形法成形的成形体的烧结体。
35.如权利要求1所述的半导体托架，其具有托架座，该托架座具有搭载半导体器件的装片部，其特征在于，具有所述装片部的托架座由钨-铜(WCu)合金烧结体或钼-铜(MoCu)合金烧结体构成，构成所述烧结体的钨(W)和钼(Mo)的晶粒平均粒径为3μm以下，构成所述烧结体的铜(Cu)对该烧结体质量的比率为5wt％以上且30wt％以下。
36.如权利要求35所述的半导体托架，所述烧结体是W-Cu复合金属粉末或由W粉末和Cu粉末组成的混合金属粉末采用喷出成形法形成的成形体的烧结体，或者把由Mo-Cu复合金属粉末或Mo粉末和Cu粉末组成的混合金属粉末采用喷出成形法成形的成形体的烧结体。
37.如权利要求35所述的半导体托架，其特征在于，所述半导体器件是振荡波长为980nm、振荡输出为120mW以下的半导体激光器
38.如权利要求35所述的半导体托架，其特征在于，所述半导体器件是振荡波长为1480nm、振荡输出为80mW以下的半导体激光器
39.如权利要求37所述的半导体托架，其特征在于，搭载所述半导体激光器的装片部通过二次加工表面变得平滑。
40.如权利要求17所述的半导体器件用封装件，其具有放置半导体器件的、由底板、框体和盖体构成的封装构件，其特征在于，所述封装构件至少底板由钨-铜(WCu)合金烧结体或钼-铜(MoCu)合金烧结体构成，构成所述烧结体的钨(W)和钼(Mo)的晶粒平均粒径为3μm以下，构成所述烧结体的铜(Cu)对该烧结体质量的比率为5wt％以上且30wt％以下
41.如权利要求40所述的半导体器件用封装件，其特征在于，所述烧结体是把W-Cu复合金属粉末或由W粉末和Cu粉末组成的混合金属粉末采用喷出成形法形成的成形体的烧结体，或者把Mo-Cu复合金属粉末或Mo粉末和Cu粉末组成的混合金属粉末采用喷出成形法成形的成形体的烧结体。
42.如权利要求40所述的半导体器件用封装件，其特征在于，所述封装构件的底板和框体是由把W-Cu复合金属粉末或由W粉末和Cu粉末组成的混合金属粉末采用喷出成形法形成的成形体的烧结体，或者把Mo-Cu复合金属粉末或由Mo粉末和Cu粉末组成的混合金属粉末采用喷出成形法成形的成形体的烧结体构成的。
43.一种半导体器件用封装件，其具有框架部件51、成为框架部件51的盖的盖件55，其特征在于，框架部件51由具备大致箱形形状在一侧壁大致圆筒形状的窗架51a的本体部52、成为该本体部52底板的底部53、从本体部52的另一侧壁伸出将该框架部件51固定于被固定部件的固定部54、54构成，本体部52、底部53和固定部54、54是通过烧结整体形成的。
专利摘要本实用新型提供一种制造容易、低热膨胀率、高散热性的散热器，同时提供利用这种散热器的半导体托架。该半导体托架包括可搭载半导体器件的装片部(15)、搭载上述装片部(15)，具有固定部28～42的托架座(11)。上述固定部(28～42)具有平面上的托架保持部(28a～42a)、垂直于上述托架保持部(28a～42a)的安装部(从28b到42b)。
文档编号H01L23/34GK2655419SQ03251578
公开日2004年11月10日 申请日期2003年3月19日 优先权日2002年9月9日
发明者铃木克典, 堀合直 申请人:雅马哈株式会社