(57)【要約】【課題】半田表面からの汚染ガスの発生を抑制することができる半導体パッケージを得ること。【解決手段】半導体パッケージ１００が、上面に半導体ベアチップ６が実装されたセラミック基板１と、セラミック基板１上で半導体ベアチップ６の側面を囲うよう配置されたリング２と、リング２の下面とセラミック基板１の上面とを接合する半田３と、半田３の表層のうち少なくともリング２の内側領域を覆う金属膜５と、リング２上から半導体ベアチップ６の上面を覆うよう配置されるとともにリング２の上面に接合されたカバー９と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に半導体ベアチップが実装されたセラミック基板と、
前記セラミック基板上で前記半導体ベアチップの側面を囲うよう配置されたリングと、
前記リングの下面と前記セラミック基板の上面とを接合する半田と、
前記半田の表層のうち少なくとも前記リングの内側領域を覆う金属膜と、
前記リング上から前記半導体ベアチップの上面を覆うよう配置されるとともに前記リングの上面に接合されたカバーと、
を備えることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記金属膜は、前記半田の表層および前記リングの表層を覆い、
前記カバーは、前記金属膜を介して前記リングの上面に接合されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
セラミック基板上で前記セラミック基板の上面とリングの下面とを半田で接合する第１の接合ステップと、
前記セラミック基板上で半導体ベアチップの側面が前記リングによって囲われるよう前記半導体ベアチップを前記セラミック基板に実装する実装ステップと、
前記半田の表層のうち少なくとも前記リングの内側領域を金属膜によって覆う被覆ステップと、
前記リング上から前記半導体ベアチップの上面を覆うよう前記リングの上面にカバーを接合する第２の接合ステップと、
を含むことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項４】
前記被覆ステップでは、前記金属膜によって、前記半田の表層および前記リングの表層を覆う、
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項５】
前記被覆ステップでは、前記半田の表層および前記リングの表層に金属のスパッタリングまたは金属の蒸着が行われる、
ことを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項６】
前記第２の接合ステップでは、前記リングと前記カバーとが前記金属膜を介した溶接によって接合される、
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ベアチップが実装される半導体パッケージおよび半導体パッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ベアチップは、水分を吸湿することで劣化する。また、半導体ベアチップは、高湿度環境下では半導体ベアチップ間の電位差によって金属マイグレーションが発生し、金属の結晶が形成されて半導体ベアチップ間がショートする場合がある。そのため、半導体ベアチップは、気密構造をもつパッケージ内で保護される必要がある。
【０００３】
特許文献１に記載の電子部品パッケージが形成される際には、基材部上に環状の部材である側板部が半田接合され、基材部上の側板部で囲まれた領域に半導体部品が実装され、側板部上に天板部が載せられ天板部がシーム溶接によって側板部に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１５４６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、製造工程または使用環境での熱が原因で、半田表面の微細な穴の中にあるフラックスが半田表面ににじみ出し、フラックスが気化することで発生した汚染ガスでパッケージ内の半導体部品が汚染される場合がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、半田表面からの汚染ガスの発生を抑制することができる半導体パッケージを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の半導体パッケージは、上面に半導体ベアチップが実装されたセラミック基板と、セラミック基板上で半導体ベアチップの側面を囲うよう配置されたリングと、を備えている。また、本発明の半導体パッケージは、リングの下面とセラミック基板の上面とを接合する半田と、半田の表層のうち少なくともリングの内側領域を覆う金属膜と、リング上から半導体ベアチップの上面を覆うよう配置されるとともにリングの上面に接合されたカバーと、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半田表面からの汚染ガスの発生を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態にかかる半導体パッケージの構成を示す図
【図２】実施の形態にかかる半導体パッケージの製造処理手順を説明するための第１の図
【図３】実施の形態にかかる半導体パッケージの製造処理手順を説明するための第２の図
【図４】実施の形態にかかる半導体パッケージの製造処理手順を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる半導体パッケージおよび半導体パッケージの製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態．
図１は、実施の形態にかかる半導体パッケージの構成を示す図である。図２は、実施の形態にかかる半導体パッケージの製造処理手順を説明するための第１の図である。図３は、実施の形態にかかる半導体パッケージの製造処理手順を説明するための第２の図である。図４は、実施の形態にかかる半導体パッケージの製造処理手順を示すフローチャートである。
【００１２】
図１では、半導体パッケージ１００の断面図を示している。図２では、半導体パッケージ１００の製造工程におけるセラミック基板１などの断面図を示している。図３では、半導体パッケージ１００の製造工程におけるセラミック基板１などの上面図を示している。図２に示す（ａ１）から（ｅ１）の状態は、それぞれ図３に示す（ａ２）から（ｅ２）の状態に対応している。
【００１３】
実施の形態にかかる半導体パッケージ１００は、ＢＧＡ（ボール  グリッド  アレー：Ball  Grid  Array）のパッケージ構造を有している。半導体パッケージ１００は、上面に半導体ベアチップ６が実装されたセラミック基板１と、セラミック基板１上で半導体ベアチップ６の側面を囲うよう配置されたリング２とを備えている。また、半導体パッケージ１００は、リング２の下面とセラミック基板１の上面とを接合する半田３と、半田３の表層およびリング２の表層を覆う金属膜５と、リング２上から半導体ベアチップ６の上面を覆うよう配置されるとともにリング２の上面に接合されたカバー９とを備えている。
【００１４】
半導体パッケージ１００の製造には、矩形上の上面を有した板状のセラミック基板１が用いられる（ａ１，ａ２）。このセラミック基板１の上面に対し、半田３でリング（シールリング）２が半田接合される（ステップＳ１０）。すなわち、セラミック基板１とリング２とが、半田３で接合される。リング２は、上面および下面が開口している環状の部材で形成されている。したがって、リング２の下面の開口部は、セラミック基板１に接合され、リング２の上面の開口部が開口した状態となる。リング２は、半導体ベアチップ６を保護するための部材であり、例えば金属で構成されている。また、セラミック基板１の下面に対しては、ＢＧＡパッケージするための実装部品である半田ボール４が半田接合される（ｂ１，ｂ２）。
【００１５】
この後、セラミック基板１の上面側から金属のスパッタリングまたは金属の蒸着が行われる。これにより、リング２の表層および半田３の表層に金属膜５が形成される（ｃ１，ｃ２、ステップＳ２０）。具体的には、金属膜５が形成される際には、セラミック基板１の上面のうち、金属膜５を形成させない領域を保護部材で覆い、金属膜５を形成させる領域を露出させた状態で、セラミック基板１の上面側から金属のスパッタリングまたは金属の蒸着が行われる。この結果、金属膜５は、リング２および半田３の露出している箇所に形成される。したがって、セラミック基板１を上面側から見た場合、金属膜５はリング２および半田３を被覆するよう環状に形成される。
【００１６】
なお、金属膜５は、リング２および半田３の表層に形成する場合に限らず、半田３の内側領域（半田３のうちリング２の内側となる領域）に形成し、半田３の外側領域およびリング２の表層へは形成をしなくてもよい。また、金属膜５は、半田３の内側領域とリング２の表層に形成し、半田３の外側領域へは形成をしなくてもよい。すなわち、金属膜５は、半田３の表層のうち少なくともリング２の内側領域を覆っている。
【００１７】
金属膜５が形成された後、セラミック基板１上のリング２（金属膜５）で囲まれている領域に半導体ベアチップ６が接着剤７または半田で接着される。これにより、半導体ベアチップ６の側面が、金属膜５で覆われたリング２によって囲われることとなる。さらに、セラミック基板１の上面と半導体ベアチップ６とがワイヤ８によってワイヤ配線される（ｄ１，ｄ２）。これにより、セラミック基板１上に半導体ベアチップ６が実装される（ステップＳ３０）。
【００１８】
セラミック基板１は、乾燥空気内（例えば、窒素雰囲気）でリング２上に金属等のカバー９が載せられ、この状態で、リング２とカバー９との間がシーム溶接またはレーザー溶接によって接合される。すなわち、リング２とカバー９とが金属膜５を介した溶接によって接合される（ステップＳ４０）。これにより、半導体パッケージ１００が完成し（ｅ１，ｅ２）、半導体ベアチップ６が、セラミック基板１と、金属膜５と、カバー９とで覆われて、気密封止される。
【００１９】
なお、半田ボール４がセラミック基板１の下面に半田接合されるタイミングは、セラミック基板１の上面に半導体ベアチップ６が実装される前であれば何れのタイミングであってもよい。
【００２０】
このように、半導体パッケージ１００は、半田３の表面が金属膜５で覆われているので、半田３の表面にある微細な穴が金属膜５で被覆されている。これにより、半田３の中に含まれているフラックス（半田付け促進剤）が半田３の表面ににじみ出さなくなるので、半導体パッケージ１００の内部の汚染ガス量を抑制することができる。したがって、半導体パッケージ１００の製品寿命が長くなる。
【００２１】
また、リング２とカバー９との溶接の際には、リング２およびカバー９に施されている金属めっきがろう材として用いられるが、リング２の表面のめっきはセラミック基板１との半田接合時の熱で酸化する。このため、この状態でリング２とカバー９とが溶接されると、リング２とカバー９との接合性が悪くなるが、本実施の形態では、リング２の上面に金属膜５が形成されているので、リング２とカバー９との接合性を改善することができる。すなわち、リング２の上面に形成された金属膜５は、リング２とカバー９との間がシーム溶接またはレーザー溶接される際のろう材としての機能を果たすことができるので、リング２とカバー９との接合性が向上する。
【００２２】
なお、リングを接合する半田の位置を制御することによって、半田の半導体ベアチップ側への流出を防ぐ技術があるが、この技術であっても、半田が露出している場合には、フラックスの気化を抑制することはできない。一方、本実施の形態では、半田３が露出していないので、フラックスの気化を抑制することができる。
【００２３】
このように実施の形態によれば、リング２の下面とセラミック基板１の上面とを接合する半田３の表層が金属膜５で覆われているので、半田３の表面から汚染ガスが発生することを抑制できる。
【００２４】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１  セラミック基板、２  リング、３  半田、４  半田ボール、５  金属膜、６  半導体ベアチップ、７  接着剤、８  ワイヤ、９  カバー、１００  半導体パッケージ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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