(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に半導体素子が搭載される搭載部を有するとともに、下面に第１下面と該第１下面よりも上面側に位置する第２下面とを有する絶縁基体と、該絶縁基体の上面から下面にかけて配設されたメタライズ配線導体と、該メタライズ配線導体から導出し、前記第２下面に並設されたリード端子接続用パッド部および該リード端子接続用パッド部に電気的に接続された検査用パッド部と、前記リード端子接続用パッド部にろう付けされた外部リード端子とを具備して成ることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
【請求項２】
前記検査用パッド部は、前記リード端子接続用パッド部より前記絶縁基体の中央部側に形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項３】
前記リード端子接続用パッド部と前記検査用パッド部との間に絶縁層が被着されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体素子収納用パッケージと、該半導体素子収納用パッケージの前記搭載部に搭載された半導体素子とを備えていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路素子等の半導体素子を収容するための半導体素子収納用パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子を収容するための半導体素子収納用パッケージは、図２に断面図で示すように、酸化アルミニウム質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・炭化珪素質焼結体・ガラスセラミックス等のセラミックスから成り、その上面中央部に半導体素子１５を搭載するための搭載部１１ａを底面とした凹部およびこの搭載部１１ａの周辺から下面外周部に導出する複数のメタライズ配線導体１４を有する略長方体状の絶縁基体１１と、絶縁基体１１下面外周部のメタライズ配線導体１４に銀ろう等のろう材を介して接合された外部リード端子１３と、金属やセラミックスから成る蓋体１２とから構成されており、絶縁基体１１の搭載部１１ａに、半導体素子１５を接着固定するとともに半導体素子１５の電極をボンディングワイヤ１６を介してメタライズ配線導体１４に電気的に接続し、しかる後、絶縁基体１１の上面に蓋体１２を封止材を介して接合し、絶縁基体１１と蓋体１２とから成る容器内部に半導体素子１５を気密に収容することによって製品としての半導体装置となる。
【０００３】
そして、この半導体装置は、内部に収容する半導体素子が正常に作動するかを検査した後、外部リード端子１３を図示しない外部電気回路基板に設けたリード挿入用の貫通孔内に挿入するとともに外部電気回路基板の配線導体に半田を介して電気的に接続することによって、外部電気回路基板に実装されるとともに、パッケージ内部に収容する半導体素子１５の各電極が外部電気回路に接続される。
【０００４】
なお、この従来の半導体素子収納用パッケージにおいて、内部に収容された半導体素子が正常に作動するかどうかを検査するには、絶縁基体１１の搭載部１１ａに半導体素子１５を接着固定するとともに、半導体素子１５の電極をボンディングワイヤ１６を介してメタライズ配線導体１４に電気的に接続し、しかる後、絶縁基体１１の上面に蓋体１２を接合して半導体装置となした後、外部リード端子１３に検査装置の検査用端子を押し当てて検査する方法が採用されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の半導体素子収納用パッケージによれば、内部に収容する半導体素子１５が正常に作動するかどうかを検査するために検査装置の検査用端子を外部リード端子１３に押し当てる際に、この検査用端子との接触により外部リード端子１３に曲がりや傷が発生しやすく、外部リード端子１３に曲がりや傷が発生すると、このパッケージを用いた半導体装置を外部電気回路基板に実装する際に、外部リード端子１３を外部電気回路基板に設けたリード挿入用の貫通孔に挿入することが困難となったり、外部リード端子１３と外部電気回路基板の配線導体との電気的な接続が良好に行えなくなったりするという問題点を有していた。
【０００６】
そこで、例えば絶縁基体１１の上面に検査用のメタライズパッドを設けるとともにこのメタライズパッドとメタライズ配線導体１４とを電気的に接続させておき、このメタライズパッドに検査装置の検査用端子を押し当てて内部に収容する半導体素子１５の動作を検査する方法が考えられる。
【０００７】
しかしながら、この場合、絶縁基体１１の上面には、半導体素子１５を搭載するための搭載部１１ａや蓋体１２を接合するための領域があるので、この上面に検査用のメタライズパッドを設けるためには、絶縁基体１１の上面外周部に検査用メタライズパッドを設けるための領域を新たに確保する必要があるとともにメタライズ配線導体１４と検査用のメタライズパッドとを接続するための配線を設ける必要があり、その分、パッケージが大型化してしまうという問題点がある。
【０００８】
また同時に、このような構成のパッケージにおいては、検査用のメタライズパッドとメタライズ配線導体１４とを接続するための配線によりメタライズ配線導体１４を流れる信号に不要な迂回や反射が発生しやすく、そのため特に内部に収容する半導体素子１５が高速で作動する半導体素子である場合、これらの不要な迂回や反射により内部に収容する半導体素子１５を正常に作動させることが困難となってしまうという問題点がある。
【０００９】
また、検査用のメタライズパッドを絶縁基体１１の下面に設けることも考えられるが、この場合、このパッケージを用いた半導体装置を外部電気回路基板に実装した際に、絶縁基体１１の下面に設けた検査用のメタライズパッドと外部電気回路基板の配線導体とが接触する可能性が大きく、そのため互いに電気的に独立すべき配線間に電気的な短絡を引き起こす危険性がある。
【００１０】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、内部に収容する半導体素子の電気的な検査を、外部リード端子に曲がりや傷を発生させることなく行うことが可能であり、かつ外部電気回路基板に実装した際に互いに電気的に独立すべき配線間に電気的な短絡が発生することのない小型の半導体素子収納用パッケージを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、上面に半導体素子が搭載される搭載部を有するとともに、下面に第１下面と第１下面よりも上面側に位置する第２下面とを有する絶縁基体と、絶縁基体の上面から下面にかけて配設されたメタライズ配線導体と、メタライズ配線導体から導出し、第２下面に並設されたリード端子接続用パッド部およびリード端子接続用パッド部に電気的に接続された検査用パッド部と、リード端子接続用パッド部にろう付けされた外部リード端子とを具備して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基体の下面にリード端子接続用パッド部および検査用パッド部を設けたことから、内部に半導体素子を収容して半導体装置となした後、絶縁基体の下面に設けた検査用パッド部に検査装置の検査用端子を押し当てて検査を行うことにより、内部に収容する半導体素子が正常に作動するかどうかを外部リード端子に曲がりや傷を発生させることなく検査することができる。
【００１３】
また、検査用パッド部が絶縁基体下面に設けられており、この下面には半導体素子を搭載するための搭載部や蓋体を接合するための封止領域がないことから、検査用パッド部を設けるために絶縁基体を大きなものとする必要はない。
【００１４】
さらに、検査用パッド部は絶縁基体下面にリード端子接続用パッド部から延びるように設けられていることから、これらの検査用パッド部とリード端子接続用パッド部との間に接続のための配線を設ける必要がなく、そのためメタライズ配線導体を流れる信号に不要な迂回や反射が発生することがない。
【００１５】
さらにまた、リード端子接続用パッド部および検査用パッド部は、第１下面よりも上面側に位置する第２下面に設けられていることから、このパッケージを用いた半導体装置を外部電気回路基板に実装した場合、外部電気回路基板上面とリード接続用パッド部および検査用パッド部との間に隙間が形成され、検査用パッド部が外部電気回路基板の配線導体に接触することがない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の半導体素子収納用パッケージについて添付の図面を基に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、図１において１は絶縁基体、２は蓋体、３は外部リード端子、４はメタライズ配線導体であり、これらで本発明の半導体素子収納用パッケージが構成されている。
【００１８】
絶縁基体１は、半導体素子５を支持するための支持体として機能し、その上面中央部に半導体素子５が搭載される搭載部１ａを底面とした段状の凹部を有している。また、絶縁基体１は、下面中央部に第１下面１ｂを、下面外周部に第１下面１ｂよりも上面側に位置する第２下面１ｃを有している。そして、搭載部１ａには半導体素子５が接着固定される。
【００１９】
絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・炭化珪素質焼結体・ガラスセラミックス等のセラミックスから成り、例えば酸化アルミニウ質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤等を添加混合して泥漿物を作るとともに、この泥漿物を従来周知のドクタブレード法等のシート成形法を採用してシート状のセラミックグリーンシートとなし、しかる後、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに複数枚を積層し、約１６００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００２０】
また、絶縁基体１は、複数のメタライズ配線導体４を互いに電気的絶縁を保って保持する配線保持体として機能し、その凹部内の搭載部１ａ周辺から第２下面１ｃにかけて複数のメタライズ配線導体４が配設されている。
【００２１】
メタライズ配線導体４は、搭載部１ａに搭載される半導体素子５の各電極を外部電気回路に電気的に接続するための導電路として機能し、その搭載部１ａの周辺部位には半導体素子５の各電極がボンディングワイヤ６を介して電気的に接続される。
【００２２】
また、メタライズ配線導体４は、その絶縁基体１の第２下面１ｃに導出した部位に外部リード端子３を接続するためのリード端子接続用パッド部４ａを有しており、このリード端子接続用パッド部４ａには鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金から成る外部リード端子３が銀−銅ろう等のろう材を介してろう付けされている。そして、このリード端子接続用パッド部４ａにろう付けされた外部リード端子３を外部電気回路基板の貫通孔内に挿入するとともに外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接続することによりパッケージ内部に収容する半導体素子５がボンディングワイヤ６・メタライズ配線導体４・外部リード端子３を介して外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【００２３】
さらに、メタライズ配線導体４には、絶縁基体１の第２下面１ｃにおいてリード端子接続用パッド部４ａから絶縁基体１の中央部側に延びる検査用パッド部４ｂが形成されている。なお、この例では、リード端子接続用パッド部４ａと検査用パッド部４ｂとの間には絶縁基体１と実質的に同一の材料から成る絶縁層７が被着されており、これにより外部リード端子３をリード端子接続用パッド部４ａに接続する際に、ろう材が検査用パッド部４ｂに流れて固着しないようになっている。
【００２４】
検査用パッド部４ｂは、パッケージ内部に半導体素子５を収容した後、半導体素子５が正常に作動するかどうかを検査するための検査装置の検査用端子を当接させるためのものであり、この検査用パッド４ｂに検査装置の検査用端子を押し当てて検査することによりパッケージ内部に収容する半導体素子５の検査が可能となる。
【００２５】
このように本発明においては、絶縁基体１の第２下面１ｃにリード端子接続用パッド４ａから延びる検査用パッド部４ｂが設けられていることから、この検査用パッド部４ｂに検査装置の検査用端子を押し当てて検査することにより外部リード端子３に曲がりや傷を発生させることなく内部に収容する半導体素子５が正常に作動するかどうかを検査することができる。したがって、外部リード端子３に曲がりや傷がなく、外部リード端子３を外部電気回路基板に設けたリード挿入用の貫通孔に容易かつ確実に挿入することができるとともに、外部リード端子３と外部電気回路基板の配線導体とを半田を介して確実かつ強固に接続することができる。
【００２６】
また、検査用パッド部４ｂは絶縁基体１の第１下面１ｂよりも上面側に位置する第２下面１ｃに形成されており、この下面には半導体素子５を搭載するための搭載部１ａや蓋体２を接合するための領域がなく、検査用パッド部４ｂを形成するための余地が多くあることから、絶縁基体１を大きなものとすることなく検査用パッド部４ｂを設けることができ、そのためパッケージが大型化することがない。
【００２７】
さらに、検査用パッド部４ｂは、リード端子接続用パッド部４ａから延びるように設けられており、両者を接続する配線がないことから、メタライズ配線導体４を流れる信号に不要な迂回や反射が発生することがなく、内部に収容する半導体素子５が高速で作動する半導体素子であっても、これを正常かつ安定に作動させることができる。
【００２８】
さらにまた、本発明においては、リード端子接続用パッド部４ａおよび検査用パッド部４ｂが設けられた絶縁基体１の第２下面１ｃは、絶縁基体１下面の他の部位よりも窪んでおり、これによりリード端子接続用パッド部４ａおよび検査用パッド部４ｂがその近傍の絶縁基体１の第１下面１ｂより上面側に位置するように配置されている。このように、リード端子接続用パッド部４ａおよび検査用パッド部４ｂがその近傍の絶縁基体１の第１下面１ｂより上面側に位置して設けられていることから、このパッケージを用いた半導体装置を外部電気回路基板に実装した場合、リード端子接続用パッド部４ａおよび検査用パッド部４ｂと外部電気回路基板の上面との間に隙間が形成され、そのため検査用パッド部４ｂと外部電気回路基板の配線導体とが接触することはなく、互いに電気的に独立すべき配線間に電気的な短絡が発生することがない。
【００２９】
このようなメタライズ配線導体４は、タングステンやモリブデン・銅・銀・金等の金属粉末メタライズから成り、例えばこれがタングステン粉末メタライズから成る場合であれば、タングステン粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合して得たメタライズペーストを絶縁基体１用のセラミックグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法を採用して所定パターンに印刷塗布し、これをそのセラミックグリーンシートとともに焼成することによって絶縁基体１の搭載部１ａ周辺から絶縁基体１の下面外周部にかけて配設される。
【００３０】
また、絶縁層７は、絶縁基体１と実質的に同一のセラミック原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合して得たセラミックペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して絶縁基体１用のセラミックグリーンシートおよびこれに印刷されたメタライズ配線導体４用のメタライズペースト上に所定のパターンに印刷塗布し、これをセラミックグリーンシートおよびメタライズペーストとともに焼成することによってメタライズ配線導体４のリード端子接続用パッド部４ａと検査用パッド部４ｂとの間に被着される。
【００３１】
なお、メタライズ配線導体４の表面には、リード端子接続用パッド部４ａと外部リード端子３とが強固かつ容易にろう付けされるように、通常であれば、厚みが０．２〜２．０μｍ程度のニッケルめっきが外部リード端子３のろう付け前に被着される。
【００３２】
さらに、外部リード端子３のろう付け後に、メタライズ配線導体４や外部リード端子３およびこれらを接合するろう材が酸化腐食するのを防止するとともにメタライズ配線導体４とボンディングワイヤ６との接続を良好かつ強固なものとするために、厚みが１〜５μｍ程度のニッケルめっきと厚みが０．１〜３μｍ程度の金めっきとが順次被着される。
【００３３】
なお、リード端子接続用パッド部４ａおよび検査用パッド部４ｂとその近傍の絶縁基体１の第１下面１ｂとの高低差が１００μｍ未満であると、このパッケージを用いた半導体装置を外部電気回路基板に実装した際に、検査用パッド部４ｂと外部電気回路基板上面の配線導体とが接触する危険性が大きなものとなり、他方、５００μｍを超えると、絶縁基体１の厚みが厚いものとなり、近時の半導体装置の薄型化の要求に応じられなくなってしまう。したがって、リード端子接続用パッド部４ａおよび検査用パッド部４ｂとその近傍の絶縁基体１下面との高低差は、１００〜５００μｍの範囲であることが好ましい。
【００３４】
かくして、本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基体１の搭載部１ａ上面に半導体素子５を接着固定するとともに、半導体素子５の各電極をメタライズ配線導体４にボンディングワイヤ６を介して電気的に接続し、最後に絶縁基体１上面に蓋体２を封止材を介して接合させることにより半導体装置となり、この半導体装置の外部リード端子３を外部電気回路基板のリード挿入用の貫通孔内に挿入するとともに外部電気回路基板の配線導体に半田を介して電気的に接続することによって、半導体装置が外部電気回路基板に実装されることとなる。
【００３５】
なお、本発明は、上述の実施の形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更が可能であることはいうまでもなく、本例では第２下面１ｃを絶縁基体１の外周部に配置した例を示したが、第２下面１ｃは絶縁基体１の中央部に凹状に形成されていてもよい。また、本例では、第１下面・第２下面の２種類の下面を有する絶縁基体の例を示したが、３種類以上の下面を有していてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基体の下面にリード端子接続用パッド部および検査用パッド部を設けたことから、内部に半導体素子を収容して半導体装置となした後、絶縁基体の下面に設けた検査用パッド部に検査装置の検査用端子を押し当てて検査を行うことにより、内部に収容する半導体素子が正常に作動するかどうかを外部リード端子に曲がりや傷を発生させることなく検査することができる。
【００３７】
また、検査用パッド部が絶縁基体下面に設けられており、この下面には半導体素子を搭載するための搭載部や蓋体を接合するための封止領域がないことから、検査用パッド部を設けるために絶縁基体を大きなものとする必要はない。
【００３８】
さらに、検査用パッド部は絶縁基体下面にリード端子接続用パッド部から延びるように設けられていることから、これらの検査用パッド部とリード端子接続用パッド部との間に接続のための配線を設ける必要がなく、そのためメタライズ配線導体を流れる信号に不要な迂回や反射が発生することがない。
【００３９】
さらにまた、リード端子接続用パッド部および検査用パッド部は、第１下面よりも上面側に位置する第２下面に設けられていることから、このパッケージを用いた半導体装置を外部電気回路基板に実装した場合、外部電気回路基板上面とリード接続用パッド部および検査用パッド部との間に隙間が形成され、そのため検査用パッド部が外部電気回路基板の配線導体に接触することがなく、電気的に独立すべき配線同士が電気的に短絡することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】従来の半導体素子収納用パッケージを示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・絶縁基体
１ａ・・・・・搭載部
１ｂ・・・・・第１下面
１ｃ・・・・・第２下面
３・・・・・・外部リード端子
４・・・・・・メタライズ配線導体
４ａ・・・・・リード端子接続用パッド部
４ｂ・・・・・検査用パッド部
５・・・・・・半導体素子
【図１】
0003631664.tif 000002
【図２】
0003631664.tif 000003