(57)【要約】【課題】タイバー部を切断して除去したリード端子の切断面にＡｇの硫化変色の発生を防止できる半導体素子収納用セラミックパッケージを提供する。【解決手段】セラミック基体１１の表面に設けるメタライズ膜１４にロウ材１３を介して一方の端部をロウ付け接合し、他方の端部をセラミック基体１１から突出するリード端子１２を有する半導体素子収納用セラミックパッケージ１０において、リード端子１２にセラミック基体１１から突出する部分の両側面に切り欠き部１７と、リード端子１２に他方の端部側へ濡れ広がるロウ材１３のロウ流れを有し、切り欠き部１７にロウ流れによるロウ厚さがリード端子１２の表面及び切り欠き部１７以外のリード端子１２の両側面より厚いロウ溜まり１８を有する。【選択図】図１
2011077063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基体の表面に設けるメタライズ膜にロウ材を介して一方の端部をロウ付け接合し、他方の端部を前記セラミック基体から突出するリード端子を有する半導体素子収納用セラミックパッケージにおいて、
前記リード端子に前記セラミック基体から突出する部分の両側面に切り欠き部と、前記リード端子に前記他方の端部側へ濡れ広がる前記ロウ材のロウ流れを有し、前記切り欠き部に前記ロウ流れによるロウ厚さが前記リード端子の表面及び前記切り欠き部以外の前記リード端子の両側面より厚いロウ溜まりを有することを特徴とする半導体素子収納用セラミックパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージ内に半導体素子を搭載した後、半導体素子と外部とを電気的に導通状態とするためのリード端子をパッケージに接合して設けた半導体素子収納用セラミックパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、従来から半導体素子収納用セラミックパッケージ５０には、セラミックからなるセラミック基体５１に金属板からなるリード端子５２を接合させて設け、このリード端子５２をセラミック基体５１に搭載される半導体素子と外部との電気的導通状態を形成するために用いるものがある。この半導体素子収納用セラミックパッケージ５０を構成するセラミック基体５１は、通常、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックからなり、リード端子５２をロウ付け接合するためにタングステン（Ｗ）や、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属で形成されたメタライズ膜５３を設けている。一方、この半導体素子収納用セラミックパッケージ５０を構成するリード端子５２は、通常、金属がセラミックと熱膨張係数が近似するＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系金属、商品名「Ｋｏｖｅｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系金属）等からなり、この金属の金属板をエッチングしたり、打ち抜いたりして形成している。また、このリード端子５２は、複数のリード端子５２の一方の端部側がそれぞれ独立して突出し、他方の端部のそれぞれがタイバー部５４で連接しているリードフレーム状に形成されている。
【０００３】
そして、半導体素子収納用セラミックパッケージ５０は、リードフレーム状のリード端子５２のそれそれの一方の端部をＡｇロウ等のロウ材５５を介してＮｉめっき被膜が上面に形成されたメタライズ膜５３上に当接させて加熱し、ロウ付け接合している。なお、半導体素子収納用セラミックパッケージ５０は、リードフレーム状のリード端子５２をロウ付け接合した後、外部に露出する金属部分にＮｉめっき被膜、及びＡｕめっき被膜を形成している。そして、半導体素子収納用セラミックパッケージ５０は、リードフレーム状のタイバー部５４を切断し、除去してそれぞれが互いに独立してセラミック基体５１に接合されたリード端子５２を設けている。
【０００４】
しかしながら、上記の半導体素子収納用セラミックパッケージ５０は、セラミック基体５１のメタライズ膜５３にロウ材５５を介してリード端子５２の一方の端部をロウ付け接合するときに、加熱され溶融したロウ材５５がリード端子５２のタイバー部５４側である他方の端部側へ濡れ広がるように流れる。このロウ流れは、特に、表面粗さが粗いリード端子５２の両側面に沿って多く流れ、ロウ流れによるロウ厚さが厚くなっている。そして、めっき被膜が施されたリード端子５２のタイバー部５４を切断して除去した半導体素子収納用セラミックパッケージ５０は、リード端子５２の切断面に露出するロウ材５５が外部にむき出し状態となる。このような半導体素子収納用セラミックパッケージ５０は、通常、ロウ材５５にＡｇロウが用いられているので、リード端子５２の切断面にＡｇの硫化変色が発生することがあるというパッケージとしての品質問題を抱えている。
【０００５】
従来の半導体素子収納用セラミックパッケージに用いられるリードフレームには、外部接続端子としてのリード端子を複数列設してなるリード端子列と、余剰ロウ材を吸収するためのダミーリード端子と、これらを繋ぐリードタイバーとを備えたリードフレームであって、ダミーリード端子に幅広部と幅狭部を設けるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この半導体素子収納用セラミックパッケージでは、余剰ロウ材がダミーリード端子からリードタイバーを伝ってリード端子に流れ込むことが防止できるリードフレームを提供することができる。
また、従来の半導体素子収納用セラミックパッケージには、リード端子のスタンドオフ部分に切り欠き部を設け、ロウ付け接合部のロウ材量をコントロールしてロウ付け接合部に過大な応力が集中するのを防止するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この半導体素子収納用セラミックパッケージでは、メタライズ膜の溶出を防止したり、耐湿性を向上させたりして、高信頼性のパッケージを提供することができる。
更に、従来の半導体素子収納用セラミックパッケージに用いられるリードフレームには、リード端子のロウ付け接合部中途部から外方にかけて側縁に切り欠き部を設け、この切り欠き部で上下方向に力が加わった場合に、切り欠き部を上下に曲がりやすくするものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。この半導体素子収納用セラミックパッケージでは、ロウ付け接合部に過大な応力を掛けることなく切り欠き部でリード端子を折り曲げることができ、リード端子がメタライズ膜から剥離して脱落するのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２１１８４６号公報
【特許文献２】特開昭６１−２６９３４３号公報
【特許文献３】特開平６−１８１２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述したような従来の半導体素子収納用セラミックパッケージには、次のような問題がある。
（１）特開平７−２１１８４６号公報で開示されるようなリードフレームを用いた半導体素子収納用セラミックパッケージは、ダミーリード端子が存在しないパッケージにおいては採用することができないので、リード端子のタイバー部側である他方の端部側へ濡れ広がるように流れるロウ材流れを防止することができなく、タイバー部を切断して除去したリード端子の切断面に露出するロウ材であるＡｇロウが外部にむき出し状態となり、Ａｇの硫化変色の発生を防止することができなくなっている。
（２）特開昭６１−２６９３４３号公報で開示されるような半導体素子収納用セラミックパッケージは、リード端子のスタンドオフ部分の切り欠き部で余分なロウ材をある程度吸収できるものの、切り欠き部がリード端子のセラミック基体から突出する部分の両側面に設けるものではないので、リード端子のセラミック基体から突出した部分に流れ出たロウ材のロウ材流れを防止することができなく、タイバー部を切断して除去したリード端子の切断面に露出するロウ材であるＡｇロウが外部にむき出し状態となり、Ａｇの硫化変色の発生を防止することができなくなっている。
（３）特開平６−１８１２７６号公報で開示されるような半導体装置用リードを用いた半導体素子収納用セラミックパッケージは、リード端子のロウ付け接合部中途部から外方にかけて側縁に設けた切り欠き部で上下に曲がりやすくしてロウ付け接合部に過大な応力が加わるのを防止することができるものであり、切り欠き部がリード端子のロウ付け接合部中途部から外方にかけて設けられてセラミック基体から突出する部分の両側面に設けるものではないので、リード端子のセラミック基体から突出した部分に流れ出たロウ材のロウ材流れを防止することができなく、タイバー部を切断して除去したリード端子の切断面に露出するロウ材であるＡｇロウが外部にむき出し状態となり、Ａｇの硫化変色の発生を防止することができなくなっている。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、タイバー部を切断して除去したリード端子の切断面にＡｇの硫化変色の発生を防止できる半導体素子収納用セラミックパッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的に沿う本発明に係る半導体素子収納用セラミックパッケージは、セラミック基体の表面に設けるメタライズ膜にロウ材を介して一方の端部をロウ付け接合し、他方の端部をセラミック基体から突出するリード端子を有する半導体素子収納用セラミックパッケージにおいて、リード端子にセラミック基体から突出する部分の両側面に切り欠き部と、リード端子に他方の端部側へ濡れ広がるロウ材のロウ流れを有し、切り欠き部にロウ流れによるロウ厚さがリード端子の表面及び切り欠き部以外のリード端子の両側面より厚いロウ溜まりを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の半導体素子収納用セラミックパッケージは、リード端子にセラミック基体から突出する部分の両側面に切り欠き部と、リード端子に他方の端部側へ濡れ広がるロウ材のロウ流れを有し、切り欠き部にロウ流れによるロウ厚さがリード端子の表面及び切り欠き部以外のリード端子の両側面より厚いロウ溜まりを有するので、リード端子のタイバー部側である他方の端部側へ濡れ広がるように流れるロウ材流れを小さくでき、タイバー部を切断して除去したリード端子の切断面に露出するロウ材であるＡｇロウの外部へのむき出しが殆どなく、Ａｇの硫化変色の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る半導体素子収納用セラミックパッケージの正面図、裏面側平面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来の半導体素子収納用セラミックパッケージの正面図、裏面側平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施するための形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る半導体素子収納用セラミックパッケージ１０は、セラミックからなるセラミック基体１１に金属板からなるリード端子１２を接合させて設け、このリード端子１２をセラミック基体１１に搭載される半導体素子と外部との電気的導通状態を形成するために用いている。
【００１３】
上記の半導体素子収納用セラミックパッケージ１０は、セラミック基体１１に、通常、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックからなるセラミックグリーンシートが用いられている。このセラミックグリーンシートは、例えば、アルミナからなる場合には、アルミナ粉末にマグネシア、シリカ、カルシア等の焼結助剤が適当量加えられた粉末にジオクチルフタレート等の可塑剤と、アクリル樹脂等のバインダー、及びトルエン、キシレン、アルコール類等の溶剤が加えられ、十分に混練されて脱泡され粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリーを作製している。次いで、このスラリーからは、ドクターブレード法等によって、例えば、厚み０．２５ｍｍのロール状のシートに形成し、適当なサイズの矩形状に切断してセラミックグリーンシートを作製している。
【００１４】
そして、セラミック基体１１を作製するためには、この複数枚のセラミックグリーンシートのそれぞれに、タングステン（Ｗ）や、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属からなる導体ペーストを用いてスクリーン印刷し、導体配線パターンを設けている。次いで、導体配線パターンが形成されたそれぞれのセラミックグリーンシートは、重ね合わせて温度と圧力を掛けて積層し、還元雰囲気中でセラミックと高融点金属を同時焼成することでセラミック多層基板からなるセラミック基体１１を作製している。上記の半導体素子収納用セラミックパッケージ１０は、焼成されて形成されることで、導体配線パターンの一つがリード端子１２の一方の端部をＡｇロウ等からなるロウ材１３を介してロウ付け接合するためセラミック基体１１の表面に設けるメタライズ膜１４となっている。
【００１５】
半導体素子収納用セラミックパッケージ１０は、リード端子１２に、通常、ＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系金属、商品名「Ｋｏｖｅｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系金属）等からなるセラミックと熱膨張係数が近似する金属板が用いられている。そして、金属板は、これをエッチングしたり、金型で打ち抜いたりして複数のリード端子１２の一方の端部側がそれぞれ独立して突出し、他方の端部のそれぞれがタイバー部１５で連接しているリードフレーム１６状に形成している。このリードフレーム１６は、通常、金属板がロール状に圧延して形成された後、リード端子１２がエッチングしたり、金型で打ち抜いたりして形成されるので、リード端子１２の両側面の表面粗さが表面の表面粗さより粗くなっている。      
【００１６】
上記の半導体素子収納用セラミックパッケージ１０は、このリードフレーム１６のそれぞれのリード端子１２となる部分のセラミック基体１１から中空状態で外部に突出する部分の両側面に切り欠き部１７を有している。また、半導体素子収納用セラミックパッケージ１０は、リードフレーム１６のそれぞれのリード端子１２の一方の端部をＡｇロウからなるロウ材１３を介してＮｉめっき被膜が上面に形成されたメタライズ膜１４上に当接させて加熱し、ロウ付け接合することで、他方の端部側へ濡れ広がるロウ材１３のロウ流れ（図示せず）を有している。なお、上記の切り欠き部１７は、通常、ＫＶや、４２アロイ等の金属板からリードフレーム１６状に形成するときに同時に形成することができる。また、この切り欠き部１７は、形状、位置、数、及び大きさを、特に、限定されるものではなく、例えば、形状を平面視してＶ字状、角形状、Ｕ字状、半円状等や、位置を両側で対称、非対称等や、数を両側に１又は複数個にして設けることができる。
【００１７】
上記の半導体素子収納用セラミックパッケージ１０は、切り欠き部１７に上記のロウ流れによるロウ厚さがリード端子１２の表面、及び切り欠き部１７以外のリード端子１２の両側面より厚い厚さからなるロウ溜まり１８を有している。リード端子１２は、両側面の表面粗さが表面の表面粗さより粗くなっているので、両側面のロウ材１３のロウ流れ量が表面より多くなり両側面のロウ材１３の厚さが表面より厚くなる。しかしながら、リード端子１２には、両側面に設ける切り欠き部１７でロウ材１３のロウ流れのロウ溜まり１８を形成することができる。これにより、リード端子１２は、ロウ厚さがリード端子１２の表面、及び切り欠き部１７以外のリード端子１２の両側面より厚い厚さにすることができる。従って、半導体素子収納用セラミックパッケージ１０は、リード端子１２の他方の端部側に流れるロウ材１３が僅かなものとなっている。
【００１８】
上記の半導体素子収納用セラミックパッケージ１０は、リードフレーム１６状のリード端子１２をロウ付け接合した後、外部に露出する金属部分にＮｉめっき被膜、及びＡｕめっき被膜を形成している。そして、半導体素子収納用セラミックパッケージ１０は、タイバー部１５を切断し、除去してそれぞれが互いに独立してセラミック基体１１に接合されたリード端子１２を設けている。リードフレーム１６のタイバー部１５を切断し、除去した半導体素子収納用セラミックパッケージ１０は、リード端子１２の切断面に露出するＡｇロウが殆どない状態となっているので、Ａｇの硫化変色の発生を防止することができる信頼性の高いパッケージとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、半導体素子を収納し、気密に封止して各種電子装置に組み込むことができる電子モジュールとするための各種半導体素子を収納するための高信頼性を有する半導体素子収納用セラミックパッケージとして用いることができる。
【符号の説明】
【００２０】
１０：半導体素子収納用セラミックパッケージ、１１：セラミック基体、１２：リード端子、１３：ロウ材、１４：メタライズ膜、１５：タイバー部、１６：リードフレーム、１７：切り欠き部、１８：ロウ溜まり
【図１】
2011077063.tif 000003
【図２】
2011077063.tif 000004