(57)【要約】【課題】  接合材を介した金属端子と線路導体との接合信頼性向上等に有効な接合構造等を提供すること。【解決手段】  端部１ａを有する金属端子１と、金属端子１の端部１ａが位置している線路導体２と、金属粒子を含んでおり、金属端子１の端部１ａと線路導体２との間に介在している接合材３とを備えており、金属端子１の端部１ａと接合材３との接合界面に沿って空隙４が位置している接合構造Ｃ等である。【選択図】  図２
2019062073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部を有する金属端子と、
該金属端子の前記端部が位置している線路導体と、
金属粒子を含んでおり、前記金属端子の前記端部と前記線路導体との間に介在している接合材とを備えており、
前記金属端子の前記端部と前記接合材との接合界面に沿って空隙が位置している接合構造。
【請求項２】
前記空隙が、前記金属端子の前記端部のうち前記線路導体と前記接合材を介して対向している領域に位置している請求項１記載の接合構造。
【請求項３】
前記空隙が、前記金属端子の前記端部のうち前記線路導体と前記接合材を介して対向している領域のみに位置している請求項２記載の接合構造。
【請求項４】
前記空隙内において露出する前記金属端子の表面に、前記金属粒子と同じ金属材料からなる薄層が位置している請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の接合構造。
【請求項５】
前記金属粒子が銀粒子である、請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の接合構造。
【請求項６】
第１面および該第１面と反対側の第２面を有する基板と、
前記基板の前記第１面側に位置する線路導体と、
前記基板の前記第２面から前記第１面にかけて貫通しており、前記第１面側に端部を有する金属端子と、
金属粒子を含んでおり、前記金属端子の前記端部と前記線路導体との間に介在している接合材とを備えており、
前記金属端子の前記端部と前記線路導体との間に、請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の接合構造を有している半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リード端子と線路導体との間に介在する接合材を含む接合構造および半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
光半導体素子等の半導体素子が実装される半導体パッケージとして、半導体素子が実装される基板と、基板に固定されたリード端子とを備えるものが知られている。基板に対する半導体素子の実装およびリード端子の固定は、例えば、誘電体基板等の絶縁性部材を介して行なわれる。
【０００３】
この場合、半導体パッケージにおいて、誘電体基板に、金−スズまたはスズ−銀等のろう材を介して信号端子が接合されて、固定されている。信号端子は金属製のリードピン端子等である。誘電体基板の表面のうちろう材が接合される部分には金属層があらかじめ設けられる（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第2017／033860号
【特許文献２】特開平９−330949号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体パッケージにおいて、信号端子と基板との電気的および機械的な接続の信頼性向上が求められている。また、そのような接続信頼の向上に有効な接合構造が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの態様の接合構造は、端部を有する金属端子と、該金属端子の前記端部が位置している線路導体と、金属粒子を含んでおり、前記金属端子の前記端部と前記線路導体との間に介在している接合材とを備えている。また、前記金属端子の前記端部と前記接合材との接合界面に沿って空隙が位置している。
【０００７】
本発明の一つの態様の半導体パッケージは、第１面および該第１面と反対側の第２面を有する基板と、前記基板の第１面側に位置する線路導体と、前記基板の前記第２面から前記第１面にかけて貫通しており、前記第１面側に端部を有する金属端子とを備えており、金属粒子を含んでおり、前記金属端子の前記端部と前記線路導体との間に介在している接合材とを備えている。また、前記金属端子の前記端部と前記線路導体との間に上記構成の接合構造を有している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一つの態様の接合構造によれば、例えば接合材のクラック等の、熱応力による接合構造の機械的な破壊の可能性を低減することができる。
【０００９】
本発明の一つの態様の半導体パッケージによれば、上記構成の接合構造を有することから、金属端子と信号線路との機械的および電気的な接続信頼性が高い半導体パッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の接合構造を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部分を拡大して示す断面図である。
【図３】図１のＢ部分を拡大して示す断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態の半導体パッケージの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の反対側から見た斜視図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態の半導体パッケージの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態の接合構造における要部を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態の接合構造を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態の接合構造の要部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態の接合構造および半導体パッケージについて、添付の図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態の接合構造を示す断面図であり、図２は、図１のＡ部分を拡大して示す断面図であり、図３は、図１のＢ部分を拡大して示す断面図である。また、図４（ａ）は本発明の実施形態の半導体パッケージの斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の反対側から見た斜視図である。また、図５（ａ）は本発明の実施形態の半導体パッケージの平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図である。
【００１２】
本発明の実施形態の接合構造Ｃは、端部１ａを有する金属端子１と、線路導体２と、金属端子１の端部１ａと線路導体２との間に介在している接合材３とを有している。接合材３によって金属端子１の端部１ａと線路導体２とが互いに接合されている。また、金属端子１の端部１ａと接合材３との接合界面に沿って空隙４が位置している。接合材３は導電性を有するものであるときに、接合材３を介して金属端子１と線路導体２とが互いに機械的および電気的に接続されている。
【００１３】
この接合構造Ｃは、例えば外部接続用の金属端子１と、半導体素子と電気的に接続される線路導体２と、金属端子１および線路導体２が所定の位置関係で配置される基板５を含む半導体パッケージにおける、金属端子１と線路導体２との接合材３を介した接合に用いられる。本発明の実施形態の半導体パッケージ10は、金属端子１と、線路導体２と、金属端子１と線路導体２との間に介在している接合材３と、金属端子１および線路導体２が配置されている基板５とを有し、さらに、金属端子１と線路導体２との間に上記実施形態の接合構造Ｃを有している。
【００１４】
また、図４および図５に示す例において、半導体パッケージ10は、さらに、線路導体２が実際に配置されて基板５に固定されている絶縁板６と、絶縁板６に接合されているサブマウント７とを有している。基板５は、第１面５ａおよび第１面と反対側の第２面５ｂを有し第１面５ａと第２面５ｂとの間で基板５を厚み方向に貫通している貫通孔５ｃとを有している。リード端子１は、第２面５ｂから第１面５ａにかけて、貫通孔５ｃ内を通って基板５を貫通している。リード端子１の端部１ａは第１面５ａ側に位置している。基板５の第１面５a側に絶縁板６が位置し、これにより基板５の第１面５ａ側に線路導体２が配
置されている。この、基板５の第１面５ａ側で、上記構成の接合構造Ｃを介して金属端子１の端部１ａと線路導体２とが互いに接合されている。
【００１５】
この半導体パッケージ10は、例えば、光半導体素子等の半導体素子（図示せず）を気密封止するものである。半導体素子は、絶縁板６に搭載されるとともに線路導体２と電気的に接続される。基板５の、半導体素子が搭載された第１面５ａ側が金属製ケース（ＣＡＮ
）（図示せず）で封止されれば、いわゆるＴＯ（Transistor Outline）−ＣＡＮ型の半導体パッケージが形成される。半導体素子が光半導体素子であるときには、光信号の入出力用の開口を有する金属ケースが用いられる。
【００１６】
実施形態の接合構造Ｃにおいて、金属端子１は、例えば上記のような半導体パッケージ10における外部接続用の導電路としての機能を有する。この場合、金属端子１は、細長い帯状または棒状等のリード（ピン）端子である。金属端子１は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金、鉄−ニッケル合金または銅を含む合金材料等の金属材料からなる。金属端子１は、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金からなる場合は、鉄−ニッケル−コバルト合金このインゴット（塊）に圧延加工、打ち抜き加工、切削加工およびエッチング加工等から適宜選択した金属加工を施すことによって製作することができる。
【００１７】
金属端子１は、例えば図４および図５に示す例のように、複数の金属端子１が並んで基板５に固定されるものでもよい。図４および図５に示す例では、信号伝送用の一対の金属端子１が基板５を貫通して配置されている。それぞれの金属端子１は、基板５の第１面５ａ側に位置する端部１ａを有している。
【００１８】
なお、図４および図５に示す例では、一対の金属端子１と並んで、接地端子８が配置されている。接地端子８は、金属端子１と同様の金属材料を用い、同様の方法で製作することができる。半導体パッケージ10における金属端子１および接地端子８の構成および機能の詳細については後述する。
【００１９】
金属端子１は、例えば、長さが1.5〜22ｍｍで直径が0.1〜１ｍｍの線状である。信号伝送用の場合、一対の金属端子１の機械的強度、特性インピーダンス（以下、単にインピーダンスという）のマッチングおよび半導体パッケージ10としての小型化等を考慮すれば、それぞれの金属端子１の直径は0.15〜0.25ｍｍとする。金属端子１の直径が0.15ｍｍ以上であれば、例えば半導体パッケージ10の取り扱い時における金属端子１の曲がり等を抑制することが容易であり、作業性の向上等において有利である。また、金属端子１の直径が0.25ｍｍ以下であれば、金属端子１が貫通する貫通孔５ｃの径を小さく抑えることができるため、基板５の小型化、つまりは半導体パッケージ10の小型化に対して有効である。
【００２０】
線路導体２は、例えば、半導体パッケージ10における半導体素子接続用の導体として機能を有している。半導体素子と線路導体２との電気的な接続は、ボンディングワイヤまたははんだ等の低融点ろう材を介して行なわれる。ボンディングワイヤの場合であれば、ボールボンド法等のボンディング法によって半導体素子（電極）と線路導体２とに順次、金ワイヤまたはアルミニウムワイヤ等のボンディングワイヤを接合することにより、半導体素子を線路導体２に電気的に接続させることができる。この線路導体２と金属端子１とが接合材３を介して互いに接合されて、半導体素子と外部電気回路とを電気的に接続する導電路が構成される。
【００２１】
前述したように、線路導体２は、例えば絶縁板６の表面に形成されている。この絶縁板６が基板５の第１面５ａ側に固定されて、線路導体２が基板５の第１面５ａ側に位置している。この第１面５ａ側において、線路導体２に金属端子１の端部１ａが位置し、後述する接合材３を介して両者が互いに接合されている。
【００２２】
線路導体２は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、金、パラジウム、白金、ロジウム、ニッケルおよびコバルト等の金属材料から適宜選択された金属材料またはこれらの金属材料を含む合金の金属材料により形成されている。線路導体２は、メタライズ層、めっき層および薄膜層等の形態で形成することができる。線路導体２は、前述したように絶縁板６に形成されたものであり、金、銅、ニッケル、銀等の薄膜層を含む
ものであるときには、チタン、クロム、タンタル、ニオブ、ニッケル−クロム合金、窒化タンタル等の密着金属層をさらに含むものでもよい。密着金属層は、絶縁板６と薄膜層との間に位置し、線路導体２の絶縁板６に対する密着性を向上させる機能を有する。
【００２３】
線路導体２の厚みは、例えば電気抵抗の低減および内部応力の抑制等を考慮して、0.1
〜５μｍ程度に設定される。また、密着金属層の厚みは、絶縁板６に対する密着性の向上および内部応力の抑制等を考慮して、0.01〜0.2μｍ程度に設定される。なお、線路導体
２は、密着金属層と薄膜層との間に、両者の相互拡散を抑制する拡散抑制層をさらに含んでいてもよい。拡散抑制層は、例えば、白金、パラジウム、ロジウム、ニッケル、チタン−タングステン合金等の金属材料により形成することができる。拡散抑制層の厚みは、例えば上記の相互拡散の抑制および線路導体２における電気抵抗の抑制等を考慮して、約0.05〜１μｍに設定される。
【００２４】
また、線路導体２は、メタライズ法によって絶縁板６の表面に配置されたものであるときには、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、金、白金およびパラジウム等の金属材料から適宜選択された金属材料を含んでいて構わない。この場合には、例えば、タングステンの粉末を有機溶剤およびバインダ等とともに混練して作製した金属ペーストを、絶縁板６と焼成することによって線路導体２を形成することができる。
【００２５】
絶縁板６は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化ケイ素質焼結体またはガラスセラミック焼結体等のセラミックス絶縁材料によって形成されている。絶縁板６は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。まず、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化カルシウムおよび酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合してスラリーを作製する。次に、スラリーをドクターブレード法またはカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）を得る。その後、グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとともに必要に応じて複数枚積層し、これを約1300〜1600℃の所定温度で焼成する。以上の工程によって絶縁板６を製作することができる。
【００２６】
線路導体２がタングステン等のメタライズ層からなる場合には、メタライズ層（線路導体２）用の金属ペーストを絶縁板６となるグリーンシートの表面に所定パターンに印刷し、同時焼成する製造方法を用いてもよい。この場合には、絶縁板６と線路導体２とを一体的に製作することができる。そのため、線路導体２と絶縁板６との接合の強度および生産性等の向上に関しては有効である。
【００２７】
金属端子１の端部１ａと線路導体２との間に介在している接合材３は、例えば、銀、銅、金およびパラジウム等の金属材料またはこれらの金属材料を含む合金等の金属材料からなる金属粒子を含有している。金属粒子同士が互いに金属結合によって結合し合い、接合材３としてまとまった形状になっている。また、この金属粒子が金属端子１および線路導体２それぞれに含有されている金属成分と結合し合っている。これにより、金属端子１と線路導体２との接合材３を介した接合が行なわれている。
【００２８】
金属端子１の端部１ａと接合材３との接合界面に沿って位置している空隙４は、例えば金属端子１と接合材３との間に生じる熱応力を吸収し、緩和する機能を有している。すなわち、金属端子１の端部１ａと接合材３との接合界面に沿って空隙４が位置しているため、この空隙４において金属端子１の表面部分の変形が容易である。この変形により、例えば線路導体２または線路導体２が位置している基体である絶縁板６と金属端子との間に生じる熱応力を、吸収して緩和することができる。したがって、例えば接合材３のクラック等の、熱応力による接合構造Ｃの機械的な破壊の可能性を低減することができる。すなわち、金属端子１と線路導体２との電気的および機械的な接続の信頼性が高い接合構造Ｃを提供することができる。
【００２９】
空隙４は、上記の熱応力の緩和を考慮すれば、金属端子１と接合材３とが対向し合う接合界面のうち５〜30％程度の面積比で存在している。言い換えれば、接合材３は、金属端子１の端部に面している表面のうち５〜30％程度の面積の領域では、金属端子１と実際に接合されていなくて構わない。上記の面積比が５％程度以上であれば、熱応力を効果的に吸収し、緩和することができる。また、上記の面積比が30％以下であれば、接合材３の金属端子１に対する実際の接合面積を大きくして、両者間の接合強度を効果的に向上させることができる。
【００３０】
なお、空隙４は、図１および図２の例では一続きの比較的面積が大きいものであるが、これに限らず、より面積が小さいものが複数個分散して存在していても構わない。また、空隙４における金属端子１の端部１ａの表面と接合材３との間の距離（つまり空隙４の高さ等の大きさ）は、熱応力の緩和の点では、任意の値に設定して構わない。すなわち、金属端子１と接合材３との間に、両者が直接に接合されていない隙間があればよい。空隙４の高さ等の大きさは、空隙４への水分等の腐食成分の入り込み抑制等を考慮すれば、いわゆるサブミクロンオーダーの狭いものにすればよい。
【００３１】
空隙４の高さ等の大きさは、金属粒子の粒径、接合時の加熱温度等の接合条件、金属粒子の材料および接合時に接合材３に作用する重力等の外力の大きさおよび向き等の条件を適宜調整すればよい。例えば、絶縁板６に対する熱応力の緩和を大きくしたい場合は、空隙４の高さ等の大きさを大きくし、線路導体２と接合材３の接合部における放熱性を向上させればよい。
【００３２】
図２に示す例において、空隙４が、金属端子１の端部１ａのうち線路導体２と接合材３を介して対向している領域（以下、下部領域ともいう）に位置している。この場合には、金属端子１および接合材３において熱応力が集中しやすい下部領域において、熱応力を効果的に緩和することができる。したがって、特に熱応力の緩和について有利であり、信頼性の向上に有効な接合構造Ｃとすることができる。
【００３３】
空隙４について、下部領域に位置させるには、例えば、接合材３を介した金属端子１と線路導体２との接合時に、上記下部領域が下向きになるようにすればよい。詳細には以下のとおりである。
【００３４】
接合材３を介した金属端子１と線路導体２との接合は、例えば次のようにして行なわれる。まず、銀等の上記金属材料の粒子（実際には多数の粒子の集合物）を有機溶剤およびバインダとともに混練してペーストを作製する。次に、このペーストを間に挟んで金属端子１の端部１ａを線路導体２の所定部位に位置合せし、ジグ等で仮固定する。その後、これらを電気炉等で加熱してペースト中の金属粒子同士を結合させる。このときに、バインダ成分間の重合等が生じるようにしてもよい。すなわち、接合材３は、金属粒子間の金属結合に加えて、有機成分の重合体による接合の作用を含んでいてもよい。上記バインダ成分を含有するペーストによる接合の温度は、例えば約200〜300℃に設定される。
【００３５】
このような接合時の金属粒子等の挙動から、金属端子１と線路導体２との接合時に上記下部領域が下向きであれば、言い換えれば重力により金属端子１（端部１ａ）から接合材３となるペーストが離れる方向に位置していれば、その重力の作用により接合材３（ペースト）の一部を金属端子１の端部１ａから離して、両者間に空隙４となる隙間を生じさせることができる。この隙間が生じた状態で、金属粒子間の結合が生じるため、金属端子１の端部１ａと線路導体２との間に空隙４を位置させることができる。
【００３６】
また、この時に、上記ペーストが互いに重合する有機成分を含有していれば、有機成分の重合体によってペーストが比較的低温で硬化するため、接合材３となるペーストの形状維持が容易である。そのため、空隙４を含んだ状態で、金属端子１の端部１ａと接合材３との間の接合を行なわせることもできる。また、比較的低温で接合ができるため、金属端子１と線路導体２との接合材３を介した接合の作業性、ならびに接合構造Ｃおよび半導体パッケージＣとしての生産性の向上についても有効である。
【００３７】
また、接合材３における金属粒子は、金属粒子間の接合の容易さおよび接合の強度等を考慮したときに、１μｍ程度またはそれ未満の粒径である微小粒子（いわゆるサブミクロン粒子、サブナノ粒子、ナノ粒子）であってもよいし、微小粒子とミクロン単位の金属粒子との混合物であってもよい。接合材３となるペーストは、このような微小粒子を金属粒子として用いるときに、互いに重合し合う有機樹脂成分を含有していてもよい。このような有機樹脂成分としては、例えば重合性のカルボン酸誘導体等を挙げることができる。
【００３８】
また、接合材３は、微小粒子である金属粒子を含有するものである必要はなく、銀または銅等の結晶粒子を金属粒子として含有する多結晶体であってもよい。この場合も、結晶粒子が重力に従い下方向に移動することで、空隙４を生じさせることができる。
【００３９】
また、図２および図３に示す例おいて、空隙４が、金属端子１の端部１ａのうち線路導体２と接合材３を介して対向している領域（上記の下部領域）のみに位置している。この場合にも、金属端子１および接合材３において熱応力が集中しやすい下部領域において、熱応力を効果的に緩和することができる。また、この場合には、下部領域以外には空隙４が存在していない。言い換えれば、下部領域を除く比較的広い領域において接合材３が金属端子１の端部１ａに直接に接合されている。
【００４０】
つまり、熱応力の緩和を有効なものとしながら、接合材３の金属端子１に対する接合面積の確保も容易である。したがって、この場合には、熱応力の緩和および接合強度の向上について有利であり、金属端子１と線路導体２との接合強度および信頼性の向上に有効な接合構造Ｃとすることができる。
【００４１】
また、下部領域のみに空隙４が位置しているときには、その下部領域のほぼ全面に空隙４が存在していても構わない。このような空隙４が存在していても、下部領域以外では金属端子１に接合３が直接に接合されているので、接合材３と金属端子１の間の接合強度を有効に確保することは容易である。
【００４２】
下部領域のみに空隙４を位置させるには、例えば次のようにすればよい。すなわち、下部領域に空隙４を位置させる場合（下部領域以外に空隙４が位置していてもよい場合）と同様に、下部領域が下向きになるようにして、接合材３となる上記ペーストを間に挟んで金属端子１（端部１ａ）と線路号体２との加熱、接合を行なう。このときに、ペースト中の有機溶剤の含有率、金属粒子の粒径、粒度分布および含有率ならびに接合時の温度、接合に要する時間、接合後の冷却時間等の条件を適宜調整して、下部領域以外にペーストと金属端子１との間に隙間（空隙４）が生じないようにする。
【００４３】
なお、隙間が生じやすい条件は、例えば、ペーストの粘度が低い場合であり、粘度は例えば上記有機溶剤の含有率等で調整する。また、接合時の金属粒子の接合性が低く接合に要する時間が長い場合であり、この時間は、例えば上記金属粒子の粒径等で調整する。また、接合の温度が高い場合、つまり接合時に金属粒子の凝集や焼結しやすい場合であり、接合の温度を、金属粒子同士の金属結合に必要な温度を超えて、高くし過ぎないよう設定する。
【００４４】
図６は、本発明の他の実施形態の接合構造における要部を拡大して示す断面図である。図６において図１〜図５と同様の部位には同様の符号を付している。図６に示す例では、空隙４内において露出する金属端子１の表面に、金属粒子と同じ金属材料からなる薄層９が位置している。薄層９は、例えば厚みが0.5μm〜10μm程度の層状の部位である。薄層
９は、空隙４に面する金属端子１の表面のほぼ全面に沿って位置しているものであってもよいし、接合材３が接している金属端子１の表面に位置していてもよい。このような薄層９が存在することにより、水分の付着による金属端子１の腐食等の可能性を効果的に低減することができる。
【００４５】
薄層９は、例えば、接合材３（上記ペースト）を介した金属端子１と線路導体２との接合時の加熱の温度および時間等を調整することで生成させることができる。例えば、上記の接合温度を接合材３となるペーストの接合温度の上限（300℃等）程度に設定して、金
属端子１と線路導体２との接合を行なうようにすればよい。このときの熱で接合材３中の銀等の成分が金属端子１の端部１ａ表面に沿って濡れ拡がり、薄層９を形成する。
【００４６】
図７は、本発明の他の実施形態の接合構造を示す断面図である。図７において図１〜図５と同様の部位には同様の符号を付している。図７に示す例において、接合材３は、ピン端子１の先端（図７では右端）から線路導体２に対向している端部１ａの広い範囲においてピン端子１に接合されていない。空隙４は、ピン端子１の先端部分に位置している。この場合には、ピン端子１の先端部の中央から端部１ａに対向する線路導体２にかけて、接合材３が滑らかにフィレットを作っている。
【００４７】
図７に示すような例では、上記フィレットの存在によって、接合材３の線路導体２に対する接合強度も向上させることができる。また、この例においても、接合材３と金属端子１の端部１ａ（先端部）との間に空隙４が位置しているため、空隙４部分における熱応力の緩和が容易である。したがって、接合材３を介した線路導体３と金属端子１との接合強度および接続信頼性の向上に有効な接合構造Ｃとすることができる。
【００４８】
また、上記の各例において、金属粒子が銀粒子であるときには、次のような点で有利である。すなわち、接合材３における熱伝導性（つまり、接合構造Ｃおよびこれを含む半導体パッケージ10の放熱性等）、線路導体２および金属端子１を含む信号の伝送路における電気抵抗の低減等に有利である。また、半導体素子の実装または金属ケースの接合等のための熱負荷工程においても再溶融しづらい、アウトガスが少ないという利点が挙げられる。
【００４９】
この場合の銀粒子は、銀を99.9質量％以上含有する、いわゆる純銀であってもよく、微量の銅または金等の他の成分を含有するものでもよい。また、金属粒子の全部が銀粒子でなくてもよく、例えば銀粒子と銅粒子の両方が金属粒子に含まれていてもかまわない。
【００５０】
なお、金属粒子が銅粒子であるとき、または銅粒子を含むときには、金属粒子の全部が銀粒子であるときに比べて、イオンマイグレーションの可能性を低減すること、経済性を向上させること等においては有利である。
【００５１】
前述したように、本発明の実施形態の半導体パッケージは次の構成を有している。すなわち、本実施形態の半導体パッケージ10は第１面５ａおよび第１面５ａと反対側の第２面５ｂを有する基板５と、基板５の第１面５ａ側に位置する線路導体２と、基板５の第２面５ｂから第１面５ａにかけて貫通しており、第１面５ａ側に端部１ａを有する金属端子１と、金属粒子を含んでおり、金属端子１の端部１ａと線路導体２との間に介在している接合材３とを有している。また、本実施形態の半導体パッケージ10は、金属端子１の端部１
ａと線路導体２との間に、上記いずれかの構成の接合構造Ｃを有している。
【００５２】
上記形態の半導体パッケージ10によれば、上記いずれかの構成の接合構造Ｃを有することから、金属端子１と線路導体２との機械的および電気的な接続信頼性が高い半導体パッケージ10を提供することができる。
【００５３】
基板５の第１面５ａ側は、前述した金属ケースで封止される側である。基板５と金属ケースとの間に形成される空間内に、半導体素子および金属端子１の端部１ａが封止される。また、図４および図５等に示す例では、基板５の貫通孔５ｃ内に封止材（符号なし）が位置している。封止材は、金属端子１と貫通孔５ｃとの間の隙間を塞ぐ機能を有している。封止材は、ガラス材料またはセラミック材料等の絶縁材料からなる。このような絶縁材料の例としては、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス等のガラス、およびこれらのガラスに熱膨張係数や比誘電率を調整するためのセラミックフィラーを加えたものが挙げられる。この絶縁材料は、金属端子１におけるインピーダンスマッチング（比誘電率）および封止の信頼性等を考慮して、適宜選択することができる。
【００５４】
サブマウント７は、基板５の第１面５ａ上に設けられ、第１面５ａに平行な基板搭載面を有する。半導体パッケージ10において、サブマウント７は、絶縁板６に搭載される電子部品が発生する熱を基板５へ伝導する機能等を有している。すなわち、サブマウント７は、半導体パッケージ10の外部に放熱する放熱材としての機能を有する。
【００５５】
サブマウント７は、基板５と一体に形成されていてもよく、冷却部材（例えば、ペルチェ素子など）を含んでいてもよい。サブマウント７が基板５と一体に形成されている場合、サブマウント７は、基板５と同様の金属材料からなる。これにより、半導体パッケージ10における放熱性が効果的に確保される。
【００５６】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内であれば種々の変更は可能である。
【００５７】
例えば、図８に示すように、空隙４は接合材３に閉じられた空間に位置していてもよい。これにより、金属端子１と絶縁板６との間に生じる熱応力を緩和することができると同時に、水分の付着による金属端子１の腐食等の可能性を効果的に低減することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１・・金属端子
１ａ・・端部
２・・線路導体
３・・接合材
４・・空隙
５・・基板
５ａ・・第１面
５ｂ・・第２面
５ｃ・・貫通孔
６・・絶縁板
７・・サブマウント
８・・接地端子
９・・薄層
10・・半導体パッケージ
【図１】
2019062073.tif 000003
【図２】
2019062073.tif 000004
【図３】
2019062073.tif 000005
【図４】
2019062073.tif 000006
【図５】
2019062073.tif 000007
【図６】
2019062073.tif 000008
【図７】
2019062073.tif 000009
【図８】
2019062073.tif 000010