(57)【要約】【課題】Ｐｂを用いない環境に優しいパッケージで、キャビティ部の気密信頼性の高い安価な半導体受光素子収納用パッケージを提供する。【解決手段】平板形状のセラミック基体１１と、これと略同じ外形寸法で窓枠形状のセラミック枠体１２の間に複数本の外部接続端子１３が熱硬化性樹脂接着材１４で接合されて有し、枠体１２の開口から露出する基体１１の表面と、枠体１２の内周壁面で半導体受光素子１５を収納するためのキャビティ部１６を設けると共に、外部接続端子１３をそれぞれの先端部をキャビティ部１６側と、外周側に露出させる状態で設ける半導体受光素子収納用パッケージ１０であって、外部接続端子１３の内の１又は複数本に、セラミック基体１１と、セラミック枠体１２の間の熱硬化性樹脂接着材１４で覆われる部分から延設し、セラミック枠体１２幅に包含されるダミーリード１８を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板形状のセラミック基体と、該セラミック基体と略同じ外形寸法を有する窓枠形状のセラミック枠体の間に複数本の外部接続端子が熱硬化性樹脂接着材で接合されて有し、前記セラミック枠体の開口から露出する前記セラミック基体の表面と、前記セラミック枠体の内周壁面で半導体受光素子を収納するためのキャビティ部を設けると共に、前記外部接続端子をそれぞれの先端部を前記キャビティ部側と、外周側に露出させる状態で設ける半導体受光素子収納用パッケージであって、
前記外部接続端子の内の１又は複数本に、前記セラミック基体と、前記セラミック枠体の間の前記熱硬化性樹脂接着材で覆われる部分から延設し、前記セラミック枠体幅に包含されるダミーリードを有することを特徴とする半導体受光素子収納用パッケージ。
【請求項２】
請求項１記載の半導体受光素子収納用パッケージにおいて、前記外部接続端子から延設する前記ダミーリードの先端と、他の前記外部接続端子、及び／又は他の前記ダミーリードの先端の間に０．２〜１．０ｍｍの絶縁間隔を有することを特徴とする半導体受光素子収納用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリや、イメージスキャナ等に使用されるラインセンサ用ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）や、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の半導体受光素子を搭載するための半導体受光素子収納用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ型や、ＭＯＳ型のラインセンサ用等の長尺の半導体受光素子を収納するためのパッケージは、半導体受光素子を搭載させた装置、例えば、ファクシミリや、イメージスキャナ等の識別の高精度化の観点から気密信頼性の高いセラミック製からなる半導体受光素子収納用パッケージが好適となっている。このような半導体受光素子収納用パッケージは、半導体受光素子がキャビティ部に搭載され、ボンディングワイヤで半導体受光素子と外部接続端子とを接続して外部と電気的に導通状態になるように実装した後、半導体受光素子収納用パッケージとガラス板等からなる蓋体とを接合して、半導体受光素子を気密に封止することでデバイスに作製している。
【０００３】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、従来の半導体受光素子収納用パッケージ５０は、長尺長方形状のセラミック基体５１の一方の主面の長尺方向外周部にリードフレーム形状からなる複数の外部接続端子５２が低融点ガラスの接合材５３で接合されている。更に、この上には、外形形状がセラミック基体５１と略同じで窓枠形状のセラミック枠体５４が低融点ガラスの接合材５３で接合されている。そして、この半導体受光素子収納用パッケージ５０は、セラミック枠体５４の内周壁面と、セラミック枠体５４の窓枠形状の開口部から露出するセラミック基体５１の表面とで、半導体受光素子５５を搭載させるためのキャビティ部５６を備えるように形成されている。上記の外部接続端子５２は、キャビティ部５６と、パッケージの外側に露出するようにして設けられており、複数本のそれぞれの先端が独立状態にある端子がキャビティ部５６側で半導体受光素子５５と電気的に導通状態とすることができるようになっている。また、上記の外部接続端子５２は、リードフレーム形状の外周囲で接続状態にあるタイバー部５７を切り取ってそれぞれの端子を独立させた後、パッケージの外側で外部と電気的に導通状態とすることができるようになっている。この半導体受光素子収納用パッケージ５０を構成するセラミック基体５１や、セラミック枠体５４は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミック粉末にバインダー等を混合して形成される造粒粉末をプレス型で成形し、高温で焼成して焼成体にして作製している。また、外部接続端子５２は、セラミックと熱膨張係数が近似する金属板からなり、エッチングや、パンチング等でリードフレーム状に作製している。この半導体受光素子収納用パッケージ５０には、キャビティ部５６に半導体受光素子５５が搭載され、ボンディングワイヤ等で外部接続端子５２と電気的に導通状態とした後、ガラス板等からなる蓋体５８をセラミック枠体５４の上面に接着樹脂等で接合することで、半導体受光素子５５が気密に封止されるようになっている。
【０００４】
従来の半導体受光素子収納用パッケージには、セラミック基体の一方の主面に、外部接続端子を両面から挟持した樹脂枠体を樹脂の接合材で接合するものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
また、従来の半導体受光素子収納用パッケージには、金属基体の一方の主面に、外部接続端子が外側部分でろう付け接合されたセラミック枠体を樹脂の接合材で接合するものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３４６３８号公報
【特許文献２】特開２０００−１３８３０５号公報
【特許文献３】特開平９−２８３６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述したような従来の半導体受光素子収納用パッケージは、次のような問題がある。
（１）半導体受光素子収納用パッケージのセラミック基体と、セラミック枠体の間に外部接続端子を接合する場合の接合材が低融点ガラスの場合には、低融点ガラスの中に含まれるＰｂの除去化が難しく、有害なＰｂを使用しないという問題が解決できなくなっているので、低融点ガラスの代替品の採用が必要となっている。
（２）セラミック基体と、セラミック枠体の間に外部接続端子を接合する場合の接合材に低融点ガラスの代替品として、樹脂接着材を用いる場合には、外部接続端子の厚さによる段差をカバーして接合する必要があるために、樹脂の厚さを厚くして流動性を抑えて接合できる常温硬化型の樹脂接着材を用いることが必要となるが、常温硬化型樹脂接着材では、接合強度に難点を有している。
（３）セラミック基体と、セラミック枠体の間に外部接続端子を接合する樹脂接着材に、接合強度の比較的高い熱硬化性樹脂接着材を用いようとする場合には、加熱による樹脂の流動性が大きくなるので、隣接する外部接続端子間の広い部分の熱硬化性樹脂接着材が外部接続端子側に引き寄せられ、セラミック基体と、セラミック枠体の間にキャビティ部と外部が貫通する空洞が発生し、半導体受光素子が搭載されるキャビティ部の機密性が保てなくなっている。
（４）特開２００２−１３４６３８号公報や、特開２０００−１３８３０５号公報で開示されるような、外部接続端子を両面から挟持した樹脂枠体をセラミック基体に樹脂接着材で接合する半導体受光素子収納用パッケージは、セラミック基体と、樹脂枠体の熱膨張係数が異なるので、熱硬化性樹脂接着材での接合時に接合部に歪みが発生し、接合信頼性の低下となっている。また、外部接続端子を樹脂枠体で両面から挟持するためには、樹脂を溶融させて行うトランスファーモールド技術で行うこととなり、多品種少量生産の場合には、作製するためのコストが掛かり、半導体受光素子収納用パッケージのコストアップとなっている。
（５）特開平９−２８３６４７号公報で開示されるような、外部接続端子が外側部分でろう付け接合されたセラミック枠体を樹脂の接合材で接合する半導体受光素子収納用パッケージは、基体と、枠体との間に外部接続端子を介在させず、接合信頼性の高い半導体受光素子収納用パッケージとすることができるが、セラミック枠体をメタライズ層を設ける積層体技術で作製することとなり、しかも、外部接続端子をＡｇＣｕろう等のろう材を用いて接合するので、作製するためのコストが掛かり、半導体受光素子収納用パッケージのコストアップとなっている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、Ｐｂを用いない環境に優しいパッケージで、キャビティ部の気密信頼性の高い安価な半導体受光素子収納用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】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係る半導体受光素子収納用パッケージは、平板形状のセラミック基体と、セラミック基体と略同じ外形寸法を有する窓枠形状のセラミック枠体の間に複数本の外部接続端子が熱硬化性樹脂接着材で接合されて有し、セラミック枠体の開口から露出するセラミック基体の表面と、セラミック枠体の内周壁面で半導体受光素子を収納するためのキャビティ部を設けると共に、外部接続端子をそれぞれの先端部をキャビティ部側と、外周側に露出させる状態で設ける半導体受光素子収納用パッケージであって、外部接続端子の内の１又は複数本に、セラミック基体と、セラミック枠体の間の熱硬化性樹脂接着材で覆われる部分から延設し、セラミック枠体幅に包含されるダミーリードを有する。
【０００８】
ここで、上記の半導体受光素子収納用パッケージは、外部接続端子から延設するダミーリードの先端と、他の外部接続端子、及び／又は他のダミーリードの先端の間に０．２〜１．０ｍｍの絶縁間隔を有するのがよい。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１又はこれに従属する請求項２記載の半導体受光素子収納用パッケージは、平板形状のセラミック基体と、セラミック基体と略同じ外形寸法を有する窓枠形状のセラミック枠体の間に複数本の外部接続端子が熱硬化性樹脂接着材で接合されて有し、セラミック枠体の開口から露出するセラミック基体の表面と、セラミック枠体の内周壁面で半導体受光素子を収納するためのキャビティ部を設けると共に、外部接続端子をそれぞれの先端部をキャビティ部側と、外周側に露出させる状態で設ける半導体受光素子収納用パッケージであって、外部接続端子の内の１又は複数本に、セラミック基体と、セラミック枠体の間の熱硬化性樹脂接着材で覆われる部分から延設し、セラミック枠体幅に包含されるダミーリードを有するので、熱硬化性樹脂接着材の加熱による流動性が大きくなり、例え、隣接する外部接続端子間の隙間が大きくても、ダミーリードによって熱硬化性樹脂接着材の外部接続端子側への引き寄せを防止して、セラミック基体と、セラミック枠体の間にキャビティ部と外部が貫通する空洞の発生を防止することができ、半導体受光素子が搭載されるキャビティ部の機密性を保つことができるＰｂを用いない地球に優しい安価な半導体受光素子収納用パッケージを提供できる。
【００１０】
特に、請求項２記載の半導体受光素子収納用パッケージは、外部接続端子から延設するダミーリードの先端と、他の外部接続端子、及び／又は他のダミーリードの先端の間に０．２〜１．０ｍｍの絶縁間隔を有するので、ダミーリードの先端に短絡を防止できると共に、熱硬化性樹脂接着材の外部接続端子側への引き寄せを防止できる適当な絶縁間隔を有しながら、セラミック基体と、セラミック枠体の間にキャビティ部と外部が貫通する空洞の発生を防止することができ、半導体受光素子が搭載されるキャビティ部の機密性を保つことができるＰｂを用いない地球に優しい安価な半導体受光素子収納用パッケージを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、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受光素子収納用パッケージの一部透視部分を含む平面図、正面図である。
【００１２】
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受光素子収納用パッケージ１０は、長尺の平板形状のセラミック基体１１と、このセラミック基体１１と略同じ外形寸法を有する窓枠形状のセラミック枠体１２の間に複数本の外部接続端子１３が熱硬化性樹脂接着材１４で接合されて有している。そして、この半導体受光素子収納用パッケージ１０は、セラミック枠体１２の開口から露出するセラミック基体１１の表面と、セラミック枠体１２の内周壁面で半導体受光素子１５を収納するためのキャビティ部１６を設けている。また、この半導体受光素子収納用パッケージ１０は、外部接続端子１３をそれぞれの先端部の一方側の上面をキャビティ部１６側に露出させ、パッケージの外側で他方側を下側に折り曲げるようにして露出させる状態で設けている。この半導体受光素子収納用パッケージ１０は、何れの部位にも有害なＰｂを用いない部材で構成しているので、環境に優しいパッケージとなっている。
【００１３】
上記のセラミック基体１１は、セラミックの一例であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等からなり、例えば、Ａｌ２Ｏ３等のセラミック粉末と、バインダー等を混合した水溶液をスプレードライヤーで乾燥して作製した造粒粉末原料を上金型、下金型、及びダイス等からなるプレス用金型を用いて所望の大きさの実質的に長尺状の矩形形状の板状にプレス成形して成形体を形成し、更に、焼成炉で約１５５０℃程度の高温で焼成して焼成体にすることで作製している。このセラミック基体１１には、所望の形状にプレス成形すると同時に、セラミック基体１１の一方の主面に、凹みからなる枠状の溝（図示せず）を形成し、この溝で囲まれる内側を半導体受光素子１５を載置するためのキャビティ部１６の底面となるようにしている。この溝は、セラミック基体１１と、セラミック枠体１２の間に外部接続端子１３が熱硬化性樹脂接着材１４で接合される時の熱硬化性樹脂接着材１４の半導体受光素子１５の接合部への流れ出しを防止するために設けられている。
【００１４】
一方、上記のセラミック枠体１２は、セラミック基体１１を作製する場合と同様の造粒粉末原料を用いてプレス成形し、外形寸法をセラミック基体１１と実質的に同じになるようにして中央部をくり抜いた窓枠状にプレス成形した後、更に、セラミック基体１１と同様に焼成炉で焼成して焼成体にすることで作製している。そして、セラミック基体１１、及びセラミック枠体１２は、それぞれ両面を表面研削機等を用いて研削加工して、長尺の半導体受光素子１５が問題なく実装できる程度の平坦性を確保している。
【００１５】
また、上記の外部接続端子１３には、ＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、商品名「Ｋｏｖａｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等のセラミックと熱膨張係数が近似する厚さ０．２５ｍｍ程度の金属板が用いられている。金属板は、エッチングや、パンチング等で複数本のリード端子を設けてパターン加工して複数のリード端子部の一方の端部を内周側で開放し、外周囲で複数のリード端子部の他方の端部のそれぞれを接続状態とするタイバー部１７を設ける平板状のリードフレーム形状に形成している。そして、更に、平板状のリードフレーム形状からは、セラミック基体１１の幅方向に跨げることができる程度の位置を折り曲げることで、タイバー部１７を有する外部接続端子１３に形成している。この外部接続端子１３には、Ｎｉや、Ｎｉ合金等からなるＮｉめっき被膜、及びＡｕからなるＡｕめっき被膜が形成される。なお、タイバー部１７を有する外部接続端子１３は、折り曲げた時の状態をタイバー部１７側の幅が若干広くなるような形状としている。
【００１６】
上記の半導体受光素子収納用パッケージ１０に用いられる外部接続端子１３は、１又は複数本のリード端子部に、セラミック基体１１と、セラミック枠体１２の間の熱硬化性樹脂接着材１４で覆われる部分から延設するダミーリード１８を有している。また、このダミーリード１８は、セラミック枠体１２幅に包含されるようになっている。なお、このダミーリード１８は、通常の複数本のリード端子部が隣接間に規則的な間隔を設けて整列する場合には、特にその間にダミーリード１８を設ける必要はなく、リード端子部の隣接間に広い間隔が存在する所や、セラミック基体１１、及びセラミック枠体１２の短辺側の外周部に設けている。
【００１７】
半導体受光素子収納用パッケージ１０のセラミック基体１１と、セラミック枠体１２の間に外部接続端子１３を接合する方法は、通常、セラミック基体１１と、セラミック枠体１２のそれぞれの外部接続端子１３との接合部分に熱硬化性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂接着材１４を厚さ０．４７ｍｍ程度になるようにスクリーン印刷し、接合用治具にセラミック基体１１、外部接続端子１３、セラミック枠体１２の順序でそれぞれを位置決めしてセットし、大気中の加熱装置内で約１５０℃、１時間程度加熱して硬化させ接合している。上記の半導体受光素子収納用パッケージ１０は、熱硬化性樹脂接着材１４が加熱によって溶融を発生させるが、外部接続端子１３や、ダミーリード１８に引き寄せられると共に、接合部の外部接続端子１３、及びダミーリード１８が存在しない部分が僅かであるので、パッケージの側面外部からキャビティ部１６に貫通するブローホールの発生を防止することができる。
【００１８】
上記の半導体受光素子収納用パッケージ１０は、外部接続端子１３から延設するダミーリード１８の先端と、他の外部接続端子１３、及び／又は他のダミーリード１８の先端の間に０．２〜１．０ｍｍの絶縁間隔を有するのがよい。ダミーリード１８の先端と、他の外部接続端子１３、及び／又は他のダミーリード１８の先端の間の絶縁間隔は、０．２ｍｍを下まわる場合には、熱硬化性樹脂接着材１４の加熱による流動で絶縁間隔が狭くなり、短絡の危険性が発生する。また、ダミーリード１８の先端と、他の外部接続端子１３、及び／又は他のダミーリード１８の先端の間の絶縁間隔は、１．０ｍｍを超える場合には、熱硬化性樹脂接着材１４の加熱による流動でセラミック基体１１と、セラミック枠体１２の間にキャビティ部１６とパッケージ側面外部が貫通するブローホールの発生を防止することができない場合が発生し、半導体受光素子１５が搭載されるキャビティ部１６の気密性を保つことができなくなる。なお、ダミーリード１８の先端の形状は、特に限定するものではないが、互いに傾斜して対向させたり、互いに切り欠き部を設けて対向させたり等することで、ブローホールの発生を効果的に防止することができる。
【００１９】
上記の半導体受光素子収納用パッケージ１０には、キャビティ部１６にファクシミリや、イメージスキャナ等に使用されるラインセンサ用ＣＣＤや、ＭＯＳ等の半導体受光素子１５が実装されるようになっている。この半導体受光素子１５は、キャビティ部１６内に露出する外部接続端子１３とボンディングワイヤを介して接続することで、半導体受光素子１５と外部接続端子１３が電気的に接続状態とされるようになっている。このように半導体受光素子１５がキャビティ部１６に実装された後、セラミック枠体１２の上面には、ケイ酸塩ガラスや、石英ガラスや、サファイア等からなる透明や、半透明の蓋体１９が紫外線硬化樹脂等で接合される。この接合によって、半導体受光素子１５は、半導体受光素子収納用パッケージ１０内に気密に封止される。そして、半導体受光素子１５が実装され、蓋体１９で気密に封止された接合体は、リードフレーム状態からタイバー部１７を切断して除去することで、セラミック基体１１、外部接続端子１３、及びセラミック枠体１２の接合体からなる半導体受光素子収納用パッケージ１０に半導体受光素子１５を実装させたファクシミリや、イメージスキャナ等の装置用のデバイスを形成している。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の半導体受光素子収納用パッケージは、半導体受光素子を歩留よく搭載するための半導体受光素子収納用パッケージのみならず小型化、高信頼性化、低価格化等の要求の高い通常の半導体受光素子を歩留よく搭載するための半導体受光素子収納用パッケージとしてファクシミリや、イメージスキャナ等に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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受光素子収納用パッケージの一部透視部分を含む平面図、正面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来の半導体受光素子収納用パッケージの一部透視部分を含む平面図、正面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０：半導体受光素子収納用パッケージ、１１：セラミック基体、１２：セラミック枠体、１３：外部接続端子、１４：熱硬化性樹脂接着材、１５：半導体受光素子、１６：キャビティ部、１７：タイバー部、１８：ダミーリード、１９：蓋体
【図１】
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【図２】
2008042101.tif 000004