(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空構造を有するパッケージの内部に半導体素子を搭載した半導体装置であって、前記パッケージの表面に、前記中空構造の内圧の変化による前記パッケージ形状の歪みを測定する圧力メジャーを有し、
前記圧力メジャーは、直交する複数の直線からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記圧力メジャーは、複数の曲線からなることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
中空構造を有するパッケージの内部に半導体素子を搭載した半導体装置であって、前記パッケージの表面に、前記中空構造の内圧の変化による前記パッケージ形状の歪みを測定する圧力メジャーを有し、
前記圧力メジャーは、複数の曲線からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記圧力メジャーは、前記パッケージの第１の面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１の面が、前記半導体装置の上面であることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１の面が、前記半導体装置の側面であることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の面は、前記パッケージの識別情報がマーキングされた面とは異なっていることを特徴とする請求項４項記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１の面が、前記パッケージの他の面に比べ肉薄であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１の面の一部が、前記パッケージの他の面に比べ肉薄であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記圧力メジャーは、複数の部材からなり、第１の圧力メジャーおよび第２の圧力メジャーからなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の半導体装置。
【請求項１１】
中空構造を有するパッケージの内部に半導体素子を搭載した半導体装置であって、前記パッケージの表面に、前記中空構造の内圧の変化による前記パッケージ形状の歪みを測定する圧力メジャーを有し、
前記圧力メジャーは、複数の部材からなり、第１の圧力メジャーおよび第２の圧力メジャーからなることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空構造を有し、その内部に半導体素子を搭載する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来型の中空構造を有する半導体装置の断面図を図１１に示す。従来型の中空構造の半導体装置１１では、所望の電気回路がその表面に形成されている半導体素子１２は、リードフレーム上の一部であるアイランド１６に配置されている。そして、金ワイヤー１３を介して、半導体素子１２と外部端子１４とが電気的に接続されている。キャップ材１５は金属から成り、半導体素子１２および金ワイヤー１３を覆うように、リードフレーム上に設けられる。
【０００３】
例えばこのような、パッケージの内部空間を真空にする場合、キャップ材１５を真空チャンバー内で封止する方法がある。また、パッケージ内部を加圧する場合、キャップ材１５を加圧チャンバー内で封止する方法が用いられる。そのために封止され完成した半導体装置の内部空間の真空度や加圧状況などを知ることはできなかった。内部空間の状態の変化に気がつくことは稀であり、たとえば、内部空間が真空から大気圧になったことで半導体装置の本来の機能や性能が失われて初めて内部空間の状態の変化を知ることとなり、半導体装置の故障に対する対応の遅れとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２３２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように内部空間を真空にする半導体装置の場合、溶接時のアウトガスは、真空度を劣化させてしまう。特に高真空の半導体装置では、パッケージ内にゲッターと呼ばれる、パッケージ内部のガスを吸着する吸着材を配置する場合があるが、炭化水素など有機物からのアウトガスは、吸着材で吸着することができない。さらにアウトガスが発生すると、キャップ材、リードフレームの金属もこのアウトガスを吸収してしまう。このため時間の経過により吸収されたアウトガスが金属から内部空間に再び放出され、これによっても真空度が劣化してしまう。
【０００６】
また、内部を加圧するパッケージの場合、キャップ材が有機材料などの場合、時間の経過とともに有機材料内部に加圧ガス成分が浸透してしまい圧力が低下してしまう。キャップ材に金属を用いても接着剤を用いてしまえば同様の結果となる。
【０００７】
つまり、内部空間を減圧、加圧のいずれにおいても時間の経過によって、その圧力が変化するが、内部空間を有する中空タイプの半導体装置においては、この変化を検出する方法が無かったため、内部空間の状態を理解することが出来なかった。
【０００８】
本発明は、上記不具合に鑑みてなされたもので、内圧の変化を容易に確認できる中空構造パッケージを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題解決のために、本発明では以下の手段を用いた。
まず、半導体素子を中空構造の内部に搭載する半導体装置であって、前記半導体装置の表面に、前記中空構造の内圧の変化による形状歪みを測定する圧力メジャーを設けていることを特徴とする半導体装置とした。
【００１０】
また、前記圧力メジャーは、直交する複数の直線や曲線からなることを特徴とする半導体装置とした。
また、前記圧力メジャーは、前記半導体装置の上面や側面に設けられていることを特徴とする半導体装置とした。
【００１１】
また、前記第１面が、他の面に比べ肉薄であることを特徴とする半導体装置とした。
さらに、前記圧力メジャーは、第１の圧力メジャーおよび第２の圧力メジャーと、を備えることを特徴とする半導体装置とした。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、内部空間を有する中空タイプの半導体装置において、半導体装置表面に圧力メジャーを設け、それを検査することにより非破壊で内部空間の状態を知ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の半導体装置の上面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の半導体装置の斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の半導体装置の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の半導体装置の上面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の半導体装置の斜視図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の半導体装置の断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態の半導体装置の断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態の半導体装置の上面図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態の半導体装置の上面図である。
【図１１】従来の半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では発明を実施するための形態について、図面を用いて実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態の半導体装置の斜視図である。
半導体装置１は内部に空間を有する中空タイプのパッケージ６からなっている。パッケージ６の表面に、内部空間の状態を検査できる圧力メジャー２を備えている。圧力メジャー２は直角に交差する複数の直線からなるもので、図示したものは両刃櫛状である。
【００１６】
図２は、図１に示した圧力メジャーを付けた半導体装置の上面図である。パッケージ６の長手方向である第１辺に平行な第１の方向に長い１本の直線が配置され、これと直交するパッケージ６の第２辺に平行な第２の方向に短い複数の直線がパッケージ６の上面に沿ってある間隔で配置されている。これは第１の方向のパッケージ６の歪みを観測するのに有効な圧力メジャーである。
【００１７】
図３は、半導体装置１の内部空間が真空になっている場合の斜視図である。内部が真空になっているパッケージではパッケージの上面に図２に図示したような圧力メジャー２を配置した場合、図３のように斜めから観察すると凹型に変形（湾曲）した形状となっている。このような減圧タイプのパッケージの真空度が低下すると、変形の曲率が小さくなり第２の方向の複数の直線の間隔が縮まる。この縮みを測定することで内部空間の真空度の有無を確認できる。このように、真空時と非真空時とで圧力メジャー２の線の間隔が異なることを利用してパッケージ内部の真空度が変化したか否かを簡便に知ることが出来る。図示していないが、第１の方向に複数の直線を配置することで第２の方向の歪みを観察することが可能である。この圧力メジャーは真空パッケージ完成後にレーザーマーキングやインクマーキングの手法を用いて形成することができる。
【００１８】
図４は、図２における第１の方向の長い１本の直線に沿ったパッケージの断面図である。真空（減圧）状態におけるパッケージの上面７は凹型に湾曲した曲線、大気状態におけるパッケージの上面８は内圧と外圧の均衡がとれているものとして直線で示している。真空（減圧）状態におけるパッケージの上面７上に位置する２つの交点Ａは、大気状態へ移行すると直線により示したパッケージの上面８の上の２つの交点Ａ'へと移動する。この時、Ａ'−Ａ'間の間隔はＡ−Ａ間の間隔に比べ縮み、短くなる。これを利用してパッケージ内部の真空度が変化を知ることができる。なお、本図では上面に凹型を設けて説明したが、側面においても同様である。
【００１９】
以上、減圧状態のパッケージに圧力メジャーを付けた例で説明したが、この圧力メジャーは加圧パッケージに付けることも可能である。加圧状態で湾曲変形したパッケージの内圧が低下すると、変形の曲率が小さくなり第２の方向の複数の直線の間隔が縮まる。この縮みを測定することで内部空間の真空度の有無を確認できる。このように、加圧状態時と非加圧状態時とで圧力メジャー２の線の間隔が異なることを利用してパッケージ内部の圧力が変化したか否かを簡便に知ることが出来る。
【実施例２】
【００２０】
図５は、本発明の第２の実施形態の半導体装置１の上面図である。圧力メジャー２が半導体装置１のパッケージ６の上面に設けられていることで、基板実装後の半導体装置１の内部空間の真空状態を検査できるが、この圧力メジャーは曲線である同心円で構成されておりそれぞれの円の隙間、または円の直径を検査することで内部空間の真空状態を知ることが出来る。パッケージ６が真空状態に比べ、大気状態では各円の直径がおよび隙間が小さくなる。
【実施例３】
【００２１】
図６は、本発明の第３の実施形態の半導体装置１の斜視図である。圧力メジャーが半導体装置１のパッケージ６の側面に設けられている実施形態である。半導体装置１は製品情報をパッケージ６の上面にマーキングすることがある。その場合は、圧力メジャー２をパッケージ６の側面に設けることで基板実装後の半導体装置１を側面から検査することで半導体装置１の内部空間の真空状態を検査できる。これは半導体装置１の上面に形成される凹型の変形が側面でも同様に形成されることを利用するものである。この圧力メジャー２は直線で構成されているが、図６で示した実施例と同様に曲線で形成された圧力メジャーであっても同様の機能を有する。また、図３および図６を組合せて複数の面に圧力メジャーを設けることでも良い。
【実施例４】
【００２２】
図７は、本発明の第４の実施形態の半導体装置の断面図である。圧力メジャー２を有する半導体装置１の上面の部材の厚みを、圧力メジャー２を設けていない部分より薄くして、圧力メジャー２を有する面の変形が圧力メジャー２を設けていない部分より大きくすることで圧力メジャー２の感度を向上させた実施例である。この圧力メジャーは直線でも曲線でも同様の効果が得られる。側面に圧力メジャー２を設けた場合は側面の部材の厚みを他の面よりも薄くして感度を高めることができる。
【実施例５】
【００２３】
図８は、本発明の第５の実施形態の半導体装置の断面図である。圧力メジャー２を有する面の一部で圧力メジャー２が設けられている部分の部材厚みを部分的に薄く形成４することで圧力メジャー２が設けられていない部分の部材強度を低減しないようにし、かつ圧力メジャー２の部分の変形がそれ以外の部分の変形より相対的に大きくなることで圧力メジャー２の感度を向上させた実施例である。
【実施例６】
【００２４】
本発明は、内部空間を有する半導体装置１の外形が変形し、その変形量を圧力メジャー２によって容易に検査するもので、半導体装置１の外形の変形の仕方によって直線で構成した圧力メジャー２の方が検査しやすい場合もあるし、変形の仕方によっては曲線で構成した圧力メジャー２の方が検査しやすい場合もある。また、この両方を兼ね備えた圧力メジャー２の形状も有効である。図９に示したものは同心円と複数の直線を組合せたものである。また、これらの圧力メジャー２は半導体装置１の表面に形成されているので、圧力メジャー２は、エポキシ系の半導体封止樹脂やＣＡＮタイプの半導体装置に用いる金属材料の表面に印刷または刻まれている。
【実施例７】
【００２５】
図１０は、本発明の第７の実施形態の半導体装置の上面図である。これは圧力メジャー２が複数の部材から構成されている実施例である。この実施例は半導体装置１の表面に設けられた第１の圧力メジャー２の他に第２の圧力メジャー５を付加したものである。第２の圧力メジャー５は第１の圧力メジャー２の線間隔よりも細かい間隔で形成されており、第１の圧力メジャー２に隣接して第２の圧力メジャー５を設けることでノギスのバーニヤのように使え、目視であってもより精度の高い読み取りが可能となる。
【符号の説明】
【００２６】
１    半導体装置
２    圧力メジャー
３    厚みが肉薄の部材
４    一部の厚みが肉薄の部材
５    第２の圧力メジャー
６    パッケージ
１１  半導体装置
１２  半導体素子
１３  ワイヤー
１４  外部端子
１５  キャップ材
１６  真空（減圧）状態でのパッケージ上面
１７  大気状態でのパッケージ上面
Ａ    交点
Ａ'   交点
【図１】
0006635806.tif 000002
【図２】
0006635806.tif 000003
【図３】
0006635806.tif 000004
【図４】
0006635806.tif 000005
【図５】
0006635806.tif 000006
【図６】
0006635806.tif 000007
【図７】
0006635806.tif 000008
【図８】
0006635806.tif 000009
【図９】
0006635806.tif 000010
【図１０】
0006635806.tif 000011
【図１１】
0006635806.tif 000012