(57)【要約】【課題】リード端子と線路導体との接続を強固に、かつ接合信頼性の高いものとすることにより、半導体素子を長期にわたり正常かつ安定に作動させ得る半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置を提供すること。【解決手段】半導体素子収納用パッケージＡは、上面に形成された凹部の底面に半導体素子７を載置する載置部１ａを有するセラミックスから成る基体１に、この基体１の側壁部２の内外面に互いに対向するように設けられた２つの段差と、これら段差の上面間にわたってその中央部に側壁部２を貫通するように形成された線路導体４とから成る入出力部３を具備しており、側壁部２の外面側の線路導体４にリード端子６がロウ材を介して接合される半導体素子収納用パッケージＡであって、側壁部２の外面側の線路導体４は、その上面のリード端子６の下方に位置する部位に、リード端子６の下面を支持する複数の突起導体４ｂが設けられている。【選択図】  図２
2004235263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に形成された凹部の底面に半導体素子を載置する載置部を有するセラミックスから成る基体に、該基体の側壁部の内外面に互いに対向するように設けられた２つの段差と、これら段差の上面間にわたってその中央部に前記側壁部を貫通するように形成された線路導体とから成る入出力部を具備しており、前記側壁部の外面側の前記線路導体にリード端子がロウ材を介して接合される半導体素子収納用パッケージであって、前記側壁部の外面側の前記線路導体は、その上面の前記リード端子の下方に位置する部位に、前記リード端子の下面を支持する複数の突起導体が設けられてい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】
前記突起導体は、前記線路導体の前記リード端子の下方に位置する部位の外周部に全周にわたって複数設けら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】
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と、前記載置部に載置固定されるとともに前記入出力部に電気的に接続された半導体素子と、前記基体の前記側壁部の上面に取着された蓋体とを具備す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、ＩＣ，ＬＳＩ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および半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、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）を用いて、金属ペーストの印刷、積層、切断、焼成などの基本工程を経て作製される半導体素子収納用パッケージ（以下、パッケージともいう）Ｂを図４に示す。同図（ａ）に示すように、パッケージＢは、上面に形成された凹部の底面に載置部１ａを有するセラミックスからなる基体１１に、基体１１の側壁部１２の内外面に互いに対向するように設けられた２つの段差と、これらの段差の上面間にわたってその中央部に側壁部１２を貫通するように形成された線路導体１４とから成る入出力部１６を具備しており、側壁部１２の外面側の線路導体１４（以下、側壁部１２の外面側の線路導体１４を外側線路導体１４ａという）にリード端子１６がロウ材を介して接合されている。リード端子１６は、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金等からなり、外側線路導体１４ａに一端がロウ材１５により接合されるとともに他端が外部電気回路に電気的に接続される。
【０００３】
リード端子１６をロウ材１５で接合するに際しては、一般的にパッケージＢをカーボン治具に形成された凹みに載置し、図４（ｂ）に示すように、複数のリード端子１６をカーボン治具の所定の部位から入出力部１３にかけて載置し、還元雰囲気のブレージング炉で８００〜９００℃で加熱することにより行われる。接合に用いられるロウ材１５は、リード端子１６と入出力部１３との間に発生する熱応力を緩和する作用も有しており、リード端子１６と外側線路導体１４ａとの間にクラックが発生するのを防止している。
【０００４】
このパッケージＢは、半導体素子１７が載置部１１ａに載置されるとともにボンディングワイヤで線路導体１４に電気的に接続され、側壁部１２の上面に蓋体１８を接合して半導体素子１７が気密に封止されて半導体装置となる。
【０００５】
しかしながら、従来のパッケージＢのリード端子１６の接合構造では、図４（ｂ）に示すように、リード端子１６と外側線路導体１４ａとの間の隙間の大きさのバラツキに起因してリード端子１６の接合強度に寄与するロウ材１５のメニスカス１５ａの大きさが小さくなることがあり、その場合リード端子１６の接合強度が小さくなるという問題点を有していた。また、リード端子１６と外側線路導体１４ａの上面との間の隙間の大きさがリード端子１６の傾きによって部分的に小さくなり、その結果、部分的にロウ材１５が薄くなっていた。その場合、リード端子１６を上方に引張る外力が加わった際に、ロウ材１５が応力緩和部として有効に働かず、よってロウ材１５中またはロウ材１５の外側線路導体１４ａとの界面の部位にマイクロクラックが発生し、このマイクロクラックに起因してリード端子１６が外側線路導体１４ａから剥れてしまうといった問題点があった。
【０００６】
これらの問題点を解消するために、図５（ａ）に示すように、外側線路導体１４ａ上に、外側線路導体１４ａの外形よりも一回り小さな外形寸法のメタライズ層Ｃを重ねて形成することにより、外側線路導体１４ａに接合するリード端子１６の周囲に大きなメニスカス１５ａを形成することが行われており、これによりリード端子１６の接合強度を大きくすることができる（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００７】
また他の構成として、図５（ｂ）に示すように、外側線路導体１４ａを入出力部１３の棚部１３ａから側部１３ｂに延出させることにより延出部１４ｂを形成し、これによりロウ材１５が延出部１４ｂまで流れるようにして大きなメニスカス１５ａを形成し、メニスカス１５ａへの応力集中を分散させるという方法も提案されている（例えば、下記の特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１３９４３９号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献２】
特開昭５７−１２５０号公報（第２−３頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の特許文献１の方法では、メタライズ層Ｃとリード端子１６との間の間隔が小さくなり、リード端子１６周囲にのメニスカス１５ａを大きくすることができても、ロウ材１５を厚くすることができず、その結果、リード端子１６と外側線路導体１４ａとの間に熱応力が加わった場合に、ロウ材１５が応力緩和部として有効に働かず、リード端子１６が容易に剥れてしまうことがあった。
【００１０】
また、特許文献２の方法では、延出部１４ｂとなる金属ペーストを側部１３ｂに印刷形成する必要があり、金属ペーストを外側線路導体１４ａが形成された入出力部１３の棚部１３ａから側部１３ｂにかけて印刷するには、グリーンシートを積層する前に側部１３ｂに金属ペーストを垂れ込ませる方法がある。
【００１１】
しかし、この金属ペーストの垂れ込み量の制御が非常に困難であり、金属ペーストの垂れ込み量が多い場合、金属ペーストが基体１１の下面まで達して接触不良となり易く、その結果、製造歩留まりが著しく低下して生産性が低くなる場合があった。
【００１２】
また、側部１３ｂに所定の上下方向の長さで延出部１４ｂを形成する方法として、線路導体１４を設ける適当な厚さのグリーンシートの側面に金属ペーストを垂れ込ませた後、このグリーンシートの下に他の適当な厚さのグリーンシートを１層追加して側部１３ｂを２層からなる絶縁層で構成するという方法もある。しかしながら、この方法では工程数が大きく増えることになり、また、金属ペーストがグリーンシートの下面に回り込んだ場合、積層時にデラミネーション（グリーンシート間の層間剥離）が発生し、その結果、リード端子１６が棚部１３ａを構成する１層目の絶縁層とともに剥れる場合があった。
【００１３】
従って、本発明は上記の不具合に鑑み完成されたもので、その目的は、リード端子と線路導体との接続を強固に、かつ接合信頼性の高いものとすることにより、半導体素子を長期にわたり正常かつ安定に作動させ得る半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置を提供することである。
【００１４】
【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、上面に形成された凹部の底面に半導体素子を載置する載置部を有するセラミックスから成る基体に、該基体の側壁部の内外面に互いに対向するように設けられた２つの段差と、これら段差の上面間にわたってその中央部に前記側壁部を貫通するように形成された線路導体とから成る入出力部を具備しており、前記側壁部の外面側の前記線路導体にリード端子がロウ材を介して接合される半導体素子収納用パッケージであって、前記側壁部の外面側の前記線路導体は、その上面の前記リード端子の下方に位置する部位に、前記リード端子の下面を支持する複数の突起導体が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、側壁部の外面側の前記線路導体の上面のリード端子の下方に位置する部位に、リード端子の下面を支持する複数の突起導体が設けられていることから、リード端子と線路導体との間の間隔をリード端子との接合部全体にわたって均一かつ大きくすることができ、その結果、リード端子と線路導体との接合部におけるロウ材が突起導体の高さ以上にほぼ接合部全体にわたって厚くなり、接合部に加わる応力をロウ材で有効に吸収することができる。
【００１６】
また、リード端子の外周部に形成されるロウ材のメニスカスの表面積が大きくなり、従来は小さな面積のメニスカスに集中していた応力をメニスカスの表面積を大きくすることで分散させ、接合部におけるクラックの発生を効果的に抑えることができる。その結果、さらに接合強度を向上させることができ、リード端子の接合信頼性が非常に高いものとなる。
【００１７】
さらに、設けられた突起導体の間における余分なロウ材を流出させてリード端子の側面および下面に流出したロウ材による大きなメニスカスを形成することができるので、リード端子とロウ材との密着性をより向上させることができる。
【００１８】
また、ロウ材と線路導体およびロウ材と突起導体との接触面積を大きくすることができ、リード端子の接合強度がさらに向上する。
【００１９】
また、リード端子を接合するに際して、リード端子の長さ方向の中心線と線路導体の長さ方向の中心線とが多少ずれていても、突起導体が線路導体のリード端子の下方に形成されていることから、リード端子の両側に沿って大きなメニスカスが形成され、その表面張力により、いわゆるセルフアライメント効果により、リード端子を正常な位置に移動させて接合することができる。その結果、リード端子と線路導体との接合部において接合強度のばらつきが非常に小さくなり、接合強度をより向上させることができる。
【００２０】
本発明の半導体素子収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記突起導体は、前記線路導体の前記リード端子の下方に位置する部位の外周部に全周にわたって複数設けられていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、突起導体が線路導体のリード端子の下方に位置する部位の外周部に全周にわたって複数設けられていることから、リード端子と線路導体との接合部の中央部に大きな体積のロウ材を溜めることができ、その結果、リード端子と線路導体との接合部に加わる応力を体積の大きなロウ材によってより効果的に吸収することができ、応力緩和効果を著しく向上させることができる。
【００２２】
本発明の半導体装置は、本発明の半導体素子収納用パッケージと、前記載置部に載置固定されるとともに前記入出力部に電気的に接続された半導体素子と、前記基体の前記側壁部の上面に取着された蓋体とを具備することを特徴とする。
【００２３】
本発明の半導体装置は、上記の構成により、本発明の半導体素子収納用パッケージを用いた、リード端子と線路導体との接続が強固で、かつ接合信頼性の高いものとなり、半導体素子を長期にわたり正常かつ安定に作動させ得るものとなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置について以下に詳細に説明する。図１（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明のパッケージについて実施の形態の一例を示す平面図および断面図、図２（ａ），（ｂ）はそれぞれ図１のパッケージにおける入出力部の部分拡大平面図および部分拡大断面図、図３は本発明のパッケージにおける入出力部について実施の形態の他の例を示す部分拡大平面図である。
【００２５】
これらの図において、１は半導体素子７が載置される載置部１ａを有する基体、２は基体１の上面に載置部１ａを囲繞するように形成された側壁部、３は側壁部２の内外面に互いに対向するように設けられた２つの段差と、これら段差の上面間にわたってその中央部に側壁部２を貫通するように形成された線路導体４とから成る入出力部、４は線路導体、４ａは側壁部２の外面側の入出力部３上に形成されている線路導体４の一部からなる外側線路導体、４ｂは突起導体、５はロウ材、５ａはロウ材５のメニスカス、６は一端部が外側線路導体４ａにロウ材を介して接合されるとともに他端部が外部電気回路装置に電気的に接続されるリード端子である。また、７は半導体素子、８は蓋体、Ａはパッケージである。
【００２６】
これら基体１、側壁部２、入出力部３、リード端子６で半導体素子７を収容するための容器が基本的に構成される。
【００２７】
本発明のパッケージＡは、上面に形成された凹部の底面に半導体素子７を載置する載置部１ａを有するセラミックスから成る基体１に、基体１の側壁部２の内外面に互いに対向するように設けられた２つの段差と、これら段差の上面間にわたってその中央部に側壁部２を貫通するように形成された線路導体４とから成る入出力部３を具備しており、側壁部２の外面側の線路導体４（外側線路導体４ａ）にリード端子６がロウ材を介して接合される。
【００２８】
本発明の基体１は、アルミナ質焼結体（アルミナセラミックス）、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体等のセラミックスから成る。こりにより、基体１を金属で構成した場合に比較して、パッケージＡの重量を極めて軽量とすることができる。
【００２９】
また、基体１の上面に凹部が形成されることによって載置部１ａを囲繞するように側壁部２が形成されている。なお、この側壁部２の上面には、蓋体８を取着するための金属からなるシールリング（図示せず）を取着するため、金属ペーストの印刷および焼成等の方法により接合層（図示せず）が形成されてもよい。
【００３０】
さらに、側壁部２は内外面に互いに対向するように設けられた２つの段差が形成され、その段差の上面間にわたってその中央部に側壁部２を貫通するように形成された線路導体４を有する入出力部３が設けられている。そして、側壁部２の外面側の外側線路導体４ａにリード端子６がロウ材５を介して接合される。
【００３１】
なお、側壁部２の内外面に互いに対向するように設けられた２つの段差は、図１では側壁部２の一部の内外面を上下方向に薄くした溝状として形成されているが、側壁部２の内外面から突出するように形成されていてもよい。
【００３２】
この基体１は以下のようにして作製される。基体１が例えばアルミナセラミックスからなる場合、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），酸化珪素（ＳｉＯ２），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダ、溶剤等を添加混合してスラリーとなす。このスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法によってグリーンシートと成し、所望の大きさに切断する。そして、その中から選ばれた複数のグリーンシートにおいて側壁部２および入出力部３となる貫通孔や切欠き部とするために適当な打抜き加工を施す。さらに、線路導体４や突起導体４ｂ等の導体層を形成するためのタングステン（Ｗ）等の金属粉末を主成分とする金属ペーストを印刷塗布し、次に順次これらのグリーンシートを積層し約１６００℃の温度で焼成することによって作製される。
【００３３】
また、作製された基体１に形成された線路導体４や突起導体４ｂ等の導体層の露出した表面に、耐食性に優れかつロウ材５との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ０．５〜９μｍのＮｉ層および厚さ０．５〜９μｍのＡｕ層をめっき法により順次被着しておくのがよい。これにより、導体層が酸化腐食するのを有効に防止するとともに入出力部３とリード端子６との銀ロウ等のロウ材５による接合をより強固なものとすることができる。
【００３４】
本発明のパッケージＡは、外側線路導体４ａのリード端子６の下方に位置する部位に、リード端子６の下面を支持する複数の突起導体４ｂが設けられている。これにより、リード端子６と外側線路導体４ａとの間の間隔をリード端子６との接合部（以下、単に接合部といえば外側線路導体４ａとリード端子６との接合部のことをいう）全体にわたって均一かつ大きくすることができ、その結果、接合部におけるロウ材５が突起導体４ｂの高さ以上にほぼ接合部全体にわたって厚くなり、接合部に加わる応力をロウ材５で有効に吸収することができる。
【００３５】
また、リード端子６の外周部に形成されるロウ材５のメニスカス５ａの表面積が大きくなり、従来は小さな面積のメニスカス５ａに集中していた応力をメニスカス５ａの表面積を大きくすることで分散させ、接合部におけるクラックの発生を効果的に抑えることができる。その結果、さらに接合強度を向上させることができ、リード端子６の接合信頼性が非常に高いものとなる。
【００３６】
さらに、設けられた突起導体４ｂの間における余分なロウ材５を流出させてリード端子６の側面および下面に流出したロウ材５による大きなメニスカス５ａを形成することができるので、リード端子６とロウ材５との密着性をより向上させることができる。
【００３７】
また、ロウ材５と外側線路導体４ａおよびロウ材５と突起導体４ｂとの接触面積を大きくすることができ、リード端子６の接合強度がさらに向上する。
【００３８】
さらに、リード端子６を接合するに際して、リード端子６の長さ方向の中心線と線路導体４の長さ方向の中心線とが多少ずれていても、突起導体４ｂが外側線路導体４ａのリード端子６の下方に形成されていることから、リード端子６の両側に沿って大きなメニスカス５ａが形成され、その表面張力により、いわゆるセルフアライメント効果により、リード端子６を正常な位置に移動させて接合することができる。その結果、接合部において接合強度のばらつきが非常に小さくなり、接合強度をより向上させることができる。
【００３９】
突起導体４ｂの厚さは１０乃至３０μｍが好ましい。１０μｍ未満の場合、ロウ材５が薄くなり過ぎて、メニスカス５ａの大きさが小さくなり、リード端子６の接合強度が小さくなるとともにロウ材５の応力緩和効果、およびセルフアラインメント効果が小さくなる。３０μｍを超えると、メニスカス５ａを大きくしてロウ材５に加わる引張り応力を分散させることができるが、ロウ材５の熱膨張係数が常温で２０×１０−６／℃程度と大きいため、半導体素子７が作動する際にロウ材５とアルミナセラミックス（熱膨張係数：７×１０−６〜９×１０−６／℃）等のセラミックスからなる基体１との間に大きな熱応力が発生し、その結果、基体１にマイクロクラックが発生し易くなる。
【００４０】
また、突起導体４ｂの下面の合計の面積は、外側線路導体４ａの面積の１／４以下が良い。１／４を超えると、ロウ材５の厚さが適正な厚さであっても、ロウ材５の体積が小さくなるとともに外側線路導体４ａの両側におけるメニスカス５ａの面積が不足し、必要な接合強度が得られなくなる。
【００４１】
突起導体４ｂは、その横断面形状が円形，楕円形，多角形等のいずれの形状でもよい。円形の場合は直径が、また、四角形の場合は長辺が７５乃至２００μｍであるのがよい。７５μｍ未満であれば、外側線路導体４ａ上に突起導体４ｂとなる金属ペーストを印刷する際に厚みの制御が困難であり、ロウ材５の厚さにバラツキを発生させてしまい、ロウ材５のクラック発生の原因となる。また、２００μｍを超えると、ロウ材５の体積が減少して、温度サイクルなどの環境試験が行われたときにロウ材５全体の接合強度が小さくなってしまう。
【００４２】
また、突起導体４ｂ同士の間隔は１００〜３００μｍが好ましい。１００μｍ未満であれば、外側線路導体４ａ上の表面粗さが大きいときには突起導体４ｂを所望のパターン通りに印刷形成できず、突起導体４ｂ同士が接触し易くなる。３００μｍを超えると外側線路導体４ａ上において形成できる突起導体４ｂの数が少なくなり、本発明の効果が小さくなる。
【００４３】
突起導体４ｂは、外側線路導体４ａの上面のリード端子６の下方に位置する部位に複数設けられており、外側線路導体４ａの外周端から５０乃至２００μｍ内側に形成されているのがよい。５０μｍ未満であると、リード端子６の側面と突起導体４ｂとの間隔が小さくなり、メニスカス５ａが小さくなって外側線路導体４ａとリード端子６との接合強度が弱くなり易い。また、２００μｍを超えると、リード端子６を突起導体４ｂに安定して固定することが困難となり、リード端子６が傾き易くなって接合強度のばらつきが生じ易くなる。
【００４４】
また、突起導体４ｂは、図３に示すように、外側線路導体４ａのリード端子６の下方に位置する部位の外周部に全周にわたって複数設けられているのが好ましい。これにより、接合部の中央部に大きな体積のロウ材５を溜めることができ、その結果、接合部に加わる応力を体積の大きなロウ材５によってより効果的に吸収することができ、応力緩和効果を著しく向上させることができる。
【００４５】
突起導体４ｂは、線路導体４等の導体層を形成するためのタングステン（Ｗ）等の金属粉末を主成分とする金属ペーストを、線路導体４となる金属ペースト層上にさらに印刷塗布することによって形成される。または、突起導体４ｂとなる金属片などを線路導体４上にロウ付けしてもよい。
【００４６】
なお、リード端子６の下面と突起導体４ｂの上面とは、ロウ材５を介して接合されていてもよく、突起導体４ｂの上面がリード端子６の下面に当接していてもよい。応力を吸収する効果を向上するという観点からは、リード端子６の下面と突起導体４ｂの上面とはロウ材５を介して接合されているのがよい。
【００４７】
リード端子６と外側線路導体４ａとの接合は、リード端子６を突起導体４ｂ上に載置してリード端子６と外側線路導体４ａとの間隔を適度に大きなものとし、そして、これらを加熱によってロウ材５を溶融することにより行なわれる。このとき、毛細管現象によりロウ材５がリード端子６と突起導体４ｂとの間に浸入しようとする。従って、リード端子６を突起導体４ｂ上に載置するときの圧力を調整することにより、リード端子６と突起導体４ｂとの間に浸入しようとするロウ材５の量を調整することができる。
【００４８】
かくして、本発明のパッケージＡは、図１に示すように、半導体素子７を載置部１ａに錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）半田などの低融点ロウ材で載置固定するとともに、線路導体４と半導体素子７とをボンディングワイヤ等で電気的に接続し、側壁部２の上面にシールリングおよび蓋体８をシーム溶接法などにより取着することによって、製品としての半導体装置となる。この半導体装置は、例えば外部電気回路から供給される電気信号によって半導体素子７が駆動され、大容量の情報を高速に処理する情報処理装置等に用いられる。
【００４９】
【実施例】
本発明の半導体素子収納用パッケージの実施例について以下に説明する。
【００５０】
（実施例１）
図２の本発明の入出力部３を有するパッケージＡおよび従来の入出力部１３（図４）を有するパッケージＢについて、以下のようにして作製および評価を行なった。
【００５１】
まず、図２の入出力部３を有するアルミナセラミックスから成る基体１において、幅１．５ｍｍ、長さ１．５ｍｍのＷのメタライズ層から成る外側線路導体４ａの先端から１５０μｍ内側に、Ｗのメタライズ層から成る突起導体４ｂを、７種の高さ（表１参照）で、一辺の長さが１５０μｍの正方形、隣り合う突起導体４ｂ同士の間隔を１５０μｍとして線路導体４の幅方向に５個、長さ方向に３列の計１５個形成したサンプル（突起導体４ｂの合計の面積が外側線路導体４ａの面積の１５％）を１０個作製した。
【００５２】
また同様にして、長さ方向に４列の計２０個形成したサンプル（突起導体４ｂの合計の面積が外側線路導体４ａの面積の２０％）、長さ方向に５列の計２５個形成したサンプル（突起導体４ｂの合計の面積が外側線路導体４ａの面積の２５％）、長さ方向に６列の計３０個形成したサンプル（突起導体４ｂの合計の面積が外側線路導体４ａの面積の３０％）を、各１０個ずつ作製した。なお、突起導体４ｂを長さ方向に６列形成したサンプルは、列間の間隔を７５μｍとしてサンプルを作製した。
【００５３】
次に、各サンプルにおいて、幅１ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなるリード端子６を、外側線路導体４ａ上にＡｇロウ（ＢＡｇ８：ＪＩＳ  Ｚ  ３２６１）を介して７８０℃の還元雰囲気下で接合した。
【００５４】
また、比較例として、突起導体４ｂを形成しないこと以外は同様にして比較用サンプルを１０個作製した。
【００５５】
これらのサンプルについて、温度サイクル試験（−６５〜＋１２５℃の温度幅で１サイクルが１時間）を１０サイクル行なった後、リード端子６を接合部の際から上方に垂直に折り曲げて上方に引張ることによって接合強度を求める方法（ピール法）により接合強度を測定した。また、測定前のマイクロクラックの発生状態を調べた。それら結果を表１に示す。表１において、接合強度の値は１０個の平均値である。
【００５６】
【表１】
2004235263.tif 000003
【００５７】
表１より、本発明のパッケージＡでは、突起導体４ｂの高さが１０乃至３０μｍで、突起導体４ｂの合計の面積が外側線路導体４ａの面積の１／４以下であれば、突起導体４ｂの高さに対応した大きなメニスカス５ａがリード端子６の周囲にわたってリード端子６と外側線路導体４ａとの間に形成されるとともに、ロウ材５の厚さおよび体積が十分なものとなるため、マイクロクラックが発生せず、また、比較例に比べて平均値で４５％以上大きい接合強度が得られた。
【００５８】
なお、突起導体４ｂ下面の合計の面積が外側線路導体４ａの面積の１／４を超えると、マイクロクラックは発生しないものの、ロウ材５の体積が不十分なものとなるとともに、リード端子６と外側線路導体４ａとの間に形成されるメニスカス５ａが小さくなり、１／４以下の場合と比較して接合強度が４０〜５０％程度劣化することが判明した。
【００５９】
（実施例２）
次に、図３の本発明の入出力部３を有するパッケージＡを以下のようにして作製した。一辺が１５０μｍの正方形の突起導体４ｂを外側線路導体４ａの先端から１５０μｍ内側に、線路導体４の幅方向に５個、長さ方向に５個の１列で環状となるようにし、突起導体４ｂ同士の間隔が２５０μｍとして１６個形成したこと以外は、上記実施例１と同様に作製したサンプル（突起導体４ｂの合計の面積が外側線路導体４ａの面積の１６％）を、１０個作製した（サンプルＮｏ．１〜１０）。
【００６０】
このサンプルについて、上記実施例１と同様にして評価した結果を表２に示す。比較例については実施例１で用いた値を適用した。
【００６１】
【表２】
2004235263.tif 000004
【００６２】
表２より、本発明のパッケージＡ（サンプルＮｏ．１〜１０）において、図３の構成の場合、入出力部３におけるリード端子６の接合強度が従来のものに比して５５〜６５％程度大きくなっており、優れていることが判明した。
【００６３】
なお、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、半導体素子７が半導体レーザ（ＬＤ）、フォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子である場合においても本発明の効果は同様であり、その場合は側壁部２に光ファイバ取着用の貫通孔が設けられた構成となる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、上面に形成された凹部の底面に半導体素子を載置する載置部を有するセラミックスから成る基体に、この基体の側壁部の内外面に互いに対向するように設けられた２つの段差と、これら段差の上面間にわたってその中央部に側壁部を貫通するように形成された線路導体とから成る入出力部を具備しており、側壁部の外面側の線路導体にリード端子がロウ材を介して接合される半導体素子収納用パッケージであって、側壁部の外面側の線路導体は、その上面のリード端子の下方に位置する部位に、リード端子の下面を支持する複数の突起導体が設けられていることから、リード端子と線路導体との間の間隔をリード端子との接合部全体にわたって均一かつ大きくすることができ、その結果、リード端子と線路導体との接合部におけるロウ材が突起導体の高さ以上にほぼ接合部全体にわたって厚くなり、接合部に加わる応力をロウ材で有効に吸収することができる。
【００６５】
また、リード端子の外周部に形成されるロウ材のメニスカスの表面積が大きくなり、従来は小さな面積のメニスカスに集中していた応力をメニスカスの表面積を大きくすることで分散させ、接合部におけるクラックの発生を効果的に抑えることができる。その結果、さらに接合強度を向上させることができ、リード端子の接合信頼性が非常に高いものとなる。
【００６６】
さらに、設けられた突起導体の間における余分なロウ材を流出させてリード端子の側面および下面に流出したロウ材による大きなメニスカスを形成することができるので、リード端子とロウ材との密着性をより向上させることができる。
【００６７】
また、ロウ材と線路導体およびロウ材と突起導体とのの接触面積を大きくすることができ、リード端子の接合強度がさらに向上する。
【００６８】
さらに、リード端子を接合するに際して、リード端子の長さ方向の中心線と線路導体の長さ方向の中心線とが多少ずれていても、突起導体が線路導体のリード端子の下方に形成されていることから、リード端子の両側に沿って大きなメニスカスが形成され、その表面張力により、いわゆるセルフアライメント効果により、リード端子を正常な位置に移動させて接合することができる。その結果、リード端子と線路導体との接合部において接合強度のばらつきが非常に小さくなり、接合強度をより向上させることができる。
【００６９】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、突起導体が線路導体のリード端子の下方に位置する部位の外周部に全周にわたって複数設けられていることから、リード端子と線路導体との接合部の中央部に大きな体積のロウ材を溜めることができ、その結果、リード端子と線路導体との接合部に加わる応力を体積の大きなロウ材によってより効果的に吸収することができ、応力緩和効果を著しく向上させることができる。
【００７０】
本発明の半導体装置は、本発明の半導体素子収納用パッケージと、載置部に載置固定されるとともに入出力部に電気的に接続された半導体素子と、基体の側壁部の上面に取着された蓋体とを具備することにより、本発明の半導体素子収納用パッケージを用いた、リード端子と線路導体との接続が強固で、かつ接合信頼性の高いものとなり、半導体素子を長期にわたり正常かつ安定に作動させものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の半導体素子収納用パッケージについて実施の形態の例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図２】（ａ）は図１の半導体素子収納用パッケージにおける入出力部の拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図３】本発明の半導体素子収納用パッケージにおける入出力部について実施の形態の他の例を示す拡大平面図である。
【図４】（ａ）は従来の半導体素子収納用パッケージの断面図、（ｂ）は（ａ）の半導体素子収納用パッケージにおける入出力部についての要部拡大断面図である。
【図５】（ａ）は従来の半導体素子収納用パッケージにおける入出力部について他の例を示す要部拡大断面図、（ｂ）は従来の半導体素子収納用パッケージにおける入出力部について他の例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１：基体
１ａ：載置部
２：側壁部
３：入出力部
４：線路導体
４ａ：外側線路導体
４ｂ：突起導体
５：ロウ材
６：リード端子
７：半導体素子
８：蓋体
Ａ：半導体素子収納用パッケージ
【図１】
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【図２】
2004235263.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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