(57)【要約】　　　（修正有）【課題】金属部材とセラミック部材とをろう材によって接合して成る半導体装置用パッケージであって、金属部材のセラミック部材との接合面近傍に凹溝を形成することなく、金属部材とセラミック部材との接合部及びその近傍に、ろう材の溜りを可及的に少なくし得る半導体装置用パッケージを提供する。【解決手段】セラミック端子１２と金属箱体２０とがろう材２６によって接合されて形成された半導体装置用パッケージにおいて、該セラミック端子１２の金属箱体２０との接合面が、金属箱体２０の接合面よりも幅広に形成されていると共に、セラミック端子１２の接合面に金属層２４が形成され、金属層２４が金属箱体２０の接合面の幅以上で且つセラミック端子１２の接合面よりも幅狭に形成されていることを特徴とする。【選択図】　　　　図２
2004146549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック部材と金属部材とがろう材によって接合されて形成された半導体装置用パッケージにおいて、
該セラミック部材の金属部材との接合面が、前記金属部材の接合面よりも幅広に形成されていると共に、前記セラミック部材の接合面に金属層が形成され、
前記金属層が金属部材の接合面の幅以上で且つセラミック部材の接合面よりも幅狭に形成されていることを特徴とする半導体装置用パッケージ。
【請求項２】
金属部材が矩形状であって、前記金属部材の角部近傍でセラミック部材と金属部材との接合がなされている請求項１記載の半導体装置用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置用パッケージに関し、更に詳細にはセラミック部材と金属部材とがろう材によって接合されて形成された半導体装置用パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置用パッケージには、図３（ａ）の正面図に示す様に、セラミック製のセラミック端子１２，１２を具備する矩形状の半導体装置用パッケージ１０（以下、単にパッケージ１０と称することがある）がある。このパッケージ１０は、例えば光通信用チップが搭載されるものであって、セラミック端子１２，１２の各々には、外部リード１６，１６・・の各端部が接合されるパターン部１４がパッケージ１０の外側に形成されていると共に、パッケージ１０の内側にも、内部に搭載される光通信用チップからのワイヤの端部が接合されるパターン部１５，１５・・が形成されている。
更に、パッケージ１０の側壁部には、内部に装着される光通信用チップからの光或いは光通信用チップへの光を集光するレンズ部１８が設けられている。
かかるパッケージ１０は、図３（ｂ）の側面図に示す様に、セラミック端子１２，１２と矩形状の金属製の箱体２０（以下、単に金属箱体２０と称することがある）とから形成され、金属箱体２０には、セラミック端子１２，１２の各々が接合されるコ状の切欠部２０ａが形成されている。
尚、セラミック端子１２，１２の上端面には、金属製のシールリング２２が接合されている。
【０００３】
ところで、セラミック端子１２，１２の各々を金属箱体２０の切欠部２０ａに接合する場合には、通常、銀ろう（Ａｇ−Ｃｕ合金）等のろう材を用いる。この場合、溶融されたろう材に対する濡れ性が良好で且つろう材との密着性を向上すべく、セラミック端子１２，１２の各金属箱体２０の切欠部２０ａとの接合面には、金属層としてのタングステンペースト等の金属から成るメタライズ部が形成される。
従来、セラミック端子１２，１２の金属箱体２０との接合面が、図４に示す如く、金属箱体２０の接合面よりも幅広に形成されている場合であっても、図５に示す如く、セラミック端子１２，１２の金属箱体２０との接合面の全面にメタライズ部１００が形成されていた。
しかし、図５に示す如く、セラミック端子１２，１２の接合面の全面にメタライズ部１００を形成すると、図６に示す如く、接合部及びその近傍にろう材１０２の溜りが形成され易い。
この様に、ろう材１０２の溜りが形成される場合、セラミック端子１２，１２、金属箱体２０及びシールリング２２のろう付けの際に、セラミック端子１２の接合面の近傍にクラック１０４が発生し易いことが判明した。
かかるろう材１０２の溜りが形成されることに起因してセラミック端子１２，１２に発生するクラックを防止するには、例えば下記の特許文献１に提案されているように、ろう材１０２の溜りが形成される近傍の部材に凹溝を形成する手段を採用することもできる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３０００７号公報（第１頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前掲した特許公報には、セラミック端子上面に、この端子上面の幅よりも細幅の金属製のシールリングをろう付けする際に、シールリングのセラミック端子との接合面近傍に凹溝を形成し、ろう材から成るメニスカスのシールリングへの這い上がりを防止できる旨が記載されている。かかるろう材から成るメニスカスのシールリングへの這い上がりを防止し、シールリングとセラミック端子との熱収縮率差に因る過大な応力がセラミック端子に加えられることを防止するというものである。
かかる凹溝を、セラミック端子１２，１２と金属箱体２０との接合部及びその近傍にろう材１０２の溜りを防止すべく、金属箱体２０のセラミック端子１２との接合面近傍に凹溝を形成することも考えられる。
しかし、金属箱体２０を形成する金属部材の厚さが薄い場合、或いは図６に示す如く、金属箱体２０の角部近傍にセラミック端子１２との接合面が存在する場合には、金属箱体２０のセラミック端子１２との接合面近傍に凹溝を形成することは困難である。
そこで、本発明の課題は、金属部材とセラミック部材とをろう材によって接合して成る半導体装置用パッケージであって、金属部材のセラミック部材との接合面近傍に凹溝を形成することなく、金属部材とセラミック部材との接合部及びその近傍に、ろう材の溜りを可及的に少なくし得る半導体装置用パッケージを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討した結果、セラミック部材のメタライズ部を、金属部材の接合面と略同一幅に形成することによって、金属部材のセラミック部材との接合面近傍に凹溝を形成することなく、金属部材とセラミック部材との接合部及びその近傍に、ろう材の溜りを可及的に少なくし得ることを知り、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、セラミック部材と金属部材とがろう材によって接合されて形成された半導体装置用パッケージにおいて、該セラミック部材の金属部材との接合面が、前記金属部材の接合面よりも幅広に形成されていると共に、前記セラミック部材の接合面に金属層が形成され、前記金属層が金属部材の接合面の幅以上で且つセラミック部材の接合面よりも幅狭に形成されていることを特徴とする半導体装置用パッケージにある。
かかる本発明は、金属部材を矩形状とし、前記金属部材の角部近傍でセラミック部材と金属部材との接合を行う場合に、好適に適用される。
【０００７】
従来の様に、溶融されたろう材と濡れ性が良好で且つろう材との密着性を向上できる金属層が接合面の全面に形成されているセラミック部材と、セラミック部材の接合面よりも幅狭の接合面の金属部材とをろう材によって接合すると、セラミック部材の接合面の全面に広がった溶融ろう材は、その表面張力によって幅狭の金属部材の接合面に集まり、ろう材の溜りを形成する。
この点、本発明によれば、セラミック部材に形成された金属層が、金属部材の接合面の幅以上で且つセラミック部材の接合面よりも幅狭に形成されている。このため、金属部材の接合面に集まる溶融ろう材量は、セラミック部材の接合面の全面にメタライズ部を形成していた場合よりも少量とすることができる。
その結果、金属部材のセラミック部材との接合面近傍に凹溝を形成することなく、金属部材とセラミック部材との接合部及びその近傍に、ろう材の溜りを可及的に少なくできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る半導体装置用パッケージは、先述した図３及び図４に示すパッケージ１０と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
かかるパッケージ１０では、セラミック部材としてのセラミック端子１２の金属部材としての金属箱体２０（図３及び図４参照）との接合面が、金属箱体２０の接合面よりも幅広に形成されている。
かかるセラミック端子１２の接合面には、図１に示す様に、その接合面よりも幅狭の金属層２４としてのメタライズ部が形成されている。このメタライズ部は、その幅が接合する金属箱体２０の接合面よりも幅狭とすると、金属箱体２０とセラミック端子１２との接合強度が低下するおそれがあるため、金属箱体２０の接合面と同一幅或いは金属箱体２０の接合面よりも幅広とする。
【０００９】
このメタライズ部は、焼成して形成したセラミック端子１２の接合面に、タングステンペースト等の金属ペーストを所定幅に塗布した後、再焼成して形成してもよく、焼成前のグリーンシート状セラミック端子の接合面に、所定幅の金属ペーストを塗布した後、同時焼成して形成してもよい。
また、メタライズ部に代えて、焼成して形成したセラミック端子１２の接合面に、めっきによって金属層２４を形成してもよい。例えば、セラミック端子１２の接合面に、所定幅で無電解ニッケルめっきによって無電解ニッケル層を形成した後、この無電解ニッケル層を給電層とする電解めっきによって、ニッケル（Ｎｉ）−ホウ素（Ｂ）から成る厚さ０．５μｍ程度の金属層２４を形成できる。
【００１０】
図１に示すセラミック端子１２は、金属箱体２０に形成した切欠部２０ａの端面に載置した銀ろう（Ａｇ−Ｃｕ合金）等のろう材を挟み込むように、切欠部２０ａに挿入する。
次いで、切欠部２０ａの端面に載置したろう材を挟み込むようにセラミック端子１２が挿入された金属箱体２０を、所定の温度に維持されている加熱雰囲気下に載置してろう材を溶融した後、加熱雰囲気から取り出して溶融したろう材を冷却し固化して両者を接合する。
セラミック端子１２と金属箱体２０の切欠部２０ａとの接合状態を、図２に示す。図２は、金属箱体２０の角部近傍の接合面に、セラミック端子１２の接合面がろう材２６によって接合されている状態を示す。
図２に示す様に、セラミック端子１２の接合面に形成された金属層２４は、セラミック端子１２の接合面よりも幅狭であり、金属箱体２０の切欠部２０ａの接合面よりも若干幅広に形成されている。
このため、金属層１４の近傍のろう材２６は、セラミック端子１２の接合面の全面に金属層としてのメタライズ部１００を形成した場合（図６に示す場合）に比較して、その量を少なくできる。
この現象は、セラミック端子１２の接合面に形成された金属層２４を、図５に示すメタライズ部１００に比較して幅狭に形成し、金属層２４に表面張力によって集まる溶融ろう材量を可及的に少なくできたことによるものと推察される。
【００１１】
この様に、セラミック端子１２の接合面に形成する金属層２４の幅を、接合する金属箱体２０の接合面の幅に応じて変更することによって、過剰なろう材が接合部及びその近傍に付着することを防止できる。このため、金属箱体２０の接合面近傍に凹溝を形成することなく、金属箱体２０の接合部及びその近傍に過剰なろう材が付着することに因って発生するクラックを防止できる。
しかも、金属箱体２０の接合面近傍に凹溝を形成することを要しないため、金属箱体２０が薄い金属板で形される場合或いは角部近傍に接合部が形成される場合の様に、金属箱体２０の接合面近傍に凹溝を形成できない場合であっても、金属箱体２の接合部及びその近傍に過剰なろう材が付着することに因って発生するクラックを容易に防止できる。
また、これまでの説明では、金属箱体２０の切欠部２０ａにセラミック端子１２を接合する場合について説明してきたが、セラミック端子１２，１２の上端面に、セラミック端子１２，１２の上端面よりも幅狭の金属製のシールリング２２を、ろう材によって接合する場合にも、本発明を適用できる。
この場合、金属箱体２０、セラミック端子１２，１２及びシールリング２２は、同時にろう付けされる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、金属部材が薄い場合或いは矩形の金属部材の角部近傍に接合部が形成される場合の様に、金属部材の接合面近傍に凹溝を形成できない場合であっても、金属部材の接合部及びその近傍に過剰なろう材が付着することに因って発生するクラックを容易に防止できる。その結果、半導体装置用パッケージの信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体装置用パッケージを形成するセラミック端子の部分斜視図である。
【図２】図１に示すセラミック端子と金属箱体との接合部分の部分拡大断面図である。
【図３】本発明に係る半導体装置用パッケージの正面図及び側面図を示す。
【図４】図３に示す半導体装置用パッケージの断面図を示す。
【図５】従来のセラミック端子を示す部分斜視図である。
【図６】図５に示すセラミック端子と金属箱体との接合部分の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１０　半導体装置用パッケージ
１２　セラミック端子
１４　パターン部
２０　金属箱体
２０ａ　切欠部
２２　シールリング
２４　金属層
２６　ろう材
【図１】
2004146549.tif 000003
【図２】
2004146549.tif 000004
【図３】
2004146549.tif 000005
【図４】
2004146549.tif 000006
【図５】
2004146549.tif 000007
【図６】
2004146549.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月24日(2003.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
このメタライズ部は、焼成して形成したセラミック端子１２の接合面に、タングステンペースト等の金属ペーストを所定幅に塗布した後、再焼成して形成してもよく、焼成前のグリーンシート状セラミック端子の接合面に、所定幅の金属ペーストを塗布した後、同時焼成して形成してもよい。