(57)【要約】【課題】リード端子を強固にかつ信頼性良く側壁部の入出力部に接続でき、半導体素子収納用パッケージ内部に収容する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装置を提供すること。【解決手段】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と、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つの段差の底面にわたってその中央部に側壁部２を貫通する線路導体４が形成されており、側壁部２の外面側の線路導体４にリード端子６がロウ付けされる入出力部３とを具備しており、側壁部２の外面側の段差の底面の線路導体４上に、その線路方向の両側の外周縁に沿ってそれぞれ形成された２本の帯状導体４ｂと、これら２本の帯状導体４ｂの側壁部２の内面側の端部間を連結し、その上面にリード端子６が載置される連結帯状導体４ｂとが設けられている。【選択図】　図２
2004146608.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と、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つの段差の底面にわたってその中央部に前記側壁部を貫通する線路導体が形成されており、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付けされる入出力部とを具備しており、前記側壁部の外面側の前記段差の底面の前記線路導体上に、その線路方向の両側の外周縁に沿ってそれぞれ形成された２本の帯状導体と、これら２本の帯状導体の前記側壁部の内面側の端部間を連結し、その上面に前記リード端子が載置される連結帯状導体と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】
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と、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つの段差の底面にわたってその中央部に前記側壁部を貫通する線路導体が形成されており、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付けされる入出力部とを具備しており、前記側壁部の外面側の前記段差の底面の前記線路導体上に、その線路方向の両側の外周縁に沿ってそれぞれ形成された２本の帯状導体と、これら２本の帯状導体の前記側壁部の外面側の端部からそれぞれ前記線路導体の内側に向かって互いに対向し、それらの上面に前記リード端子が載置される延出部と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接合された蓋体とを具備した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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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、半導体パッケージともいう）Ａ１は、図５に示すように上面に載置部１１ａを有するセラミックスからなる基体１１と、基体１１上に載置部１１ａを囲むように取着され、半導体パッケージの内外を電気的に接続する線路導体１４が形成された入出力部１３を有する側壁部１２と、側壁部１２の外面側に露出した線路導体１４の一部からなる外側線路導体１４ａ上に一端がロウ材１５により接合されるとともに他端が外部電気回路装置に接合される例えば鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金からなるリード端子１６とを備えている。
【０００３】
リード端子１６と外側線路導体１４ａとの接合は、一般的に半導体パッケージＡ１をカーボン治具に穿設された凹みに載置して外側線路導体１４ａとカーボン治具とを同じ高さにした後、先端が外側線路導体１４ａの上面に位置するようにカーボン治具上にリード端子１６をロウ材１５を介して載置し、しかる後、還元雰囲気にしたブレージング炉において８００〜９００℃の条件で加熱することにより行なわれる。このようなロウ材１５は、リード端子１６と外側線路導体１４ａとを接合するとともにリード端子１６と入出力部１３との間で発生する熱応力を緩和し、ロウ材１５におけるクラックやロウ材１５と外側線路導体１４ａとの界面における剥離の発生を防止している。
【０００４】
そして、半導体パッケージＡ１には、図５（ａ）に示すように載置部１１ａに半導体素子１７が載置されるとともにボンディングワイヤで線路導体１４と電気的に接続され、さらに蓋体１８により載置部１１ａが気密に封止されて半導体装置となる。
【０００５】
ところが、従来の半導体パッケージＡ１のリード端子１６と外側線路導体１４ａとの接合構造では、図５（ｂ）に示すように、リード端子１６と外側線路導体１４ａとの間隔がばらつき易く、この間隔が小さくなった場合、リード端子１６と外側線路導体１４ａと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ってリード端子１６と外側線路導体１４ａとの接合強度が小さくなり、その結果、リード端子１６が脱落し易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との間のロウ材１５の体積も小さくなるため、ロウ材１５の応力緩和効果が小さく、例えばリード端子１６を上方に押し上げるような外部応力が作用すると、ロウ材１５におけるクラックや、ロウ材１５と外側線路導体１４ａとの界面における剥離が発生し易くなるという問題点も有していた。
【０００６】
このような問題点を解決するために、図６（ａ）の部分拡大断面図に示すように、外側線路導体１４ａ上にこの外側線路導体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が一般的に行なわれている（例えば、下記の特許文献１参照）。これにより、メタライズ層Ｃの周囲に大きなメニスカス１５ａを形成することができ、その結果、リード端子１６の接合強度を大きくすることができる。
【０００７】
また他の構成として、図６（ｂ）の部分拡大断面図に示すように、外側線路導体１４ａを入出力部１３の棚部１３ａから側部１３ｂに延設した延設導体１４ｂを形成し、これによりロウ材１５が延設導体１４ｂまで濡れ広が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示されている（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６１−２９５４７号公報（第３−４頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、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との間の距離が小さいために、メニスカス１５ａを大きくすることが可能であってもロウ材１５全体の体積を増加させることができず、リード端子１６と外側線路導体１４ａとの間に外部応力が加わった場合にロウ材１５の応力緩和効果が小さく、その結果、ロウ材１５におけるクラックや、ロウ材１５と外側線路導体１４ａとの界面における剥離が発生し易いという問題点を依然として有していた。
【００１０】
また、特許文献２の方法では、延設導体１４ｂとなる金属ペーストを側部１３ｂに形成する必要があるが、このような延設導体１４ｂを形成する方法としては、入出力部１３の側部１３ｂに金属ペーストを垂れ込ませるという方法が用いられる。
【００１１】
ところが、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という問題点があった。
【００１２】
また、側部１３ｂに所定の上下方向の長さで延設導体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、この方法では工程数が増えることになり、また、金属ペーストがグリーンシートの裏面に回り込み易くなってグリーンシートを積層する際、デラミネーション（積層グリーンシート間の層間剥離）が発生し易くなり、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易くなるという問題点を有していた。
【００１３】
従って、本発明は上記の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、リード端子と外側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と、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つの段差の底面にわたってその中央部に前記側壁部を貫通する線路導体が形成されており、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付けされる入出力部とを具備しており、前記側壁部の外面側の前記段差の底面の前記線路導体上に、その線路方向の両側の外周縁に沿ってそれぞれ形成された２本の帯状導体と、これら２本の帯状導体の前記側壁部の内面側の端部間を連結し、その上面に前記リード端子が載置される連結帯状導体と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、側壁部の外面側の段差の底面の線路導体上に、その線路方向の両側の外周縁に沿ってそれぞれ形成された２本の帯状導体と、これら２本の帯状導体の側壁部の内面側の端部間を連結し、その上面にリード端子が載置される連結帯状導体とを設けたことから、連結帯状導体の上面にリード端子の先端を載置することでリード端子と線路導体との間のロウ材の厚さをばらつきの少ない一定の厚さで大きくすることができる。従って、ロウ材の体積およびメニスカスが大きくなってリード端子と線路導体との接合強度を大きくすることができるとともにロウ材に加わる応力を分散することができる。即ち、帯状導体がロウ材の流出を防止することによりリード端子と線路導体との間のロウ材の体積を大きくすることができるため、ロウ材の緩衝材としての機能が向上し、リード端子と線路導体との間に加わる応力を有効に緩和することができる。その結果、外部応力によるリード端子の脱落やロウ材におけるクラックの発生、リード端子と線路導体との界面における剥離を有効に抑制することができる。
【００１６】
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と、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つの段差の底面にわたってその中央部に前記側壁部を貫通する線路導体が形成されており、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付けされる入出力部とを具備しており、前記側壁部の外面側の前記段差の底面の前記線路導体上に、その線路方向の両側の外周縁に沿ってそれぞれ形成された２本の帯状導体と、これら２本の帯状導体の前記側壁部の外面側の端部からそれぞれ前記線路導体の内側に向かって互いに対向し、それらの上面に前記リード端子が載置される延出部とが設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、側壁部の外面側の線路導体にリード端子がロウ付けされる入出力部とを具備しており、側壁部の外面側の段差の底面の線路導体上に、その線路方向の両側の外周縁に沿ってそれぞれ形成された２本の帯状導体と、これら２本の帯状導体の側壁部の外面側の端部からそれぞれ線路導体の内側に向かって互いに対向し、それらの上面にリード端子が載置される延出部とを設けたことから、延出部の上面にリード端子を載置することでリード端子と線路導体との間のロウ材の厚さをばらつきの少ない一定の厚さで大きくすることができる。従って、ロウ材の体積およびメニスカスが大きくなってリード端子と線路導体との接合強度を大きくできるとともにロウ材に加わる応力を分散することができる。即ち、帯状導体および延出部がロウ材の流出を防止することによりリード端子と線路導体との間のロウ材の体積を大きくすることができるため、ロウ材の緩衝材としての機能が向上し、リード端子と線路導体との間に加わる応力を有効に緩和することができる。
【００１８】
また、リード端子を接合する際に２つの延出部間の隙間から余分なロウ材を流出させてリード端子の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。
【００１９】
本発明の半導体装置は、上記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接合された蓋体とを具備したことを特徴とする。
【００２０】
本発明の半導体装置は、上記構成により、本発明の半導体パッケージを用いた接合の信頼性の高いものとなる。
【００２１】
【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半導体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の半導体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は本発明の半導体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、図４は本発明の半導体装置について実施の形態の一例を示す断面図である。
【００２２】
これらの図において、１は上面に半導体素子が載置される載置部を有する基体、１ａは載置部、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つの段差の底面の中央部に側壁部２を貫通する線路導体が形成されている入出力部、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は帯状導体、４ｃは連結帯状導体、４ｄは延出部、５はロウ材、５ａはロウ材５のメニスカス、６は外側線路導体４ａに接合されるとともに外部電気回路装置に電気的に接続されるリード端子、７は半導体素子、８は蓋体、Ａは半導体素子収納用パッケージ、Ｂは半導体装置である。
【００２３】
これら基体１、側壁部２、入出力部３、リード端子６で半導体パッケージＡが基本的に構成される。そして、半導体パッケージＡに半導体素子７を搭載し、蓋体８を接合して気密に封止することによって半導体装置Ｂとなる。
【００２４】
本発明の基体１は、アルミナ質焼結体、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。これにより、基体１を金属で構成した場合に比較して半導体装置Ｂを非常に軽量化することができる。
【００２５】
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を接合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。
【００２６】
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、その段差の底面にわたってその中央部に側壁部２を貫通する線路導体４が形成されている入出力部３が設けられている。そして、側壁部２の外面側の段差の底面の外側線路導４ａにリード端子６がロウ材５を介して接合される。
【００２７】
このようなセラミックスから成る基体１は以下のようにして作製される。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成す。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、所要の大きさに切断する。次に、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とするために適当な打抜き加工を施す。そして、これらのグリーンシートにタングステン（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て線路導体４，帯状導体４ｂ，連結帯状導体４ｃ，延出部４ｄ等の導体層を形成し、次いでこれらを積層し約１６００℃の温度で焼成することによって作製される。
【００２８】
また、このようにして作製された基体１に形成された線路導体４，帯状導体４ｂ，連結帯状導体４ｃ，延出部４ｄ等の導体層の露出した表面には、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の金（Ａｕ）層をめっき法等により順次被着しておくのがよい。これにより、導体層が酸化腐蝕するのを有効に防止でき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。
【００２９】
本発明の入出力部３は、図２に示すように側壁部２の外面側の段差の底面の線路導体４（外側線路導体４ａ）上に、その線路方向の両側の外周縁に沿ってそれぞれ形成された２本の帯状導体４ｂと、これら２本の帯状導体４ｂの側壁部２の内面側の端部間を連結し、その上面にリード端子６が載置される連結帯状導体４ｃとが設けられている。
【００３０】
この構成により、連結帯状導体４ｃの上面にリード端子６の先端を載置することでリード端子６と外側線路導体４ａとの間のロウ材５の厚さをばらつきの少ない一定の厚さで大きくすることができる。従って、ロウ材５の体積およびメニスカス５ａが大きくなってリード端子６と外側線路導体４ａとの接合強度を大きくすることができるとともにロウ材５に加わる応力を分散することができる。即ち、帯状導体４ｂがロウ材５の流出を防止することによりリード端子６と外側線路導体４ａとの間のロウ材５の体積を大きくすることができるため、ロウ材５の緩衝材としての機能が向上し、リード端子６と外側線路導体４ａとの間に加わる応力を有効に緩和することができる。その結果、外部応力によるリード端子６の脱落やロウ材５におけるクラックの発生、リード端子６と外側線路導体４ａとの界面における剥離を有効に抑制することができる。
【００３１】
帯状導体４ｂおよび連結帯状導体４ｃは、金属ペーストを印刷して線路導体４を形成した後、その線路導体４上に金属ペーストをさらに印刷することにより形成され、その幅は７５〜２００μｍであるのが好ましい。７５μｍ未満であれば、外側線路導体４ａ上に印刷するに際して印刷厚みの制御が困難であり、ロウ材５の厚さがばらつき易くなって応力が均一に分散されず、その結果、ロウ材５にクラックが発生し易くなる。また、２００μｍを超えると、ロウ材５全体の体積が小さくなってロウ材５の緩衝材としての機能が低下し、リード端子６と外側線路導体４ａとの間に加わる応力を有効に緩和することが困難となる。
【００３２】
また、帯状導体４ｂおよび連結帯状導体４ｃの厚さは１０〜２５μｍであることが好ましい。これにより、ロウ材５の厚さをばらつきの少ない一定の厚さで大きくすることができ、外側線路導体４ａとリード端子６の周囲との間に大きなメニスカス５ａを形成することが可能となる。また、応力をロウ材５全体に均一に分散することができるとともに、ロウ材５全体の体積を大きくして応力を緩和する効果を向上させることができる。
【００３３】
帯状導体４ｂおよび連結帯状導体４ｃの厚さが１０μｍ未満であると、メニスカス５ａの大きさが小さくなってリード端子６と外側線路導体４ａとの接合強度が小さくなり、リード端子６が脱落し易くなる。また、２５μｍを超えると、メニスカス５ａを大きくすることができリード端子６と外側線路導体４ａとの接合強度を向上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／℃程度と大きいために、半導体素子７が作動する際にロウ材５とアルミナ（熱膨張係数：７×１０−６〜９×１０−６／℃）などのセラミックスからなる基体１との間に熱応力が発生し、その結果、ロウ材５にマイクロクラックが発生し易くなる。
【００３４】
帯状導体４ｂは、側壁部２の外面側の端部が外側線路導体４ａの端に達していないことがより好ましい。これにより、リード端子６を接合する際、リード端子６と外側線路導体４ａとの間の余分なロウ材５が帯状導体４ｂの先端まで行き渡ることによりロウ材５の連続したメニスカス５ａを形成してリード端子６と外側線路導体４ａとの接合強度を向上することができる。
【００３５】
連結帯状導体４ｃは、外側線路導体４ａの線路方向の中央部よりも側壁面２の内面側に位置しているのがよい。外側線路導体４ａの線路方向の中央部よりも側壁面２の内面側に位置している場合、線路導体４の端側のリード端子６と外側線路導体４ａとの間のロウ材５の体積が小さくなり、この部分に加わる応力を緩和し難くなる。
【００３６】
また、本発明の他の発明において、入出力部３は、図３に示すように側壁部２の外面側の段差の底面の線路導体４（外側線路導体４ａ）上に、その線路方向の両側の外周縁に沿ってそれぞれ形成された２本の帯状導体４ｂと、これら２本の帯状導体４ｂの側壁部２の外面側の端部からそれぞれ線路導体４の内側に向かって互いに対向し、それらの上面にリード端子６が載置される延出部４ｄとが設けられている。
【００３７】
この構成により、延出部４ｄを有することによって延出部４ｄでリード端子６を固定することができるので、リード端子６と外側線路導体４ａとの間のロウ材５の厚さばらつきを小さくすることができ、応力をロウ材５全体に満遍なく分散することが可能となる。また、帯状導体４ｂおよび延出部４ｄがロウ材５の流出を防止することによりリード端子６と外側線路導体４ａとの間のロウ材５の体積を大きくすることができるため、ロウ材５の緩衝材としての機能が向上し、リード端子６と外側線路導体４ａとの間に加わる応力を有効に緩和することができる。
【００３８】
さらに、リード端子６を接合する際に２つの延出部４ｄ間の隙間から余分なロウ材５を流出させてリード端子６の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。
【００３９】
延出部４ｄの幅は、７５〜２００μｍであるのが好ましい。７５μｍ未満であれば、外側線路導体４ａ上に印刷するに際して印刷厚みの制御が困難であり、ロウ材５の厚さがばらつき易くなって応力が均一に分散されず、その結果、ロウ材５にクラックが発生し易くなる。また、２００μｍを超えると、ロウ材５全体の体積が小さくなってロウ材５の緩衝材としての機能が低下し、リード端子６と外側線路導体４ａとの間に加わる応力を有効に緩和することが困難となる。
【００４０】
また、延出部４ｄの厚さは、図２の連結帯状導体４ｃと同じであり、１０〜２５μｍであることが好ましい。これにより、ロウ材５の厚さをばらつきの少ない一定の厚さで大きくすることができ、外側線路導体４ａとリード端子６の周囲との間に大きなメニスカス５ａを形成することが可能となる。また、応力をロウ材５全体に均一に分散することができるとともに、ロウ材５全体の体積を大きくして応力を緩和する効果を向上させることができる。
【００４１】
延出部４ｄの厚さが１０μｍ未満であると、メニスカス５ａが小さくなってリード端子６と外側線路導体４ａとの接合強度が小さくなり、リード端子６が脱落し易くなる。また、２５μｍを超えると、メニスカス５ａを大きくすることができリード端子６と外側線路導体４ａとの接合強度を向上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／℃程度と大きいために、半導体素子７が作動する際にロウ材５とアルミナ（熱膨張係数：７〜９×１０−６／℃）などのセラミックスからなる基体１との間に熱応力が発生し、その結果、ロウ材５にマイクロクラックが発生し易くなる。
【００４２】
本発明の半導体パッケージＡは、リード端子６の側面と２本の帯状導体４ｂとの間にそれぞれ０．０５〜０．２ｍｍの間隔があるのが良い。これにより、２本の帯状導体４ｂ間において、リード端子６と帯状導体４ｂおよび／または外側線路導体４ａとの間でロウ材５の大きなメニスカス５ａを形成することができ、リード端子６と外側線路導体４ａとの接合強度をより向上させることができる。
【００４３】
リード端子６の側面と帯状導体４ｂとの間隔は、０．０５ｍｍ未満であれば、ロウ材５が帯状導体４ｂの上面に接触してリード端子６の側面と帯状導体４ｂの上面とでメニスカス５ａが形成されることになるため、リード端子６の側面におけるロウ材５のメニスカス５ａが小さなものとなり易く、リード端子６と外側線路導体４ａとの接合強度の向上は小さくなる。０．２ｍｍを超えると、ロウ材５が外側線路導体４ａ上で広がり過ぎるためリード端子６の側面にロウ材５が行き渡り難くなり、リード端子６と外側線路導体４ａとの接合強度が低下し易くなる。
【００４４】
このようなリード端子６と入出力部３との接合は、半導体パッケージＡをカーボン治具（図示せず）に穿設された凹みに載置して連結帯状導体４ｃとカーボン治具とを同じ高さにした後、連結帯状導体４ｃの上面とカーボン治具上とにリード端子６を略水平に載置し、しかる後、還元雰囲気にしたブレージング炉において８００〜９００℃の条件で加熱することにより行なわれる。
【００４５】
かくして、本発明の半導体パッケージＡは、図４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接合することで製品としての半導体装置Ｂとなる。この半導体装置Ｂ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処理装置に用いられる。
【００４６】
【実施例】
本発明の実施例について以下に説明する。
【００４７】
（実施例１）
本発明の入出力部３（図２のもの）と従来の入出力部１３（図５のもの）とについて、リード端子６における引張り強度を測定した。このとき、本発明の入出力部３において、幅が１．５ｍｍ、長さが１ｍｍの外側線路導体４ａの上面に、幅が５０，７５，１００，１５０，２００，２２５μｍ、厚さが２０μｍの帯状導体４ｂと、幅が１００μｍ、厚さが２０μｍの連結帯状導体４ｃとを、連結帯状導体４ｃが段差の側面に接するようにして形成した。なお、帯状導体４ｂは、外側線路導体４ａの線路方向に平行な両辺（外周縁）からそれぞれ内側に２５０μｍの空間を開けるようにして形成した。
【００４８】
このような入出力部３を有する半導体パッケージＡをそれぞれの帯状導体４ｂの幅に対して各２０個作製し、次いで幅が０．５ｍｍ、厚さが０．２ｍｍのＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなるリード端子６をＡｇロウ（ＢＡｇ８：ＪＩＳ　Ｚ　３２６１）を介して８５０℃の還元雰囲気下で加熱して接合することにより評価用のサンプルを各２０個合計１２０個用意した。
【００４９】
また、従来の半導体パッケージから成る比較例のサンプルとして、幅が１．５ｍｍ、長さが１ｍｍの外側線路導体１４ａを有する入出力部１３が形成され、幅が０．５ｍｍ、厚さが０．２ｍｍのＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなるリード端子１６を同じＡｇロウを介して接合したサンプルを１０個用意した。
【００５０】
これらのサンプルについて熱衝撃試験（ＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３ＥのＭＥＴＨＯＤ１０１１．９による−６５℃で１０分、１２５℃で１０分を１サイクルとした試験）を１５サイクル行なった後、ピール法（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り接合強度を求める方法）を用いて接合強度、および外観状態の検査によりクラックの発生率をそれぞれ評価した。評価結果を表１に示す。表１において記載した接合強度の値は平均値である。
【００５１】
【表１】
2004146608.tif 000003
【００５２】
表１の結果より、本発明の半導体パッケージＡにおいては帯状導体４ｂの幅が７５〜２００μｍの場合に、帯状導体４ｂおよび連結帯状導体４ｃの厚さに対応した大きさのメニスカス５ａがリード端子６の側面から外側線路導体４ａとの間にかけて形成されるために、従来のものに比べて３０％以上大きい接合強度が得られることが判明した。また、帯状導体４ｂの幅が７５μｍ未満および２００μｍを超えた場合、熱衝撃試験によりロウ材５と外側線路導体４ａとの間にクラックが多少発生するものの、従来のものに比べ接合強度は向上することが判明した。
【００５３】
（実施例２）
次いで、帯状導体４ｂの幅を１００μｍとし、連結帯状導体４ｃの幅を５０，７５，１００，１５０，２００，２２５μｍとして、実施例１と同様に各幅についてサンプルを各２０個合計１２０個作成した。これらのサンプルを実施例１と同様にして評価した結果を表２に示す。表２において記載した接合強度の値は平均値である。また、従来の比較例のサンプルについては実施例１での接合強度の値を使用した。
【００５４】
【表２】
2004146608.tif 000004
【００５５】
表２の結果より、本発明の半導体パッケージが従来のものに比べて接合強度が大きく優れており、特に、連結帯状導体４ｃの幅が７５〜２００μｍの範囲の場合には、クラックの発生もなく好ましいことが判明した。
【００５６】
（実施例３）
本発明の入出力部３（図３のもの）と従来の入出力部１３（図５のもの）とについて、リード端子６における引張り強度を測定した。このとき、本発明の入出力部３において、幅が１．５ｍｍ、長さが１ｍｍの外側線路導体４ａの上面に、幅が１００μｍ、厚さが２０μｍの帯状導体４ｂと、幅が１００μｍ、長さが２５０μｍ、厚さが２０μｍの延出部４ｄとを形成した。なお、帯状導体４ｂは、外側線路導体４ａの線路方向に平行な両辺からそれぞれ内側に２５０μｍの空間を開けるようにして形成した。
【００５７】
このような入出力部３を有する半導体パッケージＡを１０個（サンプルＮｏ．１〜１０）作製し、次いで幅が０．５ｍｍ、厚さが０．２ｍｍのＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなるリード端子６を実施例１と同様にして接合したサンプルを１０個用意した。
【００５８】
また、従来の半導体パッケージから成る比較例のサンプルの評価結果としては実施例１に用いた比較例のサンプルの評価結果を用いた。これらのサンプルの評価結果を表３に示す。
【００５９】
【表３】
2004146608.tif 000005
【００６０】
表３の結果より、本発明の延出部４ｄを形成したサンプルは従来のものに比べて４０％以上の接合強度の向上が見られた。
【００６１】
なお、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば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がレーザダイオード（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を設けられた構成となる。また、入出力端子は連結帯状導体と延出部を両方とも有してしてもよく、その場合は連結帯状導体と延出部との両方にリード端子を載置することによりリード端子と外側線路導体との間のロウ材の厚みばらつきがより小さなものとなる。
【００６２】
【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と、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つの段差の底面にわたってその中央部に側壁部を貫通する線路導体が形成されており、側壁部の外面側の線路導体にリード端子がロウ付けされる入出力部とを具備しており、側壁部の外面側の段差の底面の線路導体上に、その線路方向の両側の外周縁に沿ってそれぞれ形成された２本の帯状導体と、これら２本の帯状導体の側壁部の内面側の端部間を連結し、その上面にリード端子が載置される連結帯状導体とが設けられていることから、連結帯状導体の上面にリード端子の先端を載置することでリード端子と線路導体との間のロウ材の厚さをばらつきの少ない一定の厚さで大きくすることができる。従って、ロウ材の体積およびメニスカスが大きくなってリード端子と線路導体との接合強度を大きくすることができるとともにロウ材に加わる応力を分散することができる。即ち、帯状導体がロウ材の流出を防止することによりリード端子と線路導体との間のロウ材の体積を大きくすることができるため、ロウ材の緩衝材としての機能が向上し、リード端子と線路導体との間に加わる応力を有効に緩和することができる。その結果、外部応力によるリード端子の脱落やロウ材におけるクラックの発生、リード端子と線路導体との界面における剥離を有効に抑制することができる。
【００６３】
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と、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つの段差の底面にわたってその中央部に側壁部を貫通する線路導体が形成されており、側壁部の外面側の線路導体にリード端子がロウ付けされる入出力部とを具備しており、側壁部の外面側の段差の底面の線路導体上に、その線路方向の両側の外周縁に沿ってそれぞれ形成された２本の帯状導体と、これら２本の帯状導体の側壁部の外面側の端部からそれぞれ線路導体の内側に向かって互いに対向し、それらの上面にリード端子が載置される延出部とが設けられていることから、延出部の上面にリード端子を載置することでリード端子と線路導体との間のロウ材の厚さをばらつきの少ない一定の厚さで大きくすることができる。従って、ロウ材の体積およびメニスカスが大きくなってリード端子と線路導体との接合強度を大きくできるとともにロウ材に加わる応力を分散することができる。即ち、帯状導体および延出部がロウ材の流出を防止することによりリード端子と線路導体との間のロウ材の体積を大きくすることができるため、ロウ材の緩衝材としての機能が向上し、リード端子と線路導体との間に加わる応力を有効に緩和することができる。
【００６４】
また、リード端子を接合する際に２つの延出部間の隙間から余分なロウ材を流出させてリード端子の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。
【００６５】
本発明の半導体装置は、上記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接合された蓋体とを具備したことから、本発明の半導体パッケージを用いた接合の信頼性の高いものとなる。
【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であり、（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部分拡大平面図であり、（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の実施の形態の他の例を示す部分拡大平面図である。
【図４】本発明の半導体装置について実施の形態の例を示す断面図である。
【図５】（ａ）は従来の半導体素子収納用パッケージの断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）はそれぞれ従来の半導体素子収納用パッケージにおける入出力部の他の例を示す部分拡大断面図である。
【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：帯状導体
４ｃ：連結帯状導体
４ｄ：延出部
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
Ｂ：半導体装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004146608.tif 000008
【図４】
2004146608.tif 000009
【図５】
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【図６】
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