(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体パッケージにおいて、気密封止時のリーク不良を低減し、且つ、空洞共振、帰還発振を抑制し、信頼性および伝送特性に優れた半導体パッケージを得る。【解決手段】パッケージベースと組み合わせて半導体素子を収納する気密封止パッケージを形成する蓋体１０において、該蓋体１０を平面視したときの長辺方向Ｌ１の反りｔ１と短辺方向の反りｔ２が共に同一方向に凸であり、長辺の反り率を０．１〜１．０％とする。【選択図】図１
2005050861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージベースと組み合わせて半導体素子を収納するための金属製の半導体素子用パッケージ蓋体において、該半導体素子用パッケージ蓋体は長辺方向と短辺方向のいずれにも半導体素子パッケージの外側方向に凸となるような反りを有することとした事を特徴とする半導体素子用パッケージ蓋体。
【請求項２】
前記半導体素子用パッケージ蓋体の長辺方向の反りが、前記長辺の長さに対して０．１％〜１．０％の大きさであることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子用パッケージ蓋体。
【請求項３】
前記半導体素子用パッケージ蓋体は、金属製の基材の少なくとも一方の主表面に該基材とは線膨張係数の異なる付加部材を取着したものであるとともに構成とし、前記付加部材は前記基材よりも線膨張係数が大きく、前記半導体素子パッケージの内側に相当する面に取着された構造、もしくは、前記付加部材は前記基材よりも線膨張係数が小さく、前記半導体素子パッケージの外側に相当する面に取着された構造であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体素子用パッケージ蓋体。
【請求項４】
前記付加部材は前記基材よりも線膨張係数が大きい電磁波吸収体であり、且つ、前記半導体素子パッケージの内側に相当する面に取着された構造であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の半導体素子用パッケージ蓋体。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の半導体素子用パッケージ蓋体を用いたことを特徴する半導体素子パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に無線通信、光通信などの高速情報通信機器および計測機器等に使用される高周波回路デバイス並びに光素子デバイス等に使用される半導体素子用パッケージ蓋体、およびこれを用いた半導体素子パッケージ関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波回路デバイス並びに光素子デバイス等に使用される半導体素子パッケージ（以下、単にパッケージと称す）では、金属またはセラミックス等からなる半導体素子用パッケージ蓋体（以下、単に蓋体と称す）を金属またはセラミックス等からなるパッケージベースに取着する事により気密封止を行うことで内部に収納される半導体素子や光素子等を保護し信頼性を確保している。
【０００３】
特に近年普及を続ける高速大容量の光通信用高周波回路デバイスや光素子デバイス等では、セラミックスからなる回路基板を内蔵した金属製のパッケージベースに金属製薄板からなる蓋体の周縁部をシーム溶接によって接合したものが一般的に用いられている。
【０００４】
これらの蓋体は一般に金属製の薄板をプレス加工あるいはエッチング等の方法で外形を所定の形状に加工し、必要に応じて周縁部のみがその他の部分と比較して相対的に薄くなるように加工され、必要に応じて表面にメッキ等の処理を施すことにより作製される。
【０００５】
図４に示す従来のパッケージ４０は、金属製のパッケージベース４１に半導体素子４３が実装されたセラミックス等からなる回路基板４２を収納し、前記半導体素子４３と、回路基板４２上に形成された伝送線路４４と、パッケージベース４１内を通過して外部の回路（不図示）と接続する端子電極４５とをボンディングワイヤ４６、４７、４８、４９で接続して、これに金属製薄板からなる蓋体３０を図５に示すシーム溶接等の方法にて接合し、気密封止された構造となっている。
【０００６】
そして、シーム溶接は図５に示すように、台板５１上に載置したパッケージベース４１に蓋体３０を乗せ、電極であるローラー部５２で押圧しながら回転移動させつつ通電溶接する。
【０００７】
なお、５０はパッケージベース４１と蓋体３０とで形成するパッケージ４０内の内部空間を示している．
ここで、蓋体３０とパッケージベース４１をシーム溶接等の方法で確実に気密封止する為には、蓋体３０の反りを出来るだけ少なくしておく必要がある。
【０００８】
しかしながら、前記蓋体３０の厚みは概ね０．１ｍｍ〜０．３ｍｍと薄いため、その製造工程あるいはパッケージ組立工程における各種の熱処理工程で反りが生じやすく、蓋体３０に生じる反りが大きいと、蓋体３０とパッケージベース４１の隙間が大きくなり、ローラー５２による通電が出来ず、パッケージ４０の組立時に蓋体３０のシーム溶接が出来なかったり、気密封止不良が生じてパッケージ４０の歩留まりを低下させたりするなどの問題が生じる。
【０００９】
特に、前記蓋体３０の反りが図３（ａ）に示す様に、パッケージ４０に組み立てるときにパッケージ４０の外側に凹形状となっている蓋体３１のような形状の場合、図５に示したように、シーム溶接装置のローラー部５２にて押圧する際、蓋体３０の角部がパッケージベース４１と密着せずシーム溶接時に隙間が生じ、気密不良が生じやすいという問題があった。
【００１０】
そのため、蓋体３０の製造工程において反り率を測定して選別する工程が必要であるが、選別工程の付加はコスト上昇や歩留まり低下の要因となっていた。
【００１１】
また、常温時には蓋体３０に反りが生じていない場合でも、パッケージ４０の組み立て工程における乾燥処理や溶接工程等での加熱により反りが生じることがある。
【００１２】
この場合でも、蓋体３０の反りは図３（ｂ）に示す様に、対向する２辺の反り方向が異なる、いわゆるねじれを生じることが多く、この場合も、図５に示すように、組み立て工程において蓋体３０とパッケージベース４１とを、シーム溶接装置のローラー部５２にて押圧する際に両者の間の隙間が大きくなり、通電が出来ずにシーム溶接が不可能であったり、気密不良が生じたりして、パッケージ４０の歩留まりを低下させていた。
【００１３】
このような問題を解決する手段として、蓋体３０の一部に補強のための凸部を設けることによって反りや変形を防止する方法（特許文献１）が開示されている。
【００１４】
また、パッケージベース４１上面の少なくとも対向する２辺に凹形状を設けることによって、蓋体３０の四隅部分のパッケージベース４１との密着を良くし、気密不良を低減する方法（特許文献２）が開示されている。
【００１５】
一方、これらのパッケージ４０の内部には組立後に概直方体状の内部空間５０が形成されることから、パッケージ４０は方形空洞共振器と同様の性質を有する。そのため前記内部空間５０の寸法によって定まる遮断周波数より高い周波数帯域で空洞共振を生じ、高周波特性が劣化する現象が起きる。そのため、前記周波数帯域で動作する半導体素子、光素子あるいはその他の回路素子をパッケージ４０に実装して高周波回路を形成する場合には、前記内部空間５０の寸法を小さく設計することによって、遮断周波数を前記回路が動作する周波数帯域よりも十分に高くする必要がある。
【００１６】
しかし、パッケージ４０に内蔵される回路の動作周波数が高周波化するにつれ、パッケージ４０の遮断周波数が使用周波数よりも高くなるように内部空間５０の寸法を十分に小さく作製することが精度上あるいは実装工程上困難となる。その為、回路の動作周波数近傍で空洞共振が生じてしまい、デバイスとしての高周波特性が劣化するという問題が生じる。
【００１７】
特に近年では、光通信、無線通信の高速化への要求が高まると共に、これらの回路の動作周波数もますます高速化しており、このような問題が避けられない状況にある。
【００１８】
さらに、高周波回路用のパッケージ４０では、空洞共振のみならず、パッケージ４０内に実装する増幅器の自己帰還発振現象を引き起こすこともある。すなわち、パッケージ４０及び半導体素子４３に形成された高周波伝送線路からの放射電磁波が、蓋体３０によって反射されることにより、増幅器入出力線路間に不要信号の帰還が生じ、不要な発振が生じる。
【００１９】
このような問題を解決する手段として、前記内部空間５０の少なくとも１つのコーナー部を占めるように電波吸収体を蓋体３０の一部に配置する方法（特許文献３）が開示されている。
【００２０】
また、電波吸収体と蓋体３０を接着等の方法で止着することなく、パッケージベース４１との挟み込みあるいは蓋体３０に係止部を設けることによりパッケージ４０へ内蔵する方法（特許文献４）が開示されている。
【００２１】
【特許文献１】
特開平５−１４４９５９号公報
【００２２】
【特許文献２】
特開２００１−２４４３５５号公報
【００２３】
【特許文献３】
特開平６−２３６９３５号公報
【００２４】
【特許文献４】
特開平６−３３８６９６号公報
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されているように、補強の為の凸部を蓋体３０に設ける為には、蓋体３０の作製工程で絞り加工用の金型が必要であり、蓋体３０のコスト上昇の要因となっていた。また、蓋体３０に凸部を設けることは、パッケージ４０の内部空間５０を狭くする、あるいはパッケージベース４１の高さを高くし、実装面や装置の省スペース化を図る際に障害となっていた。
【００２６】
また、特許文献２に開示されているように、凹形状の加工をパッケージベース４１上面に施す為には、大型プレス機によるプレス加工や特殊な研削加工が必要であるため、量産性が無く、パッケージ４０の単価が高くなるという問題があった。
【００２７】
さらに、パッケージベース４１上面をプレス加工により凹形状にする方法は、パッケージベース４１全体に歪みを生じさせる原因となり、実装性の低下や光学素子の位置精度低下につながるため、適切でなかった。
【００２８】
また、特許文献３に開示されているように、内部空間５０の少なくとも１つのコーナー部を占めるように電波吸収体を蓋体３０に配置すれば、蓋体３０と電波吸収体および接合剤の線膨張率差により、蓋体３０の角部付近に部分的な応力が発生し反りを生じる。
【００２９】
前述のように蓋体３０角部付近の反りは気密封止不良が特に生じやすく、パッケージ４０の歩留まりを低下させる要因となる。
【００３０】
また、特許文献４に開示されているように、挟み込みや係止によって電波吸収体を蓋体３０に固定する方法では、電波吸収体と蓋体３０および接合剤の線膨張率差による反りが生じない為、蓋体３０の反りが小さくなり、気密封止不良が低減出来る反面、蓋体３０あるいはパッケージベース４１に係止部を設ける為の特別な加工が必要であり、コスト上昇の要因となっていた。
【００３１】
また、組立後に外部から振動が加わった場合、パッケージ４０内部で電波吸収体が動くことで、電波吸収体材料の周縁部が脱落して屑が発生し、パッケージ４０内部の回路に付着して回路をショートさせたり、光学素子へ付着して伝送特性を悪化させたりする等の問題が生じていた。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明は、パッケージベースと組み合わせて半導体素子を収納するための金属製の半導体素子用パッケージ蓋体において、該半導体素子用パッケージ蓋体の面の長辺と短辺方向の反りを共に半導体素子パッケージの外側方向に凸となる関係としたことを特徴とする。
【００３３】
そして、前記半導体素子用パッケージ蓋体の長辺方向の反りが、前記長辺の長さに対して０．１％〜１．０％の大きさで有ることを特徴とする。
【００３４】
また、前記半導体素子用パッケージ蓋体は、金属製の基材の少なくとも一方の主表面に該基材とは線膨張係数の異なる付加部材を取着した構成とし、前記付加部材は前記基材よりも線膨張係数が大きく、且つ、前記半導体素子パッケージの内側に相当する面に取着された構造であるか、もしくは、前記付加部材は前記基材よりも線膨張係数が小さく、且つ、前記半導体素子パッケージの外側に相当する面に取着された構造であることを特徴とる。
【００３５】
さらに、前記付加部材は前記基材よりも線膨張係数が大きい電磁波吸収体であり、且つ、前記半導体素子パッケージの内側に相当する面に取着された構造であることを特徴とする。
【００３６】
加えて、前記半導体素子用パッケージ蓋体を半導体素子パッケージに用いたことを特徴とする。
【００３７】
【作用】
本発明のように、前記半導体素子用パッケージ蓋体を平面視したときの長辺方向の反りと短辺方向の反りが共に同一方向に凸となるようにすることで、製造工程や熱処理工程での反りが生じやすい条件下においても、予め、前記半導体素子用パッケージ蓋体に前述のような反りを設けてあることから、前記熱処理工程などによって、加熱による膨張収縮の影響や、残留応力の影響等で、さらに反りが大きくなることを防止できるとともに、新たな異方向の反りなどが起り難いために、パッケージケースとの組み合わせ時における反りの方向を揃えやすいことから、前記パッケージケース側と相対する方向に凸とすることができ、組み立て工程における蓋体角部の密着性が良好となり、より気密不良を防止できる。
【００３８】
そして、前記半導体素子用パッケージ蓋体の長辺方向の反りが、前記長辺の長さに対して０．１％〜１．０％の大きさで設定することによって、熱処理工程によって発生する歪みが抑えられるとともに、蓋体とパッケージケースとがなす接合部の隙間を小さくすることができる。
【００３９】
また、前記半導体素子用パッケージ蓋体を、金属製の基材と、該基材の主表面の少なくとも一方に線膨張係数の異なる付加部材を取着することによって、容易に反りの方向を揃えることができるとともに、線膨張係数の違う付加部材を適宜選択することによって、反りの大きさを変えることを可能とし、長辺と短辺の反りを同一方向に凸とすることができる。
【００４０】
さらに、前記付加部材に前記基材よりも線膨張係数が大きい電波吸収体を用いることで放射電磁波を防止できることから、前記半導体素子用パッケージの共振を防止できる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１、２を用いて説明する。
【００４２】
図１の（ａ）は本発明の一例を示す斜視図であり、（ｂ），（ｃ）は本発明の蓋体の他の例を示し、蓋体の長辺方向に短辺中央部付近で破断した断面図である。また、図２は本発明の蓋体を用いたパッケージの一例を示す断面図である。
【００４３】
図１（ａ）の蓋体１０は、面１ａ、１ｂを有する金属製の概長方形状の基材１からなり、該基材１は面１ａ側が凸となるように形成し、前記面１ａ、１ｂはそれぞれパッケージの外面、内面を構成するようにしてある。
【００４４】
また、長辺の寸法をＬ１としたときに、前記金属製の基材１の長辺の反り量をｔ１としてある。
【００４５】
そして、蓋体１０の長辺の反りと短辺の反りをともに同一方向に凸としたことで、パッケージの熱処理工程での温度上昇時において、反り率の増加やねじれを生じることが無くなり、パッケージ組立工程における気密不良を生じることが無く歩留まりが向上するようにしてある。
【００４６】
さらに、ｔ１／Ｌ１×１００（％）を０．１％〜１．０％とすることで、パッケージ組立工程における歩留まりがさらに向上するようにしてある。
【００４７】
そして、図２に示すパッケージ２０は、金属製のパッケージベース２１に半導体素子２３が実装されたセラミックス等からなる回路基板２２を収納し、前記半導体素子２３と、回路基板２２上に形成された伝送線路２４と、パッケージベース２１内を通過して外部の回路（不図示）と接続する端子電極２５とをボンディングワイヤ２６、２７、２８、２９で接続してある。そして、金属製の基材１のパッケージベース２１側の面側１ｂに、付加部材３として電波吸収体、接合剤としてはんだを用いて接合した金属製薄板からなる蓋体１２をシーム溶接等の方法にて接合し、気密封止した構造となっている。
【００４８】
なお、パッケージベース２１と蓋体１２とで形成するパッケージ２０内の内部空間１５としている。
【００４９】
すなわち、本発明者らは、パッケージ２０における気密不良の原因が前記蓋体３０の反りにあることに着目し、前記反りが長辺と短辺で同一方向に凸であり、前記パッケージケースの外側方向に凸とすることで、前記気密不良を防止できることを知見したのである。
【００５０】
蓋体は、本来であれば平坦であることがよいのであるが、逆に平坦であると、パッケージベース２１に接合するための組立て工程での熱処理によって、前記蓋体が変形し、反りを生じる事になるのであるが、このままであると、互いに異なった方向に反るいわゆる歪みの反りとなる恐れがあり、これをこのままシーム溶接しようとすると、図５で示したようなローラー部５１によって、蓋体３０が破損したり、例え、破損なく接合したとしても、蓋体３０の４辺が均一にパッケージベース４１に密着されなくなることによる気密不良が発生しやすい接合となって好ましくない。
【００５１】
つまり、本発明のように、前記蓋体１０（１２）の反りが長辺と短辺で同一方向に凸であり、前記パッケージケース２１の外側方向に凸とすることで、前記パッケージケース２１に蓋体１０（１２）の４辺が前記ローラー部５１によって押圧されたときに完全に密着することができるために気密不良を防止できるのである。
【００５２】
しかしながら、前記の反りは際限なく大きければよいというものではなく、前記接合剤が蓋体１０（１２）とパッケージベース２１との反りによって生ずる隙間を十分埋めることが可能な範囲で設定することが肝要であり、その観点からすると反り率ｔ１／Ｌ１×１００（％）を０．１％〜１．０％とすることが好ましく、さらには、０．１％〜０．５％の範囲がより好ましい。
【００５３】
前記反り率が０．１％未満であると、前記の不均一な歪みの反りが発生しやすくなり、本発明の効果は薄まり、１．０％を超えると蓋体１０（１２）とパッケージベース２１との前記隙間が大きくなるので気密不良になりやすくなるからである。
【００５４】
ここで、蓋体１０の長辺方向の反りと短辺方向の反りを共に同一方向へ凸とするためには、金属製の基材１を、母材からプレス機で金型を用いて打ち抜くときの、金型の上下パンチ部に所望の形状が得られるような曲面を設ければ良く、あるいは、一旦所定の形状に外辺のみを母材よりプレス打ち抜きまたはエッチング加工した後、上下パンチ部に所望の形状が得られるような曲面を設けた金型によってプレス加工すればよい。
【００５５】
より好適には、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、前記基材１に、付加部材２または３を、前記基材１の面１ａ、１ｂのどちらか一方に、接合剤を介して取着した構成とし、前記付加部材２または３の線膨張係数と接合剤の硬化温度を調整することで、所望の反りが得られるように蓋体１１および１２を構成しても良い。
【００５６】
つまり、前記基材１の線膨張係数と異なった線膨張係数を有した付加部材２または３を接合すれば、基材１は必ずどちらかに凸となって、蓋体１１もしくは蓋体１２を得る事となる。
【００５７】
なお、基材１の１ｂ面側に付加部材３を取着する場合、付加部材３の線膨張係数を基材１よりも大きくすることで、半田接合時の半田融点と常温の温度差による両者の収縮差により、長辺短辺ともに凸形状の反りを発生させることが出来る。
【００５８】
逆に基材１の１ａ面側に付加部材２を取着する場合、付加部材２の線膨張係数を基材１よりも小さくすることで、半田接合時の半田融点と常温の温度差による両者の収縮差により、長辺、短辺共に凸形状の反りを発生させることが出来る。
【００５９】
このことにより、金型を用いて蓋体に反りを付加する場合と比較して、反り率のばらつきが少なく、安定した形状の反りを生じさせることが出来、蓋体の歩留まりを向上させることが可能となるのである。
【００６０】
さらには、前記付加部材３の線膨張係数が基材１の線膨張係数と比較して大きく設定した電波吸収体を用いても良く、組立後にパッケージの内部側に配置するようにすれば、気密不良が低減できると同時に、半導体素子２３、伝送線路２４、ボンディングワイヤ２５、およびそれぞれの接続部分等からの発生する放射電磁波が、付加部材３を構成する電波吸収体により吸収減衰されるため、基材１による前記放射電磁波の内部反射が抑制される結果、空洞共振や発振現象が抑制され、高周波での周波数特性に優れたものとすることが可能となるのである。
【００６１】
なお、金属製の基材１としては、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の薄板をプレス打ち抜きまたはエッチング等の方法で所定の形状に加工し、さらに表面保護、酸化防止等の目的でＮｉメッキを施した後、更にＡｕメッキを施すことで、図１（ａ）〜（ｃ）の基材１を得ることができる。
【００６２】
さらに、前記基材１には、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金に限らずＦｅ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｗ、Ａｌ、その他の金属あるいは金属合金から選択して用いればよいが、パッケージの耐熱サイクル性を向上させる為、パッケージベースと線膨張係数が近い物を用いるのが適切である。
【００６３】
付加部材と蓋体の線膨張係数の差は、極端な応力が発生して剥離を起こさぬように０．５Ｘ１０―６／℃から５Ｘ１０―６／℃の間が好ましい。
【００６４】
付加部材のサイズは蓋体の面積に極力近い方が均一な反りとなるので、蓋体の９０％以上の面積を有するのが好ましい。
【００６５】
また、付加部材２，３として、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｗ合金、Ａｌ、その他の金属あるいは金属合金を用いる場合、金属の種類あるいは合金の種類および配合比率を調整することで、所望の線膨張係数が得られるように調整することが出来る。
【００６６】
さらに、付加部材２，３として電波吸収体を使用する場合、そのベースとなる樹脂やセラミックス、磁性体の種類および配合比率を調整することで、所望の線膨張係数が得られるように調整することができる。
【００６７】
フェライト系電波吸収体としては、例えばＭｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｍｇ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ａｌ系フェライト、Ｙ型六方晶フェライト、Ｚ型六方晶フェライト、Ｍ型六方晶フェライト、等から選択すればよい。
【００６８】
また、樹脂と磁性材料との複合材量からなる電波吸収体を用いる場合、樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等が使用でき、一方磁性材料としては、アモルファス磁性金属合金、Ｎｉ−Ｆｅ系合金、カーボニル鉄、その他軟磁性金属材料または前記フェライト系電波吸収体の中から選択すればよい。
【００６９】
【実施例】
まず、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金製の薄板をエッチング加工にて所定の外辺形状に加工して前記基材１を得た後、パンチ面に曲面形状を有する金型にて、長辺、短辺共に同一方向に凸となるようにプレス加工を行い、表面に電解メッキ法にてＮｉメッキを施し、更に同じく電解メッキ法でＡｕメッキを施し、蓋体１０を作製した。その際、金型のパンチ面の曲率を変化させ、長辺の反り率が０％〜２％まで変化させた表１に示す試料を作製した。
【００７０】
また、図２に示すように、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金製の薄板をエッチング加工にて所定の外辺形状に加工後、同じくＮｉ、Ａｕメッキを施して基材１を作成後、同じ金属合金であるが、それぞれの成分および比率を調整して線膨張係数を変化させた付加部材２または３を基材１と同様の方法で作製し、基材１にそれぞれ半田を用いて接合し、蓋体１１、１２を作製した。その際、付加部材２または３の線膨張係数と半田の融点を調整し、長辺の反り率が０％〜２％まで変化させた試料を作製した。
【００７１】
次に、蓋体１２の付加部材３を電波吸収体に変えて、基材１の１ｂ面側に半田を用いて取着し、長辺短辺共に凸形状で反り率０．８％および１．０％の蓋体１２を作製した。
【００７２】
なお、電波吸収体にはフェライト系のセラミック材料を使用したが、パッケージ２０の使用周波数や要求される吸収特性、耐熱性、信頼性等を考慮し、樹脂と磁性材料との複合材料からなる電波吸収体を用いても良い。また、電波吸収体表面に半田濡れ性を付与する為に、電波吸収体の基材１との接合面に、真空蒸着法により、ＮｉさらにＡｕの金属膜を施した。
【００７３】
また、付加部材２、３の寸法は基材１１の寸法よりも小さく設定し、パッケージベース２１と組み合わせてシーム溶接する為の周縁部には付加部材２、３並びに半田等が重ならない様にした。
【００７４】
次に、作製した蓋体１１、１２をパッケージ２０の組み立て工程における乾燥条件である、２００℃のオーブンにて２４時間の乾燥処理を行い、その後常温に戻したときの反り率と反り方向の変化を測定した。
【００７５】
そして、図２に示すように、回路基板２２を実装したパッケージベース２１に、それぞれの蓋体１０をシーム溶接にて気密封止し、パッケージ２０をそれぞれ１００個作製した。ここで、パッケージ２０の端子電極２５と、回路基板２２上に形成された伝送線路２４とはボンディングワイヤ２８，２９で接続されている。
なお、本実施例では、パッケージ２０の空洞共振現象をより詳細に観察する為に、半導体素子２３は実際には実装せず、代わりに伝送線路２２，２４のみとした。
【００７６】
次に、上記の方法で作成したパッケージ２０を加圧ヘリウムリーク試験にて気密不良率を調査した。気密封止不良の判断基準としては、ヘリウムリーク率で１．０×１０−６ａｔｍ・ｃｍ３／秒とし、それより大きい値を示した物を不良として、不良率を算出した。
【００７７】
また、高周波入力側、出力側の端子電極にそれぞれ高周波特性測定用のプローブを接続し、プローブはそれぞれネットワークアナライザー２０１のポート１（２０２）、ポート２（２０３）に接続して、パッケージ２０の伝送特性を評価した。伝送特性は、従来の金属のみからなる蓋体３０を使用した場合（比較例として試料１、２）と、本発明の蓋体１０，１１，１２を使用した場合（実施例として試料２８、２９）の電力透過係数の最小値（Ｓ２１ｍｉｎ）を、ネットワークアナライザー２０１を用いて１００ＭＨｚ〜４０．１ＧＨｚまで測定し、共振抑制効果の有無を確認した。
【００７８】
【表１】
2005050861.tif 000003
【００７９】
上記実験の結果、表１に示すように、本発明の実施例である試料３、５、７、９、１１、１３〜１５、１７〜２５は、パッケージ組立工程における２００℃、２４時間の乾燥処理後であっても、反りの方向、反り率の変化が少なく、組立後のＨｅリーク試験においてもリーク不良率が極めて小さかったのに対し、比較例である試料１、２、４、６、８、１０、１３は、２００℃、２４時間の乾燥のための熱処理によって、反り率が増加したり、長辺と短辺の反りの方向が違う歪みの反りが発生し、その結果、蓋体の角部においてパッケージベースとの密着が悪くなり、組立後のＨｅリーク試験においてリーク不良率が高い結果となった。
【００８０】
また、本発明の実施例である、蓋体の長辺、短辺の反りが共にパッケージ内側に凸になっている試料１７では、同じく蓋体角部でのパッケージベースとの密着が悪くなり、組立後のＨｅリーク試験においてリーク不良率が高い結果となった。
【００８１】
また、本発明の実施例である反り率が０．１〜１．０％の大きさである試料５、７、９、１４、１５、１７、２０〜２２、２４、２５は、比較例である反り率が０．１未満および反り率が１．０％を超える大きさである試料３、１３、１８、１９、２３と比較して、パッケージ組立後のＨｅリーク試験における歩留まりが良好であることが確認された。
【００８２】
さらに、付加部材として電波吸収体を使用した試料２４、２５では、パッケージ組み立て工程における２００℃、２４時間の乾燥処理後においても、歪みの発生や反り率の増加が見られず、リーク不良率が０％であると同時に、４０ＧＨｚまでの範囲で空洞共振を抑制する効果が確認された。
【００８３】
上記の一連の実験結果によると、本発明の請求範囲の半導体パッケージ用蓋体１を用いれば、気密性に優れ、高信頼性であり、かつ、高周波での伝送特性に優れたパッケージ２０を製造することが可能となることが確認された。
【００８４】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、パッケージベースと組み合わせて半導体素子を収納する半導体素子用パッケージ蓋体において、該蓋体を平面視したときの長辺と短辺の反りが共に同一方向に凸であり、長辺の反り率を０．１〜１．０％とすることで、気密封止性に優れた高信頼性の半導体素子用パッケージを得ることが可能となる。
【００８５】
そして、前記半導体素子用パッケージ蓋体を、金属製の基材と、該基材の主表面の少なくとも一方に線膨張係数の異なる付加部材を取着することによって、容易に反りの方向を揃えることができるようになり、線膨張係数の違う付加部材を適宜選択することによって、反りの大きさを変えることを可能とし、長辺と短辺の反りを同一方向に凸とすることができるとともに反り率を調整できる。
【００８６】
さらに、蓋体の内面側に電波吸収体を取着した構成とすれば、気密封止性に優れると同時に、高周波での伝送特性にも優れた半導体パッケージを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の半導体素子用パッケージ蓋体の斜視図であり、（ｂ），（ｃ）は本発明の半導体素子用パッケージ蓋体の他の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の半導体素子用パッケージの断面図および、伝送特性の測定方法を示した概略図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は従来の半導体素子用パッケージ蓋体の斜視図である。
【図４】従来の半導体素子用パッケージの断面図である。
【図５】従来の半導体素子用パッケージの組み立て工程を示した概略図である。
【符号の説明】
１，３１，３２・・・・基材
１ａ，１ｂ・・・面
２，３・・・・・付加部材
１０，３０・・・半導体素子用パッケージ蓋体
２０，４０・・・半導体素子パッケージ
２１，４１・・・パッケージベース
２２，４２・・・回路基板
２３，４３・・・半導体素子
２４，４４・・・伝送線路
２５，４５・・・端子電極
２６，２７，２８，２９・・・ボンディングワイヤ
１５，５０・・・内部空間
４６，４７，４８，４９・・・ボンディングワイヤ
５１・・・台板
５２・・・ローラー部
２００・・・伝送特性測定装置
２０１・・・ネットワークアナライザー
２０２・・・ポート１
２０３・・・ポート２
【図１】
2005050861.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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