(57)【要約】      （修正有）【課題】安価で生産性に富み、かつ寸法精度に優れた半導体素子収納用中空パッケージを提供する。【解決手段】メタライズにより片面に配線パターン４のインナーリード部４ａが形成され、インナーリード部の端部が反対側の面で基板実装用の接続電極４ｂとなるようにメタライズされた平面状のセラミック基板２に、成形金型に樹脂を注入することで形成した枠状の樹脂成形体３によって半導体素子収納用の中空部７を設け、中空部内のセラミック基板上面に半導体素子１を実装し、半導体素子の電極部とインナーリード部とがボンディングワイヤ５により接続され、樹脂成形体の上面に蓋材６を接着して気密封止している。【選択図】図１
2007059555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタライズにより片面に配線パターンが形成され、配線パターンの端部が反対側の面で基板実装用の接続電極となるようにメタライズされた平面状のセラミック基板に、成形金型に樹脂を注入することで形成した枠状の樹脂成形体によって半導体素子収納用の中空部が設けられている半導体素子収納用中空パッケージ。
【請求項２】
平面状に複数連結した各セラミック基板の片面にメタライズにより配線パターンが形成され、配線パターンの端部が各セラミック基板の反対側の面で基板実装用の接続電極となるようにメタライズされ、その各セラミック基板に、成形金型に樹脂を注入することで形成した枠状の樹脂成形体によって半導体素子収納用の中空部を設けた後、各セラミック基板を分離することにより得られる半導体素子収納用中空パッケージ。
【請求項３】
各セラミック基板の連結部分にＶ字状あるいはＵ字状の溝が形成されており、この溝の部分から破断させることにより各セラミック基板を分離して得られる請求項２に記載の半導体素子収納用中空パッケージ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の半導体素子収納用中空パッケージを用いた半導体装置であって、半導体素子収納用の中空部の底面に半導体素子が固着され、配線パターンと半導体素子が電気的に接続され、中空部が蓋材で気密封止されている半導体装置。
【請求項５】
メタライズにより片面に配線パターンが形成され、配線パターンの端部が反対側の面で基板実装用の接続電極となるようにメタライズされた平面状のセラミック基板を成形金型の上金型と下金型とで挟持し、成形金型内に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を注入して配線パターンが形成された面に枠状の樹脂成形体を形成することで半導体素子収納用の中空部を形成する半導体素子収納用中空パッケージの製造方法。
【請求項６】
平面状に複数連結した各セラミック基板の片面にメタライズにより配線パターンを形成し、配線パターンの端部は各セラミック基板の反対側の面で基板実装用の接続電極となるようにメタライズし、メタライズされた各セラミック基板を成形金型の上金型と下金型とで挟持し、成形金型内に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を注入して配線パターンが形成された面に枠状の樹脂成形体を形成することで半導体素子収納用の中空部を形成し、その後、セラミック基板の連結部分を分離する半導体素子収納用中空パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子などの半導体素子を収納する中空パッケージ及びこれを用いた半導体装置、並びに中空パッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子などの半導体素子を収納するパッケージとしては、半導体素子収納用の中空部を有する、いわゆる中空パッケージが多用されている。この中空パッケージには、セラミック製のものと樹脂製のものがあるが、セラミック製の中空パッケージは耐湿性、放熱性に優れている反面、コストが高いという問題点がある。一方、樹脂製の中空パッケージは安価である反面、耐湿性、放熱性に劣るという問題点がある。
【０００３】
これに対して、特許文献１には、セラミック製のベース基板上に固体撮像素子を実装し、その周囲を囲むように樹脂枠を設けた安価な中空パッケージ構造が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−１４４８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の中空パッケージの構造において固体撮像素子を囲む樹脂枠は、固体撮像素子の周囲に樹脂を塗布、あるいは予め枠状に成形することにより形成されるもので、使用する樹脂は高粘度、高チクソ性の樹脂が好ましいとされていることから、作業性・生産性が低下するという問題点がある。したがって、安価にこの中空パッケージ構造を供給することは困難と言える。
【０００５】
また、樹脂枠を塗布により形成する場合、その後、蓋材（透明板）により中空部を気密封止する際に、ベース基板と蓋材との平行度、寸法精度が極めて低くなる。すなわち、塗布量が少なかったり、均一に塗布されなかったりすると、中空部内で配線されるボンディングワイヤと蓋材とが接触し、ボンディングワイヤに断線や亀裂を発生させる虞がある。さらに、作業環境により樹脂の粘度・チクソ性が変化し、安定した製品寸法を得ることは難しい。また、樹脂枠を予め枠状に成形する場合も同様に平行度、寸法精度等の面で問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、安価で生産性に富み、かつ寸法精度に優れた半導体素子収納用中空パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体素子収納用中空パッケージは、メタライズにより片面に配線パターンが形成され、配線パターンの端部が反対側の面で基板実装用の接続電極となるようにメタライズされた平面状のセラミック基板に、成形金型に樹脂を注入することで形成した枠状の樹脂成形体によって半導体素子収納用の中空部が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
すなわち、本発明では、成形金型に樹脂を注入することで形成した枠状の樹脂成形体によって半導体素子収納用の中空部を形成することで、非常に寸法精度が高い半導体素子収納用中空パッケージを安定して提供することが可能となる。
【０００９】
また、枠状の樹脂成形体の寸法精度が安定することで、樹脂成形体を基準に半導体素子を中空部に固着させることが可能となり、固着する位置精度が高まる。また、半導体素子とメタライズされた配線パターンとをボンディングワイヤで結線する際に、半導体素子の実装面から蓋材固着部までの高さが一定に保たれることから、樹脂成形体の寸法精度に起因したボンディングワイヤと蓋材との接触がなくなり、ボンディングワイヤの亀裂や断線を防ぐことが可能となる。さらに枠状の樹脂成形体の寸法精度が安定しているため、気密封止する接着剤が安定して塗布され、精度良く蓋材を被せることも可能となる。
【００１０】
本発明の半導体素子収納用中空パッケージは、メタライズされた平面状のセラミック基板を成形金型の上金型と下金型とで挟持し、成形金型内に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を注入して配線パターンが形成された面に枠状の樹脂成形体を形成することで半導体素子収納用の中空部を形成することにより得られる。
【００１１】
この製造方法によれば、成形金型の上金型、下金型でセラミック基板を強固に型締めすることができ、樹脂注入時に発生する樹脂バリを低減することが可能で、つまりは樹脂製の中空パッケージでは不可欠な樹脂バリ除去工程を軽減、あるいは省略することも可能で、大幅なコストダウンが見込める。
【００１２】
さらに、中空パッケージの生産性を向上させるには、各セラミック基板を平面状に複数連結した状態でメタライズし、枠状の樹脂成形体を形成した後、各セラミック基板を分離するようにする。より具体的には、平面状に複数連結した各セラミック基板の片面にメタライズにより配線パターンを形成し、配線パターンの端部は各セラミック基板の反対側の面で基板実装用の接続電極となるようにメタライズし、メタライズされた各セラミック基板を成形金型の上金型と下金型とで挟持し、成形金型内に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を注入して配線パターンが形成された面に枠状の樹脂成形体を形成することで半導体素子収納用の中空部を形成し、セラミック基板の連結部分を分離する。これによって、成形金型による１度の樹脂注入・成形工程で多数個の半導体素子収納用中空パッケージが供給可能となり、より安価なパッケージが提供可能となる。なお、セラミック基板の連結部分を分離するのは、枠状の樹脂成形体を形成した後であれば、後述する半導体装置の製造工程において半導体素子の収納後、あるいは蓋材を固着した後であっても構わない。
【００１３】
セラミック基板の連結部分の分離を容易にするには、その連結部分、具体的には断面略コ字形に形成された配線パターン部であるスルーホール上にＶ字状あるいはＵ字状の溝を形成し、この溝の部分から破断させるようにする。一般に中空パッケージの個片化を行うには、金型やダイシングソー、レーザーカットを必要とするが、この溝を設けることで切断が容易となり、切断に掛かるコストを大幅に削減することができる。
【００１４】
また、本発明の半導体装置は、上述の半導体素子収納用中空パッケージを用いたもので、半導体素子収納用の中空部の底面に半導体素子を固着し、配線パターンと半導体素子をボンディングワイヤ等で電気的に接続し、中空部を蓋材で気密封止したものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導体素子収納用中空パッケージは、セラミック製の中空パッケージよりも非常に安価に加工でき、かつ樹脂製の中空パッケージよりも高い耐湿性、耐熱性を確保することができ、パッケージ強度にも優れる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、半導体素子収納用の中空部を設けるための枠状の樹脂成形体を成形金型に樹脂を注入することで形成するので、生産性に優れ、安価で、かつ寸法精度に優れた半導体素子収納用中空パッケージを提供することができる。
【００１７】
加えて、各セラミック基板を平面状に複数連結した状態でメタライズし、枠状の樹脂成形体を形成した後、各セラミック基板を分離するようにすることで、１度の樹脂注入・成形工程で多数個の半導体素子収納用中空パッケージが供給可能となり、より安価なパッケージを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る半導体素子収納用中空パッケージを用いた半導体装置の一実施例を示す断面図である。
【００２０】
この半導体装置は、半導体素子１、セラミック基板２、枠状の樹脂成形体３、配線パターン４、電気的接合材５、及び蓋材６から構成されている。
【００２１】
配線パターン４はメタライズにより形成されており、半導体素子１との接続部となるインナーリード部４ａと、中空パッケージを実装する実装基板への接続部となる接続電極４ｂとからなる。インナーリード部４ａは、半導体素子１の実装面となるセラミック基板２の上面に形成され、その端部は断面略コの字型でセラミック基板２の下面に延出し、接続電極４ｂが形成されている。
【００２２】
配線パターン４は、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｎｉといった導電材料の導電膜からなるが、この配線パターン４を形成するためのメタライズの方法は、特に限定されるものではなく、例えばメッキ、蒸着等の方法を用いることができる。
【００２３】
枠状の樹脂成形体３はセラミック基板２の上面外周部に連なった土手を形成しており、これにより中空部７が設けられる。枠状の樹脂成形体３はセラミック基板２上に成形金型で直接樹脂成形するか、または枠状の樹脂成形体３のみを成形金型で樹脂成形した後にセラミック基板２へ接着剤などを用いて固着させることにより形成する。樹脂成形には射出成形やトランスファー成形などを用い、樹脂は耐湿性、強度に優れたエポキシ樹脂が好ましい。
【００２４】
半導体素子１は中空部７内のセラミック基板２上面に実装され、半導体素子１の電極部と上述の配線パターン４のインナーリード部４ａとがボンディングワイヤなどの電気的接合材５により接続される。そして、枠状の樹脂成形体３の上面に蓋材６を接着し、半導体素子１を気密封止することで半導体装置が得られる。
【００２５】
以下、本発明に係る半導体素子収納用中空パッケージの製造方法を具体的に説明する。
【００２６】
図２は、本発明の一実施例による樹脂成形後の中空パッケージを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。
【００２７】
同図に示すように、中空パッケージの生産性を向上させるため、セラミック基板２は多数個連結されたものを使用する。そして、各セラミック基板２に枠状の樹脂成形体３を形成した後、各セラミック基板２の連結部分、すなわち、図２においてスルーホール８を結ぶ切断ライン９に沿って切断しパッケージ単体として個片化する。連結された各セラミック基板２では、スルーホール８部分において配線パターン４のインナーリード部４ａと接続電極４ｂが連続しており、このスルーホール８上を切断することで、配線パターン４のインナーリード部４ａと接続電極４ｂとの電気的導通を確保したままで個片化することができる。なお、個片化は、枠状の樹脂成形体３を形成した後、半導体素子を中空部内に実装し配線パターンと電気的接合を実施した後、あるいは中空部を蓋材で気密封止した後のいずれでも構わない。
【００２８】
個片化を容易に行うためには、図３に示すように、切断ライン９にＶ字もしくはＵ字の溝１０を枠状の樹脂成形体を形成する前に設けておく。これによって、薄いセラミック基板を適用した場合、溝１０を基点に手折りも可能となる。この溝１０は、セラミック基板２の片面、両面のいずれに設けても構わないが、手折りで切断位置精度を高めるためには両面に溝を形成しておくことが好ましい。
【００２９】
図４は、セラミック基板に成形金型で枠状の樹脂成形体を成形する要領を示す断面図である。同図に示すように、各セラミック基板２を成形金型の上金型１１と下金型１２とで挟持して型締めし、成形金型内に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を注入することで、枠状の樹脂成形体３を各セラミック基板２の上面に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る半導体素子収納用中空パッケージを用いた半導体装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例による樹脂成形後の中空パッケージを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。
【図３】セラミック基板の切断ラインに形成した溝を示す拡大断面図である。
【図４】セラミック基板に成形金型で枠状の樹脂成形体を成形する要領を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  半導体素子
２  セラミック基板
３  樹脂部
４  配線パターン
４ａ  配線パターンのインナーリード部
４ｂ  配線パターンの接続電極
５  電気的接合材
６  蓋材
７  中空部
８  スルーホール
９  切断ライン
１０  Ｖ字状の溝
１１  成形金型（上金型）
１２  成形金型（下金型）
【図１】
2007059555.tif 000003
【図２】
2007059555.tif 000004
【図３】
2007059555.tif 000005
【図４】
2007059555.tif 000006