(57)【要約】      （修正有）【課題】部分的に折り曲げられたリード端子の基体への接合性が良好であって信頼性の高い半導体素子収納用パッケージを提供する。【解決手段】素子収納用パッケージ１は、一方の端部側に位置する第１の部位、および、他方の端部側に位置する第２の部位を具備し、第１の部位、および、第２の部位の間が折り曲げられた構造のリード端子１５を備え、リード端子１５の第１の部位がロウ材１３によって覆われるとともにこのロウ材１３を介して配線導体１１に接合されるように枠体９の凹部に嵌め込まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が載置される載置領域を上面に有する基板と、
前記載置領域を囲むように前記基板の上面に配設された、外周面側に凹部を有する枠体と、
該枠体で囲まれた領域から前記凹部の内面に引き出された、前記半導体素子と電気的に接続される配線導体と、
一方の端部側に位置する第１の部位および他方の端部側に位置する第２の部位を具備して前記第１の部位および前記第２の部位の間が折り曲げられた、前記第１の部位がロウ材によって覆われるとともに該ロウ材を介して前記配線導体に接合されるように前記凹部に嵌め込まれ、前記第２の部位が前記枠体の側方に引き出されたリード端子とを備えた半導体素子収納用パッケージ。
【請求項２】
前記凹部が、前記基板の上面に平行な断面において、底部側から開口部側に向かうに従って幅が小さくなるテーパ形状の部分を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項３】
前記凹部が前記枠体の外周面および下面に開口し、
前記基板が、前記凹部と上下に重なり合うように上下方向に切り欠かれた切欠き部を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項４】
前記凹部および前記リード端子をそれぞれ複数備え、
複数の前記凹部の内面にそれぞれメタライズ層が配設されるとともに、前記枠体の外周面における互いに隣り合う前記凹部の間に位置する部分が前記メタライズ層から露出していることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体素子収納用パッケージと、
該半導体素子収納用パッケージの前記載置領域に載置された半導体素子と、
前記枠体の上面に接合された、前記半導体素子を封止する蓋体とを備えた半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子が収納される半導体素子収納用パッケージおよびこれを用いた半導体装置に関する。このような半導体装置は各種電子機器に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を収納する半導体素子収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）としては、例えば、特許文献１に記載されたパッケージが知られている。特許文献１に記載のパッケージにおいては、半導体素子に電気的に接続される電極が基体の側壁部の外面に形成され、この電極にリード端子がロウ付けされている。リード端子は、その上側が電極にロウ付けされ、下側が基体の外側に向かって曲げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５６３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のリード端子を用いた場合、パッケージの製造時あるいは使用時において、リード端子の下側が伸ばされた基体の外側の方向と平行な方向（以下、便宜的に「延設方向」ともいう）への応力がリード端子に加わり易い。近年、半導体素子へより多く通電することが求められていることから、上記の応力がより大きくなる傾向にある。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のパッケージにおいては、リード端子における基体と対向する側面のみがロウ付けされている。そのため、基体の厚み方向への応力に対するリード端子の基体への接合性を良好に保つことができるが、延設方向への応力に対するリード端子の基体への接合性が低下する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものである。すなわち、部分的に折り曲げられたリード端子の基体への接合性が良好であって信頼性の高い半導体素子収納用パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの態様に基づく半導体素子収納用パッケージは、半導体素子が載置される載置領域を上面に有する基板と、前記載置領域を囲むように前記基板の上面に配設された、外周面側に凹部を有する枠体と、該枠体で囲まれた領域から前記凹部の内面に引き出された、前記半導体素子と電気的に接続される配線導体と、一方の端部側に位置する第１の部位および他方の端部側に位置する第２の部位を具備して前記第１の部位および前記第２の部位の間が折り曲げられた、前記第１の部位がロウ材によって覆われるとともに該ロウ材を介して前記配線導体に接合されるように前記凹部に嵌め込まれ、前記第２の部位が前記枠体の側方に引き出されたリード端子とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
上記態様のパッケージにおいては、枠体がその外周面側に凹部を有している。凹部にはリード端子の第１の部位が嵌め込まれている。このとき、第１の部位はロウ材によって覆われた状態で凹部に嵌め込まれ、このロウ材を介して配線導体に接合されている。すなわち、リード端子の第１の部位がロウ材に物理的に固定されている。
【０００９】
筐体の平坦な外側面に対してリード端子における筐体と対向する側面のみがロウ付けされている場合と比較して、上記の通り、リード端子がロウ材に物理的に固定されていることから、リード端子のロウ材からの剥離を抑制できる。そのため、延設方向への応力に対するリード端子の枠体への接合性を良好なものにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の半導体素子収納用パッケージおよびこれを備えた半導体装置を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す半導体素子収納用パッケージおよびこれを備えた半導体装置の分解斜視図である。
【図３】図１に示す半導体素子収納用パッケージの領域Ａの拡大斜視図である。
【図４】図１に示す半導体素子収納用パッケージのＸ−Ｘ断面における断面図である。
【図５】図２に示す半導体素子収納用パッケージおよびこれを備えた半導体装置の第１の変形例の分解斜視図である。
【図６】図２に示す半導体素子収納用パッケージおよびこれを備えた半導体装置の第２の変形例の分解斜視図である。
【図７】図６に示す半導体素子収納用パッケージにおける図４に対応する断面図である。
【図８】図３に示す半導体素子収納用パッケージの第３の変形例の拡大斜視図である。
【図９】図８に示す半導体素子収納用パッケージにおける基板の上面に水平な断面であって、リード端子が枠体に接合された部分の拡大断面図である。
【図１０】図３に示す半導体素子収納用パッケージの第４の変形例の拡大斜視図である。
【図１１】図１０に示す半導体素子収納用パッケージにおける基板の上面に水平な断面であって、リード端子が枠体に接合された部分の拡大断面図である。
【図１２】図３に示す半導体素子収納用パッケージの第５の変形例の拡大斜視図である。
【図１３】図１２に示す半導体素子収納用パッケージにおける基板の上面に水平な断面であって、リード端子が枠体に接合された部分の拡大断面図である。
【図１４】図３に示す半導体素子収納用パッケージの第６の変形例の拡大斜視図である。
【図１５】図３に示す半導体素子収納用パッケージの第７の変形例の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、一実施形態の半導体素子収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）およびにこれを備えた半導体装置について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係るパッケージおよび半導体装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１２】
図１〜４に示すように、第１の実施形態にかかる素子収納用パッケージ１は、半導体素子３が載置される載置領域を上面に有する基板５と、載置領域を囲むように基板５の上面に配設された、外周面側に凹部７を有する枠体９と、枠体９で囲まれた領域から凹部７の内面に引き出された、半導体素子３と電気的に接続される配線導体１１と、ロウ材１３を介して配線導体１１に接合されたリード端子１５とを備えている。
【００１３】
このとき、リード端子１５が、一方の端部側に位置する第１の部位１７および他方の端部側に位置する第２の部位１９を具備して第１の部位１７および第２の部位１９の間が折り曲げられた構造となっている。そして、リード端子１５の第１の部位１７がロウ材１３によって覆われるとともにこのロウ材１３を介して配線導体１１に接合されるように凹部７に嵌め込まれている。また、リード端子１５の第２の部位１９が枠体９の側方に引き出されている。
【００１４】
本実施形態のパッケージ１においては、枠体９がその外周面側に凹部７を有している。凹部７にはリード端子１５の第１の部位１７が嵌め込まれている。このとき、第１の部位１７はロウ材１３によって覆われた状態で凹部７に嵌め込まれ、このロウ材１３を介して配線導体１１に接合されている。具体的には、リード端子１５の第１の部位１７が、上下方向、第２の部位１９が引き出された方向およびこれら対して垂直な方向のそれぞれの方向からロウ材１３によって３次元的に覆われている。すなわち、ロウ材１３のリード端子１５に対する接着力のみによってリード端子１５がロウ材１３に固定されているのではなく、リード端子１５の第１の部位１７がロウ材１３に物理的に固定されている。
【００１５】
そのため、枠体９の平坦な外側面に対してリード端子１５における枠体９と対向する側面のみがロウ付けされている場合と比較して、第２の部位１９が引き出された方向（延設方向）を含む様々な方向からリード端子１５に応力が加わった場合であっても、リード端子１５のロウ材１３からの剥離を抑制できる。結果、リード端子１５を介して半導体素子３と外部の配線回路（不図示）との間での信号の入出力を安定して行うことができる。
【００１６】
本実施形態における基板５は、四角板形状であって、主面上に半導体素子３が載置される載置領域を有している。なお、本実施形態において載置領域とは、基板５を平面視した場合に半導体素子３と重なり合う領域を意味している。具体的には、本実施形態における基板５は、四角板形状の部分と、この四角板形状の部分の四隅にそれぞれ側方に引き出されてネジ止め孔２１が形成された部分とを有する形状となっている。このネジ止め孔２１によってパッケージ１を実装基板（不図示）にネジ止め固定することができる。
【００１７】
基板５が平板形状である場合、その大きさを、例えば一辺５ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定することができる。また、基板５の厚みとしては、例えば、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定することができる。
【００１８】
本実施形態においては載置領域が主面の中央部に形成されているが、半導体素子３が載置される領域を載置領域としていることから、例えば、基板５の主面の端部に載置領域が形成されていても何ら問題ない。また、本実施形態の基板５は一つの載置領域を有しているが、基板５が複数の載置領域を有し、それぞれの載置領域に半導体素子３が載置されていてもよい。
【００１９】
基板５の主面における載置領域には半導体素子３が配設されている。半導体素子３は、リード端子１５などを介して外部の配線回路との間で信号の入出力を行うことができる。このように、基板５の主面には半導体素子３が配設されることから、基板５としては、少なくとも半導体素子３が配設される部分には高い絶縁性を有していることが求められる。本実施形態にかかる基板５は、複数の絶縁性部材を積層することにより作製される。そして、この基板５の載置領域に半導体素子３が載置される。絶縁性部材としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、またはガラスセラミック材料を用いることができる。
【００２０】
これらのガラス粉末およびセラミック粉末を含有する原料粉末、有機溶剤並びにバインダを混ぜることにより混合部材を作製する。この混合部材をシート状に成形することにより複数のセラミックグリーンシートを作製する。作製された複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の積層体を作製する。複数の積層体をそれぞれ約１６００度の温度で一体焼成することにより基板５が作製される。
【００２１】
なお、基板５としては、複数の絶縁性部材が積層された構成に限られるものではない。一つの絶縁性部材により基板５が構成されていてもよい。また、基板５として、少なくとも半導体素子３が配設される部分に高い絶縁性を有していることが求められることから、例えば、金属部材上に絶縁性部材を積層した構成としてもよい。特に、基板５に対して高い放熱性が求められる場合、基板５が上記の構成であることが好ましい。金属部材は高い放熱性を有しているからである。金属部材上に絶縁性部材を積層した構成とすることで、基板５の放熱性を高めることができる。
【００２２】
金属部材としては、具体的には、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト及びタングステンのような金属部材、或いはこれらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属部材のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって基板５を構成する金属部材を作製することができる。
【００２３】
なお、金属部材を基板５の一部として用いている場合には、配線導体１１、ロウ材１３およびリード端子１５などと電気的な短絡を生じないように、図５に示すように基板５を形成してもよい。図５において、基板５は金属部材からなる第１の基板２３および絶縁性部材からなる第２の基板２５によって構成されている。このとき、第１の基板２３は配線導体１１、ロウ材１３およびリード端子１５から離隔するように位置しており、配線導体１１、ロウ材１３およびリード端子１５からなる導電性の部材に接する部分には第２の基板２５が用いられている。
【００２４】
また、半導体素子３が直接に基板５の上面に実装されても良いが、本実施形態のパッケージ１のように、基板５の載置領域上に配設された、半導体素子３を載置するための載置基板２７を備えて、この載置基板２７上に半導体素子３が載置されていても良い。載置基板２７としては、絶縁性部材と同様に絶縁性の良好な部材を用いることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、又はガラスセラミック材料を用いることができる。
【００２５】
本実施形態のパッケージ１は、基板５の上面であって載置領域を囲むように配設された枠体９を備えている。枠体９は接合部材（不図示）を介して基板５に接合されている。接合部材としては、例えば、金−錫ロウ、銀ロウが挙げられる。
【００２６】
枠体９が、図１，２に示すように平面視した際の外周および内周の形状が四角形である筒形状である場合、例えば外周を一辺５ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定することができる。また、外周と内周との間の距離を枠体９の厚みとした場合、枠体９の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定することができる。また、枠体９の高さとしては、例えば２ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定することができる。
【００２７】
枠体９としては、例えば、基板５と同様に絶縁性の良好な部材を用いることができる。絶縁性の良好な部材としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、又はガラスセラミック材料が挙げられる。また、絶縁性の良好な部材の他にも、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト及びタングステンのような金属部材、或い
はこれらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属部材のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって枠体９を構成する金属部材を作製することができる。また、枠体９は、一つの部材からなっていてもよいが、複数の部材の積層構造であってもよい。
【００２８】
なお、金属部材を枠体９の一部として用いている場合には、配線導体１１、ロウ材１３およびリード端子１５などと電気的な短絡を生じないように、図５に示すように枠体９を形成してもよい。図５において、枠体９は金属部材からなる第１の枠体２９および絶縁性部材からなる第２の枠体３１によって構成されている。このとき、第１の枠体２９は配線導体１１、ロウ材１３およびリード端子１５から離隔するように位置しており、配線導体１１、ロウ材１３およびリード端子１５からなる導電性の部材に接する部分には第２の枠体３１が用いられている。
【００２９】
また、枠体９は、その外周面側に複数の凹部７を有している。具体的には、外周面を構成する側面のうち互いに反対側に位置する側面に、複数の凹部７がそれぞれ形成されている。これらの側面に形成された複数の凹部７は、それぞれ基板５の上面に平行な方向に並設されている。それぞれの凹部７は、枠体９の側方に向かって開口している。凹部７には後述するリード端子１５がそれぞれ嵌め込まれている。
【００３０】
さらに、枠体９は、内周面および外周面に開口する開口部を有している。この開口部に入出力端子３３が挿入固定されている。本実施形態のパッケージ１においては、この入出力端子３３における枠体９に挿入固定された側面と、枠体９の開口部の内側面とによって、凹部７の内面が形成されている。
【００３１】
本実施形態のパッケージ１における枠体９は、内周面および外周面に開口する開口部を有している。枠体９の開口部には、入出力端子３３の一部が挿入固定されている。入出力端子３３は、第１の絶縁部材３５、第２の絶縁部材３７および配線部材３９を有している。第１の絶縁部材３５は、基板５の上面に配設されている。配線部材３９は、第１の絶縁部材３５の上面に配設されている。第２の絶縁部材３７は、配線部材３９の一方の端部および他方の端部が露出するように、第１の絶縁部材３５および配線部材３９の上面に配設されている。このとき、配線部材３９の一方の端部が枠体９で囲まれた領域内に位置して、他方の端部が凹部７の内面に引き出されている。
【００３２】
配線部材３９は、配線導体１１の一部を構成している。配線部材３９の一方の端部と半導体素子３とはボンディングワイヤ４１を介して電気的に接続されている。これにより、枠体９で囲まれた領域の内側と外側との間で電気的な接続を図ることができる。本実施形態のパッケージ１における入出力端子３３は、複数の配線部材３９を有しており、複数の配線部材３９は、互いに電気的に短絡することの無いように所定の間隔をあけて配設されている。複数の配線部材３９の間隔としては０．３〜１．５ｍｍ程度であればよい。
【００３３】
なお、本実施形態のパッケージ１においては、ボンディングワイヤ４１を介して配線部材３９と半導体素子３とが電気的に接続されているが、これに限られるものではない。例えば、基板５の上面に、一方の端部が配線部材３９と電気的に接続され、他方の端部が載置領域にまで引き回された接続用の導体を配設して、このような導体と半導体素子３とを接続しても良い。
【００３４】
本実施形態における第１の絶縁部材３５は、四角板形状であって上面に複数の配線部材３９が配設されている。第１の絶縁部材３５の例示的な大きさとしては、平面視した場合における配線部材３９の引き出し方向に平行な短手方向の幅が１〜１０ｍｍ程度、平面視した場合における配線部材３９の引き出し方向に垂直な長手方向の幅が５〜５０ｍｍ程度
であって、厚みが０．３〜５ｍｍ程度である四角板形状の部材を用いることができる。
【００３５】
第１の絶縁部材３５としては、絶縁性部材と同様に絶縁性の良好な部材を用いることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、又はガラスセラミック材料を用いることができる。
【００３６】
配線部材３９は、凹部７に嵌め込まれたリード端子１５などを介して外部の配線回路と半導体素子３とを電気的に接続するための部材である。そのため、本実施形態における配線部材３９は基板５の主面上のみに配設されているが、特にこれに限られるものではない。例えば、配線部材３９の一部が第１の絶縁部材３５に埋設されていてもよい。
【００３７】
配線部材３９としては、導電性の良好な部材を用いることが好ましい。具体的には、タングステン、モリブデン、ニッケル、銅、銀および金のような金属材料を配線部材３９として用いることができる。上記の金属材料を単一で用いてもよく、また、合金として用いてもよい。
【００３８】
第２の絶縁部材３７は、枠体９で囲まれた領域を気密に封止するため、第１の絶縁部材３５とによって枠体９の開口部を塞ぐように第１の絶縁部材３５および配線部材３９の上に設けられている。このとき、第２の絶縁部材３７は、配線部材３９の上に設けられているのではなく配線部材３９の一方の端部および他方の端部が露出するように、配線部材３９の中央部分の上に設けられている。
【００３９】
本実施形態における第２の絶縁部材３７は、四角板形状である。例示的な大きさとしては、平面視した場合における配線部材３９の引き出し方向に平行な短手方向の幅が０．５〜９．５ｍｍ程度、平面視した場合における配線部材３９の引き出し方向に垂直な長手方向の幅が５〜５０ｍｍ程度であって、厚みが０．３〜５ｍｍ程度である四角板形状の部材を用いることができる。第２の絶縁部材３７としては、第１の絶縁部材３５と同様に絶縁性の良好な部材を用いることが好ましい。
【００４０】
本実施形態のパッケージ１は、枠体９で囲まれた領域から凹部７の内面に引き出された配線導体１１を備えている。本実施形態のパッケージ１における配線導体１１は、具体的には上述の通り、入出力端子３３の配線部材３９およびこの配線部材３９と半導体素子３とを電気的に接続するボンディングワイヤ４１によって構成されている。配線導体１１の一方の端部、すなわちボンディングワイヤ４１は、枠体９で囲まれた領域に位置して半導体素子３と電気的に接続されている。また、配線導体１１の他方の端部、すなわち配線部材３９の他方の端部は、枠体９の外周面側に形成された凹部７の内面に引き出されている。
【００４１】
枠体９の厚み方向における凹部７の幅を凹部７の深さとした場合、凹部７の深さとしては、枠体９の厚みに対して１０〜５０％であることが好ましい。上記の比率が１０％以上である場合には、安定して凹部７内にロウ材１３を溜めることができるからである。また、上記の比率が５０以下である場合には、枠体９で囲まれた領域の気密性を良好なものにできる。
【００４２】
図６，７に示すように、枠体９の内周面に第１の絶縁部材３５および第２の絶縁部材３７が接するように入出力端子３３が配設され、枠体９の外周面側に凹部７が形成されている場合には、単純に枠体９の外周面側に上記の深さの凹部７を形成すればよい。また、本実施形態のパッケージ１のように、枠体９が開口部を有して、この開口部に入出力端子３３の一部が挿入固定されている場合には、枠体９の厚みに対して５０〜９０％となる幅で
入出力端子３３を開口部に挿入すればよい。これにより、凹部７の深さを枠体９の厚みに対して１０〜５０％とすることができる。凹部７の深さとして、具体的には、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定することができる。
【００４３】
また、枠体９の上下方向に平行な方向での凹部７の幅が、枠体９の上下方向の幅（高さ）に対して２０％以上であることが好ましい。上記の比率が２０％以上である場合には、リード端子１５の第１の部位１７が嵌め込まれるスペースを安定して確保できるので、リード端子１５が剥離する可能性をさらに小さくできる。上記方向での凹部７の幅として、具体的には、０．４ｍｍ以上に設定することができる。
【００４４】
また、上記２方向に対して垂直な方向である、枠体９の外周面に平行かつ基板５の上面に平行な方向での凹部７の幅としては、凹部７の深さと同等であれば良く、具体的には、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定すればよい。
【００４５】
本実施形態のパッケージ１は、ロウ材１３を介して配線導体１１に接合されたリード端子１５を備えている。本実施形態におけるリード端子１５は、直線状の構造ではなく、一方の端部側に位置する第１の部位１７および他方の端部側に位置する第２の部位１９を具備して第１の部位１７および第２の部位１９の間が折り曲げられた構造となっている。より詳細には、本実施形態のパッケージ１のリード端子１５において、折り曲げられた部分よりも一方の端部側に位置する直線形状の部分を第１の部位１７、折り曲げられた部分よりも他方の端部側に位置して枠体９の側方に引き出された直線形状の部分を第２の部位１９としている。
【００４６】
そして、リード端子１５の第１の部位１７がロウ材１３によって覆われるとともにこのロウ材１３を介して配線導体１１に接合されるように凹部７に嵌め込まれている。また、リード端子１５の第２の部位１９が枠体９の側方に引き出されている。リード端子１５が上記の構成を有していることから、上述の通り、枠体９の平坦な外側面に対してリード端子１５における枠体９と対向する側面のみがロウ付けされている場合と比較して、リード端子１５のロウ材１３からの剥離を抑制できる。
【００４７】
リード端子１５としては、長手方向に垂直な断面が円形、楕円形あるいは多角形である直線状の金属部材を用いることができる。このような金属部材を部分的に折り曲げることによって、第１の部位１７および第２の部位１９を具備してこれらの部位の間が折り曲げられた構造のリード端子１５とすることができる。
【００４８】
リード端子１５の第１の部位１７は、その長手方向が枠体９の上下方向に平行となるように凹部７に嵌め込まれている。そのため、リード端子１５の第１の部位１７を安定してロウ材１３によって覆うとともに凹部７に嵌め込むことができる。また、リード端子１５の第１の部位１７における長手方向の幅としては、第１の部位１７を安定して凹部７に嵌め込むために、枠体９の上下方向に平行な方向での凹部７の幅よりも一回り小さいことが好ましく、具体的には、０．３ｍｍ以上８ｍｍ以下に設定することができる。
【００４９】
第１の部位１７は、その一部が枠体９の外周面よりも側方に位置する、言い換えればその一部が凹部７からはみ出るように部分的に凹部７に嵌め込まれていてもよいが、図に示すように、第１の部位１７の全体が凹部７内に嵌め込まれていることが好ましい。これにより、過度に多量のロウ材１３を用いることなく、第１の部位１７を安定してロウ材１３によって覆うとともにロウ材１３と凹部７の内面との接合面積を増やすことができる。そのため、リード端子１５の枠体９からの剥離をさらに抑制できる。
【００５０】
図１〜４に示すパッケージ１においては、枠体９の外周面に平行かつ基板５の上面に平
行な方向での凹部７の幅が一定である。言い換えれば、凹部７の底部側における枠体９の外周面に平行かつ基板５の上面に平行な方向での幅と、開口部側における枠体９の外周面に平行かつ基板５の上面に平行な方向での幅が同じである。凹部７の形状としては、このような形状であっても良いが、図８，９に示すような形状であることが好ましい。
【００５１】
すなわち、枠体９の外周面側に形成された凹部７が、基板５の上面に平行な断面において、底部側から開口部側に向かうに従って幅が小さくなるテーパ形状の部分を有していることが好ましい。凹部７がこのようなテーパ形状の部分を有していることによって、リード端子１５の第１の部位１７を覆い凹部７内に充填されたロウ材１３が、凹部７に物理的に固定されることになる。ロウ材１３が凹部７に物理的に固定され、上記の通り、リード端子１５がロウ材１３に物理的に固定されることから、リード端子１５の凹部７からの剥離を抑制できる。そのため、リード端子１５と半導体素子３との安定した電気的な接続を図ることができる。
【００５２】
図８，９に示す凹部７は、内側面の全体がテーパ形状となっているが、これに限られるものではない。内側面の全体がテーパ形状となっている場合には、ロウ材１３を凹部７に強固に固定することができるが、例えば、図１０，１１に示すように、凹部７の内側面が部分的にテーパ形状となっている場合であっても、リード端子１５がロウ材１３に物理的に固定されることから、リード端子１５の凹部７からの剥離を抑制できる。さらに、ロウ材１３は、凹部７から枠体９の外周面側に漏れ出し難くなり、隣接されたリード端子１５および配線導体１１との電気的な短絡を抑制することができる。
【００５３】
また、図８，９に示すように、枠体９の外周面側に形成された凹部７が、基板５の上面に平行な断面において、底部側から開口部側に向かうに従って幅が小さくなるテーパ形状の部分を有していることも好ましいが、反対に、図１２，１３に示すように、凹部７が、基板５の上面に平行な断面において、開口部側から底部側に向かうに従って幅が小さくなるテーパ形状の部分を有していてもよい。
【００５４】
ロウ材１３を介してリード端子１５と配線導体１１とが接合された部分は、ロウ材１３を介してリード端子１５を配線導体１１に接合する際に、ロウ材１３を溶融させる程度の熱が加えられるとともに、半導体素子３への通電時において比較的発熱し易い。そのため、ロウ材１３が大きく熱膨張する可能性があるとともに、リード端子１５と配線導体１１または第１の絶縁部材３５との熱膨張差に起因した応力が、ロウ材１３や凹部７の底部と内周面との角部に生じる。しかしながら、凹部７が、図１２，１３に示すように開口部側から底部側に向かうに従って幅が小さくなるテーパ形状の部分を有している場合には、ロウ材１３が枠体９の側方に向かって熱膨張し易くなるとともに、ロウ材１３を介して応力が分散される。
【００５５】
そのため、ロウ材１３の熱膨張に伴って生じる熱応力や、リード端子１５と配線導体１１または第１の絶縁部材３５との熱膨張差に起因して生じる熱応力、凹部７の底部と内周面との角部に生じる熱応力を凹部７の底部から開口部側に沿って枠体９の側方に逃がすことができる。結果、耐久性の良好なパッケージ１とすることができる。すなわち、耐久性の良好なパッケージ１とする場合、凹部７が開口部側から底部側に向かうに従って幅が小さくなるテーパ形状の部分を有していることが好ましい。
【００５６】
本実施形態のパッケージ１においては、図１〜４に示すように、凹部７が枠体９の外周面および下面に開口している。また、基板５が、凹部７と上下に重なり合うように上下方向に切り欠かれた切欠き部を有している。図１４に示すように、基板５が切欠き部を有しておらず、凹部７が基板５および枠体９からなる筐体の外周面側のみに開口していても良いが、本実施形態のパッケージ１のように、凹部７および切欠き部が形成されている場合
には、ロウ材１３の熱膨張に伴って生じる熱応力による影響を小さくできる。これは、ロウ材１３の熱膨張に伴って生じる熱応力を枠体９の側方だけでなく基板５の下方にも逃がすことができるからである。
【００５７】
また、凹部７およびリード端子１５を複数備えている場合には、それぞれの凹部７に充填されたロウ材１３を基板５の下方にも分散させることができる。そのため、それぞれの凹部７からはみ出したロウ材１３同士が接触して電気的な短絡が生じる可能性を低減できる。
【００５８】
なお、パッケージ１が実装される実装基板として金属製の部材を用いる場合には、基板５の下方にはみ出したロウ材１３が実装基板を介して電気的に短絡する可能性を小さくするため、図１４に示すように、基板５が切欠き部を有しておらず、凹部７が基板５および枠体９からなる筐体の外周面側のみに開口していることが好ましい。また、図１４においては、基板５が切欠き部を有しておらず、凹部７が基板５および枠体９からなる筐体の外周面側のみに開口しているが、例えば、凹部７が枠体９の外周面側のみに開口している構成であっても同様の効果が得られる。
【００５９】
本実施形態のパッケージ１においては、凹部７の内面にメタライズ層（不図示）が配設されている。これにより、凹部７の内面とロウ材１３の濡れ性が向上するので、枠体９とロウ材１３の接合性を良好なものとすることができる。
【００６０】
さらに、本実施形態のパッケージ１においては、凹部７およびリード端子１５をそれぞれ複数備え、複数の凹部７の内面にそれぞれメタライズ層が配設されるとともに、枠体９の外周面における互いに隣り合う凹部７の間に位置する部分がメタライズ層から露出している。このように、メタライズ層が配設されていることによって、隣り合う凹部７に充填されたロウ材１３同士が、接触して電気的な短絡が生じる可能性を低減できる。
【００６１】
また、メタライズ層は、複数の凹部７の内面にそれぞれ配設されるとともに、枠体９の外周面で凹部７の開口部周囲に配設され、互いに隣り合う凹部７の間に位置する部分がメタライズ層から露出されてもよい。このように、メタライズ層が配設されていることにより、凹部７の開口部と枠体９の外周面との角部がロウ材１３で被覆されることとなり、角部に集中する応力によって生じる、ロウ材１３のメタライズ層からの剥がれや接合部におけるクラックを低減できるとともに、隣り合う凹部７に充填されたロウ材１３同士が、接触して電気的な短絡が生じる可能性を低減できる。
【００６２】
また、枠体９は、その内周面および外周面に開口する貫通孔を有している。貫通孔は、例えばドリル孔あけ加工によって枠体９に形成することができる。貫通孔には筒状の固定部材４３が固定される。具体的には、貫通孔に固定部材４３の一方の端部を挿入するとともに貫通孔の表面に固定部材４３を接合することによって、筒状の固定部材４３を貫通孔に固定している。筒状の固定部材４３は、光ファイバを固定して位置決めを図るための部材である。また、固定部材４３が筒状であることによって、この筒形状の中空部分で電子部品と光ファイバとの間での光の伝達を行うことができる。
【００６３】
固定部材４３としては、少なくとも光ファイバを固定できる程度の強度を有していることが好ましい。具体的には、ステンレス、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト及びタングステンのような金属部材、或いはこれらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属部材のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって筒状の固定部材４３を作製することができる。
【００６４】
特に、枠体９と固定部材４３とが、同じ金属部材を用いて形成されていることが好まし
い。枠体９及び固定部材４３の熱膨張差を小さくすることができるので、枠体９と固定部材４３との間に生じる応力を小さくすることができるからである。
【００６５】
固定部材４３は枠体９に接合部材を用いて接合することによって枠体９に固定することができる。接合部材としては、例えば、金−錫ロウ、銀ロウを用いることができる。また、固定部材４３を枠体９に溶接することによって、枠体９に固定部材４３を固定してもよい。
【００６６】
固定部材４３の筒内部には、固定部材４３の穴を塞ぐように透光性部材を配設してもよい。透光性部材は固定部材４３の内側を塞ぎ、素子収納用パッケージ１の気密性を保持するとともに固定部材４３の内部空間を伝達する半導体素子３の励起した光をそのまま固定部材４３に取着接続される光ファイバに伝達させる作用をなす。透光性部材としては、例えば、酸化珪素、酸化鉛を主成分とした鉛系及びホウ酸、ケイ砂を主成分としたホウケイ酸系の非晶質ガラスを用いることができる。
【００６７】
本実施形態の半導体装置１０１の使用時においては、固定部材４３の他方の端部にフェルールが固定される。フェルールは、固定部材４３の筒の内部に対して一方の端部が開口する貫通孔を有している。そして、この貫通孔に光ファイバが挿入固定される。このようにフェルールが固定部材４３に挿入固定されていることによって、光ファイバと半導体素子３との光学結合を行うことができる。
【００６８】
本実施形態の半導体装置１０１は、上記の実施形態に代表される素子収納用パッケージ１と、素子収納用パッケージ１の載置領域内に載置された半導体素子３と、枠体９と接合された、半導体素子３を封止する蓋体４５とを備えている。
【００６９】
本実施形態の半導体装置１０１においては、基板５の載置領域に半導体素子３が載置されている。また、半導体素子３および線路導体、並びに線路導体および内部端子は、それぞれ導線により接続されている。この半導体素子３に入出力端子３３などを介して外部信号を入力することにより、半導体素子３から所望の出力を得ることができる。半導体素子３としては、例えば、ＬＤ素子に代表される、光ファイバに対して光を出射する発光素子、ＰＤ素子に代表される、光ファイバに対して光を受光する受光素子が挙げられる。
【００７０】
蓋体４５は、枠体９と接合され、半導体素子３を封止するように設けられている。蓋体４５は、枠体９の上面に接合されている。そして、基体、枠体９および蓋体４５で囲まれた空間において半導体素子３を封止している。このように半導体素子３を封止することによって、長期間のパッケージ１の使用による半導体素子３の劣化を抑制することができる。蓋体４５としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト及びタングステンのような金属部材、或いはこれらの金属からなる合金を用いることができる。また、枠体９と蓋体４５は、例えばシーム溶接法によって接合することができる。また、枠体９と蓋体４５は、例えば、金−錫ロウを用いて接合してもよい。
【００７１】
以上、本発明の一実施形態の素子収納用パッケージ１およびこれを備えた半導体装置１０１について説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更や実施の形態の組み合わせを施すことは何等差し支えない。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・素子収納用パッケージ（パッケージ）
３・・・半導体素子
５・・・基板
７・・・凹部
９・・・枠体
１１・・・配線導体
１３・・・ロウ材
１５・・・リード端子
１７・・・第１の部位
１９・・・第２の部位
２１・・・ネジ止め孔
２３・・・第１の基板
２５・・・第２の基板
２７・・・載置基板
２９・・・第１の枠体
３１・・・第２の枠体
３３・・・入出力端子
３５・・・第１の絶縁部材
３７・・・第２の絶縁部材
３９・・・配線部材
４１・・・ボンディングワイヤ
４３・・・固定部材
４５・・・蓋体
１０１・・・半導体装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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