(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基体と、
前記絶縁基体に形成された接地用、電源用および信号用の複数の配線導体と、
前記複数の配線導体に電気的に接続されており、前記絶縁基体の主面に設けられた複数の外部リードピンと、
を備えた半導体素子収納用パッケージのめっき方法であって、
前記半導体素子収納用パッケージは、前記複数の配線導体のうち接地用配線導体または電源用配線導体から前記絶縁基体の側面に導出されており、前記複数の配線導体のうち信号用配線導体には接続されていない引き出し導体をさらに備えており、
前記複数の外部リードピンの各々を導電性の連結部材によって電気的に接続して、
前記引き出し導体から電解めっきのための電荷を供給して、前記複数の外部リードピンおよび前記複数の配線導体の露出表面に電解めっきを施すことを特徴とする半導体素子収納用パッケージのめっき方法。
【請求項２】
前記接地用配線導体が接地用プレーンを有しており、
前記引き出し配線が、前記接用プレーンから前記絶縁基体の前記側面に導出されていることを特徴とする請求項１記載の半導体素子収納用パッケージのめっき方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピングリッドアレイ型の半導体素子収納用パッケージの外部リードピン等に電解めっきを施す半導体素子収納用パッケージのめっき方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路素子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としてピングリッドアレイ型の半導体素子収納用パッケージが知られている。従来のピングリッドアレイ型半導体素子収納用パッケージは、例えば図６に断面図で示すように、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックス材料から成り、上面中央部に半導体素子Ｓを収容するための凹部32ａを有するとともに、凹部32ａの内側から凹部32ａの外部の上面にかけて導出する複数のメタライズ配線導体34を有する絶縁基体32と、メタライズ配線導体34に電気的に接続されるとともに絶縁基板32の凹部32ａ外部上面に立設された略円柱状の複数の外部リードピン33とを具備しており、絶縁基体32の凹部32ａ内に半導体素子Ｓを収容固定するとともに、半導体素子Ｓの各電極をメタライズ配線導体34にボンディングワイヤＷ等の電気的接続手段を介して電気的に接続し、しかる後、絶縁基体32の上面に図示しない蓋体やポッティング樹脂を接合させ、絶縁基体32の凹部32ａ内に収容された半導体素子Ｓを気密に封止することによって製品として半導体装置となる。そして、この半導体装置は、外部リードピン33を外部電気回路基板の配線導体に半田付けやソケット等を介して接続することによって外部電気回路基板に実装されるとともに内部に収容する半導体素子Ｓの各電極（接地用電極，電源用電極，信号用電極）が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【０００３】
ところで、このような従来のピングリッドアレイ型の半導体素子収納用パッケージは、通常であれば、メタライズ配線導体34や外部リードピン33が酸化腐食するのを防止するとともに、メタライズ配線導体34とボンディングワイヤＷ等との接続および外部リードピン33と外部電気回路基板との接続を良好とするためにメタライズ配線導体34の露出表面および外部リードピン33の露出表面に１〜10μｍ程度の厚みのニッケルめっきおよび0.1 〜３μｍ程度の厚みの金めっきが電解めっきにより順次施されている。
【０００４】
このような従来のピングリッドアレイ型の半導体素子収納用パッケージにおいて、メタライズ配線導体34および外部リードピン33の露出表面にニッケルめっきや金めっき等を電解めっきにより施すには、例えば図７に断面図で示すように、各メタライズ配線導体34から絶縁基体32の側面にかけて導出するとともに、この側面上で電気的に共通に接続されためっき用のメタライズ引き出し導体35を設けておき、この絶縁基板32の側面をめっき用のラック21で保持するとともに、ラック21からメタライズ引出し導体35を介して各メタライズ配線導体34およびこれに接続された外部リードピン33に電解めっきのための電荷を供給することによって電解めっきを施す方法が採用されていた。そして、その後、メタライズ引出し導体35で絶縁基体32の側面部位を機械的研削法等により除去することによって、各メタライズ配線導体34およびこれに接続された外部リードピン33を電気的に独立させ、パッケージとして完成させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のピングリッドアレイ型半導体素子収納用パッケージによると、メタライズ引出し導体35が各メタライズ配線導体34から分岐して絶縁基体32の側面に導出するように設けられており、このため、メタライズ引き出し導体35で絶縁基体32の側面部位を除去して各メタライズ配線導体34およびこれに接続された外部リードピン33を電気的に独立させた後、凹部32ａ内に半導体素子Ｓを収容し、この半導体素子Ｓの信号用電極に接続された信号用のメタライズ配線導体34に例えば100 ＭＨｚ以上の高速の信号を伝播させた場合、信号用のメタライズ配線導体34とメタライズ引出し導体35との分岐点やメタライズ引出し導体35の先端で信号の一部が反射して、これが信号用のメタライズ配線導体34を伝播する信号中にノイズとして入り込んでしまい、その結果、半導体素子Ｓに誤動作を発生させてしまうという問題点を有していた。
【０００６】
そこで、このような問題点を解決するために、図８に断面図で示すように、メタライズ配線導体44を有する絶縁基体42に、メタライズ配線導体44から分岐するメタライズ引出し導体を設けないでおくとともに、メタライズ配線導体44に接続された各外部リードピン43を厚みが0.05〜0.5 ｍｍ程度の薄い金属板から成る連結部材11で繋いで電気的に共通に接続し、絶縁基体42の側面をめっき用のラック51で保持するとともに、ラック51から延びる通電棒55を連結部材11の縁端に接触させ、ラック51から連結部材11を介して外部リードピン43およびこれに接続されたメタライズ配線導体44に電解めっきのための電荷を供給することによってメタライズ配線導体44および外部リードピン43に電解めっきを施すようになしたピングリッドアレイ型半導体素子収納用パッケージが提案されている。なお、この半導体素子収納用パッケージに電解めっきを施す際に用いられる連結部材11は、予め外部リードピン43と対応する位置に外部リードピン43と嵌合可能な貫通孔が設けられており、この貫通孔に外部リードピン43を嵌合させることによって全ての外部リードピン43を繋いで電気的に共通に接続する。この半導体素子収納用パッケージにおいては、各外部リードピン43およびこれに接続されたメタライズ配線導体44に電解めっきを施した後、各外部リードピン43を繋ぐ連結部材11を取り除くことによって、各外部リードピン43およびこれに接続されたメタライズ配線導体44が電気的に独立してパッケージとして完成する。そして、この半導体素子収納用パッケージの場合、各メタライズ配線導体44には途中から分岐するメタライズ引出し導体が接続されていないので、たとえ100 ＭＨｚを超えるような高速の信号を信号用のメタライズ配線導体44に伝播させたとしても、その信号が信号用のメタライズ配線導体44の途中で反射することはなく、従って半導体素子Ｓを正常に作動させることができる。
【０００７】
しかしながら、この半導体素子収納用パッケージによると、これに電解めっきを施す際に使用される連結部材11が厚みが0.05〜0.5 ｍｍ程度の薄い金属板から成り、そのためわずかな外力等により変形しやすいことから各外部リードピン43を繋ぐ連結部材11の縁端部にラック51の通電棒55を接触させた際に通電棒55の接触により連結部材11が変形してずれやすく、そのようなずれが発生した場合、連結部材11と外部リードピン43との電気的な接続が不安定となってしまい、そのため各外部リードピン43およびこれに接続されたメタライズ配線導体44に所定厚みの電解めっきが安定して施されずに、その結果、メタライズ配線導体44とボンディングワイヤＷとの接続および外部リードピン43と外部電気回路基板との接続が不安定なものとなってしまうという問題点を誘発する。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、高速の信号を信号用の配線導体に反射を起こすことなく伝達させて半導体素子を正常に作動させることができるとともに、全ての外部リードピンおよび配線導体の露出表面に電解めっきを所定厚みに安定して施こすことにより配線導体とボンディングワイヤ等との接続および外部リードピンと外部電気回路基板との接続が良好なものとなる半導体素子収納用パッケージを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の方法は、絶縁基体と、前記絶縁基体に形成された接地用、電源用および信号用の複数の配線導体と、前記複数の配線導体に電気的に接続されており、前記絶縁基体の主面に設けられた複数の外部リードピンと、を備えた半導体素子収納用パッケージのめっき方法であって、前記半導体素子収納用パッケージは、前記複数の配線導体のうち接地用配線導体または電源用配線導体から前記絶縁基体の側面に導出されており、前記複数の配線導体のうち信号用配線導体には接続されていない引き出し導体をさらに備えており、前記複数の外部リードピンの各々を導電性の連結部材によって電気的に接続して、前記引き出し導体から電解めっきのための電荷を供給して、前記複数の外部リードピンおよび前記複数の配線導体の露出表面に電解めっきを施すものである。
【００１０】
本発明の半導体素子収納用パッケージのめっき方法によると、外部リードピンの全てを導電性の連結部材で繋いで電気的に共通に接続するとともに接地用または電源用の配線導体から絶縁基体の側面に導出する引き出し導体を設け、しかる後、この引出し導体から電解めっきのための電荷を供給することによって全ての外部リードピンおよびこれに接続された配線導体の露出表面に電解めっきを施すようになしたことから、外部からの電荷供給手段を連結部材に直接、接続させることがないので、そのような電荷供給手段との接触によって連結部材がずれるようなことがなく、したがって、すべての外部リードピンおびこれに接続された配線導体の露出表面に所定厚みの電解めっきを安定して施すことができる。また、引出し導体は、接地用または電源用の配線導体から絶縁基板の側面に延びており、信号用の配線導体には設けられていないことから、たとえ信号用の配線導体に高速の信号を伝播させたとしても、その信号が信号用の配線導体の途中で反射するようなことはない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の半導体素子収納用パッケージのめっき方法を添付の図面を基に説明する。
【００１２】
まず、図１に断面図で示すように、ピングリッドアレイ型の半導体素子収納用パッケージ１と、導電性の連結部材11とを準備する。
【００１３】
半導体素子収納用パッケージ１は、略四角平板状の絶縁基体２と外部リードピン３とから構成されており、絶縁基体２の上面外周部に複数の外部リードピン３が立設されている。なお、この例では外部リードピン３は絶縁基体２の上面外周部に立設されているが、外部リードピン３は絶縁基体２の下面の外周部または全面に立設されていても構わない。
【００１４】
絶縁基体２は、例えば酸化アルミニウム質焼結体や窒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・窒化珪素質焼結体・ガラス−セラミックス等の電気絶縁材料から成り、その上面中央部に半導体素子を収容するための階段状の凹部２ａを有するとともに、凹部２ａ内の上面から凹部２ａ外の上面にかけて導出するタングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成る接地用配線導体４ａ・電源用配線導体４ｂ・信号用配線導体４ｃがそれぞれ複数本ずつ設けられている。各配線導体４ａ・４ｂ・４ｃは、凹部２ａ内に収容される半導体素子の各電極を外部リードピン３にそれぞれ電気的に接続するための導電路として機能し、その凹部２ａ内の露出した部位には半導体素子の接地用電極・電源用電極・信号用電極がボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介してそれぞれ電気的に接続される。そして、配線導体４ａ・４ｂ・４ｃで絶縁基体２の凹部２ａ外の上面に導出した部位には、外部リードピン３が銀ろう等のろう材を介して接合されており、これにより各配線導体４ａ・４ｂ・４ｃとこれに対応する外部リードピン３とが互いに電気的に接続されている。また、この例においては、接地用配線導体４ａの一部および電源用配線導体４ｂの一部がそれぞれ互いに対向する広面積の接地用プレーン４ａｐおよび電源用プレーン４ｂｐを形成しており、これらのプレーン４ａｐ・４ｂｐ間に生じる静電容量をいわゆるデカップリングコンデンサとして作用させることにより接地および電源間ノイズを軽減し、半導体素子に接地および電源間ノイズによる誤動作が発生することを防止するようにしている。
【００１５】
さらに、各配線導体４ａ・４ｂ・４ｃのうち、接地用配線導体４ａの接地用プレーン４ａｐから絶縁基体２の側面にかけては、配線導体４ａ・４ｂ・４ｃと同様にタングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成るめっき用の引き出し導体５が設けられている。引き出し導体５は、接地用配線導体４ａおよびこれに接続された外部リードピン３に電解めっきのための電荷を絶縁基体２の側面から供給するための供給路として機能し、その絶縁基体２側面に導出した部位に後述するめっき用ラックの導電部を接触させることにより接地用配線導体４ａおよびこれに接合された外部リードピン３とめっき用ラックとが電気的に接続される。なお、このようなめっき用の引き出し導体５は、めっき用ラックとの接触を良好とするとともにその電気抵抗を小さいものとするために接地用プレーン４ａｐの複数箇所から絶縁基体２の少なくとも相対向する２つの側面に導出するように設けることが好ましい。また、この例では引き出し導体５は接地用配線導体４ａから絶縁基体２の側面にかけて設けられているが、引き出し導体５は接地用配線導体４ａに代えて電源用配線導体４ｂから絶縁基体２の側面にかけて設けられてもよい。ただし、引出し導体５は、信号用配線導体４ｃに接続するように設けてはならない。引き出し導体５を信号用配線導体４ｃに接続するように設けると、信号用配線導体４ｃに高速の信号を伝播させた場合に、その信号の一部が信号用配線導体４ｃの途中で反射して信号用配線導体４ｃを伝播する高速の信号にノイズを発生させ、その結果、ノイズにより半導体素子を正常に作動させることができなくなってしまう。
【００１６】
このような絶縁基体２は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して泥漿状となすとともに、これをドクターブレード法等のシート成形法を採用してシート状となすことによって複数枚のセラミックグリーンシートを得、しかる後、これらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに各配線導体４ａ・４ｂ・４ｃおよび引き出し導体５となる金属ペーストをスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して所定のパターンに印刷塗布し、最後にこれらのセラミックグリーンシートを上下に積層するとともに約1600℃の高温で焼成することによって製作される。なお、各配線導体４ａ・４ｂ・４ｃおよび引き出し導体５となる金属ペーストは、例えば各配線導体４ａ・４ｂ・４ｃおよび引き出し導体５がタングステンメタライズから成る場合であれば、タングステン粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して適当な粘度のペースト状となすことによって製作される。
【００１７】
また、各配線導体４ａ・４ｂ・４ｃに接合された外部リードピン３は、鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る直径が0.1 〜１ｍｍ程度の略円柱状であり、各配線導体４ａ・４ｂ・４ｃで絶縁基体２の凹部２ａ外の上面に導出した部位に銀−銅ろう等のろう材を介してろう付けされることにより、絶縁基体２の上面外周部に立設されている。この外部リードピン３は、凹部２ａの内部に収容する半導体素子を外部電気回路に電気的に接続するための端子として機能し、凹部２ａ内に半導体素子を収容するとともに半導体素子の各電極とこれに対応する各配線導体４ａ・４ｂ・４ｃとをボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して電気的に接続した後、外部リードピン３を外部電気回路基板の配線導体に半田付けやソケット等を介して電気的に接続することにより半導体素子の各電極を外部電気回路に電気的に接続する。
【００１８】
他方、連結部材11は、ステンレスや銅合金・鉄−ニッケル合金・鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る厚みが0.05〜0.5 ｍｍ程度の薄板であり、例えば図４に要部拡大平面図で示すように、半導体素子収納用パッケージ１の外部リードピン３に対応した位置に外部リードピン３と嵌合する貫通孔12を有している。貫通孔12は、外部リードピン３の直径より大きな略円形の挿入部12ａと、この挿入部12ａに連なり外部リードピン３の直径よりわずかに狭い幅の略長方形の嵌合部12ｂとから成り、各貫通孔12の嵌合部12ｂに対応する外部リードピン３を嵌合させることにより、全ての外部リードピン３が電気的に共通に接続されるようになっている。なお、この例では、貫通孔12は、略円形の挿入部12ａとこれに連なる略長方形の嵌合部12ｂとから成っているが、貫通孔12の形状はこれに限られるものではなく、例えば星形等の他の形状であってもよい。このような連結部材11は、ステンレス等から成る金属薄板にエッチング加工を施すことにより外部リードピン３と対応する位置に外部リードピン３と嵌合する貫通孔12を有するように形成される。
【００１９】
次に、図２に断面図で示すように、連結部材11の各貫通孔12に外部リードピン３を嵌合させて全ての外部リードピン３を連結部材11で繋いで電気的に共通に接続する。このとき、全ての外部リードピン３が連結部材11で電気的に共通に接続されることから、全ての外部リードピン３およびこれに接続された配線導体４ａ・４ｂ・４ｃは接地用配線導体４ａの接地用プレーン４ａｐを介して引出し導体５に電気的に接続されることとなり、引出し導体５から電解めっきのための電荷を供給して電解めっきすることにより全ての外部リードピン３およびこれに接続された配線導体４ａ・４ｂ・４ｃの露出表面に電解めっきを施すことが可能となる。なお、連結部材11の各貫通孔12に外部リードピンを嵌合させるには、図５（ａ）・（ｂ）に要部拡大平面図で示すように、貫通孔12の挿入部12ａ内に対応する外部リードピン３の先端部を挿入するとともに、外部リードピン３を嵌合部12ｂ側にずらすことによって各外部リードピン３を嵌合部12ｂ内に嵌めこむ方法が採用される。
【００２０】
そして、次に、図３に断面図で示すように、めっき用ラック21によって絶縁基体２の引き出し導体５が導出した側面を保持させる。めっき用のラック21は、銅合金等の良導電性材料から成る骨格22にステンレス等のばね性のある金属材料から成る把持腕23を絶縁基体２の幅より若干狭い間隔で互いに対向するように複数対接合して成るとともに、把持腕23の基部および骨格22を樹脂製の絶縁膜24で被覆して成る。なお、把持腕23の基部および骨格22を樹脂製の絶縁膜24で被覆してあるのは、ラック21に余計なめっきが施されるのを防止するためである。そして、把持腕23の絶縁膜24から露出した部位によって絶縁基体２の側面を把持することにより半導体素子収納用パッケージ１を保持するとともに、把持腕23の露出部と引き出し導体５とが接触し、これによりラック21と引き出し導体５とが互いに電気的に接続される。
【００２１】
そして、次に、これらを電解めっき液中に浸漬するとともに、引き出し導体５から電解めっきのための電荷を供給することによって全ての外部リードピン３およびこれに接続された配線導体４ａ・４ｂ・４ｃの露出表面に電解めっきを施す。このとき、めっき用ラック21は連結部材11に接触することがないので、ラック21の接触により連結部材11が変形してずれるようなことはいっさいなく、したがって、全ての外部リードピン３およびこれに接続された配線導体４ａ・４ｂ・４ｃの露出表面に所定厚みのめっきを安定して施すことができる。
【００２２】
そして最後に、半導体素子収納用パッケージ１をラック21から取り外すとともに半導体素子収納用パッケージ１から連結部材11を取り外すことによって、各外部リードピン３およびこれに接続された配線導体４ａ・４ｂ・４ｃの露出表面に電解めっきが施された半導体素子収納用パッケージ１が得られる。この場合、絶縁基体２の信号用配線導体４ｃには信号の反射を引き起こす引出し導体５が接続されていないことから、信号用配線導体４ｃに高速の信号を伝播させたとしても、その信号が信号用配線導体４ｃの途中で反射を起こすようなことはない。従って半導体素子を正常に作動させることができる。また、全ての外部リードピン３およびこれに接続された配線導体４ａ・４ｂ・４ｃの露出表面には所定厚みの電解めっきが施されるので、配線導体４ａ・４ｂ・４ｃとボンディングワイヤ等との接続および外部リードピン３と外部電気回路基板との接続を良好なものとすることができる。なお、引き出し導体５で絶縁基体２の側面に導出した部位は、絶縁基体２から機械的研削法等により除去されてもよいし、絶縁基体２に残したままでもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の半導体素子収納用パッケージのめっき方法によると、外部リードピンの全てを導電性の連結部材で繋いで電気的に共通に接続するとともに接地用または電源用の配線導体から絶縁基体の側面に導出する引き出し導体を設け、しかる後、この引出し導体から電解めっきのための電荷を供給することによって全ての外部リードピンおよびこれに接続された各配線導体の露出表面に電解めっきを施すようになしたことから、外部からの電荷供給手段を連結部材に直接、接続させることがないのでそのような電荷供給手段との接触によって連結部材がずれるようなことがなく、したがって全ての外部リードピンおよびこれに接続された配線導体に所定厚みの電解めっきを安定して施すことができ、その結果、配線導体とボンディングワイヤ等との接続および外部リードピンと外部電気回路基板との接続が良好な半導体素子収納用パッケージを提供することができる。また、引出し導体は、接地用または電源用の配線導体から絶縁基板の側面に延びており、信号用の配線導体には設けられていないことから、たとえ信号用の配線導体に高速の信号を伝播させたとしても、信号用の配線導体中で信号が反射するようなことはなく、その結果、半導体素子を正常に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体素子収納用パッケージのめっき方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図２】本発明の半導体素子収納用パッケージのめっき方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図３】本発明の半導体素子収納用パッケージのめっき方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図４】本発明のめっき方法に使用される連結治具を示す要部拡大平面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、本発明の半導体素子収納用パッケージの製造方法を説明するための要部拡大平面図である。
【図６】従来のめっき方法が適用された半導体素子収納用パッケージの断面図である。
【図７】従来のめっき方法を説明するための断面図である。
【図８】従来のめっき方法の他の例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１：半導体素子収納用パッケージ
２：絶縁基体
３：外部リードピン
４ａ：接地用配線導体
４ｂ：電源用配線導体
４ｃ：信号用配線導体
５：引出し導体
11：連結部材
【図１】
0004139023.tif 000002
【図２】
0004139023.tif 000003
【図３】
0004139023.tif 000004
【図４】
0004139023.tif 000005
【図５】
0004139023.tif 000006
【図６】
0004139023.tif 000007
【図７】
0004139023.tif 000008
【図８】
0004139023.tif 000009