(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を搭載するための略円板状のセラミック基板の側面に、前記半導体素子の電極を外部に接続するためのメタライズ端子が形成された切り欠き部を有して成るセラミック基板の製造方法であって、前記セラミック基板用の製品領域と該製品領域を囲繞する捨て代領域とから成り、前記製品領域と前記捨て代領域との間に前記切り欠き部用の穴を有するとともに、該穴の内壁に前記メタライズ端子用のメタライズ層が付着されて成るセラミック焼結体を得た後、該セラミック焼結体の前記捨て代領域を研削除去して前記セラミック基板を得ることを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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に用いられる円形のセラミック基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路素子や半導体撮像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、円形の半導体素子収納用パッケージが知られている。このような円形の半導体素子収納用パッケージの例を図１に斜視図で示す。
【０００３】
この例の半導体素子収納用パッケージは、セラミック基板１と蓋体２とから主に構成されている。そして、このセラミック基板１と蓋体２とから成るパッケージの内部に半導体素子３を気密に収容するようになっている。
【０００４】
セラミック基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成り、その上面側の中央部には半導体素子３を収容するための段付きの凹部１ａを有しており、この凹部１ａの底面には半導体素子３がろう材やガラス・樹脂等の接着剤を介して固着される。
【０００５】
なお、この例では凹部１ａの底面には、半導体素子３を固着するための下地金属として機能するメタライズダイパッド４が付着されている。
【０００６】
また、凹部１ａの段上には半導体素子３の各電極に対応した複数個のメタライズボンディングパッド５が形成されており、これらのメタライズボンディングパッド５には半導体素子３の各電極が金やアルミニウム等から成るボンディングワイヤ６を介して電気的に接続される。
【０００７】
さらに、セラミック基板１の側面には、複数の切り欠き部１ｂが形成されており、この切り欠き部１ｂの側面にはメタライズボンディングパッド５に電気的に接続されたメタライズ端子７が形成されている。
【０００８】
メタライズ端子７は、パッケージの内部に収容された半導体素子３の各電極を外部電気回路に電気的に接続するための端子であり、パッケージの内部に半導体素子３を収容した後、このメタライズ端子７を外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接合することによって、半導体素子３の各電極が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【０００９】
このとき、メタライズ端子７は、セラミック基板１の側面に設けられた切り欠き部１ｂ内に形成されているので、これを外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接合すると、切り欠き部１ｂ内で外部電気回路基板の配線導体とメタライズ端子７との間に大きな半田の溜まりが立体的に形成され、両者が強固に接合される。
【００１０】
さらにまた、セラミック基板１はその上面外周部が封止面となっており、凹部１ａ底面に半導体素子３を固着するとともに半導体素子３の各電極とメタライズボンディングパッド５とを電気的に接続した後、この上面外周部に例えば金属やセラミック・ガラス等から成る蓋体２をろう材や半田・ガラス・樹脂等から成る封止材を介して接合することによってセラミック基体１と蓋体２とから成るパッケージの内部に半導体素子３が気密に収容されることとなる。
【００１１】
なお、この例ではセラミック基板１の上面外周部には、蓋体２を接合するための下地金属として機能するメタライズシールリング８が付着されている。
【００１２】
ところで、上述のようなセラミック基板１は、従来は下記のようにして製作されていた。
【００１３】
まず、図２（ａ）に上面図で、図２（ｂ）に断面図で示すような未焼成の生セラミック成形体10を準備する。
【００１４】
生セラミック成形体10は、セラミック基板１となる製品領域11と、これを囲繞する捨て代領域12とから成り、複数枚のセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施すとともに金属ペーストを塗布し、これらのセラミックグリーンシートを熱圧着等により積層一体化することにより形成される。
【００１５】
各製品領域11には、凹部１ａとなる凹部11ａが形成されているとともに、それぞれメタライズダイパッド４・メタライズボンディングパッド５・メタライズシールリング８となる金属ペースト14・15・18が塗布されている。
【００１６】
また、各製品領域11と捨て代領域12との間には切り欠き部１ｂとなる貫通および非貫通の穴11ｂが形成されており、この穴11ｂの内壁にはメタライズ端子７となる金属ペースト17が塗布されている。
【００１７】
次に、図７に示すように、生セラミック成形体10の製品領域11を円筒状のポンチ20を用いて打ち抜き、この打ち抜いた製品領域11を高温で焼成することによって図１に示すようなセラミック基板１が得られる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のセラミック基板の製造方法によると、セラミックグリーンシートを積層して得られる生セラミック成形体は柔らかく、外力により塑性変形しやすい性質を有していることから、未焼成の生セラミック成形体の製品領域を円筒状のポンチで打ち抜く際に、ポンチにより製品領域の外周部に印加される圧力や応力等により切り欠き部が変形してしまいやすく、そのような変形があれば、切り欠き部に形成されたメタライズ端子を外部電気回路基板の配線導体に正確かつ強固に接続することができなくなってしまうという問題点を有していた。
【００１９】
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、セラミック基板の外周部に形成された切り欠き部に変形がなく、メタライズ端子を外部電気回路基板の配線導体に正確かつ強固に接続することが可能なセラミック基板を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック基板の製造方法は、半導体素子を搭載するための略円板状のセラミック基板の側面に、半導体素子の電極を外部に接続するためのメタライズ端子が形成された切り欠き部を有して成るセラミック基板の製造方法であって、セラミック基板用の製品領域と、この製品領域を囲繞する捨て代領域とから成り、製品領域と捨て代領域との間に切り欠き部用の穴を有するとともに、この切り欠き部用の穴の内壁にメタライズ端子用のメタライズ層が付着されて成るセラミック焼結体を得た後、このセラミック焼結体の捨て代領域を研削除去してセラミック基板を得ることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明のセラミック基板の製造方法によれば、製品領域と捨て代領域との間に切り欠き部用の穴を有する硬くて塑性変形することのないセラミック焼結体を得た後、このセラミック焼結体の捨て代領域を研削除去してセラミック基板を得るようにしたことから、セラミック基板の側面に形成された切り欠き部が変形したものとなることがない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のセラミック基板の製造方法の実施の形態の一例を説明する。
【００２３】
ここでは、前述した図１に示すセラミック基板１を製造する場合について説明する。まず、従来の場合と同様に、前述した図２に示す未焼成の生セラミック成形体10を準備する。
【００２４】
生セラミック成形体10は、例えば図３に斜視図で示すように３枚のセラミックグリーンシート31・32・33に凹部11ａを形成するための貫通穴31ａ・32ａおよび穴11ｂを形成するための貫通穴31ｂ・32ｂ・33ｂを形成するとともに、金属ペースト14・15・17・18を塗布し、これらのセラミックグリーンシート31・32・33を上下に積層して熱圧着することによって得られる。
【００２５】
なお、セラミックグリーンシート31・32・33は、例えば酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダー・有機溶剤を添加混合して泥漿状となすとともに、これを例えばドクターブレード法を採用してシート状となすことによって製作され、貫通穴31ａ・31ｂ・32ａ・32ｂ・33ｂは打ち抜き加工を施すことによって形成される。
【００２６】
また、金属ペースト14・15・17・18は、例えばタングステンやモリブデン等の金属粉末に適当な有機バインダー・有機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り製作され、スクリーン印刷法等により所定のパターンに塗布される。
【００２７】
次に、図４に斜視図で示すように、生セラミック成形体10から製品領域11およびその周りの捨て代領域12を例えばカッター刃等を用いて８角形に切り出す。
【００２８】
なお、この例では８角形に切り出したが４角形や６角形あるいは円形等の他の形状に切り出してもかまわない。
【００２９】
次に、切り出した製品領域11および捨て代領域12を高温で焼成し、図５（ａ）に斜視図で、図５（ｂ）に断面図で示すように、製品領域41と捨て代領域42とから成るセラミック焼結体40を得る。
【００３０】
製品領域41は、実質的にセラミック基板１と同一の構成を含み、凹部１ａおよびメタライズダイパッド４・メタライズボンディングパッド５・メタライズシールリング８を有している。
【００３１】
また、セラミック焼結体40は、製品領域41と捨て代領域42との間に切り欠き部１ｂとなる穴41ｂを有しており、この穴41ｂの内壁にはメタライズ端子７となるメタライズ層47が付着されている。
【００３２】
次に、図６（ａ）・（ｂ）に斜視図で示すように、セラミック焼結体40の側面を研削用の砥石50で研削して捨て代領域42を除去し、円形のセラミック基板１を得る。
【００３３】
このとき、セラミック焼結体40は焼結しているので硬くて塑性変形することはないので、研削の圧力や応力等により切り欠き部１ｂが変形してしまうようなことは一切ない。
【００３４】
なお、セラミックス焼結体40の捨て代領域42を研削除去して得られたセラミックス基板１は、側面の切り欠き部１ｂの深さが0.1 ｍｍ未満であると、切り欠き部１ｂに形成されたメタライズ端子７を外部電気回路基板の配線導体に半田を介して接合する際に、メタライズ端子７と外部電気回路基板の配線導体との間に大きな半田の溜まりが形成されずに両者を強固に接続できなくなる危険性が大きなものとなり、また、セラミック焼結体40の穴41ｂの径の半分を超えると、切り欠き部１ｂと絶縁基体１の外周側面との角部が鋭角となって欠けが発生する危険性が大きなものとなる。したがって、セラミック焼結体40の捨て代領域42を研削除去して得られたセラミック基板１は、側面の切り欠き部１ｂの深さが0.1 ｍｍ以上、かつ穴41ｂの径の半分以下となるように研削されていることが望ましい。
【００３５】
かくして、本発明のセラミック基板の製造方法によれば、円形のセラミック基板１の側面に形成された切り欠き部１ｂに変形がなく、この切り欠き部１ｂ内に形成されたメタライズ端子７を外部電気回路基板の配線導体に正確かつ強固に接続させることが可能なセラミック基板１を提供することができる。
【００３６】
なお、上述のようにして得られるセラミック基板１は、通常であれば、メタライズダイパッド４・メタライズボンディングパッド５およびメタライズシールリング８の表面にニッケルめっきおよび金めっきが施されるが、このようなめっきは、セラミック焼結体40の捨て代領域42を研削する前に施してもよいし、セラミック焼結体40の捨て代領域42を研削除去してセラミック基板１を得た後に施してもよい。ただし、セラミック焼結体40の捨て代領域42を研削する前にそのようなめっきを施すと、捨て代領域42を研削除去してセラミック基板１を得た後、メタライズ端子７の研削面がめっきで覆われずに直接露出して耐蝕性が劣ったものとなる危険性がある。したがって、そのようなめっきは、セラミック焼結体40の捨て代領域42を研削除去してセラミック基板１を得た後に施すことが好ましい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のセラミック基板の製造方法によれば、製品領域と捨て代領域との間に切り欠き部用の穴を有する硬くて塑性変形することのないセラミック焼結体を得た後、このセラミック焼結体の捨て代領域を研削除去してセラミック基板を得るようにしたことから、セラミック基板の側面に形成された切り欠き部が変形したものとなることはなく、切り欠き部内に形成されたメタライズ端子を外部電気回路基板の配線導体に正確かつ強固に接続させることが可能なセラミック基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】円形のセラミック基板の例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すセラミック基板となる生セラミック成形体を示す上面図および断面図である。
【図３】図２に示す生セラミック成形体の製法を説明するための斜視図である。
【図４】本発明のセラミック基板の製造方法を説明するための斜視図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は本発明のセラミック基板の製造方法を説明するための斜視図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は本発明のセラミック基板の製造方法を説明するための斜視図である。
【図７】従来のセラミック基板の製造方法を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１・・・・・・セラミック基板
１ｂ・・・・・・切り欠き部
３・・・・・・半導体素子
７・・・・・・メタライズ端子
40・・・・・・セラミック焼結体
41・・・・・・製品領域
41ｂ・・・・・・穴
42・・・・・・捨て代領域
47・・・・・・メタライズ層
【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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