(57)【要約】【課題】広い帯域における電気的特性を維持しつつリードの接合強度を向上することができるリード付基板、半導体パッケージ、及びリード付基板の製造方法を提供する。【解決手段】リード付基板は、裏面メタライズ部２６が形成されたベース基板１１と、裏面メタライズ部２６に接合される接合部３１と接合部３１から延出し裏面メタライズ部２６と離間する延出部３２とを備えるとともに、接合部３１に裏面メタライズ部２６との間に隙間を形成する隙間形成部としての段差部３４を有し、隙間に配置された接合材としての銀ロウ２０により裏面メタライズ部２６に接合されるリード３０と、を備えたことを特徴とする。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定領域がメタライズされたメタライズ部を有する基板と、
前記メタライズ部に接合される接合部と前記接合部から延出し前記メタライズ部と離間する延出部とを備えるとともに、前記接合部に前記メタライズ部との間に隙間を形成する隙間形成部を有し、前記隙間に配置された接合材により前記メタライズ部に接合されるリードと、を備えたことを特徴とするリード付基板。
【請求項２】
前記隙間形成部は、前記基板の主面方向と交差する方向に延びる段差面を有し、
前記段差面は前記メタライズ部の端縁よりも内側に配置され、
前記リードが前記メタライズ部に接合された接合状態において、前記接合材により前記メタライズ部の端縁と前記段差面との間にメニスカスが形成されることを特徴とする請求項１記載のリード付基板。
【請求項３】
前記リードは、前記隙間形成部を挟んで一方側の厚みが、他方側の厚みよりも大きく構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のリード付基板。
【請求項４】
前記リードの前記メタライズ部に接合される面に前記隙間形成部としての切欠部が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のリード付基板。
【請求項５】
一方の主面上にメタライズされた第１メタライズ部が形成された基板と、
前記基板の一方の主面に接合された枠状のフレームと、
前記フレームの内側において、前記基板の一方の主面上に配置された半導体装置と、
前記フレーム上に接合され、前記フレームの内側に形成される中空部を気密封止する蓋部材と、
前記基板の他方の主面上において、前記基板を貫くビアホールを介して前記第１メタライズ部に接続されてメタライズされた第２メタライズ部と、
前記基板の他方の主面に接合された金属板と、
を備え、
前記第２メタライズ部に接合される接合部と前記第２メタライズ部から離間して前記接合部から延出する延出部とを備えるとともに、前記接合部に前記第２メタライズ部との間に隙間を形成する隙間形成部を有し、前記隙間に配置された接合材により前記第２メタライズ部に接合されるリードと、
を備えたことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項６】
基板の所定領域がメタライズされたメタライズ部に、接合材を配置する工程と、
前記メタライズ部に接合される接合部と前記メタライズ部から離間して延出する延出部とを備えるとともに前記接合部に前記メタライズ部との間に隙間を形成する隙間形成部を有するリードを、前記隙間形成部が前記メタライズ部の端縁よりも内側に位置するように、前記接合材上に配置する工程と、
前記接合材を、前記隙間に配置された状態で、熱処理により前記接合材を溶融及び固化させ、前記リードと前記メタライズ部とを接合する工程と、
を備えたことを特徴とするリード付基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば高周波半導体パッケージに用いられるリード付基板、半導体パッケージ、及びリード付基板の製造方法に関し、特に、リードの接合強度を向上するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波半導体パッケージの伝送線路方式として、マイクロストリップ線路が知られている。この伝送線路方式において、金属箔のリードが用いられるものがある（例えば、特許文献１参照）。例えば、図１０及び図１１に示すように、金属のリードはセラミック材からなる基板の表面に形成されたメタライズ部に銀ロウ付けにより接合される。高周波半導体パッケージを薄型化するにはセラミック板厚を薄く構成することが求められるが、所望のインピーダンスを得るにあたり、表面のメタライズ幅は基板の厚さに応じて決定されるので、基板を薄型にすると、表面のメタライズ部の幅Ｗやリードの幅を狭く設定することになる。このため、銀ロウとリードとの接合部位の面積が小さくなり、所望の接合強度を維持するのが困難となる。したがって、図１１に示すように上方への引張力Ｆが発生した際等に、リードが接合部位の端部側から剥離するなどの不都が生じる場合がある。
【０００３】
これに鑑みて、図１２及び図１３に示すように、セラミックの基板を多層構造に構成し、表面メタライズ部が形成されるセラミック板に切欠きを設け、この切欠きの側面にメタライズ部を形成し、切欠き部分に銀ロウを溜め、接合部位の端部にメニスカスを形成することで、接合強度を向上させる技術が提供されている。
【特許文献１】特開２００３−５１５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の技術では、次のような問題があった。すなわち、上記の構造では、側面のメタライズ部が表面のメタライズ部に導通して連続形成されることとなるため、電気的には、表面のメタライズ部にスタブが延出形成された場合と同様の影響が生じ、電気的特性が劣化する。特に高周波帯域においては、この影響が顕著となる。
【０００５】
そこで、本発明は、広い帯域における電気的特性を維持しつつリードの接合強度を向上することができるリード付基板、半導体パッケージ、及びリード付基板の製造方法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】
【０００６】
本発明の一形態にかかるリード付基板は、所定領域がメタライズされたメタライズ部を有する基板と、前記メタライズ部に接合される接合部と前記接合部から延出し前記メタライズ部と離間する延出部とを備えるとともに、前記接合部に前記メタライズ部との間に隙間を形成する隙間形成部を有し、前記隙間に配置された接合材により前記メタライズ部に接合されるリードと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の一形態にかかるリード付基板は、前記隙間形成部は、前記基板の主面方向と交差する方向に延びる段差面を有し、前記段差面は前記メタライズ部の端縁よりも内側に配置され、前記リードが前記メタライズ部に接合された接合状態において、前記接合材により前記メタライズ部の端縁と前記段差面との間にメニスカスが形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一形態にかかるリード付基板は、前記リードは、前記隙間形成部を挟んで一方側の厚みが、他方側の厚みよりも大きく構成されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の一形態にかかるリード付基板は、前記リードの前記メタライズ部に接合される面に前記隙間形成部としての切欠部が形成されたことを特徴とする
本発明の一形態にかかる半導体パッケージは、一方の主面上にメタライズされた第１メタライズ部が形成された基板と、前記基板の一方の主面に接合された枠状のフレームと、前記フレームの内側において、前記基板の一方の主面上に配置された半導体装置と、前記フレーム上に接合され、前記フレームの内側に形成される中空部を気密封止する蓋部材と、前記基板の他方の主面上において、前記基板を貫くビアホールを介して前記第１メタライズ部に接続されてメタライズされた第２メタライズ部と、前記基板の他方の主面に接合された金属板と、を備え、前記第２メタライズ部に接合される接合部と前記第２メタライズ部から離間して前記接合部から延出する延出部とを備えるとともに、前記接合部に前記第２メタライズ部との間に隙間を形成する隙間形成部を有し、前記隙間に配置された接合材により前記第２メタライズ部に接合されるリードと、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の一形態にかかるリード付基板の製造方法は、基板の所定領域がメタライズされたメタライズ部に、接合材を配置する工程と、前記メタライズ部に接合される接合部と前記メタライズ部から離間して延出する延出部とを備えるとともに前記接合部に前記メタライズ部との間に隙間を形成する隙間形成部を有するリードを、前記隙間形成部が前記メタライズ部の端縁よりも内側に位置するように、前記接合材上に配置する工程と、前記接合材を、前記隙間に配置された状態で、熱処理により前記接合材を溶融及び固化させ、前記リードと前記メタライズ部とを接合する工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、広い帯域における電気的特性を維持しつつリードの接合強度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の第１実施形態にかかるリード付基板、半導体パッケージ、及びリード付基板の製造方法について、図１乃至図７を参照して説明する。なお、各図において適宜構成を拡大・縮小・省略して概略的に示している。図中矢印Ｘ、Ｙ、及びＺはそれぞれ直交する３方向を示している。矢印Ｚは上下方向に沿い、表面側（他方の主面側）を指す。
【００１３】
図１乃至図４に示すように、高周波半導体パッケージ１は、ベース基板１１と、ベース基板１１の表面（他方側の主面）側に接合されたフレーム１３と、フレーム１３の内側に配置された半導体装置１４と、フレーム１３の上にはんだで接合され、フレーム１３の内側部分の中空部１５を減圧状態で気密封止する蓋部材１６（図３及び図４にのみ図示）と、ベース基板１１の裏面（一方側の主面）側に接合された金属板１７とを備えて構成されている。高周波半導体パッケージ１の伝送方式はマイクロストリップラインである。
【００１４】
ベース基板１１は、例えばアルミナ（ＡＬ２Ｏ３）からなり、厚さｔ１が例えば０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の矩形状に構成されている。
【００１５】
ベース基板１１の表面の周縁近傍には金属材からなるフレーム１３が銀ロウ２０で接合されている。ベース基板１１の表面であってフレーム１３の内側には半導体装置１４が実装されている。
【００１６】
ベース基板１１の表面２１には、例えばＷ焼結体からなり、半導体装置１４に接続される所定の配線パターンを構成する表面メタライズ部２２が形成されている。表面メタライズ部２２の線幅Ｗ１は、特性インピーダンスやベース基板１１の誘電率などに応じて決定され、例えばここでは０．３ｍｍ程度に構成されている。ベース基板１１の周縁近傍における表面メタライズ部２２の端部位置には、ベース基板１１をその表裏に渡って貫通するビアホール２３が形成されている。
【００１７】
ベース基板１１の裏面側は金属板１７に覆われている。金属板１７は、例えばＣｕＷ、ＣｕＭｏ、ＦｅＮｉＣｏ等からなり、その厚さｔ２は例えば０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度に構成され、ベース基板１１の裏面に例えばＡｇＣｕ共晶からなる銀ロウ２０により接合されている。金属板１７の周縁は、ベース基板１１のビアホール２３付近に対応する所定箇所に複数の切欠部２５を有する矩形状に構成されている。したがって、ベース基板１１のうち、切欠部２５に対応する周縁部分は露出している。
【００１８】
ベース基板１１の裏面の露出部分には、ビアホール２３の裏面側の端部からベース基板の端縁に至る所定の配線パターンを構成する裏面メタライズ部２６が形成されている。裏面メタライズ部２６は、表面メタライズ部２２と同様に、Ｗ焼結体からなるとともにその線幅Ｗ１が０．３ｍｍ程度に構成されている。裏面メタライズ部２６の先端部分近傍にリード３０が銀ロウ２０により接合されている。
【００１９】
次に、リード３０の接合構造について、図５乃至図７を参照して説明する。なお、図５乃至図７においては裏面が上方に位置し、表面が下方に位置するように示す。
【００２０】
リード３０は、裏面メタライズ部２６に接合される接合部３１と裏面メタライズ部２６から離間して延出する延出部３２とを備えるとともに、接合部３１の端部に段差部３４を有している。
【００２１】
リード３０は、例えばＦｅＮｉＣｏ合金からなる断面正方形の棒状部材の長手方向における一端側がハーフエッチングで除去されることにより、厚みの大きい厚部３５と、厚みの小さい薄部３６とを、隙間形成部としての段差部３４を介して一体に有する細長部材からなる。細長部材の線幅Ｗ２は０．２ｍｍ程度であり、厚部３５、段差部３４及び薄部３６において一様である。この細長部材の段差部３４及び薄部３６が図６及び図７に示すように湾曲されてリード３０が形成されている。段差部３４のコーナー部分は滑らかな曲面３８を構成している。
【００２２】
厚部３５の厚さｔ３は０．２ｍｍ程度に構成されている。厚部３５はＸ方向に延びるとともにその表面側が、銀ロウ２０により裏面メタライズ部２６に接合されている。
【００２３】
薄部３６の厚さｔ４はｔ３の１／２の０．１ｍｍ程度に構成されている。段差部３４により、薄部３６は、Ｚ方向において裏面メタライズ部２６から所定距離ｄ１だけ離間している。薄部３６の、段差部３４近傍の端部、すなわち基端部側は、銀ロウ２０により、裏面メタライズ部２６に接合され、接合部３１を構成する。
【００２４】
薄部３６の先端側は、湾曲され、裏面メタライズ部２６から裏面側に離間して、Ｘ方向またはＹ方向を含む面方向に延び、延出部３２を構成している。この延出部３２の先端が実装基板（不図示）に接続されることにより高周波半導体パッケージ１が実装される。
【００２５】
リード３０は、段差部３４に形成されるＺ方向に延びる段差面３４ａの端縁が、Ｙ方向においてベース基板１１の端縁１１ａ及び裏面メタライズ部２６の端縁２６ａからｄ２で示す所定距離、内側に位置するように配置されている。ｄ２は、例えば０．２ｍｍ程度である。
【００２６】
したがって、リード３０は、Ｚ方向において裏面メタライズ部と離間しつつＸ方向及びＹ方向を含む面方向において裏面メタライズ部２６を覆うオーバーラップ部４２を有するとともに、リード３０と裏面メタライズ部２６及びベース基板１１との間にはＺ方向にｄ１、面方向ｄ２の寸法を有する隙間４３が形成される。
【００２７】
本実施形態におけるリード３０と裏面メタライズ部２６との接合工程では、まず、印刷法などにより裏面メタライズ部２６上に銀ロウ２０が配置され、さらにこの銀ロウ２０の上にリード３０の接合部３１が配置される。このとき、段差面３４ａの表面側の端縁、すなわち図中下端部分が、裏面メタライズ部２６の端縁２６ａよりも所定距離ｄ１内側に配置される。この状態で、加熱、冷却等の熱処理により、銀ロウ２０が溶融及び固化し、銀ロウ２０によりリード３０と裏面メタライズ部２６とが接合される。このとき、銀ロウ２０の一部が隙間４３に溜まり、裏面メタライズ部２６の端縁２６ａとリード３０の段差部３４のコーナー部分の表面側、すなわち段差面３４ａの裏面側部分、との間にメニスカス４５が形成される。
【００２８】
本実施形態にかかるリード付基板、半導体パッケージ、及びリード付基板の製造方法は以下に掲げる効果を奏する。すなわち、リード３０に段差部３４を設けるとともに、裏面メタライズ部２６及びベース基板１１の端部から所定距離ｄ２だけオフセットさせたため、銀ロウ２０が溜まる隙間４３が形成され、接合の際に銀ロウ２０により大きいメニスカス４５が形成されるため、接合強度を向上させることができる。また、リード３０側に段差部３４を設けたため、裏面メタライズ部２６自体の長さを維持し、電気的な影響を回避することができる。リード３０側に段差を設ける構成としたため、複数層の基板を用いて基板側に段差を設けると比べて製造容易である。さらに、延出部３２全体を薄く構成したので曲げに強く、固いメッキを施した場合にも高い強度を確保できる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではない。例えば上記実施形態では隙間形成部として段差部３４を設け、リードの一端側の延出部３２全体を薄く構成したが、図８に示すようにリード３０の一部に切欠きを設け、この切欠き部分に裏面メタライズ部２６と離間する隙間を構成してもよい。また、上記実施形態では、ハーフエッチングによりリードに段差部３４を形成したが、プレス工程等により形成してもよい。また、図９に示すように段差部３４のコーナー部分が滑らかな曲面でない場合にも適用可能である。裏面メタライズ部２６にリード３０が接合される場合について例示したが、これに限られるものではなく、表面メタライズ部２２にも適用することが可能である。
【００３０】
この他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる高周波半導体パッケージを示す平面図。
【図２】同高周波半導体パッケージの底面図。
【図３】同高周波半導体パッケージの正面図。
【図４】同高周波半導体パッケージの側面図。
【図５】図２のＡ部分を拡大して示す斜視図。
【図６】図４のＢ部分を拡大して示す側面図。
【図７】本発明の一実施形態にかかるリードの構成を示す斜視図。
【図８】他の実施形態にかかる接合部を示す側面図。
【図９】他の実施形態にかかる接合部を示す側面図。
【図１０】接合部の一例を示す斜視図。
【図１１】接合部の一例を示す側面図。
【図１２】接合部の一例を示す斜視図。
【図１３】接合部の一例を示す側面図。
【符号の説明】
【００３２】
１…高周波半導体パッケージ、１１…ベース基板、１１ａ…端縁、１３…フレーム、１４…半導体装置、１５…中空部、１６…蓋部材、１７…金属板、２０…銀ロウ、２１…表面、２２…表面メタライズ部部（第１メタライズ部）、２３…ビアホール、２５…切欠部、２６…裏面メタライズ部（第２メタライズ部）、２６ａ…端縁、３０…リード、３１…接合部、３２…延出部、３４…段差部、３４ａ…段差面、３５…厚部、３６…薄部、３８…曲面、４２…オーバーラップ部、４３…隙間、４５…メニスカス。
【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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