JP2001237335A - 半導体素子収納用パッケージおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光透過領域に金属ペーストや異物等が付着する
のを有効に防止して、極めて光透過性の良好なサファイ
ア窓付き半導体パッケージを高い歩留まりで生産性良く
作製可能とするとともに、蓋体へのサファイア窓の接合
を長期間にわたって強固に保持すること。 【解決手段】サファイア窓２は周縁部に所定幅で全周に
わたる溝部または段差部２ａが形成されるとともに、溝
部または段差部２ａにその深さ相当未満の厚さでメタラ
イズ層２ｂが被着され、メタライズ層２ｂを研磨しない
ようにしてサファイア窓２の主面のみが研磨されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サファイア窓を通
じて光の授受を行なう半導体素子を収納した半導体素子
収納用パッケージおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、外部と光を授受するＣＣＤ（Char
ge Coupled Device）等の半導体素子を収納した半導
体素子収納用パッケージ（以下、半導体パッケージとい
う）の光透過窓の材料として、サファイア（単結晶アル
ミナ：Ａｌ₂Ｏ₃）が用いられており、サファイアは無色
透明、高硬度および高融点等の特性を有しており、半導
体パッケージの光透過窓として有用である。特に、高い
光透過性を求められる半導体パッケージでは光透過窓用
のサファイア窓として重用されており、半導体パッケー
ジのセラミックスの蓋体にロウ付けされる。

【０００３】サファイア窓をロウ付けする場合、円板状
等のサファイア窓の一方の主面側の周縁部に接合用のメ
タライズ層を被着させ、そのメタライズ層を介して接合
する。そのメタライズ層は、例えばモリブデン（Ｍ
ｏ），マンガン（Ｍｎ），Ｍｏ−Ｍｎ合金等の高融点の
金属材料をペースト化した金属ペーストを、予め表面が
研磨されたサファイア窓の接合領域である周縁部に所定
の幅で被着させ、炉中で約１４００℃程度の高温で還元
雰囲気で焼き付けることにより、形成される（特開昭５
５−９５３４５号公報、特開昭５９−９４８５４号公
報、特開平７−１０６４５９号公報参照）。

【０００４】そして、メタライズ層が被着されたサファ
イア窓の具体的構成を図６に示す。同図において、１２
は円板状のサファイア窓、１３はサファイア窓の周縁部
に被着されたメタライズ層であり、光が通過する光透過
領域にかからないような幅とされる。また、図７は半導
体パッケージの斜視図であり、同図において、１１は略
直方体状の半導体パッケージ、１４は上面が開口を成し
内部に半導体素子を収納する容器本体、１５はアルミナ
セラミックス等からなる蓋体である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体パッケージにおいては、サファイア窓接合用
のメタライズ層を炉中で焼き付ける際に加熱された金属
ペーストが飛散し、飛散した金属ペーストがサファイア
窓中央部の光透過領域に焼き付き、光透過性が劣化する
という問題点があった。また、この金属ペーストを炉中
で焼き付ける際に、炉壁から剥がれた異物がサファイア
窓の光透過領域内に付着し焼き付く場合もあり、上記と
同様の問題点を有していた。

【０００６】このような問題点は、例えば光ファイバを
介し光信号を授受する窓としてサファイア窓を用いる半
導体パッケージの場合、光信号と半導体素子との光の結
合効率を損なわせたり、またＣＣＤ用の半導体パッケー
ジの場合には、ＣＣＤで検出された映像に黒点として現
れる等の悪影響を及ぼしていた。

【０００７】そして、サファイア窓の光透過領域内に焼
き付いた金属ペーストや異物を除去するには、サファイ
ア窓の表面を研磨等によって削り取る方法があるが、こ
の場合、ロウ付け用のメタライズ層は除去しないように
しなければならず、従って金属ペーストや異物の除去作
業は非常に困難であるとともに、除去可能であるとして
も多大な時間を必要とし、実用性に乏しいものであっ
た。

【０００８】また、従来、サファイア窓を用いた半導体
パッケージの生産量が試作する程度に少量の場合、サフ
ァイア窓の光透過領域内に焼き付いた金属ペーストや異
物が皆無の良品のサファイア窓を手作業で選別する作業
が行なわれていたが、この選別には多大な時間を必要と
するため、サファイア窓を有する半導体パッケージを大
量生産する場合そのような作業は現実的ではなかった。

【０００９】そこで、ロウ付け用のメタライズ層を研磨
により削り落とすことなく、また極めて光透過性の良好
なサファイア面を得ることを目的として、研磨前のサフ
ァイア窓の一方の主面側の周縁部に、所定幅で全周にわ
たる溝部または段差部を形成し、この溝部または段差部
にメタライズ層を被着するとともに、このメタライズ層
の表面とサファイア窓の一方の主面とが略面一となるよ
うに研磨することによって、光透過領域に金属ペースト
や異物等が付着するのを有効に防止して、極めて光透過
性の良好なサファイア窓付き半導体パッケージを高い歩
留まりで生産性良く作製可能な半導体パッケージおよび
その製造方法を、本出願人は提案した（特願平１１−３
６３４４３号）。

【００１０】しかしながら、このような構成では、サフ
ァイア窓の周囲のメタライズ層の表面が研磨されること
によって、メタライズ層の表面におけるアンカー効果を
発揮する凹凸が少なくなる。その結果、メタライズ層へ
のロウ材のアンカー効果が小さくなり、時間の経過とと
もにロウ材とメタライズ層との間に隙間が発生するなど
の現象により、経時的に接合強度の劣化や接合信頼性が
損なわれるという問題点が発生していた。

【００１１】従って、本発明は上記問題点に鑑み完成さ
れたものであり、その目的は、光透過領域に金属ペース
トや異物等が付着するのを有効に防止して、極めて光透
過性の良好なサファイア窓付き半導体パッケージを高い
歩留まりで生産性良く作製可能とするとともに、蓋体へ
のサファイア窓の接合を長期間にわたって強固に保持す
ることが可能な半導体素子収納用パッケージを提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体素子収納
用パッケージは、上面に開口が形成され内部に半導体素
子を収容する容器本体と、該容器本体の上面に設けら
れ、セラミックスから成り窓部が開けられた蓋体と、前
記窓部に一方の主面側の周縁部がロウ付けされたサファ
イア窓とを具備した半導体素子収納用パッケージにおい
て、前記サファイア窓は前記周縁部に所定幅で全周にわ
たる溝部または段差部が形成されるとともに、該溝部ま
たは段差部にその深さ相当未満の厚さでメタライズ層が
被着され、かつ前記主面が研磨されていることを特徴と
する。

【００１３】本発明は、上記構成により、サファイア窓
の光透過領域内に金属ペーストや異物等が付着しないよ
うにすることが有効かつ効率良く実現でき、また光透過
性が良好なサファイア窓付き半導体パッケージを高い歩
留まりで生産性良く作製可能となるとともに、蓋体への
サファイア窓の接合を長期間にわたって強固に保持する
ことが可能となる。即ち、半導体パッケージにロウ付け
されるサファイア窓の接合を強固なものとできるととも
に、光透過領域内に金属ペーストや異物等が焼き付くの
を有効に防止でき、その結果光透過性を非常に良好にで
きるとともに量産性に優れたサファイア窓付き半導体パ
ッケージを容易に生産できる。

【００１４】本発明において、好ましくは、溝部または
段差部の深さが５０〜２００μmであり、溝部または段
差部の幅がサファイア窓中心部の光透過領域の外側で２
５０μm以上であることを特徴とする。

【００１５】更に、本発明において、好ましくは、メタ
ライズ層表面の算術平均粗さが１〜５μmであることを
特徴とする。これにより、メタライズ層表面のロウ材に
対するアンカー効果が向上し、サファイア窓の接合強度
が高まるとともに、経時的な接合強度の劣化を防止し得
る。

【００１６】本発明の半導体素子収納用パッケージの製
造方法は、上面が開口とされた容器本体の内部に半導体
素子を収容し、前記開口にセラミックスから成り窓部が
開けられた蓋体を取着する工程と、前記窓部にサファイ
ア窓の一方の主面側の周縁部をロウ付けする工程とを具
備する半導体素子収納用パッケージの製造方法におい
て、前記サファイア窓は、一方の主面側の周縁部に所定
幅で全周にわたる溝部または段差部を形成し、前記主面
内の少なくとも前記溝部または段差部にその深さ相当未
満の厚さでメタライズ層を被着し、前記主面を研磨した
後、前記窓部にロウ付けされることを特徴とする。

【００１７】本発明は、このような構成により、サファ
イア窓の光透過領域内に金属ペーストや異物等が付着し
ないようにすることが有効かつ効率良く実現でき、また
光透過性が良好なサファイア窓付き半導体パッケージを
高い歩留まりで生産性良く作製可能となるとともに、蓋
体へのサファイア窓の接合を長期間にわたって強固に保
持することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明を以下に詳細に説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明のサファイア窓
付き半導体パッケージの実施形態の一例を示す断面図で
あり、また図２（ａ），（ｂ）は本発明の半導体パッケ
ージ用のサファイア窓の断面図および平面図である。こ
れらの図において、１は略直方体の半導体パッケージ、
２はサファイア窓、３はＣＣＤ，フラッシュメモリ等の
半導体素子である。この半導体パッケージ１とサファイ
ア窓２とで、内部に半導体素子３を収容するための容器
が構成される。

【００１９】本発明の半導体パッケージ１は、半導体素
子３を収容するための容器であり、銅（Ｃｕ）−タング
ステン（Ｗ）合金や鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コ
バルト（Ｃｏ）合金等の金属材料と、酸化アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックスや窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）セラミックス等のセラミックス材料から成る各部品
を接合する、または金属材料からなる部品をセラミック
ス材料に置き換えて一体成形することで構成される。

【００２０】この半導体パッケージ１は、例えば図１
（ａ）に示すように、表面に半導体素子３を搭載するた
めの搭載部を有するとともに、半導体素子３が動作時に
発する熱を放散するための高い熱伝導率を有する、Ｃｕ
−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等から成る放熱板（基
体または底板）１ａを用い、この放熱板１ａの上面に
は、半導体素子３を囲繞するように枠状に形成された、
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等から成る枠体
１ｂを銀ロウ等のロウ材を介して接合する。更に、この
枠体１ｂの上面に、サファイア窓２と熱膨張係数が近似
しその略中央部に窓部４が開けられた、アルミナセラミ
ックス等のセラミックスから成る蓋体１ｃを銀ロウ等の
ロウ材を介して接合している。

【００２１】放熱板１ａは、Ｃｕ−Ｗ合金やＦｅ−Ｎｉ
−Ｃｏ合金等の合金のインゴットに圧延加工や打ち抜き
加工等の従来周知の金属加工を施すことによって、所定
の形状に製作される。また、枠体１ｂは、Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等を用いて、放熱板１ａと同
様の金属加工を施すことによって所定の形状に製作され
る。

【００２２】また、この放熱板１ａや枠体１ｂには、そ
の表面に耐蝕性に優れかつロウ材との濡れ性に優れる金
属、具体的には厚さ０．５〜９μｍのＮｉ層と厚さ０．
５〜９μｍのＡｕ層を、順次メッキ法により被着させて
おくと、放熱板１ａや枠体１ｂが酸化腐蝕するのを有効
に防止でき、また放熱板１ａ上面に半導体素子３を強固
に接着固定できる。したがって、放熱板１ａや枠体１ｂ
の表面に、０．５〜９μｍのＮｉ層や０．５〜９μｍの
Ａｕ層等の金属層をメッキ法により被着させておくこと
が好ましい。

【００２３】なお、放熱板１ａや枠体１ｂがセラミック
ス材料の場合には、例えば図１（ｂ）に示すように、放
熱板１ａの部位と枠体１ｂの部位が一体に成形された容
器本体１ｄを用いても良く、更には図１（ｃ）に示すよ
うに、放熱板１ａの部位と枠体１ｂの部位および蓋体１
ｃの部位が一体成形されたものを用いても良い。この場
合、容器本体の上面の開口は、蓋体部分の窓部に一致す
ることとなる。

【００２４】一方、蓋体１ｃ用のアルミナセラミックス
等のセラミックスは、例えば酸化アルミニウム（アルミ
ナ：Ａｌ₂Ｏ₃），酸化珪素（ＳｉＯ₂），酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉
末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合してペースト状と
なすとともに、これを従来周知のドクターブレード法や
カレンダーロール法によりシート状に成形してセラミッ
クグリーンシート（セラミック生シート）を得て、しか
る後、このセラミックグリーンシートに窓部４用の貫通
孔を設ける等の適当な打ち抜き加工を施すとともに、こ
のセラミックグリーンシートを上下に複数枚積層して、
約１６００℃の高温で焼成することによって製作され
る。

【００２５】また、本発明の蓋体１ｃは、その一方の主
面側の周縁部であって枠体１ｂ上面に接合される部位
と、そのいずれかの主面の窓部４の周縁部であってサフ
ァイア窓２の周縁部に接合される部位とに、ロウ付けの
ためのメタライズ層２ｂが形成されており、そのメタラ
イズ層２ｂ上には、放熱板１ａや枠体１ｂと同様にＮｉ
層とＡｕ層が順次メッキ法により被着されている。

【００２６】このメタライズ層２ｂはＷ，Ｍｏ，Ｍｎ等
で形成されており、例えばＷ等の粉末に有機溶剤、溶媒
を添加混合して得た金属ペーストを、蓋体１ｃ用のセラ
ミックグリーンシートに予め従来周知のスクリーン印刷
法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって
形成される。このような蓋体１ｃは、枠体１ｂの上面に
銀ロウ等のロウ材を介して接合されるとともに、その一
主面側の窓部４の周縁部に、サファイア窓２の一主面側
の周縁部が金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）合金ロウ材等のロウ
材を介して接合される。

【００２７】また、蓋体１ｃに接合されるサファイア窓
２は、図２に示すように、その一方の主面の周縁部に所
定幅で全周にわたって形成された段差部２ａが形成さ
れ、従って前記主面には、段差部２ａに被着形成された
メタライズ層２ｂおよび光透過領域とを有している。

【００２８】本発明において、段差部２ａおよびメタラ
イズ層２ｂは具体的には以下のように形成される。例え
ば、円板状のサファイア窓２の一主面側の周縁部を回転
式のダイヤモンドソー等により研削することで、深さ１
５０μm程度で外周端から５００μm程度の幅を有する段
差部２ａを形成する。その後、この段差部２ａを形成し
た主面の全面に、Ｍｏ／Ｍｎ粉末（Ｍｏ粉末，Ｍｎ粉末
を混合させた粉末）等に有機溶剤、溶媒を添加混合して
得た金属ペーストを、スクリーン印刷法等により印刷塗
布し、還元雰囲気下，１３５０〜１４５０℃程度で４〜
５時間程度焼成することによって焼き付ける。

【００２９】なお、この際段差部２ａに印刷塗布される
金属ペーストは、その厚みが段差部２ａの深さ相当未満
の厚さにしておかねければならない。即ち、メタライズ
層２ｂの表面が、サファイア窓２の主面の延長面に達し
ないような厚さとすることで、サファイア窓２の主面を
研磨する際にメタライズ層２ｂの表面が研磨により平坦
化されないようにし、また段差部２ａの段差が残るため
サファイア窓２の接合位置の位置決めを容易にすること
ができる。この場合、金属ぺーストは段差部２ａに、段
差部２ａの深さ相当未満となるように、筆塗り法、ある
いはリング状のゴム印に金属ペーストを浸し、しかる後
段差部２ａにゴム印を押しつける所謂転写による印刷法
等で、塗布されても良い。

【００３０】このように、サファイア窓２の段差部２ａ
に、サファイア窓２主面の延長面に達しない厚さを有す
るメタライズ層２ｂの部位が研磨されないように、まず
サファイア窓２の段差部２ａを有する主面全面にメタラ
イズ層２ｂを形成し、サファイア窓２の主面（図２の略
光透過領域相当部分）のメタライズ層２ｂを研削除去
し、さらにサファイア窓２の主面のごく表面を鏡面研磨
する手段、または、まず段差部２ａにのみメタライズ層
２ｂを形成し、サファイア窓２の主面のごく表面を鏡面
研磨する手段を採り得る。かくして、清浄な表面と段差
部２ａに焼き付いたＭｏ／Ｍｎ等のメタライズ層２ｂと
を有するサファイア窓２を得る。

【００３１】さらに、このメタライズ層２ｂ上に、放熱
板１ａや枠体１ｂと同様にＮｉ層とＡｕ層を順次メッキ
法により被着しておき、このメッキ層と、蓋体１ｃの接
合部を有する主面の窓部４の周縁部に被着されているメ
ッキ層とを、Ａｕ−Ｓｎ等のロウ材を介して接合するこ
とによってサファイア窓付き半導体パッケージが作製さ
れる。

【００３２】なお、段差部２ａに被着されるメタライズ
層２ｂ表面の算術平均粗さは１〜５μmであることが好
ましい。１μm以下になるとロウ材のアンカー効果が損
なわれ、接合強度が劣化する。また５μmを超えると、
メタライズ層２ｂ上に被着されるメッキ層の厚みの均一
性が損なわれるとともに、同様に接合強度が劣化する。

【００３３】本発明のサファイア窓２の製造方法は以下
の工程［１］〜［４］のようになる。サファイア窓２の
一主面側の周縁部に、研削により段差部２ａを形成す
る。段差部２ａを含むサファイア窓２の主面（略光透過
領域相当部分）および段差部２ａ、または段差部２ａの
みに、段差部２ａの深さ相当未満の厚さでメタライズ層
２ｂを被着する。段差部２ａに被着されているメタライ
ズ層２ｂが研削されないように、サファイア窓２の主面
のメタライズ層を研削除去し次いでサファイア窓２の主
面のごく表面を研削するか、またはサファイア窓２の主
面にメタライズ層を形成しない場合サファイア窓２の主
面のごく表面のみを研削する。サファイア窓２の主面に
焼き付いた金属ペーストや異物が除去されたならば、段
差部２ａのメタライズ層２ｂが研磨されないようにし
て、サファイア窓２の主面の研削面に鏡面研磨を施す。

【００３４】ここで、上記工程［２］において、段差部
２ａのみにメタライズ層２ｂを被着させる場合、メタラ
イズ層２ｂ表面とサファイア窓２の主面との差（高低
差）は２０〜１７０μmとするのが良く、２０μm未満で
は、メタライズ層２ｂ用の金属ペーストを印刷塗布する
際に、印刷厚みのばらつきにより金属ペースト層の上面
が主面より突出する場合がある。その結果、突出した部
分が研磨されることになり、研磨部と非研磨部ができる
ので、メタライズ層２ｂに施されるＮｉメッキ層表面の
状態が不均一となる。よって、サファイア窓２のロウ接
合の信頼性が低下し易くなる。一方、１７０μmを超え
ると、通常の印刷法により形成することが極めて困難と
なり生産性が低下する。

【００３５】また、本発明において、段差部２ａの深さ
は５０〜２００μmであるのが良く、５０μｍ未満の場
合、印刷厚みのばらつきにより金属ペースト層が主面よ
り突出するおそれがあり、一方、２００μmを超える場
合、この深さの段差部２ａに金属ペーストを印刷塗布す
るのが困難となり生産性が低下する。したがって、段差
部２ａの深さは５０〜２００μmであることが好まし
い。

【００３６】なお、この段差部２ａに被着されるメタラ
イズ層２ｂの厚みは、段差部２ａの深さ相当未満の厚さ
の範囲内で５〜７０μm程度が好ましく、５μm未満の場
合、メタライズ層が被着されていない個所が発生するお
それがある。一方、７０μmを超える場合、その厚みに
よる応力によって、メタライズ層２ｂが剥がれるおそれ
がある。より好ましくは、１０〜３０μm程度がよく、
その場合上述した問題を十分に回避できる。

【００３７】また、本発明のサファイア窓２の研磨につ
いては、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走
査型電子顕微鏡）写真による表面観察および断面観察を
行なうことにより、研磨を施したことを容易に特定する
ことができる。

【００３８】また、段差部２ａの幅はサファイア窓２中
心部の光透過領域の外側で２５０μm以上であるのが良
く、幅が２５０μｍ未満の場合、段差部２ａの幅が非常
に狭いためサファイア窓２による半導体素子３の気密性
が損なわれる傾向にある。すなわち、サファイア窓２と
半導体パッケージ１との接合性が非常に脆弱なものとな
り、たとえ接合当初は気密性が良好であっても、温度サ
イクル試験や熱衝撃試験等の熱付加による信頼性試験を
行なった際にロウ材にクラック等が発生し、その結果半
導体パッケージ１内部の気密性が破れる場合がある。

【００３９】一方、サファイア窓２の光透過領域にかか
るような大きな幅でロウ材の接合部が形成されている場
合、透過する光量が減少するため、例えば光ファイバを
介し光信号を授受する窓としてサファイア窓２を用いる
半導体パッケージ１の場合、光信号と半導体素子３との
光の結合効率が損なわれてしまう。したがって、段差部
２ａの幅はサファイア窓２中心部の光透過領域の外側で
２５０μｍ以上とすることが好ましい。

【００４０】このように、本発明のサファイア窓２付き
半導体パッケージ１は、金属材料またはセラミックス材
料から成る容器本体と、セラミックスからなり窓部４が
形成された蓋体１ｃと、蓋体１ｃの一主面の窓部４に接
合されたサファイア窓２とから、基本的に構成される。
そして、容器本体内に半導体素子３を搭載し外部との電
気的接続が行なえるようにした後、蓋体１ｃの略中央部
に貫通孔として形成された窓部４に、サファイア窓２の
周縁部に所定幅で全周にわたって切り欠いて形成された
段差部２ａに、その深さ相当未満の厚さでメタライズ層
２ｂを被着する。その段差部２ａは、例えば深さが５０
〜２００μmであり、幅がサファイア窓２中心部の光透
過領域の外側で２５０μm以上であり、段差部２ａに被
着したメタライズ層２ｂを介してサファイア窓２を蓋体
１ｃにロウ付けすることによって、製品としての半導体
装置となる。

【００４１】かくして、本発明は、サファイア窓の光透
過領域内に金属ペーストや異物等が付着しないようにす
ることが有効かつ効率良く実現でき、また光透過性が良
好なサファイア窓付き半導体パッケージを高い歩留まり
で生産性良く作製可能となるとともに、蓋体へのサファ
イア窓の接合を長期間にわたって強固に保持することが
可能となる。

【００４２】なお、本発明は上記実施形態に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行
なうことは何等支障ない。

【００４３】例えば、上記実施形態では、図２に示した
段差部２ａ、即ちサファイア窓２の外周端から主面の中
心側に向けて所定幅で全周にわたって切り欠いた段差部
２ａについて説明したが、本発明の他の実施形態とし
て、図３に示すようにサファイア窓２の周縁部を外周端
まで至らない幅で全周にわたって切り欠いた溝部２ａ’
を形成しても良く、この場合も上記の本発明の効果が得
られる。

【００４４】また、上記実施形態では、蓋体１ｃの上面
にサファイア窓２を接合しているが、図４に示すように
蓋体１ｃの下面に接合しても良い。この場合、サファイ
ア窓２の厚さ分だけ半導体パッケージ１の高さを低くす
ることができ、小型化に対し非常に有効である。さら
に、サファイア窓２は円板状としているが、図５に示す
ように四角形等の多角形であっても良い。ただし、この
場合には接合の際に角部に応力が集中し接合性が脆弱と
なる傾向にあるため、角部にＲ（曲率半径）を付与し丸
めた形状とするほうが望ましい。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、サファイア窓は周縁部に所定
幅で全周にわたる溝部または段差部が形成されるととも
に、溝部または段差部にその深さ相当未満の厚さでメタ
ライズ層が被着され、かつ主面が研磨されていることに
より、サファイア窓の光透過領域内に金属ペーストや異
物等が付着しないようにすることが有効かつ効率良く実
現でき、また光透過性が良好なサファイア窓付き半導体
パッケージを高い歩留まりで生産性良く作製可能とな
り、更には蓋体へのサファイア窓の接合を長期間にわた
って強固に保持することが可能となる。

【００４６】また、このようなサファイア窓を半導体パ
ッケージにロウ付けした際に、そのロウ接合を強固に保
持できるとともに、光透過性が非常に良好であり、ま
た、量産性に優れたサファイア窓付き半導体パッケージ
を容易に生産できる。

【００４７】本発明の半導体素子収納用パッケージの製
造方法は、サファイア窓は、一方の主面側の周縁部に所
定幅で全周にわたる溝部または段差部を形成し、主面内
の少なくとも溝部または段差部にその深さ相当未満の厚
さでメタライズ層を被着し、主面を研磨した後、窓部に
ロウ付けされることにより、そのロウ接合を強固に保持
できるとともに、光透過性が非常に良好であり、また高
い歩留まりで量産性に優れたサファイア窓付き半導体パ
ッケージを容易に生産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の半導体パ
ッケージの各種実施形態を示す断面図である。

【図２】図１の半導体パッケージ用のサファイア窓を示
し、（ａ）はサファイア窓の断面図、（ｂ）はサファイ
ア窓の平面図である。

【図３】本発明のサファイア窓の他の実施形態を示し、
（ａ）はサファイア窓の断面図、（ｂ）はサファイア窓
の平面図である。

【図４】本発明の半導体パッケージの他の実施形態を示
す断面図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の半導体パッケージ用
のサファイア窓の他の実施形態を示す断面図と平面図で
ある。

【図６】（ａ），（ｂ）は従来の半導体パッケージ用の
サファイア窓の断面図と平面図である。

【図７】従来の半導体パッケージの斜視図である。

【符号の説明】

１：半導体パッケージ １ｃ：蓋体 ２：サファイア窓 ２ａ：段差部 ２ｂ：メタライズ層 ３：半導体素子 ４：窓部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面に開口が形成され内部に半導体素子を
   収容する容器本体と、該容器本体の上面に取着され、セ
   ラミックスから成り窓部が開けられた蓋体と、前記窓部
   に一方の主面側の周縁部がロウ付けされたサファイア窓
   とを具備した半導体素子収納用パッケージにおいて、前
   記サファイア窓は前記周縁部に所定幅で全周にわたる溝
   部または段差部が形成されるとともに、該溝部または段
   差部にその深さ相当未満の厚さでメタライズ層が被着さ
   れ、かつ前記主面が研磨されていることを特徴とする半
   導体素子収納用パッケージ。
2. 【請求項２】前記溝部または段差部の深さが５０〜２０
   ０μmであり、前記溝部または段差部の幅が前記サファ
   イア窓中心部の光透過領域の外側で２５０μm以上であ
   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。
3. 【請求項３】前記メタライズ層表面の算術平均粗さが１
   〜５μmであることを特徴とする請求項１または２記載
   の半導体素子収納用パッケージ。
4. 【請求項４】上面が開口とされた容器本体の内部に半導
   体素子を収容し、前記開口にセラミックスから成り窓部
   が開けられた蓋体を取着する工程と、前記窓部にサファ
   イア窓の一方の主面側の周縁部をロウ付けする工程とを
   具備する半導体素子収納用パッケージの製造方法におい
   て、前記サファイア窓は、一方の主面側の周縁部に所定
   幅で全周にわたる溝部または段差部を形成し、前記主面
   内の少なくとも前記溝部または段差部にその深さ相当未
   満の厚さでメタライズ層を被着し、前記主面を研磨した
   後、前記窓部にロウ付けされることを特徴とする半導体
   素子収納用パッケージの製造方法。