JP2002009185A - 半導体装置 - Google Patents
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- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置において、外部への電磁波の放射
および外部からの電磁波の侵入を有効に防止できない。 【解決手段】 上面に半導体素子２の搭載部１ａを、側
面に接地導体５を有する絶縁基体１と、搭載部１ａに搭
載された半導体素子２と、絶縁基体１の上面に搭載部１
ａを取り囲むように形成され、接地導体６と電気的に接
続された枠状導体層４と、絶縁基体１の上面に間に枠状
導体層４を挟んで導電性封止剤７を介して接合された、
下面に導体層５が形成された絶縁性蓋体３とから成る半
導体装置であって、絶縁基体１と絶縁性蓋体３との接合
部は、枠状導体層４の周囲に絶縁基体１の露出表面12を
設け、導体層５の周囲に絶縁性蓋体３の露出表面13を設
けて、これら露出表面12・13同士を対向させるととも
に、この対向部分の面積が接合部の面積に占める比率を
0.3〜0.9とした半導体装置である。
および外部からの電磁波の侵入を有効に防止できない。 【解決手段】 上面に半導体素子２の搭載部１ａを、側
面に接地導体５を有する絶縁基体１と、搭載部１ａに搭
載された半導体素子２と、絶縁基体１の上面に搭載部１
ａを取り囲むように形成され、接地導体６と電気的に接
続された枠状導体層４と、絶縁基体１の上面に間に枠状
導体層４を挟んで導電性封止剤７を介して接合された、
下面に導体層５が形成された絶縁性蓋体３とから成る半
導体装置であって、絶縁基体１と絶縁性蓋体３との接合
部は、枠状導体層４の周囲に絶縁基体１の露出表面12を
設け、導体層５の周囲に絶縁性蓋体３の露出表面13を設
けて、これら露出表面12・13同士を対向させるととも
に、この対向部分の面積が接合部の面積に占める比率を
0.3〜0.9とした半導体装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部への電磁波の
放射を防ぐシールド効果や外部からの電磁波の侵入を防
止するイミュニティ効果を有する半導体装置に関するも
のであり、特に高周波用半導体素子を搭載した携帯電話
に代表される移動体通信分野等の半導体装置に関するも
のである。
放射を防ぐシールド効果や外部からの電磁波の侵入を防
止するイミュニティ効果を有する半導体装置に関するも
のであり、特に高周波用半導体素子を搭載した携帯電話
に代表される移動体通信分野等の半導体装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動体通信機器は高性能化が急激
に進展し、これに伴って半導体素子も高速駆動が行なわ
れノイズの影響を極めて受け易いものとなってきてい
る。また同時に、半導体素子が発生するノイズが他の電
子機器に大きな影響を与えるようになってきている。
に進展し、これに伴って半導体素子も高速駆動が行なわ
れノイズの影響を極めて受け易いものとなってきてい
る。また同時に、半導体素子が発生するノイズが他の電
子機器に大きな影響を与えるようになってきている。
【０００３】このような半導体装置に用いられる容器
は、一般に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・窒化珪素質焼結体等の
電気絶縁材料から成り、その上面中央部に半導体素子を
搭載するための凹部を有する絶縁基体と、絶縁基体上面
に搭載部を取り囲むように形成されるとともに絶縁基体
側面に形成された接地導体と電気的に接続された導体層
と、鉄−ニッケル−コバルト合金等から成り、絶縁基体
上面の導体層に半田やろう材等により接合され電磁波の
侵入や放射を防止する金属蓋体とから構成されている。
は、一般に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・窒化珪素質焼結体等の
電気絶縁材料から成り、その上面中央部に半導体素子を
搭載するための凹部を有する絶縁基体と、絶縁基体上面
に搭載部を取り囲むように形成されるとともに絶縁基体
側面に形成された接地導体と電気的に接続された導体層
と、鉄−ニッケル−コバルト合金等から成り、絶縁基体
上面の導体層に半田やろう材等により接合され電磁波の
侵入や放射を防止する金属蓋体とから構成されている。
【０００４】しかしながら、このような半導体装置で
は、熱膨張係数の異なる絶縁基体と金属蓋体とを、弾性
率が高く歪み等の応力を緩和しにくい半田やろう材等の
金属により接合しているために、半導体素子が作動する
際に発生する熱によって熱膨張係数の異なる絶縁基体と
金属蓋体との間に大きな応力が発生するとともにこの応
力が絶縁基体に作用して絶縁基体にクラックが入ってし
まい、その結果、容器の気密封止が破れ、内部に収容す
る半導体素子を長期間にわたり正常、かつ安定に作動さ
せることができないという欠点を有していた。
は、熱膨張係数の異なる絶縁基体と金属蓋体とを、弾性
率が高く歪み等の応力を緩和しにくい半田やろう材等の
金属により接合しているために、半導体素子が作動する
際に発生する熱によって熱膨張係数の異なる絶縁基体と
金属蓋体との間に大きな応力が発生するとともにこの応
力が絶縁基体に作用して絶縁基体にクラックが入ってし
まい、その結果、容器の気密封止が破れ、内部に収容す
る半導体素子を長期間にわたり正常、かつ安定に作動さ
せることができないという欠点を有していた。
【０００５】他方、絶縁基体と金属蓋体との接合を、弾
性率の低い導電性封止剤により行なう方法が提案されて
いる。この提案によれば、例えば微粉のカーボン粉末や
金属粉末・導電性樹脂粒子等の平均粒径が0.01〜30μｍ
程度の導電性粒子を熱硬化性樹脂等の樹脂に0.5〜200重
量％添加混合した導電性封止剤を、スクリーン印刷法や
ディスペンサ法を用いて絶縁基体と金属蓋体との接合部
分に塗布し、絶縁基体と金属蓋体との接合部分を重ね合
わせ加圧しながら加熱することにより絶縁基体と金属蓋
体とを接合するものであり、半導体素子が作動する際に
発生する熱によって熱膨張係数の異なる絶縁基体と金属
蓋体との間に大きな応力が発生したとしても、弾性率の
低い導電性封止剤が応力を緩和して絶縁基体にクラック
が入るのを有効に防止できるというものである。
性率の低い導電性封止剤により行なう方法が提案されて
いる。この提案によれば、例えば微粉のカーボン粉末や
金属粉末・導電性樹脂粒子等の平均粒径が0.01〜30μｍ
程度の導電性粒子を熱硬化性樹脂等の樹脂に0.5〜200重
量％添加混合した導電性封止剤を、スクリーン印刷法や
ディスペンサ法を用いて絶縁基体と金属蓋体との接合部
分に塗布し、絶縁基体と金属蓋体との接合部分を重ね合
わせ加圧しながら加熱することにより絶縁基体と金属蓋
体とを接合するものであり、半導体素子が作動する際に
発生する熱によって熱膨張係数の異なる絶縁基体と金属
蓋体との間に大きな応力が発生したとしても、弾性率の
低い導電性封止剤が応力を緩和して絶縁基体にクラック
が入るのを有効に防止できるというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな導電性封止剤による接合では絶縁基体に形成された
導体層と金属蓋体との接合が表面の凹凸による投錨効果
のみであることから、昨今の半導体装置の小型化に合わ
せて絶縁基体と蓋体の接合面積が小面積化する封止設計
では接合強度が充分ではなく、半導体素子が作動する際
に発生する熱により熱膨張係数の異なる絶縁基体と金属
蓋体との間に発生する大きな応力により、導体層あるい
は金属蓋体と導電性封止剤の接合が破壊され、容器の気
密性が低下してしまうという問題点を有していた。
うな導電性封止剤による接合では絶縁基体に形成された
導体層と金属蓋体との接合が表面の凹凸による投錨効果
のみであることから、昨今の半導体装置の小型化に合わ
せて絶縁基体と蓋体の接合面積が小面積化する封止設計
では接合強度が充分ではなく、半導体素子が作動する際
に発生する熱により熱膨張係数の異なる絶縁基体と金属
蓋体との間に発生する大きな応力により、導体層あるい
は金属蓋体と導電性封止剤の接合が破壊され、容器の気
密性が低下してしまうという問題点を有していた。
【０００７】また、絶縁基体と蓋体とを熱硬化性樹脂等
の樹脂で接合する場合、その気密封止を完全とし信頼性
のあるものとするためには金属層を介さずに接合するこ
とが好ましいが、蓋体を導体層を有しない絶縁材料によ
り形成した場合、電気導通によるシールド効果を得るこ
とができないという問題点を有していた。
の樹脂で接合する場合、その気密封止を完全とし信頼性
のあるものとするためには金属層を介さずに接合するこ
とが好ましいが、蓋体を導体層を有しない絶縁材料によ
り形成した場合、電気導通によるシールド効果を得るこ
とができないという問題点を有していた。
【０００８】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
案出されたものであり、その目的は、外部への電磁波の
放射および外部からの電磁波の侵入を有効に防止でき、
かつ気密信頼性の高い半導体装置を提供することにあ
る。
案出されたものであり、その目的は、外部への電磁波の
放射および外部からの電磁波の侵入を有効に防止でき、
かつ気密信頼性の高い半導体装置を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
上面に半導体素子の搭載部を有するとともに側面に接地
導体が被着形成された絶縁基体と、搭載部に搭載された
半導体素子と、絶縁基体の上面に搭載部を取り囲むよう
に被着形成され、接地導体と電気的に接続された枠状導
体層と、絶縁基体の上面に枠状導体層を挟んで導電性封
止剤を介して接合された、下面に導体層が形成された絶
縁性蓋体とから成る半導体装置であって、絶縁基体と絶
縁性蓋体との接合部は、枠状導体層の周囲に絶縁基体の
露出表面を設け、導体層の周囲に絶縁性蓋体の露出表面
を設けて、これら露出表面同士を対向させると共に、こ
の対向部分の面積が接合部の面積に占める比率を0.3〜
0.9としてあることを特徴とするものである。
上面に半導体素子の搭載部を有するとともに側面に接地
導体が被着形成された絶縁基体と、搭載部に搭載された
半導体素子と、絶縁基体の上面に搭載部を取り囲むよう
に被着形成され、接地導体と電気的に接続された枠状導
体層と、絶縁基体の上面に枠状導体層を挟んで導電性封
止剤を介して接合された、下面に導体層が形成された絶
縁性蓋体とから成る半導体装置であって、絶縁基体と絶
縁性蓋体との接合部は、枠状導体層の周囲に絶縁基体の
露出表面を設け、導体層の周囲に絶縁性蓋体の露出表面
を設けて、これら露出表面同士を対向させると共に、こ
の対向部分の面積が接合部の面積に占める比率を0.3〜
0.9としてあることを特徴とするものである。
【００１０】本発明の半導体装置によれば、枠状導体層
の周囲に設けた絶縁基体の露出表面と、導体層の周囲に
設けた絶縁性蓋体の露出表面とを対向させ、露出表面の
面積の接合部の面積に占める比率を0.3〜0.9となるよう
に絶縁基体と絶縁性蓋体とを接合したことから、絶縁基
体および絶縁性蓋体と導電性封止剤との接合強度が強
く、かつ絶縁基体上面の枠状導体層と絶縁性蓋体下面の
導体層とが電気的に良好に接続されたものとなり、気密
封止とシールドの良好な半導体装置とすることができ
る。
の周囲に設けた絶縁基体の露出表面と、導体層の周囲に
設けた絶縁性蓋体の露出表面とを対向させ、露出表面の
面積の接合部の面積に占める比率を0.3〜0.9となるよう
に絶縁基体と絶縁性蓋体とを接合したことから、絶縁基
体および絶縁性蓋体と導電性封止剤との接合強度が強
く、かつ絶縁基体上面の枠状導体層と絶縁性蓋体下面の
導体層とが電気的に良好に接続されたものとなり、気密
封止とシールドの良好な半導体装置とすることができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置を図面
に基づき詳細に説明する。
に基づき詳細に説明する。
【００１２】図１は本発明の半導体装置の実施の形態の
一例を示す断面図であり、１は絶縁基体、２は半導体素
子、３は絶縁性蓋体、４は枠状導体層、５は導体層、６
は接地導体、７は導電性封止剤である。また、図２は本
発明の半導体装置の絶縁基体１の実施の形態の一例を示
す上面図であり、12は絶縁基体１の露出表面である。さ
らに、図３は本発明の半導体装置の絶縁性蓋体３の実施
の形態の一例を示す上面図であり、13は絶縁性蓋体３の
露出表面である。
一例を示す断面図であり、１は絶縁基体、２は半導体素
子、３は絶縁性蓋体、４は枠状導体層、５は導体層、６
は接地導体、７は導電性封止剤である。また、図２は本
発明の半導体装置の絶縁基体１の実施の形態の一例を示
す上面図であり、12は絶縁基体１の露出表面である。さ
らに、図３は本発明の半導体装置の絶縁性蓋体３の実施
の形態の一例を示す上面図であり、13は絶縁性蓋体３の
露出表面である。
【００１３】絶縁基体１は、その上面の略中央部に半導
体素子２を搭載するための凹状の搭載部１ａが設けてあ
り、この搭載部１ａには半導体素子２がガラス・樹脂・
ろう材等から成る接着剤を介して接着固定される。
体素子２を搭載するための凹状の搭載部１ａが設けてあ
り、この搭載部１ａには半導体素子２がガラス・樹脂・
ろう材等から成る接着剤を介して接着固定される。
【００１４】絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体
やムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・窒化
珪素質焼結体・炭化珪素質焼結体等の電気絶縁材料から
成り、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・酸化マグネシ
ウム・酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バイン
ダ・溶剤・可塑剤・分散剤を添加混合して泥漿物を作
り、この泥漿物を従来周知のドクターブレード法やカレ
ンダーロール法等のシート成形法を採用しシート状にし
てセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を
得、しかる後、それらセラミックグリーンシートに適当
な打抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、約16
00℃の高温で焼成することによって製作される。
やムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・窒化
珪素質焼結体・炭化珪素質焼結体等の電気絶縁材料から
成り、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・酸化マグネシ
ウム・酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バイン
ダ・溶剤・可塑剤・分散剤を添加混合して泥漿物を作
り、この泥漿物を従来周知のドクターブレード法やカレ
ンダーロール法等のシート成形法を採用しシート状にし
てセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を
得、しかる後、それらセラミックグリーンシートに適当
な打抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、約16
00℃の高温で焼成することによって製作される。
【００１５】また、絶縁基体１には、搭載部１ａ底面か
ら下面にかけて複数個の配線導体層８が被着形成されて
おり、この配線導体層８の搭載部１ａ底面には半導体素
子２の各電極がボンディングワイヤ９を介して電気的に
接続され、また、絶縁基体１の下面に導出された部位に
は外部電気回路（図示せず）が半田等の接続部材を介し
て電気的に接続される。
ら下面にかけて複数個の配線導体層８が被着形成されて
おり、この配線導体層８の搭載部１ａ底面には半導体素
子２の各電極がボンディングワイヤ９を介して電気的に
接続され、また、絶縁基体１の下面に導出された部位に
は外部電気回路（図示せず）が半田等の接続部材を介し
て電気的に接続される。
【００１６】配線導体層８は、半導体素子２の各電極を
外部電気回路に電気的に接続する際の導電路として作用
し、タングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金
属により形成されている。
外部電気回路に電気的に接続する際の導電路として作用
し、タングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金
属により形成されている。
【００１７】配線導体層８は、例えばタングステン・モ
リブデン・マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機溶
剤・溶媒・可塑剤等を添加混合して得た金属ペーストを
従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して絶
縁基体１となるセラミックグリーンシートにあらかじめ
印刷塗布・穴埋めしておき、これをセラミックグリーン
シートと同時に焼成することによって絶縁基体１の搭載
部１ａ底面から下面にかけて所定パターンに被着形成さ
れる。
リブデン・マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機溶
剤・溶媒・可塑剤等を添加混合して得た金属ペーストを
従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して絶
縁基体１となるセラミックグリーンシートにあらかじめ
印刷塗布・穴埋めしておき、これをセラミックグリーン
シートと同時に焼成することによって絶縁基体１の搭載
部１ａ底面から下面にかけて所定パターンに被着形成さ
れる。
【００１８】なお、配線導体層８はその表面にニッケル
・金等の良導電性で耐蝕性およびろう材との濡れ性が良
好な金属をめっき法により１〜20μｍの厚みに被着させ
ておくと、配線導体層８の酸化腐蝕を有効に防止するこ
とができるとともに配線導体層８とボンディングワイヤ
９との接続および配線導体層８と外部電気回路の配線導
体との半田付けを強固となすことができる。したがっ
て、配線導体層８の酸化腐蝕を防止し、配線導体層８と
ボンディングワイヤ９との接続および配線導体層８と外
部電気回路の配線導体との半田付けを強固となすには、
配線導体層８の表面にニッケル・金等をめっき法により
１〜20μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。
・金等の良導電性で耐蝕性およびろう材との濡れ性が良
好な金属をめっき法により１〜20μｍの厚みに被着させ
ておくと、配線導体層８の酸化腐蝕を有効に防止するこ
とができるとともに配線導体層８とボンディングワイヤ
９との接続および配線導体層８と外部電気回路の配線導
体との半田付けを強固となすことができる。したがっ
て、配線導体層８の酸化腐蝕を防止し、配線導体層８と
ボンディングワイヤ９との接続および配線導体層８と外
部電気回路の配線導体との半田付けを強固となすには、
配線導体層８の表面にニッケル・金等をめっき法により
１〜20μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。
【００１９】さらに、絶縁基体１の上面には、搭載部１
ａを取り囲むとともに絶縁基体１の側面に被着形成され
た接地導体６と電気的に接続する枠状導体層４が被着形
成されている。
ａを取り囲むとともに絶縁基体１の側面に被着形成され
た接地導体６と電気的に接続する枠状導体層４が被着形
成されている。
【００２０】枠状導体層４・接地導体６は、導体層５を
外部の接地導体（図示せず）に電気的に接続する際の導
電路として作用するとともに電磁波のパッケージ内部か
ら外部への放射やパッケージ外部から内部への侵入を防
止する機能を有し、タングステン・モリブデン・マンガ
ン等の高融点金属により形成されている。
外部の接地導体（図示せず）に電気的に接続する際の導
電路として作用するとともに電磁波のパッケージ内部か
ら外部への放射やパッケージ外部から内部への侵入を防
止する機能を有し、タングステン・モリブデン・マンガ
ン等の高融点金属により形成されている。
【００２１】枠状導体層４・接地導体６は、タングステ
ン・モリブデン・マンガン等の高融点金属粉末に適当な
有機溶剤・溶媒・可塑剤等を添加混合して得た金属ペー
ストを従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用
して絶縁基体１となるセラミックグリーンシートにあら
かじめ印刷塗布しておき、これをセラミックグリーンシ
ートと同時に焼成することによって絶縁基体１の上面お
よび側面に所定パターンに被着形成される。
ン・モリブデン・マンガン等の高融点金属粉末に適当な
有機溶剤・溶媒・可塑剤等を添加混合して得た金属ペー
ストを従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用
して絶縁基体１となるセラミックグリーンシートにあら
かじめ印刷塗布しておき、これをセラミックグリーンシ
ートと同時に焼成することによって絶縁基体１の上面お
よび側面に所定パターンに被着形成される。
【００２２】なお、接地導体６は、絶縁基体１の側面に
全面的にあるいはスリット状に形成され、使用周波数に
合わせてその面積や配置を変更することにより、電磁波
の放射や侵入を効果的に防止することができる。また、
接地導体５を絶縁基体１の下面まで導出することによ
り、より効果的に電磁波の放射や侵入を防止することが
できる。
全面的にあるいはスリット状に形成され、使用周波数に
合わせてその面積や配置を変更することにより、電磁波
の放射や侵入を効果的に防止することができる。また、
接地導体５を絶縁基体１の下面まで導出することによ
り、より効果的に電磁波の放射や侵入を防止することが
できる。
【００２３】また、枠状導体層４・接地導体６はその表
面に配線導体層８と同様な理由によりニッケル・金等の
良導電性で耐蝕性およびろう材との濡れ性が良好な金属
をめっき法により１〜20μｍの厚みに被着させておくこ
とが好ましい。
面に配線導体層８と同様な理由によりニッケル・金等の
良導電性で耐蝕性およびろう材との濡れ性が良好な金属
をめっき法により１〜20μｍの厚みに被着させておくこ
とが好ましい。
【００２４】絶縁基体１の上面には、絶縁性蓋体３が間
に枠状導体層４を挟んで導電性封止剤７を介して接合さ
れている。
に枠状導体層４を挟んで導電性封止剤７を介して接合さ
れている。
【００２５】絶縁性蓋体３は、半導体素子２をパッケー
ジ内部に気密に封止する作用を成し、酸化アルミニウム
質焼結体やムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結
体・窒化珪素質焼結体・炭化珪素質焼結体等のセラミッ
クス材料やエポキシ樹脂・フェノール樹脂等の樹脂材料
により形成される。
ジ内部に気密に封止する作用を成し、酸化アルミニウム
質焼結体やムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結
体・窒化珪素質焼結体・炭化珪素質焼結体等のセラミッ
クス材料やエポキシ樹脂・フェノール樹脂等の樹脂材料
により形成される。
【００２６】絶縁性蓋体３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・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等の原料粉
末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤を添加
混合して泥漿物を作り、この泥漿物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等のシート成形法を
採用しシート状に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、しかる後、それらセラミックグ
リーンシートに適当な打抜き加工をし、約1600℃の高温
で焼成することによって製作される。あるいは、酸化ア
ルミニウム・窒化アルミニウム等の原料粉末に適当な有
機溶剤・溶媒を添加混合して原料粉末を調整するととも
にこの原料粉末をプレス成形によって所定形状に成形す
るとともにこの成形体を約1600℃の温度で焼成すること
によって製作される。
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・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等の原料粉
末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤を添加
混合して泥漿物を作り、この泥漿物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等のシート成形法を
採用しシート状に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、しかる後、それらセラミックグ
リーンシートに適当な打抜き加工をし、約1600℃の高温
で焼成することによって製作される。あるいは、酸化ア
ルミニウム・窒化アルミニウム等の原料粉末に適当な有
機溶剤・溶媒を添加混合して原料粉末を調整するととも
にこの原料粉末をプレス成形によって所定形状に成形す
るとともにこの成形体を約1600℃の温度で焼成すること
によって製作される。
【００２７】さらに、絶縁性蓋体３は、それが例えばエ
ポキシ樹脂やフェノール樹脂等の樹脂から成る場合、エ
ポキシ樹脂やフェノール樹脂等の樹脂材料等から成る薄
板を、従来周知の打抜き加工法等を採用して所定の形状
に形成する、あるいは所定の形状の金型を用いて射出成
形することにより製作される。
ポキシ樹脂やフェノール樹脂等の樹脂から成る場合、エ
ポキシ樹脂やフェノール樹脂等の樹脂材料等から成る薄
板を、従来周知の打抜き加工法等を採用して所定の形状
に形成する、あるいは所定の形状の金型を用いて射出成
形することにより製作される。
【００２８】また、絶縁性蓋体３の下面には、導体層５
が被着形成されている。
が被着形成されている。
【００２９】導体層５は、電磁波のパッケージ内部から
外部への放射やパッケージ外部から内部への侵入を防止
する機能を有し、タングステン・モリブデン・マンガン
・銀・パラジウム等の金属により形成されている。
外部への放射やパッケージ外部から内部への侵入を防止
する機能を有し、タングステン・モリブデン・マンガン
・銀・パラジウム等の金属により形成されている。
【００３０】導体層５は、例えば絶縁性蓋体３が酸化ア
ルミニウム質焼結体から成る場合であれば、タングステ
ン・モリブデン・マンガン・銀・パラジウム合金等の金
属粉末に適当な有機溶剤・溶媒・可塑剤等を添加混合し
て得た金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の
厚膜手法を採用して絶縁性蓋体３の下面に印刷塗布し、
これを600〜1300℃で焼成することによって絶縁性蓋体
３の下面に所定パターンに被着形成される。
ルミニウム質焼結体から成る場合であれば、タングステ
ン・モリブデン・マンガン・銀・パラジウム合金等の金
属粉末に適当な有機溶剤・溶媒・可塑剤等を添加混合し
て得た金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の
厚膜手法を採用して絶縁性蓋体３の下面に印刷塗布し、
これを600〜1300℃で焼成することによって絶縁性蓋体
３の下面に所定パターンに被着形成される。
【００３１】本発明では、枠状導体層４の周囲に絶縁基
体１の露出表面12を設けるとともに、導体層５の周囲に
絶縁性蓋体３の露出表面13を設けてこれら露出表面12・
13同士を対向させ、その対向部分の面積が接合部の面積
に占める比率を0.3〜0.9となるように絶縁基体１と絶縁
性蓋体３とを接合することが重要である。
体１の露出表面12を設けるとともに、導体層５の周囲に
絶縁性蓋体３の露出表面13を設けてこれら露出表面12・
13同士を対向させ、その対向部分の面積が接合部の面積
に占める比率を0.3〜0.9となるように絶縁基体１と絶縁
性蓋体３とを接合することが重要である。
【００３２】露出表面12・13同士を対向させ、その対向
部分の面積が接合部の面積に占める比率を0.3〜0.9とな
るように絶縁基体と絶縁性蓋体とを接合することによ
り、絶縁基体および絶縁性蓋体と導電性封止剤との接合
強度が強く、かつ絶縁基体上面の枠状導体層と絶縁性蓋
体下面の導体層とが電気的に良好に接続されたものとな
り、気密封止とシールドの良好な半導体装置とすること
ができる。
部分の面積が接合部の面積に占める比率を0.3〜0.9とな
るように絶縁基体と絶縁性蓋体とを接合することによ
り、絶縁基体および絶縁性蓋体と導電性封止剤との接合
強度が強く、かつ絶縁基体上面の枠状導体層と絶縁性蓋
体下面の導体層とが電気的に良好に接続されたものとな
り、気密封止とシールドの良好な半導体装置とすること
ができる。
【００３３】なお、絶縁基体１と絶縁性蓋体３の露出表
面12・13同士の対向部分の面積が接合部の面積に占める
比率の0.3未満であると絶縁基体１と絶縁性蓋体３の接
合が主として枠状導体層４及び導体層５表面の投錨効果
に頼ることになるため、接合強度が低下する傾向があ
り、また、絶縁基体１と絶縁性蓋体３の露出表面12・13
同士の対向部分の面積が接合部の面積に占める比率の0.
9を超える場合には枠状導電層４と導電層５の接続信頼
性が低下し、断線しやすくなる傾向がある。したがっ
て、絶縁基体１と絶縁性蓋体３との接合部は、枠状導体
層４の周囲に絶縁基体１の露出表面12を設け、導体層５
の周囲に絶縁性蓋体３の露出表面13を設けてこれら露出
表面12・13同士を対向させ、対向部分の面積が接合部の
面積に占める比率を0.3〜0.9の範囲とすることが好まし
い。
面12・13同士の対向部分の面積が接合部の面積に占める
比率の0.3未満であると絶縁基体１と絶縁性蓋体３の接
合が主として枠状導体層４及び導体層５表面の投錨効果
に頼ることになるため、接合強度が低下する傾向があ
り、また、絶縁基体１と絶縁性蓋体３の露出表面12・13
同士の対向部分の面積が接合部の面積に占める比率の0.
9を超える場合には枠状導電層４と導電層５の接続信頼
性が低下し、断線しやすくなる傾向がある。したがっ
て、絶縁基体１と絶縁性蓋体３との接合部は、枠状導体
層４の周囲に絶縁基体１の露出表面12を設け、導体層５
の周囲に絶縁性蓋体３の露出表面13を設けてこれら露出
表面12・13同士を対向させ、対向部分の面積が接合部の
面積に占める比率を0.3〜0.9の範囲とすることが好まし
い。
【００３４】このような接合封止は、導電性封止剤７を
接合部分に塗布し両者の接合部分を重ね合わせ加圧しな
がら150℃の温度で30〜60分加熱硬化すればよい。
接合部分に塗布し両者の接合部分を重ね合わせ加圧しな
がら150℃の温度で30〜60分加熱硬化すればよい。
【００３５】なお、絶縁基体１の露出表面12は、枠状導
電層４を形成する工程において、金属ペーストを従来周
知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して絶縁基体
１の上面に印刷塗布する際に、所定パターンのマスキン
グをし、金属ペーストの非塗布部を設けることにより形
成される。
電層４を形成する工程において、金属ペーストを従来周
知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して絶縁基体
１の上面に印刷塗布する際に、所定パターンのマスキン
グをし、金属ペーストの非塗布部を設けることにより形
成される。
【００３６】また、絶縁性蓋体２の露出表面13は、導電
層５を形成する工程において、金属ペーストを従来周知
のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して絶縁性蓋体
３の下面に印刷塗布する際に、所定パターンのマスキン
グをし、金属ペーストの非塗布部を設けることにより形
成される。
層５を形成する工程において、金属ペーストを従来周知
のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して絶縁性蓋体
３の下面に印刷塗布する際に、所定パターンのマスキン
グをし、金属ペーストの非塗布部を設けることにより形
成される。
【００３７】さらに、導体層５は、金属ペーストが焼成
による被着形成後に熱収縮することにより絶縁性蓋体に
反りを発生させるため、絶縁性蓋体３の厚みに対して導
体層５の厚みの比率を0.04〜0.5として被着させておく
ことが好ましい。
による被着形成後に熱収縮することにより絶縁性蓋体に
反りを発生させるため、絶縁性蓋体３の厚みに対して導
体層５の厚みの比率を0.04〜0.5として被着させておく
ことが好ましい。
【００３８】絶縁性蓋体３の厚みに対して導体層５の厚
みの比率を0.04〜0.5とすることにより、絶縁性蓋体３
の反りを小さく抑えられることから、封止の際に絶縁基
体１と絶縁性蓋体３との接合部にほぼ均一な樹脂厚みを
形成することが可能になり、その結果、気密性の高い半
導体装置が得られるとともに、電磁波の放射や侵入を防
止する効果も損なわれることは無い。
みの比率を0.04〜0.5とすることにより、絶縁性蓋体３
の反りを小さく抑えられることから、封止の際に絶縁基
体１と絶縁性蓋体３との接合部にほぼ均一な樹脂厚みを
形成することが可能になり、その結果、気密性の高い半
導体装置が得られるとともに、電磁波の放射や侵入を防
止する効果も損なわれることは無い。
【００３９】なお、絶縁性蓋体３の厚みに対して導体層
５の厚みの比率が0.04未満であると、昨今の半導体装置
薄型化においては、導体層５も併せて薄くなるため、金
属ペーストの塗布むらによるピンホールの発生や電磁波
の導体層透過等により、電磁波の放射や侵入の防止効果
が低下してしまう傾向がある。また、0.5を超えると金
属ペーストが焼成後に熱収縮することにより絶縁性蓋体
３の反りが大きくなるため、絶縁基体１と絶縁性蓋体３
とを接合する導電性封止剤７の厚みに大きなバラツキが
発生し封止の際に気密が保たれない、あるいは、導電特
性における抵抗値が上昇するという傾向がある。したが
って、絶縁性蓋体３の厚みに対して導体層５の厚みの比
率を0.04〜0.5の範囲とすることが好ましい。
５の厚みの比率が0.04未満であると、昨今の半導体装置
薄型化においては、導体層５も併せて薄くなるため、金
属ペーストの塗布むらによるピンホールの発生や電磁波
の導体層透過等により、電磁波の放射や侵入の防止効果
が低下してしまう傾向がある。また、0.5を超えると金
属ペーストが焼成後に熱収縮することにより絶縁性蓋体
３の反りが大きくなるため、絶縁基体１と絶縁性蓋体３
とを接合する導電性封止剤７の厚みに大きなバラツキが
発生し封止の際に気密が保たれない、あるいは、導電特
性における抵抗値が上昇するという傾向がある。したが
って、絶縁性蓋体３の厚みに対して導体層５の厚みの比
率を0.04〜0.5の範囲とすることが好ましい。
【００４０】また、導電性封止剤７は、絶縁基体１と絶
縁性蓋体３とを接合する作用を成すとともに枠状導体層
４と導体層５とを電気的に接続する機能を有する。
縁性蓋体３とを接合する作用を成すとともに枠状導体層
４と導体層５とを電気的に接続する機能を有する。
【００４１】このような導電性封止剤７は、耐湿性ある
いは接合強度の観点から緻密な３次元網目構造を有する
エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂が好ましく、
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＡ変
性エポキシ樹脂・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂・フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂・クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂・特殊ノボラック型エポキシ樹脂・
フェノール誘導体エポキシ樹脂・ビフェノール骨格型エ
ポキシ樹脂等のエポキシ樹脂にイミダゾール系・アミン
系・リン系・ヒドラジン系・イミダゾールアダクト系・
アミンアダクト系・カチオン重合系・ジシアンジアミド
系等の硬化剤を添加したもので形成されている。
いは接合強度の観点から緻密な３次元網目構造を有する
エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂が好ましく、
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＡ変
性エポキシ樹脂・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂・フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂・クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂・特殊ノボラック型エポキシ樹脂・
フェノール誘導体エポキシ樹脂・ビフェノール骨格型エ
ポキシ樹脂等のエポキシ樹脂にイミダゾール系・アミン
系・リン系・ヒドラジン系・イミダゾールアダクト系・
アミンアダクト系・カチオン重合系・ジシアンジアミド
系等の硬化剤を添加したもので形成されている。
【００４２】なお、２種類以上のエポキシ樹脂を混合し
て用いてもよく、さらにシリコンゴムやシリコンレジン
・ＬＤＰＥ・ＨＤＰＥ・ＰＭＭＡ・架橋ＰＭＭＡ・ポリ
スチレン・架橋ポリスチレン・エチレン−アクリル共重
合・ポリメタクリル酸エチル・ブチルアクリレート・ウ
レタン等の軟質微粒子から成る充填材を添加してもよ
い。
て用いてもよく、さらにシリコンゴムやシリコンレジン
・ＬＤＰＥ・ＨＤＰＥ・ＰＭＭＡ・架橋ＰＭＭＡ・ポリ
スチレン・架橋ポリスチレン・エチレン−アクリル共重
合・ポリメタクリル酸エチル・ブチルアクリレート・ウ
レタン等の軟質微粒子から成る充填材を添加してもよ
い。
【００４３】また、導電性封止剤７は、平均粒子径が0.
1〜30μｍ程度の導電性粒子を樹脂に対して0.5〜200重
量％含有している。
1〜30μｍ程度の導電性粒子を樹脂に対して0.5〜200重
量％含有している。
【００４４】このような導電性粒子としては、例えばア
クリル系樹脂やフェノール系樹脂・ウレタン系樹脂・ベ
ンゾグアナミン樹脂・メラミン系樹脂・ポリジビニルベ
ンゼン・ポリスチレン樹脂等の各種有機系樹脂材料を核
にもち、表層にニッケル・金・銀・銅等の導電性材料を
被覆した粒子やカーボン粉末あるいはニッケル・金・銀
・銅・半田等の金属粉末等が用いられる。
クリル系樹脂やフェノール系樹脂・ウレタン系樹脂・ベ
ンゾグアナミン樹脂・メラミン系樹脂・ポリジビニルベ
ンゼン・ポリスチレン樹脂等の各種有機系樹脂材料を核
にもち、表層にニッケル・金・銀・銅等の導電性材料を
被覆した粒子やカーボン粉末あるいはニッケル・金・銀
・銅・半田等の金属粉末等が用いられる。
【００４５】かくして上述の半導体装置によれば、絶縁
基体１の搭載部１ａ底面に半導体素子２をガラス・樹脂
・ろう材等から成る接着剤を介して接着固定するととも
に半導体素子２の各電極をボンディングワイヤ９により
配線導体層８に接続させ、しかる後、絶縁基体１と絶縁
性蓋体３とを間に枠状導体層４および導体層５を挟んで
導電性封止材７を介して接続し、絶縁基体１と絶縁性蓋
体３とから成る容器の内部に半導体素子２を気密に収容
することによって最終製品としての半導体装置が完成す
る。
基体１の搭載部１ａ底面に半導体素子２をガラス・樹脂
・ろう材等から成る接着剤を介して接着固定するととも
に半導体素子２の各電極をボンディングワイヤ９により
配線導体層８に接続させ、しかる後、絶縁基体１と絶縁
性蓋体３とを間に枠状導体層４および導体層５を挟んで
導電性封止材７を介して接続し、絶縁基体１と絶縁性蓋
体３とから成る容器の内部に半導体素子２を気密に収容
することによって最終製品としての半導体装置が完成す
る。
【００４６】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であ
れば種々の変更は可能である。例えば図４に断面図で示
すように、接地導体６を絶縁基体１の側面ではなく、絶
縁基体１の内部に貫通した貫通接地導体10としてもよ
い。また、半導体素子２の各電極と配線導体層８との電
気的接続を半田バンプ11等の導電性接続部材で接続して
もよい。
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であ
れば種々の変更は可能である。例えば図４に断面図で示
すように、接地導体６を絶縁基体１の側面ではなく、絶
縁基体１の内部に貫通した貫通接地導体10としてもよ
い。また、半導体素子２の各電極と配線導体層８との電
気的接続を半田バンプ11等の導電性接続部材で接続して
もよい。
【００４７】
【発明の効果】本発明の半導体装置によれば、枠状導体
層の周囲に設けた絶縁基体の露出表面と、導体層の周囲
に設けた絶縁性蓋体の露出表面とを対向させ、露出表面
の面積の接合部の面積に占める比率を0.3〜0.9となるよ
うに絶縁基体と絶縁性蓋体とを接合したことから、絶縁
基体および絶縁性蓋体と導電性封止剤との接合強度が強
く、かつ絶縁基体上面の枠状導体層と絶縁性蓋体下面の
導体層とが電気的に良好に接続されたものとなり、気密
封止とシールドの良好な半導体装置とすることができ
る。
層の周囲に設けた絶縁基体の露出表面と、導体層の周囲
に設けた絶縁性蓋体の露出表面とを対向させ、露出表面
の面積の接合部の面積に占める比率を0.3〜0.9となるよ
うに絶縁基体と絶縁性蓋体とを接合したことから、絶縁
基体および絶縁性蓋体と導電性封止剤との接合強度が強
く、かつ絶縁基体上面の枠状導体層と絶縁性蓋体下面の
導体層とが電気的に良好に接続されたものとなり、気密
封止とシールドの良好な半導体装置とすることができ
る。
【図１】本発明の半導体装置の実施の形態の一例を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の半導体装置の絶縁基体の実施の形態の
一例を示す上面図である。
一例を示す上面図である。
【図３】本発明の半導体装置の絶縁性蓋体の実施の形態
の一例を示す下面図である。
の一例を示す下面図である。
【図４】本発明の半導体装置の他の実施例を示す断面図
である。
である。
１・・・・・・・・絶縁基体 １ａ・・・・・・搭載部 ２・・・・・・半導体装置 ３・・・・・・絶縁性蓋体 ４・・・・・・枠状導体層 ５・・・・・・導体層 ６、10・・・・接地導体 ７・・・・・・導電性封止剤 ８・・・・・・配線導体層 12・・・・・・絶縁基体の露出表面 13・・・・・・絶縁性蓋体の露出表面
Claims (2)
- 【請求項１】 上面に半導体素子の搭載部を有するとと
もに側面に接地導体が被着形成された絶縁基体と、前記
搭載部に搭載された半導体素子と、前記絶縁基体の上面
に前記搭載部を取り囲むように被着形成され、前記接地
導体と電気的に接続された枠状導体層と、前記絶縁基体
の上面に前記枠状導体層を挟んで導電性封止剤を介して
接合された、下面に導体層が形成された絶縁性蓋体とか
ら成る半導体装置であって、前記絶縁基体と前記絶縁性
蓋体との接合部は、前記枠状導体層の周囲に前記絶縁基
体の露出表面を設け、前記導体層の周囲に前記絶縁性蓋
体の露出表面を設けて、これら露出表面同士を対向させ
るとともに、この対向部分の面積が前記接合部の面積に
占める比率を０．３〜０．９としてあることを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項２】 前記絶縁性蓋体の厚みに対して前記導体
層の厚みの比率を０．０４〜０．５としてあることを特
徴とする請求項１記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000191235A JP2002009185A (ja) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000191235A JP2002009185A (ja) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002009185A true JP2002009185A (ja) | 2002-01-11 |
Family
ID=18690566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000191235A Pending JP2002009185A (ja) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002009185A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012109832A (ja) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 圧電発振器 |
| JP2020178016A (ja) * | 2019-04-17 | 2020-10-29 | 富士通株式会社 | 集積回路パッケージ |
-
2000
- 2000-06-26 JP JP2000191235A patent/JP2002009185A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012109832A (ja) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 圧電発振器 |
| JP2020178016A (ja) * | 2019-04-17 | 2020-10-29 | 富士通株式会社 | 集積回路パッケージ |
| JP7298265B2 (ja) | 2019-04-17 | 2023-06-27 | 富士通株式会社 | 集積回路パッケージ |
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