JP2002134637A - 半導体装置用パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が容易で信頼性の高い、リードを樹脂に
よってアイレットに封着して成る半導体装置用パッケー
ジを提供する。 【解決手段】 金属板をプレス加工することによりキャ
ップ状に形成されると共に、リードを挿通する挿通孔が
形成されたアイレット１０に、前記挿通孔に挿通された
リード１２が、樹脂３０により前記アイレット１０と電
気的に絶縁されて封着されてなる半導体装置用パッケー
ジにおいて、前記アイレット１０の前記樹脂３０と密着
する面に、前記アイレット１０からの樹脂３０の引き抜
きを妨げる係止溝２８等の係止手段が設けられているこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザ素子等
の半導体素子を搭載する半導体装置用パッケージに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザ素子等の半導体素子を搭載
する半導体装置用パッケージには、図４に示すような、
キャップ状に形成したアイレット１０にリード１２を挿
通してステム形状とした製品がある。リード１２はアイ
レット１０に形成した挿通孔１４に挿通され、ガラス溶
着によってアイレット１０に封着されている。１６がリ
ード１２を封着しているガラスである。半導体レーザ素
子１８を支持する素子付け部２０は、アイレット１０の
上面を切り起こした切片状に形成され、素子付け部２０
の側面に半導体レーザ素子１８が接合されている。

【０００３】図５は、上記半導体装置用パッケージの断
面図を示す。キャップ状に形成されたアイレット１０の
凹部内にガラス１６が満たされ、前記素子付け部２０を
切り起こしたことによって形成されたアイレット１０の
上面の開口部２２、及びリード１２を挿通した挿通孔１
４がガラス１６によって封止されている。１２ａはアイ
レット１０に抵抗溶接したアースリードである。

【０００４】上記の半導体装置用パッケージではリード
１２をガラスによって溶着するから、その製造にあたっ
ては、アイレット１０及びリード１２を治具に支持し、
ガラス溶着炉内で被加工品をガラス溶融温度まで加熱し
てリード１２を封着する。このように、従来の半導体装
置用パッケージの製造工程では、ガラス溶融温度といっ
た高温に被加工品を加熱するから、アイレット１０及び
リード１２の外面に施すめっきは、リード１２をアイレ
ット１０に封着する工程の後に行っている。このめっき
は、バレルめっきによって行うから、その際にリード１
２が曲がってしまったり、めっき不良が生じたりして、
後工程でリード１２を修整する作業や選別作業が発生す
るという問題がある。

【０００５】そこで、リード１２をアイレット１０にガ
ラス封着するかわりに、樹脂を用いてリード１２をアイ
レット１０に電気的に絶縁して封着する方法が検討され
ている。熱硬化性の樹脂を用いてリード１２をアイレッ
ト１０に封着する方法であれば、加熱温度は２００℃程
度でリード１２を封着できるから、アイレット１０及び
リード１２にめっきを施した後に、リード１２をアイレ
ット１０に封着する操作を行ってもなんら差し支えな
い。この方法によれば、アイレット１０及びリード１２
に必要なめっきを施した後に組み立てできるから、後工
程でリード１２の曲がりを修整するといった作業が不要
となり、効率的な作業工程とすることが可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
樹脂を用いてリード１２をアイレット１０に封着する場
合の問題として、アイレット１０と樹脂との密着性が十
分でないという問題がある。図６(a)は、アイレット１
０に樹脂３０を用いてリード１２を封着した状態を示
す。樹脂３０はアイレット１０の内面に接着されてリー
ド１２を封着しているが、リード１２を封着している樹
脂３０にアイレット１０から樹脂３０を引き抜くような
力が作用した場合に、比較的簡単に樹脂３０がアイレッ
ト１０から剥離して抜けてしまう場合がある。

【０００７】従来のようにガラス封着によって半導体装
置用パッケージを作製する場合は、アイレット１０の内
面に酸化被膜を形成する等によりアイレット１０にガラ
スは強固に接着される。これに対して、樹脂３０を用い
てリード１２をアイレット１０に封着する場合は、金属
と樹脂との接着力は一般に弱いために、アイレット１０
と樹脂３０との所要の接着強度が確保できないという問
題が生じる。樹脂３０を用いてリード１２を封着する場
合は、アイレット１０の表面に金めっき等のめっきをあ
らかじめ施した後に封着するから、樹脂３０とアイレッ
ト１０との密着性がさらに低下するという面もある。

【０００８】このように樹脂３０を用いてアイレット１
０にリード１２を封着する場合にアイレット１０と樹脂
３０との密着性を改善する方法としては、樹脂３０とし
て接着力の強い材料を使用することが考えられる。熱硬
化性樹脂ではガラス転移点温度が低い樹脂は金属との接
着力が強く、ガラス転移点温度が高い樹脂は接着力が弱
くなるという性質がある。したがって、接着力を強くす
るにはガラス転移点温度が低い樹脂を使用すればよい。
しかし、このようなガラス転移点温度の低い樹脂を使用
した場合は、２００℃程度以下といった温度で樹脂が軟
化してしまい、耐熱性の点で所要の規格を満足できない
といった問題が生じる。また、一方、耐熱性を重視した
場合は、ガラス転移点温度が高い樹脂を使用することに
なるから、所要の接着力が得られなくなる。

【０００９】本発明は、このような樹脂を用いてリード
をアイレットに封着して形成する半導体装置用パッケー
ジについての問題点を解消すべくなされたものであり、
アイレットと樹脂との密着性を向上させることによっ
て、信頼性を向上させることができるとともに、製造も
容易となる半導体装置用パッケージを提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、金属板をプレス
加工することによりキャップ状に形成されると共に、リ
ードを挿通する挿通孔が形成されたアイレットに、前記
挿通孔に挿通されたリードが、樹脂により前記アイレッ
トと電気的に絶縁されて封着されてなる半導体装置用パ
ッケージにおいて、前記アイレットの前記樹脂と密着す
る面に、前記アイレットからの樹脂の引き抜きを妨げる
係止手段が設けられていることを特徴とする。前記係止
手段としては、前記アイレットの本体の内側面に複数の
係止溝を形成したものが好適であり、前記係止溝が、前
記アイレットの軸線方向に対して傾斜する向きに形成さ
れているものは樹脂の引き抜きを有効に妨げる作用をな
す。なお、アイレットの軸線方向に対して係止溝を傾斜
する向きにはアイレットの軸線方向に直交する向きも含
むものである。また、前記係止手段として、前記アイレ
ットの本体の内底面に複数の係止溝が形成されているも
のはさらに好適である。また、前記係止手段として、前
記アイレットの本体の内側面を粗面に形成することも有
効である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明
に係る半導体装置用パッケージに使用するアイレット１
０の構成を示す。図１(a)はアイレット１０の側面断面
図である。アイレット１０自体の形状は図４、５に示す
従来の半導体装置用パッケージに用いるアイレット１０
と同様である。すなわち、アイレット１０はキャップ状
に形成された本体２４と、本体２４の頂部から頂部面に
略垂直に切り起こした素子付け部２０とからなる。本体
２４の頂部には素子付け部２０を切り起こしたことによ
り矩形の開口部２２が形成されている。

【００１２】このアイレット１０で特徴とする構成は、
本体２４の内側面２６にアイレット１０の軸線方向（リ
ードを挿通する方向と平行な方向）に対し傾斜する向き
に多数本の係止溝２８を形成した点にある。この係止溝
２８は樹脂を用いてリードを封着した際に、樹脂が係止
溝２８にはいり込み、樹脂とアイレット１０との密着性
を向上させる作用を有する。係止溝２８をアイレット１
０の軸線方向に対して傾斜する向きに形成しているの
は、アイレット１０に充填されている樹脂に対してアイ
レット１０から樹脂を引き抜く力が作用した際に樹脂を
抜けにくくするためである。アイレット１０の内側面２
６に形成する係止溝２８は、このようにアイレット１０
に充填された樹脂の引き抜きを妨げる向きに形成するこ
とが有効である。図では、説明上、係止溝２８を平行に
表示しているが、この係止溝２８は本体２４の内側面の
全周にわたってアイレット１０の軸線方向に対し傾斜す
る向きに設けられている。実施形態のアイレット１０で
実際に形成した係止溝２８は、深さ０．１ｍｍ、幅０．
２ｍｍ、ピッチ０．４ｍｍのものである。

【００１３】図１(b)は、アイレット１０の底面図であ
る。本実施形態では、アイレット１０の本体２４の内側
面に係止溝２８を設けると同時に、本体２４の内底面
（天井面）２９にも係止溝２８を形成した。この係止溝
２８も樹脂によってリードを封着した際に樹脂が溝内に
はいり込み、アンカー作用によって樹脂が本体２４の内
底面２９から剥離することを防止する作用を有する。な
お、本体２４の内底面２９に形成する係止溝２８はアン
カー作用によって樹脂の剥離を防止するものであるか
ら、係止溝２８の向きはとくに問題にならない。なお、
場合によってはアイレット１０の本体２４の内底面２９
には係止溝２８を設けず、アイレット１０の本体２４の
内側面２６のみに係止溝２８を設けるのみでも有効であ
る。また、アイレット１０の本体２４の内底面２９に設
ける係止溝２８を逆止形状としてさらに樹脂との密着性
を向上させる構成とすることも可能である。

【００１４】図２は、上述したアイレット１０を使用し
て半導体装置用パッケージを形成する方法を示す。本実
施形態の半導体装置用パッケージは樹脂を使用してリー
ド１２をアイレット１０に封着することを特徴とする。
そのために、まず、図２(a)に示すように、治具３２に
アイレット１０とリード１２とをセットし、樹脂粉末に
よって形成した樹脂タブレット３０ａをアイレット１０
の本体内にセットする。樹脂タブレット３０ａはリード
１２を封着する樹脂３０となるものであり、あらかじめ
アイレット１０の本体２４の形状にしたがって形成され
ている。

【００１５】樹脂粉末を用いて所定形状の樹脂タブレッ
トを形成する方法は、圧縮成形用の金型に樹脂粉末を投
入し、加圧して樹脂粉末を所定形状に成形する方法によ
ればよい。圧縮成形する際にリード１２を挿通するため
の挿通孔３１も同時に形成する。樹脂タブレット３０ａ
はアイレット１０内に簡単にセットできるように、アイ
レット１０の本体２４の内側面と十分にクリアランスを
もたせた外形寸法に形成し、リード１２よりも十分大径
な挿通孔３１を形成する。挿通孔３１はリード１２の抜
け止め用として中途に突起部を設けたリード１２を挿通
してセットできるように形成することもできる。本実施
形態で使用した樹脂タブレット３０ａは、ガラス転移点
温度が１８０℃程度のエポキシ系の熱硬化型の樹脂粉末
を使用したものである。

【００１６】なお、治具３２にアイレット１０とリード
１２をセットする際には、金めっき等の所要のめっきを
すべて施したアイレット１０とリード１２をセットす
る。樹脂タブレット３０ａを溶融する温度は２００℃程
度であり、樹脂による封着操作の際にめっき膜が損傷を
受けるような温度に加熱されることはないから、アイレ
ット１０及びリード１２に金めっき等の所要のめっきを
施しておいてもまったく問題はない。

【００１７】アイレット１０に樹脂タブレット３０ａを
セットした後、１８０〜２００℃程度の加熱雰囲気中で
樹脂タブレット３０ａ及び被加工品全体を加熱し、樹脂
タブレット３０ａを溶融してリード１２を封着する。図
２(b)が樹脂３０によってリード１２が封着された半導
体装置用パッケージである。リード１２が挿通孔３１に
挿通され樹脂３０によりアイレット１０と電気的に絶縁
して封着されている。樹脂３０はメニスカス状にアイレ
ット１０の本体２４内に充填されている。

【００１８】本実施形態の半導体装置用パッケージは、
アイレット１０に溶着された樹脂３０が、アイレット１
０の本体２４の内側面と係止溝２８を介して密着された
ことによって、従来の樹脂３０を使用してリード１２を
アイレット１０に封着した半導体装置用パッケージとく
らべてはるかにアイレット１０と樹脂３０との密着性を
向上させることができる。実際に樹脂によってリードを
封着した半導体装置用パッケージで、従来品と本実施形
態品とを比較したところ、樹脂がアイレットから剥離さ
れて引き抜かれるときの引っ張り力が、従来品では1kgf
程度であったものが、本実施形態品の場合は７〜８kgf
程度まで改善された。これによって、樹脂によってリー
ドを封着した製品であっても十分に製品の規格を満足す
ることができた。

【００１９】以上説明したように、本実施形態の半導体
装置用パッケージでは、アイレット１０の本体２４の内
側面２６と内底面２９に形成した係止溝２８が、樹脂３
０との間で機械的な剥離防止作用を生む係止手段として
作用し、これによって樹脂３０とアイレット１０との密
着性を効果的に向上し得たものである。このような機械
的作用により樹脂の剥離を防止する係止手段としては、
上記実施形態で本体２４の内側面２６、内底面２９に設
けた係止溝２８と同様に、樹脂３０との間で機械的な剥
離防止作用が生じる形態で種々の形態をとり得る。たと
えば、係止溝２８を交差する形態で設けたり、本体２４
の内側面に小突起を設けたりする方法等である。

【００２０】図３は、アイレット１０の内側面２６と内
底面２９を粗面として樹脂３０とアイレット１０の内面
との密着性を向上させるようにした例である。アイレッ
ト１０の本体２４の内側面２６と内底面２９を粗面に形
成して樹脂３０とアイレット１０との密着性を向上させ
る方法も、機械的作用によって樹脂の剥離を防止する例
の一つである。このように、本体２４の内側面２６と内
底面２９を粗面に形成することによって樹脂３０とアイ
レット１０との密着性を向上させることができ、リード
１２を封着した後の樹脂３０がアイレット１０から簡単
に剥離しないようにすることができる。アイレット１０
の本体２４の内側面を粗面に形成する方法も係止手段の
ひとつである。

【００２１】図３に示すアイレット１０のように、アイ
レット１０の内側面２６及び内底面２９を粗面に形成す
るには、被加工材である平坦な金属板にしぼり加工等の
所要のプレス加工を施して所定形状のアイレット１０を
形成した後、化学的エッチングによってアイレット１０
の内側面２６と内底面２９を粗面に形成すればよい。金
属板をしぼり加工してキャップ状に形成した後、素子付
け部２０を成形することにより素子付け部２０の表面が
平滑面に形成され、その後、上記の粗面加工を施すこと
によってアイレット１０で樹脂３０が密着する部位のみ
を粗面に形成することができる。

【００２２】また、図１に示すような、本体２４の内側
面２６と内底面２９に係止溝２８を形成したアイレット
１０を製造する場合は、被加工材である平坦状の金属板
にしぼり加工等のプレス加工を施す際に、あらかじめア
イレット１０の内側面２６となる金属板の部位にプレス
加工を施して係止溝２８を形成しておき、この係止溝２
８を形成した金属板に対してしぼり加工等のプレス加工
を施してキャップ状のアイレット１０を形成する。しぼ
り加工等のプレス加工によってキャップ状にアイレット
を形成する前に金属板でアイレット１０の内側面２６と
なる部位についてのみ係止溝２８を形成するのは、素子
付け部２０については素子付け面を平滑面に形成する必
要があるから、アイレット１０の本体２４の内底面２９
となる部位については事前に係止溝２８を形成しておく
ことができないからである。アイレット１０の本体２４
の内底面２９については、金属板をキャップ状に成形し
て素子付け部２０を切り起こした後、プレス加工によっ
て内底面２９を成形する際に係止溝２８を形成すること
ができる。

【００２３】このように被加工材の金属板をプレス加工
する際に事前に必要個所に係止溝２８を形成してアイレ
ット１０を成形する方法は、プレス加工によってアイレ
ットを製造している従来の製造工程、製造装置がそのま
ま利用できる点で有効である。これによって、製造コス
トを抑えつつ信頼性の高い半導体装置用パッケージを量
産することが可能になる。また、プレス加工の加工工程
中で係止溝２８を形成する方法は、係止溝２８の溝の深
さ、幅、ピッチ、溝の方向等を適宜設定することができ
るという利点がある。なお、金属板に係止溝を形成し、
しぼり加工等のプレス加工によってキャップ形状のアイ
レットを形成する工程は、順送金型を使用した順送加工
によって効率的に行える。

【００２４】前述したように本発明に係る半導体装置用
パッケージでは、樹脂とアイレットとが機械的作用によ
って密着するから、樹脂とアイレットとの密着性が低い
樹脂材を使用して所要の密着強度を得ることができ、た
とえば耐熱性が高く密着性が比較的低い樹脂材を使用し
て所要の密着強度を得るといったことが可能となり、こ
れによって耐熱性が高く樹脂とアイレットとの密着性に
もすぐれた半導体装置用パッケージを得ることが可能に
なる。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係る半導体装置用パッケージに
よれば、リードを封着する樹脂とアイレットとの密着性
を効果的に向上させることが可能になることから、耐熱
性が高く接着性が比較的低い樹脂材を使用したといった
場合でも、所要の密着強度を得ることができ、これによ
って耐熱性及び樹脂の剥離強度といった所要の規格を満
足できる信頼性の高い半導体装置用パッケージとして提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体装置用パッケージにおいて使用するアイ
レットの断面図及び底面図である。

【図２】樹脂によってアイレットにリードを封着する方
法を示す説明図である。

【図３】半導体装置用パッケージにおいて使用するアイ
レットの他の例を示す断面図である。

【図４】リードをガラス封着した半導体装置用パッケー
ジの従来の構成を示す斜視図である。

【図５】リードをガラス封着した半導体装置用パッケー
ジの従来の構成を示す断面図である。

【図６】樹脂によってリードを封着する半導体装置用パ
ッケージの断面図である。

【符号の説明】

１０ アイレット １２ リード １４ 挿通孔 １６ ガラス １８ 半導体レーザ素子 ２０ 素子付け部 ２２ 開口部 ２４ 本体 ２６ 内側面 ２８ 係止溝 ２９ 内底面 ３０ 樹脂 ３０ａ 樹脂タブレット ３１ 挿通孔 ３２ 治具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板をプレス加工することによりキャ
   ップ状に形成されると共に、リードを挿通する挿通孔が
   形成されたアイレットに、前記挿通孔に挿通されたリー
   ドが、樹脂により前記アイレットと電気的に絶縁されて
   封着されてなる半導体装置用パッケージにおいて、 前記アイレットの前記樹脂と密着する面に、前記アイレ
   ットからの樹脂の引き抜きを妨げる係止手段が設けられ
   ていることを特徴とする半導体装置用パッケージ。
2. 【請求項２】 前記係止手段として、前記アイレットの
   本体の内側面に複数の係止溝が形成されていることを特
   徴とする請求項１記載の半導体装置用パッケージ。
3. 【請求項３】 前記係止溝が、前記アイレットの軸線方
   向に対して、傾斜する向きに形成されていることを特徴
   とする請求項２記載の半導体装置用パッケージ。
4. 【請求項４】 前記係止手段として、前記アイレットの
   本体の内底面に複数の係止溝が形成されていることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の半導体装置
   用パッケージ。
5. 【請求項５】 前記係止手段として、前記アイレットの
   本体の内側面が粗面に形成されていることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれか一項記載の半導体装置用パッケ
   ージ。