JP2005011854A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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Kazushi Yamamoto
一志 山本
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Abstract

【課題】パッケージ体の底表面に形成されたリード端子表面の損傷を防止して、セット機器への実装の際の電気的接合不良を抑制することが可能であり、しかもパッケージ体が小型で、かつ安定的に支持実装を可能とする。
【解決手段】複数のリード端子1が配置され凹部を有するパッケージ体2と、パッケージ体の凹部に固定された半導体素子3とを備え、凹部内に位置するリード端子の一部である内部端子部と半導体素子とが接続され、パッケージ体の底面にリード端子の一部が配置されて外部端子部1aを形成する。少なくとも一部の複数の外部端子部の表面、またはパッケージ体の底面に、脚状突起部6が選択的に配置される。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セット機器のプリント基板などに表面実装型として実装される半導体装置の構造、およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5および図6を参照して、従来例の半導体装置について説明する。この半導体装置は、主としてセラミック系表面実装型で固体撮像素子を用いた例である。図5(a)は半導体装置の一部を断面で示した正面図、図5(b)は下面図である。図6(a)は、図5の半導体装置の要部を拡大して示した図、図6(b)は実装した状態を示す図である。
【0003】
複数のリード端子1を配した容器状のパッケージ体2の凹部中央に、半導体素子3が接着剤3aなどにより固着されている。半導体素子3とリード端子1の内部端子部は、ワイヤー4を介して配線接合されている。パッケージ体2の上面は、シール剤5aを介してリッド5が固定され、凹部が気密封止されている。リード端子1の一部は、パッケージ体2の接合面である底面に配置されて、外部端子部1aを形成し、プリント基板などに実装する際の接続端子として用いられる。
【0004】
従来この種の半導体装置では、リード端子1の外部端子部1aが、生産過程で種々の設備、治具、梱包用具などの物体と繰り返し接触することにより発生する外部摩擦などにより、表面が損傷して半田付け不具合を起こし易い欠点があり、外部端子部1aの表面を、外部摩擦から保護する必要があった。例えば特許文献1に記載の半導体装置では、その目的のためと推定されるが、パッケージ体2の底面に、図5(a)あるいは図6(a)に示すように、突起61が設けられている。突起61は、半田接合には支障のない高さに設定される。突起61の存在により、リード端子1の外部端子部1aは、物体7から所定距離離間し、接触による損傷から保護される。
【0005】
このようにリード端子1の外部端子部1aの面を突起61で保護するように組立完成された半導体装置は、図6(b)に示すように、パッケージ体2の底表面に配した所定のリード端子1とプリント基板8上の半田付け用端子8aとが、半田8bによる接合を介して電気的接続をするように実装される。
【0006】
【特許文献1】
実開平1−179446号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、パッケージ体2の底表面に配した突起61が大き過ぎると、軽薄短小が不可欠なこの種半導体には致命的欠陥となる。反対に突起61が小さ過ぎる場合は、突起61が支点になり、パッケージ体2の接合が不安定になり傾く欠点があった。後者の場合は、半導体装置の組立精度不良や実装精度不良の原因となるもので、致命的欠陥になる。特に、固体撮像素子の場合は、パッケージ体底面形状は平坦ないしは凹モードに設計され、傾き規制は不可欠となっている。
【0008】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、パッケージ体の底表面に形成されたリード端子表面の損傷を防止して、セット機器への実装の際の電気的接合不良を抑制することが可能であり、しかもパッケージ体が小型で、かつ安定的に支持実装可能な半導体装置の構造、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の半導体装置は、複数のリード端子が配置され凹部を有するパッケージ体と、前記パッケージ体の凹部に固定された半導体素子とを備え、前記凹部内に位置する前記リード端子の一部である内部端子部と前記半導体素子とが接続され、前記パッケージ体の底面に前記リード端子の一部が配置されて外部端子部を形成した構成において、少なくとも一部の複数の前記外部端子部の表面、または前記パッケージ体の底面に、脚状突起部が選択的に配置されたことを特徴とする。
【0010】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記構成の半導体装置を製造する方法であって、少なくとも一部の複数の前記外部端子部の表面、または前記パッケージ体の底面に、印刷・焼成加工処理を用いたメタライズ層形成により、脚状突起部を選択的に形成することを特徴とする。
【0011】
本発明の半導体装置の他の製造方法は、少なくとも一部の複数の前記外部端子部の表面、または前記パッケージ体の底面に、スポットレーザー照射加工処理を用いた溶融塊形成により、脚状突起部を選択的に形成することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体装置は、上記構成を有することにより、脚状突起部が治具などの物体と接触をした際にガード作用をするため、パッケージ体底面に設けたリード端子の外部端子部表面は、物体と非接触を保つことが可能である。したがって、外部端子部表面は正常状態を保持し、表面損傷による接合不具合を防止することが可能である。しかも脚状突起部は、パッケージ体の底面外周部に微細な形状で形成可能であるため、小型でありながら安定な保持を確保する効果も得られる。
【0013】
脚状突起部は、少なくとも3箇所配置されていることが好ましい。また、脚状突起部は、突起部高さが、外部端子部面の全高さより1μm以上大きい寸法を有することが好ましい。
【0014】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【0015】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における半導体装置を示し、(a)は一部を断面で示した正面図、(b)は下面図である。図2(a)は、同半導体装置の要部を拡大して示した図、(b)は実装した状態を示す図である。
【0016】
この半導体装置の構造は、ほぼ図5に示した従来例と同様であり、複数のリード端子1を配した容器状のパッケージ体2の凹部中央に、半導体素子3が接着剤3aなどにより固着されている。半導体素子3とリード端子1の一部は、ワイヤー4を介して配線接合されている。パッケージ体2の上面には、シール剤5aを介してリッド5が固定され、凹部が気密封止されている。リード端子1の一部は、パッケージ体2の接合面である底面に配置されて、外部端子部1aを形成し、プリント基板などに実装する際の接続端子として用いられる。
【0017】
パッケージ体2は、例えばセラミック材で形成される。一例としては、電気絶縁性を有する主成分がアルミナ(Al)の焼結体材料である。本実施の形態では、アルミナ基板を3枚積層した構造が示されている。半導体素子3は、例えば、シリコン基板上に固体撮像型の薄膜回路が形成されたものを用いることができる。ワイヤー4としては、径が20〜30μmの金細線、接着剤3aおよびシール剤5aとしては、主成分がエポキシ系の樹脂材料を用いることができる。リッド5としては、板厚み数百μmの、透過性に優れたガラス材料を用いることができる。
【0018】
リード端子1は、例えば主成分がタングステンなどのメタライズ層であり、所定の幾何学パターンで印刷され、焼成加工後に金メッキ処理などが施される。リード端子1の総厚みは、数μm程度である。メタライズ層は導電性で、内部と外部の端子を3次元的に連結したパターン構造に形成されている。
【0019】
パッケージ体2の底表面に配置されたリード端子1の外部端子部1aから選ばれた4箇所の位置に、微細な脚状突起部6が設けられている。脚状突起部6は、厚みが数μmで、径0.数mm程度のものである。脚状突起部6の形成は、一例として、リード端子1と同様の加工方法により、印刷重ね刷りで形成することができる。
【0020】
この構成によれば、リード端子1の所定位置に脚状突起部6が形成されているため、図2(a)に示すように物体7上に載置された際には、脚状突起部6が物体7に接触する。したがって、リード端子1の外部端子部1aは物体7から離間し、脚状突起部6がガードとして作用し、リード端子1表面は接触による損傷から保護されて、正常な表面を保つことが出来る。
【0021】
その結果図2(b)に示すように、半導体装置のリード端子1とプリント基板8上の半田付け用端子8aとを、半田8bにより接合する際には、リード端子1面における半田8bの濡れが正常であり、正常な電気的接続が確保された実装が可能である。しかも脚状突起部6が脚の作用で接地するため、小型で安定な実装が可能である。
【0022】
脚状突起部6は、上述のように、厚みが数μmで径が0.数mmの形状を有し、メタライズ印刷加工により形成される以外の形態でも適用可能である。すなわち、リード端子1のトップ面より1μm以上突出する寸法であり、最大高さは接合可能な層厚み以下であれば良い。また加工方法についても、例えばスポットレーザー照射加工によるドロス(溶射による溶融痕の塊)生成など、他の突起形成工法を用いても、脚状突起部6を設けれて同様の効果を得ることは可能である。また脚状突起部6は4箇所に限らず、3個以上であれば、パッケージ体2底面の外周部を脚状突起部6の厚みで均一に保持することが可能である。
【0023】
プリント基板8への接合方法に関しては、半田8a付けに限らず、例えば接着方法を用いる場合でも、汚れなどにより不都合を生じることがあるので、本実施の形態の構成を適用することが効果的である。
【0024】
(実施の形態2)
図3は本発明の実施の形態2における半導体装置を示し、(a)は一部を断面で示した正面図、(b)は下面図である。図4(a)は、同半導体装置の要部を拡大して示した図、(b)は実装した状態を示す図である。
【0025】
本実施の形態における半導体装置は、脚状突起部6が形成される位置が実施の形態1の場合と相違する。他の構成は同様である。本実施の形態では、微細な脚状突起部6は、リード端子1の面上ではなく、パッケージ体2の底面外周近傍に選択形成される。この構成によれば、脚状突起部6の高さをリード端子1のトップ表面より高くすることで、図4(a)に示すように、物体7上に載置された際には、脚状突起部6が物体7に接触し、実施の形態1と同様の効果を得ることが出来る。したがって、図4(b)に示すように、半導体装置をプリント基板8上に実装する際には、リード端子1面における半田8bの濡れが正常であり、正常な電気的接続が確保される。
【0026】
さらにこの構成では、リード端子1面以外の位置に脚状突起部6を形成するため、接合の観点からは、リード端子1面を複雑にすることが回避される利点が得られる。
【0027】
【発明の効果】
本発明の半導体装置によれば、パッケージ体の底面に配したリ−ド端子表面に複数の脚状突起部を選択的に配置することにより、他の物体に載置した際に脚状突起部が接触ガードとして作用し、リード端子表面に対する非接触状態を保つことができる。そのためリード端子表面は正常状態が保たれ、結果として接合不具合のない実装が可能となる。しかも脚状突起部は微細な構成にすることが可能でるため、コンパクトなパッケージ体を安定に接地した実装が可能となる。
【0028】
また、微細な脚状突起部をパッケージ体の底面外周近傍に、複数個選択的に設けた場合は、上記の効果とともに、リード端子面の形状を複雑にすることが回避される利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1における半導体装置を示し、(a)は一部を断面で示した正面図、(b)は下面図
【図2】(a)は図1の半導体装置の要部を拡大して示した図、(b)は実装した状態を示す図
【図3】実施の形態2における半導体装置を示し、(a)は一部を断面で示した正面図、(b)は下面図
【図4】(a)は図3の半導体装置の要部を拡大して示した図、(b)は実装した状態を示す図
【図5】従来例の半導体装置を示し、(a)は一部を断面で示した正面図、(b)は下面図
【図6】(a)は図5の半導体装置の要部を拡大して示した図、(b)は実装した状態を示す図
【符号の説明】
1 リード端子
1a 外部端子部
2 パッケージ体
3 半導体素子
3a 接着剤
4 ワイヤー
5 リッド
5a シール剤
6 脚状突起部
61 突起
7 物体
8 プリント基板
8a 半田付け用端子
8b 半田

Claims (5)

  1. 複数のリード端子が配置され凹部を有するパッケージ体と、前記パッケージ体の凹部に固定された半導体素子とを備え、前記凹部内に位置する前記リード端子の一部である内部端子部と前記半導体素子とが接続され、前記パッケージ体の底面に前記リード端子の一部が配置されて外部端子部を形成した半導体装置において、
    少なくとも一部の複数の前記外部端子部の表面、または前記パッケージ体の底面に、脚状突起部が選択的に配置されたことを特徴とする半導体装置。
  2. 前記脚状突起部が少なくとも3箇所配置されている請求項1記載の半導体装置。
  3. 前記脚状突起部は、突起部高さが、前記外部端子部面の全高さより1μm以上大きい寸法を有する請求項1記載の半導体装置。
  4. 複数のリード端子が配置され凹部を有するパッケージ体と、前記パッケージ体の凹部に固定された半導体素子とを備え、前記凹部内に位置する前記リード端子の一部である内部端子部と前記半導体素子とが接続され、前記パッケージ体の底面に前記リード端子の一部が配置されて外部端子部を形成した半導体装置を製造する方法において、
    少なくとも一部の複数の前記外部端子部の表面、または前記パッケージ体の底面に、印刷・焼成加工処理を用いたメタライズ層形成により、脚状突起部を選択的に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 複数のリード端子が配置され凹部を有するパッケージ体と、前記パッケージ体の凹部に固定された半導体素子とを備え、前記凹部内に位置する前記リード端子の一部である内部端子部と前記半導体素子とが接続され、前記パッケージ体の底面に前記リード端子の一部が配置されて外部端子部を形成した半導体装置を製造する方法において、
    少なくとも一部の複数の前記外部端子部の表面、または前記パッケージ体の底面に、スポットレーザー照射加工処理を用いた溶融塊形成により、脚状突起部を選択的に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015012452A (ja) * 2013-06-28 2015-01-19 京セラクリスタルデバイス株式会社 水晶デバイス
US10615088B2 (en) 2017-09-12 2020-04-07 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device

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