JP2005050932A - 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部接続の長期信頼性および半導体素子の気密封止の信頼性に優れた半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置を提供すること。
【解決手段】半導体素子収納用パッケージは、上面の中央部に半導体素子5の載置部1aを有する長方形状の絶縁基体1と、絶縁基体1の上面の外周部に載置部1aを取り囲むように取着された枠体2と、絶縁基体1の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに絶縁基体1の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シート3と、絶縁基体1の上面の載置部1aから絶縁シート3の表面にかけて形成された配線導体4とを具備している。
【選択図】 図1
【解決手段】半導体素子収納用パッケージは、上面の中央部に半導体素子5の載置部1aを有する長方形状の絶縁基体1と、絶縁基体1の上面の外周部に載置部1aを取り囲むように取着された枠体2と、絶縁基体1の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに絶縁基体1の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シート3と、絶縁基体1の上面の載置部1aから絶縁シート3の表面にかけて形成された配線導体4とを具備している。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、IC,LSI等の半導体集積回路素子や半導体レーザ(LD),フォトダイオード(PD)等の光半導体素子等の半導体素子を収容するための半導体素子収納用パッケージ、および半導体素子収納用パッケージに半導体素子を収容してなる半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体素子集積回路素子や光半導体素子等の半導体素子を収容するための半導体素子収納用パッケージ(以下、半導体パッケージともいう)は、セラミックス等によって構成されていたが、最近では、コスト、量産性の観点から樹脂から成る半導体パッケージが用いられてきている。樹脂から成る半導体パッケージは、エポキシ樹脂等の樹脂からなり、上面に半導体素子を載置するための載置部を有する絶縁基体と、載置部を取り囲むようにして絶縁基体の上面に取着された絶縁性の枠体と、載置部またはその周辺に一端部が露出するとともに、絶縁基体と枠体との間を通り、外側に他端部が露出するようにして取着された金属(鉄−ニッケル−コバルト合金等)製のリード端子とから構成されている。
【0003】
そして、絶縁基体の載置部に半導体素子を載置するとともに樹脂接着剤等を介して接着固定し、半導体素子の電極をボンディングワイヤ等を介してリード端子の一端部に電気的に接続し、その後、枠体の上面に蓋体を樹脂封止剤を介して接合させ、半導体素子を、絶縁基体と枠体と蓋体とから成る容器内部に気密に封止することにより半導体装置となる。
【0004】
この半導体装置について、リード端子の他端部を外部電気回路基板の配線導体等の所定位置に半田等を介して電気的,機械的に接続することにより、半導体装置の外部電気回路基板への実装が行われる。なお、リード端子は、通常、絶縁基体と枠体との間から外側に出たところで下方に向けて折り曲げられている。これは、外部電気回路基板における半導体装置の平面的な占有面積を極力小さくするためである。また、リード端子の他端部を外部電気回路基板の配線導体等に接続することを容易とするためである。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−221226号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の半導体パッケージおよび半導体装置においては、リード端子は、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属からなるため、硬くて応力を吸収し緩和しにくいことから、半導体装置を外部電気回路基板に実装した後、半導体素子の発熱等にともなう熱応力が、半導体装置と外部電気回路基板とを接続しているリード端子に繰り返し作用したときに、特に下方に折り曲げられ応力が集中しやすい部位において、金属疲労にともなう破断が生じやすいという問題があった。リード端子が短期間で破断すると、半導体装置の外部接続の長期信頼性が低いものとなってしまう。
【0007】
また、金属製のリード端子が樹脂からなる絶縁基体や枠体に比べて硬いため、リード端子に熱応力等の応力が作用したときに絶縁基体や枠体とリード端子との界面に隙間が生じ、半導体素子を封止している容器内部の気密性が劣化してしまうという問題もあった。
【0008】
特に、半導体素子が、近時多用されるようになってきているラインセンサー(光半導体素子)等の細長い長方形状のものである場合、半導体素子の電極がその両短辺側に形成されているため、この電極を接続するリード端子が細長い長方形状の半導体パッケージの両短辺側に取着されることになる。このような両短辺側では上記熱応力等の応力が非常に大きく作用するため、リード端子の破断や気密性の劣化等の問題の発生が顕著なものとなる。
【0009】
本発明は上記従来の問題に鑑みて完成されたものであり、その目的は、特にラインセンサー等の長方形状の半導体素子に対応して絶縁基体が長方形状であったとしても、外部接続の長期信頼性および半導体素子の気密封止の信頼性に優れた半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置を提供することである。
【0010】
【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、上面の中央部に半導体素子の載置部を有する長方形状の絶縁基体と、該絶縁基体の上面の外周部に前記載置部を取り囲むように取着された枠体と、前記絶縁基体の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに前記絶縁基体の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シートと、前記絶縁基体の上面の前記載置部から前記絶縁シートの表面にかけて形成された配線導体とを具備していることを特徴とするものである。
【0011】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基体の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに絶縁基体の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シートと、絶縁基体の上面の載置部から絶縁シートの表面にかけて形成された配線導体とが、外部接続用の端子として機能することから、この半導体素子収納用パッケージにラインセンサー等の半導体素子を収容して半導体装置となし、これを外部電気回路基板に実装した後、この外部接続用端子に熱応力等の応力が作用したとしても、折り込まれた絶縁シートが弾性変形することによりきわめて効果的にこの応力を吸収し緩和することができるため、長期にわたって外部電気回路との接続を良好に確保することができる。
【0012】
また、絶縁シートは、絶縁基体の一端部に繋がっており、絶縁基体と枠体との間を通るのがほとんど変形しない配線導体のみであるため、外部接続用端子として機能している絶縁シートに応力が作用して変形したとしても、絶縁基体と枠体との間に隙間が生じるようなことはなく、半導体素子を収容する容器の気密封止の信頼性を良好に確保することができる。
【0013】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージは、好ましくは前記絶縁基体および前記絶縁シートは一体成形されることによって繋がっていることを特徴とするものである。
【0014】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、好ましくは絶縁基体および絶縁シートは一体成形されることによって繋がっていることから、絶縁基体と絶縁シートとの間で破断が生じることをより効果的に防止することができ、半導体装置としたときの外部接続の信頼性を、より一層優れたものとすることができる。
【0015】
また本発明の半導体装置は、上記本発明の構成の半導体素子収納用パッケージと、前記載置部に載置されるとともに電極が前記配線導体に電気的に接続された半導体素子と、前記枠体の上面に取着された蓋体とを具備していることを特徴とするものである。
【0016】
本発明の半導体装置は、上記の構成により、外部接続の長期信頼性および半導体素子の気密封止の信頼性に優れた半導体装置となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置を添付図面に基づき詳細に説明する。
【0018】
図1は本発明の半導体パッケージおよび半導体装置の実施の形態の1例を示し、1は絶縁基体、2は枠体、3は絶縁シート、4は配線導体である。これらの、絶縁基体1、枠体2、絶縁シート3および配線導体4により主に半導体パッケージが構成される。また、この半導体パッケージに半導体素子5を収容することにより半導体装置が構成される。
【0019】
絶縁基体1は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂等の絶縁材料を板状に成形することにより形成されており、上面の中央部に半導体素子の載置部1aを有している。絶縁基体1は、例えば、ポリイミドから成る場合であれば、圧延法等の成形法により未硬化の熱硬化性樹脂を板状に成形するとともに硬化させることにより形成される。
【0020】
この絶縁基体1の上面の外周部に、載置部1aを取り囲むようにして枠体2が取着されている。この枠体2は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂等の絶縁材料を枠状に成形することにより形成されており、通常は、絶縁基体1と同様の材料により形成される。枠体2は、例えば、エポキシ樹脂から成る場合であれば、インジェクション成型やトランスファ成型等の成形法により未硬化のエポキシ樹脂を成形金型内で枠状に成形するとともに熱硬化させることにより、形成される。
【0021】
この絶縁基体1と枠体2とからなる凹状の部分の内側に半導体素子5が収容される。このため、絶縁基体1および枠体2は、載置し収容しようとする半導体素子5の形状に対応した形状に成形され、長方形等の四角形状である。そして、例えば、半導体素子5がラインセンサーである場合には、細長い長方形状のラインセンサーに対応した細長い長方形の板状の絶縁基体1の上面の外周部に、細長い長方形の枠状の枠体2が取着された構造になる。
【0022】
絶縁基体1の両短辺側の外周部には絶縁シート3の一端部が繋がっている。この絶縁シート3は、他端部が絶縁基体1の下面側に折り込まれている。また、絶縁基体1の上面の載置部1aから絶縁シート3の表面にかけて配線導体4が形成されている。
【0023】
なお、図1において、配線導体4は、絶縁シート3の表面のうち下側に面した側と、絶縁基体1の載置部1aの周囲とにおいてのみ厚く露出するような形態で示しているが、載置部1aから絶縁シート4の表面にかけての全長にわたって同じ厚さで露出するようにして形成してもよい。
【0024】
配線導体4は、銅,銀等の金属材料から成り、例えば、銅から成る場合であれば、銅箔を、絶縁基体1の上面の載置部1aから絶縁シート3の表面にかけて貼り付けておき、エッチング法等により所定の配線パターンに加工することにより形成される。
【0025】
そして、絶縁基体1の載置部1aに半導体素子5を載置するとともに樹脂接着剤等を介して接着固定し、半導体素子5の電極(図示せず)をボンディングワイヤ6等を介して配線導体4のうち載置部1a周辺に露出した部位に電気的に接続し、その後、枠体2の上面に蓋体7を樹脂封止剤を介して接合させること等により、半導体素子5を、絶縁基体1と枠体2と蓋体7とから成る容器内部に気密に封止することにより半導体装置が形成される。
【0026】
蓋体7は、ガラス,樹脂,金属,セラミックス等の材料により形成され、四角形状等の板状である。この蓋体7は、半導体素子5がラインセンサー等の光半導体素子である場合、ガラス,サファイア,ポリマ系樹脂等の透光性の材料により形成される。またこの場合、蓋体7は、ガラスの一部に反射防止膜をコーティングしたものでもよい。
【0027】
この半導体装置について、配線導体4のうち絶縁シート3の他端部側に露出した部位の一部を外部電気回路基板の配線導体等の所定位置に半田等を介して電気的,機械的に接続することにより、半導体装置の外部電気回路基板への実装が行われる。
【0028】
本発明の半導体パッケージおよび半導体装置は、上記のように、絶縁基体1の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに絶縁基体1の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シート3と、絶縁基体1の上面の載置部1aから絶縁シート3の表面にかけて形成された配線導体4とを具備するものである。
【0029】
このような構成とすることにより、絶縁基体1の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに絶縁基体1の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シート3と、絶縁基体1の上面の載置部1aから絶縁シート3の表面にかけて形成された配線導体4とを、外部接続用端子として機能させることができる。その結果、この半導体パッケージにラインセンサー等の半導体素子5を収容して半導体装置となし、これを外部電気回路基板に実装した後、外部接続用端子に熱応力等の応力が作用したとしても、折り込まれた絶縁シート3が弾性変形することによりきわめて効果的にこの応力を吸収し緩和することができるため、長期にわたって外部電気回路との接続を良好に確保することができる。
【0030】
また、絶縁シート3は、絶縁基体1の一端部に繋がっており、絶縁基体1と枠体2との間を通るのがほとんど変形しない配線導体4のみであるため、外部接続用端子として機能している絶縁シート3に応力が作用して変形したとしても、絶縁基体1と枠体2との間に隙間が生じるようなことはなく、半導体素子5を収容する容器の気密封止の信頼性を良好に確保することができる。
【0031】
また、本発明の半導体パッケージおよび半導体装置は、絶縁基体1および絶縁シート3は一体成形されることによって繋がっていることが好ましい。これにより、絶縁基体1と絶縁シート3との繋がりを強固で靭性に優れたものとすることができるため、絶縁基体1と絶縁シート3との間で破断が生じることを効果的に防止することができ、半導体装置と成したときの外部接続の信頼性をより一層優れたものとすることができる。
【0032】
絶縁基体1および絶縁シート3を一体成形することにより形成する場合、絶縁基体1および絶縁シート3はポリイミド樹脂から成るものが好ましい。この場合、成形が容易で絶縁基体1と絶縁シート3との繋がりが極めて強固で靭性に富むものとなるため、外部接続の信頼性に極めて優れた半導体パッケージおよび半導体装置を得ることができる。
【0033】
また、絶縁シート3は厚みが70〜300μmであることが好ましい。厚みが70μm未満では、絶縁シート3が変形しやすくなりすぎるため、半導体装置の自重により折り込んだ部分がつぶれてしまい、半導体装置を正常に外部電気回路基板の配線導体等に接続することが難しくなるおそれがある。300μmを超えると、変形しにくくなるため、応力を効果的に吸収することができるような弾性を得ることが難しくなる傾向がある。
【0034】
また、絶縁シート3の幅は、載置し収容される半導体素子5の電極を外部接続するための配線導体4を形成することができるような幅とする必要がある。半導体装置の小型化のためには、配線導体4の幅および隣接間隔は小さければ小さいほどよいが、隣接する配線導体4間での電気的短絡の危険性を回避したり、製造を容易とする上では、配線導体4はその幅および隣接間隔を30〜700μmとすることが好ましい。したがって、絶縁シート3の幅は、配線導体4の幅および隣接間隔を配線導体4の数に対応して積算した幅にすることが好ましい。
【0035】
なお、本発明は上述の発明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内であれば種々の変更は可能である。例えば、上記の実施の形態では、絶縁基体1および枠体2を樹脂で形成した場合について説明したが、酸化アルミニウムや酸化ケイ素等の無機物粉末をエポキシ樹脂等の樹脂で結合してなる複合材料等により形成してもよい。
【0036】
【発明の効果】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基体の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに絶縁基体の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シートと、絶縁基体の上面の載置部から絶縁シートの表面にかけて形成された配線導体とが、外部接続用端子として機能することから、この半導体素子収納用パッケージにラインセンサー等の半導体素子を収容して半導体装置となし、これを外部電気回路基板に実装した後、外部接続用端子に熱応力等の応力が作用したとしても、折り込まれた絶縁シートが弾性変形することによりきわめて効果的に応力を吸収し緩和することができるため、長期にわたって外部電気回路との接続を良好に確保することができる。
【0037】
また、絶縁シートは絶縁基体の一端部に繋がっており、絶縁基体と枠体との間を通るのがほとんど変形しない配線導体のみであるため、外部接続用端子として機能している絶縁シートに応力が作用して変形したとしても、絶縁基体と枠体との間に隙間が生じるようなことはなく、半導体素子を収容する容器の気密封止の信頼性を良好に確保することができる。
【0038】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、好ましくは絶縁基体および絶縁シートは一体成形されることによって繋がっていることから、絶縁基体と絶縁シートとの間で破断が生じることを効果的に防止することができ、半導体装置としたときの外部接続の信頼性をより一層優れたものとすることができる。
【0039】
本発明の半導体装置は、上記本発明の構成の半導体素子収納用パッケージと、載置部に載置されるとともに電極が配線導体に電気的に接続された半導体素子と、枠体の上面に取着された蓋体とを具備していることから、外部接続の長期信頼性および半導体素子の気密封止の信頼性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体素子収納用パッケージを用いた半導体装置の実施の形態の例を示す断面図である。
【符号の説明】
1・・・絶縁基体
1a・・搭載部
2・・・枠体
3・・・絶縁シート
4・・・配線導体
5・・・半導体素子
7・・・蓋体
【発明の属する技術分野】
本発明は、IC,LSI等の半導体集積回路素子や半導体レーザ(LD),フォトダイオード(PD)等の光半導体素子等の半導体素子を収容するための半導体素子収納用パッケージ、および半導体素子収納用パッケージに半導体素子を収容してなる半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体素子集積回路素子や光半導体素子等の半導体素子を収容するための半導体素子収納用パッケージ(以下、半導体パッケージともいう)は、セラミックス等によって構成されていたが、最近では、コスト、量産性の観点から樹脂から成る半導体パッケージが用いられてきている。樹脂から成る半導体パッケージは、エポキシ樹脂等の樹脂からなり、上面に半導体素子を載置するための載置部を有する絶縁基体と、載置部を取り囲むようにして絶縁基体の上面に取着された絶縁性の枠体と、載置部またはその周辺に一端部が露出するとともに、絶縁基体と枠体との間を通り、外側に他端部が露出するようにして取着された金属(鉄−ニッケル−コバルト合金等)製のリード端子とから構成されている。
【0003】
そして、絶縁基体の載置部に半導体素子を載置するとともに樹脂接着剤等を介して接着固定し、半導体素子の電極をボンディングワイヤ等を介してリード端子の一端部に電気的に接続し、その後、枠体の上面に蓋体を樹脂封止剤を介して接合させ、半導体素子を、絶縁基体と枠体と蓋体とから成る容器内部に気密に封止することにより半導体装置となる。
【0004】
この半導体装置について、リード端子の他端部を外部電気回路基板の配線導体等の所定位置に半田等を介して電気的,機械的に接続することにより、半導体装置の外部電気回路基板への実装が行われる。なお、リード端子は、通常、絶縁基体と枠体との間から外側に出たところで下方に向けて折り曲げられている。これは、外部電気回路基板における半導体装置の平面的な占有面積を極力小さくするためである。また、リード端子の他端部を外部電気回路基板の配線導体等に接続することを容易とするためである。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−221226号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の半導体パッケージおよび半導体装置においては、リード端子は、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属からなるため、硬くて応力を吸収し緩和しにくいことから、半導体装置を外部電気回路基板に実装した後、半導体素子の発熱等にともなう熱応力が、半導体装置と外部電気回路基板とを接続しているリード端子に繰り返し作用したときに、特に下方に折り曲げられ応力が集中しやすい部位において、金属疲労にともなう破断が生じやすいという問題があった。リード端子が短期間で破断すると、半導体装置の外部接続の長期信頼性が低いものとなってしまう。
【0007】
また、金属製のリード端子が樹脂からなる絶縁基体や枠体に比べて硬いため、リード端子に熱応力等の応力が作用したときに絶縁基体や枠体とリード端子との界面に隙間が生じ、半導体素子を封止している容器内部の気密性が劣化してしまうという問題もあった。
【0008】
特に、半導体素子が、近時多用されるようになってきているラインセンサー(光半導体素子)等の細長い長方形状のものである場合、半導体素子の電極がその両短辺側に形成されているため、この電極を接続するリード端子が細長い長方形状の半導体パッケージの両短辺側に取着されることになる。このような両短辺側では上記熱応力等の応力が非常に大きく作用するため、リード端子の破断や気密性の劣化等の問題の発生が顕著なものとなる。
【0009】
本発明は上記従来の問題に鑑みて完成されたものであり、その目的は、特にラインセンサー等の長方形状の半導体素子に対応して絶縁基体が長方形状であったとしても、外部接続の長期信頼性および半導体素子の気密封止の信頼性に優れた半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置を提供することである。
【0010】
【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、上面の中央部に半導体素子の載置部を有する長方形状の絶縁基体と、該絶縁基体の上面の外周部に前記載置部を取り囲むように取着された枠体と、前記絶縁基体の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに前記絶縁基体の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シートと、前記絶縁基体の上面の前記載置部から前記絶縁シートの表面にかけて形成された配線導体とを具備していることを特徴とするものである。
【0011】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基体の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに絶縁基体の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シートと、絶縁基体の上面の載置部から絶縁シートの表面にかけて形成された配線導体とが、外部接続用の端子として機能することから、この半導体素子収納用パッケージにラインセンサー等の半導体素子を収容して半導体装置となし、これを外部電気回路基板に実装した後、この外部接続用端子に熱応力等の応力が作用したとしても、折り込まれた絶縁シートが弾性変形することによりきわめて効果的にこの応力を吸収し緩和することができるため、長期にわたって外部電気回路との接続を良好に確保することができる。
【0012】
また、絶縁シートは、絶縁基体の一端部に繋がっており、絶縁基体と枠体との間を通るのがほとんど変形しない配線導体のみであるため、外部接続用端子として機能している絶縁シートに応力が作用して変形したとしても、絶縁基体と枠体との間に隙間が生じるようなことはなく、半導体素子を収容する容器の気密封止の信頼性を良好に確保することができる。
【0013】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージは、好ましくは前記絶縁基体および前記絶縁シートは一体成形されることによって繋がっていることを特徴とするものである。
【0014】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、好ましくは絶縁基体および絶縁シートは一体成形されることによって繋がっていることから、絶縁基体と絶縁シートとの間で破断が生じることをより効果的に防止することができ、半導体装置としたときの外部接続の信頼性を、より一層優れたものとすることができる。
【0015】
また本発明の半導体装置は、上記本発明の構成の半導体素子収納用パッケージと、前記載置部に載置されるとともに電極が前記配線導体に電気的に接続された半導体素子と、前記枠体の上面に取着された蓋体とを具備していることを特徴とするものである。
【0016】
本発明の半導体装置は、上記の構成により、外部接続の長期信頼性および半導体素子の気密封止の信頼性に優れた半導体装置となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置を添付図面に基づき詳細に説明する。
【0018】
図1は本発明の半導体パッケージおよび半導体装置の実施の形態の1例を示し、1は絶縁基体、2は枠体、3は絶縁シート、4は配線導体である。これらの、絶縁基体1、枠体2、絶縁シート3および配線導体4により主に半導体パッケージが構成される。また、この半導体パッケージに半導体素子5を収容することにより半導体装置が構成される。
【0019】
絶縁基体1は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂等の絶縁材料を板状に成形することにより形成されており、上面の中央部に半導体素子の載置部1aを有している。絶縁基体1は、例えば、ポリイミドから成る場合であれば、圧延法等の成形法により未硬化の熱硬化性樹脂を板状に成形するとともに硬化させることにより形成される。
【0020】
この絶縁基体1の上面の外周部に、載置部1aを取り囲むようにして枠体2が取着されている。この枠体2は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂等の絶縁材料を枠状に成形することにより形成されており、通常は、絶縁基体1と同様の材料により形成される。枠体2は、例えば、エポキシ樹脂から成る場合であれば、インジェクション成型やトランスファ成型等の成形法により未硬化のエポキシ樹脂を成形金型内で枠状に成形するとともに熱硬化させることにより、形成される。
【0021】
この絶縁基体1と枠体2とからなる凹状の部分の内側に半導体素子5が収容される。このため、絶縁基体1および枠体2は、載置し収容しようとする半導体素子5の形状に対応した形状に成形され、長方形等の四角形状である。そして、例えば、半導体素子5がラインセンサーである場合には、細長い長方形状のラインセンサーに対応した細長い長方形の板状の絶縁基体1の上面の外周部に、細長い長方形の枠状の枠体2が取着された構造になる。
【0022】
絶縁基体1の両短辺側の外周部には絶縁シート3の一端部が繋がっている。この絶縁シート3は、他端部が絶縁基体1の下面側に折り込まれている。また、絶縁基体1の上面の載置部1aから絶縁シート3の表面にかけて配線導体4が形成されている。
【0023】
なお、図1において、配線導体4は、絶縁シート3の表面のうち下側に面した側と、絶縁基体1の載置部1aの周囲とにおいてのみ厚く露出するような形態で示しているが、載置部1aから絶縁シート4の表面にかけての全長にわたって同じ厚さで露出するようにして形成してもよい。
【0024】
配線導体4は、銅,銀等の金属材料から成り、例えば、銅から成る場合であれば、銅箔を、絶縁基体1の上面の載置部1aから絶縁シート3の表面にかけて貼り付けておき、エッチング法等により所定の配線パターンに加工することにより形成される。
【0025】
そして、絶縁基体1の載置部1aに半導体素子5を載置するとともに樹脂接着剤等を介して接着固定し、半導体素子5の電極(図示せず)をボンディングワイヤ6等を介して配線導体4のうち載置部1a周辺に露出した部位に電気的に接続し、その後、枠体2の上面に蓋体7を樹脂封止剤を介して接合させること等により、半導体素子5を、絶縁基体1と枠体2と蓋体7とから成る容器内部に気密に封止することにより半導体装置が形成される。
【0026】
蓋体7は、ガラス,樹脂,金属,セラミックス等の材料により形成され、四角形状等の板状である。この蓋体7は、半導体素子5がラインセンサー等の光半導体素子である場合、ガラス,サファイア,ポリマ系樹脂等の透光性の材料により形成される。またこの場合、蓋体7は、ガラスの一部に反射防止膜をコーティングしたものでもよい。
【0027】
この半導体装置について、配線導体4のうち絶縁シート3の他端部側に露出した部位の一部を外部電気回路基板の配線導体等の所定位置に半田等を介して電気的,機械的に接続することにより、半導体装置の外部電気回路基板への実装が行われる。
【0028】
本発明の半導体パッケージおよび半導体装置は、上記のように、絶縁基体1の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに絶縁基体1の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シート3と、絶縁基体1の上面の載置部1aから絶縁シート3の表面にかけて形成された配線導体4とを具備するものである。
【0029】
このような構成とすることにより、絶縁基体1の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに絶縁基体1の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シート3と、絶縁基体1の上面の載置部1aから絶縁シート3の表面にかけて形成された配線導体4とを、外部接続用端子として機能させることができる。その結果、この半導体パッケージにラインセンサー等の半導体素子5を収容して半導体装置となし、これを外部電気回路基板に実装した後、外部接続用端子に熱応力等の応力が作用したとしても、折り込まれた絶縁シート3が弾性変形することによりきわめて効果的にこの応力を吸収し緩和することができるため、長期にわたって外部電気回路との接続を良好に確保することができる。
【0030】
また、絶縁シート3は、絶縁基体1の一端部に繋がっており、絶縁基体1と枠体2との間を通るのがほとんど変形しない配線導体4のみであるため、外部接続用端子として機能している絶縁シート3に応力が作用して変形したとしても、絶縁基体1と枠体2との間に隙間が生じるようなことはなく、半導体素子5を収容する容器の気密封止の信頼性を良好に確保することができる。
【0031】
また、本発明の半導体パッケージおよび半導体装置は、絶縁基体1および絶縁シート3は一体成形されることによって繋がっていることが好ましい。これにより、絶縁基体1と絶縁シート3との繋がりを強固で靭性に優れたものとすることができるため、絶縁基体1と絶縁シート3との間で破断が生じることを効果的に防止することができ、半導体装置と成したときの外部接続の信頼性をより一層優れたものとすることができる。
【0032】
絶縁基体1および絶縁シート3を一体成形することにより形成する場合、絶縁基体1および絶縁シート3はポリイミド樹脂から成るものが好ましい。この場合、成形が容易で絶縁基体1と絶縁シート3との繋がりが極めて強固で靭性に富むものとなるため、外部接続の信頼性に極めて優れた半導体パッケージおよび半導体装置を得ることができる。
【0033】
また、絶縁シート3は厚みが70〜300μmであることが好ましい。厚みが70μm未満では、絶縁シート3が変形しやすくなりすぎるため、半導体装置の自重により折り込んだ部分がつぶれてしまい、半導体装置を正常に外部電気回路基板の配線導体等に接続することが難しくなるおそれがある。300μmを超えると、変形しにくくなるため、応力を効果的に吸収することができるような弾性を得ることが難しくなる傾向がある。
【0034】
また、絶縁シート3の幅は、載置し収容される半導体素子5の電極を外部接続するための配線導体4を形成することができるような幅とする必要がある。半導体装置の小型化のためには、配線導体4の幅および隣接間隔は小さければ小さいほどよいが、隣接する配線導体4間での電気的短絡の危険性を回避したり、製造を容易とする上では、配線導体4はその幅および隣接間隔を30〜700μmとすることが好ましい。したがって、絶縁シート3の幅は、配線導体4の幅および隣接間隔を配線導体4の数に対応して積算した幅にすることが好ましい。
【0035】
なお、本発明は上述の発明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内であれば種々の変更は可能である。例えば、上記の実施の形態では、絶縁基体1および枠体2を樹脂で形成した場合について説明したが、酸化アルミニウムや酸化ケイ素等の無機物粉末をエポキシ樹脂等の樹脂で結合してなる複合材料等により形成してもよい。
【0036】
【発明の効果】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基体の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに絶縁基体の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シートと、絶縁基体の上面の載置部から絶縁シートの表面にかけて形成された配線導体とが、外部接続用端子として機能することから、この半導体素子収納用パッケージにラインセンサー等の半導体素子を収容して半導体装置となし、これを外部電気回路基板に実装した後、外部接続用端子に熱応力等の応力が作用したとしても、折り込まれた絶縁シートが弾性変形することによりきわめて効果的に応力を吸収し緩和することができるため、長期にわたって外部電気回路との接続を良好に確保することができる。
【0037】
また、絶縁シートは絶縁基体の一端部に繋がっており、絶縁基体と枠体との間を通るのがほとんど変形しない配線導体のみであるため、外部接続用端子として機能している絶縁シートに応力が作用して変形したとしても、絶縁基体と枠体との間に隙間が生じるようなことはなく、半導体素子を収容する容器の気密封止の信頼性を良好に確保することができる。
【0038】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、好ましくは絶縁基体および絶縁シートは一体成形されることによって繋がっていることから、絶縁基体と絶縁シートとの間で破断が生じることを効果的に防止することができ、半導体装置としたときの外部接続の信頼性をより一層優れたものとすることができる。
【0039】
本発明の半導体装置は、上記本発明の構成の半導体素子収納用パッケージと、載置部に載置されるとともに電極が配線導体に電気的に接続された半導体素子と、枠体の上面に取着された蓋体とを具備していることから、外部接続の長期信頼性および半導体素子の気密封止の信頼性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体素子収納用パッケージを用いた半導体装置の実施の形態の例を示す断面図である。
【符号の説明】
1・・・絶縁基体
1a・・搭載部
2・・・枠体
3・・・絶縁シート
4・・・配線導体
5・・・半導体素子
7・・・蓋体
Claims (3)
- 上面の中央部に半導体素子の載置部を有する長方形状の絶縁基体と、該絶縁基体の上面の外周部に前記載置部を取り囲むように取着された枠体と、前記絶縁基体の両短辺側の外周部のそれぞれに一端部が繋がっているとともに前記絶縁基体の下面側に他端部が折り込まれた絶縁シートと、前記絶縁基体の上面の前記載置部から前記絶縁シートの表面にかけて形成された配線導体とを具備していることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
- 前記絶縁基体および前記絶縁シートは一体成形されることによって繋がってい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。
- 請求項1または請求項2記載の半導体素子収納用パッケージと、前記載置部に載置されるとともに電極が前記配線導体に電気的に接続された半導体素子と、前記枠体の上面に取着された蓋体とを具備していることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003204175A JP2005050932A (ja) | 2003-07-30 | 2003-07-30 | 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003204175A JP2005050932A (ja) | 2003-07-30 | 2003-07-30 | 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005050932A true JP2005050932A (ja) | 2005-02-24 |
Family
ID=34263251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003204175A Pending JP2005050932A (ja) | 2003-07-30 | 2003-07-30 | 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005050932A (ja) |
-
2003
- 2003-07-30 JP JP2003204175A patent/JP2005050932A/ja active Pending
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