【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトダイオード，ラインセンサ，イメージセンサ等の受光素子である光半導体素子またはこれらの受光部を有する光半導体素子などの半導体素子を具備した半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフォトダイオード（ＰＤ），ラインセンサ，イメージセンサ等の受光素子である光半導体素子またはこれらの受光部を有する光半導体素子などの半導体素子を具備した半導体装置を構成する絶縁基体は、例えばセラミックス等からなり、上面に半導体素子を収納するための凹部が形成されている。また、絶縁基体の凹部の内面から絶縁基体の側面および下面の少なくとも一方にかけて、配線導体が形成されている。
【０００３】
半導体素子は絶縁基体の凹部の底面に載置され接着されており、その半導体素子の上面の外周部には電極が設けられている。半導体素子の電極と上記配線導体のうち凹部の内面に露出した部位とは、Ａｕ，Ａｌ等からなるボンディングワイヤにより電気的に接続される。
【０００４】
また、ガラス、有機樹脂等から成る蓋体が絶縁基体の上面にエポキシ樹脂等の樹脂からなる樹脂接着剤層を介して接着固定される。この蓋体は、その下面外周部が絶縁基体の上面の凹部の周囲に接着されて凹部を塞ぐ。これにより、絶縁基体と蓋体とで形成される容器の内部に半導体素子が気密封止される。なお、半導体素子が光半導体素子の場合、蓋体は透光性の材料により形成される。
【０００５】
このように従来の半導体装置は、透光性蓋体を有することにより、半導体装置の内部空間にゴミなどの異物が侵入することを防止するとともに、半導体装置の内部空間を密閉空間とすることで、外部雰囲気の湿気が半導体装置内に侵入するのを防ぎ、半導体素子の耐久性を向上させている。
【０００６】
なお、配線導体のうち絶縁基体の側面および下面の少なくとも一方に露出した部位は、外部接続用のパッドとして機能する。
【０００７】
そして、半導体素子としての光半導体素子により透光性蓋を介して受光されるとともに変換されて生じた電気信号は、配線導体を経由して半導体装置（光半導体装置）の外部に配置された各種の機器や素子などに送られる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００３−１９８０３３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の半導体装置においては、蓋体と絶縁基体とを接着する樹脂接着剤層の一部が、蓋体からの荷重等により蓋体と絶縁基体との接着面からはみだしてしまい、この接着面に介在する樹脂接着剤層の量が不十分になって蓋体と絶縁基体との接着強度が低くなってしまうという問題があった。
【００１０】
また、蓋体と絶縁基体との接着面からはみだした樹脂接着剤層の一部が、透光性蓋体の上面に流れ出て付着してしまい、透光性蓋体を介して光半導体素子に正確に受光させることができなくなってしまうという問題もあった。
【００１１】
したがって、本発明は上記の問題に鑑みて完成されたものであり、その目的は、樹脂接着剤層を介して、透光性蓋体等の蓋体が絶縁基体の上面の凹部の周囲に強固に接着されるとともに、蓋体の上面に樹脂接着剤層の一部が付着するようなことのない、気密封止の信頼性に優れるとともに正確な受光が可能な半導体装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、上面に半導体素子を収納するための凹部が形成されるとともに前記上面の前記凹部の周囲に複数の突起が形成されている絶縁基体と、前記凹部の内面から前記絶縁基体の側面および下面の少なくとも一方にかけて形成された配線導体と、前記絶縁基体の前記凹部の底面に載置されて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、前記絶縁基体の前記上面の前記凹部の周囲に前記複数の突起を内部に含んで形成された樹脂接着剤層を介して接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。
【００１３】
本発明の半導体装置は、絶縁基体の上面の凹部の周囲に複数の突起が形成されているとともに、この複数の突起を内部に含んで形成された樹脂接着剤層を介して絶縁基体の上面の凹部の周囲に蓋体が接着されていることから、絶縁基体の上面に蓋体を樹脂接着剤層を介して接着したときに、複数の突起で蓋体からの荷重を支えて、樹脂接着剤層が蓋体と絶縁基体との接着面からはみだすことを効果的に防止することができる。これにより、絶縁基体と蓋体との接着面に十分な量の樹脂接着剤を介在させることができ、蓋体と絶縁基体とを強固に接着することができる。
【００１４】
また、樹脂接着剤層の一部が透光性の蓋体の上面に流れ出て付着することも防止され、透光性の蓋体を介して光半導体素子に正確に受光させることができる。その結果、気密封止の信頼性に優れるとともに、正確な受光が可能な光半導体装置としての半導体装置を提供することができる。
【００１５】
また本発明の半導体装置は、好ましくは、前記突起は、柱形状または上端部が下端部よりも細い形状であ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、好ましくは、突起は、柱形状または上端部が下端部よりも細い形状であることから、突起と蓋体との接触面が大きくなりすぎることはなく、樹脂接着剤層と蓋体との接着面積を十分に確保することが容易なものとなり、蓋体と絶縁基体とをより確実かつ強固に接着させることができるようになり、より気密封止の信頼性に優れた半導体装置を提供することができる。
【００１７】
また本発明の半導体装置は、好ましくは、前記突起は、下端部に切り欠きが形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の半導体装置は、好ましくは、突起は、下端部に切り欠きが形成されていることから、この切り欠き内に樹脂接着剤層が入り込んで、突起と、切り欠きから露出している絶縁基体の上面とに接着面積をより大きくして接着することができ、樹脂接着剤層を介して絶縁基体と蓋体とをより一層強固に接着することができる。その結果、蓋体と絶縁基体とがより確実かつ強固に接着された、極めて気密封止の信頼性に優れる半導体装置を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体装置について以下に詳細に説明する。図１は本発明の半導体装置について実施の形態の一例を示す断面図である。図１において、１は絶縁基体、２は配線導体、３は半導体素子、４は蓋体、５は樹脂接着剤層、６はボンディングワイヤである。このように絶縁基体１、配線導体２、半導体素子３、蓋体４、樹脂接着剤層５およびボンディングワイヤ６により、半導体装置７が主に構成されている。
【００２０】
本発明の絶縁基体１の上面に形成された凹部１ａには半導体素子３が収容され、凹部１ａの底面に接合される。この半導体素子３の上面の中央部には受光部が設けられ、また半導体素子３の上面の外周部には信号の入出力用の電極が設けられている。また、凹部１ａの底面の外周部や凹部１ａの内周面には配線導体２が露出しており、その配線導体２の露出部位と半導体素子３の電極とがＡｕ，Ａｌ等から成るボンディングワイヤ６で電気的に接続されている。
【００２１】
さらに、絶縁基体１の上面の凹部１ａの周囲の全周にエポキシ系の有機樹脂接着剤等から成る樹脂接着剤層５を介して、ガラス，石英，サファイヤ，透明樹脂等からなる透光性の蓋体４が接合される。
【００２２】
絶縁基体１は、アルミナセラミックス，窒化アルミニウムセラミックス，炭化珪素セラミックス，窒化珪素セラミックス，ガラスセラミックス等のセラミックス等からなり、平板状の底板部の上面の外周部に別体の枠状の側壁部が設けられているか、または絶縁基体１の底板部と側壁部とは一体的に形成されていてもよい。これらの底板部と側壁部とにより、絶縁基体１の上面には、半導体素子３を収容し底面に載置するための凹部１ａが形成されている。
【００２３】
配線導体２のうち凹部１ａ内面に露出した部位が半導体素子３の電極にボンディングワイヤ６を介して接続されることにより、絶縁基体１に搭載された半導体素子３は、電極、ボンディングワイヤ６および配線導体２を介して、外部電気回路に電気的に接続される。
【００２４】
この配線導体２は、タングステン，モリブデン，銅，銀等のメタライズ導体により形成されている。そして、配線導体２は、例えば絶縁基体１となるセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）に予め所定のスルーホールを形成し、タングステン，モリブデン，銅，銀等の金属ペーストをスルーホールの内面に印刷塗布したり充填しておくことにより形成される。
【００２５】
また、半導体素子３は、その上面の中央部に受光部が設けられており、その上面の受光部の周囲である外周部には、入出力用の電極が設けられている。半導体素子３は、ＰＤ，ラインセンサ，イメージセンサ，ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）等の受光素子、またはこれらの受光部を有する光半導体素子などからなる半導体素子である。また本発明において、半導体素子３はＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路素子であってもよい。
【００２６】
この半導体素子３は絶縁基体１の底面に載置され樹脂接着剤や半田等によって接着されており、半導体素子３の上面の外周部には電極が設けられている。半導体素子３の電極と、配線導体２の凹部１ａでの露出部分である電極パッドとは、Ａｕ，Ａｌ等からなるボンディングワイヤ６により電気的に接続される。
【００２７】
また、蓋体４が樹脂接着剤層５を介して絶縁基体１の上面の凹部の周囲に接着固定されており、これにより半導体素子３を搭載し収容した凹部１ａが気密封止される。この樹脂接着剤層５は、アクリル系樹脂，エポキシ系樹脂，シリコーン系樹脂，ポリエーテルアミド系樹脂等から成る。この樹脂接着剤層５は、余計な外光の入射を遮断するために、黒色，茶褐色，暗緑色，濃青色等の暗色系の顔料や染料を混入させてもよい。
【００２８】
本発明の半導体装置においては、絶縁基体１の上面の凹部１ａの周囲に複数の突起８を形成しておくとともに、樹脂接着剤層５が複数の突起８を内部に含んで形成されたものとしている。これにより、絶縁基体１の上面に蓋体４を樹脂接着剤層５を介して接着したときに、複数の突起８で蓋体４からの荷重を支えて、樹脂接着剤層５が蓋体４と絶縁基体１との接着面からはみだすことを効果的に防止することができる。その結果、絶縁基体１と蓋体４との接着面に十分な量の樹脂接着剤層５を介在させることができ、蓋体４と絶縁基体１とを強固に接着することができる。
【００２９】
また、樹脂接着剤層５の一部が蓋体４の上面に流れ出て付着することも防止され、半導体素子３が光半導体素子である場合に透光性の蓋体４を介して半導体素子３に正確に受光させることができる。その結果、気密封止の信頼性に優れるとともに、正確な受光が可能な、半導体装置を提供することができる。
【００３０】
このような突起８は、アルミナセラミックス，窒化アルミニウムセラミックス，炭化珪素セラミックス，窒化珪素セラミックス，ガラスセラミックス等のセラミックスや、タングステン，モリブデン，銅，銀等のメタライズ導体等により形成することができる。好ましくは、生産性を良好に確保するとともに絶縁基体１に強固に取り付けておくために、絶縁基体１と同種のセラミックス、または配線導体２と同種のメタライズ導体により形成されるのがよい。
【００３１】
突起８は、例えば、タングステン，モリブデン，銅，銀等の金属ペーストを、絶縁基体１となるグリーンシートのうち、絶縁基体１の蓋体４が接合される部分に、スクリーン印刷法等で所定の厚みの柱状に印刷塗布しておくことにより、形成される。
【００３２】
また、突起８は、鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料を柱状等に加工し、これをロウ材等を介して絶縁基体１の上面に接合することにより形成してもよい。
【００３３】
また本発明の半導体装置において、突起８は、柱形状または上端部が下端部よりも細い形状であることが好ましい。突起８を、柱形状または上端部が下端部よりも細い形状としておくと、突起８と蓋体４との接触面が大きくなりすぎることはなく、樹脂接着剤層５と蓋体４との接着面積を十分に確保することが容易なものとなり、蓋体４と絶縁基体１とをより確実、強固に接着させることができるようになり、より気密封止の信頼性に優れた半導体装置を提供することができる。
【００３４】
また本発明の半導体装置において、突起８は、下端部に切り欠きが形成されていることが好ましい。突起８の下端部に切り欠きを形成しておくと、この切り欠き内に樹脂接着剤層５が入り込んで、突起８と、切り欠きから露出している絶縁基体１の上面とに接着面積をより大きくして接着することができ、樹脂接着剤層５を介して絶縁基体１と蓋体４とをより一層強固に接着することができる。その結果、蓋体４と絶縁基体１とがより確実、強固に接着された、極めて気密封止の信頼性に優れる半導体装置を提供することができる。
【００３５】
また、この突起８は、絶縁基体１の上面の凹部１ａの周囲の全周にわたって、等間隔となるようにして形成することが好ましい。この場合、突起８同士の隣接間隔が５ｍｍを超えると、蓋体４ががたついて、絶縁基体１の上面に水平に接着することが困難となり、例えば、半導体素子３が光半導体素子のときに透光性の蓋体４を介して光半導体素子に受光される光に歪が生じ、正確な電気信号を送ることができなくなるおそれがある。また突起８同士の隣接間隔が０．３ｍｍ未満では、突起８の間の間隔が狭くなりすぎて、樹脂接着剤層５が良好に蓋体４と絶縁基体１との間に流れにくくなり、かえって接着強度が低下するおそれがある。したがって、突起８は、その隣接間隔を０．３〜５ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００３６】
また、突起８は、絶縁基体１の上面の凹部１ａの周囲に接合された枠体（リング）上に形成されたものであってもよい。この枠体は、例えばＦｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，ステンレススチール，銅，真鍮（Ｃｕ−Ｚｎ合金），アルミニウム等の金属、アルミナセラミックス等のセラミックス、樹脂などから形成される。突起８を枠体上に形成することにより、突起８を個々に絶縁基体１の上面に設けるよりも、きわめて容易かつ高い位置精度で突起８を形成することができる。
【００３７】
なお、本発明は上記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。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の半導体装置は、絶縁基体の上面の凹部の周囲に複数の突起が形成されているとともに、これらの複数の突起を内部に含んで形成された樹脂接着剤層を介して絶縁基体の上面の凹部の周囲に蓋体が接着されていることから、絶縁基体の上面に蓋体を樹脂接着剤層を介して接着したときに、複数の突起で蓋体からの荷重を支えて、樹脂接着剤層が蓋体と絶縁基体との接着面からはみだすことを効果的に防止することができる。これにより、絶縁基体と蓋体との接着面に十分な量の樹脂接着剤を介在させることができ、蓋体と絶縁基体とを強固に接着することができる。
【００３９】
また、樹脂接着剤層の一部が透光性の蓋体の上面に流れ出て付着することも防止され、透光性の蓋体を介して光半導体素子に正確に受光させることができる。
【００４０】
その結果、気密封止の信頼性に優れるとともに、正確な受光が可能な光半導体装置としての半導体装置を提供することができる。
【００４１】
本発明の半導体装置は、好ましくは、突起は、柱形状または上端部が下端部よりも細い形状であることから、突起と蓋体との接触面が大きくなりすぎることはなく、樹脂接着剤層と蓋体との接着面積を十分に確保することが容易なものとなり、蓋体と絶縁基体とをより確実、強固に接着させることができるようになり、より気密封止の信頼性に優れた半導体装置を提供することができる。
【００４２】
本発明の半導体装置は、好ましくは、突起は、下端部に切り欠きが形成されていることから、この切り欠き内に樹脂接着剤層が入り込んで、突起と、切り欠きから露出している絶縁基体の上面とに接着面積をより大きくして接着することができ、樹脂接着剤層を介して絶縁基体と蓋体とをより一層強固に接着することができる。その結果、蓋体と絶縁基体とがより確実、強固に接着された、極めて気密封止の信頼性に優れる半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置について実施の形態の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・絶縁基体
１ａ・・凹部
２・・・配線導体
３・・・半導体素子
４・・・蓋体
５・・・樹脂接着材層
６・・・ボンディングワイヤ
７・・・半導体装置
８・・・突起[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical semiconductor element that is a light receiving element such as a photodiode, a line sensor, or an image sensor, or a semiconductor device that includes a semiconductor element such as an optical semiconductor element having these light receiving portions.
[0002]
[Prior art]
An insulating substrate constituting a semiconductor device including a semiconductor device such as a conventional semiconductor element such as a photodiode (PD), a line sensor, an image sensor or the like, or an optical semiconductor element having these light receiving portions, is, for example, ceramics. And a recess for accommodating the semiconductor element is formed on the upper surface. A wiring conductor is formed from the inner surface of the recess of the insulating substrate to at least one of the side surface and the lower surface of the insulating substrate.
[0003]
The semiconductor element is mounted and bonded to the bottom surface of the recess of the insulating base, and an electrode is provided on the outer peripheral portion of the upper surface of the semiconductor element. The electrode of the semiconductor element and the portion of the wiring conductor exposed at the inner surface of the recess are electrically connected by a bonding wire made of Au, Al or the like.
[0004]
A lid made of glass, organic resin or the like is bonded and fixed to the upper surface of the insulating base via a resin adhesive layer made of resin such as epoxy resin. The lid has an outer peripheral portion attached to the periphery of the recess on the upper surface of the insulating base to close the recess. Thus, the semiconductor element is hermetically sealed inside the container formed by the insulating base and the lid. Note that when the semiconductor element is an optical semiconductor element, the lid is formed of a light-transmitting material.
[0005]
As described above, the conventional semiconductor device has the translucent lid, thereby preventing foreign substances such as dust from entering the internal space of the semiconductor device and making the internal space of the semiconductor device a sealed space. This prevents moisture in the external atmosphere from entering the semiconductor device and improves the durability of the semiconductor element.
[0006]
In addition, the part exposed to at least one of the side surface and the lower surface of the insulating base in the wiring conductor functions as a pad for external connection.
[0007]
Electric signals received and converted by the optical semiconductor element as the semiconductor element through the translucent lid are converted into various electric signals arranged outside the semiconductor device (optical semiconductor device) via the wiring conductor. Sent to other devices and devices.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-198033
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional semiconductor device, a part of the resin adhesive layer that adheres the lid and the insulating base protrudes from the adhesive surface between the lid and the insulating base due to a load from the lid. There is a problem in that the amount of the resin adhesive layer interposed on the bonding surface becomes insufficient and the bonding strength between the lid and the insulating substrate is lowered.
[0010]
In addition, a part of the resin adhesive layer protruding from the adhesive surface between the lid and the insulating base flows out and adheres to the upper surface of the translucent lid, and is attached to the optical semiconductor element via the translucent lid. There was also a problem that it was impossible to receive light accurately.
[0011]
Therefore, the present invention has been completed in view of the above-described problems, and the object thereof is to firmly attach a lid such as a translucent lid around the recess on the upper surface of the insulating base via the resin adhesive layer. It is to provide a semiconductor device that is excellent in hermetic sealing reliability and can receive light accurately without being adhered to the upper surface of the lid body and with part of the resin adhesive layer adhering to the upper surface of the lid. .
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having an insulating base formed with a recess for accommodating a semiconductor element on an upper surface and a plurality of protrusions formed around the recess on the upper surface, and the insulating base from the inner surface of the recess. A wiring conductor formed over at least one of a side surface and a lower surface of the semiconductor substrate; a semiconductor element placed on the bottom surface of the recess of the insulating base and having an electrode electrically connected to the wiring conductor; and the upper surface of the insulating base And a lid bonded through a resin adhesive layer formed by including the plurality of protrusions inside the recess.
[0013]
In the semiconductor device of the present invention, a plurality of protrusions are formed around the recesses on the top surface of the insulating base, and the top surface of the insulating base is interposed via a resin adhesive layer formed by including the plurality of protrusions inside. Since the lid is bonded around the recess, when the lid is bonded to the upper surface of the insulating base via the resin adhesive layer, the load from the lid is supported by a plurality of protrusions, and the resin adhesive It is possible to effectively prevent the layer from protruding from the adhesive surface between the lid and the insulating substrate. Thereby, a sufficient amount of the resin adhesive can be interposed on the bonding surface between the insulating base and the lid, and the lid and the insulating base can be firmly bonded.
[0014]
In addition, a part of the resin adhesive layer is prevented from flowing out and adhering to the upper surface of the translucent lid, and the optical semiconductor element can receive light accurately through the translucent lid. As a result, it is possible to provide a semiconductor device as an optical semiconductor device that is excellent in the reliability of hermetic sealing and can receive light accurately.
[0015]
The semiconductor device of the present invention is preferably characterized in that the protrusion has a column shape or a shape whose upper end is narrower than the lower end.
[0016]
In the semiconductor device of the present invention, preferably, the protrusion has a columnar shape or an upper end that is narrower than the lower end, so that the contact surface between the protrusion and the lid does not become too large, and the resin adhesive layer It is easy to secure a sufficient bonding area between the lid and the lid, and the lid and the insulating substrate can be bonded more securely and firmly, and the reliability of hermetic sealing is more excellent. A semiconductor device can be provided.
[0017]
The semiconductor device of the present invention is preferably characterized in that the protrusion has a notch formed at the lower end.
[0018]
In the semiconductor device of the present invention, preferably, since the protrusion has a notch formed at the lower end, the resin adhesive layer enters the notch, and the protrusion is exposed from the notch. It is possible to bond to the upper surface of the substrate with a larger bonding area, and it is possible to bond the insulating substrate and the lid more firmly through the resin adhesive layer. As a result, it is possible to provide a semiconductor device that is excellent in the reliability of hermetic sealing, in which the lid and the insulating base are bonded more reliably and firmly.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The semiconductor device of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a semiconductor device of the present invention. In FIG. 1, 1 is an insulating substrate, 2 is a wiring conductor, 3 is a semiconductor element, 4 is a lid, 5 is a resin adhesive layer, and 6 is a bonding wire. Thus, the semiconductor device 7 is mainly constituted by the insulating substrate 1, the wiring conductor 2, the semiconductor element 3, the lid body 4, the resin adhesive layer 5, and the bonding wire 6.
[0020]
The semiconductor element 3 is accommodated in the recess 1a formed on the upper surface of the insulating substrate 1 of the present invention, and is joined to the bottom surface of the recess 1a. A light receiving portion is provided at the center of the upper surface of the semiconductor element 3, and electrodes for signal input / output are provided at the outer peripheral portion of the upper surface of the semiconductor element 3. Further, the wiring conductor 2 is exposed on the outer peripheral portion of the bottom surface of the concave portion 1a and the inner peripheral surface of the concave portion 1a, and the exposed portion of the wiring conductor 2 and the electrode of the semiconductor element 3 are bonding wires made of Au, Al or the like. 6 is electrically connected.
[0021]
Further, a translucent material made of glass, quartz, sapphire, transparent resin, or the like is disposed on the entire periphery of the upper surface of the insulating base 1 around the recess 1a via a resin adhesive layer 5 made of an epoxy organic resin adhesive or the like. The lid 4 is joined.
[0022]
The insulating substrate 1 is made of ceramics such as alumina ceramics, aluminum nitride ceramics, silicon carbide ceramics, silicon nitride ceramics, and glass ceramics. The bottom plate portion and the side wall portion of the insulating base 1 may be formed integrally. By these bottom plate portion and side wall portion, a concave portion 1 a for accommodating the semiconductor element 3 and placing it on the bottom surface is formed on the upper surface of the insulating base 1.
[0023]
The portion of the wiring conductor 2 exposed on the inner surface of the recess 1a is connected to the electrode of the semiconductor element 3 via the bonding wire 6, so that the semiconductor element 3 mounted on the insulating substrate 1 has the electrode, bonding wire 6 and wiring. It is electrically connected to an external electric circuit through the conductor 2.
[0024]
The wiring conductor 2 is formed of a metallized conductor such as tungsten, molybdenum, copper, or silver. The wiring conductor 2 is formed, for example, in a predetermined through hole in advance in a ceramic green sheet (hereinafter also referred to as a green sheet) to be the insulating base 1, and a metal paste such as tungsten, molybdenum, copper, or silver is applied to the inner surface of the through hole. It is formed by applying or filling the material.
[0025]
Further, the semiconductor element 3 is provided with a light receiving portion at the center of the upper surface thereof, and an input / output electrode is provided at an outer peripheral portion around the light receiving portion on the upper surface thereof. The semiconductor element 3 is a semiconductor element made of a light receiving element such as a PD, a line sensor, an image sensor, a CCD (Charge Coupled Device), an EPROM (Erasable and Programmable ROM), or an optical semiconductor element having these light receiving portions. In the present invention, the semiconductor element 3 may be a semiconductor integrated circuit element such as an IC or an LSI.
[0026]
The semiconductor element 3 is placed on the bottom surface of the insulating substrate 1 and bonded by a resin adhesive, solder, or the like, and an electrode is provided on the outer peripheral portion of the upper surface of the semiconductor element 3. The electrode of the semiconductor element 3 and the electrode pad that is an exposed part of the recess 1a of the wiring conductor 2 are electrically connected by a bonding wire 6 made of Au, Al or the like.
[0027]
The lid 4 is bonded and fixed around the recess on the upper surface of the insulating substrate 1 via the resin adhesive layer 5, whereby the recess 1 a in which the semiconductor element 3 is mounted and accommodated is hermetically sealed. The resin adhesive layer 5 is made of an acrylic resin, an epoxy resin, a silicone resin, a polyetheramide resin, or the like. The resin adhesive layer 5 may be mixed with dark pigments and dyes such as black, brown, dark green, and dark blue in order to block the extraneous light from entering.
[0028]
In the semiconductor device of the present invention, a plurality of protrusions 8 are formed around the recess 1a on the upper surface of the insulating base 1, and the resin adhesive layer 5 is formed including the plurality of protrusions 8 therein. Yes. Thus, when the lid 4 is bonded to the upper surface of the insulating substrate 1 via the resin adhesive layer 5, the load from the lid 4 is supported by the plurality of protrusions 8, and the resin adhesive layer 5 is covered with the lid 4. And the insulating substrate 1 can be effectively prevented from protruding from the adhesive surface. As a result, a sufficient amount of the resin adhesive layer 5 can be interposed on the bonding surface between the insulating base 1 and the lid 4, and the lid 4 and the insulating base 1 can be firmly bonded.
[0029]
In addition, a part of the resin adhesive layer 5 is prevented from flowing out and adhering to the upper surface of the lid 4, and when the semiconductor element 3 is an optical semiconductor element, the semiconductor element 3 is interposed via the translucent lid 4. Can accurately receive light. As a result, it is possible to provide a semiconductor device that has excellent hermetic sealing reliability and can receive light accurately.
[0030]
Such protrusions 8 can be formed of ceramics such as alumina ceramics, aluminum nitride ceramics, silicon carbide ceramics, silicon nitride ceramics, and glass ceramics, metallized conductors such as tungsten, molybdenum, copper, and silver. Preferably, in order to ensure good productivity and to be firmly attached to the insulating base 1, it is preferably formed of the same kind of ceramic as the insulating base 1 or the same kind of metallized conductor as the wiring conductor 2.
[0031]
The protrusion 8 is made of, for example, a metal paste such as tungsten, molybdenum, copper, silver, or the like by a screen printing method or the like on a portion of the green sheet to be the insulating base 1 where the lid 4 of the insulating base 1 is joined. It is formed by printing and applying in a columnar thickness.
[0032]
Further, the protrusion 8 may be formed by processing a metal material such as an iron-nickel alloy or an iron-nickel-cobalt alloy into a columnar shape and bonding it to the upper surface of the insulating substrate 1 via a brazing material or the like. Good.
[0033]
In the semiconductor device of the present invention, the protrusion 8 preferably has a column shape or a shape in which the upper end is narrower than the lower end. If the protrusion 8 has a columnar shape or a shape in which the upper end is thinner than the lower end, the contact surface between the protrusion 8 and the lid 4 does not become too large, and the resin adhesive layer 5 and the lid 4 are bonded. It is easy to ensure a sufficient area, and the lid 4 and the insulating base 1 can be bonded more securely and firmly, and a semiconductor device with more excellent hermetic sealing reliability is provided. can do.
[0034]
In the semiconductor device of the present invention, it is preferable that the protrusion 8 has a notch at the lower end. If a notch is formed in the lower end portion of the protrusion 8, the resin adhesive layer 5 enters the notch, and an adhesion area is formed between the protrusion 8 and the upper surface of the insulating substrate 1 exposed from the notch. The insulating base 1 and the lid 4 can be bonded more firmly through the resin adhesive layer 5. As a result, it is possible to provide a semiconductor device that is extremely reliable in hermetic sealing, in which the lid 4 and the insulating base 1 are more securely and firmly bonded.
[0035]
The protrusions 8 are preferably formed at equal intervals over the entire circumference around the recess 1 a on the upper surface of the insulating substrate 1. In this case, if the adjacent interval between the protrusions 8 exceeds 5 mm, the lid 4 rattles and it becomes difficult to adhere to the upper surface of the insulating base 1 horizontally. For example, when the semiconductor element 3 is an optical semiconductor element There is a possibility that the light received by the optical semiconductor element through the light-transmitting lid 4 is distorted and an accurate electric signal cannot be sent. If the adjacent interval between the protrusions 8 is less than 0.3 mm, the interval between the protrusions 8 becomes too narrow, and the resin adhesive layer 5 does not easily flow between the lid 4 and the insulating substrate 1. Adhesive strength may be reduced. Therefore, it is preferable that the protrusion 8 has an adjacent interval of 0.3 to 5 mm.
[0036]
Further, the protrusion 8 may be formed on a frame (ring) bonded around the recess 1 a on the upper surface of the insulating base 1. This frame is formed of, for example, a metal such as Fe—Ni alloy, Fe—Ni—Co alloy, stainless steel, copper, brass (Cu—Zn alloy), aluminum, ceramics such as alumina ceramics, resin, or the like. By forming the protrusions 8 on the frame, it is possible to form the protrusions 8 with extremely high positional accuracy than when the protrusions 8 are individually provided on the upper surface of the insulating substrate 1.
[0037]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[0038]
【The invention's effect】
In the semiconductor device of the present invention, a plurality of protrusions are formed around the recesses on the upper surface of the insulating substrate, and the upper surface of the insulating substrate is interposed through a resin adhesive layer formed by including these protrusions inside. Since the lid is bonded around the recess of the resin, when the lid is bonded to the upper surface of the insulating base via the resin adhesive layer, the load from the lid is supported by a plurality of protrusions, and the resin is bonded. It is possible to effectively prevent the agent layer from protruding from the adhesive surface between the lid and the insulating substrate. Thereby, a sufficient amount of the resin adhesive can be interposed on the bonding surface between the insulating base and the lid, and the lid and the insulating base can be firmly bonded.
[0039]
In addition, a part of the resin adhesive layer is prevented from flowing out and adhering to the upper surface of the translucent lid, and the optical semiconductor element can receive light accurately through the translucent lid.
[0040]
As a result, it is possible to provide a semiconductor device as an optical semiconductor device that is excellent in the reliability of hermetic sealing and can receive light accurately.
[0041]
In the semiconductor device of the present invention, preferably, the protrusion has a columnar shape or an upper end that is narrower than the lower end, so that the contact surface between the protrusion and the lid does not become too large, and the resin adhesive layer It is easy to secure a sufficient bonding area between the lid and the lid, and the lid and the insulating substrate can be bonded more securely and firmly, and the reliability of hermetic sealing is more excellent. A semiconductor device can be provided.
[0042]
In the semiconductor device of the present invention, preferably, since the protrusion has a notch formed at the lower end, the resin adhesive layer enters the notch, and the protrusion and the insulation exposed from the notch. It is possible to adhere to the upper surface of the substrate with a larger adhesion area, and it is possible to more firmly bond the insulating substrate and the lid through the resin adhesive layer. As a result, it is possible to provide a semiconductor device that is extremely reliable in hermetic sealing in which the lid and the insulating base are more securely and firmly bonded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a semiconductor device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating base | substrate 1a .... Recessed part 2 ... Wiring conductor 3 ... Semiconductor element 4 ... Cover body 5 ... Resin adhesive material layer 6 ... Bonding wire 7 ... Semiconductor device 8 ..Protrusions
