JP2530111B2 - 半導体装置の金属製シェル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にＬＳＩのような大
型の半導体装置の外囲器に使用して最適な気密封止用の
金属製シェルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の外囲器としては、い
わゆるセラミック・パッケージやプラスチック・パッケ
ージが一般に知られているが、出願人は、先に特願昭６
１−２８０２２５号として、これらのパッケージの欠点
を解消して、コストダウンを図るとともに確実に半導体
チップを気密封止できるようにするために、パッケージ
基板の上面にマウントした半導体チップの上方を金属製
シェルで覆って該半導体チップを気密封止するようにし
たものを提案した。

【０００３】即ち、図４に示すように、中央に凹部を形
成したパッケージ基板１の中央凹部内に、半導体チップ
２をボンディングワイヤ３を介して配線基板等（図示せ
ず）と電気的に接続してマウントし、この半導体チップ
２の上方を図６に示す平板状の金属製シェル４又は図７
に示す平板状で外周の輪郭に沿って内部に連続した矩形
状の凹条部４ａを形成した金属製シェル４で覆ってこの
半導体チップ２を気密封止したものや、図５に示すよう
に、平板状のパッケージ基板１の中央に、半導体チップ
２をボンディングワイヤ３を介して配線基板等（図示せ
ず）と電気的に接続してマウントし、この半導体チップ
２の上方を図８に示す断面皿型に屈曲成形した金属製シ
ェル４で覆ってこの半導体チップ２を気密封止したもの
である。

【０００４】なお、５はパッケージ基板１から下方に突
出させた接続用のリードピンである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、気密封止パッ
ケージにおいては、Ｈｅリークテストが行われる。この
テストは、例えばＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３Ｃ（１９８
３，８，２５）１０１４．５では、最低２気圧の雰囲気
の中で加圧することによって行われる。

【０００６】このため、上記金属製シェル４において
は、この加圧時に加わる圧力Ｐによって、図４及び図５
に示すように、この金属製シェル４が円弧状に撓んでし
まう。この時の中央の撓み量を、上記図５に示す金属製
シェル４をＦｅ−Ｎｉ合金の材質で、板厚を０．２ｍｍ
として製作し測定した一例を図９に示す。同図に示すよ
うに、金属製シェル４の寸法が大きくなるにつれて、こ
の撓み量も増大する。

【０００７】そしてこの撓みが大きくなると、金属製シ
ェル４と内部の半導体チップ２又はボンディングワイヤ
３とが接触して不良の原因となる。

【０００８】なお、上記金属製シェル４の外形を一辺の
長さが４０ｍｍの正方形とし、半導体チップ２の中心と
金属製シェル４との間の距離を０．２ｍｍとして、４圧
力の気圧を加えると、この金属製シェル４は塑性変形を
起こし、また２気圧ではボンディングワイヤ３と接触し
て半導体装置の不良が発生してしまう。

【０００９】上記接触不良を防止するため、例えば図８
に示す金属製シェル４の絞りの深さを深くして多少の撓
みでは接触しないようにしたり、板厚を厚くすることが
考えられるが、この場合、両者共金属製シェル４の製造
時の絞り加工がかなり困難となる。

【００１０】また、図７に示すように、金属製シェル４
に枠状の凹条部４ａを形成することも、板厚が厚いとこ
の絞り加工が困難であるばかりでなく、金属製シェル４
の外形寸法が大きくなると、この凸状部４ａ内部の平坦
部がかなり広くなってしまい、接触不良の原因となって
しまう。

【００１１】このことは、図８に示す金属製シェル４
に、図７に示すようの枠状の凸状部を形成しても同様で
あると考えられる。

【００１２】本発明は上記に鑑み、比較的簡単な加工を
施すことにより、撓みによる変形を極力防止したものを
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明における半導体装置の金属製シェルは、パッ
ケージ基板の上面にマウントした半導体チップの上方を
覆い、この半導体チップを気密封止する金属製シェルに
おいて、この金属製シェルは、前記半導体チップの表面
とほぼ平行な被覆部を有し、この被覆部は被覆部の外周
に近接した補強部と、この補強部に囲まれた中央部とを
有し、前記補強部は前記被覆部の対角線に沿って形成さ
れた湾曲部を有し、前記中央部は平坦部を有することを
特徴とする。

【００１４】また、前記湾曲部は凸状に湾曲しているこ
とを特徴とする。

【００１５】また、前記湾曲部は凹状に湾曲しているこ
とを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記のように構成することにより、補強部は被
覆部の対角線に沿って形成された湾曲部を有するので、
金属製シェルの被覆部のほぼ全域を補強用の凸部又は凹
部で補強するとともに、この凸部又は凹部で形成された
稜線を中心に向かって走るリブとなし、これによって、
金属製シェルの撓みの発生を極力防止するようにするこ
とができる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例を図１乃至図３に基づいて説明
する。図１乃至第３図に示す実施例において、金属製シ
ェル１０は、周辺の平坦なフランジ部１１と、このフラ
ンジ部１１からほぼ垂直に立上った立上り部１２と、こ
の立上り部１２に連続した中央の被覆部１３とから構成
されている。

【００１８】この金属製シェル１０は、図４に示すよう
に使用して、半導体チップ２の上方を覆い、これを気密
封止するためのものであり、この上記被覆部１３は、こ
の半導体チップ２の表面とほぼ平行な位置に配置される
ものである。

【００１９】この被覆部１３には、この対角線に沿って
延びる補強用の凸部１３ａが上下及び左右対称形成さ
れ、この凸部１３ａが被覆部１３の中心に向かって走る
稜線１３ｂとなされている。

【００２０】更に、上記被覆部１３の中央部には、上記
各凸部１３ａ（稜線１３ｂ）と同一高さで連続した矩形
状の平坦部１３ｃが突設され、この平坦部１３ｃが補強
用の凸部１３ａを兼ねるよう構成されている。

【００２１】なお、上記実施例において、補強用として
凸部１３ｂを形成した例を示しているが、この代わりに
補強用の凹部を形成するようにすることもできる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上記のような構成であるので、
補強部は被覆部の対角線に沿って形成された湾曲部を有
するので、金属製シェルの被覆部のほぼ全域は補強用の
凸部又は凹部で補強され、しかも、この凸部又は凹部で
形成された稜線は中心に向かって走るリブとなり、これ
によって、金属製シェルの撓みの発生が極力防止され
る。

【００２３】しかも、比較的な加工が簡単で、容易に製
作することができるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属製シェルの実施例を示す平面図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。

【図４】従来の半導体装置を示す断面図。

【図５】従来の他の半導体装置を示す断面図。

【図６】従来の金属製シェルを示し、同図（ａ）は平面
図、同図（ｂ）はｂ−ｂ線断面図。

【図７】従来の他の金属製シェルを示し、同図（ａ）は
平面図、同図（ｂ）はｂ−ｂ線断面図。

【図８】従来の他の金属製シェルを示し、同図（ａ）は
平面図、同図（ｂ）はｂ−ｂ線断面図。

【図９】圧力２気圧及び４気圧の時のシェル外径寸法と
たわみ量との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１ パッケージ基板 ２ 半導体チップ ３ ボンディングワイヤ ４、１０ 金属製シェル １３ 被覆部 １３ａ 同凸部 １３ｂ 同稜線 １３ｃ 同平坦部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パッケージ基板の上面にマウントした半導
   体チップの上方を覆い、この半導体チップを気密封止す
   る金属製シェルにおいて、 この金属製シェルは、前記半導体チップの表面とほぼ平
   行な被覆部を有し、 この被覆部は被覆部の外周に近接した補強部と、この補
   強部に囲まれた中央部とを有し、 前記補強部は前記被覆部の対角線に沿って形成された湾
   曲部を有し、 前記中央部は平坦部を有することを特徴とする金属製シ
   ェル。
2. 【請求項２】前記湾曲部は凸状に湾曲していることを特
   徴とする請求項１に記載の金属製シェル。
3. 【請求項３】前記湾曲部は凹状に湾曲していることを特
   徴とする請求項１に記載の金属製シェル。