JP2567100Y2

JP2567100Y2 - 半導体素子収納用パッケージ

Info

Publication number: JP2567100Y2
Application number: JP1991049126U
Authority: JP
Inventors: 徳和石橋; 茂義福薗; 政光前田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1991-05-29
Filing date: 1991-05-29
Publication date: 1998-03-30
Anticipated expiration: 2006-05-29
Also published as: JPH04133449U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、半導体素子収納用パッ
ケージ、特に、半導体集積回路素子を収納するための半
導体素子収納用パッケージに関する。。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体素子収納用パッケージにお
いては、基板の高密度化の要求のために、収納用パッケ
ージの絶縁基板の一主面に複数の外部リード端子が格子
状に配置されたピングリッドアレイ（ＰＧＡ）型半導体
素子収納用パッケージが使用されている。このようなＰ
ＧＡ型半導体素子収納用パッケージを、図５〜図８に示
す。

【０００３】図５において、絶縁基体２１は概ね四角形
の板状の部材であり、電気絶縁材料であるアルミナセラ
ミックから構成されている。絶縁基体２１の中央部に
は、凹部２２が形成されており、この凹部２２内に半導
体素子２３が接着剤により固定されている。絶縁基体１
内にはスルーホール２１ａが形成されている。このスル
ーホール２１ａ内には、例えばタングステン，モリブデ
ン等の導電性材料からなるメタライズ配線層２５が形成
されている。このメタライズ配線層２５には、同じく導
電性材料からなる配線パターン２５ａが接続されてい
る。この配線パターン２５ａに、半導体素子２３はボン
ディングワイヤー２４を介して電気的に接続されてい
る。絶縁基体２１の中央部上には、凹部２２を密封する
ための蓋部材２６が配置されている。蓋部材２６は、ガ
ラス，樹脂等の封止材によって絶縁基体２１に固定され
ている。

【０００４】蓋部材２６が固定された側と反対側の絶縁
基体２１の下面２１ｃには、メタライズ配線層２５と連
結された、例えばタングステン，モリブデン等の導電性
材料からなる複数のメタライズパッド２８がそれぞれ形
成されている。このメタライズパッド２８は、図７及び
図８で示すように概ね円形に形成されており、外周部は
絶縁基体２１に固定されたアルミナコーティング層２９
によって覆われている。メタライズパッド２８と外部リ
ード端子２７とは、メタライズパッド２８側から順にニ
ッケルメッキ層（図示せず）及び銀ロウ３０を介して固
定されている。

【０００５】前記メタライズパッド２８は、高機能化の
ための多ピン化の要求により、多数形成されるようにな
ってきた。一方、パッケージの小型化要求により、絶縁
基体２１の下面２１ｃの面積はあまり大きくはできな
い。これらの条件により、各メタライズパッド２８間の
距離及び絶縁基体１の外辺２１ｂと最外周のメタライズ
パッド２８との距離は小さくならざるを得ない。図８で
示す最外周のメタライズパッド２８と外辺２１ｂとの距
離Ｄは、ある従来例では約０．９ｍｍであった。

【０００６】絶縁基体は、複数枚の絶縁基板が各外辺同
士で繋がった原板が初めに形成される。まず、所定形状
のセラミックグリーンシートを複数枚重合わせる。この
場合には、絶縁基体２１にはスルーホール２１ａが形成
されており、また必要な所定の配線パターン２５ａが形
成されている。次に、スルーホール２１ａ内にメタライ
ズ配線層２５用の金属ペーストを注入する。さらに、絶
縁基体２１の下面２１ｃにメタライズパッド２８用の金
属ペーストを塗布する。そして、電気絶縁材料であるア
ルミナをペースト状にし、スクリーン印刷によりメタラ
イズパッド２８の外周部を覆うようにアルミナコーティ
ング層２９を形成する。

【０００７】次に、各絶縁基体２１の境目にアルミナコ
ーティング層２９側から切断刃（図示せず）で切れ目を
入れる。このとき、メタライズパッド２８が概ね円形状
に形成されているので、図８に示すように、矢印Ａで示
す一点に応力集中が起こる。これにより、メタライズパ
ッド２８に比べて柔らかい部材からなるアルミナコーテ
ィング層２９に微小なクラック（約１μｍ）が発生す
る。

【０００８】次に切断後の絶縁基体を焼成する。この焼
成時に前記クラックが成長して大きくなることがある。
次に、絶縁基体２１をニッケル電解メッキ槽に漬け、電
解メッキ処理により絶縁基体２１の表面全体にニッケル
メッキ層を形成する。このとき、切断時に生じたアルミ
ナコーティング層２９のクラックにメッキ液が侵入する
ので、このメッキ液がメタライズパッド２８を腐食す
る。メタライズパッド２８が腐食されると、メタライズ
パッド２８に断線が生じたり、メタライズパッド２８の
電気抵抗値が変化する等して誤動作の原因となる。

【０００９】このように、従来の構成では、製造時にア
ルミナコーティング層にクラックが入りやすく、それに
基づいて上述のような不具合が発生する。

【００１０】本考案の目的は、高密度及び小型化を達成
した上で、なおかつ絶縁基板の切断時にメタライズパッ
ドを覆う絶縁コーティング層にクラックが生じにくい半
導体素子収納用パッケージを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本考案に係る半導体素子
収納用パッケージは、セラミックグリーンシートから切
断された外辺を有する、半導体素子を収納するための絶
縁基体と、絶縁基体の一主面に形成された複数の概ね円
形状のメタライズパッドと、メタライズパッドの外周部
を覆うように絶縁基体の一主面に形成された絶縁コーテ
ィング層と、メタライズパッドに固定された外部リード
端子とを備えている。この半導体素子収納用パッケージ
において、絶縁基体の外辺に隣接するメタライズパッド
のみが、その直径の５〜２５％の切欠き深さでそのメタ
ライズパッドを切り欠いてなる、絶縁基体の外辺に実質
的に平行な直線部を外辺側に有している。

【００１２】

【作用】本考案に係る半導体素子収納用パッケージを製
造する際には、絶縁基体の外辺に隣接するメタライズパ
ッドが絶縁体の外辺に実質的に平行な直線部を外辺側に
有するように、メタライズパッドを絶縁基体の一主面に
形成する。さらに、絶縁コーティング層を、メタライズ
パッドの外周部を覆うように絶縁基体の一主面に形成す
る。そして、絶縁基体の外辺を他の部材から切断する。
このとき、絶縁基体の外辺部に生じる応力は、メタライ
ズパッドの直線部によって分散されるので、絶縁コーテ
ィング層にクラックは生じにくい。これにより、絶縁基
板の一主面にメタライズパッドを多数形成することで高
密度化及び小型化を達成するとともに、絶縁コーティン
グ層にクラックが生じにくい半導体素子収納用パッケー
ジが得られる。

【００１３】

【実施例】図１に本考案の一実施例が採用された半導体
素子収納用パッケージを示す。絶縁基体１は、概ね長方
形の板状の部材であり、電気絶縁材料であるアルミナセ
ラミックから構成されている。絶縁基体１の中央部に
は、凹部２が形成されており、この凹部２内に接着剤に
より半導体素子３が固定されている。絶縁基体１内に
は、複数のスルーホール１ａが形成されており、このス
ルーホール１ａ内に導電性材料からなるメタライズ配線
層５が形成されている。このメタライズ配線層５は、同
じく導電性材料からなる配線パターン５ａに電気的に接
続されている。配線パターン５ａと半導体素子３とは、
ボンディングワイヤー４を介して電気的に接続されてい
る。絶縁基体１の中央部上には、凹部２を密封するため
の蓋部材６が配置されている。蓋部材６は、樹脂等の封
止材により絶縁基体１に固定されている。

【００１４】凹部２及び蓋部材６が設けられた側と反対
側の絶縁基体１の下面１ｃには、概ね円形状の多数のメ
タライズパッド８が形成されている。このメタライズパ
ッド８の絶縁基体１の外辺１ｂに最も近い最外周端のも
のは、図４に示すように、外辺１ｂに実質的に平行な直
線部８ａを有している。

【００１５】ここでは、直線部８ａから外辺１ｂまでの
距離をＬとし、メタライズパッド８の半径に対する切欠
き深さをｘとし、メタライズパッド８の半径をｒとし
て、ａ及びｂを定数としたとき、以下の式が成立するよ
うに構成されている。Ｌ＝ａｒ（２００ｘ−ｘ²）^1/2
／１００＋ｂ

【００１６】さらに、切欠き深さＸは、直径２ｒの５〜
２５％の範囲になるように形成されている。５％未満の
場合は、十分に切断時の応力集中を分散させることがで
きない。２５％を超える場合は、メタライズパッド８の
面積が小さくなり、これにより銀ロウ１０のロウ付け面
積が小さくなり、外部リード端子７の絶縁基体１側への
ロウ付け強度が低下する。また、メタライズパッド８を
円形であるとしたときの面積に対して、直線部８ａを形
成するために切り取られた部分の面積は２％〜２０％の
範囲になるように形成されている。この面積が２０％を
超えると、メタライズパッド８の銀ロウ１０の面積が小
さくなり、外部リード端子７のロウ付け強度が低下す
る。２％未満の場合は、充分に切断時の応力集中を分散
させることができない。

【００１７】メタライズパッド８の外周部を覆うように
絶縁基体１の下面にはアルミナコーティング層９が形成
されている。メタライズパッド８の中央部には、ニッケ
ルメッキ層（図示せず）及び銀ロウ１０を介して外部リ
ード端子７が固定されている。このようにして、半導体
素子３と外部リード端子７とは、メタライズ配線層５，
配線パターン５ａ及びメタライズパッド８を介して電気
的に接続されている。

【００１８】次に、上述のパッケージの製造方法を説明
する。絶縁基体１は、複数枚の絶縁基体の各外辺が接続
した原板を切断して形成される。この原板は、所定形状
のセラミックグリーンシートを複数枚重ね合わせて形成
される。セラミックグリーンシート内にはスルーホール
１ａが設けられており、また必要な所定の配線パターン
５ａが形成されている。次に、スルーホール１ａ内にメ
タライズ配線層５用の金属ペーストを注入し、下面１ｃ
にメタライズパッド８用の金属ペーストを塗布する。そ
して、メタライズパッド８用の金属ペーストの外周部を
覆うように、アルミナコーティング層９を下面１ｃに形
成する。このアルミナコーティング層９は、絶縁基体１
の材料と同じアルミナをペースト状にし、スクリーン印
刷により形成される。

【００１９】上述のメタライズパッド８用の金属ペース
トを絶縁基体１上に塗布する場合には、メタライズパッ
ド８が外辺１ｂと実質的に平行な直線部８ａを有するよ
うに形成されたパターンを有するスクリーンが用いられ
る。また、直線部８ａと外辺１ｂとの距離であるＬと半
径ｒとの比及びメタライズパッド８の切欠き部分の面積
比等は前述の条件の範囲となるように設定される。

【００２０】次に、原板の境界に切断刃（図示せず）で
アルミナテコーティング層９側から切れ目を入れて、各
絶縁基体を切断する。この切断時において、メタライズ
パッド８は直線部８ａを有しているため、切断された外
辺１ｂ側の応力は図４の点群Ｂのように分散される。こ
れにより、応力が一点に集中した従来例とは異なり、ア
ルミナコーティング層９にクラックが生じない。すなわ
ち、最外周のメタライズパッド８を外辺１ｂから０．９
ｍｍの位置に形成してもクラックが生じない。これによ
り、絶縁基体１の下面１ｃに多数のメタライズパッドを
形成することができ、メタライズパッドを高密度化でき
る。

【００２１】次に、各絶縁基体１を焼成するが、このと
き、アルミナコーティング層９にはクラックが生じてい
ないため、クラックが焼成時に大きくなる等の従来例の
不具合は生じない。さらに、焼成後の絶縁基体１は、ニ
ッケルメッキ層に漬けられ、電解メッキ処理により表面
全体にニッケルメッキ層（図示せず）が形成される。こ
のとき、アルミナコーティング層９には微小なクラック
が生じていないため、メッキ液がクラックに侵入しメタ
ライズパッド８を腐食するという従来例の不具合は生じ
ない。

【００２２】次に、ニッケルメッキ層が形成されたメタ
ライズパッド８に外部リード端子７を銀ロウ１０でロウ
付けする。ニッケルメッキ層と銀ロウ１０は接着性が良
く、これによりメタライズパッド８と外部リード端子７
の接着強度は向上する。銀ロウ１０が冷えて収縮すると
きに、メタライズパッド８の外周部を絶縁基体１側から
浮き上げる力が生じるが、メタライズパッド８の外周部
がアルミナコーティング層９によって覆われているた
め、パッド８の外周部の反り返りは防止される。

【００２３】以上のように、この実施例では、メタライ
ズパッド８に直線部８ａを形成することで切断時の応力
集中を分散できる。これにより、アルミナコーティング
層９に微小なクラックが生じにくくなり、従来例のよう
なメタライズパッド８の断線又は電気抵抗値の変化とい
った誤動作につながる不具合は起こらなくなる。

【００２４】

【考案の効果】本考案に係る半導体素子収納用パッケー
ジでは、絶縁基体の外辺に隣接するメタライズパッドが
絶縁基体の外辺に実質的に平行な直線部を外辺側に有し
ている。したがって、切断時の応力が分散され、多数の
メタライズパッドを絶縁基体上に形成し高密度化及び小
型化を達成した半導体素子収納用パッケージにおいて
も、コーティング層にクラックが生じにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を採用した半導体装置の断面
図。

【図２】その拡大部分図。

【図３】図１の底面図。

【図４】その拡大部分図。

【図５】従来例の図１に相当する図。

【図６】従来例の図２に相当する図。

【図７】従来例の図３に相当する図。

【図８】従来例の図４に相当する図。

【符号の説明】

１絶縁基体１ｂ外辺７外部リード端子８メタライズパッド９コーティング層８ａ直線部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−98248（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−136050（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−183149（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】セラミックグリーンシートから切断された
外辺を有する、半導体素子を収納するための絶縁基体
と、前記絶縁基体の一主面に形成された複数の概ね円形
状のメタライズパッドと、前記メタライズパッドの外周
部を覆うように前記絶縁基体の一主面に形成された絶縁
コーティング層と、前記メタライズパッドに固定された
外部リード端子とを備えた半導体素子収納用パッケージ
において、前記絶縁基体の外辺に隣接する前記メタライズパッドの
みが、その直径の５〜２５％の切欠き深さでそのメタラ
イズパッドを切り欠いてなる、前記絶縁基体の外辺に実
質的に平行な直線部を前記外辺側に有していることを特
徴とする半導体素子収納用パッケージ。