JP3642739B2

JP3642739B2 - 半導体素子収納用パッケージ

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Publication number: JP3642739B2
Application number: JP2001044033A
Authority: JP
Inventors: 絵美小磯
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2021-02-20
Also published as: JP2002246494A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体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し、特に半導体素子収納用パッケージに設けられる入出力端子における熱電冷却素子のリード線の接続部を改善したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マイクロ波帯やミリ波帯等の高周波信号を用いる半導体素子を収納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いう）を図４〜図７に示す。これらの図において、１０１は基体、１０２は枠体、１０３は入出力端子、１０５は蓋体、１０６は半導体素子を示す。これら基体１０１、枠体１０２、入出力端子１０３、蓋体１０５とで、半導体素子１０６を半導体パッケージ内に収容する。
【０００３】
基体１０１は、半導体素子１０６を載置する載置部１０１ａを有し、載置部１０１ａには半導体素子１０６が熱電冷却素子１０８を間に介して金（Ａｕ）−シリコン（Ｓｉ）ロウ材等の接着剤により接着固定されるものであり、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金や銅（Ｃｕ）−タングステン（Ｗ）合金等の金属材料から成る。
【０００４】
枠体１０２は、基体１０１の上面に載置部１０１ａを囲繞するように銀ロウ等のロウ材で接合され、側部に入出力端子１０３を嵌着する取付部１０２ａが形成されたものであり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属材料から成る。
【０００５】
入出力端子１０３は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），ムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）等のセラミックスから成り、枠体１０２の内外に突出する平板部の突出部１０３ａ，１０３ｂと枠体１０２に嵌着される立壁部１０３ｃとを有しており、半導体パッケージの内外を導出するようにモリブデン（Ｍｏ）−マンガン（Ｍｎ），タングステン（Ｗ）等から成る金属ペーストを焼結したメタライズ配線層１１１が平板部の上面に被着されて半導体素子１０６と外部電気回路基板とを電気的に接続する。
【０００６】
また、入出力端子１０３は、枠体１０２を貫通してまたは切り欠いて形成された取付部１０２ａに銀ロウ等のロウ材で嵌着される。
【０００７】
その入出力端子１０３の熱電冷却素子１０８のリード線１１３の接続部は、図４，図５，図６のように、入出力端子１０３のメタライズ配線層１１１形成部内に設けられ、平板部の上面から下面にかけて同一の大きさに切り欠かれた貫通孔１０３ｊ、切欠部１０３ｋが形成されていることから、リード線１１３を正確かつ容易に所定の位置に位置決めすることができ、その結果、リード線１１３をメタライズ配線層１１１に正確かつ容易に電気的に接続させることができるものが提案されている（特開平８−３７２４７号公報参照）。
【０００８】
リード端子１１４は、入出力端子１０３のメタライズ配線層１１１に銀ロウ等のロウ材を介して接合され、外部電気回路と入出力端子１０３との高周波信号の入出力を行うものであり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属材料から成る。
【０００９】
シールリング１０４は、枠体１０２の上面に銀ロウ等のロウ材で接合され入出力端子１０３を上方より挟持するとともに、上面に蓋体１０５をシーム溶接等により接合するための接合媒体として機能する。
【００１０】
また、メタライズ配線層１１１の枠体１０２外側には、外部電気回路との高周波信号の入出力を行うために、導電性を有するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属材料から成るリード端子１１４が銀ロウ等のロウ材で接合されるとともに、半導体素子１０６と電気的に接続するためのボンディングワイヤー１１２が接合される。
【００１１】
そして、図７に示すように、基体１０１の載置部１０１ａに半導体素子１０６を熱電冷却素子１０８を間に介して接着固定し、半導体素子１０６の各電極をボンディングワイヤー１１２を介してメタライズ配線層１１１に接続するとともに、熱電冷却素子１０８の電極に接続されたリード線１１３をメタライズ配線層１１１に半田を介して電気的に接続する。次に、枠体１０２の上面に蓋体１０５を接合し、基体１０１と枠体１０２と入出力端子１０３とシールリング１０４と蓋体１０５とから成る容器１０７の内部に、半導体素子１０６及び熱電冷却素子１０８を気密に収容する。最後に、枠体１０２の光ファイバ固定部材１１０に光ファイバ１０９の一端を挿通させるとともに、これを半田等の接着剤やレーザ溶接によって接合させ、光ファイバ１０９を枠体１０２に固定することによって最終製品としての半導体装置となる。そして、この半導体装置において、光ファイバ１０９を介して内部に収容する半導体素子１０６と外部との光信号の授受が可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開平８−３７２４７号公報に提案された半導体パッケージでは、熱電冷却素子１０８のリード線１１３を半田付けするとき、半田が溜まる範囲は入出力端子１０３の平板部の上面に施したメタライズ配線層１１１のみであり、その結果リード線１１３が線方向の引っ張りに対する強度が不十分となり、リード線１１３が外れ易くなって半導体素子１０６の冷却が不能になったり冷却効率が大きく低下する場合があった。また、線方向の引っ張りに対する強度を上げようとして、半田の体積を増やしたとしても、隣接するメタライズ配線層１１１に半田が流れてしまい、メタライズ配線層１１１間に半田ブリッジが発生し短絡する場合があった。
【００１３】
また、図６のように、入出力端子１０３の平板部に切欠部１０３ｋを形成すると、半田の冷熱収縮の際に接合部分の半田にクラックや割れ等が発生した場合、熱電冷却素子１０８のリード線１１３が切欠部１０３ｋから外れて、平板部の端面から枠体１０２の内側へ移動し、他の配線等と接触し電気的に短絡するという問題点があった。
【００１４】
従って、本発明は上記問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、熱電冷却素子のリード線の線方向への引っ張りに対する強度を向上させ、さらにそのリード線と入出力端子のメタライズ配線層との接合を強固なものとし、導通を確実なものとすることにより、半導体素子を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体パッケージは、上面に半導体素子が熱電冷却素子を介して載置される載置部を有する基体と、該基体の上面に前記載置部を囲繞するように取着された金属製の枠体と、該枠体を貫通してまたは切り欠いて形成された入出力端子の取付部と、上面の一辺側から対向する他辺側にかけて形成された複数のメタライズ配線層を有する誘電体から成る平板部および該平板部の上面に前記複数のメタライズ配線層を間に挟んで接合された誘電体から成る立壁部から構成されるとともに前記枠体内側の前記メタライズ配線層に前記熱電冷却素子のリード線の接続部を有して前記取付部に嵌着された前記入出力端子とを具備して成り、前記枠体の上面に蓋体が接合される半導体素子収納用パッケージにおいて、前記入出力端子の前記接続部は、前記枠体内側の前記メタライズ配線層の形成部内の前記平板部に上下面を貫通して設けられ、かつ上面側開口から内側にかけて内寸法が小となる段差部が形成されるとともに前記段差部上の側断面形状が上方から下方に向かって広がる台形になっている貫通孔と、該貫通孔の内面に形成されたメタライズ層とから成り、前記貫通孔に前記リード線が挿入されろう付けされていることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記の構成により、入出力端子の接続部は、枠体内側のメタライズ配線層の形成部内の平板部に上下面を貫通して設けられ、かつ上面側開口から内側にかけて内寸法が小となる段差部が形成された貫通孔と、貫通孔の内面に形成されたメタライズ層とから成り、貫通孔にリード線が挿入されろう付け接続されていることから、貫通孔の内部に半田溜まりを設けることができ、半田の体積を増やして接続強度を向上させ得る。また、組み立て作業中やろう付け後の熱収縮により、リード線を下方に引っ張るような外力が加わることが多いが、この外力に対する強度がきわめて向上し、リード線の外れを解消することができる。また、ろう材の断面積が大きくなるため、接合部の電気抵抗値を下げることができ、熱電冷却素子を駆動するための電力を十分に供給し得、熱電冷却素子及び半導体素子の動作が安定化する。
また本発明によれば、前記貫通孔の段差部上の側断面形状を上方から下方に向かって広がる台形になしたことから、リード線に上方向の引っ張り力または押し上げ力が加わった場合にも、台形状の部分の傾斜した側面が引っ掛かりの機能を発揮し、引っ張り力または押し上げ力に対する強度を上げることができる。
【００１７】
本発明において、好ましくは、前記貫通孔の上面側開口の幅に対する下面側開口の幅の比が０．４〜０．９であることを特徴とする。
【００１８】
本発明は、上記の構成により、半田溜まりを設け、半田の体積を増やして接続強度を大きくできるととともに、リード線を下方に引っ張るような外力に対する強度がさらに高くなる。また、ろう材とメタライズ層との接合面積がさらに増えるため、強固に熱電冷却素子のリード線とメタライズ配線層を半田付けでき、その結果熱電冷却素子の接続信頼性が向上し、外部からの衝撃等で接合部が外れることがなくなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体パッケージについて以下に詳細に説明する。図１は本発明の半導体パッケージの実施の形態を示す斜視図であり、図８は図１の入出力端子を示し、図８において、（ａ）は入出力端子の斜視図、（ｂ）は貫通孔の拡大断面図、（ｃ）は貫通孔の他の例を示す拡大断面図であり、図２は比較例を示す図である。また、図３は図１に示す半導体パッケージに半導体素子を収容したものの断面図である。
【００２０】
図１において、１は基体、２は枠体、３は入出力端子、４はシールリング、５は蓋体であり、これらで半導体素子６を内部に収容するための容器７（図３）が主に構成される。
【００２１】
図１において、１は基体であり、その上面にはＩＣ，ＬＳＩ，半導体レーザ（ＬＤ），フォトダイオード（ＰＤ）等の半導体素子６が熱電冷却素子８を間に介して載置するための載置部１ａを有している。
【００２２】
この基体１は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｗ等の金属材料や、アルミナ，窒化アルミニウム，ムライト等のセラミックスから成り、金属材料から成る場合、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金のインゴット（塊）に圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定の形状に製作される。一方、セラミックスから成る場合、その原料粉末に適当な有機バインダや溶剤等を添加混合しペースト状と成すとともに、このペーストをドクターブレード法やカレンダーロール法によってセラミックグリーンシートと成し、しかる後セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施し、これを複数枚積層し焼成することによって作製される。
【００２３】
なお、基体１が金属材料からなる場合、その表面に耐蝕性に優れかつロウ材との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ０．５〜９μｍのＮｉ層と、厚さ０．５〜５μｍのＡｕ層を順次メッキ法により被着させておくのがよく、基体１が酸化腐蝕するのを有効に防止できるとともに、基体１の上面の載置部１ａに半導体素子６を熱電冷却素子８を間に介して強固に接着固定させることができる。
【００２４】
一方、基体１がセラミックスから成る場合、半導体素子６を熱電冷却素子８を間に介して載置する載置部１ａに耐蝕性に優れかつロウ材との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ０．５〜９μｍのＮｉ層と、厚さ０．５〜５μｍのＡｕ層を順次メッキ法により被着させておくのがよく、基体１の上面の載置部１ａに半導体素子６を熱電冷却素子８を間に介して強固に接着固定させることができる。
【００２５】
枠体２は、基体１上に載置部１ａを囲繞するように取着され、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属材料から成る。例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金のインゴットをプレス加工により所定の枠状となすことによって製作される。
【００２６】
また、枠体２には、内部に収容する半導体素子６との間で光信号を授受するための光ファイバ９が挿通固定される光ファイバ固定部材１０が枠体２を貫通して銀ロウ等のロウ材を介して接合される。この光ファイバ固定部材１０は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属から成り、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金のインゴットをプレス加工することにより所定の筒状に製作される。
【００２７】
また、光ファイバ固定部材１０は、光ファイバ９を挿通可能な軸方向の貫通孔１０ａを有する筒体であり、貫通孔１０ａに光ファイバ９の一端を挿通させるとともにこれを半田等の接着剤やレーザ溶接により固定し、これにより光ファイバ９を介して内部に収容する半導体素子６と外部との光信号の授受が可能となる。
【００２８】
入出力端子３は、基体１，枠体２に熱膨張係数が近似するアルミナセラミックス等のセラミックスから成り、枠体２の内外に突出する突出部３ａ，３ｂを有する平板部と枠体２に嵌着される立壁部３ｃとから構成され、半導体パッケージの内外を導出するようにＭｏ−Ｍｎ等から成る金属ペーストを焼結したメタライズ配線層１１が平板部上面に被着されて、半導体素子６と外部電気回路基板とを電気的に接続する。
【００２９】
本発明の熱電冷却素子８のリード線１３を接続するための入出力端子３の平板部に設けた貫通孔３ｄについて、実施の形態を図８に示し、比較例を図２に示す。これらは、平板部を２層構造とし、貫通孔３ｄの内部の内寸法が上層側が下層側よりも大きくなるように構成したものである。
【００３０】
図２（ｂ）において、３ｆは、熱電冷却素子８のリード線１３を接続するための入出力端子３の平板部の上層部であり、３ｇは下層部を示す。貫通孔３ｄは、内側の幅が上層部３ｆより下層部３ｇの方で小さい階段状である。即ち、枠体２内側のメタライズ配線層１１の形成部内の平板部に上下面を貫通して設けられ、かつ上面側開口から内側にかけて内寸法が小となる段差部が形成された貫通孔３ｄである。また、貫通孔３ｄの内面にはメタライズ層を施している。この構成により、貫通孔３ｄの内面に半田溜まりを容易に設けることができ、半田の体積を増やして接合強度を上げることができる。
【００３１】
なお、貫通孔３ｄの内側の幅は最大幅を示すものであり、貫通孔３ｄの断面が円形の場合内側の直径に相当する。
【００３２】
本発明では、貫通孔３ｄの上面側開口の幅Ｗ１に対する下面側開口の幅Ｗ２の比が０．４〜０．９であることが好ましい。０．４未満になると、貫通孔３ｄの下面側開口の幅Ｗ２が小さくなることにより、リード線１３を貫通孔３ｄ内に挿入させるのが困難になったり、また下層部３ｇの半田溜まり量が少なくなることからリード線１３を上方に突き上げるような外力に対する強度が低下し易くなる。さらに、上層部３ｆと下層部３ｇとの半田の体積比が大きく異なることにより、半田の冷熱収縮の際に段差部の角部を起点としてクラックや割れ等が発生し、リード線１３の接合強度が低下し外れ易くなる。また０．９を超えると、貫通孔３ｄの内部の段差部に半田溜まりを設ける部分が少なくなり、半田の体積を増やすことができず、接続強度を向上させることが困難となる。
【００３３】
貫通孔３ｄの内部の上層部３ｆの深さは、貫通孔３ｄの全体の深さの１／３以上がよく、この場合半田溜りを大きくして接合強度を大きくすることができる。より好ましくは、上層部３ｆの深さは貫通孔３ｄの全体の深さの１／２以下がよい。
【００３４】
さらに、図２（ｃ）において、３ｆ′はリード線１３を接続するための入出力端子３の平板部の上層部、３ｇ′は下層部を示し、上層部３ｆ′より下層部３ｇ′の方が小さい階段状であり、上層部３ｆ′がさらに２段以上の階段状になっており、貫通孔３ｄ′の内面にはメタライズ層を施した構成である。これにより、貫通孔３ｄ′の内面に半田溜まりをより多く設けることができ、半田の体積を増やして強度を上げることができる。また、リード線１３をメタライズ配線層１１にロウ付け接合する際に発生する応力は、上層部３ｆ′の２段以上の階段状の貫通孔部分で分散されて小さいものとなり、割れやクラックを大幅に減少できる。
【００３５】
また、図８（ｂ）に示す構成において、３ｈはリード線１３を接続するための入出力端子３の平板部の上層部、３ｉは下層部であり、上層部３ｈとその上層部３ｈより内寸法が小さい直線状の下層部３ｉとから成り、上層部３ｈの幅は上面側開口の幅Ｗ３よりも下端側の幅Ｗ４が大きい。即ち、上層部３ｈの側断面形状が上方から下方に向かって広がる台形になっている。この場合、上層部３ｈの側面で囲まれる立体形状は半円錐台、角錐台等の錐台状となる。また、貫通孔３ｅの内面にはメタライズ層を施している。これにより、リード線１３に上方向の引っ張り力または押し上げ力が加わった場合にも、上層部３ｈの傾斜した側面が引っ掛かりの機能を発揮し、引っ張り力または押し上げ力に対する強度を上げることができる。
【００３６】
さらに、図８（ｃ）の構成とすることもできる。同図において、３ｈ′はリード線１３を接続するための入出力端子３の平板部の上層部、３ｉ′は下層部であり、上層部３ｈ′の側断面形状が上層から下層に向かって広がる台形等の錐台状になっていて、さらに上層部３ｈ′の側断面形状が２段以上の台形になっていることが好ましく、それらの台形の側辺の傾斜角θは同じ角度であることが好ましい。そして、貫通孔３ｅ′の内面にはメタライズ層を施している。これにより、リード線１３に上方向の引っ張り力または押し上げ力が加わった場合に、上層部３ｈ′の側面が引っ掛かりの機能を発揮し、引っ張り力または押し上げ力に対する強度をさらに上げることができる。また、リード線１３をメタライズ配線層１１にロウ付けする際に発生する応力は、上層部３ｈ′の２段以上の台形の貫通孔部分で分散されて小さいものとなり、割れやクラックを大幅に減少できる。
【００３７】
さらに、台形の側辺の傾斜角θ、即ち段差部の上部の側面と平板部の上面とのなす角度θは、４５〜８０°の範囲とすることが好ましく、４５°未満の場合、上層部３ｈ′の側面が入出力端子３を製造する際のセラミック積層工程にて撓んで変形して作製が困難となり、また８０°を超える場合、リード線１３を上方向に引っ張る力または押し上げ力に対して、上層部３ｈ′の側面での引っ掛かりの機能を十分に発揮しないという不具合が生じ易くなる。
【００３８】
メタライズ層の被覆面積は、図８の貫通孔３ｄ，３ｅの内面に対して２０％以上が好ましい。メタライズ層の被覆範囲としては、貫通孔３ｄ，３ｅの内面全体に対して、一部分に偏って被覆されているのではなく、全体的に均一に被覆されている方がリード線１３の引っ張り力または押し上げ力に対する強度は向上する。また、２０％未満になると、半田溜まりの形成が困難になり、リード線１３の引っ張り強度が低下する不具合を生じ易い。
【００３９】
なお、貫通孔３ｄ，３ｅは、入出力端子３の平板部となるセラミックグリーンシートに予め所定形状に打ち抜き加工を施すことによって、熱電冷却素子６の電極と接続されたリード線１３が半田付けされる入出力端子３の部位に形成される。
【００４０】
また、入出力端子３は、枠体２を貫通してまたは切り欠いて形成された取付部２ａに銀ロウ等のロウ材で嵌着される。
【００４１】
リード端子１４は、入出力端子３のメタライズ配線層１１の枠体２外側に銀ロウ等のロウ材を介して接合され、外部電気回路と入出力端子３との高周波信号の入出力を行うものであり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属材料から成る。その金属のインゴットを従来周知の圧延加工法や打ち抜き加工法、エッチング加工法等の金属加工法を採用することによって、所定の棒状となすように製作される。
【００４２】
シールリング４は、枠体２の上面に銀ロウ等のロウ材で接合され入出力端子３を上方より挟持するとともに、上面に蓋体５をシーム溶接等により接合するための接合媒体として機能し、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る。
【００４３】
また、メタライズ配線層１１には、外部電気回路との高周波信号の入出力を行うために、導電性を有するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属材料から成るリード端子１４が銀ロウ等のロウ材で接合されるとともに、枠体２内側において半導体素子６と電気的に接続するためのボンディングワイヤー１２が接合される。
【００４４】
そして、図３に示すように、基体１の載置部１ａに半導体素子６を熱電冷却素子８を間に介して接着固定させ、半導体素子６の各電極をボンディングワイヤー１２を介してメタライズ配線層１１に接続させるとともに、熱電冷却素子８の電極に接続されたリード線１３をメタライズ配線層１１に半田を介して電気的に接続し、次に枠体２の上面に蓋体５を接合させ、基体１と枠体２と入出力端子３とシールリング４と蓋体５とから成る容器７内部に半導体素子６及び熱電冷却素子８を気密に収容し、最後に枠体２の光ファイバ固定部材１０に光ファイバ９の一端を挿通させるとともにこれを半田等の接着剤やレーザ溶接によって接合させ、光ファイバ９を枠体２に固定することによって、最終製品としての半導体装置となる。そして、光ファイバ９を介して内部に収容する半導体素子６と外部との光信号の授受、送受が可能となる。
【００４５】
かくして、本発明は、入出力端子のリード線の接続部が、枠体内側のメタライズ配線層の形成部内の平板部に上下面を貫通して設けられ、かつ上面側開口から内側にかけて内寸法が小となる段差部が形成された貫通孔と、この貫通孔の内面に形成されたメタライズ層とから成り、貫通孔にリード線が挿入されろう付け接続されていることから、貫通孔の内部に半田溜まりを設けることができ、半田の体積を増やして接続強度を向上させ得る。また、組み立て作業中やろう付け後の熱収縮により、リード線を下方に引っ張るような外力が加わることが多いが、この外力に対する強度がきわめて向上し、リード線の外れを解消することができる。また、ろう材の断面積が大きくなるため、接合部の電気抵抗値を下げることができ、熱電冷却素子を駆動するための電力を十分に供給し得、熱電冷却素子及び半導体素子の動作が安定化する。
【００４６】
また、本発明によれば、半田溜まりを設け、半田の体積を増やして接続強度を大きくできるととともに、リード線を下方に引っ張るような外力に対する強度がさらに高くなる。また、ろう材とメタライズ層との接合面積がさらに増えるため、強固に熱電冷却素子のリード線とメタライズ配線層を半田付けでき、その結果熱電冷却素子の接続信頼性が向上し、外部からの衝撃等で接合部が外れることがなくなる。
【００４７】
なお、本発明は上述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。
【００４８】
上記実施の形態においては、リード線を貫通孔に挿入しろう付けする構成について説明したが、リード線の代わりにピン等の棒状の接続端子を用いても本発明と同様の作用効果が得られる。従って、本発明においては、棒状または線状の接続端子を用いた構成であれば本発明の作用効果を奏することとなる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、入出力端子の接続部が、枠体内側のメタライズ配線層の形成部内の平板部に上下面を貫通して設けられ、かつ上面側開口から内側にかけて内寸法が小となる段差部が形成された貫通孔と、貫通孔の内面に形成されたメタライズ層とから成り、貫通孔にリード線が挿入されろう付けされていることにより、貫通孔の内部に半田溜まりを設けることができ、半田の体積を増やして接続強度を向上させ得る。また、組み立て作業中やろう付け後の熱収縮により、リード線を下方に引っ張るような外力が加わることが多いが、この外力に対する強度がきわめて向上し、リード線の外れを解消することができる。また、ろう材の断面積が大きくなるため、接合部の電気抵抗値を下げることができ、熱電冷却素子を駆動するための電力を十分に供給し得、熱電冷却素子及び半導体素子の動作が安定化する。
【００５０】
また本発明は、好ましくは貫通孔の上面側開口の幅に対する下面側開口の幅の比が０．４〜０．９であることにより、半田溜まりを設け、半田の体積を増やして接続強度を大きくできるととともに、リード線を下方に引っ張るような外力に対する強度がさらに高くなる。また、ろう材とメタライズ層との接合面積がさらに増えるため、強固に熱電冷却素子のリード線とメタライズ配線層を半田付けでき、その結果熱電冷却素子の接続信頼性が向上し、外部からの衝撃等で接合部が外れることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体パッケージについて実施の形態の例を示す斜視図である。
【図２】図１の半導体パッケージにおける入出力端子の比較例を示し、（ａ）は入出力端子の斜視図、（ｂ）は入出力端子の貫通孔の拡大断面図、（ｃ）は貫通孔の他の例を示す拡大断面図である。
【図３】図１の半導体パッケージに半導体素子を収容した構成を示す断面図である。
【図４】従来の半導体パッケージの斜視図である。
【図５】図４の半導体パッケージにおける入出力端子を示し、（ａ）は入出力端子の斜視図、（ｂ）は入出力端子の貫通孔の拡大断面図である。
【図６】従来の半導体パッケージの他の例を示す斜視図である。
【図７】図４の半導体パッケージに半導体素子を収容した構成を示す断面図である。
【図８】図１の半導体パッケージにおける入出力端子の実施の形態の一例を示し、（ａ）は入出力端子の斜視図、（ｂ）は入出力端子の貫通孔の拡大断面図、（ｃ）は貫通孔の他の例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１：基体
１ａ：載置部
２：枠体
２ａ：取付部
３：入出力端子
３ｄ：貫通孔
３ｆ：上層部
３ｇ：下層部
５：蓋体
６：半導体素子
８：熱電冷却素子
１１：メタライズ配線層
１３：リード線

Claims

上面に半導体素子が熱電冷却素子を介して載置される載置部を有する基体と、該基体の上面に前記載置部を囲繞するように取着された金属製の枠体と、該枠体を貫通してまたは切り欠いて形成された入出力端子の取付部と、上面の一辺側から対向する他辺側にかけて形成された複数のメタライズ配線層を有する誘電体から成る平板部および該平板部の上面に前記複数のメタライズ配線層を間に挟んで接合された誘電体から成る立壁部から構成されるとともに前記枠体内側の前記メタライズ配線層に前記熱電冷却素子のリード線の接続部を有して前記取付部に嵌着された前記入出力端子とを具備して成り、前記枠体の上面に蓋体が接合される半導体素子収納用パッケージにおいて、
前記入出力端子の前記接続部は、前記枠体内側の前記メタライズ配線層の形成部内の前記平板部に上下面を貫通して設けられ、かつ上面側開口から内側にかけて内寸法が小となる段差部が形成されるとともに前記段差部上の側断面形状が上方から下方に向かって広がる台形になっている貫通孔と、該貫通孔の内面に形成されたメタライズ層とから成り、前記貫通孔に前記リード線が挿入されろう付けされていることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
前記貫通孔の上面側開口の幅に対する下面側開口の幅の比が０．４〜０．９であ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。