JP6162520B2 - Package for housing semiconductor element and mounting structure including the same - Google Patents

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Description

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およびこれを備えた実装構造体に関する。   The present invention relates to a semiconductor element housing package for housing a semiconductor element and a mounting structure including the same.

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は、主面に半導体素子が実装されるための素子実装領域を有する基板と、基板の主面上に配置されたセラミック枠体と、接合部材を介してセラミック枠体上に配置された板状のリード端子とを備えている(例えば、特許文献1参照)。   A package for housing a semiconductor element for housing a semiconductor element includes a substrate having an element mounting region for mounting a semiconductor element on a main surface, a ceramic frame disposed on the main surface of the substrate, and a bonding member. And a plate-like lead terminal arranged on the ceramic frame (see, for example, Patent Document 1).

特開2003−115565号公報JP 2003-115565 A

例えば、半導体素子収納用パッケージに収納される半導体素子が高出力のパワー系半導体素子である場合には、リード端子に大きな電流が流れ、半導体素子に高い電圧が印加される。そのため、半導体素子から大きな熱が発生し、この熱がリード端子に伝達され、熱による温度変化によってリード端子およびセラミック枠体が熱膨張および熱収縮する可能性がある。   For example, when the semiconductor element housed in the semiconductor element housing package is a high-power power semiconductor element, a large current flows through the lead terminal, and a high voltage is applied to the semiconductor element. Therefore, a large amount of heat is generated from the semiconductor element, and this heat is transmitted to the lead terminal, and the lead terminal and the ceramic frame body may be thermally expanded and contracted due to a temperature change caused by the heat.

ここで、リード端子の熱膨張係数およびセラミック枠体の熱膨張係数が異なるため、リード端子に接合されているセラミック枠体に応力が加わる可能性がある。セラミック枠体に応力が加わることでセラミック枠体にクラックが発生し、半導体素子収納用パッケージの気密性が低下する可能性があるという問題点があった。   Here, since the thermal expansion coefficient of the lead terminal and the thermal expansion coefficient of the ceramic frame are different, stress may be applied to the ceramic frame bonded to the lead terminal. When the stress is applied to the ceramic frame, a crack is generated in the ceramic frame, and there is a problem that the airtightness of the package for housing a semiconductor element may be lowered.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、セラミック枠体にクラックが発生することを低減し、気密性の低下を抑制できる半導体素子収納用パッケージを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a package for housing a semiconductor element that can reduce the occurrence of cracks in a ceramic frame and suppress a decrease in hermeticity. It is in.

本発明に係る半導体素子収納用パッケージは、主面に半導体素子が実装されるための素子実装領域を有する基板と、前記素子実装領域を取り囲むように前記基板の前記主面上に配置されたセラミック枠体と、前記セラミック枠体の外周端の外側に延在するように第1接合部材を介して前記セラミック枠体上に配置され、前記セラミック枠体の前記外周端の内側に位置する第1辺および前記第1辺に交差する第2辺を有する板状のリード端子とを備え、前記リード端子には、前記第1辺に沿って配列し、前記第2辺に沿って延在した複数の切欠き部が設けられていることを特徴とする。   A package for housing a semiconductor element according to the present invention includes a substrate having an element mounting region for mounting a semiconductor element on a main surface, and a ceramic disposed on the main surface of the substrate so as to surround the element mounting region. A first frame body and a first frame disposed on the ceramic frame body via a first bonding member so as to extend to the outside of the outer peripheral edge of the ceramic frame body, and positioned on the inner side of the outer peripheral edge of the ceramic frame body. A plate-like lead terminal having a side and a second side intersecting the first side, wherein the lead terminal is arranged along the first side and extends along the second side The notch part of this is provided, It is characterized by the above-mentioned.

本発明に係る実装構造体は、上記の半導体素子収納用パッケージと、基板の前記素子実装領域上に実装され、前記リード端子に接続された半導体素子とを備える。   A mounting structure according to the present invention includes the above-described package for housing a semiconductor element, and a semiconductor element mounted on the element mounting region of a substrate and connected to the lead terminal.

本発明に係る半導体素子収納用パッケージによれば、セラミック枠体にクラックが発生することを低減し、気密性の低下を抑制できる。   According to the package for housing a semiconductor element according to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of cracks in the ceramic frame and to suppress a decrease in airtightness.

本発明に係る実装構造体によれば、上記半導体素子収納用パッケージを備えていることで、高い信頼性を有している。   According to the mounting structure according to the present invention, since the semiconductor element storage package is provided, the mounting structure has high reliability.

本発明の実施形態に係る半導体素子収納用パッケージおよびこれを備えた実装構造体であって、蓋体を外した状態での分解斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exploded perspective view of a package for housing a semiconductor element according to an embodiment of the present invention and a mounting structure including the same, with a lid removed. 図1の半導体素子収納用パッケージを示した平面図である。It is the top view which showed the package for semiconductor element accommodation of FIG. 図3のI−I線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II line | wire of FIG. 図1の半導体素子収納用パッケージにおける蓋体、リード端子、第2接合部材の関係を示した平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the relationship among a lid, lead terminals, and second joining members in the semiconductor element storage package of FIG. 本発明の他の実施形態に係る半導体素子収納用パッケージおよび実装構造体を示した分解斜視図である。It is the disassembled perspective view which showed the package for semiconductor element accommodation and mounting structure which concern on other embodiment of this invention. 図5の半導体素子収納用パッケージを示した平面図である。It is the top view which showed the package for semiconductor element accommodation of FIG. 図6のII−II線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG.

[半導体素子収納用パッケージおよび実装構造体]
本発明の実施形態に係る半導体素子収納用パッケージおよびこれを備えた実装構造体について、図1〜図4を参照しながら説明する。 実装構造体1は、半導体素子2と、半導体素子収納用パッケージ3とを備えている。
[Semiconductor element storage package and mounting structure]
A semiconductor element housing package and a mounting structure including the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The mounting structure 1 includes a semiconductor element 2 and a semiconductor element storage package 3.

半導体素子2は基板31の主面31a上に配置されている。半導体素子2はセラミック枠体32の開口部内に位置しており、セラミック枠体32に取り囲まれている。すなわち、図1に示すように、半導体素子2は半導体素子収納用パッケージ3に収納されている。   The semiconductor element 2 is disposed on the main surface 31 a of the substrate 31. The semiconductor element 2 is located in the opening of the ceramic frame 32 and is surrounded by the ceramic frame 32. That is, as shown in FIG. 1, the semiconductor element 2 is accommodated in a semiconductor element accommodation package 3.

なお、本実施形態の半導体素子2には、高出力のパワー系半導体素子が採用されている。本実施形態の半導体素子2は、電力の制御または供給などの処理を行なう機能を有する。パワー系半導体素子2は、例えば窒化ガリウム、炭化シリコンなどの半導体材料によって形成できる。   Note that a high-output power semiconductor device is adopted as the semiconductor device 2 of the present embodiment. The semiconductor element 2 of the present embodiment has a function of performing processing such as power control or supply. The power semiconductor element 2 can be formed of a semiconductor material such as gallium nitride or silicon carbide.

半導体素子収納用パッケージ3は半導体素子2を保護する機能を有する。図1に示すように、半導体素子収納用パッケージ3は半導体素子2を収納している。また、図2に示しように、半導体素子収納用パッケージ3は、基板31と、セラミック枠体32と、リード端子33と、蓋体34とを備えている。なお、図2において、蓋体34は破線で示されている。   The semiconductor element storage package 3 has a function of protecting the semiconductor element 2. As shown in FIG. 1, the semiconductor element housing package 3 houses the semiconductor element 2. As shown in FIG. 2, the semiconductor element storage package 3 includes a substrate 31, a ceramic frame body 32, lead terminals 33, and a lid body 34. In FIG. 2, the lid 34 is indicated by a broken line.

基板31は半導体素子2を支持する機能を有する。基板31は主面31aを有している。また基板31の主面31aは素子実装領域31bを有している。図1に示すように、半導体素子2は基板31の主面31a上に配置されている。基板31は1枚の金属板または複数の金属板を積層させた積層体からなる。金属板の材料としては、例えば銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルトなどの金属、あるいはこれらの金属材料を含んだ合金が挙げられる。なお、基板31の材料に金属材料を採用すれば、基板31を介して半導体素子2から発生した熱を外部に逃がすことができるので、半導体素子収納用パッケージ3の放熱性が向上する。   The substrate 31 has a function of supporting the semiconductor element 2. The substrate 31 has a main surface 31a. The main surface 31a of the substrate 31 has an element mounting region 31b. As shown in FIG. 1, the semiconductor element 2 is disposed on the main surface 31 a of the substrate 31. The substrate 31 is composed of a single metal plate or a laminate in which a plurality of metal plates are laminated. Examples of the material for the metal plate include metals such as copper, iron, tungsten, molybdenum, nickel, and cobalt, or alloys containing these metal materials. If a metal material is used as the material of the substrate 31, heat generated from the semiconductor element 2 through the substrate 31 can be released to the outside, so that the heat dissipation of the semiconductor element housing package 3 is improved.

セラミック枠体32は、基板31の主面31a上に配置されている。また、セラミック枠体32は、シリコーン樹脂またはポリイミド樹脂などの接合部材(不図示)を介して基板31の主面31aに接合されている。また、セラミック枠体32の下面に金属層を形成し、半田または銀ろうなどの接合部材を介して、セラミック枠体32の金属層および基板31の主面31aを接合させてもよい。   The ceramic frame 32 is disposed on the main surface 31 a of the substrate 31. The ceramic frame 32 is bonded to the main surface 31a of the substrate 31 via a bonding member (not shown) such as silicone resin or polyimide resin. Alternatively, a metal layer may be formed on the lower surface of the ceramic frame 32, and the metal layer of the ceramic frame 32 and the main surface 31a of the substrate 31 may be bonded via a bonding member such as solder or silver solder.

図1および図2に示すように、セラミック枠体32は、半導体素子2(素子実装領域31b)を取り囲むように配置されている。すなわち、半導体素子2(素子実装領域31b)はセラミック枠体32の内側に位置している。また、セラミック枠体32は上面32aを有している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the ceramic frame 32 is arranged so as to surround the semiconductor element 2 (element mounting region 31b). That is, the semiconductor element 2 (element mounting region 31b) is located inside the ceramic frame 32. The ceramic frame 32 has an upper surface 32a.

また、セラミック枠体32の上面32aの一部にはメタライズ層32bが形成されている。図3に示すように、このメタライズ層32b上に第1接合部材B1を介してリード端子33が配置されている。   A metallized layer 32b is formed on a part of the upper surface 32a of the ceramic frame 32. As shown in FIG. 3, a lead terminal 33 is disposed on the metallized layer 32b via a first joining member B1.

セラミック枠体32はセラミック材料で形成されている。セラミック材料としては、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、アルミナあるいはムライト等のセラミック材料、またはガラスセラミック材料、またはこれらの材料のうちから複数の材料を混合した複合系材料などが挙げられる。   The ceramic frame 32 is made of a ceramic material. Examples of the ceramic material include ceramic materials such as aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, alumina, and mullite, glass ceramic materials, or composite materials obtained by mixing a plurality of these materials.

リード端子33は、半導体素子2および外部の回路基板(不図示)の間で電気信号を伝達する機能を有する。リード端子33は、第1接合部材B1を介してセラミック枠体32のメタライズ層32bに配置されている。第1接合部材B1としては、例えば半田または銀ろうなどのろう材が挙げられる。   The lead terminal 33 has a function of transmitting an electrical signal between the semiconductor element 2 and an external circuit board (not shown). The lead terminal 33 is disposed on the metallized layer 32b of the ceramic frame 32 via the first bonding member B1. Examples of the first bonding member B1 include a solder material such as solder or silver solder.

リード端子33は、一部がセラミック枠体32の外周端から外側に延在している。また、図1、図2および図4に示すように、リード端子33は板状である。また、リード端子33は、セラミック枠体32の外周端の内側に位置する第1辺33aおよび第1辺33aに交差する第2辺33bを有している。なお、リード端子33は平面視して矩形状であるが、これには限定されない。また、本実施形態では、2つのリード端子33が配置されているが、リード端子33の数はこれに限定されない。   Part of the lead terminal 33 extends outward from the outer peripheral end of the ceramic frame 32. Further, as shown in FIGS. 1, 2 and 4, the lead terminal 33 is plate-shaped. Further, the lead terminal 33 has a first side 33a located inside the outer peripheral end of the ceramic frame 32 and a second side 33b intersecting the first side 33a. The lead terminal 33 has a rectangular shape in plan view, but is not limited thereto. In the present embodiment, two lead terminals 33 are arranged, but the number of lead terminals 33 is not limited to this.

リード端子33は複数の切欠き部331を有している。複数の切欠き部331は、リード端子33の第1辺33aに沿って配列している。また、複数の切欠き部331は、リード端子33の第2
辺33bに沿って延在している。また、本実施形態の切欠き部331はセラミック枠体32側に
凹む凹部であり、リード端子33を貫通していない。
The lead terminal 33 has a plurality of notches 331. The plurality of notches 331 are arranged along the first side 33 a of the lead terminal 33. In addition, the plurality of notches 331 are formed on the second terminals of the lead terminals 33.
It extends along the side 33b. Further, the cutout portion 331 of the present embodiment is a recess that is recessed toward the ceramic frame 32 and does not penetrate the lead terminal 33.

また、図2および図4に示すように、切欠き部331は、蓋体34に重なる第1部位331aおよび蓋体34の外側に位置する第2部位331bを有している。すなわち、本実施形態の切欠
き部331はセラミック枠体32の外周端の内側および外側に位置している。第1部位331aは蓋体34内に位置する部位であり、第2部位331bは蓋体34の外側に延在する部位である。
As shown in FIGS. 2 and 4, the notch 331 has a first part 331 a that overlaps the lid 34 and a second part 331 b that is located outside the lid 34. That is, the notch 331 of the present embodiment is located inside and outside the outer peripheral end of the ceramic frame 32. The first part 331a is a part located in the lid 34, and the second part 331b is a part extending outside the lid 34.

また、リード端子33は、例えば銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルトなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を含んだ合金からなる。   The lead terminal 33 is made of, for example, a metal material such as copper, iron, tungsten, molybdenum, nickel, or cobalt, or an alloy containing these metal materials.

蓋体34は、半導体素子2を保護する機能を有する。また、図3および図4に示すように、蓋体34は、半導体素子2を覆うようにセラミック枠体32の上面32aおよびメタライズ層32b、ならびにリード端子33上に配置されている。すなわち、第2接合部材B2は、蓋体34およびセラミック枠体32の上面32a、ならびに蓋体34およびリード端子33の間に配置されている。   The lid 34 has a function of protecting the semiconductor element 2. As shown in FIGS. 3 and 4, the lid 34 is disposed on the upper surface 32 a and the metallized layer 32 b of the ceramic frame 32 and the lead terminal 33 so as to cover the semiconductor element 2. That is, the second bonding member B <b> 2 is disposed between the lid 34 and the upper surface 32 a of the ceramic frame 32, and between the lid 34 and the lead terminal 33.

本実施形態の第2接合部材B2は、メタライズ層32bを含むセラミック枠体32の上面32aの略全面に配置されている。また、図4では、第2接合部材B2の形成領域を斜線(破線)で示している。   The second joining member B2 of this embodiment is disposed on substantially the entire upper surface 32a of the ceramic frame 32 including the metallized layer 32b. Moreover, in FIG. 4, the formation area of 2nd joining member B2 is shown with the oblique line (broken line).

また、図3および図4に示すように、第2接合部材B2は、リード端子33の切欠き部33
1内に位置している。具体的には、第2接合部材B2は切欠き部331の第1部位331a内に
位置している。また、第2接合部材B2の一部は、切欠き部331の第2部位331b内に位置していてもよい。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the second joining member B <b> 2 is formed by the notch 33 of the lead terminal 33.
Located in 1. Specifically, the second joining member B2 is located in the first portion 331a of the notch 331. A part of the second joining member B2 may be located in the second portion 331b of the notch 331.

第2接合部材B2によって、蓋体34およびセラミック枠体32ならびに蓋体34およびリード端子33が接合されることで、半導体素子収納用パッケージ3の気密性を向上させることができる。すなわち、第2接合部材B2は、蓋体34およびセラミック枠体32ならびに蓋体34およびリード端子33の間を封止する封止部材を兼ねている。第2接合部材B2は、例えばエポキシ樹脂またはポリアミド樹脂等の樹脂材料で形成される。   The lid 34, the ceramic frame 32, the lid 34, and the lead terminal 33 are joined by the second joining member B2, whereby the airtightness of the semiconductor element housing package 3 can be improved. That is, the second bonding member B 2 also serves as a sealing member that seals between the lid 34 and the ceramic frame 32 and between the lid 34 and the lead terminal 33. The second bonding member B2 is formed of a resin material such as an epoxy resin or a polyamide resin.

図1および図2に示すように、蓋体34は、平面視して矩形状であるが、これには限られない。また、蓋体34は、例えば、セラミックスまたは樹脂等の絶縁材料または銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルあるいはコバルト等の金属材料またはこれらの金属材料を含有する合金から成る。   As shown in FIGS. 1 and 2, the lid 34 has a rectangular shape in plan view, but is not limited thereto. The lid 34 is made of, for example, an insulating material such as ceramics or resin, a metal material such as copper, iron, tungsten, molybdenum, nickel, or cobalt, or an alloy containing these metal materials.

半導体素子収納用パッケージ3では、板状のリード端子33には、第1辺33aに沿って配列し、第2辺33bに沿って延在した複数の切欠き部331が配置されている。例えば、半導
体素子に高い電圧が印加され、半導体素子で発生した大きな熱がリード端子に伝達し、この熱による温度変化によってリード端子およびセラミック枠体が熱膨張および熱収縮した場合でも、リード端子33に複数の切欠き部331が形成されているので、リード端子33の熱
膨張および熱収縮によってセラミック枠体32に加わる応力を低減することができる。また、複数の切欠き部331が形成されることで、リード端子33は変形しやすくなることから、
リード端子33の熱膨張および熱収縮によって生じる応力をリード端子33の変形によって緩和することができるので、リード端子33の熱膨張および熱収縮によってセラミック枠体32に加わる応力を低減できる。したがって、セラミック枠体32にクラックが発生することを低減し、半導体素子収納用パッケージ3の気密性が低下することを抑制できる。
In the semiconductor element storage package 3, the plate-like lead terminal 33 is provided with a plurality of cutout portions 331 arranged along the first side 33 a and extending along the second side 33 b. For example, even when a high voltage is applied to the semiconductor element and a large amount of heat generated in the semiconductor element is transferred to the lead terminal, and the lead terminal and the ceramic frame are thermally expanded and contracted due to a temperature change caused by this heat, the lead terminal 33 Since the plurality of cutout portions 331 are formed in this manner, the stress applied to the ceramic frame 32 due to the thermal expansion and contraction of the lead terminal 33 can be reduced. In addition, since the plurality of notches 331 are formed, the lead terminal 33 is easily deformed.
Since the stress caused by the thermal expansion and contraction of the lead terminal 33 can be relaxed by the deformation of the lead terminal 33, the stress applied to the ceramic frame 32 by the thermal expansion and contraction of the lead terminal 33 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of cracks in the ceramic frame 32 and to suppress the deterioration of the airtightness of the semiconductor element storage package 3.

また、半導体素子収納用パッケージ3では、切欠き部331が蓋体34に重なる第1部位331aを有しており、第2接合部材B2が第1部位331a内に配置されている。これによって
、第2接合部材B2によるリード端子33および蓋体34の接合面積を増加させることができるので、リード端子33および蓋体34をより強固に接合させることができる。加えて、第2接合部材B2が切欠き部331における蓋体34に重なる第1部位331aに配置されていることで、蓋体34を切欠き部331に重ねることによる半導体素子収納用パッケージ3の気密性の
低下を抑制できる。
Further, in the semiconductor element storage package 3, the notch 331 has a first part 331a that overlaps the lid 34, and the second bonding member B2 is disposed in the first part 331a. As a result, the bonding area of the lead terminal 33 and the lid 34 by the second bonding member B2 can be increased, and the lead terminal 33 and the lid 34 can be joined more firmly. In addition, since the second bonding member B2 is disposed in the first portion 331a that overlaps the lid 34 in the notch 331, the semiconductor element storage package 3 by overlapping the lid 34 on the notch 331 is provided. A decrease in airtightness can be suppressed.

また、半導体素子収納用パッケージ3では、切欠き部331は第1部位331aから蓋体34の外側に延在している第2部位331bを有している。これによって、リード端子33が熱膨張
および熱収縮しても、第2部位331bを形成することでリード端子33は変形しやすくなる
ので、リード端子33の熱膨張および熱収縮によって生じる応力をリード端子33の変形によって緩和させることができる。リード端子33の熱膨張および熱収縮を切欠き部331の第2
部位331bの変形によって緩和することで、リード端子33の熱膨張および熱収縮によって
セラミック枠体32に加わる応力を低減できる。したがって、セラミック枠体32にクラックが発生することを低減し、半導体素子収納用パッケージ3の気密性が低下を抑制できる。
In the semiconductor element storage package 3, the notch 331 has a second portion 331 b extending from the first portion 331 a to the outside of the lid body 34. As a result, even if the lead terminal 33 is thermally expanded and contracted, the lead terminal 33 is easily deformed by forming the second portion 331b. Therefore, the stress caused by the thermal expansion and contraction of the lead terminal 33 is reduced. Can be relaxed by 33 deformations. The thermal expansion and thermal contraction of the lead terminal 33
By relieving the deformation of the portion 331b, the stress applied to the ceramic frame 32 due to thermal expansion and contraction of the lead terminal 33 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of cracks in the ceramic frame 32 and to suppress the deterioration of the airtightness of the semiconductor element housing package 3.

また、切欠き部331に蓋体32の外側に位置する第2部位331bを形成しても、蓋体32に重なる第1部位331aには封止部材としての第2接合部材B2が配置されているので、第2
部位331bを形成することによる半導体素子収納用パッケージ3の気密性の低下を抑制す
ることができる。
Even if the second portion 331b located outside the lid 32 is formed in the notch 331, the second bonding member B2 as a sealing member is disposed in the first portion 331a overlapping the lid 32. Second because
It is possible to suppress a decrease in hermeticity of the semiconductor element housing package 3 due to the formation of the portion 331b.

また、第2接合部材B2は、切欠き部331の第2部位331bに配置されていてもよい。こ
れによって、第2接合部材B2による蓋体32およびリード端子33の接合面積が増加するので、リード端子33および蓋体34をより強固に接合させることができる。加えて、第2接合部材B2が切欠き部331の第2部位331bに配置されていることで、切欠き部331に第2部
位331bを形成することによる半導体素子収納用パッケージ3の気密性の低下を抑制でき
る。
Further, the second joining member B2 may be disposed in the second portion 331b of the notch 331. As a result, the bonding area of the lid 32 and the lead terminal 33 by the second bonding member B2 increases, so that the lead terminal 33 and the lid 34 can be bonded more firmly. In addition, since the second bonding member B2 is disposed in the second portion 331b of the notch portion 331, the airtightness of the package 3 for housing a semiconductor element by forming the second portion 331b in the notch portion 331 is improved. Reduction can be suppressed.

さらに、第2接合部材B2を切欠き部331の第2部位331bに配置することで、切欠き部331に配置される第2接合部材B2の強度が向上し、リード端子33の熱膨張および熱収縮
による応力によって第2接合部材B2にクラックもしくは割れなどが発生することが抑制でき、半導体素子収納用パッケージ3の気密性の低下を抑制できる。
Furthermore, by arranging the second bonding member B2 in the second portion 331b of the notch 331, the strength of the second bonding member B2 arranged in the notch 331 is improved, and the thermal expansion and heat of the lead terminal 33 are improved. It is possible to suppress the occurrence of cracks or cracks in the second bonding member B2 due to the stress due to the shrinkage, and it is possible to suppress a decrease in airtightness of the semiconductor element housing package 3.

また、半導体素子収納用パッケージ3では、半導体素子2およびリード端子33を接続するボンディングワイヤが、リード端子33の切欠き部331が形成されていない部位に接続さ
れている。リード端子33の切欠き部331は抵抗が大きくなりやすい部位であるため、ボン
ディングワイヤを抵抗が小さい切欠き部331が形成されていない部位に接続することで、
半導体素子収納用パッケージ3の電気的特性が向上する。
Further, in the semiconductor element housing package 3, the bonding wire that connects the semiconductor element 2 and the lead terminal 33 is connected to a portion where the notch 331 of the lead terminal 33 is not formed. Since the notch 331 of the lead terminal 33 is a part where the resistance is likely to increase, by connecting the bonding wire to a part where the notch 331 having a small resistance is not formed,
The electrical characteristics of the semiconductor element storage package 3 are improved.

また、実装構造体1は、素子収納用パッケージ3の基板31の素子実装領域31bに半導体素子2を実装している。すなわち、素子収納用パッケージ3の内部に半導体素子2を収納している。実装構造体1は、半導体素子収納用パッケージ3は気密性の低下を抑制できるので、上記半導体素子収納用パッケージを備えていることで、高い信頼性を有している。   In the mounting structure 1, the semiconductor element 2 is mounted on the element mounting region 31 b of the substrate 31 of the element storage package 3. That is, the semiconductor element 2 is accommodated inside the element accommodation package 3. The mounting structure 1 has high reliability because the semiconductor element storage package 3 can suppress a decrease in hermeticity, and thus includes the semiconductor element storage package.

本発明は上記実施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において種々の変更、改良などが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

また、上記実施形態の切欠き部331はリード端子33を貫通していない凹部であるが、こ
れに限定されない。図5〜図7に示すように、切欠き部331は貫通されていてもよい。す
なわち、切欠き部331の第1部位331aおよび第2部位331bがリード端子33を貫通してい
る。
Further, the notch 331 in the above embodiment is a recess that does not penetrate the lead terminal 33, but is not limited thereto. As shown in FIGS. 5 to 7, the notch 331 may be penetrated. That is, the first part 331 a and the second part 331 b of the notch 331 pass through the lead terminal 33.

これによって、リード端子33が熱膨張および熱収縮しても、切欠き部331はリード端子33を貫通しているので、リード端子33の熱膨張および熱収縮によってセラミック枠体32に
加わる応力を低減することができる。また、リード端子33は変形しやすくなることから、リード端子33の熱膨張および熱収縮によって生じる応力をリード端子33の変形によって緩和することができるので、リード端子33の熱膨張および熱収縮によってセラミック枠体32に加わる応力を低減できる。したがって、セラミック枠体32にクラックが発生することを低減し、半導体素子収納用パッケージ3の気密性が低下することを抑制できる。
Thereby, even if the lead terminal 33 is thermally expanded and contracted, the notch 331 penetrates the lead terminal 33, so that the stress applied to the ceramic frame 32 by the thermal expansion and contraction of the lead terminal 33 is reduced. can do. Further, since the lead terminal 33 is easily deformed, the stress caused by the thermal expansion and contraction of the lead terminal 33 can be relieved by the deformation of the lead terminal 33. The stress applied to the frame body 32 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of cracks in the ceramic frame 32 and to suppress the deterioration of the airtightness of the semiconductor element storage package 3.

また、図6および図7に示すように、切欠き部331の貫通している第1部位331a内に第2接合部材B2が配置されている。これによって、第2接合部材B2は、第1接合部材B1、リード端子33および蓋体34に接触するので、第2接合部材B2によるリード端子33および蓋体34の接合面積を増加させることができ、リード端子33および蓋体34をより強固に接合させることができる。加えて、第2接合部材B2が切欠き部331における蓋体34に重
なる第1部位331aに配置されているので、蓋体34を切欠き部331に重ねることによる半導体素子収納用パッケージ3の気密性の低下を抑制できる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the second joining member B <b> 2 is disposed in the first portion 331 a through which the notch 331 passes. As a result, the second bonding member B2 comes into contact with the first bonding member B1, the lead terminal 33, and the lid 34, so that the bonding area of the lead terminal 33 and the lid 34 by the second bonding member B2 can be increased. In addition, the lead terminal 33 and the lid body 34 can be joined more firmly. In addition, since the second bonding member B2 is disposed in the first portion 331a that overlaps the lid 34 in the notch 331, the airtightness of the semiconductor element housing package 3 by overlapping the lid 34 on the notch 331 is achieved. The decline in sex can be suppressed.

また、切欠き部331は、貫通している第2部位331bを有しているので、リード端子33が熱膨張および熱収縮しても、膨張および熱収縮によって生じる応力をリード端子33の変形によって緩和させることができる。リード端子33の熱膨張および熱収縮を切欠き部331の
第2部位331bの変形によって緩和することで、リード端子33の熱膨張および熱収縮によ
ってセラミック枠体32に加わる応力を低減できる。したがって、セラミック枠体32にクラックが発生することを低減し、半導体素子収納用パッケージ3の気密性が低下を抑制できる。
In addition, since the notch 331 has the penetrating second portion 331b, even if the lead terminal 33 is thermally expanded and contracted, the stress caused by the expansion and the thermal contraction is caused by the deformation of the lead terminal 33. Can be relaxed. By relieving the thermal expansion and thermal contraction of the lead terminal 33 by deformation of the second portion 331b of the notch 331, the stress applied to the ceramic frame 32 by the thermal expansion and thermal contraction of the lead terminal 33 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of cracks in the ceramic frame 32 and to suppress the deterioration of the airtightness of the semiconductor element housing package 3.

また、切欠き部331に蓋体32の外側に位置する第2部位331bを形成しても、蓋体32に重なる第1部位331aには封止部材としての第2接合部材B2が配置されているので、第2
部位331bを形成することによる半導体素子収納用パッケージ3の気密性の低下を抑制す
ることができる。
Even if the second portion 331b located outside the lid 32 is formed in the notch 331, the second bonding member B2 as a sealing member is disposed in the first portion 331a overlapping the lid 32. Second because
It is possible to suppress a decrease in hermeticity of the semiconductor element housing package 3 due to the formation of the portion 331b.

また、第2接合部材B2は、切欠き部331の第2部位331b内に配置されていてもよい。これによって、第2接合部材B2による蓋体32およびリード端子33の接合面積が増加するので、リード端子33および蓋体34をより強固に接合させることができる。加えて、第2接合部材B2が切欠き部331の第2部位331bに配置されていることで、切欠き部331に第2
部位331bを形成することによる半導体素子収納用パッケージ3の気密性の低下を抑制で
きる。さらに、切欠き部331に配置される第2接合部材B2の強度が向上し、リード端子33の熱膨張および熱収縮に起因して生じる応力によって第2接合部材B2に生じるクラッ
クや割れが抑制されることから、半導体素子収納用パッケージ3の気密性の低下を抑制できる。
Further, the second joining member B2 may be disposed in the second portion 331b of the notch 331. As a result, the bonding area of the lid 32 and the lead terminal 33 by the second bonding member B2 increases, so that the lead terminal 33 and the lid 34 can be bonded more firmly. In addition, since the second joining member B2 is disposed in the second portion 331b of the notch 331, the second notch 331 is second.
It is possible to suppress a decrease in the airtightness of the semiconductor element housing package 3 due to the formation of the portion 331b. Furthermore, the strength of the second bonding member B2 disposed in the notch 331 is improved, and cracks and cracks generated in the second bonding member B2 due to the stress caused by the thermal expansion and contraction of the lead terminal 33 are suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in airtightness of the semiconductor element housing package 3.

また、第1接合部材B1は、切欠き部331の第1部位331aまたは第2部位331b内に配
置されていてもよい。これによって、第1接合部材B1によるメタライズ層32bおよびリ
ード端子33の接合面積が増加するので、リード端子33および枠体32をより強固に接合させることができる。
Further, the first joining member B1 may be disposed in the first part 331a or the second part 331b of the notch 331. This increases the bonding area between the metallized layer 32b and the lead terminal 33 by the first bonding member B1, so that the lead terminal 33 and the frame body 32 can be bonded more firmly.

[半導体素子収納用パッケージおよび実装構造体の製造方法]
以下、図1に示す半導体素子収納用パッケージ3および実装構造体1の製造方法を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
[Method for Manufacturing Package for Semiconductor Element Storage and Mounting Structure]
Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor element housing package 3 and the mounting structure 1 shown in FIG. 1 will be described. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

まず、基板31、リード端子33および蓋体34を準備する。基板31、リード端子33および蓋体34は、溶融した金属材料を型枠に鋳込んで固化させたインゴットに対して、金属加工法を用いることで、所定形状に製作される。そして、型枠から取り出すことで、基板31、リード端子33および蓋体34を作製することができる。これによって、リード端子33には所定の形状および大きさの切欠き部331が形成されている。   First, the substrate 31, the lead terminal 33, and the lid 34 are prepared. The substrate 31, the lead terminal 33, and the lid body 34 are manufactured in a predetermined shape by using a metal processing method on an ingot obtained by casting a molten metal material into a mold and solidifying it. Then, by removing from the mold, the substrate 31, the lead terminal 33, and the lid 34 can be produced. As a result, the lead terminal 33 is formed with a notch 331 having a predetermined shape and size.

次に、セラミック枠体32を準備する。まず、例えば、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素または酸化ベリリウムなどのセラミック粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合した混合物を所定形状に加工する。次いで、タングステンまたはモリブデンなどの高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを準備する。そして、所定形状に加工した混合物の表面に金属ペーストを所定のパターンに印刷する。そして、これを焼成することによって、金属ペーストをメタライズ層32bとするセラミック枠体32を作製できる。   Next, the ceramic frame 32 is prepared. First, for example, a mixture obtained by adding an organic binder, a plasticizer, a solvent, or the like to ceramic powder such as aluminum oxide, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, or beryllium oxide is processed into a predetermined shape. Next, a refractory metal powder such as tungsten or molybdenum is prepared, and an organic binder, a plasticizer or a solvent is added to and mixed with the powder to prepare a metal paste. Then, a metal paste is printed in a predetermined pattern on the surface of the mixture processed into a predetermined shape. Then, by firing this, a ceramic frame 32 having a metal paste as the metallized layer 32b can be produced.

次に、セラミック枠体32を接合部材を介して基板31の主面に接合させる。そして、セラミック枠体32のメタライズ層32b上に、リード端子33を例えば銀ろうからなる第1接合部材B1を介して接合する。   Next, the ceramic frame 32 is bonded to the main surface of the substrate 31 via a bonding member. Then, the lead terminal 33 is joined to the metallized layer 32b of the ceramic frame 32 via a first joining member B1 made of, for example, silver solder.

次に、半導体素子2を基板31の素子実装領域31bに配置する。そして、半導体素子2およびリード端子33をボンディングワイヤを介して電気的に接続する。   Next, the semiconductor element 2 is disposed in the element mounting region 31 b of the substrate 31. Then, the semiconductor element 2 and the lead terminal 33 are electrically connected via a bonding wire.

次に、セラミック枠体32およびリード端子33上に、例えばエポキシ樹脂からなる第2接合部材B2を塗布して、半導体素子2を覆うように、蓋体34をセラミック枠体32上およびリード端子33上に配置することで、実装構造体1を作製することができる。   Next, the lid 34 is placed on the ceramic frame 32 and the lead terminal 33 so as to cover the semiconductor element 2 by applying a second bonding member B2 made of, for example, epoxy resin onto the ceramic frame 32 and the lead terminal 33. By disposing it above, the mounting structure 1 can be manufactured.

1 実装構造体
2 半導体素子
3 半導体素子収納用パッケージ
31 基板
31a 主面
31b 素子実装領域
32 セラミック枠体
32a 上面
32b メタライズ層
33 リード端子
33a 第1辺
33b 第2辺
331 切欠き部
331a 第1部位
331b 第2部位
34 蓋体
B1 第1接合部材
B2 第2接合部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mounting structure 2 Semiconductor element 3 Package for semiconductor element accommodation
31 Board
31a Main surface
31b Device mounting area
32 Ceramic frame
32a top view
32b Metallized layer
33 Lead terminal
33a 1st side
33b 2nd side
331 Notch
331a First part
331b Second part
34 Lid B1 1st joining member B2 2nd joining member

Claims (5)

主面に半導体素子が実装されるための素子実装領域を有する基板と、前記素子実装領域を取り囲むように前記基板の前記主面上に配置されたセラミック枠体と、前記セラミック枠体の外周端の外側に延在するように第1接合部材を介して前記セラミック枠体上に配置され、前記セラミック枠体の前記外周端の内側に位置する第1辺および前記第1辺に交差する第2辺を有する板状のリード端子とを備え、
前記リード端子には、前記第1辺に沿って配列し、前記第2辺に沿って延在した複数の切欠き部が設けら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。
A substrate having an element mounting area for mounting a semiconductor element on the main surface, a ceramic frame disposed on the main surface of the substrate so as to surround the element mounting area, and an outer peripheral edge of the ceramic frame A first side located on the inside of the outer peripheral end of the ceramic frame and a second crossing the first side, the first side being disposed on the ceramic frame via a first joining member so as to extend to the outside of the ceramic frame. A plate-like lead terminal having a side,
A package for housing a semiconductor element, wherein the lead terminal is provided with a plurality of notches arranged along the first side and extending along the second side.
前記素子実装領域を覆うように前記セラミック枠体上および前記リード端子上に配置された蓋体と、前記枠体および前記蓋体ならびに前記リード端子および前記蓋体の間に配置された第2接合部材とをさらに備え、
前記切欠き部は前記蓋体に重なる第1部位を有し、
前記第2接合部材は、前記切欠き部の前記第1部位内に位置している請求項1に記載の半導体素子収納用パッケージ。
A lid disposed on the ceramic frame and the lead terminal so as to cover the element mounting region, and a second joint disposed between the frame and the lid, and the lead terminal and the lid. And further comprising a member,
The notch has a first portion overlapping the lid,
2. The package for housing a semiconductor element according to claim 1, wherein the second bonding member is located in the first portion of the notch.
前記切欠き部は、前記第1部位から前記蓋体の外側に延在している第2部位を有している請求項2に記載の半導体素子収納用パッケージ。   The package for housing a semiconductor element according to claim 2, wherein the notch has a second part extending from the first part to the outside of the lid. 前記切欠き部は前記リード端子を貫通している請求項1〜3のいずれかに記載の半導体素子収納用パッケージ。   The package for housing a semiconductor device according to claim 1, wherein the notch penetrates the lead terminal. 請求項1〜4のいずれかに記載の半導体素子収納用パッケージと、
前記基板の前記素子実装領域上に実装され、前記リード端子に接続された半導体素子とを備える実装構造体。
A package for housing a semiconductor element according to any one of claims 1 to 4,
A mounting structure comprising: a semiconductor element mounted on the element mounting region of the substrate and connected to the lead terminal.
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