JP7038492B2 - Semiconductor element storage package and semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、配線導体を有する半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device accommodating package and a semiconductor device having a wiring conductor.
半導体集積回路素子等の半導体素子を含む半導体装置を構成する部品として、半導体素子と電気的に接続される配線導体を含む半導体素子収納用パッケージが用いられている。半導体素子収納用パッケージは、複数の絶縁層が積層されてなる絶縁体と、絶縁体の内部等に配置された上記配線導体等の導体とを含んでいる(例えば、特許文献1~3を参照)。
As a component constituting a semiconductor device including a semiconductor element such as a semiconductor integrated circuit element, a semiconductor element storage package including a wiring conductor electrically connected to the semiconductor element is used. The semiconductor element storage package includes an insulator in which a plurality of insulating layers are laminated, and a conductor such as the wiring conductor arranged inside the insulator (see, for example,
近年、高速化および低消費電力化等のために、線路導体等の導体における導通抵抗の低減が求められている。これに対して、導体を流れる電流の流れ方向において、導体の厚みを大きくすること、または導体の平面視における面積(線幅)を大きくすることが考えられる。 In recent years, in order to increase the speed and reduce the power consumption, it has been required to reduce the conduction resistance of a conductor such as a line conductor. On the other hand, it is conceivable to increase the thickness of the conductor or increase the area (line width) of the conductor in a plan view in the flow direction of the current flowing through the conductor.
しかしながら、導体の厚みまたは平面視における面積を大きくすると、導体と絶縁体との熱膨張率(線膨張係数等)の差に起因した熱応力による、導体または導体と絶縁体との界面部分における機械的な破壊の可能性が大きくなる。 However, if the thickness of the conductor or the area in plan view is increased, the machine at the interface between the conductor or the conductor and the insulator due to the thermal stress caused by the difference in the thermal expansion rate (linear expansion coefficient, etc.) between the conductor and the insulator. The possibility of natural destruction increases.
本発明の実施形態の半導体素子収納用パッケージは、互いに積層された複数の絶縁層を含む絶縁基板と、前記絶縁層の層間に位置しており、長さ方向の一部に入力部を有するとともに該入力部から離れた位置に出力部を有する配線導体とを備えており、該配線導体が、前記入力部と前記出力部との間において、前記長さ方向に沿って伸びるとともに前記長さ方向に直交する幅方向に並んで配置された第1非形成部及び第2非形成部を有しており、前記配線導体は、前記第1非形成部及び前記第2非形成部によって前記幅方向に分割されてなるとともに、前記幅方向に並んで順に配置された第1分割配線導体、第2分割配線導体及び第3分割配線導体を含み、前記第2分割配線導体は、前記幅方向において、前記第1非形成部を挟んで前記第1分割配線導体と隣り合っているとともに、前記第2非形成部を挟んで前記第3分割配線導体と隣り合っており、前記第1分割配線導体と前記第2分割配線導体とは、前記幅方向に伸びる複数の第1補助配線によって接続されているとともに、前記第2分割配線導体と前記第3分割配線導体とは、前記幅方向に伸びる複数の第2補助配線によって接続されており、前記複数の第1補助配線と前記複数の第2補助配線とは、前記長さ方向において互いに同じ位置に配置されている。 The package for accommodating a semiconductor element according to the embodiment of the present invention is located between an insulating substrate including a plurality of insulating layers laminated to each other and between the insulating layers, and has an input portion in a part in the length direction. A wiring conductor having an output unit at a position away from the input unit is provided, and the wiring conductor extends along the length direction and extends in the length direction between the input unit and the output unit. It has a first non-forming portion and a second non-forming portion arranged side by side in the width direction orthogonal to the above, and the wiring conductor has the first non-forming portion and the second non-forming portion in the width direction. The second divided wiring conductor includes a first divided wiring conductor, a second divided wiring conductor, and a third divided wiring conductor arranged in order in the width direction, and the second divided wiring conductor is divided in the width direction. It is adjacent to the first divided wiring conductor across the first non-formed portion and adjacent to the third divided wiring conductor across the second non-formed portion, and is adjacent to the first divided wiring conductor. The second divided wiring conductor is connected to the second divided wiring conductor by a plurality of first auxiliary wirings extending in the width direction, and the second divided wiring conductor and the third divided wiring conductor are a plurality of extending in the width direction. The plurality of first auxiliary wires and the plurality of second auxiliary wires are connected by a second auxiliary wire, and the plurality of first auxiliary wires and the plurality of second auxiliary wires are arranged at the same position with each other in the length direction.
本発明の実施形態の半導体装置は、上記構成の半導体素子収納用パッケージと、該半導体素子収納用パッケージに搭載され、前記配線導体と電気的に接続された半導体素子とを有している。 The semiconductor device according to the embodiment of the present invention has a semiconductor element accommodating package having the above configuration and a semiconductor element mounted on the semiconductor element accommodating package and electrically connected to the wiring conductor.
本発明の1つの態様の半導体素子収納用パッケージによれば、上記構成であることから、絶縁層の層間において配線導体の非形成部では熱応力が効果的に低減される。すなわち、配線導体と絶縁基板との間に生じる熱応力は、非形成部によって分散される。したがって、例えば配線導体の厚みを従来よりも大きくすること等による導通抵抗の低減と、熱応力による配線導体等の機械的な破壊の可能性の低減とが可能な、半導体素子収納用パッケージを提供することができる。 According to the semiconductor element accommodating package of one aspect of the present invention, the thermal stress is effectively reduced in the non-formed portion of the wiring conductor between the layers of the insulating layer because of the above configuration. That is, the thermal stress generated between the wiring conductor and the insulating substrate is dispersed by the non-forming portion. Therefore, for example, we provide a package for storing semiconductor devices that can reduce conduction resistance by making the thickness of the wiring conductor larger than before and reduce the possibility of mechanical destruction of the wiring conductor due to thermal stress. can do.
また、本発明の1つの態様の半導体装置によれば、上記構成の半導体素子収納用パッケージを含んでいることから、配線導体等の機械的な破壊の可能性が低減された、長期信頼
性の向上に有効な半導体装置を提供することができる。
Further, according to the semiconductor device according to one aspect of the present invention, since the semiconductor element accommodating package having the above configuration is included, the possibility of mechanical destruction of the wiring conductor and the like is reduced, and the long-term reliability is reduced. It is possible to provide a semiconductor device effective for improvement.
本発明の半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置について、添付の図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態の半導体素子収納用パッケージを示す斜視図である。図2は、本発明の実施形態の半導体素子収納用パッケージを分解して示す分解斜視図である。図3は、本発明の実施形態の半導体素子収納用パッケージにおける配線導体の一例を示す斜視図である。図4は、本発明の実施形態の半導体素子収納用パッケージにおける入力部および出力部を示す斜視図である。 The semiconductor device storage package and the semiconductor device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor device storage package according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view showing the semiconductor device storage package of the embodiment of the present invention in an exploded manner. FIG. 3 is a perspective view showing an example of a wiring conductor in the semiconductor device storage package according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing an input unit and an output unit in the semiconductor device storage package according to the embodiment of the present invention.
例えば図1および図2に示すように、複数の絶縁層1が積層されて絶縁基板2が形成されている。また、絶縁層1の同士の層間に配線導体3が配置されている。実施形態の例では、配線導体3の一つの端に入力部4が設けられ、他の端に出力部5が設けられている。すなわち、配線導体3は、長さ方向の一部に入力部4を有するとともに、入力部4から離された位置に出力部5を有している。配線導体3は、その長さ方向の一部に、長さ方向に沿って伸びる非形成部6を有している。非形成部6は、配線導体3を、長さ方向に直交する幅方向に複数に分けるスリットとみなすことができる。これらの絶縁基板2および配線導体3等によって、実施形態の半導体素子収納用パッケージ10が基本的に構成されている。
For example, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
なお、以下の説明における配線導体3の長さ方向とは、配線導体3において入力部3から出力部4に向かう電気信号(つまり電流)の流れ方向である。仮にスリットがないとしたときの配線導体の形状が正方形に近いような四角形状であったとしても、この長さ方向についての定義は同様に適用される。
In the following description, the length direction of the
絶縁基板2は、平面視において長方形状であり、その短辺側の1辺が非形成である。すなわち、絶縁基板2およびこれを形成している複数の絶縁層1のそれぞれは、平面視において、1辺が欠けた長方形状であり、また、「コ」字状または「U」字状である。絶縁基板2は、上記欠けた1辺において開口部(符号なし)を有するものとみなすことができる。
The
本実施形態の半導体素子収納用パッケージ(以下、単にパッケージともいう)10において、絶縁基板2に金属製の封止体9が接合されて、半導体素子21を収容して気密封止する容器としての基体2Aが形成されている。この実施形態における封止体9は、絶縁基板2の下面に接合された底板部9aと、絶縁基板2の上面に接合された枠部9bと、底板部9aと枠部9bとに接合されて絶縁基板2の開口部を覆う端部9cとを有している。端部9
cには、端部9cを厚み方向に貫通している貫通部9dが設けられている。
In the semiconductor element storage package (hereinafter, also simply referred to as a package) 10 of the present embodiment, a
c is provided with a penetrating
封止体9の底部9a、枠部9bおよび端部9cと絶縁基板2とで囲まれる容器内に、光半導体素子または半導体集積回路素子等の半導体素子21が実装される。実装される半導体素子21は、絶縁基板2に設けられた配線導体3と電気的に接続される。配線導体3と電気的に接続された半導体素子21は、入力部4および出力部5を介して外部電気回路と電気的に接続させることができる。配線導体3等の導体の部分の詳細については後述する。
A
なお、実施形態のパッケージ10は、上記のような貫通部を有する端部9cを含むことから、貫通部9dを介して外部との光信号等の送受が容易になっている。すなわち、貫通部9dを通して容器内外を接続する光導波路等の光伝送材(図示せず)を配置すれば、光導波路等を通って光信号が容器内外に伝送され得る。
Since the
配線導体3は、絶縁層1の層間および絶縁基板2の露出表面(上面の一部)に位置している。また、上記のように、絶縁層1の層間に位置する配線導体3は、その長さ方向の一部に入力部4および出力部5を有している。配線導体3は、半導体素子21と電気的に接続されて、半導体素子21を外部電気回路に電気的に接続する導電路の一部を構成している。配線導体3と外部電気回路との電気的な接続は、上記のように入力部4および出力部5において行なわれる。実施形態の半導体素子収納用パッケージ10では、入力部4および出力部5のそれぞれが、絶縁層1の層間に配置された他の配線導体3Aおよび絶縁層1を厚み方向に貫通する貫通導体(いわゆるビア導体)11を介して絶縁基板2の露出表面(上面の一部)に位置する入力端子4Aまたは出力端子5Aと電気的に接続されている。配線導体3と半導体素子21との電気的な接続は、この入力端子4Aおよび出力端子5Aを介して行なわせることができる。
The
また、絶縁基板2を形成している複数の絶縁層1は、平面視における寸法が互いに異なるものを含んでいる。この寸法差に応じて、絶縁基板2表面(図1の例では上面)に段状の部分(段部)が設けられている。段部において露出する下層の絶縁層の上面に、配線導体3とビア導体等を介して電気的に接続された接続用の配線導体3Bが位置している。基体2Aにおける容器内に位置する接続用の配線導体3Bは、例えばボンディングワイヤ等の導電性接続(図示せず)を介して半導体素子21と電気的に接続される。
Further, the plurality of insulating
このような配線導体3等の導体が設けられた絶縁基板2は、半導体素子収納用パッケージ10において、基体2Aにおける容器内外の電気的な接続を行なう入出力部としての機能を有する部材とみなすこともできる。例えば、上記のように容器内に伝送された光信号が光半導体素子で電気信号に変換され、上記入出力部を介して外部電気回路に電気信号が伝送される。
The insulating
絶縁基板2およびこれを構成する絶縁層1は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体、窒化アルミニウム質焼結体または窒化ケイ素質焼結体等のセラミック材料によって形成されている。例えば絶縁基板2が、酸化アルミニウム質焼結体からなる複数の絶縁層1が積層されてなるものである場合には、次のようにして絶縁基板2を製作することができる。
The insulating
すなわち、まず、酸化アルミニウ、酸化ケイ素、酸化カルシウムおよび酸化マグネシウム等の原料粉末を、適当な有機溶剤およびバインダとともに混練してスラリーを作製する。次に、このスラリーをドクターブレード法またはリップコータ法等の成形法でシート状(帯状)に成形してセラミックグリーンシートを作製する。その後、セラミックグリーンシートを所定の形状および寸法に切断して複数のグリーンシートを作製し、これらのグリーンシートを上下に積層して約1300~1600℃で焼成する。以上の工程によって、複数の絶縁層1が互いに上下に積層されてなる絶縁基板2を製作することができる。
That is, first, raw material powders such as aluminum oxide, silicon oxide, calcium oxide and magnesium oxide are kneaded together with an appropriate organic solvent and binder to prepare a slurry. Next, this slurry is molded into a sheet shape (strip shape) by a molding method such as a doctor blade method or a lip coater method to prepare a ceramic green sheet. Then, the ceramic green sheet is cut into a predetermined shape and size to prepare a plurality of green sheets, and these green sheets are laminated one above the other and fired at about 1300 to 1600 ° C. By the above steps, it is possible to manufacture an insulating
配線導体3、他の配線導体3A、接続用の配線導体3B、入力端子4Aおよび出力端子5Aならびに貫通導体11といった導体の部分(以下、配線導体3等という)は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルまたはコバルト等の金属材料によって形成されている。配線導体3等は、このような金属材料の合金材料からなるものでもよく、複数の金属層が互いに積層等の手段で組み合わされたものでもよい。複数の金属層等は、互いに異なる種類の金属材料からなるものでもよく、互いに異なる厚みまたは直径を有するものでもよい。
The conductor portions (hereinafter referred to as
配線導体3等は、例えば、タングステンからなる場合であれば、次のようにして形成することができる。まず、タングステン等の金属材料の粉末を有効溶剤およびバインダ等とともに混練して金属ペーストを作製する。次に、この金属ペーストを絶縁基板2の絶縁層1となるグリーンシートの表面にスクリーン印刷法等の方法で所定パターンに印刷する。貫通導体11となる金属ペーストについては、あらかじめグリーンシートに設けておいた貫通孔内に真空吸引を併用したスクリーン印刷等の方法で充填する。その後、この金属ペーストをグリーンシートと同時焼成する。以上の工程によって、配線導体3等が設けられた絶縁基板2を製作することができる。
The
配線導体3等は、上記のメタライズ層の露出表面にニッケルおよび金等のめっき層がさらに設けられたものでもよい。めっき層によって、配線導体3等の酸化が抑制され、信頼性が向上する。また、後述するボンディングワイヤ等の接続性(ボンディング性等)の特性が向上する。
The
前述したように、実施形態の半導体素子収納用パッケージ10において、配線導体3が、入力部4と出力部5との間において、長さ方向に直交する幅方向の中央部分に、長さ方向に沿った非形成部6を有している。このような非形成部6が含まれていることから、配線導体3の電気抵抗の低減に有効であるとともに、長期信頼性の向上にも有効な半導体素子収納用パッケージ10を提供することができる。
As described above, in the semiconductor
すなわち、配線導体3が非形成部6を有するため、絶縁層1の層間において配線導体3に生じる熱応力を効果的に低減することができる。すなわち、配線導体3と絶縁基板2との間に生じる熱応力は、非形成部6によって分散される。したがって、例えば配線導体3の厚みを従来よりも大きくすること等による導通抵抗の低減と、熱応力による配線導体3等の機械的な破壊の可能性の低減とが容易になる。
That is, since the
また、実施形態の半導体素子収納用パッケージ10では、配線導体3がその長さ方向に沿った非形成部6を有し、幅方向に複数に分割されていることから、1つ1つの分割された配線導体3の線幅は、仮に非形成部6がないとしたときに比べて小さい。そのため、例えば後述するように金属ペーストをスクリーン印刷等の印刷法で塗布して焼成する方法で配線導体3を形成するときに、配線導体3の線幅および厚みのばらつきの低減に対して有効である。この厚みばらつきの低減により、例えば配線導体3における電気信号の伝送特性をシミュレーションによって精度よく解析、予測し、設計することができる。そのため、伝送特性の向上が容易な配線基板10とすることもできる。
Further, in the semiconductor
ここで、仮に、非形成部6を除いた部分における配線導体3の合計の幅と同じ幅であって非形成部を有していない配線導体を形成しようとすると、金属ペーストの印刷幅が比較的大きくなる。そのため、金属ペーストの表面張力およぶ重力による金属ペーストの湾曲または金属ペーストの粘度や前述のグリーンシートの表面粗さに起因した金属ペーストの広がり等に起因した金属ペーストの厚みばらつきが配線導体3の箇所によって比較的大き
くなる。これにより、配線導体3の幅方向等における厚みばらつきが比較的大きくなる可能性がある。これに対して、実施形態の配線基板3では、分割された配線導体3の厚みや広がりの制御が容易であり、配線導体3の幅方向における厚みや線幅のばらつきを小さくできる可能性がある。そのため、配線導体3の伝送特性の予測等が容易であり、かつ所望の厚さと線幅を有する配線導体3を作製することができ、伝送特性の向上に有利な半導体素子収納用パッケージ10とすることができる。
Here, if it is attempted to form a wiring conductor having the same width as the total width of the
非形成部6を有する配線導体3は、例えば、配線導体3となる金属ペーストを印刷するスクリーン印刷用の版面に、非形成部6に対応した非印刷部を設けておけばよい。すなわち、非形成部6と同様のパターンでメッシュが塞がれた版面を用いて、金属ペーストをグリーンシートの表面に印刷すればよい。
The
上記のように、実施形態の半導体素子収納用パッケージ10と、この半導体素子収納用パッケージ10に機械的に接続されているとともに、配線導体3と電気的に接続された半導体素子21とによって、本発明の実施形態の半導体装置20が構成される。半導体素子21の半導体素子収納用パッケージ10に対する機械的な接続、すなわち固定は、例えば、基体2Aの封止体9に含まれる底部9bの上面に半導体素子21を接合したり、底部9bの上面に設置されるペルチェ素子(図示せず)に配置された配線基板(図示せず)に半導体素子21を接合したりすることで行なわれる。底部9bまたは前述の配線基板に対する半導体素子21の接合は、例えば、スズ-銀はんだまたは金-スズろう材等の低融点ろう材を介した接合によって行なうことができる。また、半導体素子21は、樹脂を含む接着剤またはフィラー含有ガラス等の接合材を介して底部9bまたは前述の配線基板に接合されてもよい。
As described above, the semiconductor
半導体素子21または半導体素子21と電気的に接続される前述の配線基板と配線導体3との電気的な接続は、例えば上記のようにボンディングワイヤを介して行なうことができる。また、半導体素子21と配線導体3との電気的な接続は、樹脂製シートに導体が設けられてなるフレキシブル基板または異方導電性接着剤等の他の導電性接続材を介して行なわれてもよい。
The electrical connection between the wiring substrate and the
例えば図3に示す例のように、実施形態の半導体素子収納用パッケージ10および半導体装置20において、1つの配線導体3に複数の非形成部6が、配線導体3の幅方向に並んで配置されている。また、複数の非形成部6は、配線導体3の幅方向に平行に並んで配置される。このような場合には、分割された個々の配線導体3の幅を効果的に小さく抑えることができる。したがって、絶縁層1と配線導体3との熱膨張係数差に起因して生じる、配線導体3における応力の集中を効果的に緩和し、信頼性の向上に有利な半導体素子収納用パッケージ10および半導体装置20とすることができる。
For example, as in the example shown in FIG. 3, in the semiconductor
また、この場合には、分割された個々の配線導体3の厚みの精度を効果的に高めることができ、配線導体3の厚みまたは線幅のばらつきを低減することができる。したがって、配線導体3の伝送特性をさらに向上させる上で有利な半導体素子収納用パッケージ10とすることができる。
Further, in this case, the accuracy of the thickness of each divided
なお、分割された個々の配線導体3の幅が小さくなり過ぎると、例えばスクリーン印刷時のメッシュの影響が大きくなって、配線導体3の線幅がばらつく可能性が高くなる。したがって、配線導体3に複数の非形成部6を設ける場合には、非形成部を挟んで分割された個々の配線導体3の線幅が、例えば約30~50μmまたはそれ以上になるように調整すればよい。
If the width of each of the divided
図5(a)および(b)は、それぞれ本発明の他の実施形態の半導体素子収納用パッケージにおける配線導体の一例を示す平面図である。図6(a)は、本発明の他の実施形態の半導体素子収納用パッケージ10および半導体装置20における配線導体3の一例を示す平面図であり、図6(b)は図6(a)の一部を拡大して示す平面図である。図5および図6において図1~図4と同様の部位には同様の符号を付している。
5 (a) and 5 (b) are plan views showing an example of a wiring conductor in a semiconductor device storage package according to another embodiment of the present invention, respectively. 6 (a) is a plan view showing an example of a
図5(a)に示す例では、配線導体3の長さ方向に直交する方向の非形成部6の幅が比較的大きく、図5(b)に示す例では、配線導体3の長さ方向に直交する方向の非形成部6の幅が比較的小さい。また、図5(a)および(b)のいずれにおいても、分割された個々の配線導体3の長さ方向に直交する方向の線幅は、互いに同じ程度に揃えられているとともに、非形成部6の幅より大きい(広い)。これにより、配線導体3は、電気抵抗が小さくなり、電気的な伝送特性をさらに向上させる上で有利な半導体素子収納用パッケージ10とすることができる。さらに、配線導体3は、入力部4と出力部5に接続される、配線導体3の長さ方向に直交する方向に設けられる配線導体3の線幅が、分割された個々の配線導体3の長さ方向に直交する方向の線幅と同じ程度に揃えられている。また、個々の非形成部6の幅も、互いに同じ程度に揃えられている。この場合には、分割された個々の配線導体3の線幅および非形成部6の幅が一定であるため、個々の配線導体の一部に電流が集中するような可能性が低減される。そのため、電気的な特性の向上に有利である。さらに、個々の配線導体3の一部に、パッケージ10または半導体装置20の製造工程において生じる応力が集中するような可能性が低減される。そのため、半導体素子収納用パッケージ10および半導体装置20の長期信頼性の向上に有利である。また、設計が容易であり、生産性の向上についても有利な半導体素子収納用パッケージ10および半導体装置20とすることができる。
In the example shown in FIG. 5A, the width of the
図5(a)に示す例のように非形成部6の幅が比較的大きい場合には、非形成部となる非印刷部分を設けながら、配線導体3となる金属ペーストを印刷することが容易である。また、図5(b)に示す例のように非形成部6の幅が比較的小さい場合には、配線導体3の電気抵抗の低減に有利である。したがって、伝送特性の向上に有利な半導体素子収納用パッケージ10および半導体装置20とすることができる。
When the width of the
図6に示す例は、図5に示した図1の変形例とは異なる他の変形例とみなすこともできる。図6に示す例では、非形成部3を挟んで隣り合う配線導体3(非形成部によって分割されたもの)同士を接続する補助配線8が設けられている。図6(a)では、補助配線8
が設けられている領域を仮想線8Aで示している。
The example shown in FIG. 6 can also be regarded as another modification different from the modification shown in FIG. 1. In the example shown in FIG. 6, an
The area where is provided is shown by the
図6に示す例において、接続部Sにおける配線導体3の厚みが他の部分と異なっている。図6(b)において、配線導体3のうち、他の部分よりも厚みが大きい接続部S(S1)と、他の部分よりも厚みが小さい接続部S(S2)とを示している。
In the example shown in FIG. 6, the thickness of the
すなわち、実施形態の半導体素子収納用パッケージ10において、非形成部6の一部に、上記の幅方向に伸びるとともに配線導体3と接続している補助配線8が位置していてもよい。この場合には、補助配線8によって、非形成部6が長さ方向において複数に分割されたものとみなすこともできる。すなわち、個々の非形成部6の長さが比較的小さく(短く)なっている。このような場合には、補助配線8を介して、互いに隣り合う配線導体3間でも電流が流れ得る。これによって、配線導体3の見かけの線幅を大きくして、電気抵抗を効果的に低減することもできる。
That is, in the semiconductor
また、非形成部6による応力の分散の効果を得ながら、補助配線8を含めた配線導体3等の導体の絶縁基板2に対する接合面積をより大きくすることもできる。また、個々の、非形成部6に沿った配線導体3の長さ方向の寸法(すなわち長さ)を小さく抑えることもできるため、配線導体3となる金属ペーストのばらつきも効果的に低減することができる。したがって、信頼性の向上、導通抵抗の低減および伝送特性の向上に有利な半導体素子収納用パッケージ10および半導体装置20とすることができる。
Further, it is possible to further increase the bonding area of the conductor such as the
なお、図6に示す例は、正方形状の分散型の非形成部6が、配線導体3に縦横の並びに設けられた例とみなすこともできる。この例に示すように、非形成部6は、必ずしも、配線導体3の長さ方向における寸法が、それと直交する方向における寸法よりも大きいものである必要はない。つまり、非形成部6は、配線導体3の長さ方向に沿った細長いものである必要はない。例えば正方形状の分散型の非形成部6が縦横の並びに設けられた例では、補助配線8による、配線導体3の電気抵抗の低減の効果を高めることができる。
The example shown in FIG. 6 can also be regarded as an example in which the square-shaped distributed
さらに、正方形状の分散型の非形成部6は、平面視において、配線導体3の長さ方向に対して傾く方向で等間隔に配置される。また、正方形状の分散型の非形成部6は、配線導体3の電気抵抗を低減しつつ、パッケージ10または半導体装置20の製造工程において生じる応力が配線導体3の一部に集中することを低減するために、平面視において、配線導体3の長さ方向に対して45°の傾きで等間隔に配置される。
Further, the square-shaped distributed
また、上記の実施形態の半導体素子収納用パッケージ10および半導体装置20において、配線導体3の厚さが、補助配線8が接続されている接続部Sにおいて他の部分と異なるものであってもよい。
Further, in the semiconductor
接続部Sにおける配線導体3の厚みが、他の部分における配線導体3の厚みと異なる場合には、接続部Sにおける応力を配線導体3の厚み方向に分散させて、配線導体3と絶縁基板2との接合の信頼性を向上させることができたり、接続部Sの機械的な強度を向上させたりすることができる。すなわち、配線導体3と補助配線8との接続し合う部分では、配線としての伸びる方向、または縮む方向が互いに異なる配線導体3と補助配線8との間で応力が集中しやすい。また、絶縁層1と配線導体3および補助配線8との熱膨張係数差に起因して生じる応力が接続部Sとなる補助配線8に集中しやすい。これに対して、他の部分と厚みが異なる接続部Sの場合には、厚み方向(上下方向)において応力が集中しやすい部分を他の部分と異ならせることができたり、接続部Sの機械的な強度を向上させたりすることができる。そのため、配線導体3の一部に応力が集中する可能性が効果的に低減されたり、補助配線8にクラックや割れが生じる可能性が低減されたりし、補助配線8の電気的な接続不良が生じる可能性を低減することができる。したがって、配線導体3と絶縁基板2との接合の信頼性が向上した半導体素子収納用パッケージ10および半導体装置20とすることもできる。
When the thickness of the
また、配線導体3の厚さが、補助配線8が接続されている接続部Sにおいて他の部分よりも大きい場合には、比較的電流が集中しやすい接続部において配線導体3の電気抵抗が他の部分よりも低減される。そのため、接続部Sにおいても電流(つまり電気信号)が効率よく伝送される。これによって、半導体素子収納用パッケージ10および半導体装置20における電気特性を向上させることもできる。さらに、配線導体3は、接続部Sの厚さを他の部分よりも大きくすることにより、接続部Sの機械的な強度を向上させることができる。これにより、絶縁層1と配線導体3との熱膨張係数差に起因して生じる応力が接続部Sとなる補助配線8に集中することにより、補助配線8にクラックや割れが生じる可能性を低減できる。よって、配線導体3は、電気的な接続不良が補助配線8に生じる可能性を低減できる。
Further, when the thickness of the
また、配線導体3の厚さが、補助配線8が接続されている接続部Sにおいて他の部分よりも小さい場合には、接続部において配線導体3または補助配線8となる金属ペーストの印刷時のにじみ、広がり等の可能性が低減される。そのため、配線導体3および補助配線8の線幅を所定の数値に制御することが容易であるとともに、絶縁層1と配線導体3および補助配線8との熱膨張係数差に起因して生じる応力が接続部Sとなる補助配線8に集中
する可能性を低減することができる。つまり、電気抵抗の低減を重視するときには、前述のように接続部Sにおける配線導体3の厚さが比較的大きい方がよく、配線導体3の線幅の精度、制御を重視するときには、接続部Sにおける配線導体3の厚さが比較的小さい方がよい。
Further, when the thickness of the
また、接続部Sは、入力部4と出力部5との間における、絶縁層1の各辺に沿った配線導体3の外周部分に位置する、補助配線8との接続部分を含み、この接続部Sにおける配線導体3の厚さが他の部分と異なることにより、配線導体3は、前述と同様の作用効果を得ることができる。
Further, the connection portion S includes a connection portion with the
なお、接続部Sにおいて配線導体3の厚さが他の部分と異なったとしても、配線導体3の全長に比べれば短い区間であるため、配線導体3全体の電気抵抗に対する影響は小さい。そのため、この構成おいても、配線導体3の伝送特性の向上が容易な半導体素子収納用パッケージ10および半導体装置20とすることができる。
Even if the thickness of the
接続部Sにおける配線導体3の厚みを他の部分と異ならせるには、例えば、配線導体3となる金属ペーストおよび補助配線8となる金属ペーストの少なくとも一方について、その粘度、印刷厚み、版面とグリーンシートとの間の距離、グリーンシートの表面粗さおよび印刷速度(スキージの移動速度)等の条件を適宜調整すればよい。この調整によって、接続部Sに金属ペーストが集中しやくなるか、または逃げやすくなり、接続部Sにおける金属ペーストの印刷厚みを他の部分と異ならせることができる。
To make the thickness of the
1・・絶縁層
2・・絶縁基板
2A・・基体
3・・配線導体
3A・・他の配線導体
3B・・接続用の配線導体
4・・入力部
4A・・入力端子
5・・出力部
5A・・出力端子
6・・非形成部
8・・補助配線
S・・接続部
9・・封止体
9a・・底部
9b・・枠部
9c・・端部
10・・半導体素子収納用パッケージ
11・・貫通導体
20・・電子装置
1 ・ ・
10 ... Package for storing semiconductor elements
11 ... Through conductor
20 ... Electronic device
Claims (5)
前記絶縁層の層間に位置しており、長さ方向の一部に入力部を有するとともに該入力部から離れた位置に出力部を有する配線導体とを備えており、
該配線導体が、前記入力部と前記出力部との間において、前記長さ方向に沿って伸びるとともに前記長さ方向に直交する幅方向に並んで配置された第1非形成部及び第2非形成部を有しており、
前記配線導体は、前記第1非形成部及び前記第2非形成部によって前記幅方向に分割されてなるとともに、前記幅方向に順に並んで配置された第1分割配線導体、第2分割配線導体及び第3分割配線導体を含み、
前記第2分割配線導体は、前記幅方向において、前記第1非形成部を挟んで前記第1分割配線導体と隣り合っているとともに、前記第2非形成部を挟んで前記第3分割配線導体と隣り合っており、
前記第1分割配線導体と前記第2分割配線導体とは、前記幅方向に伸びる複数の第1補助配線によって接続されているとともに、
前記第2分割配線導体と前記第3分割配線導体とは、前記幅方向に伸びる複数の第2補助配線によって接続されており、
前記複数の第1補助配線と前記複数の第2補助配線とは、前記長さ方向において互いに同じ位置に配置されている半導体素子収納用パッケージ。 An insulating substrate containing a plurality of insulating layers laminated to each other,
It is located between the layers of the insulating layer, and has a wiring conductor having an input section in a part in the length direction and an output section at a position away from the input section.
The first non-forming portion and the second non-forming portion in which the wiring conductor extends along the length direction and is arranged side by side in the width direction orthogonal to the length direction between the input portion and the output portion. It has a forming part and
The wiring conductor is divided in the width direction by the first non-forming portion and the second non-forming portion, and the first divided wiring conductor and the second divided wiring conductor are arranged in order in the width direction. And includes a third split wiring conductor
The second divided wiring conductor is adjacent to the first divided wiring conductor with the first non-formed portion interposed therebetween in the width direction, and the third divided wiring conductor sandwiches the second non-formed portion. Adjacent to
The first divided wiring conductor and the second divided wiring conductor are connected by a plurality of first auxiliary wirings extending in the width direction, and are connected to each other.
The second divided wiring conductor and the third divided wiring conductor are connected by a plurality of second auxiliary wirings extending in the width direction.
The plurality of first auxiliary wirings and the plurality of second auxiliary wirings are semiconductor element storage packages arranged at the same positions in the length direction.
前記複数の第2補助配線は、前記長さ方向において、前記入力部と前記出力部との間に第2の間隔で配置されており、
前記第1の間隔と前記第2の間隔とは等しい請求項1記載の半導体素子収納用パッケージ。 The plurality of first auxiliary wirings are arranged at a first distance between the input unit and the output unit in the length direction, and are also arranged.
The plurality of second auxiliary wirings are arranged at a second interval between the input unit and the output unit in the length direction.
The semiconductor device storage package according to claim 1, wherein the first interval and the second interval are equal to each other.
前記封止体は、前記上面に接合される枠部を有しており、
前記第1非形成部及び前記第2非形成部は、平面視において、前記枠部の外方に位置している請求項1または請求項2記載の半導体素子収納用パッケージ。 Further provided with a sealing body bonded to the upper surface and the lower surface of the insulating substrate,
The sealed body has a frame portion to be joined to the upper surface thereof.
The semiconductor element accommodating package according to claim 1 or 2, wherein the first non-forming portion and the second non-forming portion are located outside the frame portion in a plan view.
沿って伸びる第3部分と、を有したコの字形状であり、
前記第1非形成部及び前記第2非形成部は、前記第1部分に位置している請求項1~請求項3のいずれか1項記載の半導体素子収納用パッケージ。 The insulating substrate has a rectangular first portion having a first side and a second side facing each other in a plan view, a second portion extending along the first side of the first portion, and the first portion. It is a U-shape having a third portion extending along the second side of the portion.
The semiconductor device storage package according to any one of claims 1 to 3, wherein the first non-forming portion and the second non-forming portion are located in the first portion.
該半導体素子収納用パッケージに搭載され、前記配線導体と電気的に接続された半導体素子とを備える半導体装置。 The semiconductor device storage package according to any one of claims 1 to 4.
A semiconductor device mounted on the semiconductor element storage package and comprising the wiring conductor and an electrically connected semiconductor element.
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