JPH04133449U - 半導体素子収納用パツケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度化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のコーティング
層に容易にクラックが生じない電子部品収納用パッケー
ジを提供する。 【構成】 電子部品収納用パッケージは、外辺１ｂが他
の部材から切断されて形成され電子部品を収納するため
の絶縁基体１と、絶縁基体１の一主面に形成された複数
のメタライズパッド８と、メタライズパッド８の外周部
を覆うように絶縁基体１の一主面に形成されたアルミナ
コーティング層９と、メタライズパッド８に固定された
外部リード端子７とを備えている。この電子部品収納用
パッケージにおいて、絶縁基体１の外辺１ｂに隣接する
メタライズパッド８は、絶縁基体１の外辺１ｂに実質的
に平行な直線部８ａを外辺１ｂ側に有している。

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ＰＧＡ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２ ６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２１ ｃ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２ ８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、外辺が他の部材から切断されて 形成され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は、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１ ａ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０．９ｍｍ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

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外辺が他の部材から切断されて形成され半
   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が、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。