JPS62286260A - 半導体装置の基板接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、リードレスパッケージに収納された半導体装
置の外部接続端子と回路基板上の接続電極とを接続する
ための半導体装置の基板接続構造に関するものでおる。

（従来の技術） 半導体素子搭載用のセラミックパッケージとしテハ、Ｄ
ＩＰ（Ｄｕａｌ　Ｉｎ１ｉｎｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）形の
ものか一般的に知られている。この種のパッケージは、
カラスエポキシ、樹脂等で作られた回路基板上に実装す
るために、接続用の金属製リードピンが複数本設けられ
ている。リードピンはけラミックパッケージ本体に比べ
て大幅に小型化できないため、このリードピンの数が多
くなると、パッケージ本体の寸法が大きくなる結果、リ
ードピンの無いものと比較して、半導体素子とリードピ
ンを接続するリード線及びリードピン自体を含む導出部
か長くなり性能が劣化すること、故障の発生し易い接続
点が多く信頼性か低い等の欠点を有していた。これらの
欠点を解決したセラミックパッケージとしてデツプキャ
リヤ（ＣＨｉｐ　Ｃａｒｒｉｅｒ）パッケージと呼ばれ
るリードレパッケージが注目されている。

従来、この種のチンプキャリャパッケージを用いた半導
体装置としては、例えば第２図及び第３図のようなもの
がめった。以下、その構成を図を用いて説明する。

第２図は従来のチップキャリヤパッケージ型半導体装置
の縦断面図である。

この半導体装置は３層のセラミック層からなるセラミッ
ク製パッケージ１を有し、そのパッケージ１のキャビテ
ィ２内にはメタライズ層からなる素子搭載部３が形成さ
れ、ざらにその素子搭載部３の周囲には外部引出し用の
導電性金属層４、その金属層４に接続されたスルホール
導体５、及びその導体５に接続された外部接続端子６が
設けられている。外部接続端子６はパッケージ１の底面
に５２けられており、回路基板上の接続Ｍ＃Ａと半田付
は等によって接続される端子である。

キャビティ２内の素子搭載部３上には、Ａｕ−３ｉ共晶
等で半導体素子７が接着され、その半導体素子７の表面
外部導出電極が金属細線８により導電性金属層４と接続
されている。キャビティ２の上端外周には、低融点ガラ
ス等で蓋部材９が接着され、該キャビティ２内が封止さ
れている。

第３図は従来の伯のチップキャリヤパッケージ型半導体
装置の縦断面図である。

この半導体装置では、第２図のスルーホール導体５に代
えて、パッケージ１の側面に導電性金属層５−１を形成
し、この金属層５−１により導電性金属層４と外部接続
端子６とを接続した構造でおる。

これら第２図及び第３図の半導体装置は、外部接続端子
６がパッケージ１の底面に設けられているので、回路基
板上に設けられた接続電極に半田付は等により直接接続
できる。そのため、半導体装置自体の小型化、リード線
が短くなって性能等の向上、接続点が減少して信頼性の
向上等の利点を有している。

（発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記構成の基板接続構造では、半導体装
置を基板上の接続電極に半田付けで実装する場合、次の
ような問題点があった。

■　半導体装置や回路基板上の汚れ、回路基板上への異
物等の付着によって、リーク不良や、半田材のブリッジ
による電極間ショート等が発生するおそれがあった。

■　半導体装置の底面と回路基板の表面とが密着する実
装構造であるため、半田付けに用いられるフラックスの
残渣の洗浄が困難で、それによって電極間ショート等か
発生するおそれがあった。

■　半田接続部における接続状態の外観検査が困難であ
った。

■　回路基板の所定位置へ半導体装置を接続する際に、
その半導体装置の位置決めが困難であった。

本発明は前記従来技術が持っていた問題点として、電極
間ショート、フラックスの残漬の洗浄が困難、半田接続
部の外観検査が困難、実装時の位置決めが困難な点につ
いて解決した半導体装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために、半導体素子が収
納されたパッケージの底面に、該半導体素子と接続され
た外部接続端子が設けられたリードレスパッケージ型半
導体装置の該外部接続端子を、回路基板上に設けられた
接続電極に接続する半導体装置の基板接続構造において
、前記外部接続端子と前記接続電極のいずれか一方を凹
形形状に、いずれか他方を凸形形状にして両凹、凸形形
状間を係合した後、半田付は等で接続するようにしたも
のである。

（作　用） 本発明によれば、以上のように半導体装置の基板接続構
造を構成したので、例えば凹形形状の外部接続端子と凸
形形状の接続電極とは相互に嵌合するように働き、また
半導体装置の底面と回路基板の表面との間をわずかに引
き離すように動く。

これによって外部接続端子を接続電極へ簡易的確に接続
しうる。従って前記問題点を除去できるので必る。

（実施例〉 第１図は本発明の実施例を示すリードレスパッケージ型
半導体装置の基板接続構造の断面図、第４図は第１図の
要部拡大図である。

この実施例の半導体装置１０は、例えば従来と同様に３
層のセラミック層の積層構造からなるセラミック製パッ
ケージ１１を有し、そのパッケージ１１のキャビティ１
２内にはメタライズ層からなる素子搭載部１３が形成さ
れ、ざらにその素子搭載部１３の周囲には外部引出し用
の導電性金属層１４、その金属層１４に接続されたスル
ーホール導体１５、及びその導体１５に接続された外部
接続端子１６が設けられている。

ここで、積層構造のセラミック製パッケージ１１は、セ
ラミックシートを所定の形状に打ち抜いて３枚のセラミ
ック層を作り、それら各セラミック層を積層状態に貼り
付けた後、焼成する等の方法で作られている。素子搭載
部１３及び導電性金属層１４は、セラミック層にタング
ステン、モリブデン等のメタライズ金属を形成した後、
その金属の表面に保護膜としてニッケルメッキ等の表面
処理を行い、ざらに例えばＡ１１−ｓｉ共晶接続を行う
ために金メッキを施しておる。この金メッキは素子搭載
部１３、及び導電性金属層１４のキャビティ１２内の部
分だけでよい。導電性金属層１４に接続されたスルホー
ル導体１５は、通常用いられるスルホール導体形成方法
等により形成される。

また、スルホール導体１５に接続された外部接続端子１
６は、パッケージ１１の底面に位置し、凹形形状、例え
ば断面略Ｖ字状に形成された端子である。

この外部接続端子１６は、例えば予めパッケージ底面に
断面略Ｖ字状の凹部を形成し、そこにメタライズ金属を
形成した後、ざらにソルダリングメタル（半田付は金属
）と相容性の金、半田、錫、鉛、ニッケル・錫合金等の
メッキ処理が施されている。

キャビティ１２内の素子搭載部１３上には、半導体素子
１７が例えばＡＵ−ｓ：共晶で接着され、その半導体素
子１７の表面外部導出電極か金属細線１８により導電性
金属層１４と接続されている。なあ、半導体素子１７の
接着は、Ａ（］ペースト等の樹脂接着剤等を用いてもよ
い。キャビティ１２の上端外周には諸部材１９が接着さ
れ、該キャビティ１２内が封止されている。蓋部材１９
はパッケージ１１と同一素材、おるいは金属、樹脂等で
作られており、Ａｕ−３ｎ共晶、低融点ガラス、エポキ
シ接着材等によってパッケージ１１の上端開口部に接着
されている。

一方、半導体装置１０が実装されるガラスエポキシ樹脂
等からなる回路基板２０上の外部接続端子１６に対応す
る位置には、凸形形状、例えば半円球状の接続電極２１
が、メッキ処理、すなわちバンプ形成方法や、半円球の
予め加工された電極を接着載置する方法、あるいは半円
球の突起ブロックをソルダリングする等の方法により、
形成されている。

接続電極２１の表面には、金メッキ、銀メッキ、半田メ
ッキ、錫メッキ、鉛メッキ等のメッキを施しておくと、
半導体装置１０を実装する際に半田、錫、鉛等によって
ソルダリングする場合、相容性が必り好適で必る。

以上の構成において、回路基板２０上の凸形形状の接続
電極２１に、半導体装置１０の凹形形状の外部接続端子
１６を接続するには、接続電極２１上から外部接続端子
１６を嵌合させた後、半田付は等によって接続電極２１
に外部接続端子１６を接続すればよい。

この実施例では、外部接続端子１６を接続電極２１上に
嵌合ざぜて両者間を接続するため、実装時にあける半導
体装置１０の位置決めか容易になると共に、ソルダリン
グ後の位置ずれを防止できる。また、接続電極２１が半
円球形の場合、半導体装置１０の実装が容易でおるばか
りか、ソルダリング性が向上し、ざらに外部接続端子１
６との接着面積も広くなって、接続強度が向上する。ざ
らに、角がないので、ソルダリング後のフラックス等の
洗浄性もよい。

第５図は本発明の他の実施例を示すリードレスパッケー
ジ型半導体装置の基板接続構造の断面図、第６図は第５
図の要部拡大図でおる。

この実施例が第１図及び第４図のものと胃なる点は、第
１図等のスルホール導体１５に代えて、パッケージ１１
の側面に導電性金属層１５−１を形成し、この金属層１
５−１により導電性金属層１４と外部接続端子１６とを
接続したことでおる。このような、構造にすれば、導電
性金属層１５−１の形成が容易になるばかりか、上記実
施例と略同様の利点が得られる。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。

（１）　パッケージ１１は熱可塑性樹脂等で、中空形あ
るいは充填形に一体成形することもできる。

これにより、パッケージの製造工数とコストの低減化が
計れる。

（百）　外部接続端子１６は、断面略Ｖ字状以外に、略
Ｕ字状、半円弧状、放物線状等、種々の形状に変形でき
るばかりか、それに応じて接続電極２１の形状も、半円
球以外に、多角柱等の他の形状に変形できる。

（ｉｉｉ　）　　外部接続端子１６を凸形形状にすると
共に、接続電極を凹形形状にすることもでき、これによ
り図示の実施例と略同様の利点が得られる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、外部接続
端子と接続電極の一方を凹形形状に、他方を凸形形状に
したので、両者を嵌合して接続でき、これにより半導体
装置の実装時において位置決めが容易になると共に、位
置ずれが防止できる。

ざらに両者の接着面積が広くなって接続強度が向上する
と共に、ソルダリンダ後のフラックス等の洗浄性も向上
する等、信頼性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図及び第
３図は従来の半導体装置の縦断面図、第４図は第１図の
要部拡大図、第５図は本発明の弛の実施例を示す縦断面
図、第６図は第５図の要部拡大図である。 １０・・・・・・半導体装置、１１・・・・・・パッケ
ージ、１６・・・・・・外部接続端子、１７・・・・・
・半導体素子、１つ・・・・・・蓋部材、２０・・・・
・・回路基板、２１・・・・・・接続電極。 出願人代理人　　柿　　本　　恭　　成：Ｑ−ｔ−＠体
表１ 本発已月の字【庚ｉタリ 第１図 従来の半導体装置 第２図 従来の他○ｆ−導体装置 第３図 第１図Ｏ要郁拡大図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体素子が収納されたパッケージの底面に、該半導体
   素子と接続された外部接続端子が設けられた半導体装置
   の該外部接続端子を、回路基板上に設けられた接続電極
   に接続する半導体装置の基板接続構造において、 前記外部接続端子と前記接続電極のいずれか一方を凹形
   形状に、いずれか他方を凸形形状にして両凹、凸形形状
   間を係合接続することを特徴とする半導体装置の基板接
   続構造。