JP2002246494A

JP2002246494A - 半導体素子収納用パッケージ

Info

Publication number: JP2002246494A
Application number: JP2001044033A
Authority: JP
Inventors: Emi Koiso; 絵美小磯
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-30
Anticipated expiration: 2021-02-20
Also published as: JP3642739B2

Abstract

(57)【要約】【課題】熱電冷却素子のリード線の引っ張りに対する
強度を向上させ、さらに熱電冷却素子のリード線と入出
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。【解決手段】入出力端子３の接続部が、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と、貫通孔
３ｄの内面にメタライズ層が形成されて成り、貫通孔３
ｄにリード線１３が挿入されろう付けされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【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（Ａｌ
₂Ｏ₃），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），ムライト（３Ａ
ｌ₂Ｏ₃・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，１０
３ｂ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１０
６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１０
８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１０
２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１０
８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１１
１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１
０２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１
０２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１０
３ｋ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た貫通孔
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。

【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２，図８は図
１の入出力端子を示し、図２，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Ｃ
ｕ−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−Ｎ
ｉ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３
ｄについて、実施の形態を図２，図８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１
１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３
ｄ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３
ｇ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）に示す構成とすること
もできる。同図において、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が大きいこと、例
えば上層部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のが好ましい。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２，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，３
ｅ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１
３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。例えば、下層部３ｇ
｛図２（ｂ）｝がさらに２段以上の階段状であってもよ
く、貫通孔３ｄの内面にはメタライズ層が施されている
構成であってもよい。この構成により、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るため、半
田の体積を増やして強度を上げることができる。また、
熱電冷却素子８のリード線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、下層部３ｇの
２段以上の階段状の貫通孔分で分散されてさらに小さい
ものとなり、割れやクラックを大幅に減少できる。

【００４８】また、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
実施の形態の例を示し、（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
実施の形態の他の例を示し、（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

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
た貫通孔と、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。
【請求項２】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。