JP2003347447A

JP2003347447A - 半導体素子収納用パッケージ

Info

Publication number: JP2003347447A
Application number: JP2002152890A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Owada; 茂大和田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2003-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】射出成形による樹脂絶縁基体において、蓋体
との接合面に隆起したウェルドが発生し、蓋体に剥がれ
や破損が生じて、容器内部の気密性が低下する。【解決手段】繊維状充填材を含む樹脂13を射出成形し
て、上面中央部に半導体素子Ｓの載置部１ａを有する基
板部１ｂおよび載置部１ａを取り囲む枠部１ｃが一体的
に形成された絶縁基体１と、載置部１ａを覆うように枠
部１ｃの上面に取着される蓋体２とを具備して成り、枠
部１ｃ上面の蓋体２との接合面３に、射出成形による樹
脂13の流動が筋状に会合して形成された樹脂会合部４を
有するとともに、筋状の樹脂会合部４に沿った溝状の凹
部５が設けられていることを特徴とする。

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容す
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】従来のコンピューター等の情報処理装置
に搭載される半導体装置や、近年の加入者ネットワーク
への光ファイバー伝送システムに使用される、電気信号
を光信号に変換するレーザダイオードや光信号を電気信
号に変換するフォトダイオード等の光半導体素子を収容
した半導体装置に対して、樹脂キャビティタイプや樹脂
封止タイプのパッケージが使用されている。

【０００３】これらの半導体装置は、例えばパッケージ
が樹脂キャビティタイプの場合、一般に熱硬化性樹脂あ
るいは熱可塑性樹脂等の電気絶縁材料から成り、内底面
に半導体素子を収容するための凹部を有する絶縁基体
と、絶縁基体の内部から外部にかけて導出する複数個の
外部リード端子と、絶縁基体の枠部上面に封止材を介し
て取着され、絶縁基体を塞ぐ蓋体とから構成される半導
体素子収納用パッケージを準備し、次に絶縁基体の凹部
の底面に半導体素子を樹脂製接着材を介して取着すると
ともにこの半導体素子の各電極を外部リード端子の一端
にボンディングワイヤを介して電気的に接続し、しかる
後、絶縁基体の枠部上面に蓋体を樹脂製封止材を介して
接合させ、半導体素子を絶縁基体と蓋体とから成る容器
内部に気密に収容することによって製作される。

【０００４】また、パッケージが樹脂封止タイプの場
合、半導体素子と、ＡＳＴＭＦ−15（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ
ｏ合金）や42アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）等の金属材料か
ら成る基体および複数個の外部リード端子と、熱硬化性
樹脂あるいは熱可塑性樹脂等の電気絶縁材料から成る被
覆材とから構成されており、基体上に半導体素子を金−
シリコン共晶合金等のろう材を介して固定するとともに
半導体素子の各電極を外部リード端子にボンディングワ
イヤを介して電気的に接続し、しかる後、半導体素子、
基体および外部リード端子の一部を被覆材で被覆するこ
とによって製作される。

【０００５】これらの半導体装置においてパッケージが
樹脂キャビティタイプの場合、絶縁基体は一般にエポキ
シ樹脂から成り、トランスファーモールド（移送成形）
法によって製作されている。しかしながら、トランスフ
ァーモールド法は金型内に注入した樹脂に180℃程度の
温度で1000ＭＰａ程度の圧力を10秒〜100秒程度加え、
樹脂を熱硬化させることによって絶縁基体を成形した
後、さらに180℃程度の温度で５時間程度後硬化させる
必要があった。

【０００６】このため、近年、コストダウンや成形サイ
クルタイムの短縮、工程短縮の要求から、インジェクシ
ョン成形（射出成形）により絶縁基体を成形する方法が
採用されつつある。この場合、樹脂としては、例えば液
晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳ）樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられる。また、
一般に、これらの樹脂は熱膨張係数の低減・強度や弾性
率等の機械的特性向上のために、ガラス繊維を含有して
おり、これらの樹脂を成形して得られた絶縁基体を用い
た半導体素子収納用パッケージは環境温度変化や外部応
力等に対して寸法・熱・機械的安定性が向上したものと
なる。

【０００７】なお、射出成形により絶縁基体を製造する
方法としては、外部リード端子を金型内の所定位置にあ
らかじめセットしておき、金型の樹脂注入口より金型の
キャビティ内にサイドゲートやピンゲート・サブマリン
ゲート等を介してガラス繊維を配合した樹脂を射出して
絶縁基体を成形する方法が採用される。これにより、外
部リード端子が絶縁基体の内部から外部にかけて一体的
に取着された成形体が得られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
射出成形により外部リード端子が絶縁基体の内部から外
部にかけて一体的に取着された成形体を形成した場合、
絶縁基体の枠部上面の蓋体との接合面においてウェルド
が形成されることがある。このようなウェルドは次の理
由によって形成されると考えられる。

【０００９】図５（ｂ）の金型内の樹脂流れを示すため
の金型の断面図および成形中の絶縁基体の平面図に示す
ように、絶縁基体21を成形するための金型20は、その金
型キャビティＣ内に絶縁基体21を容器状に形成するため
の突出した突起体20ａが設けてあり、樹脂23は絶縁基体
21の側面に位置する樹脂注入口22より射出され、図５
（ｂ）の矢印で示すように、金型キャビティＣ内を樹脂
注入口22側の側面から対向する側面方向へ向かって進ん
でいく。なお、図５（ａ）は金型キャビティＣ内の樹脂
流れを示すための金型キャビティＣの斜視図であり、矢
印は金型キャビティＣ内の樹脂の流れの方向を示してい
る。

【００１０】なお、金型キャビティＣ内には突起体20ａ
があるため、ここで樹脂注入口22より射出された樹脂23
の流れは左右に分かれ、突起体20ａの後方で再び合流
し、樹脂会合部24を形成する。そして、樹脂23が金型キ
ャビティＣ内を前方へ進むとき、樹脂23の流れの先端部
分は、図６の金型キャビティＣ内の樹脂流れを示す模式
図に示すように、ファウンテンフローを形成している。

【００１１】このため、樹脂会合部24の近傍において、
樹脂23中のガラス繊維25は、図６に示すように、樹脂会
合部24の方向に沿って、樹脂の流れ方向に対して略垂直
方向に配列する。そして、この状態のまま樹脂23は会合
し、図７の樹脂会合部24の断面の模式図に示すように、
完成品である絶縁基体21の枠部上面の接合面26における
樹脂会合部24においては、ガラス繊維25が接合面26に対
して略垂直方向に配向する。一方、絶縁基体21の樹脂会
合部24以外の大部分においては、ガラス繊維25は樹脂流
れの方向に沿って、すなわち接合面26に対して略平行方
向に配列する。

【００１２】その後、金型キャビティＣに充填された樹
脂23は、冷却されることにより凝固・収縮する。このと
き、ガラス繊維25が接合面26に対して略垂直方向に配向
している樹脂会合部24においては、ガラス繊維25が枠部
の高さ方向に配向しているため枠部の高さ方向にはほと
んど収縮しないのに対し、ガラス繊維25が接合面26に略
平行に配向している樹脂会合部24周辺は、高さおよび厚
み方向に収縮する。そのため、樹脂会合部24には、図７
に示すように、接合面26に隆起高さＷが30〜70μｍ程度
のウェルド27が形成される。

【００１３】このようなウェルド27を有する絶縁基体21
の内底面に半導体素子を樹脂製接着材を介して取着する
とともにこの半導体素子の各電極を外部リード端子の一
端にボンディングワイヤを介して電気的に接続し、しか
る後、絶縁基体21の枠部上面に蓋体を樹脂製封止材を介
して120〜150℃程度の温度で硬化接合させて半導体装置
を製作した場合、ウェルド27の隆起高さは30〜70μｍ程
度であることから、120〜150℃程度の封止温度から常温
に降温させる場合やこの半導体装置の使用環境において
温度サイクル等の負荷が作用した場合・外力等が加わっ
た場合に、絶縁基体21枠部上面の接合面において隆起し
たウェルド27部分が“てこ”における支点の作用をな
し、隆起部に隣接する部分で蓋体の剥がれが生じ、その
結果、半導体素子を収容する容器内部の気密が損なわれ
るという問題点を有していた。

【００１４】また、内部に収容する半導体素子が固体撮
像素子で、蓋体がガラスの透明部材から成る場合には、
隆起したウェルド部分が支点となり隆起部に沿ってガラ
スに割れが生じて気密が損なわれるという問題点を有し
ていた。

【００１５】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、射出成形による樹脂流動が絶縁基体の枠
部上面の蓋体との接合面において会合する部分にウェル
ドが発生して隆起が生じても、絶縁基体の枠部上面に樹
脂製封止材を介して取着した蓋体に剥がれや破損が生じ
ることがなく、容器内部を長期間にわたり気密に保持
し、収容される半導体素子を正常、かつ安定に作動させ
ることが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。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体素子収納
用パッケージは、繊維状充填材を含む樹脂を射出成形し
て、上面中央部に半導体素子の載置部を有する基板部お
よび載置部を取り囲む枠部が一体的に形成された絶縁基
体と、載置部を覆うように枠部の上面に取着される蓋体
とを具備して成り、枠部上面の蓋体との接合面に、射出
成形による樹脂の流動が筋状に会合して形成された樹脂
会合部を有するとともに、筋状の樹脂会合部に沿った溝
状の凹部が設けられていることを特徴とするものであ
る。

【００１７】また、本発明の半導体素子収納用パッケー
ジは、上記構成において、凹部の断面形状がＵ字状であ
ることを特徴とするものである。

【００１８】本発明の半導体素子収納用パッケージによ
れば、絶縁基体の枠部上面における蓋体との接合面に、
射出成形による樹脂の流動が筋状に会合して形成された
樹脂会合部に沿った溝状の凹部を設けたことから、樹脂
会合部分にウェルドが発生してもウェルドは凹部内に形
成され、枠部上面の蓋体との接合面に突出して形成され
ることはない。従って、絶縁基体の枠部上面に蓋体を樹
脂製封止材を介して120〜150℃程度の温度で硬化接合さ
せた後、常温に降温させる場合や半導体装置の使用環境
において温度サイクル等の負荷が作用した場合や外力等
が加わった場合においても、ウェルド部分が蓋体に対し
て“てこ”における支点の作用をなすことはなく、ウェ
ルド部に隣接する領域で蓋体の剥がれや破損が生じるこ
とがなく、容器内部を長期間にわたり気密に保持し、収
容される半導体素子を正常、かつ安定に作動させること
が可能となる。

【００１９】また、凹部の断面形状がＵ字状であること
から、凹部は応力が集中する角部がなく、凹部に印加さ
れる応力が凹部内で良好に分散し、その結果、絶縁基体
の枠部上面に蓋体を樹脂製封止材を介して120〜150℃程
度の温度で硬化接合させた後、常温に降温させる場合や
半導体装置の使用環境において温度サイクル等の負荷が
作用した場合・外力等が加わった場合においても、絶縁
基体の枠部にクラックが生じることはなく、容器内部を
長期間にわたり気密に保持し、収容される半導体素子を
正常、かつ安定に作動させることが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の半導体素子収納用
パッケージを添付の図面に基づいて詳細に説明する。図
１（ａ）は、本発明の半導体素子収納用パッケージの実
施の形態の一例を示す断面図、図１（ｂ）はその側面
図、図２（ａ）は実施の形態の他の例を示す断面図、図
２（ｂ）はその側面図である。また、図３（ａ）は、本
発明の半導体素子収納用パッケージを構成する絶縁基体
を成形する金型のキャビティの斜視図であり、図３
（ｂ）は、金型内の樹脂流れを示すための金型の断面図
および絶縁基体の平面図である。

【００２１】これらの図において、１は絶縁基体、２は
蓋体であり、主にこれらで、内部に半導体素子Ｓを収容
するための半導体素子収納用パッケージ６が構成され
る。なお、１ａは半導体素子Ｓの載置部、１ｂは載置部
１ａを有する基板部、１ｃは載置部１ａを取り囲む枠部
で、これらが一体的に形成されて絶縁基体１を構成して
成る。

【００２２】絶縁基体１、は半導体素子Ｓを支持するた
めの支持部材としての機能を有し、その底部を構成する
基板部１ｂの略中央部に半導体素子Ｓを載置するための
載置部１ａを有しており、この載置部１ａ上には半導体
素子Ｓが樹脂製接着材を介して接着固定される。また、
絶縁基体１は、基板部１ｂの上面外周部に半導体素子Ｓ
が載置される載置部１ａを取り囲む枠部１ｃが形成され
ている。枠部１ｃは、内側に半導体素子Ｓを収容するた
めの空所を形成している。

【００２３】このような絶縁基体１は、繊維状充填材を
含む樹脂から成り、射出成形によって製作される。ま
た、枠部１ｃ上面の蓋体２との接合面３に、射出成形に
よる樹脂の流動が筋状に会合して形成された樹脂会合部
４に沿って溝状の凹部５が形成されている。そして、本
発明の半導体素子収納用パッケージにおいては、このこ
とが重要である。

【００２４】なお、ここで枠部１ｃ上面の蓋体２との接
合面３に、射出成形による樹脂の流動が筋状に会合して
形成された樹脂会合部４を有するとは、図３（ｂ）の金
型内の樹脂流れを示すための金型の断面図に示すよう
に、絶縁基体１の成形において射出された樹脂13が２以
上の方向に分離した後、再び会合することにより蓋体２
との接合面３に線状の筋が形成されていることを指す。

【００２５】このような接合面３に形成される樹脂会合
部４の位置は、金型キャビティＣ内に樹脂13を注入する
ための樹脂注入口12の位置、枠部１ｃの厚み形状によっ
て異なる。図３（ｂ）の金型の断面図に示すように、樹
脂注入口12が絶縁基体１の側面に位置する場合には、成
形の際に樹脂注入口12から注入された樹脂13が金型キャ
ビティＣ内の突起体10ａによって左右に分かれ、突起体
10ａの後方で再び合流するため、枠部１ｃの樹脂注入口
12とは対向する面の上面に樹脂会合部４が形成される。

【００２６】この場合、繊維状充填材を含有する樹脂13
がファウンテンフローを形成しながら正面衝突の形で会
合するため、絶縁基体１内で繊維状充填材は樹脂会合部
４では枠部１ｃの高さ方向に配列し、樹脂会合部４の近
傍では蓋体２との接合面３と平行に配列する。このよう
に繊維状充填材が樹脂会合部４とその周囲とで配向方向
が異なるため、樹脂13が冷却固化する過程で樹脂会合部
４とその周囲において樹脂収縮量が異なり、従来では枠
部１ｃの接合面３にウェルドによる隆起が発生していた
が、本発明では、この樹脂会合部４が形成される位置に
対応して溝状の凹部５を形成したことから、樹脂会合部
４にウェルドが発生してもウェルドは凹部５内に形成さ
れ、枠部１ｃ上面の蓋体２との接合面３に突出して形成
されることはない。

【００２７】従って、絶縁基体１の枠部１ｃ上面に蓋体
２を樹脂製封止材９を介して120〜150℃程度の温度で硬
化接合させた後、常温に降温させる場合や半導体装置の
使用環境において温度サイクル等の負荷が作用した場合
や外力等が加わった場合においても、ウェルド部が蓋体
２に対して“てこ”における支点の作用をなすことはな
く、ウェルド部に隣接する領域で蓋体２の剥がれや破損
が生じることがなく、容器内部を長期間にわたり気密に
保持し、収容される半導体素子Ｓを正常、かつ安定に作
動させることが可能となる。

【００２８】なお、この形状に対応する半導体素子収納
用パッケージ６としては、図１（ａ）に断面図で、
（ｂ）に側面図で示す構造のものとなる。また、図４
（ａ）の金型のキャビティの斜視図に、図４（ｂ）の金
型内の樹脂流れを示すための金型の断面図および絶縁基
体１の平面図に示すような樹脂注入口12が絶縁基体１の
下面中央部に位置し、かつ枠部１ｃの対向する面を対と
して２対の厚みが異なる場合には、成形の際に樹脂注入
口12から注入された樹脂13が金型キャビティ10の絶縁基
体１底部部分に充填された後、次いで枠部１ｃの厚い部
分17に先に充填され、遅れて枠部１ｃの薄い部分18に充
填される。この時、厚い部分17に先に充填された樹脂が
フローリーダーとなるため、厚い部分17から回り込んだ
樹脂13が薄い部分18に充填されることとなり、枠部１ｃ
の厚みの薄い部分の上面中央付近に樹脂会合部４が形成
される。この場合も、繊維状充填材を含有する樹脂13が
ファウンテンフローを形成しながら正面衝突の形で会合
するため、繊維状充填材は樹脂会合部４で枠部１ｃの高
さ方向に配列する。

【００２９】なお、凹部５は、樹脂会合部４が樹脂注入
口12の位置や枠部１ｃの厚み形状によって異なる位置に
形成されることから、絶縁基体１の樹脂会合部４が形成
される金型の位置に、あらかじめ筋状の樹脂会合部４を
中心線とした突出部を形成しておくことにより、溝状に
形成される。

【００３０】溝状の凹部５の幅は、好ましくは絶縁基体
１の幅Ｄの1／20〜3／10の範囲であり、1／20未満で
は、使用する樹脂および繊維状充填材の種類によってウ
ェルド隆起部の裾が接合面３上に残留するおそれがあ
り、3／10を超えると、蓋体２を接合させる際に絶縁基
体１上に蓋体２を載置させた場合、絶縁基体１と蓋体２
との間で絶縁基体1の幅に対して凹部幅の比率の大きな
隙間ができるため、外力が印可した場合に蓋体２に割れ
や変形が生じる場合がある。また、溝状凹部５の深さ
は、好ましくは絶縁基体１の高さＴの2／100〜7／100の
範囲であり、2／100未満では接合面３上にウェルド隆起
部が突出するおそれがあり、また、7／100を越えると樹
脂製封止材９の埋め込み性が悪くなり、枠部１ｃを有す
る絶縁基体１と蓋体２とから成る容器内部の気密性が保
持できなくなる場合がある。

【００３１】また、本発明の半導体素子収納用パッケー
ジ６によれば、接合面３において形成される凹部５の断
面形状をＵ字状とすることにより、絶縁基体１の枠部１
ｃ上面に蓋体２を樹脂製封止材９を介して120〜150℃程
度の温度で硬化接合させた後、常温に降温させる場合や
半導体装置の使用環境において温度サイクル等の負荷が
作用した場合や外力等が加わった場合においても、凹部
５は応力が集中する角部がなく、凹部５に印加される応
力が凹部５内で良好に分散し、その結果、絶縁基体１の
枠部２の凹部５において応力集中に起因する樹脂クラッ
クが生じることはなく、容器内部を長期間にわたり気密
に保持し、収容される半導体素子Ｓを正常、かつ安定に
作動させることが可能となる。

【００３２】なお、このようなＵ字状の断面形状は、凹
部５に印加される応力を凹部５内で良好に分散するとい
う観点からは、溝状の凹部５の幅および深さの範囲にお
いて、凹部５底部の角部の曲率半径を深さ寸法（絶縁基
体１の高さＴの2／100〜7／100の範囲）以上の円弧状と
することが好ましい。

【００３３】また、蓋体２は、絶縁基体１の載置部１ａ
に収納される半導体素子Sが固体撮像素子の場合にはガ
ラス・透光性樹脂等の透明板材が、その他の場合にはセ
ラミックス・金属・樹脂等の板材が適用され、気密封止
の信頼性が高く安価に得られるという観点からは、ガラ
スや金属が好適に用いられる。

【００３４】ガラス製の蓋体２は、例えばホウ珪酸ガラ
ス・バリウムホウ珪酸ガラス・ソーダガラス・結晶化ガ
ラス等のガラスから成る広面積のガラス板をダイシング
マシン等の切断装置を用いて所定の大きさに切断するこ
とによって製作される。

【００３５】また、金属製の蓋体２は、鉄−ニッケル−
コバルト合金や鉄−ニッケル合金・銅・アルミニウム等
の金属材料から成り、例えば、鉄−ニッケル−コバルト
合金のインゴットに圧延加工法や打ち抜き加工法等、従
来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作
される。

【００３６】蓋体２の厚みは、好ましくは0.5〜1.5ｍｍ
の範囲であり、0.5ｍｍ未満では機械的強度が低下し、
外力印加によって割れや変形等が容易に発生して半導体
素子Ｓを気密に収容することが困難となる傾向がある。
また、1.5ｍｍを超えると蓋体２を樹脂製封止材９を介
して絶縁基体１に接合させた後、絶縁基体１と蓋体２に
熱が印加されるとその熱によって両者間に大きな熱応力
が発生し蓋体２が絶縁基体１より剥離したり、絶縁基体
１にクラックが発生したりして絶縁基体１と蓋体２とか
ら成る容器内部の気密性が保持できなくなる場合があ
る。

【００３７】このような蓋体２は、絶縁基体１に半導体
素子Ｓを取着後、樹脂製封止材９を介して絶縁基体１に
接合される。

【００３８】樹脂製封止材９を介して絶縁基体１と蓋体
２を接合は、蓋体２を絶縁基体１上面に両者の間に半硬
化状の樹脂製封止材前駆体を挟むようにして載置させ、
最後にこれを120〜150℃の温度で0.5〜５時間、加熱処
理し、半硬化状の樹脂製封止材前駆体を熱硬化させるこ
とによって行われる。この時、樹脂製封止材前駆体の粘
度が高いため、この凹部５に角部が存在すると樹脂製封
止材９の角部への埋め込みが困難となり、気密性が損な
われる傾向がある。従って、容器内部を長期間にわたり
気密に保持し、収容される半導体素子Ｓを正常、かつ安
定に作動させるという観点からも、凹部５の断面形状が
Ｕ字状であることが好ましい。

【００３９】なお、絶縁基体１の上面に蓋体２を接合さ
せる樹脂製封止材９としては、具体的には、ビスフェノ
ール型エポキシ樹脂やノボラック型エポキシ樹脂・ナフ
タレン型エポキシ樹脂・ビフェニル型エポキシ樹脂等の
エポキシ樹脂に芳香族アミン系硬化剤や酸無水物系硬化
剤などの硬化剤を適量、必要に応じてイミダゾール系硬
化促進剤・ジシアンジアミド系硬化促進剤等の硬化促進
剤を添加混合してペースト状となすとともに、これを蓋
体２の下面に従来周知のスクリーン印刷法を採用して枠
状に印刷塗布し、しかる後、前記ペーストを約80℃の温
度で半硬化状の樹脂製封止材前駆体となすことによって
蓋体２の下面に予め被着される。

【００４０】なお、樹脂製封止材９に、絶縁基体１と蓋
体２との熱膨張係数の相違に起因する熱ストレスを吸収
する目的で、軟質粒子やアクリル系ゴム粒子等の可撓化
材を含有させたり、樹脂製封止材９を介して枠部１ｃを
有する絶縁基体１と蓋体２とから成る容器内部に水分が
入り込むのを防止する目的で吸湿性フィラーを含有させ
てもよい。

【００４１】枠部１ｃを有する絶縁基体１を一体的に構
成する樹脂としては、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）
やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂等の熱可
塑性樹脂が用いられる。とりわけ、樹脂の流れ方向に剛
直な分子を配向させて繊維状充填材との相乗効果により
絶縁基体１をより低熱膨張係数および高強度高弾性率に
して、得られた半導体素子収納用パッケージ６を環境温
度変化や外部応力等に対して寸法・熱・機械的安定性を
向上させるいう観点からは、ＬＣＰを用いることが好ま
しい。

【００４２】また、絶縁基体１に含有される繊維状充填
材としては、例えば、ガラス繊維や炭素繊維・芳香族ポ
リアミド繊維・チタン酸カリウム繊維・石コウ繊維・黄
銅繊維・ステンレス繊維・スチール繊維・セラミック繊
維・ボロンウィスカ繊維等が用いられる。これらの繊維
充填材は、樹脂13の補強材としての作用を示すものであ
り、特に、絶縁基体１における低熱膨張係数および高強
度高弾性率等の機械的特性向上が安価に得られるという
観点からは、ガラス繊維が好ましい。この樹脂13を成形
して得られた絶縁基体１を用いた半導体素子収納用パッ
ケージ６は環境温度変化や外部応力等に対して寸法・熱
・機械的安定性が向上したものとなる。

【００４３】また、ガラス繊維の平均径は、３μｍ未満
では補強効果が小さくなって、絶縁基体１を低熱膨張係
数および高弾性率とすることが困難になる傾向があり、
30μｍを超えると成形性が低下してウェルド部の強度が
低下したり、表面外観が悪化する傾向がある。従って、
ガラス繊維の平均径は、３〜30μｍが好ましく、好適に
は３〜15μｍが好ましい。

【００４４】なお、ガラス繊維の長さは特に制限はない
が、成形する前の溶融混練した樹脂組成物中に存在する
状態で、平均長さが0.05〜２ｍｍのものが好適である。

【００４５】また、ガラス繊維の含有量は絶縁基体１に
対して強度・剛性・寸法安定性の観点からは５重量％以
上とすることが好ましく、樹脂13との混練性や絶縁基体
１の成形性を良好にするという観点からは80重量％以下
とすることが好ましい。従って、ガラス繊維の含有量は
10〜80重量％とすることが好ましく、好適には10〜60重
量％が好ましい。

【００４６】さらに、ガラス繊維は樹脂13との親和性を
良くするために樹脂13の種類に応じた表面処理がされて
いることが好ましく、例えば、シランカップリング剤や
チタンカップリング剤などによる処理、および／または
エポキシ樹脂やウレタン樹脂・アクリル樹脂などの収束
剤水溶液浸漬による集束のいずれでもよい。

【００４７】また、絶縁基体１には、機械的性質・電気
的性質・熱的性質・表面性状・燃焼性などの改良やコス
ト低減などのために、ガラス繊維以外の充填材を本発明
の目的を損なわない範囲内で含有させることも可能であ
り、例えば、マイカ・タルク・シリカ・炭酸カルシウム
・ガラスビーズ・ガラスフレーク・ガラスマイクロバル
ーン・クレー・ワラステナイト・酸化チタン・酸化亜鉛
・硫酸バリウム・グラファイト等の粒状あるいは板状の
無機フィラーが挙げられる。また、絶縁基体１を介して
絶縁基体１と蓋体２とから成る容器内部に水分が入り込
むのを防止する目的で吸湿性フィラーを含有させる方法
等を用いることができる。

【００４８】さらに、絶縁基体１を構成する樹脂13に
は、公知の物質、例えば他の熱可塑性樹脂・相溶化剤・
酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤・帯電防止剤・難
燃剤・染料や顔料等の着色剤・潤滑剤・結晶化促進剤等
を本発明の目的を損なわない範囲内で含有していても良
い。

【００４９】このような絶縁基体１を構成する樹脂13や
ガラス繊維、その他の添加剤は、後述する成形方法で用
いるために混練によりペレット化される。このようなペ
レットの製作方法としては、特に限定されず公知の方法
でよく、例えば、樹脂13やガラス繊維およびその他の添
加剤をタンブルミキサーなどの混合手段を用いて混合し
た後、ベント式単軸押出機でペレット化する方法や、樹
脂13と添加剤とをスーパーミキサーなどの強力な混合手
段を用いてあらかじめ混合したものを用意しておき、こ
れをベント式二軸押出機で途中からガラス繊維を供給し
てペレット化する方法などの、一般に工業的に用いられ
ている方法が適宜適用される。

【００５０】射出成形により、絶縁基体１を製造するた
めの方法としては、外部リード端子７を金型10内の所定
位置に予めセットしておき、金型キャビティ11内にサイ
ドゲートやピンゲート・サブマリンゲート等を用いて樹
脂注入口12よりガラス繊維を配合した樹脂13を射出する
ことにより、外部リード端子７が絶縁基体１の内側から
外側にかけて一体的に取着された成形体が得られる。

【００５１】外部リード端子７は、枠部１ｃの両端に枠
部１ｃの内外に突出するように複数個取着されており、
この外部リード端子７の枠部１ｃ内側に突出する領域に
半導体素子Ｓの各電極をボンディングワイヤ等の電気的
接続手段８を介して接続し、枠部１ｃの外側に突出する
領域を外部電気回路（図示せず）に電気的に接続するこ
とにより、半導体素子Ｓの各電極が外部リード端子７を
介し外部電気回路に電気的に接続されることとなる。

【００５２】このような外部リード端子７は、鉄−ニッ
ケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料か
ら成り、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金等から成
るインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等、
従来周知の金属加工法を施すことによって所定の形成に
形成される。

【００５３】また、外部リード端子７の枠部１ｃへの取
着は枠部１ｃを有する絶縁基体１を射出成形法により形
成する際にあらかじめ金型10内の所定位置に外部リード
端子７をセットしておくことによって枠部１ｃの所定位
置に両端を枠部１ｃの内外部に突出させた状態で一体的
に取着される。

【００５４】さらに、外部リード端子７は、その露出す
る外表面に良導電性で耐蝕性に優れ、かつろう材との濡
れ性が良好なニッケルや金等の金属をめっき法により所
定厚み（１〜20μｍ）に被着させておくと、外部リード
端子７の酸化腐蝕を有効に防止することができるととも
に外部リード端子７とボンディングワイヤ等の電気的接
続手段８との接続および外部リード端子７と外部電気回
路との接続信頼性を高いものとなすことができる。従っ
て、外部リード端子７はその露出する表面に良導電性で
耐蝕性に優れ、かつろう材と濡れ性の良いニッケルや金
等の金属をめっき法により１〜20μｍの厚みに被着させ
ておくことが好ましい。

【００５５】外部リード端子７が取着された絶縁基体１
は、さらにその上面にガラス・セラミックス・金属・樹
脂等の板材からなる蓋体２が樹脂製封止材９を介して取
着され、蓋体２で絶縁基体１の載置部１ａを塞ぎ、絶縁
基体１と蓋体２とから成る容器の内部を気密に封止し、
容器内部に半導体素子Ｓを気密に収容する機能を有す
る。

【００５６】かくして本発明の半導体素子収納用パッケ
ージ６によれば、絶縁基体１の載置部１ａに半導体素子
Ｓを樹脂製接着材を介して接着固定させるとともに半導
体素子Ｓの各電極を所定の外部リード端子７にボンディ
ングワイヤ等の電気的接続手段８を介して電気的に接続
し、しかる後、枠部１ｃの上面に蓋体２を樹脂製封止材
９を介して接合させ、枠部１ｃを有する絶縁基体１と蓋
体２とから成る容器内部に半導体素子Ｓを気密に収容す
ることによって製品としての半導体装置が完成する。

【００５７】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能である。

【００５８】

【発明の効果】本発明の半導体素子収納用パッケージに
よれば、絶縁基体の枠部上面における蓋体との接合面
に、射出成形による樹脂の流動が筋状に会合して形成さ
れた樹脂会合部に沿った溝状の凹部を設けたことから、
樹脂会合部分にウェルドが発生してもウェルドは凹部内
に形成され、枠部上面の蓋体との接合面に突出して形成
されることはない。従って、絶縁基体の枠部上面に蓋体
を樹脂製封止材を介して120〜150℃程度の温度で硬化接
合させた後、常温に降温させる場合や半導体装置の使用
環境において温度サイクル等の負荷が作用した場合や外
力等が加わった場合においても、ウェルド部分が蓋体に
対して“てこ”における支点の作用をなすことはなく、
ウェルド部に隣接する領域で蓋体の剥がれや破損が生じ
ることがなく、容器内部を長期間にわたり気密に保持
し、収容される半導体素子を正常、かつ安定に作動させ
ることが可能となる。

【００５９】また、凹部の断面形状がＵ字状であること
から、凹部は応力が集中する角部がなく、凹部に印加さ
れる応力が凹部内で良好に分散し、その結果、絶縁基体
の枠部上面に蓋体を樹脂製封止材を介して120〜150℃程
度の温度で硬化接合させた後、常温に降温させる場合や
半導体装置の使用環境において温度サイクル等の負荷が
作用した場合・外力等が加わった場合においても、絶縁
基体の枠部にクラックが生じることはなく、容器内部を
長期間にわたり気密に保持し、収容される半導体素子を
正常、かつ安定に作動させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の半導体素子収納用パッケー
ジの実施の形態の一例を示す断面図、（ｂ）はその側面
図である。

【図２】（ａ）は、実施の形態の他の例を示す断面図、
（ｂ）はその側面図である。

【図３】（ａ）は、絶縁基体を成形する金型のキャビテ
ィの斜視図であり、（ｂ）は、金型内の樹脂流れを示す
ための金型の断面図および絶縁基体の平面図である。

【図４】（ａ）は、他の例の絶縁基体を成形する金型の
キャビティの斜視図であり、（ｂ）は、金型内の樹脂流
れを示すための金型の断面図および絶縁基体の平面図で
ある。

【図５】（ａ）は、従来例における金型キャビティ内の
樹脂流れを示すための金型キャビティの斜視図、（ｂ）
は、金型内の樹脂流れを示すための金型の断面図および
成形中の絶縁基体の平面図である。

【図６】金型キャビティ内の樹脂流れを示す模式図であ
る。

【図７】樹脂会合部の断面の模式図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・絶縁基体１ａ・・・・・・・・載置部１ｂ・・・・・・・・基板部１ｃ・・・・・・・・枠部２・・・・・・・・・蓋体３・・・・・・・・・接合面４・・・・・・・・・樹脂会合部５・・・・・・・・・凹部６・・・・・・・・・半導体素子収納用パッケージＳ・・・・・・・・・半導体素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維状充填材を含む樹脂を射出成形し
て、上面中央部に半導体素子の載置部を有する基板部お
よび前記載置部を取り囲む枠部が一体的に形成された絶
縁基体と、前記載置部を覆うように前記枠部の上面に取
着される蓋体とを具備して成り、前記枠部上面の前記蓋
体との接合面に、前記射出成形による前記樹脂の流動が
筋状に会合して形成された樹脂会合部を有するととも
に、筋状の前記樹脂会合部に沿った溝状の凹部が設けら
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。
【請求項２】前記凹部の断面形状がＵ字状であること
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。