JP2962921B2 - 半導体素子収納用パッケージの製造方法 - Google Patents

半導体素子収納用パッケージの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高密度集積回路素子のよ
うな極めて多数の電極を有する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の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来技術及びその課題】従来、高密度集積回路素子の
ような極めて多数の電極を有する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は図3 に示すよう
に、アルミナセラミックス等の電気絶縁材料からなる絶
縁基体21と椀状の蓋体22とから構成されており、絶縁基
体21の上面には半導体素子23が載置固定される載置部B
と該半導体素子23の各電極が接続される薄膜配線層24
が、また下面には半導体素子23を外部電気回路に接続す
る複数個の外部リード端子25が、さらに内部には前記薄
膜配線層24と外部リード端子25を接続するメタライズ配
線層26が取着形成されている。
【0003】かかる従来の半導体素子収納用パッケージ
は絶縁基体21の上面に設けた半導体素子載置部B 上に半
導体素子23を接着剤を介して載置固定するとともに半導
体素子23の各電極を薄膜配線層24にボンディングワイヤ
27を介して接続させ、しかる後、前記絶縁基体21の上面
外周部に椀状蓋体22の下面を樹脂、ガラス、ロウ材等の
封止材により接合させ、絶縁基体21と蓋体22とで構成さ
れる容器内部に半導体素子23を気密に封止することによ
って最終製品としての半導体装置となる。
【0004】尚、前記半導体素子収納用パッケージは通
常、外部リード端子25の表面にニッケル、金等のメッキ
金属層28が電解メッキ方法により層着されており、該メ
ッキ金属層28によって外部リード端子25が酸化腐食する
のを防止したり、外部リード端子25と外部電気回路との
電気的接続を良好なものとしている。
【0005】また前記外部リード端子25表面へのメッキ
金属層28の層着は、外部リード端子25の数が数十乃至数
百、多い時には数千本もあり、且つその各々が互いに電
気的に独立しているため全ての外部リード端子25の表面
にメッキ金属層28を層着させる場合、外部リード端子25
の一本一本をそれぞれ別個に電解メッキしなければなら
ず、その作業性が極めて煩雑であるため通常は次の方
法、即ち、(1) まず絶縁基体21に取着形成した薄膜配線
層24と外部リード端子25とを接続するメタライズ配線層
26のそれぞれから引き出しパターン29を分岐させてメタ
ライズ配線層26の一部を絶縁基体21の側面に導出させる
とともに該導出部を絶縁基体21の側面に被着させた接続
導体30で共通に接続し、(2) 次に前記各外部リード端子
25の外表面に電解メッキ方法により一度にメッキ金属層
28を層着させ、(3) 最後に前記各メタライズ配線層26を
共通に接続する接続導体30を絶縁基体21側面から除去
し、各メタライズ配線層26を個々に電気的に接続させる
ことによって全ての外部リード端子25の外表面に一度に
メッキ金属層28を層着させている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の半導体素子収納用パッケージにおいては、各外部リ
ード端子25の表面にメッキ金属層28を一度に層着させる
ために各メタライズ配線層26の個々には引き出しパター
ン29が分岐されている。そのためこのメタライズ配線層
26を介して半導体素子23と外部電気回路との間で電気信
号の出し入れを行った場合、メタライズ配線層26を伝達
する電気信号は引き出しパターン29の分岐部及び引き出
しパターン29の先端で反射が起こり、これがノイズとな
って信号に入り込むとともに半導体素子23に伝達され、
半導体素子23に誤動作を起こさせるという欠点を有して
いた。
【0007】
【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的はメタライズ配線層から引き出しパターン
を分岐させることなく全ての外部リード端子の表面にメ
ッキ金属層を一度に層着させることができる半導体素子
収納用パッケージの製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上面に薄膜配
線層が被着され、下面にメッキ金属層で被覆された外部
リード端子がロウ付けされた絶縁基体と蓋体とから成
り、内部に半導体素子を収容するための空所を有する半
導体素子収納用パッケージであって、前記絶縁基体は下
記(1) 乃至(5) の工程により形成されていることを特徴
とするものである。 (1) 絶縁基体に複数個のスルーホールを形成するととも
に該スルーホールを介して絶縁基体の上面から下面にか
けて複数個のメタライズ配線層を形成する工程と、(2)
前記絶縁基体の下面に導出させたメタライズ配線層の個
々に外部リード端子をロウ付けする工程と、(3) 前記絶
縁基体の上面に金属薄膜を、メタライズ配線層の全てが
共通に電気的接続されるようにして被着させるとともに
該金属薄膜の表面を樹脂膜で被覆する工程と、(4) 前記
外部リード端子の表面にメッキ金属層を層着させ、該メ
ッキ金属層で外部リード端子の表面を被覆する工程と、
(5) 前記絶縁基体上面の樹脂膜を除去するとともに金属
薄膜を所定パターンにエッチング加工し、薄膜配線層と
なす工程。
【0009】
【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。
【0010】図1 は本発明の製造方法によって製造され
る半導体素子収納用パッケージの一実施例を示し、1 は
絶縁基体、2 は蓋体である。この絶縁基体1 と蓋体2 と
で内部に半導体素子4 を収容する容器3 が構成される。
【0011】前記絶縁基体1は酸化アルミニウム質焼結
体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭
化珪素質焼結体等の電気絶縁材料から成り、その上面略
中央部に半導体素子を載置固定する載置部A を有し、該
載置部A に半導体素子4 が接着剤を介し固定される。
【0012】前記絶縁基体1 はまたその上面で半導体素
子載置部A 周辺から外周方向に延びる複数個の薄膜配線
層5 が被着されており、該薄膜配線層5 の半導体素子載
置部A周辺には半導体素子4 の各電極がボンディングワ
イヤ6 を介して接続され、また外周方向に延ばした部位
は絶縁基体1 の上面からスルーホール( 貫通孔) を介し
下面にかけて形成したメタライズ配線層7 に接続され
る。
【0013】前記薄膜配線層5 はアルミニウム等の金属
材料から成り、半導体素子4 の各電極をメタライズ配線
層7 に電気的に接続する作用を為す。
【0014】また前記薄膜配線層5 が接続されるメタラ
イズ配線層7 はその絶縁基体1 下面において外部リード
端子8 が銀ロウ等のロウ材を介してロウ付けされてお
り、該メタライズ配線層7 は薄膜配線層5 を介して接続
された半導体素子4 の電極を外部電気回路に接続される
外部リード端子8 に電気的に接続する作用を為す。
【0015】更に前記メタライズ配線層7 にロウ付けさ
れる外部リード端子8 はコバール金属(Fe-Ni-Co 合金)
や42アロイ(Fe-Ni合金) 等の金属材料から成り、該外部
リード端子8 は半導体素子4 の各電極を直接、外部電気
回路に接続する作用を為す。
【0016】尚、前記外部リード端子8 はコバール金属
等のインゴット( 塊) を従来周知の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採用することによ
って所定形状に形成され、その一端がメタライズ配線層
7 に銀ロウ等のロウ材を介しロウ付けされる。
【0017】また前記外部リード端子8 はその外表面に
ニッケル、金等の耐蝕性に優れ、且つ良導電性である金
属材料から成るメッキ金属層9 が従来周知の電解メッキ
法によって1.0 乃至20.0μm の厚みに層着されており、
これによって外部リード端子8 は酸化腐食するのが有効
に防止されるとともに外部リード端子8 と外部電気回路
との電気的接続が良好なもとなる。
【0018】かくしてこの半導体素子収納用パッケージ
では、絶縁基体1 上面の半導体素子載置部A に半導体素
子4 を接着剤を介して固定するとともに該半導体素子4
の各電極を薄膜配線層5 にボンディングワイヤ6 を介し
て接続し、しかる後、絶縁基体1 の上面外周部に椀状蓋
体2 の下面を樹脂、ガラス、ロウ材等から成る封止材に
より接合させ、絶縁基体1 と蓋体2 とから成る容器3 内
部に半導体素子4 を気密に収容することによって最終製
品としての半導体装置となる。
【0019】次に上述の半導体素子収納用パッケージに
おける絶縁基体の製造方法について図2(a)乃至(e) によ
り説明する。
【0020】まず図2(a)に示す如く、絶縁基体1 に複数
個のスルーホールa を形成するとともに該スルーホール
a を介して絶縁基体1 の上面から下面にかけて複数個の
メタライズ配線層7 を形成する。
【0021】前記絶縁基体1 は、酸化アルミニウム質焼
結体、窒化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から
成り、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、
アルミナ(Al 2 O 3 ) 、シリカ(SiO2 ) 、カルシア(Ca
O) 、マグネシア(MgO) 等のセラミック原料粉末に適当
な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となすとともに
これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロー
ル法等を採用し、シート状に成形してセラミックグリー
ンシートを得、次に前記セラミックグリーンシートを打
ち抜き加工法により所定形状となすとともに高温(1600
℃)で焼成することによって製作される。
【0022】また前記絶縁基体1 に設けられるスルーホ
ールa は絶縁基体1 となるセラミックグリーンシートに
従来周知の孔明け加工法を施すことによって所定位置に
形成される。
【0023】更に前記絶縁基体1 に設けたスルーホール
a を介して絶縁基体1 の上面から下面にかけて形成され
るメタライズ配線層7 はタングステン、モリブデン、マ
ンガン等の高融点金属粉末から成り、該タングステン等
の高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合し
て得た金属ペーストを絶縁基体1 となるセラミックグリ
ーンシートの上下面及びスルーホールa 内に予め従来周
知のスクリーン印刷法を採用し印刷充填しておくことに
よって形成される。
【0024】次に図2(b)に示す如く、前記絶縁基体1 に
設けたメタライズ配線層7 のうち絶縁基体1 の下面に導
出させた部位に外部リード端子8 をロウ付けする。
【0025】前記外部リード端子8 のロウ付けはメタラ
イズ配線層7 に銀ロウ等のロウ材と外部リード端子8 を
順次載置させ、しかる後、これを約850 ℃の温度に加熱
し、ロウ材を加熱溶融させることによって行われる。
【0026】次に図2(c)に示す如く、前記下面に外部リ
ード端子8 をロウ付けした絶縁基体1 の上面に金属薄膜
5aを、メタライズ配線層7 の全てが共通に電気的接続さ
れるようにして被着させるとともに該金属薄膜7 の表面
を樹脂膜10で被覆する。
【0027】前記金属薄膜5aはアルミニウム等の金属材
料からなり、従来周知の蒸着法やスパッタリング法等の
薄膜形成技術よって絶縁基体1 の上面に厚さ約 5.0μm
程度に被着される。
【0028】前記金属薄膜5aは絶縁基体1 上に形成する
薄膜配線層5 となるとともに後述する外部リード端子8
の外表面にメッキ金属層9 を電解メッキ法により層着さ
せる際、全ての外部リード端子8 を共通に接続する共通
接続導体としての作用をなす。
【0029】また前記金属薄膜5a上に被着されている樹
脂膜10は外部リード端子8 の外表面にメッキ金属層9 を
電解メッキ法により層着させる際、金属薄膜5aにメッキ
金属層9 が層着されるのを有効に防止する作用を為し、
環化イソプレン等の樹脂を従来周知のスクリーン印刷法
やスピンコート法等により約10〜50μm 程度の厚みに被
着させることによって、或いはポリエステルから成るシ
ールを貼着することによって形成される。
【0030】次に図2(d)に示す如く、前記絶縁基体1 の
下面に被着させた外部リード端子8の外表面にメッキ金
属層9 を層着させ、メッキ金属層9 によって外部リー
ド端子8 を被覆する。
【0031】前記メッキ金属層9 はニッケル、金等の耐
蝕性に優れ、且つ良導電性の金属から成り、従来周知の
電解メッキ法により1.0 乃至20.0μm の厚みに層着され
る。
【0032】また前記外部リード端子8 の外表面を電解
メッキ法によりメッキ金属層9 を被着させる場合、各外
部リード端子8 はそれがロウ付けされているメタライズ
配線層8 を金属薄膜5aで共通に接続しているため、1 つ
の外部リード端子8 に電解メッキの電力を印加すれば全
ての外部リード端子8 表面にメッキ金属層9 を均一厚み
に層着させることができ、外部リード端子8 へのメッキ
金属層9 の層着の作業性が大幅に向上する。
【0033】更に前記各外部リード端子8 の表面に電解
メッキ法によりメッキ金属層9 を一度に層着させる場
合、各外部リード端子8 がロウ付けされているメタライ
ズ配線層8 はその各々が金属薄膜5aで共通に接続されて
いるためメタライズ配線層8 にわざわざ引き出しパター
ンを分岐させる必要は一切なく、その結果、メタライズ
配線層8 を伝達する電気信号が引き出しパターンの分岐
部、或いは引き出しパターンの先端部で反射し、ノイズ
を発生することはなく、該ノイズが半導体素子に伝達さ
れて半導体素子に誤動作を起こさせることもない。
【0034】そして最後に前記絶縁基体1 はその上面に
被着させた樹脂膜10を除去するとともに金属配線5aをフ
ォトリソグラフィー技術等により所定パターンの薄膜配
線層5 となすことによって図2(e)に示す如く、製品とし
ての絶縁基体1 が完成する。
【0035】尚、この場合、薄膜配線層5 は薄膜形成技
術及びフォトリソグラフィー技術等を採用することによ
って形成されることから極めて微細なパターンとなすこ
とができ、その結果、半導体素子の電極数が極めて多い
ものになったとしても該半導体素子の各電極をメタライ
ズ配線層8 に確実に電気的接続することができる。
【0036】尚、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。
【0037】
【発明の効果】本発明の半導体素子収納用パッケージの
製造方法によれば、絶縁基体に設けた外部リード端子が
ロウ付けされるメタライズ配線層の全てを薄膜配線層と
なる金属薄膜で共通に接続したことからメタライズ配線
層にわざわざ引き出しパターンを分岐させる必要は一切
ない。そのためメタライズ配線層に電気信号を伝達させ
たとしても該電気信号はメタライズ配線層に引き出しパ
ターンの分岐部がないことから引き出しパターンの分岐
部、或いは引き出しパターンの先端部において反射し、
ノイズを発生することは殆どなく、該ノイズが半導体素
子に伝達されて半導体素子に誤動作を生じさせることも
ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法によって製造された半導体素
子収納用パッケージの一実施例を示す断面図である。
【図2】(a)(b)(c)(d)(e)は本発明の製造方法を説明す
るための各工程毎の断面図である。
【図3】従来の半導体素子収納用パッケージの断面図で
ある。
【符号の説明】
1・・・・絶縁基体 2・・・・蓋体 3・・・・容器 4・・・・半導体素子 5・・・・薄膜配線層 5a・・・金属薄膜 7・・・・メタライズ配線層 8・・・・外部リード端子 9・・・・メッキ金属層 A・・・・半導体素子載置部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上面に薄膜配線層が被着され、下面にメッ
    キ金属層で被覆された外部リード端子がロウ付けされた
    絶縁基体と蓋体とから成り、内部に半導体素子を収容す
    るための空所を有する半導体素子収納用パッケージであ
    って、前記絶縁基体は下記(1) 乃至(5) の工程により形
    成されていることを特徴とする半導体素子収納用パッケ
    ージの製造方法。 (1) 絶縁基体に複数個のスルーホールを形成するととも
    に該スルーホールを介して絶縁基体の上面から下面にか
    けて複数個のメタライズ配線層を形成する工程と、 (2) 前記絶縁基体の下面に導出させたメタライズ配線層
    の個々に外部リード端子をロウ付けする工程と、 (3) 前記絶縁基体の上面に金属薄膜を、メタライズ配線
    層の全てが共通に電気的接続されるようにして被着させ
    るとともに該金属薄膜の表面を樹脂膜で被覆する工程
    と、 (4) 前記外部リード端子の表面にメッキ金属層を層着さ
    せ、該メッキ金属層で外部リード端子の表面を被覆する
    工程と、 (5) 前記絶縁基体上面の樹脂膜を除去するとともに金属
    薄膜を所定パターンにエッチング加工し、薄膜配線層と
    なす工程。
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