JPH04216652A - 半導体装置のパッケージ構造 - Google Patents
半導体装置のパッケージ構造Info
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- JPH04216652A JPH04216652A JP2411197A JP41119790A JPH04216652A JP H04216652 A JPH04216652 A JP H04216652A JP 2411197 A JP2411197 A JP 2411197A JP 41119790 A JP41119790 A JP 41119790A JP H04216652 A JPH04216652 A JP H04216652A
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- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
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- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
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- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置を導電性キ
ャップで覆うことにより気密シールするパッケージ構造
に関するものである。更に詳しく述べると、上面に半導
体素子を搭載した回路基板の下面側に導電層を設け、導
電スルーホールで導電性封着部と接続することにより、
気密性と電磁シールド性の両方をもたせた封着技術に関
するものである。この技術はハイブリッドIC等のパッ
ケージに好適である。
ャップで覆うことにより気密シールするパッケージ構造
に関するものである。更に詳しく述べると、上面に半導
体素子を搭載した回路基板の下面側に導電層を設け、導
電スルーホールで導電性封着部と接続することにより、
気密性と電磁シールド性の両方をもたせた封着技術に関
するものである。この技術はハイブリッドIC等のパッ
ケージに好適である。
【0002】
【従来の技術】回路基板上に各種半導体素子を搭載した
半導体装置(例えばハイブリッドIC等)では、半導体
素子と外気との間を遮断するために気密封止を行ってい
る。他方、発振モジュールなどを同一回路基板上に搭載
する半導体装置では、気密封止の他に電磁シールドも併
せて要求される。
半導体装置(例えばハイブリッドIC等)では、半導体
素子と外気との間を遮断するために気密封止を行ってい
る。他方、発振モジュールなどを同一回路基板上に搭載
する半導体装置では、気密封止の他に電磁シールドも併
せて要求される。
【0003】一般に、このように気密封止と電磁シール
ドとを併せ持つパッケージ構造としては、抵抗溶接法に
より封止する金属ケースが知られている。この金属ケー
スは外部リードを保持するステムとキャップとの組み合
わせからなる。回路基板上に半導体素子を取り付けて金
ワイヤなどでボンディングした半導体装置を、ステム上
に固定しキャップを被せて封止する。
ドとを併せ持つパッケージ構造としては、抵抗溶接法に
より封止する金属ケースが知られている。この金属ケー
スは外部リードを保持するステムとキャップとの組み合
わせからなる。回路基板上に半導体素子を取り付けて金
ワイヤなどでボンディングした半導体装置を、ステム上
に固定しキャップを被せて封止する。
【0004】また最近では回路基板の中間層に第2の導
電層を形成し、フランジの無いキャップを被せ、回路基
板の外周端面で半田付けして第2の導電層とキャップと
を導通させて電磁シールドするパッケージ構造も提案さ
れている。
電層を形成し、フランジの無いキャップを被せ、回路基
板の外周端面で半田付けして第2の導電層とキャップと
を導通させて電磁シールドするパッケージ構造も提案さ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち前
者の場合は、回路基板を収納する金属ケース(ステムと
キャップ)を必要とすることから、コスト高、重量増加
を招き、更には専用の封止装置が不可欠である等の欠点
があり、近年の軽薄短小化の要求に対応することが著し
く困難となっている。
者の場合は、回路基板を収納する金属ケース(ステムと
キャップ)を必要とすることから、コスト高、重量増加
を招き、更には専用の封止装置が不可欠である等の欠点
があり、近年の軽薄短小化の要求に対応することが著し
く困難となっている。
【0006】また後者の場合は回路基板にキャップを被
せるだけの構成であるため、小型化軽量化できる利点は
あるものの、回路基板の端面でキャップを半田付けを行
うため、回路基板を1個ずつ分離した後、別々に封着し
なければならず、作業性が悪く量産化には不向きである
。
せるだけの構成であるため、小型化軽量化できる利点は
あるものの、回路基板の端面でキャップを半田付けを行
うため、回路基板を1個ずつ分離した後、別々に封着し
なければならず、作業性が悪く量産化には不向きである
。
【0007】本発明の目的は、上記のような従来技術の
欠点を解消し、気密性と電磁シールドとを併せ持ち、そ
れでいて小型軽量化でき、簡単な構造で封着作業性が良
好なため安価に量産できる半導体装置のパッケージ構造
を提供することである。
欠点を解消し、気密性と電磁シールドとを併せ持ち、そ
れでいて小型軽量化でき、簡単な構造で封着作業性が良
好なため安価に量産できる半導体装置のパッケージ構造
を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は基本的には、回
路基板の上面に半導体素子を搭載した半導体装置を導電
性キャップで覆い気密シールする半導体装置のパッケー
ジ構造である。このようなパッケージ構造において、キ
ャップは周囲にフランジを有する形状をなし、回路基板
はその上面の前記フランジに対応する箇所に形成した第
1の導電層と、下面側を覆う第2の導電層と、前記第1
の導電層の真下でほぼ均等に分散し該第1の導電層と第
2の導電層との間を接続する多数の導電スルーホールを
有する。そしてフランジと第1の導電層との間を導電性
封着材により封着する。
路基板の上面に半導体素子を搭載した半導体装置を導電
性キャップで覆い気密シールする半導体装置のパッケー
ジ構造である。このようなパッケージ構造において、キ
ャップは周囲にフランジを有する形状をなし、回路基板
はその上面の前記フランジに対応する箇所に形成した第
1の導電層と、下面側を覆う第2の導電層と、前記第1
の導電層の真下でほぼ均等に分散し該第1の導電層と第
2の導電層との間を接続する多数の導電スルーホールを
有する。そしてフランジと第1の導電層との間を導電性
封着材により封着する。
【0009】通常、第1の導体層は、回路基板の外周に
沿って枠状に形成する。単層の回路基板を用いる場合は
、その下面の半導体装置のリード電極を除くほぼ全面に
第2の導電層を形成する。多層回路基板を用いる場合は
、中間層のほぼ全面に第2の導電層を形成する。本発明
のパッケージ構造は、例えばハイブリッドIC等に特に
好適である。
沿って枠状に形成する。単層の回路基板を用いる場合は
、その下面の半導体装置のリード電極を除くほぼ全面に
第2の導電層を形成する。多層回路基板を用いる場合は
、中間層のほぼ全面に第2の導電層を形成する。本発明
のパッケージ構造は、例えばハイブリッドIC等に特に
好適である。
【0010】
【作用】キャップのフランジと回路基板の第1の導電層
とを導電性封着材を用いて封着することにより、気密封
止が達成される。封止を回路基板の上面で行うため、多
数個取りが可能でなる。電磁シールドは、上方はキャッ
プにより、また側方と下方は導電性封着材、第1の導体
層、導電スルーホール、及び第2の導電層により達成さ
れる。側方の電磁シールドを受け持つ多数の導電スルー
ホールは、第1の導電層の真下に位置し、そのため回路
基板の面積は必要以上に増大することはなく、省スペー
ス化に貢献する。
とを導電性封着材を用いて封着することにより、気密封
止が達成される。封止を回路基板の上面で行うため、多
数個取りが可能でなる。電磁シールドは、上方はキャッ
プにより、また側方と下方は導電性封着材、第1の導体
層、導電スルーホール、及び第2の導電層により達成さ
れる。側方の電磁シールドを受け持つ多数の導電スルー
ホールは、第1の導電層の真下に位置し、そのため回路
基板の面積は必要以上に増大することはなく、省スペー
ス化に貢献する。
【0011】
【実施例】図1は本発明における半導体装置のパッケー
ジ構造の一実施例を示す断面図であり、図2はその回路
基板の平面図である。この例は単層回路基板を用いる場
合である。回路基板10は、アルミナあるいは窒化アル
ミニウムなどからなる。回路基板10の上面に回路パタ
ーン12を設けて各種半導体素子14を搭載し、金ワイ
ヤ16によって接続して半導体装置を構成する。図2の
一点鎖線でしめす領域(符号18で示す)が半導体装置
形成部分である。このような回路基板10の上に金属製
のキャップ20を被せる。本実施例ではキャップ20は
、その外周下端部分に水平方向外向きに突出するフラン
ジ22を有する形状をなしており、全体にニッケル・メ
ッキが施されている。
ジ構造の一実施例を示す断面図であり、図2はその回路
基板の平面図である。この例は単層回路基板を用いる場
合である。回路基板10は、アルミナあるいは窒化アル
ミニウムなどからなる。回路基板10の上面に回路パタ
ーン12を設けて各種半導体素子14を搭載し、金ワイ
ヤ16によって接続して半導体装置を構成する。図2の
一点鎖線でしめす領域(符号18で示す)が半導体装置
形成部分である。このような回路基板10の上に金属製
のキャップ20を被せる。本実施例ではキャップ20は
、その外周下端部分に水平方向外向きに突出するフラン
ジ22を有する形状をなしており、全体にニッケル・メ
ッキが施されている。
【0012】本実施例において回路基板10には、その
上面(半導体素子搭載面)の前記フランジ22に対応す
る箇所に枠状の第1の導電層24を形成し、下面のほぼ
全体(リード電極26及びその近傍を除く)を覆うよう
に第2の導電層28を形成する。そして前記第1の導電
層24の真下に多数の導電スルーホール30を形成して
第1の導電層24と第2の導電層28とを接続する。こ
れらの導電スルーホール30は、回路基板10の周囲で
ほぼ均等に分散するように設ける。この例では12本ほ
ぼ等間隔で形成してある。これらの導電層は、厚膜印刷
、エッチング、選択メッキ、積層法やスルーホール技術
を用いて容易に行える。
上面(半導体素子搭載面)の前記フランジ22に対応す
る箇所に枠状の第1の導電層24を形成し、下面のほぼ
全体(リード電極26及びその近傍を除く)を覆うよう
に第2の導電層28を形成する。そして前記第1の導電
層24の真下に多数の導電スルーホール30を形成して
第1の導電層24と第2の導電層28とを接続する。こ
れらの導電スルーホール30は、回路基板10の周囲で
ほぼ均等に分散するように設ける。この例では12本ほ
ぼ等間隔で形成してある。これらの導電層は、厚膜印刷
、エッチング、選択メッキ、積層法やスルーホール技術
を用いて容易に行える。
【0013】実際の作業手順では、まず上記のように回
路基板10に各種導電層を形成した後、半導体素子14
等を搭載して装置を構成する。次に第1の導電層24上
に、例えば錫−鉛系半田プリフォームのような導電性封
着材32を載せ、それを介してキャップ20のフランジ
22を載せてリフロー炉などを通し結合する。このよう
にして気密封止と電磁シールドを同時に満足するパッケ
ージ構造を得ることができる。
路基板10に各種導電層を形成した後、半導体素子14
等を搭載して装置を構成する。次に第1の導電層24上
に、例えば錫−鉛系半田プリフォームのような導電性封
着材32を載せ、それを介してキャップ20のフランジ
22を載せてリフロー炉などを通し結合する。このよう
にして気密封止と電磁シールドを同時に満足するパッケ
ージ構造を得ることができる。
【0014】なお、導電性封着材32として錫−鉛系半
田ペーストを用いる場合には、半導体素子を搭載する前
に第1の導電層24の封着面に半田ペーストを印刷し、
リフロー炉を通して半田層を設けておくことも可能であ
る。また例えば導電性封着材として、耐熱性の高い高温
半田や導電性フィラー入り封止用ガラスを用い、回路基
板の下面のリード電極に錫−鉛系普通半田を施すとSM
D(表面実装部品)対応型のパッケージ構造にもなる。
田ペーストを用いる場合には、半導体素子を搭載する前
に第1の導電層24の封着面に半田ペーストを印刷し、
リフロー炉を通して半田層を設けておくことも可能であ
る。また例えば導電性封着材として、耐熱性の高い高温
半田や導電性フィラー入り封止用ガラスを用い、回路基
板の下面のリード電極に錫−鉛系普通半田を施すとSM
D(表面実装部品)対応型のパッケージ構造にもなる。
【0015】本発明では回路基板の上面でキャップを結
合するため、1枚の基板に上記のような導電層及び導電
スルーホールを持つ多数の回路基板部分を並べて一度に
形成し、それぞれ半導体素子などを搭載して半導体装置
を構成した後、金属製キャップを順次取り付け封着して
から、1個ずつに切断分離する工程を採用でき、それに
よって安価に大量に製造できる。
合するため、1枚の基板に上記のような導電層及び導電
スルーホールを持つ多数の回路基板部分を並べて一度に
形成し、それぞれ半導体素子などを搭載して半導体装置
を構成した後、金属製キャップを順次取り付け封着して
から、1個ずつに切断分離する工程を採用でき、それに
よって安価に大量に製造できる。
【0016】図3は本発明の他の実施例の断面図である
。この例は多層回路基板を用いる場合である。基本的な
構成は前記の実施例と同様であるから、対応する部分に
は同一符号を付し、それらについての詳細な説明は省略
する。回路基板40は、上面に回路パターン12を設け
ると共に、フランジ22に対応する箇所に枠状の第1の
導電層24を形成し、中間層のほぼ全体(リード引出し
用導電スルーホール部42及びその近傍を除く)に第2
の導電層44を形成する。そして前記第1の導電層24
の真下に多数の導電スルーホール30を形成して第1の
導電層24と第2の導電層44とを接続する。これらの
導電スルーホール30は、回路基板40の周囲でほぼ均
等に分布するように設ける。このような回路基板40に
半導体素子14等を搭載し、金ワイヤ16で接続して半
導体装置を構成する。次に第1の導電層24上に導電性
封着材32を介してキャップ20のフランジ22を載せ
て結合する。
。この例は多層回路基板を用いる場合である。基本的な
構成は前記の実施例と同様であるから、対応する部分に
は同一符号を付し、それらについての詳細な説明は省略
する。回路基板40は、上面に回路パターン12を設け
ると共に、フランジ22に対応する箇所に枠状の第1の
導電層24を形成し、中間層のほぼ全体(リード引出し
用導電スルーホール部42及びその近傍を除く)に第2
の導電層44を形成する。そして前記第1の導電層24
の真下に多数の導電スルーホール30を形成して第1の
導電層24と第2の導電層44とを接続する。これらの
導電スルーホール30は、回路基板40の周囲でほぼ均
等に分布するように設ける。このような回路基板40に
半導体素子14等を搭載し、金ワイヤ16で接続して半
導体装置を構成する。次に第1の導電層24上に導電性
封着材32を介してキャップ20のフランジ22を載せ
て結合する。
【0017】また本発明は、大きな回路基板の一部に形
成した半導体装置部分にキャップを被せて気密封止と電
磁シールドを施す場合にも適用できる。
成した半導体装置部分にキャップを被せて気密封止と電
磁シールドを施す場合にも適用できる。
【0018】
【発明の効果】本発明は上記のように周囲にフランジを
有するキャップを用い、回路基板の上面の前記フランジ
に対応する箇所に第1の導電層を形成して、フランジと
第1の導電層との間を導電性封着材により封着するから
、気密シールができる。また回路基板は、下面側を覆う
第2の導電層と、ほぼ均等に分散し両導電層間を接続す
る多数の導電スルーホールを有し、導電性キャップ及び
導電性封着材を用いるため、上方はキャップにより、側
方及び下方は導電性封着材、第1の導電層、導電スルー
ホール、及び第2の導電層で囲まれ、電磁シールドされ
る。
有するキャップを用い、回路基板の上面の前記フランジ
に対応する箇所に第1の導電層を形成して、フランジと
第1の導電層との間を導電性封着材により封着するから
、気密シールができる。また回路基板は、下面側を覆う
第2の導電層と、ほぼ均等に分散し両導電層間を接続す
る多数の導電スルーホールを有し、導電性キャップ及び
導電性封着材を用いるため、上方はキャップにより、側
方及び下方は導電性封着材、第1の導電層、導電スルー
ホール、及び第2の導電層で囲まれ、電磁シールドされ
る。
【0019】また本発明では、第1の導電層と第2の導
電層間を接続する導電スルーホールが、前記第1の導電
層の真下に位置しているため、回路基板サイズは気密シ
ールに必要な最小限度に小型化でき、省スペース化を図
ることがでる。重量の大きい金属ステムも不要なため軽
量化を図ることもできる。更に基板構造上、容易にSM
D対応型のパッケージ構造になる。
電層間を接続する導電スルーホールが、前記第1の導電
層の真下に位置しているため、回路基板サイズは気密シ
ールに必要な最小限度に小型化でき、省スペース化を図
ることがでる。重量の大きい金属ステムも不要なため軽
量化を図ることもできる。更に基板構造上、容易にSM
D対応型のパッケージ構造になる。
【0020】また本発明では、キャップを回路基板の上
面で封着するため、同一基板に多数の回路基板部分を一
度に並べて形成し、そのまま半導体装置を構成した後、
順次キャップを被せて封着し、最後に1個1個に切断分
離する製造工程を採用できるため、量産化に適し、コス
トを低減できる。
面で封着するため、同一基板に多数の回路基板部分を一
度に並べて形成し、そのまま半導体装置を構成した後、
順次キャップを被せて封着し、最後に1個1個に切断分
離する製造工程を採用できるため、量産化に適し、コス
トを低減できる。
【図1】本発明に係るパッケージ構造の一実施例を示す
断面図。
断面図。
【図2】図1のパッケージで用いる回路基板の平面図。
【図3】本発明に係るパッケージ構造の他の実施例を示
す断面図。
す断面図。
10 回路基板
14 半導体素子
20 キャップ
22 フランジ
24 第1の導電層
28 第2の導電層
30 導電スルーホール
32 導電性封着材
Claims (3)
- 【請求項1】 回路基板の上面に半導体素子を搭載し
た半導体装置を導電性キャップで覆い気密シールするパ
ッケージにおいて、キャップは周囲にフランジを有し、
回路基板は、その上面の前記フランジに対応する箇所に
形成した第1の導電層と、下面側を覆う第2の導電層と
、前記第1の導電層の真下でほぼ均等に分散し該第1の
導電層と第2の導電層との間を接続する多数の導電スル
ーホールとを有し、フランジと第1の導電層との間を導
電性封着材により封着することを特徴とする半導体装置
のパッケージ構造。 - 【請求項2】 第1の導電層を回路基板の外周に沿っ
て枠状に形成し、第2の導電層を回路基板の下面の半導
体装置のリード電極を除くほぼ全面に形成した請求項1
記載のパッケージ構造。 - 【請求項3】 第1の導電層を回路基板の外周に沿っ
て枠状に形成し、第2の導電層を回路基板の中間層のほ
ぼ全面に形成した請求項1記載のパッケージ構造。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41119790A JP2849479B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 半導体装置のパッケージ構造 |
TW083102121A TW377499B (en) | 1990-12-17 | 1992-06-02 | Method of manufacturing an electrode external to semiconductor package and the same apparatus |
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JP41119790A JP2849479B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 半導体装置のパッケージ構造 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11238818A (ja) * | 1998-02-20 | 1999-08-31 | Kyocera Corp | 電子部品収納用パッケージ |
KR100698570B1 (ko) * | 2005-11-03 | 2007-03-21 | 신테크 컴퍼니, 리미티드 | 전자파 간섭을 감소시키는 패키지 디바이스 |
JP2010067989A (ja) * | 2002-07-19 | 2010-03-25 | Panasonic Corp | モジュール部品 |
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JP2020014064A (ja) * | 2018-07-13 | 2020-01-23 | 日本電波工業株式会社 | 圧電デバイス |
-
1990
- 1990-12-17 JP JP41119790A patent/JP2849479B2/ja not_active Expired - Fee Related
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