JP4483366B2

JP4483366B2 - 半導体パッケージおよびその製造方法

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Publication number: JP4483366B2
Application number: JP2004089141A
Authority: JP
Inventors: 克典鈴木; 哲丞 ▲濱▼野
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2010-06-16
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Description

本発明は、高度の気密状態が求められる半導体素子が基板上に配置され、かつ該基板にハーメチックシールにより複数のリード線が接合されているとともに当該基板に密閉用の蓋体がシールリングを介して接合された半導体パッケージおよびその製造方法に関する。

高度な気密状態が求められる半導体素子などの電子部品を搭載（収容）するためのパッケージには金属製の気密封止型パッケージが用いられている。例えば、箱形のバタフライパッケージ、ＣＡＮタイプのステム型パッケージ（ステム型半導体キャリア）、ＭｉｎｉＤｉｌタイプの小型パッケージ等が良く知られている。この場合、パッケージ（あるいはキャリア）の外部から内部に電気信号を導くためのリード線（あるいはリード端子）が、ハーメチックシールによりパッケージ（あるいはキャリア）のリード線（あるいはリード端子）の挿入部位に封止されている。

このようなハーメチックシールが行われる理由は、金属製のパッケージとリード線（あるいはリード端子）との絶縁を維持するためと、パッケージ内を気密に封止するためである。通常、金属製のパッケージ（あるいはキャリア）の金属母材としては、鉄（Ｆｅ）、ステンレス（ＳＵＳ）、ＦｅＮｉ合金、ＦｅＮｉＣｏ合金（ＫＯＶＡＲ：商品名）が使用されている。そして、これらの金属はハーメチックシール用ガラスとの濡れ性が良好で、かつ熱膨張係数が近似しているため、高い気密性を維持するには十分であった。

このような気密なハーメチックシールを行うために、例えば、特許文献１に示されるような技術手段が提案されている。ここで、特許文献１においては、金属端子の表面に第１の金属層となるニッケル層を形成し、この上に第２の金属層となる金層を形成するようにしている。これにより、熱処理中に第１の金属層となるニッケル金属が第２の金属層となる金層中を拡散してこれらのメッキ層の表面に到達し、このニッケルがガラスと酸化還元反応して接合層を形成する。このため、表面保護用の第２の金属層となる金層を有する金属端子であっても、強固なハーメチックシールが行えるようになる。
特開平１０−７４４１号公報

ところで、近年、半導体素子からの発熱量が増大するようになったため、従来のパッケージ材料では放熱が十分に行えなくなった。そのため、半導体素子の発熱による素子の破壊防止や、発生した熱を速やかに外部に効率よく放熱するために、高熱伝導性を有し、かつ低熱膨張の性質を有する材料であるＷＣｕ合金、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金がパッケージ材料として用いられるようになった。ここで、ＷＣｕ合金、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金をパッケージ（キャリア）の母材として用いた場合は、ＦｅＮｉ合金やＫＯＶＡＲからなる蓋材（リッドやＣＡＮ等）を溶接するために、ＦｅＮｉ合金やＫＯＶＡＲからなるシールリングをロウ付けにより母材に接合するための作業を行う必要があった。

ここで、ＦｅＮｉ合金やＫＯＶＡＲからなるシールリングをロウ付けにより母材に接合する場合、ロウ材の流れ性を容易にするために母材となるＷＣｕ合金、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金にＮｉめっき等の前処理を行うようにしている。さらに母材とＮｉめっきとの密着性を上げるために熱処理を行うようにしている。そして、Ｎｉめっきや熱処理が施された母材のリード線（あるいはリード端子）の挿入部にリード線（あるいはリード端子）をハーメチックシールした後、シールリングを母材の所定の部位にロウ付けするようにしている。

しかしながら、ＷＣｕ合金、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金は合金を構成する金属同士が互いに固溶していないため、各合金の表面状態が部分的に異なっていて、Ｎｉめっきを均一に成長させることが困難であった。その結果、Ｎｉめっきを施した後に熱処理やハーメチックシール工程、ロウ付け工程による熱履歴を受けると、母材とＮｉめっき間の密着性が低下して高い気密性を維持することが困難となる。このため、高い気密性が必要とされる半導体素子収納用パッケージ（キャリア）の用途としての使用は困難であった。

そこで、本発明は上述したような問題点を解消するためになされものであって、ＷＣｕ合金、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金からなる母材を用いても高い気密性が得られる半導体パッケージを提供できるようにすることを目的とする。

本発明は、高度の気密状態が求められる半導体素子が基板上に配置され、かつ該基板にハーメチックシールにより複数のリード線が接合されているとともに当該基板に密閉用の蓋体がシールリングを介して接合された半導体キャリアである。そして、上記目的を達成するため、基板はＷＣｕ合金、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金のいずれかから形成されており、基板と複数のリード線は未ニッケルメッキ処理の表面に酸化処理されていてこれらの基板と複数のリード線とはハーメチックシールされており、基板とシールリングとは直接ロウ付けにより接合されており、ハーメチックシール後の露出したリード線の表面およびロウ付け後の露出したシールリングの表面にはニッケルメッキと金メッキが施されていることを特徴とする。

このように、基板と複数のリード線は未ニッケルメッキ処理の表面に酸化処理されていてこれらの基板と複数のリード線とはハーメチックシールされていると、このハーメチックシール部に熱履歴を受けても、基板とハーメチックガラスとの接合部およびリード線とハーメチックガラスとの接合部の密着性が低下することがないため、高い気密性を維持することができるようになる。また、基板とシールリングとは直接ロウ付けにより接合されていると、この接合部に熱履歴を受けても、基板とシールリングとのロウ付け部で密着性が低下することがないため、高い気密性を維持することができるようになる。これにより、ＷＣｕ合金、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金からなる母材を用いても高い気密性が得られる半導体パッケージを提供できるようになる。

この場合、このような半導体パッケージを得るためには、ＷＣｕ合金、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金のいずれかから形成されたニッケルメッキ処理前の基板およびニッケルメッキ処理前の複数のリード線を加熱処理してこれらの表面を酸化処理する酸化処理工程と、基板に複数のリード線をハーメチックシールにより接合するハーメチックシール工程と、基板にロウ付けによりシールリングを接合するロウ付け工程と、ハーメチックシール後の露出したリード線の表面およびロウ付け後の露出したシールリングの表面にニッケルメッキと金メッキを施すメッキ工程とを備えるようにすればよい。

ついで、本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明するが、本発明はこの実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の目的を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。なお、図１はステム形ＬＤモジュールのパッケージとなる母材を模式的に示す図であり、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ断面を示す断面図である。図２は図１の母材にリード端子をハーメチックシールするとともに、シールリング及びアース端子をロウ付けした状態を模式的に示す図であり、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ断面を示す断面図である。

また、図３は図２のパッケージに半導体素子を半田付けした状態を模式的に示す図であり、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）はそのＡ−Ａ断面を示す断面図である。図４は図３のパッケージに蓋体（キャップ）を溶接した状態の断面を模式的に示す断面図である。図５は図４のＡ部を拡大して示す断面図である。図６は図４とほぼ同様な比較例のパッケージの図４のＡ部と同様な部分を拡大して示す断面図である。図７は蓋体（キャップ）を溶接する前のパッケージの気密試験を行う状態を模式的に示す断面図である。図８は蓋体（キャップ）を溶接した後の半導体パッケージの気密試験を行う状態を模式的に示す断面図である。

１．ＭＩＭ（Metal Injection Molding）法による母材の作製
まず、平均粒径が１．０μｍの８５Ｗ１５Ｃｕ複合粉末あるいは混合粉末を、ジェットミル内あるいはボールミル内に投入して平均粒径が０．１〜０．３μｍになるまで粉砕した。この場合、微粉化および粉末の球状化を行うとともに、凝集したものの除去を行った。なお、ジェットミルにおいては加圧力が０．１〜１ＭＰａで、回転速度が５０００ｒｐｍで２０分間行った。また、ボールミルにおいては、２０〜２００時間行った。

ついで、得られた平均粒径が０．１〜０．３μｍの８５Ｗ１５Ｃｕ複合粉末が４０〜４５体積％に対して、バインダーを６０〜５５体積％添加して、混練した。なお、バインダーとしては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリル樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）系とワックス系との混合物等から選択して用いればよい。この後、得られた混練物をペレタイザーでペレット化し、これを射出成形機のホッパーに充填した。ついで、型絞圧が２０ｔの射出成形機にて１６０℃で射出成形して成形体（グリーン体）を成形した。

ついで、得られた成形体（グリーン体）を脱バインダー炉内に配置し、１リットル／分の窒素気流中で、昇温速度が０．１℃／ｍｉｎになるように加熱した。ついで、５５０℃の温度に２時間保持して、成形体（グリーン体）内に残存するバインダーを揮散させた後、冷却して脱バインダー処理を行った。この後、１リットル／分の水素気流中で、銅の融点以下の５００〜１０００℃の温度で加熱して脱酸素処理を行った。この脱酸素処理により、タングステン（Ｗ）粒子の表面に形成された酸化層は水素により還元されるので、銅（Ｃｕ）との濡れ性が向上するようになる。

ついで、これを焼結炉内に配置して、昇温速度が５℃／ｍｉｎの水素気流中で、１１７５〜１２２５℃の焼結温度で焼結処理した。これにより、図１に示すように、リード端子挿通用貫通孔１１，１１と、アース端子挿通用孔（図示せず）と、レーザダイオード載置台１２とを備えた平面形状が円形状の母材１０（ａ）を作製した。なお、上述した焼結処理において、８５Ｗ１５Ｃｕを用いる場合の焼結温度は１１７５〜１２２５℃であるが、９５Ｗ５Ｃｕを用いる場合の焼結温度は１２７５〜１３２５℃で、９０Ｗ１０Ｃｕを用いる場合の焼結温度は１２２５〜１２７５℃で、８０Ｗ２０Ｃｕを用いる場合の焼結温度は１１５０〜１２００℃で、７０Ｗ３０Ｃｕを用いる場合の焼結温度は１１２５〜１１７５℃であるのが望ましい。

また、合金粉末としては、上述したＷＣｕ合金以外に、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金を用いてもよい。この場合、８５Ｗ１５Ａｇを用いて上述と同様に母材を作製し、これを母材１０（ｂ）とした。また、８５Ｍｏ１５Ｃｕを用いて上述と同様に母材を作製し、これを母材１０（ｃ）とし、８５Ｍｏ１５Ａｇを用いて上述と同様に母材を作製し、これを母材１０（ｄ）とした。

２．半導体キャリア
（１）実施例
ついで、上述のように作製した母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）と、ＦｅＮｉ合金製のリード端子１４を３５０℃に加熱されたオーブン中に配置した。この後、これらを３５０℃で３０分間加熱処理して、母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の表面およびリード端子１４の表面に酸化処理を施した。この酸化処理により、次工程でのハーメチックガラスとの濡れ性が向上することとなる。

ついで、酸化処理が施された各母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）のリード端子挿通用貫通孔１１に円筒形状のハーメチック用ガラスフリット１６を配置するとともに、この円筒内にリード端子１４を配置した後、これらを図示しないカーボン製治具にセットした。このカーボン製治具を窒素雰囲気の熱処理炉に投入した後、昇温速度が５０℃／ｍｉｎで、最高温度が１０００℃になるまで加熱して、ハーメチック用ガラスフリット１６を溶融させた。この後、降温速度が３０℃／ｍｉｎで室温まで冷却した。これにより、図２に示すように、リード端子１４が各母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）のリード端子挿通用貫通孔１１にハーメチックシールされることとなる。

ついで、各母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の所定の位置に、ロウ材（ＡｇＣｕ）１７ａ（図５参照）を介して、ＦｅＮｉ合金製あるいはＫＯＶＡＲ製のシールリング１７を配置した。また、図示しないアース端子挿通用孔にロウ材（ＡｇＣｕ）を介してＦｅＮｉ合金製のアース端子１５を配置した後、これらを図示しないカーボン製治具にセットした。このカーボン製治具を水素雰囲気の熱処理炉に投入した後、昇温速度が５０℃／ｍｉｎで、最高温度が８００℃になるまで加熱して、各ロウ材（ＡｇＣｕ）を溶融させた。この後、降温速度が３０℃／ｍｉｎで室温まで冷却した。

これにより、シールリング１７が各母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の所定の位置に溶着・固定されるとともに、アース端子１５がアース端子挿通用孔に溶着・固定されることとなる。ついで、これらをメッキ浴に浸漬して、電気メッキあるいは無電解メッキにより、ニッケルメッキを施してニッケルメッキ層１８ａ（図５参照）を形成するとともに、この上に金メッキを施して金メッキ層１８ｂ（図５参照）を形成した。これにより、キャップ溶接前の半導体キャリア１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄをそれぞれ作製した。この場合、母材１０（ａ）を用いたもをキャップ溶接前の半導体キャリア１０ａとし、母材１０（ｂ）を用いたものをキャップ溶接前の半導体キャリア１０ｂとし、母材１０（ｃ）を用いたものをキャップ溶接前の半導体キャリア１０ｃとし、母材１０（ｄ）を用いたものをキャップ溶接前の半導体キャリア１０ｄとした。

ついで、これらのキャップ溶接前の半導体キャリア１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのレーザダイオード載置台１２の側壁に、図３に示すように、それぞれレーザダイオード（ＬＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）とを取り付けた後、これらのＬＤとＰＤにそれぞれ図示しないリード線を接続した。ついで、図４に示すように、頂部にレンズ１９ａが配設された円筒状キャップ１９を用意した後、これらを窒素雰囲気中に配置した。ついで、円筒状キャップ１９をシールリング１７の上に配置した後、これらを抵抗溶接してステム形ＬＤモジュールを作製するとともに、半導体キャリア１０Ａ（１０ａを用いたもの），１０Ｂ（１０ｂを用いたもの），１０Ｃ（１０ｃを用いたもの），１０Ｄ（１０ｄを用いたもの）をそれぞれ完成させた。

（２）比較例
一方、上述した実施例と同様に、母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）と、ＦｅＮｉ合金製のリード端子１４を３５０℃に加熱されたオーブン中に配置した後、これらを３５０℃で３０分間加熱処理して、母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の表面およびリード端子１４の表面に酸化処理を施した。ついで、図６に示すように、周知のメッキ方法により母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の表面に下地ニッケルメッキ層１３を形成した。なお、この下地ニッケルメッキは、スルファミン酸浴やワット浴等の電気メッキ、あるいはＮｉ／Ｂ、Ｎｉ／Ｐ等の無電解メッキのどちらでもよい。この場合、母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の表面に下地ニッケルメッキ層１３を形成した後、熱処理を行って、下地ニッケルメッキ層１３と各母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）との密着性を向上させた。

ついで、下地ニッケルメッキ層１３が形成された各母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）のリード端子挿通用貫通孔１１に円筒形状のハーメチック用ガラスフリット１６を配置するとともに、この円筒内にリード端子１４を配置した後、これらを図示しないカーボン製治具にセットした。このカーボン製治具を窒素雰囲気の熱処理炉に投入した後、昇温速度が５０℃／ｍｉｎで、最高温度が１０００℃になるまで加熱して、ハーメチック用ガラスフリット１６を溶融させた。この後、降温速度が３０℃／ｍｉｎで室温まで冷却した。これによりリード端子１４が各母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）のリード端子挿通用貫通孔１１に下地ニッケルメッキ層１３を介してハーメチックシールされることとなる。

ついで、下地ニッケルメッキ層１３が形成された各母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の所定の位置にロウ材（ＡｇＣｕ）１７ａを介してＦｅＮｉ合金製あるいはＫＯＶＡＲ製のシールリング１７を配置した。また、アース端子挿通用孔にロウ材（ＡｇＣｕ）を介してＦｅＮｉ合金製のアース端子１５を配置した後、これらを図示しないカーボン製治具にセットした。このカーボン製治具を水素雰囲気の熱処理炉に投入した後、昇温速度が５０℃／ｍｉｎで、最高温度が８００℃になるまで加熱して、ロウ材（ＡｇＣｕ）を溶融させた。この後、降温速度が３０℃／ｍｉｎで室温まで冷却した。

これにより、シールリング１７が下地ニッケルメッキ層１３が形成された各母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の所定の位置に溶着・固定されるとともに、アース端子１５がアース端子挿通用孔に溶着・固定されることとなる。ついで、これらをメッキ浴に浸漬して、電気メッキあるいは無電解メッキにより、ニッケルメッキを施してニッケルメッキ層１８ａを形成するとともに、この上に金メッキを施して金メッキ層１８ｂを形成した。これにより、キャップ溶接前の半導体キャリア１０ｗ，１０ｘ，１０ｙ，１０ｚをそれぞれ作製した。この場合、母材１０（ａ）を用いたものをキャップ溶接前の半導体キャリア１０ｗとし、母材１０（ｂ）を用いたものをキャップ溶接前の半導体キャリア１０ｘとし、母材１０（ｃ）を用いたものをキャップ溶接前の半導体キャリア１０ｙとし、母材１０（ｄ）を用いたものをキャップ溶接前の半導体キャリア１０ｚとした。

ついで、これらのキャップ溶接前の半導体キャリア１０ｗ，１０ｘ，１０ｙ，１０ｚのレーザダイオード載置台１２の側壁に、上述した実施例と同様にレーザダイオード（ＬＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）とを取り付け、上述した実施例と同様に円筒状キャップ１９をシールリング１７に抵抗溶接してステム形ＬＤモジュールを作製するとともに、半導体キャリア１０Ｗ（１０ｗを用いたもの），１０Ｘ（１０ｘを用いたもの），１０Ｙ（１０ｙを用いたもの），１０Ｚ（１０ｚを用いたもの）をそれぞれ完成させた。

３．気密性試験
（１）キャップ溶接前
ついで、上述のようにして作製したキャップ溶接前の半導体キャリア１０ａ〜１０ｄ，１０ｗ〜１０ｚをそれぞれ１５個ずつ用いて気密性試験を行った。この気密性試験においては、図７に示すように、ヘリウム（Ｈｅ）リークディテクタ（島津製作所製）２０を用い、このリークディテクタ２０に形成された試験室２２の上部にＯリング２３を介して、半導体キャリア１０ａ〜１０ｄ，１０ｗ〜１０ｚを配置した。

そして、半導体キャリア１０ａ〜１０ｄ，１０ｗ〜１０ｚにヘリウム（Ｈｅ）ガスを吹き付けながら、試験室２２内に流入したＨｅガスをヘリウム検出器２１に吸引するようにした。これにより、気密でない場合は、試験室２２内に多くのＨｅガスが流入することとなる。このような気密性試験を１５個ずつの試料について行った結果、下記の表１〜表４に示すような結果が得られた。なお、半導体の気密試験規格により、Ｈｅリーク量が５．０×１０^-9（Ｐａ・ｍ³／ｓｅｃ）以上の場合はＮＧと判定した。

上記表１〜表４の結果から明らかなように、半導体キャリア１０ａ〜１０ｄにおいては、１５個の全ての試料においてＨｅリーク量が１０^-10（Ｐａ・ｍ³／ｓｅｃ）オーダであって気密性に優れていることが分かる。一方、半導体キャリア１０ｗ〜１０ｚにおいては、１５個の試料の内、１０個以上（６７％以上）の試料のＨｅリーク量が５．０×１０^-9（Ｐａ・ｍ³／ｓｅｃ）以上で、気密性に劣り、ＮＧと判定されていることが分かる。

これは、半導体キャリア１０ｗ〜１０ｚにおいては、母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の表面に下地ニッケルメッキ層１３が形成されている。そして、ＷＣｕ合金、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金は合金を構成する金属同士が互いに固溶していない。このため、各合金の表面状態が部分的に異なっていて、下地ニッケルメッキ層１３を均一に成長させることが困難であった。これにより、ハーメチックシール工程やロウ付け工程による熱履歴を受けたことにより母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）と下地ニッケルメッキ層１３との間の密着性が低下して、高い気密性が得られなかったと考えられる。一方、半導体キャリア１０ａ〜１０ｄにおいては、母材１０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の表面には下地ニッケルメッキ層が形成されていないため、ハーメチックシール部やシールリング１７のロウ付け部で高い気密性が得られたためと考えられる。

（２）キャップ溶接後
一方、キャップ１９が溶接されて完成された試料３０（半導体キャリア１０Ａ〜１０Ｄ，１０Ｗ〜１０Ｚ）をそれぞれ１５個ずつ用いて気密性試験を行った。この気密性試験においては、図８（ａ）（ｂ）に示すように、これらの試料３０（半導体キャリア１０Ａ〜１０Ｄ，１０Ｗ〜１０Ｚ）をそれぞれボンビングチャンバー３１内に配置した。この後、このボンビングチャンバー３１内にヘリウムガスボンベ３２からヘリウムガスを５ｋｇ／ｃｍ²で２時間充填した。ついで、ボンビングチャンバー３１内からこれらの試料３０（半導体キャリア１０Ａ〜１０Ｄ，１０Ｗ〜１０Ｚ）を取り出した。

この後、ヘリウム（Ｈｅ）リークディテクタ（島津製作所製）３４に接続されたボンビングチャンバー３３内にこれらの試料３０（半導体キャリア１０Ａ〜１０Ｄ，１０Ｗ〜１０Ｚ）を配置した。ついで、ボンビングチャンバー内３３に充填されたヘリウムガスを吸引して、ヘリウム（Ｈｅ）リークディテクタで各試料３０（半導体キャリア１０Ａ〜１０Ｄ，１０Ｗ〜１０Ｚ）からどれくらいのヘリウム（Ｈｅ）ガスが漏れ出たかを検出した。この場合、ボンビングの加圧からヘリウム（Ｈｅ）ガスのリークの測定が完了するまでの時間を１時間以内とした。また、漏れ試験はＪＩＳＺ２３３０，２３３１によった。その結果、下記の表５〜表８に示すような結果が得られた。

上記表５〜表８の結果から明らかなように、半導体キャリア１０Ａ〜１０Ｄにおいては、１５個の全ての試料においてＨｅリーク量が１０^-10（Ｐａ・ｍ³／ｓｅｃ）オーダであって気密性に優れていることが分かる。一方、半導体キャリア１０Ｗ〜１０Ｚにおいては、１５個の試料の内、６個以上（４０％以上）の試料のＨｅリーク量が５．０×１０^-9（Ｐａ・ｍ³／ｓｅｃ）以上で、気密性に劣り、ＮＧと判定されていることが分かる。

なお、上述した実施形態においては、ＷＣｕ合金、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金からなる母材をＭＩＭ（Metal Injection Molding）法により作製する例について説明したが、ＭＩＭ（Metal Injection Molding）法に限らず、他の方法により作製するようにしてもよい。例えば、Ｗ（あるいはＭｏ）粉末を予め圧粉、仮焼結してポーラス状態にした後、その後、Ｃｕ（あるいはＡｇ）を溶浸させる溶浸法により母材を作製するようにしてもよい。この場合、溶浸法により作製された母材を、機械加工によりステム型の半導体キャリアとすればよい。

ステム形ＬＤモジュールのパッケージとなる母材を模式的に示す図であり、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ断面を示す断面図である。図１の母材にリード端子をハーメチックシールするとともに、シールリング及びアース端子をロウ付けした状態を模式的に示す図であり、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ断面を示す断面図である。図２のパッケージに半導体素子を半田付けした状態を模式的に示す図であり、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）はそのＡ−Ａ断面を示す断面図である。図３のパッケージに蓋体を溶接した状態の断面を模式的に示す断面図である。図４のＡ部を拡大して示す断面図である。図４とほぼ同様な比較例のパッケージの図４のＡ部を同様な部分を拡大して示す断面図である。蓋体（キャップ）を溶接する前のパッケージの気密試験を行う状態を模式的に示す断面図である。蓋体（キャップ）を溶接した後の半導体パッケージの気密試験を行う状態を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１０…母材、１１…リード端子挿通用貫通孔、１２…レーザダイオード載置台、１３…下地ニッケルメッキ層、１４…リード端子、１５…アース端子、１６…ハーメチック用ガラスフリット、１７…シールリング、１８ａ…ニッケルメッキ層、１８ｂ…金メッキ層、１９…円筒状キャップ、１９ａ…レンズ、２０…リークディテクタ、２１…ヘリウム検出器、２２…試験室、２３…Ｏ−リング、３０…試料、３１…ボンビングチャンバー、３２…ヘリウムガスボンベ、３３…ボンビングチャンバー、３４…リークディテクタ

Claims

高度の気密状態が求められる半導体素子が基板上に配置され、かつ該基板にハーメチックシールにより複数のリード線が接合されているとともに当該基板に密閉用の蓋体がシールリングを介して接合された半導体パッケージであって、
前記基板はＷＣｕ合金、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金のいずれかから形成されており、
前記基板と前記複数のリード線は未ニッケルメッキ処理の表面に酸化処理されていてこれらの基板と複数のリード線とはハーメチックシールされており、
前記基板と前記シールリングとは直接ロウ付けにより接合されており、
前記ハーメチックシール後の露出したリード線の表面および前記ロウ付け後の露出したシールリングの表面にはニッケルメッキと金メッキが施されていることを特徴とする半導体パッケージ。
高度の気密状態が求められる半導体素子を基板上に配置し、かつ該基板にハーメチックシールにより複数のリード線を接合するとともに当該基板に密閉用の蓋体をシールリングを介して接合する半導体パッケージの製造方法であって、
ＷＣｕ合金、ＷＡｇ合金、ＭｏＣｕ合金、ＭｏＡｇ合金のいずれかから形成されたニッケルメッキ処理前の基板およびニッケルメッキ処理前の複数のリード線を加熱処理してこれらの表面を酸化処理する酸化処理工程と、
前記基板に前記複数のリード線をハーメチックシールにより接合するハーメチックシール工程と、
前記基板にロウ付けにより前記シールリングを接合するロウ付け工程と、
前記ハーメチックシール後の露出したリード線の表面および前記ロウ付け後の露出したシールリングの表面にニッケルメッキと金メッキを施すメッキ工程とを備えたことを特徴とする半導体キャリアの製造方法。