半導体装置用パッケージ
【課題】アイレットにリードを挿通して樹脂で封止した半導体装置用パッケージにおいて、アイレットと樹脂、及びリードと樹脂との密着性を向上させる。
【解決手段】アイレット１０は、金属板をプレス加工することによりキャップ状に形成され、その内面には有機被膜１１ａ、１１ｂが形成されている。アイレット１０に形成された貫通孔１５に、リード１２が挿通され、樹脂溶着されることによって樹脂部１４が形成され、貫通孔１５が封止されている。有機被膜１１ａ，１１ｂは、主鎖部の一方の端に金属に対する結合性を持つ第一官能基、他端に樹脂に対する結合性を持つ第二官能基を有する有機分子が、アイレット１０の表面上に自己組織化して配列することによって形成された膜である。
【解決手段】アイレット１０は、金属板をプレス加工することによりキャップ状に形成され、その内面には有機被膜１１ａ、１１ｂが形成されている。アイレット１０に形成された貫通孔１５に、リード１２が挿通され、樹脂溶着されることによって樹脂部１４が形成され、貫通孔１５が封止されている。有機被膜１１ａ，１１ｂは、主鎖部の一方の端に金属に対する結合性を持つ第一官能基、他端に樹脂に対する結合性を持つ第二官能基を有する有機分子が、アイレット１０の表面上に自己組織化して配列することによって形成された膜である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザー素子等を搭載する半導体装置用パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザー素子等を搭載する半導体装置用パッケージとして、例えば特許文献１に開示されているように、金属板をプレス加工することによりキャップ状に形成したアイレットにリードを挿通してステム形状とした製品が知られている。
【０００３】
図５は、この特許文献１に開示された半導体装置用パッケージの斜視図である。
当図に示す半導体装置用パッケージにおいて、リード１１２は、アイレット１１０に形成した挿通孔１１５に挿入され、樹脂溶着によってアイレット１１０に封着されている。樹脂部１１４は、リード１１２をアイレット１１０に電気的に絶縁した状態で固定し封着している樹脂である。アースリード１１３は、アイレット１１０に抵抗溶接されている。半導体レーザー素子１１６を支持する素子付け部１１７は、アイレット１１０の上面を切り起こした切片状に形成され、素子付け部１１７の側面に半導体レーザー素子１１６が接合されている。
【０００４】
樹脂部１１４として、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはシリカ粉末が混入されたシリコーン樹脂が用いられる。
【０００５】
ここで、アイレット１１０と樹脂部１１４との間で熱膨張係数に差があり、温度変化による膨張・収縮により、アイレット１１０と樹脂部１１４の接合部で剥離が生じ得る。
そこで、上記の半導体装置用パッケージにおいては、アイレット１１０から樹脂部１１４が引き抜けるのを防止するために、アイレット１１０には係止溝が形成されている。
【０００６】
図６（ａ）は、上記アイレット１１０の断面図、図６（ｂ）は、アイレット１１０の下面図、図６（ｃ）は図６（ａ）における○部分の拡大図である。図７は、上記半導体装置用パッケージの断面図である。
【０００７】
図６に示すように、アイレット１１０の内側面１１８には、係止溝１１１ａが多数本形成され、アイレット１１０の内底面１１９には、係止溝１１１ｂが多数本形成されている。
【０００８】
このような係止溝を形成することによって、リード１１２及びアースリード１１３とアイレット１１０とを封着する樹脂部１１４が、この係止溝１１１ａ、１１１ｂに入り込んで、樹脂部１１４とアイレット１１０とが係合しているので、樹脂部１１４がアイレット１１０から脱落するのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３７１４８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のように、アイレットに係止溝を形成することは、封止樹脂が脱落するのを防止する効果は奏するが、アイレットと樹脂との界面には僅かながら間隙が生じ易く、その間隙に外部雰囲気からの水分やガスが内部に侵入する。
【００１１】
水分やガスが内部に侵入すると、半導体装置用パッケージが実装時や実装後に受ける発熱や加熱によって、間隙に侵入した水分が膨張し間隙が拡大したり、水蒸気爆発が発生してパッケージが破壊する可能性もある。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するもので、アイレットにリードを挿通して樹脂で封止した半導体装置用パッケージにおいて、アイレットと樹脂、及びリードと樹脂との密着性を向上させることによって、その信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の半導体装置用パッケージは、金属リードと、金属リードを挿通する挿通孔が形成されたアイレットとを備え、金属リードが挿通されたアイレットが樹脂によって封着されてなり、アイレットと樹脂とを、主鎖部の一端に金属に対する結合性を持つ官能基を有し、他端に樹脂に対する結合性を持つ官能基を有する機能性有機分子からなる第１有機被膜を介して接合することとした。
【００１４】
上記半導体装置用パッケージにおいて、さらに、金属リードと樹脂とを、主鎖部の一端に金属に対する結合性を持つ官能基を有し、他端に樹脂に対する結合性を持つ官能基を有する機能性有機分子からなる第２有機被膜を介して接合してもよい。
【００１５】
上記第１有機被膜、並びに第２有機被膜を構成する機能性有機分子において、主鎖部は、メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖又はそれらの誘導体から選択される一種以上を含むことが好ましく、金属に対する結合性を有する官能基は、チオール及びこれを含むチオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物、又はそれらの誘導体から選択される一種以上を含むことが好ましく、樹脂に対する結合性を有する官能基は、水酸基を有する化合物、カルボン酸を有する化合物、酸無水物を有する化合物、第一級アミンを有する化合物、第二級アミンを有する化合物、第三級アミンを有する化合物、第四級アンモニウム塩を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ヒドラジド基を有する化合物、イミン基を有する化合物、アミジン基を有する化合物、イミダゾールを有する化合物、トリアゾールを有する化合物、テトラゾールを有する化合物、チオール基を有する化合物、スルフィド基を有する化合物、ジスルフィド基を有する化合物、ジアザビシクロアルケンを有する化合物、有機フォスフィン化合物、有機フォスフィン化合物三フッ化ホウ素アミン錯体、ビニル基、有機ハイドロジェンシラン又はそれらの誘導体から選択される一種類以上を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
上記本発明の半導体装置用パッケージによれば、アイレットと樹脂とが第１有機被膜を介して接合されているので、アイレットと樹脂との界面は化学結合によって強く接合される。
【００１７】
従って、この界面は密着性が良好であって間隙発生が抑えられ、外部雰囲気からの水分やガスが内部に侵入するのを防止するので、半導体装置用パッケージの信頼性を向上することができる。
【００１８】
また、上記本発明の半導体装置用パッケージにおいて、リードと樹脂とを第２有機被膜を介して接合すれば、このリードと樹脂との界面においても間隙発生が抑えられ、水分やガスが内部に侵入するのを防止するので、信頼性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１にかかる半導体装置用パッケージに使用するアイレットの断面図及び下面図である。
【図２】実施の形態１にかかる半導体装置用パッケージの断面図である。
【図３】実施の形態１にかかる有機被膜の構造モデルである。
【図４】実施の形態２にかかる半導体装置用パッケージを示す断面図である。
【図５】従来例にかかる半導体装置用パッケージの斜視図である。
【図６】従来例にかかる半導体装置用パッケージに使用するアイレットの断面図及び下面図である。
【図７】従来例にかかる半導体装置用パッケージの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
[実施の形態１]
図１は、実施の形態１にかかる半導体装置用パッケージに使用するアイレットの断面図及び下面図である。
【００２１】
図１に示すように、アイレット１０は、金属板をプレス加工することによりキャップ状に形成され、その内面には第１有機被膜としての有機被膜１１（有機被膜１１ａ，１１ｂ）が形成されている。金属板の材料としては、鉄−ニッケル合金で、その表面にニッケルめっきを施したものを挙げることができる。
【００２２】
有機被膜１１ａは、アイレット１０の内側面１８に形成された有機被膜１１、有機被膜１１ｂはアイレット１０の内底面１９に形成された有機被膜１１である。
図２は、実施の形態１にかかる半導体装置用パッケージの断面図である。
【００２３】
なお、この半導体装置用パッケージの外観は、上記図５に示したものと同様である。
図２に示すように、アイレット１０に形成された貫通孔１５に、リード１２が挿通され、アイレット１０の内側が樹脂で溶着されることによって樹脂部１４が形成され、貫通孔１５が封止されている。
【００２４】
樹脂部１４は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはシリカ粉末が混入されたシリコーン樹脂を用いることができる。
【００２５】
この樹脂部１４によってリード１２はアイレット１０に固定されている。またアースリード１３はアイレット１０に抵抗溶接され、ステム形状となっている。リード１２を構成する材料は、例えば、銅又は銅合金である。
【００２６】
アイレット１０の上面は、切片状に切り起こされて素子付け部１７が形成されている。 このような半導体パッケージにおいて、素子付け部１７の側面に、半導体レーザー素子１６がマウントされる。
【００２７】
図３は、有機分子３０が配列された有機被膜１１の構造モデル図である。
図３に示されるように、アイレット１０と樹脂部１４とは有機被膜１１を介して接合されている。
【００２８】
有機被膜１１は、主鎖部３２の一方の端に金属に対する結合性を持つ第一官能基３１、他端に樹脂に対する結合性を持つ第二官能基３３を有する有機分子３０が、アイレット１０の表面上に自己組織化して配列することによって形成された膜である。
【００２９】
すなわち、有機分子３０は、第一官能基３１、主鎖部３２、第二官能基３３が同順に結合されてなり、主鎖部３２は、グリコール鎖、メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖等から構成される。なお、主鎖部３２には適宜側鎖が結合されていてもよい。
【００３０】
第一官能基３１は、金属との結合性を呈する化学構造体で構成された機能部である。
第二官能基３３は、樹脂との結合作用を呈する化学構造体で構成された機能部である。
有機被膜１１を構成する各有機分子３０の第一官能基３１は、アイレット１０の内面に存在する金属と結合し、各有機分子３０の第二官能基３３は、樹脂部１４の樹脂と結合している。
【００３１】
（半導体パッケージの製造方法）
まず、アイレット１０の内面に有機被膜１１を形成する。
この工程では、有機分子３０を所定の溶媒に分散させて、分散液を作製する。溶媒としては、有機溶媒，水またはその混合物が用いられる。溶媒に水を用いる際には、機能性有機分子の分散性を得るため、必要に応じてアニオン系、カチオン系またはノニオン系の界面活性剤を添加してもよい。さらに機能性有機分子を安定化させるため、ホウ酸系やリン酸系のｐＨ緩衝剤、酸化防止剤等を添加しても良い。
【００３２】
そして、分散液中に、アイレット１０を浸漬させる。分散液中では、有機分子３０は、比較的高いギブス自由エネルギーを有し、単分子毎に互いに反発するように相互作用することによって、ランダムな運動（所謂ブラウン運動）をしている。
【００３３】
この分散液中に、アイレット１０を浸漬すると、分散液中の有機分子３０は、より安定な状態に移行しようとして、その第一官能基３１が、アイレット１０の表面に存在する金属と結合し、図３に示すように各有機分子３０が、アイレット１０の表面上に自己組織化して配列される。各有機分子３０は、アイレット１０の表面に第一官能基３１が配向して結合するので、主鎖部３２の他方末端に配された第二官能基３３は反対側に向けて配向される。これにより、分子配向性に係る化学特性（相互親和性）が整えられ、いわゆる自己組織化構造体としての単分子膜（有機被膜１１）が形成される。当該有機被膜１１の膜厚は、有機分子３０の大きさに依存し、ここでは数ｎｍオーダーに調整される。
【００３４】
アイレット１０を分散液から引き上げれば、アイレット１０の内面に有機被膜１１が形成されたアイレット１０が得られる。
なお、アイレット１０の内面上に有機被膜１１を形成する方法として、上記のような浸漬法に限らず、例えば、分散液を噴き付け等の方法でアイレット１０の内面に付着させる方法を用いてもよい。
【００３５】
このように有機被膜１１を形成したアイレット１０に、アースリード１３を接合し、アイレット１０の貫通孔１５に、リード１２を挿通し、樹脂溶着して樹脂部１４を形成する。
【００３６】
樹脂部１４を形成する焼成温度は、概ね１５０〜３００℃程度とすることができ、熱硬化性の樹脂を用いれば、アイレット１０及びリード１２にめっきを施した後に、リード１１２をアイレット１１０に封着することが可能である。
【００３７】
以上のようにして、半導体パッケージが作製できる。
（本実施形態にかかる半導体パッケージによる効果）
本実施形態の半導体パッケージによれば、有機被膜１１はアイレット１０の内面上に緻密に密着して形成され、樹脂部１４を形成する樹脂は、有機被膜１１を構成する有機分子３０の第二官能基３３と結合する。
【００３８】
従って、上記のように有機被膜１１を構成する各有機分子３０を介して、アイレット１０と樹脂部１４とが化学的結合力で接合されるため、アイレット１０と樹脂部１４との界面で間隙が発生することがない。
【００３９】
よって、外部雰囲気からの水分やガスが、半導体パッケージの内部に侵入するのを防止するので、半導体装置用パッケージの信頼性を向上することができる。
また、有機被膜１１は緻密であり、アイレット１０の金属材料を保護することができるので、酸素ガスや水分付着によるアイレット１０の腐食を防止する機能も有する。
【００４０】
（リード１２表面への有機被膜形成について）
本実施形態の半導体パッケージにおいて、上記のようにアイレット１０の内面に第１有機被膜（有機被膜１１）を形成するのに加えて、リード１２の表面にも有機被膜１１と同じ有機被膜を、第２有機被膜として形成してもよい。
【００４１】
この場合、リード１２の表面と樹脂部１４との界面も第２有機被膜によって接合されるので、リード１２の表面と樹脂部１４との密着性も向上する。
従って、外部雰囲気からの水分やガスが、半導体パッケージの内部に侵入するのを防止する効果が向上し、さらに信頼性のある半導体装置用パッケージを実現することができる。
【００４２】
以下、第１有機被膜及び第２有機被膜を形成する有機分子３０が取り得る化学的構造について、さらにその詳細を説明する。
（第一官能基３１について）
第一官能基３１には、金属材料に対する親和性、金属結合性（配位結合を含む）、金属結合性を有することが要求される。この特性を有するものであれば、第一官能基３１は、一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれであってもよい。
【００４３】
例えばチオール及びこれを含むチオール化合物、スルフィド化合物（ジスルフィド化合物等）、含窒素複素環化合物（アゾール化合物、アジン化合物等）、またはこれらの一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれかであれば、金属原子に対して水素結合性又は配位結合性を有するので好適である。
【００４４】
第一官能基３１がチオール基（Ｒ−ＳＨ、ただし、Ｒはアルカンやアルケン等の任意の官能基）を有する場合、金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）など１価以上の陽イオンになりうる金属原子に配位し、Ａｕ−Ｓ−Ｒ又はＡｇ−Ｓ−Ｒ等の共有結合により、有機分子３０がアイレット１０に被着される。同様に、第一官能基３１がジスルフィド基（Ｒ１−Ｓ−Ｓ−Ｒ２）の場合、Ａｕ（−Ｓ−Ｒ１）（−Ｓ−Ｒ２）又はＡｇ（−Ｓ−Ｒ１）（−Ｓ−Ｒ２）等の共有結合がなされ、強固な結合構造が形成される。
【００４５】
第一官能基３１が、アゾール化合物、アジン化合物を含む場合は、当該化合物をなす分子中の窒素原子の非共有電子対が２価以上の陽イオンになりうる金属に配位結合できる。例えば、イミダゾール化合物、トリアゾール化合物、トリアジン化合物等は、主にＣｕ、Ｆｅ，Ｎｉ等の金属と配位結合を形成しやすいため好適である。
【００４６】
上記化合物の種類によっては、共有結合や配位結合または水素結合等が同時に形成され得るが、このような複数種類の結合がなされることで、より強固な結合構造を期待できる。
（主鎖部３２について）
主鎖部３２は、一般的なメチレン系有機分子及びその類型種（メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖、窒素を含有する含窒素複素環系有機分子及びその類型種（ピロール、イミダソール、トリアゾール、テトラゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンのうち一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体）、アリール骨格(フェニル、ビフェニル、ターフェニル、クオターフェニル、キンキフェニル、セキシフェニル)、アセン骨格(ナフタレン、アントラセン、ナフタセン、ペンタセン)、ピレン骨格、フェナントレン骨格、フルオレン骨格、またはそれらの誘導体を含む芳香族化合物を用いることができる。
【００４７】
主鎖部３２を構成する鎖状の炭素数は４〜４０程度が好適である。この鎖状炭素数が小さ過ぎると主鎖部３２が短すぎ、第一官能基３１がアイレット１０に被着する際に複数の上記有機分子３０間において、主鎖部３２の有する疎水性によって当該分子同士の疎水的親和作用が弱くなり、第二官能基３３の外方への配向性が失われ易くなる。
【００４８】
メチレン鎖は、分子間で互いに会合し、超分子的に炭化水素鎖の緻密な炭素鎖を形成できるので好適である。また、メチレン鎖を用いれば、比較的迅速に有機被膜を形成できることが発明者らの検討により明らかにされている。
【００４９】
主鎖部３２にフルオロメチレン鎖を用いた場合、疎水性がメチレン鎖よりも強いため、有機被膜形成後にはアイレット１０と当該被膜との間への水分の浸入が強く抑制される。その結果、有機被膜とアイレット１０との良好な結合が保たれ、熱履歴によって有機被膜の剥離が生じにくくなるので好適である。
【００５０】
主鎖部３２にシロキサン鎖を用いた場合、耐熱性および耐候性に優れる有機被膜を形成できる。このため、例えば半導体素子等の実装工程において、有機被膜が比較的高温環境下に曝された場合にも、当該被膜自体の変質・損傷の防止効果が奏される。
【００５１】
主鎖部３２にグリコール鎖を用いた場合、水等の極性溶媒に簡単に溶解させることができるので、有機被膜を形成する上で利点を有する。
従って、主鎖部３２に、グリコール鎖を用いること、あるいは、メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖の一種以上とグリコール鎖とで構成された構造を用いることも好ましい。
【００５２】
主鎖部３２が含窒素複素環化合物の場合、化合物自身の耐熱性が高く、第一官能基３１と金属との結合の熱安定性を向上させる事ができるので好適である。
含窒素複素環化合物として、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、チアジアゾール等の五員環化合物を用いれば、有機被膜を形成した後に熱履歴を加えた場合、金属内部から表面拡散しようとする金属と窒素原子中の非共有電子対が表面で錯体を形成する事により拡散金属の最表面への露出をブロックする事が発明者らの検討により明らかにされている。
【００５３】
また、含窒素複素環化合物として、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン等の六員環化合物を用いた場合、化学構造上、第一官能基３１を２つ結合させる事が可能である為、第一官能基の結合力を五員環化合物の２倍相当にすることが可能となり、有機被膜自身の結合安定性を更に強くできる。その結果、有機被膜とアイレット１０との良好な結合が保たれ、熱履歴によって有機被膜の剥離が生じにくくなるので好適である。更に、有機被膜１１において隣接する有機分子３０の主鎖部３２同士の間に、強力な相互結合作用（水素結合やロンドン分散力によるスタッキング効果）が発揮され、これによって有機被膜１１体を強化することが可能となる。すなわち、高温環境下における有機被膜１１の飛散がこの相互結合作用によって防止されるので、有機被膜１１の耐熱性を飛躍的に向上させることができる。
【００５４】
主鎖部３２がアリール骨格の場合、芳香族環の数が増えるほど主鎖部３２同士の間に、強力な相互結合作用（ロンドン分散力によるπ-πスタッキング効果）が発揮され、さらに機能性分子自身の融点が高くなる為、有機被膜の熱安定性が著しく向上する。
【００５５】
また、主鎖部３２がアセン骨格の場合、芳香環の数が増えるほどアリール骨格より強固な主鎖部３２同士の間の相互結合作用が発揮される。それにより有機被膜１１における腐食性ガスや水分の透過性を減少させることができる。
【００５６】
（第二官能基３３について）
第二官能基３３は、樹脂に対する結合性を有する化学構造体であればよい。
例えば、水酸基を有する化合物、カルボン酸を有する化合物、酸無水物を有する化合物、第一級アミンを有する化合物、第二級アミンを有する化合物、第三級アミンを有する化合物、第四級アンモニウム塩を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ヒドラジド基を有する化合物、イミン基を有する化合物、アミジン基を有する化合物、イミダゾールを有する化合物、トリアゾールを有する化合物、テトラゾールを有する化合物、チオール基を有する化合物、スルフィド基を有する化合物、ジスルフィド基を有する化合物、ジアザビシクロアルケンを有する化合物、有機フォスフィン化合物、有機フォスフィン化合物三フッ化ホウ素アミン錯体、ビニル基、有機ハイドロジェンシラン、若しくはこれらの誘導体の内、一種類以上を含む化学構造体を用いることができる。
【００５７】
第二官能基３３が酸無水物である無水フタル酸の場合には、エポキシ樹脂の硬化剤として作用し、エポキシ樹脂中のエポキシ基に対して開環重合により結合する。
また、第二官能基３３がビニル基の場合にはシリコーン樹脂の硬化剤として作用し、シリコーン樹脂のハイドロジェンシランに対して付加重合により結合する。
【００５８】
[実施の形態２]
図４は、実施の形態２にかかる半導体装置用パッケージを示す断面図である。
本実施形態にかかる半導体装置用パッケージでは、アイレット２０が厚みのある円板形状であって、これを貫通する貫通孔２５が形成されている。そして、この貫通孔２５の孔側面に第１有機被膜として有機被膜２１が形成されている。この有機被膜２１は、実施の形態１で説明した有機被膜と同様のものである。
【００５９】
貫通孔２５には、リード２２が挿通され、アイレット２０は樹脂部２４によって封着されている。また、アイレット２０にはアースリード２３が抵抗溶接されている。
半導体レーザー素子２６を支持する素子付け部２７は、アイレット２０の上面に形成され、素子付け部２７の側面に半導体レーザー素子２６が接合するようになっている。
【００６０】
このような構成の半導体装置用パッケージにおいても、アイレット２０と樹脂部２４とは、貫通孔２５の内面に形成された有機被膜２１を介して接合されているので、アイレット２０と樹脂部２４との密着性が向上される。
【００６１】
従って、アイレット２０と樹脂部２４との界面に間隙が発生することがなく、信頼性のある半導体装置用パッケージとすることができる。
また、本実施形態においても、アイレット２０の貫通孔２５の内面に第１有機被膜（有機被膜２１）を形成するのに加えて、リード２２の表面にも有機被膜２１と同じ有機被膜を、第２有機被膜として形成してもよい。
【００６２】
これによって、リード１２の表面と樹脂部１４との界面が第２有機被膜によって接合されるので、リード１２の表面と樹脂部１４との密着性も向上する。従って、外部雰囲気からの水分やガスが、半導体パッケージの内部に侵入するのを防止する効果が向上し、より信頼性のある半導体装置用パッケージを実現することができる。
【００６３】
以上、実施の形態１，２にかかる半導体装置用パッケージについて説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明によれば、耐熱性及び樹脂の剥離強度といった所定の規格を満足出来る信頼性の高い半導体装置用パッケージを実現することができ、光半導体装置用のパッケージとして適している。
【符号の説明】
【００６５】
１０ アイレット
１１ 有機被膜
１２ リード
１３ アースリード
１４ 樹脂部
１５ 貫通孔
１６ 半導体レーザー素子
１７ 素子付け部
１８ 内側面
１９ 内底面
２０ アイレット
２１ 有機被膜
２２ リード
２３ アースリード
２４ 樹脂部
２５ 貫通孔
２６ 半導体レーザー素子
２７ 素子付け部
３０ 有機分子
３１ 第一官能基
３２ 主鎖部
３３ 第二官能基
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザー素子等を搭載する半導体装置用パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザー素子等を搭載する半導体装置用パッケージとして、例えば特許文献１に開示されているように、金属板をプレス加工することによりキャップ状に形成したアイレットにリードを挿通してステム形状とした製品が知られている。
【０００３】
図５は、この特許文献１に開示された半導体装置用パッケージの斜視図である。
当図に示す半導体装置用パッケージにおいて、リード１１２は、アイレット１１０に形成した挿通孔１１５に挿入され、樹脂溶着によってアイレット１１０に封着されている。樹脂部１１４は、リード１１２をアイレット１１０に電気的に絶縁した状態で固定し封着している樹脂である。アースリード１１３は、アイレット１１０に抵抗溶接されている。半導体レーザー素子１１６を支持する素子付け部１１７は、アイレット１１０の上面を切り起こした切片状に形成され、素子付け部１１７の側面に半導体レーザー素子１１６が接合されている。
【０００４】
樹脂部１１４として、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはシリカ粉末が混入されたシリコーン樹脂が用いられる。
【０００５】
ここで、アイレット１１０と樹脂部１１４との間で熱膨張係数に差があり、温度変化による膨張・収縮により、アイレット１１０と樹脂部１１４の接合部で剥離が生じ得る。
そこで、上記の半導体装置用パッケージにおいては、アイレット１１０から樹脂部１１４が引き抜けるのを防止するために、アイレット１１０には係止溝が形成されている。
【０００６】
図６（ａ）は、上記アイレット１１０の断面図、図６（ｂ）は、アイレット１１０の下面図、図６（ｃ）は図６（ａ）における○部分の拡大図である。図７は、上記半導体装置用パッケージの断面図である。
【０００７】
図６に示すように、アイレット１１０の内側面１１８には、係止溝１１１ａが多数本形成され、アイレット１１０の内底面１１９には、係止溝１１１ｂが多数本形成されている。
【０００８】
このような係止溝を形成することによって、リード１１２及びアースリード１１３とアイレット１１０とを封着する樹脂部１１４が、この係止溝１１１ａ、１１１ｂに入り込んで、樹脂部１１４とアイレット１１０とが係合しているので、樹脂部１１４がアイレット１１０から脱落するのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３７１４８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のように、アイレットに係止溝を形成することは、封止樹脂が脱落するのを防止する効果は奏するが、アイレットと樹脂との界面には僅かながら間隙が生じ易く、その間隙に外部雰囲気からの水分やガスが内部に侵入する。
【００１１】
水分やガスが内部に侵入すると、半導体装置用パッケージが実装時や実装後に受ける発熱や加熱によって、間隙に侵入した水分が膨張し間隙が拡大したり、水蒸気爆発が発生してパッケージが破壊する可能性もある。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するもので、アイレットにリードを挿通して樹脂で封止した半導体装置用パッケージにおいて、アイレットと樹脂、及びリードと樹脂との密着性を向上させることによって、その信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の半導体装置用パッケージは、金属リードと、金属リードを挿通する挿通孔が形成されたアイレットとを備え、金属リードが挿通されたアイレットが樹脂によって封着されてなり、アイレットと樹脂とを、主鎖部の一端に金属に対する結合性を持つ官能基を有し、他端に樹脂に対する結合性を持つ官能基を有する機能性有機分子からなる第１有機被膜を介して接合することとした。
【００１４】
上記半導体装置用パッケージにおいて、さらに、金属リードと樹脂とを、主鎖部の一端に金属に対する結合性を持つ官能基を有し、他端に樹脂に対する結合性を持つ官能基を有する機能性有機分子からなる第２有機被膜を介して接合してもよい。
【００１５】
上記第１有機被膜、並びに第２有機被膜を構成する機能性有機分子において、主鎖部は、メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖又はそれらの誘導体から選択される一種以上を含むことが好ましく、金属に対する結合性を有する官能基は、チオール及びこれを含むチオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物、又はそれらの誘導体から選択される一種以上を含むことが好ましく、樹脂に対する結合性を有する官能基は、水酸基を有する化合物、カルボン酸を有する化合物、酸無水物を有する化合物、第一級アミンを有する化合物、第二級アミンを有する化合物、第三級アミンを有する化合物、第四級アンモニウム塩を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ヒドラジド基を有する化合物、イミン基を有する化合物、アミジン基を有する化合物、イミダゾールを有する化合物、トリアゾールを有する化合物、テトラゾールを有する化合物、チオール基を有する化合物、スルフィド基を有する化合物、ジスルフィド基を有する化合物、ジアザビシクロアルケンを有する化合物、有機フォスフィン化合物、有機フォスフィン化合物三フッ化ホウ素アミン錯体、ビニル基、有機ハイドロジェンシラン又はそれらの誘導体から選択される一種類以上を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
上記本発明の半導体装置用パッケージによれば、アイレットと樹脂とが第１有機被膜を介して接合されているので、アイレットと樹脂との界面は化学結合によって強く接合される。
【００１７】
従って、この界面は密着性が良好であって間隙発生が抑えられ、外部雰囲気からの水分やガスが内部に侵入するのを防止するので、半導体装置用パッケージの信頼性を向上することができる。
【００１８】
また、上記本発明の半導体装置用パッケージにおいて、リードと樹脂とを第２有機被膜を介して接合すれば、このリードと樹脂との界面においても間隙発生が抑えられ、水分やガスが内部に侵入するのを防止するので、信頼性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１にかかる半導体装置用パッケージに使用するアイレットの断面図及び下面図である。
【図２】実施の形態１にかかる半導体装置用パッケージの断面図である。
【図３】実施の形態１にかかる有機被膜の構造モデルである。
【図４】実施の形態２にかかる半導体装置用パッケージを示す断面図である。
【図５】従来例にかかる半導体装置用パッケージの斜視図である。
【図６】従来例にかかる半導体装置用パッケージに使用するアイレットの断面図及び下面図である。
【図７】従来例にかかる半導体装置用パッケージの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
[実施の形態１]
図１は、実施の形態１にかかる半導体装置用パッケージに使用するアイレットの断面図及び下面図である。
【００２１】
図１に示すように、アイレット１０は、金属板をプレス加工することによりキャップ状に形成され、その内面には第１有機被膜としての有機被膜１１（有機被膜１１ａ，１１ｂ）が形成されている。金属板の材料としては、鉄−ニッケル合金で、その表面にニッケルめっきを施したものを挙げることができる。
【００２２】
有機被膜１１ａは、アイレット１０の内側面１８に形成された有機被膜１１、有機被膜１１ｂはアイレット１０の内底面１９に形成された有機被膜１１である。
図２は、実施の形態１にかかる半導体装置用パッケージの断面図である。
【００２３】
なお、この半導体装置用パッケージの外観は、上記図５に示したものと同様である。
図２に示すように、アイレット１０に形成された貫通孔１５に、リード１２が挿通され、アイレット１０の内側が樹脂で溶着されることによって樹脂部１４が形成され、貫通孔１５が封止されている。
【００２４】
樹脂部１４は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはシリカ粉末が混入されたシリコーン樹脂を用いることができる。
【００２５】
この樹脂部１４によってリード１２はアイレット１０に固定されている。またアースリード１３はアイレット１０に抵抗溶接され、ステム形状となっている。リード１２を構成する材料は、例えば、銅又は銅合金である。
【００２６】
アイレット１０の上面は、切片状に切り起こされて素子付け部１７が形成されている。 このような半導体パッケージにおいて、素子付け部１７の側面に、半導体レーザー素子１６がマウントされる。
【００２７】
図３は、有機分子３０が配列された有機被膜１１の構造モデル図である。
図３に示されるように、アイレット１０と樹脂部１４とは有機被膜１１を介して接合されている。
【００２８】
有機被膜１１は、主鎖部３２の一方の端に金属に対する結合性を持つ第一官能基３１、他端に樹脂に対する結合性を持つ第二官能基３３を有する有機分子３０が、アイレット１０の表面上に自己組織化して配列することによって形成された膜である。
【００２９】
すなわち、有機分子３０は、第一官能基３１、主鎖部３２、第二官能基３３が同順に結合されてなり、主鎖部３２は、グリコール鎖、メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖等から構成される。なお、主鎖部３２には適宜側鎖が結合されていてもよい。
【００３０】
第一官能基３１は、金属との結合性を呈する化学構造体で構成された機能部である。
第二官能基３３は、樹脂との結合作用を呈する化学構造体で構成された機能部である。
有機被膜１１を構成する各有機分子３０の第一官能基３１は、アイレット１０の内面に存在する金属と結合し、各有機分子３０の第二官能基３３は、樹脂部１４の樹脂と結合している。
【００３１】
（半導体パッケージの製造方法）
まず、アイレット１０の内面に有機被膜１１を形成する。
この工程では、有機分子３０を所定の溶媒に分散させて、分散液を作製する。溶媒としては、有機溶媒，水またはその混合物が用いられる。溶媒に水を用いる際には、機能性有機分子の分散性を得るため、必要に応じてアニオン系、カチオン系またはノニオン系の界面活性剤を添加してもよい。さらに機能性有機分子を安定化させるため、ホウ酸系やリン酸系のｐＨ緩衝剤、酸化防止剤等を添加しても良い。
【００３２】
そして、分散液中に、アイレット１０を浸漬させる。分散液中では、有機分子３０は、比較的高いギブス自由エネルギーを有し、単分子毎に互いに反発するように相互作用することによって、ランダムな運動（所謂ブラウン運動）をしている。
【００３３】
この分散液中に、アイレット１０を浸漬すると、分散液中の有機分子３０は、より安定な状態に移行しようとして、その第一官能基３１が、アイレット１０の表面に存在する金属と結合し、図３に示すように各有機分子３０が、アイレット１０の表面上に自己組織化して配列される。各有機分子３０は、アイレット１０の表面に第一官能基３１が配向して結合するので、主鎖部３２の他方末端に配された第二官能基３３は反対側に向けて配向される。これにより、分子配向性に係る化学特性（相互親和性）が整えられ、いわゆる自己組織化構造体としての単分子膜（有機被膜１１）が形成される。当該有機被膜１１の膜厚は、有機分子３０の大きさに依存し、ここでは数ｎｍオーダーに調整される。
【００３４】
アイレット１０を分散液から引き上げれば、アイレット１０の内面に有機被膜１１が形成されたアイレット１０が得られる。
なお、アイレット１０の内面上に有機被膜１１を形成する方法として、上記のような浸漬法に限らず、例えば、分散液を噴き付け等の方法でアイレット１０の内面に付着させる方法を用いてもよい。
【００３５】
このように有機被膜１１を形成したアイレット１０に、アースリード１３を接合し、アイレット１０の貫通孔１５に、リード１２を挿通し、樹脂溶着して樹脂部１４を形成する。
【００３６】
樹脂部１４を形成する焼成温度は、概ね１５０〜３００℃程度とすることができ、熱硬化性の樹脂を用いれば、アイレット１０及びリード１２にめっきを施した後に、リード１１２をアイレット１１０に封着することが可能である。
【００３７】
以上のようにして、半導体パッケージが作製できる。
（本実施形態にかかる半導体パッケージによる効果）
本実施形態の半導体パッケージによれば、有機被膜１１はアイレット１０の内面上に緻密に密着して形成され、樹脂部１４を形成する樹脂は、有機被膜１１を構成する有機分子３０の第二官能基３３と結合する。
【００３８】
従って、上記のように有機被膜１１を構成する各有機分子３０を介して、アイレット１０と樹脂部１４とが化学的結合力で接合されるため、アイレット１０と樹脂部１４との界面で間隙が発生することがない。
【００３９】
よって、外部雰囲気からの水分やガスが、半導体パッケージの内部に侵入するのを防止するので、半導体装置用パッケージの信頼性を向上することができる。
また、有機被膜１１は緻密であり、アイレット１０の金属材料を保護することができるので、酸素ガスや水分付着によるアイレット１０の腐食を防止する機能も有する。
【００４０】
（リード１２表面への有機被膜形成について）
本実施形態の半導体パッケージにおいて、上記のようにアイレット１０の内面に第１有機被膜（有機被膜１１）を形成するのに加えて、リード１２の表面にも有機被膜１１と同じ有機被膜を、第２有機被膜として形成してもよい。
【００４１】
この場合、リード１２の表面と樹脂部１４との界面も第２有機被膜によって接合されるので、リード１２の表面と樹脂部１４との密着性も向上する。
従って、外部雰囲気からの水分やガスが、半導体パッケージの内部に侵入するのを防止する効果が向上し、さらに信頼性のある半導体装置用パッケージを実現することができる。
【００４２】
以下、第１有機被膜及び第２有機被膜を形成する有機分子３０が取り得る化学的構造について、さらにその詳細を説明する。
（第一官能基３１について）
第一官能基３１には、金属材料に対する親和性、金属結合性（配位結合を含む）、金属結合性を有することが要求される。この特性を有するものであれば、第一官能基３１は、一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれであってもよい。
【００４３】
例えばチオール及びこれを含むチオール化合物、スルフィド化合物（ジスルフィド化合物等）、含窒素複素環化合物（アゾール化合物、アジン化合物等）、またはこれらの一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれかであれば、金属原子に対して水素結合性又は配位結合性を有するので好適である。
【００４４】
第一官能基３１がチオール基（Ｒ−ＳＨ、ただし、Ｒはアルカンやアルケン等の任意の官能基）を有する場合、金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）など１価以上の陽イオンになりうる金属原子に配位し、Ａｕ−Ｓ−Ｒ又はＡｇ−Ｓ−Ｒ等の共有結合により、有機分子３０がアイレット１０に被着される。同様に、第一官能基３１がジスルフィド基（Ｒ１−Ｓ−Ｓ−Ｒ２）の場合、Ａｕ（−Ｓ−Ｒ１）（−Ｓ−Ｒ２）又はＡｇ（−Ｓ−Ｒ１）（−Ｓ−Ｒ２）等の共有結合がなされ、強固な結合構造が形成される。
【００４５】
第一官能基３１が、アゾール化合物、アジン化合物を含む場合は、当該化合物をなす分子中の窒素原子の非共有電子対が２価以上の陽イオンになりうる金属に配位結合できる。例えば、イミダゾール化合物、トリアゾール化合物、トリアジン化合物等は、主にＣｕ、Ｆｅ，Ｎｉ等の金属と配位結合を形成しやすいため好適である。
【００４６】
上記化合物の種類によっては、共有結合や配位結合または水素結合等が同時に形成され得るが、このような複数種類の結合がなされることで、より強固な結合構造を期待できる。
（主鎖部３２について）
主鎖部３２は、一般的なメチレン系有機分子及びその類型種（メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖、窒素を含有する含窒素複素環系有機分子及びその類型種（ピロール、イミダソール、トリアゾール、テトラゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンのうち一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体）、アリール骨格(フェニル、ビフェニル、ターフェニル、クオターフェニル、キンキフェニル、セキシフェニル)、アセン骨格(ナフタレン、アントラセン、ナフタセン、ペンタセン)、ピレン骨格、フェナントレン骨格、フルオレン骨格、またはそれらの誘導体を含む芳香族化合物を用いることができる。
【００４７】
主鎖部３２を構成する鎖状の炭素数は４〜４０程度が好適である。この鎖状炭素数が小さ過ぎると主鎖部３２が短すぎ、第一官能基３１がアイレット１０に被着する際に複数の上記有機分子３０間において、主鎖部３２の有する疎水性によって当該分子同士の疎水的親和作用が弱くなり、第二官能基３３の外方への配向性が失われ易くなる。
【００４８】
メチレン鎖は、分子間で互いに会合し、超分子的に炭化水素鎖の緻密な炭素鎖を形成できるので好適である。また、メチレン鎖を用いれば、比較的迅速に有機被膜を形成できることが発明者らの検討により明らかにされている。
【００４９】
主鎖部３２にフルオロメチレン鎖を用いた場合、疎水性がメチレン鎖よりも強いため、有機被膜形成後にはアイレット１０と当該被膜との間への水分の浸入が強く抑制される。その結果、有機被膜とアイレット１０との良好な結合が保たれ、熱履歴によって有機被膜の剥離が生じにくくなるので好適である。
【００５０】
主鎖部３２にシロキサン鎖を用いた場合、耐熱性および耐候性に優れる有機被膜を形成できる。このため、例えば半導体素子等の実装工程において、有機被膜が比較的高温環境下に曝された場合にも、当該被膜自体の変質・損傷の防止効果が奏される。
【００５１】
主鎖部３２にグリコール鎖を用いた場合、水等の極性溶媒に簡単に溶解させることができるので、有機被膜を形成する上で利点を有する。
従って、主鎖部３２に、グリコール鎖を用いること、あるいは、メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖の一種以上とグリコール鎖とで構成された構造を用いることも好ましい。
【００５２】
主鎖部３２が含窒素複素環化合物の場合、化合物自身の耐熱性が高く、第一官能基３１と金属との結合の熱安定性を向上させる事ができるので好適である。
含窒素複素環化合物として、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、チアジアゾール等の五員環化合物を用いれば、有機被膜を形成した後に熱履歴を加えた場合、金属内部から表面拡散しようとする金属と窒素原子中の非共有電子対が表面で錯体を形成する事により拡散金属の最表面への露出をブロックする事が発明者らの検討により明らかにされている。
【００５３】
また、含窒素複素環化合物として、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン等の六員環化合物を用いた場合、化学構造上、第一官能基３１を２つ結合させる事が可能である為、第一官能基の結合力を五員環化合物の２倍相当にすることが可能となり、有機被膜自身の結合安定性を更に強くできる。その結果、有機被膜とアイレット１０との良好な結合が保たれ、熱履歴によって有機被膜の剥離が生じにくくなるので好適である。更に、有機被膜１１において隣接する有機分子３０の主鎖部３２同士の間に、強力な相互結合作用（水素結合やロンドン分散力によるスタッキング効果）が発揮され、これによって有機被膜１１体を強化することが可能となる。すなわち、高温環境下における有機被膜１１の飛散がこの相互結合作用によって防止されるので、有機被膜１１の耐熱性を飛躍的に向上させることができる。
【００５４】
主鎖部３２がアリール骨格の場合、芳香族環の数が増えるほど主鎖部３２同士の間に、強力な相互結合作用（ロンドン分散力によるπ-πスタッキング効果）が発揮され、さらに機能性分子自身の融点が高くなる為、有機被膜の熱安定性が著しく向上する。
【００５５】
また、主鎖部３２がアセン骨格の場合、芳香環の数が増えるほどアリール骨格より強固な主鎖部３２同士の間の相互結合作用が発揮される。それにより有機被膜１１における腐食性ガスや水分の透過性を減少させることができる。
【００５６】
（第二官能基３３について）
第二官能基３３は、樹脂に対する結合性を有する化学構造体であればよい。
例えば、水酸基を有する化合物、カルボン酸を有する化合物、酸無水物を有する化合物、第一級アミンを有する化合物、第二級アミンを有する化合物、第三級アミンを有する化合物、第四級アンモニウム塩を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ヒドラジド基を有する化合物、イミン基を有する化合物、アミジン基を有する化合物、イミダゾールを有する化合物、トリアゾールを有する化合物、テトラゾールを有する化合物、チオール基を有する化合物、スルフィド基を有する化合物、ジスルフィド基を有する化合物、ジアザビシクロアルケンを有する化合物、有機フォスフィン化合物、有機フォスフィン化合物三フッ化ホウ素アミン錯体、ビニル基、有機ハイドロジェンシラン、若しくはこれらの誘導体の内、一種類以上を含む化学構造体を用いることができる。
【００５７】
第二官能基３３が酸無水物である無水フタル酸の場合には、エポキシ樹脂の硬化剤として作用し、エポキシ樹脂中のエポキシ基に対して開環重合により結合する。
また、第二官能基３３がビニル基の場合にはシリコーン樹脂の硬化剤として作用し、シリコーン樹脂のハイドロジェンシランに対して付加重合により結合する。
【００５８】
[実施の形態２]
図４は、実施の形態２にかかる半導体装置用パッケージを示す断面図である。
本実施形態にかかる半導体装置用パッケージでは、アイレット２０が厚みのある円板形状であって、これを貫通する貫通孔２５が形成されている。そして、この貫通孔２５の孔側面に第１有機被膜として有機被膜２１が形成されている。この有機被膜２１は、実施の形態１で説明した有機被膜と同様のものである。
【００５９】
貫通孔２５には、リード２２が挿通され、アイレット２０は樹脂部２４によって封着されている。また、アイレット２０にはアースリード２３が抵抗溶接されている。
半導体レーザー素子２６を支持する素子付け部２７は、アイレット２０の上面に形成され、素子付け部２７の側面に半導体レーザー素子２６が接合するようになっている。
【００６０】
このような構成の半導体装置用パッケージにおいても、アイレット２０と樹脂部２４とは、貫通孔２５の内面に形成された有機被膜２１を介して接合されているので、アイレット２０と樹脂部２４との密着性が向上される。
【００６１】
従って、アイレット２０と樹脂部２４との界面に間隙が発生することがなく、信頼性のある半導体装置用パッケージとすることができる。
また、本実施形態においても、アイレット２０の貫通孔２５の内面に第１有機被膜（有機被膜２１）を形成するのに加えて、リード２２の表面にも有機被膜２１と同じ有機被膜を、第２有機被膜として形成してもよい。
【００６２】
これによって、リード１２の表面と樹脂部１４との界面が第２有機被膜によって接合されるので、リード１２の表面と樹脂部１４との密着性も向上する。従って、外部雰囲気からの水分やガスが、半導体パッケージの内部に侵入するのを防止する効果が向上し、より信頼性のある半導体装置用パッケージを実現することができる。
【００６３】
以上、実施の形態１，２にかかる半導体装置用パッケージについて説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明によれば、耐熱性及び樹脂の剥離強度といった所定の規格を満足出来る信頼性の高い半導体装置用パッケージを実現することができ、光半導体装置用のパッケージとして適している。
【符号の説明】
【００６５】
１０ アイレット
１１ 有機被膜
１２ リード
１３ アースリード
１４ 樹脂部
１５ 貫通孔
１６ 半導体レーザー素子
１７ 素子付け部
１８ 内側面
１９ 内底面
２０ アイレット
２１ 有機被膜
２２ リード
２３ アースリード
２４ 樹脂部
２５ 貫通孔
２６ 半導体レーザー素子
２７ 素子付け部
３０ 有機分子
３１ 第一官能基
３２ 主鎖部
３３ 第二官能基
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属リードと、前記金属リードを挿通する挿通孔が形成されたアイレットとを備え、前記金属リードが挿通されたアイレットが樹脂によって封着されてなる半導体装置用パッケージであって、
前記アイレットと前記樹脂とが、
主鎖部の一端に金属に対する結合性を持つ官能基を有し、他端に樹脂に対する結合性を持つ官能基を有する機能性有機分子からなる第１有機被膜を介して接合されている半導体装置用パッケージ。
【請求項２】
前記第１有機被膜を構成する機能性有機分子において、
前記主鎖部は、
メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖又はそれらの誘導体から選択される一種以上を含み、
前記金属に対する結合性を有する官能基は、
チオール及びこれを含むチオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物又はそれらの誘導体から選択される一種以上を含み、
前記樹脂に対する結合性を有する官能基は、
水酸基を有する化合物、カルボン酸を有する化合物、酸無水物を有する化合物、第一級アミンを有する化合物、第二級アミンを有する化合物、第三級アミンを有する化合物、第四級アンモニウム塩を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ヒドラジド基を有する化合物、イミン基を有する化合物、アミジン基を有する化合物、イミダゾールを有する化合物、トリアゾールを有する化合物、テトラゾールを有する化合物、チオール基を有する化合物、スルフィド基を有する化合物、ジスルフィド基を有する化合物、ジアザビシクロアルケンを有する化合物、有機フォスフィン化合物、有機フォスフィン化合物三フッ化ホウ素アミン錯体、ビニル基、有機ハイドロジェンシラン、又はそれらの誘導体から選択される一種類以上を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置用パッケージ。
【請求項３】
前記金属リードと前記樹脂とが、
主鎖部の一端に金属に対する結合性を持つ官能基を有し、他端に前記樹脂に対する結合性を持つ官能基を有する機能性有機分子からなる第２有機被膜を介して接合されている請求項１又は２記載の半導体装置用パッケージ。
【請求項４】
前記第２有機被膜を構成する機能性有機分子において、
前記主鎖部は、
メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖又はそれらの誘導体から選択される一種以上を含み、
前記金属に対する結合性を有する官能基は、
チオール及びこれを含むチオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物又はそれらの誘導体から選択される一種以上を含み、
前記樹脂に対する結合性を有する官能基は、
水酸基を有する化合物、カルボン酸を有する化合物、酸無水物を有する化合物、第一級アミンを有する化合物、第二級アミンを有する化合物、第三級アミンを有する化合物、第四級アンモニウム塩を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ヒドラジド基を有する化合物、イミン基を有する化合物、アミジン基を有する化合物、イミダゾールを有する化合物、トリアゾールを有する化合物、テトラゾールを有する化合物、チオール基を有する化合物、スルフィド基を有する化合物、ジスルフィド基を有する化合物、ジアザビシクロアルケンを有する化合物、有機フォスフィン化合物、有機フォスフィン化合物三フッ化ホウ素アミン錯体、ビニル基、有機ハイドロジェンシラン、又はそれらの誘導体から選択される一種類以上を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置用パッケージ。
【請求項１】
金属リードと、前記金属リードを挿通する挿通孔が形成されたアイレットとを備え、前記金属リードが挿通されたアイレットが樹脂によって封着されてなる半導体装置用パッケージであって、
前記アイレットと前記樹脂とが、
主鎖部の一端に金属に対する結合性を持つ官能基を有し、他端に樹脂に対する結合性を持つ官能基を有する機能性有機分子からなる第１有機被膜を介して接合されている半導体装置用パッケージ。
【請求項２】
前記第１有機被膜を構成する機能性有機分子において、
前記主鎖部は、
メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖又はそれらの誘導体から選択される一種以上を含み、
前記金属に対する結合性を有する官能基は、
チオール及びこれを含むチオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物又はそれらの誘導体から選択される一種以上を含み、
前記樹脂に対する結合性を有する官能基は、
水酸基を有する化合物、カルボン酸を有する化合物、酸無水物を有する化合物、第一級アミンを有する化合物、第二級アミンを有する化合物、第三級アミンを有する化合物、第四級アンモニウム塩を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ヒドラジド基を有する化合物、イミン基を有する化合物、アミジン基を有する化合物、イミダゾールを有する化合物、トリアゾールを有する化合物、テトラゾールを有する化合物、チオール基を有する化合物、スルフィド基を有する化合物、ジスルフィド基を有する化合物、ジアザビシクロアルケンを有する化合物、有機フォスフィン化合物、有機フォスフィン化合物三フッ化ホウ素アミン錯体、ビニル基、有機ハイドロジェンシラン、又はそれらの誘導体から選択される一種類以上を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置用パッケージ。
【請求項３】
前記金属リードと前記樹脂とが、
主鎖部の一端に金属に対する結合性を持つ官能基を有し、他端に前記樹脂に対する結合性を持つ官能基を有する機能性有機分子からなる第２有機被膜を介して接合されている請求項１又は２記載の半導体装置用パッケージ。
【請求項４】
前記第２有機被膜を構成する機能性有機分子において、
前記主鎖部は、
メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖又はそれらの誘導体から選択される一種以上を含み、
前記金属に対する結合性を有する官能基は、
チオール及びこれを含むチオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物又はそれらの誘導体から選択される一種以上を含み、
前記樹脂に対する結合性を有する官能基は、
水酸基を有する化合物、カルボン酸を有する化合物、酸無水物を有する化合物、第一級アミンを有する化合物、第二級アミンを有する化合物、第三級アミンを有する化合物、第四級アンモニウム塩を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ヒドラジド基を有する化合物、イミン基を有する化合物、アミジン基を有する化合物、イミダゾールを有する化合物、トリアゾールを有する化合物、テトラゾールを有する化合物、チオール基を有する化合物、スルフィド基を有する化合物、ジスルフィド基を有する化合物、ジアザビシクロアルケンを有する化合物、有機フォスフィン化合物、有機フォスフィン化合物三フッ化ホウ素アミン錯体、ビニル基、有機ハイドロジェンシラン、又はそれらの誘導体から選択される一種類以上を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置用パッケージ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２２２６１９（Ｐ２０１１−２２２６１９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８７６９６（Ｐ２０１０−８７６９６）
【出願日】平成２２年４月６日（２０１０．４．６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月６日（２０１０．４．６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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