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公開番号2025077260
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023189324
出願日2023-11-06
発明の名称半導体パッケージ
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類H01L 23/26 20060101AFI20250512BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】筐体に蓋材が溶接され、減圧環境の気密空間に半導体素子が配置された真空パッケージ構造を備える半導体パッケージにおいて、溶接時に生じる金属微粒子の半導体素子への付着を抑制する。
【解決手段】半導体パッケージ1は、凹部41を有する筐体4に蓋材9が溶接され、凹部41が閉塞されてなる減圧状態の気密空間を有し、凹部41には半導体素子2が配置されている。半導体パッケージ1は、当該気密空間に半導体素子2と当接しないように配置されるガス吸着材6を有する。ガス吸着材6は、半導体素子2が蓋材9に対して露出しないように半導体素子2を囲む三次元形状である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体パッケージであって、
半導体素子（２）と、
前記半導体素子が収納される凹部（４１）を有する筐体（４）と、
前記筐体に溶接され、前記凹部を閉塞する蓋材（９）と、
前記凹部が前記蓋材により閉塞されてなる気密空間において、前記半導体素子と当接しないように配置され、前記蓋材に対して前記半導体素子が露出しないように前記半導体素子を囲む三次元形状とされたガス吸着材（６）と、を備え、
前記気密空間は、減圧状態である、半導体パッケージ。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記ガス吸着材は、三次元形状とされた基材（７）と、前記基材の表面に形成されるガス吸着膜（８）とを有し、
前記基材は、前記半導体素子のうち前記凹部の底面（４１ａ）と向き合う下面（２ａ）とは反対側の面を上面（２ｂ）として、前記上面の上に位置する天板部（７１）と、前記天板部の端部から折り曲げられ、前記筐体の厚み方向に沿った側板部（７２）とを有し、
前記側板部は、全域において前記凹部の側面（４１ｂ）との距離が所定以下である、請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記側板部は、少なくとも一部が前記凹部の底面（４１ａ）と当接している、請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
前記側板部は、一部が折り曲げられ、前記側板部の他の部位と重なっている重なり部（７２１）を有する、請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項５】
前記ガス吸着材は、三次元形状とされた基材（７）と、前記基材の表面に形成されるガス吸着膜（８）とを有し、
前記基材は、前記半導体素子のうち前記凹部の底面（４１ａ）と向き合う下面（２ａ）とは反対側の面を上面（２ｂ）として、前記上面の上に位置する天板部（７１）と、前記天板部の端部から折り曲げられ、前記筐体の厚み方向に沿った側板部（７２）とを有し、
前記蓋材のうち前記凹部の中央に位置する部分を中央部（９１）として、前記蓋材は、前記中央部において前記天板部と溶接されている、請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項６】
前記基材のうち前記天板部と前記側板部との境界を折り曲げ部（７３）として、前記ガス吸着膜は、前記基材のうち前記折り曲げ部とは異なる位置に形成されている、請求項５に記載の半導体パッケージ。
【請求項７】
前記ガス吸着膜は、前記基材の表面および裏面の両面に形成されている、請求項５に記載の半導体パッケージ。
【請求項８】
前記ガス吸着膜は、前記基材のうち前記蓋材との接合部分とは異なる部位に形成されている、請求項５に記載の半導体パッケージ。
【請求項９】
前記半導体素子は、振動を検知する板状のセンサ素子である、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の半導体パッケージ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体パッケージに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、筐体と蓋材とが接合されてなる減圧雰囲気下の気密空間に、半導体素子と当該減圧雰囲気を維持するためのガス吸着材とが配置されてなる真空パッケージ構造が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－１２４２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の真空パッケージ構造は、燃料電池システムにおける燃料の改質を行う燃料改質装置に適用されるが、半導体材料などによりなる燃料改質器に代わって、半導体センサなどを用いることで他の半導体デバイスとして構成することも可能である。
【０００５】
本発明らがこの種の半導体デバイスについて鋭意検討をした結果、蓋材を筐体に溶接する際に、熱による材料突沸などにより気密空間内に金属微粒子が発生し、これが半導体センサに付着することでセンサ特性が低下しうることが新たに判明した。このような事態を防ぐため、真空パッケージ構造内にさらにＭＥＭＳによる減圧空間を設け、当該減圧空間に半導体センサを配置する二重の真空構造とすることが考えられる。しかしながら、このような二重の真空構造とすると、半導体パッケージが大型化するとともに、製造コストが増大してしまう。なお、ＭＥＭＳは、Micro Electro Mechanical Systemsの略称である。
【０００６】
本開示は、上記の点に鑑み、筐体に蓋材が溶接されてなり、減圧された気密空間に半導体素子が配置された真空パッケージ構造を備え、当該溶接に起因する半導体素子への影響が低減された半導体パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の１つの観点によれば、半導体パッケージであって、半導体素子（２）と、半導体素子が収納される凹部（４１）を有する筐体（４）と、筐体に溶接され、凹部を閉塞する蓋材（９）と、凹部が蓋材により閉塞されてなる気密空間において、半導体素子と当接しないように配置され、蓋材に対して半導体素子が露出しないように半導体素子を囲む三次元形状とされたガス吸着材（６）と、を備え、気密空間は、減圧状態である。
【０００８】
これにより、凹部を有する筐体に蓋材が溶接され、凹部と蓋材とによりなる減圧状態の気密空間に半導体素子が配置されてなる半導体パッケージにおいて、気密空間に半導体素子を囲む三次元形状のガス吸着材が配置されている。このため、蓋材を筐体に溶接する際に、半導体素子が蓋材に対して露出しない状態とされ、当該溶接時に生じる金属微粒子が半導体素子に付着することが抑制され、溶接に起因する半導体素子への影響が低減された構造の半導体パッケージとなる。
【０００９】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る半導体パッケージを示す断面図である。
ガス吸着材の形状例を示す説明図である。
ガス吸着材の他の形状例を示す説明図である。
実施形態に係る半導体パッケージの製造における第１工程を示す図である。
図４Ａに続く製造工程を示す図である。
図４Ｂに続く製造工程を示す図である。
比較例の半導体パッケージを示す断面図である。
半導体パッケージをジャイロセンサで構成した場合において、実施例および比較例での共振周波数の設計値からのズレ量を比較した結果を示す図である。
実施例および比較例における接合中心の位置からのズレ量を比較した結果を示す図である。
実施例および比較例における真空パッケージの真空度を比較した結果を示す図である。
実施形態に係る半導体パッケージの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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