DE69006609T2 - Keramischer Deckel zum Verschliessen eines Halbleiterelements und Verfahren zum Verschliessen eines Halbleiterelements in einer keramischen Packung. - Google Patents

Keramischer Deckel zum Verschliessen eines Halbleiterelements und Verfahren zum Verschliessen eines Halbleiterelements in einer keramischen Packung.

Info

Publication number
DE69006609T2
DE69006609T2 DE69006609T DE69006609T DE69006609T2 DE 69006609 T2 DE69006609 T2 DE 69006609T2 DE 69006609 T DE69006609 T DE 69006609T DE 69006609 T DE69006609 T DE 69006609T DE 69006609 T2 DE69006609 T2 DE 69006609T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ceramic
sealing
glass
lid
semiconductor element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69006609T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69006609D1 (de
Inventor
Takehiro Kajihara
Koichiro Maekawa
Toshio Ohashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Publication of DE69006609D1 publication Critical patent/DE69006609D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69006609T2 publication Critical patent/DE69006609T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/10Containers; Seals characterised by the material or arrangement of seals between parts, e.g. between cap and base of the container or between leads and walls of the container
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting 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
    • H01L2224/48221Connecting 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
    • H01L2224/48245Connecting 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 metallic
    • H01L2224/48247Connecting 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 metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/4847Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Keramikdeckel zum Verschließen eines Keramikgehäuses, das ein Halbleiterelement enthält, und ein Verfahren zum Verschließen eines Halbleiterelements in einem Keramikgehäuse, und betrifft im spezielleren einen Tonerde-Keramikdeckel mit hervorragender Abdichtungsfestigkeit bei einem Keramikgehäuse zum Unterbringen eines Halbleiterelements. Beispielsweise betrifft die Erfindung einen Keramikdeckel zum Verschließen eines EPROM(Erasable and Programmable Read Only Memory)-Halbleiterelements zum Löschen einmal gespeicherter Speicherinhalte durch UV-Bestrahlung.
  • Als Keramikgehäuse fur ein EPROM-Halbleiterelement, wie in der JP-A-61-194,751 (1986) beschrieben, ist eine Anordnung bekannt, bei der ein EPROM-Halbleiterelement auf einer Ausnehmung eines Keramikgehäuses montiert ist und das genannte Gehäuse durch ein Dichtungsglas hermetisch mit einem UV-durchlässigen Keramik- oder Glasdeckel abgeschlossen ist. Das heißt, wie in der erfindungsgemäßen Fig. 4 gezeigt, sind auf einem Keramikgehäuse 11, bei dem eine Ausnehmung 12 an der Deckfläche ausgebildet ist, durch eine Glasschicht 15, 16 ein Halbleiterelement 13 bzw. ein Leiterrahmen 14 befestigt, und das genannte Halbleiterelement 13 ist durch Drähte 17 an den Leiterrahmen gebondet, und an der Deckfläche des Keramikgehäuses 11 ist durch die Glasschicht 15 ein ebener Keramik- oder Glasdeckel 18 dicht angeschlossen, sodaß die genannte Ausnehmung 12 verschlossen ist.
  • Darüber hinaus ist, wie in der erfindungsgemäßen Fig. 5 gezeigt, auch eine solche Anordnung bekannt, bei der ein Bodenabschnitt 16, ein Drahtverbindungsabschnitt 20 und ein Leiterabschnitt 19 einer Ausnehmung 12 eines Keramikgehäuses 11 jeweils metallisiert sind, an beide Endabschnitte des genannten Leiterabschnitts 19 Leiterrahmen 14 hartgelbtet sind, Keramikrahmen 21 zum Tragen eines Deckels 18 an die Deckfläche des genannten Leiterabschnitts 19 laminiert sind und ein Keramik- oder Glasdeckel 18 an die Deckfläche der genannten Keramikrahmen 21 gelötet oder mit Glas dicht geschlossen ist.
  • Als ein Keramikgehäuse wird aufgrund elektrischer Eigenschaften, wie Wärmeausdehnung, Wärmeleitfähigkeit, Isolierwert und ähnliche, und aufgrund mechanischer Festigkeit Tonerdekeramikmaterial verwendet.
  • Darüber hinaus wird als Deckel zum Verschließen eines Halbleiterelements Metall, Kunststoff oder Keramik verwendet, aber wenn das genannte Gehäuse aus Tonerde besteht, ist es vorzuziehen, Tonerdekeramikmaterial zu verwenden, damit der Wärmeausdehnungskoeffizient übereinstimmt. Insbesondere im Fall eines EPROM-Halbleiterelements wird in Hinblick auf die UV-Strahlendurchlässigkeit, wie in der US-A-3026210, US-A-3792142 und JP-A-63-242,964 (1988) geoffenbart, lichtdurchlässige polykristalline Tonerde verwendet.
  • Jedoch ist bei einem Keramikgehäuse des Aufbaus nach dem Stand der Technik, wenn eine Dichtungsmasse aus niedrigschmelzendem Glas, bei 400-500ºC, auf einen Deckel aus lichtdurchlässiger polykristalliner Tonerde oder einen Tonerdedeckel mit hoher Reinheit von mehr als 98 Gew.-%, aufgedruckt und getrocknet wird, ein Halbleiterelement innerhalb des Gehäuses montiert wird und daraufhin die Dichtungsmasse über ihren Schmelzpunkt erwärmt wird und der Keramikdeckel dicht mit dem Keramikgehäuse geschlossen wird, die Abdichtungsfestigkeit nachteilig gering.
  • Darüber hinaus ist es für höhere Datenverarbeitung und Miniaturisierung von Keramikgehäusen erforderlich, die Speichergröße des EPROM-Halbleiterelements stärker zu erhöhen, während ein Keramikgehäuse für den Speicherhalbleiter miniaturisiert werden sollte. Jedoch ist die Hochdichtetechnik eines Halbleiterelements eingeschränkt, und die Größe des Elements nimmt mit steigender Speichergröße zu. Darüber hinaus ist die Größe eines Halbleiter-Keramikgehäuses für Speicher zum tatsächlichen Montieren auf Platinen genormt, und es ist schwierig, die Größe mit der Zunahme der genannten Elementgröße zu ändern.
  • Nachstehend folgt eine detaillierte Erklärung. Wenn die Größe eines Keramikgehäuses in der Breite 11 mm, in der Länge 20 mm und in der Dicke 1,7 mm beträgt (mit Ausnahme des Leiterabschnitts), erfordert ein UV-Strahlungsabschnitt des Halbleiterelements etwa 9 mm x 9 mm bei 1 Megabit und etwa 9 mm x 14 mm bei 2 Megabit. In diesem Fall wird der Abdichtungsabschnitt eines UV-durchlässigen Keramikdeckels mit einem Keramikgehäuse etwa 1 mm bei 1 Megabit und 2 Megait in Richtung der Breite und 11 mm bzw. 6 mm bei 1 Megabit bzw. 2 Megabit in Längsrichtung. Das heißt, die Abdichtungsfläche beträgt 139 mm² bei 1 Megabit und 94 mm² bei 2 Megabit. Daher gibt es im Fall der Verwendung eines EPROM-Halbleiterelements mit 2 Megabit für die Keramikgehäuseanordnung nach dem Stand der Technik Nachteile dahingehend, daß die Abdichtungsfestigkeit zwischen einem Keramikdeckel und einem Gehäuse gering ist und Luftdichtheit nicht beibehalten werden kann.
  • Die JP-A-58-044749 beschreibt einen Tonerdedeckel zum Verschließen eines Keramikgehäuses, wobei der Deckel eine wärmebehandelte Glasschicht mit einer Dicke von 50 um vor dem Auftragen der Glasdichtungsmasse aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung sucht die oben genannten Nachteile zu lösen und bezieht sich auf ein Verfahren und einen Keramikdeckel zum Verschließen eines Halbleiterelements.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Anspruch 1 dargelegt.
  • Zweitens betrifft die Erfindung einen Keramikdeckel, wie in Anspruch 4 dargelegt.
  • Um das Verstehen der Erfindung zu erleichtern, wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
  • Fig. 1 eine Draufsicht ist, die eine Ausführungsform eines Keramikdeckels für einen Halbleiterspeicher gemäß vorliegender Erfindung zeigt;
  • Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Keramikdeckels ist;
  • Fig. 3 eine Querschnittansicht ist, die den Abdichtungszustand des Deckels gemäß vorliegender Erfindung an einem Keramikgehäuse zeigt;
  • die Fig. 4 und 5 Querschnittansichten eines Keramikgehäuses nach dem Stand der Technik sind;
  • Fig. 6 ein Graph ist, der Scherdrehmomentwerte des erfindungsgemäßen Beispiels und des Bezugsbeispiels zeigt, und
  • die Fig. 7 und 8 Graphen sind, die Scherdrehmomentwerte des erfindungsgemäßen Beispiels zeigen.
  • Das Keramikgehäuse für einen Halbleiterspeicher und das Verfahren zur Herstellung desselben gemäß vorliegender Erfindung werden detailliert unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 erklärt.
  • Fig. 1 zeigt, daß eine Glasdichtungshilfe 2 auf eine Abdichtungsoberfläche eines für UV-Strahlen durchlässigen Keramikdeckels 1 für einen Halbleiterspeicher mit einem Keramikgehäuse aufgetragen und mit einer höheren Temperatur als der Temperatur zum Abdichten eines Halbleiterelements behandelt wird.
  • Der Keramikdeckel 1 ist eine lichtdurchlässige polykristalline Tonerde mit hoher Reinheit (z.B. zumindest 98%), die UV-Strahlen übertragen kann, und besteht aus einem zentralen, für UV-Strahlen durchlässigen Fensterabschnitt 1A und einem Umfangsrahmenabschnitt 1B, und die Dichtungshilfe 2 der ersten Schicht wurde am Rahmenabschnitt 1B an der Rückseite des Deckels 1 im Siebdruckverfahren aufgebracht, getrocknet und wärmebehandelt. Obwohl nicht dargestellt, kann die Glasdichtungshilfe 2 im gesamten Bereich des Rahmenabschnitts 1B ausgebildet sein. Die Glasdichtungshilfe kann eine niedrigschmelzende Glasdichtungsmasse, die im nächsten Schritt erklärt werden wird, sein, aber vom Standpunkt der Haftfestigkeit des Deckels am Gehäuse ist kristallines Glas zu bevorzugen. Als kristallines Glas kann vorzugsweise SiO&sub2;-CaO-ZnO-Serie, MgO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Serie und ähnliches mit einer Sintertemperatur verwendet werden, die 100-250ºC höher als die Abdichtungstemperatur eines Halbleiterelements ist. Der Grund, weshalb die Temperatur eingeschränkt ist, besteht darin, daß bei weniger als 100ºC über der Abdichtungstemperatur kaum ausreichende Abdichtungsfestigkeit erzielt werden kann oder mehr als 30 Minuten zum Sintern erforderlich sind, was zu Problemen bei der Massenproduktion führt, und eine Sintertemperatur, die mehr als 250ºC über der Abdichtungstemperatur liegt, kaum zur Abdichtungsfestigkeit beiträgt. Bei der Verwendung einer niedrigschmelzendem Glasdichtungsmasse als Glasdichtungshilfe kann die Wärmebehandlungstemperatur vorzugsweise 100 bis 200ºC höher als die Abdichtungstemperatur sein. Eine Temperatur, die weniger als 100ºC höher ist, kann ebenfalls die Abdichtungsfestigkeit senken, und eine Temperatur, die mehr als 200ºC darüber liegt, verringert die Viskosität zum Zeitpunkt des Abdichtens mit Glas, sodaß sich die Dichtungshilfe über den Abdichtungsabschnitt hinaus verteilt, oder zeigt durch Verdampfung, Diffusion und ähnliches nicht die vorherbestimmten Wärmeausdehnungseigenschaften und ähnliches.
  • Bei einem Verfahren zum Auftragen einer Glasdichtungshilfe wird in eine Glasdichtungshilfe ein Vehikel eingeknetet, das aus 5% Acrylharz mit niedrigem Molekulargewicht aufgelöst in Terpineol, oder 5-10% A thylzellulose aufgelöst in Butylcarbitolacetat besteht, um eine Druckpaste herzustellen, und mit einem Sieb aus rostfreiem Stahl mit 80-100 Mesh aufgedruckt. Die Druckdicke beträgt 10 bis 30 um. Wenn die Druckdicke geringer als 5 um ist, wird je nach dem Zustand eines Keramikdeckels, wie Oberflächenrauheit und ähnliches, eine Glasdichtungshilfeschicht zu dünn, oder es ist beinahe keine Schicht vorhanden, um zur Verbesserung der Festigkeit beizutragen, und um eine Dicke über 30 um zu bilden, ist es erforderlich, das Drucken zu wiederholen und es gibt keinen Beitrag zur Verbesserung der Festigkeit.
  • Fig. 2 zeigt die Bildung einer Glasdichtungsmasse 3 der zweiten Schicht auf der Abdichtungsoberfläche eines Keramikgehäuses, das eine auf einem Keramikdeckel 1 ausgebildete Glasdichtungshilfe 2 umfaßt.
  • Die Zusammensetzung einer Glasdichtungsmasse kann Glas umfassen, das üblicherweise zum Abdichten von IC-Gehäusen verwendet wird, und es kann niedrigschmelzendes Glas der PbO&sub2;-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Serie oder niedrigschmelzendes Glas erwähnt werden, bei dem Bestandteile wie Al&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, SnO, Na&sub2;O, K&sub2;O und ähnliche dieser Borsilikatglasserie und ähnliches hinzugefügt sind.
  • Um eine Glasdichtungsmasse auszuwählen, ist es erforderlich, die Abdichtungstemperatur und -zeit zu berücksichtigen, um die Beschädigung eines Halbleiterelements durch Wärme zu verringern, soweit möglich, sodaß ein niedrigschmelzendes Glas verwendet wird, daß üblicherweise eine Abdichtungstemperatur von etwa 410ºC-600ºC aufweist und eine Zeit von etwa 10 Minuten erfordert. Darüber hinaus bestehen das Keramikgehäuse und der Keramikdeckel aus Tonerde, sodaß, um eine Abdichtungsspannung zu minimieren, ein Wärmeausdehnungskoeffizient der Glasdichtungsmasse so ausgewählt wird, daß er im Bereich von 30-250ºC etwa 50-70x10&supmin;&sup7;/ºC beträgt.
  • Die Zusammensetzung einer repräsentativen Glasdichtungsmasse enthält 60-85 Gew.-% PbO, 7-10 Gew.-% B&sub2;O&sub3;, 10-30 Gew.-% SiO&sub2; und 3-10 Gew.-% von einem oder mehr als zwei aus Al&sub2;O&sub3;, TiO&sub2; und SnO&sub2;.
  • Die obige Glasdichtungsmasse wird mit dem gleichen Vehikel geknetet, wie bei dem Verfahren zur Aufbringung der genannten Glasdichtungshilfe, um Druckpaste herzustellen, nach einem Siebdruckverfahren auf die Abdichtungsoberfläche eines Keramikgehäuses gedruckt, das die Glasabdichtungshilfe 2 des Keramikdeckels 1 enthält, und daraufhin getrocknet. Das Bedrucken und Trocknen wird üblicherweise drei- bis viermal wiederholt, um eine vorherbestimmte Dicke von 200-300 um zu erzielen. Das Trocknen wird bei 120ºC für etwa 10 bis 20 Minuten durchgeführt.
  • Nach dem Bedrucken und Trocknen wird, um ein organisches Bindemittel (Acrylharzflüssigkeit mit niedrigem Molekulargewicht und ähnliches) des in der Glaspaste zum Abdichten enthaltenen Vehikels zu entfernen, Kalzinieren zwecks Thermolyse durchgeführt, indem eine Temperaturanstiegsrate innerhalb des Temperaturbereichs verlangsamt wird, der 320-380ºC niedriger als die Temperatur zum luftdichten Verschließen eines Halbleiterelements in Luft oder Stickstoff ist.
  • Der so gebildete Keramikdeckel 1 wird durch Glasabdichtschichten 4, die zuvor auf die gleiche Weise wie der Keramikdeckel ausgebildet wurden, auf einen vorspringenden Abschnitt 6A eines IC-Gehäuses 6 dicht aufgebracht, nachdem ein Halbleiterelement 7 am Bodenabschnitt einer Ausnehmung 8 eines Gehäuses 6 montiert wurde, wie in Fig. 3 gezeigt, und Drähte 9 zwischen dem genannten Halbleiterelement 7 und einem Leiterrahmen 5 gebondet wurden, der im vorragenden Abschnitt 6A des Gehäuses 6 ausgebildet ist. Die Abdichtungsbedingung ist die gleiche, wie bezogen auf das genannte Abdichtungsglas erklärt.
  • Außerdem kann der erfindungsgemäße Deckel in dem Abschnitt geschlossen sein, in dem der Leiterrahmen ausgebildet ist, wie in Fig. 3 gezeigt, oder dicht in einen Keramikrahmen eingeschlossen sein, der auf länglichen Leiterabschnitten 19 von Drahtverbindungsabschnitten 20 vorgesehen ist, wie in Fig. 5 gezeigt. Darüber hinaus kann der Deckel in dem Fall angewandt werden, daß kein Metalleiterrahmen vorhanden ist, das heißt beim sogenannten leiterlosen Gehäuse, wie in den Fig. 3 und 4 nicht gezeigt.
  • Beispiel
  • Es wurden Keramikdeckel aus durchlässiger Tonerde mit hoher Reinheit, die aus 99,9 % Al&sub2;O&sub3; und 0,05 % MgO bestand, und schwarzer Tonerde hergestellt, die aus 90 % Al&sub2;O&sub3;, 2,9 % Mn, 2,3 % TiO&sub2; und 2,3% Fe&sub2;O&sub3; bestand, und ihre Abmessungen betragen 20 x 11 x 0,65 (Dicke).
  • Es wurde auch ein Keramikgehäuse hergestellt, das aus der gleichen schwarzen Tonerde bestand wie der Keramikdeckel und dessen Außenabmessungen 20 x 11 x 0,05 (Dicke) betragen, der Abdichtungsabschnitt mit dem Deckel hat die Abmessungen 20 x 11 und er hat ein Fenster mit 1,3 x 8 in der Mitte.
  • Die Abdichtungsoberflächen des Deckels aus Tonerde mit hoher Reinheit und des Deckels 1 aus schwarzer Tonerde mit dem Keramikgehäuse wurden unter Verwendung von kristallinem Glas und nicht-kristallinem Abdichtungsglas mit niedrigem Schmelzpunkt als Glasdichtungshilfeschichten unter der in Tabelle 1 gezeigten Bedingung bedruckt und wärmebehandelt. Dann wurde auf die Glasdichtungshilfeschicht weiters niedrigschmelzendem kristallines Abdichtungsglas in einer Dicke von 200 um aufgedruckt, bei 380ºC 10 Minuten lang wärmebehandelt, eine Glasabdichtschicht ausgebildet und ein Keramikdeckel zum Abdichten hergestellt. Andererseits wurde auf dem der Abdichtungsoberfläche des Keramikdeckels mit dem Gehäuse aus schwarzer Tonerde entsprechenden Abschnitt unter der gleichen Bedingung wie jener beim Deckel eine Glasabdichtschicht ausgebildet.
  • Der so erhaltene Deckel und das Gehäuse wurden bei in Tabelle 1 gezeigten Temperaturen 10 Minuten lang wärmebehandelt, und der Deckel und das Gehäuse wurden verschlossen. Dann wurde der so erhaltene abgeschlossene Körper am Scherdrehmoment der verschlossenen Oberfläche durch Deckeldrehmoment für mit Glasfritte verschlossene Gehäuse des American Military Standard MIL-STD-883 C 2024.2 gemessen. Der Durchschnittswert von 10 Teststücken als Meßergebnis wird in Tabelle 1 gezeigt, und die maximalen, durchschnittlichen und minimalen Werte werden in einem Graph von Fig. 6 gezeigt. Die mit Glasdichtungshilfeschichten gebildeten Keramikdeckel gemäß vorliegender Erfindung weisen hohe Scherdrehmomentwerte auf. Ein Beispiel von Tabelle 2 besteht darin, den Einfluß einer Bedruckungsdicke einer Glasdichtungshilfeschicht zu untersuchen, die auf dem Keramikdeckel ausgebildet ist, und die anderen Bedingungen sind die gleichen wie in Tabelle 1. Hinsichtlich der Scherdrehmomentwerte werden die Nr. 1 von Tabelle 1 und Nr. 1-5 von Tabelle 2 in einem Graph von Fig. 7 gezeigt. Aus diesem Graphen geht hervor, daß eine bevorzugte Bedruckungsdicke der Glasdichtungshilfeschicht 5-30 um beträgt.
  • Ein Beispiel von Tabelle 3 besteht darin, einen Einfluß der Wärmebehandlungstemperatur der auf dem Keramikdeckel ausgebildeten Glasdichtungshilfeschicht zu untersuchen, und die Scherdrehmomentwerte werden in einem Graphen von Fig. 8 gemeinsam mit Daten Nr. 3 von Tabelle 1 gezeigt. Aus diesem Graphen geht hervor, daß es im Fall von niedrigschmelzendem nicht-kristallinen Glas vorzuziehen ist, Wärmebehandlung bei einer Temperatur 100-200ºC über der Abdichtungstemperatur durchzuführen. Tabelle 1 Keramikdeckel Keramikgehäuse Drehmomentstärke Glasdichtungshilfeschicht Glasabdichtschicht Qualität Bedruckungsdicke (u) Wärmebehandlungstemperatur Deckel-/Gehäuse-Abdichtungstemperatur (ºC) mittlerer Wert (Kgf-cm) Anmerkungen Anmerkung) HA: Tonerde mit hoher Reinheit BA: schwarze Tonerde CG-1: kristallines Glas der MgO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Serie ... (Iwaki Glass No. GA-30) CG-2: kristallines Glas der SiO&sub2;-CaO-ZnO-Serie ... (Asahi Glass No. AP 5576) SG-1: kristallines Glas der PbO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Serie ... (Iwaki Glass No. LS 3001) SG-2: kristallines Glas der PbO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Serie ... (Iwaki Glass No. CT-410) Tabelle 2 Keramikdeckel Keramikgehäuse Drehmomentstärke Glasdichtungshilfeschicht Glasabdichtschicht Qualität Bedruckungsdicke (u) Wärmebehandlungstemperatur Deckel-/Gehäuse-Abdichtungstemperatur (ºC) mittlerer Wert (Kgf-cm) Tabelle 3 Keramikdeckel Keramikgehäuse Drehmomentstärke Glasdichtungshilfeschicht Glasabdichtschicht Qualität Bedruckungsdicke (u) Wärmebehandlungstemperatur Deckel-/Gehäuse-Abdichtungstemperatur (ºC) mittlerer Wert (Kgf-cm)
  • Wie aus den obigen Beispielen hervorgeht, wird gemäßvorliegender Erfindung die Abdichtungsfestigkeit des Gehäusedeckels des Keramikgehäuses verbessert. Der Grund dafür besteht darin, daß die Glasabdichtungshilfeschicht zuvor bei einer höheren Temperatur als der Abdichtungstemperatur wärmebehandelt wird, sodaß die Glasabdichtungshilfeschicht auf der Oberfläche des Deckels aus Tonerde mit hoher Reinheit verteilt wird, um die Affinität zu verbessern und die Benetzbarkeit mit der Glasabdichtschicht zu verbessern.
  • Wie oben, wird der erfindungsgemäße Keramikdeckel unter Bezugnahme auf Beispiele mit dem lichtdurchlässigen Tonerdedeckel für EPROM-Halbleiterelemente erklärt, aber der Keramikdeckel ist, was das wesentliche Merkmal der Erfindung betrifft, nicht auf lichtdurchlässige Tonerde beschränkt, und die Erfindung ist für Tonerde mit hoher Reinheit wirksam, wie einen Deckel aus mehr als 96% Tonerde.
  • Wie aus der obigen Erklärung hervorgeht, sind der Keramikdeckel und das Verfahren zu seiner Herstellung gemäß vorliegender Erfindung industriell nützlich, wobei sie hervorragende Dichtungsfestigkeit, besonders im Fall eines Keramikdeckels für Halbleiterspeicher des Typs, bei dem die Löschung durch UV-Strahlen erfolgt, und eine bemerkenswerte Wirkung bieten, indem sie einen Deckel schaffen, der der Zunahme des Speicherinhalts des Halbleiterelements entgegenkommt.

Claims (4)

1. Verfahren zum Verschließen eines Halbleiterelements (7) innerhalb einer Ausnehmung eines Keramikgehäuses (6) unter Verwendung eines Keramikdeckels (1) aus Tonerde und einer erwärmten Glasdichtungsmasse (3), um das genannte Halbleiterelement im Keramikgehäuse hermetisch abzuschließen, umfassend das Auftragen einer Glasdichtungshilfsschicht (2) auf zumindest einen Teil einer Dichtungsoberfläche des genannten Keramikdeckels (1), die Wärmebehandlung der genannten Glasdichtungshilfsschicht (2) bei einer höheren Temperatur als der Abdichtungstemperatur, die zum Verschließen des Halbleiterelements durch den Deckel (1) eingesetzt wird, daraufhin das Auftragen der genannten Glasdichtungsmasse (3) auf die genannte Glasdichtungshilfsschicht (2), dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Glasdichtungsfiilfsschicht (2) eine Dicke im Bereich von 10 bis 30 um aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Keramikdeckel aus lichtdurchlässiger Tonerde besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die Glasdichtungshilfe kristallines Glas ist.
4. Tonerdekeramikdeckel (1) zur Verwendung beim Verschließen eines Keramikgehäuses, das ein Halbleiterelement in einer Ausnehmung davon enthält, wobei der genannte Deckel (1) eine wärmebehandelte Glasdichtungshilfsschicht (2) mit einer Dicke im Bereich von 10 bis 30 um auf zumindest einem Teil einer Dichtungsoberfläche davon aufweist.
DE69006609T 1989-03-15 1990-03-13 Keramischer Deckel zum Verschliessen eines Halbleiterelements und Verfahren zum Verschliessen eines Halbleiterelements in einer keramischen Packung. Expired - Fee Related DE69006609T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6089589 1989-03-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69006609D1 DE69006609D1 (de) 1994-03-24
DE69006609T2 true DE69006609T2 (de) 1994-06-30

Family

ID=13155549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69006609T Expired - Fee Related DE69006609T2 (de) 1989-03-15 1990-03-13 Keramischer Deckel zum Verschliessen eines Halbleiterelements und Verfahren zum Verschliessen eines Halbleiterelements in einer keramischen Packung.

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5122862A (de)
EP (1) EP0388157B1 (de)
DE (1) DE69006609T2 (de)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5230759A (en) * 1989-10-20 1993-07-27 Fujitsu Limited Process for sealing a semiconductor device
EP0544329A3 (en) * 1991-11-28 1993-09-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor package
US5804870A (en) * 1992-06-26 1998-09-08 Staktek Corporation Hermetically sealed integrated circuit lead-on package configuration
US5702985A (en) * 1992-06-26 1997-12-30 Staktek Corporation Hermetically sealed ceramic integrated circuit heat dissipating package fabrication method
US5958100A (en) * 1993-06-03 1999-09-28 Micron Technology, Inc. Process of making a glass semiconductor package
KR100201384B1 (ko) * 1995-10-19 1999-06-15 구본준 투명창을구비한반도체패키지및그제조방법
US6531334B2 (en) 1997-07-10 2003-03-11 Sony Corporation Method for fabricating hollow package with a solid-state image device
JPH1131751A (ja) * 1997-07-10 1999-02-02 Sony Corp 中空パッケージとその製造方法
DE19831570A1 (de) * 1998-07-14 2000-01-20 Siemens Ag Biometrischer Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung
US6323060B1 (en) 1999-05-05 2001-11-27 Dense-Pac Microsystems, Inc. Stackable flex circuit IC package and method of making same
US6274927B1 (en) 1999-06-03 2001-08-14 Amkor Technology, Inc. Plastic package for an optical integrated circuit device and method of making
US6262895B1 (en) 2000-01-13 2001-07-17 John A. Forthun Stackable chip package with flex carrier
US6974517B2 (en) * 2001-06-13 2005-12-13 Raytheon Company Lid with window hermetically sealed to frame, and a method of making it
US6861720B1 (en) 2001-08-29 2005-03-01 Amkor Technology, Inc. Placement template and method for placing optical dies
US7053478B2 (en) 2001-10-26 2006-05-30 Staktek Group L.P. Pitch change and chip scale stacking system
US7310458B2 (en) 2001-10-26 2007-12-18 Staktek Group L.P. Stacked module systems and methods
US20030234443A1 (en) 2001-10-26 2003-12-25 Staktek Group, L.P. Low profile stacking system and method
US7485951B2 (en) 2001-10-26 2009-02-03 Entorian Technologies, Lp Modularized die stacking system and method
US7656678B2 (en) 2001-10-26 2010-02-02 Entorian Technologies, Lp Stacked module systems
US20060255446A1 (en) 2001-10-26 2006-11-16 Staktek Group, L.P. Stacked modules and method
US7026708B2 (en) * 2001-10-26 2006-04-11 Staktek Group L.P. Low profile chip scale stacking system and method
US7202555B2 (en) 2001-10-26 2007-04-10 Staktek Group L.P. Pitch change and chip scale stacking system and method
US6914324B2 (en) * 2001-10-26 2005-07-05 Staktek Group L.P. Memory expansion and chip scale stacking system and method
US6956284B2 (en) 2001-10-26 2005-10-18 Staktek Group L.P. Integrated circuit stacking system and method
US6940729B2 (en) 2001-10-26 2005-09-06 Staktek Group L.P. Integrated circuit stacking system and method
US7371609B2 (en) * 2001-10-26 2008-05-13 Staktek Group L.P. Stacked module systems and methods
US6745449B2 (en) * 2001-11-06 2004-06-08 Raytheon Company Method and apparatus for making a lid with an optically transmissive window
US7081373B2 (en) 2001-12-14 2006-07-25 Staktek Group, L.P. CSP chip stack with flex circuit
US6784534B1 (en) 2002-02-06 2004-08-31 Amkor Technology, Inc. Thin integrated circuit package having an optically transparent window
US6988338B1 (en) 2002-10-10 2006-01-24 Raytheon Company Lid with a thermally protected window
US20040245590A1 (en) * 2003-06-05 2004-12-09 Jackson Hsieh Image sensor package
US20040245589A1 (en) * 2003-06-05 2004-12-09 Jackson Hsieh Substrate structure for a photosensitive chip package
US7542304B2 (en) * 2003-09-15 2009-06-02 Entorian Technologies, Lp Memory expansion and integrated circuit stacking system and method
US7309914B2 (en) * 2005-01-20 2007-12-18 Staktek Group L.P. Inverted CSP stacking system and method
US7033861B1 (en) 2005-05-18 2006-04-25 Staktek Group L.P. Stacked module systems and method
US7576995B2 (en) 2005-11-04 2009-08-18 Entorian Technologies, Lp Flex circuit apparatus and method for adding capacitance while conserving circuit board surface area
US7508069B2 (en) 2006-01-11 2009-03-24 Entorian Technologies, Lp Managed memory component
US7605454B2 (en) 2006-01-11 2009-10-20 Entorian Technologies, Lp Memory card and method for devising
US7508058B2 (en) 2006-01-11 2009-03-24 Entorian Technologies, Lp Stacked integrated circuit module
US7608920B2 (en) 2006-01-11 2009-10-27 Entorian Technologies, Lp Memory card and method for devising
US7304382B2 (en) 2006-01-11 2007-12-04 Staktek Group L.P. Managed memory component
US7468553B2 (en) 2006-10-20 2008-12-23 Entorian Technologies, Lp Stackable micropackages and stacked modules
US7417310B2 (en) 2006-11-02 2008-08-26 Entorian Technologies, Lp Circuit module having force resistant construction
CN101589454B (zh) * 2006-12-12 2012-05-16 怡得乐Qlp公司 电子元件的塑料封装体
WO2008126661A1 (ja) * 2007-04-11 2008-10-23 Murata Manufacturing Co., Ltd. 多層セラミック基板およびその製造方法
US10014189B2 (en) * 2015-06-02 2018-07-03 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic package with brazing material near seal member
CN106252289B (zh) * 2016-09-29 2019-02-01 山东盛品电子技术有限公司 一种提高气密性的塑封管壳产品及制备方法
US10199302B1 (en) 2017-08-07 2019-02-05 Nxp Usa, Inc. Molded air cavity packages and methods for the production thereof
US10629518B2 (en) 2018-08-29 2020-04-21 Nxp Usa, Inc. Internally-shielded microelectronic packages and methods for the fabrication thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5844749A (ja) * 1981-09-11 1983-03-15 Nec Corp 半導体装置用キヤツプ及びその製造方法
JPS61194751A (ja) * 1985-02-25 1986-08-29 Hitachi Ltd 半導体装置
US4704626A (en) * 1985-07-08 1987-11-03 Olin Corporation Graded sealing systems for semiconductor package
US4730203A (en) * 1985-08-10 1988-03-08 Futaba Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha Write head for an optical printer
US4761518A (en) * 1987-01-20 1988-08-02 Olin Corporation Ceramic-glass-metal packaging for electronic components incorporating unique leadframe designs
JPS63242964A (ja) * 1987-03-31 1988-10-07 日本碍子株式会社 アルミナセラミックスの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0388157A1 (de) 1990-09-19
DE69006609D1 (de) 1994-03-24
EP0388157B1 (de) 1994-02-16
US5122862A (en) 1992-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69006609T2 (de) Keramischer Deckel zum Verschliessen eines Halbleiterelements und Verfahren zum Verschliessen eines Halbleiterelements in einer keramischen Packung.
DE2655085C2 (de)
EP0544934B1 (de) Verfahren zum Stabilisieren der Oberflächeneigenschaften von in Vakuum temperaturzubehandelnden Gegenständen
DE4109948C2 (de)
DE2933006A1 (de) Kapazitiver druckfuehler und verfahren zu seiner herstellung
DE1596851A1 (de) Widerstandsmaterial und aus diesem Widerstandsmaterial hergestellter Widerstand
DE3213148A1 (de) Temperaturkompensierende keramische dielektrika
EP0226978B1 (de) Lampe mit einem Kolben aus hochkieselsäurehaltigem Glas
DE3632246A1 (de) Hermetisch versiegeltes elektronisches bauteil und verfahren zu seiner herstellung
DE69708814T2 (de) Dielektrisches Material mit niedrigem Temperaturkoeffizient und mit hoher unbelasteten Qualität, Verfahren zur Herstellung und einzel/mehrschichtige gedruckte Leiterplatte mit diesem Material
DE3046375C2 (de) Halbleiterbauelement
DE3026374C2 (de) Zündkerze mit Widerstandsglasabdichtung
DE2331249A1 (de) Dichtmasse und dichtverfahren
DE3405205A1 (de) Gesintertes aluminiumoxidprodukt
DE3238858C2 (de) In einem Bauteil eines Mikrowellenkreises einer Frequenz von bis zu 40 GHz zu verwendendes dielektrisches keramisches Material
DE2633086B2 (de) Elektronisches programmierbares speicher-chip
DE2159701A1 (de) Schweißmaterial und Verfahren zur Anwendung eines derartigen Materials
DE2709140A1 (de) Verfahren zum strangpressen von glaslot
DE10059688B4 (de) Substrat für das Packaging eines elektronischen Bauelements und piezoelektrisches Resonanzbauelement unter Verwendung desselben
DE2703814C2 (de)
DE3401984A1 (de) Verkapselte integrierte schaltung
DE10055307C2 (de) Dielektrische Keramikzusammensetzung, Verfahren zu deren Herstellung sowie ihre Verwendung
DE3520839C2 (de)
EP0432353B1 (de) Widerstandsmasse und ihre Verwendung
DE68921452T2 (de) Keramisches Modul für Halbleiterspeicher.

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee