JP2005353764A - Dumet wire for glass-sealed semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、心金と、この心金の周囲を覆う銅層又は銅含有合金層と、銅層又は銅含有合金層の表面を覆う亜酸化銅膜とからなるガラス封止型半導体装置用ジュメット線に関するものである。 The present invention relates to a glass sealed semiconductor device jumet comprising a mandrel, a copper layer or a copper-containing alloy layer covering the periphery of the mandrel, and a cuprous oxide film covering the surface of the copper layer or the copper-containing alloy layer. It is about the line.
ジュメット線1は、例えば、図1に示すように、鉄−ニッケル製の心金2の周囲に、銅層又は銅含有合金層3を設け、この銅層又は銅含有合金層3の表面に、亜酸化銅膜4を設けた構造である。
このジュメット1線は、図2に示すように、ガラス封止型半導体装置を製造する場合に、ダイオード等の半導体素子5のリード端子6a、6bとして使用され、周面がガラス製の筒状の封止体7によって封着されるようになっている。
ところで、ジュメット線1の周囲を、ガラス製の封止体7によって封着する場合、ジュメット線1の周囲に、筒状の封止体7を被せ、封止体7を加熱すると、図3(a)に示す封着前の状態から、(b)の状態を経て、(c)に示すように、ジュメット線1の周囲と筒状の封止体7の内周面との間の空間Aが次第に減り、封着が完了する。
ところが、この封着工程において、ジュメット線1の周囲と筒状の封止体7の内周面との間の空間Aに存在するエアーの抜けが悪いと、封着後に、図4に示すように、封止体7の内面にエアー玉8が残るという問題がある。
For example, as shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 2, this
By the way, when sealing the circumference | surroundings of the
However, in this sealing step, if the air present in the space A between the periphery of the
この封着工程におけるエアー抜けを良好にするために、従来、ジュメット線1を平面加工して、図5又は図6に示すように、ジュメット線1の外面に平坦部9を形成することが行われている。図5は、平坦部9を2箇所設けた例であり、図6は、平坦部9を3箇所設けた例である。
ジュメット線1の外面に平坦部9を形成しておくと、図7(a)に示す封着前の状態から、(b)の状態を経て、(c)、(d)に示すように、封着過程が進んでいく際に、(c)の状態で、ジュメット線1の外面に平坦部9の部分にエアー抜き通路Bが形成され、このエアー抜き通路Bからエアーがスムーズに排出され、封止体7の内面にエアー玉8が残り難くなる。
In order to improve the air escape in this sealing step, conventionally, the
When the
しかしながら、ジュメット線1の外面に平坦部9を形成することは、封着工程におけるエアー抜きを良好にすることができても、次のような問題があった。
従来、ジュメット線1の外面に平坦部9を形成する平面加工は、リード加工機上に、加圧ローラー等の平面加工機を設置して行っているため、平面加工機をリード加工機毎に設置する必要があり、設備コストが高くなる。
また、ジュメット線1の線径のバラツキに応じて各平面加工機の調整が必要になり、その調整に時間がかかり、平面加工の精度も低い。
また、平面加工によって、ジュメット線1の最外面の亜酸化銅膜4に微小クラックが発生しやすく、この微小クラックによってガラス封着性が悪化するという欠陥があった。
However, the formation of the
Conventionally, the flat processing for forming the
Further, it is necessary to adjust each plane processing machine according to the variation in the diameter of the
In addition, there is a defect that a fine crack is likely to occur in the
そこで、この発明は、外面に平坦部を有し、しかも最外面の亜酸化銅膜に微小クラックのない高品質のジュメット線を、ローコストで提供しようとするものである。 Therefore, the present invention intends to provide a high-quality dumet wire having a flat portion on the outer surface and having no microcracks in the outermost cuprous oxide film at a low cost.
この発明は、心金と、この心金の周囲を覆う銅層又は銅含有合金層と、銅層又は銅含有合金層の表面を覆う亜酸化銅膜とからなるガラス封止型半導体装置用ジュメット線において、上記亜酸化銅膜を形成する前の状態で、心金と、この心金の周囲を覆う銅層又は銅含有合金層とからなる線材の表面の少なくとも一部に予め平坦部を形成したことを特徴とする。 The present invention relates to a glass sealed semiconductor device jumet comprising a mandrel, a copper layer or a copper-containing alloy layer covering the periphery of the mandrel, and a cuprous oxide film covering the surface of the copper layer or the copper-containing alloy layer. In the wire, in a state before forming the cuprous oxide film, a flat portion is previously formed on at least a part of the surface of the wire consisting of a mandrel and a copper layer or a copper-containing alloy layer covering the periphery of the mandrel It is characterized by that.
上記亜酸化銅膜を形成する前に、心金と、この心金の周囲を覆う銅層又は銅含有合金層とからなる線材の表面に、平坦部を形成しておくことにより、その後に設けられる亜酸化銅膜の微小クラックの形成を防止できる。
したがって、この発明に係るジュメット線は、最外層の亜酸化銅膜に微小クラックがないため、微小クラックによるガラス封着性の悪化を防止できる。
また、線材の伸線加工後、異形ダイスによる引き抜き加工またはロールによる圧延加工により、リード加工を行う前に、伸線加工のロット単位で平面加工が行えるので、リード加工機毎に、平面加工機を設置する必要がなく、設備費及び加工コストの大幅な低減が図れる。
Before forming the cuprous oxide film, a flat portion is formed on the surface of a wire consisting of a mandrel and a copper layer or a copper-containing alloy layer covering the mandrel. The formation of micro cracks in the cuprous oxide film can be prevented.
Therefore, the jumet wire according to the present invention has no micro cracks in the outermost cuprous oxide film, and therefore can prevent deterioration of the glass sealing property due to the micro cracks.
In addition, after wire drawing processing, before lead processing is performed by drawing with a deformed die or rolling with rolls, surface processing can be performed in lot units of wire drawing processing. There is no need to install the equipment, and equipment costs and processing costs can be greatly reduced.
この発明によれば、以上のように、外面に平坦部を有し、しかも最外面の亜酸化銅膜に微小クラックのない高品質のジュメット線を、ローコストで提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a high-quality dumet wire having a flat portion on the outer surface and having no microcracks in the outermost cuprous oxide film at a low cost.
この発明に係るガラス封止型半導体装置用ジュメット線は、心金の周囲に銅層又は銅含有合金層を有する線材を、異形ダイスによる引き抜き加工またはロールによる圧延加工により、線材の表面の少なくとも一部に予め平坦部を形成した後、線材の表面を酸化加熱して亜酸化銅膜を形成することにより、製造することができる。 The jumet wire for a glass-sealed semiconductor device according to the present invention is a method in which at least one surface of a wire is obtained by drawing a wire having a copper layer or a copper-containing alloy layer around a mandrel by drawing with a deformed die or rolling with a roll. After forming a flat part in the part beforehand, it can manufacture by oxidizing and heating the surface of a wire, and forming a cuprous oxide film.
上記心金の材質としては、鉄−ニッケルを使用することができる。
この線材の表面に平坦部を形成しておくと、ガラス封止の際に、円弧部の後に、平坦部が封止されるというタイミングのずれが生じ、このずれにより、内部のエアー抜きがスムーズに行われる。
したがって、平坦部の長さ(図8のa)が短い場合には、平坦部の深さ、即ち、線材の中心線上における外形円cから平坦部までの距離(図8のb)が浅くなり、エアー抜き効果が少なくなる。
As the material of the mandrel, iron-nickel can be used.
If a flat portion is formed on the surface of the wire, a shift in timing occurs when the flat portion is sealed after the arc portion during glass sealing. To be done.
Therefore, when the length of the flat portion (a in FIG. 8) is short, the depth of the flat portion, that is, the distance from the outer circle c to the flat portion on the center line of the wire (b in FIG. 8) becomes shallow. , Air venting effect is reduced.
この平坦部の数や、長さ、深さの適正値は、線径によって異なるが、線径が小さくなるほど、平坦部の線径対する比率が大きくなる傾向にあり、線径が同じであれば、平坦部の数とその大きさとは基本的に関係がなく、数が増えても、個々の平坦部は一定の大きさが必要である。一方、平坦部の長さが長い(平坦部の深さが深い)場合、加工部の銅が薄くなりすぎて、ガラスとの膨張係数が合わなくなるといった問題が生じる。
線径0.7mmのジュメット線の場合、平坦部の長さは、0.12〜0.20mm、好ましくは、0.17〜0.18mm、平坦部の深さは、0.05〜0.09mm、好ましくは0.06〜0.08mmである。
その最適な範囲としては、線径1.0mm未満の場合、平坦部の幅は線外径の10〜30%、線径1.0mm以上の場合、平坦部の幅は線外径の5〜25%である。
The appropriate number of flat portions, length, and depth vary depending on the wire diameter, but the smaller the wire diameter, the greater the ratio of the flat portion to the wire diameter. The number of flat portions and their size are basically unrelated, and even when the number increases, each flat portion needs to have a certain size. On the other hand, when the length of the flat portion is long (the depth of the flat portion is deep), the copper in the processed portion becomes too thin, and a problem arises that the expansion coefficient with the glass is not matched.
In the case of a dumet wire having a wire diameter of 0.7 mm, the length of the flat portion is 0.12 to 0.20 mm, preferably 0.17 to 0.18 mm, and the depth of the flat portion is 0.05 to 0.00 mm. It is 09 mm, preferably 0.06 to 0.08 mm.
As the optimum range, when the wire diameter is less than 1.0 mm, the flat portion width is 10 to 30% of the wire outer diameter, and when the wire diameter is 1.0 mm or more, the flat portion width is 5 to 5% of the wire outer diameter. 25%.
次に、外径0.7mmのジュメット線を、亜酸化銅膜を形成する前の状態で、ローラーで引き抜いて、幅0.18mm、深さ0.07mmの平坦部を形成し、その後、加熱処理して2.0μmの亜酸化銅膜を形成したこの発明に係るジュメット線A(実施例)と、外径0.7mmのジュメット線に加熱処理をして亜酸化銅膜を形成した後、ローラーで引き抜いて幅0.18mm、深さ0.07mmの平坦部を形成した従来のジュメット線B(比較例)とを作成し、その効果確認試験を行った。
ジュメット線A、Bを使用して、DHD型ダイオードを製作し、表面の亜酸化銅膜の観察とガラス封着特性の試験を行ったところ、ジュメット線Aは、亜酸化銅膜に亀裂などの欠陥がなく、ガラス封着特性の点でも異常が認められなかった。
これに対し、ジュメット線Bは、平坦部の亜酸化銅膜に微小クラックの発生が認められ、ガラス封着特性の点でも0.05%の気密不良が発生した。
なお、ガラス封着試験は、JIS H 4541、3.8項「空気漏れ」に準じて行った。
Next, a jumet wire having an outer diameter of 0.7 mm is pulled out with a roller in a state before forming the cuprous oxide film to form a flat portion having a width of 0.18 mm and a depth of 0.07 mm, and then heated. After forming a cuprous oxide film by heat-treating the jumet wire A (Example) according to the present invention, which was processed to form a 2.0 μm cuprous oxide film, and a jumet wire having an outer diameter of 0.7 mm, A conventional jumet wire B (comparative example) in which a flat portion having a width of 0.18 mm and a depth of 0.07 mm was formed by drawing with a roller was prepared, and the effect confirmation test was performed.
Using Dumet wires A and B to fabricate DHD type diodes, and observing the cuprous oxide film on the surface and testing the glass sealing properties, it was found that the Dumet wire A had cracks in the cuprous oxide film. There were no defects and no abnormality was observed in terms of glass sealing properties.
On the other hand, with respect to the dumet wire B, generation of micro cracks was observed in the cuprous oxide film in the flat portion, and 0.05% airtight failure occurred in terms of glass sealing characteristics.
The glass sealing test was conducted in accordance with JIS H 4541, section 3.8 “Air Leakage”.
1 ジュメット線
2 心金
3 銅層又は銅含有合金層
4 亜酸化銅膜
5 半導体素子
6a、6b リード端子
7 封止体
8 エアー玉
9 平坦部
A 空間
B エアー抜き通路
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JP2004171594A JP2005353764A (en) | 2004-06-09 | 2004-06-09 | Dumet wire for glass-sealed semiconductor device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015035682A1 (en) * | 2013-09-14 | 2015-03-19 | Jin Jiashan | Boron-free oxide dumet wire and manufacturing process therefor |
JPWO2017188015A1 (en) * | 2016-04-28 | 2019-03-07 | 日本電気硝子株式会社 | Metal sealing glass tube and metal sealing glass |
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2004
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