JP2633903B2 - パッケージの製造方法 - Google Patents
パッケージの製造方法Info
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-
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting 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
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting 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
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting 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 non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
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- H01L2924/16251—Connecting to an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. cap-to-substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、構造体の接合方法に係わり、特に封止面が
狭小なパツケージの気密封止に好適な接合方法に関す
る。
狭小なパツケージの気密封止に好適な接合方法に関す
る。
特開昭51−15973号公報に記載されているパツケージ
封止方法は、封止される面に下地金属膜を分割して形成
することにより封止材である半田膜の内部に生じるボイ
ドを分割させて気密封止効果を高めている。また、特開
昭61−29155号公報に記載されているパツケージ封止方
法は、封止される面に沿う蓋部に複数の貫通孔を設けて
半田膜内部に発生した気泡を放出させることにより気密
封止効果を高めている。
封止方法は、封止される面に下地金属膜を分割して形成
することにより封止材である半田膜の内部に生じるボイ
ドを分割させて気密封止効果を高めている。また、特開
昭61−29155号公報に記載されているパツケージ封止方
法は、封止される面に沿う蓋部に複数の貫通孔を設けて
半田膜内部に発生した気泡を放出させることにより気密
封止効果を高めている。
上記従来技術に共通する問題点は、次に述べるように
封止面の幅が狭小化する応用例で顕著にみられた。すな
わち、超高速計算機用の大規模集積回路チツプを封入す
る小型パツケージでは封止面の幅をできるだけ狭くした
い要求がある。この理由は、一枚の配線ボード上に数多
くの小型パツケージを近接させて搭載する高密度実装方
式では、封止面の幅に相当するパツケージ側壁の厚さが
チツプ間の配線長に加わるので電気信号速度が遅れる原
因となるからである。このような用途において上記従来
技術は、封止面あるいはこれに対面する蓋部に複雑な加
工を施さねばならないので、パツケージが小型化してチ
ツプサイズに近づいてくるにつれ実現困難となつた。
封止面の幅が狭小化する応用例で顕著にみられた。すな
わち、超高速計算機用の大規模集積回路チツプを封入す
る小型パツケージでは封止面の幅をできるだけ狭くした
い要求がある。この理由は、一枚の配線ボード上に数多
くの小型パツケージを近接させて搭載する高密度実装方
式では、封止面の幅に相当するパツケージ側壁の厚さが
チツプ間の配線長に加わるので電気信号速度が遅れる原
因となるからである。このような用途において上記従来
技術は、封止面あるいはこれに対面する蓋部に複雑な加
工を施さねばならないので、パツケージが小型化してチ
ツプサイズに近づいてくるにつれ実現困難となつた。
本発明の目的は、上述のようなパツケージの小型化の
要請に対し、生産性及び信頼性に優れたパツケージ気密
封止を可能とする構造体の接合方法を提供するものであ
る。
要請に対し、生産性及び信頼性に優れたパツケージ気密
封止を可能とする構造体の接合方法を提供するものであ
る。
上記目的は、蓋部と基板を封止材を介して接合する接
合工程、該接合工程を経た蓋部と基板と封止材とからな
るパッケージと該パッケージを加熱するヒータとを容器
の中に設置して、該容器内を不活性ガスで充満させ、容
器を密閉する工程、該パッケージを該ヒータにより加熱
し該封止材を溶融状態にする工程、該容器内の不活性ガ
スの圧力を、該封止材を該パッケージの内部へ移動さ
せ、該封止材の表面に生じている自然酸化膜が破れ、か
つ、該封止材に内包されているボイドを放出させる程度
に、高める工程、該高める工程の後に該容器内の不活性
ガスの圧力を元の圧力に戻す工程、該封止材に振動エネ
ルギーを与えるために該高める工程および該元の圧力に
戻す工程を律動的に繰り返す工程、該加熱を停止して封
止材を固化させる工程、および、該容器から該パッケー
ジを取り出す工程により達成される。
合工程、該接合工程を経た蓋部と基板と封止材とからな
るパッケージと該パッケージを加熱するヒータとを容器
の中に設置して、該容器内を不活性ガスで充満させ、容
器を密閉する工程、該パッケージを該ヒータにより加熱
し該封止材を溶融状態にする工程、該容器内の不活性ガ
スの圧力を、該封止材を該パッケージの内部へ移動さ
せ、該封止材の表面に生じている自然酸化膜が破れ、か
つ、該封止材に内包されているボイドを放出させる程度
に、高める工程、該高める工程の後に該容器内の不活性
ガスの圧力を元の圧力に戻す工程、該封止材に振動エネ
ルギーを与えるために該高める工程および該元の圧力に
戻す工程を律動的に繰り返す工程、該加熱を停止して封
止材を固化させる工程、および、該容器から該パッケー
ジを取り出す工程により達成される。
外圧の律動的な変化に応じてパツケージ封止面で微小
な振動を繰り返す半田膜は、その接合面において表面酸
化皮膜を破り、さらに半田膜内部の気泡を放出して半田
濡れ性を著しく高めるように作用するので、封止面が狭
小なパツケージにおいても十分良好な気密封止効果を実
現できる。
な振動を繰り返す半田膜は、その接合面において表面酸
化皮膜を破り、さらに半田膜内部の気泡を放出して半田
濡れ性を著しく高めるように作用するので、封止面が狭
小なパツケージにおいても十分良好な気密封止効果を実
現できる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明によるパツケージの半
田気密封止工程を説明する図である。11はムライトセラ
ミツク製のリードベース、12はコバール製あるいはアル
ミニウームナイトライド製のキヤツプ、13は1cm角のシ
リコン大規模集積回路チツプである。チツプ13は鉛−ス
ズ（鉛:95wt.％）半田バンプ14を介して予めベース11に
接続され、ベースのリード端子（図示せず）から駆動電
流の印加並びに電気信号の授受が行なうことができる。
田気密封止工程を説明する図である。11はムライトセラ
ミツク製のリードベース、12はコバール製あるいはアル
ミニウームナイトライド製のキヤツプ、13は1cm角のシ
リコン大規模集積回路チツプである。チツプ13は鉛−ス
ズ（鉛:95wt.％）半田バンプ14を介して予めベース11に
接続され、ベースのリード端子（図示せず）から駆動電
流の印加並びに電気信号の授受が行なうことができる。
第１図（ａ）に示す工程では、キヤツプ12の封止用下
地メタライズ面15（表面層：金）とベース11の封止用下
地メタライズ面16（表面層：金）を鉛−スズ（鉛:38wt.
％）半田層17を介して接合した。半田層17は、予めメタ
ライズ面15,16の一方あるいは両方に迎え半田する方
法、あるいは封止面の形状を有する半田プリフオームを
設置する方法などを用いて形成した。本工程の完了時に
おいて、半田層17内部のボイド（気泡）の発生やメタラ
イズ面15,16と半田層17の界面における微細なリークパ
スの発生に関して何ら対策を講じていない。したがつ
て、従来方法で問題となつた気密封止不良が発生し、特
に封止面の幅が0.5mm以下に狭小化するにつれてその発
生頻度が増大することが容易に確認できた。
地メタライズ面15（表面層：金）とベース11の封止用下
地メタライズ面16（表面層：金）を鉛−スズ（鉛:38wt.
％）半田層17を介して接合した。半田層17は、予めメタ
ライズ面15,16の一方あるいは両方に迎え半田する方
法、あるいは封止面の形状を有する半田プリフオームを
設置する方法などを用いて形成した。本工程の完了時に
おいて、半田層17内部のボイド（気泡）の発生やメタラ
イズ面15,16と半田層17の界面における微細なリークパ
スの発生に関して何ら対策を講じていない。したがつ
て、従来方法で問題となつた気密封止不良が発生し、特
に封止面の幅が0.5mm以下に狭小化するにつれてその発
生頻度が増大することが容易に確認できた。
第１図（ｂ）に示す工程では、上記第１図（ａ）の工
程を経たパツケージ18（２個図示した）を容器19の中に
設置して不活性ガスで充満させたのち、容器19を密閉し
た。この後、ヒータ20によりパツケージ18を加熱して、
半田層17を再び溶融状態にならしめた。かかる状態にお
いて、容器18内の不活性ガスの圧力を僅かに高めたのち
再び元に戻すという操作を繰り返した。この操作は、容
器19の側壁に取り付けたベローズ21の圧縮を矢印の方向
に律動的に繰り返し行なうことにより容易に実現でき
た。同様の操作は、コンプレツサーを用いても行なえ
た。本工程において、不活性ガス圧力の変動に応じて溶
融状態の半田層17がパツケージ18の内部に僅かに移動し
ては元に戻るという律動的な運動を繰り返した。このと
き半田層17の移動範囲はベローズ21の圧縮量を加減する
ことにより容易に制御できた。この様子を第２図（ａ）
〜（ｃ）により説明する。すなわち、第２図（ａ）のス
テツプは半田層17が溶融している状態、第２図（ｂ）の
ステツプは不活性ガス圧力が必要分だけ高められて半田
層17が移動した状態を示す。第２図（ｃ）のステツプで
は再び圧力を元に戻し（すなわちベローズ21の圧縮を止
め）、半田層17を初めの位置に戻した。これら一連のス
テツプを所定の速度で必要な回数繰り返す過程で半田層
表面に生じている自然酸化膜（図示せず）を破り、これ
によりメタライズ面15,16と半田層17の界面に存してい
た微細なリークパス（図示せず）を塞ぎ、しかも半田層
17に内包していたボイド22（第２図（ａ）に図示）を放
出させる効果を得た。
程を経たパツケージ18（２個図示した）を容器19の中に
設置して不活性ガスで充満させたのち、容器19を密閉し
た。この後、ヒータ20によりパツケージ18を加熱して、
半田層17を再び溶融状態にならしめた。かかる状態にお
いて、容器18内の不活性ガスの圧力を僅かに高めたのち
再び元に戻すという操作を繰り返した。この操作は、容
器19の側壁に取り付けたベローズ21の圧縮を矢印の方向
に律動的に繰り返し行なうことにより容易に実現でき
た。同様の操作は、コンプレツサーを用いても行なえ
た。本工程において、不活性ガス圧力の変動に応じて溶
融状態の半田層17がパツケージ18の内部に僅かに移動し
ては元に戻るという律動的な運動を繰り返した。このと
き半田層17の移動範囲はベローズ21の圧縮量を加減する
ことにより容易に制御できた。この様子を第２図（ａ）
〜（ｃ）により説明する。すなわち、第２図（ａ）のス
テツプは半田層17が溶融している状態、第２図（ｂ）の
ステツプは不活性ガス圧力が必要分だけ高められて半田
層17が移動した状態を示す。第２図（ｃ）のステツプで
は再び圧力を元に戻し（すなわちベローズ21の圧縮を止
め）、半田層17を初めの位置に戻した。これら一連のス
テツプを所定の速度で必要な回数繰り返す過程で半田層
表面に生じている自然酸化膜（図示せず）を破り、これ
によりメタライズ面15,16と半田層17の界面に存してい
た微細なリークパス（図示せず）を塞ぎ、しかも半田層
17に内包していたボイド22（第２図（ａ）に図示）を放
出させる効果を得た。
第１図（ｃ）に示す工程では、加熱を停止して半田層
17を固化させたのち、容器19からパツケージ18を取り出
し、本発明によるパツケージ気密封止工程を完了した。
17を固化させたのち、容器19からパツケージ18を取り出
し、本発明によるパツケージ気密封止工程を完了した。
以上述べた本実施例によれば、封止面が狭小な小型パ
ツケージでも微細なリークパスやボイドをなくすことが
できるので、信頼性に優れる気密封止を容易に行なえる
という効果がある。さらに、多数のパツケージを一括し
て気密封止処理が行なえるので生産性を著しく高める効
果がある。なお、本実施例において、リードベースはア
ルミナセラミツク，ムライトセラミツク，ガラスセラミ
ツクなどが、キヤツプはこれらのセラミツクや金属材な
どが、封止材は鉛−スズ系以外に金−スズ系や金−シリ
コン系の低融点半田あるいは銀ロウなどの比較的融点の
高い接合材を用いることも可能である。すなわち、本実
施例に示したパツケージ気密封止方法はパツケージの構
成材料に拘らずその効果を発揮できる。さらに、本実施
例において、容器19に密閉される不活性ガス圧力は通常
１気圧に設定したが、必要に応じて変更することができ
る。不活性ガスはパツケージ18に封入するガスと同様の
乾燥窒素ガスを用いたが、その種類を特定する必要はな
い。
ツケージでも微細なリークパスやボイドをなくすことが
できるので、信頼性に優れる気密封止を容易に行なえる
という効果がある。さらに、多数のパツケージを一括し
て気密封止処理が行なえるので生産性を著しく高める効
果がある。なお、本実施例において、リードベースはア
ルミナセラミツク，ムライトセラミツク，ガラスセラミ
ツクなどが、キヤツプはこれらのセラミツクや金属材な
どが、封止材は鉛−スズ系以外に金−スズ系や金−シリ
コン系の低融点半田あるいは銀ロウなどの比較的融点の
高い接合材を用いることも可能である。すなわち、本実
施例に示したパツケージ気密封止方法はパツケージの構
成材料に拘らずその効果を発揮できる。さらに、本実施
例において、容器19に密閉される不活性ガス圧力は通常
１気圧に設定したが、必要に応じて変更することができ
る。不活性ガスはパツケージ18に封入するガスと同様の
乾燥窒素ガスを用いたが、その種類を特定する必要はな
い。
本発明によれば、信頼性及び生産性を十分保持した上
で狭小な封止面を有するパツケージの気密封止を容易に
行なうことができるので、パツケージに封入された大規
模集積回路間の距離を短縮した実装構造の実現が初めて
可能となり、超高速計算機などの応用において信号処理
速度を大幅に高めるなど性能向上に大きな効果を有す
る。
で狭小な封止面を有するパツケージの気密封止を容易に
行なうことができるので、パツケージに封入された大規
模集積回路間の距離を短縮した実装構造の実現が初めて
可能となり、超高速計算機などの応用において信号処理
速度を大幅に高めるなど性能向上に大きな効果を有す
る。
第１図は本発明の一実施例の工程を説明する説明図、第
２図は本発明の効果を説明する説明図である。 11……リードベース、12……キヤツプ、13……シリコン
チツプ、15,16……メタライズ層、17……半田層、18…
…パツケージ、19……容器、20……ヒータ、21……ベロ
ーズ、22……ボイド。
２図は本発明の効果を説明する説明図である。 11……リードベース、12……キヤツプ、13……シリコン
チツプ、15,16……メタライズ層、17……半田層、18…
…パツケージ、19……容器、20……ヒータ、21……ベロ
ーズ、22……ボイド。
Claims (1)
- 【請求項１】基板と蓋部が封止材を介して固化されてな
るパッケージの製造方法であって、 該蓋部と該基板を該封止材を介して接合する接合工程、 該接合工程を経た蓋部と基板と封止材とからなるパッケ
ージと該パッケージを加熱するヒータとを容器の中に設
置して、該容器内を不活性ガスで充満させ、容器を密閉
する工程、 該パッケージを該ヒータにより加熱し該封止材を溶融状
態にする工程、 該容器内の不活性ガスの圧力を、該封止材を該パッケー
ジの内部へ移動させ、該封止材の表面に生じている自然
酸化膜が破れ、かつ、該封止材に内包されているボイド
を放出させる程度に、高める工程、 該高める工程の後に該容器内の不活性ガスの圧力を元の
圧力に戻す工程、 該封止材に振動エネルギーを与えるために該高める工程
および該元の圧力に戻す工程を律動的に繰り返す工程、 該加熱を停止して封止材を固化させる工程、および 該容器から該パッケージを取り出す工程からなることを
特徴とするパッケージの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63103916A JP2633903B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | パッケージの製造方法 |
| US07/343,781 US4974769A (en) | 1988-04-28 | 1989-04-27 | Method of joining composite structures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63103916A JP2633903B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | パッケージの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01278959A JPH01278959A (ja) | 1989-11-09 |
| JP2633903B2 true JP2633903B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=14366752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63103916A Expired - Lifetime JP2633903B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | パッケージの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4974769A (ja) |
| JP (1) | JP2633903B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2933403B2 (ja) * | 1991-03-15 | 1999-08-16 | 株式会社日立製作所 | 半導体パッケージ気密封止方法及び半導体パッケージ気密封止装置 |
| JP3194553B2 (ja) * | 1993-08-13 | 2001-07-30 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US5388755A (en) * | 1994-01-28 | 1995-02-14 | Polaroid Corp. | Apparatus and method of bonding isolation grooves of a ridge wave-guide laser diode |
| JP3553300B2 (ja) * | 1996-12-02 | 2004-08-11 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の実装方法 |
| JP2002119003A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-04-19 | Mitsubishi Electric Corp | 回転電機の固定子とその製造方法 |
| JP3938742B2 (ja) * | 2002-11-18 | 2007-06-27 | Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 | 電子部品装置及びその製造方法 |
| JP2007180447A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Toyota Industries Corp | 半田付け方法、半田付け装置、及び半導体装置の製造方法 |
| DE102007005345B4 (de) * | 2007-02-02 | 2014-06-18 | Seho Systemtechnik Gmbh | Verfahren zum Reflow-Löten sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| JP5129848B2 (ja) * | 2010-10-18 | 2013-01-30 | 東京エレクトロン株式会社 | 接合装置及び接合方法 |
| CN105643037A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-06-08 | 东莞洲亮通讯科技有限公司 | 用于无源器件的焊接工艺 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3884007A (en) * | 1974-06-20 | 1975-05-20 | Rca Corp | Hermetic seal and method |
| JPS5115973A (ja) * | 1974-07-31 | 1976-02-07 | Hitachi Ltd | |
| CA1081411A (en) * | 1975-12-24 | 1980-07-15 | Philipp W.H. Schuessler | Method for hermetically sealing an electronic circuit package |
| JPS6129155A (ja) * | 1984-07-19 | 1986-02-10 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JPS61276237A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-06 | Hitachi Ltd | 半導体パツケ−ジの気密封止方法およびその装置 |
| JPS62217638A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-25 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP63103916A patent/JP2633903B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-04-27 US US07/343,781 patent/US4974769A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4974769A (en) | 1990-12-04 |
| JPH01278959A (ja) | 1989-11-09 |
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