JP2750232B2 - 電子部品収納用パッケージ - Google Patents

電子部品収納用パッケージ

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JP2750232B2 JP3304527A JP30452791A JP2750232B2 JP 2750232 B2 JP2750232 B2 JP 2750232B2 JP 3304527 A JP3304527 A JP 3304527A JP 30452791 A JP30452791 A JP 30452791A JP 2750232 B2 JP2750232 B2 JP 2750232B2
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    • 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
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子や水晶振動
子、圧電振動子等の電子部品を収容する電子部品収納用
パッケージの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子部品を収容する電子部品収納
用パッケージ、例えば半導体素子を収容するパッケージ
は酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成
り、その上面の略中央部に半導体素子を収容するための
載置部を有し、且つ該載置部周辺から外部にかけて導出
されたタングステン、モリブデン、マンガン等の高融点
金属粉末から成るメタライズ配線層を有する絶縁基体
と、半導体素子を外部電気回路に電気的に接続するため
に前記メタライズ配線層に銀ロウ等のロウ材を介し取着
された外部リード端子と、金属製蓋体とから構成されて
おり、絶縁基体の半導体素子載置部に半導体素子を接着
材を介して載置固定し、半導体素子の各電極とメタライ
ズ配線層とをボンディングワイヤを介して電気的に接続
するとともに絶縁基体の上面に蓋体を半田から成る封止
材により接合させ、絶縁基体と蓋体とから成る容器の内
部に半導体素子を気密に封入することによって製品とし
ての半導体装置となる。
【0003】尚、かかる従来の半導体素子収納用パッケ
ージは絶縁基体への蓋体の接合が、絶縁基体の蓋体と対
向する主面に予めタングステン、モリブデン、マンガン
等の高融点金属粉末から成るメタライズ金属層とニッケ
ルから成る金属層を被着させておき、絶縁基体のメタラ
イズ金属層に蓋体を半田を介し接合することによって行
われている。
【0004】また前記絶縁基体のメタライズ金属層に被
着させるニッケルから成る金属層はメタライズ金属層の
半田に対する濡れ性を良好なものとする作用を為し、メ
タライズ金属層上に従来周知のメッキ法により被着され
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の電子部品収納用パッケージにおいては絶縁基体のメ
タライズ金属層に被着されているニッケルは半田に対し
濡れ性が良いものの半田の広がり性が悪いため、絶縁基
体のメタライズ金属層上に半田を介して蓋体を接合させ
る際、半田が絶縁基体のメタライズ金属層表面に十分に
広がらず、その結果、絶縁基体のメタライズ金属層と蓋
体との半田接合が部分的なものとなって容器の気密封止
の信頼性が大幅に低下し、内部に収容する電子部品を長
期間にわたり正常、且つ安定に作動させることができな
いという欠点を有していた。そこで上記欠点を解消する
ために絶縁基体のメタライズ金属層表面に被着させたニ
ッケルから成る金属層にコバルトを含有させ半田の広が
り性を改善することが考えられる。
【0006】しかしながら、ニッケルにコバルトを含有
させると半田の広がり性は改善されるものの半田に吸収
され易くなり、絶縁基体のメタライズ金属層上に半田を
介して蓋体を接合させるとメタライズ金属層表面のコバ
ルトを含有するニッケルが半田に吸収されて接合部に半
田と濡れ性、広がり性が悪いメタライズ金属層が露出
し、その結果、絶縁基体のメタライズ金属層に蓋体を強
固に接合させることができなくなるという欠点を誘発す
る。
【0007】
【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は絶縁基体に蓋体を強固に接合させて内部
に収容する電子部品を長期間にわたり正常、且つ安定に
作動させることができる電子部品収納用パッケージを提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は絶縁基体と蓋体
とから成り、絶縁基体に被着させたメタライズ金属層に
蓋体を半田から成る封止材を介し接合させることによっ
て内部に電子部品を収容するようになした電子部品収納
用パッケージであって、前記絶縁基体に被着させたメタ
ライズ金属層の表面にコバルトを含有したニッケルより
成る金属層を被着させるとともに該金属層のコバルト含
有濃度をメタライズ金属層表面より半田が接合される面
に向かって順次、濃くしたことを特徴とするものであ
る。
【0009】
【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。図1 は本発明の電子部品収納用パッケージを半導体
素子を収容する半導体素子収納用パッケージを例にとっ
て説明するための断面図であり、1は電気絶縁材料から
成る絶縁基体、2は蓋体である。この絶縁基体1と蓋体
2とで半導体素子4を収容するための容器3が構成され
る。
【0010】前記絶縁基体1はその上面中央部に半導体
素子4を収容するための空所を形成する凹部1aが設けて
あり、該凹部1a底面には半導体素子4 がガラス、樹脂、
ロウ材等の接着材を介し取着される。
【0011】前記絶縁基体1 は酸化アルミニウム質焼結
体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭
化珪素質焼結体等の電気絶縁材料から成り、例えば、酸
化アルミニウム質焼結体から成る場合、アルミナ(Al 2
O 3 ) 、シリカ(SiO2 ) 、マグネシア(MgO) 、カルシア
(CaO) 等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合
して泥漿状となすとともにこれをドクターブレード法を
採用することによってセラミックグリーンシート( セラ
ミック生シート) を形成し、しかる後、前記セラミック
グリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに複
数枚積層し、高温( 約1600℃) で焼成することによって
製作される。
【0012】また前記絶縁基体1 には凹部1a周辺より容
器3の外部にかけて導出するメタライズ配線層5 が形成
されており、該メタライズ配線層5 の凹部1a周辺部は半
導体素子4 の各電極がボンディングワイヤ6 を介して電
気的に接続され、また容器3の外部に導出された部位に
は外部電気回路と接続される外部リード端子7 が銀ロウ
等のロウ材を介し取着される。
【0013】前記メタライズ配線層5 はタングステン
(W) 、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)等の高融点金属粉
末から成り、該高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒
を添加混合して得た金属ペーストを従来周知のスクリー
ン印刷法等の厚膜手法を採用し、絶縁基体1 となるセラ
ミックグリーンシートに予め被着させておくことによっ
て絶縁基体1 の凹部1a周辺から容器3 の外部に導出する
よう被着形成される。
【0014】尚、前記メタライズ配線層5 はその露出す
る外表面にニッケル、金等の良導電性で、且つ耐蝕性に
優れた金属をメッキ法により1.0乃至20.0μm の厚みに
層着させておくとメタライズ配線層5の酸化腐食を有効
に防止することができるとともにメタライズ配線層5 と
ボンディングワイヤ6 との接続及びメタライズ配線層5
と外部リード端子7 とのロウ付け取着が極めて強固なも
のとなる。従って、メタライズ配線層5 の酸化腐食を防
止し、メタライズ配線層5 とボンディングワイヤ6 との
接続及びメタライズ配線層5 と外部リード端子7 とのロ
ウ付けを強固なものとなすにはメタライズ配線層5 の露
出外表面にニッケル、金等を1.0 乃至20.0μm の厚みに
層着させておくことが好ましい。
【0015】また前記メタライズ配線層5 にロウ付けさ
れる外部リード端子7 は内部に収容する半導体素子4 を
外部電気回路に接続する作用を為し、外部リード端子7
を外部電気回路に接続することによって内部に収容され
る半導体素子4 はメタライズ配線層5 及び外部リード端
子7 を介し外部電気回路と電気的に接続されることとな
る。
【0016】前記外部リード端子7 はコバール金属(Fe-
Ni-Co 合金) や42アロイ(Fe-Ni合金) 等の金属から成
り、コバール金属等のインゴット( 塊) を圧延加工法や
打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工法を採用するこ
とによって所定の板状に形成される。
【0017】尚、前記外部リード端子7 はその外表面に
ニッケル及び金をメッキ法により1.0 乃至20.0μm の厚
みに層着させておくと外部リード端子7 の酸化腐食を有
効に防止するとともに外部リード端子7 と外部電気回路
との電気的接続を良好となすことができる。そのため外
部リード端子7 はその外表面にニッケル及び金をメッキ
法により1.0 乃至20.0μm の厚みに層着させておくこと
が好ましい。
【0018】前記絶縁基体1 はまたその上面にメタライ
ズ金属層8が被着されており、該タングステン金属層8
には金属製蓋体2 が半田から成る封止材9 を介して接合
され、これによって容器3 の内部に半導体素子4 が気密
に封入される。
【0019】前記絶縁基体1 の上面に被着させたメタラ
イズ金属層8 は、例えばタングステン、モリブデン、マ
ンガン等の高融点金属粉末から成り、該高融点金属粉末
に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを絶
縁基体1 となるセラミックグリーンシートに従来周知の
スクリーン印刷法等を採用することによって印刷塗布し
ておき、セラミックグリーンシートを高温で焼成し絶縁
基体1 となす際に同時に絶縁基体1 の上面に被着され
る。
【0020】また前記メタライズ金属層8 はその外表面
に、ニッケルにコバルトを含有させた金属より成る金属
層10が被着されており、該金属層10はメタライズ金属層
8 に蓋体2 を強固に接合させる作用を為す。
【0021】更に前記メタライズ金属層8 に被着させた
金属層10はコバルトの含有濃度がメタライズ金属層8 の
表面から封止材9 の半田が接合される面に向かって順
次、濃くなっており、これによって絶縁基体1 のメタラ
イズ金属層8 に金属製蓋体2 を半田から成る封止材9 を
介して接合させる際、金属層10の外表面にはコバルトが
多量に含有されているため半田との濡れ性、広がり性が
良く、接合初期おいて半田をメタライズ金属層8 の接合
面全体に広がらせることができ、また接合が進むと金属
層10の外表面部が半田に吸収されるが、その吸収は金属
層10のコバルト含有量が徐々に少なくなり半田に吸収さ
れにくくなっていることから途中で停止され、接合面に
メタライズ金属層8 が直接露出するのを有効に防止する
ことができ、その結果、蓋体2 を絶縁基体1 のメタライ
ズ金属層8 上に広い面積で半田接合させ、蓋体2 を絶縁
基体1 に強固に接合させることが可能となる。
【0022】尚、前記コバルトの含有濃度がメタライズ
金属層8 の表面から封止材の半田が接合される面に向か
って順次、濃くなっている金属層10は、絶縁基体1 のメ
タライズ金属層8 表面にまずニッケル及びニッケル コ
バルトをメッキ法により順次、被着させ、しかる後、こ
れを熱処理し、ニッケル コバルトのコバルトを下地の
ニッケルに拡散させていくことによって、或いは絶縁基
体1 のメタライズ金属層8 表面にニッケル コバルトを
電解メッキ法により被着させる際、電解メッキのための
電流密度を徐々に高くしコバルトの析出量を順次、多く
していくことによって形成される。
【0023】また前記コバルトの含有濃度がメタライズ
金属層8 の表面から封止材の半田が接合される面に向か
って順次、濃くなっている金属層10はその外表面部のコ
バルト含有濃度を0.05乃至3.0 重量%としておくと蓋体
2 と絶縁基体1 に設けたメタライズ金属層8 とを広い面
積で半田接合させ、絶縁基体1 のメタライズ金属層8に
蓋体2 を極めて強固に接合させることができる。従っ
て、前記金属層10はその外表面部のコバルト含有濃度を
0.05乃至3.0 重量%としておくことが好ましい。
【0024】また前記絶縁基体1 の上面に接合される蓋
体2 はコバール金属や42アロイ等の金属材料から成り、
絶縁基体1 に被着させたメタライズ金属層8 に半田から
成る封止材10を介し接合させることによって内部に半導
体素子4 を気密に封止する作用を為す。
【0025】かくして本発明の半導体素子収納用パッケ
ージによれば絶縁基体1 の凹部1a底面に半導体素子4 を
接着材を介して載置固定するとともに該半導体素子の各
電極をボンディングワイヤ6 を介してメタライズ配線層
5 に電気的に接続し、しかる後、前記絶縁基体1 の上面
に蓋体2 を半田から成る封止材10を介して接合させ、絶
縁基体1 と蓋体2 とから成る容器3 内部に半導体素子4
を気密に封止することによって最終製品としての半導体
装置となる。
【0026】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能であり、例えば上述の実施例では半導体
素子を収容する半導体素子収納用パッケージを例にとっ
て説明したが他の電子部品、例えば水晶振動子や圧電振
動子等を収容するパッケージにも適用し得、また上述の
実施例では蓋体2 にコバール金属等の金属材料を使用し
たが酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁性材料を使
用してもよい。この場合、蓋体を絶縁基体1 に半田から
成る封止材を介して接合させる際、酸化アルミニウム質
焼結体は半田と接合しないことから蓋体2 の下面に予め
タングステン等から成るメタライズ金属層を被着させて
おき、これを絶縁基体1 に設けたメタライズ金属層8 に
半田接合させることになる。
【0027】
【発明の効果】本発明の電子部品収納用パッケージによ
れば絶縁基体に被着させたメタライズ金属層の表面にコ
バルトを含有したニッケルより成る金属層を被着させる
とともに該金属層のコバルト含有濃度をメタライズ金属
層表面より半田が接合される面に向かって順次、濃くし
たことから絶縁基体のメタライズ金属層に蓋体を半田か
ら成る封止材を介して接合させる際、蓋体を絶縁基体の
メタライズ金属層に広い面積で半田接合させることがで
き、その結果、絶縁基体のメタライズ金属層に蓋体を強
固に接合させて容器内部の気密封止を完全となし、内部
に収容する電子部品を長期間にわたって正常、且つ安定
に作動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品収納用パッケージを半導体素
子を収容する半導体素子収納用パッケージを例にとって
説明する断面図である。
【符号の説明】
1・・・・・絶縁基体 2・・・・・蓋体 3・・・・・容器 5・・・・・メタライズ配線層 7・・・・・外部リード端子 8・・・・・メタライズ金属層 9・・・・・封止材 10・・・・・金属層

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基体と蓋体とから成り、絶縁基体に被
    着させたメタライズ金属層に蓋体を半田から成る封止材
    を介し接合させることによって内部に電子部品を収容す
    るようになした電子部品収納用パッケージであって、前
    記絶縁基体に被着させたメタライズ金属層の表面にコバ
    ルトを含有したニッケルより成る金属層を被着させると
    ともに該金属層のコバルト含有濃度をメタライズ金属層
    表面より半田が接合される面に向かって順次、濃くした
    ことを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
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