JP2821709B2 - 半導体パッケージ - Google Patents
半導体パッケージInfo
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- JP2821709B2 JP2821709B2 JP16872890A JP16872890A JP2821709B2 JP 2821709 B2 JP2821709 B2 JP 2821709B2 JP 16872890 A JP16872890 A JP 16872890A JP 16872890 A JP16872890 A JP 16872890A JP 2821709 B2 JP2821709 B2 JP 2821709B2
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- semiconductor package
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- Casings For Electric Apparatus (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、EP−ROMなどの透明窓を備えた半導体パッ
ケージに関する。
ケージに関する。
従来よりEP−ROMなどの、透明窓を備えた半導体パッ
ケージが用いられている。
ケージが用いられている。
この半導体パッケージは第１図に示すように、アルミ
ナなどのセラミックスからなるキャップ１とベース２か
らなり、上記キャップ１にはガラスなどからなる透明窓
３を備えている。そして、上記ベース２のキャビティ部
2aに半導体チップを載置して外部リードにワイヤボンデ
ィングした後、キャップ１とベース２をガラスにて封止
するようになっていた。
ナなどのセラミックスからなるキャップ１とベース２か
らなり、上記キャップ１にはガラスなどからなる透明窓
３を備えている。そして、上記ベース２のキャビティ部
2aに半導体チップを載置して外部リードにワイヤボンデ
ィングした後、キャップ１とベース２をガラスにて封止
するようになっていた。
上記キャップ１、ベース２を形成するセラミックスと
しては、Al2O3を主成分とし、MnO2、Cr2O3、Fe2O3、TiO
2などを含む黒色アルミナセラミックスを用いていた
が、キャップ１は肉厚1.5mm程度と薄く、また透明窓３
との熱膨張差による応力に耐えるために、高強度として
おく必要があった。
しては、Al2O3を主成分とし、MnO2、Cr2O3、Fe2O3、TiO
2などを含む黒色アルミナセラミックスを用いていた
が、キャップ１は肉厚1.5mm程度と薄く、また透明窓３
との熱膨張差による応力に耐えるために、高強度として
おく必要があった。
そこで、キャップ１、ベース２としては、表面粗さ
が、中心線平均粗さ（Ra）で0.4μｍ以下、抗折強度が3
5kg/mm2以上のものを用いていた。
が、中心線平均粗さ（Ra）で0.4μｍ以下、抗折強度が3
5kg/mm2以上のものを用いていた。
なお、一般にセラミックスの強度は、内部のボイドの
大きさ、量によって決定されるがボイド側定は困難であ
るため、通常上記キャップ１とベース２の場合は表面粗
さで評価を行なっていた。即ち、キャップ１、ベース２
の場合は、バレル研磨後の表面粗さがそのまま製品の表
面粗さとなり、バレル研磨後の表面粗さが細かいものほ
ど、ボイドが少なく抗折強度も大きいものであった。
大きさ、量によって決定されるがボイド側定は困難であ
るため、通常上記キャップ１とベース２の場合は表面粗
さで評価を行なっていた。即ち、キャップ１、ベース２
の場合は、バレル研磨後の表面粗さがそのまま製品の表
面粗さとなり、バレル研磨後の表面粗さが細かいものほ
ど、ボイドが少なく抗折強度も大きいものであった。
ところが、セラミックスにおいてボイドを少なくして
抗折強度を高めるほど、比較的小さな衝撃に対する耐チ
ッピング性は逆に低くなる傾向があり、上記キャップ
１、ベース２は搬送時などに互いに衝突してチッピング
を生じやすいという問題点があった。
抗折強度を高めるほど、比較的小さな衝撃に対する耐チ
ッピング性は逆に低くなる傾向があり、上記キャップ
１、ベース２は搬送時などに互いに衝突してチッピング
を生じやすいという問題点があった。
また、キャップ１、ベース２は表面粗さが細かいこと
から、ガラス封止する際のシール性が悪かった。
から、ガラス封止する際のシール性が悪かった。
そこで、本発明は、半導体パッケージを構成するキャ
ップは、ボイドが少なく、表面粗さ（Ra）0.15〜0.4μ
ｍで抗折強度35kg/mm2以上のセラミックスを用いるとと
もに、ベースは、ややボイドが多く、表面粗さ（Ra）0.
4〜0.8μｍのセラミックスを用いることで、耐チッピン
グ性、シール性を高めたものである。
ップは、ボイドが少なく、表面粗さ（Ra）0.15〜0.4μ
ｍで抗折強度35kg/mm2以上のセラミックスを用いるとと
もに、ベースは、ややボイドが多く、表面粗さ（Ra）0.
4〜0.8μｍのセラミックスを用いることで、耐チッピン
グ性、シール性を高めたものである。
なお、本発明において、表面粗さとは、中心線平均粗
さ（Ra）のことを表している。
さ（Ra）のことを表している。
以下本発明実施例を説明する。
第１図に示す半導体パッケージは、ガラスなどからな
る透明窓３を備えたセラミック製のキャップ１と、半導
体チップを収納するためのキャビティ部2aを有するセラ
ミック製のベース２からなっている。
る透明窓３を備えたセラミック製のキャップ１と、半導
体チップを収納するためのキャビティ部2aを有するセラ
ミック製のベース２からなっている。
これらのセラミックスは90重量％程度のAl2O3に着色
剤としてのMnO2、Cr2O3、Fe2O3、TiO2、焼結助剤として
のSiO2などを添加し、所定形状にプレス成形し、焼成し
た後、バレル研磨を施したものであるが、一次原料の粒
径、造粒時の条件、バインダーの種類などを変化させる
ことによって、焼結体のボイド量強度を変化させること
ができる。そして、前記したように、ボイド量はバレル
研磨後の表面粗さによって評価することができ、バレル
研磨後の表面粗さが細かいほど、ボイド量が少なく、高
強度のセラミックスとなる。
剤としてのMnO2、Cr2O3、Fe2O3、TiO2、焼結助剤として
のSiO2などを添加し、所定形状にプレス成形し、焼成し
た後、バレル研磨を施したものであるが、一次原料の粒
径、造粒時の条件、バインダーの種類などを変化させる
ことによって、焼結体のボイド量強度を変化させること
ができる。そして、前記したように、ボイド量はバレル
研磨後の表面粗さによって評価することができ、バレル
研磨後の表面粗さが細かいほど、ボイド量が少なく、高
強度のセラミックスとなる。
上記キャップ１は、平均粒径1.5μｍ程度の細かい一
次原料を用いることによって、焼結体の比重が3.8、ボ
イド平均径2.9〜3.2μｍ、ボイド占有率が13〜20％でバ
レル研磨後の表面粗さが0.25〜0.4μｍと細かく、抗折
強度35kg/mm2以上としてある。このようにキャップ１は
高強度としてあるため、薄くても割れる恐れはなく、透
明窓３との熱膨張差によるクラックが生じにくい。
次原料を用いることによって、焼結体の比重が3.8、ボ
イド平均径2.9〜3.2μｍ、ボイド占有率が13〜20％でバ
レル研磨後の表面粗さが0.25〜0.4μｍと細かく、抗折
強度35kg/mm2以上としてある。このようにキャップ１は
高強度としてあるため、薄くても割れる恐れはなく、透
明窓３との熱膨張差によるクラックが生じにくい。
一方、ベース２は平均粒径2.5μｍ程度のやや大きな
一次原料を用いることによって、焼結体の比重が3.75、
ボイド平均径3.1〜3.6μｍ、ボイド占有率が20〜35％
で、バレル研磨後の表面粗さを0.4〜0.8μｍと大きくし
てある。したがって、ベース２はボイド量が多いことか
ら、強度は低下するが、逆に弱い衝撃に対する耐チッピ
ング性は高まり、また表面粗さが大きくなることから、
封止ガラスに対するアンカー効果により、シール性が高
まる。なお、ベース２は肉厚が1.6mm以上と比較的厚い
ものであるから、強度が低下しても特に問題はない。
一次原料を用いることによって、焼結体の比重が3.75、
ボイド平均径3.1〜3.6μｍ、ボイド占有率が20〜35％
で、バレル研磨後の表面粗さを0.4〜0.8μｍと大きくし
てある。したがって、ベース２はボイド量が多いことか
ら、強度は低下するが、逆に弱い衝撃に対する耐チッピ
ング性は高まり、また表面粗さが大きくなることから、
封止ガラスに対するアンカー効果により、シール性が高
まる。なお、ベース２は肉厚が1.6mm以上と比較的厚い
ものであるから、強度が低下しても特に問題はない。
実験例１ ここで、まず、キャップ１について、一次原料の粒
径、バインダー等を変化させることによって、ボイド量
を変化させたものを試作し、それぞれバレル研磨後の表
面粗さ、抗折強度、および透明窓３まわりのクラック発
生による不良率を調べた。
径、バインダー等を変化させることによって、ボイド量
を変化させたものを試作し、それぞれバレル研磨後の表
面粗さ、抗折強度、および透明窓３まわりのクラック発
生による不良率を調べた。
結果は第１表に示すように、表面粗さが大きいものほ
ど、ボイド量が多いことから抗折強度が低く、特に表面
粗さが0.4μｍより大きいものは不良率300ppmと悪かっ
た。したがって、キャップ１としては、表面粗さ0.4μ
ｍ以下で、抗折強度35kg/mm2以上のものが優れていた。
なお、バレル研磨後の表面粗さについては、0.15μｍ程
度が限界であり、結局、キャップ１としては表面粗さ0.
15〜0.4μｍのものが優れていた。
ど、ボイド量が多いことから抗折強度が低く、特に表面
粗さが0.4μｍより大きいものは不良率300ppmと悪かっ
た。したがって、キャップ１としては、表面粗さ0.4μ
ｍ以下で、抗折強度35kg/mm2以上のものが優れていた。
なお、バレル研磨後の表面粗さについては、0.15μｍ程
度が限界であり、結局、キャップ１としては表面粗さ0.
15〜0.4μｍのものが優れていた。
実験例２ 次にベース２について、同様にしてボイド量を変化さ
せたものを試作し、それぞれバレル研磨後の表面粗さ、
抗折強度を測定し、また、ガラス封止後、ハンダ槽の中
に浸漬するキラーテストを行なった後のシール不良発生
率、およびチューブロックテストを行なった後のチッピ
ング発生率を調べた。
せたものを試作し、それぞれバレル研磨後の表面粗さ、
抗折強度を測定し、また、ガラス封止後、ハンダ槽の中
に浸漬するキラーテストを行なった後のシール不良発生
率、およびチューブロックテストを行なった後のチッピ
ング発生率を調べた。
結果は第２表に示す通り、表面粗さが大きくなるほど
ボイド量が多くなることから強度は低下するが、逆にシ
ール性、耐チッピング性は向上することがわかる。ただ
し、表面粗さが0.8μｍを超えると、抗折強度が30kg/mm
2以下と低くなりすぎるため、チッピング発生率が高く
なった。したがって、ベース２として最適な表面粗さは
0.4〜0.8μｍであり抗折強度30kg/mm2以上のものが良
い。
ボイド量が多くなることから強度は低下するが、逆にシ
ール性、耐チッピング性は向上することがわかる。ただ
し、表面粗さが0.8μｍを超えると、抗折強度が30kg/mm
2以下と低くなりすぎるため、チッピング発生率が高く
なった。したがって、ベース２として最適な表面粗さは
0.4〜0.8μｍであり抗折強度30kg/mm2以上のものが良
い。
なお、以上の実施例では、キャップ１として、透明窓
３を備えたものを示したが、これに限らず、キャップ１
が肉厚1.6mm以下の薄いものであり、ベース２が肉厚1.6
mm以上のものであれば、同様にして本発明を適用するこ
とができる。
３を備えたものを示したが、これに限らず、キャップ１
が肉厚1.6mm以下の薄いものであり、ベース２が肉厚1.6
mm以上のものであれば、同様にして本発明を適用するこ
とができる。
このように本発明によれば、セラミックスからなる半
導体パッケージにおいて、キャップは表面粗さ0.15〜0.
4μｍとし、ベースは表面粗さ0.4〜0.8μｍとしたこと
によって上記キャップは高強度となることから肉厚が薄
くても割れる恐れはなく、透明窓との熱膨張差によるク
ラックの発生率を防止できる。また、ベースは弱い衝撃
に対する耐チッピング性を向上できるとともに、ガラス
封止時のシール性を高めることができるなど、さまざま
な特徴をもった、高信頼性の半導体パッケージを提供で
きる。
導体パッケージにおいて、キャップは表面粗さ0.15〜0.
4μｍとし、ベースは表面粗さ0.4〜0.8μｍとしたこと
によって上記キャップは高強度となることから肉厚が薄
くても割れる恐れはなく、透明窓との熱膨張差によるク
ラックの発生率を防止できる。また、ベースは弱い衝撃
に対する耐チッピング性を向上できるとともに、ガラス
封止時のシール性を高めることができるなど、さまざま
な特徴をもった、高信頼性の半導体パッケージを提供で
きる。
第１図は、半導体パッケージの構成を示す分解斜視図で
ある。 1:キャップ、2:ベース 3:透明窓
ある。 1:キャップ、2:ベース 3:透明窓
Claims (1)
- 【請求項１】セラミック製キャップとセラミック製ベー
スからなる半導体パッケージにおいて、上記キャップ表
面の中心線平均粗さ（Ra）が0.15〜0.4μｍであり、上
記ベース表面の中心線平均粗さ（Ra）が0.4〜0.8μｍで
あることを特徴とする半導体パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16872890A JP2821709B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 半導体パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16872890A JP2821709B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 半導体パッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0457345A JPH0457345A (ja) | 1992-02-25 |
| JP2821709B2 true JP2821709B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=15873322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16872890A Expired - Fee Related JP2821709B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 半導体パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2821709B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4637505B2 (ja) * | 2004-05-26 | 2011-02-23 | 京セラ株式会社 | 磁気センサ装置 |
-
1990
- 1990-06-27 JP JP16872890A patent/JP2821709B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0457345A (ja) | 1992-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070904 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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