JP2949303B2 - 透明窓を有する半導体パッケージおよびその製造方法 - Google Patents
透明窓を有する半導体パッケージおよびその製造方法Info
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- JP2949303B2 JP2949303B2 JP20448590A JP20448590A JP2949303B2 JP 2949303 B2 JP2949303 B2 JP 2949303B2 JP 20448590 A JP20448590 A JP 20448590A JP 20448590 A JP20448590 A JP 20448590A JP 2949303 B2 JP2949303 B2 JP 2949303B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、EP−ROMなどの透明窓をもった半導体パッ
ケージとその製造方法に関する。
ケージとその製造方法に関する。
EP−ROMなどの透明窓を有する半導体パッケージの構
造は第６図に示すように、セラミックスよりなる蓋体11
および基体12から構成されている。上記蓋体11は透明窓
の取付け凹部11aおよび貫通孔11bを有し、この取付け凹
部11aにガラスなどからなるレンズ13を接着して透明窓
としてある。一方、基体12のキャビティ部12aには半導
体チップ（不図示）を載置し、外部リード（不図示）と
ワイヤボンディングした後、上記蓋体11をガラス封止す
ることによって、半導体パッケージが構成される。
造は第６図に示すように、セラミックスよりなる蓋体11
および基体12から構成されている。上記蓋体11は透明窓
の取付け凹部11aおよび貫通孔11bを有し、この取付け凹
部11aにガラスなどからなるレンズ13を接着して透明窓
としてある。一方、基体12のキャビティ部12aには半導
体チップ（不図示）を載置し、外部リード（不図示）と
ワイヤボンディングした後、上記蓋体11をガラス封止す
ることによって、半導体パッケージが構成される。
上記、蓋体11、基体12は、黒色系のアルミナセラミッ
クスからなり、多段パンチを用いたプレス成形装置によ
って成形するが、焼成時の収縮率を均一にするために、
成形体の密度が均一となるようにプレス成形し、その後
焼成することが一般的であった。
クスからなり、多段パンチを用いたプレス成形装置によ
って成形するが、焼成時の収縮率を均一にするために、
成形体の密度が均一となるようにプレス成形し、その後
焼成することが一般的であった。
ところが、上記の如き半導体パッケージの蓋体11にお
いて、レンズ13と蓋体11を構成するセラミックスは熱膨
張差があるため、レンズ13の取付時に取付け凹部11aの
薄肉部11cにクラックが生じやすいという問題があっ
た。
いて、レンズ13と蓋体11を構成するセラミックスは熱膨
張差があるため、レンズ13の取付時に取付け凹部11aの
薄肉部11cにクラックが生じやすいという問題があっ
た。
また、蓋体11の取付け凹部11aの薄肉部11cは肉厚が薄
いため、焼成時に第５図に示すように取付け凹部11aの
薄肉部11cがたれ下がり、表面の平坦度を悪くしてしま
うという問題もあった。
いため、焼成時に第５図に示すように取付け凹部11aの
薄肉部11cがたれ下がり、表面の平坦度を悪くしてしま
うという問題もあった。
上記に鑑みて本発明は、透明窓を有する半導体パッケ
ージにおいて、蓋体に備える透明窓取付け凹部の薄肉部
の成形体密度が、他の部分よりも高くなるようにプレス
成形した後、焼成するようにしたものである。
ージにおいて、蓋体に備える透明窓取付け凹部の薄肉部
の成形体密度が、他の部分よりも高くなるようにプレス
成形した後、焼成するようにしたものである。
そのため、取付凹部の薄肉部の抗折強度が大きくな
り、レンズ取付け時のクラック発生を防止できるととも
に、焼成時の取付け凹部の薄肉部のたれ下がりを防ぐこ
とができる。
り、レンズ取付け時のクラック発生を防止できるととも
に、焼成時の取付け凹部の薄肉部のたれ下がりを防ぐこ
とができる。
また、取付け凹部以外のシール部については、成形体
密度をやや低くしておいて焼成することによって、抗折
強度は低くなるが、内部に存在する微小な気孔のため
に、弱い衝撃に対する耐チッピング性は高くなる。した
がって、半導体パッケージの搬送時などにおける、欠
け、ワレの発生を防止することができる。
密度をやや低くしておいて焼成することによって、抗折
強度は低くなるが、内部に存在する微小な気孔のため
に、弱い衝撃に対する耐チッピング性は高くなる。した
がって、半導体パッケージの搬送時などにおける、欠
け、ワレの発生を防止することができる。
なお、本発明において、成形体密度とは、プレス成形
後、未焼成のセラミックス成形体の密度のことである。
後、未焼成のセラミックス成形体の密度のことである。
［実施例］ 以下本発明実施例を説明する。
第１図、第２図に、本発明の半導体パッケージを構成
する蓋体１を示す。この蓋体１は黒色系アルミナセラミ
ックスからなり、中央部に取付け凹部1aおよび貫通孔1b
を有している。また、この蓋体１は後述するプレス成形
時に、取付け凹部1aの薄肉部1cが他のシール部1dに比べ
て成形体密度が大きくなるように成形し、焼成したもの
である。したがって、取付け凹部1aの薄肉部1cは抗折強
度が高くなり、レンズ取付け時のクラック発生を防止で
きる。また、シール部1dは内部に存在する気孔のために
弱い衝撃に対する耐チッピング性を高くできる。
する蓋体１を示す。この蓋体１は黒色系アルミナセラミ
ックスからなり、中央部に取付け凹部1aおよび貫通孔1b
を有している。また、この蓋体１は後述するプレス成形
時に、取付け凹部1aの薄肉部1cが他のシール部1dに比べ
て成形体密度が大きくなるように成形し、焼成したもの
である。したがって、取付け凹部1aの薄肉部1cは抗折強
度が高くなり、レンズ取付け時のクラック発生を防止で
きる。また、シール部1dは内部に存在する気孔のために
弱い衝撃に対する耐チッピング性を高くできる。
次に上記蓋体１の成形方法について説明する。
第３図に示すプレス成形装置は、上パンチ20、ダイス
21、第１下パンチ22、第２下パンチ23、コアロッド24か
らなり、チャージャー25から原料粉末26を供給した後、
上パンチ20、第１下パンチ22、第２下パンチ23で加圧す
ることによって成形を行うようになっている。このよう
に、下パンチ側は２段パンチとなっており、第２下パン
チ23によって取付け凹部1cを成形することができるが、
この部分は肉厚が薄いため、単に上パンチ20で加圧すれ
ば取付け凹部1aの薄肉部1cのみの成形体密度が高くな
る。また、上パンチ20の加圧時に同時に第２下パンチ23
を下方へ移動させれば、薄肉部1cの成形体密度をやや低
くすることができる。
21、第１下パンチ22、第２下パンチ23、コアロッド24か
らなり、チャージャー25から原料粉末26を供給した後、
上パンチ20、第１下パンチ22、第２下パンチ23で加圧す
ることによって成形を行うようになっている。このよう
に、下パンチ側は２段パンチとなっており、第２下パン
チ23によって取付け凹部1cを成形することができるが、
この部分は肉厚が薄いため、単に上パンチ20で加圧すれ
ば取付け凹部1aの薄肉部1cのみの成形体密度が高くな
る。また、上パンチ20の加圧時に同時に第２下パンチ23
を下方へ移動させれば、薄肉部1cの成形体密度をやや低
くすることができる。
即ち、プレス成形時の、各パンチの動きを調整するこ
とによって、自由に薄肉部1cの成形体密度を変化させる
ことができ、他の部分よりも薄肉部1cの成形体密度を高
めることは容易にできる。
とによって、自由に薄肉部1cの成形体密度を変化させる
ことができ、他の部分よりも薄肉部1cの成形体密度を高
めることは容易にできる。
また、このように薄肉部1cのみ密度の高い成形体を焼
成すると、収縮率が均一でないため変形を起してしま
う。そこで、あらかじめプレス成形装置の金型形状を調
整して、第４図（ａ）に示すように、蓋体１の取付け凹
部1a近傍に凹部Ｄを有するように成形する。そして、こ
の成形体を焼成すれば、薄肉部1cは成形体密度が高いこ
とから収縮率が小さく、最終的に第４図（ｂ）に示すよ
うな正しい形状となる。
成すると、収縮率が均一でないため変形を起してしま
う。そこで、あらかじめプレス成形装置の金型形状を調
整して、第４図（ａ）に示すように、蓋体１の取付け凹
部1a近傍に凹部Ｄを有するように成形する。そして、こ
の成形体を焼成すれば、薄肉部1cは成形体密度が高いこ
とから収縮率が小さく、最終的に第４図（ｂ）に示すよ
うな正しい形状となる。
ここで、セラミック材料として、Al2O390重量％程度
で、着色剤としてMnO2,Cr2O3,TiO2,Fe2O3など、焼結助
剤としてSiO2、MgO,CaOなどを含有する黒色アルミナセ
ラミックスを用い、成形体密度を変化させたときの収縮
率、焼結体の抗折強度、ビッカース硬度の変化を調べ
た。結果は第７図〜第９図に示すように、成形体密度を
大きくすると、収縮率は小さくなり、抗折強度、ビッカ
ース硬度は大きくなることがわかる。
で、着色剤としてMnO2,Cr2O3,TiO2,Fe2O3など、焼結助
剤としてSiO2、MgO,CaOなどを含有する黒色アルミナセ
ラミックスを用い、成形体密度を変化させたときの収縮
率、焼結体の抗折強度、ビッカース硬度の変化を調べ
た。結果は第７図〜第９図に示すように、成形体密度を
大きくすると、収縮率は小さくなり、抗折強度、ビッカ
ース硬度は大きくなることがわかる。
次に、本発明の半導体パッケージを構成する蓋体につ
いて、取付け凹部の薄肉部の成形体密度を変化させ、そ
れぞれ焼成後の抗折強度、ビッカース硬度を測定し、レ
ンズ取付時のクラック発生不良率および取付凹部のソリ
量を調べた。なお、シール部の成形体密度は2.44g/c
m3、焼成後の抗折強度は1310kg/cm2とした。
いて、取付け凹部の薄肉部の成形体密度を変化させ、そ
れぞれ焼成後の抗折強度、ビッカース硬度を測定し、レ
ンズ取付時のクラック発生不良率および取付凹部のソリ
量を調べた。なお、シール部の成形体密度は2.44g/c
m3、焼成後の抗折強度は1310kg/cm2とした。
結果は第１表に示すように、No.3〜７の取付け凹部の
薄肉部とシール部の成形体密度の差が0.02〜0.10g/cm3
のものが良かった。このとき、収縮率の差は0.05〜0.15
％、ビッカース硬度の差は５〜40kg/mm2、抗折強度の差
は０〜90kg/cm2であった。
薄肉部とシール部の成形体密度の差が0.02〜0.10g/cm3
のものが良かった。このとき、収縮率の差は0.05〜0.15
％、ビッカース硬度の差は５〜40kg/mm2、抗折強度の差
は０〜90kg/cm2であった。
なお、この実験における抗折強度は、蓋体１の形状の
まま測定したものであり、JISに規定された抗折強度と
は異なっている。
まま測定したものであり、JISに規定された抗折強度と
は異なっている。
また、第１表中本発明（No.5）および比較例（No.2）
の試料について、焼成後の取付凹部裏面の平坦度を調べ
たところ、本発明のもの（第10図）は比較例（第11図）
に比べて、たれ下がりがなく、平坦性に優れていること
がわかる。
の試料について、焼成後の取付凹部裏面の平坦度を調べ
たところ、本発明のもの（第10図）は比較例（第11図）
に比べて、たれ下がりがなく、平坦性に優れていること
がわかる。
このように、本発明によれば、透明窓を有する半導体
パッケージにおいて、蓋体に備える透明窓取付け凹部の
薄肉部が他の部分よりも成形体密度が高くなるように多
段パンチを有するプレス成形装置によりプレス成形した
後焼成したことによって、薄肉部の抗折強度を高くでき
るため、透明窓取付け時のクラック発生を防止でき、ま
た焼成時における薄肉部のたれ下がりを防止することも
できる。
パッケージにおいて、蓋体に備える透明窓取付け凹部の
薄肉部が他の部分よりも成形体密度が高くなるように多
段パンチを有するプレス成形装置によりプレス成形した
後焼成したことによって、薄肉部の抗折強度を高くでき
るため、透明窓取付け時のクラック発生を防止でき、ま
た焼成時における薄肉部のたれ下がりを防止することも
できる。
第１図は本発明の透明窓を有する半導体パッケージを構
成する蓋体の斜視図、第２図は第１図中のＸ−Ｘ線断面
図である。第３図は第１図に示した蓋体を成形するため
のプレス成形装置を示す断面図である。 第４図（ａ）は本発明の半導体パッケージを構成する蓋
体の成形時の平面図、第４図（ｂ）は同じく焼成後の平
面図である。 第５図は従来の半導体パッケージを構成する蓋体の断面
図である。 第６図は透明窓を有する半導体パッケージの構成を示す
断面図である。 第７図〜第９図はそれぞれ、アルミナセラミックスにお
ける成形体密度と収縮率、抗折強度、ビッカース硬度と
の関係を示すグラフである。 第10図、第11図はそれぞれ本発明および比較例の半導体
パッケージを構成する蓋体の取付け凹部裏面の平坦度を
示すチャート図である。 1:蓋体、1a:取付け凹部 1b:貫通孔、1c:薄肉部 1d:シール部
成する蓋体の斜視図、第２図は第１図中のＸ−Ｘ線断面
図である。第３図は第１図に示した蓋体を成形するため
のプレス成形装置を示す断面図である。 第４図（ａ）は本発明の半導体パッケージを構成する蓋
体の成形時の平面図、第４図（ｂ）は同じく焼成後の平
面図である。 第５図は従来の半導体パッケージを構成する蓋体の断面
図である。 第６図は透明窓を有する半導体パッケージの構成を示す
断面図である。 第７図〜第９図はそれぞれ、アルミナセラミックスにお
ける成形体密度と収縮率、抗折強度、ビッカース硬度と
の関係を示すグラフである。 第10図、第11図はそれぞれ本発明および比較例の半導体
パッケージを構成する蓋体の取付け凹部裏面の平坦度を
示すチャート図である。 1:蓋体、1a:取付け凹部 1b:貫通孔、1c:薄肉部 1d:シール部
Claims (2)
- 【請求項１】透明窓を有するセラミックス製の蓋体とセ
ラミックス製の基体とからなる半導体パッケージにおい
て、上記蓋体には透明窓の取付け凹部を有するととも
に、該取付け凹部の薄肉部が他の部分より緻密で抗折強
度が大であることを特徴とする透明窓を有する半導体パ
ッケージ。 - 【請求項２】セラミックス粉末に所定の焼結助剤、バイ
ンダー等を添加、混合してなる原料粉末を、プレス成形
装置のダイス、第１下パンチ、第２下パンチ、及びコア
ロッドにより形成される凹内に供給充填したあと、上パ
ンチ、第１下パンチ、及び第２下パンチで加圧すること
により、上記第１下パンチで貫通孔を、上記第２下パン
チで透明窓用取付け凹部をそれぞれ形成するとともに、
該透明窓用取付け凹部の薄肉部の成形体密度が他の部分
よりも高くなるようにプレス成形し、その後焼成する工
程からなる透明窓を有する半導体パッケージの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20448590A JP2949303B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 透明窓を有する半導体パッケージおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20448590A JP2949303B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 透明窓を有する半導体パッケージおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0488659A JPH0488659A (ja) | 1992-03-23 |
| JP2949303B2 true JP2949303B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=16491307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20448590A Expired - Fee Related JP2949303B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 透明窓を有する半導体パッケージおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2949303B2 (ja) |
-
1990
- 1990-07-31 JP JP20448590A patent/JP2949303B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0488659A (ja) | 1992-03-23 |
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