JP3051225B2 - 集積回路用パッケージ - Google Patents

集積回路用パッケージ

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JP3051225B2 JP29899091A JP29899091A JP3051225B2 JP 3051225 B2 JP3051225 B2 JP 3051225B2 JP 29899091 A JP29899091 A JP 29899091A JP 29899091 A JP29899091 A JP 29899091A JP 3051225 B2 JP3051225 B2 JP 3051225B2
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直幹 加藤
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    • H01L2224/49105Connecting at different heights
    • H01L2224/49109Connecting at different heights outside the semiconductor or solid-state body
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック基板の表面
に低融点ガラスなどのフリットシールによって外部リー
ドを接続した集積回路用パッケージに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】フリットシールによって外部リードを接
続した集積回路用パッケージは、外部リードがボンディ
ングワイヤを介して直接、搭載される集積回路と電気的
に接続される構造であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】外部リードに使用され
る材料は、42アロイやコバールなどインダクタンスが
比較的大きい。電源や接地される外部リードのインダク
タンスが大きくなると、搭載される集積回路の誤作動を
招きやすくなる。この結果、従来の集積回路用パッケー
ジは、高速演算を行う集積回路の搭載が困難であった。
また、搭載される集積回路の備える電源端子の数や接地
端子の数に応じた外部リードが必要となり、外部リード
の数が多く、結果的に集積回路用パッケージが大型化し
てしまう。なお、高速演算を行う集積回路を搭載する集
積回路用パッケージとして、セラミックを積層して内部
に複数の導電層を形成した積層形基板を使用したものが
ある。しかるに、この種の集積回路用パッケージは、積
層基板の作成コストや、外部リード(ピンやバンプも含
む)と内部配線との接続コストが高く、結果的に集積回
路用パッケージのコストが高くなってしまう。
【0004】
【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、高速演算を行う集積回路を搭載可
能な集積回路用パッケージを安価に提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の集積回路用パッ
ケージは、次の技術的手段を採用した。請求項1に記載
された集積回路用パッケージは、セラミック基板と、
セラミック基板に搭載される集積回路と電気的に接続
される外部リードと、前記セラミック基板と前記外部リ
ードとを固着するフリットシールとを備え、前記セラミ
ック基板に封止板を固着して前記集積回路を気密封止す
る集積回路用パッケージにおいて、前記セラミック基板
の表面には、電源またはグランドに接続される前記外部
リードと導体柱を介して接続される導電層を備え、前記
導体柱は、その一部が前記外部リードに形成された穴に
充填されていることを特徴とする請求項2に記載され
た集積回路用パッケージでは、請求項1記載の前記封止
板は、前記導体柱に対応する位置に凹部を有することを
特徴とする。 請求項3に記載された集積回路用パッケー
ジでは、請求項1又は2記載の前記導電層のうち少なく
とも1つの導電層は、前記集積回路が搭載される面に形
成されることを特徴とする。 請求項4に記載された集積
回路用パッケージでは、請求項1ないし3のいずれか記
載の前記導体柱は、銀ガラスにて形成されていることを
特徴とする。
【0006】
【発明の作用および発明の効果】本発明の集積回路用パ
ッケージは、セラミック基板の表面に形成された導電層
を電源層あるいは接地層として使用することにより、こ
の電源層あるいは接地層と接続される外部リードのイン
ダクタンスを小さく抑えることができる。これにより、
高速演算を行う集積回路を搭載することができる。ま
た、搭載される集積回路の電源端子の数が多くても、電
源端子をセラミック基板の表面の電源層(電源と接続さ
れる導電層)に接続することで、電源と接続される外部
リードの数が1つで済む。同様に、搭載される集積回路
の接地端子の数が多くても、接地端子を接地層(グラン
ドと接続される導電層)に接続することで、接地と接続
される外部リードの数が1つで済む。つまり、外部リー
ドの数を従来に比較して減少させて、集積回路用パッケ
ージを小型化することができる。あるいは、搭載される
集積回路の入出力端子の数を増すことができる。さら
に、外部リードと導電層とは、導体柱を介して接続され
るため、凹部(キャビテイ)表面よりパッケージの上面
寄り(封止板寄り)に固着される外部リードにボンディ
ングワイヤを使用することなく、容易に導通を施すこと
ができる。 また、使用されるセラミック基板が、プレス
成形された単層のセラミック基板であるとともに、外部
リードをフリットシールによってセラミック基板に固着
した構造であるため、集積回路用パッケージの製造コス
トを、PGAやLDCCなど積層基板を使用した他の集
積回路用パッケージに比較して、低く抑えることができ
る。
【0007】
【実施例】次に、本発明の集積回路用パッケージを、図
に示す一実施例に基づき説明する。 〔実施例の構成〕図1ないし図3は本発明の第1実施例
を示すもので、図1は集積回路用パッケージの断面図、
図2はセラミック基板の斜視図である。本実施例の集積
回路用パッケージ1は、集積回路2を搭載するセラミッ
ク基板3と、フリットシールである第1低融点ガラス4
によってセラミック基板3に固着される外部リード5と
からなる。そして、集積回路用パッケージ1は、集積回
路2を搭載した後に、集積回路2を封止するための封止
板6が固着される。
【0008】セラミック基板3は、プレス成形されて焼
結された単層のセラミック焼結体で、中央部分に、集積
回路を搭載する凹部7を備える。この凹部7は、集積回
路2の外形よりもやや大きく設けられている。また、セ
ラミック基板3は、凹部7から1つの外部リード5(例
えばグランド接地されるリード)に向かって伸びる溝8
を備える(図2参照)。この凹部7および溝8(セラミ
ック基板3の表面である)の底部には、導電層9が設け
られている。この導電層9は、外部リード5を介してグ
ランド接地される接地層で、集積回路2の接地端子とボ
ンディングワイヤ10で電気的に接続される。また、凹
部7の周囲(第1低融点ガラス4の内周部分、セラミッ
ク基板3の表面)にも、導電層9が設けられている。こ
の導電層9は、外部リード5を介して電源と接続される
電源層で、搭載される集積回路2の電源端子とボンディ
ングワイヤ10で電気的に接続される。なお、導電層9
は、外部リード5と第1低融点ガラス4でセラミック基
板3に固着した後に、導電性の銀ガラス(導体柱)11
によって外部リード5と電気的に接続されるものであ
る。
【0009】外部リード5は、ボンディングワイヤ10
を介して、あるいは銀ガラス11、導電層9、ボンディ
ングワイヤ10を介して、集積回路2の各端子と接続さ
れるもので、42アロイ、コバール等の金属薄板をプレ
ス加工やエッチング処理によって形成したものである。
なお、導電層9と接続される外部リード5の端部は、図
3に示すように、銀ガラス11を流し込み、銀ガラス1
1と電気的に接続される穴12が設けられている。ま
た、外部リード5のワイヤボンディングされる部分、お
よび銀ガラス11と電気的に接続される穴12の周辺部
分には、蒸着やメッキによりアルミニウムや金、銀の層
13が設けられている。そして、外部リード5が第1低
融点ガラス4によってセラミック基板3に固着された後
に、周囲のリードフレーム(図示しない)が切断される
ものである。
【0010】第1低融点ガラス4は、上述のごとく、外
部リード5をセラミック基板3に固着するためのフリッ
トシールで、外部リード5と導電層9とを電気的に接続
する部分には、銀ガラス11を設けるべく、開口して設
けられる。そして、外部リード5をセラミック基板3に
固着した後、銀ガラス11を外部リード5の穴12より
流し込み、導電層9と外部リード5との接続を行ってい
る(図3参照)。
【0011】封止板6を除く集積回路用パッケージ1の
製造方法の一例を簡単に説明する。実施例に示すセラミ
ック基板3は、アルミナが主成分である粉末原料を、凹
部7や溝8を有する所定形状にプレス成形する。次い
で、1400〜1500℃で焼結する。焼結後、凹部7
の周囲に導電層9となる導電性のインクを印刷し、乾燥
させる。続いて、凹部7および溝8内の底部に導電性の
インクを塗布あるいは印刷し、乾燥させる。その後、8
50〜950℃でセラミック表面に設けられたインクを
焼成して、凹部7の周囲と、凹部7、溝8内の底部に導
電層9を形成する。次いで、セラミック基板3の表面
に、第1低融点ガラス4を印刷技術によってプリントす
る。この時、導電層9の露出部分を、第1低融点ガラス
4が覆わないように、開口してプリントされる。次に、
第1低融点ガラス4の表面に外部リード5を配置し、第
1低融点ガラス4の融点以上に一旦加熱して、外部リー
ド5をセラミック基板3に固着する。続いて、銀ガラス
11によってセラミック基板3の導電層9と外部リード
5とを電気的に接続する。以上の工程によって、集積回
路用パッケージ1が完成する。
【0012】封止板6は、セラミック基板3とほぼ同じ
熱膨張率を備えるセラミック板で、第1低融点ガラス4
よりも融点の低い第2低融点ガラス14によって封止板
6をセラミック基板3に固着して、内部に搭載された集
積回路2を気密に保つのである。なお、本実施例の封止
板6は、プレス成形体を焼結したものである。
【0013】〔実施例の効果〕上記構成よりなる本実施
例の集積回路用パッケージ1は、次の効果を奏する。 a)集積回路用パッケージ1は、セラミック基板3の表
面に形成した2層の導電層9を電源層と接地層として使
用することにより、この電源層および接地層と接続され
る外部リード5のインダクタンスを低く抑えることがで
きる。これにより、搭載される集積回路2の動作による
電位の変動が従来に比較して抑えられ、高速演算を行う
集積回路2の誤作動が防がれるため、結果的に高速演算
を行う集積回路2を搭載することが可能となる。 b)搭載される集積回路2の電源端子の数が多くても、
電源端子をセラミック基板3の表面の電源層(電源と接
続される導電層9)に接続することで、電源と接続され
る外部リード5の数が1つで済む。同様に、搭載される
集積回路2の接地端子の数が多くても、接地端子を接地
層(グランドと接続される導電層9)に接続すること
で、接地と接続される外部リード5の数が1つで済む。
この結果、外部リード5の数を従来に比較して減少させ
て、集積回路用パッケージ1を小型化することができ
る。 c)セラミック基板3が単層のプレス成形セラミックで
有るとともに、外部リード5を第1低融点ガラス4によ
ってセラミック基板3に固着した構造であるため、本実
施例の集積回路用パッケージ1の製造コストを、PGA
やLDCCなど積層基板を使用した他の集積回路用パッ
ケージに比較して、低く抑えることができる。
【0014】〔第2実施例〕図4は第2実施例を示す集
積回路用パッケージ1の断面図である。上述の第1実施
例の封止板6は、プレス成形体を焼結した一体形のもの
であるが、本実施例は、封止板6を枠体15と蓋体16
とに別けて形成し、枠体15を第2低融点ガラス14で
集積回路用パッケージ1に固着し、その後、第2低融点
ガラス14よりも融点の低い第3低融点ガラスや、Au
−Snシール材、エポキシシール材、半田シール材等の
固着材17を使用して、枠体15に蓋体16を固着した
ものである。なお、枠体15と蓋体16とを固着して封
止板6を形成した後に、封止板6を集積回路用パッケー
ジ1に固着させても良い。
【0015】〔第3実施例〕図5は第3実施例を示す集
積回路用パッケージ1の要部断面図である。本実施例
は、封止板6および第2低融点ガラス14に凹部18を
設け、この凹部18によって、外部リード5と導電層9
との接続を行う銀ガラス11の頂部を覆うものである。
本実施例によって、封止板6の接合時、封止板6の荷重
が銀ガラス11の周囲に均等に加わるため、脆い銀ガラ
ス11が、封止板6の接合時に加わる荷重によって割れ
るのを防ぐものである。
【0016】〔第4実施例〕図6は第4実施例を示す集
積回路用パッケージ1の断面図である。本実施例の集積
回路用パッケージ1のセラミック基板3は、集積回路2
が搭載される部分に、導電層9を施さず、集積回路2の
搭載される周囲に導電層9を設けたものである。これに
よって集積回路2の搭載される部分には、金などの高価
なメッキを施さないため、製造コストを低く抑えること
ができる。なお、集積回路2は銀ガラス等19で集積回
路用パッケージ1に搭載される。
【0017】〔第6実施例〕図7は第5実施例を示す外
部リード5と導電層7との接合部分の断面図である。第
1実施例では外部リード5に設けた穴より銀ガラス11
を流し込んだ例を示したが、本実施例は、銀ガラス11
を外部リード5の一辺に固着させたものである。なお、
銀ガラス11と接合される外部リード5の接合部分を曲
折して設けることで、銀ガラス11と外部リード5との
接合性を向上させることができる。
【0018】〔変形例〕上記の実施例では、電極層と接
地層とを備えるセラミック基板を例に示したが、一方の
みを備えるものでも良い。導電層と外部リードとの接続
に銀ガラスを使用した例を示したが、他の導電性の材料
によって接続したり、ボンディングワイヤによって接続
しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】集積回路用パッケージの断面図である(第1実
施例)。
【図2】セラミック基板の斜視図である(第1実施
例)。
【図3】外部リードと導電層との接合部分の断面図であ
る(第1実施例)。
【図4】集積回路用パッケージの断面図である(第2実
施例)。
【図5】集積回路用パッケージの要部断面図である(第
3実施例)。
【図6】集積回路用パッケージの断面図である(第4実
施例)。
【図7】外部リードと導電層との接合部分の断面図であ
る(第5実施例)。
【符号の説明】
1 集積回路用パッケージ 2 集積回路 3 セラミック基板 4 第1低融点ガラス(フリットシール) 5 外部リード6 封止板 9 導電層11 銀ガラス(導体柱)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−203357(JP,A) 特開 平2−186670(JP,A) 実開 平2−38736(JP,U) 実開 昭54−133771(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/50

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック基板と、前記セラミック基板
    に搭載される集積回路と電気的に接続される外部リード
    と、前記セラミック基板と前記外部リードとを固着する
    フリットシールとを備え、前記セラミック基板に封止板
    を固着して前記集積回路を気密封止する集積回路用パッ
    ケージにおいて、 前記セラミック基板の表面には、電源またはグランドに
    接続される前記外部リードと導体柱を介して接続される
    導電層を備え、前記導体柱は、その一部が前記外部リー
    ドに形成された穴に充填されていることを特徴とする集
    積回路用パッケージ。
  2. 【請求項2】 前記封止板は、前記導体柱に対応する位
    置に凹部を有することを特徴とする請求項1記載の集積
    回路用パッケージ。
  3. 【請求項3】 前記導電層のうち少なくとも1つの導電
    は、前記集積回路が搭載される面に形成されることを
    特徴とする請求項1又は2記載の集積回路用パッケー
    ジ。
  4. 【請求項4】 前記導体柱は、銀ガラスにて形成されて
    いることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか記載
    の集積回路用パッケージ。
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