JP3056159B2 - 半導体パッケージの気密封止方法及びそれを適用した抵抗溶接装置 - Google Patents
半導体パッケージの気密封止方法及びそれを適用した抵抗溶接装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として内部に半
導体素子を搭載したステムのステムベース面に金属製の
キャップを抵抗溶接により融着して気密封止するハーメ
チックＣＡＮパッケージ等の半導体パッケージの気密封
止方法及びそれを適用した抵抗溶接装置に関する。
導体素子を搭載したステムのステムベース面に金属製の
キャップを抵抗溶接により融着して気密封止するハーメ
チックＣＡＮパッケージ等の半導体パッケージの気密封
止方法及びそれを適用した抵抗溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体パッケージは、内部に搭
載される半導体素子を外部環境の変化や衝撃から保護す
るためのもので、気密封止を行う場合には図３に示され
るような抵抗溶接装置を用いて金属製の外囲器であるキ
ャップ１の開口側外周に形成されているフランジ２と内
部に半導体素子を搭載したステムのステムベース３とを
抵抗溶接している。
載される半導体素子を外部環境の変化や衝撃から保護す
るためのもので、気密封止を行う場合には図３に示され
るような抵抗溶接装置を用いて金属製の外囲器であるキ
ャップ１の開口側外周に形成されているフランジ２と内
部に半導体素子を搭載したステムのステムベース３とを
抵抗溶接している。
【０００３】この抵抗溶接装置では、下部電極治具４´
の凹状接触部４ａ´に対してステムベース３をその下面
Ｍ１が電極部と接触するように設置すると共に、上部電
極治具６によってキャップ１のフランジ２を挟み込んで
ステムベース３の上面Ｍ２に当接させた状態で保持した
上、抵抗溶接時に電流が供給されて接触抵抗によるジュ
ール熱によりフランジ２のステムベース３の上面Ｍ２に
対する融着を行って気密封止している。
の凹状接触部４ａ´に対してステムベース３をその下面
Ｍ１が電極部と接触するように設置すると共に、上部電
極治具６によってキャップ１のフランジ２を挟み込んで
ステムベース３の上面Ｍ２に当接させた状態で保持した
上、抵抗溶接時に電流が供給されて接触抵抗によるジュ
ール熱によりフランジ２のステムベース３の上面Ｍ２に
対する融着を行って気密封止している。
【０００４】ところで、半導体パッケージに使用するス
テムは、ステムベース３，リード８，及び封着ガラス９
から形成されている。このうち、金属部品であるステム
ベース３を製造する場合には、量産性やコスト面で有利
であるためにプレス加工により製造することが多い。
テムは、ステムベース３，リード８，及び封着ガラス９
から形成されている。このうち、金属部品であるステム
ベース３を製造する場合には、量産性やコスト面で有利
であるためにプレス加工により製造することが多い。
【０００５】図４は、ステムベース３の製造に要するプ
レス加工を説明するために示した要部の側面図であり、
同図（ａ）はプレス加工前に関するもの，同図（ｂ）は
プレス加工後に関するものである。即ち、ステムベース
３のプレス加工においては、図４（ａ）に示されるよう
に金型１０に載置された板状の母材１２に対して切り出
しを行うものとし、この切り出しは図４（ｂ）に示され
るように金型１０によって母材１２を押し抜き加工する
ことによって行われ、この結果としてステムベース３が
得られる。こうしたプレス加工で得られるステムベース
３の場合、その外周部には必ず反りが生じるが、この外
周部における反りの凸部の大きさは口径φが５．６ｍｍ
のステムの場合で最大２０μｍ程度となる。
レス加工を説明するために示した要部の側面図であり、
同図（ａ）はプレス加工前に関するもの，同図（ｂ）は
プレス加工後に関するものである。即ち、ステムベース
３のプレス加工においては、図４（ａ）に示されるよう
に金型１０に載置された板状の母材１２に対して切り出
しを行うものとし、この切り出しは図４（ｂ）に示され
るように金型１０によって母材１２を押し抜き加工する
ことによって行われ、この結果としてステムベース３が
得られる。こうしたプレス加工で得られるステムベース
３の場合、その外周部には必ず反りが生じるが、この外
周部における反りの凸部の大きさは口径φが５．６ｍｍ
のステムの場合で最大２０μｍ程度となる。
【０００６】抵抗溶接装置において、下部電極治具４´
の凹状接触部４ａ´は加工が容易であるために平坦面と
して形成されており、抵抗溶接に際しては溶接面積を広
くして均一に行うために通常約８０ｋｇｆ程度の荷重で
加圧を行うが、このときステムベース３の外周部に圧力
が加わるようになっている。
の凹状接触部４ａ´は加工が容易であるために平坦面と
して形成されており、抵抗溶接に際しては溶接面積を広
くして均一に行うために通常約８０ｋｇｆ程度の荷重で
加圧を行うが、このときステムベース３の外周部に圧力
が加わるようになっている。
【０００７】因みに、このような半導体パッケージの気
密封止に関連する周知技術としては、例えば特開平３−
１１２１５２号公報に開示された半導体パッケージの封
入装置および封入方法や、特開平４−３２２５５号公報
に開示された半導体外囲器の気密封止方法等が挙げられ
る。
密封止に関連する周知技術としては、例えば特開平３−
１１２１５２号公報に開示された半導体パッケージの封
入装置および封入方法や、特開平４−３２２５５号公報
に開示された半導体外囲器の気密封止方法等が挙げられ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した半導体パッケ
ージの抵抗溶接による気密封止の場合、ステムを成すス
テムベースがプレス加工で製造されており、その外周部
に反りを有するものであるため、抵抗溶接時にステムベ
ースの外周部に圧力が加わることにより、ステムにおい
てステムベース及び封着ガラスの界面剥がれや封着ガラ
スのクラック（亀裂）が発生して気密不良を起こし易い
という問題がある。
ージの抵抗溶接による気密封止の場合、ステムを成すス
テムベースがプレス加工で製造されており、その外周部
に反りを有するものであるため、抵抗溶接時にステムベ
ースの外周部に圧力が加わることにより、ステムにおい
てステムベース及び封着ガラスの界面剥がれや封着ガラ
スのクラック（亀裂）が発生して気密不良を起こし易い
という問題がある。
【０００９】図５は、反りを有するステムベース３を用
いた抵抗溶接装置における抵抗溶接を説明するために示
した要部の側面断面図であり、同図（ａ）は気密封入時
の融着前状態に関するもの，同図（ｂ）は気密封入時の
融着後状態に関するものである。即ち、気密封入時の融
着前には、図５（ａ）に示されるように下部電極治具４
´の凹状接触部４ａ´が平坦面であるため、ステムベー
ス３の外周部は下部電極治具４との間に隙間を生じてい
る。ここで、抵抗溶接時の加圧点となるフランジ部２は
ステムの外周部付近に位置されているため、この隙間に
よって抵抗溶接の加圧時にステムベース３の外周部が下
部電極治具４´の凹状接触部４ａ´に押しつけられるよ
うに変形し、ステムベース３及び封着ガラス９には図５
（ｂ）中の矢印方向に示されるような加圧方向に垂直な
外側へ向う方向に引っ張り応力が働く。
いた抵抗溶接装置における抵抗溶接を説明するために示
した要部の側面断面図であり、同図（ａ）は気密封入時
の融着前状態に関するもの，同図（ｂ）は気密封入時の
融着後状態に関するものである。即ち、気密封入時の融
着前には、図５（ａ）に示されるように下部電極治具４
´の凹状接触部４ａ´が平坦面であるため、ステムベー
ス３の外周部は下部電極治具４との間に隙間を生じてい
る。ここで、抵抗溶接時の加圧点となるフランジ部２は
ステムの外周部付近に位置されているため、この隙間に
よって抵抗溶接の加圧時にステムベース３の外周部が下
部電極治具４´の凹状接触部４ａ´に押しつけられるよ
うに変形し、ステムベース３及び封着ガラス９には図５
（ｂ）中の矢印方向に示されるような加圧方向に垂直な
外側へ向う方向に引っ張り応力が働く。
【００１０】これにより、気密封入時の融着後には、図
５（ｂ）に示されるようにステムベース３及び封着ガラ
ス９に界面剥がれを起こして界面剥がれ部５を生じた
り、或いは封着ガラス９にクラックが発生することがあ
り、こうした場合には気密不良を引き起こすことにな
る。
５（ｂ）に示されるようにステムベース３及び封着ガラ
ス９に界面剥がれを起こして界面剥がれ部５を生じた
り、或いは封着ガラス９にクラックが発生することがあ
り、こうした場合には気密不良を引き起こすことにな
る。
【００１１】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、半導体パッケージ
の抵抗溶接時に加わるステムへの応力を低減化して気密
封止の精度を向上し得る半導体パッケージの気密封止方
法及びそれを適用した抵抗溶接装置を提供することにあ
る。
なされたもので、その技術的課題は、半導体パッケージ
の抵抗溶接時に加わるステムへの応力を低減化して気密
封止の精度を向上し得る半導体パッケージの気密封止方
法及びそれを適用した抵抗溶接装置を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、内部に
半導体素子を搭載したステムのステムベース面に金属製
の外囲器を抵抗溶接により融着して気密封止する半導体
パッケージの気密封止方法において、抵抗溶接時の加圧
に際してステムベースの外周部の反りの曲率よりも小さ
い曲率の接触面で該ステムベースの外周部を加圧接触さ
せる過程を含む半導体パッケージの気密封止方法が得ら
れる。
半導体素子を搭載したステムのステムベース面に金属製
の外囲器を抵抗溶接により融着して気密封止する半導体
パッケージの気密封止方法において、抵抗溶接時の加圧
に際してステムベースの外周部の反りの曲率よりも小さ
い曲率の接触面で該ステムベースの外周部を加圧接触さ
せる過程を含む半導体パッケージの気密封止方法が得ら
れる。
【００１３】又、本発明によれば、上記半導体パッケー
ジの気密封止方法において、接触面による加圧接触は、
ステムベースの外周部を加圧方向に垂直な内側へ向う方
向に応力を働かせる半導体パッケージの気密封止方法が
得られる。
ジの気密封止方法において、接触面による加圧接触は、
ステムベースの外周部を加圧方向に垂直な内側へ向う方
向に応力を働かせる半導体パッケージの気密封止方法が
得られる。
【００１４】更に、本発明によれば、上記半導体パッケ
ージの気密封止方法において、接触面は、曲率半径が２
００ｍｍ以上でステムの中心方向に向かって下り勾配を
持ったテーパの曲面である半導体パッケージの気密封止
方法が得られる。
ージの気密封止方法において、接触面は、曲率半径が２
００ｍｍ以上でステムの中心方向に向かって下り勾配を
持ったテーパの曲面である半導体パッケージの気密封止
方法が得られる。
【００１５】一方、本発明によれば、内部に半導体素子
を搭載したステムのステムベースの下面を電極部と接触
するように設置可能な凹状接触部を有する下部電極治具
と、金属製の外囲器のフランジを挟み込んでステムベー
スの上面に当接させた状態で保持する上部電極治具とを
備え、抵抗溶接時に電流が供給されて接触抵抗によるジ
ュール熱により該フランジの該ステムベースの上面に対
する融着を行って気密封止する抵抗溶接装置において、
凹状接触部の接触面は、ステムベースの外周部の反りの
曲率よりも小さい曲率を有しており、且つ抵抗溶接時の
加圧に際して該ステムベースの外周部を加圧接触させる
抵抗溶接装置が得られる。
を搭載したステムのステムベースの下面を電極部と接触
するように設置可能な凹状接触部を有する下部電極治具
と、金属製の外囲器のフランジを挟み込んでステムベー
スの上面に当接させた状態で保持する上部電極治具とを
備え、抵抗溶接時に電流が供給されて接触抵抗によるジ
ュール熱により該フランジの該ステムベースの上面に対
する融着を行って気密封止する抵抗溶接装置において、
凹状接触部の接触面は、ステムベースの外周部の反りの
曲率よりも小さい曲率を有しており、且つ抵抗溶接時の
加圧に際して該ステムベースの外周部を加圧接触させる
抵抗溶接装置が得られる。
【００１６】又、本発明によれば、上記抵抗溶接装置に
おいて、凹状接触部の接触面による加圧接触は、ステム
ベースの外周部を加圧方向に垂直な内側へ向う方向に応
力を働かせる抵抗溶接装置が得られる。
おいて、凹状接触部の接触面による加圧接触は、ステム
ベースの外周部を加圧方向に垂直な内側へ向う方向に応
力を働かせる抵抗溶接装置が得られる。
【００１７】更に、本発明によれば、上記抵抗溶接装置
において、凹状接触部の接触面は、曲率半径が２００ｍ
ｍ以上でステムの中心方向に向かって下り勾配を持った
テーパの曲面である抵抗溶接装置が得られる。
において、凹状接触部の接触面は、曲率半径が２００ｍ
ｍ以上でステムの中心方向に向かって下り勾配を持った
テーパの曲面である抵抗溶接装置が得られる。
【００１８】
【作用】本発明の半導体パッケージの封止方法では、抵
抗溶接時の加圧に際してステムベースの外周部の反りの
曲率よりも小さい曲率の接触面でステムベースの外周部
を加圧接触させるようにしている。この接触面による加
圧接触は、ステムベースの外周部を加圧方向に垂直な内
側へ向う方向に応力を働かせるもので、接触面を曲率半
径が２００ｍｍ以上でステムの中心方向に向かって下り
勾配を持ったテーパの曲面としている。抵抗溶接装置で
は、この接触面がステムベースの下面を電極部と接触す
るように設置可能な下部電極治具の凹状接触部に持たさ
れるため、抵抗溶接時にステムベースの外周部に圧力が
加わっても、ステムにおけるステムベース及び封着ガラ
スの界面剥がれや封着ガラスのクラックを発生すること
が無い。因みに、特開平３−１１２１５２号公報には、
下部電極治具のステムベース下面が接触する凹状接触部
のコーナを丸くする構成が開示されているが、ここでは
抵抗溶接時の加圧点になるステムベースの外周部が載置
される部分は平坦面であるため、この構成では図５で説
明した従来構造のものと同様に抵抗溶接時にステムベー
スの外周部に圧力が加わると、ステムにおける界面剥が
れやクラックの発生を防止できない。
抗溶接時の加圧に際してステムベースの外周部の反りの
曲率よりも小さい曲率の接触面でステムベースの外周部
を加圧接触させるようにしている。この接触面による加
圧接触は、ステムベースの外周部を加圧方向に垂直な内
側へ向う方向に応力を働かせるもので、接触面を曲率半
径が２００ｍｍ以上でステムの中心方向に向かって下り
勾配を持ったテーパの曲面としている。抵抗溶接装置で
は、この接触面がステムベースの下面を電極部と接触す
るように設置可能な下部電極治具の凹状接触部に持たさ
れるため、抵抗溶接時にステムベースの外周部に圧力が
加わっても、ステムにおけるステムベース及び封着ガラ
スの界面剥がれや封着ガラスのクラックを発生すること
が無い。因みに、特開平３−１１２１５２号公報には、
下部電極治具のステムベース下面が接触する凹状接触部
のコーナを丸くする構成が開示されているが、ここでは
抵抗溶接時の加圧点になるステムベースの外周部が載置
される部分は平坦面であるため、この構成では図５で説
明した従来構造のものと同様に抵抗溶接時にステムベー
スの外周部に圧力が加わると、ステムにおける界面剥が
れやクラックの発生を防止できない。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の半
導体パッケージの気密封止方法及びそれを適用した抵抗
溶接装置について、図面を参照して詳細に説明する。
導体パッケージの気密封止方法及びそれを適用した抵抗
溶接装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】最初に、本発明の半導体パッケージの気密
封止方法の概要を簡単に説明する。この気密封止方法
は、内部に半導体素子を搭載したステムのステムベース
面に金属製の外囲器であるキャップを抵抗溶接により融
着して気密封止する際、抵抗溶接時の加圧に際してステ
ムベースの外周部の反りの曲率よりも小さい曲率の接触
面でステムベースの外周部を加圧接触させる過程を実行
するものである。但し、この接触面による加圧接触は、
ステムベースの外周部を加圧方向に垂直な内側へ向う方
向に応力を働かせるものであり、接触面を曲率半径が２
００ｍｍ以上でステムの中心方向に向かって下り勾配を
持ったテーパの曲面とする。
封止方法の概要を簡単に説明する。この気密封止方法
は、内部に半導体素子を搭載したステムのステムベース
面に金属製の外囲器であるキャップを抵抗溶接により融
着して気密封止する際、抵抗溶接時の加圧に際してステ
ムベースの外周部の反りの曲率よりも小さい曲率の接触
面でステムベースの外周部を加圧接触させる過程を実行
するものである。但し、この接触面による加圧接触は、
ステムベースの外周部を加圧方向に垂直な内側へ向う方
向に応力を働かせるものであり、接触面を曲率半径が２
００ｍｍ以上でステムの中心方向に向かって下り勾配を
持ったテーパの曲面とする。
【００２１】図１は、この気密封止方法を適用した抵抗
溶接装置の要部構成を示した側面断面図である。この抵
抗溶接装置においても、基本構成は従来装置と同じであ
り、内部に半導体素子を搭載したステムのステムベース
３の下面Ｍ１を電極部と接触するように設置可能な凹状
接触部４ａを有する下部電極治具４と、金属製のキャッ
プ１のフランジ２を挟み込んでステムベース３の上面Ｍ
２に当接させた状態で保持する上部電極治具６とを備
え、抵抗溶接時に電流が供給されて接触抵抗によるジュ
ール熱によりフランジ２のステムベース３の上面Ｍ２に
対する融着を行って気密封止するようになっている。
溶接装置の要部構成を示した側面断面図である。この抵
抗溶接装置においても、基本構成は従来装置と同じであ
り、内部に半導体素子を搭載したステムのステムベース
３の下面Ｍ１を電極部と接触するように設置可能な凹状
接触部４ａを有する下部電極治具４と、金属製のキャッ
プ１のフランジ２を挟み込んでステムベース３の上面Ｍ
２に当接させた状態で保持する上部電極治具６とを備
え、抵抗溶接時に電流が供給されて接触抵抗によるジュ
ール熱によりフランジ２のステムベース３の上面Ｍ２に
対する融着を行って気密封止するようになっている。
【００２２】但し、この抵抗溶接装置では、凹状接触部
４ａの接触面がステムベース３の外周部の反りの曲率よ
りも小さい曲率を有して抵抗溶接時の加圧に際してステ
ムベース３の外周部を加圧接触させる。ここでの凹状接
触部４ａの接触面による加圧接触は、ステムベース３の
外周部を加圧方向に垂直な内側へ向う方向に応力を働か
せるもので、凹状接触部４ａの接触面は、曲率Ｒの半径
が２００ｍｍ以上でステムの中心方向に向かって下り勾
配を持ったテーパの曲面となっている。
４ａの接触面がステムベース３の外周部の反りの曲率よ
りも小さい曲率を有して抵抗溶接時の加圧に際してステ
ムベース３の外周部を加圧接触させる。ここでの凹状接
触部４ａの接触面による加圧接触は、ステムベース３の
外周部を加圧方向に垂直な内側へ向う方向に応力を働か
せるもので、凹状接触部４ａの接触面は、曲率Ｒの半径
が２００ｍｍ以上でステムの中心方向に向かって下り勾
配を持ったテーパの曲面となっている。
【００２３】尚、ここでのステムも、ステムベース３，
リード８，及び封着ガラス９から形成されている。
リード８，及び封着ガラス９から形成されている。
【００２４】即ち、この抵抗溶接装置の場合、図３に示
した従来装置ではステムベース３及び封着ガラス９の界
面剥がれが封着ガラス９に加圧方向に垂直な外側へ向う
方向に引っ張り方向の応力が加わったときに発生するこ
とを考慮し、封着ガラス９に加圧方向に垂直な内側へ向
う圧縮方向に応力が加わるように凹状接触部４ａの接触
面のテーパ（勾配）を決めている。
した従来装置ではステムベース３及び封着ガラス９の界
面剥がれが封着ガラス９に加圧方向に垂直な外側へ向う
方向に引っ張り方向の応力が加わったときに発生するこ
とを考慮し、封着ガラス９に加圧方向に垂直な内側へ向
う圧縮方向に応力が加わるように凹状接触部４ａの接触
面のテーパ（勾配）を決めている。
【００２５】具体的に云えば、ステムベース３の外周部
における反りの凸部の大きさは口径φが５．６ｍｍのス
テムの場合で最大２０μｍ程度であるので、凹状接触部
４ａの接触面のテーパを反りの凸部の勾配よりも大きく
すれば、口径φが５．６ｍｍのステムでは２０μｍ以上
の深さを持つテーパ面が形成され、ステムベース３の外
周部が必ず下部電極治具４（凹状接触部４ａ）の最外周
で電極部に接触するようになり、封着ガラス９には圧縮
方向の応力が加わる。
における反りの凸部の大きさは口径φが５．６ｍｍのス
テムの場合で最大２０μｍ程度であるので、凹状接触部
４ａの接触面のテーパを反りの凸部の勾配よりも大きく
すれば、口径φが５．６ｍｍのステムでは２０μｍ以上
の深さを持つテーパ面が形成され、ステムベース３の外
周部が必ず下部電極治具４（凹状接触部４ａ）の最外周
で電極部に接触するようになり、封着ガラス９には圧縮
方向の応力が加わる。
【００２６】図２は、このような反りを有するステムベ
ース３を用いた場合のここでの抵抗溶接装置における抵
抗溶接を説明するために示した要部の側面断面図であ
り、同図（ａ）は気密封止時の融着前状態に関するも
の，同図（ｂ）は気密封止時の融着後状態に関するもの
である。即ち、気密封入時の融着前には、図２（ａ）に
示されるように下部電極治具４の凹状接触部４ａがテー
パ面であるため、ステムベース３の外周部は下部電極治
具４との間に僅かな隙間を生じている。ここで、抵抗溶
接時の加圧点となるフランジ部２はステムの外周部付近
に位置されているため、この僅かな隙間によって抵抗溶
接の加圧時にステムベース３の外周部が下部電極治具４
の凹状接触部４ａにその最外周部を支点にして押しつけ
られるように変形し、ステムベース３及び封着ガラス９
には図２（ｂ）中の矢印方向に示されるような加圧方向
に垂直な内側へ向う圧縮方向に応力が働く。
ース３を用いた場合のここでの抵抗溶接装置における抵
抗溶接を説明するために示した要部の側面断面図であ
り、同図（ａ）は気密封止時の融着前状態に関するも
の，同図（ｂ）は気密封止時の融着後状態に関するもの
である。即ち、気密封入時の融着前には、図２（ａ）に
示されるように下部電極治具４の凹状接触部４ａがテー
パ面であるため、ステムベース３の外周部は下部電極治
具４との間に僅かな隙間を生じている。ここで、抵抗溶
接時の加圧点となるフランジ部２はステムの外周部付近
に位置されているため、この僅かな隙間によって抵抗溶
接の加圧時にステムベース３の外周部が下部電極治具４
の凹状接触部４ａにその最外周部を支点にして押しつけ
られるように変形し、ステムベース３及び封着ガラス９
には図２（ｂ）中の矢印方向に示されるような加圧方向
に垂直な内側へ向う圧縮方向に応力が働く。
【００２７】ここでは、下部電極治具４の凹状接触部４
ａの接触面がステムベース３の外相部の反りの凸部の形
状に合わせたテーパの曲面として形成されているため、
ステムベース３及び下部電極治具４の隙間は小さく、加
圧時の変形量が従来装置に比べて大幅に抑えられる。
ａの接触面がステムベース３の外相部の反りの凸部の形
状に合わせたテーパの曲面として形成されているため、
ステムベース３及び下部電極治具４の隙間は小さく、加
圧時の変形量が従来装置に比べて大幅に抑えられる。
【００２８】従って、この抵抗溶接装置を用いれば、ス
テムにおけるステムベース３及び封着ガラス９の界面剥
がれや封着ガラス９のクラックを防止でき、結果として
気密不良を従来の１／３に減少させることができる。特
に、こうした効果は、浮遊容量の改善のためにリード貫
通孔を大きくしたステムに極めて有効となる。
テムにおけるステムベース３及び封着ガラス９の界面剥
がれや封着ガラス９のクラックを防止でき、結果として
気密不良を従来の１／３に減少させることができる。特
に、こうした効果は、浮遊容量の改善のためにリード貫
通孔を大きくしたステムに極めて有効となる。
【００２９】尚、上述した実施例では外囲器としてキャ
ップを用いた場合を説明したが、キャップ以外にも同軸
型光半導体モジュールで使用するホルダ等のステム上に
抵抗溶接する類のものには同様な効果が得られる。
ップを用いた場合を説明したが、キャップ以外にも同軸
型光半導体モジュールで使用するホルダ等のステム上に
抵抗溶接する類のものには同様な効果が得られる。
【００３０】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明によれば、抵
抗溶接時の加圧に際してステムベースの外周部の反りの
曲率よりも小さい曲率の接触面でステムベースの外周部
を加圧接触させるようにしているので、ステムに加えら
れる応力が引っ張り方向から圧縮方向になって半導体パ
ッケージの抵抗溶接時に加わるステムへの応力が低減化
されるため、ステムにおける界面剥がれやクラックの発
生が防止されて気密封止の精度を向上し得るようにな
る。又、ステムへの応力が低減化されることにより、浮
遊容量の改善のためのリード貫通孔の大径化を気密不良
へのリスク無しに行うことが可能になる。これは、単に
リード貫通孔の大径化を行うと、ステムベース及び封着
ガラスの接触面積が大きくなり、ステムベースの変形に
際して封着ガラスに加わる応力が大きくなってしまう
が、ステムへの応力が低減化されて改善された条件下で
は抵抗溶接時に封着ガラスにかかる応力を従来以上に少
なくできるからである。
抗溶接時の加圧に際してステムベースの外周部の反りの
曲率よりも小さい曲率の接触面でステムベースの外周部
を加圧接触させるようにしているので、ステムに加えら
れる応力が引っ張り方向から圧縮方向になって半導体パ
ッケージの抵抗溶接時に加わるステムへの応力が低減化
されるため、ステムにおける界面剥がれやクラックの発
生が防止されて気密封止の精度を向上し得るようにな
る。又、ステムへの応力が低減化されることにより、浮
遊容量の改善のためのリード貫通孔の大径化を気密不良
へのリスク無しに行うことが可能になる。これは、単に
リード貫通孔の大径化を行うと、ステムベース及び封着
ガラスの接触面積が大きくなり、ステムベースの変形に
際して封着ガラスに加わる応力が大きくなってしまう
が、ステムへの応力が低減化されて改善された条件下で
は抵抗溶接時に封着ガラスにかかる応力を従来以上に少
なくできるからである。
【図１】本発明の半導体パッケージの気密封止方法を適
用した抵抗溶接装置の要部構成を示した側面断面図であ
る。
用した抵抗溶接装置の要部構成を示した側面断面図であ
る。
【図２】反りを有するステムベースを用いた図１に示す
抵抗溶接装置における抵抗溶接を説明するために示した
要部の側面断面図であり、（ａ）は気密封止時の融着前
状態に関するもの，（ｂ）は気密封止時の融着後状態に
関するものである。
抵抗溶接装置における抵抗溶接を説明するために示した
要部の側面断面図であり、（ａ）は気密封止時の融着前
状態に関するもの，（ｂ）は気密封止時の融着後状態に
関するものである。
【図３】従来の半導体パッケージを気密封止する場合に
用いられる抵抗溶接装置の要部構成を示した側面断面図
である。
用いられる抵抗溶接装置の要部構成を示した側面断面図
である。
【図４】図３に示す抵抗溶接装置に搭載されるステムベ
ースの製造に要するプレス加工を説明するために示した
要部の側面図であり、（ａ）はプレス加工前に関するも
の，（ｂ）はプレス加工後に関するものである。
ースの製造に要するプレス加工を説明するために示した
要部の側面図であり、（ａ）はプレス加工前に関するも
の，（ｂ）はプレス加工後に関するものである。
【図５】図５は、図４で説明した反りを有するステムベ
ースを用いた抵抗溶接装置における抵抗溶接を説明する
ために示した要部の側面断面図であり、（ａ）は気密封
止時の融着前状態に関するもの，（ｂ）は気密封止時の
融着後状態に関するものである。
ースを用いた抵抗溶接装置における抵抗溶接を説明する
ために示した要部の側面断面図であり、（ａ）は気密封
止時の融着前状態に関するもの，（ｂ）は気密封止時の
融着後状態に関するものである。
１ キャップ ２ フランジ部 ３ ステムベース ４，４´ 下部電極治具 ４ａ，４ａ´ 凹状接触部 ５ 界面剥がれ部 ６ 上部電極治具 ８ リード ９ 封着ガラス １０ プレス金型 １２ 母材 Ｍ１ 下面 Ｍ２ 上面
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/02 B23K 11/00 562 B23K 11/14 B23K 11/30 310 H01L 23/04
Claims (6)
- 【請求項１】 内部に半導体素子を搭載したステムのス
テムベース面に金属製の外囲器を抵抗溶接により融着し
て気密封止する半導体パッケージの気密封止方法におい
て、前記抵抗溶接時の加圧に際して前記ステムベースの
外周部の反りの曲率よりも小さい曲率の接触面で該ステ
ムベースの外周部を加圧接触させる過程を含むことを特
徴とする半導体パッケージの気密封止方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体パッケージの気密
封止方法において、前記接触面による加圧接触は、前記
ステムベースの外周部を加圧方向に垂直な内側へ向う方
向に応力を働かせるものであることを特徴とする半導体
パッケージの気密封止方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の半導体パッケージの気密
封止方法において、前記接触面は、曲率半径が２００ｍ
ｍ以上で前記ステムの中心方向に向かって下り勾配を持
ったテーパの曲面であることを特徴とする半導体パッケ
ージの気密封止方法。 - 【請求項４】 内部に半導体素子を搭載したステムのス
テムベースの下面を電極部と接触するように設置可能な
凹状接触部を有する下部電極治具と、金属製の外囲器の
フランジを挟み込んで前記ステムベースの上面に当接さ
せた状態で保持する上部電極治具とを備え、抵抗溶接時
に電流が供給されて接触抵抗によるジュール熱により該
フランジの該ステムベースの上面に対する融着を行って
気密封止する抵抗溶接装置において、前記凹状接触部の
接触面は、前記ステムベースの外周部の反りの曲率より
も小さい曲率を有しており、且つ前記抵抗溶接時の加圧
に際して該ステムベースの外周部を加圧接触させるもの
であることを特徴とする抵抗溶接装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の抵抗溶接装置において、
前記凹状接触部の接触面による加圧接触は、前記ステム
ベースの外周部を加圧方向に垂直な内側へ向う方向に応
力を働かせるものであることを特徴とする抵抗溶接装
置。 - 【請求項６】 請求項５記載の抵抗溶接装置において、
前記凹状接触部の接触面は、曲率半径が２００ｍｍ以上
で前記ステムの中心方向に向かって下り勾配を持ったテ
ーパの曲面であることを特徴とする抵抗溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9340896A JP3056159B2 (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 半導体パッケージの気密封止方法及びそれを適用した抵抗溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9340896A JP3056159B2 (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 半導体パッケージの気密封止方法及びそれを適用した抵抗溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11176965A JPH11176965A (ja) | 1999-07-02 |
| JP3056159B2 true JP3056159B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=18341312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9340896A Expired - Fee Related JP3056159B2 (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 半導体パッケージの気密封止方法及びそれを適用した抵抗溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3056159B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7111076B2 (ja) * | 2019-07-30 | 2022-08-02 | トヨタ自動車株式会社 | 抵抗溶接装置 |
-
1997
- 1997-12-11 JP JP9340896A patent/JP3056159B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11176965A (ja) | 1999-07-02 |
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