JPH01214150A - セラミックパッケージの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （Ｍ東上の利用分野） 本発明は外部リードをセラミック基体にろう付けして成
るセラミックパッケージの製造方法に関する。

（従来の技術） 半導体チップを収納するセラミックパッケージには、良
好なダイ（素子）付け性あるいはワイヤボンディング性
を備えるために、セラミックパッケージのダイ付け部お
よび内部リード部等の所定部位に金めつきが施されてい
る。また、自動ボンディング機でワイヤボンディングを
行う際の、基点出しあるいは位置決め用としてインデッ
クスマークあるいは所定のネームが設けられている。

従来、ＰＧＡタイプのセラミックパッケージ等のように
外部リードがメタライズ層を備えたセラミック基体に銀
ろう付げによって接合されて成るセラミックパッケージ
に金めつきを施す場合は、まず、所定パターンに焼成し
て得られたメタライズ層のろう付け性およびろう材との
濡れ性を良好に確保するため、メタライズ層上に無電解
ニッケルめっきを施したのち、外部リードをろう付けす
るようにしている。この無電解ニッケルめっきは、めっ
き厚のばらつきが小さいためろう材との濡゛れが安定な
うえ、メタライズ層から成る所定パターンと電気的導通
をとる必要がないため、作業上多くの工数を必要としな
い利点がある。そして、この無電解ニッケルめっき層上
に電解ニッケルめっきを施し、加熱処理後に金めつきを
施している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述したインデックスマークあるいはネーム
はメタライズペーストを用いてセラミックグリーンシー
トに設ける配線パターンとともに印刷され、このグリー
ンシートと同時に焼成してセラミック基体上にメタライ
ズ層として形成される。このインデックスマークあるい
はネームには電気的導通がとられていないが、メタライ
ズ層上に無電序ニッケルめっきを施す際にニッケルが析
出してしまうため、後工程の金めつきを施す際に、この
無電解ニッケルめっきの際に析出したニッケルと金との
イオン化傾向の相違からインデックスマークあるいはネ
ーム上に金がニッケルと置換して析出する。

こうして、置換析出した金は密着性がきわめて悪いため
、ワイヤボンディングなどの際に剥離して内部リード部
に付着したりして、短絡の原因となったり、均一に析出
しないので外観や識別性も悪いため、製造時にインデッ
クスマークあるいはネーム上に金を置換析出させないよ
うにすることが望まれる。

これらの問題点を解消するため、従来はたとえばインデ
ックスマークあるいはネーム部をあらかじめマスキング
して金めつき液が直接インデックスマークあるいはネー
ム部に触れないようにする等の方法をとっているが、マ
スキングの請度出しが困難なうえ、マスキング材の接着
とその剥離にきわめて多くの工数がかかるという作業上
の問題点があった。

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、リードピンなどの外
部リードをろう付けによってセラミック基体に接合して
成るセラミックパッケージにおいて、インデックスマー
ク等の電気的導通をとらない部分には金めつき時に金を
置換析出させないようにして金めつきを施すことができ
、かつ耐熱性等に優れたセラミックパッケージを得るこ
とができるセラミックパッケージの製造方法を提供する
にある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。

すなわち、外部リードをセラミック基体に形成したメタ
ライズ層にろう付けにより接合して成るセラミックパッ
ケージの製造方法において、前記メタライズ層上に無電
解ニッケルめっきを施して無電解ニッケルめっき層を形
成した後、外部リードをろう付けし、その後、このろう
付け部位を除くメタライズ層上の前記無電解ニッケルめ
っき層を剥離して除去し、ついで、前記メタライズ層の
めっき所要部位に電、解ニッケルめっきを施した後、金
めつきを施すことを特徴とする。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明の製造方法によって製造されたＰＧＡタ
イプのセラミックパッケージの例である。

図で１０はセラミックパッケージ本体であるセラミック
基体、１２はセラミック基体１０の表面に設けられるイ
ンデックスマーク、１４はキャップシールのためのシー
ルフレームである。１６はセラミック基体１０に凹設さ
れたキャビティ内に設けられる内部リード、１８はキャ
ビティ底部の半導体チップを接合するダイ付け部である
。２０は銀ろう付げによって立設される外部リードピン
である。

前記シールフレーム１４、内部リード１６、ダイ付け部
１８、外部リードピン２０はいずれも外表面が金めつき
によって被覆される。

次に、上記セラミックパッケージに金めつきを施す方法
について述べる。

■　まず、セラミックグリーンシート上に所定の配線パ
ターンおよびインデックスマークに応じ、タングステン
ペースト等のメタライズペーストをスクリーン印刷法等
によって印刷し、このグリーンシートを必要により積層
した後、所定温度で焼成してセラミック基体１０を得る
。これにより所定の配線パターン部およびインデックス
マーク部にメタライズＦ！：Ｉ２２が形成される。

■　ついで、セラミツク基体１０全体にたいして無電解
ニッケルめっきを施す、これにより、前記メタライズ層
が無電解ニッケルめっき層２４によって被覆される。こ
の無電解ニッケルめっきは外部リードピン２０をろう付
けするメタライズ層のろう付け性、ろう材との濡れ性を
良好に確保する目的でなされるものである。

■　次に、外部リードピン２０を無電解ニッケルめっき
されたメタライズ層の所定位置に銀ろう付けする。

■　そして、ろう付け完了後、セラミック基体全体をニ
ッケルを溶かす酸系などの剥離液中に浸漬し、ろう付け
部位を除く■の工程で形成された無電解ニッケルめっき
層をすべて化学的に剥離して除去する。これにより、■
の工程で形成されたシールフレーム、内部リード、ダイ
付け部およびインデックスマークの無電解ニッケルめっ
き層が剥離して除去されメタライズ層が露出する。

■　次に、電解ニッケルめっきを施す、この電解ニッケ
ルめっきではシールフレーム１４、内部リード１６、ダ
イ付け部１８、外部リードピン２０等の金めつきを施す
部位についてはすべて電気的導通をとり、インデックス
マーク等の電解ニッケルめっき層で被覆しない部分につ
いては電気的導通をとらない。

なお、このｔＳニッケルめっき層を形成後に加熱処理を
施してニッケルの結晶を大きくしておくことにより、後
工程でダイ付け工程等の加熱工程を受けた際にニッケル
がその上層に形成された金めつき層に拡散することをよ
り効果的に抑えることができる。

■　最後に金めつきを施す、この金めつきによって、前
記シールフレーム１４、内部リード１６、ダイ付け部１
８、外部リードピン２０は金めつきによって被覆される
。

なお、このときインデックスマーク等は電解ニッケルめ
っき工程■によってニッケルめっき層が表面に被覆され
ていないから、メタライズ層が露出した状態で金めつき
が施される。このとき、タングステンメタライズ層と金
は置換しないので、これらの部位には従来のように金め
つきを施す際に金が置換して析出することがない。

こうして得られたセラミックパッケージの最終状態を第
２図に示す。

第２図（ａ）はインデックスマーク１２を示す断面図で
、このインデックスマーク１２ではメタライズ層２２が
形成された後に施された無電解ニッケルめっき層２４が
剥離され、金めつきにおいても金が置換析出し、ないか
ら最終的にメタライズ層２２のみが残る。

第２図（ｂ）はシールフレーム１４、内部リード１６、
ダイ付け部１８のめっき層を示すもので、これらの部分
ではメタライズに！Ｉ２２の上層に電解ニッケルめっき
工程■において被覆された電解ニッケルめっき層２６が
形成され、さらに上層に金めつき層２８が形成される。

また、第２図（ｃ）は外部リードピン２０に対するめっ
き層を示すもので、ここでは無電解ニッケルめっき層２
４の上層に外部リードピン２０を接合した際の銀ろう層
３０が形成され、銀ろう層３０に重ねて電解ニッケルめ
っき層２６、金めつき層２８が形成される。外部リード
ピン２０は無電解ニッケルめっき層を剥離して除去する
前に銀ろう付けがなされるので、第２図（ａ）、■）と
異なり無電解ニッケルめっき層２４が残っている。

なお、第３図（ａ）、０）は上述した方法の比較例とし
て従来のめっき工程によって形成された例を示すもので
ある。

第３図（ａ）は電がニッケルめっきの際に電気的導通を
とらずにめっきされたインデックスマーク部で、この場
合は、無電解ニッケルめっき層を剥離する処理が施され
ていないので、インデックスマークのメタライズ層２２
の上層に無電解ニッケルめっき層２４が被覆されている
。このため、電解ニッケルめっきの後に施される金めつ
きの際に無電解ニッケルめっき層２４上に金が置換析出
し、インデックスマークの外観不良が発生する。

第３図山）は電解ニッケルめっきの際に電気的導通をと
ってめっきされるシールフレーム、内部リード、ダイ付
け部のめっき層を示し、ここでは、メタライズ層２２の
上層に順に、無電解ニッケルめっき層２４、電解ニッケ
ルめっき層２６、金めつき層２８が形成される。これと
１本発明の方法によるめっき層を比較すると、本発明の
方法によれば第２図山）に示すように無電解ニッケルめ
っき層２４が形成されていないという特徴がある。

なお、外部リードピン２０のめっき層については従来の
方法で得られるものと本発明で得られるものとは同じで
ある。

本発明の製造方法によって得られたセラミックパッケー
ジは、上述したようにインデックスマーク等に金が置換
析出しないので、金めつきの際にインデックスマークを
マスキングする等の作業が不要となり、複雑なパターン
であってもマスキングせずに金めつきでき作業性を大き
く向上させることができる。

なお、この製造方法で得られるセラミックパッケージで
は、無電解ニッケルめっきの際に生じる配線パターンの
滲み等が無電解ニッケルめっき層を剥離する際に除去さ
れるため、電解ニッケルめっきおよび金めつきが施され
た後のパターンが鮮明になるという特徴がある。この結
果、内部リード等のような微細パターンで生じる短絡等
の不良の発生を防止することができ、従来数％程度発生
していた短絡不良の発生率を従来の１７４程度にまで減
少させることができた。

また、さらに上記無電解ニッケルめっき層を剥離して除
去したことにより、ダイ付け時やワイヤボンディング時
等における金めつき部分の耐熱性が向上するという特性
上の向上が認められた。

これは、下地に無電解ニッケルめっき層がある場合は下
地の無電解ニッケルめっき層が非晶質であるために、そ
の上層の電解ニッケルめっき層および金めつき層の結晶
が微細となり、その結果高温に加熱した場合下地から表
面の金めつき層にニッケルが拡散しやすく変色しやすく
なるのに対し、下地の無電解ニッケルめっき層を取り去
った場合は、より大きな結晶を有する電解ニッケルめっ
き層および金めつき層が得られることによりニッケルが
金めつき層に拡散することが抑えられるためと考えられ
る。実施例では４５０℃、１０分の加熱によっても変色
は認められなかった。

なお、上述した実施例においては、ＰＧＡタイプのセラ
ミックパッケージについて説明したが、本発明の製造方
法はもちろんＰ晶タイプのセラミックパッケージに限定
されるものではなく、各種形状の外部リードをセラミッ
ク基体にろう付けによって接合して成るＤＩＰタイプや
フラットタイプなどの各種タイプのセラミックパッケー
ジに対しても同様に適用することができる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明の製造方法によれば、金めつきを施す際にインデ
ックスマーク等の所定部位に金が置換析出しないので、
従来のマスキング等の作業が不要であり、製造上の工数
を減らすことができ、作業性を大幅に向上させることが
できる。また、インデックスマーク等の外観不良や配線
パターンの短絡不良の発生を防止することができるから
製造上の歩留まりを向上させることができる。

またさらに、配線パターンがより鮮明に形成されるから
、パターンの高密度化に対処することができるとともに
、金めつきの耐熱性が向上する等のパッケージの特性を
向上させることができる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る製造方法によって得られるセラミ
ックパッケージの一実施例を示す斜視図、第２図（ａ）
、（ｂ）、（ｃ）はセラミックパッケージの各部のめっ
き層等を示す断面図、第３図（ａ）、世）は従来の製造
方法で得られるセラミックパッケージの各部のめっき層
を示す断面図である。 １０・・・セラミック基体、　１２・・・インデックス
マーク、　　１４・・・シールフレーム、１６・・・内
部リード、　　１８・・・ダイ付け部、２０・・・外部
リードピン、　　２２・・・メタライズ層、　　２４・
・・無電解ニッケルめっき層、２６・・・電解ニッケル
めっき層、　　２８・・・金めつき層、　　３０・・・
銀ろう層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外部リードをセラミック基体に形成したメタライズ
   層にろう付けにより接合して成るセラミックパッケージ
   の製造方法において、 前記メタライズ層上に無電解ニッケルめっ きを施して無電解ニッケルめっき層を形成した後、外部
   リードをろう付けし、その後、このろう付け部位を除く
   メタライズ層上の前記無電解ニッケルめっき層を剥離し
   て除去し、ついで、前記メタライズ層のめっき所要部位
   に電解ニッケルめっきを施した後、金めっきを施すこと
   を特徴とするセラミックパッケージの製造方法。