JPH03153058A - 半導体パッケージ及びその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体パッケージに関し、更に詳しくはクァッ
ドフラットパッケージ（以下ＱＦＰと略す）に関する。

［従来の技術］ ＩＣの高密度高集積化に伴い、多数のＩ１０ビンを有す
るパッケージの要求が強くなっている。

従来、セラミックからなるＱＦＰには、（ａ）導体とし
て、Ｍｏ、Ｗを用い還元雰囲気で焼結する同時焼成セラ
ミックスにリードフレームを銀ロウ付したリード付チッ
プキャリヤ（ＬＤＣＣ）、及び（ｂ）空気中焼結したセ
ラミックスにシーリングガラスを印刷焼成し、リード付
したＱＦＰ−Ｇタイプが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらＬＤＣＣは多層回路を容易に形成できるた
め、高密度化に対しては最適であるが、コストが高い欠
点がある。一方ＱＦＰ−Ｇタイプは、エツチングまたは
スタンピングによりポンディングパッドからアウタリー
ドまで形成したりドフレームを使用するので、低コスト
であるが高密度化が困難である欠点があった。

本発明の目的は、容易に安価なファインバタンを有する
高！４積度のＱＦＰを提供することにある。

口　発明の構成 ［課頭を解決するための手段］ 本発明の要点は、（Ａ）貴金属ないし貴金属で被覆され
た金属を用いファインパターン導体を形成させること、
（Ｂ）導体とリードフレームの接合にＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ
　　から選ばれた貴金属による熱圧着ないし超音波併用
熱圧着を用いることにある。

本願における第１の発明は、半導体用クァッドフラット
パッケージにおいて、（イ）セラミック基体上にＡｕ、
Ａｇ、Ｐｄ　　から運ばれた貴金属ないしこれらの貴金
属により被覆された金属からなるファインパターン導体
を有し、（ロ）これに外部リードとしてのリードフレー
１１をＡ１１、ＡｇＰｄから選ばれた貴金属により接合
し、（ハ）さらにシーリングガラスを介してウィンドワ
フレムを装着してなることを特徴とする半導体パッケー
ジである。

本願の第２の発明は、半導体用クアンドフラットパッケ
ージを製造する工程において、（イ）セラミック基体を
準備する工程、（ロ）該セラミック基体上にＡｕ、Ａｇ
、Ｐｄから遷ばれた貴金属、ないしこれらの貴金属によ
り被覆された金属面を形成する工程、 （ハ）該金属面をフォトエツチングすることにより、フ
ァインパターン導体を形成する工程、（ニ）外部リード
としてのリードフレームをＡｕＡｇ、Ｐｄ　　から選ば
れた貴金属により熱圧着ないし超音波併用熱圧着により
接合する工程、（ホ）シーリングガラスを介して、ウィ
ンドウフレームを接合する工程、 からなることを特徴とする半導体パッケージの製造方法
である。

本発明で貴金属ないし貴金属で被覆された金属を導体と
して用いる理由は、酸化に対して安定であること、及び
接合が容易であるからである。

また導体として、ファインパターン導体（３）を用いる
。ファインパターンとは線巾、線間共に５０〜１００μ
ｍの範囲をいう、この範囲の導体を用いることにより高
集積化がおこなわれる。このようなファインパターン導
体は、イ）蒸着、口）無電解メツキ、ハ）メタルオルガ
ニックベストなどにより全面に製膜後、公知のフォトレ
ジストを用いフォトエツチングを行うことにより形成さ
れる。この後電気抵抗の低減やり一ドフレノ、の熱圧着
性向上のためＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ　　の貴金属メツキをす
ることが好ましい。

リードフレーム（２）は、Ａ　１１、Ａｇ、Ｐｄから選
ばれた貴金属により、熱圧着法ないし超音波併用熱圧着
し、さらに、シーリングガラス（４）を用いセラミック
製ウィンドウフレーム（５）が装着される。　該ウィン
ドウフレームとは、半導体装着すべき凹み形成のため中
央部に穴の開いた枠体をいう。このようなシーリングガ
ラスはＰｂＯ系ガラス等、通常に用いられる低融点シー
リングガラスが用いられる。

リードフレームは、４２アロイなどの材料が用いられる
が、その接着面にＡｕ、Ａｇ、Ｐｄの貴金属メツキ処理
がされているのが好ましい。

本発明は、貴金属による熱接合とシーリングガラスによ
る補強を利用しているので、従来のセラミックパッケー
ジと同様、４００℃以上の耐熱性を有する。　また本発
明の接合法は、銀ロウを用いる方法に比し処理温度が低
く簡便である。

本発明で用いるセラミック基体は、焼成後のセラミック
スのみならず、グレーズ処理、研磨処理して用いられる
こともある。

グレーズ処理は、好ましくはアルカリ土類金属酸化物−
アルミナ−シリカーＢ２０．系ガラスを用いて行われる
。

［作用］ 本願発明の半導体パッケージは、ファインバタン導体を
利用しているので高集積化が可能であり、熱圧着ないし
超音波併用熱圧着を利用しているので、導体としてＡｕ
、Ａｇなどの導通抵抗の低い金属を利用でき従来のＷ、
Ｍｏ導体に比し信号の高速化が可能となる。

［実施例］ ［実施例１］ 第１図は、本発明の一実施例による半導体パッケージの
中央部断面図である。グレーズ処理したアルミナセラミ
ックスからなるセラミック基体（１）上に、Ａｕからな
るファインパターン導体（３）が形成されている。線巾
、線間は各々８０μｒｒＩ、６０μｍである。リードフ
レーム（２）はＡ　ｌｌを介して、ファインパターン導
体と接合される。

別に、Ｗメタライズ、Ｎｌメツキ、Ａｕメツキにより形
成されたシールリング（６）が、ウィンドウフレーム（
５）の−主面に形成される。該ウィンドフレームは、ウ
ィンドウフレームが形成されていない他の主面を介し、
ファインパターン導体とリードフレームとの接合面へ、
シールガラス（４）により装着される。

この半導体パッケージは、以下の工程により形成される
。

アルミナ含量９６％のセラミック原料をボールミルで配
合し、ドクターブレード法でセラミックグリーンシート
を作成した。これをプレスにて打ち抜き、１６００℃で
焼成、グレーズ処理しセラミック基体（１）を得た。Ａ
ｕレジネートペーストを全面印刷し、８３０°Ｃ焼成を
２回繰り返した。

しかる後、フォトエツチングにより、ファインパターン
導体（３）を形成した。線巾、間隔は、各々８０　ノｔ
　ｍ、６０μｍであった。

ファインパターン導体形成後電気抵抗低減のため、２　
）ｔ　ｍ厚みのＡｕメツキを施した。

別に、熱圧着可能とするため４２アロイ素材のリードフ
レーム（２）に、厚み２ノ１ｍのＡ　ｕメツキを施した
。　次にリードフレームとセラミック上のファインパタ
ーン導体を超音波併用熱圧着装置を用い接合した。

あらかじめ、Ｗメタライズ、Ｎｉメツキ、Ａｕメツキさ
れたシールリング（６）をもつセラミック製ウィンドウ
フレーム（５）に、シーリングガラス（４）を印刷焼成
したものを準備し、リードフレーム付された前記セラミ
ックスと組み合わせ、４３０℃、１０分焼成を行いウィ
ンドウフレムの装着を行った。リードの接合強度は、ウ
ィンドウフレーム付前の１００〜２００ｇに対し、ウィ
ンドウフレーム付後は、６００〜８００ｇで、すぐれた
接着強度であった。

「実施例２コ セラミックス基体として、実施例１のグレーズ処理した
アルミナセラミックスの代わりにアルミナ微粒子を用い
焼結したセラミックスを用い、ファインパターン導体と
、して、実施例１のＡｕの代わりにＡｇ−Ｐｄを用いた
以外は実施例１と同様にした。導体形成は、Ａｇ−Ｐｄ
レジネートを用いた。接合強度は、実施例１と同様優れ
ていた。

実施例３ ファインパターン導体として、実施例１のＡｕの代わり
に内部Ｃｕ、外部Ａｕを用いた以外同様に行った。

導体形成は、メツキ法で府った。接合強度は実施例１同
様優れていた。

［発明の効果］ 本発明はセラミックスの特徴である高信頼な耐熱性、気
密性をいかしつつＬ　Ｄ　ＣＣより安価なパッケージの
提供に成功したものであり、その工業的意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による一実施例の半導体装置ジ中央部
の断面図である。 セラミック基体、２　リードフレーム、ファインパター
ン導体、４　シーリングガラ５、セラミック製ウィンド
ウフレーム、シールリング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体用クァッドフラットパッケージにおいて、
   （イ）セラミック基体上にＡｕ、Ａｇ、Ｐｄから選ばれ
   た貴金属ないしこれ等貴金属により被覆された金属から
   なるファインパターン導体を有し、（ロ）これに外部リ
   ードとしてのリードフレームをＡｕ、Ａｇ、Ｐｄから選
   ばれた貴金属により接合し、（ハ）さらにシーリングガ
   ラスを介してウィンドウフレームを装着してなることを
   特徴とする半導体パッケージ。
2. （２）半導体用クァッドフラットパッケージを製造する
   工程において、 （イ）セラミック基体を準備する工程、 （ロ）該セラミック基体上にＡｕ、Ａｇ、Ｐｄから選ば
   れた貴金属、ないしこれら貴金属により被覆された金属
   面を形成する工程、 （ハ）該金属面をフォトエッチングすることにより、フ
   ァインパターン導体を形成する工程、（ニ）外部リード
   としてのリードフレームをＡｕＡｇ、Ｐｄから選ばれた
   貴金属により熱圧着ないし超音波併用熱圧着により接合
   する工程、（ホ）シーリングガラスを介して、ウィンド
   ウフレームを装着する工程、 からなることを特徴とする半導体パッケージの製造方法
   。