JPH0365897B2 - - Google Patents
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- JPH0365897B2 JPH0365897B2 JP60045935A JP4593585A JPH0365897B2 JP H0365897 B2 JPH0365897 B2 JP H0365897B2 JP 60045935 A JP60045935 A JP 60045935A JP 4593585 A JP4593585 A JP 4593585A JP H0365897 B2 JPH0365897 B2 JP H0365897B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は特に半導体装置のハーメチツクシール
に好適のシールカバーに関するものである。
に好適のシールカバーに関するものである。
半導体素子のパツケージングの一種に第２図に
示すようなセラミツクパツケージがある。第２図
においてセラミツク基板１は、中央部に半導体素
子接合用のメタライズ層を有する下層板と、リー
ドパターンが形成され且つ中央部に開口を有する
中間板と、リードパターンの内側先端が露出する
ような更に大きい開口を有する上層板、の３層が
一体化された構造であり、長辺側部には上記リー
ドパターンの外側先端と導通するように複数の金
属リード２が接合され、上記上層板の開口周囲に
はカバー取付用のメタライズ層３が形成されてい
る。メタライズ層３及びリードパターンは通常
Mo−Mn系の導電ペーストで形成され、これら
とリード２には金メツキが施されている。このよ
うな基板１を用いるパツケージングは、第３図に
示すように、先ず半導体素子４を基板１の中央窪
みに接合し、該素子４上の電極とリードパターン
の内側先端を細いコネクター線５で接合した後、
メタライズ層３の上に第２図に示すようなシール
リング６と金属製カバー７を載せ、シールリング
６の融点以上に加熱し、後冷却してカバー７を取
付ける諸工程からなる。このカバー７の取付け工
程を一般にハーメチツクシールと称し、シールリ
ング６には、半導体素子４の接合に用いるAu−
Si合金ろうより低い融点を有するAu−Sn合金ろ
う、Pb−Sn合金ろう等が用いられ、金属製（通
常コバール製）カバー７の少なくともシールリン
グ６が当接する周縁部にはろう付性の良好な金、
ニツケル等の被膜が施されているのが通常であ
る。
示すようなセラミツクパツケージがある。第２図
においてセラミツク基板１は、中央部に半導体素
子接合用のメタライズ層を有する下層板と、リー
ドパターンが形成され且つ中央部に開口を有する
中間板と、リードパターンの内側先端が露出する
ような更に大きい開口を有する上層板、の３層が
一体化された構造であり、長辺側部には上記リー
ドパターンの外側先端と導通するように複数の金
属リード２が接合され、上記上層板の開口周囲に
はカバー取付用のメタライズ層３が形成されてい
る。メタライズ層３及びリードパターンは通常
Mo−Mn系の導電ペーストで形成され、これら
とリード２には金メツキが施されている。このよ
うな基板１を用いるパツケージングは、第３図に
示すように、先ず半導体素子４を基板１の中央窪
みに接合し、該素子４上の電極とリードパターン
の内側先端を細いコネクター線５で接合した後、
メタライズ層３の上に第２図に示すようなシール
リング６と金属製カバー７を載せ、シールリング
６の融点以上に加熱し、後冷却してカバー７を取
付ける諸工程からなる。このカバー７の取付け工
程を一般にハーメチツクシールと称し、シールリ
ング６には、半導体素子４の接合に用いるAu−
Si合金ろうより低い融点を有するAu−Sn合金ろ
う、Pb−Sn合金ろう等が用いられ、金属製（通
常コバール製）カバー７の少なくともシールリン
グ６が当接する周縁部にはろう付性の良好な金、
ニツケル等の被膜が施されているのが通常であ
る。
このハーメチツクシール工程において、シール
リング６とカバー７をメタライズ層３の上にそれ
ぞれの周縁がほぼ一致するように重ね合わせる必
要があるが、シールリング６が50μｍ程度の厚さ
で極めて扱いにくい上、僅かな振動で位置ズレを
生じるため、重ね合わせの作業が難かしく、ハー
メチツクシール後においてカバー７が位置ズレを
生じている欠陥も時々起きる。このような欠点は
シールリング６をカバー７に予め取付けておくこ
とができれば解消し得ることであり、このような
観点からシールリング６をカバー７に複数個所の
スポツト熔接により取付ける方法が提案されてい
る（例えば特公昭56−36577号公報）。しかしなが
らこの方法によるハーメチツクシールカバーには
いくつかの欠点がなお存在する。即ち、シールリ
ング６はカバー７に局部的に熔接されているので
あるが、この熔接個所において合金ろうが一旦熔
融されるので、カバー７の被膜金属が混入して組
成が変わり、その部分の融点が高くなることであ
る。これはハーメチツクシール工程においてシー
ルリング６の均一な融解を妨げる。又、上記熔接
個所においてシールリング６にスポツト熔接の電
極跡が窪みとして残り、この窪みがハーメチツク
シールの際ボイドの原因になり易い。
リング６とカバー７をメタライズ層３の上にそれ
ぞれの周縁がほぼ一致するように重ね合わせる必
要があるが、シールリング６が50μｍ程度の厚さ
で極めて扱いにくい上、僅かな振動で位置ズレを
生じるため、重ね合わせの作業が難かしく、ハー
メチツクシール後においてカバー７が位置ズレを
生じている欠陥も時々起きる。このような欠点は
シールリング６をカバー７に予め取付けておくこ
とができれば解消し得ることであり、このような
観点からシールリング６をカバー７に複数個所の
スポツト熔接により取付ける方法が提案されてい
る（例えば特公昭56−36577号公報）。しかしなが
らこの方法によるハーメチツクシールカバーには
いくつかの欠点がなお存在する。即ち、シールリ
ング６はカバー７に局部的に熔接されているので
あるが、この熔接個所において合金ろうが一旦熔
融されるので、カバー７の被膜金属が混入して組
成が変わり、その部分の融点が高くなることであ
る。これはハーメチツクシール工程においてシー
ルリング６の均一な融解を妨げる。又、上記熔接
個所においてシールリング６にスポツト熔接の電
極跡が窪みとして残り、この窪みがハーメチツク
シールの際ボイドの原因になり易い。
本発明者等は上記従来の欠点を解消し、より信
頼性の高いハーメチツクシールカバーを提供せん
とするものである。
頼性の高いハーメチツクシールカバーを提供せん
とするものである。
本発明はこの目的を達するために、熔接の手段
に依らないでシールリングを仮付けすることが必
要であり、これを実現する手段として、シールリ
ングとカバーとの間に延性の良好な金属を介在せ
しめれば接合可能ではないかと考え、種々実験の
結果、これを確認して本発明に到達した。
に依らないでシールリングを仮付けすることが必
要であり、これを実現する手段として、シールリ
ングとカバーとの間に延性の良好な金属を介在せ
しめれば接合可能ではないかと考え、種々実験の
結果、これを確認して本発明に到達した。
本発明のハーメチツクシールカバーは、少なく
ともシールリングが当接する周縁部にろう付性の
良好な被膜を有する金属製カバーの該周縁部に、
金、銀、白金又はパラジウムの薄層を被着したシ
ールリングが、該薄層を介して全周に亘つて圧着
されている点に特徴があり、このカバーとシール
リングとを、上記シールリングの融点よりも低い
温度に加熱すると共に上記周縁部全周に亘つて加
圧して接合する点に特徴がある。
ともシールリングが当接する周縁部にろう付性の
良好な被膜を有する金属製カバーの該周縁部に、
金、銀、白金又はパラジウムの薄層を被着したシ
ールリングが、該薄層を介して全周に亘つて圧着
されている点に特徴があり、このカバーとシール
リングとを、上記シールリングの融点よりも低い
温度に加熱すると共に上記周縁部全周に亘つて加
圧して接合する点に特徴がある。
第１図は本発明のハーメチツクシールカバーの
一例を断面図で示してある。第１図においてカバ
ー７は全面に金メツキからなる被膜９が施されて
おり、又、シールリング６にも全面に金メツキか
らなる薄層８が施されており、シールリング６は
この薄層８を介して金属製カバー７に圧着されて
いる。カバー７へ被膜９を施すのはろう付性を良
好ならしめるためであるから、この被膜９は少な
くともシールリング６が当接する周縁部に施され
ていれば良く、カバーの素地と良く密着し、且つ
シールリング６のろう材との濡れが良くしかもろ
う材中に溶解して、ろう材の信頼性を低下させな
いものであれば何れの金属、合金であつても差支
えない。シールリング６の薄層８は金の他、銀、
白金及びパラジウムが適当で、少なくともカバー
と当接する面に被着されていれば良い。この被着
方法は湿式メツキの他、真空蒸着、スパツタリン
グ、イオンプレーテイング等の乾式メツキ又は圧
延クラツドが適用できる。
一例を断面図で示してある。第１図においてカバ
ー７は全面に金メツキからなる被膜９が施されて
おり、又、シールリング６にも全面に金メツキか
らなる薄層８が施されており、シールリング６は
この薄層８を介して金属製カバー７に圧着されて
いる。カバー７へ被膜９を施すのはろう付性を良
好ならしめるためであるから、この被膜９は少な
くともシールリング６が当接する周縁部に施され
ていれば良く、カバーの素地と良く密着し、且つ
シールリング６のろう材との濡れが良くしかもろ
う材中に溶解して、ろう材の信頼性を低下させな
いものであれば何れの金属、合金であつても差支
えない。シールリング６の薄層８は金の他、銀、
白金及びパラジウムが適当で、少なくともカバー
と当接する面に被着されていれば良い。この被着
方法は湿式メツキの他、真空蒸着、スパツタリン
グ、イオンプレーテイング等の乾式メツキ又は圧
延クラツドが適用できる。
この薄層８の厚さは0.05〜5μｍ程度にするのが
良い。この厚さが薄過ぎると加熱中に被着金属が
シールリング６中へ拡散してしまい、必要な接着
力を確保できなくなるからである。又、あまり厚
過ぎるとハーメチツクシールに要する時間が長く
なり、又、ろう材中へ溶解する金属量も多くなる
ので好ましくない。より好ましい厚さは0.3〜
1.5μｍ程度である。このような薄層８を有するシ
ールリング６は、圧延したろう材を打抜いた後メ
ツキを施すか、圧延ろう材に予めメツキを施した
後打抜き加工するか或は薄層８を圧延クラツドす
るか何れかの方法で得ることができる。
良い。この厚さが薄過ぎると加熱中に被着金属が
シールリング６中へ拡散してしまい、必要な接着
力を確保できなくなるからである。又、あまり厚
過ぎるとハーメチツクシールに要する時間が長く
なり、又、ろう材中へ溶解する金属量も多くなる
ので好ましくない。より好ましい厚さは0.3〜
1.5μｍ程度である。このような薄層８を有するシ
ールリング６は、圧延したろう材を打抜いた後メ
ツキを施すか、圧延ろう材に予めメツキを施した
後打抜き加工するか或は薄層８を圧延クラツドす
るか何れかの方法で得ることができる。
この薄層８を有するシールリング６のカバー７
への圧着は、該シールリング６の融点より低い温
度に加熱すると共にシールリング６とカバー周縁
部を全周に亘つて均一に加圧することで達成され
る。この圧着に必要な加圧力及び温度は薄層８の
金属の種類によつて変るので一概に決められず、
実験によつて求める必要がある。金の場合は55
ｇ／mm2の加圧力の場合260〜280℃で充分圧着でき
る。
への圧着は、該シールリング６の融点より低い温
度に加熱すると共にシールリング６とカバー周縁
部を全周に亘つて均一に加圧することで達成され
る。この圧着に必要な加圧力及び温度は薄層８の
金属の種類によつて変るので一概に決められず、
実験によつて求める必要がある。金の場合は55
ｇ／mm2の加圧力の場合260〜280℃で充分圧着でき
る。
加圧力が増せばより低い温度で圧着でき、又、
加圧力に超音波振動を併用すれば更に容易に圧着
できる。
加圧力に超音波振動を併用すれば更に容易に圧着
できる。
この圧着時の雰囲気はカバー７の被膜９の種類
とシールリング６上の薄層８の種類及び薄層８に
よる被膜の状態によつて考慮すれば良い。両者共
に金で且つリング６が全面被覆されている場合は
大気中でも良く、カバー７の被膜９がニツケルの
場合は中性ないし還元性雰囲気にする必要があ
る。
とシールリング６上の薄層８の種類及び薄層８に
よる被膜の状態によつて考慮すれば良い。両者共
に金で且つリング６が全面被覆されている場合は
大気中でも良く、カバー７の被膜９がニツケルの
場合は中性ないし還元性雰囲気にする必要があ
る。
本発明において、シールリング６の材質は何ら
限定されるものでなく、Au−Sn、Pb−Snろう合
金の外、Au−In、Au−Si、Au−Geなどであつ
ても良く、半導体装置以外の種々の物品のハーメ
チツクシールに適用することができる。又、カバ
ーの材質は何ら特定されず、形状にも平板状に限
定されるものではない。
限定されるものでなく、Au−Sn、Pb−Snろう合
金の外、Au−In、Au−Si、Au−Geなどであつ
ても良く、半導体装置以外の種々の物品のハーメ
チツクシールに適用することができる。又、カバ
ーの材質は何ら特定されず、形状にも平板状に限
定されるものではない。
10mm角、厚さ0.25mmのコバール板の全面に厚み
2μｍの金メツキの被膜を施したカバーと、8.6mm
の角の開口を有する10mm角のAu−Sn共晶合金製
シールリングを複数個用意した。このシールリン
グの全面に金を0.02μｍ、0.05μｍ、0.1μｍ、1.0μ
ｍ、3.0μｍの厚さでメツキして薄層を形成し、そ
れぞれについてカバーと圧着し、剥離試験に供し
た。
2μｍの金メツキの被膜を施したカバーと、8.6mm
の角の開口を有する10mm角のAu−Sn共晶合金製
シールリングを複数個用意した。このシールリン
グの全面に金を0.02μｍ、0.05μｍ、0.1μｍ、1.0μ
ｍ、3.0μｍの厚さでメツキして薄層を形成し、そ
れぞれについてカバーと圧着し、剥離試験に供し
た。
圧着は270℃に昇温したヒートブロツク上に金
メツキしたシールリングを置き、その上に上記カ
バーを周縁がほぼ一致するように重ね、カバーの
上に置いた押え治具に55ｇ／mm2の圧力を10秒間加
えて行なつた。
メツキしたシールリングを置き、その上に上記カ
バーを周縁がほぼ一致するように重ね、カバーの
上に置いた押え治具に55ｇ／mm2の圧力を10秒間加
えて行なつた。
剥離試験は圧着されたシールリングにプツシユ
プルゲージに連結した金具の爪を引つ掛けて横に
引つ張り、剥離の際の引つ張り力を測定する方法
で行なつた。金メツキ厚さ0.02μｍのものは１ｇ
以下で剥離し、0.05μｍでは10ｇ、他は22ｇ前後
で剥離した。
プルゲージに連結した金具の爪を引つ掛けて横に
引つ張り、剥離の際の引つ張り力を測定する方法
で行なつた。金メツキ厚さ0.02μｍのものは１ｇ
以下で剥離し、0.05μｍでは10ｇ、他は22ｇ前後
で剥離した。
本発明のハーメチツクシールカバーは、シール
リングがカバーの周縁部に全周に亘つて圧着され
ており、シールリング自体は全周に亘つて均質に
保持されている。このためハーメチツクシールに
際してリングの熔融が全周に亘つて均等に起り、
ボイドも生成せず、シールの信頼性を向上するこ
とができる。
リングがカバーの周縁部に全周に亘つて圧着され
ており、シールリング自体は全周に亘つて均質に
保持されている。このためハーメチツクシールに
際してリングの熔融が全周に亘つて均等に起り、
ボイドも生成せず、シールの信頼性を向上するこ
とができる。
第１図は本発明によるハーメチツクシールカバ
ーの断面図、第２図は一般の半導体素子のセラミ
ツクパツケージングの分解斜視図、第３図は第２
図の組立断面図である。 １……セラミツク基板、２……金属リード、３
……メタライズ層、４……半導体素子、５……コ
ネクター線、６……シールリング、７……カバ
ー、８……薄層、９……被膜。
ーの断面図、第２図は一般の半導体素子のセラミ
ツクパツケージングの分解斜視図、第３図は第２
図の組立断面図である。 １……セラミツク基板、２……金属リード、３
……メタライズ層、４……半導体素子、５……コ
ネクター線、６……シールリング、７……カバ
ー、８……薄層、９……被膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくともシールリングが当接する周縁部に
ろう付性の良好な被膜を有する金属製カバーの該
周縁部に、金、銀、白金又はパラジウムの薄層を
被着したシールリングが該薄層を介して全周に亘
つて圧着されていることを特徴とするハーメチツ
クシールカバー。 ２ 少なくともシールリングが当接する周縁部に
ろう付性の良好な被膜を有する金属製カバーに、
少なくとも該カバーに当接する面に金、銀、白金
又はパラジウムの薄層を被着したシールリングを
周縁がほぼ一致するように重ね合わせ、該シール
リングの融点より低い温度に加熱すると共に上記
周縁部全周に亘つて加圧し、カバーとシールリン
グを熱圧着することを特徴とするハーメチツクシ
ールカバーの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60045935A JPS61204953A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | ハ−メチツクシ−ルカバ−及びその製造方法 |
| US06/836,493 US4640436A (en) | 1985-03-08 | 1986-03-05 | Hermetic sealing cover and a method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60045935A JPS61204953A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | ハ−メチツクシ−ルカバ−及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61204953A JPS61204953A (ja) | 1986-09-11 |
| JPH0365897B2 true JPH0365897B2 (ja) | 1991-10-15 |
Family
ID=12733124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60045935A Granted JPS61204953A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | ハ−メチツクシ−ルカバ−及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4640436A (ja) |
| JP (1) | JPS61204953A (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4835120A (en) * | 1987-01-12 | 1989-05-30 | Debendra Mallik | Method of making a multilayer molded plastic IC package |
| US4769272A (en) * | 1987-03-17 | 1988-09-06 | National Semiconductor Corporation | Ceramic lid hermetic seal package structure |
| JPS63305534A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-13 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ハ−メチックシ−ルカバ−の製造方法 |
| JPH0793393B2 (ja) * | 1988-02-22 | 1995-10-09 | 株式会社東芝 | 半導体装置の金属製シェル |
| FR2648275A1 (fr) * | 1989-06-09 | 1990-12-14 | Thomson Csf | Procede et dispositif d'encapsulation de modules hyperfrequence |
| US5036584A (en) * | 1989-06-13 | 1991-08-06 | Texas Instruments Incorporated | Method of manufacture of copper cored enclosures for hybrid circuits |
| US5122620A (en) * | 1989-06-15 | 1992-06-16 | Cray Research Inc. | Chip carrier with terminating resistive elements |
| US5258576A (en) * | 1989-06-15 | 1993-11-02 | Cray Research, Inc. | Integrated circuit chip carrier lid |
| US5155067A (en) * | 1991-03-26 | 1992-10-13 | Micron Technology, Inc. | Packaging for a semiconductor die |
| US5266833A (en) * | 1992-03-30 | 1993-11-30 | Capps David F | Integrated circuit bus structure |
| US5280413A (en) * | 1992-09-17 | 1994-01-18 | Ceridian Corporation | Hermetically sealed circuit modules having conductive cap anchors |
| WO1994024702A1 (en) * | 1993-04-13 | 1994-10-27 | Johnson Matthey Electronics, Inc. | Metal cover for ceramic package and method of making same |
| US5532513A (en) * | 1994-07-08 | 1996-07-02 | Johnson Matthey Electronics, Inc. | Metal-ceramic composite lid |
| WO1996002941A1 (en) * | 1994-07-19 | 1996-02-01 | Johnson Matthey Electronics, Inc. | Metal cover for ceramic package and method of making same |
| US5639014A (en) * | 1995-07-05 | 1997-06-17 | Johnson Matthey Electronics, Inc. | Integral solder and plated sealing cover and method of making same |
| EP0794616B1 (en) * | 1996-03-08 | 2003-01-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | An electronic part and a method of production thereof |
| US6390353B1 (en) | 1998-01-06 | 2002-05-21 | Williams Advanced Materials, Inc. | Integral solder and plated sealing cover and method of making the same |
| JP2001176999A (ja) * | 2000-11-27 | 2001-06-29 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 電子部品の気密封止方法 |
| US6627987B1 (en) * | 2001-06-13 | 2003-09-30 | Amkor Technology, Inc. | Ceramic semiconductor package and method for fabricating the package |
| WO2008079461A2 (en) * | 2006-09-08 | 2008-07-03 | Reactive Nanotechnologies, Inc. | Reactive multilayer joining with improved metallization techniques |
| US9624137B2 (en) * | 2011-11-30 | 2017-04-18 | Component Re-Engineering Company, Inc. | Low temperature method for hermetically joining non-diffusing ceramic materials |
| EP2820686A1 (en) * | 2012-02-27 | 2015-01-07 | Corning Incorporated | LOW Tg GLASS GASKET FOR HERMETIC SEALING APPLICATIONS |
| US10014189B2 (en) * | 2015-06-02 | 2018-07-03 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic package with brazing material near seal member |
| US11362020B2 (en) * | 2020-11-16 | 2022-06-14 | Texas Instruments Incorporated | Flipchip package with an IC having a covered cavity comprising metal posts |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3823468A (en) * | 1972-05-26 | 1974-07-16 | N Hascoe | Method of fabricating an hermetically sealed container |
| US3874549A (en) * | 1972-05-26 | 1975-04-01 | Norman Hascoe | Hermetic sealing cover for a container for a semiconductor device |
| US3946190A (en) * | 1972-05-26 | 1976-03-23 | Semi-Alloys Incorporated | Method of fabricating a sealing cover for an hermetically sealed container |
| US4560084A (en) * | 1981-09-02 | 1985-12-24 | Burr-Brown Corporation | Heater preform for sealing a closure |
-
1985
- 1985-03-08 JP JP60045935A patent/JPS61204953A/ja active Granted
-
1986
- 1986-03-05 US US06/836,493 patent/US4640436A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4640436A (en) | 1987-02-03 |
| JPS61204953A (ja) | 1986-09-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |