JPH0376784B2 - - Google Patents

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JPH0376784B2
JPH0376784B2 JP62293883A JP29388387A JPH0376784B2 JP H0376784 B2 JPH0376784 B2 JP H0376784B2 JP 62293883 A JP62293883 A JP 62293883A JP 29388387 A JP29388387 A JP 29388387A JP H0376784 B2 JPH0376784 B2 JP H0376784B2
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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、容器等のための気密密封カバーに関
し、特に、半導体デバイスのパツケージのための
密封リング付き複合密封カバー又は蓋に関する。
従来の技術及びその問題点 特に塩雰囲気中で耐腐食性を有するパツケージ
を平面図するためにいろいろな密封カバーが従来
から提案されている。そのような密封カバーは、
例えばMil−Std−883C、方法1009、試験条件A、
塩雰囲気(腐食性雰囲気)で規定されているよう
な、最終パツケージの仕様を充足するものでなけ
ればならない。
信頼性の高いマイクロ回路のパツケージにおい
ては、半導体チツプがセラミツク製ハウジングに
形成された空洞内に収納され、ハウジングに蓋が
封着されてパツケージを密封している。この蓋
は、一般に、コバールと称される鉄系金属で形成
されており、シール(密封)は蓋とパツケージの
ハウジングの間に介設された、予め成形されたは
んだフレームによつて形成される。
そのような蓋の一例は米国特許第4601958号に
記載されている。この蓋は、コバール製基材(コ
バールはニツケルと、鉄と、コバルトの合金)
と、該基材を被覆したニツケルと金の電気めつき
の交互層とで形成されている。この蓋は、予備成
形された80対20の割合のAu/Sn(金/錫)はん
だリングを用いて半導体パツケージに接合され
る。この蓋は腐食に対して高い耐性を有している
が、コバール製基材が非腐食性であるため、蓋全
体をNi(ニツケル)及びAu(金)のめつき層で完
全に被覆しなければならない。しかも、このニツ
ケルの電気めつき工程はかなり遅く、長い工程時
間を要し、従つて、コスト高を招く。又、2つの
金層を用いるので蓋の製造コストを相当に増大さ
せる。更に、欠陥があり不合格品とされスクラツ
プにしなければならない場合は、それに埋入され
ている金層を回収することができず、その金価が
失われてしまう。
従つて、半導体業界は、耐食性が極めて高く、
しかも、最少限の貴金属の仕様で容易に製造する
ことができるカバーを長年求めている。
発明の目的及び問題点を解決するための手段 本発明は、従来技術の上記問題点を解決するこ
とを企図したものであり、その目的のために、半
導体パツケージのためのセラミツク製密封カバー
であつて、一方の面を該半導体パツケージに対面
して配設された平坦なセラミツク製密封部材と、
該密封部材の該一方の面の周縁上に接合された多
層密封リングとから成り、該多層密封リングは、
該セラミツク製基材上に直接形成された貴金属層
と、該貴金属層の、前記セラミツク製密封部材の
ある側とは反対側の面に被覆されたはんだ層とか
ら成ることを特徴とするセラミツク製密封カバー
を提供する。上記貴金属層は、例えば、Mo−
Mn(モリブデン−マンガン)、純粋W(タングス
テン)又はMo−W(モリブデン−タングステン)
等の耐火金属化層にニツケル蒸着層と金の電気め
つき層を被覆したものとすることができる。金の
電気めつき層ははんだ層で濡らすことができる表
面(はんだ層に対して湿潤性を有する表面)を提
供する。はんだ層は、スクリーン被覆することが
できるはんだペーストであつてもよく、あるい
は、仮付け溶接することができる金−錫はんだフ
レームであつてもよい。又、別の実施例として、
上記貴金属層、即ち金属化ベース層は、金の厚手
フイルム又はPd−Ag(パラジウム−銀合金)の
厚手フイルムであつてもよい。
更に他の実施例として、上記金属化ベース層
は、チタン合金等の活性金属にニツケルを被覆
し、更にその上に金を被覆したものとすることも
できる。
実施例 図面を参照すると、第1図は、例えば集積回路
のような半導体デバイス12を封入するための半
導体パツケージ組立体10を示す。このパツケー
ジは、半導体デバイス12を受容するための空洞
16を備えた本体14を有する。本体14は、気
密密封複合カバー20を受容するための導電性リ
ング又はフレーム18を有する。図示の実施例で
は、カバー20は、蓋として公称約0.635mmの厚
さのセラミツク性シート状基材22を有する。基
材22は、例えば黒アルミナ、白アルミナ、又は
サフアイア等の任意の適当なセラミツク材であつ
てよい、サフアイアは、紫外線を用いて読取専用
記憶装置(PROM′S)のプログラム化可能にす
るのでプログラム化可能な読取専用記憶装置を封
入するのに好適である。
セラミツクカバー20は、その基材22の、パ
ツケージ10の本体14に対面する側の面の周縁
上に密封リングを有する。この密封リングは、耐
火性又は活性金属化層をセラミツクと共に焼成す
るか(「グリーン法」)、あるいはセラミツクを焼
成した後に焼成し、次いで、該金属化層の上には
んだ付け可能な金属を電気めつきするか、あるい
は、厚手フイルム金属化法を用いて被覆すること
によつて形成する。カバー20の金属化ベース層
24は、金−錫はんだ層26によつて濡らされ得
る材料、又は、そのような材料をめつきされた材
料である。はんだ層26は、金属化ベース層24
上に仮付け溶接され、後にリフローされる80対20
の割合のAu/Sn(金/錫)はんだリング、又は、
金属化ベース層24にスクリーン被覆され、後に
フローされるAu/Snはんだペーストである。
第1図は、本発明の第1実施例によるセラミツ
ク製気密密封カバー(「セラミツク製密封カバ
ー」、(密封カバー」又は単に「カバー」ともい
う)20を示す。この実施例では、カバー20
は、蓋を構成するセラミツク製シート状基材22
と、その上の面に選択的に(即ち、面の周縁にだ
け)被覆された金属化ベース層24を含む。金属
化層24は、耐火性のモリブデン−マンガン
(Mo−Mn)であつてよいが、純粋タングステン
(W)又はモリブデン−タングステン(Mo−W)
であることが好ましい。この層は、基材22のセ
ラミツク材と共に共焼成するか、あるいは、予め
焼成したセラミツク製基材22の上に載せて焼成
する。厚さは、最少限5μとする。この金属化ベ
ース層24の上に、厚さ約2.54μ(100μin)のニツ
ケル電気めつき層28を被覆する。その電気めつ
き層の上に厚さ約1.27μ(50μin)の金の電気めつ
き層30を被覆する。更に、この金電気めつき層
(「金層」又は「貴金属層」とも称する)30上
に、この実施例では予め所定の形に切られた金−
錫(Au−Sn)はんだフレームの形としたはんだ
層26を仮付け溶接する。金層30は、はんだ層
26によつて濡らされ易く、耐食性も極めて高
い。
第3図に示された本発明の第2実施例による密
封カバー120は、平坦なセラミツク性基材12
2と、その上に選択的に(周縁にだけ)被覆され
た、厚さ最少限10μの貴金属の厚手フイルムリン
グ層124を含む。この実施例の貴金属層の好ま
しい材料はデユポン9110である。この貴金属層1
24を焼成した後、その上に金−錫はんだペース
トの層126をスクリーン被覆し、炉内でリフロ
ー溶接する。
第4図に示された本発明の第3実施例による密
封カバー220は、平坦なセラミツク性基材22
2と、その上に被覆されたチタン合金の活性金属
化層224を含む。この金属化層224の厚さは
少なくとも5μとすることが好ましい。この金属
化層224を焼成した後、その上に、金−錫はん
だペーストの層126をスクリーン被覆し、炉内
でリフロー溶接する。厚さ約2.54μ(100μin)のニ
ツケル電気めつき層228を被覆し、その上に厚
さ約1.27μ(50μin)の金の電気めつき層230を
被覆する。更に、この金電気めつき層230の上
に、金−錫(Au−Sn)はんだペースト層226
をスクリーン被覆し、次いでリフロー溶接する。
第5図に示された本発明の第4実施例による密
封カバー320は、平坦なセラミツク性基材32
2と、その上に被覆され、後に焼成された厚さ
10μのパラジウム−銀(Pd−Ag)の厚手フイル
ム層324を有する。このパラジウム−銀の厚手
フイルム材は、デユポン6120又はデユポン6124又
はその同等物であることが好ましい。この実施例
では、パラジウム−銀の厚手フイルム層324の
上に、金−錫はんだリング326を直接仮付け溶
接する。
上記金属化層24又は2224は、セラミツク
製基材22又は224と共に共焼成してもよく、
あるいは、予めキルンで焼成したセラミツク材の
上に被覆して別途に焼成してもよい。
はんだ層26,126,226,326の炉内
でのリフロー溶接は、ドライ窒素雰囲気内で、通
常、350℃の温度で2分間の滞留時間で行なわれ
る。
上記各密封カバーの製造方法の詳細は、1986年
11月21に付けで出願された本出願人自身の米国出
願第933567号に記載されている。
はんだリング26又は326を仮付け溶接する
ための技法は周知であり、ここで詳しく説明する
必要はない。
もちろん、はんだ層26は、別の貴金属系のは
んだであつてもよく、又、電気めつき層30又は
230の金の代わりに他の貴金属を用いてもよ
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は、セラミツク製蓋と厚手フイルムの金
属化密封リングとから成る本発明の複合セラミツ
ク製密封カバーを付設した半導体パツケージの透
視図である。第2,3,4及び5図は、それぞ
れ、本発明のいろいろな実施例によるセラミツク
製密封カバーの部分透視図である。 20,120,220,320はセラミツク製
密封カバー、22,122,222,322はセ
ラミツク製基材(蓋)、24,124,224,
324は金属化層、26,126,226,32
6ははんだ層、28,228はニツケル電気めつ
き層、30,230は貴金属層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体パツケージのためのセラミツク製密封
    カバーであつて、一方の面を該半導体パツケージ
    に対面して配設された平坦なセラミツク製密封部
    材と、該密封部材の該一方の面の周縁上に接合さ
    れた多層密封リングとから成り、該多層密封リン
    グは、Mo−W及び純粋Wを含む群から選択され
    た金属化ベース層24と、該金属化ベース層の、
    前記セラミツク製密封部材22のある側とは反対
    側の面に被覆されたはんだ層26とから成ること
    を特徴とするセラミツク製密封カバー。 2 前記金属化ベース層の上に貴金属めつき層3
    0が被覆されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のセラミツク製密封カバー。 3 前記金属化ベース層24と前記貴金属めつき
    層30との間にニツケル電気めつき層28が介設
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第2
    項記載のセラミツク製密封カバー。 4 半導体パツケージのためのセラミツク製密封
    カバーであつて、一方の面を該半導体パツケージ
    に対面して配設された平坦なセラミツク製密封部
    材と、該密封部材の該一方の面の周縁上に接合さ
    れた多層密封リングとから成り、該多層密封リン
    グは、前記セラミツク製密封部材22の前記周縁
    上に形成された金属化層24と、該金属化層に被
    覆された電気めつきニツケル層28と、該電気め
    つきニツケル層に被覆された電気めつき金層30
    と、該電気めつき金層の上に接合されたはんだ層
    26とから成ることを特徴とするセラミツク製密
    封カバー。 5 前記金属化層24は、厚手フイルムの金属被
    覆層であることを特徴とする特許請求の範囲第4
    項記載のセラミツク製密封カバー。 6 半導体パツケージのためのセラミツク製密封
    カバーであつて、一方の面を該半導体パツケージ
    に対面して配設された平坦なセラミツク製密封部
    材と、該密封部材の該一方の面の周縁上に接合さ
    れた多層密封リングとから成り、該多層密封リン
    グは、前記セラミツク製密封部材22に蒸着され
    た少なくとも5μの厚さのチタン合金の金属化層
    224と、該金属化層の、前記セラミツク製密封
    部材22のある側とは反対側の面に被覆されたは
    んだ層226とから成ることを特徴とするセラミ
    ツク製密封カバー。 7 前記チタン合金層224の上に電気めつき貴
    合属層230が被覆されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第6項記載のセラミツク製密封カ
    バー。 8 前記チタン合金層224の上に電気めつきニ
    ツケル層228が被覆され、該電気めつきニツケ
    ル層に電気めつき金層230が被覆されており、
    前記はんだ層226は該金層230に接合されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載
    のセラミツク製密封カバー。 9 半導体パツケージのためのセラミツク製密封
    カバーであつて、一方の面を該半導体パツケージ
    に対面して配設された平坦なセラミツク製密封部
    材と、該密封部材の該一方の面の周縁上に接合さ
    れた多層密封リングとから成り、該多層密封リン
    グは、前記セラミツク製密封部材122に蒸着さ
    れた少なくとも10μの厚さの金の厚手金属化層1
    24と、該金属化層の、前記セラミツク製密封部
    材122のある側とは反対側の面に被覆されたは
    んだ層126とから成ることを特徴とするセラミ
    ツク製密封カバー。 10 半導体パツケージのためのセラミツク製密
    封カバーであつて、一方の面を該半導体パツケー
    ジに対面して配設された平坦なセラミツク製密封
    部材と、該密封部材の該一方の周縁上に接合され
    た多層密封リングとから成り、該多層密封リング
    は、前記セラミツク製密封部材322に蒸着され
    た少なくとも10μの厚さのパラジウム−銀合金の
    金属化層324と、該金属化層の、前記セラミツ
    ク製密封部材322のある側とは反対側の面に被
    覆されたはんだ層326とから成ることを特徴と
    するセラミツク製密封カバー。
JP62293883A 1986-11-21 1987-11-20 Ceramic air-tight sealing cover Granted JPS6486537A (en)

Applications Claiming Priority (1)

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US06/933,568 US4746583A (en) 1986-11-21 1986-11-21 Ceramic combined cover

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Publication Number Publication Date
JPS6486537A JPS6486537A (en) 1989-03-31
JPH0376784B2 true JPH0376784B2 (ja) 1991-12-06

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US (1) US4746583A (ja)
EP (1) EP0272990B1 (ja)
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DE (1) DE3777783D1 (ja)

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