JPH04174544A - Hermetic seal lid - Google Patents

Hermetic seal lid

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Publication number
JPH04174544A
JPH04174544A JP30176390A JP30176390A JPH04174544A JP H04174544 A JPH04174544 A JP H04174544A JP 30176390 A JP30176390 A JP 30176390A JP 30176390 A JP30176390 A JP 30176390A JP H04174544 A JPH04174544 A JP H04174544A
Authority
JP
Japan
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solder material
lid
lid body
hermetic seal
main body
Prior art date
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Pending
Application number
JP30176390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshimasa Oomura
大村 豪政
Hideaki Yoshida
秀昭 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To remarkably improve temperature cycle hermetic seal life, by fusion- welding solder material to at least a part of side surface of a lid main body on which a metal thin film is formed, along said side surface. CONSTITUTION:A metal thin film 12 is formed on one surface of a base board 11 by plating nickel, and a lid main body 13 is constituted. On the whole part of the side surface of the base board 11, solder material 14 is fusion-welded so as to surround the side surface part. The solder material 14 is fusion-welded to the side surface of the main body 13 so as to have a nearly semicircular sectional shape, and stretches as far as the peripheral part of the film 12. A window frame type solder material 14 is engaged with the recessed part of a jig 15. The lid main body 13 is so arranged in the window part of the solder material 14 that the film 12 faces upward, and the main body 13 and the jig 15 are fixed. By heating them, the solder material 14 is fusion-welded to the side surface of the main body 13, and a hermetic seal lid can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、IC等の半導体素子が収納されたアルミナパ
ッケージの開口部を封止するためのハーメチックシール
蓋に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a hermetic seal lid for sealing an opening of an alumina package in which a semiconductor element such as an IC is housed.

[従来の技術] 従来、この種のハーメチックシール蓋としては、42ア
ロイやコバール等の鉄系合金からなる矩形や円形の薄平
板状をなす金属製の基板の一方の面もしくは両面に、ハ
ンダ付けができるようにニッケルメッキが施されたもの
、またはこのニッケルメッキ層の表面に金メツキが施さ
れたもの、あるいは前記基板の一方の面もしくは両面に
ニッケルを熱間クラッド加工によって接合したものなど
、基板表面に金属薄膜が形成されて蓋本体をなすものが
知られている。
[Prior Art] Conventionally, this type of hermetic seal lid has been manufactured by soldering one or both sides of a rectangular or circular thin flat metal substrate made of iron-based alloy such as 42 alloy or Kovar. nickel plating is applied to the substrate, gold plating is applied to the surface of the nickel plating layer, or nickel is bonded to one or both surfaces of the substrate by hot cladding, etc. It is known that a lid body is formed by forming a metal thin film on the surface of a substrate.

このようなハーメチックシール蓋を用いて半導体素子か
内装されたパッケージの凹所の開口部を封止するには、
まず第10図および第11図に示すように、蓋本体lの
金属薄膜2が形成された面に基板3に外形寸法が等しい
薄板窓枠状のハンダ材4の一部あるいは全部を仮接合す
る。次に、このハンダ材4が仮接合された蓋本体lを第
12図に示すように、アルミナ等のパッケージ5の凹所
6開ロ部周縁に形成された金属製ンーリング部7に重ね
、クリップ等により仮固定する。
To seal the opening of a recess in a package containing a semiconductor element using such a hermetic seal lid,
First, as shown in FIGS. 10 and 11, a part or all of a thin window frame-shaped solder material 4 having the same external dimensions as the substrate 3 is temporarily bonded to the surface of the lid body l on which the metal thin film 2 is formed. . Next, as shown in FIG. 12, the lid body l to which the solder material 4 has been temporarily bonded is stacked on the metal cooling part 7 formed around the opening of the recess 6 of the package 5 made of alumina, etc. Temporarily fix it with etc.

あるいは、蓋本体lとハンダ材4とを仮接合せずに、第
13図に示すように蓋本体lを金属薄膜2が形成さ、れ
た面を下向きにして、薄板窓枠状のハンダ材4を介し、
パッケージ5の開口部周味に形成された金属製シーリン
グ部7に重ねた上で仮固定してもよい。
Alternatively, without temporarily joining the lid body l and the solder material 4, as shown in FIG. Through 4,
It may be overlapped with the metal sealing part 7 formed around the opening of the package 5 and then temporarily fixed.

しかる後、こうして仮固定された蓋本体11ハンダ材4
、およびパッケージ5をオーブン等で加熱してハンダ材
4を封止部に融着することにより、蓋本体lは前記金属
製シーリング部7に接合されてパッケージ5の開口部を
封止するようになっている。
After that, the lid body 11 temporarily fixed in this way, the solder material 4
, and by heating the package 5 in an oven or the like to fuse the solder material 4 to the sealing part, the lid body l is joined to the metal sealing part 7 and the opening of the package 5 is sealed. It has become.

、[発明が解決しようとする課題] このようにハーメチックシール蓋を接合する際には、予
め蓋本体とパッケージの金属製シーリング部との間にハ
ンダ材が介装される。
[Problems to be Solved by the Invention] When joining the hermetic seal lid in this manner, a solder material is interposed in advance between the lid body and the metal sealing portion of the package.

ところで、このようなハンダ材は、その取り扱いをいか
に厳重にしても表面に酸化皮膜が形成されることが知ら
れている。このため、この酸化皮膜がクリップの圧力に
よって蓋本体やパッケージの金属製シーリング部に密着
してしまい両者の接合性を阻害するという問題かあつf
二。
By the way, it is known that an oxide film is formed on the surface of such solder material no matter how strictly it is handled. For this reason, there is a problem that this oxide film adheres tightly to the lid body and the metal sealing part of the package due to the pressure of the clip, impeding the bonding between the two.
two.

また一方、酸化皮膜内部の酸化していない7Xンダ材は
溶融封止部てはないパッケージの凹所内部やシーリング
部の外側に漏れ出てしまい、封止部には清浄なハンダ材
が残らずに酸化皮膜のみが存在するという状態になって
しまう。特に/%ンダ材かパッケージの凹所内部に漏れ
出た場合には、該凹所内に装填されtこ半導体素子の機
能に悪影響を及ぼすおそれかある。
On the other hand, the unoxidized 7X solder material inside the oxide film leaks into the recesses of the package and outside the sealing part, which is not in the melted sealing part, and no clean solder material remains in the sealing part. This results in a state where only an oxide film exists on the surface. In particular, if the solder material leaks into the recess of the package, it may be loaded into the recess and adversely affect the functionality of the semiconductor element.

さらに、こうして蓋本体とパッケージとの間に残存した
酸化物はハンダ材の濡れ不良やボイドの発生を引き起こ
し、温度サイクル気密封止寿命を著しく短縮してしまう
という欠へかあった。
Furthermore, the oxides remaining between the lid body and the package cause poor wetting of the solder material and the generation of voids, resulting in a significant shortening of the life of the temperature cycle hermetic seal.

[課題を解決するための手段] 本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、
平板状の基板に金属薄膜が形成された蓋本体より成り、
半導体素子が内装されるパッケージの凹所の開口部にハ
ンダ材を介して接合されて該開口部を封止するハーメチ
ックシール蓋において、前記金属薄膜が形成された前記
蓋本体の側面部の少なくとも一部に該側面部に沿って前
記ノーンダ材を溶着したことを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above problems, and
It consists of a lid body with a thin metal film formed on a flat substrate.
In a hermetic seal lid that is bonded via a solder material to an opening of a recess of a package in which a semiconductor element is housed to seal the opening, at least one side surface of the lid main body on which the metal thin film is formed; The soldering material is welded to the side surface along the side surface.

[作用コ このようなハーメチックシール蓋では、接合前は蓋本体
側面部に溶着された)\ンダ材の表面には酸化皮膜が形
成されているが、接合の際にはこの酸化皮膜の中の酸化
されていないノ\ンダ材が封止部に滲出し、蓋本体とパ
ッケージとを接合する。
[Operation: In such a hermetic seal lid, an oxide film is formed on the surface of the cover material, which is welded to the side surface of the lid body before joining. Unoxidized solder material oozes into the seal and joins the lid body and package.

一方、酸化皮膜は封止部には入り込ぬずに該封止部外側
に残される。
On the other hand, the oxide film does not enter the sealing portion and remains outside the sealing portion.

このように本発明によれば、接合の際には封止部に酸化
されていないハンダ材のみが存在するので、ボイドや濡
れ不良の発生を抑えて良好な融着を行うことができる。
As described above, according to the present invention, since only unoxidized solder material is present in the sealing portion during bonding, it is possible to perform good fusion bonding while suppressing the occurrence of voids and poor wetting.

[実施例] 第1図は本発明の一実施例を示す斜視図であり、第2図
はこの実施例の長手方向の断面図を示すものである。
[Embodiment] FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of this embodiment.

本実施例では、鉄系合金である42アロイからなる矩形
平板状の金属製の基板11の一方の面にニッケルメッキ
により金属薄膜12が形成されて蓋本体13が構成され
ており、この蓋本体11の側面部の全面には該側面部に
沿って周回するようにハンダ材14が溶着されている。
In this embodiment, a metal thin film 12 is formed by nickel plating on one surface of a rectangular flat metal substrate 11 made of 42 alloy, which is an iron-based alloy, to constitute a lid body 13. A solder material 14 is welded to the entire surface of the side surface 11 so as to go around the side surface.

このハンダ材14は第2図に示されるように、略半円形
の断面形状をもって蓋本体13側面部に溶着されており
、その端側部は前記金属薄@+2の周締部にまで延在せ
しめられている。なお、このハンダ材14の表面には酸
化皮膜が形成されるか、この酸化皮膜の内部のハンダ材
は酸化されることはない。
As shown in FIG. 2, this solder material 14 has a substantially semicircular cross-sectional shape and is welded to the side surface of the lid body 13, and its end side extends to the circumferential tightening portion of the metal thin @+2. I'm being forced to do it. Note that an oxide film is formed on the surface of this solder material 14, or the solder material inside this oxide film is not oxidized.

このような構成のハーメチックシール蓋は、例えば以下
のような方法によって製造される。
A hermetic seal lid having such a configuration is manufactured, for example, by the following method.

まず、基[11となる42アロイの板材の一方の面にニ
ッケルメッキを施して金属薄膜12を形成し、この板材
を他方の面から打ち抜いて第3図に示すような蓋本体1
3を成形する。この打ち抜きの際、前記板材をニッケル
メッキを施していない面から打ち抜くことにより、ニッ
ケルメッキ層のだれが生じて蓋本体I3の側面部にも金
属薄膜12が形成される。
First, a metal thin film 12 is formed by nickel plating one side of a 42 alloy plate material that will become the base 11, and this plate material is punched out from the other side to form a lid body 1 as shown in FIG.
Mold 3. During this punching, by punching out the plate material from the non-nickel plated surface, the nickel plating layer sag and the metal thin film 12 is also formed on the side surface of the lid body I3.

次に、この蓋本体13にハンダ材14を溶着するが、こ
れには第4図および第5図に示すような治具15を用い
る。この治具15はアルミナ製の平板状の治具本体16
の上面に、蓋本体13より幅、長さともに大きい矩形状
の凹所17か形成されてなるものである。また、ハンダ
材14は窓枠状に成形されており、その窓部は幅、長さ
ともに蓋本体13より僅かに大きく、外縁部は前記治具
15の凹所17と路間等か僅かに小さくなっており、該
凹所17に嵌装可能となっている。
Next, a solder material 14 is welded to this lid body 13, using a jig 15 as shown in FIGS. 4 and 5. This jig 15 is a flat jig body 16 made of alumina.
A rectangular recess 17 having a larger width and length than the lid body 13 is formed on the upper surface of the lid body 13. Further, the solder material 14 is formed into a window frame shape, and the window portion is slightly larger in both width and length than the lid body 13, and the outer edge portion is slightly between the recess 17 of the jig 15 and the groove. It is small and can be fitted into the recess 17.

そこで、第6図に示すように治具15の凹所17内に窓
枠状のハンダ材14を嵌装するとともに、この窓枠状の
ハンダ材14の窓部に蓋本体13を金属薄膜12を上向
きにして配置し、蓋本体13と治具17とを第7図に示
すようにクリップ18により固定する。そしてこれらを
ベルト炉等で加熱することによってハンダ材14が蓋本
体13の側面部に溶着し、第1図および第2図に示すよ
うなハーメチックシール蓋を得ることができる。
Therefore, as shown in FIG. 6, a window frame-shaped solder material 14 is fitted into the recess 17 of the jig 15, and the lid body 13 is attached to the window portion of the window frame-shaped solder material 14 using a metal thin film 12. is placed facing upward, and the lid body 13 and jig 17 are fixed with clips 18 as shown in FIG. By heating these in a belt furnace or the like, the solder material 14 is welded to the side surface of the lid main body 13, and a hermetic seal lid as shown in FIGS. 1 and 2 can be obtained.

このような構成のハーメチックシール蓋は従来同様第8
図に示すように、前記金属薄膜12か形成された一方の
面を下向きにし、Siチップ等の半導体素子19か装填
されたアルミナ等のパッケージ20の凹所21の開口部
を覆うように該開口部周線に密着される。ただし、本実
施例ではハンダ材14は予め蓋本体13の側面部に溶着
されているので、第10図ないし第13図に示したよう
な窓枠状のハンダ材4を改めて介装する必要はない。
The hermetic seal lid with this structure has the 8th
As shown in the figure, one surface on which the metal thin film 12 is formed faces downward, and the opening is opened so as to cover the opening of the recess 21 of a package 20 made of alumina or the like loaded with a semiconductor element 19 such as a Si chip. It is closely attached to the circumferential line. However, in this embodiment, since the solder material 14 is welded to the side surface of the lid body 13 in advance, there is no need to insert the window frame-shaped solder material 4 as shown in FIGS. 10 to 13 again. do not have.

また、このパッケージ20の凹所21開口部の周縁には
、蓋本体13の外形寸法に対応して窓枠状に金属製ンー
リング部22が形成されている。
Further, a window frame-shaped metal cooling portion 22 is formed at the periphery of the opening of the recess 21 of the package 20 in accordance with the external dimensions of the lid body 13.

なお、第8図の符号23はパッケージ20の側部より突
出する外部リードである。
Note that the reference numeral 23 in FIG. 8 is an external lead projecting from the side of the package 20.

このように、凹所21開口部周縁の金属製ンーリング部
22に密着された蓋本体13はクリップ等によりパッケ
ージ20に仮固定されてオーブン等により加熱される。
In this way, the lid main body 13, which is in close contact with the metal cooling part 22 at the periphery of the opening of the recess 21, is temporarily fixed to the package 20 with a clip or the like and heated in an oven or the like.

これにより、蓋本体13の側面部に溶着されたハンダ材
14か溶融し、前記酸化皮膜に被覆されていた酸化され
ていないハンダ材14が、蓋本体13側面部から前記蓋
本体13の一方の面の金属薄膜12とパッケージ20の
金属製シーリング部22との間の封止部に滲出し、蓋本
体13をパッケージ20に融着する。この時、ハンダ材
14の表面に形成された酸化皮膜はこの封止部に入り込
むことはできず、この封止部外部に残されてしまう。
As a result, the solder material 14 welded to the side surface of the lid body 13 melts, and the unoxidized solder material 14 covered with the oxide film is transferred from the side surface of the lid body 13 to one side of the lid body 13. It oozes into the sealing area between the metal thin film 12 on the surface and the metal sealing part 22 of the package 20, and fuses the lid body 13 to the package 20. At this time, the oxide film formed on the surface of the solder material 14 cannot enter into this sealing part, but remains outside of this sealing part.

以上説明したように、このような構成のハーメチックシ
ール蓋によれば、ハンダ材14の酸化皮膜は蓋本体13
とパッケージ20の金属製ンーリング部22との間の封
止部には存在せず、酸化されていないハンダ材14のみ
が該封止部に滲出する。このため、酸化物によって蓋本
体13とパッケージ20との接合性が阻害されるような
ことはなく、またハンダの濡れ不良やボイドの発生f抑
えることができ、温度サイクル気密封止寿命の延長を図
ることが可能となる。
As explained above, according to the hermetic seal lid having such a configuration, the oxide film of the solder material 14 is formed on the lid main body 13.
No oxidized solder material 14 is present in the seal between the package 20 and the metal ring 22 of the package 20, and only unoxidized solder material 14 seeps into the seal. Therefore, the bondability between the lid body 13 and the package 20 is not inhibited by the oxide, and poor solder wetting and void generation can be suppressed, extending the life of the temperature cycle hermetic seal. It becomes possible to achieve this goal.

また、ハンダ材14は金属製シーリング部22の外縁部
から滲出するので半導体素子19が装填された凹所21
にまで流れ込むようなことはなく、該半導体素子19の
機能に影響を与えるような事態を未然に防ぐことができ
る。
Further, since the solder material 14 oozes out from the outer edge of the metal sealing part 22, the recess 21 in which the semiconductor element 19 is loaded is
Therefore, a situation that would affect the function of the semiconductor element 19 can be prevented.

さらに、ハンダ材14の表面に酸化皮膜が形成されてい
ても同等支障なく接合を行うことができるので、ハンダ
材14の取り扱いをそれ程厳重に行う必要がなく、繁雑
な管理作業を簡略化することが可能となる。
Furthermore, even if an oxide film is formed on the surface of the solder material 14, bonding can be performed without any problem, so there is no need to handle the solder material 14 with great care, which simplifies complicated management work. becomes possible.

さらにまた本実施例では、予めハンダ材14が蓋本体1
3に溶着されているので、第13図に示した例のように
接合の際にハンダ材4を別に配設する必要がなく、作業
が簡易になるという利点も有する。
Furthermore, in this embodiment, the solder material 14 is applied to the lid body 1 in advance.
3, there is no need to separately provide solder material 4 at the time of joining as in the example shown in FIG. 13, which also has the advantage of simplifying the work.

なお、本実施例においては溶着・凝固後のハンダ材14
の厚さを一定に保つため、蓋本体13の金属薄膜12の
面の四隅に円柱状のスペーサー等を接合後使用しても構
わない。
In addition, in this embodiment, the solder material 14 after welding and solidification
In order to keep the thickness constant, cylindrical spacers or the like may be used after bonding to the four corners of the surface of the metal thin film 12 of the lid body 13.

次に、第9図は本発明のハーメチックシール蓋の製造に
用いられる治具の他の例を示す平面図であり、前述の治
具15と同じ部分には同一の符号を配して説明を簡略化
する。
Next, FIG. 9 is a plan view showing another example of the jig used for manufacturing the hermetic seal lid of the present invention, and the same parts as the jig 15 described above are given the same reference numerals and will be explained. Simplify.

この治具24は、アルミナ製の平板状の治具本体25の
上面に、蓋本体13より幅、長さともに大きい矩形状の
凹所26が形成されてなるものである。そして、この凹
所26の相対する一対の隅部には、蓋本体13の相対す
る一対の角部貞こ係合して該蓋本体13の位置を固定す
るW字型断面の固定用爪27.27  が形成されてい
る。一方凹所25の前記一対の隅部以外の相対する一対
の隅部には、これらの隅部にそれぞれ連通する凹部28
゜28が形成されている。
This jig 24 has a rectangular recess 26 larger in width and length than the lid body 13 on the upper surface of a flat jig body 25 made of alumina. At the pair of opposing corners of the recess 26, fixing claws 27 having a W-shaped cross section are engaged with the pair of opposing corners of the lid body 13 to fix the position of the lid body 13. .27 is formed. On the other hand, a pair of opposing corners other than the pair of corners of the recess 25 have recesses 28 that communicate with these corners, respectively.
28 is formed.

このような構成の治具24を用いて本発明のハーメチッ
クシール蓋を製造するには、治具本体25の凹所26に
金属薄膜12が形成された面を下向きにして蓋本体13
を嵌装し、前記固定用爪27.27 により位置を固定
する。そして、クリップ等で蓋本体13を固定するとと
もに凹部28゜28に線状あるいは球状のハンダ材I4
を配置し、ベルト炉等で加熱する。これにより、凹部2
8゜2Bに配置されたハンダ材14が溶融して凹所26
へと流入し、蓋本体13の側面部と凹所26内壁との間
に流れ込んで該蓋本体13側面部に溶着する。
To manufacture the hermetic seal lid of the present invention using the jig 24 having such a configuration, the lid body 13 is placed with the surface on which the metal thin film 12 is formed in the recess 26 of the jig body 25 facing downward.
and fix the position using the fixing claws 27 and 27. Then, fix the lid body 13 with a clip or the like, and add a linear or spherical solder material I4 to the recess 28°28.
and heat it with a belt furnace, etc. As a result, the recess 2
The solder material 14 placed at 8° 2B melts and forms the recess 26.
The liquid flows between the side surface of the lid body 13 and the inner wall of the recess 26 and is welded to the side surface of the lid body 13.

ここで、このような構成の治具24により製造されるハ
ーメチックシール蓋では、ハンダ材14の溶着時に蓋本
体13の前記相対する一対の角部には、治具24の固定
用爪27.27  が係合しているため、これらの角部
にはハンダ材14が溶着されない。すなわち蓋本体13
の側面部には、その一部にのみハンダ材14が溶着され
て全部には溶着されないことになるが、蓋本体13とパ
ッケージ20との接合時にはハンダ材14は溶融して両
者の封止部に満遍無く行き渡るので接合性か阻害される
おそれはない。
Here, in the hermetic seal lid manufactured by the jig 24 having such a configuration, the fixing claws 27 and 27 of the jig 24 are attached to the pair of opposing corners of the lid body 13 when the solder material 14 is welded. Since these corners are engaged, the solder material 14 is not welded to these corners. That is, the lid body 13
The solder material 14 is welded only to a part of the side surface of the housing and not to the entire part, but when the lid body 13 and the package 20 are joined, the solder material 14 melts and forms a sealing part between the two. Since it is evenly distributed, there is no risk of inhibiting zygosity.

このような治具24では、前記治具15および前記従来
例のようにハンダ材14を窓枠状に成形する必要がなく
、作業が容5であるという利点を有する。また、クリッ
プ等により蓋本体13を治具24に固定するしてハンダ
材14を溶着する際に、蓋本体13は固定用爪27.2
7  によりその位置が決められているため、蓋本体1
3がずれてハンダ材14が蓋本体13の側面部に偏って
溶着されるような事態を防ぐことができる。
Such a jig 24 has the advantage that it is not necessary to form the solder material 14 into a window frame shape as in the jig 15 and the conventional example, and the work is simple. Further, when fixing the lid body 13 to the jig 24 with a clip or the like and welding the solder material 14, the lid body 13 is attached to the fixing claws 27.
Since its position is determined by 7, the lid body 1
It is possible to prevent a situation where the solder material 14 is unevenly welded to the side surface of the lid body 13 due to deviation of the solder material 14.

なお、この例では治具本体25の凹所26の互いに相対
する二対の隅部にそれぞれ固定用爪27゜27と凹部’
28.28  を設けたが、凹所26の相対する一対の
隅部あるいは四つの隅部すべてに固定用爪を設けるとと
もに、ハンダ材14を配置する凹部は凹所26の四つの
辺部に連通するように配設してもよい。また、これとは
逆に、凹所26の四つの辺部に固定用爪を設けるととも
に凹部を四つの隅部に配設するようにしてもよい。
In this example, fixing claws 27° 27 and recesses are provided at two pairs of opposite corners of the recess 26 of the jig body 25, respectively.
28.28 is provided, but fixing claws are provided at a pair of opposing corners or all four corners of the recess 26, and the recess in which the solder material 14 is placed communicates with the four sides of the recess 26. It may be arranged so that Further, on the contrary, fixing claws may be provided on the four sides of the recess 26, and the recesses may be provided at the four corners.

[実験例コ 次に、本発明の実験例を挙げてその効果を実証する。[Experiment example Next, an experimental example of the present invention will be given to demonstrate its effects.

この実験例では、幅150amX長さ2節×厚さ0.3
1−の42アロイ(鉄系合金)の帯状の板材の一方の面
に、厚さlOμ和のニッケルメッキを施して金属薄膜を
形成した後、この板材を他方の面から10BmX 10
mmの正方形に打ち抜いて第3図に示すような蓋本体を
多数枚形成した。この蓋本体には、ニッケルメッキを施
していない他方の面から打ち抜くことにより、側面部に
ニッケルメッキ層のだれが生じている。
In this experimental example, width 150am x length 2 sections x thickness 0.3
After forming a thin metal film by applying nickel plating to a thickness of lOμ on one side of the strip-shaped plate material of 42 alloy (iron-based alloy) of 1-, this plate material was removed from the other side by 10Bm x 10
A large number of lid bodies as shown in FIG. 3 were formed by punching out squares of mm in size. This lid body is punched from the other side, which is not nickel plated, so that the nickel plating layer sag occurs on the side surface.

一方、ハンダ材は、厚さ100μ闇に圧延したP b−
10wt%s nを、外形寸法12mmX 12mm、
輻0.9+*の窓枠状に打ち抜き、充分に洗浄したもの
を用意した。
On the other hand, the solder material is Pb- rolled to a thickness of 100 μm.
10wt%s n, external dimensions 12mm x 12mm,
A window frame shape with a radius of 0.9+* was punched out and thoroughly cleaned.

次に、第4図および第5図に示したようなアルミナ製の
治具を用い、この治具の凹所に窓枠状のハンダ材を嵌装
した。さらに第6図に示したように、このハンダ材の窓
部に前記蓋本体を金属薄膜面を上にして配置し、第7図
に示したように、1kg重の荷重のクリップにより蓋本
体を治具に固定した。
Next, using an alumina jig as shown in FIGS. 4 and 5, a window frame-shaped solder material was fitted into the recess of this jig. Further, as shown in FIG. 6, the lid body is placed in the window of the solder material with the metal thin film side facing upward, and as shown in FIG. Fixed to a jig.

そして、これら蓋本体とハンダ材を治具およびクリップ
ごと300℃以上3分、最高温度350℃の温度条件下
で、窒素100%の雰囲気のベルト炉に入れて加熱し、
ハンダ材を蓋本体の側面部に溶着して第1図および第2
図に示したようなハーメチックシール蓋を製造した。
Then, the lid body and the solder material together with the jig and clip are heated at 300°C or more for 3 minutes at a maximum temperature of 350°C in a belt furnace with a 100% nitrogen atmosphere.
Weld the solder material to the side surface of the lid body and
A hermetic seal lid as shown in the figure was manufactured.

一方、この実験例に対する比較例として、第1O図およ
び第11図に示したようなハーメチックシール蓋を製造
した。
On the other hand, as a comparative example to this experimental example, a hermetic seal lid as shown in FIGS. 1O and 11 was manufactured.

この比較例では前記実験例と同様に、幅1501111
1X長さ2111×厚さ0.3mmの42アロイ(鉄系
合金)の帯状の板材の一方の面に10μmのニッケルメ
ッキを施して金属薄膜を形成した後、これを1 On+
n+X 10mmの正方形に他方の面から打ち抜いて蓋
本体を多数枚成形した。
In this comparative example, the width is 1501111 as in the experimental example.
After applying 10 μm nickel plating to one side of a 42 alloy (iron-based alloy) strip plate material of 1× length 2111× thickness 0.3 mm to form a metal thin film, this was 1 On+
A number of square pieces of n+X 10 mm were punched out from the other side to form a large number of lid bodies.

また、ハンダ材は、厚さ100μmに圧延したPb−1
0wt%Snを外形寸法10+nmX I O+nm、
幅1mmの窓枠状に打ち抜いて充分に洗浄したものを用
意した。
The solder material was Pb-1 rolled to a thickness of 100 μm.
0wt%Sn with external dimensions 10+nmXIO+nm,
A window frame shape with a width of 1 mm was punched out and thoroughly cleaned.

そして金属薄膜面を上向きにした蓋本体の上に窓枠状の
ハンダ材を重ね、250℃以上3分、最高温度290℃
の温度条件下で窒素100%の雰囲気のベルト炉に入れ
て蓋本体とハンダ材とをハンダの固溶共存温度範囲で溶
着し、第10図および第1】図に示したような窓枠状の
ハンダ材が仮接合されたハーメチックシール蓋を製造し
た。
Then, stack a window frame-shaped solder material on top of the lid body with the metal thin film side facing upward, and heat it at 250°C or more for 3 minutes, at a maximum temperature of 290°C.
The lid body and the solder material are welded together in the solid solution coexistence temperature range of the solder by placing it in a belt furnace with a 100% nitrogen atmosphere under the temperature conditions of A hermetic seal lid to which solder material was temporarily bonded was manufactured.

そして、これら実験例および比較例のハーメチックシー
ル蓋を、それぞれ第8図および第12図に示したように
、アルミナ製のパッケージの凹所開口部に金属薄膜面を
下にして重ね合わせ、重ね合わせ強度100gのシーリ
ングクリップにより仮固定した。
Then, the hermetic seal lids of these experimental examples and comparative examples were stacked with the metal thin film side down on the recess opening of the alumina package, as shown in FIGS. 8 and 12, respectively. It was temporarily fixed using a sealing clip with a strength of 100 g.

なお、このアルミナ製のパッケージは封止部である前記
凹所開口部周縁の外形寸法10.5mmX+0.5wu
n、幅1mmの窓枠状の部分にタングステンペーストを
焼成した上にニッケルメッキを10μ内、さらにその上
に金メツキを2μm施したアルミナ90%のDIP型の
ものである。
In addition, this alumina package has an external dimension of the periphery of the opening of the recess, which is the sealing part, of 10.5 mm x + 0.5 wu.
It is a 90% alumina DIP type with tungsten paste fired on a window frame-shaped part with a width of 1 mm, nickel plating within 10 μm, and gold plating on top of that to a thickness of 2 μm.

こうして仮固定されたハーメチックシール蓋とパッケー
ジとを、300℃以上で3分、最高温度350℃の温度
条件下で窒素90%、水素10%の雰囲気のベルト炉に
入れて加部し、ハンダ材を溶融してパッケージを封止し
た。
The hermetic seal lid and package that have been temporarily fixed in this way are placed in a belt furnace with a maximum temperature of 350°C for 3 minutes at 300°C or higher, and the atmosphere is 90% nitrogen and 10% hydrogen, and solder is added. was melted to seal the package.

このようにして実験例および比較例のハーメチックシー
ル蓋が接合されたそれぞれのパッケージについて、次の
ような評価試験を行った。
The following evaluation tests were conducted on each package to which the hermetic seal lids of the experimental example and the comparative example were joined in this way.

(A)X線透過試験 ハーメチックシール蓋とパッケージとの接合部における
ボイドの有無を検査する。
(A) X-ray transmission test The presence or absence of voids at the joint between the hermetic seal lid and the package is inspected.

(B)蓋引き剥がし後、光学顕微鏡検査蓋の内面のハン
ダが、ハンダ不要領域に広がってアルミナパッケージの
キャヒティ内に垂れているか否かを検査する。
(B) After peeling off the lid, inspect using an optical microscope. Inspect whether the solder on the inner surface of the lid has spread to areas where no solder is needed and is dripping into the cavity of the alumina package.

(C)気密封止試験 温度サイクル(−65℃〜150℃)をかけた後、He
ガス微量リーク試験およびフロロカーホングロス試験を
行って、気密封止寿命を調べる。
(C) After applying a temperature cycle (-65°C to 150°C) for hermetic sealing test, He
Perform a gas trace leak test and a fluorocarbon gloss test to determine hermetic seal life.

これらの評価試験(A)〜(C)の結果を、以下の表に
示す。
The results of these evaluation tests (A) to (C) are shown in the table below.

(以下余白) この表から明らかなように、本発明に係る実験例のハー
メチックシール蓋では、蓋本体とパッケージとの接合部
にボイドが発生しておらず、しかもハンダ材がキャビテ
ィ内に垂れていないことが判る。
(Margin below) As is clear from this table, in the hermetic seal lid of the experimental example according to the present invention, no voids were generated at the joint between the lid body and the package, and the solder material did not drip into the cavity. It turns out there isn't.

また、比較例に比べて温度サイクル気密封止寿命も数倍
に向上しているのが判る。
Furthermore, it can be seen that the temperature cycle hermetic sealing life is improved several times compared to the comparative example.

これらの結果は本発明の有効性を十分に立証するものと
考えられる。
These results are considered to fully prove the effectiveness of the present invention.

なお、本実験例ではPb−10wt%Snをハンダ材と
して用いたが、これ以外のAu−20vt%Sn等の金
糸ハンダ材を使用しても同様の結果を得ることができた
Although Pb-10wt%Sn was used as the solder material in this experimental example, similar results could be obtained using other gold thread solder materials such as Au-20wt%Sn.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、蓋本体の側面部に
ハンダ材が溶着されており、接合の際にはこのハンダ材
内部の酸化されていないハンダ材か溶融して接合部に供
給される。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the solder material is welded to the side surface of the lid body, and during joining, the unoxidized solder material inside the solder material is melted. Supplied to the joint.

このため、ハンダ材表面の酸化皮膜が接合部に直接付着
しないので蓋本体とパッケージとの接合性が阻害される
ことはない。また、濡れ不良やボイドの発生を抑えるこ
とが可能となり、温度サイクル気密封止寿命を従来に比
べて格段に向上させることができる。
Therefore, since the oxide film on the surface of the solder material does not directly adhere to the joint, the bondability between the lid body and the package is not inhibited. Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of poor wetting and voids, and the life of the temperature cycle hermetic seal can be significantly improved compared to the conventional method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は本発明の一実施例を示す斜視図お
よ秒断面図であり、第3図はこの実施例の蓋本体を示す
断面図である。 また、第4図および第5図はこの実施例を製造するに用
いる治具の斜視図および断面図を示すものであり、第6
図ないし第8図はこの実施例の製造工程を示すものであ
り、第9図は前記治具の他の例を示す平面図である。 さらに、第1θ図および第11図はハンダ材が仮接合さ
れた従来のハーメチックシール蓋の一例を示す斜視図お
よび断面図であり、第12図はこの例のパッケージへの
接合を示す断面図である。 また、第13図は蓋本体とハンダ材とを仮接合せずにパ
ッケージに接合する場合を示す断面図である。 1.13・・・蓋本体、 2.12・・・金属薄膜、3.11・・・基板、4.1
4・・ハンダ材、 5.20・・・パッケージ、 6.21・・・凹所、 7.22・・・金属製シーリング部、 15.24・・・治具、 16.25・・・治具本体、17;26・・・凹所、2
7・・・固定用爪、28・凹部、 18・・・クリップ、19・・・半導体素子、23・・
・外部リード。
1 and 2 are a perspective view and a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view showing the lid body of this embodiment. Furthermore, FIGS. 4 and 5 show a perspective view and a sectional view of the jig used to manufacture this embodiment, and FIG.
8 to 8 show the manufacturing process of this embodiment, and FIG. 9 is a plan view showing another example of the jig. Furthermore, FIG. 1θ and FIG. 11 are a perspective view and a sectional view showing an example of a conventional hermetic seal lid to which a solder material is temporarily bonded, and FIG. 12 is a sectional view showing this example bonded to a package. be. Moreover, FIG. 13 is a sectional view showing the case where the lid body and the solder material are bonded to the package without being temporarily bonded. 1.13... Lid body, 2.12... Metal thin film, 3.11... Substrate, 4.1
4...Solder material, 5.20...Package, 6.21...Recess, 7.22...Metal sealing part, 15.24...Jig, 16.25...Jig Tool body, 17; 26... recess, 2
7... Fixing claw, 28... Recess, 18... Clip, 19... Semiconductor element, 23...
・External lead.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 平板状の基板に金属薄膜が形成された蓋本体より成り、
半導体素子が内装されるパッケージの凹所の開口部にハ
ンダ材を介して接合されて該開口部を封止するハーメチ
ックシール蓋において、前記金属薄膜が形成された前記
蓋本体の側面部の少なくとも一部には、該側面部に沿っ
て前記ハンダ材が溶着されていることを特徴とするハー
メチックシール蓋。
It consists of a lid body with a thin metal film formed on a flat substrate.
In a hermetic seal lid that is bonded via a solder material to an opening of a recess of a package in which a semiconductor element is housed to seal the opening, at least one side surface of the lid main body on which the metal thin film is formed; A hermetic seal lid, wherein the solder material is welded along the side surface of the portion.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008518790A (en) * 2004-11-04 2008-06-05 マイクロチップス・インコーポレーテッド Cold pressure sealing method and apparatus

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02235363A (en) * 1989-03-09 1990-09-18 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Hermetic seal cover and its manufacture

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