JPH04303947A - 気密封止用セラミック製キャップ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子を収納する
半導体パッケージのための、気密封止用セラミック製キ
ャップに関し、特に、気密封止部材である多層の金属層
に関する。

【０００２】

【従来技術】信頼性の高い半導体装置では、半導体パッ
ケージのキャビテイ部に半導体素子を収納して、キャッ
プが気密封止材で封着して半導体素子を気密封止してい
る。

【０００３】キャップの一例として、コバール製の基材
と、この基材の全体を被覆したニッケル電気メッキおよ
び金電気メッキの交互層とで形成されている。このキャ
ップは予備成形されたＡｕ／Ｓｎ（錫／金）はんだリン
グあるいはフレームを用いて半導体パッケージに接合さ
れる。基材の全体をメッキするのは、コバール材が腐食
しやすいためである。そのためコバールの全面に金メッ
キ工程を施すため製造コストは相当増大する。

【０００４】また、特開昭６４−８６５３７号には、セ
ラミック製密封カバーの開示がある。すなわち、セラミ
ック製キャップの一方の面の周縁上に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と、その上に
被覆されたはんだ層からなる多層密封リングが接合され
ている。はんだ層は、高価ではあるが一般にはＡｕ／Ｓ
ｎはんだフレームが用いられている。この場合、最終製
品としては溶融して強固に被覆されたはんだ層となるが
、溶融前の途中工程では仮付けされた状態で取り扱われ
るので、所定の位置からずれるという欠点がある。また
、フレームに打ち抜くため、材料ロスもあり、材料費が
高くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、はんだ層
に替わるものとして、改良発明された。作業性がよく、
製造コスト的にも優れた、高信頼性の半導体素子を気密
封止して収納する半導体パッケージのためのセラミック
製キャップの提供を目的にする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体パッケ
ージのためのセラミック製キャップであって、一方の主
面を前記半導体パッケージに対面して配設されたセラミ
ック材と、前記セラミック材の一方の面の周縁上または
側面を含む周縁上に接合された多層密封部材からなる気
密封止用セラミック製キャップにおいて、前記多層密封
部材は、セラミックキャップと同時焼成される高融点金
属で形成された金属膜層と、前記金属膜層上に被覆され
たニッケルメッキ層と、前記ニッケルメッキ層上に被覆
された厚み２０〜１００μｍの第一金属メッキ層となる
金層と、前記第一金属メッキ層上に被覆された５〜２０
μｍの第二金属メッキ層となる錫層とからなることを特
徴とする気密封止用セラミック製キャップ。

【０００７】また、別の気密封止用セラミック製キャッ
プとして、多層密封部材は、セラミックキャップと同時
焼成される高融点金属で形成された金属膜層と、前記金
属膜層上に被覆されたニッケルメッキ層と、前記ニッケ
ルメッキ層上に被覆された厚み５〜２０μｍの第一金属
メッキ層となる錫層と、前記第一金属メッキ層上に被覆
された２０〜１００μｍの第二金属メッキ層となる金層
とからなることを特徴とする気密封止用セラミック製キ
ャップ。

【０００８】

【作用】本発明の作用を説明する。第一金属メッキ層と
第二金属メッキ層は、第一金属メッキ層に錫を選べば、
第二金属メッキ層は金を選ぶことになる。また、第一金
属メッキ層に金を選べば、第二金属メッキ層は錫を選ぶ
ことになる。それぞれのメッキ層厚みは、金メッキ層で
は、２０〜１００μｍの範囲が良好であり、好ましくは
、４０〜６０μｍである。錫メッキ層では、５〜２０μ
ｍの範囲が良好であり、好ましくは１０〜２０である。 金メッキ層の厚みが、２０μｍ未満であれば気密封止性
が低下する。１００μｍを超えると気密封止性には問題
がないが、コスト的に高価となる。錫メッキ層は、５μ
ｍ未満であれば気密封止性が低下し、また２０μｍを超
えても気密封止性低下する。セラミック材と同時焼成さ
れる高融点金属で形成された金属膜層と、前記金属膜層
に被覆されたニッケルメッキ層を形成するメッキ工程の
後、同じメッキ工程により金メッキ層および錫メッキ層
を追加でき点で製造の連続性があり、材料ロスもなく、
低コストとなる利点がある。

【０００９】

【実施例１】図１は、本発明の気密封止用セラミック製
キャップの斜視図である。図において、セラミック材１
は、常法で製造されたアルミナセラミックである。Ｗを
主成分とする高融点金属からなる金属膜層２は、アルミ
ナセラミックと同時焼成して形成される。金属膜層２の
上のニッケルメッキ層３は、常法で形成され、厚みは２
〜５μｍである。その上にメッキされる金メッキ層４は
、常法のメッキ法で形成され、厚みは約５０μｍである
。メッキ時間は約４５分である。次いで、金メッキ層４
の上にメッキされる錫メッキ層５は常法のメッキ法で形
成され、厚みは１５μｍである。こうして得た気密封止
用セラミック製キャップを半導体パッケージ本体とリフ
ロー溶接したが、十分に気密性に優れ、品質の信頼性は
高かった。金メッキ層の厚みおよび錫メッキ層の厚みに
ついて、前述の厚みの範囲、すなわち金メッキでは２０
〜１００μｍの範囲で、また錫メッキは５〜２０μｍの
範囲でいずれも十分に気密性に優れ、品質の信頼性も良
好であった。

【００１０】

【実施例２】図２は、本発明の一実施例としてのセラミ
ック製キャップの別の実施例の斜視図である。図におい
て、セラミック材１１は、常法で製造されたアルミナセ
ラミックである。Ｍｏ−Ｗを主体とする高融点金属でな
る金属膜層１２は、アルミナセラミックと同時焼成して
形成される。金属膜層１２の上のニッケルメッキ層１３
は、常法で形成され、厚みは２〜５μｍである。その上
に、メッキされる錫メッキ層１５は、常法のメッキ法で
形成され、厚みは約１５μｍである。メッキ時間は約２
０分である。次いで、錫メッキ層１５の上にメッキされ
る金メッキ層１４は常法のメッキ法で形成され、厚みは
約５０μｍである。品質の信頼性は、実施例１を同様で
あった。

【００１１】セラミック材として、ほかにムライト質、
ムライト−アルミナ質、ガラス−アルミナ質等が用いる
ことができる。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、製造コスト的にも安価
で、信頼性にも優れた半導体素子を収納する半導体パッ
ケージのためのセラミック製キャップの提供する効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の斜視図。

【図２】実施例２の斜視図。

【符号の説明】

１、１１セラミック材 ２、１２高融点金属による金属膜層 ３、１３ニッケルメッキ層 ４、１４金メッキ層 ５、１５錫メッキ層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体パッケージのためのセラミック
   製キャップであって、一方の主面を前記半導体パッケー
   ジに対面して配設されたセラミック材と、前記セラミッ
   ク材の一方の面の周縁上または側面を含む周縁上に接合
   された多層密封部材からなる気密封止用セラミック製キ
   ャップにおいて、前記多層密封部材は、セラミックキャ
   ップと同時焼成される高融点金属で形成された金属膜層
   と、前記金属膜層上に被覆されたニッケルメッキ層と、
   前記ニッケルメッキ層上に被覆された厚み２０〜１００
   μｍの第一金属メッキ層である金層と、前記第一金属メ
   ッキ層上に被覆された５〜２０μｍの第二金属メッキ層
   である錫層とからなることを特徴とする気密封止用セラ
   ミック製キャップ。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の気密封止用セラミック
   製キャップであって、厚み５〜２０μｍの第一金属メッ
   キ層は錫層、前記第一金属メッキ層上に被覆された２０
   〜１００μｍの第二金属メッキ層は金層からなることを
   特徴とする気密封止用セラミック製キャップ。