JPH06169023A - 半導体パッケージ用セラミックリッド - Google Patents
半導体パッケージ用セラミックリッドInfo
- Publication number
- JPH06169023A JPH06169023A JP43A JP34126792A JPH06169023A JP H06169023 A JPH06169023 A JP H06169023A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 34126792 A JP34126792 A JP 34126792A JP H06169023 A JPH06169023 A JP H06169023A
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- Japan
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- soldering
- solder
- layer
- thickness
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
- Casings For Electric Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体パッケージをセラミックリッドと半田封
止する場合において、リッドに設けたはんだ層のうち、
リッド側面に形成されたはんだ層の最大厚みを一定以上
にコントロールすることにより、パッケージ本体のメタ
ライズ層に流れるはんだ量が少ないために生ずる、はん
だメスニカスの不形成、不十分形成を防止し、良好な気
密封止構造形成できるリッドを提供することを目的とす
る。 【構成】リッドの側面部にはんだ層を設けたセラミック
リッドにおいて、当該側面部のはんだ層の最大厚みを４
０μｍ以上とした。
止する場合において、リッドに設けたはんだ層のうち、
リッド側面に形成されたはんだ層の最大厚みを一定以上
にコントロールすることにより、パッケージ本体のメタ
ライズ層に流れるはんだ量が少ないために生ずる、はん
だメスニカスの不形成、不十分形成を防止し、良好な気
密封止構造形成できるリッドを提供することを目的とす
る。 【構成】リッドの側面部にはんだ層を設けたセラミック
リッドにおいて、当該側面部のはんだ層の最大厚みを４
０μｍ以上とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体パッケージ本体
を封止するためのセラミックリッドに関する。
を封止するためのセラミックリッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子を保護するため、パッケージ
に入れて気密封止構造にすることが、一般的に行われて
いる。中でも、セラミックは強度、耐候性等の点でプラ
スチックに比較して優れており、半導体素子パッケージ
として好適に使用されている。かかるパッケージは、セ
ラミック製の容器本体に半導体素子を収容した後、リッ
ドを被せて封着し、気密封止構造としており、ピン数や
形態により、ＰＧＡ等多くの種類がある。リッドには、
金属製や樹脂製と共に、気密性、強度、耐腐食性におい
て良好であるため、セラミック製のものも広く使用され
ている。
に入れて気密封止構造にすることが、一般的に行われて
いる。中でも、セラミックは強度、耐候性等の点でプラ
スチックに比較して優れており、半導体素子パッケージ
として好適に使用されている。かかるパッケージは、セ
ラミック製の容器本体に半導体素子を収容した後、リッ
ドを被せて封着し、気密封止構造としており、ピン数や
形態により、ＰＧＡ等多くの種類がある。リッドには、
金属製や樹脂製と共に、気密性、強度、耐腐食性におい
て良好であるため、セラミック製のものも広く使用され
ている。
【０００３】
【解決しようとする課題】パッケージ本体とリッドの両
方にセラミックを使用する場合に、リッドにはんだ層を
設け、はんだにより封着する方法がある。はんだ封着法
は、たとえば特公平３−７６７８４等に記載されており
公知である。この方法の利点は、封着リング等のろう付
け工程が不要であり、パッケージ本体とリッドを密着
し、リフロー炉で加熱するのみで封着が行われることで
ある。
方にセラミックを使用する場合に、リッドにはんだ層を
設け、はんだにより封着する方法がある。はんだ封着法
は、たとえば特公平３−７６７８４等に記載されており
公知である。この方法の利点は、封着リング等のろう付
け工程が不要であり、パッケージ本体とリッドを密着
し、リフロー炉で加熱するのみで封着が行われることで
ある。
【０００４】ところで、この方法においては、図２に示
す如く封着が完全な場合と、図３に示す如く封着が不完
全な場合があった。以下に、図２と図３について説明す
る 図２の完全な封着の場合には、パッケージ２のメタライ
ズ層６に対して、リッドのはんだ層が、パッケージ２の
メタライズ層６を濡らし、なだらかに流れてはんだメス
ニカス１０を形成する。このような場合には、耐候性テ
スト等にも合格する良好な気密封止構造となる。一方、
図３の不完全な封着の場合には、はんだ層の量が不足し
ているため、メタライズ層６にはんだが流れず、はんだ
メスニカスが形成されないか、形成が不十分となる。こ
のような場合には、封着部分の気密性が不十分なため、
耐候性テスト等を行うとリーク不良となる場合が多く、
外観上からも封着に対する完全性が疑われ好ましくな
い。
す如く封着が完全な場合と、図３に示す如く封着が不完
全な場合があった。以下に、図２と図３について説明す
る 図２の完全な封着の場合には、パッケージ２のメタライ
ズ層６に対して、リッドのはんだ層が、パッケージ２の
メタライズ層６を濡らし、なだらかに流れてはんだメス
ニカス１０を形成する。このような場合には、耐候性テ
スト等にも合格する良好な気密封止構造となる。一方、
図３の不完全な封着の場合には、はんだ層の量が不足し
ているため、メタライズ層６にはんだが流れず、はんだ
メスニカスが形成されないか、形成が不十分となる。こ
のような場合には、封着部分の気密性が不十分なため、
耐候性テスト等を行うとリーク不良となる場合が多く、
外観上からも封着に対する完全性が疑われ好ましくな
い。
【０００５】かかる問題点に鑑み、本発明は、リッドに
設けたはんだ層のうち、リッド側面に形成されたはんだ
層の最大厚みを一定以上にコントロールすることによ
り、パッケージ本体のメタライズ層に流れるはんだ量が
少ないために生ずる、はんだメスニカスの不形成、不十
分形成を防止し、良好な気密封止構造形成できるリッド
を提供することを目的とする。尚、かかる問題点に対
し、リッドに設けたはんだ層のうち、封着面の周囲部に
形成されたはんだ層の最大厚みを一定以上にコントロー
ルしても、パッケージの微妙な反り等により、パッケー
ジ２のメタライズ層６に均一にはんだが流れず、メスニ
カス形成が不十分となる。
設けたはんだ層のうち、リッド側面に形成されたはんだ
層の最大厚みを一定以上にコントロールすることによ
り、パッケージ本体のメタライズ層に流れるはんだ量が
少ないために生ずる、はんだメスニカスの不形成、不十
分形成を防止し、良好な気密封止構造形成できるリッド
を提供することを目的とする。尚、かかる問題点に対
し、リッドに設けたはんだ層のうち、封着面の周囲部に
形成されたはんだ層の最大厚みを一定以上にコントロー
ルしても、パッケージの微妙な反り等により、パッケー
ジ２のメタライズ層６に均一にはんだが流れず、メスニ
カス形成が不十分となる。
【０００６】
【問題を解決するための手段】本発明は、側面部にはん
だ層を設けたセラミックリッドにおいて、当該側面部の
はんだ層の最大厚みが、４０μｍ以上としたことを特徴
とする。
だ層を設けたセラミックリッドにおいて、当該側面部の
はんだ層の最大厚みが、４０μｍ以上としたことを特徴
とする。
【０００７】本発明において、セラミックリッド本体の
材質は、アルミナの他、窒化アルミ、ムライト、窒化珪
素、ガラスセラミック等のパッケージに使用されるセラ
ミック材料であれば良い。セラミックの成形方法も、プ
レス法、グリーンシート法、押し出し法等、成形方法は
問わない。はんだの材質については、Ｐｂ／Ｓｎ系のは
んだが好適であるが、その他の成分を添加してもよく、
例えば更にＩｎ、Ａｇを添加したＰｂ／Ｓｎ／Ｉｎ／Ａ
ｇ系はんだも好適に用いられる。その他、Ａｕ／Ｓｎ系
等の金系低温ろう材であっても良い。はんだ層の形成方
法は、溶融したはんだにディップする方法の他、ペース
ト状のはんだを印刷する方法や、はんだメッキによる方
法、あるいはこれらを組合せる方法もある。セラミック
にはんだ層を設けるための下地として、Ａｇ−Ｐｄ、Ａ
ｇ−Ｐｔ等の貴金属ペーストをスクリーン印刷で塗布
し、焼成してメタライズ層を形成することが好適に行わ
れる。その他、蒸着、スパッタリングなどを用いたり、
更にニッケルメッキ等をかける等により複合層とするこ
ともある。
材質は、アルミナの他、窒化アルミ、ムライト、窒化珪
素、ガラスセラミック等のパッケージに使用されるセラ
ミック材料であれば良い。セラミックの成形方法も、プ
レス法、グリーンシート法、押し出し法等、成形方法は
問わない。はんだの材質については、Ｐｂ／Ｓｎ系のは
んだが好適であるが、その他の成分を添加してもよく、
例えば更にＩｎ、Ａｇを添加したＰｂ／Ｓｎ／Ｉｎ／Ａ
ｇ系はんだも好適に用いられる。その他、Ａｕ／Ｓｎ系
等の金系低温ろう材であっても良い。はんだ層の形成方
法は、溶融したはんだにディップする方法の他、ペース
ト状のはんだを印刷する方法や、はんだメッキによる方
法、あるいはこれらを組合せる方法もある。セラミック
にはんだ層を設けるための下地として、Ａｇ−Ｐｄ、Ａ
ｇ−Ｐｔ等の貴金属ペーストをスクリーン印刷で塗布
し、焼成してメタライズ層を形成することが好適に行わ
れる。その他、蒸着、スパッタリングなどを用いたり、
更にニッケルメッキ等をかける等により複合層とするこ
ともある。
【０００８】
【作用】本発明は、リッド側面に形成されるはんだ層に
おける最大厚みを４０μｍ以上としたので、パッケージ
本体と密着させてリフロー炉で封着させたときに、パッ
ケージ本体上面のメタライズ層にはんだが必要十分に流
れ、良好なはんだメニスカスを形成出来る作用を有す
る。尚、リッド側面のはんだ層の厚みは、その形成方法
から考察すると、はんだ層の端部を除き、一部のみ極端
に厚くなったり薄くなったりすることはなく、概略均一
な厚みを有すると考えられる。従って、本発明では、は
んだ層の最大厚みをもって、はんだ層の厚みと考えるこ
ととした。側面部のはんだ層の厚みの測定方法は、例え
ば、マイクロメータを用いて、はんだ層（２層分）も含
めたリッド側面の寸法を測定し、リッド自体の寸法を差
し引いて、これを半分とすることにより算出する方法が
とられる。
おける最大厚みを４０μｍ以上としたので、パッケージ
本体と密着させてリフロー炉で封着させたときに、パッ
ケージ本体上面のメタライズ層にはんだが必要十分に流
れ、良好なはんだメニスカスを形成出来る作用を有す
る。尚、リッド側面のはんだ層の厚みは、その形成方法
から考察すると、はんだ層の端部を除き、一部のみ極端
に厚くなったり薄くなったりすることはなく、概略均一
な厚みを有すると考えられる。従って、本発明では、は
んだ層の最大厚みをもって、はんだ層の厚みと考えるこ
ととした。側面部のはんだ層の厚みの測定方法は、例え
ば、マイクロメータを用いて、はんだ層（２層分）も含
めたリッド側面の寸法を測定し、リッド自体の寸法を差
し引いて、これを半分とすることにより算出する方法が
とられる。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を図面と共に説明する。図１
は、本発明の実施例の断面図である。プレスによって成
形した９０％アルミナからなるリッド本体１の一方の面
を封着面７とし、その周囲部４及び側面部５には、Ａｇ
−Ｐｄペーストをスクリーン印刷した後、焼成してはん
だ層の下地となるメタライズ層を形成する。当該周囲部
のメタライズ層４は、パッケージ本体と接合される部位
である。その後、溶融したはんだ層にリッド本体１を浸
漬すると、メタライズ層４、５の上に選択的にはんだ層
３ａ、３ｂが形成される。ここで、３ａは封着面の周囲
部に形成されたはんだ層であり、３ｂは側面に形成され
たはんだ層である。はんだの温度や引き上げ速度等の調
整、あるいはスクリーン印刷法によるはんだペーストの
塗布を加えることにより、はんだ層３ｂの厚みの変化し
たものを作成し、かかるリッドをパッケージ本体２と密
着し、リフロー炉に通して、パッケージ本体とリッドを
気密封止して、封止部分の外観検査、温度サイクル試験
及び熱衝撃試験を行った後のリーク検査を行った。尚、
はんだ層３ａの厚みは、５０〜１００μｍで製作した。
但し、この厚みは気密性には特に影響はなく、１００μ
ｍを越えてもよい。表に、側面部のはんだ層の厚みと封
止部外観及び上記テスト後のリーク検査の結果を示す。
は、本発明の実施例の断面図である。プレスによって成
形した９０％アルミナからなるリッド本体１の一方の面
を封着面７とし、その周囲部４及び側面部５には、Ａｇ
−Ｐｄペーストをスクリーン印刷した後、焼成してはん
だ層の下地となるメタライズ層を形成する。当該周囲部
のメタライズ層４は、パッケージ本体と接合される部位
である。その後、溶融したはんだ層にリッド本体１を浸
漬すると、メタライズ層４、５の上に選択的にはんだ層
３ａ、３ｂが形成される。ここで、３ａは封着面の周囲
部に形成されたはんだ層であり、３ｂは側面に形成され
たはんだ層である。はんだの温度や引き上げ速度等の調
整、あるいはスクリーン印刷法によるはんだペーストの
塗布を加えることにより、はんだ層３ｂの厚みの変化し
たものを作成し、かかるリッドをパッケージ本体２と密
着し、リフロー炉に通して、パッケージ本体とリッドを
気密封止して、封止部分の外観検査、温度サイクル試験
及び熱衝撃試験を行った後のリーク検査を行った。尚、
はんだ層３ａの厚みは、５０〜１００μｍで製作した。
但し、この厚みは気密性には特に影響はなく、１００μ
ｍを越えてもよい。表に、側面部のはんだ層の厚みと封
止部外観及び上記テスト後のリーク検査の結果を示す。
【００１０】結果を表に示す。
表の結果から明かなように、はんだ層３ｂの厚みが４０
μｍ未満の場合には、外観不良やリーク不良が発生す
る。これは、はんだ層３ｂの厚みが薄い、すなわち側面
部のはんだ量が少ないために、封着時にメタライズ層４
に、はんだが十分流れず、はんだメスニカスの形成が出
来ないかあるいは不十分なためである。外観不良数がリ
ーク不良数より多いのは、テストではリークを起こさな
い程度のものも、外観では不良と判定してしまうからで
ある。一方、はんだ層３ｂが１００μｍ以上になると、
はんだ量が多すぎるために、封着は完全ではあるが外観
上きれいなメニスカスにならず、不良と判定される場合
が生ずる。但し、この場合は、外観上の問題にすぎない
ため、外観の判断基準を変更することで足りる。はんだ
層３ｂの厚みの上限値は、封着の完全性の問題でなく、
主観の入り込む余地のある外観の問題やコスト、作業性
等の外的要因に依存することが多い。本発明の特許請求
の範囲において、はんだ層３ｂの上限値を設定しなかっ
たゆえんである。
μｍ未満の場合には、外観不良やリーク不良が発生す
る。これは、はんだ層３ｂの厚みが薄い、すなわち側面
部のはんだ量が少ないために、封着時にメタライズ層４
に、はんだが十分流れず、はんだメスニカスの形成が出
来ないかあるいは不十分なためである。外観不良数がリ
ーク不良数より多いのは、テストではリークを起こさな
い程度のものも、外観では不良と判定してしまうからで
ある。一方、はんだ層３ｂが１００μｍ以上になると、
はんだ量が多すぎるために、封着は完全ではあるが外観
上きれいなメニスカスにならず、不良と判定される場合
が生ずる。但し、この場合は、外観上の問題にすぎない
ため、外観の判断基準を変更することで足りる。はんだ
層３ｂの厚みの上限値は、封着の完全性の問題でなく、
主観の入り込む余地のある外観の問題やコスト、作業性
等の外的要因に依存することが多い。本発明の特許請求
の範囲において、はんだ層３ｂの上限値を設定しなかっ
たゆえんである。
【００１１】
【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、リッド側面に形成されるはんだ層の最大厚みを４０
μｍ以上に制御することにより、容器との封着時に、良
好な半田メスニカスが形成され、良好な外観と気密性を
有する封止が出来るリッドを提供できる。
ば、リッド側面に形成されるはんだ層の最大厚みを４０
μｍ以上に制御することにより、容器との封着時に、良
好な半田メスニカスが形成され、良好な外観と気密性を
有する封止が出来るリッドを提供できる。
【図１】本発明の実施例を示す断面図である。
【図２】完全な封着状態を示す断面図である。
【図３】不完全な封着状態を示す断面図である。
１ セラミック製リッド本体。 ２ パッケージ本体。 ３ａ、３ｂ はんだ層。 ４、５ リッド側メタライズ層。 ６ パッケージ本体側メタライズ層。 ７ リッド本体封着面 １０ はんだメスニカス
Claims (1)
- 【請求項１】側面部にはんだ層を設けたリッドにおい
て、当該側面部のはんだ層の最大厚みが、４０μｍ以上
であることを特徴とする半導体パッケージ用セラミック
リッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34126792A JP3218483B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 半導体パッケージ用セラミックリッド、及び半導体パッケージの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34126792A JP3218483B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 半導体パッケージ用セラミックリッド、及び半導体パッケージの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06169023A true JPH06169023A (ja) | 1994-06-14 |
| JP3218483B2 JP3218483B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=18344729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34126792A Expired - Fee Related JP3218483B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 半導体パッケージ用セラミックリッド、及び半導体パッケージの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3218483B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008047701A (ja) * | 2006-08-16 | 2008-02-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光モジュール |
| EP2410371A1 (en) | 2010-04-02 | 2012-01-25 | Menicon Co., Ltd. | Polymer material and ophthalmic lens |
| JP2014132610A (ja) * | 2013-01-07 | 2014-07-17 | Seiko Epson Corp | パッケージ、光学モジュール、及び電子機器 |
| CN114696777A (zh) * | 2020-12-25 | 2022-07-01 | Ngk电子器件株式会社 | 封装体及其制造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007096093A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光モジュール |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP34126792A patent/JP3218483B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008047701A (ja) * | 2006-08-16 | 2008-02-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光モジュール |
| EP2410371A1 (en) | 2010-04-02 | 2012-01-25 | Menicon Co., Ltd. | Polymer material and ophthalmic lens |
| JP2014132610A (ja) * | 2013-01-07 | 2014-07-17 | Seiko Epson Corp | パッケージ、光学モジュール、及び電子機器 |
| CN114696777A (zh) * | 2020-12-25 | 2022-07-01 | Ngk电子器件株式会社 | 封装体及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3218483B2 (ja) | 2001-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |