JPH0724290B2 - 集積回路容器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体チップを搭載するための集積回路容器
の製造方法に関する。さらに詳しくは、金属材料を芯材
とし、周面を金属酸化物で被覆した集積回路容器、の製
造方法に関する。

（従来の技術） セラミックス製集積回路容器では、半導体チップは、板
状の矩形状のセラミックス板の中央部に設けられた凹部
にガラス又は貴金属層を介して搭載される。リードフレ
ームは該凹部を取り囲む周面部上に付着ガラスを介して
搭載され、上記半導体チップとAu、Al等の金属細線を用
いて接続される。容器と同様に凹部と該凹部を取り囲む
周面部を有する容器蓋を、容器の凹部、周面部と対向せ
しめて封着し、リードフレームのリードは容器と容器蓋
との間から取り出される。この容器及び容器蓋はセラミ
ックスの焼結体である。なお、本明細書中においては容
器と容器蓋の両方を含めて容器と称する。

ところでセラミックス製容器には次の欠点がある。

衝撃に弱いため、搬送工程中にお互いに衝突して欠け
を生ずる危険が大きい。焼結が不完全な場合には熱衝撃
によってクラックが発生することもある。

熱放散性が不十分であるため、半導体チップの集積度
が高く発熱が大きい場合には誤動作が生じ易くなる。

焼成時の収縮が大きく、寸法精度が劣る。

冷却過程で反りが発生し易く、平坦度に問題がある。

これらの欠点を解消するため、本出願人は、既に実願昭
60-146527号において、金属を用いた容器を提案した。

容器を金属で構成する場合にはこれらを電気絶縁層で覆
う必要がある。従って、上記出願で提案した金属を用い
た容器の製造においては、容器にいちいち電気絶縁層を
形成する必要がある。電気絶縁層としては金属酸化物が
適当であり、蒸着あるいはメッキによって容器に金属酸
化物となす金属皮膜を形成した後、電気化学的に酸化処
理を行う。このように上記出願で提案した金属を主体と
する容器には、大量生産の際に膨大な工数がかかるとい
う問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 従って本発明の目的は、製造に膨大な工数を必要としな
い金属酸化物で被覆された金属製集積回路容器を、効率
的に製造する方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、半導体チップを収納する
ための凹部と該凹部を囲む周囲面を有する集積回路容器
の製造方法において、酸化物を形成する金属で被覆され
た円形断面の棒状クラッド材を圧延し、該酸化物形成金
属で被覆された芯材からなる狭幅板状の材料を形成する
工程と、該狭幅板状材料を所定の長さに切断する工程
と、凹部を形成する工程と、前記芯材を覆う金属を表面
から酸化する工程とを備えることを特徴とする集積回路
容器の製造方法である。

（実施例） 次に添付図面を参照しながら本発明の集積回路容器の製
造方法の実施例について詳しく説明する。

第１図は本発明に従う集積回路容器の製造工程の一部を
示す。（本発明でいう容器とは前記した如く容器、蓋の
両方を意味するもので、容器蓋の製造も同様の工程に従
って行われる。） 狭幅板状クラッド材の製造 円形断面の棒状クラッド材１を圧延することにより狭幅
板状クラッド材２を得る。円形棒状クラッド材１は、例
えばリードフレームと同一の金属よりなる芯材1aを、酸
化物を形成する金属層1bで被覆したものである。金属層
1bとしてはコスト面からアルミニウムを用いることが好
ましい。

第２図は、圧延により得られた狭幅板状クラッド材２の
断面を示す。ここで、幅ｂは集積回路容器の幅と同一に
する。

容器は、リードフレームとの間で熱応力を発生させない
ため全体としての線膨張係数が搭載されるリードフレー
ムの線膨張係数と実質的に等しくする必要がある。ま
た、封着ガラスの線膨張係数とも実質的に等しくする必
要がある。被覆金属層2bは、後工程の酸化処理により電
気絶縁性を付与するのが目的であり、前述のとおりコス
ト的にみてアルミニウムが適している。金属層2bの厚さ
tsは酸化処理後の絶縁性能から決められるが、経験的に
５〜30μｍで十分である。芯材2aの板厚tcは容器に要求
される剛性ならびに後述するキャビティ部の加工の点か
ら決められるが、経験的に0.3〜0.6mmで十分である。こ
のようにtsはtcよりもはるかに小さいため、全体の線膨
張係数は実質的に芯材2aの線膨張係数と同等とみなすこ
とができる。よって芯材2aはリードフレームと同一材質
でよいのである。

狭幅板状クラッド材２の素材および寸法の具体例を挙げ
れば次のとおりである。

芯材2aを42％Ni-Fe合金とし、被覆金属層2bを、厚さts
が0.02mmのアルミニウムとする。寸法は、幅ｂを14.7m
m、全厚（tc＋2ts）を0.4mmとする。

切断および凹部の形成 次に狭幅板状クラッド材を切断して主表面中央に半導体
チップを収納する凹部を形成する。

まず狭幅板状クラッド材を容器の長さｌに切断して矩形
板状のクラッドブランク３を得る（第３図参照）。切断
された長方形板の短辺側3cには芯材3aが露出するが、リ
ードフレームは金属酸化物となす金属で被覆された長辺
側3dのみから取り出されるので問題はない。

次にブランク３の主面中央部に剪断途中止め加工により
凹部５を形成して凹部成形品４を得る（第１図参照）。
第４図は、第１図の鎖線IV-IVに沿う中央部の幅方向断
面を示したもので、芯材4aの厚さtcは、形成された凹部
５の深さＨと未切断部の厚さtrの和になる。

上に具体的寸法を挙げた狭幅板状クラッド材を加工して
容器を得る場合の寸法の具体例を続ければ次の通りであ
る。

ブランク３の長さｌを36.8mmとし、凹部５の幅を7.8m
m、長さを8.2mm、深さＨを0.18mmとする。

凹部の形成はポンチ張出し成形によっても良い。第５図
は、ポンチ張出し成形によって得られた凹部成形品４の
断面図である（第４図と同一の符号は、同一または対応
個所に示す）。

なお、凹部形成の工程を狭幅板状クラッド材の切断前に
行い、凹部形成後に所定長ｌに切断して成形品４を得て
も良い。

金属酸化物層の形成 凹部成形品４の被覆金属層4bを表面から電気化学的に陽
極酸化処理し、酸化皮膜を得る。第６図は、剪断加工に
より凹部５を形成した凹部成形品の金属層4bを酸化して
金属酸化物層９とした容器８の断面図である。

なお、被覆金属層９の酸化は、表面から進行するもので
あるので、必ずしも被覆金属層の厚みを全て酸化する必
要はなく、必要な電気絶縁性能が得られればよい。

チップの収納と封着 第７図に示すように、容器８の凹部５の底面に、ガラス
または貴金属からなる半導体チップ接着層10を形成す
る。絶縁物であるガラスを用いるか貴金属を用いるか
は、チップの種類等により決定される。

次に、気密封着のための低溶融点ガラス粉末を、容器８
の周面部６上の金属酸化物層９上に、スクリーン印刷で
塗布し、仮焼成を行って、封着用ガラス層11を形成す
る。

同様にして容器蓋の周面部にも封着ガラス層を形成す
る。

半導体チップ12は接着層10を加熱溶融させることによ
り、またリードフレーム12aは封着ガラス層11を加熱溶
融させることによりまず容器８に付着される（第８図参
照）。半導体チップ12とリードフレーム12aは配線12bで
接続される。

次に容器８に第８図に示すように容器蓋８′をかぶせ、
両者の封着ガラス層11、11′を加熱溶融させて封着す
る。

（発明の効果） 本発明においては、集積回路容器（容器および容器蓋の
両方を含む）が金属を主材として構成されているから、
衝撃に強く熱を速やかに逃す。よって誤動作、故障が少
ない。

容器（容器および容器蓋の両方を含む）は、狭幅板状ク
ラッド材を切断し被覆金属層を表面から酸化することに
より製造される。従って必要な金属酸化物層を効率的に
金属芯材表面上に形成できる。さらに冷間加工で製造で
きるため寸法精度が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による容器（容器および容器蓋の両方
を含む）の製造工程の一部を示す説明図； 第２図は、第１図の鎖線II-IIに沿う狭幅板状クラッド
材の断面図； 第３図（Ａ）は、クラッドブランクの平面図、第３図
（Ｂ）はその端面図； 第４図は、剪断加工により凹部を形成した凹部成形品の
中央部の第１図の鎖線IV-IVに沿う断面図； 第５図は、ポンチ張出し成形により凹部を形成した凹部
成形品の中央部の断面図； 第６図は、凹部成形品の被覆金属層を酸化して得られた
容器の中央部断面図； 第７図は、チップ接着層および封着用ガラス層を形成し
た後の容器の中央部断面図；および 第８図は、半導体チップを収納した容器の中央部断面図
である。 1:円形断面棒状クラッド材 2:狭幅板状クラッド材 3:クラッドブランク、4:凹部成形品 5:凹部、6:凹部周面 7:長辺側側面、8:容器 ８′：容器蓋、9:金属酸化物層 10:接着層、11:封着用ガラス層 12:半導体チップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 平八 愛知県名古屋市緑区鳴海町字伝治山３番地 鳴海製陶株式会社内 審査官 斎藤 恭一 (56)参考文献 実開 昭63−18846（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体チップを収納するための凹部と該凹
   部を囲む周囲面を有する集積回路容器の製造方法におい
   て、酸化物を形成する金属で被覆された円形断面の棒状
   クラッド材を圧延し、該酸化物形成金属で被覆された芯
   材からなる狭幅板状の材料を形成する工程と、該狭幅板
   状材料を所定の長さに切断する工程と、凹部を形成する
   工程と、前記芯材を覆う金属を表面から酸化する工程と
   を備えることを特徴とする集積回路容器の製造方法。
2. 【請求項２】前記酸化物を形成する金属はアルミニウム
   である特許請求の範囲第１項に記載の集積回路容器の製
   造方法。