JPH1117061A

JPH1117061A - Ｉｃパッケージ

Info

Publication number: JPH1117061A
Application number: JP18060897A
Authority: JP
Inventors: Masanori Takeuchi; 正則竹内
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1999-01-22
Anticipated expiration: 2017-06-20
Also published as: JP2943773B2

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミック製ＩＣパッケージにおいて、方向指
示マークの視認性に優れる低価格なＩＣパッケージの提
供。【解決手段】内部配線層を有するセラミック製ＩＣパッ
ケージにおいて、方向指示マークを内部配線層と同層に
設けて、方向指示マーク形成に関わる工程を削除するこ
とで、製造コストを削滅し、且つ方向指示マークに確実
に外装メッキ処理を施すことで方向指示マークの視認性
を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣパッケージに
関し、特にインデックスマーク付きセラミック製ＩＣパ
ッケージに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にＩＣチップ搭載用パッケージに
は、使用時の方向を指示するインデックスマークあるい
は形状を備えている。これは、使用方向を間違えた場合
に、ＩＣチップが誤動作したり、回路の短絡等によっ
て、安全上の問題が発生することを防止するためであ
り、セラミック製ＩＣパッケージにおいても、同じ機能
を持ったインデックスマーク、形状或いはその両方を備
えている。

【０００３】通常、セラミック製ＩＣパッケージの場
合、インデックスマーク材料として内部配線層と同一の
導体材料（例えばタングステンを主成分とする導体材
料）が用いられる。

【０００４】これは、インデックスマーク材料に内部配
線と同じ材料を使用した方が、材料調達及び管理が容易
であり、内部配線層と同−の製造工程・設備が利用可能
といった利点を享受できる、ためである。その結果、最
終的に得られるインデックスマークは、薄い乳白色を呈
し、下地色がわずかに透けた状態となる。したがって、
セラミック部が白色の場合、外観上インデックスマーク
を識別できず、このままではインデックスマークとして
の機能を果たさない。また、セラミック部が黒色あるい
は小豆系の色であった場合でも、下地色がわずかに透け
て見えることから、認識しにくい、といった問題点があ
る。

【０００５】これら問題の解決を図るため、従来、
（１）インデックスマーク導体材料表面にメッキを施し
て下地色との差別化を図る、（２）インデックス形状を
備える、或いは、上記（１）、（２）の両方を備える、
といった対策が施されている。例えば実開昭６１−４６
７３９号公報には、パッケージ表面のインデックスマー
ク導体部表面に、電解メッキ法によるメッキ層を備えた
ＩＣパッケージ構造が提案されている。

【０００６】図７は、従来のインデックスマーク製造工
程を、セラミック製ＩＣパッケージの代表的存在である
ＰＧＡ（ピン・グリッド・アレイ）型セラミック製ＩＣ
パッケージを例に示した工程図である。

【０００７】まず、アルミナセラミック及びガラス成分
を主成分とするシート状のセラミック層（以下、「グリ
ーンシート」という）１を所定の寸法に製造・加工する
（図７（ａ）参照）。

【０００８】次に、グリーンシート１にシート開口部５
と、インデックスマークと後述する電解メッキ用パター
ン１３とを電気的に接続するためのインデックスマーク
用スルーホール２を金型等を用い形成する（図７（ｂ）
参照）。

【０００９】続いて、インデックスマーク用スルーホー
ル２にタングステンを主成分とするペースト状の導体を
圧入し、ビア３を形成する（図７（ｃ）参照）。

【００１０】最後に、グリーンシート１上の所定の位置
に、タングステンを主成分とする導体ペーストを印刷す
ることでインデックスマーク用パターン４を形成し、セ
ラミック製ＩＣパッケージ表面に使用される第１グリー
ンシート６を得る（図７（ｄ）参照）。なお、図７
（ｄ）は、図７（ｅ）の平面図のＡ−Ａ′線断面図であ
る。

【００１１】同様に、他のセラミック層についても、以
下の（ａ）〜（ｄ）に示す工程を経て製造され、その製
造フローは、前記した第１グリーンシート６とほぼ同様
である。

【００１２】（ａ）グリーンシート製造・加工、（ｂ）開口部及びスルーホール形成、（ｃ）スルーホールヘの導体圧入によるビア形成、（ｄ）パターン印刷。

【００１３】このようにして製造された各グリーンシー
トを、積層・接着し（図８（ｂ）参照）、欠け防止のた
めの面取り１３を行った後、電解メッキ用パターン１４
をシート側面に印刷することで、グリーンシート積層体
１５を得る（図８（ｃ）参照）。

【００１４】図８は、積層数４枚のセラミック製ＰＧＡ
型ＩＣパッケージの積層工程及び構造を示したものであ
り、図８（ａ）には、第１〜第４グリーンシートの各々
の断面構造を示し、図８（ｂ）は第１〜第４グリーンシ
ート６〜９の積層状態を示している。また図８（ｃ）
は、電解メッキ用パターン１４を積層体側面に印刷して
得られたグリーンシート積層体１５を示している。

【００１５】図８（ａ−１）を参照すると、第２グリー
ンシート７は、スルーホール加工ズレ及び積層ズレに伴
う断線を防止するための受けランド１０が、インデック
スマーク用パターン４と同じタングステンを主成分とす
る導体ペーストによりスクリーン印刷されており、下層
に位置する第３グリーンシート８上の内部配線パターン
１１と接続するためのビア３も形成されている。

【００１６】図８（ａ−３）を参照すると、第３グリー
ンシート８には、ボンディング用パターンを含む内部配
綾パターン１１がスクリーン印刷されており、外部端子
接続用パターン１２と電気的に接続されるビア３も形成
されている。

【００１７】また、図８（ａ−４）を参照すると、第４
グリーンシート９表面には、受けランド１０が、裏面に
は外部端子接続用パターン１２がスクリーン印刷されて
おり、受けランド１０と外部端子接続用パターン１２は
ビア３により電気的に接続されている。

【００１８】また図９は、セラミック製ＰＧＡ型ＩＣパ
ッケージの積層工程以降の基本的な製造工程を示した工
程断面図である。

【００１９】グリーンシート積層体１５（図８（ｃ）参
照）を、還元雰囲気中・１０００℃以上の温度で焼成す
ることで、セラミック焼結体１６を得る（図９（ａ）参
照）。

【００２０】得られたセラミック焼結体１６の導体表面
にＮｉメッキ１７を施す（図９（ｂ）参照）。

【００２１】その後、治工具を用いて外部端子１８を所
定位置に配置、Ａｇ一Ｃｕ金属ロウ材１９によりセラミ
ック焼結体１６と接続する（図９（ｃ）参照）。

【００２２】再度、Ｎｉメッキ２０を施した後（図９
（ｄ）参照）、Ａｕメッキ等の外装メッキ２１を施す
（図９（ｄ）参照）。

【００２３】最終的にパッケージ側面を所定の寸法に研
磨し、電解メッキ用パターン１４を取り除くことで、セ
ラミック製ＰＧＡ型ＩＣパッケージ２３が得られる（図
９（ｅ）参照）。但し、上記説明では、全て電解メッキ
用パターン１４を利用した電解メッキ法によるメッキを
想定しているが、電解メッキ用パターン１４を利用しな
い無電解メッキ法の場合には、電解メッキ用パターン１
４を印刷する工程、パッケージ側面の研磨工程、インデ
ックスマーク用スルーホール２形成、ビア３形成工程が
存在しないだけで、その他工程は電解メッキの場合と同
じである。

【００２４】また、形状をインデックスとする場合は、
図１０に示すように、インデックスコーナー２４のみ、
他のコーナーと異なる形状を採用し、外観上で識別をす
る方法や、外部端子の配列を非対称にし、間違えた方向
には物理的に実装できなくする方法が採用されている。
すなわち、図１０（ａ）では、他の３つのコーナーと相
違して切り欠き部を備えたコーナー部をインデックスコ
ーナー２４とし、図１０（ｂ）では、他の３つのコーナ
ーと異なり、図の右下のコーナー部の外部端子配列内周
にインデックスピン２５を備え、図１０（ｃ）では、他
の３つのコーナーと異なり、図の右下のコーナー部の外
周の外部端子を設けずインデックスコーナーとして機能
させている。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＩＣ
パッケージには、使用時の方向を指示するインデックス
マーク或いは形状が必要であるが、これらは、基本的
に、電気的な機能を有していず、ＩＣそのものの動作に
は、作用・影響しないものである。

【００２６】したがって、インデックスマークあるいは
形状の形成は、ＩＣ本来の目的から外れており、余分な
工程・材料をかけて、コスト高になっているともいえ
る。

【００２７】また、インデックスマークを導体パターン
のみで構成した場合には、視認性が悪く、形状変更によ
り方向指示をする場合にも、外部端子配置から大きく異
なった形状を採れないため、すぐに方向を判断できない
といった問題点がある。

【００２８】更に、外部端子配列に工夫を凝らす場合に
は、搭載方向を物理的に制限するため、方向間違いによ
る誤動作等の問題を引き起こすことは回避されるが、逆
に、間違えて搭載しようとすると、外部端子を変形させ
たり、傷つけるというように、外的損傷をＩＣパッケー
ジに与える可能性があり、前述のインデックスマークあ
るいは形状と併せて実施する必要がある。

【００２９】したがって、本発明は、上記の問題点に鑑
みてなされたものであって、その目的は、セラミック製
ＩＣパッケージの操作性を向上すると共に、製造工程の
短縮を図ることで生産性および経済性を向上するＩＣパ
ッケージを提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、内部配線層を有するセラミック製ＩＣパ
ッケージにおいて、表面のセラミック層よりも外形が大
きく、内部配線を有するセラミック層に、電解メッキ法
による外装メッキ処理を施された方向指示マーク（以下
「インデックスマーク」という）を備えたことを特徴と
する。

【００３１】［作用］本発明のセラミック製ＩＣパッケ
ージは、セラミック表面層よりも内部配線層を有するセ
ラミック層の外形を大きくし、該セラミック層上にイン
デックスマークを有することから、インデックスマーク
用パターン印刷と内部配線パターン印刷とを同じスクリ
ーン印刷工程において実現できる。このため、インデッ
クスマーク専用パターンの印刷工程を必要とせず、製造
工程を短縮することで、従来よりも低コストで製造する
ことが可能である。

【００３２】さらに、電解メッキ法を利用して外装メッ
キを行う場合には、セラミック側面に印刷された電解メ
ッキ用パターンと内部配線パターンと同一層で電気的に
接続できるため、インデックスマーク用スルーホールの
加工及びビアの形成工程が不要となり、より一層の工程
短縮、低コスト化が図れる。またＡｕメッキ等の外装メ
ッキを確実に実施できるので、セラミック色との区別が
容易であり、パッケージ使用方向の認識が簡単に行え
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明のＩＣパッケージの実施の
形態について図面を参照して以下に説明する。図１乃至
図４は、本発明の実施の形態の製造工程を示す図であ
る。

【００３４】図１は、本発明の実施の形態における第１
グリーンシートの製造工程を示したものである。第１グ
リーンシート６は、アルミナセラミック及びガラス成分
を主成分とするグリーンシート１を所定寸法に製造・加
工し（図１（ａ）参照）。続いて、グリーンシート１に
シート開口部５と、後述するインデックスマークが見え
るように、コーナー部に切り欠き（図１（ｃ）では右下
コーナー）を、金型等を用いて形成して、セラミック製
ＩＣパッケージ表面に使用される第１グリーンシート６
を得る（図１（ｂ）、図１（ｃ）参照）。図１（ｂ）
は、図１（ｃ）の平面図のＡ−Ａ′線断面図である。

【００３５】また、第２グリーンシート７（図３で説明
するように積層される）も、同様に以下の（ａ）〜
（ｂ）の工程で製造される。

【００３６】（ａ）グリーンシート製造・加工、（ｂ）開口部形成。

【００３７】図２は、第３グリーンシート８（図３で説
明するように積層される）の製造フローを示しており、
アルミナセラミック及びガラス成分を主成分とするグリ
ーンシート１を所定寸法に製造・加工し（図２（ａ）参
照）、こうして得られたグリーンシート１にシート開口
部５およびスルーホール２を金型等を用い形成する（図
２（ｂ）参照）。

【００３８】続いて、スルーホール２にタングステンを
主成分とするペースト状の導体を圧入しビア３を形成す
る（図２（ｃ）参照）。

【００３９】最終的に、グリーンシート１の所定位置
に、タングステンを主成分とする導体ペーストを印刷す
ることで、内部配線パターン１１及びインデックスマー
ク用パターン４を形成、セラミック製ＩＣパッケージに
使用される第３グリーンシート８を得る（図２（ｄ）参
照）。なお、図２（ｅ）は、図２（ｄ）をインデックス
マーク方向からみた平面図であり、図２（ｄ）は図２
（ｅ）のＡ−Ａ′線断面図である。

【００４０】同様に他のセラミック層についても、製造
フローは、上記した第３グリーンシート８とほぼ同様
に、以下の（ａ）〜（ｄ）の工程を経て製造される。

【００４１】（ａ）グリーンシート製造・加工、（ｂ）開口部及びスルーホール形成、（ｃ）スルーホールヘの導体庄入によるビア形成、（ｄ）パターン印刷。

【００４２】このようにして製造された各グリーンシー
トを積層・接着し、欠け防止のための面取り１３を行っ
た後、電解メッキ用パターン１４をシート側面に印刷す
ることで、グリーンシート積層体１５を得る（図３参
照）。

【００４３】図３は、積層数４枚のセラミック製ＰＧＡ
型ＩＣパッケージの積層過程・構造を示したものであ
り、図３（ａ）は、第１〜第４のグリーンシート６〜９
の断面構造を示し、図３（ｂ）は、第１〜第４グリーン
シート６〜９の積層状態を示し、図３（ｃ）は、電解メ
ッキ用パターン１４を積層体側面に印刷して得られたグ
リーンシート積層体１４を示している。

【００４４】グリーンシート積層体１５を還元雰囲気中
・１０００℃以上の温度で焼成することでセラミック焼
結体を得て、該セラミック焼結体の導体表面にＮｉメッ
キ１７を施した後、治工具を用いて外部端子１８を所定
位置に配置、Ａｇ−Ｃｕ金属ロウ材１９によりセラミッ
ク焼結体と接続する。

【００４５】再度、Ｎｉメッキ２０を施した後、Ａｕメ
ッキ等の外装メッキ２１を施す。最終的にパッケージ側
面を所定の寸法に研磨して、電解メッキ用パターンを取
り除くことで本発明のセラミック製ＰＧＡ型ＩＣパッケ
ージ２９が得られる（図８参照）。但し、上記説明で
は、全て電解メッキ用パターンを利用した電解メッキ法
によるメッキを想定しているが、電解メッキ用パターン
を利用しない無電解メッキ法の場合には、電解メッキ用
パターン１４を印刷する工程が存在しないだけで、その
他の工程は電解メッキの場合と同じである。

【００４６】またセラミック材料には、アルミナ以外に
窒化アルミニウム、ムライト、ガラスセラミックが使用
可能であり、外装メッキにはＡｕ以外のＮｉ、Ｐｂ−Ｓ
ｎ、Ｓｎメッキ等が使用できる。

【００４７】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、上記した本
発明の実施の形態のセラミック製ＩＣパッケージをイン
デックス方向からみた平面図及び断面図である。セラミ
ック製ＰＧＡ型ＩＣパッケージ２９は、下層に形成され
るインデックスマーク３０が外観で見えるような切り欠
きをコーナー部に１カ所持ったセラミック表面層（第１
セラミック層）及び第２セラミック層と、第１、第２セ
ラミック層よりも外形の大きな内部配線を有するセラミ
ック層（図では第３セラミック層）を有し、このセラミ
ック層のコーナー部に、電解メッキ法或いは無電解メッ
キ法によるＡｕメッキ処理を施されたインデックスマー
ク３０を備えている。

【００４８】

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例を図面を参照して以下
に説明する。

【００４９】図５は、本発明の第一の実施例の構成を示
しており、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５
（ａ）のＡ−Ａ′線の断面図である。セラミック製ＰＧ
Ａ型ＩＣパッケージ３２は、下層に形成されるインデッ
クスマーク３０が外観で見えるような切り欠きをコーナ
ー部に１カ所持ったセラミック表面層（第１セラミック
層３５）及び第２セラミック層３６と、第１、第２セラ
ミック層３５、３６よりも外形の大きな内部配線を有す
るセラミック層を有し、このセラミック層のコーナー部
に、電解メッキ法或いは無電解メッキ法によるＡｕメッ
キ処理を施されたインデックスマーク３０を備えてい
る。

【００５０】これにより、本実施例においては、従来必
要とされていた、（１）第１セラミック層３５となる第
１グリーンシート６へのビア３形成工程、及び（２）イ
ンデックスマーク用パターン４印刷工程の２工程と、
（３）第２セラミック層３６となる第２グリーンシート
ヘのビア形成工程、及び（４）受けランド１０印刷工程
の２工程の、併せて４工程を省略できる。

【００５１】本実施例は、インデックスマーク３０が１
カ所設けた例を示したが、ＩＣパッケージの使用方向を
判断できれば必ずしも１カ所である必要はない。

【００５２】図６は、本発明の第二の実施例の構成を示
したものであり、図６（ａ）は第１セラミック層の平面
図、図６（ｂ）は第２セラミック層の平面図であり、図
６（ｃ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ′線の断面図である。

【００５３】セラミック製ＰＧＡ型ＩＣパッケージ３４
は、複数の内部配線層を持ったＰＧＡ型ＩＣパッケージ
を示している。ＩＣパッケージ３４は、第２セラミック
層３６に形成されるインデックスマーク３０が外観で見
えるような形状を持ったセラミック表面層（第１セラミ
ック層３５）と、内部配線パターン３３およびインデッ
クスマーク用パターン４が設けられた第２セラミック層
３６と、内部配線パターン１１を有する第３セラミック
層３７と、第２セラミック層３６に電解メッキ法或いは
無電解メッキ法によってＡｕメッキ処理を施したインデ
ックスマーク３０を備えて構成されている。

【００５４】これにより、本実施例では、従来必要であ
った、（１）第１セラミック層３５となる第１グリーン
シート６へのビア３形成、及び（２）インデックスマー
ク用パターン４印刷工程の２工程が省略可能となる。

【００５５】この場合、前記第一の実施例より削減工程
数が減るものの、図１０（ａ）からわかるように、イン
デックスマーク３０を大きく設定できるため視認性に優
れるＩＣパッケージを提供できる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＩＣパッ
ケージによれば、従来の製造工程の一部の製造工程を削
減できるため、従来よりも、低コストのＩＣパッケージ
を提供できる。

【００５７】更に本発明のＩＣパッケージによればイン
デックスマークに確実に外装メッキを施せることから、
セラミック色との識別が容易となり、使用方向の確認の
容易な操作性に優れるＩＣパッケージを提供することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の実施の形態のパッ
ケージ表面層（第１グリーンシート）の製造フローを説
明するための工程断面図である。（ｃ）は、図１（ｂ）
をインデックスマーク方向から見た平面図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態におけ
る内部配線及びインデックスマーク印刷層の製造フロー
を説明するための工程断面図である。（ｅ）は図２
（ａ）をインデックスマーク方向から見た平面図であ
る。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態におけ
るセラミック製ＰＧＡ型ＩＣパッケージの積層以後の製
造フローの説明するための工程断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の実施の形態のセラ
ミック製ＩＣパッケージをインデックス方向からみた平
面図及び断面図である。

【図５】本発明の第一の実施例を説明するための図であ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図６】本発明の第二の実施例を説明するための図であ
り、（ａ）、（ｂ）は平面図、（ｃ）は断面図である。

【図７】（ａ）〜（ｄ）は、従来のインデックスマーク
用導体層を持つパッケージ表面層（第１グリーンシー
ト）の製造フロー（（ｅ）のＡ−Ａ′線断面）であり、
（ｅ）は、図７（ｄ）をインデックスマーク方向から見
た平面図である。

【図８】（ａ）は従来のセラミック製ＰＧＡ型ＩＣパッ
ケージの構成層の概略図、（ｂ）は各構成層の積層状態
の概略図、（ｃ）は従来のグリーンシート積層体の概略
図である。

【図９】（ａ）〜（ｅ）は、従来のセラミック製ＰＧＡ
型ＩＣパッケージの積層以後の製造フローを説明するた
めの工程断面図である。

【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、従来の形状変更によるイ
ンデックス方向指示の説明図である。

【符号の説明】１グリーンシート２インデックスマーク用スルーホール３ビア４インデックスマーク用パターン５シート開口部６第１グリーンシート７第２グリーンシート８第３グリーンシート９第４グリーンシート１０ランド１１内部配線パターン１２外部端子接続用パターン１３電解メッキ用パターン１４電解メッキ用パターン１５グリーンシート積層体１６セラミック焼結体１７Ｎｉメッキ１８外部端子１９Ａｇ一Ｃｕ金属ロウ材２０Ｎｉメッキ２１外装メッキ２３セラミック製ＰＧＡ型ＩＣパッケージ２４インデックスコーナー２５インデックスピン２９セラミック製ＰＧＡ型ＩＣパッケージ３０インデックスマーク３２セラミック製ＰＧＡ型ＩＣパッケージ３５第１セラミック層３６第２セラミック層３７第３セラミック層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部配線層を有するセラミック製ＩＣパッ
ケージにおいて、表面のセラミック層よりも外形が大きく、内部配線を有
するセラミック層に、電解メッキ法による外装メッキ処
理を施された方向指示マーク（以下「インデックスマー
ク」という）を備えたことを特徴とするＩＣパッケー
ジ。
【請求項２】前記インデックスマークが、無電解メッキ
法により、外装メッキ処理を施されている、ことを特徴
とする請求項１記載のＩＣパッケージ。
【請求項３】内部配線層を有するセラミック製ＩＣパッ
ケージにおいて、表面のセラミック層、もしくは前記表面のセラミック層
及びその下層の１又は複数のセラミック層のコーナー部
に切り欠きを設け、前記切り欠きを設けたセラミック層
の下層に位置する内部配線を有するセラミック層の前記
切り欠きに対応するコーナー部に設けた内部導体パター
ンがこれより上層の前記セラミック層の切り欠き部を突
出して表面側からみて見えるようにし、これを方向指示
マーク（以下「インデックスマーク」という）としたこ
とを特徴とするＩＣパッケージ。
【請求項４】前記インデックスマークが、電解メッキ法
にもしくは無電解メッキ法により外装メッキ処理を施さ
れている、ことを特徴とする請求項３記載のＩＣパッケ
ージ。