JPH11191601A - 半導体パッケージ気密封止用リッド - Google Patents

半導体パッケージ気密封止用リッド

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JPH11191601A
JPH11191601A JP9360344A JP36034497A JPH11191601A JP H11191601 A JPH11191601 A JP H11191601A JP 9360344 A JP9360344 A JP 9360344A JP 36034497 A JP36034497 A JP 36034497A JP H11191601 A JPH11191601 A JP H11191601A
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JP
Japan
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lid
solder
semiconductor package
face part
solder layer
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JP9360344A
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English (en)
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Shizuteru Hashimoto
静輝 橋本
Tetsuya Yamamoto
哲也 山本
Yutaka Miyata
豊 宮田
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Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Senju Metal Industry Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Senju Metal Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 よって、本発明の課題は、はんだ層を内側に
設けたリッドを使ってパッケージの気密封止を行う際に
見られる僅かな可能性のある問題点をほぼ100%解決し
て、信頼性の高い気密封止を行うことのできる半導体パ
ッケージ気密封止用金属製リッドを提供することであ
る。 【解決手段】 金属板にはんだ層をクラッド化して、は
んだ層を内側にしてこれを帽子形状に絞り成形し、平坦
な頂面部と、その周囲から連続して設けられ、傾斜した
側面部と、その下端部を取り囲む縁面部とから構成し、
断面形状において、下記式を満足させる。ここに、L:
縁面部の幅、H: 頂面部の高さ、θ: 側面部の傾斜角度
である。 H≧L ・・・・・(1) 5°≦θ≦20° ・・・・・(2)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体パッケージ気密
封止用リッド、特に、キャップ状に成形され、内側には
んだ層を設けた半導体パッケージ気密封止用金属製リッ
ドに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体パッケージには、信頼性の確保の
ために、気密封止が要求される。そのために、リッドと
呼ばれる蓋体で気密に封止することが行われている。
【0003】例えば、セラミックス等の絶縁性基体に搭
載した半導体素子搭載部を、板状またはキャップ状の蓋
体で覆い、はんだ、ロウ材、ガラス等の封止材を用いて
接合部を封止した気密封止型半導体パッケージは、耐熱
性や高度の耐久性、信頼性が要求される用途に利用され
ている。封止材としては、はんだが最も低温で封止でき
る点で有利である。
【0004】蓋体としては、セラミックスと金属が主に
利用されている。はんだで封止する場合、セラミックス
製の蓋体は、はんだとの接合性を確保するため、蓋体の
接合部を予め厚膜メタライズ処理する必要があるので、
製造コストが高くつく。一方、金属製の蓋体はこのよう
な処理が不要であり、はんだを直接接合させることがで
きるため、製造コスト面からは有利である。
【0005】従来の一般的な金属製の蓋体は、所定の大
きさの金属板からなる蓋本体の外周部 (接合部) に封止
材のはんだ層を形成したものからなる。はんだとして
は、Pb/Sn系、Pb/Sn/Ag系などの、融点が300 ℃前後
の高温はんだが一般に用いられている。この蓋体を、そ
の外周に設けたはんだ層がパッケージ基体の半導体素子
搭載部の外周に形成されたシール部の上に重なるように
して基体に載せ、オーブン等で加熱してはんだを溶融さ
せることにより蓋体を基体に接合させると、半導体パッ
ケージの気密封止が達成される。
【0006】このような外周部にはんだ層を有する金属
製蓋体は、蓋本体の外周部に、はんだ粉末とフラック
スとを含有するはんだペーストを印刷し、リフローして
はんだ層を形成する方法か、或いは矩形リング形状に
打ち抜かれたはんだ薄板を、蓋本体の外周部に配置し、
数カ所を予めスポット溶接して、はんだ薄板を蓋本体に
固定する方法により製造されている。
【0007】のはんだペーストを印刷してリフローす
る方法の方が、のはんだ薄板を打ち抜いてスポット溶
接する方法より、低コストで、しかも大量生産に向いて
いる点で有利である。しかし、この方法では、はんだペ
ースト中のフラックスが残留してボイドが発生し易い。
このボイドに取り込まれたフラックス残渣が、はんだを
溶融させて封止する際の加熱中に揮発してボイド破裂が
起こり、周囲にはんだボールが飛散して、パッケージ基
体の配線部や半導体素子等に付着する。このはんだボー
ルは、例えば、直径が3〜5μm程度であるが、半導体
素子にも付着し、素子の特性や動作を阻害する。
【0008】の方法は、このような問題はないが、は
んだ薄板が柔らかく、ハンドリング性が悪いため、はん
だ薄板を所定の矩形リング形状に打ち抜き、打ち抜いた
はんだ薄板を蓋本体に位置決めして配置し、スポット溶
接するという作業が非常にやり難く、生産性の面で不利
である。さらに、特開平1−318250号公報に指摘されて
いるように、スポット溶接時に電極を押し当てた箇所の
はんだ薄板が凹み、この凹部の周囲が逆に盛り上がって
凸部になって、凹凸が形成される。この凹凸により、封
止時の蓋体の位置ずれ、はんだ層の厚みの不均一による
寸法精度の低下、凸部による傷発生や凹部に気泡が残る
ことによる気密封止性の低下、といった問題がある。
【0009】従来、かかる目的に使用されるリッドは、
内側面に設けられたはんだを封止材とした金属製リッド
であり、平板タイプであった。図1は、従来のリッドを
使ってパッケージの気密封止を行った例を示す。図中、
リッド30は内側にはんだ層32を備えており、内部にチッ
プ部品を収容する半導体パッケージ34の上周面にはAuシ
ールリング36が設けられ、この上にリッド30をセット
し、加重しながら、加熱すると、Auシールリングに接触
している領域のはんだが溶融して接合が行われるばかり
でなく、その周囲のはんだ層のはんだも溶融し、Auシー
ル部に移動し、パッケージは効果的に封止される。
【0010】しかし、従来のリッドではパッケージ並び
にリッドに反り、変形があると封止部を充填するはんだ
量が不足するため、信頼性のある気密を確保することが
困難となっていた。
【0011】一方、はんだ層を厚くした場合、加熱溶融
時、余分なはんだはパッケージキャビティ部に垂れ込ん
だり、リッド面から垂れ下がり、チップに付着するとい
う問題が発生する。
【0012】最近では、リッドをキャップ状に成形し、
その周囲の縁部を、パッケージに封止することが試みら
れている。しかしながら、その場合にも、余分なはんだ
がチップ上に垂れ込んだりして誤動作が生じ易い。
【0013】電気・電子機器については信頼性の確保が
欠かせず、特に高度の信頼性の求められる高機能電気・
電子機器についてはほぼ100 %の信頼性を保証しなけれ
ばならない等、わずかな可能性であっても問題点がある
以上、その影響は大きく、絶えず改善が求められてい
る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明の課題
は、はんだ層を内側に設けたリッドを使ってパッケージ
の気密封止を行う際に見られる僅かでも可能性のある問
題点をほぼ100 %解決して、信頼性の高い気密封止を行
うことのできる半導体パッケージ気密封止用金属製リッ
ドを提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、はんだ層
をクラッド化した平板タイプの金属製リッドを絞り加工
により帽子形状に成形した。
【0016】このようにして得たリッドをパッケージの
Auシールリング上にセットし、加重しながら加熱封止し
たところ、側面部 (頂面部のはんだも一部伴い) のはん
だは溶融して、側面部が傾斜しているため溶融はんだが
連続してシール部に移動するため、封止のための充分な
量のはんだが容易に確保 (メニスカス形成) され、気密
信頼性は大いに改善された。
【0017】特に、使用するはんだとして、既に平板タ
イプの金属製リッドにて気密信頼性(特に耐熱サイクル)
が保障されていた組成とすることにより、信頼性はさ
らに改善される。
【0018】よって、本発明は次の通りである。 (1) 頂面部と、該頂面部の周囲から連続して設けられ、
傾斜した側面部と、該側面部の下端部を取り囲む縁面部
とから成り、これらの頂面部、側面部そして縁面部の内
側面にはんだ層が設けられており、断面形状において、
前記縁面部の幅L、前記頂面部の高さH、そして前記頂
面部の垂直面に対する前記側面部の傾斜角度θとする
と、下記関係を満足することを特徴とする半導体パッケ
ージ気密封止用リッド。
【0019】H≧L ・・・・・(1) 5°≦θ≦20° ・・・・・(2) (2) 金属板にはんだをクラッドした金属クラッド板のは
んだ層の側から絞り加工成形により前記側面部および頂
面部を成形した上記(1) 記載の半導体パッケージ気密封
止用リッド。
【0020】(3) 前記はんだ層が、240 〜310 ℃の範囲
内の溶融点を有するPb系はんだ合金から成る上記(1) ま
たは(2) 記載の半導体パッケージ気密封止用リッド。 (4) 前記はんだ合金の組成が、重量%で、Bi:2〜15
%、Sn:2〜6%、In:0.5 〜2%、Ag:0.5 〜2%、
残部Pbである上記(3) 記載の半導体パッケージ気密封止
用リッド。
【0021】
【発明の実施の形態】添付図面を参照して本発明をさら
に具体的に説明する。図2は、本発明にかかる半導体パ
ッケージ気密封止用金属製リッド10の略式断面図であ
る。
【0022】図2に示すように、本発明にかかるリッド
10は、好ましくは平坦な頂面部16と、その周囲から連続
して設けられ、傾斜した側面部18と、その下端部を取り
囲む縁面部20とから成り、これは縁付き帽子のような形
状であって、以下において帽子状あるいは帽子状に成形
すると言う。通常、かかる形状への成形は、絞り成形に
よって行われ、それによれば大量生産が可能となり、パ
ッケージ封止用としては好ましい。
【0023】リッド10の本体は、好ましくは金属板、例
えばコバール(Kov) 、42合金 (42Ni-Fe)板から構成さ
れ、その内側全体にはんだ層22がクラッド化されてい
る。したがって、絞り成形の場合、はんだ層が内側に来
るようにして成形される。
【0024】本発明において用いるはんだ合金は特に制
限はされないが、好ましくは、240〜310 ℃の範囲内の
溶融点を有するPb系はんだ合金である。かかる合金の例
としては、重量%で、Bi:2〜15%、Sn:2〜6%、I
n:0.5 〜2%、Ag:0.5 〜2%、残部Pbである組成の
合金が挙げられる。
【0025】ここに、本発明によれば、図1に示す断面
形状において、縁面部20の幅L、頂面部16の高さH、そ
して頂面部の垂直面に対する側面部18の傾斜角度θとす
ると、下記関係を満足する。
【0026】H≧L ・・・・・(1) 5°≦θ≦20° ・・・・・(2) ここに、HがL未満であると、つまりH<Lであると、
はんだ付けの際に封止部に供給されるはんだ量が少な
く、気密封止の信頼性が低下する場合があるからであ
る。このことは、十分な長さの側面部を備えることと同
義である。
【0027】なお、LはAuシールリング24の幅寸法をほ
ゞ覆うことのできる程度の大きさとする。また、傾斜角
度θが5°未満のときには、側面部がほぼ頂面に対して
直角になっており、これは従来技術のそれに変わらず、
頂面部からの溶融はんだの落下が防止できない。一方、
20°超となると、はんだが十分に流れないため、気密封
止のための必要量のはんだが確保できない。好ましい傾
斜角度θは、5〜20°である。次に、実施例によって本
発明の作用効果をさらに具体的に説明する。
【0028】
【実施例】本例では、図1に示す形状のリッドを絞り成
形によって作製した。このときの金属板は厚さ0.4 〜0.
6mm のコバール(Kov) アルミニウム板、はんだ合金は、
重量%で、Bi:2〜15%、Sn:2〜6%、In:0.5 〜2
%、Ag:0.5〜2%、残部Pbである組成を有するPb系は
んだ合金であった。
【0029】クラッド化は冷間圧延によって行い、その
厚さは0.15〜0.2mm であった。なお、H=0.5mm 、L=
0.3mm 、傾斜角度θ=10°であった。得られた各リッド
を用いて半導体パッケージの気密封止を行い、それぞれ
について気密信頼性の評価試験を行った。その結果は表
1にまとめて示す。
【0030】
【表1】
【0031】
【発明の効果】本発明のはんだをクラッドした金属板か
らなる半導体パッケージ気密封止用の金属製蓋体は、容
易に大量生産でき、使用も簡単である上、従来の蓋本体
にはんだペーストを印刷してリフローすることにより形
成した蓋体とは異なり、はんだ層が蓋本体の金属板にク
ラッドされているため、封止時に加熱された時にはんだ
が飛散してパッケージ内にはんだボールが付着すること
による製品不良が避けられる。また、はんだとして少量
のSnとInを含有するPb系合金を用いると、判断の耐熱衝
撃性が非常に高いため、特に優れた万全の気密信頼性が
得られる。
【0032】本発明によれば、その他、次のような優れ
た効果が得られる。 リッドを帽子形状にすることにより、チップ搭載空間
が確保できるため、パッケージ側を平板 (単板) にする
ことが可能となった。 パッケージの平板化により製造コストの低減が可能と
なった。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のリッドを用いて半導体パッケージを気密
封止したときの様子を示す略式断面図である。
【図2】本発明にかかる半導体パッケージ用リッドの略
式断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 豊 東京都足立区千住橋戸町23番地 千住金属 工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 頂面部と、該頂面部の周囲から連続して
    設けられ、傾斜した側面部と、該側面部の下端部を取り
    囲む縁面部とから成り、これらの頂面部、側面部そして
    縁面部の内側面にはんだ層が設けられており、断面形状
    において、前記縁面部の幅L、前記頂面部の高さH、そ
    して前記頂面部の垂直面に対する前記側面部の傾斜角度
    θとすると、下記関係を満足することを特徴とする半導
    体パッケージ気密封止用リッド。 H≧L ・・・・・(1) 5°≦θ≦20° ・・・・・(2)
  2. 【請求項2】 金属板にはんだをクラッドした金属クラ
    ッド板のはんだ層の側から絞り加工成形により前記側面
    部および頂面部を成形した請求項1記載の半導体パッケ
    ージ気密封止用リッド。
  3. 【請求項3】 前記はんだ層が、240 〜310 ℃の範囲内
    の溶融点を有するPb系はんだ合金から成る請求項1また
    は2記載の半導体パッケージ気密封止用リッド。
  4. 【請求項4】 前記はんだ合金の組成が、重量%で、B
    i:2〜15%、Sn:2〜6%、In:0.5 〜2%、Ag:0.5
    〜2%、残部Pbである請求項3記載の半導体パッケー
    ジ気密封止用リッド。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003168901A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Kyocera Corp 電子部品装置
US7142435B2 (en) 2002-07-19 2006-11-28 Senju Metal Industry Co., Ltd. Lid for use in packaging an electronic device and method of manufacturing the lid
JP2013171907A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Seiko Epson Corp 電子デバイスの封止方法及び電子デバイス
WO2016104576A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 株式会社日立金属ネオマテリアル 気密封止用蓋材、気密封止用蓋材の製造方法および電子部品収納パッケージ
CN110977361A (zh) * 2019-12-26 2020-04-10 中国电子科技集团公司第五十八研究所 一种集成电路封装用的平行缝焊合金盖板及其制备方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003168901A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Kyocera Corp 電子部品装置
US7142435B2 (en) 2002-07-19 2006-11-28 Senju Metal Industry Co., Ltd. Lid for use in packaging an electronic device and method of manufacturing the lid
KR100952096B1 (ko) 2002-07-19 2010-04-13 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 전자 부품 패키지용 덮개 및 그 덮개의 제조 방법
JP2013171907A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Seiko Epson Corp 電子デバイスの封止方法及び電子デバイス
WO2016104576A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 株式会社日立金属ネオマテリアル 気密封止用蓋材、気密封止用蓋材の製造方法および電子部品収納パッケージ
JP2016127055A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社Neomaxマテリアル 気密封止用蓋材、気密封止用蓋材の製造方法および電子部品収納パッケージ
CN107112287A (zh) * 2014-12-26 2017-08-29 日立金属株式会社 气密密封用盖材、气密密封用盖材的制造方法和电子部件收纳封装体
CN107112287B (zh) * 2014-12-26 2019-06-18 日立金属株式会社 气密密封用盖材、气密密封用盖材的制造方法和电子部件收纳封装体
US10595424B2 (en) 2014-12-26 2020-03-17 Hitachi Metals, Ltd. Hermetic sealing lid member
US11178786B2 (en) 2014-12-26 2021-11-16 Hitachi Metals, Ltd. Method for manufacturing hermetic sealing lid member
CN110977361A (zh) * 2019-12-26 2020-04-10 中国电子科技集团公司第五十八研究所 一种集成电路封装用的平行缝焊合金盖板及其制备方法
CN110977361B (zh) * 2019-12-26 2024-05-03 中国电子科技集团公司第五十八研究所 一种集成电路封装用的平行缝焊合金盖板及其制备方法

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