JPH11204672A - ハイブリッド集積回路用パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ＨＩＣが形成された基板を内部に収容するた
めのハイブリッド集積回路用パッケージに関し、アニー
ル処理時に、ＣｕメッキとＣｕＷ合金製の底板との接合
強度の低下を解消できるようにする。 【解決手段】 ハイブリッド集積回路用パッケージは、
Ｃｕメッキ１２を施したＣｕＷ合金製の底板１と、ＨＩ
Ｃが形成された基板を収容する区画を底板とともに形成
するコバール合金製の枠板２と、底板と枠板とを接合す
るＡｇＣｕ合金製のロー材４と、接合された底板および
枠板の外周面全体をメッキして保護するメッキ材５，６
とからなる。これにより、底板のロー材との接合を良く
するために底板に施すＣｕメッキと底板との接合強度
が、アニール処理によっても低下することがなく、構造
強度に秀れるものにでき、基板に形成されたＨＩＣを、
常時、正常に作動できるように保護するとともに、腐食
性ガス中においても、腐食を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相互接続された電
子的な複数の素子のすべてが、基板上又は基板内に集積
されているハイブリッド集積回路（Ｈｙｂｒｉｄ Ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ；以下「ＨＩＣ」とい
う）を底板と枠板と天板で囲われた区画に収容して、保
護するようにしたハイブリッド集積回路用パッケージに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のハイブリッド集積回路用パッケー
ジは、図２の全体構造図に示すように、その表面上にＨ
ＩＣを設けた、図示省略した基板を収容する区画１４を
形成する枠板２と、枠板２の下端が接合され、基板の収
容区画の下端を密閉する底板１と、枠板の上端が接合さ
れ、基板の収容区画の上端を密閉する天板からなる。そ
して、この区画１４に収容されるＨＩＣを設けた基板
は、底面が接着剤等で底板１の上面に固定される。

【０００３】また、枠板２は、図３に示すように、上
方、下方に開口を設けた枠状に形成され、貫通部がシー
ルされた端子８が枠板２を貫通して設けられ、区画１４
内に配設されたＨＩＣと外部との信号の授受を行うよう
にしている。さらに、底板２には、図２に示すように、
ハイブリッド集積回路用パッケージ１０を使用する機器
の所定の位置に固定するための固定用穴９を複数個設け
るようにしている。

【０００４】すなわち、図２の要部拡大断面図である図
３に示すように、銅（Ｃｕ）およびタングステン（Ｗ）
からなる、ＣｕＷ合金製の板材の外周面全体にニッケル
（Ｎｉ）メッキ３を施した底板１の上方に、銀（Ａｇ）
およびＣｕからなるＡｇＣｕ合金製のロー材４により、
鉄（Ｆｅ），Ｎｉ，コバルト（Ｃｏ）とマンガン等の不
純物からなるコバール合金製の枠板２を接合し、更にコ
バール合金製の天板を接合することにより、密閉された
区画１４を内部に形成し、この区画１４内にＨＩＣが形
成された基板を収容して、保護するようにしている。

【０００５】なお、底板１を形成するＣｕＷ合金とロー
材４であるＡｇＣｕ合金との接合性が良くないため、Ｃ
ｕＷ合金製の底板１には、あらかじめロー材４のＡｇＣ
ｕ合金との接合性の良いＮｉメッキ３を施すようにして
いる。また、底板１に施されたＮｉメッキ３は、ＣｕＷ
合金製の底板１の部品化時の腐食保護をも、兼ねるよう
にしている。さらに、ロー材４と接合を良くするため
に、底板１に施されるＮｉメッキ３の状態の良否を確認
するために、Ｎｉメッキ３を施した底板１は、アニール
処理（熱処理）が行われる。

【０００６】このようにして、Ｎｉメッキ３の施行が良
好と確認された底板１の上方には、枠板２の下端がロー
材４により接合されて、更に、枠板２の上端には天板が
溶接され枠板２および底板１および天板により、図示省
略したＨＩＣ基板を収容する密閉された区画１４が形成
される。なお、この枠板２を形成するコバール合金とロ
ー材４であるＡｇＣｕ合金との接合性は良く、この接合
に当って、枠板２の接合部にＮｉメッキ等の接合のため
の処理を施す必要はない。

【０００７】このようにして、底板１の上方に枠板２を
接合して、基板を収容する被包された区画１４が形成さ
れたハイブリッド集積回路用パッケージの全外周面に
は、部品化時の腐食保護のために、Ｎｉメッキ５及び金
（Ａｕ）メッキ６の二層のメッキが施される。

【０００８】このような製作過程を経て形成された、ハ
イブリッド集積回路用パッケージ１０において、強度的
に最も弱い部分は、ロー材４との接合性を良くするため
に、底板１に施されたＮｉメッキ３とＣｕＷ合金製の底
板１との接合部である。

【０００９】すなわち、前述したように、ロー材４との
接合性を良くするため、底板１の施されたＮｉメッキ３
の状態の良否を確認するために、Ｎｉメッキ３の施され
た底板１は、アニール処理が行われるが、このアニール
処理を行うと、底板１を形成するＣｕＷ合金内のＣｕ
が、Ｎｉメッキ３の部分に一部が拡散し、ＣｕＷ合金内
のＣｕの含有量が下がる。

【００１０】一方、底板１とＮｉメッキ３とは、底板１
を形成するＣｕＷ合金内のＣｕとＮｉメッキ３のＮｉと
の間で接合されているため、Ｎｉメッキ３近傍のＣｕＷ
合金内のＣｕの成分濃度が、上述したようにアニール処
理時に下がると、ＣｕＷ合金内のＣｕとＮｉメッキ３の
Ｎｉとの接合強度が下がり、底板１とＮｉメッキ３との
接合部の接合強度が下がることになるからである。

【００１１】しかしながら、アニール処理は、底板１へ
のＮｉメッキ３状態の良否を確認するために必須の工程
であり、上述した接合部の接合強度を保持するために、
この工程を省略することはできず、従来のハイブリッド
集積回路用パッケージ１０においては、底板１とその外
周面に施されるＮｉメッキ３との間の接合強度が不足
し、底板１と枠板２との接合強度が不足することが生じ
るという不具合がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来のハイブリッド集積回路用パッケージの不具合、すな
わち、従来のハイブリッド集積回路用パッケージで、Ｎ
ｉメッキ３のアニール処理により、強度的に最も弱くな
るＣｕＷ合金製の底板１とＮｉメッキとの接合部に強度
不足が生じるという不具合を解消するため、ロー材との
接合性が良くない、ＣｕＷ合金製の底板１の接合性を良
くするために底板１に施すＮｉメッキに代えて、ロー材
との接合性が良く、しかも、アニール処理によっても、
底板１との接合部の接合強度が低下しないＣｕメッキを
底板１に施し、底板１と底板１に施すメッキとの接合部
の強度を更に向上させ、底板１と枠板２との接合部を強
固な構造をものにして、内部に収容するＨＩＣ基板を、
厳しい環境下においても充分に保護できる構造にして、
ＨＩＣの作動を常時完全なものにできるハイブリッド集
積回路用パッケージの提供を課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、本発明のハイ
ブリッド集積回路用パッケージは、次の手段とした。

【００１４】（１）銅（Ｃｕ），タングステン（Ｗ）か
らなるＣｕＷ合金で形成され、外周面に銅（Ｃｕ）メッ
キを施した底板を設けた。

【００１５】（２）鉄（Ｆｅ），ニッケル（Ｎｉ），コ
バルト（Ｃｏ）とマンガン（Ｍｎ）等の不純物からなる
コバール合金で形成され、内部にハイブリッド集積回路
が形成された基板を収容して、外部から遮断して保護す
るように、区画を底板の上方に形成する枠板を設けた。

【００１６】（３）銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ）からなるＡ
ｇＣｕ合金で形成され、底板の上面に施された銅（Ｃ
ｕ）メッキとコバール合金で形成された枠板の下端部と
を接合して、基板を収容する区画の下端部の底板と枠板
との接合部を密閉するロー材を設けた。

【００１７】（４）ロー材で接合され、内部に基板を収
容する区画を形成した底板と枠板の外周面全体に施さ
れ、枠板および底板、特に、外周面に銅（Ｃｕ）メッキ
が施され、部品化時の腐食保護が期待できない底板の腐
食保護を行うメッキ材を設けた。なお、メッキ材として
は、腐食保護に秀れるニッケル（Ｎｉ）メッキと金（Ａ
ｕ）メッキの二層からなるものにすることが好ましい。

【００１８】（５）コバール合金で形成された枠板の上
端部と溶接により接合して、ＨＩＣ基板を収容する区画
を密閉する天板を設けた。

【００１９】本発明のハイブリッド集積用パッケージ
は、ＣｕＷ製の底板とＣｕメッキとの接合強度が、Ｃｕ
メッキの底板への施行の良否状態を確認するために必要
な、アニール処理時に低下することがなく、また、Ｃｕ
メッキのＡｇＣｕ製のロー材との接合性が良く、さらに
は、コバール製の枠板とロー材との接合性が良いため、
底板と枠板とは強い接合強度で結合され、高強度のハイ
ブリッド集積回路用パッケージになるとともに、全外周
面に施すメッキ材により、部品化時においても腐食の殆
んど生じないハイブリッド集積回路用パッケージとする
ことができる。

【００２０】これにより、大きな加速度、振動が発生
し、しかも、腐食性のガスが発生する厳しい環境下に、
ＨＩＣ基板を設置する必要がある場合においても、ＨＩ
Ｃ基板は、充分保護することができ、ＨＩＣ基板に形成
されたＨＩＣの正常な作動が保証されるものとなる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のハイブリッド集積
回路用パッケージの実施の一形態を図面にもとづき説明
する。図１は本発明のハイブリッド集積回路用パッケー
ジの実施の第１形態を示す要部拡大断面図である。な
お、図において図３に示す部材と同じ部材には、同じ符
号を符して説明は省略する。

【００２２】図に示すように、本実施の形態のハイブリ
ッド集積回路用パッケージ１１においては、底板１がＣ
ｕＷ合金製であり、Ａｇ・Ｃｕ合金製のロー材４との接
合性は良くないため、底板１の外周面を、Ｎｉメッキ３
と同様にロー材４との接合性の良いＣｕメッキ１２を施
すようにした。また、このＣｕメッキ１２のメッキ厚
は、３〜１０μｍ程度のものとした。さらに、Ｃｕメッ
キ１２を底板１に施した後、Ｃｕメッキ１２状態の良否
を確認するため、アニール処理温度約９５０℃で、アニ
ール処理時間が約７分間のアニール処理（熱処理）を行
った。

【００２３】このようにして、アニール処理が行われ、
Ｃｕメッキ１２が良好に施されていると判断された底板
１は、ロー材４により、Ｆｅ，Ｎｉ，ＣｏとＭｎ等の不
純物を含む合金である、コバール合金製の枠板２の下端
部と接合される。この場合、コバール合金とＡｇＣｕ合
金との接合性は良いので、枠板２の下端部は、ロー材４
により底板１に強固に接合され、枠板２および底板１と
により、ＨＩＣ基板を収容する区画が形成され、コバー
ル合金製の天板７を枠板２の上端部に溶接して密閉する
ことにより、ハイブリッド集積回路用パッケージ１１が
完成する。

【００２４】なお、ＨＩＣ基板に形成されたＨＩＣの外
部との信号授受を行う端子８は、枠板２に貫通して設け
るとともに、貫通部の封止を行うとともに、端子８とＨ
ＩＣとの接合を行っておくものとする。

【００２５】このようにして、形成されたハイブリッド
集積回路用パッケージ１１においては、従来と同様に、
底板１および枠板２の外周面全体を、腐食保護のために
Ｎｉメッキ５及びＡｕメッキ６からなる二層のメッキを
施しておく。

【００２６】このように、本実施の形態のハイブリッド
集積回路用パッケージ１１では、 （１）ＣｕＷ合金製の底板１のメッキにＣｕメッキ１２
を施すことにより、Ｃｕメッキ１２状態の良否を確認す
るために行う必要のあるアニール処理時に、底板１を形
成するＣｕＷ合金内のＣｕが、Ｎｉメッキ３を施す場合
のようにＣｕメッキ１２内に拡散することが生じなくな
る。すなわち、ＣｕＷ合金製の底板１のロー材４との接
合を良くするためのメッキがＣｕメッキ７であり、Ｃｕ
Ｗ合金内のＣｕと同じ元素であり、底板１を形成するＣ
ｕＷ合金、特に、メッキを施す外周面近傍のＣｕＷ合金
内のＣｕがＣｕメッキ７部へ拡散しないことに起因す
る。

【００２７】（２）底板１とＣｕメッキ１２は、底板１
を形成するＣｕＷ合金内のＣｕとＣｕメッキ１２のＣｕ
との間で接合が行われており、底板１を形成するＣｕＷ
合金内のＣｕ、特にＣｕメッキ１２が施される近傍のＣ
ｕの含有量がアニール処理を行っても、Ｃｕメッキ１２
に拡散することがなく変化しないため、底板１とＣｕメ
ッキ１２との接合強度は低下しない構造のものとなる。

【００２８】（３）また、Ｃｕメッキ１２は、ＡｇＣｕ
合金製のロー材４との接合性も良いため、底板１と枠板
２との接合部の接合強度の低下は、生じない構造のもの
となる。

【００２９】（４）さらに、Ｃｕメッキ１２は、従来、
底板１に施され、ロー材４との接合性を良くすると共
に、底板１の腐食保護を行うようにしていたＮｉメッキ
３に比べ、底板１の腐食保護の作用は期待できないが、
Ｃｕメッキ１２は底板１の部品化時に行い、ハイブリッ
ド集積回路用パッケージ１１においては、底板１と枠板
２とを接合した状態で最終行程でＮｉ５及びＡｕメッキ
６を施すようにしたために、製品化されたハイブリッド
集積回路用パッケージ１１に及ぼす腐食の影響は、回避
できる構造のものとすることができる。

【００３０】このように、本実施の形態のハイブリッド
集積回路用パッケージ１１によれば、底板１とＣｕメッ
キ１２の接合強度が、Ｃｕメッキ１２の状態の良否確認
に必要なアニール処理時に低下することが無く、しか
も、Ｃｕメッキ１２はＡｇＣｕロー材４との接合性が良
いため、底板１と枠板２とが強い接合強度を持ち、高強
度のハイブリッド集積回路内パッケージ１１とすること
ができる。これにより、ハイブリッド集積回路用パッケ
ージ１１が大きな加速度、振動が発生し、しかも、腐食
性のガス雰囲気中等の劣悪な環境条件下で使用されるよ
うな場合でも、ハイブリッド集積回路用パッケージ１１
中に収容されたＨＩＣ基板に形成されたＨＩＣは、完全
に保護され、設計された通りの機能を発揮させることが
できる。

【００３１】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のハイブ
リッド集積回路用パッケージによれば、Ｃｕメッキを施
したＣｕＷ合金製の底板と、ＨＩＣを形成した基板を収
容する区画を底板とともに形成するコバール合金製の枠
板と、底板の上面に枠板と下端を接合して、底板と枠板
とを強固に接合するＡｇＣｕ合金製のロー材と、ロー材
で接合された底板と枠板との全外周面をメッキして腐食
から保護するメッキ材と、枠板の上端を接合して区画を
完全に密閉されたものにする天板とからなるものとし
た。

【００３２】これにより、底板とＣｕメッキとの接合強
度が、Ｃｕメッキ状態の良否を確認するために行うアニ
ール処理時に低下することがなく、また、Ｃｕメッキと
ロー材およびロー材と枠板との接合性が良いため、底板
と枠板とは強固に接合され、高強度のハイブリッド集積
回路用パッケージとなる。また、底板と枠板との接合後
に行う、全外周に施すメッキ材によって、腐食の生じな
いハイブリッド集積回路用パッケージとすることができ
る。

【００３３】従って、ハイブリッド集積回路用パッケー
ジ内に収容されるＨＩＣが形成された基板は、ハイブリ
ッド集積回路用パッケージが厳しい環境条件に置かれる
場合でも、完全に保護され、基板に形成されたＨＩＣ
は、設計値通りの機能を常時発揮でき、ひいては、ＨＩ
Ｃで制御される機器の信頼性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハイブリッド集積回路用パッケージの
実施の第１形態を示す要部拡大断面図、

【図２】ハイブリッド集積回路用パッケージ全体構造図
で、図２（ａ）は図２（ｂ）の平面図、図２（ｂ）は図
２（ａ）における矢視Ａ−Ａの側面図、

【図３】従来のハイブリッド集積回路用パッケージの要
部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 底板 ２ 枠板 ３ Ｎｉメッキ ４ ロー材 ５ メッキ材としてのＮｉメッキ ６ メッキ材としてのＡｕメッキ ７ 天板 ８ 端子 ９ 固定用穴 １０ ハイブリッド集積回路用パッケージ １１ ハイブリッド集積回路用パッケージ １２ Ｃｕメッキ １４ （収容）区画

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハイブリッド集積回路を形成した基板を
   内部に収容して保護するようにしたハイブリッド集積回
   路用パッケージにおいて、Ｃｕメッキを施したＣｕＷ製
   の底板と、前記底板の上方に前記基板を収容する区画を
   形成するコバール製天板を設置したコバール製枠板と、
   前記底板と前記枠板とを接合するＡｇＣｕ製のロー材
   と、接合後の前記底板と前記枠板との外周面全体に施す
   メッキ材とからなることを特徴とするハイブリッド集積
   回路用パッケージ。