JPS62500830A - 超小型電子回路を有機部材で封止する方法およびこの方法に適した材料による回路素子 - Google Patents
超小型電子回路を有機部材で封止する方法およびこの方法に適した材料による回路素子Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
マイクロエレクトロエックス回路
を有機成分で封止するための方法
本発明は、内部空域内において腐食作用を行うガスを吸収するためにゲッタを一
緒に封入する様式の。
マイクロエレクトロ二ックス回路を有機成分で封止するための方法に関する。
このような素子に課せられる実際上の要件に基ずき、高い信頼性をもつエレクト
ロ二ックス回路は金属ケース或いはセラミックハクースの気密な溶接或いははん
だ付けにより環境影響、湿気、 co2. So。
および他の腐食性の物質に対して保護されている。
他方益々有機物質はエレクトロニツクスー回路を構成する際の不活性化、ダイ−
ボンディングを行うためにおよび機械的なショックに対する保護部材として使用
されている。しかし、出力バイブリッド(、Leistun那hvbriden
)においておよび現今では小信号スイッチ回路における僅かな周囲において生
じるような熱的な負荷にあって、またマイクロエレクトロエックスにあって実証
されている熱安定したエポキシド樹脂、ポリウレタン樹脂およびシリコン樹脂も
しくはニジストマー物質にあってもガス形成は僅かに抑えられなければならない
。この場合問題となるのはガス分析によシ大抵H,O,Cot、 NH,および
出力バイブリッドにあって電圧下にあってアルミニウムー帯導体におりてのみな
らず、アルミニウムーポンディグワイヤにおいても電解的な腐食およびこれに伴
い接続の欠落を招く有機酸である。この除虫じる水素並びに残余酸素は腐食を増
強し、従ってこれらのガスは除去されなければならない。
小出カバイブリッドにあってはこれらのガスは部分的に湿気として沈降し、これ
に加えて電圧のもとて電解を誘起する。老化生成物および分解生成物は充分な努
力にもかかわらず方法技術的に、例えば排気、N、−洗浄、乾燥によっては被制
約的にしか阻止し得ない。エレクトロエックスにおいて使用される、例えばドイ
ツ連邦共和国公開特許公報第3112564号から公知の乾燥手段、或いはゼオ
ライトTh基礎とした分子ふるい−この使用はヨーロッパ特許出願101152
82号から公知である−は湿分しか吸収せず、加熱の際には、即ち臨界的な回路
の条件下では湿分を再び放出する。
更に例えばヨーロッパ特許出願第20025647号にあっては、部分的に網状
化されたシリコンゴム単独をゲッタとしてもしくは塵芥粒子のための塵芥捕集体
として使用することが提案されているが、この捕集体はもちろんゲッタとしては
働かず、また湿分を吸収しない。
゛ 蒸着によシ大き込表面で配分されかつすべての反応性なガスを不可逆性に捕
集し、場合によっては真空を安定保持し、ガス反応を阻止する高活性のゲッタ材
料が適している。
このような高活性のゲッタは腐食性のガスおよび湿分痕跡を吸収するための電子
ビームjの7ヒめに開発されたものである。この目的のためには特にアルカリ土
類金属−棒およびジルコン金属棒および水素化ジルコン−棒が使用され、これら
は蒸着処理され、熱の下でバリウムに相応し−C生成する分解ガスと程度の差こ
そめれ著しく以下の反応を行う。
2 Ea +H20w Ba H2+ Ba 05 Ba +2 CO2” B
a (4+4 Ba 0S Ba 十Co 崗Ba C2+2 Ba 02 B
a + 2 NH3w Ba H2+Ba (NHz)z2 Ba + 2 R
−COOH−Ba (R−Coo)2 + Ba H2Ba 十H2m Ba
H2
工、レフトロエックス回路において使用される万機物質もしくは生成する分解ガ
スにとっても差当たり微粒子状のBa At4ゲツタが適しているように思われ
る。なぜならこれらはコツアール(Kovar )もしくはクロームニッケル鋼
に対して不活性でちり、窒素に対して比較的安定であるが、他のすべてのガスを
吸収もしくは化学吸収するからである。もちろん小さなケース内でのこのゲッタ
の蒸着処理は困難である。
本発明の目的は、小さい封止すべきエレクトロ二ックス回路にろっても信頼性を
もって腐食作用を行うガスおよび障害となる湿分をゲッタと共に無害することを
可能にする方法およびこの方法を実施するために適している材料を造ることで・
ちる。
本発明によりこの目的は、ゲッタ材料を微粒子状の粉末としてガス透過性のかつ
不活性のシリコンゴム内に分散することによって達せられる。
即ち、提起された課題の解決特徴とするところは、高活性の、しかし間jのなく
処理可能なゲッタを微細に配分してガ4透過性の、(ゲッタ、ガスおよび回路に
対して)無作用な高純1隻の担持体内に分散させることにある。実験により、一
方においてバリウム−アルミニウムー合金が、池方において極めて純粋な、熱に
対して耐久性のある、僅かに付加網状化作用する流動性の二成分−シリコンゲル
、がこれらの用件を充足し、かつ任意に混合可能である。どんな湿分も作用を行
うことがない場合、示差熱分析的(DSC2)に反応を実証することはできない
。“暑熱状態において始めて拡散速度ンこよって定まる緩慢を反応が始まる。従
って溶込みの際および作業のあって、始めてゲッタが活性化される。
本発明の詳細な点は実施態様の特許請求の範囲からおよび明細書から明らかであ
り、この明細書において本発明を実施例に基すいて詳にぐ説明する。
第1a〜1d図は本発明による方法により封止された回路の異なる形状の構造図
、
第2図はゲッタH料を含有しないシリコン−ゲルに関する示差熱分析的なダイヤ
グラム、
第3図は空気においてBaA/4を含有するシリコン−ゲルに関する示差熱分析
的なダイヤグラム、第4図は湿気を陰んでいる空気におけるBaA、4を含有す
るシリコン−ゲルに関する示差熱分析的なダイヤグラム、
第5図は湿めった環境でのBaAt4を含有するシリコン−ゲルに関する示差熱
分析的なダイヤグラム。
第1a図から第1d図は本発明による方法てより封止された回路の基本的な構造
を示している。第1a図にあっては合目的にはA401から成る物質S上に例え
ばSi3N4 で不活性化されたマイクロエレクトロエックス構造単位Bが付着
している。この構造単位斌金或いは他の高導電性金、属から成るポンディングワ
イヤDを介して公知様式で帯導体LBと電気的ヤは、BaAt4−充填材を含有
するシリコン−ゲルから成る軟らかい合成物質層Gの内部に存在している。
この合成物質層は金属層を含んでいる箔Fで覆われている。最後に全体が5i0
2−充填材を含有するエポキシド樹脂Hで封止されている。
軟らかい合成物質層Gは一方では構造単位とボンディングワイヤを機械的に緩衝
する働きを行い、他方ではしかもゲッタ材料のための担持体とし、て働く。
この理由から、合成物質、層は冒頭に記載した物質の一つからなり、かつ実施例
でもって詳しく記述する。
本発明による方法が剛性の材料から成るケースにあっても使用し得るのはもちろ
んのことである(第1a図から第1d図)。
第1a図から第1d図は剛性のケースを備えた公知の構造体金示している。これ
らの構造体は第1b図によれば充分に処理されたプラスチックケースもしくはセ
ラεツク材ケースであり、第1c図から第1d図による実施形にあっては金喝ケ
ースもしくはセラミックケースである。第1b図によるケースの両半部分は例え
ばガラスGLで結合されている。第1c図と第1d図によるケースは溶接もし、
くけはんだ付けされてbる。溶接M目は参照符号SNで、はんだ付は位置は参照
符号りで示されている。これらの構造体すべてにとって、自体存在する空の内域
が本発明によるゲッタ材料によって少なくとも部分的に充填されていることは共
通している事柄である。
第2図から第4図は担持体材料としてのシリコン−ゲルとゲッタ材料としてのB
aAt4に関する示差熱分析的なダイヤグラムを示している。全熱分析はΔT/
Δt=定数および参照試料と諸条件のもとで得られた。
これらのダイヤグラムの解説に関して言えば、垂直軸はmace、7秒での熱量
変化を示している。横座標には0にでの温度が記入されている。線状に経過して
いる曲線は、熱流れが一定であシ、かつ反応熱或いは置換熱が生じていないこと
を意味している。垂れ下がシは、この領域内で熱が例えばゲッタが湿分と反応す
ることにより放出されていることを意味している。
第2図はゲッタ材料を含まないシリコン−ゲルに関する示差熱分析的なダイヤグ
ラムを示している。
熱量変化は認められない。
第3図は空気におけるBaA4を含んでいるシリコン−ゲルに関する示差熱分析
的なダイヤグラムを示している。実際僅かな熱量変化も認められない。
第4図は湿分を含んだ空気におけるBaA、4を含有しているシリコン−ゲルに
関する示差熱分析的なダイヤグラムを示している。380°に〜440’にの範
囲内での熱量変化が良く認められる。
第5図は湿った環境内でのBaA4を含有するシリコン−ゲルに関する示差熱分
析的なダイヤグラムを示している。580°に〜4400にの範囲内での熱量変
化は極めてはっきりと現れている。
第4図および第5図による試験にあっては新鮮な混合物を使用した。
以下に三つの実施例を記載する。
例1
比率9:1の成分A、!:Bを含有しているシリコン−ゲル−604(製造者:
ワラカー)1y並びにXく40 μmの平均粒度を有するバリウム−アルミニウ
ムー合金32とを乾燥した窒素流の下で混合し、10 Torr下で23±3℃
で5分間ガスを除き、直ちに使用した。ケースカバーに薄く、約5〜10η/i
の割合でゲッタペーストを塗布した。室温で約1〜2時間もしくは100’で約
5分間ゲッタを加硫処理して強固に付着させた。
例2
シリコン−ゲル−604−成分AとBを比率15:1で混合した。他は例1にお
けると同じ条件である。硬化剤が不足した結果ゲッタはガス透過性にかつ粘着性
な状態に留まった。ゲッタは崖芥ゲッタとして、もしくは妨げとなる粒子を捕集
する働きをする。
例5
シリコン−ゲル−604の代わシに、加熱下に加硫処理されるシリコン−ゲル−
600と601を使用した。従ってゲッタは既に活性化されている。もちろん他
から由来された類似の生成物、例えば以下のダウコーニング社製の
R−4−3117
XR−90−714(721)
Ql−9205(AI−9214)
Q3−6527 AとB
も使用することが可能である。
BaA4の代わりに、ジルコン金属粉末および水素化ジルコン粉末が使用される
。これにより更に安定し1.そゲッタが得られる。
補正書の翻訳文提出書(特許法第184条の7第1項)昭和61年7月16日
特許庁長官 黒 1)明 雄 殿
1、特許出願の表示
PCT/DE8510 O475
Z発明の名称
マイクロエレクトロエックス回路
を有機成分で封止するための方法
五特許出願人
住所(居所) ドイツ連邦共和国、デー−8012オツトープルーン、ロベルト
ーコツホーストラーセ(番i無L)氏名(名称) メッセルシュミットーベルコ
ウープローム・ゲゼルシャフト0ミド・ベシュレンクテル・ハフラング代表者
フリック・ゲルノ・ルト
代表者 エーレリツヒΦクラウス
国 籍 ドイツ連邦共和国
4、代理人
〒105
住 所 東京都港区虎ノ門二丁目8番1号(虎の門電気ビル)〔電話05(50
2)1476(代表)〕変更された請求の範囲
〔国際事務所に1986年5月2日(86,5,2) 受領:元の請求の範囲第
1項〜第9項は変更された請求の範囲第1項〜第5項(2頁)で置換えられた〕
請求の範囲
1、内部空域内において腐食作用を行うガスを吸収するためにゲッタとして微細
粒状の粉末をガス透過性で不活性のシリコンゴム内に分散させる様式の、マイク
ロエレクトロエックス回路を有機成分により封止するだめの方法において、ゲッ
タ材料として反応性のアルカリ土類金属−アルミニウムー合金を使用することを
特徴とする、マイクロエレクトロエックス回路を有機成分で封止するための方法
。
2、内部空域内で腐食作用を行うガスを吸収するた、めにゲッタとして微細粒状
の粉末がガス透過性で不活性のシリコンゴム内に分散されている様式の、有機成
分を含有しているマイクロエレクトロエックス素子において、ゲッタ材料が反応
性のアルカリ土類金属−アルミニウムー合金であることを特徴とする、有機成分
を含有しているマイクロエレクトロエックス回路。
3、ゲッタ材料がBaAt4である、請求の範囲第2項に記載のマイクロエレク
トロエックス素子。
4、ゲッタ材料の粒径がα1と100μ、特に5と50μの間の値でちる、請求
の範囲第2項或いは第3項に記載のマイクロエレクトロエックス素子。
5、 ゲッタ材料充分に十分にイオンを放出させた(蹟度< 50 ppm )
、僅かに網状化可能であシ、l3aA4および回路成分に対して不活性でありか
つ高いガス透過係数を有するシリコンゴム、特にシリコンーゲルをなんでいるシ
リコンゴム内に分散されている、上記請求の範囲のいずれか一つに記載のマイク
ロエレクトロエックス素子。
宝野遣審親台
IVINEXToTHEXHTERNATXONfiLSEARCHREPOR
TONINTERNATIONAL APPLICATION No、 PCT
/DE as7oo473 (SA uコ9j)FR−A−1205359
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.内部空域内において腐食作用を行うガスを吸収するためにゲツタが一緒に封 入される様式の、有機成分によりマイクロエレクトロニツクス回路を封止する方 法において、ゲツタ材料を微細な粒状の粉末としてガス透過性の不活性なシリコ ンゴム内に分散させることを特徴とする、上記封止方法。 2.封止されるべき回路の内部空域をゲツタ材料を含んでいるシリコンゴムで完 全に充填する、請求の範囲第1項に記載の封止方法。 3.シリコンゴムを湿分遮断の下にゲツタ材料と網状化させ、ストツクシかつ溶 接する、請求の範囲第1項或いは第2項に記載の封止方法。 4.腐食作用を行うガスを吸収するためのゲツタを含んでいる封止されたマイク ロエレクトロニツクス素子にかいて、ゲツタ材料が微細な粒状の粉末としてガス 透過性の不活性なシリコンゴム内に分散されていることを特徴とする、封止され たマイクロエレクトロニツクス素子。 5素子の内部空域内をゲツタ材料を含んでいるシリコンゴムで完全に充填する、 請求の範囲第4項に記載の封止されたマイクロエレクトロニツクス素子。 6.ゲツタ材料が反応性のアルカリ土類金属−アルミニウム−合金である、請求 の範囲第4項或いは第5項に記載の封止されたマイクロエレクトロニツクス素子 。 7.ゲツタ材料がBaAl4から成る、請求の範囲第6項に記載の封止されたマ イクロエレクトロニツクス素子。 8.ゲツタ材料の粒径が0.1と100μ、特に5と50μの間の値である、請 求の範囲第6項或いは第7項に記載の封止されたマイクロエレクトロニツクス素 子。 9.ゲツタ材料が充分にイオンを放出された(濃度<50ppm)の、僅かに網 状化可能なかつBaAl4およびマイクロエレクトロニツクス成分に対して不活 性のかつ高いガス透過係数を有している、特にシリコンーゲルを含んでいるシリ コンゴム内に分散されている、上記請求の範囲のいずれか一つに記載の封止され たマイクロエレクトロニツクス素子。
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