JPS63181455A - Ｉｃパツケ−ジの封止方法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はＩｃパッケージの封止方法に関し、特にＩＣパ
ッケージの封止性（気密性）を向上させる封止方法に関
する。

〈従来の技術〉 ４２アロイや銅合金等の金属薄板のリードフレームは、
ＩＣチップを搭載した後ワイヤボンディングを行って、
ガラスやプラスチックの封止材料で封止される。

従来封止材料とリードフレームとの接着性はあまり強く
なく、気密性が完全でないため封止部からの水分の侵入
によりＩＣ内部が腐蝕し、故障の原因となるなどして、
ＩＣの製品寿命を短くする原因となっていた。

更に、ＩＣの容量が大きくなると、Ｓｉチップの大きさ
が大き−くなるが、ＩＣとしての外形の大きさは小型の
方がよいため、最近の高容量ＩＣは、封止材の面積を小
さくして大きなＳｉチップを収納する傾向があり封止性
の問題が一層大きくなってきている。

そもそも封止材料であるガラスやプラスチックと金属と
の接合性はあまりよくなく、そのためリードフレームの
表面処理には非常に神経を使うし、それでも気密性の点
での歩留りは低い。

従って、封止性（気密性）を向上させることができれば
、ＩＣの寿命を向」ニさせるのみならず、初期の製品歩
留り向上のためにも、リードフレームのコストダウンの
ためにも有効である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、従来のＩＣの気密性を向上させる新規
な封止方法を提供しようとするものである。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、リードフレーム上にＡｌまたは１合金層を設
け該ＡＩｌまたは＾２合金層の少なくとも一部を急速に
溶融、凝固させ、針状または樹枝状の結晶体とし、封止
材料との接着性を向上させることを特徴とするＩＣパッ
ケージの封止方法を提供する。

〈発明の構成〉 以下に本発明を図面に示す好適実施例について説明する
。

本発明はパッケージ材とリードフレームとの密着性を向
上させる封止方法であり、リードフレーム上にパッケー
ジ材との密着性向上のために設けられる＾立またはＡｌ
合金層の密着性をさらに向上させる。その特徴は、　　
ｌまたはＡｆｉ合金層の少なくとも一部を急速に溶融凝
固させ針状または樹枝状の結晶体として、この樹枝状結
晶体のアンカー効果を密着性に利用する。

リードフレーム用の材料は通常Ｃｕ　、　Ｃｕ合金また
はＦｅ−４２％：Ｎｉが主なものである。

これらのリードフレーム用材料と金属間化合物をつくる
組み合せはＡＩｌ、であり、Ａｌ／　Ｃｕ、Ｃｕ合金、
ＡＩｌ　Ｆｅ−４２９６Ｎｉ　（これらの場合、Ａｌに
５％までの他元素が入っていてもよい）の積層体とした
場合、　Ａｆｆｉと　（：ｕ　、　（：ｕ合金の間には
、ＣｕＡｊ！、ＣｕＡｊ２２の金属間化合物が考えられ
、ＡｌとＦｅ。

Ｎｉの間にはＦｅ　ＡＪ２３、Ｆｅ２Ａｌ６．　Ｎｉ　
／１３、Ｎｉ２Ａｌ３などの金属間化合物ができる。

＋ｌあるいはＡｌ合金をリードフレームであるＣｕ、Ｃ
ｕ合金やＦｅ−４２！ｋＮｉに接合させ（クラッド、蒸
着等の方法で）たものを加熱すると、Ａ４とリードフレ
ーム材の間に金属間化合物ができる。

この金属間化合物は２つの形態をとる。

１つは、八２が溶解しない範囲の温度（６６０℃以下）
で加熱した場合は、リードフレーム材との固相拡散によ
り層状に成長する。もう１つは５０℃／ｓｅｃ以上の急
速でＡｌの溶ける温度以上（６６０℃以上）に加熱する
と先にｌが溶け、溶融Ａｌとリードフレーム材との拡散
になる。

この場合、Ａｌの中にＧｕあるいはＦｅ、Ｎｉ原子がと
け込んでいきＣｕ　ＡｆＬ、　Ｃｕ　ＡＩｌ２、Ｆｅ　
ＡＩｌ、、、Ｆｅ２　　ＡＪＺ、　、　Ｎｉ　Ａｊ！３
．　Ｎｉ２　　Ａｌ５等の合金濃度に達したときに、こ
れらの化合物は凝固点が高いので一時に固まる。固まる
ときには独自の針状結晶ないし樹枝状晶となって固まる
。

このように、針状ないし樹枝状の結晶が入り組んだ形と
なって固まるため、この表面状態がアンカーとなり、Ｉ
Ｃ組みたて工程でプラスチックあるいはガラス封止する
ときに、流動状態のプラスチックあるいはガラスとよく
結合し、封止をより完全なものにする。

１部を急速に加熱するためには、いかなる方法でもよい
が、あまり広くない面積をレーザ光、電子ビーム、プラ
ズマジェット等で加熱するのがよい。熱電導により周囲
にあまり熱が伝わらないようにする必要からである。

合金化する部分の面積は、急速加熱するため１ｍｍｍｍ
下が最も望ましいが、特に限定されるものではなく、Ｓ
ｉチップとへｌワイヤボンディングするリードの先端の
みを残して他は全て合金化してもよい。

ＡｌまたはＡｌ１合金層はいかなる方法で設けてもよく
、クラッド、蒸着、イオンブレーティング等を用いる。

第２図にＩＣパッケージの斜視図を示し、第３図に第２
図Ａ−Ａ’線の断面図を示す。

第３図は、従来のセラミック封止材１により封止された
ＩＣパッケージを示す。リードフレーム２のセラミック
封止材１と接する面にはＡＭまたはＡｌ合金層３が設け
られ、その上に低融点ガラス層４が設けられて、セラミ
ック封止材ｌで封止される。リードフレーム２のＡｆｔ
合金層３上のリード先端部９は、ワイヤ１０でＩＣチッ
プ５と接続される。

本発明方法では、第１図に示すようにリードフレーム２
の八２またはＡｌ合金層３の少なくとも一部を急速に溶
融凝固させて、針状または樹枝状の結晶体６を形成する
。その後低融点ガラス層４を設け、ガラス封止材１で封
止する。

また本発明方法は第５図に示すように、リードフレーム
２上にＡｉｌ、またはへ１合金層３を設け、このＡｌま
たはＡｉｌ、合金層の少なくとも一部を急速に溶融凝固
させ樹枝状の結晶体６として、この十にプラスチック封
止材７を設けて封止してもよい。

第１図および第５図に示すように、構造的に、リードフ
レームの−Ｌ面に設けられたＡｌまたはＡｊ２合金層３
の一部のみ、あるいは第４図および第６図に示すように
リードフレーム２の上、下面をこの方法により処理する
。更に効果をあげるためには、第７図で示すように、リ
ードビン８の側面にもｌまたは／１合金層３をつけ（こ
の場合は蒸着で設ける。）このＡｉｌ、または１合金層
３の一部をリードビン８の全周囲に渡って急速溶融凝固
方法で処理し、樹枝状の結晶体６とし、全周にわたって
プラスチック封止材あるいはガラス封止材との密着性を
よくすることもできる。

〈実施例〉 第３図に示す構成で、第１図に示すようにＦｅ　−４２
％　Ｎｉ合金製のフラットパッケージ型リードフレーム
２上の封止材と接する面にＡｉｌ層をイオンブレーティ
ング法により設け、このＡｌ層をレーザー光により、約
４００℃／ｓｅｃの条件で急速加熱（２秒）し、後空冷
して樹枝状結晶をｌ　ｍ＋＋＋Ｉｌｌで設けた。このＡ
Ｕ層上に低融点ガラス層４を設けて、セラミック封止材
で封止を行いＩＣパッケージとした。

各種の気密性テストにより製品評価を行ったところ封止
材料とリードフレームとの密着性が良く不良率が６０％
減少した。

〈発明の効果〉 １、密封性の向上 ＩＣパッケージでは封止材であるプラスチックあるいは
ガラスとリードフレームの金属表面とは濡れにくい。そ
のため気密性が保たれず外部からの水分等の侵入による
故障がおこりがちであるが、本発明方法によればＡｌま
たはＡｉＬ合金層の少なくとも一部を樹枝状の結晶体と
するので、封止材と樹枝状結晶体のアンカー効果（ａｎ
ｃｈｏｒ）によりよく密着し、故障率が減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を説明するＩＣパッケージの部分
断面図である。 第２図は、セラミック封止材ＩＣパッケージを示す斜視
図である。 第３図は、第２図のＡ−Ａ’線における断面図であり、
従来例を示す。 第４図は、本発明方法の他の実施例を説明するセラミッ
ク封止材ＩＣパッケージの部分断面図である。 第５図および第６図は、本発明方法の他の実施例を説明
するプラスチック封止材ＩＣパッケージの部分断面図で
ある。 第７図は、本発明方法を説明するリードビンの一部斜視
図である。 符号の説明 １・・・セラミック封止材、 ２・・・リードフレーム、 ３−１ｎまたは１合金層、 ４・・・低融点ガラス層、 ５・・・ＩＣチップ、 ６・・・樹枝状の結晶体、 ７・・・プラスチック封止材、 ８・・・リードビン、 ９・・・リード先端部、 ｉｏ−・・ワイヤ 特許出願人　　日立電線株式会社 ′・　二゛パ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）リードフレーム上にＡｌまたはＡｌ合金層を設け
   該ＡｌまたはＡｌ合金層の少なくとも一部を急速に溶融
   、凝固させ、針状または樹枝状の結晶体とし、封止材料
   との接着性を向上させることを特徴とするＩＣパッケー
   ジの封止方法。