JPS63305534A - ハ−メチックシ−ルカバ−の製造方法 - Google Patents
ハ−メチックシ−ルカバ−の製造方法Info
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- JPS63305534A JPS63305534A JP13990187A JP13990187A JPS63305534A JP S63305534 A JPS63305534 A JP S63305534A JP 13990187 A JP13990187 A JP 13990187A JP 13990187 A JP13990187 A JP 13990187A JP S63305534 A JPS63305534 A JP S63305534A
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Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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。
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〕
本発明は特に半導体装置のハーメチックシールに好適の
シールカバーに関するものである。
シールカバーに関するものである。
半導体素子のパッケージングの一種に第２図に示すよう
なセラミックパッケージがある。第２図においてセラミ
ック基板１は、中央部に半導体素子接合用のメタライズ
層を有する下層板と、リードパターンが形成され且つ中
央部に開口を有する中間板と、リードパターンの内側先
端が露出するような更に大きい開口を有する上層板、の
３層が一体化された構造であり、長辺徊部には上記リー
ドパターンの外側先端と導通するように複数の金属リー
ド２が接合され、上記上層板の開口周囲にはカバー取付
用のメタライズ層３が形成されている。メタライズ層３
及びリードパターンは通常Ｍ。
なセラミックパッケージがある。第２図においてセラミ
ック基板１は、中央部に半導体素子接合用のメタライズ
層を有する下層板と、リードパターンが形成され且つ中
央部に開口を有する中間板と、リードパターンの内側先
端が露出するような更に大きい開口を有する上層板、の
３層が一体化された構造であり、長辺徊部には上記リー
ドパターンの外側先端と導通するように複数の金属リー
ド２が接合され、上記上層板の開口周囲にはカバー取付
用のメタライズ層３が形成されている。メタライズ層３
及びリードパターンは通常Ｍ。
−Ｍｎ系の導電被膜で形成され、これらとり−ド２には
金メッキが施されている。このような基板１を用いるパ
フケージングは、先ず半導体素子４を基板１の中央窪み
に接合し、該素子４上の電極とリードパターンの内側先
端を細いコネクター線（図示せず）で結合した後、メタ
ライズ層３の上に第２図に示すようなシールリング５と
金属製カバー６を載せ、シールリング５の融点以上に加
熱し、後冷却してカバー６を取付ける諸工程からなる。
金メッキが施されている。このような基板１を用いるパ
フケージングは、先ず半導体素子４を基板１の中央窪み
に接合し、該素子４上の電極とリードパターンの内側先
端を細いコネクター線（図示せず）で結合した後、メタ
ライズ層３の上に第２図に示すようなシールリング５と
金属製カバー６を載せ、シールリング５の融点以上に加
熱し、後冷却してカバー６を取付ける諸工程からなる。
このカバー６の取付工程を一般にハーメチックシールと
称し、シールリング５には、半厚体素子４の接合に用い
るＡｕ−５ｉ合金ろうより低い融点を有するＡｕ −Ｓ
ｎ合金ろう、Ｐｂ −Ｓｎ合金ろう等が用いられ、金属
製（通常コバール製）カバー６の少なくともシールリン
グ５が当接する周縁部にはろう付性の良好な金、ニッケ
ル等の被膜が施されているのが通常である。
称し、シールリング５には、半厚体素子４の接合に用い
るＡｕ−５ｉ合金ろうより低い融点を有するＡｕ −Ｓ
ｎ合金ろう、Ｐｂ −Ｓｎ合金ろう等が用いられ、金属
製（通常コバール製）カバー６の少なくともシールリン
グ５が当接する周縁部にはろう付性の良好な金、ニッケ
ル等の被膜が施されているのが通常である。
このハーメチックシール工程において、シールリング５
とカバー６をメタライズ層３の上にそれぞれの周縁がほ
ぼ一致するように重ね合わせる必要があるが、シールリ
ング５が５０μｍ程度の厚さで極めて扱いにくい上、僅
かな振動で位置ズレを生じるため、重ね合わせの作業が
難しく、ハーメチックシール後においてカバー６が位置
ズレを生じている欠陥もときどき起こる。このような欠
点はシールリング５をカバー６に予め取付けておくこと
が出来れば解消しうろことであり、このような観点から
シールリング５をカバー６に複数個所のスポット溶接に
より仮付けする方法が提案されている（例えば特公昭５
６−３６５７７号公報）。しかしながらこの方法Ｃζよ
るハーメチックシールカバーにはいくつかの欠点がなお
存在する。即ち、シールリング５はカバー６に局部的に
熔接されているのであるが、この熔接個所において合金
ろうが一旦熔融されるのでカバー６の被膜の金属が混入
して組成が変わり、その部分の融点が高くなることであ
る。これはハーメチックシール工程においてシールリン
グ５の均一な融解を妨げる。又、上記熔接個所において
シールリング５にスポット溶接の電極跡が窪みとして残
り、この窪みがハーメチックシールの際ボイドの原因に
なり易い。
とカバー６をメタライズ層３の上にそれぞれの周縁がほ
ぼ一致するように重ね合わせる必要があるが、シールリ
ング５が５０μｍ程度の厚さで極めて扱いにくい上、僅
かな振動で位置ズレを生じるため、重ね合わせの作業が
難しく、ハーメチックシール後においてカバー６が位置
ズレを生じている欠陥もときどき起こる。このような欠
点はシールリング５をカバー６に予め取付けておくこと
が出来れば解消しうろことであり、このような観点から
シールリング５をカバー６に複数個所のスポット溶接に
より仮付けする方法が提案されている（例えば特公昭５
６−３６５７７号公報）。しかしながらこの方法Ｃζよ
るハーメチックシールカバーにはいくつかの欠点がなお
存在する。即ち、シールリング５はカバー６に局部的に
熔接されているのであるが、この熔接個所において合金
ろうが一旦熔融されるのでカバー６の被膜の金属が混入
して組成が変わり、その部分の融点が高くなることであ
る。これはハーメチックシール工程においてシールリン
グ５の均一な融解を妨げる。又、上記熔接個所において
シールリング５にスポット溶接の電極跡が窪みとして残
り、この窪みがハーメチックシールの際ボイドの原因に
なり易い。
この欠点を解消するには熔接の手段に依らないでシール
リングを仮付けすることが必要であり、これを実現する
手段として本出願人は先に少くともシールリングが当接
する周縁部にろう付性の良好な被膜を有する金属製カバ
ーに、少くとも該カバーに当接する面に金、銀、白金又
はパラジウムの薄層を被着したシールリングを周縁がほ
ぼ一致するように重ね合せ、該シールリングの融点より
低い温度に加熱すると共に上記周縁部全周に亘って加圧
し、カバーとシールリングを熱圧着する方法を出願した
（特開昭６１−２０４９５３号公報）。
リングを仮付けすることが必要であり、これを実現する
手段として本出願人は先に少くともシールリングが当接
する周縁部にろう付性の良好な被膜を有する金属製カバ
ーに、少くとも該カバーに当接する面に金、銀、白金又
はパラジウムの薄層を被着したシールリングを周縁がほ
ぼ一致するように重ね合せ、該シールリングの融点より
低い温度に加熱すると共に上記周縁部全周に亘って加圧
し、カバーとシールリングを熱圧着する方法を出願した
（特開昭６１−２０４９５３号公報）。
しかしながら上記方法は接合に多少時間を要し、１Ｍｉ
ずつの接合ではコスト高となる。
ずつの接合ではコスト高となる。
本発明の目的は一度に複数組のカバーとシールリングを
熱圧着することにより生産性を高め、ハーメチックシー
ルカバーの製造コスト低下を可能にすることにある。
熱圧着することにより生産性を高め、ハーメチックシー
ルカバーの製造コスト低下を可能にすることにある。
上記目的を達成するため本発明の方法は、少くともシー
ルリングが当接する周縁部にろう付性の良好な被膜を有
する金属製カバーに、少くとも該カバーに当接する面に
金、銀、白金又はパラジウムの薄層を被着したシールリ
ングを周縁がほぼ一致するように重ね合せ、このように
重ねたカバー及びシールリングを該シールリングに付着
しにくい材質の仕切板で仕切って複数組重ね、該シール
リングの融点より低い温度に加熱すると共に上記周縁部
全周に亘って加圧する点に特徴がある。
ルリングが当接する周縁部にろう付性の良好な被膜を有
する金属製カバーに、少くとも該カバーに当接する面に
金、銀、白金又はパラジウムの薄層を被着したシールリ
ングを周縁がほぼ一致するように重ね合せ、このように
重ねたカバー及びシールリングを該シールリングに付着
しにくい材質の仕切板で仕切って複数組重ね、該シール
リングの融点より低い温度に加熱すると共に上記周縁部
全周に亘って加圧する点に特徴がある。
本発明法に用いる金属製カバー６は、少くともシールリ
ングが当接する周縁部にろう付性の良好な被膜を要し、
この被膜材質はカバー６の素地と良く密着し且つシール
リング５のろう材との漏れが良くしかもろう材中に溶解
してろう材の信頼性を低下させないものであれば何れの
金属、合金であっても良く、金、ニッケルが好ましい金
属である。又、シールリング５は、少くともカバー６に
当接する面に金、銀、白金又はパラジウムの薄層が被着
されている必要があり、この薄層の厚さは０．０５〜５
μｍが好ましい。該薄層があまり薄いと加熱中に被着金
属がシールリング５内へ拡散してしまい、必要な接着力
を確保できなくなり、又あまり厚過ぎるとハーメチック
シールに要する時間が長くなり、ろう材中へ溶解する金
属量も多くなるので好ましくない。より好ましい厚さは
０．３〜１．５μｍである。このようなＴＲＮを有する
シールリング５は、圧延したろう材を打抜いた後上記金
属のメ・ツキを施すか、圧延ろう材に予め上記金属のメ
ブキを施した後打抜き加工するか、或いは上記金属の薄
層を圧延クラッドするか何れかの方法で得ることができ
る。
ングが当接する周縁部にろう付性の良好な被膜を要し、
この被膜材質はカバー６の素地と良く密着し且つシール
リング５のろう材との漏れが良くしかもろう材中に溶解
してろう材の信頼性を低下させないものであれば何れの
金属、合金であっても良く、金、ニッケルが好ましい金
属である。又、シールリング５は、少くともカバー６に
当接する面に金、銀、白金又はパラジウムの薄層が被着
されている必要があり、この薄層の厚さは０．０５〜５
μｍが好ましい。該薄層があまり薄いと加熱中に被着金
属がシールリング５内へ拡散してしまい、必要な接着力
を確保できなくなり、又あまり厚過ぎるとハーメチック
シールに要する時間が長くなり、ろう材中へ溶解する金
属量も多くなるので好ましくない。より好ましい厚さは
０．３〜１．５μｍである。このようなＴＲＮを有する
シールリング５は、圧延したろう材を打抜いた後上記金
属のメ・ツキを施すか、圧延ろう材に予め上記金属のメ
ブキを施した後打抜き加工するか、或いは上記金属の薄
層を圧延クラッドするか何れかの方法で得ることができ
る。
このようなカバー６とシールリング５を複数組同時に接
合するには、第１図に示すように、カバー６の上にシー
ルリング５を重ね、該シールリング５の上に仕切板７を
載せ、同様にカバーとシールリングと仕切板を順次重ね
て上下の剛性板８で挾み、この状態で加熱炉に入れ、シ
ールリング５の融点より低い温度に加熱すると共に上下
の剛性板８に押圧力を加えれば良い、 この押圧は炉へ入れる際に予め施されても良いし、炉中
で加熱中に行うようにしても良い。
合するには、第１図に示すように、カバー６の上にシー
ルリング５を重ね、該シールリング５の上に仕切板７を
載せ、同様にカバーとシールリングと仕切板を順次重ね
て上下の剛性板８で挾み、この状態で加熱炉に入れ、シ
ールリング５の融点より低い温度に加熱すると共に上下
の剛性板８に押圧力を加えれば良い、 この押圧は炉へ入れる際に予め施されても良いし、炉中
で加熱中に行うようにしても良い。
仕切板７はシールリング５が他の組のカバー６へ付着す
るのを防ぐために必要であり、この材質はシールリング
５に施された薄層に付着しにくいものであれば何れでも
良い。例えば鉄、鉄−ニッケル合金等を挙げることがで
きる。圧着に必要な加圧力及び温度はシールリング５に
被着する金属の種類によって変るので、−概に決められ
ず、実験的に求める必要がある。金の場合は５５ｇ／Ｉ
Ｉ２の加圧力の場合２６０〜２８０ ’Ｃで充分圧着で
きる。
るのを防ぐために必要であり、この材質はシールリング
５に施された薄層に付着しにくいものであれば何れでも
良い。例えば鉄、鉄−ニッケル合金等を挙げることがで
きる。圧着に必要な加圧力及び温度はシールリング５に
被着する金属の種類によって変るので、−概に決められ
ず、実験的に求める必要がある。金の場合は５５ｇ／Ｉ
Ｉ２の加圧力の場合２６０〜２８０ ’Ｃで充分圧着で
きる。
この圧着時の雰囲気はカバー６の被膜の種類とシールリ
ング５上の７ｉｔＮの種類及び薄層による被膜の状態に
よって考慮すれば良い。両者共に金で且つリング５が全
面被覆されている場合は大気中でもよく、カバー６の被
膜がニッケルの場合は中性ないし還元性雰囲気にする必
要がある。
ング５上の７ｉｔＮの種類及び薄層による被膜の状態に
よって考慮すれば良い。両者共に金で且つリング５が全
面被覆されている場合は大気中でもよく、カバー６の被
膜がニッケルの場合は中性ないし還元性雰囲気にする必
要がある。
重ねる組数は多い程むしろ加圧の均一性が増すが、あま
り数多く重ねると押圧力を周縁部へ均一に集中し得ない
状態になり易いので、２０〜５０組程度を限度とするの
が良い。この重ね合せに際し、周縁部を一致させるには
カバー、シールリングの外形寸法より幾分大き目の孔径
の窪みを有する整列治具を用いるのが有利である。
り数多く重ねると押圧力を周縁部へ均一に集中し得ない
状態になり易いので、２０〜５０組程度を限度とするの
が良い。この重ね合せに際し、周縁部を一致させるには
カバー、シールリングの外形寸法より幾分大き目の孔径
の窪みを有する整列治具を用いるのが有利である。
本発明において、シールリング５の材質は何ら限定され
るものでなく 、Ａｕ Ｓｒ＋＋ Ｐｂ Ｓｎろう
合金の外、Ａｕ−Ｉｎ、 Ａｕ−５ｉ＋ Ａｕ−Ｇｅな
どであっても良く、又、カバーの材質は何ら特定されず
、形状も平板状に限定されるものではない。
るものでなく 、Ａｕ Ｓｒ＋＋ Ｐｂ Ｓｎろう
合金の外、Ａｕ−Ｉｎ、 Ａｕ−５ｉ＋ Ａｕ−Ｇｅな
どであっても良く、又、カバーの材質は何ら特定されず
、形状も平板状に限定されるものではない。
１０龍角、厚さ０．２５ｍ朧のコバール板２０個と、該
コバール板の全面に厚み２μ閘の金メッキの被膜を施し
たカバー２０個と、金メッキを１μ閘施した８、６龍角
の開口を存する１０１−角、厚さ５０μｍのＡｕ −Ｓ
ｎｎ共合合金製シールリング２０個用意した。一方１０
．０５■■角の孔を有する整列治具にカバー、シールリ
ング、コバール板の順に装填し、最上部のコバール板に
押圧治具を載せ、これら治具を水素雰囲気にされた２２
０℃の電気炉中に入れ、１５分間放置後該炉中で押圧治
具に２０ｋｇの荷重を１０分間負荷して取り出し、放冷
後、該治具から取り出した２０組のハーメチックシール
カバーを剥離試験に供した。剥離試験は圧着されたシー
ルリングに、プッシュプルゲージに連結した爪を引掛け
て横に引張り、？、ＩＩ Ｍ又はリング破損までの引張
り力を測定した。結果は何れも３００ｇまでは剥離せず
、爪の引掛は部分はほぼ５００ｇで破損した。この結果
から本発明法によれば極めて強力な接合力の得られるこ
とが分る。
コバール板の全面に厚み２μ閘の金メッキの被膜を施し
たカバー２０個と、金メッキを１μ閘施した８、６龍角
の開口を存する１０１−角、厚さ５０μｍのＡｕ −Ｓ
ｎｎ共合合金製シールリング２０個用意した。一方１０
．０５■■角の孔を有する整列治具にカバー、シールリ
ング、コバール板の順に装填し、最上部のコバール板に
押圧治具を載せ、これら治具を水素雰囲気にされた２２
０℃の電気炉中に入れ、１５分間放置後該炉中で押圧治
具に２０ｋｇの荷重を１０分間負荷して取り出し、放冷
後、該治具から取り出した２０組のハーメチックシール
カバーを剥離試験に供した。剥離試験は圧着されたシー
ルリングに、プッシュプルゲージに連結した爪を引掛け
て横に引張り、？、ＩＩ Ｍ又はリング破損までの引張
り力を測定した。結果は何れも３００ｇまでは剥離せず
、爪の引掛は部分はほぼ５００ｇで破損した。この結果
から本発明法によれば極めて強力な接合力の得られるこ
とが分る。
本発明の方法により一度に多数のハラメチツクシール力
バーの製造が可能となり、生産性の向上、コスト低減に
寄与すること極めて大である。
バーの製造が可能となり、生産性の向上、コスト低減に
寄与すること極めて大である。
第１図は本発明法を概略説明するための斜視図で、第２
図はセラミックパッケージの分解斜視図である。 １・・・セラミック基板、２・・・金属リード、３・・
・メタライズ層、４・・・半導体素子、５・・・シール
リング、６・・・金属製カバー、７・・・仕切板、８・
・・剛性板。
図はセラミックパッケージの分解斜視図である。 １・・・セラミック基板、２・・・金属リード、３・・
・メタライズ層、４・・・半導体素子、５・・・シール
リング、６・・・金属製カバー、７・・・仕切板、８・
・・剛性板。
Claims (1)
- 少くともシールリングが当接する周縁部にろう付性の良
好な被膜を有する金属製カバーに、少くとも該カバーに
当接する面に金、銀、白金又はパラジウムの薄層を被着
したシールリングを周縁がほぼ一致するように重ね合せ
、このように重ねたカバー及びシールリングを該シール
リングに付着しにくい材質の仕切板で仕切って複数組重
ね、該シールリングの融点より低い温度に加熱すると共
に上記周縁部全周に亘って加圧することを特徴とするハ
ーメチックシールカバーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13990187A JPS63305534A (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | ハ−メチックシ−ルカバ−の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13990187A JPS63305534A (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | ハ−メチックシ−ルカバ−の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63305534A true JPS63305534A (ja) | 1988-12-13 |
Family
ID=15256258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13990187A Pending JPS63305534A (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | ハ−メチックシ−ルカバ−の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63305534A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61204953A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ハ−メチツクシ−ルカバ−及びその製造方法 |
| US4640438A (en) * | 1986-03-17 | 1987-02-03 | Comienco Limited | Cover for semiconductor device packages |
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1987
- 1987-06-05 JP JP13990187A patent/JPS63305534A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61204953A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ハ−メチツクシ−ルカバ−及びその製造方法 |
| US4640438A (en) * | 1986-03-17 | 1987-02-03 | Comienco Limited | Cover for semiconductor device packages |
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