JPS6341051A - 集積回路パッケ−ジ及びそのシ−ル - Google Patents

集積回路パッケ−ジ及びそのシ−ル

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JPS6341051A
JPS6341051A JP62189032A JP18903287A JPS6341051A JP S6341051 A JPS6341051 A JP S6341051A JP 62189032 A JP62189032 A JP 62189032A JP 18903287 A JP18903287 A JP 18903287A JP S6341051 A JPS6341051 A JP S6341051A
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JP
Japan
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wall surface
sealing rim
integrated circuit
lid
circuit package
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JP62189032A
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English (en)
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ジョン　エフ　クルムメ
ダレル　イー　ホジソン
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Beta Phase Inc
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集積回路のパッケージに関し、より具体的に
は、そのようなパッケージをシールする手段の改良に関
する。
〔従来の技術〕
集積回路が外界に露出しているために生じる汚染並びに
品質劣化を防止するため、集積回路パッケージにシーリ
ングを施すことは、半導体パッケージの技術分野におい
て緊急の課題である。この目的のため、多くの電子部品
は、その表面を熔融ガラスで層状にシールしたり、半導
体チップが取り付けられた基板の上に金属製の蓋体をハ
ンダ付けすることにより、これらの電子部品を外界から
シールする手段が採用されている。然しなから、このよ
うなシーリング方法は、熔融ガラスによる処理過程或い
はハンダ付は過程において電子部品に対して相当の熱的
負担を加えることにより、また、電子部品を再加工する
ためにパッケージを開く必要のある場合にはパフケージ
を破壊しなければならないという不都合があった。
而して、本発明者は米国特許第４，１２６，７５８号に
おいて、電子部品上に熱復元性のシーリング用蓋体を取
り付けることによって電子部品をシールする方法及び装
置を開示した。その場合、上記蓋体１４が復元する際に
、蓋体１４は拡張して、パッケージに取り付けられた立
上りリング１８に対するシールを形成するようになって
いる。然しなから、このような形式のシール手段におい
て効果的なシールを達成するためには、上記熱復元性の
蓋体と上記リングとの間の公差は可能な限り小さくなる
よう作製されなければならず、しかも上記熱復元性の蓋
体によって生じる力が大きければ大きい程、上記蓋体が
リングとパッケージの基板との間の境界面を破壊する可
能性が大きくなり、特に、電子部品に電流が供給された
り遮断されたりするたびに生じる熱サイクル下において
は破壊が進行し易いという問題点があった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこで、形状記憶合金のような熱復元性の材料の特性を
利用することにより、寸法的な厳密性をさほど必要とせ
ず、しかも熱復元性の部材によって発生するシーリング
力のためにパッケージの完全性を損なうことなく集積回
路をパッケージし得る手段が提供されることが最も望ま
しい。
本発明は、このようなパッケージの改良に関するもので
あり、また、再加工のときにパッケージを成環すること
なく開くことができ、更にまたこれを再度シールするこ
とが可能なパッケージ手段を提供することにある。
このように、本発明の目的は、外界に対するシールを容
易に施し得る集積回路のパッケージ手段を提供すること
にある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的は、本発明にか＼る集積回路パッケージ、叩
ち、シール用リムと、上記シール用リム内に設けられる
蓋体と、上記シール用リムの周囲に装着される形状記憶
合金製のバンドとから成り、上記ハンドが復元する際に
、上記シール用リムを上記蓋体と結合せしめ、復元力が
大きくなればなる程、シール用リムと蓋体間のシール力
が増大するように構成された集積回路パッケージによっ
て達成される。
より具体的には、本発明は、 所定の熱膨張係数を有する材料で作製され、その底部と
これから立ち上がる壁部によって凹部が形成され、上記
凹部内に収容された回路部品と電気的に接続される導体
が取り付けられた基板と；上記基板と同等の熱膨張係数
を有する材料で作製され、内壁面及び外壁面を有し、上
記内壁面によって開口部が形成されると共に、上記基板
のＣ部上に固着されるシール用リムと； 上記開口部内に挿入され、上記シール用リムの内壁面に
適合する外周を有する蓋体と；マルテンサイト状態及び
オーステナイト状態を有する形状記憶合金で作製され、
これがマルテンサイト状態にあるときには上記シール用
リムの外壁面の外側にフィツトするようその寸法が引き
伸ばされ、これがマルテンサイト状態からオーステナイ
ト状態へ転移したときには引き伸ばされていない元の長
さに復帰し、これによって上記シール用リムを上記蓋体
の外周に押圧せしめてシーリング効果を生ぜしめるバン
ドと； から構成される集積回路パッケージを提供するものであ
る。
更にまた、本発明は、 電気回路部品を収容する凹部を有する基板の上面に固着
され、上記基板と同等の熱膨張係数を有する材料で作製
されると共に、内壁面及び外壁面を有し、上記内壁面に
よって開口部が形成されるシール用リムと； 上記開口部内に挿入され、上記シール用リムの内壁面に
適合する外周を有する蓋体と；マルテンサイト状態及び
オーステナイト状態を有する形状記憶合金で作製され、
これがマルテンサイト状態にあるときには上記シール用
リムの外壁面の外側にフィツトするようその寸法が引き
伸ばされ、これがマルテンサイト状態からオーステナイ
ト状態へ転移したときには引き伸ばされていない元の長
さに復帰し、これによって上記シール用リムを上記蓋体
の外周に押圧せしめてシーリング効果を生せしめるバン
ドと； から構成される集積回路パッケージシールを提供するも
のである。
そしてまた、本発明は、 所定の熱膨張係数を有する材料で作製され、その底部と
これから立ち上がる壁部によって凹部が形成され、上記
凹部内に収容された回路部品と電気的に接続される導体
が取り付けられた基板と；上記基板と同等の熱膨張係数
を有する材料で作製され、内壁面及び外壁面を有し、上
記内壁面によって開口部が形成されると共に、上記基板
の壁部上に固着されるシール用リムと； 上記シール用リム上に嵌め合せられ、上記シール用リム
の外壁面に適合する外周を有する蓋体と；マルテンサイ
ト状態及びオーステナイト状態を有する形状記憶合金で
作製され、これがマルテンサイト状態にあるときには上
記蓋体の外壁面にフィツトするようその寸法が引き伸ば
され、これがマルテンサイト状態からオーステナイト状
態へ転移したときには引き伸ばされていない元の長さに
復帰し、これによって上記蓋体を上記シール用リムに押
圧せしめてシーリング効果を生ぜしめるバンドと； から構成される集積回路パフケージを提供するものであ
る。
〔作　用〕
上記の如き構成であれば、熱１夏元性の蓋体とシール用
リムとの間の公差はそれほど厳密でなくても完全なシー
リングがなされ、シーリング処理の際に電子部品が熱に
よって破壊される虞れがな（、更にまた、内部の電子部
品を再加工する際にパッケージ全体を破壊することなく
上記バンドを切断するだけでパッケージを開くことがで
き、またこれを再度シールすることも可能なパッケージ
手段が提供されるものである。
〔実　施　例〕
以下、図面を参照しつ＼本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明にか＼る集積回路パッケージの一部破断
斜視図、 第２図は第１図中２−２線に沿った断面図、第３図は本
発明にか＼る集積回路パッケージに用いられる蓋体の別
の実施例を示す、第２図と同様の部分断面図、 第４図は蓋体の更に異なった実施例を示す、第２図と同
様の部分断面図、 第５図はシール用リム、蓋体及びバンドの別の実施例を
示す、第２図と同様の部分断面図、第６図はシール用リ
ム、蓋体及びバンドの更に異なった実施例を示す、第２
図と同様の部分断面図である。
第１図には、集積回路パフケージ１０が示されており、
その内部には半導体チップ１２が収容されている。パ・
ノケージ１０は、セラミック材料等で作製された基板１
４を有し、上記基板１４はその底部１８と立上り壁部２
０とによって形成される凹部１６を有している。図示す
る如く、複数の導体２２．２２が上記基板を貫通して上
記凹部１６内に収容されたコンポーネントチップ１２と
電気的に接続されている。
シール用のリム２４は、上記壁部２０の金属被覆された
上面にハンダ付は等の公知の手段により接合されている
。基板１４の材料としては、以下のものに限定される訳
ではないが、例えばセラミックスやガラス等の無機絶縁
体や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、
ナイロン、ポリエステル、テフロン、ポリイミド、ポリ
アリーレン等の有機絶縁体等々の絶縁材料で作製される
。上記基板１４はマイクロ波用のパッケージ若しくは集
積回路用のパッケージを作製する場合には、鉄やアルミ
ニウム等の金属材料で作製する場合もある。
また、上記シール用リム２４を上記基板１４と一体的に
形成する実施例も本発明の範囲内に含まれるものである
。上記基板の材料として有機絶縁物を使用する場合にお
いて、散状の電子的パッケージに充分な剛性を付与する
必要のある場合には、グラスファイバ等の補強材を用い
ることが望ましい。
上記リム２４は望ましくは合金４２若しくはコバール（
１（ｏｖａｒ）等の金属で作製され、基板１４の上面２
６にハンダ付けされる。この場合に最も重要なことは、
リム２４と基板１４の熱膨張係数が実質的に等しくなる
ような材料を使用するということである。
而して、上記シール用リム２４の周囲には、形状記憶合
金で作製されたバンド２８が装着され、バンド２８が復
元するときに上記シール用リムを内側へ押圧して、これ
をパッケージ用の蓋体３０と結合させるようになってい
る。シール用リム２４は、望ましくはその断面が略Ｕ字
型に形成され、上記バンド２８が上記Ｕ字型断面のＵ字
溝内に取り付けられる。上記シール用リム２４は、基板
１４と接合する底面の広さを充分ならしめるようＬ字型
に形成するようにしても良く、その場合、バンド２８が
、引き伸ばされた変形状態のマルテンサイト状態から復
元する前にバンド２８をリムの外周に取り付けるときに
障害とならないように配慮されなければならない。
バント′２Ｂは、望ましくはマルテンサイト状態とオー
ステナイト状態を有する形状記憶合金で作製され、上記
バンドは、これがマルテンサイト状態にあるときには外
側へ引き伸ばされて上記シール用リム２４の外周にフィ
ツトするようになっている。
マルテンサイト状態からオーステナイト状態へ変化する
と、バンド２８は元の引き伸ばされていない状態へ復帰
し、シール用リム２４を内側へ押圧してパッケージ用蓋
体３０と結合せしめる。
バンド２８は望ましくは形状記憶合金で作製されるが、
金属材料以外のもので形状記憶特性を有するものは本発
明の範囲内に包含されるものである。
有機材料若しくは金属材料のいずれにおいても、形状記
憶特性を有するものか存在することはよく知られている
。このような材料によって作製された物品は、その本来
の熱安定性の形態から第二の熱不安定性の形態へ変形さ
せることが可能である。
上記物品は、これに熱を加えるだけでその熱不安定性の
形態から本来の熱安定性の形態へ復元し、若しくは復元
する傾向を有するため、いわゆる形状記憶特性、即ちそ
の本来の形状を“記憶する”という特性を有するもので
ある。　　　　　−合金において、形状記憶特性を有す
るものは、温度を低下させることによりオーステナイト
状態からマルテンサイト状態へ可逆性の転移を行なうと
いう性質を有している。このような合金で作製された物
品は、当該合金がオーステナイト状態からマルテンサイ
ト状態へ変化する温度以下に冷却されたとき、その本来
の形状から新たな形状へ容易に変形させることができる
。
上記バンド２８を作製するために使用される合金の一つ
としては、米国特許第３，３５１，４６３号に開示され
たものがあり、その開示内容は本発明にも援用されるも
のである。適切な材料の特性に関する他の文献としては
、このような材料の原理について述べたＷｉｌｌｉａｍ
　Ｊ、Ｂｕｅｈｌｅｒ博士の論文、並びにＷｉｒｅ　Ｊ
ｏｕｒｎａｌの１９６９年６月号のＷｉｌｌｉａｍ　Ｂ
、Ｃｒｏｓｓ氏による“　５５　Ｎ１ｔｅｎｏｌ−１ｌ
ｎｉｑｕｅ　Ａ１１ｏｙ　Ｗｉｒｅ　”と題する論文が
ある。上記材料とその特性に関する記載は、１９６９年
９月付けの’　Ｎ１ｔｅｎｏｌ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉ
ｚａｔｉｏｎ　５ｔｕｄｉｅｓ”と題するパンフレット
に記載されている。この冊子は、Ｎ−６９−３６３６７
若しくはＮＡＳＡ　ＣＲ−１４３３に該当するものであ
り、バージニア汁１２２１５１スプリングフィールドに
所在の５ｃｉｅｎｔｔｆｉｃａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｃａ
ｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　　の中央機関で入手可能
である。そして、これら刊行物の記載内容は本発明に援
用されるものである。
而して、上記の如くバンド２８が復元すると、シール用
リム２４を押圧してこれを蓋体３０に結合させる。一般
的には、バンド２８によって付与される力が大きければ
大きい程、シール用リム２４とパッケージ用蓋体３０と
の間のシーリング力が増大することは容易に理解されよ
う。前述の米国特許第４，１２６、７５８号と本発明の
相違点は、本発明に於けるシーリング力はシール用リム
に直接作用することがないので、リムが基板１４から離
脱する虞れがないという点である。半径方向内側へ向け
て作用する上記シーリング力は、パッケージ用蓋体によ
って相殺され、リム２４と基板１４間のハンダ付けに対
して力のバランスを生じさせるものである。
パッケージ用蓋体３０には、その製造段階において尖っ
た角部を有するシーリングエツジ３４が形成され、これ
によりシーリングの際にシール用リム２４の表面が可塑
的な変形を受けるようになっている。
而して、上記パッケージ用蓋体３０は、第３図又は第４
図に示すように幾つかの異なった形状のものとすること
が可能であり、第３図に示す実施例においては尖ったエ
ツジ３４Ａが、また、第４図に示す実施例においては尖
ったエツジ３４Ｂが、それぞれ立上り壁部２０に当接し
つ＼上記シール用リムと結合するようになっている。
第５図は、シール用リム２４Ｇと、蓋体３０Ｇと、バン
ド２８Ｃを有する変更実施例を示しており、この場合の
蓋体３０Ｃとしては、所望の金属若しくは内面に例えば
スパッタリングにより金属コーティングを施した放散バ
リヤーを有するプラスチック部材等から成る非常に薄い
蓋体を用い、適切なシーリング効果が得られるように構
成しである。この実施例において、上記シール用リム２
４Ｃは比較的良好な弾力性を有し、比較的小さな形状記
憶合金製のバンド２８Ｃによって効果的にシールされる
ようになっている。
第６図は、シール用リム２４Ｄと、蓋体３００及びバン
ド２８Ｄを用いた更に異なった実施例を示している。第
１図ないし第４図に示した実施例の場合と異なり、バン
ド２８Ｄは、蓋体３００と結合し、シール用リム２４Ｄ
とは直接的には結合しないが、これらの実施例の場合と
同様に、この場合においても内側へ向かうシーリング力
はパッケージ用蓋体によって相殺され、力のバランスが
保たれるようになっている。従って、蓋体３００の外周
は、シール用リム２４Ｄの外周面と適合し得るように形
成され、バンド２８Ｄは、蓋体３００の外周部をシール
用リム２４０と当接、押圧せしめるようになっている。
図示する如く、この実施例においては上記バンド２８Ｄ
の断面は円形のものが使用されている。バンド２８Ｄは
、ニチノール（Ｎ１ｔｉｎｏｌ）　’Ａのワイヤをリン
グ状に曲げて溶接することにより作製される。
蓋体とシール用リムのシーリング効果を向上させるため
に、バンドの断面形状は所望の形状に変更し得るもので
あり、それらの変更実施例も本発明の範囲内に包摂され
るものである。
上記の如くしてシールされたパッケージを再び開く場合
には、バンド２８．２８Ａ　、　２８Ｂ　、２８Ｃ若し
くは２８Ｄを切断し、廃棄する。そして各実施例におけ
るそれぞれの蓋体を取り外し、チップ１２と導体２２の
接続部を露出させ、加工を施すものである。
然るのち、新しいバンドを用いて上記取り外した蓋体を
再シールするものである。
〔発明の効果〕
本発明は叙上の如く構成されるから、本発明によるとき
は、熱復元性の蓋体とシール用リムとの間の公差はそれ
ほど厳密でなくても完全なシーリングがなされ、シーリ
ング処理の際に電子部品が熱によって破壊されることが
なく、更にまた、内部の電子部品を再加工する際にパッ
ケージ全体を破壊することなく上記バンドを切断するだ
けでパッケージを開くことができ、またこれを再度シー
ルすることも可能な実用価値の高いパフケージ手段が提
供されるものである。
なお、上記の説明は望ましい実施例について述べたもの
であるが、当業者であれば、本発明の目的の範囲内にお
いて様々の変更及び改良実施例を想到し得るものであり
、従って、本発明の範囲は上記実施例に限定されること
なく、本願特許請求の範囲の記載からのみ決定されなけ
ればならない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明にか＼る集積回路パッケージの一部破断
斜視図、 第２図は第１図中２−２線に沿った断面図、第３図は本
発明にか＼る集積回路パッケージに用いられる蓋体の別
の実施例を示す、第２図と同様の部分断面図、 第４図は蓋体の更に異なった実施例を示す、第２図と同
様の部分断面図、 第５図はシール用リム、蓋体及びバンドの別の実施例を
示す、第２図と同様の部分断面図、第６図はシール用リ
ム、蓋体及びバンドの更に異なった実施例を示す、第２
図と同様の部分断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）所定の熱膨張係数を有する材料で作製され、その底
    部とこれから立ち上がる壁部によって凹部が形成され、
    上記凹部内に収容された回路部品と電気的に接続される
    導体が取り付けられた基板と；上記基板と同等の熱膨張
    係数を有する材料で作製され、内壁面及び外壁面を有し
    、上記内壁面によって開口部が形成されると共に、上記
    基板の壁部上に固着されるシール用リムと； 上記開口部内に挿入され、上記シール用リムの内壁面に
    通合する外周を有する蓋体と； マルテンサイト状態及びオーステナイト状態を有する形
    状記憶合金で作製され、これがマルテンサイト状態にあ
    るときには上記シール用リムの外壁面の外側にフィット
    するようその寸法が引き伸ばされ、これがマルテンサイ
    ト状態からオーステナイト状態へ転移したときには引き
    伸ばされていない元の長さに復帰し、これによって上記
    シール用リムを上記蓋体の外周に押圧せしめてシーリン
    グ効果を生ぜしめるバンドと； から構成される集積回路パッケージ。 ２）上記シール用リムが略Ｕ字型の断面を有し、そのＵ
    字溝内に上記バンドが装着せしめられた特許請求の範囲
    第１項記載の集積回路パッケージ。 ３）上記シール用リムが略Ｌ字型の断面を有する特許請
    求の範囲第１項記載の集積回路パッケージ。 ４）上記バンドが、断面円形のワイヤをリング状に曲げ
    て溶接して成る特許請求の範囲第１項記載の集積回路パ
    ッケージ。 ５）上記蓋体の外周が上記蓋体の外壁面に対しても適合
    する特許請求の範囲第１項記載の集積回路パッケージ。 ６）電気回路部品を収容する凹部を有する基板の上面に
    固着され、上記基板と同等の熱膨張係数を有する材料で
    作製されると共に、内壁面及び外壁面を有し、上記内壁
    面によって開口部が形成されるシール用リムと； 上記開口部内に挿入され、上記シール用リムの内壁面に
    適合する外周を有する蓋体と； マルテンサイト状態及びオーステナイト状態を有する形
    状記憶合金で作製され、これがマルテンサイト状態にあ
    るときには上記シール用リムの外壁面の外側にフィット
    するようその寸法が引き伸ばされ、これがマルテンサイ
    ト状態からオーステナイト状態へ転移したときには引き
    伸ばされていない元の長さに復帰し、これによって上記
    シール用リムを上記蓋体の外周に押圧せしめてシーリン
    グ効果を生ぜしめるバンドと； から構成される集積回路パッケージシール。 ７）上記シール用リムが略Ｕ字型の断面を有し、そのＵ
    字溝内に上記バンドが装着せしめられた特許請求の範囲
    第６項記載の集積回路パッケージシール。 ８）上記シール用リムが略Ｌ字型の断面を有する特許請
    求の範囲第６項記載の集積回路パッケージシール。 ９）上記バンドが、断面円形のワイヤをリング状に曲げ
    て溶接して成る特許請求の範囲第６項記載の集積回路パ
    ッケージシール。 １０）上記蓋体の外周が上記蓋体の外壁面に対しても通
    合する特許請求の範囲第６項記載の集積回路パッケージ
    シール。 １１）上記シール用リムと上記基板の立ち上がり壁部が
    一体構造である特許請求の範囲第６項記載の集積回路パ
    ッケージシール。 １２）所定の熱膨張係数を有する材料で作製され、その
    底部とこれから立ち上がる壁部によって凹部が形成され
    、上記凹部内に収容された回路部品と電気的に接続され
    る導体が取り付けられた基板と；上記基板と同等の熱膨
    張係数を有する材料で作製され、内壁面及び外壁面を有
    し、上記内壁面によって開口部が形成されると共に、上
    記基板の壁部上に固着されるシール用リムと； 上記シール用リム上に嵌め合せられ、上記シール用リム
    の外壁面に適合する外周を有する蓋体と；マルテンサイ
    ト状態及びオーステナイト状態を有する形状記憶合金で
    作製され、これがマルテンサイト状態にあるときには上
    記蓋体の外壁面にフィットするようその寸法が引き伸ば
    され、これがマルテンサイト状態からオーステナイト状
    態へ転移したときには引き伸ばされていない元の長さに
    復帰し、これによって上記蓋体を上記シール用リムに押
    圧せしめてシーリング効果を生ぜしめるバンドと； から構成される集積回路パッケージ。 １３）上記基板の立ち上がり壁部と上記シール用リムが
    一体構造である特許請求の範囲第１２項記載の集積回路
    パッケージシール。
JP62189032A 1986-08-04 1987-07-30 集積回路パッケ−ジ及びそのシ−ル Pending JPS6341051A (ja)

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