KR830002575B1 - 기밀단자(氣密端子)의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

기밀단자(氣密端子)의 제조방법

제1도는 본 발명의 배경으로 되며, 또한 동시에 본 발명의 1실시 에의 제조 방법이 적용되는 방도체 장치용 스템의 평면도.

제2도는 제1도의 (Ⅱ)-(Ⅱ)선 단면도.

제3도는 제1도 및 제2도에 표시하는 반도체 장치용 스템의 종래의 제조방법을 설명하기 위한 중요부분 확대 단면도.

제4도는 제1도 및제2도에 표시하는 반도체 장치용 스템의 본 발명에 의한 제조 방법을 설명하기 위한 제3도에 대용하는 중요부분 확대 단며도.

제5도는 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 반도체 장치용 스템의 평면도.

제6도는 제5도의 (Ⅵ)-(Ⅵ)선 단면도.

제7도는 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 수정진동자용 스템의 평면도.

제8도는 제7도의 (Ⅷ)-(Ⅷ)선 단면도.

본 발명은 기밀단자의 제조방법에 관하여 특히 철제의 아이렛(Eyelet)에 유리를 개재하여 리이드선을 기밀적연적으로 봉착하여서 이루어진 유리단자를 동재(銅裁)의 베이스에 납땜 접합하여서 이루어진 기밀단자, 예컨대 반도체 장치용 스템 또는 수정진동자용 스템의 제조방법에 관한 것이다.

종래에는 중간 전력용의 파워트랜지스터의 용기로서 사용되는 스템은 예컨대 제1도에 표시하는 구조를 가지고 있다.

도면에 있어서 (1)은 유리단자로서 철제의 아이렛(2)속에 유리(3)를 개재하여 리이드선(4)을 기밀절연적으로 봉착하여 제작된다.

(5)는 동제의 베이스, 즉 스템기판에서 대략 마름모형상을 띄우고 길이가 긴쪽 방향의 양끝에 샤아시 등에의 부착구멍(6)을 가지며, 중심부에서 편심한 위치에 유리단자 고착용의 투공(7)을 보유하고, 또한 전기한 투공(7)을 둘러싼 요홈(8)을 가지고 있다.

(9)는 요홈(8)내에 감합고착된 철제의 캡용접용의 링이다.

위에서 말한 구조의 스템은 종래 다음과 같이 하여서 제조되어 있다. 먼저 제3도에 표시와 같이 아이렛(2)의 면 전체에 두께가 3-7정도의 전기(電氣) 니켈도금층(10)을 형성하고, 아이렛(2)과 유리라부렛과, 리이드선(4)을 봉착 지그를 사용하여 소정의 관계위치에 조립하고, 약 1,000℃로 가열하여 유리타부렛을 용융시켜서 유리단자(1)를 제작한다. 다음에 이 유리단자(1)를 스템기관(5)의 투공(7)에 감합하고, 접합가공하여 유리단자(1)를 가(假) 고정함고 아울러 요홈(8)에 용접용 링(9)을 배치하며 아이렛(1)의 외주 및 용접용링의 외주에 은납을 배치하여 중성분위기중에서 약 780℃로 가열하고 은납을 용융시켜서 아이렛 (2) 및 용접용 링(9)과 스템기관(5)을 납땜접합하고 있었다. 그러나 상술한 제조방법에 의하면 다음과 같은 문제점이 있었다.

A : 급열시험으로서 리이크 불량 발생이 많다.

B : 아이렛(2)의 표면에 니켈 도금층(10)이 형성되어 있으며, 동제의 스템기판(5)과 표면재질이 다르기 때문에 그대로 최종 완성도금을 실시하면 니켈도금층(10)위의 도금부착이 불충분하게 되므로 최종완성 도금의 전처리로서 니켈도금층(10)의 활성화가 필요하게 된다.

C : 니켈도금층(10)은 은납동의 흐름성이 좋아서 용융한 납재료가 유리(3) 위까지 흘러서 균열이 발생한다.

그러므로 본 발명의 주된 목적은 상술한 문제점이 없는 기밀단자의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명을 요약하면 면전체에 동 도금층을 보유하는 아이렛에 유리를 개재하여 리이드선을 기밀 절연적으로 봉착하여 유리단자를 제작하고, 이 유리단자를 동제의 베이스의 투공에 감합한 후 유리단자의 아이렛과 베이스를 납땜접합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상술한 목적 및 그외의 목적과 특징은 도면을 참조하여 행하는 이하의 상세한 설명에서 일층 명백하게 될 것이다.

제4도는 제1도 및 제2도에 표시하는 반도체 장치용 스템에 본 발명을 실시하는 경우의 제3도에 대응하는 중요부분의 확대 단면도를 표시한다. 먼저 철제의 아리렛(2)의 면 전체의 두께가 3-12μ 정도의 동 도금층(11)을 형성한다.

또 나트륨 바륨 유리 또는 나트륨 라임유리 등을 100-200 대쉬체를 통과할 정도로 분쇄하고 카아보 왁쓰(상품명)등의 유리바인더와 아울러 혼련하여 스프레이 드라이어 등에 의하여 입자의 지름을 50-145μ로 조입(造粒)하고, 원통형상으로 프레스 성형하며 약 500℃로 가열하여 유기바인디를 소각 비산시켜서 유리타부렛을 제작한다. 또한 철, 니켈 합금으로부처 이루어진 길이가 긴 선재(線材)를 적당한 길이로 절단하여 리이드선(4)을 제작하고 필요에 응하여 산화처리를 실시한다.

다음에 전기한 아이렛(2), 유리타부렛 및 리이드선(4)을 그래파이트재의 봉착 지그를 사용하여 소정의 관계 위치로 조립하고, 중성 또는 약환원성 분위기 중에서 약 1,000℃로 가열하며 전기한 유리타부렛을 용융시키셔 아이렛(2)에 유리(3)를 개재하여 리이드선(4)을 기밀 절연적으로 봉착한 유리단자(1)를 제작한다.

이 유리단자(1)를 동제의 베이스의 1예로서의 스템기판(5)의 투공(7)에 감합하고, 기계적으로 접합가공하여 유리단자(1)과 스템기판(5)을 가공정한다.

또 스템기판(5)의 요구(8)에 철제의 용접용 링(9)을 배치하고, 또 다시 아이렛(2)의 스템기판(5)의 윗면에서 돌출하는 외주부 및 용접용 링(9)의 외주의 요홈(8)내에, 은납동의 납땜 접합용의 자재를 배치하고 중성분위기 중에서 약 800℃로 가열하여 아이렛(2) 및 용접용 링(9)을 스템기판(5)에 기밀하게 고착한다.

위에서 말한 제조방법에 의하면 종래의 제조방법에 비교하여 다음과 같은 잇점이 있다.

a. 아이렛(2)의 표면에 니켈도금층(10)을 형성하여서 유리(3)와 봉착한 경우, 니켈의 유리중으로의 확산거리는 3.5μ인 것에 대하여, 아이렛(2)의 표면에 동도금층(11)을 형성하여서 유리(3)와 봉착한 경우에는 동의 유리중으로의 확산거리는 약 3배인 10μ이므로 유리(3)와 니켈도금층(10)과의 결합보다도 유리(3)와 동도금층(11)과의 결합한 편이 밀착력이 더 우수하고, 강고한 기밀봉착을 할 수 있으며 스템기판(5)위에 반도체소자를 납땜접합할 때의 급격한 열에 의해 스템기판(5)의 팽창에 따르는 투공(7)의 지름이 크게되는 것에 따라서 아이렛(2)의 압측응력 소멸에 기인하는 아이렛(2)과 유리(3)과의 봉착계면으로 부터의 리이크 불량이 없게 된다. 예컨대 아이렛(2)의 외부와 내부의 지름 비율을 1.3으로 하고 스템을 330℃로 급격하게 가열하였을 경우 본 발명에 의한 동도금층(11)을 보유하는 유리단자에서는 리이크 불량이 50개중 전연없었음에 대하여 전기 니켈도금층(10)을 형성한 종래의 유리단자에서는 50개중 10개의 리이크 불량이 발생하였다.

b. 아이렛(2)의 표면에 동도금층(11)을 형성하였으므로 아이렛(2)의 표면과 스템기판(5)의 표면이 동으로서 통일되어 최종 완공도금 이전에 종래의 니켈도금층(10)과 같은 니켈의 활성화 처리가 불필요하게 된다.

c. 동도금층(11)은 니켈도금층(11)과 비교하여 은납등의 용융된 납땜접합재가 지나치게 흐르지 않으므로 용융납땜접합재가 유리(3)까지 흐르지 않고, 유리 균열의 발생이 방지될 뿐만 아니라 아이렛(2)와 스템기판(5)과의 모서리 부분에 소요량의 납땜접합재가 확보되어서 신뢰성이 높은 납땜접합이 행하여 진다.

제5도 및 제6도는 본 발명을 적용할 수 있는 다른 반도체 장치용 스템의 평면도 및 단면도를 표시한다.

도면에 있어서(1)은 유리단자로서 전기한 제4도와 동일하게 철제의 아이렛(2)의 전제면에 동도금층(11)을 형성하고 유리(3)를 개재하여 리이드선(4)이 기밀 절연적으로 봉착되어 있다.

(20)은 동제의 베이스의 1예로서의 원형의 방열판으로서 중심에서 편심된 위치에 유리단자(1)의 감합용의 투공(21)이 형성되어 있다.

(22)는 철제의 플랜지로서 외형이 제1도의 스템기판(5)와 동일하게 대략 마름모형상을 띄우며 길이가 긴방향의 양끝에 샤아시 등에의 부착구멍(23)을 보유하며 중앙에 전기한 방열판(20)을 감합하는 환공(丸孔)(24)을 가지고 있다.

또한 철제의 플랜지(22)는 전체면에 동도금을 실시한 후 환공(24)에 방열판(20)을 감합하고, 접합가공하여 가고 정한 다음 유리단자(1)와 방열판(20)과의 납땜접합과 동시에 방열판(20)과 납땜접합한다.

제7도 및 제8도는 본 발명을 적용할 수 있는 다른 기밀단자로서의 수정진동자용 스템이 평면도 및 단면도를 표시한다.

도면에 있어서 (30)은 유리단자로서 철제의 긴 원판형상의 아이렛(31)의 길이가 긴방향의 양끝에 투공(23)을 보유하고, 전체면에 동도금층을 형성한 후 투공(32)에 유리(33)를 개재하여 리이드선(34)을 기밀절연적으로 봉착한 것이다.

(35)는 동제의 베이스의 1예로서 배모양의 용기이며, 전기한 투공(32)과 동심상이며, 또한 그것보다도 약간 큰 지름의 투공(36)을 보유하고, 이 투공(36)에 아이렛(31)의 투공(32)의 주변부의 돌기부가 감합되어 있다.

그리고 전기한 아이렛(31)과 용기 (35)와는 은납 등의 납땜접합재로서 기밀하게 납땜접합되어 있다.

상기한 제5도 및 제6도의 반도체 장치용 스템 및 제7도 및 제8도의 수정진동자용 스템에 있어서도 전기한 실시예에서 말한 것과 동일한 효과가 얻어진다.

또한 본 발명은 상기한 실시예 이외의 기밀단자에도 적용될 수 있는 것이다.

본 발명은 이상과 같이 철제의 아이렛의 전체면에 동도금층을 형성하고, 이 아이렛내에 유리를 개재하여 리이드선을 기밀 절연적으로 봉착하여 유리단자를 제작하는 공정과, 이 유리단자를 동제의 베이스 투공에 감합하는 공정과 전기한 유리단자의 아이렛을 베이스에 납땜접합하는 공정을 포함하는 것이므로 종래의 아이렛 표면에 니켈도금층을 형성하여 유리 봉착한 유리단자를 사용하는 것에 비교해 급격해 열에 의한 리이크불량이 없는 기밀단자가 얻어지며, 또 최종완공 도금 이전의 니켈의 활성화 처리가 불필요하게 되며, 또한 용융한 납땜접합재의 과도한 흐름이 없어져서 유리크택의 발생이 방지될 수 있을 뿐만 아니라, 납땜접합 부분에 소요량의 납땜접합제가 확보되어서 신뢰성이 높은 기밀단자가 얻어진다고 하는 효과를 나타낸다.

Claims (1)

1. 철제의 아이렛(2)내에 유리(3)를 개재하여서 리이드선(4)을 기밀절연적으로 봉착하여서 유리단자(1)를 제작하는 공정과, 이유리단자를 동제의 베이스(5)의 투공(7)에 감합하는 공정과, 전기한 유리단자의 아이렛을 베이스에 납땜 접합하는 공정을 포함하는 기밀단자의 제조방법에 있어서, 전기한 철제의 아이렛(2)의 전체면에 동도금층(11)을 형성하여 놓고 유리단단자(1)를 제작하는 것을 특징으로하는 기밀단자의 제조방법.

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