JP2534145B2 - Method for manufacturing silicon nitride package for semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing silicon nitride package for semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JP2534145B2 JP2534145B2 JP1340457A JP34045789A JP2534145B2 JP 2534145 B2 JP2534145 B2 JP 2534145B2 JP 1340457 A JP1340457 A JP 1340457A JP 34045789 A JP34045789 A JP 34045789A JP 2534145 B2 JP2534145 B2 JP 2534145B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon nitride
- package
- conductive portion
- semiconductor device
- punched
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体素子を収納し、気密封止して外界より
半導体素子を保護すると同時に電気導体を埋設し、半導
体との入出力端子を設けたセラミックパッケージに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention accommodates a semiconductor element, hermetically seals the semiconductor element from the outside to protect the semiconductor element, and at the same time burys an electric conductor to provide an input / output terminal with a semiconductor. Regarding ceramic packages.
従来より半導体装置に半導体集積回路を組み込むため
の気密容器としてセラミックパッケージが広く用いられ
ている。この種のセラミックパッケージとしては、アル
ミナセラミックスが主流をなしていた。Conventionally, a ceramic package has been widely used as an airtight container for incorporating a semiconductor integrated circuit into a semiconductor device. Alumina ceramics have been the mainstream for this type of ceramic package.
しかし近年シリコンチップの大型化にともない、アル
ミナとシリコンとの熱膨張率の不整合により、シリコン
チップが割れると云う問題を生じ、その解決が求められ
ている。セラミックとしてアルミナに代えて窒化アルミ
ニウムとするときは熱伝導率が高く、熱膨張率はシリコ
ンチップに近いものであるが、その色が白色あるいは透
光性の白色を呈し、パッケージに応用した場合紫外線の
透過によってICメモリーに悪影響を及ぼすものであっ
た。又、イメージセンサーのような光学的機能部品には
黒色の材料が要求されることから黒色の窒化珪素焼結体
がシリコンの熱膨張率と近いことから注目されている。However, with the recent increase in the size of silicon chips, a problem that the silicon chips are cracked due to a mismatch in the coefficient of thermal expansion between alumina and silicon has arisen, and there is a need to solve the problem. When aluminum nitride is used as the ceramic instead of alumina, the coefficient of thermal conductivity is high and the coefficient of thermal expansion is close to that of a silicon chip, but its color is white or translucent white. The transmission of the light adversely affected the IC memory. Further, since a black material is required for an optical functional component such as an image sensor, a black silicon nitride sintered body is attracting attention because it has a thermal expansion coefficient close to that of silicon.
前述のように、パッケージ用セラミック材料としてシ
リコンに近い熱膨張率を有し(第1図参照)、他のアル
ミナや、窒化アルミニウムより好ましい熱膨張率を有す
るとともに、遮光性に優れた黒色絶縁材料にして、機械
的強度にも優れた窒化珪素質パッケージを提供すること
を目的とする。As described above, a black insulating material having a coefficient of thermal expansion close to that of silicon (see FIG. 1) as a ceramic material for a package, a coefficient of thermal expansion more favorable than that of other alumina or aluminum nitride, and excellent in light shielding property. Another object of the present invention is to provide a silicon nitride-based package having excellent mechanical strength.
本発明は上記の課題を解決するためになされたもの
で、高融点金属を以て導電部とする窒化珪素質焼結体に
埋設または表面に形成した窒化珪素質パッケージに関す
るものである。なお、必要に応じ窒化珪素成形体にスル
ーホールを設け、これに高融点金属が充填され層間回路
を形成しても良い。The present invention has been made in order to solve the above problems, and relates to a silicon nitride package embedded in or formed on a surface of a silicon nitride sintered body that uses a refractory metal as a conductive portion. If necessary, a through hole may be provided in the silicon nitride molded body, and a high melting point metal may be filled therein to form an interlayer circuit.
しかして、本発明は上記パッケージを製造するための
方法にして、その第1の方法は高融点金属をバインダー
と混合してシート化する工程と、該シートは金型にて打
ち抜いて導電部を形成する工程と、該打ち抜きされた導
電部と窒化珪素質成形体とを所定の配置で重ね合せて加
圧焼結して一体化する工程とよりなる窒化珪素質パッケ
ージの製造方法である。ここで、加圧焼結をホットプレ
スで行なう場合は、焼成温度を1600〜1850℃、保持時間
を0.5〜2時間、加圧圧力を150〜300kg/cm2の条件で緻
密な焼結体を得ることができる。Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing the above package, the first method is a step of mixing a refractory metal with a binder to form a sheet, and punching the sheet with a mold to form a conductive portion. It is a method for manufacturing a silicon nitride based package, which comprises a step of forming and a step of superposing the punched conductive portion and the silicon nitride based molded body in a predetermined arrangement, pressure sintering and integrating. Here, when the pressure sintering is performed by hot pressing, a dense sintered body is formed under the conditions of a firing temperature of 1600 to 1850 ° C, a holding time of 0.5 to 2 hours, and a pressure of 150 to 300 kg / cm 2. Obtainable.
又、加圧焼結をガス圧焼結(窒素雰囲気中)で行なう
場合は、焼成温度を1600〜1850℃、保持時間を0.5〜5
時間、加圧圧力を5〜100kg/cm2の条件で緻密な焼結体
を得ることができる。When pressure sintering is performed by gas pressure sintering (in a nitrogen atmosphere), the firing temperature is 1600 to 1850 ° C and the holding time is 0.5 to 5
A dense sintered body can be obtained under the conditions of pressure for 5 to 100 kg / cm 2 for time.
なお上記方法による高融点金属からなる導電部の厚み
は10〜100μmとすることにより電気的にも満足する導
電部が形成される。By setting the thickness of the conductive portion made of a refractory metal by the above method to 10 to 100 μm, a conductive portion which is also electrically satisfactory is formed.
更に第2の方法は高融点金属箔を金型で打ち抜き、導
電部を形成する工程と、該打ち抜きされた導電部と窒化
珪素質成形体とを所定の配置で加圧焼結する工程とより
なる窒化珪素質パッケージの製造方法である。Further, the second method comprises a step of punching a high melting point metal foil with a die to form a conductive portion, and a step of pressure-sintering the punched conductive portion and the silicon nitride compact in a predetermined arrangement. Is a method for manufacturing a silicon nitride package.
又、この第2の方法では導電部の厚みが50〜200μm
のパッケージを製造し得る。Also, in the second method, the thickness of the conductive portion is 50 to 200 μm.
Can be manufactured.
〔作 用〕 本発明のパッケージは窒化珪素室という熱膨張係数が
シリコンに近い材料によりパッケージを構成しているの
でシリコンチップとの熱膨張率不整合の問題は生ぜず、
シリコンチップに割れを発生することはない。[Operation] Since the package of the present invention is made of a material such as a silicon nitride chamber, which has a coefficient of thermal expansion close to that of silicon, the problem of thermal expansion coefficient mismatch with a silicon chip does not occur.
There is no crack in the silicon chip.
又、タングステン(W)やモリブデン(Mo)等の高融
点金属をパッケージの導電部形成に用いているので高温
に耐え窒化珪素と協調したパッケージを提供することが
できる。又、本発明の第1の方法では高融点金属をバイ
ンダーによりシート化したものを金型で打ち抜いて導電
部とするものであるから、1層の場合は勿論多層構成で
も焼結により一体化パッケージが得られる。Further, since a refractory metal such as tungsten (W) or molybdenum (Mo) is used for forming the conductive portion of the package, it is possible to provide a package that withstands high temperatures and cooperates with silicon nitride. Further, in the first method of the present invention, a sheet made of a high melting point metal with a binder is punched out with a mold to form a conductive portion. Is obtained.
第2の方法では金属箔を導電部とするものであるから
導電部の導電率が一様で、薄くても不安のないパッケー
ジが得られる。According to the second method, since the metal foil is used as the conductive part, the conductivity of the conductive part is uniform, and a thin package that does not cause anxiety can be obtained.
以下本発明の各製造方法および比較例の方法におよび
それによって得られるパッケージについて説明する。Hereinafter, each manufacturing method of the present invention and the method of the comparative example and the packages obtained thereby will be described.
I.実施例1〜3及び比較例1 第2図は本発明の第1の方法による製造工程の一例を
示す分解斜視図で、窒化珪素室成形体1aの上に高融点金
属とバインダーとよりなるシートの打ち抜き導電部(回
路)2aを設け、更に窒化珪素質成形体1bの上に高融点金
属とバインダーとよりなるシートの打ち抜き導電部(全
面)2bを設け、これを重ね合せて焼結一体化してパッケ
ージとするものである。I. Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 FIG. 2 is an exploded perspective view showing an example of a manufacturing process according to the first method of the present invention, in which a refractory metal and a binder are formed on the silicon nitride chamber compact 1a. The punched conductive portion (circuit) 2a of the sheet is formed, and the punched conductive portion (entire surface) 2b of the sheet made of a refractory metal and a binder is further provided on the silicon nitride molded body 1b, and the sheets are stacked and sintered. They are integrated into a package.
実施例1 平均粒径0.7μmの窒化珪素(α−Si3N4)粉末90重量
%と、アルミナ(Al2O3)粉末4.5重量%、酸化イットリ
ウム(Y3O3)粉末5重量%及び鉄(Fe)成分(メトキシ
ドの形で)0.5重量%を、アルミナトロンメル中で溶媒
としてエチルアルコールを用い、10時間混合し、更にワ
ックスを加えて1時間混合した後、噴霧乾燥機により、
平均粒径100μmの造粒粒子を製造した。Example 1 90% by weight of silicon nitride (α-Si 3 N 4 ) powder having an average particle size of 0.7 μm, 4.5% by weight of alumina (Al 2 O 3 ) powder, 5% by weight of yttrium oxide (Y 3 O 3 ) powder, and 0.5% by weight of iron (Fe) component (in the form of methoxide) was mixed in alumina trommel using ethyl alcohol as a solvent for 10 hours, and wax was further added and mixed for 1 hour.
Granulated particles having an average particle size of 100 μm were produced.
次にこの造粒粒子を100×80mmの金型により1500kg/cm
2の圧力で金型成形を行ない、100×80×5mmの窒化珪素
質成形体1aを得た。この表面に第2図に示すパターンに
タングステンシート(平均粒径13μmのタングステン粉
末とバインダーと溶剤とを混合し、厚み100μmのシー
トに成形して製造)を打ち抜いて形成した導電部(回
路)2aを設けた。次に別途に前記成形体1aの場合と同様
な造粒粒子を用い、同様に金型成形した枠状の窒化珪素
質成形体(100×80×5mm、内寸80×60×5mm)1bを前記
タングステンシートから製造された導電部(回路)2aの
表面に配置し、再度2000kg/cm2で加圧一体化し、その表
面に更に前記回路2aの場合と同様にして製造されたタン
グステンシートを所定のサイズに打ち抜いて導電部(全
面)2bとしたものを配置した。(第2図参照) 上記のように窒化珪素質形成体と導電部を構成するタ
ングステンシートとを重合配置したものを用い、これを
600℃×3時間、窒素雰囲気中で処理することにより、
窒化珪素質成形体の中に含まれているバインダーを除去
し、その表面に窒化ほう素を塗布し、中央の空間部に、
予め表面に窒化ほう素を塗布してなる窒化珪素質成形体
(前記パッケージを構成する窒化珪素質成形体と同質で
あるが、サイズを該空間部を埋める大きさとして形成さ
れ、パッケージとする焼結体形成の補助手段として用い
るもので以下ダミーという。)(図示せず)を嵌入せし
め、カーボン型を用いてホットプレスにより1800℃×30
分、200kg/cm2の条件で焼結しパッケージを得た。この
パッケージを構成する窒化珪素室成形体の焼結体は前記
中央のダミーを除去した後に、バレル研磨により表面の
窒化ほう素を除去し、導電部にニッケルメッキと金メッ
キを施し、別途に製作した窒化珪素製キャップを該パッ
ケージの表面に配置し、銀ろう付けによって接合し、He
ガスを用いて気密性を試験したが、従来のアルミナと同
じレベル(10-8atm・cc/sec)以下であった。Next, this granulated particle is 1500 kg / cm with a 100 × 80 mm mold.
Molding was carried out at a pressure of 2 to obtain a silicon nitride molded body 1a of 100 × 80 × 5 mm. A conductive portion (circuit) 2a formed by punching out a tungsten sheet (a mixture of tungsten powder having an average particle size of 13 μm, a binder and a solvent, and molding the sheet into a sheet having a thickness of 100 μm) in a pattern shown in FIG. 2 on this surface. Was set up. Separately, using the same granulated particles as in the case of the above-mentioned molded body 1a, a frame-shaped silicon nitride molded body (100 × 80 × 5 mm, internal dimensions 80 × 60 × 5 mm) 1b was similarly molded and molded. It is placed on the surface of the conductive portion (circuit) 2a manufactured from the above-mentioned tungsten sheet, again integrated under pressure of 2000 kg / cm 2 , and a tungsten sheet manufactured in the same manner as in the case of the above-mentioned circuit 2a is further provided on the surface. The punched out size was used as the conductive part (entire surface) 2b. (See FIG. 2) As described above, the silicon nitride material and the tungsten sheet forming the conductive portion are superposed and arranged.
By treating in a nitrogen atmosphere at 600 ° C for 3 hours,
The binder contained in the silicon nitride compact is removed, boron nitride is applied to the surface, and the central space is
A silicon nitride compact formed by applying boron nitride on the surface in advance (although the same quality as the silicon nitride compact forming the package, the size is set to fill the space, and the package is baked). It is used as an auxiliary means for forming a bond and is called a dummy below.
Min, and sintered under the condition of 200 kg / cm 2 to obtain a package. The sintered body of the molded silicon nitride chamber forming this package was manufactured separately after removing the dummy at the center, removing the boron nitride on the surface by barrel polishing, and nickel-plating and gold-plating the conductive portion. A silicon nitride cap is placed on the surface of the package and joined by silver brazing,
Airtightness was tested using gas, but it was below the same level as conventional alumina (10 -8 atm cc / sec).
又、内部に50×50×0.5mmのシリコンチップをAu−Si
ロウ材を使用し、400℃3分間の加熱により接着し、接
着時のクラック及び熱サイクル(室温〜300℃ 5サイ
クル)後のクラックを調べたが異常なく良好であった。In addition, a 50 x 50 x 0.5 mm silicon chip is used inside the Au-Si
A brazing material was used and bonded by heating at 400 ° C. for 3 minutes, and cracks at the time of bonding and cracks after thermal cycles (room temperature to 300 ° C. 5 cycles) were examined.
実施例2 実施例1と同様にして窒化珪素質成形体1a,1bの中間
に導電部(回路)2aを構成するタングステンシートとを
重合配置したものを用いて、2000kg/cm2で加圧一体化
し、その表面に更にタングステンシートを所定のサイズ
に打ち抜いて導電部(全面)2bとしたものを配置した。
そのように重合配置したものを用い、600℃×3時間、
窒素雰囲気中でバインダーを除去せしめ、75気圧の窒素
雰囲気中で、1850℃×3時間の条件でガス圧焼結してパ
ッケージを得た。その後バレル研磨を行ない表面を仕上
げ、導電部(メタライズ部)にニッケル、金メッキを行
い、実施例1と同様にキャップを接合して気密性試験を
行なったが問題がなかった。又、メタライズ部のメッキ
したメタライズ面に太さ1mmφのリード強度を測定した
ところ20kg/cm2と十分な強度を示した。Example 2 In the same manner as in Example 1, a silicon nitride molded body 1a, 1b and a tungsten sheet constituting a conductive portion (circuit) 2a were superposedly arranged in the middle, and pressure integration was performed at 2000 kg / cm 2. Then, a tungsten sheet was punched out into a predetermined size to form a conductive portion (entire surface) 2b on the surface thereof.
Using the polymerization arrangement, 600 ℃ × 3 hours,
The binder was removed in a nitrogen atmosphere, and the package was obtained by gas pressure sintering in a nitrogen atmosphere at 75 atm at 1850 ° C. for 3 hours. After that, barrel polishing was performed to finish the surface, the conductive portion (metallized portion) was plated with nickel and gold, and a cap was joined in the same manner as in Example 1 to perform an airtightness test, but there was no problem. Further, when the lead strength with a thickness of 1 mmφ was measured on the plated metallized surface of the metallized portion, it was found to be sufficient strength of 20 kg / cm 2 .
ただしリード強度の測定はリード線をメタライズ面に
ハンダ付けし、リードの他端をばね計りで引張り,メタ
ライズ面が剥離したときの荷重を剥離した面積で割った
値を以て密着強度とした。However, the lead strength was measured by soldering the lead wire to the metallized surface, pulling the other end of the lead with a spring meter, and dividing the load when the metallized surface was peeled by the peeled area to obtain the adhesion strength.
比較例1 純度99.995%の高純度アルミナ99.7重量%、試薬特級
炭酸マグネシウム(MgCO3)をMgOに換算して0.30%重量
の2者をポリエチレンのボールミルと純度99.995%のア
ルミナ球石で、脱イオン水、ポリビニルアルコール、ポ
リエチレングリコールを加えて15時間混合した後、噴霧
乾燥機により平均粒径50μm造粒粒子を製造した。Comparative Example 1 99.7% by weight of high-purity alumina with 99.995% purity and 0.30% by weight of reagent grade magnesium carbonate (MgCO 3 ) converted into MgO were deionized with a polyethylene ball mill and 99.995% pure alumina spheroid. Water, polyvinyl alcohol and polyethylene glycol were added and mixed for 15 hours, and then granulated particles having an average particle size of 50 μm were produced by a spray dryer.
次にこの粒子を用いてアルミナ質成形体を造るほかは
実施例1と同様に、タングステンシートの導電部(回
路)と重合したものを2000kg/cm2で加圧一体化し、その
表面に更にタングステンシートを所定のサイズに打ち抜
いて導電部(全面)を配置し、これら重合したものをア
ンモニア分解ガス雰囲気中、露点30℃,温度1630℃×2
時間の条件で焼成しパッケージを得た。Next, except that an alumina molded body is produced by using these particles, a material obtained by polymerizing with a conductive portion (circuit) of a tungsten sheet is pressed and integrated at 2000 kg / cm 2 in the same manner as in Example 1, and tungsten is further formed on the surface. The sheet is punched out to a specified size and the conductive part (overall surface) is placed, and these polymerized products are decompressed at 30 ° C and temperature 1630 ° C x 2 in an ammonia decomposition gas atmosphere.
A package was obtained by firing under the conditions of time.
このパッケージについて導電部にニッケル,金メッキ
を行い、実施例1と同様に気密性を試験したが問題はな
かった。The conductive portion of this package was plated with nickel and gold, and the hermeticity was tested in the same manner as in Example 1, but there was no problem.
一方、内部に50×50×0.5 mmのシリコンチップをAu−
Siロウ材を使用し、400℃3分間の加熱により接着し、
熱サイクル(室温〜300℃ 5サイクル)後のクラック
を調べたところ1/20個シリコンチップにクラックが発生
した。On the other hand, a 50 x 50 x 0.5 mm silicon chip is Au-
Using Si brazing material, bond by heating at 400 ℃ for 3 minutes,
When cracks were examined after thermal cycles (room temperature to 300 ° C., 5 cycles), 1/20 silicon chips were cracked.
II.実施例3及び比較例2 第4図は本発明の第2の方法による製造工程の一例を
示す分解斜視図で、窒化珪素質成形体1aの上に高融点金
属箔を打ち抜き導電部2e(回路)を設け、窒化珪素質成
形体1bの上に高融点金属箔を打ち抜き導電部2f(ベタ)
を設け、これを重ね合せて焼結一体化してパッケージと
するものである。II. Example 3 and Comparative Example 2 FIG. 4 is an exploded perspective view showing an example of a manufacturing process according to the second method of the present invention, in which a refractory metal foil is punched out on the silicon nitride compact 1a and the conductive portion 2e is formed. (Circuit) is provided, and a high melting point metal foil is punched out on the silicon nitride molded body 1b to form a conductive portion 2f (solid).
Is provided, and these are stacked and sintered together to form a package.
実施例3 平均粒径0.7μmの窒化珪素(α−Si3N4)粉末90重量
%と、アルミナ(Al2O3粉末)4.5重量%、酸化イットリ
ウム(Y2O3)粉末5重量%及び鉄(Fe)成分(メトキシ
ドの形で)0.5重量%をアルミナトロンメル中で溶媒と
してエチルアルコールを用い、10時間混合し、更にワッ
クスを加えて1時間混合した後、噴霧乾燥機により、平
均粒径100μmの造粒粒子を製造した。Example 3 90% by weight of silicon nitride (α-Si 3 N 4 ) powder having an average particle size of 0.7 μm, 4.5% by weight of alumina (Al 2 O 3 powder), 5% by weight of yttrium oxide (Y 2 O 3 ) powder, and 0.5% by weight of iron (Fe) component (in the form of methoxide) was mixed in alumina trommel using ethyl alcohol as a solvent for 10 hours, and then wax was added and mixed for 1 hour. 100 μm granulated particles were produced.
この造粒粒子を10×80mmの金型により1500kg/cm2の圧
力で金型成形を行い、100×80×5 mmの窒化珪素質成形
体1aを得た、この表面に第2図に示すタングステン箔
(タングステン厚み100μm)による打ち抜き導電部2e
(回路)を設けた。The granulated particles were molded with a mold of 10 × 80 mm at a pressure of 1500 kg / cm 2 to obtain a silicon nitride compact 1a of 100 × 80 × 5 mm, the surface of which is shown in FIG. Punching conductive part 2e made of tungsten foil (tungsten thickness 100 μm)
(Circuit) is provided.
次に別途に前記成形体1aの場合と同様な造粒粒子を用
い、同様に金型成形した枠状の窒化珪素成形体(100×8
0×5 mm、内寸80×60×5 mm)1bを前記打ち抜き導電部2
eの表面に配置し、再度200kg/cm2で加圧一体化し、その
表面に更にタングステン箔に導電部2fを配置する(第3
図参照)。Next, separately using the same granulated particles as in the case of the molded body 1a, a frame-shaped silicon nitride molded body (100 × 8
0 × 5 mm, internal dimensions 80 × 60 × 5 mm) 1b punched out the conductive part 2
It is placed on the surface of e, integrated again under pressure of 200 kg / cm 2 , and the conductive portion 2f is further placed on the surface of the tungsten foil (third part).
See figure).
上記のように窒化珪素質形成体1a,1bと打ち抜き導電
部2e(回路),打ち抜き導電部2f(全面)とを所定の配
置で重合したものを600℃×3時間窒素雰囲気中で処理
することにより、バインダーを除去し、その表面に窒化
ほう素を塗布し、中央の空間部に、予め窒化ほう素を塗
布してなるダミー(図示せず)を嵌入せしめ、カーボン
型を用い、1800℃×30分、200kg/cm2の条件でホットプ
レスにより焼結しパッケージを得た。Polymerize the silicon nitride material forming bodies 1a and 1b, the punched conductive portion 2e (circuit), and the punched conductive portion 2f (entire surface) in a predetermined arrangement as described above, and treat at 600 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere. Then, remove the binder, apply boron nitride on the surface, and insert a dummy (not shown) formed by applying boron nitride in advance in the central space, using a carbon mold, 1800 ℃ × It was sintered for 30 minutes by hot pressing under the condition of 200 kg / cm 2 to obtain a package.
焼結体の中央部に嵌入したダミーを除去した後、バレ
ル研磨により表面の窒化ほう素を除去し、メタライズ部
にニッケルメッキ更に金メッキをし、別途に製作したキ
ャップを該パッケージの表面に配置し、銀ろう付けによ
って接合し、Heガスを用いて気密性を試験したが、従来
のアルミナと同じレベル(10-8atm cc/sec)以下であっ
た。After removing the dummy inserted in the central part of the sintered body, the surface boron nitride was removed by barrel polishing, the metallized part was nickel-plated and then gold-plated, and a separately manufactured cap was placed on the surface of the package. , Welded by silver brazing and tested gas tightness using He gas, but it was less than the same level as conventional alumina (10 -8 atm cc / sec).
又、内部に50×50×0.5mmのシリコンチップをAu−Si
ロウ材を使用し、400℃3分間の加熱により接着し、接
着時のクラック及び熱サイクル(室温−300℃ 5サイ
クル)後のクラックを調べたが異常なく良好であった。In addition, a 50 x 50 x 0.5 mm silicon chip is used inside the Au-Si
A brazing material was used and bonded by heating at 400 ° C. for 3 minutes, and cracks at the time of bonding and cracks after a thermal cycle (room temperature-300 ° C. 5 cycles) were examined, and no defects were found.
比較例2 純度99.995%の高純度アルミナ99.7重量%、試薬特級
炭酸マグネシウム(MgCO3)をMgOに換算して0.30%重量
の2者をポリエチレンのボールミルと純度99.995%のア
ルミナ球石で、脱イオン水、ポリビニルアルコール、ポ
リエチレングリコールを加えて15時間混合した後、噴霧
乾燥機により平均粒径50μmの造粒粒子を製造した。Comparative Example 2 99.7% by weight of high-purity alumina having a purity of 99.995% and 0.30% by weight of reagent grade magnesium carbonate (MgCO 3 ) converted into MgO were deionized with a polyethylene ball mill and a 99.995% pure alumina ball stone. Water, polyvinyl alcohol and polyethylene glycol were added and mixed for 15 hours, and then granulated particles having an average particle size of 50 μm were produced by a spray dryer.
次にこの粒子を用いて実施例3と同じく2000kg/cm2で
加圧一体化してアルミナ質成形体を得る外は実施例3と
同様に中間にタングステン箔による導電部(回路)を構
成したものを作製し、実施例3と同様に重合し、その表
面に更にタングステン箔による導電部(全面)を配置し
た。Next, a conductive part (circuit) made of a tungsten foil is formed in the middle in the same manner as in Example 3 except that the particles are used under pressure at 2000 kg / cm 2 and integrated to obtain an alumina molded body as in Example 3. Was prepared and polymerized in the same manner as in Example 3, and a conductive portion (entire surface) made of a tungsten foil was further arranged on the surface.
このようにして導電部を設けたアルミナ質成形体をア
ンモニア分解ガス雰囲気中、露点30℃,温度1630℃×2
時間の条件で焼成しパッケージを得た。In this way, the alumina molded body provided with the conductive portion was subjected to an ammonia decomposing gas atmosphere at a dew point of 30 ° C and a temperature of 1630 ° C x 2
A package was obtained by firing under the conditions of time.
このパッケージについて導電部にニッケル,金メッキ
を行い、実施例3と同様に気密性を試験したが、Heリー
クは10-8atm.cc/secをパスしなかった。The conductive portion of this package was plated with nickel and gold, and the hermeticity was tested in the same manner as in Example 3, but the He leak did not pass 10 −8 atm.cc/sec.
金属導体とセラミック界面を見たところ金属導体が異
常に変形しており、セラミック部にクラックが発生して
いた。これはアルミナが焼成により収縮するにもかかわ
らず、金属導体であるタングステンが収縮しないため、
その歪みによりクラックが入り、気密性を低下させてい
たことが判った。Looking at the interface between the metal conductor and the ceramic, the metal conductor was abnormally deformed and cracks were generated in the ceramic part. This is because although the alumina shrinks due to firing, the metal conductor tungsten does not shrink,
It was found that the distortion caused cracks and reduced airtightness.
以下本発明の実施例及び比較例について詳述したが、
第2図〜第4図に図示したものは本発明の例示であって
リードフレームやシリコンチップの装着状態は省略して
ある。また窒化珪素質成形体は単層でも多層でもよい。
パッケージの蓋は窒化珪素質成形体の場合はガラス封止
されるが、金属の場合は銀ろう付けで封止される。Hereinafter, Examples and Comparative Examples of the present invention are described in detail,
What is shown in FIGS. 2 to 4 is an example of the present invention, and the mounting state of the lead frame and the silicon chip is omitted. The silicon nitride compact may be a single layer or a multilayer.
The package lid is glass-sealed in the case of a silicon nitride molding, but is silver brazed in the case of metal.
しかしイメージセンサのパッケージでは蓋にガラスを
用いるので、窒化珪素質成形体の上側枠においては導電
部を設ける必要はない。However, since the lid is made of glass in the package of the image sensor, it is not necessary to provide a conductive portion in the upper frame of the silicon nitride molding.
本発明によるパッケージに於て用いられるセラミック
が窒化珪素質であって、その熱膨張率がシリコンと非常
に近い値を示し、又、熱伝導率はいままで用いられてき
たアルミナ製パッケージと同等以上のレベルで、強度は
2倍の値(抗析強度90kg/mm2)を示し、又は色は黒色で
あって、イメージセンサーのような光学的機能部品に適
当なパッケージを提供することができる。The ceramic used in the package according to the present invention is silicon nitride, and its coefficient of thermal expansion is very close to that of silicon, and the coefficient of thermal conductivity is equal to or higher than that of the alumina package used so far. The strength shows a doubled value (anti-deposition strength 90 kg / mm 2 ), or the color is black, and it is possible to provide a suitable package for an optical functional component such as an image sensor.
第1図は各種パッケージ材料の熱膨張−温度曲線を示
し、第2図及び第3図は本発明の実施状態を説明する分
解斜視図である。 1a,1b……窒化珪素質成形体 2a……高融点金属とバインダーとよりなるシートの打ち
抜き導電部(回路) 2b……高融点金属とバインダーとよりなるシートの打ち
抜き導電部(ベタ) 2e……高融点金属箔の打ち抜き導電部(回路) 2f……高融点金属箔の打ち抜き導電部(全面)FIG. 1 shows thermal expansion-temperature curves of various packaging materials, and FIGS. 2 and 3 are exploded perspective views for explaining an embodiment of the present invention. 1a, 1b …… Silicon nitride molded product 2a …… Punched conductive part (circuit) of sheet made of high melting point metal and binder 2b …… Punched conductive part (solid) of sheet made of high melting point metal and binder 2e… … Punched conductive part of high melting point metal foil (circuit) 2f …… Punched conductive part of high melting point metal foil (entire surface)
Claims (2)
成体に埋設または表面に形成してなる半導体装置用窒化
珪素質パッケージの製造方法であって、 高融点金属をバインダーと混合してシート化する工程
と、 該シートを金型で打ち抜き、導電部を形成する工程と、 該打ち抜きされた導電部と窒化珪素質成形体とを所定の
配置で重ね合わせて加圧焼結一体化する工程と、 よりなることを特徴とする半導体装置用窒化珪素質パッ
ケージの製造方法。1. A method of manufacturing a silicon nitride package for a semiconductor device, comprising a conductive portion made of a refractory metal embedded in or formed on a silicon nitride fired body, the refractory metal being mixed with a binder. A step of forming into a sheet, a step of punching the sheet with a mold to form a conductive portion, and a punching of the punched conductive portion and a silicon nitride molded body are superposed in a predetermined arrangement to perform pressure sintering integration. A method of manufacturing a silicon nitride package for a semiconductor device, comprising:
成体に埋設または表面に形成してなる半導体装置用窒化
珪素質パッケージの製造方法であって、 高融点金属箔を金型で打ち抜き、導電部を形成する工程
と、 該打ち抜きされた導電部と窒化珪素質成形体とを所定の
配置で重ね合わせて加圧焼結一体化する工程と、 よりなることを特徴とする半導体装置用窒化珪素質パッ
ケージの製造方法。2. A method of manufacturing a silicon nitride package for a semiconductor device, wherein a conductive portion made of a refractory metal is embedded in or formed on a silicon nitride fired body, and a refractory metal foil is punched with a die. And a step of forming a conductive part, and a step of superposing the punched conductive part and the silicon nitride molded body in a predetermined arrangement and pressure-sintering them together to form a semiconductor device. A method for manufacturing a silicon nitride package.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1340457A JP2534145B2 (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | Method for manufacturing silicon nitride package for semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1340457A JP2534145B2 (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | Method for manufacturing silicon nitride package for semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03203256A JPH03203256A (en) | 1991-09-04 |
JP2534145B2 true JP2534145B2 (en) | 1996-09-11 |
Family
ID=18337149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1340457A Expired - Fee Related JP2534145B2 (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | Method for manufacturing silicon nitride package for semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2534145B2 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6022347A (en) * | 1983-07-18 | 1985-02-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Substrate for mounting semiconductor elements |
JPS615554A (en) * | 1984-06-19 | 1986-01-11 | Kyocera Corp | Substrate for mounting semiconductor element |
JPS63124553A (en) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ceramic substrate for semiconductor device |
-
1989
- 1989-12-29 JP JP1340457A patent/JP2534145B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03203256A (en) | 1991-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5683791A (en) | Ceramic oxide circuit board | |
EP0297511A2 (en) | Connection structure between components for semiconductor apparatus | |
US4748136A (en) | Ceramic-glass-metal composite | |
US4958216A (en) | Package for housing semiconductor elements | |
JP2534145B2 (en) | Method for manufacturing silicon nitride package for semiconductor device | |
JP2750237B2 (en) | Electronic component storage package | |
JP2000323619A (en) | Semiconductor device member using ceramic and method of manufacturing the same | |
JP2962939B2 (en) | Package for storing semiconductor elements | |
JP2866962B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device storage package | |
JPH0812889B2 (en) | Semiconductor element storage container | |
JP3426909B2 (en) | Airtight terminal for sensor and sensor using the same | |
JP3176267B2 (en) | Package for storing semiconductor elements | |
JP2685083B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device storage package | |
JP2735750B2 (en) | Aluminum nitride sintered body having metallized metal layer | |
JP2724075B2 (en) | Method for depositing metal layer on aluminum nitride sintered body | |
JP2003188295A (en) | Heat sink for semiconductor element receiving package and for optical communication module package | |
JPH09107043A (en) | Alumina ceramic lid | |
JP2735754B2 (en) | Aluminum nitride sintered body having metallized metal layer | |
JP3323010B2 (en) | Package for storing semiconductor elements | |
JP2002324865A (en) | High frequency ceramic package | |
JP2931481B2 (en) | Package for storing semiconductor elements | |
JP2735749B2 (en) | Aluminum nitride sintered body having metallized metal layer | |
JP2798188B2 (en) | Semiconductor device test equipment | |
JP2948956B2 (en) | Package for storing sensor elements | |
JP2842716B2 (en) | Package for storing semiconductor elements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |