JPH05502142A - 電子部品の気密封止方法及び装置 - 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】 電子部品の気密封止方法及び装置 本発明は、本発明は電子部品の封止、特に気密な、即ちガス、水蒸気を通さない ようにする封止を得る方法及び装置に関する。

実際において、電子部品を取り囲む大気中の湿気を除去すること、少なくとも制 限することは、重大な問題であることが知られている。

個別的な部品又は集積回路の信頼性に関して最大かつ最も有害な部分をなす汚損 が周囲の環境の水分であることは、知られている。実際において、特に湿気は回 路の接続接点を腐食させ易い。更に、これはイオンを溶解させ、これか腐食を促 進させる。これらの影響は、集積回路の場合に非常に敏感であり、集積の規模が 大きければ、即ち接続接点が小さければ、それだけ大きくなる。

軍事又は宇宙利用のように厳しい環境におけるハイ・パフォーマンス応用の場合 に、ベースがセラミックから作られ、カバーがベースにハーメチック・シールさ れた金属から作られ、特にカバーが閉じられる前に通常は脱ガス処理が行なわれ ることが知られている。この解決法の欠点はその製造コストが非常に高いことで ある。

更に、プラスチックによる封止パッケージが知られており、そのコストはかなり 低いが、気密でないという欠点かある。

本発明の目的は、気密にすると同時に、製造が簡単かつ安価である電子部品の封 止にある。

このために、電子部品（例えば、半導体チップ）が−レリーフをほぼ一様の高さ にし、電子部品の角度を緩やかにする有機物質の比較的に厚い第１の層により、 −全体をハーメチック・シールするもっと薄くてもよい無機物質の第２の層によ り 覆われる。この処理は、個別的に採用される部品、及び印刷回路基板に搭載され た（オプションとして既に封止された）部品に適用される。次いで、この処理は 印刷回路基板及び電子部品に全体として適用される。

その結果、これらのパッケージによりチップを印刷回路基板上に容易に搭載する ことができる。これは安価な物質（パッケージ及び印刷回路基板）を利用して公 知の方法により行なわれる。第１に物質（パッケージ及び／又は印刷回路基板） の選択のために、第２に例えばハーメチック・シールを保証する手段用のスペー スを設ける観点から電子部品の再配置を必要とすることなく、この技術を電子回 路を搭載した基板に直接適用することがてきるために、ハーメチック・シールは 第２の層により保証され、全体のコストは比較的に低い。

他の目的、特徴及び本発明の効果は、非限定的な実施例により得られ、付図によ り例示された以下の説明から明らかとなるであろう。

一第１図は本発明による気密封止用装置の実施例の断面図である。

一第２図は本発明による処理を実行する方法の種々の段階を示す図である。

これら種々の図面において、第１に同一の参照番号は同一要素を示し、第２に説 明を明確にするために実際の寸法に拘束されない。

従って、第１図は本発明による気密封土用装置の実施例を示し、その種々の段階 を示す第２図に関連して説明される。

この実施例において、個別的な電子部品又は集積回路を形成する半導体チップの ような電子部品は、パッケージに通常的に封止されるか（第２図におけるステッ プ２１）、ハーメチック・シールは他の方法により保証されるので、部品のパッ ケージそれ自体は気密である必要はない。従って、どのような型式のパッケージ 、例えばプラスチック・パッケージも用いることができ、そのコストはセラミッ ク・パッケージのコストより大幅に低いことか知られている。更に、本発明によ れば、平らに搭載されることを意図したパッケージ（このようなパッケージは第 １図に参照番号１０により示されている。）か、又は接続ラグ１２（又は複数の ビン）を備えたパッケージ（第１図において参照番号１１のパッケージ）かを用 いることが可能であり、かつ接続ラグ１２は搭載される印刷回路基板を貫通させ ることを意図している。

第２のステップ（第２図における２２）において、前記パッケージも印刷回路基 板（即ちボード）（第１図において参照番号５０）上に通常的に搭載される。本 発明によれば、前述のように、セラミック又はエボシキ、１層又は多層、片面又 は両面の任意の型式の印刷回路基板を採用することができ、その寸法は限定され ない。例えば、第１図は（参照番号５２かつ両面の）複数の内部接続面を有する 多層基板を示している。パッケージ１０及び／又は１１は、上面５３と同時に、 印刷回路基板５゜の下面（５４）にも配列されている。更に、印刷回路基板５０ は接続ラグ１２を有するパッケージ１１用にメタスライズド・ホール５１を備え ている。

次のステップ（第２図における２３）は、印刷回路と、パッケージ１０及び１１ とのほぼ全体上に有機化合物からなる第１の層３ｏを堆積することからなる。例 えば、ユニオン・カーバイドにより製造され、パリレン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ）の 名により知られている物質が適当である。シリコン、エポキシ、又はアクリル・ フェスも適当である。その機能は、次の層を堆積する表面をほぼ滑らかにするこ とである。この場合、滑らかにすることは、角度をある程度鈍化すること、表面 をある程度子らにすること、及び隙間（特に、パッケージ１０及び１１と印刷回 路基板５ｏとの間）を埋め込むことをして、はぼ均一な表面を形成し、次の被覆 を堆積するのを容易にし、被覆を狂わせる恐れなしに非常に薄くさせることを意 味する。このために、この第１の層は、比較的に厚みがあるのが好ましい（典型 的には数１０μｍ）。

次のステップ（第２図における２４）は第１の層３０のほぼ全体の上に、気密性 の無機物質からなる第２の層（参照番号４０）を堆積することからなる。この第 ２の層４０は、典型的には、金属化合物からなり、第１の層３０が存在するので 非常に薄く（典型的には数μｍ）することかできる。第２の層４０のような層を 堆積するための製造コストは第１の層３０のものより高いので、これは利点とな る。例えば、金属酸化物（例えば、アルミニウム、シリコン、ジルコニウム、チ タン、又は酸化錫）又は窒化金属（例えば、窒化ケイ素）が適当である。この第 ２の層４０は金属化合物の直接的な堆積、又は金属の堆積により得られる１次い で、これを公知の手段により酸化し、かつ／又は窒化させる。更に、第２の層４ ０を発生させるために選択された金属が電気的な導体である場合は、更に、第１ の層３０の金属を電気的に絶縁させる必要がある。

他の実施例（図示なし）では、機械的な理由から第３の層が第２の層４ｏ上に堆 積される。実際におし）て、第２の層４０が非常に薄いときは、これを衝撃又は ひつかきから保護することか好ましいと思われる。例えば、この第３の層は、パ リレンの薄い層（典型的には約５〜１０μｍ）からなるものでもよい。

他の実施例によれば、第２の層４ｏ上にノ（リレンのような有機物質の第３の層 が堆積され、次し）で、第２の層４ｏを構成したように無機物質の第４の層（例 えζｆ、Ｓ　ｉ　Ｏｔ　）か堆積される。従って、第２の層〜第４の層は機械的 強度が強化されたサントイ・ソチ構造を形成するものである。

更に、必要に応じて、以上のようにして第２の層４０の下に第１の層３０が存在 することにより、覆われた部品や、調整可能部品又はスイッチのように覆われる べきでない部品を容易に開放させることかてきることに注意すべきである。更に 、例えば基板全体を密閉しなくとも、局部化したレーザの機械加工により小さな 穴を作成可能にして試験プローブを適用できるようにする。

以上で説明した処理は、印刷回路基板に搭載されていない一つのパッケージのハ ーメチック中シールを得るために同一の方法により採用されてもよい。その場合 に、第２図のステップ２２のみが省略される。

その利点は特に基板の修復である。この場合に、例えば基板に搭載する前に、前 述の２つの層により覆われたプラスチック・パッケージにより、不良の１バ・ソ ケージ（又は複数のパッケージ）を交換してもよい。

同じようにして、印刷回路基板上に搭載された、又は未搭載の個別的な部品の気 密保護を得るために、本発明による処理を適用することができる。後者の場合に 、第２図のステップ２１及び２２が省略され、電子部品はそれぞれステップ２３ 及び２４により適用される２層により直接被覆される。前者の場合は、第２図の ステ・ツブ２１が省略される。部品は印刷回路基板上に搭載され、次いで有機物 質の層に無機物質の層か続く前記２つの層により覆われる。

従って、本発明は、後者、特に備品又は物質を変更することなく、印刷回路基板 上に搭載された回路の両面のハーメチック・シールを提供することが明らかであ る。

更に、基板に搭載された残りの回路のノλ−メチツク・シールを破壊することな く、局部的な修復を可能にする。更に、交換部品（又は複数の交換部品）は、同 一方法により気密化される。更に、堆積された層は回路それ自体の厚さに対して 比較的に薄いので、これらは部品の動作により発生する熱を逃がす妨げとなるこ とはなし＼。

最後に、これら種々の層が薄くて透明であれば、層を介して回路のマーキングは 見ることができるので、外層の上にマーキングを繰り返して施す必要はなしｚ　 。

ＦＩＧ、　１ 要　約　書　′ 電子部品の気密防止方法及び装置 本発明の一実施例によれば、例えば、プラスチック・パッケージにそれぞれ個別 的又は集積化された電子部品を封止し、次いて例えばエポキシの印刷回路基板に 招載する。電子部品及び印刷回路基板を全体として有機化合物からなる比較的に 厚い第１の層により覆い、平坦化機能を保証し、これにその機能か全体のハーメ チック・シールを保証する無機化合物のような第２の層が続く。

選択図　第１図 国際調査報告 ｉ　（ ｉ　（ 琴

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくとも一つの電子部品を気密に封止する気密封止方法において、 有機物質からなる第１の層の電子部品上に堆積し、その厚さが第２の層を堆積す る面をほぼ平滑にさせることが可能な第１のステップと、 気密無機物質からなる前記第１の層上に前記第２の層を堆積する第２のステップ と を備えていることを特徴とする気密封止方法。 ２　更に、前記第１のステップの前に、パッケージにそれぞれ電子部品を封止す る付加的な第１のステップを備えていることを特徴とする請求項１記載の気密封 止方法。 ３　更に、前記第１のステップの前に、パッケージにそれぞれ電子部品を封止す る付加的な第１のステップと、印刷回路基板上に前記パッケージを搭載する付加 的な第２のステップとを備え、前記第１の層及び前記第２の層は前記印刷回路基 板及び前記パッケージのほぼ全体上に堆積されていることを特徴とする請求項１ 記載の気密封止方法。 ４　前記第１の層は更に電気的に絶縁されることを特徴とする前記いずれか一つ の請求項記載の気密封止方法。 ５　前記第２の層は金属化合物であることを特徴とする前記いずれか一つの請求 項記載の気密封止方法。 ６　前記第２の層は金属酸化物及び／又は窒化化合物であることを特徴とする請 求項５記載の気密封止方法。 ７　前記第２の層は金属の堆積に続き、前記金属の金属酸化及び／又は窒化によ り得られることを特徴とする請求項６記載の気密封止方法。 ８　更に、機械的な保護のために、第２のステップの後に、第２の層上に第３の 層を堆積する第３のステップを備えていることを特徴とする前記いずれか一つの 請求項記載の気密封止方法。 ９　更に、前記第２のステップの後に、前記第２の層上に有機物質の第３の層を 堆積し、次いで、無機物質の第４の層を堆積する第３のステップを備えているこ とを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の気密封止方法。 １０　それぞれ部品を封止するパッケージ、及び前記パッケージを搭載する印刷 回路基板とを備えた電子部品の気密封止装置において、更に、 前記印刷回路基板及び前記パッケージの全体をほぼ覆う有機物質の第１の被覆層 と、 前記第１の層を覆う無機物質の気密な第２の被覆層とを備えていることを特徴と する気密封止装置。 １１　前記第１の被覆層はパイレン又はワニスからなることを特徴とする請求項 １０記載の気密封止装置。 １２　前記第２の被覆層はアルミニウム、シリコン、ジルコニウム、又はチタン 酸化物からなることを特徴とする請求項１０又は１１項記載の気密封止装置。 １３　前記第２の被覆層は窒化ケイ素からなることを特徴とする請求項１０又は １１項記載の気密封止装置。