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JPH08264675A - Ceramic-made lid - Google Patents

Ceramic-made lid

Info

Publication number
JPH08264675A
JPH08264675A JP6228195A JP6228195A JPH08264675A JP H08264675 A JPH08264675 A JP H08264675A JP 6228195 A JP6228195 A JP 6228195A JP 6228195 A JP6228195 A JP 6228195A JP H08264675 A JPH08264675 A JP H08264675A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lid
solder
peripheral side
outer peripheral
ceramic
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.)
Pending
Application number
JP6228195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiji Takahashi
英二 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Original Assignee
Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc filed Critical Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Priority to JP6228195A priority Critical patent/JPH08264675A/en
Publication of JPH08264675A publication Critical patent/JPH08264675A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To facilitate an undercoat metallic layer to be formed which will not generate solder dripping even when reflow of a solder paste is permitted by making the height of peripheral side walls below a specified value. CONSTITUTION: A solder paste is printed on undercoat metallic layers 14 and 34 formed on peripheral side walls 22 and 36 of sealing surfaces of lids 11 and 31, and the solder paste is printed over undercoat metallic layers 14 and 34 formed on the peripheral side walls 22 and 36. Especially the height of the peripheral side walls 22 and 36 of the ceramic-made lids 11 and 31 is under 0.7mm. Since it is this small, the undercoat metallic layers 14 and 34 are formed over the entire peripheral side walls 22 and 36. Even when a solder layer is formed by reflowing the solder paste coated on the surfaces 14 and 34 of the undercoat metallic layers 14 and 34, large solder drippings never generate and the solder layer of a shape appropriate for sealing the package substrate is formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はセラミック製リッドに関
し、より詳細にはセラミック製パッケージの封止に用い
られるセラミック製リッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic lid, and more particularly to a ceramic lid used for sealing a ceramic package.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置において、集積回路などの半
導体素子は、パッケージ基体に設けられた半導体素子搭
載部に収納され、該半導体素子搭載部がリッドで気密に
封止されて実用に供されている。アルミナ等のセラミッ
クは耐熱性、耐久性、信頼性などに優れるため、このパ
ッケージ基体及びリッドの材料として好適であり、この
ようなアルミナからなるセラミック製のICパッケージ
は現在盛んに使用されている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device, a semiconductor element such as an integrated circuit is housed in a semiconductor element mounting portion provided on a package base, and the semiconductor element mounting portion is hermetically sealed with a lid for practical use. There is. Since ceramics such as alumina are excellent in heat resistance, durability, reliability, etc., they are suitable as materials for the package base and lid, and ceramic IC packages made of such alumina are now actively used.

【0003】このセラミック製パッケージにおいて、セ
ラミック製のパッケージ基体をセラミック製のリッドで
封止する場合には、封止材として低コストであり、かつ
低温封止が可能な半田が利用される。しかし、半田とセ
ラミックとを直接接合させるのは難しいため、通常パッ
ケージ基体及びリッドの封止部には下地金属層が形成さ
れている。従って、前記パッケージ基体と前記リッドと
は下地金属層を介して半田によって接合されることにな
る。
In this ceramic package, when the ceramic package base is sealed with a ceramic lid, a low cost solder which can be sealed at a low temperature is used as a sealing material. However, since it is difficult to directly bond the solder and the ceramic, a base metal layer is usually formed on the package base and the sealing portion of the lid. Therefore, the package base and the lid are joined by solder via the underlying metal layer.

【0004】このような半導体素子を搭載したセラミッ
ク製パッケージ(半導体装置)の構成及び前記半導体装
置の作製方法を具体的に説明する。以下においては、半
導体装置のうち、半導体素子及びワイヤボンディング等
の配線部分を除いた部分をパッケージということにす
る。
The structure of a ceramic package (semiconductor device) on which such a semiconductor element is mounted and a method of manufacturing the semiconductor device will be specifically described. In the following, a portion of the semiconductor device excluding a semiconductor element and a wiring portion such as wire bonding will be referred to as a package.

【0005】図3(a)はセラミック製パッケージを構
成するリッドを模式的に示した底面図であり、(b)は
(a)に示したリッドのI−I線断面図であり、(c)
はこのリッドが用いられた半導体装置を模式的に示した
断面図である。
FIG. 3A is a bottom view schematically showing a lid constituting a ceramic package, FIG. 3B is a sectional view taken along the line I-I of the lid shown in FIG. )
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor device using this lid.

【0006】図3(a)及び(b)に示したように、リ
ッド31は、セラミック基板33、その周縁部(図中上
面外周部及び外周側壁面)に形成された下地金属層3
4、及びこの下地金属層34を覆う半田層35から構成
されている。この半田層35は、図3(b)に示すよう
に、通常均一な厚さで形成されている。またこの半田層
35は、例えばPbを主成分とし、この主成分にBi、
Sn、In、Ag等が添加された組成の半田で形成され
る。半田層35の詳しい形成方法については後述する。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the lid 31 includes a ceramic substrate 33 and a base metal layer 3 formed on the peripheral portion (the upper peripheral portion and the outer peripheral side wall surface in the figure).
4 and a solder layer 35 covering the underlying metal layer 34. As shown in FIG. 3B, the solder layer 35 is usually formed to have a uniform thickness. The solder layer 35 contains, for example, Pb as a main component, and the main component is Bi,
It is formed of solder having a composition to which Sn, In, Ag, etc. are added. The detailed method of forming the solder layer 35 will be described later.

【0007】一方、このようなリッド31が用いられた
半導体装置において、パッケージ基体12の中央にはキ
ャビティ部16が形成され、その周囲にはリッド31で
封止する際に用いられる下地金属層20が形成され、さ
らに下地金属層20の周囲には図示しないマザーボード
に接続するための外部接続ピン21が立てられている。
また、キャビティ部16は通常その周辺部分が階段状に
構成されており、中間の階段部分にはワイヤボンディン
グのためのパッド部19が形成され、底面部分にはLS
I等を載置する半導体素子搭載部17が形成されてい
る。そして、このパッケージ基体12に形成された下地
金属層20とリッド31に形成された下地金属層34を
介して半田層35によりパッケージ基体12とリッド3
1とが接合され、半導体素子18が封止されている。
On the other hand, in a semiconductor device using such a lid 31, a cavity portion 16 is formed in the center of the package base 12 and the underlying metal layer 20 used when sealing with the lid 31 is formed around the cavity portion 16. Are formed, and external connection pins 21 for connecting to a mother board (not shown) are erected around the base metal layer 20.
In addition, the cavity portion 16 is usually formed in a stepped shape in its peripheral portion, a pad portion 19 for wire bonding is formed in an intermediate step portion, and an LS is formed in a bottom surface portion.
A semiconductor element mounting portion 17 on which I or the like is mounted is formed. Then, the package base 12 and the lid 3 are formed by the solder layer 35 via the base metal layer 20 formed on the package base 12 and the base metal layer 34 formed on the lid 31.
1 and the semiconductor element 18 are sealed.

【0008】次に、この半導体装置を作製する方法を説
明する。まず、パッケージ基体12の半導体素子搭載部
17に半導体素子18を接着した後、ワイヤボンディン
グ法により半導体素子18側のパッド部(図示せず)と
パッケージ基体12側のパッド部19とを接続する。
Next, a method of manufacturing this semiconductor device will be described. First, after bonding the semiconductor element 18 to the semiconductor element mounting portion 17 of the package substrate 12, the pad portion (not shown) on the semiconductor element 18 side and the pad portion 19 on the package substrate 12 side are connected by the wire bonding method.

【0009】次に、リッド31の半田層35をパッケー
ジ基体12の上面に形成されている下地金属層20に重
ね合わせ、バネ、クリップ等の固定治具によってパッケ
ージ基体12上にリッド31を仮固定する。次に、加熱
炉内にリッド31が仮固定されたパッケージ基体12を
搬入し、リッド31に形成されている半田層35を溶融
させてリッド31とパッケージ基体12とを接合させ、
その後冷却することによって半導体素子18をパッケー
ジ基体12内に気密に封止する。
Next, the solder layer 35 of the lid 31 is superposed on the base metal layer 20 formed on the upper surface of the package base 12, and the lid 31 is temporarily fixed on the package base 12 by a fixing jig such as a spring or a clip. To do. Next, the package base 12 to which the lid 31 is temporarily fixed is loaded into the heating furnace, the solder layer 35 formed on the lid 31 is melted, and the lid 31 and the package base 12 are bonded to each other.
After that, the semiconductor element 18 is hermetically sealed in the package base 12 by cooling.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、以下に説明す
るように、リッド31に形成されている半田層の形状が
適切でない場合には、リッド31でキャビティ部16を
気密に封止することができず、半導体装置の故障の原因
となり易いという課題があった。
However, as will be described below, when the shape of the solder layer formed on the lid 31 is not appropriate, the cavity 31 can be hermetically sealed by the lid 31. However, there is a problem in that it is not possible to cause a failure of the semiconductor device.

【0011】通常、リッド31に半田層35を形成する
方法としては、リッド31に形成された下地金属層34
上に半田を含むペーストを印刷した後、310℃程度で
リフローする方法をとる。
Generally, as a method of forming the solder layer 35 on the lid 31, the base metal layer 34 formed on the lid 31 is used.
After printing a paste containing solder on top, reflow is performed at about 310 ° C.

【0012】図4(a)は半田を含むペーストを印刷し
た後にリフローさせた際、適切な形状の半田層が形成さ
れた場合のリッドの一部を示した拡大断面図であり、
(b)はリフロー後に半田層が形成されない部分が生じ
た場合のリッドの一部を示した拡大断面図である。な
お、Dはいわゆるエッジレリーフの厚さを示しており、
リッド11の外周側壁面22の適切な高さHとリッド1
1自体の機械的特性等を維持するための必要な厚みとが
異なる場合、リッド11の外周部23に図4(a)に示
したような形状の薄肉部24が形成される。
FIG. 4 (a) is an enlarged cross-sectional view showing a part of the lid when a solder layer having an appropriate shape is formed when the paste containing solder is printed and then reflowed.
FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view showing a part of the lid in the case where the solder layer is not formed after the reflow. In addition, D indicates the thickness of the so-called edge relief,
An appropriate height H of the outer peripheral side wall surface 22 of the lid 11 and the lid 1
When the thickness is different from the necessary thickness for maintaining the mechanical characteristics of the lid 1 itself, a thin portion 24 having a shape as shown in FIG. 4A is formed on the outer peripheral portion 23 of the lid 11.

【0013】図4(a)に示したように、リッド11を
構成するセラミック基板13の外周側壁面22に形成さ
れた下地金属層14の高さHが適切な場合には、リフロ
ー後に形成される半田層15は、図示したような形状を
有し、すなわち封着面の外周部23に形成された半田層
15aと外周側壁面22に形成された半田層15bとは
連続して形成され、このような半田層15a、15bが
形成されたリッド11を用いると、パッケージ基体を気
密に封止することができる。
As shown in FIG. 4A, when the height H of the base metal layer 14 formed on the outer peripheral side wall surface 22 of the ceramic substrate 13 constituting the lid 11 is appropriate, it is formed after the reflow. The solder layer 15 has a shape as shown in the figure, that is, the solder layer 15a formed on the outer peripheral portion 23 of the sealing surface and the solder layer 15b formed on the outer peripheral side wall surface 22 are continuously formed, By using the lid 11 having such solder layers 15a and 15b formed thereon, the package base can be hermetically sealed.

【0014】しかし、図4(b)に示したように、リッ
ド31を構成するセラミック基板33の外周側壁面36
の高さHが高すぎる場合には、半田ペーストのリフロー
を行うと、図示したように外周側壁面36の半田が流動
により下部の方に移動してしまい、外周部37の封着面
に形成された半田層35aと外周側壁面36に形成され
た半田層35bとの間に幅tの半田層の存在しない部分
が生じる(以下、この現象を半田引き下がりといい、こ
の幅tを半田引き下がり幅という)。このような大きな
半田引き下がりが生じたリッド31を使用してパッケー
ジ基体の封止を行うと気密な封止を行うことができず、
封止不良が発生する。
However, as shown in FIG. 4B, the outer peripheral side wall surface 36 of the ceramic substrate 33 forming the lid 31.
If the height H is too high, reflowing the solder paste causes the solder on the outer peripheral side wall surface 36 to move downward due to the flow, as shown in the figure, and forms on the sealing surface of the outer peripheral portion 37. A portion of the solder layer 35a formed on the outer peripheral side wall surface 36 and the formed solder layer 35b has no width t (hereinafter, this phenomenon is referred to as solder pull-down, and this width t is the solder pull-down width. That). If the package base is sealed using the lid 31 in which such a large solder drop occurs, airtight sealing cannot be performed,
Poor sealing occurs.

【0015】このような課題を解決する一つの方法とし
て、特開平2−180053号公報には、外周側壁面と
封着面が交差する部分に切欠面を有し、前記封着面及び
前記切欠面に下地金属層が形成されたリッド、又は外周
側壁面の一部に下地金属層が形成されたリッド等が提案
されている。図5(a)はセラミック基板43の外周側
壁面46の一部及びセラミック基板43封着面の外周部
47に下地金属層44が形成されたリッド41を模式的
に示した断面図であり、(b)はセラミック基板53の
外周側壁面57とセラミック基板53封着面が交差する
部分に切欠面58を有し、このセラミック基板53の封
着面の外周部56及び切欠面58の表面に下地金属層5
4が形成されたリッド51を模式的に示した断面図であ
る。
As one method for solving such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-180053 discloses that a notch surface is provided at a portion where an outer peripheral side wall surface and a sealing surface intersect with each other, and the sealing surface and the notch are provided. A lid having a base metal layer formed on its surface or a lid having a base metal layer formed on a part of the outer peripheral side wall surface has been proposed. FIG. 5A is a sectional view schematically showing a lid 41 having a base metal layer 44 formed on a part of the outer peripheral side wall surface 46 of the ceramic substrate 43 and an outer peripheral portion 47 of the sealing surface of the ceramic substrate 43. (B) has a cutout surface 58 at the intersection of the outer peripheral side wall surface 57 of the ceramic substrate 53 and the sealing surface of the ceramic substrate 53. Base metal layer 5
It is sectional drawing which showed typically the lid 51 in which 4 was formed.

【0016】このような構成のリッド41、51を使用
すると、下地金属層44、54の上に形成された半田ペ
ーストをリフローさせても半田引き下がりが発生せず、
良好な形状を有する半田層の形成が容易になり、このリ
ッド41、51を用いてパッケージ基体のキャビティ部
を気密に封止することが可能になる。しかし、前記のよ
うな構成のリッド41、51では、通常の印刷装置を使
用し、リッド41、51に下地金属層44、54を形成
するためのペースト層の印刷が容易でないという別の課
題が新たに生ずる。
When the lids 41 and 51 having such a configuration are used, solder reflow does not occur even when the solder paste formed on the base metal layers 44 and 54 is reflowed.
It becomes easy to form the solder layer having a good shape, and it becomes possible to hermetically seal the cavity portion of the package base by using the lids 41 and 51. However, with the lids 41 and 51 having the above-described configuration, there is another problem that it is not easy to print the paste layers for forming the base metal layers 44 and 54 on the lids 41 and 51 using a normal printing device. It occurs newly.

【0017】すなわち、通常リッドの外周側壁面に下地
金属層を形成する場合、自動的に外周側壁面にメタライ
ズ用ペーストを印刷するため、図6に示すようなメタラ
イズ装置を使用する。
That is, when the base metal layer is formed on the outer peripheral side wall surface of the normal lid, a metallizing apparatus as shown in FIG. 6 is used to automatically print the metallizing paste on the outer peripheral side wall surface.

【0018】図6は前記メタライズ装置を模式的に示し
た斜視図である。図6に示したように、このメタライズ
装置は、メタライズ用ペースト版62、パッケージ保持
部63及び回転移動駆動部64の3つの部分よりなる。
パッケージ保持部63は吸着板65を備えており、この
吸着板65によりリッド66を保持する。このパッケー
ジ保持部63は回転移動駆動部64を構成する多軸マシ
ン67の先端部に配設された昇降棒68に取り付けられ
ている。従って、メタライズ用ペーストが塗布された版
本体69に、吸着板65に保持されたリッド66の外周
側壁部を当接させ、多軸マシン67を駆動させてリッド
66を回転させながら移動させることにより、リッド6
6の外周側壁部全体にメタライズ用ペーストを塗布す
る。
FIG. 6 is a perspective view schematically showing the metallizing device. As shown in FIG. 6, this metallizing device is composed of three parts, that is, a metallizing paste plate 62, a package holding portion 63, and a rotational movement driving portion 64.
The package holding unit 63 includes a suction plate 65, and the suction plate 65 holds the lid 66. The package holding portion 63 is attached to an elevating rod 68 arranged at the tip of a multi-axis machine 67 that constitutes the rotation movement driving portion 64. Accordingly, the outer peripheral side wall of the lid 66 held by the suction plate 65 is brought into contact with the plate body 69 coated with the metallizing paste, and the multi-axis machine 67 is driven to move the lid 66 while rotating the lid 66. , Lid 6
The metallizing paste is applied to the entire outer peripheral side wall portion of 6.

【0019】しかし、図5に示したように、セラミック
基板43の外周側壁面の一部に下地金属層44を形成し
たり、セラミック基板53の切欠面58に下地金属層5
4を形成する際に、前記メタライズ装置を使用すること
はできず、その他の方法によっても前記形状の下地層4
4、54を形成するために自動的にメタライズ用ペース
トを印刷することは非常に難しく、前記公報に記載され
ているリッド41、51の実用化は困難である。
However, as shown in FIG. 5, the underlying metal layer 44 is formed on a part of the outer peripheral side wall surface of the ceramic substrate 43, or the underlying metal layer 5 is formed on the cutout surface 58 of the ceramic substrate 53.
The metallizing device cannot be used to form the underlayer 4, and the underlayer 4 having the above-described shape can be formed by other methods.
It is very difficult to automatically print the metallizing paste to form the layers 4 and 54, and it is difficult to put the lids 41 and 51 described in the above publication into practical use.

【0020】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、半田ペーストをリフローさせても半田引き下
がりを発生させない下地金属層を容易に形成することが
できるセラミック製リッドを提供することを目的として
いる。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a ceramic lid capable of easily forming a base metal layer that does not cause solder drop even when the solder paste is reflowed. I am trying.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るセラミック製リッド(1)は、セラミッ
ク製パッケージ基体のキャビティ部封止用であって、該
キャビティ部に対向する封着面の外周部及び外周側壁面
に半田濡れ性のある下地金属層が形成され、さらに該下
地金属層の表面に半田層が形成されたセラミック製リッ
ドにおいて、前記外周側壁面の高さが0.7mm以下で
あることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a ceramic lid (1) according to the present invention is for sealing a cavity portion of a ceramic package base, and a sealing member facing the cavity portion. In a ceramic lid in which a base metal layer having solder wettability is formed on the outer peripheral portion and the outer peripheral side wall surface, and a solder layer is further formed on the surface of the base metal layer, the height of the outer peripheral side wall surface is 0. It is characterized by being 7 mm or less.

【0022】また、本発明に係るセラミック製リッド
(2)は、セラミック基板の外周部に薄肉部が形成さ
れ、該薄肉部を除く厚肉部の厚みが0.7mmを超えて
いることを特徴としている。
Further, the ceramic lid (2) according to the present invention is characterized in that a thin portion is formed on the outer peripheral portion of the ceramic substrate, and the thickness of the thick portion excluding the thin portion exceeds 0.7 mm. I am trying.

【0023】本発明に係るセラミック製リッドの材質
は、特に限定されるものではないが、その具体例として
は、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、ムライト等が
挙げられる。また、前記リッドの大きさは、通常、短辺
の長さが25.4〜34.0mm、長辺の長さが25.
4〜54.1mm程度である。前記外周側壁面の高さは
0.4〜0.7mmの範囲が好ましい。前記リッドに形
成される前記下地金属層の材質はAg−Ptが好まし
く、その厚みは20μm程度が好ましい。
The material of the ceramic lid according to the present invention is not particularly limited, but specific examples thereof include alumina, aluminum nitride, mullite and the like. The size of the lid is usually such that the length of the short side is 25.4 to 34.0 mm and the length of the long side is 25.
It is about 4 to 54.1 mm. The height of the outer peripheral side wall surface is preferably in the range of 0.4 to 0.7 mm. The material of the underlying metal layer formed on the lid is preferably Ag-Pt, and its thickness is preferably about 20 μm.

【0024】前記下地金属層表面に形成される半田層の
組成は、特に限定されるものではないが、Pbを主成分
とし、その他にSnを4.0重量%、Inを1.0重量
%、Agを1.0重量%、Biを8.0重量%程度含む
ものが好ましい。
The composition of the solder layer formed on the surface of the underlying metal layer is not particularly limited, but Pb is the main component, and Sn is 4.0% by weight and In is 1.0% by weight. , Ag of about 1.0% by weight and Bi of about 8.0% by weight are preferable.

【0025】前記リッドは、パッケージ基体を封止した
後に反り等が発生した場合でも、クラック等が生じない
ように、ある程度の厚さを有するものが好ましい。本発
明に係るセラミック製リッドでは外周側壁面の高さを
0.7mm以下とするため前記セラミック製リッドの大
部分の厚さが0.7mmを超えるように設定する場合に
は、封着面と反対側の外周部に薄肉部形成用のエッジレ
リーフが形成され、その他の部分により厚肉部が構成さ
れている。一方封着面は平面となっている。
The lid preferably has a certain thickness so that cracks or the like do not occur even if warpage or the like occurs after the package base is sealed. In the ceramic lid according to the present invention, the height of the outer peripheral side wall surface is set to 0.7 mm or less. Therefore, when the thickness of most of the ceramic lid is set to exceed 0.7 mm, An edge relief for forming a thin portion is formed on the outer peripheral portion on the opposite side, and a thick portion is formed by the other portions. On the other hand, the sealing surface is flat.

【0026】前記リッドの厚肉部の厚さが0.7mmを
超えている場合には、その上限はさらには1.2mm程
度が好ましい。また、薄肉部の幅は、狭い方が好ましい
が製造の容易さなどの観点から、0.15〜0.25m
mが好ましい。
When the thickness of the thick portion of the lid exceeds 0.7 mm, the upper limit is more preferably about 1.2 mm. Also, the width of the thin portion is preferably narrow, but from the viewpoint of ease of manufacturing, the width is 0.15 to 0.25 m.
m is preferred.

【0027】[0027]

【作用】本発明に係るセラミック製リッド(1)によれ
ば、セラミック製リッドの外周側壁面の高さが0.7m
m以下と小さいので、前記外周側壁面の全体に下地金属
層を形成し、封着面の外周部及び前記外周側壁面の前記
下地金属層表面に塗布された半田ペーストをリフローさ
せて半田層を形成しても、大きな半田引き下がりが生じ
ることはなく、パッケージ基体の封止に好適な形状の半
田層が形成される。従って、前記下地金属層の形成が容
易であるとともに、前記リッドを用いてパッケージ基体
の封止を行うと、パッケージ基体のキャビティ部が気密
に封止される。
According to the ceramic lid (1) of the present invention, the height of the outer peripheral side wall surface of the ceramic lid is 0.7 m.
Since it is as small as m or less, a base metal layer is formed on the entire outer peripheral side wall surface, and the solder paste applied to the peripheral portion of the sealing surface and the base metal layer surface on the outer peripheral side wall surface is reflowed to form a solder layer. Even if formed, a large amount of solder drop does not occur, and a solder layer having a shape suitable for sealing the package base is formed. Therefore, it is easy to form the base metal layer, and when the package base is sealed using the lid, the cavity of the package base is hermetically sealed.

【0028】また、本発明に係るセラミック製リッド
(2)によれば、セラミック基板の外周部に薄肉部が形
成され、該薄肉部を除く厚肉部の厚みが0.7mmを超
えているので、上記(1)記載の作用が働くとともに、
機械的強度も大きなものが得られ、セラミック製リッド
(2)を用いて作製された半導体装置は信頼性に優れた
ものとなる。
Further, according to the ceramic lid (2) of the present invention, the thin portion is formed on the outer peripheral portion of the ceramic substrate, and the thickness of the thick portion excluding the thin portion exceeds 0.7 mm. , In addition to the action described in (1) above,
High mechanical strength is obtained, and the semiconductor device manufactured using the ceramic lid (2) has excellent reliability.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明に係るセラミック製リッドの実
施例を図面に基づいて説明する。実施例に係るセラミッ
ク製リッドの構成は、外周側壁面の高さが従来のものと
異なる他は図3(a)及び(b)(図4(a))に示し
たセラミック製リッドと同様であり、前記リッドを用い
て作製するセラミック製パッケージの構成も図3(c)
に示した従来例のものとほぼ同様であるので、その構成
の詳しい説明は省略し、ここではその材質、及び寸法に
ついて説明する。なお、比較例の場合についても同様に
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a ceramic lid according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The structure of the ceramic lid according to the embodiment is the same as that of the ceramic lid shown in FIGS. 3A and 3B (FIG. 4A) except that the height of the outer peripheral side wall surface is different from the conventional one. Yes, the structure of the ceramic package manufactured using the lid is also shown in FIG.
Since it is almost the same as that of the conventional example shown in FIG. 2, detailed description of its configuration is omitted, and here, its material and dimensions will be described. The same applies to the case of the comparative example.

【0030】実施例及び比較例に係るセラミック製リッ
ド11、31(図4)をアルミナ製のエッジレリーフ1
3a、33aを有するものとし、その辺部の長さを25
mm×25mmに、その外周部に形成された下地金属層
14、34の材質をAg−Pt合金に、その厚さを約2
0μmに設定した。そして、外周側壁面22、36の高
さHを0.53mm(D=0.23mm)、0.66m
m(D=0.36mm)、0.83mm(D=0.36
mm)と変化させたものをそれぞれ200個作製した。
The ceramic lids 11 and 31 (FIG. 4) according to the embodiment and the comparative example are replaced with the edge relief 1 made of alumina.
3a and 33a, and the side length is 25
mm × 25 mm, the material of the underlying metal layers 14 and 34 formed on the outer periphery thereof is Ag—Pt alloy, and the thickness thereof is about 2
It was set to 0 μm. The height H of the outer peripheral side wall surfaces 22 and 36 is set to 0.53 mm (D = 0.23 mm), 0.66 m.
m (D = 0.36 mm), 0.83 mm (D = 0.36)
mm) and 200 pieces were produced.

【0031】次に、リッド11、31の封着面の外周部
23、37に形成された下地金属層14、34の上にス
クリーン印刷法により半田ペーストを印刷し、外周側壁
面22、36に形成された下地金属層14、34の上に
図6に示したメタライズ装置を用いて半田ペーストを印
刷した。このときの半田ペーストは、半田粒、樹脂、溶
剤等で構成され、半田自体の組成は、Pbを主成分と
し、その他にSnを4.1重量%、Agを1.0重量
%、Inを1.1重量%、Biを8.2重量%含有する
ものとした。
Next, solder paste is printed by screen printing on the underlying metal layers 14 and 34 formed on the outer peripheral portions 23 and 37 of the sealing surfaces of the lids 11 and 31, and the outer peripheral side wall surfaces 22 and 36 are printed. Solder paste was printed on the formed base metal layers 14 and 34 using the metallizing apparatus shown in FIG. The solder paste at this time is composed of solder particles, resin, solvent, etc., and the composition of the solder itself is Pb as a main component, in addition to 4.1 wt% Sn, 1.0 wt% Ag, and In. 1.1 wt% and Bi of 8.2 wt% were contained.

【0032】次に、このリッド11、31を加熱炉内に
導入し、酸素が0.1ppm未満の窒素雰囲気中、30
0℃で加熱し、半田ペーストのリフローを行った。
Next, the lids 11 and 31 are introduced into a heating furnace, and the lids 30 and 30 are placed in a nitrogen atmosphere containing less than 0.1 ppm of oxygen.
The solder paste was reflowed by heating at 0 ° C.

【0033】そして、すべての試料につき半田引き下が
り幅tを測定した後、この試料を(リッド11、31)
用い、「従来の技術」の欄で説明した方法と同様の方法
でパッケージ基体12(図3)の封止を行い、封止が完
全に行われているか否かの評価を、MIL−STD−8
83の方法1014により行った。
Then, after measuring the solder pull-down width t for all the samples, the samples (lids 11, 31)
Then, the package base 12 (FIG. 3) is sealed by a method similar to the method described in the “Prior Art” section, and whether or not the sealing is completely performed is evaluated by MIL-STD-. 8
83 method 1014.

【0034】このとき用いたパッケージ基体12はアル
ミナ製とし、その辺部の長さを44mm×44mmに、
キャビティ部16が形成された中央部分の厚さを1.3
2mmに、外周部の厚さを2.80mmに、キャビティ
部16の外形寸法を20mm×20mmに設定した。
The package base 12 used at this time is made of alumina, and the length of its side portion is 44 mm × 44 mm.
The thickness of the central portion where the cavity 16 is formed is 1.3.
The thickness of the outer peripheral portion was set to 2 mm, the thickness of the outer peripheral portion was set to 2.80 mm, and the outer dimension of the cavity portion 16 was set to 20 mm × 20 mm.

【0035】図1は前記評価の結果得られた半田引き下
がり幅t(μm)と封止不良発生率との関係を示したグ
ラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the solder pull-down width t (μm) obtained as a result of the above-mentioned evaluation and the sealing defect occurrence rate.

【0036】図1に示したグラフより明らかなように、
半田引き下がり幅tが80μmを超えると、封止不良発
生率が急激に増加しており、セラミック製パッケージの
封止不良を発生させないためには、半田ペーストをリフ
ローさせた場合の半田引き下がり幅tを80μmより小
さくする必要がある。
As is clear from the graph shown in FIG.
When the solder withdrawal width t exceeds 80 μm, the sealing defect occurrence rate is rapidly increasing. In order to prevent the sealing defect of the ceramic package from occurring, the solder withdrawal width t when the solder paste is reflowed is set. It must be smaller than 80 μm.

【0037】また、リッド11、31の外周側壁面2
2、36の高さHと、半田引き下がり幅tが80μm以
上となる確率(以下、半田引き下がり発生率と記す)と
の関係について集計を行いグラフを作成した。その結果
を図2に示している。
The outer peripheral side wall surface 2 of the lids 11 and 31
The relationship between the heights H of 2 and 36 and the probability that the solder pull-down width t is 80 μm or more (hereinafter, referred to as a solder pull-down occurrence rate) is tabulated and a graph is created. The result is shown in FIG.

【0038】図2の結果より明らかなように、リッド3
1の外周側壁面36の高さHが0.7mmを超えたもの
について半田引き下がり発生率が急上昇しており、この
ような半田引き下がり幅tが80μm以上となるリッド
31を使用すると封止不良となる。図1、図2に示した
結果より、から少なくともリッド11の外周側壁面22
の高さHが0.7mm以下の本発明に係るセラミック製
リッドにおいては、半田引き下がりの発生がなく、その
ために、セラミック製パッケージの封止不良も生じない
ことが確認された。
As is clear from the results shown in FIG.
When the height H of the outer peripheral side wall surface 36 of No. 1 exceeds 0.7 mm, the solder drop occurrence rate sharply increases. If such a lid 31 having a solder pull-down width t of 80 μm or more is used, sealing failure will occur. Become. From the results shown in FIGS. 1 and 2, at least the outer peripheral side wall surface 22 of the lid 11
It was confirmed that in the ceramic lid according to the present invention having a height H of 0.7 mm or less, solder drop did not occur, and therefore, the ceramic package did not have defective sealing.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るセラミ
ック製リッドにあっては、セラミック製リッドの外周側
壁面の高さが0.7mm以下と小さいので、前記外周側
壁面の全体に下地金属層を形成し、封着面の外周部及び
前記外周側壁面の前記下地金属層表面に塗布された半田
ペーストをリフローさせて半田層を形成しても、大きな
半田引き下がりが生じることはなく、パッケージ基体の
封止に好適な形状の半田層を形成することができる。従
って、前記下地金属層の形成が容易であるとともに、前
記リッドを用いてパッケージ基体の封止を行うと、パッ
ケージ基体のキャビティ部を気密に封止することができ
る。
As described above in detail, in the ceramic lid according to the present invention, since the height of the outer peripheral side wall surface of the ceramic lid is as small as 0.7 mm or less, the entire outer peripheral side wall surface is grounded. Even if a metal layer is formed to form a solder layer by reflowing the solder paste applied to the outer peripheral portion of the sealing surface and the outer peripheral side wall surface of the underlying metal layer surface, large solder pull-down does not occur, A solder layer having a shape suitable for sealing the package base can be formed. Therefore, the base metal layer can be easily formed, and when the package base is sealed using the lid, the cavity of the package base can be hermetically sealed.

【0040】また、本発明に係るセラミック製リッド
(2)にあっては、セラミック基板の外周部に薄肉部が
形成され、該薄肉部を除く厚肉部の厚みが0.7mmを
超えているので、上記(1)記載の効果を奏するととも
に、リッドの機械的特性等もさらに良好にすることがで
き、作製する半導体装置を信頼性に優れたものとするこ
とができる。
Further, in the ceramic lid (2) according to the present invention, the thin portion is formed on the outer peripheral portion of the ceramic substrate, and the thickness of the thick portion excluding the thin portion exceeds 0.7 mm. Therefore, in addition to the effect described in (1) above, the mechanical properties of the lid can be further improved, and the semiconductor device to be manufactured can be made highly reliable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】半田引き下がり幅tと封止不良発生率との関係
を示したグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a relationship between a solder pull-down width t and a defective sealing occurrence rate.

【図2】リッドの外周側壁面の高さHと半田引き下がり
発生率との関係を示したグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the height H of the outer peripheral side wall surface of the lid and the solder pull-down occurrence rate.

【図3】(a)はセラミック製パッケージを構成するリ
ッドを模式的に示した底面図であり、(b)は(a)に
示したリッドのI−I線断面図であり、(c)はこのリ
ッドが用いられた半導体装置を模式的に示した断面図で
ある。
3A is a bottom view schematically showing a lid that constitutes a ceramic package, FIG. 3B is a sectional view taken along the line I-I of the lid shown in FIG. 3A, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor device using this lid.

【図4】(a)は半田を含むペーストを印刷した後にリ
フローさせた際、適切な形状の半田層が形成された場合
のリッドの一部を示した拡大断面図であり、(b)はリ
フロー後に半田層が形成されない部分が生じた場合のリ
ッドの一部を示した拡大断面図である。
FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view showing a part of a lid when a solder layer having an appropriate shape is formed when a paste containing solder is printed and then reflowed, and FIG. It is an expanded sectional view showing a part of lid in the case where a portion where a solder layer is not formed occurs after reflow.

【図5】(a)はセラミック基板の外周側壁面の一部及
び封着面の外周部に下地金属層が形成されたリッドを模
式的に示した断面図であり、(b)はセラミック基板の
外周側壁面と封着面が交差する部分に切欠面を有し、こ
のセラミック基板の封着面の外周部及び切欠面の表面に
下地金属層が形成されたリッドを模式的に示した断面図
である。
5A is a cross-sectional view schematically showing a lid in which a base metal layer is formed on a part of an outer peripheral side wall surface of a ceramic substrate and an outer peripheral portion of a sealing surface, and FIG. A cross-sectional view schematically showing a lid having a notch surface at a portion where the outer peripheral side wall surface and the sealing surface intersect, and a base metal layer is formed on the outer peripheral portion and the notch surface of the sealing surface of the ceramic substrate. It is a figure.

【図6】メタライズ装置を模式的に示した斜視図であ
る。
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a metallizing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 リッド 14 下地金属層 15、15a、15b 半田層 22 外周側壁面 23 外周部 11 lid 14 base metal layer 15, 15a, 15b solder layer 22 outer peripheral side wall surface 23 outer peripheral portion

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミック製パッケージ基体のキャビテ
ィ部封止用であって、該キャビティ部に対向する封着面
の外周部及び外周側壁面に半田濡れ性のある下地金属層
が形成され、さらに該下地金属層の表面に半田層が形成
されたセラミック製リッドにおいて、前記外周側壁面の
高さが0.7mm以下であることを特徴とするセラミッ
ク製リッド。
1. A base metal layer having solder wettability for sealing a cavity portion of a ceramic package base, wherein a peripheral metal layer and a peripheral side wall surface of a sealing surface facing the cavity portion are formed. A ceramic lid in which a solder layer is formed on the surface of a base metal layer, wherein the height of the outer peripheral side wall surface is 0.7 mm or less.
【請求項2】 セラミック基板の外周部に薄肉部が形成
され、該薄肉部を除く厚肉部の厚みが0.7mmを超え
ていることを特徴とする請求項1記載のセラミック製リ
ッド。
2. The ceramic lid according to claim 1, wherein a thin portion is formed on an outer peripheral portion of the ceramic substrate, and a thickness of the thick portion excluding the thin portion exceeds 0.7 mm.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE112009001079T5 (en) 2008-05-02 2011-03-03 Neomax Materials Co., Ltd., Suita Hermetically sealing cap

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112009001079T5 (en) 2008-05-02 2011-03-03 Neomax Materials Co., Ltd., Suita Hermetically sealing cap
US8431820B2 (en) 2008-05-02 2013-04-30 Neomax Materials Co., Ltd. Hermetic sealing cap
DE112009001079B4 (en) * 2008-05-02 2020-02-06 Hitachi Metals, Ltd. Hermetically sealing cap

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