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JPS60192352A - Method for sealing integrated circuit devices - Google Patents

Method for sealing integrated circuit devices

Info

Publication number
JPS60192352A
JPS60192352A JP59225760A JP22576084A JPS60192352A JP S60192352 A JPS60192352 A JP S60192352A JP 59225760 A JP59225760 A JP 59225760A JP 22576084 A JP22576084 A JP 22576084A JP S60192352 A JPS60192352 A JP S60192352A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
lead
sealing
glass layer
wire
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
JP59225760A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michio Tanimoto
道夫 谷本
Shunei Uematsu
俊英 植松
Toshio Sugano
利夫 菅野
Kazuhisa Takashima
高島 一壽
Shunichiro Fujioka
俊一郎 藤岡
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59225760A priority Critical patent/JPS60192352A/en
Publication of JPS60192352A publication Critical patent/JPS60192352A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the groups H01L21/18 - H01L21/326 or H10D48/04 - H10D48/07 e.g. sealing of a cap to a base of a container

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリード線の気密封止方法、特に半導体集積回路
装置の製造における気密封止方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for hermetically sealing lead wires, and particularly to a method for hermetically sealing lead wires in the manufacture of semiconductor integrated circuit devices.

周知のように、デュアルインライン形のガラス封止半導
体装置は樹脂封止半導体装置に較べ耐湿性(気密性)が
よく、装置の信頼性も優れている。
As is well known, a dual in-line type glass-sealed semiconductor device has better moisture resistance (airtightness) than a resin-sealed semiconductor device, and is also superior in device reliability.

しかし、このガラス封止半導体装置においてはリード線
はガラスで支持されているため、リード線に外力が加わ
ったりすると、脆弱なガラスは簡単にクラックが入るこ
とがある。この結果、装置は気密性が悪くなり、信頼性
が低下する。したがって、半導体装置の製造工程にあっ
ては、ガラス封止時点であらかじめリード線の所定部を
折り曲げたリード、あるいはリードフレームを用いてい
る。
However, in this glass-sealed semiconductor device, the lead wires are supported by glass, so if an external force is applied to the lead wires, the fragile glass may easily crack. As a result, the device becomes less airtight and less reliable. Therefore, in the manufacturing process of semiconductor devices, leads or lead frames are used in which predetermined portions of the lead wires are bent in advance at the time of glass sealing.

しかし、このように曲折したリードフレームでは剛性が
ないので外力が加わると簡単に歪む欠点がある。したが
って、セラミックペースを加熱しガラスを軟化させたの
ち、リードフレームおよび半導体ペレット(ペレット)
をガラスの中に埋め込む組立工程においても、リードフ
レームの歪みによりペレットとリードフレームの各リー
ド線との位置関係が狂うことも多々ある。このため、ペ
レットの電極部とリードとの間をワイヤで繋ぐワイヤボ
ンディング作業を自動化(機械化)した場合、適正な電
極位置あるいはリード位置にワイヤが固定されず、所望
のワイヤボンディングが行なえない欠点がある。
However, such a bent lead frame lacks rigidity, so it has the disadvantage that it is easily distorted when external force is applied. Therefore, after heating the ceramic paste and softening the glass, lead frames and semiconductor pellets (pellets) are produced.
Even in the assembly process of embedding pellets in glass, the positional relationship between the pellet and each lead wire of the lead frame is often disrupted due to distortion of the lead frame. For this reason, when automating (mechanizing) the wire bonding work that connects the electrode part of the pellet and the lead with a wire, the wire is not fixed at the appropriate electrode position or lead position, making it impossible to perform the desired wire bonding. be.

そこで、剛性のある板状(フラット)なり−ドフレーム
を用いることにより、ペレットとリードとの相対位置精
度を向上させ、自動ワイヤボンディング作業の歩留を向
上させるとともに、気密性の良い半導体装置を提供する
方法として、本出願人は、結晶性ガラスまたは非結晶性
ガラス等を用い、結晶化しない軟化温度領域でリード線
を仮封止した後、リード線を折り曲げ、その後、前記仮
封止によるガラス層を再加熱して軟化させ、前記リード
線の折曲時にガラス層内あるいはリード線との境界に生
じたクラックを消滅させたのち、同化あるいは結晶化さ
せる本封止を行ない、リード線の気密封止化を図る方法
を既に提案している。
Therefore, by using a rigid plate-shaped (flat) bent frame, we can improve the relative positional accuracy between the pellet and the lead, improve the yield of automatic wire bonding work, and create semiconductor devices with good airtightness. As a method for providing this, the applicant temporarily seals a lead wire in a softening temperature range where crystallization does not occur using crystalline glass or non-crystalline glass, and then bends the lead wire. After the glass layer is reheated to soften it and eliminate any cracks that may have occurred within the glass layer or at the boundary with the lead wire when the lead wire is bent, main sealing is performed to assimilate or crystallize the lead wire. We have already proposed a method to achieve hermetic sealing.

ところで、この方法における本封止工程において、全体
を炉体内で行なうとつぎのような不都合が生じることが
明らかとなった。すなわち、シリコン半導体素子の品種
によっては、幾度も高温状態に晒されると、特性に悪影
響を受ける。たとえば、金ペーストを介してペレット(
半導体素子)を固定する構造では、シリコン中に金が拡
散し、ライフタイムが変化する。
By the way, it has become clear that in the main sealing step of this method, if the entire process is performed inside the furnace body, the following disadvantages will occur. That is, depending on the type of silicon semiconductor element, if it is repeatedly exposed to high temperature conditions, its characteristics may be adversely affected. For example, through gold paste pellets (
In a structure that fixes semiconductor elements (semiconductor elements), gold diffuses into silicon, changing the lifetime.

また、炉体内で全体が加熱されるため、ガラス層全体が
軟化し、封止作業時の封止装置各部から発生する振動等
によって、リードが動き、各リードの相関関係が崩れ、
規格に合わないものとなる。
In addition, since the entire glass layer is heated inside the furnace, the entire glass layer softens, and the leads move due to vibrations generated from various parts of the sealing device during sealing work, causing the correlation between each lead to collapse.
It will not meet the standards.

また、リードの移動によって、リード先端とペレットの
電極とを結ぶ細いワイヤが変化、移動して、隣接するリ
ード、ワイヤ等に接触し、ショート不良を起こす。また
、リードの動きが大きいとワイヤが破断することなども
ある。
Further, as the lead moves, the thin wire connecting the lead tip and the electrode of the pellet changes and moves, and comes into contact with adjacent leads, wires, etc., causing a short circuit. Additionally, if the lead moves too much, the wire may break.

一方、前記仮封止後のリード折曲工程では、クラックは
比較的浅く、ガラス層を外側から部分的に加熱すること
によって、前記クラックは短時間に消滅することも明ら
かとなった。
On the other hand, it has also been found that the cracks are relatively shallow in the lead bending process after the temporary sealing, and that the cracks disappear in a short time by partially heating the glass layer from the outside.

したがって、本発明の目的は、特性の劣化を生じないリ
ード線のガラスによる気密封止方法を提供することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for hermetically sealing lead wires with glass without causing deterioration of characteristics.

また、本発明の他の目的はリード線相互の間隔に狂いを
生じさせないでガラス気密封止を行なうことのできるリ
ード線のガラス気密封止方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for hermetically sealing lead wires with glass, which can perform glass hermetic sealing without causing any deviation in the spacing between the lead wires.

このような目的を達成するために本発明の一実施例は、
本封止を行なう際、ガラス層のクラックが存在する部分
や封止が確実に行なわれていない部分に対し外部から部
分的に熱風、レーザ光線。
In order to achieve this purpose, one embodiment of the present invention is as follows:
When performing main sealing, hot air or laser beams are applied to areas of the glass layer that have cracks or are not properly sealed.

赤外線等を当てろことによって、半導体素子を加熱しな
いで本封止を行なうも力であって、以下実施例により本
発明を具体的に説明する。
By applying infrared rays or the like, it is possible to carry out the main sealing without heating the semiconductor element.The present invention will be specifically explained below with reference to Examples.

第1図および第2図に本発明のリード線のガラス気密封
止方法の一実施例を示す。第1図はデュアルインライン
形ガラス封止半導体装陵の装造工程を示すフローチャー
トであり、第2図(a)〜(f)は前記フローチャート
に対応する製品の状態を示す工程図である。
FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the method for hermetically sealing a lead wire in glass according to the present invention. FIG. 1 is a flowchart showing the manufacturing process of a dual in-line type glass-sealed semiconductor package, and FIGS. 2(a) to 2(f) are process charts showing the state of the product corresponding to the flowchart.

第2図(a)に示すように、セラミックからなるベース
1を用意する。このベース1の上面には低融点の非結晶
性ガラス層(ガラス層)2が形成されている。つぎに、
このベース1を窒素雰囲気中で加熱して前記ガラス層2
を溶かし、同図(b)で示すように、リードフレーム3
およびペレット4を取り付ける。その後常温まで冷却し
たのち、同図(c)で示すように、ペレット4の電極部
とこれに対応するり−ド5の内端とをアルミニウム(A
り等からなる細いワイヤ6で繋ぐ。その後、同図(d)
で示すように、セラミックからなるキャップ7をペレッ
ト4.リード5の内端、ワイヤ6を被うようにベース1
上に重ね、これを再び窒素雰囲気中に晒す。すると、キ
ャップ7の下面周縁に設けた非結晶性のガラス層8およ
び、ペース1上のガラス層2は軟化し、互いに溶けあう
。そこで、再び常温にまで温度を下げてベース1および
キャップ7を一体的に封止(仮封止ど呼ぶ)する。つぎ
に、同図(elで示すように、前記リードフレーム3の
各リード5を繋ぐ枠部等の不要部分を切断除去するとと
もに、各リード5を所定位置で同一方向に折り曲げ、デ
ュアルインライン形の半導体装置9を得る0 さらに、この半導体装置9にあっては、前記リードの折
曲工程で、リード5に折曲力が働くことから、リード5
を保持する一体化状態のガラス層10にクラックが生じ
たり、あるいはり−ド5とガラス層10との境界部が剥
離したりしている。
As shown in FIG. 2(a), a base 1 made of ceramic is prepared. On the upper surface of this base 1, a low melting point amorphous glass layer (glass layer) 2 is formed. next,
This base 1 is heated in a nitrogen atmosphere to form the glass layer 2.
As shown in the same figure (b), lead frame 3 is melted.
and attach pellet 4. Thereafter, after cooling to room temperature, the electrode part of the pellet 4 and the corresponding inner end of the lead 5 are connected to aluminum (A
They are connected with a thin wire 6 made of a wire or the like. After that, the same figure (d)
As shown in , a cap 7 made of ceramic is inserted into a pellet 4. Base 1 so as to cover the inner end of lead 5 and wire 6
This is placed on top and exposed again to a nitrogen atmosphere. Then, the amorphous glass layer 8 provided on the periphery of the lower surface of the cap 7 and the glass layer 2 on the paste 1 are softened and melted into each other. Therefore, the temperature is lowered to room temperature again and the base 1 and the cap 7 are integrally sealed (referred to as temporary sealing). Next, as shown in FIG. Further, in this semiconductor device 9, since a bending force acts on the leads 5 in the step of bending the leads, the leads 5
Cracks occur in the integrated glass layer 10 that holds the glass layer 10, or the boundary between the glass layer 10 and the board 5 peels off.

そこで、ホットジェット11と呼ばれる細(熱風を吹き
出す加熱工具で前記剥離やクラックが生じたガラス層部
分を部分的に加熱し、再度ガラスを一時的に軟化溶融し
て(本封止と呼ぶ)、剥離部分を密着させたり、クラッ
ク部分を埋めて消滅させる。この際、ホントジェット1
1のノズル12の先端を、ガラス層10に沿って相対的
に移動させて加熱する。したがって、ベース1やキャッ
プ7の上下部分は加熱されない。
Therefore, the glass layer portion where the peeling or cracking has occurred is partially heated using a heating tool called a hot jet 11 that blows out hot air, and the glass is temporarily softened and melted again (referred to as main sealing). Close the peeled parts or fill in the cracks to eliminate them. At this time, use Hontojet 1
The tip of the nozzle 12 is moved relatively along the glass layer 10 to heat it. Therefore, the upper and lower parts of the base 1 and the cap 7 are not heated.

このような実施例によれば、本封止工程では、ガラス層
は部分的に軟化溶融する。また、この軟化溶融部分はホ
ットジェット11のノズル12の移動に伴なって徐々に
移動する。また、この移動速度を早くすれば、ガラス層
の外表面部が軟化溶融し、遅くすれば、ガラス層の奥深
くまで軟化溶融する。したがって、この方法であっても
、ガラス層のクラックおよび歪等は完全に消滅する。こ
のため、気密性の優れた半導体装置を製造することがで
きる。
According to this embodiment, the glass layer is partially softened and melted in the main sealing step. Further, this softened and melted portion gradually moves as the nozzle 12 of the hot jet 11 moves. Furthermore, if the moving speed is increased, the outer surface of the glass layer will be softened and melted, and if it is slowed down, the glass layer will be softened and melted deep inside. Therefore, even with this method, cracks, distortions, etc. in the glass layer are completely eliminated. Therefore, a semiconductor device with excellent airtightness can be manufactured.

また、この実施例では、本封止工程で半導体装置全体は
加熱されない。また、ホットジェットによる部分加熱で
あることから、内部のペレットは高温にはならず、特性
が劣化することはない。
Further, in this embodiment, the entire semiconductor device is not heated in the main sealing process. In addition, since partial heating is performed using hot jets, the internal pellets do not reach high temperatures and their properties do not deteriorate.

さらに、この実施例では、本封止工程におけるガラスの
軟化溶融部分は局所的であり、かつこの軟化溶融部分は
暫時移動して行く。このため、ガラス層内に延びる各リ
ードは保持する役割をする周囲のガラス全体が同時に溶
けることもないので、ホットジェット間を半導体装置が
移動するような場合であっても、振動等によってリード
がガラス層に対して動いたりすることはない。したがっ
て、常に各リード間の間隔(配置)は一定となり、規格
に合格する製品となる。
Further, in this embodiment, the softened and melted portion of the glass in the main sealing step is localized, and this softened and melted portion moves for a while. For this reason, the entire surrounding glass, which serves to hold each lead extending within the glass layer, will not melt at the same time, so even if a semiconductor device moves between hot jets, the leads may be damaged by vibration, etc. It does not move relative to the glass layer. Therefore, the spacing (arrangement) between each lead is always constant, resulting in a product that passes the standards.

なお、本発明は前記実施例に限定されない。すなわち、
本封止工程におけるガラス層の部分加熱は赤外線やレザ
ー光線等の照射等でもよい。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments. That is,
Partial heating of the glass layer in this sealing step may be performed by irradiation with infrared rays, laser beams, or the like.

また、前記実施例ではガラスは非結晶性のガラスを用い
たが、結晶性のガラスを用いてもよい。
Further, although amorphous glass was used as the glass in the above embodiments, crystalline glass may also be used.

この場合、仮封止工程ではガラスが結晶化しない軟化温
度領域の温度で処理をしなければならない。
In this case, the temporary sealing process must be performed at a temperature in the softening temperature range at which the glass does not crystallize.

さらに、本発明では接着層を形成する物質は必ずしもガ
ラスに限定されない。
Furthermore, in the present invention, the material forming the adhesive layer is not necessarily limited to glass.

以上のように、本発明のリード線のガラス気密封止方法
によれば、本封止時にペレットに高い熱を加えることは
ないので、特性の劣化を招くことはなく、信頼性の高い
封止が行なえる。
As described above, according to the glass hermetic sealing method for lead wires of the present invention, high heat is not applied to the pellet during actual sealing, so there is no deterioration of characteristics and highly reliable sealing is achieved. can be done.

また、本発明によれば、本封止時に各リード線が動くこ
ともないので、常に一定のリード線間隔を保つことがで
き、歩留の向上を図ることができる。
Further, according to the present invention, since each lead wire does not move during the final sealing, a constant lead wire interval can be maintained at all times, and yield can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のリード線のガラス気密封止方法による
一実施例の各工程を示すフローチャート、第2図(a)
〜(f)は同じく前記フローチャートに対応する各工程
の組立状態を示す工程図である。 1・・・ベース、2・・・非結晶性ガラス層、3・・・
リードフレーム、4・・・ペレット、5・・・リード、
6・・・ワイヤ、7・・・キャンプ、8・・・ガラス層
、9・・・半導体装置、10・・・ガラス層、11・・
・ホットジェット、12・・・ノズル。 第 1 図 第 2 図 (め)
FIG. 1 is a flowchart showing each step of an embodiment of the glass hermetic sealing method for lead wires of the present invention, and FIG. 2(a)
-(f) are process diagrams showing the assembly state of each process corresponding to the flowchart. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Base, 2...Amorphous glass layer, 3...
Lead frame, 4... pellet, 5... lead,
6... Wire, 7... Camp, 8... Glass layer, 9... Semiconductor device, 10... Glass layer, 11...
・Hot jet, 12...nozzle. Figure 1 Figure 2 (me)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、集積回路装置を熱により封止する方法において、封
止のための熱を必要とする部分に集中することを特徴と
する集積回路装置の封止方法。
1. A method for sealing an integrated circuit device using heat, which is characterized in that the heat for sealing is concentrated on a portion that requires it.
JP59225760A 1984-10-29 1984-10-29 Method for sealing integrated circuit devices Pending JPS60192352A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59225760A JPS60192352A (en) 1984-10-29 1984-10-29 Method for sealing integrated circuit devices

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JP59225760A JPS60192352A (en) 1984-10-29 1984-10-29 Method for sealing integrated circuit devices

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52004908A Division JPS6024581B2 (en) 1977-01-21 1977-01-21 Hermetic sealing method for lead wires

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60192352A true JPS60192352A (en) 1985-09-30

Family

ID=16834383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59225760A Pending JPS60192352A (en) 1984-10-29 1984-10-29 Method for sealing integrated circuit devices

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