JPS61231740A - ハーメチックシールカバーの製造方法 - Google Patents
ハーメチックシールカバーの製造方法Info
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- JPS61231740A JPS61231740A JP7316685A JP7316685A JPS61231740A JP S61231740 A JPS61231740 A JP S61231740A JP 7316685 A JP7316685 A JP 7316685A JP 7316685 A JP7316685 A JP 7316685A JP S61231740 A JPS61231740 A JP S61231740A
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- Japan
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- seal ring
- seal
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/10—Containers; Seals characterised by the material or arrangement of seals between parts, e.g. between cap and base of the container or between leads and walls of the container
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は特に半導体装置のハーメチックシールに好適の
シールカバーに関するものである。
シールカバーに関するものである。
半導体素子のパッケージングの一種に第3図に示すよう
なセラミックパッケージがある。第3図においてセラミ
ック基板/は、中央部に半導体素子接合用のメタライズ
層企有する下層板と、’J −ドパターンが形成され且
つ中央部に開口を有する中間板と、リードパターンの内
側先端が露出するような更に大きい開口を有する上層板
、の3層が一体化された構造であり、長辺側部には上記
リードパターンの外側先端と導通するように複数の金属
リードコが接合され、上記上層板の開口周囲にはカバー
取付用のメタライズ層3が形成されている。メタライズ
層及びリードパターンは通常Mo−Mn系の導電ペース
トで形成され、これらとリードコには金メッキが施され
ている。このような基板lを用いるパッケージングは、
先ず半導体素子グを基板/の中央窪みに接合し、該素子
グ上の電極とリードパターンの内側先端を細いコネクタ
ー線(図示せず)で結合した後、メタライズ層3の上に
第3図に示すようなシールリンゲタと金属製カバー6を
載せ、シールリングSの融点以上に加熱し、後冷却して
カバー乙を取付ける諸工程からなる。このカバー6の取
付け工程を一般に7)−メチツクシールと称し、シール
リング3には、半導体素子弘の接合に用いるAu−3g
合金ろうより低い融点を有するAu−Sn合金ろう、P
b−Sn合金ろう等が用いられ、金属製(通常コバール
製)カバー乙の少なくともシールリンゲタが当接する周
縁部にはろう付け性の良好な金、ニッケル等のメッキか
らなる被膜が施されているのが通常である。
なセラミックパッケージがある。第3図においてセラミ
ック基板/は、中央部に半導体素子接合用のメタライズ
層企有する下層板と、’J −ドパターンが形成され且
つ中央部に開口を有する中間板と、リードパターンの内
側先端が露出するような更に大きい開口を有する上層板
、の3層が一体化された構造であり、長辺側部には上記
リードパターンの外側先端と導通するように複数の金属
リードコが接合され、上記上層板の開口周囲にはカバー
取付用のメタライズ層3が形成されている。メタライズ
層及びリードパターンは通常Mo−Mn系の導電ペース
トで形成され、これらとリードコには金メッキが施され
ている。このような基板lを用いるパッケージングは、
先ず半導体素子グを基板/の中央窪みに接合し、該素子
グ上の電極とリードパターンの内側先端を細いコネクタ
ー線(図示せず)で結合した後、メタライズ層3の上に
第3図に示すようなシールリンゲタと金属製カバー6を
載せ、シールリングSの融点以上に加熱し、後冷却して
カバー乙を取付ける諸工程からなる。このカバー6の取
付け工程を一般に7)−メチツクシールと称し、シール
リング3には、半導体素子弘の接合に用いるAu−3g
合金ろうより低い融点を有するAu−Sn合金ろう、P
b−Sn合金ろう等が用いられ、金属製(通常コバール
製)カバー乙の少なくともシールリンゲタが当接する周
縁部にはろう付け性の良好な金、ニッケル等のメッキか
らなる被膜が施されているのが通常である。
このハーメチックシール工程において、シールリンゲタ
とカバー6をメタライズ層3の上にそれぞれの周縁がほ
ぼ一致するように重ね合わせる必要があるが、シールリ
ング5が50μm程度の厚さで極めて扱いにくい上、わ
ずかの振動で位置ズレを生じるため、重ね合わせの作業
が難かしく、ハーメチックシール後においてカバー乙が
位置ズレを生じている欠陥も時々起る。このような欠点
は第1図に示すようにシールリング、5−Bカバー乙に
予め取付けておくことができれば解消し得ることであり
、このような観点からシールリンゲタをカバー乙に複数
個所のスポット溶接により仮付けする方法が提案されて
いる(例えば特公昭54−36377号公報)。しかし
ながらこの方法によるハーメチックシールカバーにはい
くつかの欠点がなお存在する。即ち、シールリンゲタは
カバー6に局部的に熔接されているのであるが、この熔
接個所において合金ろうが一旦熔融されるのでカバー6
の被膜7の金属が混入して組成が変わり、その部分の融
点が高くなることである。これはハーメチックシール工
程においてシールリングSの均一な融解を妨げる。又、
上記熔接個所においてシールリング5にスポット溶接の
電極跡が窪みとして残り、この窪みがハーメチックシー
ルの際ボイドの原因になり易い。
とカバー6をメタライズ層3の上にそれぞれの周縁がほ
ぼ一致するように重ね合わせる必要があるが、シールリ
ング5が50μm程度の厚さで極めて扱いにくい上、わ
ずかの振動で位置ズレを生じるため、重ね合わせの作業
が難かしく、ハーメチックシール後においてカバー乙が
位置ズレを生じている欠陥も時々起る。このような欠点
は第1図に示すようにシールリング、5−Bカバー乙に
予め取付けておくことができれば解消し得ることであり
、このような観点からシールリンゲタをカバー乙に複数
個所のスポット溶接により仮付けする方法が提案されて
いる(例えば特公昭54−36377号公報)。しかし
ながらこの方法によるハーメチックシールカバーにはい
くつかの欠点がなお存在する。即ち、シールリンゲタは
カバー6に局部的に熔接されているのであるが、この熔
接個所において合金ろうが一旦熔融されるのでカバー6
の被膜7の金属が混入して組成が変わり、その部分の融
点が高くなることである。これはハーメチックシール工
程においてシールリングSの均一な融解を妨げる。又、
上記熔接個所においてシールリング5にスポット溶接の
電極跡が窪みとして残り、この窪みがハーメチックシー
ルの際ボイドの原因になり易い。
本発明の目的は上記従来の欠点を解消し)より信頼性の
高いハーメチックシールカバーを得ることにある。
高いハーメチックシールカバーを得ることにある。
この目的を達成するためには熔接の手段に依らないでシ
ールリングを仮付けすることが必要であり、これを実現
する手段として本発明者は、シールリング5が軟質の低
融点合金ろう材であれば加圧によって接合可能ではない
かと考え、種々実験の結果これを確認して本発明に到達
した。
ールリングを仮付けすることが必要であり、これを実現
する手段として本発明者は、シールリング5が軟質の低
融点合金ろう材であれば加圧によって接合可能ではない
かと考え、種々実験の結果これを確認して本発明に到達
した。
即ち、本発明のハーメチックシールカバーは、少なくと
もシールリングが当接する周縁部にろう付性の良好な被
膜を有する金属製カバーの該周縁部に、鉛、錫、インジ
ウム等を主成分とする低融点合金ろう材製のシールリン
グが全周に亘って接合されている点に特徴があり、この
カバーとシールリングとの接合は、カバーとシールリン
グとを非酸化性雰囲気中で該シールリングの融点よりも
低い温度に加熱すると共に上記周縁部全周に亘って加圧
して接合することにある。
もシールリングが当接する周縁部にろう付性の良好な被
膜を有する金属製カバーの該周縁部に、鉛、錫、インジ
ウム等を主成分とする低融点合金ろう材製のシールリン
グが全周に亘って接合されている点に特徴があり、この
カバーとシールリングとの接合は、カバーとシールリン
グとを非酸化性雰囲気中で該シールリングの融点よりも
低い温度に加熱すると共に上記周縁部全周に亘って加圧
して接合することにある。
第1図は本発明のハーメチックシールカバーの一例を断
面図で示しである。第1図においてカバー6は全面にニ
ッケルメッキからなる被膜7が施されており、シールリ
ング5は該カバー乙に周縁をほぼ一致させて接合されて
いる。カバー6へ被膜7企施すのはろう付性を良好なら
しめるためであるから、この被膜は少なくともシールリ
ンゲタが当接する周縁部に施されていれば良く、カバー
乙の素地と良く密着し、且つろう材との濡れが良く、シ
かもろう材中に溶解してろう材の信頼性を低下させない
ものであれば何れの金属、合金であっても差支えない。
面図で示しである。第1図においてカバー6は全面にニ
ッケルメッキからなる被膜7が施されており、シールリ
ング5は該カバー乙に周縁をほぼ一致させて接合されて
いる。カバー6へ被膜7企施すのはろう付性を良好なら
しめるためであるから、この被膜は少なくともシールリ
ンゲタが当接する周縁部に施されていれば良く、カバー
乙の素地と良く密着し、且つろう材との濡れが良く、シ
かもろう材中に溶解してろう材の信頼性を低下させない
ものであれば何れの金属、合金であっても差支えない。
シールリンゲタの材質は、例えばPb / 10Sn
(10重量%のSnと残部Pbの合金、以下同様) P
b15Sn/u、5Ag、 pb15工n/ 2.5
Ag 。
(10重量%のSnと残部Pbの合金、以下同様) P
b15Sn/u、5Ag、 pb15工n/ 2.5
Ag 。
Sn/ 3g、 / Pb 、 Sn/ 10Ag 、
Sn/ 3.jAg、工n / ’Ig S n %
工n/30Sn等、鉛、錫、インジウム等を主成分とす
る低融点合金ろう材であればすべて適用できる。
Sn/ 3.jAg、工n / ’Ig S n %
工n/30Sn等、鉛、錫、インジウム等を主成分とす
る低融点合金ろう材であればすべて適用できる。
このシールリングSのカバー6への接合は、非酸化性雰
囲気中で該シールリンゲタの融点より低い温度に加熱す
ると共にシールリンゲタとカバー乙の周縁部を全周に亘
って均一に加圧することで達成される。この接合時の雰
囲気を非酸化性とするのは、鉛、錫、インジウム等は酸
化し易く、表面に酸化被膜が生成するとカバーと接合し
ないからである。この接合に必要な加圧力及び温度は合
金の種類によって変わるので一概に決められず、実験に
よって求める必要がある。この接合の機構はまだ充分解
明されていないが、加圧によってシールリングSのカバ
ー6との当接面の温度が上昇し、局部的に半熔融の状態
になるからであろうと推測される。例えば状態図におけ
る固相線近くまで加熱された状態を考えれば加圧によっ
て容易に固液相領域に到達して接合可能となることが理
解されよう。共晶合金の場合は局部的に熔融状態になる
と考えられる。加圧力が増せばより低い温度で接合でき
、又、加圧力に超音波振動を併用すれば更に低い温度で
接合できる。
囲気中で該シールリンゲタの融点より低い温度に加熱す
ると共にシールリンゲタとカバー乙の周縁部を全周に亘
って均一に加圧することで達成される。この接合時の雰
囲気を非酸化性とするのは、鉛、錫、インジウム等は酸
化し易く、表面に酸化被膜が生成するとカバーと接合し
ないからである。この接合に必要な加圧力及び温度は合
金の種類によって変わるので一概に決められず、実験に
よって求める必要がある。この接合の機構はまだ充分解
明されていないが、加圧によってシールリングSのカバ
ー6との当接面の温度が上昇し、局部的に半熔融の状態
になるからであろうと推測される。例えば状態図におけ
る固相線近くまで加熱された状態を考えれば加圧によっ
て容易に固液相領域に到達して接合可能となることが理
解されよう。共晶合金の場合は局部的に熔融状態になる
と考えられる。加圧力が増せばより低い温度で接合でき
、又、加圧力に超音波振動を併用すれば更に低い温度で
接合できる。
このような接合は例えば第2図に示すような装置ででき
る。
る。
第2図の装置はヒーターg企内蔵したヒートブロック9
と加圧部材IOから成り、該ヒートブロックワにはカバ
ー6を挿入できる窪みと該窪みに中性又は還元性ガスを
導入する通気孔//が設けられている。ヒートブロック
ワを所定の温度とし、非酸化性のガスを流しながら、該
窪みにカバー6を置き、カバー6の上にシールリンゲタ
を周縁がほぼ一致するように重ね、シールリンゲタの上
にステンレススチール、セラミックス、テフロンのよう
なろう材が付着しにくい材質の押え板/2を載せ、前記
加圧部材10によって所定時間加圧すればシールリンゲ
タはカバー6に接合される。この加圧時間も実験により
求めることができる。
と加圧部材IOから成り、該ヒートブロックワにはカバ
ー6を挿入できる窪みと該窪みに中性又は還元性ガスを
導入する通気孔//が設けられている。ヒートブロック
ワを所定の温度とし、非酸化性のガスを流しながら、該
窪みにカバー6を置き、カバー6の上にシールリンゲタ
を周縁がほぼ一致するように重ね、シールリンゲタの上
にステンレススチール、セラミックス、テフロンのよう
なろう材が付着しにくい材質の押え板/2を載せ、前記
加圧部材10によって所定時間加圧すればシールリンゲ
タはカバー6に接合される。この加圧時間も実験により
求めることができる。
押え板/コはコバール、ニッケル等の圧延材であればろ
う材とのなじみが悪いので使用できる。
う材とのなじみが悪いので使用できる。
本発明においてカバー6の素地材質は何ら特定されず、
形状も平板状に限定されるものではない。
形状も平板状に限定されるものではない。
又、本発明のハーメチックシールカバーは半導体装置以
外の種々の物品にも適用し得るものである。
外の種々の物品にも適用し得るものである。
実施例/
/3鴎角、厚さo、 2s msのコバール板の全面に
厚さ2μmのニッケルメッキの被膜を施したカバーと1
//謔角の開口を有するi3m角のPb / 105n
(Sn10重量%、残部Pb )製シールリングを接合
し・剥離試験に供した。接合には、第2図に示すような
装置分用いた。該装置は通気孔//から水素10容量%
含有窒素ガスを流入すると共にヒートブロック9をコク
OCに昇温しである。このヒートブロック上に上記カバ
ーを置き、該カバー上に上記シールリングを層線がほぼ
一致するように重ね、該リングの上にステンレススチー
ル板を押え板として置き、該押え板にJ、5kgの荷重
を20秒間加えた。
厚さ2μmのニッケルメッキの被膜を施したカバーと1
//謔角の開口を有するi3m角のPb / 105n
(Sn10重量%、残部Pb )製シールリングを接合
し・剥離試験に供した。接合には、第2図に示すような
装置分用いた。該装置は通気孔//から水素10容量%
含有窒素ガスを流入すると共にヒートブロック9をコク
OCに昇温しである。このヒートブロック上に上記カバ
ーを置き、該カバー上に上記シールリングを層線がほぼ
一致するように重ね、該リングの上にステンレススチー
ル板を押え板として置き、該押え板にJ、5kgの荷重
を20秒間加えた。
剥離試験は、接合されたシールリングに粘着テープを貼
り付け、該テープを垂直上方へ引張るピーリングテスト
で行なった。テストの結果、シールリングは全周に亘っ
てカバーと充分接合していることが確かめられた。
り付け、該テープを垂直上方へ引張るピーリングテスト
で行なった。テストの結果、シールリングは全周に亘っ
てカバーと充分接合していることが確かめられた。
実施例λ
/3龍角、厚さ0.2!;flTJnのコバール板の全
面に゛厚さ2μmの金メッキの被膜を施したカバーと、
//喘角の開口を有する/3謁角の工n/何Srx(S
nIIg重量%、残部In)製シールリングを実施例/
と同様にして接合した。但し、ヒートブロックの温度は
100 Cとした。
面に゛厚さ2μmの金メッキの被膜を施したカバーと、
//喘角の開口を有する/3謁角の工n/何Srx(S
nIIg重量%、残部In)製シールリングを実施例/
と同様にして接合した。但し、ヒートブロックの温度は
100 Cとした。
剥離試験の結果も良好で共晶合金製シールリングでも接
合できることが確かめられた。
合できることが確かめられた。
本発明のハーメチックシールカバーは、シールリングが
カバーの周縁部に全周に亘って接合されているが、シー
ルリング自体は大部分未溶融のままであるから、ハーメ
チックシールに際してリングの熔融が全周に亘って均等
に起こり、ボイドも生成せず、シールの信頼性を向上す
ることができる0
カバーの周縁部に全周に亘って接合されているが、シー
ルリング自体は大部分未溶融のままであるから、ハーメ
チックシールに際してリングの熔融が全周に亘って均等
に起こり、ボイドも生成せず、シールの信頼性を向上す
ることができる0
第1図は本発明によるハーメチックシールカバーの断面
図、第、2図は本発明方法を実施するに用いる加圧加熱
装置の一例の断面図、第3図は一般の半導体素子のセラ
ミックパッケージングの分解斜視図である。 /・・セラミック基板、コ・・金属リード、3・・メタ
ライズ層、グ・・半導体素子、左・・シールリング、6
・・金FR製hバー、7・・M膜、g・・ヒーター、ワ
・・ヒートブロック、10・加圧部材、//・・通気孔
、/コ・・押え板。 代理人 弁理土中村勝成“′j1.′慇’、、’v−一
;?
図、第、2図は本発明方法を実施するに用いる加圧加熱
装置の一例の断面図、第3図は一般の半導体素子のセラ
ミックパッケージングの分解斜視図である。 /・・セラミック基板、コ・・金属リード、3・・メタ
ライズ層、グ・・半導体素子、左・・シールリング、6
・・金FR製hバー、7・・M膜、g・・ヒーター、ワ
・・ヒートブロック、10・加圧部材、//・・通気孔
、/コ・・押え板。 代理人 弁理土中村勝成“′j1.′慇’、、’v−一
;?
Claims (2)
- (1)少なくともシールリングが当接する周縁部にろう
付け性の良好な被膜を有する金属製カバーの該周縁部に
、鉛、錫、インジウム等を主成分とする低融点合金ろう
材製のシールリングが全周に亘つて接合されていること
を特徴とするハーメチックシールカバー。 - (2)少なくともシールリングが当接する周縁部にろう
付け性の良好な被膜を有する金属製カバーに、鉛、錫、
インジウム、カドミウム等を主成分とする低融点合金ろ
う材製のシールリングを、周縁がほぼ一致するように重
ね合わせ、非酸化性雰囲気中で該シールリングの融点よ
りも低い温度に加熱すると共に上記周縁部全周に亘つて
加圧してカバーとシールリングを接合することを特徴と
するハーメチックシールカバーの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7316685A JPS61231740A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | ハーメチックシールカバーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7316685A JPS61231740A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | ハーメチックシールカバーの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61231740A true JPS61231740A (ja) | 1986-10-16 |
JPH0380349B2 JPH0380349B2 (ja) | 1991-12-24 |
Family
ID=13510300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7316685A Granted JPS61231740A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | ハーメチックシールカバーの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61231740A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63184356A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-29 | Mitsubishi Metal Corp | 半導体パツケ−ジ用窓枠状ろう材付封着板 |
US6078084A (en) * | 1994-06-28 | 2000-06-20 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
-
1985
- 1985-04-05 JP JP7316685A patent/JPS61231740A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63184356A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-29 | Mitsubishi Metal Corp | 半導体パツケ−ジ用窓枠状ろう材付封着板 |
US6078084A (en) * | 1994-06-28 | 2000-06-20 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0380349B2 (ja) | 1991-12-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |