JPH01305542A - 集積回路用Ａｇろう付きシールリング及びその製造方法 - 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】 利用産業分野 この発明は、セラミックスパッケージに集積回路チップ
を封入するためのシールリングの改良に係り、シールリ
ング表面を化学研摩処理して銀ろうの被着を均一かつ確
実に、また極めて容易になした集積回路用Ａｇろう付き
シールリングとその製造方法に関する。

背景技術 高信頼性を要求される集積回路チップは、その保護と電
気的接続を容易にするために、メタルやガラスなどを用
いた気密パッケージに卦１人され一〇用いられているが
、今日ではセラミックスパッケージが主流となっている
いる。

一般に、セラミックスパンケージの構造は、複数のメタ
ライズされたセラミックス板を積層した多層基板型には
、第４図に示す如く、内側にＩＣチップ収納用のギヤビ
ティー（２）を有し、ギヤビティー（２）の周辺にメタ
ライズ枠（３）を形成したセラミックス基板（ＩＸｌａ
）とセラミックスキャップ（４）との接合を、金属製の
シールリング（５）とこれと同形状のＡｇろう枠（６）
を配置した銀ろう付けにより行い、また、セラミックス
基板（１）端面にリードフレーム（７）をろう付けする
ものと、セラミックス基板（１ａ）裏面にリードビン（
８）をろう刊けする構成が知られている。

かかる銀ろう付りは、予めシールリング（５）と略同寸
法に打ち抜き成形したＡｇろう枠（６）を、シールリン
グ（５）とキャップ（４）、セラミックス基板（１）と
の間に配置し、加熱溶融して、これらを接合する方法や
、セラミックスパッケージの組立てに際し、Ａｇろう枠
（６）の配置が煩雑なため、シールリングに予め銀ろう
を溶融付着させておき、組立ての際の位置合わせなどを
容易にした提案（例えば、特開昭６１−９９９８号、特
開昭６１−２４８５３６号）がなされている。

発明が解決しようとする問題点 前記シールリングは、Ｆｅ−Ｎｉ合金又はＦｅ−Ｎｉ−
Ｃｏ合金を冷間加工した板状の素相をプレス成形して用
いられているが、冷間加工の加工方向に表面粗さの異方
性を有しており、銀ろうの加熱溶融状態において、銀ろ
うがこの異方性のためにシールリングの表面に均一に流
動することが妨げられ、十分な封止が得られない場合が
あった。

そのために、従来は予め金属製のシールリングと略同寸
法に打ち抜いたＡｇろうを作製するが、またはシールリ
ングの所定の面の全周にわたって銀ろうを配置ぜねばな
らず、多大の工数を要していた。

また、打ち抜き加工に際し、得られたシールリング板の
周辺端面に、第３図に示す如く、ぜん断面と共に破断面
が生じ、パリや金属粉等が発生してセラミックスパンケ
ージの封止を妨げたり、組立て後に行われる金メツキ時
に、破断面に酸液が残留して金めつき後の製品に膨れを
生じたりする原因となっていた。

また、シールリングに上記のような破断面が生じること
を防ぎ、端面におけるせん断面の比率を上げるためには
、プレスの際の金型のクリアランスを限界まで狭めて使
用すればよいが、これは金型の寿命を著しく縮めること
になる。

さらに、これら破断面に生じるパリ等を除去するために
、アルミナやシリカに」二るノベレル研摩が施されるが
、この場合はアルミナやシリカの微粉がシールリング表
面に何着して、後工程のめっき時にめっき膨れ等の悪影
響を与える問題があっノこ。

また、プレス成形後のせん断面については、厚み方向に
溝状の相さを有し、これに沿って銀ろうが端面に流れ込
む問題があった。

発明の目的 この発明は、セラミックスパッケージに集積回路チップ
を刺入するためのシールリングの改良を］」的とし、シ
ールリング表面への銀ろうの被着を均一かつ確実に、ま
た極めて容易になした集積回路用Ａｇろう付きシールリ
ングの提供を目的としている。

発明の概要 この発明は、従来の問題点を解決して信頼性の高いシー
ルリングを目的に、シールリング表面の性状について、
種々検耐した結果、冷間加工およびプレス加工を終えた
シールリングに、機械研摩を施した後、リン酸系などの
化学研摩浴を用いて化学研摩を行なうことにより、冷間
加工時の加工方向に発生した表面粗さの異方性を軽減で
き、シールリング板の周辺端面の破断面に金属粉や機械
研摩用砥粒などの存在しない平滑でかつ清浄な表面が得
られ、銀ろうの被着を均一かつ確実に、また極めて容易
にできることを知見し、この発明を完成しノこものであ
る。

ずなわら、この発明は、 セラミックスパッケージに集積回路チップを刺入するた
めのキャップと該パッケージ間に介在させるＡｇろう付
きシールリングにおいて、機械研摩用砥粒の残留しない
粗度１．５μｍ以下の化学研摩面上に、Ａｇろうが被着
されていることを特徴とする集積回路用Ａｇろう付きシ
ールリングであり、 ま　ノこ、 前記シールリングの製造方法おいて、 板材からシールリング累月を打ら抜き成形後に、機械研
摩を施し、さらに、化学研摩を施した後、該累月が嵌入
可能な溝を有する治具に収容し、該累月のＡｇろうの被
着予定表面上の任意位置に、任意形状かつ所要量のＡｇ
ろう月を載せて、ろう材の溶融温度に加熱することを特
徴とする集積回路用Ａｇろう付きシールリングの製造方
法である。

発明の構成 この発明において、シールリング用素材は、他のセラミ
ックス部品との熱膨張係数を整合させるために、Ｆｅ−
Ｎｉ系合金（例えば４２％Ｆｅ−Ｎｉ合金）やＮｉ−Ｃ
ｏ−Ｆｅ系合金（コバール）が用いられる。また、セラ
ミックスパッケージからの放熱性を高めるためにＣｕ系
合金などが用いられる場合もある。

シールリング用素材は、冷間加工によって、０．３〜２
．０ｍｍ厚さにした後、所定のリング形状にプレス加工
を行う。

この発明において、プレス加工を行う場合、得られたシ
ールリングの周辺端面に破断面が生じても、その後に行
う機械研摩により除去でき、さらに化学研摩によって、
該破断面の金属粉及び機械研摩用砥粒が除去できるため
、特に、金型の寿命を縮めるが如き金型クリアランスを
限界まで狭めて使用する必要がない。

この発明において、機械研摩は、プレス加工後のシール
リングの破断面に生じるパリや金属粉を除去できれば、
公知のいいずれの機械研摩でよく、アルミナ（Ａｌ２Ｏ
２）やシリカ（ＳｉＯ２）を砥粒とするバレル研摩が適
宜利用できる。

この発明の特徴である化学研摩は、シールリング用素材
がＦｅ−Ｎｉ系合金やＮｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系合金の場合は
、硫酸−過酸化水素系化学研摩浴、酸性フッ化アンモン
ー過酸化水素−硫酸系浴が用いられ、また、シュウ酸−
過酸化水素系またはリン酸系などの化学研摩浴も用いら
れる。Ｃｕ系合金などの場合は、硝酸−硫酸一塩酸系浴
が用いられる。

」−記の化学研摩を行なうことにより、冷間加工時の加
工方向に発生した表面粗さの異方性を軽減あるいは消滅
させ、シールリング板端面の破断面に付着した金属粉や
機械研摩用砥粒などを除去し、銀ううの被着を均一かつ
確実にするには、化学研摩による研摩量が２μｍ以上必
要であり、シールリング用素材の圧延方向とその直角方
向の表面粗さの差が０．２μｍ以下となるように、また
、表面粗さが１．５μｍ以下、さらに好ましくは、１．
０μｍ以下の平滑でかつ清浄な表面となるように、化学
研摩浴組成、温度や処理時間を適宜選定する必要がある
。

化学研摩による研摩量は、２μｍ〜１５μｍが好ましい
。

これらの化学研摩浴組成、温度や処理時間は、シールリ
ングの組成や表面状態によって異なるが、 例えば、酸性フッ化アンモンー過酸化水素−硫酸系浴の
場合は、浴温か２０〜１００°Ｃ１処理の時間が１〜３
０分で処理される。

また、化学研摩後の洗浄は、上水道水及び純水にて、数
回水洗を行い、熱風乾燥を行う。

かかる化学研摩を施したこの発明のシールリングは、表
面に粗さの異方性がなくＡｇろうの加熱溶融状態におけ
る流れ性が改善されるため、従来のようにシールリング
と略凹−の寸法にＡｇろうを加工しておく必要はなく、
実施例に示す如く、線、粒、塊、粉状など任意の形状で
必要な量のＡｇろうを、治具の溝内に装入したシールリ
ング上の一部分、任意位置に載ぜて加熱溶融させるだけ
で、シールリング面上の全面に均一にＡｇろうが流れて
、封止性の良好なシールリングが得られる。さらに、周
辺端面にＡｇろうが流れ込むこともない。

この発明に用いられるＡｇろうは、Ａｇ−Ｃｕ合金又は
Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｎ合金、あるいはこれらにＣｄ、Ｎｉ、
Ｓｎ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ｐ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｂｉ、等の
１種以上を含有したものを用いる。

Ａｇろうのろう刊けは、例えば、窒素ガス等の非酸化性
雰囲気で、通常は７８０’Ｃ以上の温度で、処理時間２
〜３０分で行うとよい。

シールリングに被着させるＡｇろう厚みは、２００μｍ
以下が望ましく、さらにい３０μｍ−１１００ｐが望ま
しい。

実施例 まず第１図（ａ）に示すように、コバール利より、冷間
圧延及びプレス加工にて、 １９ｍｍ　Ｘ　１６ｒ圃Ｘ０．５ｍｍ寸法の角リング状
にからなるシールリング（１０）を得た。

このとき、圧延加工された面の粗度は、１．５μｍ以上
であり、また、素材の圧延方向とその直角方向の表面粗
さの差は、０．２５μｍであった。

このシールリング（１０）に、アルミナ粉によるバレル
研磨を施し、０．０１〜０．０３ｍｍ高さのパリを除去
した。

次に、浴組成が過酸化水素６０ｖｏ１％、酸性フッ化ア
ンモン３ｗｔ％、硫酸１ｖｏ１％、残部水からなる化学
研摩液（液温度３５°Ｃ）を用い、浴中にシールリング
（１０）を５分間、侵潰する化学研摩を行った。化学研
摩後、上水道水による２回水洗及び純水流水洗による洗
浄を行った。

洗浄後、シールリング（１０）の周辺端面、すなわちこ
の発明による化学研摩面を５０倍の光学顕微鏡で観察し
た結果、第２図の顕微鏡写真に示ず如く、ばり高さＯｌ
せん１析面粗度は、１．０μｍ以下であり、また、素材
の圧延方向とその直角方向の表面粗さの差は、０．２１
１ｍであった。

さらに、第１図（ｂ）に示す如く、シールリング（１０
）が嵌入可能な溝（３）を有するカーボン製治具（１１
）＆こ、シールリング（１ンを装入後、Φ０．６　Ｘ　
１８．６ｍｍ寸法の７２Ａｇ−２８ＣｕからなるＡｇろ
う（１３）を、シールリング（１０）Ｊ二に載せ、窒素
ガス雰囲気で、９００°Ｃ１１０分の条件でシールリン
グ（１０）にろう付けを行い、Ａｇろう付きシールリン
グを得た。

第１図（ｅ）に示す如く、加熱溶融後のＡｇろう（１３
ａ）は、シールリング（１０）の片面に均等に付着して
おり、Ａｇろう（１３ａ）の厚さはシールリング（１０
）の全周にわたって５０μｍ±１０μｍの範囲内にあっ
た。また、シールリング（１０）の周辺端面へのＡｇろ
うの流れ込みは全くなかった。

発明の効果 ■シールリングのプレス加工時に、金型の寿命を縮める
ようなりリアランスを限界まで狭めて使用する必要はな
く、フルス金型の寿命を大幅にのばずことかできる。

■プレス加工後のせん断面、破断面に金属粉や機械研摩
用砥粒の付着がなく、後工程での金めつきの品質向上が
図られる。

■シールリングへのろう付けの際、Ａｇろうの流れ性が
よく、また均一に付着させることができ、さらに、シー
ルリングの周辺端面や裏面へのＡｇろうの流れ込みを防
止することができる。

■シールリングへのろう付けの際、Ａｇろうの配置方法
を問わないため、作業能率を向上することができる。

■シールリングへのろう付けの際、Ａｇろうの形状を問
わないため、材料歩留りを大幅に向上することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂ、ｃはシールリングと治具を示す斜視説明
図とＡｇろう付きシールリングの断面図である。 第２図ａ、ｂはシールリングの周辺端面の顕微鏡写真で
あり、ａ図は従来のもの、ｂ図は本発明のものである。 第３図はシールリング板の周辺端面の説明図である。 第４図はシールリング板の構造を示すセラミックスパッ
ケージの斜視説明図である。 １０・・シールリング、１１・・・治具、１２・・・溝
、１３．１３ａ−Ａｇろう。 第１図 （ａ） 従来 （Ｃ） 図面の浄書 第２図 手続補正帯（方式） １．事件の表示 昭和６３年　特許願　第１３７６６８号２、発明の名称 集積回路用Ａｇろうイ」きシールリング及びその製造方
法３、補正をする者 事件との関係　　　　出願人 住所　大阪市東区北浜５丁目２２番地 名称　住友特殊金属株式会社 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　　　　　昭和６３年８月３日６
、補正の対象 手続補正帯 昭和６３年９月２６１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミックスパッケージに集積回路チップを封入するた
   めのキャップと該パッケージ間に介在させるＡｇろう付
   きシールリングにおいて、 機械研摩用砥粒の残留しない表面粗度１．５μｍ以下の
   化学研摩面上に、Ａｇろうが被着されていることを特徴
   とする集積回路用Ａｇろう付きシールリング。 ２ セラミックスパッケージに集積回路チップを封入するた
   めのキャップと該パッケージ間に介在させるＡｇろう付
   きシールリングの製造方法おいて、板材からシールリン
   グ素材を打ち抜き成形後に、機械研摩を施し、さらに、
   化学研摩を施した後、該素材が嵌入可能な溝を有する治
   具に収容し、該素材のＡｇろうの被着予定表面上の任意
   位置に、任意形状かつ所要量のＡｇろう材を載せて、ろ
   う材の溶融温度に加熱することを特徴とする集積回路用
   Ａｇろう付きシールリングの製造方法。