JPH01751A - パッケ−ジ封止装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は共晶合金等からなるシール材を用いてキャップ
とパッケージベースとを接ｔｒｙるパッケージの封止装
置に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子の封止技術を大別すると、樹脂封止技術と気
密封止技術がある。前者は工程が比較的簡単であること
やコストが低いことなどの理由で、ＤＩＲ（デイ−アル
インラインパッケージ）などで広く用いられている。し
かしながら、高信頼性（特に耐湿度性）の要求されるも
のでは、セラミックスやガラスなどのパッケージに、窒
素（Ｎ２）などの不活性ガスを封入した気密封止型パッ
ケージが広く用いられている。

第３図に半導体素子が実装されたパッケージの−例を示
す。パッケージベース１のキャビティ２には半導体素子
３がダイボンディングされており、半導体素子３のパッ
ドがホンディングワイヤ４によってそれぞれインナーリ
ード５と接続されている。パッケージベース１の外側面
にはインナーリード５と接続された外部電極６が複数形
成されており、このようにして組み立てが行われた後は
、キャップ７が接着されてパッケージの気密封止がなさ
れる。

かかる気密封止は、いわゆるハーメチックシール技術を
利用して行なわれる。すなわち、パッケージベース１は
加工性、汎用性、耐熱性などの点からセラミックスが使
用され、キャップ７はセラミックスあるいは金属からな
り、これらを接着する場合においてはＡｕ−３ｎ等の低
融点の共晶金属が最適である理由による。特に、ガリウ
ムヒ素（Ｇａ　Ａｓ　）などでは３００’Ｃ以上に加熱
することが好ましくないことから、シール材としては低
融点ガラスではなく共晶金属が用いられる。

シール材８として使用される共晶金属は、図示のにうに
パッケージベース１の上面形状に合わせて）１９片の矩
形板状に成形され、このシール材８がパッケージベース
１とキャップ７との間に挟まれ、加圧、加熱されること
でパッケージベース１とキャップ７との接着が行われる
。ここで、シール材８が載置されるパッケ−ジベース１
の上面およびシール材８に接触するキャップ７の下面は
、ＡＩＪなどの金属であらかじめメタライズされており
、シール材８溶融すると、これらのメタライズ層との間
で共晶反応が生じ、接着が行なわれてパッケージ内部の
封止が完了する。

第４図は上記の封止を行なう従来装置の各例を示してい
る。第４図（ａ＞に示す装置は、シール材８を介してキ
ャップ７が被Ｕられたパッケージベース１が、ヒータ台
１０の上面凹部１０ａに嵌め込まれて固定され、この状
態でキャップ７上にプレス休１１が下降してキャップ７
を加圧するようになっている。パッケージベース１はヒ
ータ台１０に埋め込まれた発熱体（ヒータ台そのものか
発熱体のこともある）１２によってシール材８の溶融温
度以上に加熱され、これによりシール材８がパッケージ
ベース１およびキャップ７のメタライズ層と共晶反応を
起こして、キャップ７の接着が行なわれる。

一方、第４図（ｂ）に示す装置は、パッケージベース１
＠：凹部１３ａ内で位置決め固定１−るステージ１３と
、ステージ１３の方向に上下動するヒータブロック１４
とからなり、ヒータブロック１４がキャップ７を押圧す
ると共に、内部に配置された発熱体（ヒータブロックそ
のものが発熱する抵抗体であることもある）１５により
キャップ７を加熱するものである。発熱体１５の熱はヒ
ータブロック１４からキャップ７だけに局所的に伝達さ
れ、これによりシール材８とメタライズ層が共晶反応を
するようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第４図（ａ＞に示す従来装置は、パッケ
ージベース１を介してシールｖＪ８を加熱する構造であ
るので、パッケージベース１の加熱によりパッケージベ
ース１に実装された半導体素子が熱影響を受は易い。ま
た、パッケージベース１の加熱に多大の熱エネルギーを
必要とする。一方、第４図（ｂ）に示す従来装置は、キ
ャップ７から熱を伝達する構造であるので半導体素子へ
の熱影響が少なく、また加熱効率が良いが、ヒータブロ
ック１４の加圧の際の応力でキャップ７が位置ずれを起
こし易く、不良品発生率が高くなっている。

そこで本発明は、上記の従来技術の問題点を解潤して、
半導体素子への熱影響が少なく、しかも加熱効率が良く
、キャップの位置決め精度も向上したパッケージ封止装
置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段〕 本発明に係るパッケージ封止装置は、基本的にはキャッ
プ側からシール材を加熱する第４図（ｂ）の技術思想を
元に、キャップの位置決め機能を具１Ｊｉｉさせたもの
であり、少なくとも下部が発熱体で構成されると共に、
キャップを吸着する吸着口が下端部に形成されており、
キャップを保持した状態でパッケージベース上にキャッ
プを加圧状態で載置させるように、１Ｍ成したことを特
徴とする。

（作用） 本発明に係るパッケージ封止装置は、以上の通りに構成
されるので、吸着口はキャップを確実に保持してパッケ
ージベースへの正確な位置決めを行なうように作用し、
発熱体は保持されたキャップを加熱するように作用する
。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１図および第２図を参照して、本発
明の詳細な説明する。なお、図面の説明において同一の
要素には同一の符号を付し、重視する説明を省略づる。

第１図は本発明の実施例に係る封止用装置の底面方向か
らの斜視図である。図示の通り、上下方向に移動あるい
は伸縮駆動される中空ロッド２０の下端部には、プレス
ブロック２１が取り付けられている。プレスブロック２
１は第２図のように、上下方向の貫通穴２２が形成され
、貫通穴２２の下端部は逆漏斗状に広がり、キャップ７
を真空吸着する吸着口２３となっている。貫通穴２２は
中空ロッド２０を介してバルブおよび吸引装置（いずれ
も図示Ｖず。）に連結されてあり、バルブの切換えによ
って吸着口２３はキ（・ラグ７を吸着したり、吸６を解
除するように作用する。従って、キャップ７は吸着口２
３の吸引作用によってプレスブロック２１下端面に吸着
され、プレスブロック２１と共に上下方向に移動する。

本実施例では、プレスブロック２１下端面にキャップ７
と同形状、同寸法の凹部２４が形成されており、吸着口
２３の作用で吸着されるキャップ７は凹部２４内に嵌ま
り込み、位置ずれが防止されている。かかる凹部２４は
、後述する擦合駆動の際に、キャップ７が位置ずれを起
こさないように機能Ｊるものである。なお、凹部２４は
キャップ７の厚みよりも浅くなるように形成され、キャ
ップ７がパッケ−ジベース１に当接するだけの突出量が
確保されている。

プレスブロック２１の両側面に取り付けられた端子２６
および電線２７は、プレスブロック２１に電流を供給す
るためのもので、プレスブロック２１は一定の抵抗を有
する材料で形成されている。

従って、これら端子２６および電線２７を介してプレス
ブロック２１に電力を供給すると、プレスブロック２１
自体が発熱するようになっている。

次に、上記封止装置の作動を第２図により説明する。

同図（ａ）に示すように、パッケージベース１は必らか
じめシール材８が載置された状態で、ステージ３０の凹
部３１に嵌められて固定されている。プレスブロック２
１は例えばロボットなどの移送装置のアームに連結され
た中空ロンド２０により、パッケージベース１の真上に
移動される。

この場合、キャップ７は吸着口２３の吸引作用によって
凹部２４に嵌め込まれており、プレスブロック２１の擦
合（ｓｃｒｕｂ　＞駆動が可能となっている。一方、キ
ャップ７はプレスブロック２１からの熱によってシール
材８の融点以上に加熱されている。

次に、第２図（ｂ）に示すように、キャップ７がシール
材８に当接してプレスブロック２１から加圧されると、
シール材８は溶融してキャップ７下面のメタライズ層と
共晶反応を起こす。前述の擦合駆動は、この共晶反応を
促進させるものでおり、これにより共晶反応は迅速かつ
確実に起こり、キャップ７はパッケージベース１上に強
固に接着され、封止力が増大する。なお、擦合駆動を大
きな範囲で行なうと、溶融したシール材８がパッケージ
ベース１のキャビティ内に流入するため好ましくなく、
これを防止する適度の許容範囲内で行なわれるものでお
る。また、擦合駆動に際してキャップ７はプレスブロッ
ク２１下端面の凹部２４内に１■め込まれているので、
キャップ７の位置ずれを生じることもない。

キャップ７がシール材８によってパッケージベース１に
接着された後は、吸着口２３の吸引が遮断され、これに
よりキャップ７がプレスブロック２１から解放される。

この後、プレスブロック２１は第２図（Ｃ）のように、
上昇してパッケージベース１から離れ、次の処理のため
に別のキャップを吸着して待機する。

このような本実施例では、吸着口２３によってキャップ
７がプレスブロック２１に保持された状態で接着される
ので、キｒツブ７０位置ずれがなく、封止精度が向上す
る。また、キャップ７のみを加熱して接着するので熱効
率か良く、パッケージベース１に実装された半導体素子
への熱影響も大幅に少なくなる。

本発明は上記に限定されるものではなく、種々の変形が
可能でおる。

例えば、プレスブロック２１の下面に凹部２５を形成し
なくても良く、この場合には吸着口２３の吸引ツノを大
ぎくすることでキャップ７の位置ずれを防止することが
できる。また、プレスブロック２１の全体を発熱体とせ
ずに、下端部にのみ発熱体を設けるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した通り、本発明に係るパッケージ封
止装置によれば、キャップの加熱と力０圧とをキャップ
の吸着状態で行なうので、キャップの取付は精度が向上
すると共に熱影響がなく、さらにはキＸ・ツブのみを加
熱するので熱効率も向−トＪる効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施１シリに係る封止装置の底面方向
からの斜視図、第２図（は封止作業を工程順で示す一部
破断側面図、第３図はパッケージの一例の分解斜視図、
第４図は従来装設の各例の側面図である。 １・・・パッケージベース、７・・・キャップ、８・・
・シール材、２１・・・プレスブロック、２３・・・吸
着口、２５・・・発熱体。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹第１図 パッケージの分解斜視図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体素子が実装されたパッケージベースと、この
   パッケージベース上に載置されたキャップとの間に介挿
   されてなるシール材を加圧・加熱し、前記キャップを前
   記パッケージベースに接着させるパッケージ封止装置に
   おいて、 少なくとも下部が発熱体で構成されると共に、前記キャ
   ップを吸着する吸着口が下端部に形成されており、前記
   キャップを吸着、保持した状態で前記パッケージベース
   上にキャップを加圧状態で載置するように駆動されるこ
   とを特徴とするパッケージ封止装置。 ２、前記キャップが嵌め込まれる凹部が下端面に形成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載のパッケージ封止装
   置。 ３、前記加圧の際に、前記キャップを保持した状態で擦
   合作動される特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   パッケージ封止装置。