JPH027457A - フラットパッケージの製造方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、フラットパッケージの製造方法に関し、特に
入出力用リードピン及び接続工程を改良したフラットパ
ッケージの製造方法に係わる。

（従来の技術） パッケージには、収納するセラミック回路基板との接続
をになう入出力用リードが必要である。

かかるセラミック回路基板への入出力用リードの接合方
法としては、従来よりセラミック回路基板のリード接合
位置にＮｉメツキ等の処理を施してＡｇろう材との馴染
みが良好なパッド部を形成した後、リードを該パッド部
にろう付は又は半田付けする方法が行われている。しか
しながら、かかる方法ではピンの接合強度を向上するた
めに、広いＩ１０パッドを゛必要とし、高密度なリード
ピンの接合が困難となる問題があった。

一方、近年、高熱伝導性セラミックであるＡＩ２やＳｉ
Ｃを利用したセラミック回路基板を備えたセラミックパ
ッケージが注目されている。これらのセラミックは、熱
伝導率が従来のＡｇ、Ｏｌの約２０Ｖ／ｍ４と比較して
５〜１０倍も大きく、かつＢａＯのように毒性もないた
め、有用である。しかしながら、ＡＱＮ、　ＳｉＣなど
の高熱伝導性セラミックは溶融金属との濡れ性が従来の
従来のＡｆｆｉ、Ｏ，などの酸化物セラミックに比較し
て劣り、金属製の端子ピンと強固に接合することが困難
であった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、セラミック回路基板に対して入出力用リードが
正確、高密度かつ高強度に接合され、しかも放熱性の優
れたセラミックパッケージを製造し得る方法を提供しよ
うとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、セラミック回路基板に入出力用り−ドビンを
取付けた構造のフラットパッケージの製造において、前
記回路基板のリード接合位置に予め凹部を形成し、該凹
部にリード先端が埋設する形となる様なＬ形リードをＩ
ＶＡ族元素を含む金属ろう材を主体とする活性金属ろう
を介して加熱し、ろう接合せしめることを特徴とするフ
ラットパッケージの製造方法である。

上記セラミック回路基板としては、　■セラミックグリ
ーンシートの表面にメタライズペーストによる表面印刷
、焼結することにより得られた単層セラミック回路基板
、■セラミックグリーンシートにスルホールを形成し、
メタライズペーストによる表面印刷及びスルホールへの
メタライズ充填を行なった後、複数枚を結線順序に従い
積層し、圧着及び還元雰囲気中での焼結により得られた
多層セラミック回路基板を挙げることができる。

このグリーンシートの主材であるセラミックとしては、
高熱伝導性セラミックを用いることが望ましく、例えば
ＡＱＮを挙げることができる。特に、ＡＱＮグリーンシ
ートとしてはＡＩ単独のもの、Ｙなどの希土類元素やＣ
ａなどのアルカリ土類元素等を焼結助剤として含むもの
を用いることができる。

上記凹部は、例えば上述した回路基板を作製するための
セラミックグリーンシードの段階で形成される。

上記活性金属ろうを構成する金属ろう材としては、例え
ば、Ｃｕろう、Ｎｉろうｖ　Ａｇろうなどを挙げること
ができるが、融点の低い接合プロセスを実現できること
、リードとの濡れ性が良好なことを考慮するとＡｇを主
体とするＣｕ　−Ａｇろうが望ましい。

この金属ろう材中に含まれるＩＶＡ族元素としては、例
えばＴｉ、　Ｚｒ、　Ｈｆ等を挙げることができるが、
特に活性作用の高いＴｉ、　Ｚｒを用いることが望まし
い。かかるろう材中に含まれる前記ＩＶＡ族元素の量は
、０．１〜１５重量％に範囲することが望ましい。

この理由は、ＩＶＡ族元素の量を００１重量％未満にす
るとセラミック基板とろう材との濡れ性が悪化し、凝集
してリードの接合ができなくなり、かといってその量が
１５重量％を越えると導体抵抗の増加が生じると共に、
ＩＶＡ族元素量が多くなることによりリードとの密着性
が低下する恐れがあるからである。こうした活性金属ろ
うは、上記回路基板の凹部への密着性を良好にするため
に前記■Ａ族元素を含むろう材、有機バインダ及び溶剤
からなるペースト状物か、又は合金箔を用いることが望
ましい。この場合のペースト状物としては有機バインダ
は、例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル
、又はエチルセルロース等を挙げることができ、前記溶
媒としては例えばテレピネオール、ジエチレングリコー
ルモノ−ｎ−ブチルエーテル等を挙げることができる。

上記加熱工程での雰囲気としては１例えば窒素ガスを主
体とする雰囲気とすればよい、具体的には、窒素ガス単
独の雰囲気又は酸素濃度が２０　ｐｐ■以下の窒素ガス
雰囲気を挙げることができる。こうした雰囲気は例えば
トンネル炉により実現できる。また、かかる雰囲気での
セラミック回路基板とＬ型リードとをＩＶＡ族元素を含
むろう材を主体とする活性金属ろうでろう接合する際の
加熱は。

使用する金属ろう材の融点より高い温度で行なえばよい
１例えばＣｕ−Ａｇろうを用いた場合には、８００〜８
５０℃で加熱すればよい。

（作　用） 本発明によれば、セラミック回路基板のリード接合位置
に予め凹部を形成し、該凹部に入出力用Ｌ型リードを埋
設し、ＩＶＡ族元素を含む金属ろう材を主体とする活性
金属ろうを介して加熱することによって、該活性金属ろ
うが融液となり、その融液中の活性化されたＩＶＡ族元
素の作用により金属ろう材が該回路基板のセラミック基
材を濡らし、かつ該回路基板のスルホール内に浸透する
。また、前記回路基板に凹部を形成することにより、り
一ドピン接合部の面積を大きくすることなく該回路基板
への活性金属ろうの融液の接触面積が増大できるため、
活性化されたＩＶＡ族元素により回路基板を効果的に濡
らすことができる。リードピンにおいては、丸形のリー
ドを曲げ、使用することはもちろん基板内埋挿部のみ丸
形で外部接続部を、平板化させたリードを用いる事によ
り外観においては、従来のフラットパッケージ品と何ら
変わりはない。又、上記り型で、リード付けをする事に
より、従来のフラットパッケージのリードピン強度＝３
ｋｇｆ／ｃｍ以上（ビールテスト）に対し、本発明によ
れば、８ｋｇｆ／リードと高強度にする事が可能である
。

従って、回路基板を構成するセラミック基材として高熱
伝導性のＡＱＮにより形成しても該セラミック基材に対
してリードを正確、高密度かつ高強度で接合できると共
にスルホールの導体部に対して良好に接合でき、しかも
ピンと導体層とを電気的に接続でき、ひいては放熱性が
優れ、信頼性の高いフラットパッケージを製造できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

まず、ＡＱＮ粉末に焼結助剤としてのＣａＯを１重量％
、Ｙ、　０．を３重量％添加し、更にこれらＡ１２Ｎ粉
末と焼結助剤にポリメチルメタクリレートを添加して出
発原料を調製した後、ドクターブレード法により該原料
から厚さ０．７５ｍのグリーンシートを作製した。つづ
いて、このグリーンシートを外周縁に５Ｒの半円状凸部
を左右に有する外径打抜き用ブランク金型を用いて打抜
き、外径加工を施すと共に該グリーンシートの左右２ケ
所に位置決め用凹部を形成した。ひきつづき、ガイドピ
ン付治具に前記グリーンシートをその位置決め用凹部を
基準して居置決めした後、グリーンシートにＮＧボール
盤を用いて直径０．３ｍｍのスルホールを開孔した。

更に、このグリーンシートのスルホールにタングステン
ペーストを充填した後、前記位置決め用凹部を基準にし
て同ペーストを用いてグリーンシート表面に導電ペース
トパターンをスクリーン印刷した。

次いで、上記工程と同様にグリーンシートの作製、スル
ホールの開孔、タングステンペースト充填、導電ペース
トパターンの印刷を行なった後、グリーンシート１枚の
みリードピン接合部と対応すべく、ＩＩφドリルを用い
て打抜き、これらグリーンシートの位置決め用凹部を基
準にして合せを行ない、更に積層、圧着によりグリーン
シート積層板を作製した。

次いで、前記方法による得られたグリーンシート積層板
を脱脂した後、還元性雰囲気中で焼成してＡ４Ｎ多層回
路基板１を製造した（第１図（Ａ）に図示）、なお、こ
の回路基板１は積層ＡＱＮ基材２と、この基材２の表面
及び内部に形成された第１．第２の導体層３ａ、　３ｂ
と、これら導体層３ａ、３ｂを接続するためのタングス
テン導体部が充填された第１スルホール４ａと、前記第
２導体層３ｂを前記ＡＱＮ積層板２の裏面側に導くため
のタングステン導体部が充填された第２スルホール４ｂ
と、このスルホール４ｂが露出する前記積層ＡＱＮ基材
２部分に設けられた凹部５とから構成されている。

次いで、４％Ｔｉ、３％阿ｎ、６７％Ａｇ、２６％Ｃｕ
からなる活性金属ろう、アクリル酸エステル及びテレピ
ネオールからなるペースト状物を２００Ｅ１１厚さのス
テンレススクリーンを用いて前記回路基板１の凹部５に
印刷し、乾燥して該凹部５に活性金属ろうを含むペース
ト状物を充填した後、炭素治具を用いて該ペースト状物
に、４２％Ｎｉ　−Ｆｅ製でＬ形に形成したリードピン
６の先端が埋没するように保持し、ひきつづきベルト式
トンネル炉に設置し、酸素濃度１６　ＰＰ１１の窒素ガ
ス雰囲気中に２８５０℃、５分間加熱して第１図（Ｂ）
に示すように回路基板１に端子ピン６を活性金属ろう７
を介して接合した。　得られたパッケージについて、ピ
ンの回路基板に対する接合強度をインストロン引張り試
験機により測定したところ、最低で６ｋｇｆ／リード、
平均値で９−ｆ／リードと極めて強固で、かつばらつき
の少ない接合が可能となった６また、凹部内において活
性金属ろうにより接合されたリードとスルホールのタン
グステン導体部の間の抵抗値を測定したところ、従来の
タングステン導体部を有するスルホール上にＮｉメツキ
を施した後にリードをＡｇろうで接合した場合と同様と
なり、抵抗値の増加は認められず、しかも全てのリード
が良好にスルホールの導体部と導通されていることが確
認された。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によれば高熱伝導性のＡＱＮ
基材等からなるセラミック回路基板に対して入出力用リ
ードを正確、高密度かつ高強度に接合でき、ひいては優
れた放熱性及び高い信頼性を有するフラットパッケージ
の製造方法を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、　（Ｂ）は本発明の実施例１における多
層ＡＱＮ回路基板への入出力用端子ピンの接合工程を示
す断面図である。 １・・・多層ＡＱＮ回路基板、　２・・・積層ＡＱ箔基
材３ａ、　３ｂ・・・導体層、　　　　４ａ、　４ｂ・
・・スルホール。 ５・・・凹部、　　　　　　　６・・・Ｌ形リードピン
。 ７・・・活性金属ろう。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　松山光之

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック回路基板に入出力用端子ピンを取付け
   たフラットパッケージ構造において、前記回路基板のピ
   ン接合位置に予め凹部を形成し、該凹部にＬ形リードを
   IVＡ族元素を含む金属ろう材を主体とする活性金属ろう
   を介して、加熱し、ろう接合せしめることを特徴とする
   フラットパッケージの製造方法。
2. （２）凹部を、セラミック回路基板を作製するためのセ
   ラミックグリーンシートの段階で形成することを特徴と
   する請求項１記載のフラットパッケージの製造方法。
3. （３）セラミック回路基板の基板が窒化アルミニウムか
   らなることを特徴とする請求項１記載のフラットパッケ
   ージの製造方法。