JPH0356057Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は半導体装置に係り、特に気密封止型
半導体装置パツケージ用のカバーに関する。

（従来の技術） トランジスタ、ICなどの半導体装置は、半導
体素子を外力、周囲環境の変化等から保護し、長
期間にわたつて安定した状態で素子を作動させる
ために封止されるが、特に高信頼性を要求される
半導体装置には、抵抗溶接法を応用したマイクロ
パラレルシーム接合法が用いられている。この接
合法は第３図に示すとおり、半導体素子１を取り
付けたセラミツク基板２にろう接されたシールフ
レームと呼ばれる金属枠３上に金属製カバー４を
載置し、カバー４の周縁部上に一対のテーパ付ロ
ーラ電極５および６を図示のごとく当接して、一
定の加圧力のもとでローラ電極５，６とカバー４
とを相対移動させながら、一方のローラ電極５ま
たは６から他方のローラ電極６または５に電流を
流し、そのジユール熱によりシールフレーム３と
カバー４をシーム接合して気密封止するものであ
る。

通常、シールフレーム３とカバー４にはめつき
が施されており、シーム接合部は第４図に示すご
とく、シールフレーム３とカバー４の界面におけ
るめつきの溶融層７と、カバーの外周部における
めつきの溶融によるフイレツト８より形成されて
おり、カバー４およびシールフレーム３の両母材
同志は溶融接合しない。このため、シーム接合部
の良否はフイレツト８の形成状態に最も影響を受
け、フイレツト８の大半を形成するカバー４のめ
つきに大きく左右される。

一般的にカバー４は第５図に示すごとく、セラ
ミツク基板２と熱膨張係数が近いFe−Ni−Co合
金の薄板から、エツチングまたはプレス加工によ
つて単体９を形成した後、Fe−Ni−Co合金に対
して密着性が良くかつ耐食性のよいニツケルめつ
き１０を、単体９の全面にシーム接合に必要な２
〜3μmの厚さに施している。このような単体のカ
バー４のめつきは電解めつき法でなされているた
め、カバー４の周端部１１のめつき厚を正確に制
御することができず、他の部位に比して２〜３倍
の厚さになる。このため、シーム接合時に溶接電
流がメツキ側に流れ、ジユール熱の発生が不安定
てなり、所望の気密度が得られないことがある。
そこでこのような不具合を無くする目的で、金属
薄板の両面に６〜10μのニツケルめつき１０を施
した後に、プレス加工で単体に形成された、第６
図に示すように周端部１２にめつきのないカバー
１３が案出された。

（考案が解決しようとする課題） このような周端部１２を除く両面にニツケルめ
つきを施したカバー１３を用いたシーム接合で
は、カバー１３に施されたニツケルめつきの融点
が、カバー１３の母材であるFe−Ni−Co合金の
融点とほぼ同じ1455℃と高温であり、しかも前述
のごとくこのカバー母材はシーム接合において溶
融しないから、溶融したニツケルめつきの流れが
悪く十分なフイレツトが形成されない。このた
め、高信頼性を有する半導体の場合、恒温恒湿試
験、塩水噴霧試験等の環境試験において、シーム
接合されたカバー１３の周端部１２に錆や変色が
発生し、この錆や変色が進行して気密性を損うこ
とがしばしばある。

（課題を解決するための手段） このような問題点を解決するために本考案にな
るカバーは、カバーの周端部を除く両面にニツケ
ルめつきを下地としその上に金めつきを両者の和
が３乃至10μmになるようにそれぞれ施したもの
である。

（作用） カバーに施したニツケル−金めつきは、その平
衡状態図から明らかなとおり、950℃に極小をも
つ全率固溶体を形成するため、融点が1455℃のニ
ツケル、1063℃の金よりも低い温度で溶融する。
このため、従来のニツケルめつきに比して、カバ
ー上面の溶融したニツケルー金めつきの流動性が
よく、ローラ電極の圧迫によつてカバーの周端部
に十分に流れ込み良好なフイレツトが形成され
る。

（実施例） 以下、本考案の一実施例について第１図および
第２図を用いて説明する。第１図ａおよびｂにお
いて、シーム接合する半導体装置パツケージ用カ
バー１４は、例えばFe−Ni−Co合金薄板をハー
フエツチング加工してシールフレームに当接する
部分１５を窪ませた後、両面に２乃至5μm好まし
くは3μmのニツケル下地めつき１６を施した上に
１乃至5μm好ましくは3μmの金めつき１７を施し
て、プレス加工法を用いて単体に形成する。従つ
て、カバー１４の周端部１２（剪断面）にはめつ
きが付いていない。めつき厚が10μm以下であれ
ば、プレス加工は支障なく行なうことができる。
第２図はこのようにして得られたカバー１４のシ
ーム接合状態を示す図であつて、３はニツケルめ
つき１８を施した従来のシールフレームである。
このシールフレーム３上に本考案になるカバー１
４を載置し、カバー１４の周縁部に一対のテーパ
付ローラ電極５（図示せず）および６を、ローラ
電極５および６の軸線をカバー１４の表面と平行
に保持して当接させて、一定の加圧力のもとでロ
ーラ電極５，６とカバー１４とを相対移動させな
がらシーム接合する。シーム接合部はシールフレ
ーム３とカバー１４の界面におけるめつき材料に
よるニツケル−金の相互拡散層１９と、カバー１
４の周縁部におけるめつきの溶融によるニツケル
−金のフイレツト２０より形成されており、ニツ
ケル−金は950℃に極小をもつ全率固溶体を形成
するため、ニツケルめつき１６の融点1455℃ある
いは金めつき１７の融点1063℃よりも低い温度で
溶融し流動性がよい。従つて、ローラ電極５，６
の圧迫によつてカバー１４の周端部１２に十分に
流れ込み、良好なフイレツト２０を形成する。ま
た、従来のニツケルめつきに比して低温で溶融す
るので、少ないシーム溶接電流でシーム接合で
き、半導体装置パツケージの温度上昇を抑えて、
半導体素子へのダメージを低減させることができ
る。

（考案の効果） 本考案になる気密封止型半導体装置パツケージ
用カバーは、該カバーの周端部を除く両面にニツ
ケルめつきを下地としその上に金めつきを両者の
和が３乃至10μmになるように施したものである
ので、シーム接合時に950℃に極小をもつ全率固
溶体を形成することで、従来のニツケルめつきの
ものに比して流動性がよく、カバー上面の溶融し
たニツケル−金めつきがカバーの周端部に十分に
流れ込み、良好なフイレツトを形成する。従つ
て、恒温恒湿試験、塩水噴霧試験等の環境試験に
おいてシーム接合部に錆や変色が発生することは
なく、気密性の劣化のない高信頼性の半導体装置
を提供することができる。

また本考案になるカバーは、カバーの周端部に
めつきがないので、めつき厚を均一に生成させる
ことができ、シーム接合性の良好なカバーを容易
に製造することができる。

さらには、従来のニツケルめつきのものに比し
て低温で溶融するので、半導体装置パツケージの
温度上昇を抑えて半導体素子へのダメージを低減
させることができると共に、消費電力を節約する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案になる気密封止型半導体装置パ
ツケージ用カバーを示し、ａ図はその平面図、ｂ
図はａ図のｂ−ｂ矢視断面図、第２図は本考案に
なるカバーのシーム接合状態図、第３図はシーム
接合方法を説明するための模式図、第４図はカバ
ーのシーム接合状態図、第５図は従来のカバーの
断面図、第６図は従来の他のカバーの断面図であ
る。 ３……シールフレーム、１２……周端部、１４
……カバー、１６，１８……ニツケルめつき、１
７……金めつき、１９……相互拡散層、２０……
フイレツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. セラミツク製容器の開口端部に設けたシールフ
   レーム上に金属製カバーを載置してシールフレー
   ムとカバーをパラレルギヤツプシーム浴接する気
   密封止型半導体装置パツケージにおいて、前記カ
   バーの周端部を除く両面にニツケルめつきを下地
   としその上に金めつきを両者の和が３乃至10μm
   になるようにそれぞれ施したことを特徴とする気
   密封止型半導体装置パツケージ用カバー。