JPH04217348A - セラミックパッケージ用キャップ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックパッケージ
に半導体素子や電気光学素子を封入するセラミックパッ
ケージのキャップに関し、特にＥＰＲＯＭを封入する薄
型のセラミックパッケージのキャップに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、紫外線でメモリを消去するＥ
ＰＲＯＭ等の半導体素子や、イメージセンサ等の電気光
学素子を封入するセラミックパッケージとしては、図１
に示すような、光を透過するガラス窓１１を備えたセラ
ミック製のキャップ１０と、ワイヤー２１及び金属フレ
ーム２２を介して外部回路（図示せず）に電気的に接続
される素子２３を搭載するセラミック製のベース３０か
らなるものが広く用いられている。通常、このセラミッ
クパッケージは、キャップ１０及びベース３０の各々に
、ハンダガラス層１２、３１が形成されており、素子２
３を搭載した後、両ハンダガラス層１２、３１を融着す
ることによって封止している。なお、以下の各図面の同
一箇所には同一符号を使用する。

【０００３】ところで、パッケージを配線板に実装する
技術が高度化し、表面実装技術などを用いて高密度実装
されるにともなって、パッケージの小型化、薄型化が要
求されるようになってきている。しかしながら、先記し
たタイプのセラミックパッケージでは薄型化に限界があ
り、上記の要求に応えることが難しいという問題を有し
ている。そこで近年、図２に示すような、薄板ガラス４
１及び該薄板ガラス４１に形成されたハンダガラス層４
２からなるキャップ４０を用いた薄型のセラミックパッ
ケージが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】薄板ガラス４１上に形
成されるハンダガラス層４２には、パッケージの封着時
に素子２３に対して悪影響を及ぼさないように低融点ガ
ラスが使用される。それゆえハンダガラス層４２を形成
する際には、低融点ガラスの変質を防止するために低温
で焼成される。

【０００５】ところで、薄板ガラス４１とハンダガラス
とは軟化点が全く異なるため、両者が十分に密着するた
めには焼成温度を高くする必要がある。しかしながら、
上記したように薄板ガラス４１にハンダガラス層４２を
形成する際の焼成温度を高くすることができないため、
ハンダガラス層４２と薄板ガラス４１の密着性が不十分
となる。それゆえ、このようなキャップ４０を用いてパ
ッケージを作製すると、その組み立て工程、運搬、又は
使用の際の外因的な機械的応力により、ハンダガラス層
４２と薄板ガラス４１の界面でハガレが生じるいう問題
が起こりやすい。

【０００６】即ち、外因的な機械的応力に対するセラミ
ックパッケージの信頼性試験として、定位置から厚さ２
ｃｍ以上の樫の木あるいは鉄板上にパッケージを自由落
下させて、各パッケージが破壊、割れ、カケ、ハガレ等
の不良をおこさないかどうか調べる落下試験があるが、
上記のタイプのパッケージの場合、薄板ガラス４１とハ
ンダガラス層４２の界面でハガレが発生しやすい。

【０００７】本発明の目的は、パッケージの組立後に、
外因的な機械的応力をうけてもハガレの問題を生じるこ
とのないセラミックパッケージ用キャップを提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は種々の研究
を行った結果、ハンダガラス層を多層構造にすることに
より、上記目的を達成できることを見いだし、本発明と
して提案するものである。

【０００９】即ち、本発明のセラミックパッケージ用キ
ャップは、薄板ガラスと、該薄板ガラスの一方の面に形
成された２層又は３層以上のハンダガラス層からなるこ
とを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明のセラミックパッケージ用キャップは、
２層又は３層以上のハンダガラス層を有するために、薄
板ガラスに接するハンダガラス層として、高温焼き付け
が可能なハンダガラスを適宜選択することが可能である
。特に、結晶性のハンダガラスを使用すると、高い密着
性を得ることができる。また、最外に形成されるハンダ
ガラス層として、低融点のハンダガラスを使用すること
ができる。

【００１１】なおハンダガラス層の機械的強度を高めた
り、熱膨張係数を調整する目的で、各種のフィラーを混
合したハンダガラスを使用することも可能である。

【００１２】また、本発明のセラミックパッケージ用キ
ャップに使用する薄板ガラスは、表面に２００ｋｇｆ　
／ｃｍ２　以上の圧縮応力層が形成されたものであるこ
とが望ましい。これは圧縮応力が２００ｋｇｆ　／ｃｍ
２　より小さいとガラスの強度が不足するため、落下試
験の際にカケや割れが生じやすくなることによる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
説明する。

【００１４】（実施例１） ホウケイ酸ガラスを２０×１０×０．３５ｍｍの大きさ
に成形し、イオン交換処理を施すことにより、その表面
に７０００ｋｇｆ　／ｃｍ２　の圧縮応力層を形成した
。この薄板ガラス上に、非晶性ハンダガラス（日本電気
硝子株式会社製　　ＧＡ−８）を塗付し、５００℃で焼
成した後、低融点の非晶性ハンダガラス（日本電気硝子
株式会社製　　ＬＳ−３００１）を塗付し、３８０℃で
焼成することによって、図３に示すような、２層のハン
ダガラス層４２ａ、４２ｂを有するキャップ４０を作製
した。

【００１５】（実施例２） 実施例１と同様にして作製した薄板ガラス上に、結晶性
ハンダガラス（ＯＩ社製ＣＶ−１１１）を塗付し、これ
を４７０℃で焼成した後、低融点の非晶性ハンダガラス
（日本電気硝子株式会社製　　ＬＳ−３００１）を塗付
し、３８０℃で焼成することによって、図３に示すよう
な、２層のハンダガラス層４２ａ、４２ｂを有するキャ
ップ４０を作製した。

【００１６】（比較例） 実施例１と同様にして作製した薄板ガラス上に、低融点
の非晶性ハンダガラス（日本電気硝子株式会社製　　Ｌ
Ｓ−３００１）を塗布し、３８０℃で焼成することによ
って１層のハンダガラス層を有するキャップを作製した
。

【００１７】このようにして作製した実施例及び比較例
のキャップを各々２０個ずつ用意し、各キャップについ
て、素子が搭載され、金属フレーム及びワイヤーが取り
付けられたアルミナ製のベースに３８０℃で焼き付ける
ことにより、図４または図２に示すような試料を得た。

【００１８】次いで、各試料を７５ｃｍ、８０ｃｍ、８
５ｃｍの各高さから、５回ずつ、厚さ３ｃｍの樫の木上
へ自由落下させ、薄板ガラスとハンダガラスの界面に異
常が認められないか観察した。結果を表１に示す。なお
各試料は、まず７５ｃｍの高さから落下させ、その合格
品のみを８０ｃｍの高さから落下させ、さらにその合格
品のみを８５ｃｍの高さから落下させた。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１から明らかなように、各実施例のキャ
ップを用いて作製した試料は、キャップのハンダガラス
層が２層であり、薄板ガラスと接する１層目のハンダガ
ラス層の密着力を高めることができ、その結果、ハガレ
が全く発生しなかったことがわかる。

【００２１】なお本実施例では、２層のハンダガラス層
を有するセラミックパッケージ用キャップについて説明
したが、必要に応じて３層以上にすることも可能である
。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミッ
クパッケージ用キャップは、各種の外因的な機械的応力
が加わっても、薄板ガラスとハンダガラス層の界面でハ
ガレが生じないため、半導体素子や電気光学素子を封入
する薄型のセラミックパッケージのキャップに好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガラス窓付セラミックキャップを用いて作製し
たセラミックパッケージの概略断面図である。

【図２】薄板ガラス及びハンダガラス層からなるキャッ
プを用いて作製したセラミックパッケージの概略断面図
である。

【図３】本発明のセラミックパッケージ用キャップの断
面図である。

【図４】本発明のセラミックパッケージ用キャップを用
いて作製したセラミックパッケージの概略断面図である
。

【符号の説明】

４０　　セラミックパッケージ用キャップ４１　　薄板
ガラス ４２　　ハンダガラス層 ４２ａ　　ハンダガラス層 ４２ｂ　　ハンダガラス層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　薄板ガラスと、該薄板ガラスの一方の
   面に形成された２層又は３層以上のハンダガラス層から
   なることを特徴とするセラミックパッケージ用キャップ
   。
2. 【請求項２】　　薄板ガラスに接するハンダガラス層は
   、結晶性ハンダガラスからなることを特徴とする請求項
   １のセラミックパッケージ用キャップ。