JPH08204047A - 電子部品収納用パッケージ - Google Patents

電子部品収納用パッケージ

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JPH08204047A
JPH08204047A JP7007891A JP789195A JPH08204047A JP H08204047 A JPH08204047 A JP H08204047A JP 7007891 A JP7007891 A JP 7007891A JP 789195 A JP789195 A JP 789195A JP H08204047 A JPH08204047 A JP H08204047A
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JP
Japan
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solder
lid
frame
package
metal layer
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Application number
JP7007891A
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English (en)
Inventor
Sadakatsu Yoshida
定功 吉田
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/754Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL

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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】内部に収容する電子部品を正常、且つ安定に作
動させることができる電子部品収納用パッケージを提供
することにある。 【構成】上面に枠状のメタライズ金属層8が被着された
絶縁基体1と下面に枠状のメタライズ金属層10を有す
る蓋体2とから成り、絶縁基体1と蓋体2の枠状メタラ
イズ金属層8、10を半田から成る封止材9で接合させ
ることによって絶縁基体1と蓋体2とで構成される容器
4内部に電子部品3を気密に収容するようになした電子
部品収納用パッケージであって、前記半田から成る封止
材9中に、該半田より融点が高く、且つ半田に対して濡
れ性の良い金属ボールを混入させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内部に半導体素子や圧電
振動子等の電子部品を収容するための電子部品収納用パ
ッケージに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子部品、例えば半導体素子を収
容するための電子部品収納用パッケージは一般に、酸化
アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成り、その
上面の略中央部に半導体素子を収容するための凹部を有
し、且つ該凹部周辺より外部にかけて導出されたタング
ステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末から
成る複数個のメタライズ配線層を有する絶縁基体と、半
導体素子の各電極を外部電気回路に電気的に接続するた
めに前記メタライズ配線層に銀ロウ等のロウ材を介し取
着された複数個の外部リード端子と、酸化アルミニウム
質焼結体等の電気絶縁材料から成る蓋体とから構成され
ており、絶縁基体の凹部底面に半導体素子をガラス、樹
脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定し、半導体素子
の各電極をメタライズ配線層にボンディングワイヤを介
して電気的に接続するとともに絶縁基体上面に蓋体を半
田から成る封止材を介して接合させ、絶縁基体と蓋体と
から成る容器の内部に半導体素子を気密に収容すること
によって製品としての半導体装置となる。
【0003】尚、かかる従来の電子部品収納用パッケー
ジは絶縁基体への蓋体の接合が絶縁基体及び蓋体の相対
向する主面に予めタングステン、モリブデン、マンガン
等の高融点金属粉末から成る枠状のメタライズ金属層を
被着させておき、該絶縁基体及び蓋体の各々に被着させ
た枠状メタライズ金属層を半田から成る封止材で接合さ
せることによって行われる。
【0004】また前記絶縁基体と蓋体との接合は、蓋体
に被着させた枠状メタライズ金属層の表面に予め封止材
としての半田を接合させておき、次に前記絶縁基体上に
蓋体を、該絶縁基体の枠状メタライズ金属層と蓋体の枠
状メタライズ金属層との間に封止材が挟まるようにして
載置させ、最後に前記蓋体を絶縁基体側に一定圧力で押
圧するとともに封止材に約300〜350℃の温度を印
加し、封止材を加熱溶融させることによって行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の電子部品収納用パッケージにおいては、蓋体の枠状
メタライズ金属層に予め封止材としての半田を接合させ
ておく際、封止材の内部に空気が抱き込まれて多量の気
泡を有したものとなっている。そのためこの半田から成
る封止材を用いて絶縁基体に蓋体を接合させると該封止
材中の気泡が接合時の熱によって膨張破裂し、封止材の
一部を容器内部に飛散させるとともに該飛散した封止材
の一部を容器内部に収容する半導体素子の表面に付着さ
せてしまい、その結果、半導体素子は表面に封止材の一
部が付着することよって電極に短絡が生じ、半導体素子
を正常に作動させることができないという欠点を有して
いた。
【0006】
【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は内部に収容する半導体素子等の電子部品
を長期間にわたり正常、且つ安定に作動させることがで
きる電子部品収納用パッケージを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上面に枠状のメ
タライズ金属層が被着された絶縁基体と下面に枠状のメ
タライズ金属層を有する蓋体とから成り、絶縁基体と蓋
体の枠状メタライズ金属層を半田から成る封止材で接合
させることによって絶縁基体と蓋体とで構成される容器
内部に電子部品を気密に収容するようになした電子部品
収納用パッケージであって、前記半田から成る封止材中
に、該半田より融点が高く、且つ半田に対して濡れ性の
良い金属ボールを混入させたことを特徴とするものであ
る。
【0008】また本発明は前記金属ボールの粒径を40
乃至200μmにすることを特徴とするものである。
【0009】更に本発明は前記封止材が半田80.0乃
至99.5重量%、金属ボール0.5乃至20.0重量
%から成ることを特徴とするものである。
【0010】また更に本発明は前記金属ボールが銅、ニ
ッケルもしくは表面に銅、ニッケルが被着された金属体
で形成されていることを特徴とするものである。
【0011】
【作用】本発明の電子部品収納用パッケージによれば、
半田から成る封止材中に、半田より融点が高く、半田に
対して濡れ性の良い金属ボールを混入させたことから絶
縁基体及び蓋体の各々に被着させた枠状メタライズ金属
層を封止材を介して接合させ、絶縁基体と蓋体とから成
る容器内部に電子部品を気密に収容する際、封止材中の
気泡が接合時の熱によって膨張破裂し、封止材の一部が
容器内部に飛散しようとしてもその飛散が金属ボールと
の接合によって有効に阻止され、その結果、容器内部に
収容される電子部品に封止材としての半田が付着するこ
とはなく、電子部品を正常、且つ安定に作動させること
が可能となる。
【0012】
【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。図1は本発明の電子部品収納用パッケージを半導体
素子を収容するパッケージに適用した場合の一実施例を
示し、1は電気絶縁材料から成る絶縁基体、2は同じく
電気絶縁材料から成る蓋体である。この絶縁基体1と蓋
体2とで半導体素子3を収容するための容器4が構成さ
れる。
【0013】前記絶縁基体1にはその上面中央部に半導
体素子3を収容するための空所を形成する段状の凹部1
aが設けられており、該凹部1a底面には半導体素子3
がガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定さ
れる。
【0014】また前記絶縁基体1には凹部1aの周辺よ
り容器4の外部にかけて複数個のメタライズ配線層5が
被着形成されており、該メタライズ配線層5の凹部1a
周辺部には半導体素子3の電極がボンディングワイヤ6
を介して電気的に接続され、また容器4の外部に導出さ
れた部位には外部電気回路に接続される外部リード端子
7が銀ロウ等のロウ材を介して取着されている。
【0015】前記絶縁基体1は酸化アルミニウム質焼結
体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭
化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の電気絶
縁材料から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結体か
ら成る場合には、アルミナ(Al 2 O 3 ) 、シリカ(Si
O2 ) 、カルシア(CaO) 、マグネシア(MgO) 等の原料粉
末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となす
とともにこれを従来周知のドクターブレード法やカレン
ダーロール法等を採用し、シート状に成形することによ
ってセラミックグリーンシート( セラミック生シート)
を得、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定
形状に打ち抜き加工するとともに複数枚積層し、約16
00℃で焼成することによって製作される。
【0016】また前記メタライズ配線層5はタングステ
ン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末から成
り、タングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金
属粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペース
トを絶縁基体1となるセラミックグリーンシートに予め
従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷
塗布しておくことにより絶縁基体1の凹部1a周辺から
容器4の外部に導出するように被着形成される。
【0017】尚、前記メタライズ配線層5はその露出す
る表面にニッケル、金等の耐蝕性に優れ、且つロウ材と
濡れ性の良い金属をメッキ法により1.0乃至20.0
μmの厚みに層着させておくと、メタライズ配線層5の
酸化腐食を有効に防止することができるとともにメタラ
イズ配線層5へのボンディングワイヤ6の接合及びメタ
ライズ配線層5への外部リード端子7のロウ付けが極め
て強固となる。従って、メタライズ配線層5の酸化腐食
を防止し、且つメタライズ配線層5にボンディングワイ
ヤ6及び外部リード端子7を強固に接合させるにはメタ
ライズ配線層5の露出表面にニッケル、金等を1.0乃
至20.0μm の厚みに層着させておくことが好まし
い。
【0018】更に前記メタライズ配線層5にロウ付けさ
れる外部リード端子7は容器内部に収容する半導体素子
3を外部電気回路に接続する作用を為し、外部リード端
子7を外部電気回路に接続することによって内部に収容
される半導体素子3はボンディングワイヤ6、メタライ
ズ配線層5及び外部リード端子7を介して外部電気回路
と電気的に接続されることとなる。
【0019】前記外部リード端子7は鉄ーニッケルーコ
バルト合金や鉄ーニッケル合金等の金属材料から成り、
例えば鉄ーニッケルーコバルト合金等のインゴット
(塊)に圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金
属加工法を施すことによって所定の板状に形成される。
【0020】また前記外部リード端子7はその表面にニ
ッケル、金等の耐蝕性に優れ、且つロウ材と濡れ性の良
い金属をメッキ法等により1.0乃至20.0μm の厚
みに層着させておくと、外部リード端子7の酸化腐食を
有効に防止することができるとともに外部リード端子7
の外部電気回路への接続が確実、強固となる。従って、
前記外部リード端子7は酸化腐食等を有効に防止するた
めに表面にニッケル、金等を1.0乃至20.0μm の
厚みに層着させておくことが好ましい。
【0021】前記絶縁基体1 は更にその上部に枠状のメ
タライズ金属層8が被着されており、該枠状のメタライ
ズ金属層8には蓋体2が封止材9を介して接合され、こ
れによって容器4の内部に半導体素子3が気密に封止さ
れる。
【0022】前記絶縁基体1の上面に被着させた枠状の
メタライズ金属層8は、例えばタングステン、モリブデ
ン、マンガン等の高融点金属粉末から成り、該タングス
テン等の高融点金属粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合し
て得た金属ペーストを絶縁基体1となるセラミックグリ
ーンシートに予め従来周知のスクリーン印刷法を採用す
ることによって印刷塗布しておき、セラミックグリーン
シートを高温で焼成し、絶縁基体1となす際に同時に絶
縁基体1の上面に被着される。
【0023】尚、前記枠状メタライズ金属層8の表面に
は封止材9との濡れ性を改善するためにニッケルから成
る層と金から成る層か順次層着されている。
【0024】また前記絶縁基体1の上面に接合される蓋
体2は酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から
成り、その下面外周部に予め枠状のメタライズ金属層1
0を被着させておき、該枠状のメタライズ金属層10を
絶縁基体1上面の枠状メタライズ金属層8に封止材9を
介し接合させることによって蓋体2は絶縁基体1に接合
される。
【0025】前記蓋体2は、例えばアルミナ(Al 2 O
3 ) 、シリカ(SiO2 ) 、カルシア(CaO) 、マグネシア
(MgO) 等の原料粉末を所定のプレス型内に充填させると
ともにこれを一定圧力で押圧して成形し、しかる後、前
記成形品を約1500℃の温度で焼成することによって
製作される。
【0026】また前記蓋体2の下面外周部に被着される
枠状のメタライズ金属層10はタングステンやモリブデ
ン、マンガン等の高融点金属粉末、或いは銀ーパラジウ
ム等の金属から成り、タングステン等の粉末に有機溶
剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを蓋体2とな
る成形品に予めスクリーン印刷法により印刷塗布してお
くことによって、或いは成形品を焼成して得た蓋体2の
下面にスクリーン印刷法により印刷塗布し、これを焼き
付けることによって蓋体2の下面外周部に被着される。
【0027】更に前記絶縁基体1の上面に蓋体2を接合
させる封止材9は半田から成り、絶縁基体1の上面に被
着させた枠状メタライズ金属層8と蓋体2の下面に被着
させた枠状のメタライズ金属層10とを接合させるこに
よって容器4の内部が気密に封止される。
【0028】前記半田から成る封止材9はまたその内部
に半田より融点が高く、且つ半田に対して濡れ性の良
い、例えば、銅(Cu)、ニッケル(Ni)もしくは表
面に銅、ニッケルが被着された金属体等で形成された金
属ボールが混入されており、該金属ボールは半田より融
点が高く、半田と濡れ性が良いことから絶縁基体1の枠
状メタライズ金属層8と蓋体2の枠状メタライズ金属層
10とを半田から成る封止材9を介して接合させ、絶縁
基体1と蓋体2とから成る容器4内部に半導体素子3を
気密に収容する際、封止材9中の気泡が接合時の熱によ
って膨張破裂し、封止材9の一部が容器4の内部に飛散
しようとしてもその飛散は金属ボールとの強固な接合に
よって有効に阻止され、その結果、容器4内部に収容さ
れる半導体素子3に封止材9としての半田が飛散付着す
ることはなく、これによって半導体素子3を常に正常、
且つ安定に作動させることが可能となる。
【0029】尚、前記半田から成る封止材9中に混入さ
れる金属ボールはその粒径が40μm未満であると封止
材9の飛散を有効に阻止するのが困難となる傾向にあ
り、また200μmを越えると絶縁基体1と蓋体2との
間の距離が金属ボールによって長くなり容器4の気密封
止の信頼性が低下する傾向にある。従って、前記半田か
ら成る封止材9中に混入される金属ボールはその粒径を
40乃至200μmの範囲としてることが好ましい。
【0030】また前記金属ボールを混入させた半田から
成る封止材9は半田が80.0重量%未満、金属ボール
が20.0重量%を越えると容器4の気密封止の信頼性
が低下する傾向にあり、また半田が99.5重量%を越
え、金属ボールが0.5重量%未満となると封止材9の
飛散を有効に阻止するのが困難となる傾向にあることか
ら前記封止材9は半田を80.0乃至99.5重量%、
金属ボールを0.5乃至20.0重量%の範囲としてお
くことが好ましい。
【0031】更に前記半田から成る封止材9はまた絶縁
基体1と蓋体2との接合の作業性を向上させるために蓋
体2に被着させた枠状メタライズ金属層10に予め接合
されており、該封止材9の蓋体2に被着させた枠状メタ
ライズ金属層10への接合は封止材9を構成する半田の
粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た半田ペースト
を蓋体2に被着させた枠状メタライズ金属層10に従来
周知のスクリーン印刷法により印刷し、しかる後、これ
を約350〜400℃の温度で短時間、リフローするこ
とによって行われる。
【0032】かくして上述の電子部品収納用パッケージ
によれば、絶縁基体1の凹部1a底面に半導体素子3を
ガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定する
とともに半導体素子3の各電極をメタライズ配線層5に
ボンディングワイヤ6を介して電気的に接続し、しかる
後、絶縁基体1の上面に蓋体2を封止材9により接合さ
せ、容器4の内部に半導体素子3を気密に封止すること
によって製品としての半導体装置となる。
【0033】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能であり、例えば上述の実施例では電子部
品として半導体素子を例に挙げ、これを収容するパッケ
ージについて詳述したが、圧電振動子や弾性表面波素子
等の電子部品を収容するパッケージにも適用可能であ
る。
【0034】
【発明の効果】本発明の電子部品収納用パッケージによ
れば、半田から成る封止材中に、半田より融点が高く、
半田に対して濡れ性の良い金属ボールを混入させたこと
から絶縁基体及び蓋体の各々に被着させた枠状メタライ
ズ金属層を封止材を介して接合させ、絶縁基体と蓋体と
から成る容器内部に電子部品を気密に収容する際、封止
材中の気泡が接合時の熱によって膨張破裂し、封止材の
一部が容器内部に飛散しようとしてもその飛散が金属ボ
ールとの接合によって有効に阻止され、その結果、容器
内部に収容される電子部品に封止材としての半田が付着
することはなく、電子部品を正常、且つ安定に作動させ
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品収納用パッケージの一実施例
を示す断面図である。
【符号の説明】
1・・・・絶縁基体 2・・・・蓋体 3・・・・半導体素子 4・・・・容器 5・・・・メタライズ配線層 7・・・・外部リード端子 8・・・・絶縁基体の枠状メタライズ金属層 9・・・・封止材 10・・・・蓋体の枠状メタライズ金属層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上面に枠状のメタライズ金属層が被着され
    た絶縁基体と下面に枠状のメタライズ金属層を有する蓋
    体とから成り、絶縁基体と蓋体の枠状メタライズ金属層
    を半田から成る封止材で接合させることによって絶縁基
    体と蓋体とで構成される容器内部に電子部品を気密に収
    容するようになした電子部品収納用パッケージであっ
    て、前記半田から成る封止材中に、該半田より融点が高
    く、且つ半田に対して濡れ性の良い金属ボールを混入さ
    せたことを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
  2. 【請求項2】前記金属ボールの粒径が40乃至200μ
    mであることを特徴とする請求項1に記載の電子部品収
    納用パッケージ。
  3. 【請求項3】前記封止材が半田80.0乃至99.5重
    量%、金属ボール0.5乃至20.0重量%からなるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の電子部品収納用パッケ
    ージ。
  4. 【請求項4】前記金属ボールが銅、ニッケルもしくは表
    面に銅、ニッケルが被着された金属体で形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子部品収納用パッ
    ケージ。
JP7007891A 1995-01-23 1995-01-23 電子部品収納用パッケージ Pending JPH08204047A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131163A (ja) * 2000-10-26 2002-05-09 Kyocera Corp 圧力検出装置用パッケージ
JP2002131164A (ja) * 2000-10-27 2002-05-09 Kyocera Corp 圧力検出装置用パッケージ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131163A (ja) * 2000-10-26 2002-05-09 Kyocera Corp 圧力検出装置用パッケージ
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