JPH11514801A - グラス／金属のパッケージおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 基板（１０）にイオンインプラントする方法が、開示されている。それは１表面を有する基板（１０、１２）を準備する段階を含む。半導体材料から成る犠牲膜（１３）が、前記表面上に形成され、レジスト無しにパターニングされる（１５、２１、２０）。それによって、マスク有り領域（２２）およびマスク無し領域（２３）を決定する。マスク無し領域（２３）は、エッチングされて、それによって、基板（１０、１２）上にインプラントマスク（１７）を形成する。イオンが、エッチング後のマスク無し領域（２３）の下に在る基板１０）にインプラント（２５）される。

Description

【発明の詳細な説明】 グラス／金属のパッケージおよびその製造方法 産業上の利用可能性 本発明は一般に電子デバイスに関し、特にグラス／金属パッケージ（glass/meta l package）およびその製造方法に関する。 背景技術 圧電装置（piezoelectric device）のような感応電子デバイス（sensitive el ectronic device）は、典型的に、セラミック／金属パッケージ内の中空のキャ ビティに搭載することが必要とされる。そのようなパッケージは、ふた（lid） 、カン（can）またはシールド（shield）で封じられるセラミック／金属ベース または基板を含む。電圧装置のような感応電子デバイスにとっての通常おこる問 題は、そのパッケージ内に不活性の環境をもたらすことである。他の通常おこる 問題としては、内部デバイスと接触するために、封じられたセラミックパッケー ジを介して金属リード線をもたらすこと、およびこれらのリードおよびパッケー ジの封じ込めを、熱的または機械的ストレスのためのリークを効果的に防止して いる間に、施すことである。 デバイスのパッケージを形成するセラミックおよび金属材 料が異なる熱膨張係数を有する場合がしばしばそのケースとなる。この不整合は 、そのセラミック等の一部分が、異なる温度に晒されてそのセラミックのマイク ロクラックのために時々リークを引き起こすような、機械的ストレスを誘発する 。さらに、外部的な機械的ストレスも、マイクロクラックの一因になり得る。 ２つの主要なパッケージング案が圧電装置に搭載するために、使用されてきた 。第一案としては、圧電装置の構成要素が、丈夫な金属容器内にグラスをプラグ （glass plug）を介して伸びる複数の金属リードによって、支持される（susupe nded）。頑丈ではあるが、これらのパッケージは、自動化された組立製造ライン に統合することが容易でない。第２案としては、圧電装置の構成要素が、セラミ ックベースを介して伸びる金属トレースに粘着的に搭載される。そのセラミック ベースは、金属またはグラス封をを用いて、セラミックまたは金属のふたで、実 質的に封じる。このタイプのパッケージは既に自動化されてはいるが、そのセラ ミックベースは、セラミックグリーンシート（green sheet）の複数層のために 高価であり、そのようなベースを製造するのに、典型的に、多数の工程段階を必 要とする。 圧電装置のコストの重要部分はそのパッケージングにある。従来、典型的に、 その圧電装置に使用されていたパッケージングは、良好な製造イールドを実現し たセラミックパッケージであった。しかしながら、そのセラミック構造自体は、 効果的ではあるが、複雑であり、固有の高製造コストを有する。もし、圧電装置 のパッケージングが、簡単化されて、取扱い の容易化および自動化を可能にすれは、コスト削減は達成され得る。 パッケージングの改善には、次のような必要性がある。即ち、低コスト；工程 段階および個別のパッケージング構成要素の数を最小限にすること；自動化工程 において頑強であること；機械的衝撃および環境試験において頑強であること； およびセラミックと金属とのパッケージング物質の熱膨張係数の違いによる問題 を最小限にすること、である。 従って、頑強、低コスト、自動化可能、セラミック（またはグラス）／金属界 面の間の熱的ストレスクラックのために起こるリークを実質的に除外する、圧電 装置のための簡単に製造できる、パッケージが、当業界に亘って考えられている 。 図面の簡単な説明 図１は、本発明に従った、低コストのグラス／金属パッケージを製造する方法 のフローチャート。 図２は、本発明に従った、提供されたリードフレームの断面図。 図３は、本発明に従った、接着物質裏付けの適用後のリードフレームの断面図 。 図４は、本発明に従った、複数の電気的接続部分にハンダ付けペーストの適用 後のリードフレームの断面図。 図５は、本発明に従った、リードフレームのギャップ内にグラスペーストを適 用した後のリードフレームの断面図。 図６は、本発明に従った、リードフレームの上面部分にグラスペーストを適用 した後のリードフレームの断面図。 図７は、本発明に従った、裏付けした物質の除去後のリードフレームの断面図 。 図８は、本発明に従った、パッケージベースを決定するリードフレームの底部 にグラスペーストを適用した後のリードフレームの断面図。 図９は、本発明に従った、シールリングの適用後のパッケージベースの断面図 。 図１０は、本発明に従った、感応電子コンポーネントの搭載後のパッケージベ ースの断面図。 図１１は、本発明に従った、ふたで封止されたパッケージの断面図。 図１２は、本発明に従った、個別化され、リード形成後のパッケージの断面図 。 図１３は、本発明に従った、ふたで封止される前のパッケージベースの断面図 。 発明を実施するための最良の形態 図１には、グラスペースト、リードフレームおよびリッドから実質的に構成さ れる低コスト金属／グラスパッケージを製造フローチャートを示す。本発明にお いて使用される”グラス”および”グラスペースト”という言葉は、従来のグラ ス、セラミック、グラス／セラミック構成物および金属／グラス構成物を含むこ とを理解されたい。”ハンダ付けペー スト”という言葉も、銀およびグラスペーストを含む銀／パラジウムなどに熱す ることによってハンダ付けできるグラスペーストに係る。 本発明の利点は、２つの既知の技術、即ち金属型（metal stamping）およびグ ラススクリーン印刷（grass screen printing）を結合させた、新規な、進歩性 のある方法であることである。本発明は、セラミック／金属工程に典型的に存在 する高コスト、およびマイクロクラッキングおよびそれに伴うグラス／金属界面 で典型的に発生するリークを起こさせることなしに、これらの２つの技術を結合 させるための工程を決定する。また、本発明は、実質的に圧電構成要素に必要と されるような感応電子パッケージ内のリールを防止することにも利点がある。 図１、２にて、本発明における第１主要工程段階１０は、リードフレーム１０ ０を準備し、リッド（図示せず）を形成する。リードフレーム１００は、金属板 から型抜きまたはエッチングされ得る。従来技術に代わり、若しくは従来技術に 適合するように、このパッケージは、実質的に、アルミナの熱膨張係数と適合し なければならない。故に、好適実施例において、リードフレーム１００は、合金 （Ａlloy）４２、合金４７（Ｎi 47％/Ｆe 51％）またはＫovar（商標）板（she et）のうちの１つから選択され、例えば、実質的に図１３に示されるように、パ ッケージセル１０１の矢印のように型抜きされる。上記の合金のうちの１つを使 用することによる利点は、それらの熱膨張係数がアルミナの熱膨張係数と適合し ていることである。好適には、合金４７が使用される。合金 ４７は、グラスまたはアルミナの熱膨張係数（約7〜8ppm/℃）と実質的に一致し た熱膨張係数を有するという利点を有する。型抜きにおける利点は、典型的に、 エッチングするよりも安価であり、矢印の配置のように型抜きすることで、自動 化を可能にし、工場の製造スループットを増加させ、かつ低コスト化する並行工 程（parallel processing）を可能にする。 図１３に示されるように、リードフレーム１００は、上面１０２および底面１ ０４を有し、並びに、リードフレーム１００に接続し、リードフレーム１００か らパッケージセル１０１内に伸延する複数のリード１０６を設けるために、型抜 きされ、若しくはエッチングされる。実施例において、0.08〜0.3mmの厚保さの リードフレームが使用される。好適には、そのリードフレームは、実質的工程に おいて、そのリードフレームが晒される少なくとも任意の高さの温度で、少なく とも10分間、還元雰囲気中で前処理されていることが望ましい。より詳細には、 0.15mmのリードフレームが、約620℃の雰囲気中で、約１時間、還元雰囲気（Ｈ2 5％/Ｎ2 95％）中で、前処理される。その前処理は、次の工程の間に、上にあ るグラスペースト内に形成される結果として生じる気泡および金属（ガス抜きさ れている）から発展した実質的な還元ガスの利点を有する。さらに、その前処理 は、グラス／金属の界面の酸化膜を制御し、それによって、グラスと金属との間 の密着性を高めるために過剰な酸化膜形成を防止する。その酸化膜は完全に除去 される必要はないことに注意されたい。 図１１、１２に示されるように、成形済みリッド１０８は、キャビティを含み 、バスタブを逆さにしたような形状をしている。そのリッド１０８は、パッケー ジベース１１４を用いて封止する際、圧電構成要素のような、感応電子コンポー ネント１１２を含む内部空間１１０を有するパッケージ１１６を形成する。その リッド１０８は、金属、グラスまたはセラミックのうちの少なくとも１つから成 る。その工程は、リッド１０８の構成要素を決定するパッケージを封止するの使 用される。好適には、そのリッド１０８は、そのパッケージ１１６に使用される 他の材料に近い熱膨張係数を有する。より詳細には、金属リッドは、溶接、抵抗 溶接およびはんだ封止工程でつなぎ合わせるのが好ましい。さらに、金属リッド は、封止を強化するために、封止領域１１８上にあらかじめ成形される付着され ているはんだを使用し得る。グラスまたはセラミックのリッドは、好適には、グ ラスフリット（glass frit）およびエポキシシール工程（epoxy seal process） であり、また、はんだシール工程（solder seal process）にも使用され得る。 さらに、そのグラスまたはセラミックのリッドは、封止領域１１８に、封止を強 化するためにグラスフリット、エポキシまたははんだを、あらかじめコーティン グしておくこともできる。さらに好適には、アルミナリッドが、グラスフリット シール工程（glass frite sealing process）に使用されることである。 図１および３〜８を参照して、本発明による、第２主要工程段階２０が、パッ ケージベース１１４を決定するリードフレーム１００上にグラスペースト１２２ およびハンダ付けペー スト１２０のスクリーン印刷（screen printing）である。そのハンダ付けペー スト１２０は、電気的接続が施されるリードフレーム１００上の複数の電気的接 続領域１２４に供給される。そのグラスペースト１２２は、内部の電気的接続の ために露出しているハンダ付けペースト１２０のみを実質的に残存させ、並びに 外部の電気的接続のために露出している複数のリード１０６を残存させるリード フレーム１００の一部分をカバーするように適用される。リードフレーム１００ の上面１０２上の領域１２４は、続いて、パッケージされるための電気的コンポ ーネントに電気的に接続するためにある。さらに、そのパッケージが搭載可能な 方面であることが望まれるならば、リードフレーム１００の底面上の付加的領域 （図示せず）は、ハンダ付けペーストを用いてスクリーン印刷され得る。実施例 としては、そのハンダ付けペースト１２０は銀ペーストである。好適には、その ハンダ付けペースト１２０は、米国ペンシルバニア州ステート・コリーグにある Ｐremetek製の銀ペースト＃６１１８である。 好適には、そのグラスペースト１２２は、所定の粘着性を達成するために個別 に調合される。グラスパウダが、１ミクロンのサイズに碾かれ（mill）、厚い膜 である有機性ビークルペースト（thick film organic vehicle paste）に分散さ れる。実施例としては、グラスパウダには、米国カリフォルニア州サンタ・バー バラにあるＦerro,Ｅlectronic Ｍaterials Ｄivision製の＃ＦＸ−１１−０９ ６が使用される。その有機性ビークルペーストは、全体として、Ｌombart et al によって、米国特許番号５４３１７１８に開示さ れている。この特許は、その結果、参照に含められる。好適には、そのグラスペ ーストは、90％以上の固形ローディング（solids loading）、室温で約22270cＰ sの粘着性および約96往復／秒のずり速度を有する。都合よく、前記ペーストの 使用により、最も良い印刷適性、ギャップの充填、表面滑性および弱化学反応性 を示す。 はんだ付け可能なペースト１２０およびグラスペースト１２２は、リードフレ ーム１００の上面１０２から底面１０４へペーストのむらつや（flashing）を防 止するために、制御される。故に、実施例においては、裏面処理接着物質１２６ （図３〜６に示される）が、リードフレーム１００の上面１０２をスクリーン印 刷する際に、リードフレーム１００の底面１０４に使用される。熱開放裏面処理 テープが、米国 州コンウェイのＭicro Ｐachaging,Ｉnc.を介して市販されて いる。その裏面処理接着物質１２６は、効果的にリードフレーム１００を支持し 、並びにグラスペースト１２２で充填される場合に、リードフレーム１００のギ ャップ１２８が、実質的にむらつやを除去する。 より詳細には、スクリーン印刷段階は、いくつかの中間段階を含む。先ず、図 ３に示すとおり、裏面処理接着物質１２６が、リードフレーム１００の底側面１ ０４に添付される。次に、図４に示すとおり、はんだ付け可能なペースト１２０ が、リードフレーム１００の上側面１０２上の電気的接続領域１２４に施され、 乾燥される。より詳細には、そのペーストは、そのペースト内の揮発性有機物（ volatile organics）を除去するのに充分な高い温度で、若しくは約60℃で約 10min以上の間、乾燥される。次に、図４、５に示されるように、リードフレー ム１００内のギャップ１２８は、グラスペースト１２２でスクリーン印刷するこ とによって、満たされる。より詳細には、0.15mmの厚さのスクリーンまたはステ ンシルが、このスクリーニングのために使用される。次に、図６に示すように、 ギャップを満たす前記グラスペーストに沿ったリードフレーム１００の上側面１ ０２は、露出された前記はんだ付け可能なペースト１２０を残す、より多いグラ スペースト１２２を印刷されたスクリーンである。より詳細には、0.10mmの厚さ のスクリーンまたはステンシルが、このスクリーニングに使用される。次に、印 刷されたペースト１２０、１２２が、上述のとおり、乾燥される。次に、図７に 示すとおり、裏面処理接着物質１２６は、リードフレーム１００から、除去され る。熱放出裏面処理が使用される場合、その熱放出裏面処理は、リードフレーム １００を約120℃まで熱し、裏面処理接着物質１２６をきれいに分離することに よって、除去される。この場合、ハンダ付けペーストの付加的な第２適用が、表 面搭載に必要とされる電気的接続のためにそのリードフレームの底側面上に位置 付けられるように適用され得る。次に、図８に示すとおり、リードフレーム１０ ０の底側面１０４およびギャップを満たす前記グラスペーストは、露出されるリ ードフレーム１００の底側面１０４上の適用された全てのハンダ付けペーストを 残すより多くのグラスペースト１２２でもって、スクリーン印刷される。より詳 細には、0.10mmの厚さのスクリーンまたはステンシルが、このスクリーニングの のために使用される。次に、グラスペー スト１２２は、上述のとおり、乾燥される。そのグラスペースト１２２は、パッ ケージベース１１４を決定する露出された乾燥したハンダ付けペースト１２０お よびリード１０６のみを残してリードフレーム１００の中間部分を囲う。好適に は、前記中間段階は、剛性および平面性を改善するために、グラスペーストの厚 さを増す（build up）ことを繰り返す。 実施例として、ハンダ付けペーストは、周囲のグラスペーストよりも低い。こ の実施例として、ハンダ付けペーストへの次の電気的接続が、導電材料を施すこ とによって、若しくは、ハンダ付けペーストの上の部分のはんだ（図示せず）を リフローすることによって、成され、ハンダ付けペーストの高さを増し、次に、 通常知られた任意の従来技術によって、電気的接続が成される。他の実施例とし ては、そのハンダ付けペーストは、その周囲のグラスペーストと同じか、それ以 上に高さが高い。この実施例において、ハンダ付けペーストへの電気的接続は、 通常知られた任意の従来技術によって成され得る。 図１において、本発明の第３主要工程段階３０で、ペーストを熱処理する。製 造業者におけるそのペーストの所定の使用は、本発明の使用と異なるので、使用 される熱処理は、その製造業者の推奨する熱処理プロファイルと異なる。試験と しての工程のために、プログラム可能な制御装置を有するボックス炉（box furn ace）（これは従来から知られている）が、そのパッケージングベースを熱処理 するのに使用される。好適には、ベルト炉（belt furnacc）（これも従来から知 られている）が、温度プロファイルのその固有のより良い制 御のためにパッケージベースを熱処理するのに使用されるべきである。より詳細 には、その熱処理プロファイルは、約350±10℃で約90分間の固有のバーンアウ ト（burnout）段階、約600±5℃で約3〜18分間のピーク温度での段階、約535±1 0℃で約20〜30分間のアニール（anneal）段階および室温へ戻す冷却段階、を含 む。 図１、９では、第４主要工程段階４０がパッケージベース１１４上へシールリ ング１３０を適用する。第１の実施例では、パッケージベース１１４のそのリッ ドにはんだで封止される部分では、はんだ湿潤材料が、パッケージベース１１４ のシーリング領域１１８およびそのリッドに適用される。好適には、シールリン グ１３０は、ハンダ付けペーストである。より詳細には、ハンダ付けペーストは 、パッケージベース１１４上にスクリーン印刷され、熱処理される銀ペーストで ある。パッケージベース１１４は、好適実施例において、約615〜620℃で熱処理 されるので、そのシールリング１３０は、パッケージングベース１１４にダメー ジを与えることを防止するために、これよりも低い温度で熱処理されなければな らない。Ｆerro、＃３３５０および＃３３−２４６によって製造される２つのペ ーストが、パッケージベース１１４と実質的に反応することなく、約400℃で熱 処理されるのに使用される。はんだは、標準的なはんだディップの熱処理された シールリング１３０に実質的に適用され、若しくは、従来のリフロー工程（図示 せず）に適用する。また、従来のシーリング領域にあらかじめ付着されたはんだ を有するセラミックおよび金属リッドは、実際に、市販されている。 第２および前記実施例において、パッケージベース１１４が、グラスフリット でリッドに封止される場合では、低温グラスフリットシールリング１３０が、パ ッケージベース１１４のリーリング領域１１８、リッドまたはその両方上に適用 される。そのリッドは、パッケージベース１１４上に位置付けられ、その内に常 圧を適用する。次に、リッドおよびパッケージベース１１４は、グラスフリット が完全にそのパッケージを封止するようリフローするまで、熱処理される。より 詳細には、このリフローは、そのパッケージが、約10分間、約330℃に熱せられ たときに、起こる。 第３の実施例としては、パッケージベース１１４が、リッドへの溶接によるつ なぎまたは耐性材料（resistance）によって封止される場合では、あらかじめ形 成された金属（例えば、合金４７）のシールリング１３０が、パッケージベース １１４上に付着せられる。より詳細には、シールリング１３０の付着は、高温は んだまたは低温ろう付け（braze）（約615℃〜620℃以下の温度）によって、実 行される。セラミックパッケージに金属リングをはんだ付けおよびろう付けする ことは、従来の技術である。典型的に、金属リッドが、耐性材料または溶接によ るつなぎのために使用される。これらのリッドは、当業界において既知であり、 既に市販されている。しかしながら、耐性材料または溶接によるつなぎは、余分 なコストの付加によってシールリングおよび多くの追加の工程段階が実行される ために、そのパッケージのコストに充分に加わってしまうことを認識するべきで ある。 第４の実施例において、パッケージベース１１４がエポキ シを有するリッドに封止される場合では、エポキシシールリング１３０が、パッ ケージベース１１４、リッドおよびその両方に適用される。エポキシによる封止 は、当業界において既知であり、ＤuＰontのような会社からすでに市販されてい る。しかしながら、一般に、エポキシは密封をもたらさないことを認識すべきで ある。ゆえに、エポキシは、密閉性が厳密に要求されない場合にのみ使用される べきである。 好適には、この段階４０の前または後において、リードフレーム１００は、選 択的に汚染を最小限にするようにめっきされ、パッケージに内側の電気的接続を 改善し、並びにパッケージの外側のはんだ付けを改善する。リードフレーム１０ ０は、チタン鉛または金めっきのような、はんだ付け金属でめっきし、それによ ってはんだ付け性を改善し得る。 図１０によると、シールリング１３０が、この段階４０で適用された後、パッ ケージを封止する前に、パッケージされるべき電気的コンポーネント１１２は、 パッケージベース１１４上に、はんだ、ワイヤボンドまたは導電接着材料１３４ を用いて搭載される。これは、当業界において既知の様々な搭載技術の任意のも のによってなされ得る。リード１０６へのたった４つの電気的接続が本発明にお いて実行されるが（図１３の１２０に示される）、リード１０６の数は、より少 なく、若しくはより多く本発明に組込まれ得ることを認識されたい。 図１、１１において、第５の主要工程段階５０が、リッド１８を用いて、パッ ケージベース１１４を封止する。好適には、リッド１８をパッケージベース１１ ４に接続する際、封 止工程は内部環境内で処理される。第１の実施例において、はんだによる封止が 使用される場合には、製造業者に推奨される手順または当業界において既知の標 準的プロセスが、首尾よく使用され得る。はんだによる封止の典型的な封止プロ ファイルは、約320℃で、約２〜３分間である。第２におよび好適な実施例とし ては、グラスフリット封止が使用される場合において、封止のために製造業者が 推奨する手順が、続けられる。好適には、京セラ（東京にある）のリッドが本発 明において使用される場合、その封止の手順は、約330±10℃で、約10分間、実 行され、次に、約-40℃/分に等しいか、またはそれ以下の速度冷却が続く。第３ の実施例においては、耐性材料の溶接または溶接によるつなぎが使用される場合 、その製造業者の推奨する手順または当業界において既知の標準的プロセスが、 首尾よく使用され得る。第４の実施例において、エポキシ封止が使用される場合 、その製造業者の推奨する手順または当業界において既知の標準的プロセスが、 首尾よく使用され得る。典型的に、エポキシシールリングを用いたリッドの封止 プロファイルは、約150℃で、約１〜２分間である。 当業者に理解されるとおり、上記工程段階および接着材料の様々な組合せが、 パッケージベースへのリッドの封止に、使用され得る。 図１、１２において、最後の主要な工程段階６０では、リードフレーム１００ から完成されたパッケージ１１６を個別化する。この段階６０では、リードフレ ーム１００の残りの不要な部分からパッケージ１１６の個別化または分離化をも た らす。好適には、デバイスがこの個別化段階６０に使用され、米国イリノイ州の Ｄial Ｔool ＆ Ｍfg．Ｃorp.などの装置およびダイマーカによって製造される もののように、型抜きの道具に成り得る。個別化の後、パッケージされた電気的 デバイスは、電気的テストをなされる。 一実施例として、リード１０６は、リードフレーム１００の周囲付近に１３２ で切り取られ（図１３に示される）、搭載する必要物（repuirments）ごとに所 定の形に成形される。この実施例においては、リード１０６は、リードフレーム １００から電子デバイスの自動個別化の間またはその後に曲げられ、それによっ て、カスタマ搭載要求物（customer mounting requirments）に合うようにする 。標準的なリードの形は、当業界において既知のように、本発明によっての達成 され得る。これらの形は、例えば：スルーホール（through-hole）、ストレート （straight）、ガルウィング（gullwing）、突きあわせ（butt-joint）およびＪ 形（Ｊ-shaped）のリードを含む（図１２に示される）。 他の実施例としては、リードフレーム１００に接続するリード１０６は、パッ ケージベース１１４とフラッシュされ（flush）、付加的なコンタクトパッドが パッケージベース１１４の底側上に露出され、リードのない、かつ表面に搭載可 能なパッケージ１１６への外側の電気的接続をもたらす。 本発明において、グラスペーストを考慮に入れ、４つの厳密なパラメータがあ る、即ち；粘性、固体搭載（solid loading）、熱処理プロファイル、および熱 処理後の、特に、リードフレームのギャップ領域における気泡の削減である。 上述のとおり、これらの項目は、制御良くなされるべきである。 図１２において、低コストのグラス／金属パッケージ１１６が示されている。 また、図１３の中心付近の部分が、接続シールリング１３０を有するパッケージ ベース１１４を示すパッケージの低い部分を表す。そのパッケージ１１６は、リ ードフレーム１００、熱処理されたはんだ付けペースト１２０およびグラスペー スト１２２、リッド１０８およびシールリング１３０、から構成される。好適実 施例としては、リードフレーム１００は、合金４７から成る。この実施例におい ては、リードフレーム１００は、複数のリード１０６を含む。リードフレーム１ ００は、リードフレーム１００の上面１０２に、複数の電気的接続領域１２４に おいて、接続する熱処理後のはんだ付けペースト１２０を有する。熱処理された グラスペースト１２２は、実質的に、熱処理後のはんだ付けペースト１２０およ び露出されたリード１０６を残して、リードフレーム１００の中央付近部分を取 囲む。その熱処理後のグラスペーストは、実質的に、リードフレーム１００の中 央付近部分にある全てのギャップに満たされる。シールリング１３０が、熱処理 されたグラスペースト１２２の上面１３６に接続され、リッド１０８が、シール リング１３０に接続せられる。そのリッド１０８、シールリング１３０およびパ ッケージベース１１４は、パッケージ１１６の内部空間１１０の決定する。電子 コンポーネント１１２（例えば、圧電構成要素）が搭載され、熱処理後のはんだ 付けペースト１２０に、従来既知の技術により接着され、それによって、そのコ ンポーネ ントは、機械的に内部空間１１０内に固着されるが、外部の電気的接続への経路 を有する。そのコンポーネント１１２は、熱処理後のはんだ付けペースト１２０ を介してリードフレーム１００の外側リード１０６に電気的に接続する。 付加的に、熱処理後のはんだ付けペーストが、リードフレームの底側面に接続 され、熱処理後のグラスペースト（図示せず）を介して露出される。この付加に おいて、リードは、実質的に、パッケージベースとフラッシュして切断され、そ れによって、表面搭載パッケージを決定する。この形態において、そのコンポー ネントへの外部接続が、直接的に、電子コンポーネントへ熱処理後のはんだ付け ペーストを介してされ得る。この付加は、手動および自動より簡単なリードの無 い表面搭載パッケージになるという利点を有する。 リード１０６は、カスタマ搭載要求物に合うように成形される。標準リード形 （当業界で既知である）は、本発明によって達成され得る。これらの形は、例え ば：スルーホール（through-hole）、ストレート（straight）、ガルウィング（ gullwing）、突きあわせ（butt-joint）およびＪ形（Ｊ-shaped）のリードを含 む（図１２に示される）。 そのシールリング１３０は、グラスフリット、はんだでコーティングされた熱 処理後のはんだ付けペースト、エポキシ、およびはんだまたはろう付けによって パッケージ１１６へ溶接される成形済み金属リング、の内の少なくとも１つから 構成される。はんだの実施例としては、リッド１０８は、グラス、セラミックま たは金属で有り得る。グラスまたはセラミックリッドが使用される場合、はんだ 付けの界面は、リッドの 封止領域においてリッドの中で熱処理されなければならない。はんだ付きのリッ ドは当業界において既知であり、既に市販されている。好適には、そのシールリ ングはグラスフリットである。また、エポキシで封じられるパッケージは、密閉 されていないことを認識されたい。 本発明の利点は、低コスト材料、材料の熱的な良適合性、自動化された組立の 頑強性、イールドおよび組立工程簡単化のためのコスト節約の改善、および非常 に低いプロファイル、を基にしている。より詳細には、使用されるペーストは、 連続的表面に良い印刷特性および、厚さの均一性、高パターン分析（high patte rn resolusion）および完全なギャップの充填をもたらす。そのペーストの乾燥 および熱処理工程は、グラスの焦げた残さなしに、完全に有機性ビークル燃焼（ organic vehicle burn-out）をもたらす。リードフレームをあらかじめ成形する ことは、効果的にグラスの中の気泡の形成を除去し、金属とグラスとの間の表面 エネルギの差異が低い値を示す溶融グラス（molten glass）によって、リードフ レーム表面の良い濡れ性を維持する。本発明に使用されるペーストは、熱処理の 間に制御されたグラスフローをもたらし、グラス表面がスムーズに形成され、欠 陥および気泡の無いグラス表面をもたらすが、電気的コンタクトパッド上に、若 しくはギャップを介したグラスフローはもたらさない。さらに、本発明は、グラ ス／金属界面の間に良い接着性をもたらし、良い材料結合および強い化学接合を 示す。さらに、熱処理後、そのリードフレームは、柔軟性を保持し、グラス／金 属界面に微細欠陥をもたらすことがない。 また、本発明は、両サイドパッケージをもたらすのに使用され得る。即ち、パ ッケージベースの両面上に電子コンポーネントおよびリッドが搭載されるもので ある。同時に、コンポーネントおよびリッドが、一方の面上に搭載され、ポッチ ングコンパウンド（potting compound）でコーティングされているコンポーネン トは、他方の面上に搭載される。他の配置としては、電気的コンポーネントを使 用し、どちらかの面上に搭載する保護カバーを有する、若しくは有しないことも 可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャウダーリ，ピーッシュ アメリカ合衆国イリノイ州パラチネ、パノ ラマ・ドライブ・ナンバー３ビー816 (72)発明者 ヤマモト，ジョイス・ケー アメリカ合衆国ニュー・メキシコ州アルバ カークー、トランウェイ・テラス・コネチ カット・エヌ・イー2408 (72)発明者 ミエセム，ロス・エー アメリカ合衆国ニュー・メキシコ州アルバ カークー、クレストライン・アベニュー・ エヌ・イー12513

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． グラス／金属パッケージを製造する方法であって： キャビティを有するリッドおよびセルのアレイを含む金属リードフレームを準 備する段階であって、当該リードフレームは上面および底面および複数のリード を有する、ところの段階； 前記リードフレーム上にはんだ付けペーストおよびグラスペーストをスクリー ン印刷する段階であって、 当該はんだ付けペーストは、前記リードフレーム上の複数の電気的接続部分 に適用され、 当該グラスペーストは、前記はんだ付けペーストおよび露出された前記リー ド以外のリードフレームの中心付近部分をカバーするように適用され、前記リー ドフレームの前記カバーされた部分は、パッケージベースを決定する、 ところの段階； 前記パッケージベースを熱処理する段階； 前記パッケージベースおよび前記リッドの少なくとも１つの封止領域上に、シ ールリングを施す段階； 前記リッドおよび前記パッケージベースを封止する段階であって、当該リッド およびパッケージベースは封止されたパッケージを決定する、ところの段階；お よび 前記リードフレームから前記パッケージを個別化する段階； から構成されることを特徴とする方法。 ２． 請求項１記載の方法であって、 前記第１段階の後、さらに前記リードフレームをあらかじ め処理する段階を構成し、それによって、実質的に、当該リードフレームはガス 抜きされ、かつ当該リードフレーム上の酸化膜が、グラスペーストにより、当該 リードフレームの濡れ性が維持されるように、制御される、 ことを特徴とする方法。 ３． 請求項１記載の方法における前記スクリーン印刷段階であって： 前記リードフレームの底面上に接着材裏塗りを施す段階； 前記リードフレーム上の複数の電気的接続部分にはんだ付けペーストを適用し 、かつ該はんだ付けペーストを乾燥させる段階； 前記リードフレームにある全てのギャップに前記はんだ付けペーストを実質的 に充填し、かつ該はんだ付けペーストを乾燥させる段階； 前記はんだ付けペーストおよび前記露出されたリード以外の当該リードフレー ムの上面にグラスペーストを適用し、かつ該グラスペーストを乾燥させる段階； 前記裏塗り接着剤を除去する段階；および 前記露出されたリード以外の前記リードフレームの底面にグラスペーストを適 用し、かつ該グラスペーストを乾燥させる段階； から構成されることを特徴とする方法。 ４． 請求項１記載の方法であって、 熱処理段階の前に前記はんだ付けペーストおよびグラスペーストを乾燥させる ことを含むスクリーン印刷段階から成る、 ことを特徴とする方法。 ５． 請求項１記載の方法であって、 前記スクリーン印刷段階は、前記リードフレームの底面上にはんだ付けペース トをスクリーン印刷することと、前記露出されたはんだ付けペースト以外の前記 リードフレームの底面上にグラスペーストをスクリーン印刷することとを、を含 み、かつ 前記個別化段階は、前記パッケージベースを実質的にフラッシュして、前記リ ードを切断することを含み、それによって、表面搭載パッケージを決定する、 ことを特徴とする方法。 ６． グラス／金属パッケージを製造する方法であって： キャビティを有するリッドおよびセルのアレイを含む金属リードフレームを準 備する段階であって、当該リードフレームは上面および底面および複数のリード を有する、ところの段階； 当該リードフレームの底面上に接着材裏塗りを施す段階； 当該リードフレーム上の複数の電気的接続部分にはんだ付けペーストをスクリ ーン印刷し、かつ該はんだ付けペーストを乾燥させる段階； 当該リードフレームにある全てのギャップに前記グラスペーストを実質的に充 填し、かつ該はんだ付けペーストを乾燥させる段階； 前記はんだ付けペーストおよび前記露出されたリード以外の当該リードフレー ムの上面にグラスペーストをスクリーン印刷し、かつ該グラスペーストを乾燥さ せる段階； 前記裏塗り接着剤を除去する段階； 前記露出されたリード以外の当該リードフレームの底面にグラスペーストをス クリーン印刷し、かつ前記ペーストおよび前記リードフレームがパッケージベー スを決定する段階； 前記パッケージベースを熱処理する段階； 前記パッケージベースおよび前記リッドの少なくとも１つの封止領域上に、グ ラスフリットシールリングを施す段階； 前記リッドおよび前記パッケージベースを封止する段階であって、当該リッド およびパッケージベースは封止されたパッケージを決定する、ところの段階；お よび 前記リードフレームから前記パッケージを個別化する段階； から構成されることを特徴とする方法。 ７． 請求項６に記載の方法であって、 前記裏塗り接着剤を除去した後、 前記リードフレームの底面上にはんだ付けペーストをスクリーン印刷すること を含むスクリーン印刷段階から成り； 前記リードフレームの前記底面上にグラスペーストをスクリーン印刷する段階 は、前記露出されたはんだ付けペースト以外を含み； 前記個別化の段階は、前記パッケージベースをフラッシュして、実質的に前記 リードを切断し、それによって、表面搭載パッケージを決定する、ことを含む； ことを特徴とする方法。 ８． 電子コンポーネントのグラス／金属パッケージであって： 複数のリードを有するリードフレーム； 熱処理後のはんだ付けペーストであって、当該はんだ付けペーストは前記リー ドフレームの上面の複数電気的接続部分に施される； 熱処理後のグラスペーストであって、当該グラスペーストは、実質的に前記熱 処理後のはんだ付けペーストおよび露出されたリード以外の前記リードフレーム の中央付近部分を取囲むように、前記リードフレーム上に位置付けられ、それに よって、パッケージベースを決定し、かつ当該熱処理後のグラスペーストによっ て、実質的に、前記リードフレームの前記中央付近部分にある全てのギャップを 充填する、ことを特徴とする熱処理後のグラスペースト； シールリングであって、当該シールリングは、前記熱処理後のグラスペースト の上表面およびリッドの間に接続され、前記リッド、シールリングおよび前記パ ッケージベースの上表面は、前記パッケージの封止された内部空間を決定し、前 記リッド、シールリングおよびパッケージベースはパッケージを決定する、こと を特徴とするシールリング；および 電子コンポーネントであって、当該電子コンポーネントは、前記はんだ付けペ ーストに搭載され、それによって、当該コンポーネントは内部空間内に囲まれ、 当該コンポーネントは、前記はんだ付けペーストを介して当該リードフレームの リードに電気的に接続される、ことを特徴とする電子コンポーネント； から構成されることを特徴とするグラス／金属パッケージ。 ９． 請求項８記載のパッケージであって、 前記リールリングは、グラスフリット、はんだでコーティ ングされた熱処理後のはんだ付けペースト、エポキシおよび前記パッケージに溶 接されたあらかじめ成形された金属リングから成るグループの内少なくとも１つ から選択される、 ことを特徴とするパッケージ。 １０．請求項８記載のパッケージであって、 さらに、前記リードフレームの前記底面に接続される熱処理後のはんだ付けペ ーストから成り、前記熱処理後のグラスペーストを介して露出され、前記リード は、実質的に前記パッケージベースとフラッシュし、それによって、表面搭載パ ッケージを決定する ことを特徴とするパッケージ。