JPH1167950A - 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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JPH1167950A
JPH1167950A JP9229647A JP22964797A JPH1167950A JP H1167950 A JPH1167950 A JP H1167950A JP 9229647 A JP9229647 A JP 9229647A JP 22964797 A JP22964797 A JP 22964797A JP H1167950 A JPH1167950 A JP H1167950A
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JP
Japan
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frame
metal
electronic component
metallized
ceramic base
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JP9229647A
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English (en)
Inventor
Harumi Takeoka
治己 竹岡
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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
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/851Dispositions of multiple connectors or interconnections
    • H10W72/874On different surfaces
    • H10W72/884Die-attach connectors and bond wires
    • 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
    • H10W90/731Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
    • H10W90/734Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電子部品を収容する容器の気密封止の信頼性が
低い。 【解決手段】上面外周部に枠部2を有するセラミックス
基体1と、該枠部2上面に被着された枠状のメタライズ
金属層7と、該メタライズ金属層7にロウ付けされた金
属枠体8と、該金属枠体8に溶接される金属製蓋体3と
から成り、内部に電子部品4を気密に収容する電子部品
収納用パッケージであって、前記金属枠体8の200〜
800℃における熱膨張係数が7.5×10-6/℃以下
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子や水晶振
動子、弾性表面波素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、半導体素子や水晶振動子、弾性表
面波素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、上面外周部に枠部を有するセラミ
ックス基体と、該セラミックス基体の枠部内側から外側
にかけて導出するタングステン、モリブデン、マンガン
等の高融点金属粉末から成るメタライズ配線層と、セラ
ミックス基体の枠部上面に取着され、鉄ーニッケルーコ
バルト合金や鉄ーニッケル合金等から成る金属製蓋体と
から構成されており、セラミックス基体の枠部内側に半
導体素子や水晶振動子等の電子部品を収容するとともに
該電子部品の各電極をボンディングワイヤを介して所定
のメタライズ配線層に接続し、しかる後、セラミックス
基体の枠部上面に金属製蓋体を溶接し、セラミックス基
体と金属製蓋体とから成る容器内部に電子部品を気密に
封止することによって最終製品としての電子装置とな
る。
【0003】なお、前記従来の電子部品収納用パッケー
ジは通常、酸化アルミニウム質焼結体等から成るセラミ
ックス基体の枠部上面に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る金属枠体を予め
銀ロウ等のロウ材を介して取着させておき、該金属枠体
に金属製蓋体をシームウエルド法等により溶接させるこ
とによって金属製蓋体はセラミックス基体の上面に取着
され、これによってセラミックス基体と金属製蓋体とか
ら成る容器の内部が気密に封止される。
【0004】また前記セラミックス基体の枠部上面への
金属枠体の取着はまずセラミックス基体の枠部上面に金
属枠体より若干大きめの面積にタングステン、モリブデ
ン、マンガン等の高融点金属粉末から成るメタライズ金
属層を従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用
することによって被着形成しておき、次に前記メタライ
ズ金属層上に銀ロウ等のロウ材と金属枠体とを順次載置
させ、最後に前記ロウ材に約800℃の温度を印加し、
ロウ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、近時、
電子機器はその小型化が急激に進み、該電子機器に実装
される電子装置、強いては電子部品収納用パッケージも
極めて小型のものが要求されるようになり、セラミック
ス基体の上面外周部に形成されている枠部の幅は0.4
mm程度と薄くなって枠部の機械的強度が弱いものにな
るとともに枠部上面に被着されているメタライズ金属層
の被着面積も狭く、被着強度が極めて弱いものとなって
きた。
【0006】そのためこの電子部品収納用パッケージに
おいて、セラミックス基体の枠部内側に半導体素子や水
晶振動子等の電子部品を収容するとともに枠部上面の金
属枠体に金属製蓋体を溶接により取着し電子装置を製作
する際、金属枠体のみが約700℃の高温となるととも
に金属枠体の200〜800℃における熱膨張係数が約
11×10-6/℃と大きいためセラミックス基体の枠部
に比して大きく熱膨張、熱収縮してセラミックス基体の
枠部と金属枠体との間に応力が発生し、これがメタライ
ズ金属層の外側に集中作用してメタライズ金属層をセラ
ミックス基体の枠部上面より剥離させたり、機械的強度
の弱い枠部、特に枠部の基部に作用して枠部にクラック
や割れ等を発生させたりして容器の気密封止が破れ、そ
の結果、容器の内部に収容する電子部品を長期間にわた
り正常、かつ安定に作動させることができないという欠
点を有していた。
【0007】本発明は容器の気密封止を完全とし、容器
の内部に収容される電子部品を長期間にわたり正常、か
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。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上面外周部に
枠部を有するセラミックス基体と、該枠部上面に被着さ
れた枠状のメタライズ金属層と、該メタライズ金属層に
ロウ付けされた金属枠体と、該金属枠体に溶接される金
属製蓋体とから成り、内部に電子部品を気密に収容する
電子部品収納用パッケージであって、前記金属枠体の2
00〜800℃における熱膨張係数が7.5×10-6
℃以下であることを特徴とするものである。
【0009】また本発明は、前記金属枠体が銅ータング
ステン合金、銅ーモリブデン合金、タングステン、モリ
ブデンの少なくとも1種からなることを特徴とするもの
である。
【0010】本発明の電子部品収納用パッケージによれ
ば、セラミックス基体の枠部上面にロウ付け取着されて
いる金属枠体を銅ータングステン合金、銅ーモリブデン
合金、タングステン、モリブデン等から成る200〜8
00℃における熱膨張係数が7.5×10-6/℃以下の
金属材料で形成したことから金属枠体に金属製蓋体をシ
ームウエルド法等により溶接する際、金属枠体は大きく
熱膨張、熱収縮することはなく、その結果、セラミック
ス基体の枠部と金属枠体との間に大きな応力が発生し、
該応力によってセラミックス基体の枠部にクラックや割
れ等を発生したり、メタライズ金属層が枠部より剥離し
たりするのを有効に防止することが可能となり、これに
よってセラミックス基体と金属製蓋体とから成る容器の
気密封止の信頼性を極めて高いものとして、容器内部に
収容される電子部品を長期間にわたり正常、かつ安定に
作動させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】次に本発明を添付図面に基づき詳
細に説明する。図1及び図2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は上面外周部に枠部2を有
するセラミックス基体、3は金属製蓋体である。この枠
部2を有するセラミックス基体1と金属製蓋体3とで内
部に半導体素子4を収容するための容器が構成される。
【0012】前記上面外周部に枠部2を有するセラミッ
クス基体1は酸化アルミニウム質焼結体やムライト質焼
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から成り、その枠部2内側の
セラミックス基体1上面中央部には半導体素子4が載置
される載置部1aが設けてあり、該載置部1aには半導
体素子4がロウ材、ガラス、樹脂等の接着剤を介して取
着される。
【0013】前記上面外周部に枠部2を有するセラミッ
クス基体1は例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成
る場合、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウ
ム、酸化カルシウム等に適当な有機溶剤、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を採用することによっ
てグリーンシート(生シート)を形成し、しかる後、前
記グリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに
複数枚積層し、高温(約1800℃)で焼成することに
よって製作される。
【0014】また前記セラミックス基体1には枠部2の
内側からセラミックス基体1の下面にかけて導出する複
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の枠部2内側には半導体素子4の電極
がボンデイングワイヤ6を介して電気的に接続され、ま
たセラミックス基体1の下面に導出した部位は外部電気
回路基板の配線導体(不図示)が半田等を介して電気的
に接続される。
【0015】前記セラミックス基体1に設けた複数個の
メタライズ配線層5はタングステン、モリブデン、マン
ガン等の金属粉末から成り、該メタライズ配線層5は半
導体素子4の各電極を所定の外部電気回路に電気的に接
続する作用をなす。
【0016】前記メタライズ配線層5は例えば、タング
ステン等の金属粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得
た金属ペーストをセラミックス基体1となるグリーンシ
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って枠部枠部2内側か
らセラミックス基体1の下面にかけて所定パターンに被
着導出される。
【0017】なお、前記メタライズ配線層5はその露出
する外表面にニッケル、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リ1.0乃至2
0.0μmの厚みに被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とボンデイングワイヤ6との接続及び
メタライズ配線層5と外部電気回路基板の配線導体との
接続を強固なものとなすことができる。従って、前記メ
タライズ配線層5の表面にはニッケル、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20.0μmの厚みに被着させておくことが
好ましい。
【0018】また前記セラミックス基体1の枠部2上面
にはメタライズ金属層7が被着形成されており、該メタ
ライズ金属層7には金属枠体8がロウ材9を介してロウ
付けされている。
【0019】前記セラミックス基体1の枠部2上面のメ
タライズ金属層7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、該メタライズ金属層7
は金属枠体8をセラミックス基体1にロウ付けする際の
下地金属層として作用する。
【0020】前記メタライズ金属層7はタングステン等
の金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た
金属ペーストをセラミックス基体1と成るグリーンシー
ト上に従来周知のスクリーン印刷法等により予め所定厚
み、所定パターンに印刷塗布しておくことによってセラ
ミックス基体1の枠部2上面に枠状に被着形成される。
【0021】なお、前記メタライズ金属層7はその露出
する外表面にニッケル、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リ1.0乃至2
0.0μmの厚みに被着させておくとメタライズ金属層
7の酸化腐食を有効に防止することができるとともにメ
タライズ金属層7と金属枠体8とのロウ付けを強固なも
のとなすことができる。従って、前記メタライズ金属層
7の表面にはニッケル、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2
0.0μmの厚みに被着させておくことが好ましい。
【0022】更に前記メタライズ金属層7にロウ材9を
介してロウ付けされる金属枠体8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る金属
製蓋体2をセラミックス基体1に取着する際の下地金属
部材として作用し、金属枠体8に金属製蓋体2をシーム
ウエルド法等により溶接することによって金属製蓋体2
はセラミックス基体1の枠部2上に取着される。
【0023】前記金属枠体8は銅ータングステン合金、
銅ーモリブデン合金、タングステン、モリブデン等の2
00〜800℃における熱膨張係数が7.5×10-6
℃以下の金属材料により形成されており、金属枠体8の
200〜800℃における熱膨張係数を7.5×10-6
/℃以下としたことから金属枠体8に金属製蓋体3をシ
ームウエルド法等により溶接する際、金属枠体8が大き
く熱膨張、熱収縮してセラミックス基体1の枠部2と金
属枠体8との間に大きな応力が発生することはなく、そ
の結果、前記応力によってセラミックス基体1の枠部2
にクラックや割れ等を発生したり、メタライズ金属層7
が枠部2より剥離したりすることは殆どなく、これによ
ってセラミックス基体1と金属製蓋体3とから成る容器
の気密封止の信頼性が極めて高いものとなり、容器の内
部に収容する半導体素子4を長期間にわたり正常、かつ
安定に作動させることが可能となる。
【0024】前記金属枠体8はその200〜800℃に
おける熱膨張係数が7.5×10-6/℃を超えると金属
枠体8に金属製蓋体3をシームウエルド法等により溶接
する際、セラミックス基体1の枠部2と金属枠体8との
間に大きな応力が発生し、該応力によってメタライズ金
属層7に剥離を発生させたり、枠部2にクラック等が発
生したりしてしまう。従って、前記金属枠体8はその2
00〜800℃における熱膨張係数が7.5×10-6
℃以下に特定される。
【0025】また前記金属枠体8は、例えば、銅ータン
グステン合金で形成されている場合、タングステン及び
銅粉末を所定形状の金型内に充填してプレス成形して枠
状の成形体を得、しかる後、これを高温(約1250〜
1350℃)で焼成することによって所定の枠状に形成
される。
【0026】前記金属枠体8は更にセラミックス基体1
の枠部2上面に設けたメタライズ金属層7にロウ材9を
介してロウ付けされ、該ロウ材9としては例えば、銀ー
銅合金等の銀ロウ材が使用される。
【0027】前記銀ロウ材から成るロウ材9を介しての
金属枠体8とメタライズ金属層7とのロウ付け取着は、
メタライズ金属層7上に予め所定の枠状に打ち抜き加工
されたロウ材9と金属枠体8とを順次載置させ、しかる
後、これを約850℃の温度に加熱し、ロウ材9を加熱
溶融させることによって行われる。
【0028】かくして上述のパッケージによればセラミ
ックス基体1の枠部2内側に位置する載置部1aに半導
体素子4をロウ材、ガラス、樹脂等の接着剤を介して取
着するとともに該半導体素子4の各電極をボンデイング
ワイヤ6を介してメタライズ配線層5に電気的に接続
し、しかる後、セラミックス基体1の枠部2上面にロウ
付けした金属枠体8に金属製蓋体3をシームウエルド法
等により溶接し、上面外周部に枠部2を有するセラミッ
クス基体1と金属製蓋体3とから成る容器内部に半導体
素子4を気密に封止することによって最終製品としての
電子装置となる。
【0029】なお、本発明は上述したパッケージに限定
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
ではセラミックス基体1の下面に導出するメタライズ配
線層5を直接、外部電気回路基板の配線導体に接続する
と説明したが、メタライズ配線層5に外部リード端子を
予めロウ付けしておき、該外部リード端子を外部電気回
路に接続させることによって容器の内部に収容される電
子部品を外部電気回路に接続されるようにしておいても
よい。
【0030】
【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、セラミックス基体の枠部上面にロウ付け取着され
ている金属枠体を銅ータングステン合金、銅ーモリブデ
ン合金、タングステン、モリブデン等から成る200〜
800℃における熱膨張係数が7.5×10-6/℃以下
の金属材料で形成したことから金属枠体に金属製蓋体を
シームウエルド法等により溶接する際、金属枠体は大き
く熱膨張、熱収縮することはなく、その結果、セラミッ
クス基体の枠部と金属枠体との間に大きな応力が発生
し、該応力によってセラミックス基体の枠部にクラック
や割れ等を発生したり、メタライズ金属層が枠部より剥
離したりするのを有効に防止することが可能となり、こ
れによってセラミックス基体と金属製蓋体とから成る容
器の気密封止の信頼性を極めて高いものとして、容器内
部に収容される電子部品を長期間にわたり正常、かつ安
定に作動させることができる。
【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
す断面図ある。
【図2】図1に示すパッケージの要部拡大断面図であ
る。
【符号の説明】
1・・・・・セラミックス基体 2・・・・・枠部 3・・・・・金属製蓋体 4・・・・・半導体素子(電子部品) 5・・・・・メタライズ配線層 7・・・・・メタライズ金属層 8・・・・・金属枠体 9・・・・・ロウ材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上面外周部に枠部を有するセラミックス基
    体と、該枠部上面に被着された枠状のメタライズ金属層
    と、該メタライズ金属層にロウ付けされた金属枠体と、
    該金属枠体に溶接される金属製蓋体とから成り、内部に
    電子部品を気密に収容する電子部品収納用パッケージで
    あって、前記金属枠体の200〜800℃における熱膨
    張係数が7.5×10-6/℃以下であることを特徴とす
    る電子部品収納用パッケージ。
  2. 【請求項2】前記金属枠体が銅ータングステン合金、銅
    ーモリブデン合金、タングステン、モリブデンの少なく
    とも1種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。
JP9229647A 1997-08-26 1997-08-26 電子部品収納用パッケージ Pending JPH1167950A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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