JPS6032773Y2 - 気密端子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はパワートランジスタ等の半導体装置用ステムな
どに使用される気密端子に関するものである。

例えば、パワートランジスタの一般例を第１図及び第２
図に示すと、１はステム、２は金属キャップである。

ステム１は鉄系のステム基板（金属環）３の要所に穿設
したリード封着孔４に鉄−ニッケル合金等のリード線５
をガラス６で封止したハーメチックシール構造の気密端
子で、ステム基板３の上面にトランジスタのペレット７
が半田付けされ、このペレットの表面電極とリード線５
とに金属組線８をボンディングして両者を電気的に接続
している。

そして、ペレット７とリード線５を被冠してステム基板
３の上面に鉄系の金属キャップ２の開口端部を低抗溶接
して気密端子している。

上記ステム１のリード線ガラス封止はグラファイト製の
封着治具を用いて約１０００℃の高温雰囲気の中で行わ
れるが、この時にステム基板３も鉄系素地のままである
と封着治具から遊離したカーボンがステム基板３やリー
ド線５の鉄系結晶粒界内に入り込む浸炭現象が生じて、
ステム基板３へのペレットの半田付は性が悪くなり、又
、リード線５への金属細線８のホスディングが悪くなる
。

そこで、この問題を解決するため、従来は次のメッキ処
理を行っていた。

即ち、リード線５のガラス封着前にステム基板３の全表
面に了め電気ニッケルメッキを施して、ガラス封着時の
浸炭現象を防止していた。

しかし、このようにすると封着されるガラス６とステム
基板３との封着界面に電気ニッケルメッキが介在されて
、ガラス６の封着性が悪くなり、気密性が劣下する問題
点があった。

又、別のメッキ処理として、リード線５の封着前にステ
ム基板３の全表面にガラスとの封着性の良い銅メッキを
施し、そしてガラス封着後更に電気ニッケルすることに
より前記浸炭現象を防止すると共に、ガラス６の封着性
を改善したものが提案されている。

しかし、この銅メッキの場合、後工程で金属キャップ２
をステム基板３上に低抗溶接する時、この溶接部分に導
電性の良い銅メッキがあるとこの銅メッキが溶融せず、
表面の電気ニッケルメッキのみがキャップ２と溶接され
やすく、溶接強度に問題がある。

一方、銅メッキを溶融するために溶接電流を大きくする
と溶接時の熱で銅メッキが容けてこれが湯玉となって周
囲に飛散し、ペレットに付着してペレット７の特性を劣
下させる問題点があった。

本考案は上記従来の問題点に鑑み、これを解決したもの
で、予め全面に銅メッキを施した鉄系の金属環に溶接リ
ングをロウ付けした気密端子を提供する。

以下、本考案を各実施例でもって説明する。

例えば、上記トランジスタ用ステムに適用した例を第３
図に示すと、本考案は鉄系のステム基板３の全表面に予
め銅メッキ９を施してから、リード線５をガラス封着し
、その後ステム基板３の上面の溶接部分に鉄系の溶接リ
ング１０をロウ付けしてから、このステム１′の全表面
に例えば電気ニッケルメッキ、無電解ニッケルメッキ等
の仕上げメッキ１１を形成する。

この場合、溶接リング１０のロウ付けに使用するロウ材
はガラス６の融点つより低い融点、例えば約７８０℃の
銀ロウを使用すればよい。

又、溶接リング１０はガラス６の封着と同時にステム基
板３にロウ付けすることも可能で、この時はガラス６の
封着温度（約１０００℃）に近い融点のロウ材、例えば
融点が約９８０℃のニッケルーリン合金系のロウ材を使
用する。

尚、ガラス封着と同時に溶接リング１０をロウ付けする
場合、溶接リング１０が鉄素地であると溶接リング１０
に侵炭現象が生じる。

しかし、溶接リング１０には金属キャップ２が溶接され
るだけであるから、これに侵炭現象があっても何ら問題
はない。

又、溶接リング１０への侵炭現象を防止するために、こ
の溶接リング１０に予め銅メッキを施してガラス封止し
、ステム基板３に溶接リング１０をロウ付けした後に露
出した銅メッキを除去するようにしてもよい。

又、溶接リング１０はガラス６の封着前に、ステム基板
３にガラス６の封着温度より高い融点のロウ材でもって
ロウ付けすることも可能である。

第４図は第３図の変形例を示し、これはステム基板３の
ペレットマウント箇所に透孔１２に銅製のヒートシンク
１３を嵌着してロウ付けしたもので、ペレット７はヒー
トシンク１３上に半田付けされる。

このタイプの場合、全面に銅メッキ９を形成したステム
基板３に溶接リング１０をヒートシンク１３のロウ付け
と同時にロウ付けすればよい。

尚、本考案は上記実施例に限らず、例えばステム基板上
に銅製のヒートシンク板を載置してロウ付けするタイプ
のステムにも適用できる。

又、本考案はパワートランジスタ用ステムの気密端子に
限定されず、他の半導体装置や電子部品用の気密端子に
も十分に適用し得る。

以上説明したように、本考案によれば金属環はその表面
の銅メッキによって侵炭現象が防止され、而も金属環と
ガラスとの封着界面に銅メッキが介在するのでガラスの
封着性が改善されて、気密性の良い気密端子が提供でき
る。

又、銅メッキした鉄系の金属環に溶接リングをロウ付け
して、この溶接リングに金属キャップを溶接するように
したから、溶接部分に銅メッキが介在せず、従って溶接
電流を増大しなくてもよく、溶接時の湯玉によるペレッ
トの特性劣下等のトラブルが解消され、半導体装置等の
特性の安定化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な気密端子（パワートランジスタ用ステ
ム）の一例を示す平面図、第２図は第１図Ａ−Ａ線に沿
う側断面図、第３図及び第４図は本考案による気密端子
の各実施例を示す側断面図である。 １・・・・・・気密端子（ステム）、３・・・・・・鉄
系の金属環、４・・・・・・リード封着孔、５・・・・
・・リード線、６・・・・・・ガラス、９・・・・・・
銅メッキ、１０・・・・・・溶接リング、１１・・・・
・・仕上げメッキ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 全面に銅メッキを施した鉄系の金属環のリード封着孔に
   リード線をガラス封着するとともに金属環の上面に溶接
   リングをロウ付け、全体に仕上げメッキを施したことを
   特徴とする気密端子。