JPS6032978B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属シールフレームを備えた半導体装置用パ
ッケージを、金属キャップにて気密封止する半導体装置
の製造方法にかかりとくに封止用ロール電極で気密封止
する方法に関するものである。

従来、角型のシールフレームを備えたセラミックパッケ
ージ（角型シームウヱルドケースと呼ぶ）の封止法は、
パラレルシ−ムウェルド法と呼ばれ、軸心を同じくして
対向するロール電極の間を角型シームウェルドケースが
往復および９００回転する形式のものであった。

この方法に使用されるロール電極は、ロール部が円錐テ
ーパ構造でテーパ部の幅が短かく、テーパ角が３００前
後のものであった。このパラレルシームウェルド方法の
欠点は、封止スピードが遅く、ロール部とキャップ間で
スパークを発生しやすく、パッケージの封止歩留り及び
信頼性の低下原因となっていた。本発明を説明する為に
従来のロール電極構造とその封止方法について図面を用
いて説明する。第１図ａ，ｂは従来のロール電極のロー
ル部の斜視図、および側面図、である。第２図は従来の
ロール電極を使用して封止する方法を説明する図でａ，
ｂはその平面図、ｃ，ｄはその側面図である。第２図に
示す封止方法は、パラレルシームウェルド方法と呼ばれ
、まず図ａ，ｃにおいて回転台２にセラミックパッケー
ジ３を固定し、金属キャップ４を同じく金属製のシール
フレーム５に載層する。

次に軸心を同じくして向い合った円錐テーパロール部１
にパルス電流を通電させながら下降させ、金属キャップ
の最辺エッジ部にロール部を接触させ、回転台２を矢印
Ａ方向に直線移動し、ロール部１が回転しながらシール
フレーム５の長辺部を溶接する。長辺部の熔接終了後、
テーパロール部１が金属キャップ４から離れるとエアー
シリンダーが作動して回転台２を９００回転させ、セラ
ミックパッケージは図ｂ，ｄに示される位置に置かれる
。次に回転台２が矢印Ｂ方向に移動し、シールフレーム
の短辺部を溶接する。以上が従来の角型シームウェルド
ケースのパラレルシームウェルド方法による封止方法で
ある。以上のようにパラレルシームウェルド方法は、シ
ール部が直線的な動きをする為に、第１図ｂに示すロー
ル部幅Ｗは１〜２側程あれば充分シームウェルドが可能
であり、又テーパ角８Ｇま３００前後の角度で設けられ
ていた。しかしながら上述したロール電極を使用したパ
ラレルシームウェルド方法によるキャップ封止は、二つ
の大きな欠点を持っている。

まず第一にセラミックパッケージおよび金属キャップが
往復運動をする時、ロール部が金属キャップから離れる
瞬間にスパークを発生し、キャップエッジ部あるいは電
極のテーパロール面を過度に溶融させる為にセラミック
パッケージの気密性及び半導体素子の電気的特性を劣化
させ、このためロール電極の保守が容易でなかった。第
二には回転台が往復運動と回転運動をすること、又スパ
ークを極力発生させないようにすること等により、封止
スピードが上げられないことであった。本発明は上述し
た欠点を除去し、半導体装置の製造歩留りおよび信頼性
を高め、高能率に封止が可能なロール電極を用いた半導
体装置の製造方法に関するものである。

本発明によるロール電極は、従来のように角型シームウ
ェルドケースを往復運動させることなく、回転台に戦直
された半導体装置用パツケ−ジのシールフレームを中心
にした回転運動のみによって溶接が可能なロール電極で
ある。すなわち本発明のロール電極のロール部は、回転
台のほぼ中心に固定された角型シールフレームを有する
パッケージが３６００回転した場合でも、常にシールフ
レームからはずれることなく接触を保てるだけの長さを
有する直円柱形である。更に前記ロール部を支持する為
の支柱は、その上部をシーム溶接機本体に固定して垂直
に降下させ、支柱の下部先端に水平に対し僅少角度傾け
て設けた軸受穴に前記ロール部を装着して本発明のキャ
ップ封止用ロール電極として構成される。本発明のロー
ル電極は、ロール部を円柱状に細くすることによって円
形、長方形、正方形はもとより楕円又は複雑な曲線形状
を持つシールフレームの溶接が可能である。次に本発明
の実施例について図面を用いて説明する。

第３図は本発明のロール電極のロール部の斜視図、第４
図、第５図はそれぞれ本発明ロール電極のロール部の寸
法を決めるための説明図である。

本発明のロール電極のロール部構造は、第３図の如くｄ
なる直径でＷなる幅を有する直円柱である。すなわち第
４図ａのようにシールフレームおよび金属キャップが一
辺ａの正方形の場合は、セラミックパツケージを正方形
の中心０のまわりに回転させると、正方形の四辺は半径
が最大ＯＰ、最小ＯＡの円内に納まる。すなわちロール
部幅は最少幅としてＯＰ−ＯＡ＝ＡＱ（Ｗ）あればよい
。これにＱの余裕をみて計算するとＷ＝年二ａ＋Ｑとな
る。

又第４図ｂのように金属キャップおよびシールフレーム
がａｘｂの長方形の場合には、ａ図と同様にロール部幅
ＷはＷ（ＡＱ′）＝ＯＰ′−ＯＡ′ゾａ２十夢２−ａ＋
Ｑとなる。

第５図は複雑な曲線を有するシールフレームのロール幅
Ｗを決定する為の説明図で、複雑な曲線のシールフレー
ムのほぼ中心を回転台中心○の付近に置いて○を中心に
して回転させ、最も遠い位置Ｒと最も近い位置Ｓまでの
距離の差（ＯＲ−ＯＳ）に余裕Ｑを見込んだロール部幅
Ｗがあれば複雑な形状のシームウェルドが達成される。

このロール部幅Ｗを具体的に示すと、一辺２仇奴の正方
形なるシールフレームを有するものならばロール幅Ｗは
５柳、２仇肋×３仇肌の長方形なるシールフレームを有
するものならば９〜ＩＱ吻のロール幅Ｗがあれば充分で
ある。又直径ｄは、一般のシームウェルドケースの封止
には５〜６側が用いられているが、シールフレームの大
きさによって大小の差がある。次に第６図、第７図の本
発明の実施例において、まずロール部８を取り付ける支
柱について説明すると、シーム溶接機上部の支持部６に
固定されて垂直に降下させた支柱７の先端部に、水平に
対して１〜１ｏｏの角度を持たせて前記ロール部８の軸
受穴を設ける。

この支柱の先端部に設けられた軸受穴の目的は、前記直
円柱のロール部８を前記軸受穴へ装着した時にロール部
に水平に対し１〜１ｏｏの傾斜角をつける為である。こ
の傾斜角は、従来使用している円錐テーパロール部と同
じように本発明の直円柱ロール部のロール面に額斜を与
えるためである。そしてこの支柱７は従来と同様スプリ
ングにより上下動できる構造で、ロール部の微少変位量
を吸収できるようにしている。又第６図のようにロール
部８を互いに向い合わせた場合は４・型のパッケ−ジ、
第７図のようにロール部８を背中合わせにした構造は大
型のパッケージの封止に好都合である。次に第８図ａ，
ｂ，ｃ，ｄを用いて本発明のロール電極による封止方法
の説明をする。

但しロール電極の支社は図示していない。ａ，ｃ図に示
すように回転台２にセラミックパッケージ３を固定し、
金属キャップ４をシールフレ−ム５上に敦暦する。

次に向い合った本発明のロール電極のロール部８を下降
させ、金属キャップ４の長辺のエッジに接触させてから
パルス電流を通電し、回転台２を１８０ｏ以上回転させ
ると溶接が完了する。ｂ，ｄ図は回転台２を９００回転
した状態の金属キャップ４とロール部８の接触状態を示
し、溶接完了後電極は上昇する。

熔接の際は、キャップエッジとロール部との接触部が移
動することによって長方形のキャップ熔接がなされる。
本発明の電極は、ロール部にテーパがついていないので
直径は一様の大きさであり、２〜３柳の太さがあれば複
雑な曲線形状にも追従でき、シールフレームの熔接が可
能である。

以上述べたごと〈、本発明は直円柱の。ール部に傾斜を
与えて用いることによって、回転台を約１８０ｏ回転さ
せるだけでセラミックパッケージの気密封止ができるの
で作業能率の向上をはかることができる。又セラミック
パッケージに限らず、金属製のシールフレームを備えた
パッケージにすべて適用できる。

【図面の簡単な説明】 第１図ａ，ｂはそれぞれ従来のロール電極のロール部を
示す斜視図および側面図、第２図ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれ
ぞれ従来の封止方法の説明図、第３図は本発明のロール
電極のロール部の斜視図、第４図、第５図はそれぞれ本
発明ロール電極のロール部の寸法を決めるための説明図
、第６図、第７図はそれぞれ本発明の実施例を示す側面
図、第８図ａ，ｂ，ｃ，ｄは本発明のロール電極を用い
た封止方法の説明図である。 １・・・テーパロール部、２…回転台、３・・・セラミ
ックパッケージ、４・・・金属キャップ、５・・・シー
ルフレーム、６・・・支持部、７・・・支柱、８・・・
円柱ロール部。 第１図 第２図 第３図 第４図 髪ぶ図 髪６図 穿つ図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体装置用パツケージを金属キヤツプを用いて気
   密封止する半導体装置の製造方法において、前記半導体
   装置用パツケージおよび金属キヤツプを水平に載置する
   回転台の回転軸に対称に配置され且つ水平に対し傾斜し
   て軸支されると共に前記金属キヤツプのエツジに接触す
   る一対の円柱形状のロール部を備えた封止用ロール電極
   によつて気密封止することを特徴とする半導体装置の製
   造方法。