JPS626693Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、気密封止用セラミツクキヤツプの構
造に関する。

従来、半導体装置の気密封止法として、Au／
Sn合金等の低融点ろう材を使用する、いわゆる
グレージング法が知られている。このような封止
法は、セラミツクスを基材とする半導体装置用ケ
ースに広く適用されており、使用するキヤツプと
しては、大別すると、AuやSnをメツキしたコバ
ール、42合金等の金属キヤツプ，セラミツクの一
面にＷ、Mo−Mn等のメタライズ金属によるフレ
ーム状のメタライズ層を設け、その上にNiメツ
キさらにAuメツキを施したセラミツクキヤツプ
の２種類がある。

これらのうち、後者のセラミツクキヤツプで
は、低融点ろう材のセラミツクケースとキヤツプ
との間のセツテイングには、さらに所定の低融点
ろう材板をフレーム状にプレス打抜きし、封止時
にケース、ろう材、キヤツプの順にセツテングす
る方法と、あらかじめキヤツプ側に仮付ないし、
ろう材をデイツピングして付けておく場合があ
る。後者は、組立時の工数を低減できてセラミツ
クキヤツプの形態としては有利である。

いずれの方法をとるにしろ、封止完了後の封止
部の端部をみると、Ｗ，Mo−Mn等のメタライズ
金属がセラミツクからもち上り、細い間隙を作る
場合がある。これは、Au／Sn等の低融点ろう材
の熱膨張係数が、セラミツク、メタライズ金属、
その他の封止部構成材料のいずれよりも大きく、
封止時加熱冷却の熱処理にセラミツク上のメタラ
イズが耐えられないため、引きはがされてしまう
からである。この現象は、ケース封止後の温度サ
イクル、熱シヨツク等の環境試験において促進さ
れるおそれもある。このようになつてしまつたケ
ースは、気密封止そのものは破れていなくとも、
その間隙にHe等を吸着しやすく、気密性チエツ
クの試験において誤判定を生じやすく、好ましく
ない。また、メタライズ層は多孔性であることな
どから、露出したメタライズ金属の耐湿性が問題
になる。

すなわち、第１図ａは従来の半導体装置用キヤ
ツプの斜視図、同図ｂは部分断面図である。セラ
ミツク基体１の一主面に、メタライズ層３をフレ
ーム状に設け、その上にNiメツキ層４、さらに
その上にAuメツキ層５が設けられている。この
ような構造であると、メタライズ層の端部はセラ
ミツク基体表面から飛び出ていることになるため
密着強度に欠け、気密封止後において剥離を生じ
る場合がある。この剥離はキヤツプの製造条件で
は解決不能であり、一定の割合で生じ得るもので
ある。このようなキヤツプを用いたケースを気密
試験すると、Heリークテストにおいて剥離した
細い間隙にHeガスを吸着し、誤判定をひきおこ
してしまうことになる。

本考案はこのようなメタライズ層の引きはがれ
の欠点を除去した改良された半導体装置用セラミ
ツクキヤツプを提供することを目的とするもので
ある。

本考案のセラミツクキヤツプはセラミツク基板
上に設けたメタライズ層の端部上面にアルミナコ
ーテングを施し、メタライズ層端部の密着性を向
上させている。

すなわち、膨張係数の異なる材料が層状に一体
になつている場合、熱ストレス等による層間の剥
離は応力バランスがくずれる層の端部から生じ
る。

本考案におけるたとえばアルミナであるセラミ
ツク材料基体と、Ｗ／Mo−Mo等のメタライズ材
料とアルミナのコーテング材料との組合せにおい
ては、コーテングして破壊応力を負担せしめる材
料とセラミツク基体とはともにセラミツクスであ
るから焼成により強い強度で一体となるため剥離
防止の効果が顕著になる。

つぎに本考案を実施例により説明する。

第２図は本考案の一実施例の部分断面図であ
る。第２図において、アルミナコーテイング層６
をメタライズフレーム３の外側にも設けたもので
ある。アルミナ基体上に、メタライズ層を印刷
後、さらに、アルミナコーテイング層６を印刷し
た後焼成し、焼成後、従来と同様にNiメツキ
４、Auメツキ５を施す。このような構造であれ
ば、アルミナコーテイング層とアルミナ基体とは
焼成により一体となつているため、メタライズ層
端部は剥離することはなく、気密性試験において
誤判定を生ずることはなくなる。

第３図は本考案の他の実施例の部分断面図であ
る。第３図において、フレーム状メタライズ層３
を設けた後、外側のアルミナコーテイング層６に
加えて、内側端に重ねて内側全面にもアルミナコ
ーテイング層７を設けている。気密性試験におけ
る不良を防止するためには最底限アルミナコーテ
イング層６を設ければいいが、さらにアルミナコ
ーテイング層７を設ければ、より完全になる。さ
らに、アルミナコーテイング層７を設けることに
すれば、他の効果をも生じる。即ち、第１には、
遮光性の向上があげられる。コーテイングに使用
するアルミナにはFe，Cr等の着色剤を添加した
ものを用いればよい。これは半導体装置の性能が
向上し、外光によつて生じる誤動作を生じる可能
性が高まつているところからかなり効果のあるも
のである。第２は、α線によるいわゆるソフトエ
ラーの防止があげられる。アルミナ基体が含有す
るα線放出物質のため、特定の機能を有する半導
体装置、特にメモリ素子において電荷リークを生
じ、装置の信頼性確保の点で重要な問題となつて
いる。要求されるα線放出限度レベルは0.01カウ
ント／Hr／cm²以下とされているが、現在のアル
ミナセラミツクは、0.1〜0.2カウント／Hr／cm²程
度であり、これを要求レベルにまでするために
は、原材料の精選は勿論、使用する治工具全てに
ついてその使用材料を精選しなければならず、そ
の要する費用は莫大となり、にわかに応じがたい
ものがある。ところが、本考案における構造にお
いて、アルミナコーテイング層７に使用するアル
ミナ等の原材料治工具等だけの精選に限定でき、
費用をかけずに所定の効果を上げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の半導体装置用セラミツクキヤ
ツプの斜視図、同図ｂは図ａの部分断面図、第２
図は本考案の一実施例の部分断面図、第３図は本
考案の他の実施例の部分断面図である。 １……セラミツク基体、３……メタライズ層、
４……Niメツキ層、５……Auメツキ層、６，７
……アルミナコーテイング層。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) セラミツク基体の一主面にメタライズ層を設
   け、さらに、該メタライズ層の端部上面をアル
   ミナにてコーテイングしてあることを特徴とす
   る半導体装置用キヤツプ。 (2) 前記コーテイングするアルミナは、前記セラ
   ミツク基体よりα線の放出の少ない材料である
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)
   項に記載の半導体装置用キヤツプ。