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JPS5842622B2 - sealed container - Google Patents
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JPS5842622B2 - sealed container - Google Patents

sealed container

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Publication number
JPS5842622B2
JPS5842622B2 JP49138271A JP13827174A JPS5842622B2 JP S5842622 B2 JPS5842622 B2 JP S5842622B2 JP 49138271 A JP49138271 A JP 49138271A JP 13827174 A JP13827174 A JP 13827174A JP S5842622 B2 JPS5842622 B2 JP S5842622B2
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JP
Japan
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sealing
wall
electrical components
substrate
seal
Prior art date
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JP49138271A
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フレデリツク クラム ジヨン
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Raychem Corp
Original Assignee
Raychem Corp
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Publication date
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Publication of JPS5842622B2 publication Critical patent/JPS5842622B2/en
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    • H10W76/12Containers or parts thereof characterised by their shape
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  • Cable Accessories (AREA)
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  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気構成部分を内蔵する密封容器に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a sealed container containing electrical components.

大気に曝されて汚染されかつ劣化させられるのを防ぐよ
うに電気構成部分を密封するのは多くの用途に対して重
要なことでありかつある場合には臨界的である。
Sealing electrical components to prevent them from being contaminated and degraded by exposure to the atmosphere is important for many applications, and in some cases critical.

電気構成部分を密封することは半導体パッケージの分野
に於いて特に重要である。
Hermetically sealing electrical components is particularly important in the field of semiconductor packaging.

半導体細片の超小形回路装置は、このような小形構成部
分上の回路が□クロンに属して、このような回路寸法が
外界に曝されると容易に短絡または開路破損を受けるか
ら容易に破損することがある。
Microcircuit devices of semiconductor strips are easily damaged because the circuits on such small component parts belong to □Cron, and such circuit dimensions are easily subject to short circuit or open circuit damage when exposed to the outside world. There are things to do.

接続回路の破損に加えて、半導体材料そのものの大気に
よる汚染は同材料の電気的応答に著るしく影響すること
がある。
In addition to damage to connected circuits, atmospheric contamination of the semiconductor material itself can significantly affect the electrical response of the material.

ある構成部分は同部分を覆ってガラス層を溶着されるこ
とによって大気から密封されかつ保護されることが多い
Certain components are often sealed and protected from the atmosphere by having a layer of glass welded over them.

あるいはまた、金属キャップが、半導体細片を装架され
た基板を覆って同キャップをはんだ付けすることによっ
て電気構成部分を密封するのに使用されることがある。
Alternatively, a metal cap may be used to seal the electrical components by soldering the cap over a substrate mounted with a semiconductor strip.

電気構成部分を外界から保護するのに同部分を密封する
このような在来方法では、はんだまたはガラスが溶融温
度に加熱されなければならないから、電気装置がかなり
の熱応力を受けなければならない。
These conventional methods of sealing electrical components to protect them from the outside world require that the solder or glass be heated to melting temperature, thereby subjecting the electrical device to significant thermal stress.

高価な高密度半導体細片の使用されているような多くの
電気的用途に対しては気密密封が必要である。
Hermetic sealing is necessary for many electrical applications where expensive high density semiconductor strips are used.

このような密封は、感度lXl0 ’sec/sec
(この単位は毎秒の標準センナメートル立方体を示す
もので、略して標準cIIL3/secと表わすことも
でき、25℃で1大気圧に於ける立方センチメータを意
味し体積流の測定に用いられる。
Such a seal has a sensitivity lXl0 'sec/sec
(This unit refers to standard cubic centimeters per second and can also be abbreviated as standard cIIL3/sec, meaning cubic centimeters at 25° C. and 1 atmospheric pressure, and is used to measure volumetric flow.

)のヘリウム質量分析計式漏洩試験器を使用してMTL
標準883に従って試験された時に検出可能な漏洩を許
さない。
) using a helium mass spectrometer leak tester.
Allows no detectable leakage when tested according to Standard 883.

このような密封を作る在来方法は大体に於いて、貴金属
はんだ付けまたは密封ガラスそのもの及び金属導線に対
する密封ガラスの溶着の如き微妙で高価な処理を包含し
ている。
Conventional methods of creating such seals generally involve delicate and expensive processes such as noble metal soldering or welding of the sealing glass to the sealing glass itself and metal conductors.

かつまた、構成部分はこのような在来方法によって大気
から一旦保護されれば容易には取替えられることができ
ない。
Moreover, once the components are protected from the atmosphere by such conventional methods, they cannot be easily replaced.

かえって、もしも回路に変化が必要ならば、全然新たな
パッケージの製造がしばしば必要である。
On the contrary, if changes are required to the circuit, it is often necessary to manufacture an entirely new package.

従って、在来のものよりもより確実にかつ安く電気構成
部分の密封容器を提供するのが本発明の目的である。
It is therefore an object of the present invention to provide a sealed enclosure for electrical components that is more reliable and cheaper than conventional ones.

本発明の他の目的は電気構成部分または基板を退廃温度
に曝すことにならず従ってプラスチックを含めて広い範
囲の構成部分材料及び基板の使用を可能ならしめた電気
構成部分の密封容器を提供することである。
Another object of the invention is to provide a hermetically sealed container for electrical components that does not expose the electrical components or substrates to decadent temperatures, thus allowing the use of a wide range of component materials and substrates, including plastics. That's true.

本発明の更に他の目的は、容易に取外されることができ
従ってもしも構成部分の修繕または取替えが所望ならば
、密封された構成部分に手の届くようにさせる密封装置
を提供することである0即ち、電気構成部分を内蔵し、
該電気構成部分が設けられている基板を有し、該基板が
前記電気構成部分を電気的に接続する装置と、前記電気
構成部分を囲む壁とを有し、該壁で形成される部分内に
あって壁に密封するに十分な圧力を加える熱復原可能密
封部材を備えた密封容器を提供する。
Yet another object of the invention is to provide a sealing device that is easily removable so that the sealed component is accessible if repair or replacement of the component is desired. 0, i.e. contains electrical components,
a substrate on which the electrical component is provided, the substrate having a device for electrically connecting the electrical component, and a wall surrounding the electrical component, in a portion formed by the wall; To provide a sealed container equipped with a thermally recoverable sealing member that applies sufficient pressure to seal against a wall when the container is in the air.

そして更に電気構成部分を内蔵し、開口端に密封リング
を有し、該リングが水平部分傾斜部分とを有して該水平
部分の面と傾斜部分の面とで鋭角を形成し、前記密封リ
ングで形成される部分内にあって密封リングに密封する
に十分な圧力を加える熱復原可能部材を備えた密封容器
を提供する。
and further includes an electrical component and has a sealing ring at the open end, the ring having a horizontal portion and a sloped portion such that a plane of the horizontal portion and a plane of the sloped portion form an acute angle, and the sealing ring The present invention provides a sealed container having a thermally recoverable member within a portion formed by the sealing ring that applies sufficient pressure to seal the sealing ring.

従って本発明によれば、電気構成部分を熱復原可能密封
部材で密封することになる。
According to the invention, therefore, the electrical components are sealed with a thermally recoverable sealing member.

金属密封部材の場合には金属が同金属のマルテンサイト
転位湿度よりも低い湿度に冷却された時に容易に変形す
ることになるけれども、温められたら同金属の原形に復
原するように強いられることになる。
In the case of metal sealing members, the metal easily deforms when cooled to a humidity lower than the martensitic dislocation humidity of the metal, but is forced to return to its original shape when warmed. Become.

不安定なマルテンサイト状態に於いて金属密封部材を、
電気構成部分の置かれた基板と協働する壁や密封リング
内に滑合するような寸法に変形させ、同密封部材を壁や
密封リングで形成された部分に挿入し、かつ同密封部材
を安定なオーステナイト状態になるまで温めて同部材を
原形に復原することによって、実質的な力が壁や密封リ
ングに加えられる。
A metal sealing member in an unstable martensite state,
The sealing member is dimensioned to fit into a cooperating wall or sealing ring with the substrate on which the electrical component is placed, the sealing member is inserted into the area formed by the wall or the sealing ring, and the sealing member is Substantial forces are applied to the wall and sealing ring by heating it to a stable austenitic state and restoring the part to its original shape.

この力は電気構成部分を密封するのに十分である。This force is sufficient to seal the electrical components.

同様に、プラスチック密封部材の場合には、重合体材料
を加熱して適正寸法に変形させ次いで同寸法に於いて急
冷することによってプラスチックは加熱されたら、原形
に復原することになる。
Similarly, in the case of plastic seals, the plastic will return to its original shape once heated by heating the polymeric material to shape it to the proper dimensions and then rapidly cooling it to the same dimensions.

密封部材並びに壁や密封リングの寸法を正確に決めるこ
とによって、密封圧力は電気構成部分を密封するように
正確にかつ復原可能に与えられる。
By accurately sizing the sealing members as well as the walls and sealing rings, sealing pressure can be accurately and reversibly applied to seal the electrical components.

金属の場合には、安定なオーステナイト状態への転位は
大てい室湛に於いてまたはもつと低い温度に於いて起こ
り従って電気構成部分は加熱劣化を生ぜしめ得る熱に曝
されない。
In the case of metals, the transition to the stable austenitic state usually occurs in a room or at a relatively low temperature so that the electrical components are not exposed to heat that could cause thermal degradation.

熱復原可能プラスチックの場合には、熱復原が大体に於
いて、はんだ付けの加熱劣化または導体の酸化を生せし
めることになる温度よりも十分に低い149℃(300
’F)に於いてまたはもつと低い温度に於いて起こるこ
とになる。
In the case of thermally recoverable plastics, the thermal recovery is approximately 149°C (300°C), which is well below the temperature that would cause thermal degradation of the solder joint or oxidation of the conductor.
'F) or at lower temperatures.

次に本発明の好適実施例が説明される〇 熱復原可能金属、即ち熱を加えられたら寸法が熱に不安
定な状態から熱に安定な状態に復原する材料は様々な種
類の用途に使用されている。
Preferred embodiments of the invention will now be described. Thermally recoverable metals, i.e., materials whose dimensions restore from a thermally unstable state to a thermally stable state when heat is applied, are used in a wide variety of applications. has been done.

熱復原可能な金属材料に就いては、金属がマルテンサイ
ト状態で存在する湿度に於ける寸法変形によって熱復原
可能性を付与され易いとしてチタンとニッケルの種々の
合金がこれまでに明らかにされている。
Regarding thermally restorable metallic materials, various alloys of titanium and nickel have been revealed to be easily imparted with thermal restorability due to dimensional deformation in the humidity when the metal exists in a martensitic state. There is.

このような合金の実例は米国特許第3174851号、
第3351463号、第3753700号及び第375
9552号に見出される。
Examples of such alloys are U.S. Pat. No. 3,174,851;
No. 3351463, No. 3753700 and No. 375
No. 9552.

これらの合金に対する用途にはこれらの合金が1969
年8月25日付で出願され、本願と同じ譲受人に譲渡さ
れた米国特許出願“熱復原可能金属継手(Heat R
ecoverable MetallicCoupli
ng )″に概説されている液圧管路の如き導管の継手
に使用されることが含まれる。
Applications for these alloys include
U.S. Patent Application “Thermal Restoreable Metal Fittings” (Heat R
ecoverable MetallicCoupli
This includes use in fittings for conduits, such as hydraulic lines, as outlined in ``.

導管の継手に於いて、熱復原可能金属は同金属の不安定
なマルテンサイト状態に於いて膨張させられた概して円
筒形に形成されかつ同金属は連結れるべき導管の端を覆
って置かれる。
In conduit fittings, the thermally recoverable metal is formed into a generally cylindrical shape expanded in its unstable martensitic state and is placed over the ends of the conduits to be joined.

膨張させられた熱復原可能金属は、安定なオーステナイ
ト状態に温められたら、原寸法の方へ復原し、従って同
円筒で覆われた管を連結しかつ密封する。
Once the expanded heat-restoreable metal is warmed to a stable austenitic state, it will restore to its original dimensions, thus connecting and sealing the cylindrical covered tube.

管を連結するのに使用されるほかに、熱復原可能金属は
1973年1月4日付で出願され本願と同じ譲受人に譲
渡された米国特許出願第 320930号、6膨張金属プラグ(MetalExp
ansion Plug )”に概説される如く管をプ
ラグしかつ密封するのにも使用されている。
In addition to being used to connect pipes, thermally recoverable metals are disclosed in US patent application Ser.
It is also used to plug and seal tubes as outlined in ``Ansion Plug''.

同特許出願には圧力嵌めされるねじプラグを在来通りに
使用する管、ドラムまたはタンクにある孔に嵌る丸プラ
グが概説されている。
The patent application outlines a round plug that fits into a hole in a pipe, drum, or tank, conventionally using a pressure-fit threaded plug.

従って、熱復原可能金属の在来密封用途は導管または容
器の中のガスまたは液体が大気へ漏洩することにならな
いように導管または容器を連結するかまたは密封するこ
とに概して限られる。
Accordingly, conventional sealing applications of thermally recoverable metals are generally limited to connecting or sealing conduits or containers so that gas or liquid within the conduits or containers does not leak to the atmosphere.

同様に、熱復原可能プラスチック材料の密封用途は導管
または容器の中のガスまたは液体が大気へ漏洩すること
にならないように導管または容器を連結するかまたは密
封すること、に概して限られている。
Similarly, sealing applications for heat-restoreable plastic materials are generally limited to connecting or sealing conduits or containers so that gas or liquid within the conduits or containers will not leak to the atmosphere.

例えば、米国特許第37’41422号に於いては熱復
原可能プラスチック材料がびんを密封するのに使用され
ている。
For example, in US Pat. No. 37'41,422 a heat restorable plastic material is used to seal the bottle.

本出願人は今、これらの熱復原可能材料の全く新しい用
途を発見している。
Applicants are now discovering entirely new uses for these thermally restorable materials.

熱復原可能材料は密封部材として電気構成部分を大気か
ら密封するのに電気構成部分製造に使用されることがで
き、このような密封部材は電子工業に利用される在来の
密封装置よりも簡単でありかつ信頼性がある。
Thermally recoverable materials can be used in electrical component manufacturing to seal electrical components from the atmosphere as seals, and such seals are simpler than conventional sealing devices utilized in the electronics industry. and reliable.

次に添付図面の第1及び2図を参照すれば、本発明によ
る密封容器として利用されることのできる電子パッケー
ジの頂上平面図及び側面図が示されている。
Referring now to Figures 1 and 2 of the accompanying drawings, there are shown top plan and side views of an electronic package that can be utilized as a sealed container in accordance with the present invention.

適当な基板2が、第2図に示されている電気構成部分6
に対する入力、出力画装置を具備するのに電気コネクタ
4で被覆されて6る。
A suitable substrate 2 is connected to the electrical components 6 shown in FIG.
It is covered with electrical connectors 4 and 6 to provide input and output image devices.

基板2は無機絶縁体(セラミック、ガラス)または有機
絶縁体(エポキシ、フェノール、メラミン、ナイロン、
ポリエステル、テフロン、ポリイミド及びポリアリレン
)を含めて如何なる絶縁材料で造られても構わない。
The substrate 2 is made of an inorganic insulator (ceramic, glass) or an organic insulator (epoxy, phenol, melamine, nylon,
It may be made of any insulating material, including polyester, Teflon, polyimide, and polyarylene.

有機絶縁体が基板材料として使用される時には、ガラス
繊維または微小球の如き補強剤が電子パッケージに必要
な剛性を付与するのに望ましい。
When organic insulators are used as substrate materials, reinforcing agents such as glass fibers or microspheres are desirable to provide the necessary stiffness to the electronic package.

金属で被覆されたダイス取付パッド8が取付・けられて
電気的に接続されるべき構成部分6を受けるのに利用さ
れる。
A metal coated die mounting pad 8 is utilized to receive the component 6 to be mounted and electrically connected.

ダイス取付はパッド8は全体を金の如き貴金属で被覆さ
れている。
For mounting the die, the pad 8 is entirely coated with a precious metal such as gold.

同様に、コネクタ4も金の頂上層を有することができ、
同層の下に銅の如きあまり高価でない金属があっても構
わない。
Similarly, the connector 4 can also have a top layer of gold;
There may be a less expensive metal such as copper underneath the same layer.

好ましくは、金属コネクタ4はスパッターリング(Sp
uttering ) 、蒸気析出、または電気めっき
の如き既知の方法によって基板2の上に析出される。
Preferably, the metal connector 4 is sputtered (Sp
It is deposited on the substrate 2 by known methods such as uttering, vapor deposition, or electroplating.

然し、別個の配線が本発明の電子パッケージに使用され
ても構わない。
However, separate wiring may be used in the electronic package of the present invention.

電気コネクタ4は次いで、合本された第2段パッケージ
へ導体10を経由して接続される。
Electrical connector 4 is then connected via conductor 10 to the combined second stage package.

基板2は導体10が間に挾まれるように多層の形に変え
られても構わない。
The substrate 2 may be transformed into a multi-layered form with the conductor 10 sandwiched therebetween.

このような基板は多層回路が利用されることができるか
ら一層緻密なパッケージを可能ならしめる。
Such substrates allow for more compact packaging because multilayer circuits can be utilized.

勿論、単一層基板は高い回路密度の必要でない場合に利
用されることもできる。
Of course, single layer substrates can also be utilized in cases where high circuit density is not required.

第2図及び第3図に最も明瞭に見られるように、電気構
成部分を上に取付られるべきダイス取付はパッドを取囲
むのに壁12が設けられている。
As seen most clearly in FIGS. 2 and 3, the die mount on which the electrical components are to be mounted is provided with a wall 12 surrounding the pad.

この壁は基板の一体部分であることができかつ基板と同
じ組成を有している。
This wall can be an integral part of the substrate and have the same composition as the substrate.

セラミックまたはガラスの如き無機基板が硬いので、か
なり軟かい材料の内面を少なくともその一部として有す
る壁を設けることが好ましい。
Since inorganic substrates such as ceramic or glass are hard, it is preferable to provide a wall having at least part of its inner surface of a fairly soft material.

従って、別個の金属リングがセラミック基板に取付けら
れても構わず、そのリングは同リングの内面に、金の如
き軟質金属で被覆された熱復原可能部材によって接触さ
れる部分を有している。
Accordingly, a separate metal ring may be attached to the ceramic substrate, the ring having a portion on its inner surface that is contacted by a heat restorable member coated with a soft metal such as gold.

勿論、壁12及び基板2がセラミックの如き一体構成部
分である時には、内壁が金の如き軟質金属で被覆されて
も構わない。
Of course, when wall 12 and substrate 2 are an integral part, such as ceramic, the inner wall may be coated with a soft metal such as gold.

更に軟かい有機絶縁体が基板及び壁として使用される時
には、壁の内面を軟かい材料で被覆する必要は無い。
Furthermore, when soft organic insulators are used as substrates and walls, there is no need to coat the inner surfaces of the walls with soft materials.

然し、たとえ壁の内面が軟い材料であっても、密封部材
がくさび状に固く嵌入されることのできる密封リング例
えば第7図に示されているリングの如きを設けるのはや
はり望ましいことである。
However, even if the inner surface of the wall is of soft material, it is still desirable to provide a sealing ring, such as the ring shown in FIG. 7, into which the sealing member can be firmly wedged. be.

パッド8を覆って電気構成部分6を泣置決めしてから、
熱復原可能部材14が構成部分6を大気から密封するよ
うに同構成部分6を覆って壁12の中に置かれる。
After placing the electrical component 6 over the pad 8,
A thermally recoverable member 14 is placed within the wall 12 over the component 6 to seal it from the atmosphere.

部材14は熱復原能力を有しかつ変形させられた不安定
状態から更に安定な状態に変わる時に力を発揮する如何
なる材料で造られても構わない。
Member 14 may be constructed of any material that has thermal recovery capabilities and that exerts a force when changing from a deformed unstable state to a more stable state.

金属密封部材に対しては、概して+135℃乃至−19
6℃の範囲内に転位温度を有する金属が本発明に使用さ
れるのに満足である。
For metal seals, generally +135°C to -19°C
Metals having a transition temperature within the range of 6°C are satisfactory for use in the present invention.

好ましくは、この密封部材は47.1%のニッケル、4
9.4%のチタン及び3.58%の鉄を含有するニッケ
ルチタン合金の平たい円板から造られる。
Preferably, the sealing member is made of 47.1% nickel, 4
Constructed from a flat disc of nickel-titanium alloy containing 9.4% titanium and 3.58% iron.

この組成は約−125℃の転位温度を有する材料をもた
らす。
This composition results in a material with a transition temperature of about -125°C.

上記円板は=196℃の安定した湛度を示す液体ちつ素
に浸漬されることによって同円板の転位温度よりも低い
温度に下げられる。
The disk is immersed in liquid nitrogen exhibiting a stable impregnation of =196° C., thereby lowering the temperature below the dislocation temperature of the disk.

この下げられた温度に保持されつつ、この円板は例えば
プレスに於いて、熱復原可能な塑性変形を起さしめるだ
け十分な力を受けさせられ、従って円板は熱に不安定な
さら形にされる。
While maintained at this reduced temperature, the disk is subjected to a force sufficient to cause a heat-recoverable plastic deformation, for example in a press, so that the disk becomes a thermally unstable rectangular shape. be done.

変形させられた円板は同円板の転位温度よりも低い温度
に、例えば、液体ちつ素に連続浸漬されることによって
、同円板が使用可能に準備されるまで保たれる。
The deformed disk is maintained at a temperature below its transposition temperature, for example by continuous immersion in liquid nitrogen, until the disk is ready for use.

円板は容器の壁12で形成された部分に冷却された状態
のままで挿入され、その後に放置されて温められる。
The disc is inserted in the cooled state into the area formed by the wall 12 of the container and is then left to warm up.

この方法はたとえ生じさせるにしても僅かな熱応力を生
じさせる。
This method produces little, if any, thermal stress.

明らかに電気構成部分6は在来方法の場合に曝されたよ
うな高い温度には曝されない。
Obviously, the electrical component 6 is not exposed to the high temperatures to which it would be exposed in the conventional method.

はとんどの場合に、電子パッケージ全体が密封操作中液
体ちつ素温度に冷却されることができるけれども、これ
は必要なことではない。
Although in most cases the entire electronic package can be cooled to liquid nitrogen temperatures during the sealing operation, this is not necessary.

あるいはまた、部材14は熱復原可能にされることので
きる重合材料で造られて、復原せしめられる時に力を発
揮するようにされても構わない。
Alternatively, member 14 may be made of a polymeric material that can be made thermally resettable so that it exerts force when restored.

熱復原可能材料及びそれらの製造方法はよく知られてお
り、例えば米国特許第3415287号が参照される。
Thermally restorable materials and methods of their manufacture are well known, see for example US Pat. No. 3,415,287.

基板の壁または密封リングが軟かい変形可能材料から造
られた時には、プラスチック部材が電気構成部分を完全
に密封することになるのを確実にするのに、硬い変形不
可能なプラスチックが好まれる。
When the substrate wall or sealing ring is made from a soft deformable material, a hard non-deformable plastic is preferred to ensure that the plastic member will completely seal the electrical components.

あるいはまた、プラスチック密封部材はリングまたは壁
が硬い変形不可能な材料である時に軟かい変形可能な材
料で造られても構わない。
Alternatively, the plastic sealing member may be made of a soft deformable material while the ring or wall is a hard non-deformable material.

然し、この材料は界面に於ける軟かい材料を変形せしめ
て電気構成部分を密封せしめるだけ十分な圧力が容器の
壁またはリングに加えられるのを確実にするように選択
されかつ寸法を決められなければならない。
However, this material must be selected and dimensioned to ensure that sufficient pressure is applied to the wall or ring of the container to deform the soft material at the interface and seal the electrical components. Must be.

このような用途に特に適当なのはポリアリレンプラスチ
ックである。
Particularly suitable for such applications are polyarylene plastics.

この重合体はたとえ交差結合されなくても高度の結晶性
を有するので、室温に於いて変形させられることができ
、かつ加熱されたら原形に戻り、従って電気構成部分を
密封するのに十分な力を発揮するのに十分な弾性メモリ
イを有している。
This polymer has a high degree of crystallinity, even if not cross-linked, so it can be deformed at room temperature and returns to its original shape when heated, thus providing sufficient force to seal electrical components. It has sufficient elastic memory to exhibit

密封部材14の形は、変形させられた状態にあって壁1
2に容易に嵌入するようにされなければならない。
The shape of the sealing member 14 is such that it is in a deformed state and closes to the wall 1.
2. It must be able to fit easily into the 2.

平たい形からさら形に変形させられた熱復原可能部材と
円形壁を併用するのがこの用途に特に適しており、その
理由は壁にかかる密封圧力が容易に計算されることがで
きることにある。
The use of a circular wall in combination with a thermally recoverable member transformed from a flat to a flat shape is particularly suitable for this application, since the sealing pressure on the wall can be easily calculated.

熱復原可能部材には、保持工具の挿入を可能ならしめる
ようにかつ同部材を電子パッケージの壁の中に適正に位
置決めするように隆起16が設けられても構わない。
The thermally recoverable member may be provided with ridges 16 to allow insertion of a retaining tool and to properly position the member within the walls of the electronic package.

第3図を参照すれば、壁12は熱復原可能部材を受ける
のにリップ18を設けられている。
Referring to FIG. 3, wall 12 is provided with a lip 18 for receiving the thermally recoverable member.

このリップの表面に於いて熱復原可能密封部材と壁との
間に密封が作られるのであって、同表面は熱復原可能部
材によって力を加えられたら変形することになる材料を
有するべきである。
A seal is created between the thermally resettable sealing member and the wall at the surface of this lip, which surface should have a material that will deform when subjected to a force by the thermally resettable member. .

チタンニッケル合金密封部材の場合には、このリップ表
面はチタンニッケル合金よりも軟かい材料、例えば金ま
たはプラスチックを有するべきである。
In the case of a titanium-nickel alloy seal, this lip surface should have a softer material than the titanium-nickel alloy, such as gold or plastic.

さら形にされた熱復原可能密封材料を使用することによ
って、壁にかかる力は容易に見積られることができる。
By using a contoured thermally recoverable sealing material, the forces on the wall can be easily estimated.

この力は構成部分を密封するだけ十分に内壁表面を変形
させるけれども壁または基板をき裂させるような力を与
えないようにされなければならない。
This force must be such that it deforms the interior wall surface enough to seal the components, but does not create a force that would crack the wall or substrate.

さら形にされた熱復原可能密封部材に対して、縁にかか
る力は、マクグローヒル(Megrow Hi l l
)社から1965年に刊行されたロアーク(Roar
k )氏の著書11応力ひずみに対する式(Formu
las for 5tress−8train ) ”
の第4版第303ページに見出される如き応力・ひずみ
の式を使用することによって計算されることができる。
For contoured thermally resettable seals, the force on the edge is similar to that of McGraw-Hill.
) published in 1965 by Roar
Book 11 Formula for stress strain (Formu
las for 5tress-8train)”
4th edition, page 303.

円板の高さ及び厚さを調節することによって、容器の壁
に於ける力はき裂の生ずる如何なる危険をも伴なわずに
被密封電気構成部分を与えるように制御されることがで
きる。
By adjusting the height and thickness of the disc, the forces on the walls of the container can be controlled to provide sealed electrical components without any risk of cracking.

変形させられた円板の横方向寸法は゛リソ1部分に於け
る壁の横方向寸法よりも少し小さくなれなければならな
い。
The lateral dimension of the deformed disk must be slightly smaller than the lateral dimension of the wall in the litho 1 section.

従って、12.700ミリメートル(0,500インチ
)の壁寸法に対して、円板の横方寸法は12.673ミ
リメートル(0,495インチ)である。
Thus, for a wall dimension of 0.500 inches, the lateral dimension of the disk is 0.495 inches.

このような寸法にされれば、不安定状態で円板は壁空洞
の中に容易に置かれることができるけれども、温められ
ると12.700ミリメートル(0,500インチ)よ
りも少し大きく変形されて空洞内に包まれた電気構成部
分を密封する圧力を与える。
With such dimensions, the disc can be easily placed into the wall cavity in an unstable state, but when warmed it will be deformed by little more than 12,700 millimeters (0,500 inches). Apply pressure to seal the electrical components enclosed within the cavity.

円板形にされた密封部材を使用することは円板の力が容
易に見積られるから好まれるけれども、理解されるべき
は熱復原可能密封部材の特定の寸法及び形が電子パッケ
ージの形によってしばしば指令されることになることで
ある。
Although using disc-shaped seals is preferred because the disc forces are easily estimated, it should be understood that the specific dimensions and shape of the heat-recoverable seal often depend on the shape of the electronic package. This is something that will be ordered.

その他、正方形及び長方形を含めて種々の形の辺縁力が
応力−ひずみの式から概算され、かつ本発明の範囲内に
ある。
Various other shapes of edge forces, including square and rectangular, can be approximated from the stress-strain equation and are within the scope of the present invention.

密封部材の表面の形は密封力を増すようにかつ基板の壁
に同部材の挿入されるのを助けるように設計されかつ変
形させられる。
The shape of the surface of the sealing member is designed and modified to increase the sealing force and to aid the insertion of the member into the wall of the substrate.

第4a図は変形前の平たい円板の断面図であり、第4b
図は変形後の同円板を示している。
Figure 4a is a cross-sectional view of the flat disk before deformation;
The figure shows the same disk after deformation.

復原温度に変形させられた円板を温めたら、同円板は原
形に戻ろうとする傾向を持つことになり従って容器の壁
に力を加える。
When the deformed disk is warmed to its restoring temperature, it will tend to return to its original shape, thus exerting a force on the walls of the container.

第5a及び5b図は円板が容器の壁に挿入されるのを助
ける大きい制御隆起を有する円板の変形前後の断面をそ
れぞれ示している。
Figures 5a and 5b respectively show cross-sections before and after deformation of the disc with large control ridges that help the disc to be inserted into the wall of the container.

第6a及び6b図はドーナツ形に変形させられる平たい
円板を示している。
Figures 6a and 6b show a flat disc that is deformed into a donut shape.

この形は温められたらこの円板によって容器の壁に実質
的に水平な力が加えられる結果をもたらす。
This shape results in a substantially horizontal force being applied to the walls of the container by this disk when warmed.

第7図は密封部材が容器の壁に直接には接触しないよう
に密封リングを使用することを示している。
FIG. 7 shows the use of a sealing ring so that the sealing member does not directly contact the walls of the container.

リング38は好ましくはコバール(Kovar )の如
き剛固な材料で造られる。
Ring 38 is preferably constructed of a rigid material such as Kovar.

好ましくは、このリングは■字形になるように内曲げ部
分を有する形にされて、■字形の中に密封部材14が復
原したらくさび状に嵌入することになる。
Preferably, the ring is shaped with an inwardly bent portion so as to form a ``■'' shape into which the sealing member 14 will fit in a wedge-like manner once it is restored.

密封リング38は傾斜部分42と水平部分40とを有し
て水平部分40の面と傾斜部分42の内面とで鋭角を形
成する。
The sealing ring 38 has an angled portion 42 and a horizontal portion 40 such that the plane of the horizontal portion 40 and the inner surface of the angled portion 42 form an acute angle.

第3図に最も明瞭に示されているような真直側壁形とは
違って、この■字形は円板の保持及びリングの2表面に
於ける1に重密封1を確実にする。
Unlike a straight sidewall shape, as most clearly shown in FIG. 3, this square shape ensures retention of the disc and a tight seal 1 on the two surfaces of the ring.

リング38ははんだ付けまたはろう付けの如き既知方法
によって金属被覆パッド22上で基板20に接着される
Ring 38 is adhered to substrate 20 on metallized pad 22 by known methods such as soldering or brazing.

このリングは基板空洞24の形で容器を覆って置かれて
、同空洞には電気構成部分(図示せず)が挿入される。
This ring is placed over the container in the form of a substrate cavity 24 into which electrical components (not shown) are inserted.

同電気構成部分は入力、出力画導線26へ接続される。The electrical components are connected to input and output image conductors 26.

第8図は一操作で密封部材を変形させて電気構成部分を
密封する方法を示している。
FIG. 8 shows a method for sealing electrical components by deforming the sealing member in one operation.

第2図に示されているのと同様な電気構成部分6が、ポ
ンチ32により中低形36に変形させられた熱復原可能
密封部材30によって密封される。
An electrical component 6, similar to that shown in FIG.

基板の頂壁が変形させられていない密封部材30よりも
少し小さい開口を画定し、従って同部材30は挿入され
たら図示中低形に変形させられるようになっている。
The top wall of the substrate defines an aperture that is slightly smaller than the undeformed sealing member 30, so that the member 30 is deformed to the lower profile shown in the drawings when inserted.

壁12の一部はリップ34を形成するように曲げられる
ことができ、同リップの上には中低形密封部材36が載
って同リップと同じ高さになる。
A portion of the wall 12 can be bent to form a lip 34 on which a concave sealing member 36 rests and is flush with the lip.

このリップは取付はパッド8を覆って置かれた電気構成
部分6に密封部材30の圧接するのを阻止して損傷を防
゛ぐ突当りとしても役立つ。
This lip also serves as an abutment to prevent damage by preventing the sealing member 30 from coming into contact with the electrical components 6 placed over the mounting pad 8.

金属密封部材の場合には、同部材が同部材の不安定なマ
ルテンサイト状態で挿入されかつ変形させられ、そして
挿入後に放置されて同部材の安定なオーステナイト状態
に戻る。
In the case of a metal sealing member, the member is inserted and deformed in its unstable martensitic state and allowed to return to its stable austenitic state after insertion.

同部材は同部材の平たい原形に戻ろうとすることになっ
て、壁に圧力を加え容器を密封して電気構成部分を密封
する。
The element will attempt to return to its flattened original shape, applying pressure to the walls and sealing the container to seal the electrical components.

プラスチック密封部材の場合には、熱復原可能部材が挿
入中に変形させられ、その後加熱されて圧力を加え電気
構成部分を密封するようにさせられる。
In the case of plastic sealing members, the thermally recoverable member is deformed during insertion and then heated to apply pressure and seal the electrical components.

最後に、本発明に採用される密封部材は、もしも修繕ま
たは取替えが必要ならば容易に取外されて電気構成部分
をむき出しにする。
Finally, the sealing member employed in the present invention is easily removed to expose electrical components if repair or replacement is required.

密封ガラスまたははんだ付はキャップの如き在来密封装
置を使用すれば、パッケージを高温に曝すことなしに密
封部材を取外すことはできない。
Using conventional sealing devices such as sealed glasses or soldered caps, the seal cannot be removed without exposing the package to high temperatures.

本発明の密封部材を取外すのに、金属部材の場合には、
容器(パッケージ)全体が熱復原可能密封部材を同部材
のマルテンサイト転位温度よりも低く冷却するように液
体ちつ素に浸漬される。
To remove the sealing member of the present invention, in the case of a metal member,
The entire package is immersed in liquid nitrogen to cool the thermally recoverable seal below its martensitic transition temperature.

この温度に於いて同部材は変形させられ、かつ電気構成
部分をむき出しにするように取外されることができる。
At this temperature the member is deformed and can be removed to expose the electrical components.

プラスチック密封部材の場合には、同プラスチック部材
が変形させられかつパッケージから取外されることがで
きる温度に加熱される。
In the case of a plastic sealing member, the plastic member is heated to a temperature at which it can be deformed and removed from the package.

隆起16は第2図に最も明瞭に見られるように、密封部
材が容易に取外されるようにつかまれるのを可能ならし
める。
The ridge 16, seen most clearly in FIG. 2, allows the sealing member to be grasped for easy removal.

あるいはまた、金属の場合には、密封部材がオーステナ
イト状態にあって破砕によって取外されても構わない。
Alternatively, in the case of metal, the sealing member may be in an austenitic state and removed by fracturing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明に係る密封容器を形成するために、半
導体細片の如き電子構成部分を置きそれを覆って熱復原
可能密封部材を置いた電子パッケージを有する容器の頂
上平面図、第2図は、電気構成部分及び密封部材の挿入
された第1図の容器の断面図、第3図は密封部材と容器
の壁との当接部を示す第2図の要部拡大図、第4a=b
図、第5a”b図及び第6a”b図は本発明に従って密
封容器を形成するために使用されることのできる金属密
封部材の変形前後の夫々の断面図、第7図は密封リング
を有し、同リング内に密封部材が挿入されて、密封リン
グに密封部材が加熱されて同リングにくさび状に嵌入す
るのを可能にされている電気構成部分を内蔵するに適し
た密封容器の断面図、そして第8図は本発明に従って密
封容器を形成するために一操作で密封部材を変形させか
つ挿入する方法を示す図である。 2・・・・・・「基板」、4・・・・・・「電気的に接
続するための装置」、6・・・・・・「電気構成部分」
、12・・・・・・「壁」、14・・・・・・「熱復原
可能部材」または「熱復原可能密封部材」。
FIG. 1 is a top plan view of a container having an electronics package with an electronic component, such as a semiconductor strip, and a thermally recoverable seal placed over it to form a hermetically sealed container in accordance with the present invention; 2 is a sectional view of the container of FIG. 1 with the electrical components and the sealing member inserted; FIG. 3 is an enlarged view of the main part of FIG. 4a=b
Figures 5a"b and 6a"b are sectional views, respectively, of a metal sealing member before and after deformation that can be used to form a sealed container according to the invention, and Figure 7 has a sealing ring. a cross-section of a sealed container suitable for accommodating an electrical component, wherein a sealing member is inserted into the ring and the sealing member is heated and wedged into the sealing ring; 8 and 8 illustrate a method of deforming and inserting a sealing member in one operation to form a sealed container in accordance with the present invention. 2... "Substrate", 4... "Device for electrical connection", 6... "Electrical component"
, 12... "wall", 14... "thermally restorable member" or "thermally restorable sealing member".

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ′電気構成部分6を内蔵し、該電気構成部分6が設
けられている基板2を有し、・該基板2が前記電気構成
部分6を電気的に接続する装置10と、前記電気構成部
分6を囲む壁12とを有し、該壁12で形成される部分
内にあって壁12に密封するに十分な圧力を加える熱復
原可能密封部材14゜30を備えたことを特徴とする密
封容器。 2 電気構成部分を内蔵し、密封リング38を有し、該
リング38が基板上に接着された水平部分4.0と電気
構成部分を囲む傾斜部分42とを有して該水平部分40
の面と傾斜部分42の面とで鋭角を形成し、前記密封リ
ング38の傾斜部分42で形成される部分内にあって密
封リング38の傾斜部分′42に密封するに十分な圧力
を加える熱復原可能部材14を備えたことを特徴とする
密封容器0
[Scope of Claims] 1' A device 10 comprising a substrate 2 incorporating an electrical component 6 and on which the electrical component 6 is provided, and with which the substrate 2 electrically connects the electrical component 6. and a wall 12 surrounding the electrical component 6, with a thermally recoverable sealing member 14.30 within the area formed by the wall 12 and applying sufficient pressure to seal against the wall 12. A sealed container characterized by: 2. A horizontal portion 4.0 containing the electrical components and having a sealing ring 38, which ring 38 is glued onto the substrate, and an inclined portion 42 surrounding the electrical components.
forming an acute angle with the plane of the sloped portion '42 of said sealing ring 38 and applying sufficient pressure to seal the sloped portion '42 of said sealing ring 38; Sealed container 0 characterized by having a restorable member 14
JP49138271A 1973-12-03 1974-12-02 sealed container Expired JPS5842622B2 (en)

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Publications (2)

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JPS5842622B2 true JPS5842622B2 (en) 1983-09-21

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DE (1) DE2457116A1 (en)
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FR (1) FR2253283B1 (en)
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