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JPS6219062B2 - - Google Patents
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JPS6219062B2 - - Google Patents

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JPS6219062B2
JPS6219062B2 JP57068931A JP6893182A JPS6219062B2 JP S6219062 B2 JPS6219062 B2 JP S6219062B2 JP 57068931 A JP57068931 A JP 57068931A JP 6893182 A JP6893182 A JP 6893182A JP S6219062 B2 JPS6219062 B2 JP S6219062B2
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welding
laser beam
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metal cap
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はICチツプ等の電子部品のパツケージ
ング方法に係り、特にレーザ溶接により気密封止
を行なうパツケージング方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、電子機器の小型、軽量化、高信頼性化の
要求が著しく高まつて来ているが、このような要
求を満たすものとしてアルミナセラミツク等の高
密度多層配線基板上にIC等の電子部品をチツプ
状態で多数搭載し、全体を気密封止する、所謂マ
ルチチツプパツケージング技術が開発されつつあ
る。このようなパツケージング工程における気密
封止方法としては、従来エポキシあるいはプラス
チツクによるモールド手法によるものがあるが、
これらは信頼性の観点からすると、あまり好まし
くない。信頼性の良い気密封止方法としてはハン
ダ付け、あるいは低融点ガラスによる手法も開発
されているが、特に高信頼性を要求される場合
は、溶接法が有効である。
従来の溶接法による気密封止を用いたマルチチ
ツプパツケージング方法を第１図を用いて説明す
る。即ち、アルミナセラミツク等の配線基板１上
のICチツプ等の電子部品２が搭載される導体パ
ターン３の周辺部にリング状の導体パターン４を
形成し、このリング状の導体パターン４上にアル
ミナセラミツク等の配線基板１と熱膨張係数のほ
ぼ等しいコバールあるいはFe／Ni42アロイ等の
金属材料からなるリング状の溶接用基体（ウエル
ドリング）５を例えばAgロウ等の接着剤６によ
り接着固定した後、電子部品のワイヤーボンデイ
ング性を良好にする目的および腐食を防止する目
的で、導体パターン３およびウエルドリング５を
含む、配線基板１の表面に露出しているすべての
導体部分に例えば電解あるいは無電解メツキ等の
手法により薄い金属膜（例えばNi2〜３μｍ、及
びAu約1.5μｍ）を形成する。そしてウエルドリ
ング５上にアルミナセラミツク等の配線基板１と
熱膨張係数のほぼ等しい例えばコバールあるいは
Fe／Ni42アロイ等の金属材料からなる金属製キ
ヤツプ７を、その周辺部をウエルドリング５の周
辺部に位置合わせして載せ、シーム溶接装置の対
向電極８を相対向する周辺に押し合てて、シーム
溶接することにより、配線基板１と金属製キヤツ
プ７との間の電子部品２の搭載されている空間を
気密封止していた。
この方法は、気密封止する領域面積が小さく
て、金属製キヤツプ７の板厚が比較的薄く（〜
0.15mm程度）てもよい場合は有効である。ところ
が、高密度実装化の目的で、配線基板１上に搭載
される電子部品２の数が増加すると、それに伴な
い気密封止すべき領域面積が増加するために、金
属製キヤツプ７の板厚もある程度厚く（0.15mm〜
0.5mm）形成しなければならない。これは金属製
キヤツプ７の板厚が薄いと、実装後の外気圧の変
化あるいはパツケージの製造工程におけるパツケ
ージの気密度を測定するためのパツケージ外気の
チヤンバ内での加圧あるいは減圧操作に際し、金
属製キヤツプ７が耐えきれず変形するおそれがあ
るためである。このように金属製キヤツプ７の板
厚が0.15mm以上に増加した場合においては、上述
したシーム溶接法では溶接パワーが不足し、パツ
ケージの気密封止はほぼ不可能となる。
そこで、このようなシーム溶接法の代りにレー
ザ溶接法を用いて気密封止を行なうことが考えら
れる。
レーザ溶接法による場合は、第１図のウエルド
リング５の上面と金属製キヤツプ７の周辺にレー
ザビームを照射して、金属製キヤツプ７を溶接す
ることになる。このレーザ溶接法を用いると金属
製キヤツプ７の板厚が0.15mm〜0.5mmのように厚
くなつても溶接することが可能となる。しかしな
がらこの場合、ICチツプ等の電子部品２のボン
デイング性を良好にする目的および腐食防止の目
的で導体パターン３およびウエルドリング５上に
形成された金属膜中にリン（Ｐ）成分が含まれて
いると、レーザビームが照射される部分すなわち
ウエルドリング５上の溶接部分におけるリン成分
の存在が、レーザ溶接後の溶接部分に微小なクラ
ツクを多数発生させる原因となる。このため、溶
接することは可能でもパツケージを気密封止する
ことは不可能となる。電解メツキ法によるNi、
Auメツキ膜形成ではリン成分が存在しないが、
無電解メツキ法によるNi、Auメツキ膜形成にお
いては、その無電解メツキ液中にリン成分厄が存
在するため、無電解メツキ法により上記の金属膜
を形成した場合、そこにリン成分が存在しないよ
うにすることはほぼ不可能である。また高密度実
装化が進めば進むほど、配線基板１上における外
部入出力端子と接続されていない独立導体パター
ンの数が増加するため、導体パターンすべてに電
解メツキにより薄い金属膜を被膜させることは事
実上不可能である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、パツケージの大きさが高密度
実装に伴ない大型化し、それに伴ない気密封止の
ための金属製キヤツプの板厚が厚くなつても、レ
ーザ溶接による気密封止を可能とし、ひいては非
常に信頼性の高い気密封止パツケージを実現でき
る電子部品のパツケージング方法を提供すること
にある。
〔発明の概要〕
すなわち本発明は、溶接を行なうべくレーザビ
ームを照射する際に、溶接用基体の少なくともレ
ーザビームが照射される領域には、リン成分を含
む無電解メツキ等により形成されるNiあるいは
Au等の薄い金属膜を存在させないようにしたこ
とを特徴としている。
〔発明の効果〕
本発明によれば、レーザビームが照射される溶
接部分にリン成分を含む金属膜が存在しないた
め、溶接部分にクラツクが発生させることなく気
密封止を行なうことが可能である。
従つて、金属製キヤツプの板厚が比較的厚く、
しかも無電解メツキでしか形成し得ないような独
立導体パターンを数多く含む高密度実装の大型パ
ツケージを構成する場合においても、確実に気密
封止を行なうことが可能となり、その信頼性を著
しく高めることができる。
〔発明の実施例〕
第２図は本発明の一実施例に係るパツケージン
グ方法のレーザ溶接工程における断面図を示すも
ので、１１はアルミナセラミツク等の配線基板、
１５は配線基板１１とほぼ同程度の熱膨張係数を
有する例えばコバールあるいはFe／Ni42アロイ
等の金属材料からなる溶接用基体（ウエルドリン
グ）、１７は気密封止すべくウエルドリング１５
に溶接される。配線基板１１およびウエルドリン
グ１５とほぼ同程度の熱膨張係数を有するコバー
ルあるいはFe／Ni42アロイ等からなる金属製キ
ヤツプである。１４はウエルドリング１５を例え
ばAgロウ等の接着剤１６によつて固定するため
の配線基板１１上の導体パターンである。１２ａ
は無電解メツキ法により形成された接着層として
の例えばNi（２〜３μｍ）等の薄い金属膜であ
り、１２ｂは同じく無電解メツキ法により形成さ
れた例えばAu（約1.5μｍ）等の薄い金属膜であ
り、これらは前記ICチツプ等の電子部品のワイ
ヤーボンデイング性を良好にする目的および腐食
防止の目的で配線基板１１上の他の導体パターン
１３上にも同時に形成されている。ここで、これ
らの金属膜１２ａ，１２ｂは図示のように溶接に
際しレーザビーム１８が照射されるウエルドリン
グ１５の上面には存在していない。
すなわち、レーザビーム１８は図示のようにウ
エルドリング１５上および金属製キヤツプ１７の
周辺部に照射されるが、このレーザビーム１８の
照射領域には金属膜１２ａ，１２ｂの如きリン成
分を含むものが存在しないため、溶接部分にクラ
ツクは発生せず、従つて金属製キヤツプ１７で覆
われた空間が良好に気密封止される。
第３図は本発明の他の実施例を示すもので、レ
ーザビーム１８をウエルドリング１５および金属
製キヤツプ１７の端面に照射して溶接を行なう例
である。この場合、NiあるいはAu等のリン成分
を含む金属膜１２ａ，１２ｂはウエルドリング１
５の表面には一切形成されておらず配線基板１１
上の他の導体パターン１３上にのみ形成されてい
る。
なお、第２図、第３図において、レーザビーム
１８の照射時、その照射領域すなわち溶接部分に
リン成分を含む薄い金属膜１２ａ，１２ｂを存在
させないようにする方法としては、あらかじめレ
ーザビームを照射する領域にレジスト等のマスク
を塗布し、他の配線基板上の表面導体パターン１
３にのみ選択的に無電解メツキをほどこす方法、
あるいは配線基板１１上のすべての導体部分に無
電解メツキをほどこし、その後レジスト等のマス
クを塗布し、レーザビーム１８の照射領域のみ選
択的にエツチング除去する方法、あるいは配線基
板１１上のすべての導体部分に無電解メツキをほ
どこし、その後ウエルドリング表面のレーザビー
ム１８の照射領域を研磨することによりリン成分
を含む薄い金属膜をけずり取つてしまう方法等の
いずれの方法を用いることも可能である。
また、実施例では金属膜１２ａ，１２ｂとして
それぞれNi、Auを例示したが、下地導体との接
着層としての役割を果す第１の金属膜１２ａとし
てはNiのほかTi、Cr等を用いることができ、さ
らにボンデイング性を良好にするためあるいは腐
食防止のための第２の金属膜１２ｂとしてはAu
のほかAg、PdあるいはPt等を用いることができ
る。
このように、本発明のパツケージング方法を用
いれば、高密度実装に伴ないマルチチツプパツケ
ージ化が推進されて大型パツケージの気密封止を
する必要性が生じ、そのため配線基板に気密封止
すべく取り付けられる金属製キヤツプの板厚が厚
くなつても、溶接部分に微小なクラツク等を発生
することなくレーザ溶接による気密封止を確実に
行なうことが可能となり、ひいては非常に信頼性
の高いマルチチツプパツケージを提供することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のマルチチツプパツケージにおけ
るシーム溶接法による気密封止方法を説明するた
めの断面図、第２図は本発明の一実施例のレーザ
溶接工程における溶接部拡大断面図、第３図は本
発明の他の実施例のレーザ溶接工程における溶接
部拡大断面図である。 １１……配線基板、１２ａ，１２ｂ……リンを
含む金属膜、１５……リング状溶接用基体（ウエ
ルドリング）、１７……金属製キヤツプ、１８…
…レーザビーム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 電子部品が搭載される配線基板上にリング状
    の溶接用基体を接着固定し、上記配線基板の導体
    部分にリン成分を含む金属膜を被着した後、前記
    溶接用基体上に金属製キヤツプを載せ、これら溶
    接用基体および金属製キヤツプの周辺部にレーザ
    ビームを照射することにより金属製キヤツプを溶
    接固定して気密封止する電子部品のパツケージン
    グ方法において、レーザビームの照射に際し前記
    溶接用基体の少なくともレーザビームが照射され
    る領域には前記金属膜を存在させないようにした
    ことを特徴とする電子部品のパツケージング方
    法。 ２ リン成分を含む金属膜は無電解メツキにより
    形成されるものである特許請求の範囲第１項記載
    の電子部品のパツケージング方法。
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