JPH0691163B2 - 集積回路容器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体チップを搭載するための集積回路容器
の製造方法に関する。さらに詳しくは、金属材料を芯材
とする複合板材からの集積回路容器の製造方法に関す
る。

（従来の技術） 現在使用されているセラミックス製集積回路容器は、矩
形状のセラミックス板の中央部に凹み部を有し、半導体
チップはこの凹み部にガラスまたは貴金属層を介して搭
載される。リードフレームはこの凹み部を取り囲む周面
部上に封着ガラスを介して搭載され、上記半導体チップ
のリードと接続される。容器と同様に、凹み部とその凹
み部を取り囲む周面部を有する容器蓋を、容器の凹み
部、周面部と対向せしめて封着し、リードフレームのリ
ードは容器と容器蓋との間から取り出すのである。この
容器蓋も容器と同様にセラミックスの焼結体である。

なお、容器と容器蓋は実質的には同一形状であることか
ら、本明細書においては容器と容器蓋の両方を容器と称
する。

しかしながら、セラミックス製容器には次の欠点があ
る。

衝撃に弱いため、搬送工程中に、お互いに衝突して欠
けを生ずる危険が大きい。焼結が不完全な場合には、熱
衝撃によってクラックが発生することもある。

熱放散性が不十分であるため、半導体チップの集積度
が高く、発熱が大きい場合には誤動作が生じ易くなる。

焼成時の収縮が大きく、寸法精度が劣る。

冷却過程で反りが発生し易く、平坦度に問題がある。

これらの欠点を解消するため、本出願人は既に実願昭60
−146527号において素材として金属を用いた容器を提案
した。容器を金属材料で構成する場合にはこれらを電気
絶縁層で覆う必要がある。その場合の電気絶縁層として
は金属酸化物が適当であり、したがって、本出願人は既
に特願昭62−68642号において、金属酸化物層を備えた
集積回路容器を提案するとともに、酸化物を形成する金
属で全周被覆された金属芯材からなる長尺狭幅板状の材
料を素材としてそのような容器を製造する方法を提案し
た。すなわち、その製造法は、矩形状容器の短辺幅の長
尺板状材料を長辺長さに切断する工程と、中央部に半導
体チップを搭載する凹み部を形成する工程と、芯材を覆
う金属を表面から酸化する工程からなる。この製造法
は、芯材となる狭幅板状の金属材料から容器を成形した
後に、メッキ或いは蒸着によって被覆し、次いで酸化処
理する方法よりははるかに能率的であるが、次の欠点が
ある。

芯材が錆を生じ、外観、品質上問題となる材質の場
合、或いは腐食によって容器自体の機能が損なわれる材
質の場合には、プレス成形に先立って行う切断加工によ
って芯材が露出してしまう容器短辺の板端面に塗装など
の被覆処置を施す必要がある。

容器の素材となる狭幅長尺の板状材料は、両エッジを
含む全周面が酸化物となる金属で被覆されている必要が
ある。これは、容器の４辺のうち、リードフレームのリ
ードが取り出される少なくとも長辺に電気絶縁性をもた
せるためである。従って、容器短辺幅に応じて全周面金
属被覆材料を作り分けることが必要になる。そのため、
円形断面の棒状クラッド材を圧延して製造するにして
も、また、広幅板状の芯材となる金属材料をスリット加
工し、メッキあるいは蒸着によって全周面を金属被覆し
て製造するにしても、製造工程が煩雑となる。コスト高
を免れない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、容器の４辺を含んだ全周面が金属酸化
物で被覆され、全周面が電気絶縁性と共に耐食性を有す
る金属製集積回路容器を、容器の寸法によらず共通の板
状素材から効率的に製造しうる方法を提供することであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、半導体チップを収納する
ための凹部と該凹部を囲む周面部を有する集積回路容器
の製造方法において、酸化物を形成する金属で被覆され
た金属芯材からなる板材を用意し、該板材からブランク
を製作する工程と、該ブランクの周縁部を立てて壁を成
形し、周縁立壁とする工程と、該周縁立壁によって取り
囲まれている領域にあって該周縁立壁とは反対側の面に
半導体チップを収納する凹部を成形する工程と、該周縁
立壁を内側に曲げる工程と、必要に応じて、内側に曲げ
た先端部をシールする工程と、前記金属芯材を覆う前記
の金属を表面から酸化する工程とを備えることを特徴と
する集積回路容器の製造方法である。

このように、本発明の特徴とするのは、集積回路容器の
周縁部を板材の折り曲げの稜線で構成することによっ
て、周面部はもとより周縁部の電気絶縁性が確保できる
ことであり、上下面のみが酸化物を形成する金属で被覆
された板状ブランクが使用できる。

ブランクの製作は上下面のみが酸化物を形成する金属で
被覆された板状素材から打ち抜きによって製作しうる。

（作用） 次に、添付図面を参照しながら、本発明の集積回路容器
の製造法の具体的態様について詳しく説明する。本発明
でいう容器とは、前述した如く容器、容器蓋の両方を意
味するもので、容器蓋に対しても同様に適用される。

第１図（イ）は本発明の容器に供される広幅の板状素材
１の斜視図、同（ロ）は一部断面図であり、板状素材１
は板状の金属芯材1aの両面を酸化物を形成するもとの金
属層1bで被覆した圧延クラッド板あるいはメッキ板であ
る。容器はリードフレームと実質的に同一の線膨張係数
を保有することが必要条件とされており、芯材1aとして
は、例えばリードフレームと同一の金属を使用するのが
好ましい。金属層1bとしては、コスト面からアルミニウ
ムを用いることが好ましい。金属層1bの厚さtsは、主と
して酸化処理後の絶縁性能から決められるが、経験的に
５〜30μｍで十分である。芯材1aの板厚tcについては後
述する。

第２図（イ）ないし同（ハ）は本発明の集積回路容器の
製造工程の一部を示す略式説明図である。同図（イ）は
板状素材１から打抜かれた矩形板状のブランク２を示
す。板状素材の形状、寸法は制限されない。当然のこと
ながら、ブランク２のエッジ２′では芯材1aが露出す
る。ブランク２の外郭寸法は、幅ｂ′、長さｌ′共に容
器の幅ｂ、長さｌよりも大きくしておく。

第２図（ロ）はブランク２から成形した半成品４の斜視
図であって、同（ハ）はその中心部の幅方向断面図であ
る。周縁部に周縁立壁５が、中央部に半導体チップ搭載
のための凹み部６が形成されている。図面上は上面が裏
面をなす。このときの外郭寸法は容器の幅ｂ、長さｌに
等しい。周縁立壁５は公知の絞り加工、凹み部６は公知
の張出し加工あるいは打抜き途中止め加工によって形成
される。第２図は張出し加工の場合を示す。凹み部６の
反対側の面には凸部７が形成される。次に周縁立壁５を
内側に曲げる。この折り曲げ加工はいわゆるカーリング
で行われる。第３図はその断面を示す例で、第３図
（イ）はエッジ（５′）を内側に完全に巻き込んだ場
合、第３図（ロ）はエッジ（５′）を巻き込まない場合
である。いずれにしても、成形品９の周縁部８はすべて
金属層1bで被覆された部分で構成されることになる。

曲げで形成された額縁部10は成形品９の剛性向上にも効
果があることは云うまでもない。

次いで、成形品９の被覆金属層1bを電気化学的に陽極酸
化処理し、第４図の如く酸化皮膜15を得る。なお、第１
図（ロ）の被覆金属層1bを酸化処理した後に、第２図に
示すように打抜き、折り曲げ加工を実施してもよい。酸
化処理により電気絶縁性が得られると共に、耐食性が付
与される。第４図は第３図（ロ）の成形品９が使用され
た場合を示し、芯材（1a）の耐食性に問題がある場合に
は、エッジ５′を外気から遮断するため、成形品９の額
縁部10と凸部７の間をガラスまたは樹脂12で埋め、容器
11となす。なお、凸部７の頭部は露出したままとし、半
導体チップが搭載される凹み部６側からの熱が放散され
易くしておく。ガラス又は樹脂層12はリードフレーム18
が搭載される周面部13の厚さ方向の剛性を増加させるの
で、素材１の芯材1aの板厚tc（第１図）を薄くすること
ができる。特願昭62−68642号ではtcは0.3〜0.6mmとさ
れるが、第４図の容器の場合は0.1〜0.2mmで十分であ
る。ガラスまたは樹脂層12の線膨張係数は芯材1aの線膨
張係数と実質的に同一とし、その融点はリードフレーム
18を封着するガラスの融点よりも高くしておく。なお、
エッジ５′が第３図（イ）に示すように巻き込まれ、芯
材1aの露出部がたとえ酸化しても、錆などが外部に出て
こない場合にはガラスまたは樹脂層12は不要である。た
だし、芯材1aの板厚tcはガラスまたは樹脂層を用いる場
合よりも若干厚目にして剛性を確保する必要がある。本
発明者らの経験によれば0.2〜0.4mmで十分であった。

以上が本発明の容器製造法であるが、次に半導体チッ
プ、チップ、リードフレームの搭載について補足的に説
明する。これは従来法と同一である。第４図に示すよう
に、まず、容器11の凹部６の底面にガラス又は貴金属か
らなる半導体チップ接着層14を形成する。次に気密封着
のためのガラスを容器11の周面部13上の金属酸化物層15
の上に印刷塗布し、焼成を行って封着用ガラス層16を形
成する。半導体チップ17は接着層14を加熱溶融させるこ
とにより、またリードフレーム18は封着ガラス層16を加
熱溶融させることにより付着される。半導体チップ17の
リードとリードフレーム18は配線18aで接続される。

次に容器と同様に周面部19に封着ガラス層16′を設けた
容器蓋20を容器11のうえに第５図に示すようにしてかぶ
せ、両者の封着ガラス層16、16′を加熱溶融させて封着
する。第５図において第４図と同一部材は同一符号で示
す。

（発明の効果） 本発明にかかる集積回路容器および蓋の製造方法におい
ては、面と４辺が金属酸化物で被覆された容器および蓋
を、板状金属芯材の両面のみが酸化物となすもとの金属
層で被覆された材料から製造することができる。すなわ
ち、容器および蓋の外形寸法とは無関係に幅広の材料か
ら自由自在に製造することができる。

また、容器および蓋の周縁部が曲げられた構造であるた
めに剛性が高く、材料の厚みを低減することができる。
シール材を充填する場合にはさらに強化が図れる。さら
に、本発明により製造される容器は４辺が電気絶縁性を
有する金属酸化物層で覆われているので、容器の対向す
る２辺からリードフレームを取り出す形式の他、容器の
４辺からリードフレームを取り出す形式の容器とするこ
とも可能である。さらにつけ加えれば、容器および蓋の
全面で金属芯材が露出していないために芯材の耐食性を
心配する必要がなく、材質を問題にしないという利点も
みられる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は、本発明において使用する板状素材の斜
視図； 第１図（ロ）は、その一部断面図； 第２図（イ）ないし（ハ）は、本発明にかかる方法の工
程の一部を示す略式説明図； 第３図は、本発明の方法による加工途中での集積回路容
器の一部断面図；および 第４図および第５図は、本発明により製造される容器へ
の半導体チップの搭載を示す略式説明図である。 1:板状素材、1a:芯材 1b:金属層、2:ブランク ２′：エッジ、4:半成品 6:凹部、7:凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体チップを収納するための凹部と該凹
   部を囲む周面部を有する集積回路容器の製造方法におい
   て、酸化物を形成する金属で被覆された金属芯材からな
   る板材を用意し、該板材からブランクを製作する工程
   と、該ブランクの周縁部を立てて壁を成形し、周縁立壁
   とする工程と、該周縁立壁によって取り囲まれている領
   域にあって該周縁立壁とは反対側の面に半導体チップを
   収納する凹部を成形する工程と、該周縁立壁を内側に曲
   げる工程と、前記金属芯材を覆う前記の金属を表面から
   酸化する工程とを備えることを特徴とする集積回路容器
   の製造方法。
2. 【請求項２】少なくとも前記周縁立壁の端面をシールす
   る工程をさらに備える特許請求の範囲第１項記載の集積
   回路容器の製造方法。
3. 【請求項３】前記酸化物を形成する金属はアルミニウム
   である特許請求の範囲第１項または第２項記載の集積回
   路容器の製造方法。