封装体及用于制造封装体的方法
【专利说明】封装体及用于制造封装体的方法
[0001]本申请基于并要求2014年6月4日提交的日本专利申请N0.2014-115548的优先权，该申请的公开内容通过整体引用并入于此。
技术领域
[0002]本发明涉及气密性地密封高集成电路的封装体及用于制造该封装体的方法。
【背景技术】
[0003]专利文献1公开一种代表利用玻璃材料将引线端子气密性地密封在引线端子密封孔中的系统的示例性封装体。专利文献1中公开的示例性封装体包括金属容器。金属容器的底部或侧壁部具有多个引线端子密封孔(在下文中简称为端子密封孔)。玻璃材料被施加至端子密封孔以由此将引线端子气密性地密封。
[0004]专利文献1中公开的系统为每个引线端子提供了一个端子密封孔。该系统对一次收纳的引线端子的数量具有限制，如当将要对集成电路(1C)或其他金属封装体进行设计时所遇到的。举例子来说，具有长度为50mm的一个侧部的正方形可伐合金(Kovar)金属封装体。为了在封装体的壁表面上钻出端子密封孔以便收纳相应数量的引线端子，每侧引线端子的数量限制为38。封装体具有其中引线端子从所有四个侧部延伸的配置。当引脚的总数量例如为352时，变成必须在一个孔中收纳88 ( = 352/4)个引线端子。为了增加金属封装体中的外部端子的数量，需要在一个端子密封孔中收纳多个引线端子。
[0005]专利文献2公开一种允许多个导体密封在一个端子密封孔中的金属封装体结构。然而专利文献2中公开的金属封装体包括被金属化在陶瓷段上的导体而不是具有引线形状。因此，当具有金属化导体的陶瓷衬底通过形成在1C或其他金属封装体的壁表面上的玻璃密封框架时，没有器件可以连接至其上安装有金属封装体的母板，或者它极不方便连接至母板。这是因为以下原因。具体地，陶瓷衬底的布线抵抗用于将陶瓷衬底安装在母板上的锡焊。此外，进行接线键合要求改变表面处理。进行用于封装体内部上的布线连接的接线键合牵涉到在封装体的内部上像屋檐一样水平突出的陶瓷衬底的键合。然而，在该情况下，多个接线连接至一个陶瓷衬底。该连接步骤可能归因于例如键合负载和超声波而将陶瓷衬底损坏。
[0006][现有技术文献]
[0007][专利文献]
[0008][专利文献1]日本专利申请特开N0.2003-163300
[0009][专利文献2]日本专利申请特开N0.2007-242379
[0010][非专利文献]
[0011][非专利文献1]2014年5月16日浏览在线的“GARASUITAGIJYUTSU SHIRY0(玻璃板技术数据)”，互联网 URL:www.sekiyarika.com/ita/ita_05.html
[0012][非专利文献2]2014年5月16 日浏览在线的“ITAGARASU NO S0SEI TO IPPANTEKISEISHITSU(板玻璃的组成和一般特性)”，互联网 URL:glass-catalog.jp/pdf/g01-010.pdf
[0013][非专利文献3]2014年5月16日浏览在线的Eikoh有限公司的“H0UKEISANGARASU NO NETSUT0KUSEI (硼硅玻璃的热特性)”，互联网 URL:www.duran-glass.com/feature/heat, html
[0014][非专利文献4]2014年5月16日浏览在线的Meijo Science有限公司的“HOUKEISAN GARASU KANREN SEIHIN(硼硅玻璃相关产品)、HYO 3BUTSURITEKISEISHITSU (表 3 物理特性)、IffAKI TE-32，，，互联网 URL:www.mei jo-glass, c0.jp/seihin/seihin_2.html
[0015][非专利文献5]2012年5月16日浏览在线的Nichiden-Rika玻璃有限公司的“GARASU Q&A (玻璃 Q&A) ”,互联网 URL:www.nichiden-rika.com/data/qa
[0016][非专利文献6]“DENSHI BUHIN YOU GARASU(用于电子部件的玻璃)，第25版，产品目录”，日本电气硝子玻璃有限公司
【发明内容】
[0017]本发明的示例性目的是提供一种即使当气密性地密封高集成电路时也能够维持甚至更大耐压性的封装体，并且提供一种用于制造该封装体的方法。
[0018]为了实现前述目的，本发明提供一种将集成电路气密性地密封并且包括金属盖和具有开口上部的金属壳体的封装体。在封装体中，壳体在其壁表面中包括将多个引线端子密封在其中的玻璃单元。另外，玻璃单元形成在壁表面中使得玻璃单元的上侧上的壁表面的在垂直方向上的厚度是根据形成玻璃单元的玻璃与形成壁表面的金属之间的温度上的差异的阈值极限值来确定的。
[0019]本发明提供一种用于制造封装体的方法，该封装体利用金属盖和具有开口上部的金属壳体将集成电路气密性地密封。方法包括:当在壳体的壁表面中形成将多个引线端子密封在其中的玻璃单元时，形成玻璃单元以使得玻璃单元的上侧上的壁表面的在垂直方向上的厚度是根据形成玻璃单元的玻璃与形成壁表面的金属之间的温度上的差异的阈值极限值来确定的。
【附图说明】
[0020]图1是图示出根据本发明的第一示例性实施例的封装体的配置的图。
[0021]图2是根据本发明的第一示例性实施例的封装体的截面图。
[0022]图3A是图示出金属单元与玻璃单元之间的界面的示例性形状的图。
[0023]图3B是图示出金属单元与玻璃单元之间的界面的另一示例性形状的图。
[0024]图4A是图示出玻璃单元的示例性安装位置的图。
[0025]图4B是图示出玻璃单元的另一示例性安装位置的图。
[0026]图5是图示出在密封过程期间在金属单元与玻璃单元之间的温度的示例性测量的图表。
[0027]图6是图示出根据本发明的封装体的主要部件的图。
【具体实施方式】
[0028]第一示例性实施例
[0029]下面将参照附图来描述本发明的第一示例性实施例。
[0030]图1是图示出根据本发明的第一示例性实施例的封装体的配置的图。图1是封装体的正视图。
[0031]图2是根据本发明的第一示例性实施例的封装体的截面图。图2是沿着引线端子的长度方向截取的封装体的截面图。
[0032]如图1和图2所示，根据本发明的第一示例性实施例的封装体包括壳体10和盖7。壳体10包括金属单元1、玻璃单元2和引线端子3。壳体10具有开口上部。
[0033]金属单元1形成壳体10的底表面和壁表面。在第一示例性实施例中，可伐合金被用作用于金属单元1的材料。可以使用任何其他金属，只要该金属具有耐蚀性。
[0034]壳体10具有事先在其中形成有长方形孔(图1中示出的端子密封孔11)的壁表面。端子密封孔11接收从中插入的多个引线端子3。虽然图1示出长方形孔，但孔的形状可以做成使得金属单元1与玻璃单元2之间的界面连续地成波状(例如，界面形成彼此结合的多个半圆形的形状，如图3A所示)。波状界面的形成允许作为金属单元1在密封过程期间膨胀的结果而建立的压力在峰(或谷)之间分布，使得金属单元1与玻璃单元2之间的界面愈难分离。需要注意的是，如图3B所示，可以仅金属单元1与玻璃单元2之间的整个界面的上侧界面连续地成波状。
[0035]从金属单元1到玻璃单元2的差的热传递性或者金属单元1与玻璃单元2之间的热导率上的差异导致金属单元1与玻璃单元2之间的温度上的差异。因此，即使金属单元1具有与玻璃单元2的热膨胀系数大致相同的热膨胀系数，在金属单元与玻璃单元2之间也会发生温度差异，并且当温度差异超过阈值极限值(在下文中称作阈值温度差异)时，玻璃单元2可能由于热冲击而被损坏或分离。因此，在本发明的第一示例性实施例中，在金属单元1的壁上表面与玻璃单元2的界面之间设定距离，使得金属单元1与玻璃单元2之间的温度差异不会在密封过程中由于局部加热而超过阈值温度差异。
[0036]玻璃单元2是固定地附接至端子密封孔11内部以用于将引线端子3密封(参见图2)的玻璃(在下文中称作密封玻璃)。诸如Na20-A1203_B203-Si02等的材料的粉末状玻璃被用于玻璃单元2。如图2所示，玻璃单元2的在引线端子3下方延伸的截面具有设定为与引线端子3的突出到壳体10内部的一部分的长度匹配的深度(图2中水平方向上的长度)，使得该截面能够支撑该突出部分。在本发明的第一示例性实施例中，玻璃单元2的深度设定为在长度上等于引线端子3的突出至壳体10内部的一部分。
[0037]以下描述用于形成玻璃单元2的方法。待在下文描述的方法形成在形状上如图3A所示的玻璃单元2，而不是如专利文献1中所公开的在常见密封玻璃上可见的柱形形状。
[0038]压力(例如，几公斤)施加至被迫使进入可以形成对应于端子密封孔11的形状的金属模具内的粉末状玻璃，以由此制备出模制成型的玻璃(在下文中称作预制玻璃)。
[0039]此时，例如制备出在盖侧上的上预制玻璃半部和在底侧上的下预制玻璃半部(上和下是相对于引线端子3)，并且上预制玻璃半部和下预制玻璃半部均具有彼此结合的半圆形的连续形式。盖侧和底侧上的界面此时可以形成为使得引线端子节距趋向于在烧制期间不偏离。当盖侧和底侧上的界面均例如为直线时，流入