封裝體及用于制造封裝體的方法
【專利說明】封裝體及用于制造封裝體的方法
[0001]本申請基于并要求2014年6月4日提交的日本專利申請N0.2014-115548的優(yōu)先權，該申請的公開內容通過整體引用并入于此。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及氣密性地密封高集成電路的封裝體及用于制造該封裝體的方法。
【背景技術】
[0003]專利文獻1公開一種代表利用玻璃材料將引線端子氣密性地密封在引線端子密封孔中的系統(tǒng)的示例性封裝體。專利文獻1中公開的示例性封裝體包括金屬容器。金屬容器的底部或側壁部具有多個引線端子密封孔(在下文中簡稱為端子密封孔)。玻璃材料被施加至端子密封孔以由此將引線端子氣密性地密封。
[0004]專利文獻1中公開的系統(tǒng)為每個引線端子提供了一個端子密封孔。該系統(tǒng)對一次收納的引線端子的數(shù)量具有限制，如當將要對集成電路(1C)或其他金屬封裝體進行設計時所遇到的。舉例子來說，具有長度為50mm的一個側部的正方形可伐合金(Kovar)金屬封裝體。為了在封裝體的壁表面上鉆出端子密封孔以便收納相應數(shù)量的引線端子，每側引線端子的數(shù)量限制為38。封裝體具有其中引線端子從所有四個側部延伸的配置。當引腳的總數(shù)量例如為352時，變成必須在一個孔中收納88 ( = 352/4)個引線端子。為了增加金屬封裝體中的外部端子的數(shù)量，需要在一個端子密封孔中收納多個引線端子。
[0005]專利文獻2公開一種允許多個導體密封在一個端子密封孔中的金屬封裝體結構。然而專利文獻2中公開的金屬封裝體包括被金屬化在陶瓷段上的導體而不是具有引線形狀。因此，當具有金屬化導體的陶瓷襯底通過形成在1C或其他金屬封裝體的壁表面上的玻璃密封框架時，沒有器件可以連接至其上安裝有金屬封裝體的母板，或者它極不方便連接至母板。這是因為以下原因。具體地，陶瓷襯底的布線抵抗用于將陶瓷襯底安裝在母板上的錫焊。此外，進行接線鍵合要求改變表面處理。進行用于封裝體內部上的布線連接的接線鍵合牽涉到在封裝體的內部上像屋檐一樣水平突出的陶瓷襯底的鍵合。然而，在該情況下，多個接線連接至一個陶瓷襯底。該連接步驟可能歸因于例如鍵合負載和超聲波而將陶瓷襯底損壞。
[0006][現(xiàn)有技術文獻]
[0007][專利文獻]
[0008][專利文獻1]日本專利申請?zhí)亻_N0.2003-163300
[0009][專利文獻2]日本專利申請?zhí)亻_N0.2007-242379
[0010][非專利文獻]
[0011][非專利文獻1]2014年5月16日瀏覽在線的“GARASUITAGIJYUTSU SHIRY0(玻璃板技術數(shù)據)”，互聯(lián)網 URL:www.sekiyarika.com/ita/ita_05.html
[0012][非專利文獻2]2014年5月16 日瀏覽在線的“ITAGARASU NO S0SEI TO IPPANTEKISEISHITSU(板玻璃的組成和一般特性)”，互聯(lián)網 URL:glass-catalog.jp/pdf/g01-010.pdf
[0013][非專利文獻3]2014年5月16日瀏覽在線的Eikoh有限公司的“H0UKEISANGARASU NO NETSUT0KUSEI (硼硅玻璃的熱特性)”，互聯(lián)網 URL:www.duran-glass.com/feature/heat, html
[0014][非專利文獻4]2014年5月16日瀏覽在線的Meijo Science有限公司的“HOUKEISAN GARASU KANREN SEIHIN(硼硅玻璃相關產品)、HYO 3BUTSURITEKISEISHITSU (表 3 物理特性)、IffAKI TE-32，，，互聯(lián)網 URL:www.mei jo-glass, c0.jp/seihin/seihin_2.html
[0015][非專利文獻5]2012年5月16日瀏覽在線的Nichiden-Rika玻璃有限公司的“GARASU Q&A (玻璃 Q&A) ”,互聯(lián)網 URL:www.nichiden-rika.com/data/qa
[0016][非專利文獻6]“DENSHI BUHIN YOU GARASU(用于電子部件的玻璃)，第25版，產品目錄”，日本電氣硝子玻璃有限公司

【發(fā)明內容】

[0017]本發(fā)明的示例性目的是提供一種即使當氣密性地密封高集成電路時也能夠維持甚至更大耐壓性的封裝體，并且提供一種用于制造該封裝體的方法。
[0018]為了實現(xiàn)前述目的，本發(fā)明提供一種將集成電路氣密性地密封并且包括金屬蓋和具有開口上部的金屬殼體的封裝體。在封裝體中，殼體在其壁表面中包括將多個引線端子密封在其中的玻璃單元。另外，玻璃單元形成在壁表面中使得玻璃單元的上側上的壁表面的在垂直方向上的厚度是根據形成玻璃單元的玻璃與形成壁表面的金屬之間的溫度上的差異的閾值極限值來確定的。
[0019]本發(fā)明提供一種用于制造封裝體的方法，該封裝體利用金屬蓋和具有開口上部的金屬殼體將集成電路氣密性地密封。方法包括:當在殼體的壁表面中形成將多個引線端子密封在其中的玻璃單元時，形成玻璃單元以使得玻璃單元的上側上的壁表面的在垂直方向上的厚度是根據形成玻璃單元的玻璃與形成壁表面的金屬之間的溫度上的差異的閾值極限值來確定的。
【附圖說明】
[0020]圖1是圖示出根據本發(fā)明的第一示例性實施例的封裝體的配置的圖。
[0021]圖2是根據本發(fā)明的第一示例性實施例的封裝體的截面圖。
[0022]圖3A是圖示出金屬單元與玻璃單元之間的界面的示例性形狀的圖。
[0023]圖3B是圖示出金屬單元與玻璃單元之間的界面的另一示例性形狀的圖。
[0024]圖4A是圖示出玻璃單元的示例性安裝位置的圖。
[0025]圖4B是圖示出玻璃單元的另一示例性安裝位置的圖。
[0026]圖5是圖示出在密封過程期間在金屬單元與玻璃單元之間的溫度的示例性測量的圖表。
[0027]圖6是圖示出根據本發(fā)明的封裝體的主要部件的圖。
【具體實施方式】
[0028]第一示例性實施例
[0029]下面將參照附圖來描述本發(fā)明的第一示例性實施例。
[0030]圖1是圖示出根據本發(fā)明的第一示例性實施例的封裝體的配置的圖。圖1是封裝體的正視圖。
[0031]圖2是根據本發(fā)明的第一示例性實施例的封裝體的截面圖。圖2是沿著引線端子的長度方向截取的封裝體的截面圖。
[0032]如圖1和圖2所示，根據本發(fā)明的第一示例性實施例的封裝體包括殼體10和蓋7。殼體10包括金屬單元1、玻璃單元2和引線端子3。殼體10具有開口上部。
[0033]金屬單元1形成殼體10的底表面和壁表面。在第一示例性實施例中，可伐合金被用作用于金屬單元1的材料。可以使用任何其他金屬，只要該金屬具有耐蝕性。
[0034]殼體10具有事先在其中形成有長方形孔(圖1中示出的端子密封孔11)的壁表面。端子密封孔11接收從中插入的多個引線端子3。雖然圖1示出長方形孔，但孔的形狀可以做成使得金屬單元1與玻璃單元2之間的界面連續(xù)地成波狀(例如，界面形成彼此結合的多個半圓形的形狀，如圖3A所示)。波狀界面的形成允許作為金屬單元1在密封過程期間膨脹的結果而建立的壓力在峰(或谷)之間分布，使得金屬單元1與玻璃單元2之間的界面愈難分離。需要注意的是，如圖3B所示，可以僅金屬單元1與玻璃單元2之間的整個界面的上側界面連續(xù)地成波狀。
[0035]從金屬單元1到玻璃單元2的差的熱傳遞性或者金屬單元1與玻璃單元2之間的熱導率上的差異導致金屬單元1與玻璃單元2之間的溫度上的差異。因此，即使金屬單元1具有與玻璃單元2的熱膨脹系數(shù)大致相同的熱膨脹系數(shù)，在金屬單元與玻璃單元2之間也會發(fā)生溫度差異，并且當溫度差異超過閾值極限值(在下文中稱作閾值溫度差異)時，玻璃單元2可能由于熱沖擊而被損壞或分離。因此，在本發(fā)明的第一示例性實施例中，在金屬單元1的壁上表面與玻璃單元2的界面之間設定距離，使得金屬單元1與玻璃單元2之間的溫度差異不會在密封過程中由于局部加熱而超過閾值溫度差異。
[0036]玻璃單元2是固定地附接至端子密封孔11內部以用于將引線端子3密封(參見圖2)的玻璃(在下文中稱作密封玻璃)。諸如Na20-A1203_B203-Si02等的材料的粉末狀玻璃被用于玻璃單元2。如圖2所示，玻璃單元2的在引線端子3下方延伸的截面具有設定為與引線端子3的突出到殼體10內部的一部分的長度匹配的深度(圖2中水平方向上的長度)，使得該截面能夠支撐該突出部分。在本發(fā)明的第一示例性實施例中，玻璃單元2的深度設定為在長度上等于引線端子3的突出至殼體10內部的一部分。
[0037]以下描述用于形成玻璃單元2的方法。待在下文描述的方法形成在形狀上如圖3A所示的玻璃單元2，而不是如專利文獻1中所公開的在常見密封玻璃上可見的柱形形狀。
[0038]壓力(例如，幾公斤)施加至被迫使進入可以形成對應于端子密封孔11的形狀的金屬模具內的粉末狀玻璃，以由此制備出模制成型的玻璃(在下文中稱作預制玻璃)。
[0039]此時，例如制備出在蓋側上的上預制玻璃半部和在底側上的下預制玻璃半部(上和下是相對于引線端子3)，并且上預制玻璃半部和下預制玻璃半部均具有彼此結合的半圓形的連續(xù)形式。蓋側和底側上的界面此時可以形成為使得引線端子節(jié)距趨向于在燒制期間不偏離。當蓋側和底側上的界面均例如為直線時，流入