JPH0758231A - 集積回路収納容器本体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リードフレーム６をガラス５でセラミック基
板１に接着する集積回路収納容器であって、電源リード
に接続されるコンデンサーを内蔵することにより、高速
演算を実行する集積回路チップを搭載するに適した、安
価な、集積回路収納容器本体を提供することを目的とす
る。 【構成】 セラミック基板１の上に、厚膜メタライズ技
術により形成された導電体層２と高誘電率のガラスから
なる誘電ガラス層３とコバール等の金属板４とを積層し
コンデンサーを構成する。リードフレーム６は低誘電率
のガラスからなる封着ガラス層５によりセラミック基板
１に固着する。コンデンサーの導体をなす金属板４は電
源リード６ａに、導電体層２は接地リード６ｂに、それ
ぞれボンディングワイヤ８により接続する。図示せぬ信
号リードがボンディングワイヤ８により集積回路チップ
７に接続されることは勿論である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセラミック基板の表面に
低融点ガラスなどの封着ガラスによって外部リードフレ
ームを固着した集積回路収納容器本体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の集積回路収納容器は、サ
ーディップあるいはサークワッド（ＣＥＲＱＵＡＤ）と
いわれ、プレス成形された単層のセラミック焼結体にガ
ラス粉末のペーストを塗布、融着し、その部分に外部リ
ードフレームを載置し、前記ガラスを溶融加熱すること
により外部リードフレームをセラミック基板に固着する
ものであった。そして、セラミック基板の中央部に集積
回路チップを搭載して、集積回路チップと外部リードフ
レームとをワイヤーボンディングした後、封着ガラスが
周辺に形成されたセラミック蓋体をセラミック基板に合
わせ、封着ガラスを加熱溶融させることにより気密封着
していた。そして、外部リードフレームの素材には熱膨
張係数がアルミナ等の汎用的セラミックのそれに近いコ
バールや４２アロイ等を用いていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コバー
ルや４２アロイ等はＦｅ、Ｎｉ等の強磁性体材料を主成
分とするものであるから、外部リードの自己インダクタ
ンスＬが高く、集積回路素子のオン・オフに伴って電源
及び接地リードに電流が流れる際に、自己インダクタン
スＬに比例した逆起電力が生ずる。このため、高速演算
時に電源・接地ラインの電位の変動が激しくなるため集
積回路の高速化が困難になるという問題点があった。上
記の問題点を解決するため、メタライズされたグリーン
シートを重ねて作る積層パッケージを用いることが考え
られるが、セラミックの同時焼成技術を用いねばならな
い。同時焼成技術は工程が多いうえ、焼成温度が１７０
０°Ｃと高く焼成時間も２４時間と長いため、集積回路
収納容器が高価なものになるという問題点があった。

【０００４】また、集積回路収納容器の内部にチップコ
ンデンサーを半田等によって取り付けるようにすること
も考えられる（たとえば、米国特許第５１３４２４６号
明細書参照）。しかしながら、工程が複雑になり工数が
アップし高価なものになるという問題点があった。本発
明は上記の問題点を解決するためなされたものであり、
その目的とするところは、焼結したセラミック基板にリ
ードフレームをガラスを用いて接着する集積回路収納容
器本体であって、コンデンサーを内蔵し高速演算を実行
する集積回路チップを搭載するに適した、安価な、集積
回路収納容器本体を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、セラミック基板と、当該基板上に形成さ
れた導電体層、当該導電体層上に形成された誘電ガラス
層、及び当該誘電ガラス層上に固着された金属板からな
るコンデンサーと、搭載される集積回路に電気的に接続
される外部リードと、前記外部リードを前記基板に固着
する封着ガラスと、を備えることを特徴とする。また、
前記誘電ガラス層を、高誘電率材料とガラスとの複合材
からなる誘電ガラス層とすることが好ましい。

【０００６】

【作用】上記のように構成された集積回路収納容器本体
では、導電体層、誘電ガラス層及び金属板からなるコン
デンサーが収納容器の内部に形成され、導電体層及び金
属板を所望の電源や接地リードに接続すれば電源ノイズ
吸収コンデンサーを構成するので、集積回路の高速演算
時の電源・接地ラインの電位の変動を抑制してノイズを
吸収する。上記構成からなる金属板を有するコンデンサ
ーは、メタライズ技術やガラスによる金属板の接着技術
により製造することができるから、同時焼成技術により
製造する場合に比べて、はるかに安価に製造することが
できる。また、誘電ガラス層を高誘電率材料とガラスと
の複合材としたものでは、小さな収納容器内でコンデン
サーの容量をより大きくすることができ、集積回路の高
速演算時のノイズ吸収能力をより高めることができる。
さらに、上記集積回路収納容器本体では、コンデンサー
を内蔵する集積回路収納容器本体をメタライズ技術及び
ガラスによる金属板の接着技術により製造するものであ
るから、焼き付けや融着温度が４００〜７００°Ｃと低
く、且つ、焼成時間も３０分程度と短くてよいので、安
価に製造できる。

【０００７】尚、上記導電層としては厚膜メタライズに
よって形成するのが簡便であるが、蒸着等の薄膜メタラ
イズ及びこれらとメッキとの組合せ、あるいは金属板を
ガラスにて基板に固着することで導電層（下部電極層）
とすることもできる。

【０００８】

【実施例】本発明の第１の実施例について図面を参照し
説明する。図１乃至図３は本発明の第１の実施例を示す
ものであり、図１は本発明の集積回路収納容器本体を用
いた集積回路収納容器の断面図、図２及び図３は集積回
路収納容器本体の分解斜視図である。

【０００９】本実施例は、サークワッド（ＣＥＲＱＵＡ
Ｄ）に類似した構造を持つ集積回路収納容器に本発明が
適用された例を示している。この集積回路収納容器で
は、略正方形をしたセラミック基板１の上に金や銀パラ
ジウム等のペーストを塗布し焼き付けた正方形の導電体
層２が形成されている。金ペースト等は約７５０°Ｃで
焼成され導電体層２が形成される。その導電体層２の上
には、中央に正方形の切り欠き（開口）のあるロ字形状
の金属板４が、これと同様の形状の誘電ガラス層３によ
り接着されている。金属板４としては、熱膨張係数が３
〜１０×１０^-6／°Ｃのもの、例えばコバールとか４２
アロイ、４２アロイとＣｕのクラッド材、ＣｕとＭｏの
クラッド材等が用いられる。金属板４の表面の一部また
は全部はＡｕメッキ仕上げがなされている。表面仕上げ
はＡｇメッキあるいはＡｌ蒸着仕上げでもよい。金属板
４にコバールまたは４２アロイ、４２アロイとＣｕのク
ラッド材、ＣｕとＭｏのクラッド材等を用いるのは熱膨
張係数を誘電ガラス層３及びセラミック基板１と略同じ
くするためである。また、これらの表面仕上げはワイヤ
ボンドを可能とするために行うものである。

【００１０】誘電ガラス層３としては、比誘電率が高い
もの程好ましいが通常比誘電率が１０以上の値を持つ鉛
ガラス系のものが用いられる。一般にガラス封止パッケ
ージ用のガラスとしては、リード相互間の静電容量を小
さくすることを目的として、比誘電率の小さいものを使
用する傾向があった。従って、比誘電率は１０〜２０程
度のものが多用されている。一方、誘電ガラス層３とし
ては従来の封止ガラスを用いてもよいが比誘電率の高い
ものほど好ましく、２０以上の値を持つ高誘電率の鉛ガ
ラス系のものが好適である。ここでは、比誘電率が６０
〜７０の鉛ガラス系のものを用いた。更に、誘電ガラス
層３には、チタン酸バリウム等の高誘電率材料と鉛ガラ
スとの複合材等により比誘電率を高めたものを用いれば
更に都合が良い。この場合、比誘電率は１００以上にな
る。尚、要求される静電容量等によっては、これらより
低い比誘電率のガラスを使用することは何ら問題ない。

【００１１】誘電ガラス層３の形成には、導電体層２の
上に中央部に正方形の切り欠き（開口）のあるロ字形状
に誘電ガラスを印刷塗布し、約４００°Ｃで焼き付けを
行うことにより行う。金属板４の固着は、金属板４を誘
電ガラス層３の上に載置し、約４５０°Ｃに加熱するこ
とにより行う。金属板４を誘電ガラス層３を使ってセラ
ミック基板１上の導電体層２に接着すると考えてもよ
い。

【００１２】次に、図３に示すように、金属板４の上に
は、ワイヤボンディングのため金属板４の内周側の一部
が露出するように、中央の正方形の切り欠き（開口）の
近傍を除くようにして、封着ガラス層５が形成されセラ
ミック基板１の上を覆っている。封着ガラス層５には比
誘電率が低いものほど良く、例えば比誘電率が１０〜２
０の低誘電率ガラスが用いられる。封着ガラス層５の形
成には金属板４が接着されたセラミック基板１に、封着
ガラスを中央部に正方形の切り欠き（開口）のあるロ字
形状に印刷塗布し、焼き付けを行って封着ガラス層５を
形成する。

【００１３】この封着ガラス層５にリードフレーム６が
固着される。図１では、リードフレーム６のフレーム部
分が省略され、一部のリード６ａ、６ｂのみが図示され
ている。リードは内方から外方へ図面の左右方向及び紙
面に垂直な方向に放射状に多数配列されてなり、最外周
部でフレーム部分に連続し一体をなしている（図３参
照）。簡明のため、図面にはリードフレーム６の外部リ
ード６ａ、６ｂ等が各辺３本しか描かれていないが、実
際には各辺に多数本の外部リードを有するものである。
リードフレーム６の固着は、リードフレーム６を封着ガ
ラス層５の上に載置し約４００〜４５０°Ｃに加熱する
ことにより行う。これにより集積回路収納容器本体は完
成する。

【００１４】以後、完成された集積回路収納容器本体の
金属板４の中央の正方形の切り欠き（開口）により形成
されるキャビテイには、集積回路チップ７が載置され接
着固定される。集積回路チップ７の電源端子はボンディ
ングワイヤ８により金属板４及び電源リード６ａに接続
され、接地端子はボンディングワイヤ８により導電体層
２及び接地リード６ｂに接続される。これにより、金属
板４が電源層をなし、導電体層２が接地層をなす電源コ
ンデンサーとして構成される。集積回路チップ７の多数
の信号端子がそれぞれ図示しない信号リードに接続され
ることは勿論である。

【００１５】蓋体９はセラミックで形成され、その周縁
部の下面には封着ガラス層１０がグレーズされている。
封着ガラス層１０のガラスは封着ガラス層５のガラスと
同じものでもよい。蓋体９をセラミック基板１上に載置
し加熱することにより封着ガラス層１０及び封着ガラス
層５を溶着せしめ、蓋体９とセラミック基板１とをガラ
スシールする。次に、外装メッキ及びタイバーカットを
し、集積回路が完成する。尚、上記実施例では、蓋体９
の全体をセラミック体で構成したが、周縁部のみからな
る枠体をセラミックで形成して封着用ガラスでセラミッ
ク基板１に枠体を固着し、コバール等からなる金属蓋を
枠体にＡｕ／Ｓｎ合金等でシールするようにしてもよ
い。

【００１６】本実施例の集積回路収納容器本体では、リ
ードフレーム６のリード部直下に配設された金属板４、
誘電ガラス層３、導電体層２で電源ノイズ吸収コンデン
サーが形成される。この電源コンデンサーはボンディン
グワイヤ８により集積回路チップ７に直接接続されてい
るから雑音抑制効果が大きい。上記実施例では金属板４
を電源層、導電体層２を接地層としたが極性を逆にして
もなんら差し支えない。いずれにしても、電源ノイズ吸
収コンデンサーは集積回路の高速演算時の電源・接地ラ
インの電位の変動を抑制してノイズを吸収する。

【００１７】本実施例の利点について説明する。本実施
例は上記のように、金属板４を誘電ガラス層３で導電体
層２に接着してリードフレーム６の下にコンデンサーを
構成するものであるから、集積回路収納容器内に安価に
ノイズ抑制コンデンサーを形成することができる。ま
た、集積回路チップ７の周辺に広がるリードフレーム６
の下にコンデンサーを形成するので、比較的広い面積の
コンデンサーが構成でき、ノイズ抑制コンデンサーの容
量が大きくなり、また、集積回路の直近でノイズの除去
を行えるので集積回路高速演算時のノイズ抑制効果が大
きくなるという利点がある。また、チップコンデンサー
を収納容器内に取り付ける場合のように場所をとること
もない。さらに、誘電ガラス層３に高誘電率ガラス、更
にはチタン酸バリウム等の高誘電率材料と鉛ガラスとの
複合材を用いたものでは、ノイズ抑制コンデンサーの容
量を大幅に大きくできるという利点がある。また、リー
ドフレーム６の下に電源又は接地と接続した金属板４が
存在するので、信号リード間のクロストークが少なくな
るという付随的な利点がある。

【００１８】図４乃至図６は第２の実施例を示し、図４
は分解斜視図、図５は集積回路チップへのボンディング
部分を模式的に示す斜視図、図６は集積回路収納容器の
断面図である。

【００１９】本実施例ではリードフレーム１６の一部が
コンデンサーを形成する金属板１４として兼用されてい
る点にその構成上の特徴がある。図４を参照し説明す
る。厚膜メタライズ技術により、略正方形形状のセラミ
ック基板１１上に金ペーストを印刷塗布し約７５０°Ｃ
で焼成して導電体層１２が形成されている。この導電体
層１２にはボンディングのための突出部１２ａが設けら
れている。導電体層１２を有するセラミック基板１１の
上には、低誘電率ガラスペーストを印刷塗布し、焼き付
けを行って封着ガラス層１５が形成されている。低誘電
率の封着ガラス層１５は中央部に正方形の切り欠き（開
口）を有し、右隅には円形の小さな切り欠き（開口）を
有している。各切り欠き（開口）では導電体層１２及び
その突出部１２ａが露出している。

【００２０】封着ガラス層１５の中央部の正方形の切り
欠き（開口）には、誘電ガラス層１３が埋め込まれてい
る。本実施例では誘電ガラス層１３に比誘電率４５の鉛
ガラスを使用した。この埋め込みは、高誘電率ガラスペ
ーストを印刷塗布するか、ガラスシートまたはガラスの
プレス成形体を入れることにより行う。

【００２１】また、リードフレーム１６は、封着ガラス
層１５の上に載置し加熱することにより、封着ガラス層
１５に固着されている。リードフレーム１６は、コバー
ルまたは４２アロイ、４２アロイとＣｕのクラッド材、
ＣｕとＭｏのクラッド材等で形成され、金メッキが施さ
れている。簡明のため、図面にはリードフレーム１６の
外部リードが各辺３本しか描かれていないが、実際には
各辺に多数本の外部リードを有するものである。そし
て、集積回路チップが載置されるリードフレーム１６の
中央部には、金属板１４が一部の外部リード１６ｂと一
体となって形成されている。この金属板１４は誘電ガラ
ス層１３に固着され、金属板１４と誘電ガラス層１３と
導電体層１２とによりコンデンサーを構成している。以
上により本発明の集積回路収納容器本体は構成されてい
る。

【００２２】完成した集積回路収納容器本体に集積回路
チップを搭載し封着するには図５及び図６に示す様に行
う。即ち、金属板１４の上に集積回路チップ１７を接着
剤で固定し、集積回路チップ１７の端子と各外部リード
とをボンディングワイヤ１８により電気的に接続する。
多数本の外部リードのうち電源外部リード１６ａはボン
ディングワイヤ１８により封着ガラス層１５の円形の切
り欠き（開口）を通過して導電体層１２の突出部１２ａ
の露出面に接続され、さらに、集積回路チップ７の電源
端子に接続される。接地外部リード１６ｂは金属板１４
と一体に形成されている。これにより、金属板１４は接
地層を、導電体層１２は電源層をなす電源コンデンサー
として構成される。なお、図示せぬ多数の信号外部リー
ドが、それぞれボンディングワイヤ１８により集積回路
チップ１７の信号端子に接続されていることは勿論であ
る。

【００２３】蓋体１９は、アルミナをプレス成形し焼結
したセラミック体であり、その周縁部下面に封着ガラス
層２０が塗布し焼き付けられている。封着ガラス層２０
は、封着ガラス層１５と同じく、低誘電率のガラスによ
り形成されている。蓋体１９をセラミック基板１１上に
載置し加熱することにより封着ガラス層２０及び封着ガ
ラス層１５を溶着せしめ、蓋体１９とセラミック基板１
１とをガラスシールする。次に、外装メッキ及びタイバ
ーカットをし、集積回路を完成させる。

【００２４】上記第２の実施例では、リードフレーム１
６と金属板１４とが一体となっているので、集積回路収
納容器の製造工程がより簡単になるという利点がある。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を有し、メタライ
ズ技術からなる導電体層、誘電ガラス層及び金属板から
なるコンデンサーが収納容器の内部のセラミック基板上
に形成される。該コンデンサーは集積回路の組立時に電
気的に電源リード及び接地リード等に接続され、電源ノ
イズ吸収コンデンサーを構成することができるので、集
積回路の高速演算時の電源・接地ラインの電位の変動を
抑制してノイズを吸収するという優れた効果がある。ま
た、金属板を誘電ガラス層により導電体層に接着すると
いう構造を有するものであるから、同時焼成技術を使用
せずにコンデンサーを内蔵する集積回路収納容器を安価
に提供できるという効果がある。また、誘電ガラス層を
高誘電率ガラスや高誘電率材料とガラスとの複合材とし
たものでは、小さな収納容器内でコンデンサーの容量を
より大きくすることができ、集積回路の高速演算時のノ
イズ吸収能力をより高めることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の集積回路収納容器を示す断面図
である。

【図２】第１の実施例のコンデンサー部分を示す分解斜
視図である。

【図３】第１の実施例の分解斜視図である。

【図４】第２の実施例の分解斜視図である。

【図５】集積回路チップへのボンディング部分を模式的
に示す斜視図である。

【図６】第２の実施例の集積回路収納容器を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ セラミック基板 ２ 導電体層 ３ 誘電ガラス層 ４ 金属板 ５ 封着ガラス層 ６ リードフレーム ７ 集積回路チップ ８ ボンディングワイヤ ９ 蓋体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック基板と、 当該基板上に形成された導電体層、当該導電体層上に形
   成された誘電ガラス層、及び当該誘電ガラス層上に固着
   された金属板からなるコンデンサーと、 搭載される集積回路に電気的に接続される外部リード
   と、 前記外部リードを前記基板に固着する封着ガラスと、 を備えることを特徴とする集積回路収納容器本体。
2. 【請求項２】 前記誘電ガラス層が、高誘電率材料とガ
   ラスとの複合材からなる誘電ガラス層であることを特徴
   とする請求項１記載の集積回路収納容器本体。