JPH09107043A - アルミナセラミック製リッド - Google Patents
アルミナセラミック製リッドInfo
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- JPH09107043A JPH09107043A JP7264336A JP26433695A JPH09107043A JP H09107043 A JPH09107043 A JP H09107043A JP 7264336 A JP7264336 A JP 7264336A JP 26433695 A JP26433695 A JP 26433695A JP H09107043 A JPH09107043 A JP H09107043A
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- alumina
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミックパッケージのキャビティを封止す
るアルミナセラミック製リッドの厚みを厚くすることな
くリッドの抗折強度を高める。 【解決手段】 セラミックパッケージ１１の上面にアル
ミナセラミック製のリッド１４を半田１５で接合してキ
ャビティ１２を封止する。リッド１４の原材料であるア
ルミナの一次粒子を平均粒径１μｍ〜２μｍに微細化し
てプレス成形（崩壊後）の一次粒子の接触点を増加さ
せ、焼結性を向上させる。更に、Ｄ１０〜Ｄ９０の範囲
が平均粒径の±７０％以内となるシャープな粒度分布に
する（ここでＤ１０、Ｄ９０はそれぞれ累積粒度分布の
微粒側から累積１０％、累積９０％の粒径である）。こ
れにより、プレス成形前の顆粒内の一次粒子の充填状態
を粗充填とし、気孔率を増大させて顆粒強度を低下さ
せ、顆粒の崩壊性（つぶれ性）を向上させて、緻密で高
強度なアルミナ焼結体を作り上げる。
るアルミナセラミック製リッドの厚みを厚くすることな
くリッドの抗折強度を高める。 【解決手段】 セラミックパッケージ１１の上面にアル
ミナセラミック製のリッド１４を半田１５で接合してキ
ャビティ１２を封止する。リッド１４の原材料であるア
ルミナの一次粒子を平均粒径１μｍ〜２μｍに微細化し
てプレス成形（崩壊後）の一次粒子の接触点を増加さ
せ、焼結性を向上させる。更に、Ｄ１０〜Ｄ９０の範囲
が平均粒径の±７０％以内となるシャープな粒度分布に
する（ここでＤ１０、Ｄ９０はそれぞれ累積粒度分布の
微粒側から累積１０％、累積９０％の粒径である）。こ
れにより、プレス成形前の顆粒内の一次粒子の充填状態
を粗充填とし、気孔率を増大させて顆粒強度を低下さ
せ、顆粒の崩壊性（つぶれ性）を向上させて、緻密で高
強度なアルミナ焼結体を作り上げる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックパッケ
ージのキャビティを封止するアルミナセラミック製リッ
ド（蓋体）に関するものである。
ージのキャビティを封止するアルミナセラミック製リッ
ド（蓋体）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えばＰＧＡ（Pin Grid Array）
型のセラミックパッケージのキャビティにＬＳＩチップ
を搭載し、その上からアルミナセラミック製のリッドを
半田付けしてキャビティを気密に封止することで、キャ
ビティ内のＬＳＩチップを湿気等から保護するようにし
たものがある。このものでは、セラミックパッケージと
リッドとの熱膨張係数が異なると、両者の半田シール部
に熱応力が加わって半田シール部にクラックや剥がれが
生じ、気密性が損なわれるため、パッケージとリッドは
同じような材質のセラミックで形成されていることが好
ましい。
型のセラミックパッケージのキャビティにＬＳＩチップ
を搭載し、その上からアルミナセラミック製のリッドを
半田付けしてキャビティを気密に封止することで、キャ
ビティ内のＬＳＩチップを湿気等から保護するようにし
たものがある。このものでは、セラミックパッケージと
リッドとの熱膨張係数が異なると、両者の半田シール部
に熱応力が加わって半田シール部にクラックや剥がれが
生じ、気密性が損なわれるため、パッケージとリッドは
同じような材質のセラミックで形成されていることが好
ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記セラミックパッケ
ージは、リッド半田付け後の製品検査工程で、キャビテ
ィの気密状態をチェックするためにＨｅリーク加圧試験
を行い、例えば７ｋｇｆ／ｃｍ2 の高圧Ｈｅ雰囲気中で
パッケージを加圧してリッドの半田シール部にリーク
（漏れ）が無いか検査するようになっている。最近は、
搭載するＬＳＩチップが大型化し、それに伴ってキャビ
ティやリッドも大型化する傾向にある。リッドが大型化
すれば、Ｈｅリーク加圧試験中にリッドに加わる圧力
（＝７ｋｇｆ／ｃｍ2 ×リッド面積）が大きくなり、そ
の圧力でリッドにクラックが生じるおそれがある。それ
故に、リッドの強度（特に抗折強度）を高める必要があ
る。
ージは、リッド半田付け後の製品検査工程で、キャビテ
ィの気密状態をチェックするためにＨｅリーク加圧試験
を行い、例えば７ｋｇｆ／ｃｍ2 の高圧Ｈｅ雰囲気中で
パッケージを加圧してリッドの半田シール部にリーク
（漏れ）が無いか検査するようになっている。最近は、
搭載するＬＳＩチップが大型化し、それに伴ってキャビ
ティやリッドも大型化する傾向にある。リッドが大型化
すれば、Ｈｅリーク加圧試験中にリッドに加わる圧力
（＝７ｋｇｆ／ｃｍ2 ×リッド面積）が大きくなり、そ
の圧力でリッドにクラックが生じるおそれがある。それ
故に、リッドの強度（特に抗折強度）を高める必要があ
る。
【０００４】このリッドは、セラミック材料であるアル
ミナの一次粒子を造粒し、それによって得られた顆粒を
金型に充填してプレス成形し、それを焼成して形成する
ものである。一般に、アルミナセラミックの強度を改善
するには、アルミナの一次粒子を微細化し、プレス成形
（崩壊後）の一次粒子の接触点を増加させて焼結性を向
上させれば良いと考えられる。
ミナの一次粒子を造粒し、それによって得られた顆粒を
金型に充填してプレス成形し、それを焼成して形成する
ものである。一般に、アルミナセラミックの強度を改善
するには、アルミナの一次粒子を微細化し、プレス成形
（崩壊後）の一次粒子の接触点を増加させて焼結性を向
上させれば良いと考えられる。
【０００５】しかし、従来のようにアルミナの粒度分布
が広い一次粒子を単に微細化するだけでは、図３（ａ）
に示すように、顆粒内の一次粒子の充填状態が大きい粒
径の粒子の隙間に微小粒子が充填された密充填状態とな
ってしまい、プレス成形時の一次粒子の流動性が低下し
て顆粒の崩壊性（つぶれ性）が低下し、緻密で高強度な
アルミナ焼結体を作り上げることができない。これは、
次式（Ｒｕｍｐの式）で求められる顆粒強度σが一次粒
子サイズｄが小さくなるほど大きくなるためである。 σ＝ａ・（１／ε−１）・η／ｄ ……（１） ここで、ａは係数、εは気孔率（ε＜１）、ηは表面張
力、ｄは一次粒子サイズである。
が広い一次粒子を単に微細化するだけでは、図３（ａ）
に示すように、顆粒内の一次粒子の充填状態が大きい粒
径の粒子の隙間に微小粒子が充填された密充填状態とな
ってしまい、プレス成形時の一次粒子の流動性が低下し
て顆粒の崩壊性（つぶれ性）が低下し、緻密で高強度な
アルミナ焼結体を作り上げることができない。これは、
次式（Ｒｕｍｐの式）で求められる顆粒強度σが一次粒
子サイズｄが小さくなるほど大きくなるためである。 σ＝ａ・（１／ε−１）・η／ｄ ……（１） ここで、ａは係数、εは気孔率（ε＜１）、ηは表面張
力、ｄは一次粒子サイズである。
【０００６】尚、リッドの厚みを厚くしても、抗折強度
をある程度強くすることが可能であるが、リッドの厚型
化はパッケージの薄型化の要求に反するばかりか、コス
ト高にもつながる欠点がある。
をある程度強くすることが可能であるが、リッドの厚型
化はパッケージの薄型化の要求に反するばかりか、コス
ト高にもつながる欠点がある。
【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、リッドの厚みを厚く
することなく抗折強度を高めることができて、搭載する
ＬＳＩチップやキャビティの大型化（つまりリッドの大
型化）の要求を満たすことができるアルミナセラミック
製リッドを提供することにある。
たものであり、従ってその目的は、リッドの厚みを厚く
することなく抗折強度を高めることができて、搭載する
ＬＳＩチップやキャビティの大型化（つまりリッドの大
型化）の要求を満たすことができるアルミナセラミック
製リッドを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のアルミナセラミック製リッドは、セラミッ
ク材料であるアルミナの一次粒子を平均粒径１μｍ〜２
μｍに微細化すると共に、その粒度分布をＤ１０〜Ｄ９
０（ここでＤ１０、Ｄ９０はそれぞれ累積粒度分布の微
粒側から累積１０％、累積９０％の粒径）の範囲が平均
粒径の±７０％以内となるように調製したセラミック粉
体の顆粒（一次粒子の造粒）をプレス成形し、それを焼
成したものである。
に、本発明のアルミナセラミック製リッドは、セラミッ
ク材料であるアルミナの一次粒子を平均粒径１μｍ〜２
μｍに微細化すると共に、その粒度分布をＤ１０〜Ｄ９
０（ここでＤ１０、Ｄ９０はそれぞれ累積粒度分布の微
粒側から累積１０％、累積９０％の粒径）の範囲が平均
粒径の±７０％以内となるように調製したセラミック粉
体の顆粒（一次粒子の造粒）をプレス成形し、それを焼
成したものである。
【０００９】つまり、アルミナの一次粒子を平均粒径１
μｍ〜２μｍに微細化してプレス成形（崩壊後）の一次
粒子の接触点を増加させ、焼結性を向上させると共に、
Ｄ１０〜Ｄ９０の範囲が平均粒径の±７０％以内となる
シャープな粒度分布にすることで、図３（ｂ）に示すよ
うにプレス成形前の顆粒内の一次粒子の充填状態を粗充
填とし、気孔率εを増大させる。この気孔率εの増大と
一次粒子サイズｄの微細化により、前記（１）式で求め
られる顆粒強度σが従来より小さくなり、プレス成形時
の一次粒子の流動性が改善されて顆粒の崩壊性（つぶれ
性）が向上し、緻密で高強度なアルミナ焼結体を作り上
げることが可能となる。
μｍ〜２μｍに微細化してプレス成形（崩壊後）の一次
粒子の接触点を増加させ、焼結性を向上させると共に、
Ｄ１０〜Ｄ９０の範囲が平均粒径の±７０％以内となる
シャープな粒度分布にすることで、図３（ｂ）に示すよ
うにプレス成形前の顆粒内の一次粒子の充填状態を粗充
填とし、気孔率εを増大させる。この気孔率εの増大と
一次粒子サイズｄの微細化により、前記（１）式で求め
られる顆粒強度σが従来より小さくなり、プレス成形時
の一次粒子の流動性が改善されて顆粒の崩壊性（つぶれ
性）が向上し、緻密で高強度なアルミナ焼結体を作り上
げることが可能となる。
【００１０】このように、平均粒径１μｍ〜２μｍで粒
度分布をシャープにすることにより、リッドの厚みを厚
くせずに、リッドを例えば５４ｍｍ×３４ｍｍ（厚み約
１ｍｍ）程度に大型化しても、Ｈｅリーク加圧試験中の
高圧Ｈｅによってリッドにクラックが入るのを防止する
ことができる。
度分布をシャープにすることにより、リッドの厚みを厚
くせずに、リッドを例えば５４ｍｍ×３４ｍｍ（厚み約
１ｍｍ）程度に大型化しても、Ｈｅリーク加圧試験中の
高圧Ｈｅによってリッドにクラックが入るのを防止する
ことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明をＰＧＡ（Pin Grid
Array）型のアルミナセラミックパッケージに適用した
一実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に基
づいてアルミナセラミックパッケージ１１の構造を説明
する。アルミナセラミックパッケージ１１は、グリーン
シート積層法により複数枚のアルミナグリーンシートを
積層し焼成したものである。このアルミナセラミックパ
ッケージ１１の上面側には、ＬＳＩチップ（図示せず）
を搭載するキャビティ１２が形成され、上面側あるいは
裏面側には多数の外部リードピン１３が銀系ろう材で垂
直に接合されている。各外部リードピン１３の接合部
は、図示はしないが、キャビティ１２の周囲に形成され
た引出し用端子に対してスルーホール導体と内層配線導
体を介して導通されている。これらスルーホール導体と
内層配線導体は、Ｗ，Ｍｏ等の高融点金属で印刷形成さ
れ、アルミナセラミックパッケージ１１と同時焼成され
ている。
Array）型のアルミナセラミックパッケージに適用した
一実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に基
づいてアルミナセラミックパッケージ１１の構造を説明
する。アルミナセラミックパッケージ１１は、グリーン
シート積層法により複数枚のアルミナグリーンシートを
積層し焼成したものである。このアルミナセラミックパ
ッケージ１１の上面側には、ＬＳＩチップ（図示せず）
を搭載するキャビティ１２が形成され、上面側あるいは
裏面側には多数の外部リードピン１３が銀系ろう材で垂
直に接合されている。各外部リードピン１３の接合部
は、図示はしないが、キャビティ１２の周囲に形成され
た引出し用端子に対してスルーホール導体と内層配線導
体を介して導通されている。これらスルーホール導体と
内層配線導体は、Ｗ，Ｍｏ等の高融点金属で印刷形成さ
れ、アルミナセラミックパッケージ１１と同時焼成され
ている。
【００１２】このアルミナセラミックパッケージ１１の
上面には、後述するプロセスで製造されたアルミナセラ
ミック製のリッド１４が取着され、キャビティ１２が気
密に封止されている。このリッド１４の寸法は、例えば
厚み１ｍｍ、横５４ｍｍ×縦３４ｍｍである。このリッ
ド１４の接合は半田１５によって行われ、そのためにリ
ッド１４の下面外周部及び側端面のシール部には半田接
合用の金属層１６がキャビティ１２を取り囲むように形
成され、これに対応してアルミナセラミックパッケージ
１１の上面にもキャビティ１２を取り囲むように半田接
合用の金属層１７が形成され、これら両金属層１６，１
７間が半田１５で気密に接合されている。リッド１４側
の金属層１６は、セラミック焼成後にＡｇ／Ｐｄ、Ａｇ
／Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等の金属ペーストを印刷して
焼成し、一方、アルミナセラミックパッケージ１１側の
金属層１７は、セラミック焼成前にＷ，Ｍｏ等の高融点
金属ペーストを印刷してセラミックと同時焼成し、Ｎｉ
メッキ、Ａｕメッキ等が施されている。
上面には、後述するプロセスで製造されたアルミナセラ
ミック製のリッド１４が取着され、キャビティ１２が気
密に封止されている。このリッド１４の寸法は、例えば
厚み１ｍｍ、横５４ｍｍ×縦３４ｍｍである。このリッ
ド１４の接合は半田１５によって行われ、そのためにリ
ッド１４の下面外周部及び側端面のシール部には半田接
合用の金属層１６がキャビティ１２を取り囲むように形
成され、これに対応してアルミナセラミックパッケージ
１１の上面にもキャビティ１２を取り囲むように半田接
合用の金属層１７が形成され、これら両金属層１６，１
７間が半田１５で気密に接合されている。リッド１４側
の金属層１６は、セラミック焼成後にＡｇ／Ｐｄ、Ａｇ
／Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等の金属ペーストを印刷して
焼成し、一方、アルミナセラミックパッケージ１１側の
金属層１７は、セラミック焼成前にＷ，Ｍｏ等の高融点
金属ペーストを印刷してセラミックと同時焼成し、Ｎｉ
メッキ、Ａｕメッキ等が施されている。
【００１３】次に、リッド１４の製造プロセスを図２に
基づいて説明する。まず、アルミナ原料９０％、フラッ
クス・着色剤１０％にバインダと可塑剤を配合し、粉砕
してアルミナの一次粒子を平均粒径１μｍ〜２μｍに微
細化する。この際、アルミナ原料として予め分級された
粒径の揃ったアルミナ粉体を使用することで、Ｄ１０〜
Ｄ９０の範囲が平均粒径の±７０％以内となるように粉
砕し、シャープな粒度分布のアルミナ粉体を作製する。
ここで、Ｄ１０、Ｄ９０はそれぞれ累積粒度分布の微粒
側から累積１０％、累積９０％の粒径を示し、Ｄ５０
（累積５０％）が平均粒径となる。図４に示すように、
Ｄ５０＝１μｍの場合には、−７０％はＤ１０＝０．３
μｍ、＋７０％はＤ９０＝１．７μｍとなる。また、Ｄ
５０＝２μｍの場合には、−７０％はＤ１０＝０．６μ
ｍ、＋７０％は３．４μｍとなる。
基づいて説明する。まず、アルミナ原料９０％、フラッ
クス・着色剤１０％にバインダと可塑剤を配合し、粉砕
してアルミナの一次粒子を平均粒径１μｍ〜２μｍに微
細化する。この際、アルミナ原料として予め分級された
粒径の揃ったアルミナ粉体を使用することで、Ｄ１０〜
Ｄ９０の範囲が平均粒径の±７０％以内となるように粉
砕し、シャープな粒度分布のアルミナ粉体を作製する。
ここで、Ｄ１０、Ｄ９０はそれぞれ累積粒度分布の微粒
側から累積１０％、累積９０％の粒径を示し、Ｄ５０
（累積５０％）が平均粒径となる。図４に示すように、
Ｄ５０＝１μｍの場合には、−７０％はＤ１０＝０．３
μｍ、＋７０％はＤ９０＝１．７μｍとなる。また、Ｄ
５０＝２μｍの場合には、−７０％はＤ１０＝０．６μ
ｍ、＋７０％は３．４μｍとなる。
【００１４】粉砕後、スラリー状態の原料をスプレード
ライヤ（ディスク回転数９０００ｒｐｍ、乾燥温度１８
０℃）を用いて噴霧乾燥し、アルミナの一次粒子を例え
ば９０μｍ程度の球形の顆粒にするように造粒する。こ
の後、この顆粒を金型に充填して例えば１．８ｔ／ｃｍ
2 の加圧力でプレス成形し、それを１４００℃で焼成し
てリッド１４を作製する。更に、リッド１４の下面シー
ル部にＡｇ／Ｐｔ等の金属ペーストを印刷し、それを８
５０℃で焼成して半田接合用の金属層１６を形成する。
次に、金属層１６上にスクリーン印刷法等で半田ペース
トを塗布し、３００℃でリフローさせる。
ライヤ（ディスク回転数９０００ｒｐｍ、乾燥温度１８
０℃）を用いて噴霧乾燥し、アルミナの一次粒子を例え
ば９０μｍ程度の球形の顆粒にするように造粒する。こ
の後、この顆粒を金型に充填して例えば１．８ｔ／ｃｍ
2 の加圧力でプレス成形し、それを１４００℃で焼成し
てリッド１４を作製する。更に、リッド１４の下面シー
ル部にＡｇ／Ｐｔ等の金属ペーストを印刷し、それを８
５０℃で焼成して半田接合用の金属層１６を形成する。
次に、金属層１６上にスクリーン印刷法等で半田ペース
トを塗布し、３００℃でリフローさせる。
【００１５】次に、アルミナの一次粒子の平均粒径と粒
度分布がリッド１４の抗折強度に及ぼす影響について考
察する。下記の表１は、平均粒径と粒度分布が異なる３
種類のサンプルＡ，Ｂ，Ｃについて抗折強度を測定した
ものである。
度分布がリッド１４の抗折強度に及ぼす影響について考
察する。下記の表１は、平均粒径と粒度分布が異なる３
種類のサンプルＡ，Ｂ，Ｃについて抗折強度を測定した
ものである。
【００１６】
【表１】
【００１７】上記表１において、サンプルＡは、アルミ
ナの一次粒子の平均粒径が３．２５μｍで、粒度分布
（Ｄ１０〜Ｄ９０の範囲）が０．５μｍ〜６．０μｍで
ある。このサンプルＡでは、抗折強度の平均値が３０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 であるが、最小値が２６ｋｇｆ／ｍｍ2 で
ある。本発明者の試験結果によれば、リッドの抗折強度
が３０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上でないと、リッド半田付け後
に気密状態を確かめるために行う７ｋｇｆ／ｃｍ2 のＨ
ｅリーク加圧試験でリッドにクラックが生じることが判
明している。従って、サンプルＡのように抗折強度の最
小値が３０ｋｇｆ／ｍｍ2 未満のものは、Ｈｅリーク加
圧試験でリッドにクラックが生じる。
ナの一次粒子の平均粒径が３．２５μｍで、粒度分布
（Ｄ１０〜Ｄ９０の範囲）が０．５μｍ〜６．０μｍで
ある。このサンプルＡでは、抗折強度の平均値が３０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 であるが、最小値が２６ｋｇｆ／ｍｍ2 で
ある。本発明者の試験結果によれば、リッドの抗折強度
が３０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上でないと、リッド半田付け後
に気密状態を確かめるために行う７ｋｇｆ／ｃｍ2 のＨ
ｅリーク加圧試験でリッドにクラックが生じることが判
明している。従って、サンプルＡのように抗折強度の最
小値が３０ｋｇｆ／ｍｍ2 未満のものは、Ｈｅリーク加
圧試験でリッドにクラックが生じる。
【００１８】また、サンプルＢは、アルミナの一次粒子
の平均粒径が１．７５μｍで、粒度分布（Ｄ１０〜Ｄ９
０の範囲）が０．５μｍ〜３．０μｍである。このサン
プルＢでは、抗折強度の平均値が３３ｋｇｆ／ｍｍ2 で
あり、最小値でも３０ｋｇｆ／ｍｍ2 が確保されてい
る。従って、サンプルＢは、サンプルＡよりも抗折強度
が強く、Ｈｅリーク加圧試験でリッドにクラックが生じ
ることが防がれる。
の平均粒径が１．７５μｍで、粒度分布（Ｄ１０〜Ｄ９
０の範囲）が０．５μｍ〜３．０μｍである。このサン
プルＢでは、抗折強度の平均値が３３ｋｇｆ／ｍｍ2 で
あり、最小値でも３０ｋｇｆ／ｍｍ2 が確保されてい
る。従って、サンプルＢは、サンプルＡよりも抗折強度
が強く、Ｈｅリーク加圧試験でリッドにクラックが生じ
ることが防がれる。
【００１９】また、サンプルＣは、アルミナの一次粒子
の平均粒径が１．７５μｍで、粒度分布（Ｄ１０〜Ｄ９
０の範囲）が１．０μｍ〜２．５μｍである。このサン
プルＣでは、抗折強度の平均値が３５ｋｇｆ／ｍｍ2 で
あり、最小値でも３２ｋｇｆ／ｍｍ2 が確保されてい
る。従って、サンプルＣは、サンプルＢよりも抗折強度
が強く、Ｈｅリーク加圧試験でリッドにクラックが生じ
ることが一層確実に防がれる。
の平均粒径が１．７５μｍで、粒度分布（Ｄ１０〜Ｄ９
０の範囲）が１．０μｍ〜２．５μｍである。このサン
プルＣでは、抗折強度の平均値が３５ｋｇｆ／ｍｍ2 で
あり、最小値でも３２ｋｇｆ／ｍｍ2 が確保されてい
る。従って、サンプルＣは、サンプルＢよりも抗折強度
が強く、Ｈｅリーク加圧試験でリッドにクラックが生じ
ることが一層確実に防がれる。
【００２０】一般に、リッド１４の抗折強度を３０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 以上に高めるためには、アルミナの一次粒子
を平均粒径１μｍ〜２μｍに微細化すると共に、その粒
度分布をＤ１０〜Ｄ９０の範囲が平均粒径（Ｄ５０の粒
径）の±７０％以内となるように調製すれば良い。
ｆ／ｍｍ2 以上に高めるためには、アルミナの一次粒子
を平均粒径１μｍ〜２μｍに微細化すると共に、その粒
度分布をＤ１０〜Ｄ９０の範囲が平均粒径（Ｄ５０の粒
径）の±７０％以内となるように調製すれば良い。
【００２１】つまり、アルミナの一次粒子を平均粒径１
μｍ〜２μｍに微細化すると、プレス成形（崩壊後）の
一次粒子の接触点が増加して、焼結性が向上する。これ
に対し、一次粒子の平均粒径が２μｍより大きいと、プ
レス成形の一次粒子の接触点が減少して焼結性が低下
し、一方、平均粒径が１μｍより小さいと、一次粒子が
過大な凝集粒を作りやすく、プレス成形時の顆粒の崩壊
性（つぶれ性）が低下して、アルミナの焼結密度が低下
する。
μｍ〜２μｍに微細化すると、プレス成形（崩壊後）の
一次粒子の接触点が増加して、焼結性が向上する。これ
に対し、一次粒子の平均粒径が２μｍより大きいと、プ
レス成形の一次粒子の接触点が減少して焼結性が低下
し、一方、平均粒径が１μｍより小さいと、一次粒子が
過大な凝集粒を作りやすく、プレス成形時の顆粒の崩壊
性（つぶれ性）が低下して、アルミナの焼結密度が低下
する。
【００２２】また、Ｄ１０〜Ｄ９０の範囲が平均粒径
（Ｄ５０の粒径）の±７０％以内となるシャープな粒度
分布にすると、図３（ｂ）に示すようにプレス成形前の
顆粒内の一次粒子の充填状態が粗充填となり、気孔率ε
を増大させることができる。この気孔率εの増大と一次
粒子サイズｄの微細化により、前記（１）式で求められ
る顆粒強度σが従来より小さくなり、プレス成形時の一
次粒子の流動性が改善されて顆粒の崩壊性（つぶれ性）
が向上し、緻密で高強度なアルミナ焼結体を作り上げる
ことが可能となる。
（Ｄ５０の粒径）の±７０％以内となるシャープな粒度
分布にすると、図３（ｂ）に示すようにプレス成形前の
顆粒内の一次粒子の充填状態が粗充填となり、気孔率ε
を増大させることができる。この気孔率εの増大と一次
粒子サイズｄの微細化により、前記（１）式で求められ
る顆粒強度σが従来より小さくなり、プレス成形時の一
次粒子の流動性が改善されて顆粒の崩壊性（つぶれ性）
が向上し、緻密で高強度なアルミナ焼結体を作り上げる
ことが可能となる。
【００２３】これにより、リッド１４の厚みを厚くする
ことなく、リッド１４の抗折強度を３０ｋｇｆ／ｍｍ2
以上に高めることができて、リッド１４を例えば５４ｍ
ｍ×３４ｍｍ（厚み約１ｍｍ）程度に大型化しても、Ｈ
ｅリーク加圧試験中の高圧Ｈｅによってリッド１４にク
ラックが入るのを防止することができ、搭載するＬＳＩ
チップやキャビティ１２の大型化、リッド１４の大型化
を実現することができる。しかも、リッド１４の厚みを
厚くする必要がないので、パッケージの薄型化の要求も
満たすことができると共に、コスト的にも有利である。
ことなく、リッド１４の抗折強度を３０ｋｇｆ／ｍｍ2
以上に高めることができて、リッド１４を例えば５４ｍ
ｍ×３４ｍｍ（厚み約１ｍｍ）程度に大型化しても、Ｈ
ｅリーク加圧試験中の高圧Ｈｅによってリッド１４にク
ラックが入るのを防止することができ、搭載するＬＳＩ
チップやキャビティ１２の大型化、リッド１４の大型化
を実現することができる。しかも、リッド１４の厚みを
厚くする必要がないので、パッケージの薄型化の要求も
満たすことができると共に、コスト的にも有利である。
【００２４】尚、上記実施形態は、本発明をＰＧＡ型パ
ッケージに適用したもであるが、ＱＦＰ（Quad Flat Pa
ckage ）型パッケージ等、リッドを必要とする他のセラ
ミックパッケージに適用しても良い。また、Ｄ１０〜Ｄ
９０の範囲が平均粒径（１μｍ〜２μｍ）の±７０％以
内となるシャープな粒度分布のアルミナ粉体は、予め平
均粒径が１μｍ〜２μｍに粉砕・分級されたものを入手
してスラリー化して造粒するようにしても良い。
ッケージに適用したもであるが、ＱＦＰ（Quad Flat Pa
ckage ）型パッケージ等、リッドを必要とする他のセラ
ミックパッケージに適用しても良い。また、Ｄ１０〜Ｄ
９０の範囲が平均粒径（１μｍ〜２μｍ）の±７０％以
内となるシャープな粒度分布のアルミナ粉体は、予め平
均粒径が１μｍ〜２μｍに粉砕・分級されたものを入手
してスラリー化して造粒するようにしても良い。
【００２５】また、上記実施形態では、セラミックパッ
ケージをアルミナセラミックで形成したが、これに限定
されず、ＡｌＮ、ムライト、ガラスセラミックス等、他
のセラミック材料で形成しても良い。その他、本発明
は、リッド１４の寸法を、ＬＳＩチップを搭載するキャ
ビティ１２の大きさに合わせて適宜変更しても良い等、
種々変更して実施できることは言うまでもない。
ケージをアルミナセラミックで形成したが、これに限定
されず、ＡｌＮ、ムライト、ガラスセラミックス等、他
のセラミック材料で形成しても良い。その他、本発明
は、リッド１４の寸法を、ＬＳＩチップを搭載するキャ
ビティ１２の大きさに合わせて適宜変更しても良い等、
種々変更して実施できることは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、アルミナセラミック製リッドの原材料となる
一次粒子を平均粒径１μｍ〜２μｍに微細化すると共
に、その粒度分布をＤ１０〜Ｄ９０の範囲が平均粒径の
±７０％以内となるように調製したセラミック粉体を用
いてリッドを焼成したので、リッドの厚みを厚くするこ
となくリッドの抗折強度を高めることができて、Ｈｅリ
ーク加圧試験に耐えることができ、搭載するＬＳＩチッ
プやキャビティの大型化（つまりリッドの大型化）の要
求を満たすことができる。
によれば、アルミナセラミック製リッドの原材料となる
一次粒子を平均粒径１μｍ〜２μｍに微細化すると共
に、その粒度分布をＤ１０〜Ｄ９０の範囲が平均粒径の
±７０％以内となるように調製したセラミック粉体を用
いてリッドを焼成したので、リッドの厚みを厚くするこ
となくリッドの抗折強度を高めることができて、Ｈｅリ
ーク加圧試験に耐えることができ、搭載するＬＳＩチッ
プやキャビティの大型化（つまりリッドの大型化）の要
求を満たすことができる。
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、（ａ）はア
ルミナセラミックパッケージの縦断面図、（ｂ）は同平
面図
ルミナセラミックパッケージの縦断面図、（ｂ）は同平
面図
【図２】リッドの製造プロセスを示す工程図
【図３】（ａ）は広い粒度分布の顆粒の状態を示す拡大
図、（ｂ）はシャープな粒度分布の顆粒の状態を示す拡
大図
図、（ｂ）はシャープな粒度分布の顆粒の状態を示す拡
大図
【図４】アルミナの粒度分布を示す図
１１…アルミナセラミックパッケージ、１２…キャビテ
ィ、１３…外部リードピン、１４…リッド、１５…半
田、１６，１７…半田接合用金属層。
ィ、１３…外部リードピン、１４…リッド、１５…半
田、１６，１７…半田接合用金属層。
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミックパッケージのキャビティを気
密に封止するアルミナセラミック製のリッドであって、 リッドのセラミック材料であるアルミナの一次粒子を平
均粒径１μｍ〜２μｍに微細化すると共に、その粒度分
布をＤ１０〜Ｄ９０（ここでＤ１０、Ｄ９０はそれぞれ
累積粒度分布の微粒側から累積１０％、累積９０％の粒
径）の範囲が平均粒径の±７０％以内となるように調製
したセラミック粉体の顆粒をプレス成形し、それを焼成
して成るアルミナセラミック製リッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7264336A JPH09107043A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | アルミナセラミック製リッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7264336A JPH09107043A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | アルミナセラミック製リッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09107043A true JPH09107043A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17401766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7264336A Pending JPH09107043A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | アルミナセラミック製リッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09107043A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010254557A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-11-11 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系セラミックス体の製造方法 |
| WO2016051454A1 (ja) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | 日本碍子株式会社 | センサノード用パッケージ |
| WO2018079666A1 (ja) * | 2016-10-27 | 2018-05-03 | 京セラ株式会社 | 放熱部材およびこれを用いた電子装置 |
-
1995
- 1995-10-12 JP JP7264336A patent/JPH09107043A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010254557A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-11-11 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系セラミックス体の製造方法 |
| WO2016051454A1 (ja) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | 日本碍子株式会社 | センサノード用パッケージ |
| JPWO2016051454A1 (ja) * | 2014-09-29 | 2017-07-06 | 日本碍子株式会社 | センサノード用パッケージ |
| US9945699B2 (en) | 2014-09-29 | 2018-04-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Sensor node package |
| EP3203818A4 (en) * | 2014-09-29 | 2018-04-25 | NGK Insulators, Ltd. | Sensor node package |
| WO2018079666A1 (ja) * | 2016-10-27 | 2018-05-03 | 京セラ株式会社 | 放熱部材およびこれを用いた電子装置 |
| JP6346392B1 (ja) * | 2016-10-27 | 2018-06-20 | 京セラ株式会社 | 放熱部材およびこれを用いた電子装置 |
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