JP2008198809A

JP2008198809A - Manufacturing method of electronic component storage package

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Publication number: JP2008198809A
Application number: JP2007032802A
Authority: JP
Inventors: Keiji Narushige; 恵二成重
Original assignee: Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Current assignee: Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2008-08-28

Abstract

【課題】Ａｇろうのキャビティ部底面への流れ出しを防止して、電子部品の接合信頼性に優れ、接合部のろう材不足を防止して接合強度の高い気密性に優れる安価な電子部品収納用パッケージの製造方法を提供する。
【解決手段】半導体素子等の電子部品１１を載置するための平板状の金属製ベース基板１２と、ベース基板１２の上面に電子部品１１を囲繞するための窓枠形状のセラミック製絶縁枠体１３をろう付け接合するに際し、ベース基板１２と絶縁枠体１３の接合部に予め大気中２００℃〜固相線温度未満の温度で加熱して酸化処理された酸化Ａｇろう１４を配してろう付けする工程を有する。
【選択図】図３An object of the present invention is to store Ag solder with low cost by preventing the solder brazing from flowing out to the bottom of the cavity part, excellent in electronic component joining reliability, and preventing shortage of brazing filler metal in the joint part and having high joint strength and airtightness. A method for manufacturing a package is provided.
A flat metal base substrate 12 for mounting an electronic component 11 such as a semiconductor element, and a window frame-shaped ceramic insulating frame for enclosing the electronic component 11 on the upper surface of the base substrate 12 are provided. When brazing 13 is joined, an oxidized Ag braze 14 that has been oxidized in advance by heating at a temperature of 200 ° C. to less than the solidus temperature in the atmosphere is disposed at the joint between the base substrate 12 and the insulating frame 13. A step of attaching.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、半導体素子や、水晶振動子等の電子部品を平板状のベース基板上に搭載し、窓枠形状の枠体の内周側壁面で囲繞して収納するための電子部品収納用パッケージの製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic component storage package for mounting an electronic component such as a semiconductor element or a crystal resonator on a flat base substrate, and surrounding and storing it with an inner peripheral side wall surface of a window frame-shaped frame. It relates to the manufacturing method.

従来から、電子部品収納用パッケージは、シリコン等の半導体素子からなる高集積用や、シリコン、ガリウム砒素電界効果トランジスタ等の半導体素子からなる高周波用や、水晶振動子等からなる通信用等の電子部品を収納して気密に封止して各種電子機器用としてモジュールを形成するために用いられている。この電子部品収納用パッケージの製造方法には、電子部品を載置する部分となる平板状のベース基板に、例えば、Ｃｕ−Ｗ（銅−タングステン）等の熱伝導性に優れ、表面にＮｉめっき被膜が形成されている金属製ベース基板が用いられている。また、この電子部品収納用パッケージの製造方法には、電子部品を囲繞する部分となる窓枠形状の枠体に、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）や、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）等の電気的絶縁性に優れるセラミックが用いられている。そして、この枠体には、金属製ベース基板との接合面となる部分にＷ（タングステン）や、Ｍｏ（モリブデン）等の高融点金属からなるメタライズ膜が形成され、更にこの上面にＮｉ（ニッケル）めっき被膜が形成されてセラミック製絶縁枠体を作製している。 Conventionally, electronic component storage packages are electronic devices for high integration made of semiconductor elements such as silicon, for high frequencies made of semiconductor elements such as silicon and gallium arsenide field effect transistors, and for communication made of crystal resonators and the like. It is used to form a module for various electronic devices by housing components and sealing hermetically. In this method of manufacturing an electronic component storage package, a flat base substrate serving as a part on which an electronic component is to be mounted has excellent thermal conductivity such as Cu-W (copper-tungsten), and the surface is plated with Ni. A metal base substrate on which a film is formed is used. In addition, in this method of manufacturing an electronic component storage package, a window frame-shaped frame body that surrounds the electronic component is electrically connected to, for example, Al ₂ O ₃ (alumina) or AlN (aluminum nitride). Ceramics with excellent insulation are used. In this frame, a metallized film made of a refractory metal such as W (tungsten) or Mo (molybdenum) is formed on a portion to be a joint surface with a metal base substrate, and Ni (nickel) is further formed on the upper surface. ) A plated insulating film is formed to form a ceramic insulating frame.

あるいは、電子部品収納用パッケージの製造方法には、ベース基板に、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３や、ＡｌＮ等のセラミックが用いられ、上表面にＷや、Ｍｏ等の高融点金属からなるメタライズ膜が形成され、更にこの上面にＮｉめっき被膜が形成されているセラミック製ベース基板を作製している。そして、この電子部品収納用パッケージの製造方法には、電子部品を囲繞する部分となる窓枠形状の枠体に、例えば、ＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、商品名「Ｋｏｖａｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等のセラミックと熱膨張係数が近似し、表面にＮｉめっき被膜が形成されている金属製導電枠体が用いられている。 Alternatively, in the manufacturing method of the electronic component storage package, for example, a ceramic such as Al ₂ O ₃ or AlN is used for the base substrate, and a metallized film made of a refractory metal such as W or Mo is formed on the upper surface. A ceramic base substrate having a Ni plating film formed on the upper surface is formed. In this method of manufacturing an electronic component storage package, for example, KV (Fe—Ni—Co alloy, trade name “Kovar”) is applied to a window frame-shaped frame that surrounds the electronic component. ) And a ceramic such as 42 alloy (Fe—Ni alloy) and the like, and a metal conductive frame having a Ni plating film formed on the surface thereof is used.

従来の電子部品収納用パッケージの製造方法では、上記のベース基板と、枠体の接合部に、例えば、ＢＡｇ−８（ＪＩＳＺ３２６１で規定のＡｇ（銀）ろう）等のＡｇろうを配して加熱してろう付け接合し、電子部品を収納するためのキャビティ部を形成する電子部品を収納するためのパッケージを作製している。 In the conventional method for manufacturing an electronic component storage package, an Ag solder such as BAg-8 (Ag (silver) solder defined in JIS Z 3261), for example, is disposed at the joint between the base substrate and the frame. A package for housing the electronic component forming a cavity for housing the electronic component is manufactured by heating and brazing.

なお、従来の金属製ベース基板と、セラミック製絶縁枠体からなる電子部品収納用パッケージの製造方法では、絶縁枠体の上面側にも上記と同様のメタライズ膜を形成し、更にこの上面にＮｉめっき被膜を形成した部分に外部と電気的に導通状態とするためのＫＶや、４２アロイ等からなる平板状の外部接続端子を間に上記と同様のＡｇろうを配して加熱してろう付け接合している。そして、この電子部品収納用パッケージには、キャビティ部に電子部品が搭載され、ボンディングワイヤ等で外部接続端子と電気的に導通状態として実装された後、絶縁枠体の上面に接合される蓋体でキャビティ部が封止され、電子部品が気密に保持されるようになっている。また、従来のセラミック製のベース基板と、金属製の導電枠体からなる電子部品収納用パッケージの製造方法では、ベース基板の下面側にベース基板の上面側に形成するボンディングパッドと電気的に導通状態のメタライズ膜からなる外部と電気的導通状態とするための外部接続端子パッドを形成している。そして、この電子部品収納用パッケージには、金属製導電枠体の上面側にもＮｉめっき被膜を形成し、キャビティ部に電子部品が搭載され、ボンディングワイヤ等でボンディングパッドと電気的に導通状態として実装された後、ＫＶや、４２アロイ等からなる蓋体との間にＡｕ−Ｓｎ（金−錫）ろう等を配してろう付け接合し、キャビティ部を気密に封止している。 In the conventional method for manufacturing an electronic component storage package comprising a metal base substrate and a ceramic insulating frame, a metallized film similar to the above is formed on the upper surface of the insulating frame, and Ni is formed on the upper surface. Brazing is carried out by heating a plate-like external connection terminal made of KV or 42 alloy, etc., between the plated coating film and the like, with an Ag brazing similar to the above. It is joined. In this electronic component storage package, the electronic component is mounted in the cavity, and the lid is joined to the upper surface of the insulating frame after being mounted in an electrically conductive state with the external connection terminal using a bonding wire or the like. Thus, the cavity is sealed, and the electronic component is kept airtight. Further, in the conventional method for manufacturing an electronic component storage package comprising a ceramic base substrate and a metal conductive frame, it is electrically connected to a bonding pad formed on the upper surface side of the base substrate on the lower surface side of the base substrate. An external connection terminal pad is formed, which is made of a metallized film in a state of electrical connection with the outside. In this electronic component storage package, a Ni plating film is also formed on the upper surface side of the metal conductive frame body, the electronic component is mounted on the cavity, and is electrically connected to the bonding pad by a bonding wire or the like. After being mounted, Au—Sn (gold-tin) brazing or the like is placed between the lid made of KV, 42 alloy or the like and brazed to seal the cavity part in an airtight manner.

しかしながら、上記の製造方法で作製される電子部品収納用パッケージは、電子部品が搭載される部位であるベース基板の上表面であるキャビティ部の底面にまで、枠体との接合に使用されるＡｇろうが流れだし、キャビティ部底面が凸凹となって平坦性の悪化となり電子部品を接合した時の接合信頼性の低下となっている。また、この電子部品収納用パッケージは、ベース基板と、絶縁枠体を接合するＡｇろうがキャビティ部の底面にまで流れ出すので、接合部のろう材が不足して接合強度が低くなったり、接合部の気密性の低下となっている。 However, the electronic component storage package manufactured by the above-described manufacturing method is used for joining to the frame body up to the bottom surface of the cavity portion, which is the upper surface of the base substrate on which the electronic component is mounted. The solder begins to flow, and the bottom surface of the cavity becomes uneven, resulting in poor flatness, resulting in a decrease in bonding reliability when electronic components are bonded. Further, in this electronic component storage package, the Ag brazing member that joins the base substrate and the insulating frame flows out to the bottom surface of the cavity portion, so that the brazing material of the joint portion is insufficient and the joint strength is reduced. The airtightness has been reduced.

従来の電子部品収納用パッケージには、電子部品搭載部のキャビティ部底面にＡｇろうが流れ出すのを防止するために、絶縁枠体との接合部のキャビティ部底面側に高融点Ａｇろうを配置し、その外側に共晶Ａｇろうを配置してろう付けする電子部品収納用パッケージの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来の電子部品収納用パッケージには、電子部品搭載部のキャビティ部底面にキャップを接合するときのシール剤が流れ出すのを防止するために、キャップに設ける突出部の作用により、溶融したシール剤が流れ出さないようにする電子部品収納用パッケージのキャップ封止方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。 In the conventional electronic component storage package, in order to prevent the Ag solder from flowing out to the bottom surface of the cavity portion of the electronic component mounting portion, a high melting point Ag solder is disposed on the bottom surface side of the cavity portion of the joint portion with the insulating frame. A method for manufacturing an electronic component storage package in which eutectic Ag brazing is placed outside and brazed has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
Further, in the conventional electronic component storage package, in order to prevent the sealant from flowing out when the cap is joined to the bottom surface of the cavity portion of the electronic component mounting portion, a melted seal is generated by the action of the protruding portion provided on the cap. An electronic component storage package cap sealing method that prevents the agent from flowing out has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

特開平１１−２０４６８１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-204681 特開２００４−６４０１３号公報JP 2004-64013 A

しかしながら、前述したような従来の電子部品収納用パッケージの製造方法は、次のような問題がある。
（１）特開平１１−２０４６８１号公報で開示されるような電子部品収納用パッケージの製造方法は、ヒートシンク板と絶縁枠体との接合部に２種類のＡｇろうを平面的に精度よく配することが難しく、互いに重なる部分が発生したりして、接合精度の悪いパッケージとなる場合がある。また、２種類のＡｇろうを配するのに手間がかかり、電子部品収納用パッケージのコストアップとなっている。
（２）特開２００４−６４０１３号公報で開示されるような電子部品収納用パッケージの製造方法は、枠体や、キャップに突出部を設けたとしても、特に、シール剤が溶融性に優れるＡｇろうの場合には、Ａｇろうが突出部と電子部品搭載部のキャビティ部底面との間の僅かな隙間を介して電子部品搭載部のキャビティ部底面に流れ出す場合がある。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、Ａｇろうのキャビティ部底面への流れ出しを防止して、電子部品の接合信頼性に優れ、接合部のろう材不足を防止して接合強度の高い気密性に優れる安価な電子部品収納用パッケージの製造方法を提供することを目的とする。 However, the conventional method for manufacturing an electronic component storage package as described above has the following problems.
(1) According to a method for manufacturing an electronic component storage package as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-204681, two types of Ag solder are accurately arranged in a plane at a joint portion between a heat sink plate and an insulating frame. In some cases, overlapping portions may occur, resulting in a package with poor bonding accuracy. In addition, it takes time to arrange the two types of Ag solder, which increases the cost of the electronic component storage package.
(2) The manufacturing method of the electronic component storage package as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-64013 is particularly effective even when the projecting portion is provided on the frame body or the cap. In the case of brazing, the Ag brazing may flow out to the bottom surface of the cavity portion of the electronic component mounting portion through a slight gap between the protruding portion and the bottom surface of the cavity portion of the electronic component mounting portion.
The present invention has been made in view of such circumstances, and prevents the Ag brazing from flowing out to the bottom surface of the cavity, which is excellent in the joining reliability of electronic parts and prevents the brazing material from being insufficient in the joining. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an inexpensive electronic component storage package having high strength and excellent airtightness.

前記目的に沿う本発明に係る電子部品収納用パッケージの製造方法は、半導体素子等の電子部品を載置するための平板状の金属製ベース基板と、ベース基板の上面に電子部品を囲繞するための窓枠形状のセラミック製絶縁枠体をろう付け接合するに際し、ベース基板と絶縁枠体の接合部に予め大気中２００℃〜固相線温度未満の温度で加熱して酸化処理された酸化Ａｇろうを配してろう付けする工程を有する。 A method for manufacturing an electronic component storage package according to the present invention that meets the above-described object is to surround a flat metal base substrate on which an electronic component such as a semiconductor element is placed and an upper surface of the base substrate with the electronic component. When an insulating frame made of ceramic having a window frame shape is brazed and bonded, the oxidized Ag that has been oxidized by heating at a temperature of 200 ° C. to less than the solidus temperature in the atmosphere in advance at the joint between the base substrate and the insulating frame A step of brazing and brazing.

前記目的に沿う本発明に係る電子部品収納用パッケージの製造方法は、半導体素子等の電子部品を載置するための平板状のセラミック製ベース基板と、ベース基板の上面に電子部品を囲繞するための窓枠形状の金属製導電枠体をろう付け接合するに際し、ベース基板と導電枠体の接合部に予め大気中２００℃〜固相線温度未満の温度で加熱して酸化処理された酸化Ａｇろうを配してろう付けする工程を有する。 A method for manufacturing an electronic component storage package according to the present invention that meets the above-described object is to provide a flat ceramic base substrate for mounting an electronic component such as a semiconductor element, and to surround the electronic component on the upper surface of the base substrate. When the metal frame having a window frame shape is brazed and joined, the oxidized Ag that has been oxidized by heating at a temperature of 200 ° C. to less than the solidus temperature in the atmosphere in advance at the joint between the base substrate and the conductive frame. A step of brazing and brazing.

請求項１記載の電子部品収納用パッケージの製造方法は、半導体素子等の電子部品を載置するための平板状の金属製ベース基板と、ベース基板の上面に電子部品を囲繞するための窓枠形状のセラミック製絶縁枠体をろう付け接合するに際し、ベース基板と絶縁枠体の接合部に予め大気中２００℃〜固相線温度未満の温度で加熱して酸化処理された酸化Ａｇろうを配してろう付けする工程を有するので、酸化処理した酸化Ａｇろうがろう付け温度でのろう流れを抑制することで、電子部品が搭載される部位であるキャビティ部の底面へのろう流れ出しを防止することができ、キャビティ部に搭載した電子部品の接合信頼性に優れ、接合部のろう材不足を防止して接合強度の高い気密性に優れる安価な電子部品収納用パッケージの製造方法を提供することができる。 A method for manufacturing an electronic component storage package according to claim 1 includes a flat metal base substrate for mounting an electronic component such as a semiconductor element, and a window frame for surrounding the electronic component on the upper surface of the base substrate. When brazing a ceramic insulating frame having a shape, an oxidized Ag brazing material that has been oxidized in advance by heating at a temperature of 200 ° C. to less than the solidus temperature in the atmosphere is disposed at the joint between the base substrate and the insulating frame. Since the brazing step is performed, the brazing temperature of the oxidized Ag brazing temperature is suppressed, thereby preventing brazing out of the bottom surface of the cavity portion where the electronic component is mounted. Providing an inexpensive electronic component storage package that has excellent bonding reliability of electronic components mounted in the cavity, prevents shortage of brazing material in the bonding portion, and has high bonding strength and excellent airtightness Rukoto can.

請求項２記載の電子部品収納用パッケージの製造方法は、半導体素子等の電子部品を載置するための平板状のセラミック製ベース基板と、ベース基板の上面に電子部品を囲繞するための窓枠形状の金属製導電枠体をろう付け接合するに際し、ベース基板と導電枠体の接合部に予め大気中２００℃〜固相線温度未満の温度で加熱して酸化処理された酸化Ａｇろうを配してろう付けする工程を有するので、酸化処理した酸化Ａｇろうがろう付け温度でのろう流れを抑制することで、電子部品が搭載される部位であるキャビティ部の底面へのろう流れ出しを防止することができ、キャビティ部に搭載した電子部品の接合信頼性に優れ、接合部のろう材不足を防止して接合強度の高い気密性に優れる安価な電子部品収納用パッケージの製造方法を提供することができる。 3. A method of manufacturing an electronic component storage package according to claim 2, comprising: a flat ceramic base substrate for mounting an electronic component such as a semiconductor element; and a window frame for surrounding the electronic component on the upper surface of the base substrate. When brazing and joining a metal conductive frame having a shape, an oxidized Ag braze that has been oxidized in advance by heating at a temperature of 200 ° C. to less than the solidus temperature in the atmosphere is disposed at the joint between the base substrate and the conductive frame. Since the brazing process is performed, the oxidized Ag brazing is prevented from flowing out to the bottom surface of the cavity portion where the electronic component is mounted by suppressing the brazing flow at the brazing temperature. Providing an inexpensive electronic component storage package that has excellent bonding reliability of electronic components mounted in the cavity, prevents shortage of brazing material in the bonding portion, and has high bonding strength and excellent airtightness Rukoto can.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージの製造方法で作製される電子部品収納用パッケージの平面図、Ａ−Ａ’線縦断面図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同電子部品収納用パッケージの製造方法で作製される変形例の電子部品収納用パッケージの平面図、Ｂ−Ｂ’線縦断面図、図３（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同電子部品収納用パッケージの製造方法の説明図、図４（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同変形例の電子部品収納用パッケージの製造方法の説明図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention.
Here, FIGS. 1A and 1B are a plan view of an electronic component storage package manufactured by the method of manufacturing an electronic component storage package according to an embodiment of the present invention, and a longitudinal section taken along line AA ′. FIGS. 2A and 2B are a plan view, a BB ′ line longitudinal sectional view, and a FIG. 3, respectively, of a modified example of an electronic component storage package manufactured by the manufacturing method of the electronic component storage package. (A)-(C) is explanatory drawing of the manufacturing method of the electronic component storage package, respectively, FIG.4 (A)-(C) is explanatory drawing of the manufacturing method of the electronic component storage package of the modification, respectively. .

図１（Ａ）、（Ｂ）、図２（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージの製造方法で作製される電子部品収納用パッケージ１０、変形例の電子部品収納用パッケージ１０ａを説明する。この電子部品収納用パッケージ１０、変形例の電子部品収納用パッケージ１０ａは、シリコン等の半導体素子からなる高集積用や、シリコン、ガリウム砒素電界効果トランジスタ等の半導体素子からなる高周波用や、水晶振動子等からなる通信用の電子部品１１を搭載するために用いられている。そして、これらの電子部品１１を収納して気密に封止された電子部品収納用パッケージ１０、変形例の電子部品収納用パッケージ１０ａは、各種電子機器用としてモジュールを形成するために用いられている。 Electronic component storage package manufactured by the method for manufacturing an electronic component storage package according to an embodiment of the present invention with reference to FIGS. 10. An electronic component storage package 10a according to a modification will be described. The electronic component storage package 10 and the modified electronic component storage package 10a are for high integration made of semiconductor elements such as silicon, for high frequencies made of semiconductor elements such as silicon and gallium arsenide field effect transistors, and for crystal vibrations. It is used for mounting a communication electronic component 11 composed of a child or the like. The electronic component storage package 10 in which these electronic components 11 are stored and hermetically sealed, and the modified electronic component storage package 10a are used to form modules for various electronic devices. .

図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、電子部品収納用パッケージ１０は、特に、高熱を発する電子部品１１を搭載して底面側から効率的に放熱させるために、高放熱特性、即ち、できるだけ熱伝導率が優れる平板状の金属製ベース基板１２を有している。従って、この金属製ベース基板１２には、熱伝導率が優れ、熱膨張係数をできるだけ後述するセラミック製絶縁枠体１３のセラミックの熱膨張係数と近似させた、例えば、粉末状のＷをプレス成形し、焼成して形成した略長方形状のポーラス状のＷにＣｕを含浸させたりして作製される複合金属板からなるＣｕ−Ｗ金属板が用いられている。また、この金属製ベース基板１２には、例えば、Ｍｏからなる金属板や、Ｃｕ−Ｍｏの圧延や、プレス加工した金属板の両面にＣｕ板を貼り合わせた接合板を打ち抜きプレス成形して作製される接合金属板からなるＣｕ／Ｍｏ／Ｃｕや、Ｃｕ／Ｃｕ−Ｍｏ／Ｃｕ金属板等が用いられている。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the electronic component storage package 10 has high heat dissipation characteristics, in particular, in order to efficiently dissipate heat from the bottom side by mounting the electronic component 11 that generates high heat. It has a flat metal base substrate 12 that has as good a thermal conductivity as possible. Therefore, this metal base substrate 12 is excellent in thermal conductivity, and its thermal expansion coefficient is made as close as possible to the thermal expansion coefficient of the ceramic of the ceramic insulating frame 13 described later, for example, powdery W is press-molded. A Cu—W metal plate made of a composite metal plate produced by impregnating Cu into a substantially rectangular porous W formed by firing is used. In addition, for example, a metal plate made of Mo, a rolled plate of Cu-Mo, or a bonded plate in which a Cu plate is bonded to both sides of a pressed metal plate is punched into the metal base substrate 12 and formed by press molding. Cu / Mo / Cu, Cu / Cu-Mo / Cu metal plates, etc., made of bonded metal plates are used.

一方、電子部品収納用パッケージ１０は、金属製ベース基板１２の上面に電子部品１１を囲繞するために、電気的絶縁性に優れるセラミックからなる窓枠形状のセラミック製絶縁枠体１３を有している。従って、このセラミック製絶縁枠体１３には、上記の金属製ベース基板１２と比較的熱膨張係数が近似する、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３や、ＡｌＮ等の電気的絶縁性に優れる窓枠形状のセラミックが用いられている。このセラミック製絶縁枠体１３には、金属製ベース基板１２との接合面にＷや、Ｍｏ等の高融点金属からなるメタライズ膜が形成され、更にこの上面にＮｉめっき被膜が形成されている。そして、電子部品収納用パッケージ１０は、金属製ベース基板１２の上面と、セラミック製絶縁枠体１３の下面との間に予め大気中２００℃〜固相線温度未満の温度で酸化処理された酸化Ａｇろう１４が配され、還元雰囲気中のろう付け温度で加熱してろう付け接合されている。この酸化Ａｇろう１４には、例えば、ＢＡｇ−８（ＪＩＳＺ３２６１で規定され、Ａｇ７１．０〜７３．０質量％、残部がＣｕで、固相線温度が約７８０℃、ろう付け温度が７８０〜９００℃のＡｇろう）等のＡｇろうを大気中２００℃〜固相線温度未満の温度、例えば、大気中５６０℃程度の焼成炉中で加熱して酸化処理したものが用いられている。 On the other hand, the electronic component storage package 10 has a window frame-shaped ceramic insulating frame 13 made of ceramic having excellent electrical insulation in order to surround the electronic component 11 on the upper surface of the metal base substrate 12. Yes. Accordingly, the ceramic insulating frame 13 has a window frame shape that has a thermal expansion coefficient that is relatively similar to that of the metal base substrate 12, such as Al ₂ O ₃ or AlN. Ceramic is used. The ceramic insulating frame 13 is formed with a metallized film made of a refractory metal such as W or Mo on the joint surface with the metal base substrate 12, and further with a Ni plating film formed on the upper surface. The electronic component storage package 10 is oxidized in advance between the upper surface of the metal base substrate 12 and the lower surface of the ceramic insulating frame 13 at a temperature of 200 ° C. to less than the solidus temperature in the atmosphere. An Ag brazing filler metal 14 is disposed and brazed and joined by heating at a brazing temperature in a reducing atmosphere. This oxidized Ag brazing filler 14 is, for example, BAg-8 (specified in JIS Z 3261, Ag 71.0-73.0% by mass, the balance is Cu, the solidus temperature is about 780 ° C., and the brazing temperature is 780. An Ag wax such as ~ 900 ° C Ag braze) is heated and oxidized in a firing furnace at a temperature of 200 ° C to less than the solidus temperature in the atmosphere, for example, about 560 ° C in the atmosphere.

この形態の電子部品収納用パッケージ１０は、通常、セラミック製絶縁枠体１３の上面に、電子部品１１とボンディングワイヤ１５を介して電気的に導通状態とし、更に外部と電気的に導通状態とするための外部接続端子１６を、接合部に酸化処理が施されていない未処理Ａｇろう１７を配し、ろう付け温度で加熱してろう付け接合して有している。更に、電子部品収納用パッケージ１０には、外部に露出する金属部分にＮｉめっき被膜、及びＡｕめっき被膜が形成されるようになっている。そして、電子部品収納用パッケージ１０には、図１（Ｂ）に示すような金属製ベース基板１２の上面と、セラミック製絶縁枠体１３の内周側壁面で形成されるキャビティ部１８に電子部品１１が実装された後、セラミック製絶縁枠体１３や、外部接続端子１６との接合部に樹脂や、ガラス等からなる接着剤１９を配して蓋体２０が接合され、キャビティ部１８内を気密に封止して各種電子機器用としてのモジュールを形成している。なお、上記のセラミック製絶縁枠体１３と、外部接続端子１６との接合に用いられるＡｇろうには、酸化処理が施されていない未処理Ａｇろう１７を用いることで説明したが、予め大気中２００℃〜固相線温度未満の温度で酸化処理された酸化Ａｇろう１４（図示せず）を用いて接合させることもできる。 The electronic component storage package 10 of this form is normally electrically connected to the upper surface of the ceramic insulating frame 13 via the electronic component 11 and the bonding wire 15 and further electrically connected to the outside. The external connection terminal 16 is provided with untreated Ag brazing 17 not subjected to oxidation treatment at the joint, and is brazed and joined at a brazing temperature. Further, in the electronic component storage package 10, a Ni plating film and an Au plating film are formed on a metal portion exposed to the outside. The electronic component storage package 10 has an electronic component on the cavity portion 18 formed by the upper surface of the metal base substrate 12 and the inner peripheral side wall surface of the ceramic insulating frame 13 as shown in FIG. 11 is mounted, an adhesive 19 made of resin, glass, or the like is disposed at the joint with the ceramic insulating frame 13 or the external connection terminal 16, and the lid 20 is joined. A module for various electronic devices is formed by hermetically sealing. In addition, although it demonstrated by using unprocessed Ag brazing | wax 17 which has not been oxidized for Ag brazing used for joining with the said ceramic insulating frame 13 and the external connection terminal 16, in air | atmosphere beforehand Bonding can also be performed using an oxidized Ag braze 14 (not shown) oxidized at a temperature of 200 ° C. to less than the solidus temperature.

上記の金属製ベース基板１２にセラミック製絶縁枠体１３が酸化Ａｇろう１４で接合される電子部品収納用パッケージ１０は、ろう付け温度で加熱してろう付け接合される時のキャビティ部１８の底面であるダイボンドパッド２１へのろう流れ出しが抑制されるので、ダイボンドパッド２１面の平坦性が確保でき、電子部品１１を接合した時の接合信頼性を向上させることができる。酸化Ａｇろう１４を形成する時の処理温度は、２００℃を下まわると酸化度合いが充分でなく、ろう付け接合時のろう流れ出しが大きくなり、ダイボンドパッド２１面の平坦性が確保できず、電子部品１１を接合した時の接合信頼性を低下させることとなる。また、酸化Ａｇろう１４を形成する時の処理温度は、固相線温度以上となるとＡｇろうの溶融が始まるので、ろう材として取り扱うことが困難となる。 The electronic component storage package 10 in which the ceramic insulating frame 13 is joined to the metal base substrate 12 by the Ag brazing oxide 14 is heated at the brazing temperature and brazed and joined to the bottom surface of the cavity 18. Since the flow of solder to the die bond pad 21 is suppressed, the flatness of the surface of the die bond pad 21 can be ensured, and the bonding reliability when the electronic component 11 is bonded can be improved. When the processing temperature when forming the oxidized Ag brazing 14 is below 200 ° C., the degree of oxidation is not sufficient, the brazing out flow during brazing joining becomes large, and the flatness of the die bond pad 21 surface cannot be secured, and the electron The joining reliability when the component 11 is joined will be reduced. In addition, when the treatment temperature when forming the oxidized Ag brazing 14 becomes equal to or higher than the solidus temperature, the Ag brazing starts to melt, so that it is difficult to handle it as a brazing material.

図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、電子部品収納用パッケージ１０ａは、半導体素子や、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）や、水晶振動子等の電子部品１１を搭載して気密信頼性や、電気的信頼性等に優れる平板状のセラミック製ベース基板２２を有している。このセラミック製ベース基板２２には、セラミックと同時焼成できるメタライズ膜が形成でき、比較的熱伝導率が優れ、熱膨張係数をできるだけ後述する金属製導電枠体２３の金属の熱膨張係数と近似させた、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３や、ＡｌＮ等の電気的絶縁性に優れるセラミックが用いられている。また、セラミック製ベース基板２２には、上面側に電子部品１１を載置するためのＷや、Ｍｏ等の高融点金属からなるメタライズ膜が形成され、更にこの上面にＮｉめっき被膜、及びＡｕめっき被膜が形成されているダイボンドパッド２１を有している。更に、セラミック製ベース基板２２には、上面側に電子部品１１とボンディングワイヤ１５で接続するためのボンディングパッド２４を有している。そして、セラミック製ベース基板２２の下面側には、このボンディングパッド２４とビア２５を介して電気的に導通状態となるメタライズ膜が形成され、更にこの上面にＮｉめっき被膜、及びＡｕめっき被膜が形成されている外部と電気的に導通状態とするための外部接続端子パッド２６を有している。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the electronic component storage package 10a is equipped with an electronic component 11 such as a semiconductor element, LED (Light Emitting Diode), or a crystal resonator. And a flat ceramic base substrate 22 having excellent electrical reliability and the like. The ceramic base substrate 22 can be formed with a metallized film that can be fired simultaneously with the ceramic, has relatively high thermal conductivity, and approximates the thermal expansion coefficient of the metal of the metal conductive frame 23 described later as much as possible. For example, ceramics having excellent electrical insulation such as Al ₂ O ₃ and AlN are used. Further, the ceramic base substrate 22 is formed with a metallized film made of a refractory metal such as W or Mo for mounting the electronic component 11 on the upper surface side, and a Ni plating film and Au plating on the upper surface. It has the die bond pad 21 in which the film is formed. Further, the ceramic base substrate 22 has a bonding pad 24 on the upper surface side for connection to the electronic component 11 by the bonding wire 15. A metallized film that is electrically conductive is formed on the lower surface side of the ceramic base substrate 22 through the bonding pads 24 and vias 25, and an Ni plating film and an Au plating film are formed on the upper surface. An external connection terminal pad 26 is provided to electrically connect with the outside.

一方、電子部品収納用パッケージ１０ａは、セラミック製ベース基板２２の上面に電子部品１１を囲繞するために、セラミックと熱膨張係数が近似する金属からなる窓枠形状の金属製導電枠体２３を有している。この金属製導電枠体２３には、上記のセラミック製ベース基板２２のセラミックと熱膨張係数が近似する、例えば、ＫＶや、４２アロイ等からなる窓枠形状の金属板が用いられている。上記のセラミック製ベース基板２２には、この金属製導電枠体２３との接合面にＷや、Ｍｏ等の高融点金属からなるメタライズ膜が形成され、更にこの上面にＮｉめっき被膜が形成されている。そして、電子部品収納用パッケージ１０ａは、セラミック製ベース基板２２の接合面と、金属製導電枠体２３の下面との間に予め大気中２００℃〜固相線温度未満の温度で酸化処理された酸化Ａｇろう１４が配され、還元雰囲気中のろう付け温度で加熱してろう付け接合されている。この酸化Ａｇろう１４には、電子部品収納用パッケージ１０の場合と同様の、例えば、ＢＡｇ−８等のＡｇろうを大気中２００℃〜固相線温度未満の温度、例えば、大気中５６０℃程度の焼成炉中で加熱して酸化処理したものが用いられている。 On the other hand, the electronic component storage package 10 a has a window-shaped metal conductive frame 23 made of a metal having a thermal expansion coefficient approximate to that of ceramic in order to surround the electronic component 11 on the upper surface of the ceramic base substrate 22. is doing. As the metal conductive frame 23, a window frame-shaped metal plate made of, for example, KV, 42 alloy, or the like having a thermal expansion coefficient similar to that of the ceramic of the ceramic base substrate 22 is used. The ceramic base substrate 22 is formed with a metallized film made of a refractory metal such as W or Mo on the joint surface with the metal conductive frame 23, and further with a Ni plating film formed on the upper surface. Yes. Then, the electronic component storage package 10a is oxidized in advance between the bonding surface of the ceramic base substrate 22 and the lower surface of the metal conductive frame 23 at a temperature of 200 ° C. to less than the solidus temperature in the atmosphere. An oxidized Ag brazing filler metal 14 is disposed and brazed and joined by heating at a brazing temperature in a reducing atmosphere. The oxidized Ag brazing filler 14 is the same as the electronic component storage package 10, for example, Ag brazing filler such as BAg-8, at a temperature of 200 ° C. to less than the solidus temperature, for example, about 560 ° C. in the atmosphere. The one that has been heated and oxidized in a baking furnace is used.

この形態の電子部品収納用パッケージ１０ａは、外部に露出する金属部分にＮｉめっき被膜、及びＡｕめっき被膜が形成されるようになっている。電子部品収納用パッケージ１０ａには、図２（Ｂ）に示すようなダイボンドパッド２１に電子部品１１が接合され、電子部品１１と、ボンディングワイヤ１５を介してボンディングパッド２４と接続し、更に外部と電気的に導通状態とするための外部接続端子パッド２６と電気的に導通状態としている。そして、電子部品収納用パッケージ１０ａには、金属製導電枠体２３の上面に金属製や、樹脂製や、セラミック製や、ガラス製等からなる蓋体２０がろう材や、導電性や、絶縁性の接着材９で接合され、キャビティ部１８内を気密に封止して各種電子機器用としてのモジュールを形成している。上記のセラミック製ベース基板２２に金属製導電枠体２３が酸化Ａｇろう１４で接合される電子部品収納用パッケージ１０ａは、ろう付け温度で加熱してろう付け接合される時のキャビティ部１８の底面であるダイボンドパッド２１へのろう流れ出しが抑制されるので、ダイボンドパッド２１面の平坦性が確保でき、電子部品１１を接合した時の接合信頼性を向上させることができる。 In this form of electronic component storage package 10a, a Ni plating film and an Au plating film are formed on a metal portion exposed to the outside. In the electronic component storage package 10a, the electronic component 11 is bonded to a die bond pad 21 as shown in FIG. 2B, and the electronic component 11 is connected to the bonding pad 24 via the bonding wire 15, and further to the outside. The external connection terminal pad 26 for electrical connection is electrically connected. In the electronic component storage package 10a, the lid 20 made of metal, resin, ceramic, glass, or the like is formed on the upper surface of the metal conductive frame 23 with a brazing material, conductivity, insulation, etc. The adhesive portion 9 is joined and the cavity 18 is hermetically sealed to form modules for various electronic devices. The electronic component storage package 10a in which the metal conductive frame 23 is joined to the ceramic base substrate 22 by the Ag brazing oxide 14 is heated at the brazing temperature and brazed and joined to the bottom surface of the cavity 18. Since the flow of solder to the die bond pad 21 is suppressed, the flatness of the surface of the die bond pad 21 can be ensured, and the bonding reliability when the electronic component 11 is bonded can be improved.

次いで、図３（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージ１０の製造方法を説明する。
図３（Ａ）に示すように、電子部品収納用パッケージ１０を作製するには、金属製ベース基板１２、セラミック製絶縁枠体１３、及び外部接続端子１６を準備している。金属製ベース基板１２は、高放熱特性、即ち、できるだけ熱伝導率が優れることが必要である。また、金属製ベース基板１２は、セラミック製絶縁枠体１３との接合時の熱膨張係数差による反りや、セラミック製絶縁枠体１３のセラミックのクラックを防止するために、熱膨張係数をできるだけセラミック製絶縁枠体１３のセラミックの熱膨張係数と近似させる必要がある。そこで、この金属製ベース基板１２には、例えば、粉末状のＷをプレス成形し、焼成して形成した略長方形状のポーラス状のＷにＣｕを含浸させたりして作製される複合金属板からなるＣｕ−Ｗ金属板が用いられている。なお、因みに、セラミック製絶縁枠体１３がＡｌ_２Ｏ_３からなる場合のＡｌ_２Ｏ_３の熱膨張係数は、６．７×１０^−６／ｋ程度であり、金属製ベース基板１２がＣｕ−Ｗ金属板からなる場合のＣｕ−Ｗの熱膨張係数が、６．５×１０^−６／ｋ程度であり近似している。金属製ベース基板１２には、Ｃｕ−Ｗ金属板の他に、例えば、Ｍｏ板の両面にＣｕ板を貼り合わせた接合金属板や、Ｃｕ−Ｍｏの圧延、Ｃｕ−Ｍｏのプレス加工した金属板の両面にＣｕ板を貼り合わせた接合金属板を打ち抜きプレス成形して所望の外形大きさ、例えば、略長方形に作製されるＣｕ／Ｍｏ／Ｃｕ金属板や、Ｃｕ／Ｃｕ−Ｍｏ／Ｃｕ金属板等が用いられている。また、金属製ベース基板１２の上面には、半導体素子等の電子部品１１（図１（Ｂ）参照）を載置するのに平板状に形成されている。 Next, a method for manufacturing the electronic component storage package 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3A, in order to produce the electronic component storage package 10, a metal base substrate 12, a ceramic insulating frame 13, and external connection terminals 16 are prepared. The metal base substrate 12 needs to have a high heat dissipation characteristic, that is, a heat conductivity as excellent as possible. Further, the metal base substrate 12 has a thermal expansion coefficient as large as possible in order to prevent warping due to a difference in thermal expansion coefficient when bonded to the ceramic insulating frame 13 and cracking of the ceramic of the ceramic insulating frame 13. It is necessary to approximate the thermal expansion coefficient of the ceramic of the insulating frame 13 made of ceramic. Therefore, the metal base substrate 12 is made of, for example, a composite metal plate produced by press-molding powdery W and impregnating Cu into a substantially rectangular porous W formed by firing. A Cu-W metal plate is used. Incidentally, this connection, the thermal expansion coefficient of _Al 2 _{O 3} in the case of ceramic insulating frame body 13 is made of _Al 2 _{O 3} is 6.7 × ^{10 -6} / k about, the metal base substrate 12 is Cu- The thermal expansion coefficient of Cu-W in the case of being made of a W metal plate is approximately 6.5 × 10 ⁻⁶ / k and is approximate. In addition to the Cu-W metal plate, the metal base substrate 12 may be, for example, a bonded metal plate in which a Cu plate is bonded to both surfaces of a Mo plate, a Cu-Mo rolled metal plate, or a Cu-Mo pressed metal plate. A bonded metal plate having a Cu plate bonded to both sides thereof is punched and press-molded to form a desired outer shape, for example, a Cu / Mo / Cu metal plate or a Cu / Cu-Mo / Cu metal plate, which is formed into a substantially rectangular shape. Etc. are used. In addition, the upper surface of the metal base substrate 12 is formed in a flat plate shape for mounting the electronic component 11 (see FIG. 1B) such as a semiconductor element.

セラミック製絶縁枠体１３は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３や、ＡｌＮ等からなる１又は複数枚のセラミックグリーンシートから電子部品１１を囲繞できるように窓枠形状に打ち抜いた後、セラミックグリーンシートを焼成して形成している。このセラミック製絶縁枠体１３を形成するためのセラミックグリーンシートは、例えば、セラミックがＡｌ_２Ｏ_３からなる場合について簡単に説明する。Ａｌ_２Ｏ_３からなるセラミックグリーンシートは、先ず、Ａｌ_２Ｏ_３粉末にマグネシア、シリカ、カルシア等の焼結助剤を適当量加えた粉末に、ジオクチルフタレート等の可塑剤と、アクリル樹脂等のバインダー、及びトルエン、キシレン、アルコール類等の溶剤を加え、十分に混練し、脱泡して粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリーを作製している。次いで、スラリーからは、ドクターブレード法等によって、例えば、厚み０．２５ｍｍのロール状のシートを形成し、適当なサイズの矩形状に切断したセラミックグリーンシートを作製している。次に、このセラミックグリーンシートの１又は複数枚には、Ｗや、Ｍｏ等の高融点金属からなるメタライズペーストを用いて下面側、及び上面側にスクリーン印刷してメタライズ印刷パターンを形成すると共に、窓枠形状のリング状になるように中空部を打ち抜き加工する。また、セラミックグリーンシートが複数枚の場合には、積層して積層体の上面側、及び下面側にメタライズ印刷パターンを形成する。そして、高融点金属とセラミックグリーンシートを還元雰囲気中で同時焼成して両表面のそれぞれにメタライズ膜２７、２７ａを有するセラミック製絶縁枠体１３を作製している。なお、セラミック製絶縁枠体１３の下面側のメタライズ膜２７は、金属製ベース基板１２と窓枠形状の全周にわたってろう付け接合するために全周面に形成している。 The ceramic insulating frame 13 is, for example, punched into a window frame shape so as to surround the electronic component 11 from one or a plurality of ceramic green sheets made of Al ₂ O ₃ , AlN or the like, and then fired the ceramic green sheet And formed. The ceramic green sheet for forming the ceramic insulating frame 13 will be briefly described, for example, when the ceramic is made of Al ₂ O ₃ . Al ₂ O ceramic green sheet composed of _3, first, magnesia Al ₂ O ₃ powder, silica, a powder suitable amount added and the sintering aid such as calcia, and plasticizers such as dioctyl phthalate, such as an acrylic resin A binder and a solvent such as toluene, xylene, and alcohols are added, kneaded sufficiently, and defoamed to prepare a slurry having a viscosity of 2000 to 40000 cps. Next, from the slurry, for example, a roll-like sheet having a thickness of 0.25 mm is formed by a doctor blade method or the like, and a ceramic green sheet cut into a rectangular shape of an appropriate size is produced. Next, on one or more of the ceramic green sheets, a metallized paste made of a refractory metal such as W or Mo is used to screen-print on the lower surface side and the upper surface side to form a metalized printing pattern, The hollow part is punched into a window frame shape ring shape. Further, when there are a plurality of ceramic green sheets, metallized printing patterns are formed by stacking on the upper surface side and the lower surface side of the laminate. The refractory metal and the ceramic green sheet are simultaneously fired in a reducing atmosphere to produce a ceramic insulating frame 13 having metallized films 27 and 27a on both surfaces. The metallized film 27 on the lower surface side of the ceramic insulating frame 13 is formed on the entire peripheral surface so as to be brazed and bonded to the metal base substrate 12 over the entire periphery of the window frame shape.

外部接続端子１６は、セラミック製絶縁枠体１３のセラミックと熱膨張係数が近似する、例えば、ＫＶや、４２アロイ等の金属部材を打ち抜きプレスや、エッチング等で所望の形状に加工することで作製している。なお、外部接続端子１６がＫＶからなる場合のＫＶの熱膨張係数は、５．３×１０^−６／ｋ程度であり、セラミック製絶縁枠体１３がＡｌ_２Ｏ_３からなる場合のＡｌ_２Ｏ_３の熱膨張係数は、６．７×１０^−６／ｋ程度であり比較的近似している。 The external connection terminal 16 is manufactured by punching a metal member such as KV or 42 alloy, which has a thermal expansion coefficient similar to that of the ceramic of the ceramic insulating frame 13, into a desired shape by pressing or etching. is doing. The thermal expansion coefficient of KV when the external connection terminal 16 is made of KV is 5.3 × ^{10 -6} / k about, _Al 2 O when ceramic insulator frame 13 is made of _Al 2 _{O 3} The thermal expansion coefficient of ₃ is about 6.7 × 10 ⁻⁶ / k and is relatively approximate.

次に、図３（Ｂ）に示すように、金属製ベース基板１２の外表面には、セラミック製絶縁枠体１３をろう材でろう付け接合する時の濡れ性を確保して接合性を良好にすために、電解めっき法や、無電解めっき法によってＮｉめっき被膜２８を形成している。また、セラミック製絶縁枠体１３のメタライズ膜２７、２７ａの外表面にも、金属製ベース基板１２や、外部接続端子１６をろう材でろう付け接合する時の濡れ性を確保して接合性を良好にすために、電解めっき法や、無電解めっき法によってＮｉめっき被膜２８を形成している。なお、外部接続端子１６の外表面には、必要に応じて電解めっき法や、無電解めっき法によってＮｉめっき被膜２８を形成している。 Next, as shown in FIG. 3 (B), the outer surface of the metal base substrate 12 ensures good wettability when brazing and bonding the ceramic insulating frame 13 with a brazing material. Therefore, the Ni plating film 28 is formed by an electrolytic plating method or an electroless plating method. Also, the outer surface of the metallized films 27 and 27a of the ceramic insulating frame 13 is secured to the outer surfaces of the metal base substrate 12 and the external connection terminals 16 by brazing with a brazing material so as to ensure the bondability. In order to improve the quality, the Ni plating film 28 is formed by an electrolytic plating method or an electroless plating method. Note that a Ni plating film 28 is formed on the outer surface of the external connection terminal 16 by electrolytic plating or electroless plating as necessary.

次に、図３（Ｃ）に示すように、金属製ベース基板１２の上面には、窓枠形状のセラミック製絶縁枠体１３の下面との接合部となる部分に酸化Ａｇろう１４を配し、還元雰囲気中でろう付け温度に加熱してセラミック製絶縁枠体１３をろう付け接合している。この酸化Ａｇろう１４は、予め、ＪＩＳＺ３２６１で規定されているＡｇろうを大気中２００℃〜それぞれのＡｇろうの固相線温度未満の温度の範囲内で加熱して酸化処理を行っている。また、外部接続端子１６と、セラミック製絶縁枠体１３とは、セラミック製絶縁枠体１３の上面の外部接続端子１６との接合部となる部分に従来の酸化処理を行っていない未処理Ａｇろう１７、又は上記の酸化Ａｇろう１４（図示せず）を用いて接合している。そして、金属製ベース基板１２、セラミック製絶縁枠体１３、及び外部接続端子１６が接合された接合体の外部に露出する金属部分には、図示しないが、Ｎｉめっき被膜、及びＡｕめっき被膜を形成している。なお、金属製ベース基板１２とセラミック製絶縁枠体１３の接合、セラミック製絶縁枠体１３と外部接続端子１６の接合は、それぞれの接合部の加熱を一度にしてろう付け接合してもよく、それぞれの接合部の加熱を二度に分けてろう付け接合してもよい。 Next, as shown in FIG. 3C, an oxidized Ag brazing filler metal 14 is disposed on the upper surface of the metal base substrate 12 at a portion to be joined to the lower surface of the window frame-shaped ceramic insulating frame 13. The ceramic insulating frame 13 is brazed and joined by heating to a brazing temperature in a reducing atmosphere. This oxidized Ag solder 14 is preliminarily oxidized by heating Ag solder specified in JIS Z 3261 in the air within a temperature range of 200 ° C. to a temperature lower than the solidus temperature of each Ag solder. . Further, the external connection terminal 16 and the ceramic insulating frame 13 are untreated Ag solder that is not subjected to the conventional oxidation treatment at the portion that becomes the joint portion with the external connection terminal 16 on the upper surface of the ceramic insulating frame 13. 17 or the above-mentioned oxidized Ag brazing filler metal 14 (not shown). Then, although not shown, a Ni plating film and an Au plating film are formed on the metal portion exposed to the outside of the joined body to which the metal base substrate 12, the ceramic insulating frame 13, and the external connection terminal 16 are joined. is doing. In addition, the joining of the metal base substrate 12 and the ceramic insulating frame 13 and the joining of the ceramic insulating frame 13 and the external connection terminal 16 may be performed by brazing with heating of each joint at once. Brazing and joining may be performed by dividing the heating of each joint part twice.

次いで、図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージ１０ａの製造方法を説明する。
図４（Ａ）に示すように、電子部品収納用パッケージ１０ａを作製するには、セラミック製ベース基板２２と、金属製導電枠体２３を準備している。セラミック製ベース基板２２は、前記の電子部品収納用パッケージ１０の製造方法で用いるセラミックと同様の、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３や、ＡｌＮ等からなる１又は複数枚のセラミックグリーンシートを用いて形成している。このセラミック製ベース基板２２に用いる１又は複数枚のセラミックグリーンシートには、上、下層の電気的導通を形成するビア２５用の貫通孔をパンチングマシーン等で穿設して形成し、Ｗや、Ｍｏ等の高融点金属からなるメタライズペーストを用いてスクリーン印刷してビア２５用の孔埋めメタライズ印刷パターンを形成している。また、セラミックグリーンシートには、上記と同様のメタライズペーストを用いてスクリーン印刷して電子部品１１を載置するためのダイボンドパッド２１用や、電子部品１１とボンディングワイヤを介して電気的に接続状態とするためのボンディングパッド２４用や、外部とビア２５を介して電気的に接続状態とするための外部接続端子パッド２６用等のメタライズ印刷パターンを形成している。更に、セラミックグリーンシートが複数枚からなる場合には、複数枚を重ね合わせて温度と、圧力をかけて積層した後、高融点金属とセラミックグリーンシートを還元雰囲気中で同時焼成して半導体素子等の電子部品１１（図２（Ｂ）参照）を載置するために平板状のセラミック製ベース基板２２を作製している。 Next, a method for manufacturing the electronic component storage package 10a according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 4A, in order to produce the electronic component storage package 10a, a ceramic base substrate 22 and a metal conductive frame 23 are prepared. The ceramic base substrate 22 is formed using one or a plurality of ceramic green sheets made of, for example, Al ₂ O ₃ , AlN, or the like, similar to the ceramic used in the method for manufacturing the electronic component storage package 10. ing. One or a plurality of ceramic green sheets used for the ceramic base substrate 22 are formed by punching through holes for vias 25 that form upper and lower electrical continuity with a punching machine or the like, and W, A hole-filled metallized printing pattern for the via 25 is formed by screen printing using a metallized paste made of a refractory metal such as Mo. The ceramic green sheet is electrically connected to the die bond pad 21 for mounting the electronic component 11 by screen printing using the same metallized paste as described above or via the bonding wire to the electronic component 11. The metallized printing pattern is formed for the bonding pad 24 for the above and for the external connection terminal pad 26 for establishing an electrical connection state with the outside via the via 25. Further, when the ceramic green sheet is composed of a plurality of sheets, the plurality of sheets are stacked and laminated by applying temperature and pressure, and then the refractory metal and the ceramic green sheet are simultaneously fired in a reducing atmosphere to form a semiconductor element or the like. In order to place the electronic component 11 (see FIG. 2B), a flat ceramic base substrate 22 is produced.

金属製導電枠体２３には、セラミック製ベース基板２２のセラミックと熱膨張係数が近似する、例えば、ＫＶや、４２アロイ等の金属部材を打ち抜きプレスや、エッチング等で電子部品１１が囲繞できるように、所望の窓枠形状に加工することで作製している。なお、金属製導電枠体２３がＫＶからなる場合のＫＶの熱膨張係数は、５．３×１０^−６／ｋ程度であり、セラミック製ベース基板２２がＡｌ_２Ｏ_３からなる場合のＡｌ_２Ｏ_３の熱膨張係数は、６．７×１０^−６／ｋ程度であり比較的近似している。 The metal conductive frame 23 has a thermal expansion coefficient similar to that of the ceramic of the ceramic base substrate 22. For example, a metal member such as KV or 42 alloy is punched, and the electronic component 11 can be surrounded by pressing or etching. Further, it is manufactured by processing into a desired window frame shape. The thermal expansion coefficient of KV when the metallic conductor frame 23 is made of KV is 5.3 × ^{10 -6} / k about, Al ₂ when ceramic base substrate 22 is made of _Al 2 _{O 3} The thermal expansion coefficient of O ₃ is about 6.7 × 10 ⁻⁶ / k and is relatively approximate.

次に、図４（Ｂ）に示すように、セラミック製ベース基板２２の外表面には、金属製導電枠体２３をろう材でろう付け接合する時の濡れ性を確保して接合性を良好にすために、電解めっき法や、無電解めっき法によってＮｉめっき被膜２８を形成している。なお、金属製導電枠体２３の外表面には、必要に応じて電解めっき法や、無電解めっき法によってＮｉめっき被膜２８を形成している。 Next, as shown in FIG. 4B, the outer surface of the ceramic base substrate 22 has good wettability when the metal conductive frame 23 is brazed and joined with the brazing material so that the bondability is good. Therefore, the Ni plating film 28 is formed by an electrolytic plating method or an electroless plating method. Note that a Ni plating film 28 is formed on the outer surface of the metal conductive frame 23 by an electrolytic plating method or an electroless plating method as necessary.

次に、図４（Ｃ）に示すように、セラミック製ベース基板２２の上面には、窓枠形状の金属製導電枠体２３の下面との接合部となる部分に酸化Ａｇろう１４を配し、還元雰囲気中でろう付け温度に加熱して金属製導電枠体２３をろう付け接合している。この酸化Ａｇろう１４は、前記の電子部品収納用パッケージ１０の製造方法と同様に、Ａｇろうを大気中２００℃〜それぞれのＡｇろうの固相線温度未満の温度の範囲内で加熱して酸化処理を行っている。そして、セラミック製ベース基板２２と、金属製導電枠体２３が接合された接合体の外部に露出する金属部分には、図示しないが、Ｎｉめっき被膜、及びＡｕめっき被膜を形成している。 Next, as shown in FIG. 4C, an oxidized Ag brazing filler metal 14 is disposed on the upper surface of the ceramic base substrate 22 at a portion to be joined to the lower surface of the window frame-shaped metal conductive frame 23. The metal conductive frame 23 is brazed and joined by heating to a brazing temperature in a reducing atmosphere. This oxidized Ag brazing 14 is oxidized by heating the Ag brazing in the atmosphere within a temperature range of 200 ° C. to less than the solidus temperature of each Ag brazing, in the same manner as the manufacturing method of the electronic component storage package 10 described above. Processing is in progress. And although not shown in figure, the Ni plating film and Au plating film are formed in the metal part exposed to the exterior of the joined body to which the ceramic base substrate 22 and the metal conductive frame 23 were joined.

本発明者は、金属製ベース基板と、セラミック製絶縁枠体をろう付け接合するのに、実施例用として、予め、ＢＡｇ−８のＡｇろうを大気中５６０℃程度の焼成炉中で加熱して酸化処理した酸化Ａｇろうを準備した。実施例と比較するために、本発明者は、金属製ベース基板と、セラミック製絶縁枠体をろう付け接合するのに、比較例用として、ＢＡｇ−８の従来の未処理のＡｇろうを準備した。それぞれの実施例と、比較例は、それぞれを同時に７８０℃でろう付け接合して作製した。そして、実施例と、比較例は、それぞれのセラミック製絶縁枠体の内周側壁面からキャビティ部底面であるダイボンドパッドへのろう流れ出し巾を測定した。その結果を表１に示す。 In order to braze and join the metal base substrate and the ceramic insulating frame, the inventor previously heated the Ag brazing of BAg-8 in a firing furnace at about 560 ° C. in the atmosphere. An oxidized Ag wax was prepared by oxidation. For comparison with the examples, the present inventor prepared BAg-8 conventional untreated Ag brazing as a comparative example for brazing a metal base substrate and a ceramic insulating frame. did. Each example and comparative example were fabricated by brazing and bonding at 780 ° C. at the same time. And the Example and the comparative example measured the brazing | flowing flow width from the inner peripheral side wall surface of each ceramic insulation frame to the die bond pad which is a cavity part bottom face. The results are shown in Table 1.

実施例のろう流れ出し巾は、比較例のろう流れ出し巾に対して７０％小さくなり、本発明の電子部品収納用パッケージの製造方法でＡｇろう流れだしの少ないことが確認された。 The brazing outflow width of the example was 70% smaller than the brazing outflow width of the comparative example, and it was confirmed that there was little Ag brazing out in the manufacturing method of the electronic component storage package of the present invention.

本発明の電子部品収納用パッケージの製造方法は、シリコンや、ガリウム砒素電界効果トランジスタ等の高周波、高出力の電子部品を実装し、例えば、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）基地局用等のための高周波モジュール基板として使用するための電子部品収納用パッケージを製造するための方法として用いることができる。また、本発明の電子部品収納用パッケージの製造方法は、集積度の高い半導体素子からなる電子部品を実装して高性能な電子機器を形成するためのモジュール基板として使用するための電子部品収納用パッケージを製造するための方法として用いることができる。更には、本発明の電子部品収納用パッケージの製造方法は、水晶振動子等の通信用の電子部品を実装し、例えば、携帯電話等のための通信用モジュール基板として使用するための電子部品収納用パッケージを製造するための方法として用いることができる。 A method for manufacturing an electronic component storage package according to the present invention includes mounting a high-frequency, high-power electronic component such as silicon or gallium arsenide field effect transistor, for example, a high-frequency module for an RF (Radio Frequency) base station or the like. It can be used as a method for manufacturing an electronic component storage package for use as a substrate. Also, the method for manufacturing an electronic component storage package according to the present invention is for storing an electronic component for use as a module substrate for mounting a high-density electronic device by mounting an electronic component made of a highly integrated semiconductor element. It can be used as a method for manufacturing a package. Furthermore, in the method for manufacturing an electronic component storage package according to the present invention, an electronic component storage for mounting a communication electronic component such as a crystal resonator, for example, as a communication module substrate for a mobile phone or the like is provided. It can be used as a method for manufacturing an industrial package.

（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージの製造方法で作製される電子部品収納用パッケージの平面図、Ａ−Ａ’線縦断面図である。(A), (B) is the top view of an electronic component storage package produced with the manufacturing method of the electronic component storage package which concerns on one embodiment of this invention, respectively, and A-A 'line longitudinal cross-sectional view. （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同電子部品収納用パッケージの製造方法で作製される変形例の電子部品収納用パッケージの平面図、Ｂ−Ｂ’線縦断面図である。(A), (B) is the top view of the electronic component storage package of the modification produced with the manufacturing method of the electronic component storage package, respectively, and a B-B 'line longitudinal cross-sectional view. （Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同電子部品収納用パッケージの製造方法の説明図である。(A)-(C) is explanatory drawing of the manufacturing method of the package for the said electronic component storage, respectively. （Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同変形例の電子部品収納用パッケージの製造方法の説明図である。(A)-(C) is explanatory drawing of the manufacturing method of the electronic component storage package of the modification, respectively.

Explanation of symbols

１０、１０ａ：電子部品収納用パッケージ、１１：電子部品、１２：金属製ベース基板、１３：セラミック製絶縁枠体、１４：酸化Ａｇろう、１５：ボンディングワイヤ、１６：外部接続端子、１７：未処理Ａｇろう、１８：キャビティ部、１９：接着剤、２０：蓋体、２１：ダイボンドパッド、２２：セラミック製ベース基板、２３：金属製導電枠体、２４：ボンディングパッド、２５：ビア、２６：外部接続端子パッド、２７、２７ａ：メタライズ膜、２８：Ｎｉめっき被膜 10, 10a: Electronic component storage package, 11: Electronic component, 12: Metal base substrate, 13: Ceramic insulating frame, 14: Oxidized Ag solder, 15: Bonding wire, 16: External connection terminal, 17: Not yet Process Ag brazing, 18: cavity portion, 19: adhesive, 20: lid, 21: die bond pad, 22: ceramic base substrate, 23: metal conductive frame, 24: bonding pad, 25: via, 26: External connection terminal pads, 27, 27a: metallized film, 28: Ni plating film

Claims

When brazing and joining a flat metal base substrate for mounting electronic components such as semiconductor elements and a window frame-shaped ceramic insulating frame for enclosing the electronic components on the upper surface of the base substrate And a step of brazing by disposing an oxidized Ag brazing material that has been heated in the atmosphere at a temperature of 200 ° C. to less than the solidus temperature in advance at the joint between the base substrate and the insulating frame. A method for manufacturing an electronic component storage package.

When brazing and joining a flat ceramic base substrate for mounting electronic components such as semiconductor elements and a window frame-shaped metal conductive frame for enclosing the electronic components on the upper surface of the base substrate And a step of brazing by placing an oxidized Ag brazing material that has been heated in the atmosphere at a temperature of 200 ° C. to less than the solidus temperature in advance at the joint between the base substrate and the conductive frame. A method for manufacturing an electronic component storage package.