JP2018182329A - 特に画像センサのための気密電子部品パッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】 特に画像センサのための気密電子部品パッケージを提供する。【解決手段】 気密集積回路パッケージにおいて、集積回路を含むキャビティ２の境界を定める周壁は、キャビティのパッケージの内側の凸状平面ゾーンｚ１と、凸状平面ゾーンの外部の凹状ゾーンｚ２とによって画定されるレリーフを含む表面を周壁の長さすべてに有する。平面ゾーンは、平面性欠陥が接触を妨げるところ以外では周壁の全長にわたって接着剤の介在なしでパッケージの閉鎖プレート６と直接接触する。凹状ゾーンは、閉鎖プレートと直接接触せず、かつ周壁の全周囲長にわたって閉鎖プレートと周壁の上部とを結合する接着ビーズを含む。接着ビーズ９は、パッケージの外側において、閉鎖プレートと凹状ゾーンとの間の開放空気内に表面Ｓｅを有する。この表面は、接着剤脱気の場合にパッケージの外部雰囲気との交換表面としての役割を果たす。【選択図】 図４

Description

本発明は、特に航空宇宙応用のための気密電子部品パッケージに関する。本発明は、特に画像センサに適用可能である。

電子部品（構成部品またはベアチップ）の気密パッケージへの封入は、その外部の動作環境と関連付けられた攻撃からの機械的および化学的保護を提供する。特定の場合、それは、パッケージの内部キャビティにおいて、このキャビティに配置された電子部品がしかるべく動作することを可能にするために、比較的高真空（ガスの不存在または制御された性質および量のガス）を維持する問題でもある。

図１は、例えば、集積回路チップの封入を例示する。チップ１は、接着剤３を用いて、パッケージのキャビティ２の底部に接着接合され、チップの接続パッドは、任意の既知の技術、例えば導線４のはんだ付けにより、パッケージの内部に設けられた接続ランドに電気的に接続され、これらのランドは、パッケージのインタフェース接続コネクタのピン５（実施例ではんだ付けされるピン）に相互接続される。キャビティは、その後、閉鎖プレート６で密閉される（気密封止される）。それが画像センサチップの問題であるとき、閉鎖プレートは、有用な放射線（すなわち、画像センサにより検出される放射線）に対して透過的な窓であるか、またはこの窓を組み入れたものであり、この窓は、感光性エリアの上方に位置している。より一般には、構成部品が光学的放射を発するかまたは受け取る（検出する）必要があるとき、閉鎖プレートは、透明窓であるか、またはこの窓を組み入れる。透明窓は、一般に、その内面および／またはその外面に反射防止層を含む。これらは、それぞれ図１において７および８で参照される層である。気密封止は、パッケージの周壁１０の上部の長さすべてに存在し、プレートをパッケージの壁にその周囲の長さすべてにわたって結合する接着ビーズ９で得られる。これは次の方法で達成され、すなわち、予備重合された閉鎖接着ビーズ９は、プレートの内面に例えばスクリーン印刷によって堆積される（図２）。接着ビーズを装備したプレートがパッケージの壁の上に配置され、接着ビーズは、その後、プレートと平面的な上壁部１０との間に係合される。アセンブリは、クランプに配置され、接着剤を重合／架橋結合するためにオーブンに入れられる。重合後、接着ビーズは、プレートとパッケージとの間に密封気密封止を形成する。その厚さは、膨張係数が一般に異なるプレートおよびパッケージの材料の変形を吸収することを可能にするように決定される。

航空宇宙産業のために意図された構成部品の製造は、これらの構成部品がその使用条件下で非常に信頼できることを保証するために作成された、非常に厳しい基準を満たさなければならない。具体的には、パッケージ／構成部品／プレートのアセンブリのさまざまな材料、特に接着剤、樹脂またははんだは、熱エンクロージャ内のステップでガス分子を遊離させる場合があることが知られている。これはキャビティ内の雰囲気に影響を与え、パッケージが金属製である場合、これは腐食を促進する。したがって、キャビティが封止された後のキャビティ内のガス分子（残留ガス）の量を減少させる／限定するため、さまざまな手段が従来通り使用される。具体的には、次の従来の手段が適用される。
− 選択される材料（接着剤、樹脂など）は、その組成物のために、すなわち、その溶剤／揮発性化合物の性質のために認定される（ＴＭＬ「質量損失比」およびＣＶＣＭ「再凝縮物質」認定試験）。
− 封止前にアセンブリの表面が強制的に脱気され、この強制的な脱気は、封止前に最大量の揮発性化合物を除去することを目的として、オーブンで（例えば約１５０℃で約１００時間の焼成で）実行される。
− 閉鎖プレートを封止するステップは、制御された雰囲気下、例えばベルジャー下において、不活性ガス雰囲気（アルゴン、窒素）内または真空下で実行される。

基準により要求される仕様を構成部品が満たすことを検査するために、さまざまな試験が使用される。構成部品、および具体的には非限定的にその寿命、パッケージの気密性または密封性、揮発性化合物の脱気、材料の硬化、機械的変形または亀裂などに対する急速な温度変動のサイクルの影響を検査し数量化するために、熱抵抗試験が具体的に提供され、航空宇宙環境で正確に動作するべき構成部品の能力を判定することを可能にする。この試験のために、構成部品は、熱エンクロージャに配置され、エンクロージャ内の温度は、特定の回数だけ比較的急激な変動のサイクルで変動される。例えば、各サイクルにおいて、温度は、毎分数度〜１５度以上に及び得る勾配で−５５℃〜＋１２５℃で変動される。

それが（新しい）構成部品を認定する問題であるとき、試験は非常に多くの変動サイクル、例えば１０００個の温度変動サイクルを必要とする。認定後、構成部品が製造ラインを出た後に構成部品を試験することが依然として必要であり、それは、したがって構成部品の動作寿命が保証されることを可能にする仕様を満たさないあらゆる構成部品を検出する問題である。これを行うために、認定試験のそれほど厳格でないバージョンである信頼性試験が使用される。具体的には、熱抵抗試験は、したがって約１０サイクルに限定される。

技術的問題
透明窓を含む閉鎖プレートで閉鎖されたパッケージの場合、一般に白っぽく、特定のパッケージの窓の内面に散在する１つまたは複数の斑点が熱抵抗試験中に出現することが分かっている。

これらの斑点は、パッケージの閉鎖されたキャビティの内部に一定量のガスが存在する証拠となる。それらは、透明窓の内面上に捕捉されたガス凝縮物であり、より正確には、この面を覆っている反射防止層上に捕捉されたガス凝縮物である（この層が実際に存在する場合）。換言すれば、観察される斑点はガス種の凝縮に対応し、この凝縮は試験の温度サイクルによって促進される。

これらの斑点は、ほぼあらゆる箇所に散在する可能性があり、これは窓の縁部では問題ではなく、または中心により近いと、ここで、それらは有用な放射線の透過に非常に大きい影響を与える。これらの斑点の位置は、プレートのより冷たい場所に向かう優先経路に対応することがシミュレーションによって示されている。状況は変化する可能性があることも分かっており、すなわち、構成部品の動作寿命中、熱抵抗試験の終わりに観察された斑点に他の新しい斑点が付加される場合がある。

したがって、熱抵抗試験後で斑点が出現するとき、対象の構成部品は、斑点の数、大きさまたは位置にかかわらず、廃棄されなければならない。これは、これらの構成部品の信頼性および製造コストに関する現実の問題である。

多くの試行後、これらのガス凝縮物は、構成部品の気密性における欠陥に起因するのではなく、むしろ封止中および温度変動中に構成部品の内側の表面によって脱気された種に起因することが示されている。換言すれば、熱抵抗試験の温度サイクルは、キャビティ内でアセンブリの材料のさらなる脱気を可能にする。

したがって、封入および封止中に脱気される種の量を限定するために封入中にとられる予防手段は、具体的には熱的条件に依存して、その後の熱的試験中および／または運転使用中に白点の形成を防止するには不十分であることが判明する。

これらの熱サイクル中に脱気される種が主に閉鎖接着剤に由来することは、具体的に材料のさまざまな組合せで構成されているアセンブリ上で試行を実行することによっても示されている。これに対する構造的な解説が見いだされており、接着ビーズの高さおよび周壁の長さのために、閉鎖接着剤とキャビティの雰囲気との間に実際に大きい交換表面が存在する。比較すると、チップ下の接着剤とキャビティとの間の交換表面は遥かに小さい。接着剤の厚さは遥かに小さく（それは、接合することのみに役立ち、場合により電気的接触を作り出すのに役立ち、機械的変形を吸収することが可能な密封気密封止を作り出すのに役立たない）、チップの周囲の長さも壁の長さと比較してそれほど長くない。

閉鎖接着剤の厚さを減少させることはできない。動作条件（温度）下でパッケージおよびプレートの材料の変形（異なる膨張係数）を吸収する役割を果たすことが可能であるために、重合後、接着封止体は一定の厚さを有さなければならない。キャビティは、構成部品に応じて、パッケージの嵩を減少させるために可能な限り小さくなるよう既に最適化されているため、キャビティのサイズをさらに減少させることもできない。最後に、ごく少数の異なる閉鎖接着剤組成物のみが、航空宇宙産業によって必要とされるＴＭＬおよびＣＶＣＭ認定試験に合格することが可能であり、これらの試験の終わりに、これらの接着剤組成物のいずれも、この観点から他のものより著しく良好であることが判明しなかった。換言すれば、斑点はすべての場合に出現する。

したがって、特にプレートの透明窓上の斑点の形成を防止することを目的として、パッケージの内側に閉じ込められる脱気された種の量をさらに減少させる別の方法を見いだすことが必要である。

キャビティの内側に存在するガスのすべてまたは一部を表面で捕捉することができるゲッタを使用することが知られている。ゲッタ（フランス語でｓｏｒｂｅｕｒ）という用語は、技術文献で使用される用語である。これらのゲッタは周知である。ジルコニウム、チタン、ニオブおよびバナジウムは、単独であるか合金であるかにかかわらず、ゲッタとして一般に使用される金属である。それは、存在するガス種に反応的であるゲッタを作り出す問題である。米国特許出願公開第２０１０／００２５８４５号明細書または欧州特許第２００４５４２号明細書は、より具体的には微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）チップとの関連において、このようなゲッタの使用を論じている。具体的には、効果的であるためにこれらのゲッタは大きい交換表面を有さなければならない。ゲッタがチップに近接してパッケージの底部に配置される場合、キャビティの寸法は著しく増加する。大きい交換表面／低い嵩の根本的な問題を解決するために、ゲッタは、閉鎖プレートの内表面に形成され得る。チップが閉鎖プレートを通して放射線を検出するかまたは発する必要があるとき、この解決策は一般に適切ではない。さらに、前述の特許出願で解説されるように、ゲッタの使用は、ゲッタ（階層構造）を形成する追加ステップおよび封入／封止温度に関する適切さ、ゲッタ効果の活性化温度、ゲッタの表面の漸進的な飽和などの他の考慮事項／制約条件につながる。

米国特許出願公開第２０１０／００２５８４５号明細書 欧州特許第２００４５４２号明細書

本発明は、封止工程中および封止工程後にパッケージの内部のガス種を脱気する技術的問題を解決することを提案する。

従来技術によれば、図１および図２を参照して解説したように、パッケージは、閉鎖プレートと、閉鎖プレートと周壁の平面的な上面との間の接着ビーズとを用いて封止され、接着ビーズは、壁の全周囲長にわたって封止体を形成する。

本発明が基づいている思想は、構造的に、接着ビーズが内側でキャビティから隔離され、かつパッケージの外側で開放空気内に表面を有し、したがって、この表面を介してパッケージの外部に向かって接着剤の脱気を強制するように壁の上面のレリーフを修正することからなる。本発明に従って壁の上面を構造化することは、封止中および封止後の両方で効果的である。それは、実装が容易で安価であり、特定の制約条件につながらない。さらにかつこれは利点であり、それはパッケージの寸法に影響を与えない。すなわち、それはパッケージの寸法を変更する必要なく実装することができる。

したがって、本発明は、気密集積回路パッケージであって、底部と、パッケージの内部キャビティを画定しかつ集積回路を含む、底部から立ち上がる周壁と、周壁の上部に接着接合される閉鎖プレートとを含む気密集積回路パッケージに関する。周壁の上部は、一方では、平面性欠陥が接触を妨げるところ以外ではキャビティの内側で周壁の全長にわたって接着剤の介在なしで閉鎖プレートと直接接触する第１の平面ゾーンを含み、かつ他方では、この第１の平面ゾーンの外部において、閉鎖プレートと直接接触しない凹状ゾーンを含むレリーフ含有表面である。接着ビーズは、凹状ゾーン内に存在し、かつ周壁の全周囲長にわたって閉鎖プレートと周壁の上部とを結合する。接着ビーズは、パッケージの外側において、前記閉鎖プレートと前記凹状ゾーンとの間の開放空気内に表面を有する。

理想的には、第１の平面ゾーンは、周壁の全長にわたって接着剤の介在なしで閉鎖プレートと直接接触する。しかしながら、周壁の長さのため、プレートおよび壁の表面の平面性における欠陥が、第１の平面ゾーンと閉鎖プレートとの間において特定の場所で直接接触を妨げる場合があり、これらの場所では、接着封止体は、したがって、パッケージの内側において、キャビティの内部の雰囲気にさらされる表面を有する。しかしながら、平面性欠陥のためにパッケージの内側で露出した封止体の全面積は、パッケージの外側で開放空気にさらされる接着封止体の面積よりも遥かに小さく、接着剤は、主にパッケージの外側に脱気する。したがって、本発明で提案されるパッケージの周壁の上面の構造化は、閉鎖接着剤が実際に脱気する場合、これが封止工程中であるか、熱的試験中であるか、さらには運転制約条件下であるかどうかにかかわらず、閉鎖接着剤に主にパッケージの外部に脱気するように強制するという技術的効果を有する。

本発明の１つの態様によれば、凹状ゾーンは、第１の平面ゾーンよりも低い第２の平面ゾーンを含む。

本発明の別の態様によれば、第２の平面ゾーンよりも高い第３の平面ゾーンがパッケージの外側において壁の長さに設けられる。

本発明の別の態様によれば、凹状ゾーンは、外壁縁部まで延在し、かつ外部パッケージ縁部から離れてレリーフにおいて突起部を含む。

より高いゾーン（第１または第３のゾーン）と凹状ゾーンの底部との間の側面は、閉鎖プレートと直接接触する上面から凹状ゾーンの高さまでの距離とともに増加する、より大きいゾーンの幅を画定するプロファイルを有し得る。

有利には、周壁のレリーフ含有上部は、枠であり、金属製またはセラミック製である。

画像センサを封入するために実装される本発明により、閉鎖プレート窓上の斑点の出現の問題を解決することが可能になる。しかしながら、本発明は、閉鎖接着剤がキャビティの内部に脱気することを防止するため、気密パッケージ内の電子部品の封入により広く適用されることが理解されるであろう。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して与えられる以下の詳細な説明を読むことで明らかになるであろう。

従来技術による密閉パッケージ内の電子部品の断面を例示する。 透明窓を含むパッケージ閉鎖プレートの内面を示し、前記プレートは、パッケージ上で封止接合工程を実行することを目的として閉鎖接着剤のビーズを装備している。 断面がパッケージの周壁の厚さの方向に切断されている、パッケージの同じ部分断面図を示し、閉鎖プレートで封止する前（図３）および後（図４）の、本発明によるパッケージ壁の上壁におけるレリーフの１タイプを詳述する。 断面がパッケージの周壁の厚さの方向に切断されている、パッケージの同じ部分断面図を示し、閉鎖プレートで封止する前（図３）および後（図４）の、本発明によるパッケージ壁の上壁におけるレリーフの１タイプを詳述する。 本発明に従って封止されたパッケージのさまざまな上壁部レリーフプロファイルを例示する。 本発明に従って封止されたパッケージのさまざまな上壁部レリーフプロファイルを例示する。 本発明に従って封止されたパッケージのさまざまな上壁部レリーフプロファイルを例示する。 本発明に従って封止されたパッケージのさまざまな上壁部レリーフプロファイルを例示する。

本発明は、電子部品を封入するためのパッケージに関する。パッケージは、パッケージの底部から立ち上がるキャビティの境界を定める周壁を含む。パッケージは、周壁の上部に付加されて接着接合される閉鎖プレートによって閉鎖される。接着ビーズは、壁の全長にわたって周壁に閉鎖プレートを結合する。

本発明によれば、周壁の上面は、接着ビーズが内側でキャビティから隔離され、パッケージの外側においてパッケージの外部雰囲気との交換表面を有するようにレリーフを有する。

より正確には、レリーフは、キャビティのパッケージの内側において、周壁の長さすべてに延びる凸状平面ゾーンと、凸状平面ゾーンの外部の凹状ゾーンとによって画定される。平面ゾーンは、周壁の長さの全体にわたり、パッケージの閉鎖プレートと、それらの間に接着剤の介在なしで直接接触するように意図されるが、この長さにわたる表面平面性欠陥により、特定の場所でそれらはわずかに間隔が空くようにされ得る。凹状ゾーンは、閉鎖プレートと直接接触せず、かつ周壁の全周囲長にわたって閉鎖プレートと周壁の上部とを結合する接着ビーズを含む。接着ビーズは、パッケージの外側において、閉鎖プレートと凹状ゾーンとの間の自由空気内に表面を有する。閉鎖接着剤を脱気する場合、ガス種は、パッケージの外部に向かってこの表面を介して出る。

複数の実施形態を想定することができ、これらの実施形態について図３〜図８を参照して説明する。本発明の態様をよりよく例示するために、図は原寸に比例して描かれていないことに留意されたい。具体的には、上壁面におけるレリーフは原寸に比例して描かれておらず、実際には、封止工程の終わりに接着ビーズの高さ（厚さ）に対応するレリーフの高さは、約１０ミクロンのオーダである。簡潔にするために、同じ要素は、図１〜図８のすべてにおいて同じ参照符号を与えられていることにも留意されたい。具体的には、すべての図において、例示された閉鎖プレート６は、（エミッタまたはレシーバである電子部品のために）有用な放射線に対して透過的な窓を有するプレートである。換言すれば、プレートは、図に例示されるように、完全に透明なガラスプレート、すなわち板ガラスであってもよく、または実際にはプレートが枠内に透明窓を組み入れてもよく、枠は、その場合、パッケージと同じ材料で作られていてもよい。図では、反射防止層が各面に存在する（図中の層７および層８）が、これは必ずしも必要ではない。パッケージは、パッケージＰの底部から立ち上がる周壁１０によって境界を定められるキャビティ２を含む。集積回路１（例示された実施例におけるベアチップ）は、このキャビティの底部に接着接合され、実施例では、はんだ付けされた導線４とコネクタのピンに接続される相互接続ランドとを介して、パッケージの電気コネクタのピンに電気的に接続される。パッケージは、パッケージの周壁の全長にわたってプレートとパッケージとを結合する接着ビーズ９を使用して密閉される。これらのさまざまな接続および封入の態様は、周知であり、当業者に周知の接続技術および封入技術を意味する。

次に、本発明について詳細に説明する。

本発明の第１の実施形態は、図３〜図５に示される。この実施形態では、閉鎖プレートの面積は、周壁の外縁部によって画定されるパッケージの面積よりも小さい。換言すれば、図４に見られるように、周壁１０の外縁部（ｂ）は、閉鎖プレート６の縁部（ｂ’）から距離Ｄにある。

図３は、封止前のパッケージＰおよび閉鎖プレート６を示す。閉鎖プレート６は、所与の厚さｈ１の閉鎖接着ビーズ９を装備している。接着剤は、スクリーン印刷または注射器によってペースト状で堆積された。それは、熱硬化性物質、一般に樹脂であり、単一成分または２成分とすることができる。

本発明によれば、パッケージの周壁１０の上面は、一様に平面的ではない。それは、周壁の全長にわたって作り出される溝を形成するレリーフで構造化された表面である（すなわち、それはキャビティを取り囲む）。したがって、周壁の幅Ｌ中において、各側の２つの凸状平面ゾーン、すなわちパッケージの内側の凸状ゾーンｚ１およびパッケージの外側の凸状ゾーンｚ３によって両側を挟まれた幅ｌ２の実質的に平面のゾーンｚ２（溝）が存在する。

図４は、封止（閉鎖接着剤を重合するための、オーブンにクランプされた焼成）後、プレートによって密閉されたパッケージを示し、図５は、プレートとパッケージの壁の上部Ａとの間の結合部をより詳細に示す。凸状平面ゾーンｚ１は、接着剤の介在なしで閉鎖プレート６と直接接触する。しかしながら、周壁の長さにわたる表面の平面性における欠陥のため、２つの部分（ゾーンｚ１およびプレート６）は、特定の場所で間隔が空いている場合があることが理解されるであろう。接着ビーズは、凸状平面ゾーンｚ１を溝の底部（ゾーンｚ２）に結合している側面ｆ、閉鎖プレート６の内面および溝（ｚ２）の底部間に含まれる。閉鎖プレートは、接着剤の厚さだけ溝の底部から間隔が空いており、それは、溝の幅ｌ２すべてを覆うわけではなく、図に示されるように、凸状平面ゾーンｚ３の内部の縁部ｂ’’は、プレートの縁部ｂ’から距離ｄ（ｄ＜Ｄ）にある。したがって、レリーフのために、接着ビーズは、パッケージの外部雰囲気との交換表面Ｓｅとしての役割を果たす、パッケージの外側の自由空気内の表面を有する。

ゾーンｚ３は、装置システムへの構成部品のその後の組込み中に支持面としての役割を果たし得る。このゾーンｚ３は、例示されるようにゾーンｚ１と同じ高さとしてもよいが、それは、ＯＥＭの規定の要件に応じてより高くまたはわずかに低くしてもよい。

パッケージの内側において、ゾーンｚ１は、閉鎖プレートとともに、キャビティ（２）の内部と接着ビーズ９との間に絶縁性の機械的障壁を形成する。プレート６に対する接着剤の最適な接着面積を達成するために、ゾーンｚ１は、好ましくは可能な限り狭い。限界は、パッケージの材料の機械的強度特性に依存する。例えば、セラミックパッケージに対して、ゾーンｚ１の幅ｅ１は、場合により約１ミリメートルとなる。

有利には、プレートと直接接触しているゾーンｚ１の上面から溝ｚ２の底部までこの幅を徐々に増加させるように、ゾーンｚ１の側面に溝側のプロファイルを与えることにより、プレートに対する接着剤の接着面積を最適化することが可能である。プロファイルは、例えばＳ字型（シグモイド型）または斜面型とすることができる。セラミックパッケージの実施例では、閉鎖プレートと同じ高さにあるゾーンｚ１の幅ｅ’１は、例えば１００ミクロンとすることができ、ゾーンｚ２（溝の底部）と同じ高さで数ミリメートルに達し得る。

同様に有利には、ゾーンｚ１の側面にプロファイルを与えることにより、壁の寸法およびより具体的にはその幅Ｌを所与の構成部品に合わせることが可能になる。パッケージの寸法を変更せずに本発明を適用することが求められることが分かっている。構成部品および用途に応じて、周壁の幅は、より広くまたは狭くすることができる。しかしながら、ゾーンｚ２の寸法は、プレートとパッケージとの間に望ましい密封性および接着効果を達成することを目的として、封止（圧力下の焼成）後の接着ビーズの寸法によって制約される。接着のゾーンｚ２を形成するために調整され得る変数は、したがって、ゾーンｚ１、および／またはｚ３の幅、および／またはプロファイルである。具体的には、ゾーンｚ３は、ゾーンｚ１と同様に、急勾配または実際に傾斜した側面でプロファイルを描くことができる。

（圧力下で加熱する前の）接着剤の厚さｈ１および溝の寸法ｈ２、ｌ２は、閉鎖プレートとパッケージの壁との間の接着および密封性の品質を保証するために接着剤の特性に応じて定められる。例えば、封止前のプレート上の接着剤の高さｈ１は、５０または８０ミクロンであり（図３）、溝ｚ２は、約１０〜６０ミクロンの深さｈ２、および約１ｍｍ以下、例えば５００ミクロンの幅ｌ２を有する。

封止ステップでは、プレートの閉鎖接着ビーズは、溝の底部に対して押しつけられて広がり、ゾーンｚ１の平面的な表面に溢れ出すことなく、溝ｚ２の底部、ゾーンｚ１の側面ｆおよび閉鎖プレートによって画定される空間を満たし、ゾーンｚ１は、閉鎖プレートに対して（またはほとんど閉鎖プレートに対して）直接接触するように押しつけられる。この工程の終わりに、プレートとパッケージの壁との間の接着面積は、側面ｆと、少なくとも溝の幅の一部（これは溝の幅ｌ２全体としてもよい）とを含み、これは、プレートがパッケージに強固かつ気密に固定されることを保証する。当業者は、プレート上に予め堆積させるビーズの高さおよび幅を閉鎖接着剤の特性に応じて決定し、その後、実行される加熱およびクランプ工程後に望ましい接着および密封性の品質を得るためにビーズがプレート上になければならない位置をパッケージの壁中の溝の位置および寸法に応じて決定することが可能となる。加熱およびクランプ工程では、接着剤は、圧搾されて、プレート、溝ゾーンｚ２およびこのゾーンｚ２をゾーンｚ１に接続している側面ｆによって境界を定められる空間内に広がり、閉鎖プレートは、接着剤の介在なしで、主に直接接触で壁の全周囲長にわたってゾーンｚ１の表面に当接する。表面平面性欠陥のために直接接触ができない部分では、２つの部分は、一般に１０〜２０ミクロン以下の間隔で近接したままである。

図７および図８は、パッケージが装置の外付け部品への組込みを目的とした支持面を壁の外縁に有するように設けられていないときに使用され得る２つの変形実施形態を示す。この場合、図３〜図６の凸状外部ゾーンｚ３を設ける必要がない。ゾーンｚ２は、したがって、もはや溝を画定しないが、より一般に、凸状ゾーンｚ１に対して凹んでおり外壁縁部まで延在するゾーンｚ２を画定する。接着剤は、したがって、凹状ゾーンｚ２の幅にわたって広がる場合がある。任意選択として、図８に例示されるように、接着剤が縁部までまたは壁の縁部を越えて広がるのを防止するために、凹状ゾーンｚ２内にレリーフで小さい突起部ｐを設けてもよい。レリーフのこれらの２つの実施例、すなわち突起部を伴う実施例および突起部を伴わない実施例では、ゾーンｚ１を凹状ゾーンｚ２に結合している側面ｆは、非常に急（図５および図７中の急勾配の側面）にするか、または斜面型もしくはＳ字型（図６および図８）でプロファイルを描くことができ、後者の変形形態により、上で言及したように、プレートと接触しているゾーンｚ１の表面の幅を、このゾーンを弱めることなく最適に減少させることが可能になる。ゾーンｚ３の側面は、急勾配（図５）とするかまたは斜面型もしくはＳ字型でプロファイルを描くこともできる。

壁の上面のレリーフは、パッケージの材料（一般に、セラミックまたは金属）に応じて、溝／凹状ゾーンｚ２、および１つまたは複数の凸状ゾーンの望ましいプロファイルを形成するのに適した機械加工、エッチングまたは他の技術によって容易に作り出すことができる。

１つの変形形態では、図５〜図８に点線で境界を定められる壁の上部Ａは、枠、例えばセラミック枠、さらには金属枠、例えばＫｏｖａｒ（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ合金）製金属枠の形態で作り出すことができる。枠は、その後、（チップ接合に使用されるタイプの接着剤の非常に薄い層を用いてまたははんだ付けによって）パッケージの平面的な上壁面に付加されて接着接合される。枠の揮発性種および接着剤またははんだの揮発性種は、上述したように、封止に先立ち、強制脱気工程を介して大部分または完全に除去することができる。実際には、枠の高さはレリーフの高さｈ２に依存し、かつ当該技術分野の型枠成形技術によって課される限界に依存する。例えば、枠は、数百ミクロン〜数ミリメートル、例えば３００ミクロン〜３ミリメートルの高さを有する。その後、個々に作り出されたこのような枠が付加されて、パッケージの壁の表面上で研削工程を行う必要性が回避される。

他の変形形態を想定することができる。例えば、ゾーンｚ３は、周壁の全長にわたって連続的でなくてもよく、多くのベアリングパッドのように形成する区間に分割されてもよい。断面内の上部のプロファイルは、したがって、図７もしくは図８のプロファイル、または図５および図６のプロファイルのいずれかである。さらに、２つの凸状ゾーンｚ１およびｚ３が存在するとき、制約条件およびそれぞれの寸法に応じて、一方の側面のプロファイルが他方と異なっていてもよい。個々の枠の形態での製造により、さまざまなプロファイル変形形態を作り出すことが具体的に可能になり、標準部品パッケージを異なるＯＥＭの仕様に合わせることが可能になる。

図を参照して上述した本発明により、パッケージの外側の交換表面Ｓｅを介して、パッケージの外部に向かって封止中および封止後に閉鎖接着剤の脱気を強制することにより、気密パッケージに封入された構成部品の信頼性を改善することが可能になる。具体的には、放射線の検出器またはエミッタである構成部品、特に画像センサとの関連において、プレートの透明窓上の斑点の形成が効果的に防止される。したがって、航空宇宙分野での使用のためのこれらの構成部品の信頼性が改善される。本発明は、より広範に適用され得る。それは、１つの特定のタイプの電子部品の封入に限定されず、または透明窓を有するパッケージに限定されない。電子部品パッケージの内部の残留ガスは多くの理由で問題を含むことが解説されている。本発明により提供される技術的解決策は、単純で実装が安価であり、したがって、閉鎖プレートの内表面の劣化（その透明度の劣化）を含む表面の任意の劣化を防止すること、および／またはキャビティの内部の雰囲気（圧力）を制御することが有用または必要である限り、任意のタイプの気密電子部品パッケージに広く適用され得る。

航空宇宙応用との関連において、パッケージは一般にセラミックパッケージであるが、それは金属製であってもよい。両方の場合において、レリーフは、場合により、任意の適切な手段を使用する表面機械加工（エッチング）により、または示したように枠を付加することにより得られる。しかしながら、本発明の原理は、プラスチックパッケージにも適用可能である。レリーフ形状は、したがって一般に成形によって得られる。

閉鎖プレートは、それが完全に透明ではない（枠内の窓である）とき、不透明部分に関してパッケージと同じ材料から作ることができる。

１ 集積回路
２ キャビティ
３ 接着剤
４ 導線
５ ピン
６ 閉鎖プレート
７ 層
８ 層
９ 接着ビーズ
１０ 周壁
Ａ 壁の上部
ｂ’ 縁部
ｂ’’ 縁部
ｄ 距離
Ｄ 距離
ｆ 側面
ｈ１ 高さ
ｈ２ 高さ
ｐ 突起部
Ｐ パッケージ
Ｓｅ 交換表面
ｚ１ パッケージの内側の凸状ゾーン
ｚ２ 凹状ゾーン
ｚ３ パッケージの外側の凸状ゾーン

Claims (11)

1. 気密集積回路パッケージであって、底部と、前記底部から立ち上がり、かつ前記パッケージの内部キャビティ（２）を画定する周壁（１０）と、前記キャビティ内の集積回路と、前記周壁の上部に接着接合され、前記キャビティを閉鎖する閉鎖プレート（６）とを含む気密集積回路パッケージにおいて、
   − 前記周壁の上面は、一方では、平面性欠陥が接触を妨げるところ以外では前記キャビティの内側で前記周壁の全長にわたって接着剤の介在なしで前記閉鎖プレートと直接接触する第１の平面ゾーン（ｚ１）を含み、かつ他方では、前記第１の平面ゾーンの外部において、前記閉鎖プレートと直接接触しない凹状ゾーン（ｚ２）を含むレリーフを含み、
   − 接着ビーズ（９）は、前記凹状ゾーン内に存在し、かつ前記周壁の前記全周囲長にわたって前記閉鎖プレートと前記周壁の前記上部とを結合し、および
   − 前記接着ビーズ（９）は、前記パッケージの外側において、前記閉鎖プレートと前記凹状ゾーンとの間の開放空気内に表面を有することを特徴とする、気密集積回路パッケージ。
2. 前記凹状ゾーンは、前記第１の平面ゾーン（ｚ１）よりも低い第２の平面ゾーン（ｚ２）を含む、請求項１に記載の気密パッケージ。
3. 前記周壁の前記上面の前記レリーフは、前記パッケージの前記外側において前記壁の前記長さに第３の平面ゾーン（ｚ３）を含み、および前記第２の平面ゾーンは、前記第３の平面ゾーンよりも低い、請求項２に記載の気密集積回路パッケージ。
4. 前記凹状ゾーンは、外壁縁部まで延在し、かつ外部パッケージ縁部から離れてレリーフにおいて突起部（Ｐ）を含む、請求項２に記載の気密パッケージ。
5. 前記第１の平面ゾーンと前記凹状ゾーンとを結合している側面は、前記閉鎖プレートと直接接触する前記上面から前記凹状ゾーン（ｚ２）の高さまでの距離とともに増加する第１のゾーン幅を画定するプロファイルを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の気密パッケージ。
6. 前記凹状ゾーンと前記第１の平面ゾーンとの間の側面および／または前記凹状ゾーンと前記第３の平面ゾーンとの間の側面は、最も高い平面ゾーンの上面から前記凹状ゾーン（ｚ２）の高さまでの距離とともに増加するゾーン幅を画定するプロファイルを有する、請求項３に記載の気密パッケージ。
7. セラミック製または金属製である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の気密パッケージ。
8. レリーフ含有表面を有する前記上壁部（Ａ）は、枠である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の気密パッケージ。
9. 前記閉鎖プレートは、有用な放射線に対して透過的な窓であるかまたはそれを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の気密パッケージ。
10. 前記閉鎖プレートは、ガラスプレートである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の気密パッケージ。
11. 画像センサのための、請求項９または１０に記載の気密パッケージ。

Images