(57)【要約】      （修正有）【課題】ステム部に金属キャップ部を気密封止した電子部品用パッケージにおいて、多層めっき層の接合材を使用し高信頼性の電子部品用パッケージを提供する。【解決手段】リードが貫通する絶縁ガラスを金属枠体の内側に気密封着したステム部と、リードの一端側に設けた接合材によりステム部にはんだ付けした電子部品と、金属枠体の外側に設けた接合材により電子部品の収容空間を形成して気密封止した金属キャップ部とを具備する電子部品用パッケージにおいて、リードおよび金属枠体に設けた接合材をＣｕめっき層４２、ＳｎＣｕ合金めっき層４４、Ｎｉめっき層４６、および必要に応じて設けられるＡｕめっき層４８により形成し、下地めっき層４２が２〜７μｍ、はんだめっき層４４が４〜２０μｍ、バリヤめっき層４６が０．０１〜０．６５μｍ、および仕上めっき層４８が０．０１〜０．６５μｍの範囲内に設定した電子部品用パッケージ。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードが貫通する絶縁ガラスを小判または円筒状金属枠体の内側に配して気密封着したステム部材と、前記リードの一端側に設けた接合材により前記ステム部材にはんだ付けした電子部品と、前記金属枠体の外側に設けた接合材により前記電子部品の収容空間を形成して気密封止した小判または円筒状金属キャップ部材とを具備する電子部品用パッケージにおいて、前記リードおよび前記金属枠体は、それぞれ下地Ｃｕめっき層、ＳｎＣｕ合金めっき層およびＮｉめっき層を順次積層形成したことを特徴とする電子部品用パッケージ。
【請求項２】
前記Ｎｉめっき層上にＡｕを含む仕上げめっき層を形成したことを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項３】
前記下地Ｃｕめっき層の厚さを２〜７μｍ、前記ＳｎＣｕ合金めっき層の厚さを４〜２０μｍ、前記Ｎｉめっき層の厚さを０．０１〜０．６５μｍの範囲にしたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項４】
前記仕上げめっき層の厚さを０．０１〜０．６５μｍの範囲内に設定したことを特徴とする請求項２に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項５】
リードが貫通する絶縁ガラスを金属枠体の内側に配置して気密封着するステム部材と、前記リードの表面に形成する多層めっき層からなる接合材を利用して前記ステム部材にはんだ付けする電子部品と、前記金属枠体の外表面に形成する多層めっき層からなる接合材により前記ステム部材に圧入して気密封止する金属キャップ部材とを備え、前記電子部品を気密空間に収容する電子部品用パッケージの製造方法であって、前記多層めっき層は下地Ｃｕめっき層、ＳｎＣｕ合金めっき層、およびＮｉめっき層を順次積層する工程を備えることを特徴とする電子部品用パッケージの製造方法。
【請求項６】
前記多層めっき層上に、さらにＡｕ、ＡｕＳｎ合金またはＡｕ＋ＳｎのＡｕを含むめっき層を施す工程により形成したことを特徴とする請求項５に記載の電子部品用パッケージの製造方法。
【請求項７】
前記リードの表面に形成する多層めっき層は前記下地Ｃｕめっき層が２〜７μｍ、前記ＳｎＣｕ合金めっき層が５〜２０μｍおよび前記Ｎｉめっき層が０．０１〜０．６５μｍの範囲内のめっき厚さとすることを特徴とする請求項５に記載の電子部品用パッケージの製造方法。
【請求項８】
前記リードの表面に形成する多層めっき層上にさらにＡｕ、ＡｕＳｎ合金またはＡｕ＋ＳｎのＡｕを含むめっき層が０．０１〜０．６５μｍの範囲内のめっき厚さに形成することを特徴とする請求項６に記載の電子部品用パッケージの製造方法。
【請求項９】
前記金属枠体の外表面に形成する多層めっき層は前記下地Ｃｕめっき層が２〜５μｍ、前記ＳｎＣｕめっき層が４〜１６μｍ、前記Ｎｉめっき層が０．０１〜０．５μｍの範囲内のめっき厚さで順次積層形成することを特徴とする請求項５に記載の電子部品用パッケージの製造方法。
【請求項１０】
前記金属枠体の外表面に形成する多層めっき層上にさらにおよび前記Ａｕ、ＡｕＳｎ合金またはＡｕ＋ＳｎのＡｕを含むめっき層が０．０１〜０．５μｍの範囲内のめっき厚さで順次積層形成することを特徴とする請求項６に記載の電子部品用パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス対金属封着構造（以下ＧＴＭＳとも呼ぶ）の気密端子をステム部材に用い、これに筒状金属キャップのリッド部材を気密封止して電子部品を気密空間に収容したパッケージおよびその製造方法、特に、小判または円筒状気密端子のステム部材と小判または円筒状金属キャップ部材の圧入による水晶振動子に好適な電子部品用パッケージおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に水晶振動子を気密封止したパッケージ内に実装する水晶振動子用パッケージはセラミックベースとその開口をカバーする金属リッドまたはキャップとを具備し、特に、高い気密性と信頼性を要求される場合には円筒型気密端子と円筒型金属キャップとで構成される。通常、円筒型気密端子や円筒型金属キャップには接合材として、はんだめっきが施され、パッケージ化に対する気密端子と金属キャップの接合に利用されている。特許文献１は環境上有害なＳｎ−Ｐｂ共晶はんだに替えて、リフローはんだ耐熱性を有し安価で信頼性の高いＰｂフリーはんだを使用する気密端子を提供するものとして、前記金属枠体やリードの表面に下地Ｃｕめっき、Ｓｎ−Ｃｕ合金中間めっき、Ａｇバリヤめっき、Ａｕを含む仕上げめっきを形成した多層めっき層で、リフロー工程後のアウトガスの発生を抑止することが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２は母材Ｃｕ側から表層ＳｎへのＣｕの相互拡散を防止する観点でＮｉまたはＮｉ合金の下地めっきを施し、次いで中間めっき層にＣｕ−Ｓｎ合金層を設けることでＮｉ層が母材Ｃｕの表層Ｓｎへの拡散を防止し、耐ウィスカー性に優れたＰｂフリーＳｎめっきとする技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−２５８５３５号公報
【特許文献２】特開２００８−０８８４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献２では母材金属Ｃｕの表層Ｓｎめっき層への拡散をＮｉめっき層で防止する意図で、一般的なバリヤめっきと同様、母材側に下地めっきとしてＮｉバリヤめっき層を設けて母材Ｃｕの表層Ｓｎへの拡散を防止しウィスカーの発生を抑制することを課題としており、Ｎｉバリヤ層を母材側に設けているのが特徴である。本発明はＮｉバリヤ層を外側に設け、気密端子のアウターリードの変形、融着を防止するとともに良好な気密封止性を得ることにあり、特許文献２とは、多層めっきの層構造の構成、Ｎｉバリヤ層の効果と役割が異なっており、別の技術的思想を有するものである。
【０００５】
ところで、前記特許文献１の多層めっき接合材はバリヤ層がＡｇめっきから構成されており、リフロー工程でＡｇめっきがＳｎＣｕ合金中へ拡散消失してしまうため、その結果、リフロー工程においてアウターリード部のめっき層が溶融し、リードめっき層の変形やリード同士の溶着などの不具合が発生しやすい欠点があった。さらに、Ａｇめっきは高温高湿の環境下において絶縁破壊の原因となるイオンマイグレーションをひき起こす金属であり、アプリケーションによってはＡｇめっきを使用できない場合もあり用途範囲に制限があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、上記欠点を解消するために提案されるものであり、金属ベースとなるステム部材に対して金属リッドとなるキャップ部材の気密封止性を損なわず、新規かつ改良された接合材を用いる電子部品パッケージおよびその製造方法を提供することにある。特に、接合部材を多層めっき層により形成する場合に、めっき層の組み合わせとめっき層の厚さを特定することで所望する特性を発揮するようにした円筒状ステム部材のリードと電子部品のはんだ付け、および金属枠体と円筒状金属キャップとの圧入による気密封止に好適な電子部品用パッケージおよびその製造方法の提案を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、リードが貫通する絶縁ガラスを小判または円筒状金属枠体の内側に配置して気密封着したステム部材と、前記リードの一端側に設けた接合材により前記ステム部材にはんだ付けした電子部品と、前記金属枠体の外面側に設けた接合材により前記電子部品の収容空間を形成して気密封止した小判または円筒状金属キャップ部材とを具備する電子部品パッケージにおいて、前記リードおよび前記金属枠体に設けた接合材をＣｕの下地めっき層、ＳｎＣｕ合金のはんだめっき層、Ｎｉのバリヤめっき層から構成する。これに必要に応じてＡｕを含む仕上げめっき層を追加することもできることを特徴とする電子部品用パッケージが開示される。ここで、接合材の厚さは母材側からＣｕの下地めっき層が２〜７μｍ、ＳｎＣｕ合金のはんだめっき層が４〜２０μｍ、Ｎｉのバリヤめっき層が０．０１〜０．６５μｍ、および必要に応じて設けられるＡｕを含む仕上げめっき層が０．０１〜０．６５μｍの範囲内に設定したことを特徴とする。これにより、Ｃｕめっき層で金属母材とのめっき密着性を確保し、ＳｎＣｕ合金めっき層によりリードのはんだ付け機能および金属枠体の気密封止機能を確実にし、Ｎｉめっき層によりバリヤ機能を発揮させ、必要に応じて設けられるＡｕを含むめっき層は、リードの回路基板へのはんだ付けの際、はんだ濡れ性を確保する機能を有する。
【０００８】
本発明の別の観点によれば、リードが貫通する絶縁ガラスを金属枠体の内側に配置して気密封着するステム部と、前記リードの表面に形成する多層めっき層からなる接合材を利用して前記ステム部材にはんだ付けする電子部品と、前記金属枠体の外表面に形成する多層めっき層からなる接合材により前記ステム部材に圧入して気密封止する金属キャップ部材とを備え、前記電子部品を気密空間に収容する電子部品用パッケージの製造方法であって、前記多層めっき層をＣｕの下地めっき層、ＳｎＣｕ合金のはんだめっき層、Ｎｉのバリヤめっき層、および必要に応じて、さらにこの上側にＡｕ、ＡｕＳｎ合金の単層またはＡｕ＋Ｓｎの２層の仕上げめっき層を施す工程を含む電子部品用パッケージの製造方法を提案する。
【０００９】
この場合、リードの表面に形成する多層めっき層は、Ｃｕめっき層が２〜７μｍ、ＳｎＣｕ合金めっき層が５〜２０μｍ、Ｎｉめっき層が０．０１〜０．６５μｍのめっき厚さで順次積層形成し、さらに必要に応じてこの上にＡｕ、ＡｕＳｎ合金の単層またはＡｕ＋Ｓｎの２層のめっき層が０．０１〜０．６５μｍの範囲内で順次形成される。金属枠体の外表面に形成する多層めっき層は、Ｃｕのめっき層が２〜５μｍ、ＳｎＣｕ合金めっき層が４〜１６μｍ、Ｎｉめっき層が０．０１〜０．５μｍ、および、必要に応じて設けるＡｕ、ＡｕＳｎ合金の単層またはＡｕ＋Ｓｎの２層のめっき層が０．０１〜０．５μｍの範囲内のめっき厚さで順次積層形成することを特徴とする電子部品用パッケージの製造方法である。ここで、下地めっき層は母材の金属とめっきの密着性を確保する上で必要とする厚みでＣｕめっきが施され、はんだめっき層はリードのはんだ材とステム部とキャップを圧入した時の気密性を確保するための接合材とし、バリヤめっき層は耐熱性を付与するＮｉめっき層とし、仕上げめっきはＮｉに対するはんだ濡れ性が特に求められる場合に施こされる。また、それぞれのめっき層を所定の範囲にすることにより、密着性の確保、シール性の向上、リフロー工程に対する耐熱性の向上、およびはんだ濡れ性を有する電子部品用金属パッケージが提供される。なお、金属キャップ部材にはその内周面にＮｉめっき層を形成することで金属枠体の外表面に施した多層めっき層と作用して効果的なシール性を発揮し、圧入結合などの適用を容易にするなど実用的効果を奏する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による金属パッケージは、ガラス対金属封着構造の気密端子をステム部材に用いるので機械的強度の強化に加え気密封着に関する気密性と信頼性が確保される。また、接合材として多層めっき層からなるＰｂフリーのめっき材をろう材に利用するので地球環境を考慮した材料構成となっている。特にはんだ付け性と気密封止性を得るのにＳｎＣｕ合金のはんだめっき層を比較的厚くし適度なシール性を得ることができる。また、ＮｉはＳｎＣｕ合金に対する拡散が小さく、ＳｎＣｕ合金の固相温度２２７℃を超えるリフロー作業温度の２６０℃においてもリードめっきの変形や融着を防止する効果があり利点を有する。したがって、作業上でのリードの変形やリード同士の融着などのトラブルが減少でき不良率を低減し、かつ気密精度の向上が図れ、量産化と低コスト化に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明による実施の形態は、小判または円筒状金属枠体の内側に貫通配置したリードを絶縁ガラス材の介在により気密封着した気密端子構造のステム部材と、リードの一端側にＰｂフリー接合材により電気的機械的に結合してステム部材にはんだ付け装着した電子部品と、金属枠体の外面側で接合材により気密封止して電子部品を収容する気密空間を形成する小判または円筒状金属キャップ部材とを具備した電子部品用パッケージである。Ｐｂフリー接合材は金属枠体およびリードの表面に、順次設けた多層めっき層であり、下地めっき層にＣｕ、次いではんだめっき層としてＳｎＣｕ合金、さらにバリヤめっき層のＮｉ、および必要に応じて施される仕上げめっき層のＡｕからなる多層めっき層で形成する。このうち、仕上げめっき層はＡｕＳｎ合金の単層めっき、またはＡｕめっきとＳｎめっきの二層めっきとしてもよい。それぞれのめっきは、所定の範囲内の厚みにして設けられる。下地めっき層は金属母材とはんだめっき層との密着性を確保するためで、２〜７μｍの厚みに設定される。はんだめっき層の厚みは４〜２０μｍ、バリヤめっき層の厚みを０．０１〜０．６５μｍ、および仕上げめっき層は０．０１〜０．６５μｍの範囲内にそれぞれ設定される。すなわち、金属パッケージの構成において気密端子構造のステム部材に金属キャップ部材を被せて気密封止したパッケージであって、気密端子のステム部材と金属キャップ部材の気密封止、およびステム部材と電子部品とのはんだ付けとをＳｎＣｕ合金めっきを含む多層めっき層からなる接合材を用いるものである。ここで、金属キャップ部材はその内周面に１μｍ以下のＮｉめっき層を形成することで金属枠体の外面側に形成した多層めっきとの効果的なシール性が一層強調できる。
【００１２】
具体的には、多層めっき層はステム部材を構成する金属枠体の外面側に最下層として２〜５μｍのＣｕからなる下地めっき層を形成する。この層はＳｎＣｕ合金からなるはんだめっき層が金属枠体の素材であるＦｅＮｉ合金との化学的反応を阻止するために形成するものであり、反応阻止のために少なくとも２μｍ以上の厚みとするが、リードに対しては比較的厚くして密着確保の仲介材とし７μｍあれば十分である。次いで、ＳｎＣｕ合金のはんだめっき層は金属枠体では、気密性確保の観点から、またリードでは電子部品の水晶片３０の表面に設けられた電極とのはんだ付け性確保のために、４〜２０μｍと比較的厚く形成して、シール性およびはんだ付性を確保する。下限は気密性確保のためであり、上限は作業性からの制限である。バリヤめっき層はＳｎＣｕはんだへの拡散性の低いＮｉめっきであり、０．０１〜０．６５μｍの範囲でリフロー最高温度の２６０℃に対応する耐熱層を形成する。Ｎｉのバリヤめっき層は前記作業温度でＳｎＣｕ合金の共晶組成の一部が液相として出現する可能性が考えられるために、アウトガスの発生や位置ずれなどの液相による不具合防止のために形成するもので、厚み範囲は効果が認められる０．０１μｍ以上であり、コスト面および金属キャップ部材との圧入性からの制約で金属枠体では上限を０．５μｍ、リードに対しては上限を０．６５μｍとそれぞれ設定される。必要に応じて施されるＡｕを含む仕上げめっき層は、バリヤめっきのアウターリードに対するはんだ濡れ性確保の観点から０．０１〜０．６５μｍであり、ＡｕめっきによりＮｉめっき層のはんだ濡れ性を改善するが、貴金属として高価であるので厚みも保護効果の現れる０．０１μｍ以上とするが上限は０．６５μｍで設定される。なお、ＡｕＳｎ合金の単層めっき、またはＡｕめっきの上にＳｎめっきを施して２層めっきとしてもよい。かくして、それぞれの機能を有するめっき層の多層化により金属枠体およびリードは、密着性の確保、シール性の向上、リフロー工程に対する耐熱性の向上、およびはんだ濡れ性のある金属パッケージが提供できる。また、金属枠体とリードを絶縁ガラスで封着したステム部材１０と、金属キャップ２０部材とをＰｂフリー化接合材の介在で封止したパッケージ３５は、パッケージ空間内にリードに設けた多層めっき層を利用して電子部品の水晶片３０が実装されて水晶振動子用パッケージ３５が得られる。なお、Ｐｂフリー接合材の気密封止には圧入のほかに電子ビーム装置やシーム溶接装置を利用する金属融解により接合封止する場合もある。
【００１３】
本発明の別の実施態様は、リードが貫通する絶縁ガラスを金属枠体の内側に配置して気密封着する工程によりステム部材を用意し、このステム部材にリードの表面に形成する多層めっき層からなる接合材を利用して電子部品をはんだ付けし、金属キャップ部材を金属枠体の外表面に形成する多層めっき層からなる接合材を利用してステム部材に圧入して気密封止することで電子部品を気密空間に収容した電子部品用パッケージの製造方法である。ここで、多層めっき層はＣｕの下地めっき層、ＳｎＣｕ合金のはんだめっき層、Ｎｉのバリヤめっき層、およびＡｕ、ＡｕＳｎ合金またはＡｕ＋ＳｎのＡｕを含む仕上げめっき層を施す工程により形成する。この場合、リードの表面に形成する多層めっき層は下地めっき層が２〜７μｍ、はんだめっき層が５〜２０μｍ、バリヤめっき層が０．０１〜０．６５μｍ、および仕上げめっき層が０．０１〜０．６５μｍの範囲内のめっき厚さで順次積層形成する。また、金属枠体の外表面に形成する多層めっき層は下地めっき層が２〜５μｍ、はんだめっき層が４〜１６μｍ、バリヤめっき層が０．０１〜０．５μｍ、および仕上げめっき層が０．０１〜０．５μｍの範囲内のめっき厚さで順次積層形成する。各めっき層はそれぞれの機能を発揮するように所定範囲内の厚さでめっき処理される。下地めっきは母材の金属とめっきの密着性を確保する上で必要とする厚みでＣｕめっきが施され、はんだめっきはリードのはんだ材、ステムとキャップの接合材とし、バリヤめっきは、はんだめっき層に耐熱性を付与するＮｉとし、仕上げめっきはＮｉめっき層のはんだ濡れ性を改善するために施される。それにより、密着性の確保、シール性の向上、リフロー工程に対する耐熱性の向上、およびはんだ濡れ性等の改善を有する電子部品用金属パッケージが提供される。なお、金属キャップ部材にはその内周面にＮｉめっき層を形成することで金属枠体の外表面に施した多層めっき層と作用して効果的なシール性を発揮し、圧入結合などの適用を容易にするなど実用的効果を奏する。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明に係る実施例について図面を参照しつつ詳述する。図１（ａ）および図１（ｂ）に示す水晶振動子は本発明の電子部品用パッケージ３５である。このパッケージ３５は、直径略１．２ｍｍの円筒状であり、気密端子構造のステム部材１０と、円筒状金属キャップ２０と、ステム部材１０上でリードの多層めっき層からなる接合材を利用してはんだ付けされた電子部品の水晶片３０とを具備する。ステム部材１０は、図２に示すように、円筒状金属枠体１２、この金属枠体１２の内側に貫通配置した一対のリード１４、およびリードを金属枠体１２から絶縁して気密封着する絶縁ガラス材１６からなるガラス対金属封着構造である。ステム部材１０は周知の方法で予め加熱用組立治具に金属枠体とリードと共にガラスタブレットのガラス材を組み込み、加熱炉を通炉することによりガラス材を軟化・溶融して気密封着される。金属枠体１２および一対のリード導体１４はお互いに絶縁ガラス材１６と熱膨張率が近似する材料、または、金属枠体１２はガラス材１６より熱膨張率が大きい材料が選択されて使用され、めっき母材の金属材料は、金属枠体１２がＦｅＮｉ合金からなり、一対のリード１４がコバール材であり、他にＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏの合金が利用され、その表面には本発明の特徴とする多層めっき層の接合材が設けられる。ステム部材１０のリード１４の表面部分が図３の拡大断面図に示され、リードの金属母材４１とその表面に設けた多層めっき層が拡大して示される。この多層めっき層は、後述するように、それぞれの層でめっき金属とめっき厚さが特定され、所望する作用効果を満足させるように選定される。すなわち、図１（ａ）に示すステム部材１０のリード１４に水晶片３０を３５０℃〜４００℃のはんだ付け工程で接合するに好都合な多層めっき層４０が設けられている。このステム部材１０はパッケージの金属ベースとなって、これに電子部品の水晶片３０がはんだ付けにより装着される。そして、水晶片３０が装着されたステム部材１０には金属キャップ部材２０が被せられて金属枠体の外面側に設けられた同様の多層めっき層の接合材（図示せず）を介して気密封止される。なお、金属キャップ部材２０は洋白材からなり、その内周面にＮｉめっき層を１μｍ以下の厚さで形成する。このＮｉめっきは金属枠体の外表面に形成した接合材と効果的なシール性を発揮し、圧入結合などの適用を容易にするなど実用的効果を奏する。
【００１５】
リードの接合材である多層めっき層は、図３に示すように、コバールの金属母材４１の表面に７μｍのＣｕの下地めっき層４２が形成される。この下地めっき層の上にはんだめっき層として、１５μｍのＳｎＣｕ合金めっき層４４が形成される。さらに、この上に、バリヤめっき層として０．０５μｍのＮｉめっき層４６が形成される。さらに、必要に応じて０．５μｍのＡｕからなる仕上げめっき層４８が形成される。それぞれの積層めっき層はそれぞれの機能を発揮するに満足な厚さを有する。たとえば、下地めっき層４２は金属母材とはんだめっき層との密着性確保をするための厚さである。これが２μｍより薄いと上層のＳｎＣｕ合金めっき層に拡散してしまうので２μｍ以上の厚さに選ばれる。ＳｎＣｕ合金めっき層４４は、はんだ付けの主役となるろう材としての機能を発揮するように比較的厚く設定される。すなわち、水晶片とのはんだ付けではろう材としての接合強度を確保するものであり、めっき厚さはマウント部のろう肉として充分な量を確保すべく５〜２０μｍの範囲で選ばれ、ＳｎＣｕ合金のＣｕ濃度を１．５〜１５ｗｔ％でめっき層を形成する。Ｎｉのバリヤめっき層４６はパッケージの基板等への実装におけるリフローはんだ処理に耐える耐熱効果を発揮させるもので、ＳｎＣｕ合金めっき層の一部液相の出現に伴う不具合の発生を阻止する。したがって、リフロー工程においてはリフロー最高温度の２６０℃で不具合を生じないようにバリヤめっき層４６の厚みを０．０１〜０．６５μｍの範囲である０．０５μｍとした。この厚さであると、はんだ付け工程において上下のめっき層と合金化して全て液相になるろう材に対してバリヤ性が良好であり、リードの変形やリード同士の融着を防止し耐熱効果を得る。また、必要に応じて設けられるＡｕめっき層は、基板等への実装はんだ付けの際、呼び水的にはんだ流れを促進させるためであり、はんだ濡れ性を得ることを条件として設定された。この仕上げめっき層の厚さは下限を０．０１μｍとし、上限を０．６５μｍとしてコスト上昇を制限する。
【００１６】
次に、図示されないがリードと同様にして、金属枠体の外表面の接合材である多層めっき層について説明する。金属母材は絶縁ガラス材との膨張係数を考慮してＦｅＮｉ合金であり、その外表面には２〜５μｍのＣｕめっき層が形成される。この下地めっき層の上にはんだめっき層として、４〜１６μｍのＳｎＣｕ合金めっき層で気密封止材としての機能を発揮するような軟金属の封止性と加熱時に全て液相にならない耐熱性を備えるめっき層として形成される。このはんだめっき層はリードの多層めっき層と同様にＣｕ濃度を１．５〜１５ｗｔ％として形成される。さらに、この上に、バリヤめっき層として０．０１〜０．５μｍのＮｉめっき層が形成される。このバリヤめっき層はリフロー処理ではんだめっき層に液相が出現しても形状を維持してアウトガスの発生を防ぎ、外部と液相の接触を遮断する。したがって、リフロー時における耐熱性確保と封止作業が容易になるよう作業性と充分な気密性が得られるように設定された。この上に必要に応じて０．０１〜０．５μｍのＡｕからなる仕上げめっき層が形成される。それぞれの積層めっき層はそれぞれの機能を発揮できるように上述する所定の範囲内で設定しためっき厚を有する。ここで、下地めっき層は金属母材とはんだめっき層との密着性を確保する。薄すぎると上層のＳｎＣｕ合金めっき層と拡散してしまうのでこれを避けるように下限が選ばれる。ＳｎＣｕ合金めっき層は金属枠体と金属キャップとの接合シール材としての封止用充填材となるものである。バリヤ層として機能するＮｉめっき層はパッケージのリフローはんだ処理に耐える耐熱効果を発揮させると同時にリードの場合と同様に封止作業を容易にするものである。必要に応じて施される仕上げめっき層は、圧入の際に多層めっき被膜の延展性を助長してより円滑な圧入性を得るために設けられる。このＡｕめっき層の厚さ範囲は比較的薄くても効果が発揮できるので下限が０．０１μｍでも効果が得られる。このように多層めっき層は電子部品用パッケージにおいて、密着性の確保、シール性の向上、リフロー工程に対する耐熱性の向上、およびはんだ濡れ性を奏することで接合材としての機能を発揮する。
【００１７】
図４は上述する多層めっき層からなる接合材の別の実施例を示す。この実施例は図３に示す実施例に対して、最上層にＳｎめっき層５２を設けたものであり、同一部分には同一符号を使用して説明を省略する。この多層めっき層は、金属枠体にＦｅＮｉ合金、リードにコバールを用いた金属母材４１の表面に上述と同様に下地めっき層であるＣｕめっき層４２、はんだめっき層のＳｎＣｕ合金めっき層４４、バリヤめっき層であるＮｉめっき層４６、必要に応じて設けられる仕上げめっき層のＡｕめっき層４８が順次積層して形成され、さらに最上層にＳｎめっき層５２が厚さ０．０１〜０．６５μｍの範囲内でほどこされる。すなわち、仕上げめっき層がＡｕ＋Ｓｎの２層のめっき層で形成されたものである。このＳｎめっき層５２はろう材の流れ性を向上させる。このようにして、本発明は特定の金属材で多層めっき層を形成して接合材とするものでＰｂフリー化を図りつつ、従来の表面実装作業でのリフロー処理温度２６０℃に耐える高性能の電子部品用パッケージを実現した。特に、Ｐｂフリーはんだ材料として、表面実装作業温度より低い固相線温度を有するＳｎＣｕ合金を使用することで、水晶振動子のような電子部品の特性と信頼性を損なうことなくかつリフロー温度に影響されない電子部品用パッケージとその製造方法を開示する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例を示す電子部品用パッケージであり、図１（ａ）はその分解斜視図、図１（ｂ）はその組立後の要部を示す部分切欠き斜視図である。
【図２】図１に示す電子部品用パッケージに使用するステム部材の拡大断面図である。
【図３】同じく図２に示すステム部材のリード表面に設けた接合材の部分拡大断面図である。
【図４】同じく図３に示す別の実施例であり、ステム部材のリード表面の接合材の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０…ステム部材、  １２…金属枠体（ＦｅＮｉ合金）、
１４…リード（コバール）、  １６…絶縁ガラス材、
２０…金属キャップ部材、  ３０…水晶振動子、
３５…パッケージ、  ４１…金属母材、
４２…下地めっき層（Ｃｕめっき層）、
４４…はんだめっき層（ＳｎＣｕ合金はんだめっき層）、
４６…バリヤめっき層（Ｎｉめっき層）、
４８…仕上げめっき層（Ａｕめっき層）、
５２…仕上げめっき層（Ｓｎめっき層）。
【図１】
2010129708.tif 000003
【図２】
2010129708.tif 000004
【図３】
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【図４】
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