(57)【要約】  【課題】表面実装型パッケージの薄型化において、金属ベース部材と導出リード部材の絶縁距離短縮に伴うショート事故を回避する改良構造の提案である。  【解決手段】  薄型金属パッケージは、金属ベース部材１０とリード部材２０とを絶縁材３０により融着し、金属ベース部材１０の側壁部１２の外面にアルミナ絶縁膜４０を被覆形成して気密端子とし、これに一点鎖線で示す金属キャップ部材５０でカバーして構成する。アルミナ絶縁膜４０はパッケージ実装におけるはんだ材による短絡事故を回避する。また、金属ベース部材の一端側開口に内方突起する食込み部１３とリード部材導出部２２の終端の食込み部２３とはいずれも絶縁材３０に食い込んで絶縁材との接着面を十分に大きくして相互の密着強度を向上させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口と側壁部を有する金属ベース部材と、前記側壁部の外面に近接配置した導出部を有するリード部材と、前記金属ベース部材と前記リード部材とを絶縁して前記開口の一端側で気密封着する絶縁材とを具備する気密端子であって、前記金属ベース部材の側壁部外面にアルミナ絶縁膜が形成され、それにより前記リード部材の導出部と前記金属ベース部材の側壁部との電気的接触を回避したことを特徴とする気密端子。
【請求項２】
金属キャップ部材が前記金属ベース部材の他端側に気密的に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の気密端子を用いた薄型金属パッケージ。
【請求項３】
前記金属ベース部材は前記一端側に開口の内方に延びる突起部を具備し、前記絶縁材と係留状態で埋設配置したことを特徴とする請求項２に記載の気密端子を用いた薄型金属パッケージ。
【請求項４】
前記金属ベース部材の前記外壁面にめっき層が形成され、前記アルミナ絶縁膜はそのめっき層上に形成したことを特徴とする請求項３に記載の気密端子を用いた薄型金属パッケージ。
【請求項５】
前記アルミナ絶縁膜がＡＤ法により形成された薄膜であることを特徴とする請求項３に記載の気密端子を用いた薄型金属パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ベースとリードとの絶縁性を確保する気密端子およびそれを用いた薄型金属パッケージ、特に、金属ベース部材の側壁外面とリード部材の導出部とが互いに近接配置される表面実装に好適の気密端子およびそれを利用した薄型金属パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子・フィルタ・発振器などの表面実装型電子部品デバイスは、所定のパッケージに水晶片・圧電デバイス片を収容して構成されるが、表面実装型パッケージとしてはベースとキャップの組み合わせで可及的な薄型化が追求されている。たとえば、特許文献１および２に示されるような金属ベースにリード端子が硼珪酸高融点ガラス等で封着した薄型金属パッケージがある。いずれも、貫通孔を有する金属ベースと電気的な外部導出をはかる金属リードとを絶縁材により接着・挿通して合体ベースを構成するものであって、特許文献１が開示する薄型パッケージは、金属ベースの下面とこの下面側に延びた金属リードとをほぼ同一平面にした構造であり、特許文献２は、絶縁材を介してほぼ平行に外部導出した構造であり、それぞれにパッケージの厚みを薄くすることを特徴としている。また、絶縁材には前述のようなガラスのほかに合成樹脂を使用して気密封着したパッケージを形成し、この内部に水晶振動子を搭載して薄型パッケージタイプの電子部品を提示している。このようなパッケージは薄型化の要請にマッチするもので、特に表面実装に好適なタイプとして利用されている。
【特許文献１】特開２００３−０８６７２３号公報
【特許文献２】特開２００３−１２４３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、特許文献２に示される薄型パッケージは表面実装時のはんだ付け処理で金属ベースと金属リードとが極めて接近する場所が生ずるために、この場所にはんだ材の飛散・付着やはんだ粒が介在してショート不良の発生原因となっている。特に、はんだ粒の介在による不具合は製造工程中のみならず製品後にも生ずることもがあり、こうした不具合を確実に防止することが望まれていた。また、製造過程では薄型化を図るために絶縁材の厚み規制があり、必要最小限度の厚さ管理が必要とされて厳しい作業工程を経なければならなかった。それ故、作業性を含めたコスト面の対策として構造的に不具合解消に対する確実性の高いものが求められていた。
【０００４】
したがって、本発明は上記の欠陥に鑑みて提案されたものであり、金属ベース部材とリード部材とを絶縁材の介在で絶縁する気密端子であって金属ベース部材の側壁部とリード部材の導出部とが近接配置する場合に電気的接触を確実に防止する新規かつ改良された気密端子を提供し、かつそのような気密端子を用いた薄型金属パッケージを提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、開口と側壁部を有する金属ベース部材と、側壁部の外面に近接配置した導出部を有するリード部材と、金属ベース部材およびリード部材を絶縁して開口の一端側で気密封着する絶縁材とを具備する気密端子であって、金属ベース部材の側壁部外面にアルミナ絶縁膜が形成され、それによりリード部材の導出部と金属ベース部材の側壁部との電気的接触を回避させたことを特徴とする気密端子を開示する。さらに、金属ベース部材開口の他端側に金属キャップ部材を気密的に配置したことを特徴とする気密端子を用いた薄型金属パッケージを開示する。ここで、アルミナ絶縁膜は、めっきされた側壁部上に被覆形成すること、および被覆形成をエアロゾルデポジション（ＡＤ）法により薄膜形成することを特徴とする。
【０００６】
本発明の薄型金属パッケージでは、金属ベース部材の側壁部外面部分に設けるアルミナ絶縁膜はアルミ材を化学的蒸着（ＣＶＤ）法またはエアロゾルデポジション（ＡＤ）法により金属部分の全面にコーティングして製作され、好ましくは、高い成膜レート（５〜５０μｍ／分）のＡＤ法によりコーティングし、アルミナ絶縁膜を膜厚４．０μｍ〜２０．０μｍの範囲内に形成することが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の気密端子およびこれを用いた薄型金属パッケージは金属ベース部材の側壁部の外面部分がアルミナの絶縁薄膜で全面的にカバーされるのでこれと接近して配置されるリード部材の導出部との絶縁は確実にされ、両者間に介在するはんだ屑等によるショート事故を阻止する。また。アルミナ絶縁膜はＡＤ法で形成されるので薄膜として設けられ、パッケージ自体の薄型化を阻害しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態は、両端が開口の側壁部を有する金属ベース部材と、側壁部の外面に近接離間した導出部を有するリード部材と、金属ベース部材とリード部材とを絶縁して開口の一端側を気密封着する絶縁材とを具備する気密端子であって、金属ベース部材の側壁部外面にアルミナ絶縁膜が形成され、それによりリード部材の導出部と金属ベース部材の側壁部との電気的接触を回避したことを特徴とする気密端子である。また、この気密端子の金属ベース部材の他端開口に金属キャップ部材を気密的に配置した薄型金属パッケージである。このような構成において、第１の実施例は金属ベース部材が一端側で開口の内方に延びる突起部を具備し、この突起部が絶縁材と係留状態で食い込むことで機械的強度を高める構造の気密端子を用いた薄型金属パッケージが開示され、さらに第２の実施例としては、金属ベース部材の側壁部に対称的に内方突起部とリード部材の導出部を形成して絶縁材を補強するようにする気密端子を用いた薄型金属パッケージを開示する。これら実施例ではいずれも金属ベース部材の側壁部外面はアルミナ絶縁膜が、例えばＣＶＤまたはＡＤ法により薄膜として形成されている。さらに、これらのアルミナ薄膜はめっきされた金属ベース部材の側壁部外面上に形成されるのが好ましい。
【実施例１】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例について詳述する。本発明の表面実装に適する薄型金属パッケージは、図１ないし図３の平面図、横断面図および縦断面図に示すように、開口１１と側壁部１２を有する金属ベース部材１０と、内部端子部２１と外部導出部２２および終端食込み部２３とを有するリード部材２０とを絶縁材３０により融着し、金属ベース部材１０の側壁部１２の外面にアルミナ絶縁膜４０をコーティングして気密端子を作製し、この気密端子に点線で示すような金属キャップ５０を装着して構成される。ここで、金属ベース部材１０の側壁部外面のアルミナ絶縁膜４０はリード部材２０の外部導出部２２との間のショート事故を未然防止して表面実装作業や製品で発生するはんだ粒等による不具合防止に役立つ。一方、金属ベース部材１０は開口１１一端側の側壁部１２内面に絶縁材３０に食い込むように設けた内方突起の食込み部１３があり、これが絶縁材３０への食い込みにより絶縁補強に利用され、かつリード部材２０にも同様な終端食込み部２３があって絶縁材３０との接着面を十分に大きくして金属ベース部材１０およびリード部材２０との密着強度向上に寄与する。これによりパッケージに要求される本体強度やパッケージ実装後の取付基板の曲げ強度などの規格を満たすことができる。
【００１０】
一方、リード部材２０は、内部端子部２１が金属ポスト、外部導出部２２が金属板からなり、両者を接合して形成され、金属ベース部材１０の開口内に配置された金属ポストの端面が内部電極として機能し、金属ベース部材１０の下部側に延在する金属板の外部導出部２２が外部電極として機能する。また、終端食込み部２３の金属板と内部端子部２１の金属ポストとが絶縁材３０に埋設されて食い込んだり貫通したりすることでそれぞれの密着強度は十分に確保されている。ここに示すリード部材２０はパッケージに搭載する水晶片電極が片側に２端子を支持する片持ちタイプであるが、これを両持ちタイプにすれば２倍の端子が可能となる。ここで、本発明の特徴である金属ベース部材１０の側壁部１２の外面へのアルミナ絶縁膜４０の形成は、絶縁材料をサブミクロン粒径のα‐アルミナ微粒子を金属ベースの外面に吹き付け、焼結することなく常温で金属上に固化させて１μ以上で好ましくは４〜２０μｍのセラミクス厚膜をエアロゾルデポジション（ＡＤ）法により形成する。
【００１１】
気密端子の製造では、先ず、図４に示すように、所定の組立冶具６０に金属ベース材６１、リード部材用フレームリード６２および絶縁材となる硼珪酸高融点ガラスのタブレット６３が組み込まれる。タブレット６３は加熱融解処理することにより、図１ないし図３に示す金属ベース部材１０およびリード部材２０が絶縁材３０と合体してお互いに密着した気密端子が作製される。次いで、金属ベース材の側壁部１２の外面にアルミナ絶縁膜４０が形成されて気密端子は完成される。ここで金属ベース部材１０の内方突起部を折り曲げることで絶縁材３０には鈎状に食い込む。また、金属ベース部材１０の側壁部１２の下端面とリード部材２０の導出部２２との間は所定の絶縁距離を確保するように加熱溶融したタブレット６３の一部を流し込ませた絶縁材３０が存在し、その高さ寸法は０．２〜０．６ｍｍの範囲に設定される（図２の点線で示すＤ部分参照）。このようにして、所定の絶縁距離を０．０５〜０．３ｍｍとすることに成功し、それによりリード部材の外部導出部と金属ベース部材の側壁部との近接した設定が可能となり、基板実装後のはんだフィレット（はんだ面の這い上がり形状）の確認を容易にする。なお、上述する金属ベース部材とリード部材の間の絶縁距離は絶縁材の一部を流し込ませず空気絶縁により所定の絶縁距離を確保してもよい。
【００１２】
次に本発明の薄型金属パッケージの製造方法について、上述の気密端子の製造工程を含めて簡単に説明する。酸洗い・酸化などの前処理がされた金属ベース部材とリード部材および粉末状態からプレス成形された高融点ガラスのタブレットをカーボン製組立冶具へ挿入配置する。この時リード部材は各々金属パッケージの各々の金属ベース部材に対応して多数個打ち抜き可能に形成されたリードフレームを使用して組立挿入作業を向上させる（図４参照）。手順として、リードフレーム・ガラスタブレット・金属ベース部材の順に組立補助具を用いて組立冶具の個々のポジションへ挿入配置する。次に、挿入配置後の組立冶具上に重し・位置決めを行うための組立冶具を載せて、高温炉へ投入する。投入後は、リードフレームに金属ベース部材とガラス絶縁材が融着合体して製品となる。取出した製品はリードフレーム状のままめっき工程へ進める。めっき工程では、吊り下げめっきと呼ばれる方法でリードフレームをベルトに吊り下げてめっき槽へ浸漬してめっきする。フレームめっきは作業工数や歩留まりを向上できる。次に、金属ベース部材の側壁部の外面にアルミナ絶縁膜を形成する。すなわち、絶縁材のアルミナ微粒子をＣＶＤまたはエアロゾルデポジション（ＡＤ）法により薄膜を常温形成する。本発明の製造方法の特徴は金属ベース部材側壁部の外面にアルミナ絶縁膜をコーティングする成膜工程において、アルミナ微粒子を噴射させて常温衝撃固化現象を利用するエアロゾルデポジション（ＡＤ）法の採用がある。この方法の特徴は高い成膜レートでかつバインダレスで緻密な成膜が得られることであり、また、常温成膜が可能で基板との密着強度が高いなどの利点がある。次に、リードフレームの連結部分のフレームが切り離されて気密端子が完成する。この気密端子を用いて水晶片等を組み付けて開口の他端側に金属キャップ部材を被覆溶着して薄型パッケージとする。
【実施例２】
【００１３】
図５および図６は、本発明の第２の実施例として、リード部材２０を対称的配置した変形例を示す。この実施例はリード部材を２組用いる以外は前述の実施例と同様であり、詳細な説明を省略する。このようにして製作された気密端子は金属ベース部材一端側開口の下面にリード部材の外部導出部が同一平面に位置して実装基板の取付面とすると共に他端側開口に一点鎖線で示す金属キャップ部材５０を溶着配置してより一層の薄型化を可能にしたパッケージが提供される。例えば、具体的製品としては水晶振動子用表面実装タイプ薄型パッケージであって、本発明の特徴として金属ベース部材１０の側壁部１２の外面にアルミナ絶縁膜４０を形成し、それによりリード部材の導出部２２がはんだフィレット等の介在で発生する短絡事故を回避するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る第１実施例の薄型金属パッケージの主要部を示す平面図である。
【図２】同じく図１の薄型金属パッケージの主要部を示す横断面図である。
【図３】同じく図１の薄型金属パッケージの主要部を示す縦断面図である。
【図４】同じく図１の薄型金属パッケージの気密端子の製造時の組み立てを説明する分解斜視図である。
【図５】本発明に係る第２実施例の薄型金属パッケージの主要部を示す平面図である。
【図６】同じく図２の薄型金属パッケージの主要部を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０；金属ベース部材、１１；開口部、１２；側壁部、１３；食込み部、
２０；リード部材、２１端子部、２２；導出部（外部端子）、２３；食込み部、
３０；絶縁材、
４０；アルミナ絶縁膜、
５０；金属キャップ部材、
６０；組立治具、６１；金属ベース材、６２；リードフレーム、６３；ガラスタブレット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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