(57)【要約】  【課題】  電子装置を外部電気回路基板等に実装する際に250〜260℃の温度が加わっても電子装置の気密性が保持でき、さらに、鉛を含有しない半田を用いたため地球環境を汚染しない電子部品収納用パッケージ８用の蓋体４および電子装置を提供することにある。  【解決手段】  蓋体４は、板状体１の下面の外周部に全周にわたって形成された凹凸の表面にニッケル−コバルト合金からなる金属層２と、金属層２の表面に全周にわたって形成された錫を主成分とする半田層３とを具備している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状体の下面の外周部に全周にわたって形成された凹凸の表面に被着されたニッケル−コバルト合金からなる金属層と、該金属層の表面に全周にわたって形成された錫を主成分とする半田層とを具備していることを特徴とする蓋体。
【請求項２】
前記凹凸は、四角形状とされた前記板状体の下面の一辺に平行に形成された複数の溝から成ることを特徴とする請求項１記載の蓋体。
【請求項３】
上面に形成された凹部の底面に電子部品の搭載部を有する基体と、該基体の凹部の周囲に全周にわたって形成されたメタライズ層と、前記搭載部に搭載された前記電子部品と、前記基体の上面の前記凹部を塞ぐようにメタライズ層に接合された請求項１または請求項２記載の蓋体とを具備していることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子や圧電振動子等の電子部品を気密に収納するための電子部品収納用パッケージに使用される蓋体およびこれを用いた電子装置に関し、特に半田を用いて電子部品収納用パッケージの封止を行なうための蓋体およびこれを用いた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子等の電子部品を収容するための電子部品収納用パッケージ（以下、パッケージとも言う）は、例えば酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成り、その上面の中央付近に電子部品を収容するための凹部および凹部の内側から下面にかけて導出されたタングステンやモリブデン等の高融点金属から成る複数個のメタライズ配線層を有し、上面の外周部に蓋体との接合用のメタライズ金属層が被着された基体を具備している。そして、基体の凹部底面に半導体素子等の電子部品を接着剤等を介して接着するとともに、電子部品の各電極をボンディングワイヤ等を介してメタライズ配線層に電気的に接続し、しかる後、基体のメタライズ金属層に、蓋体を半田などの接合材で接合させ、基体と蓋体とから成る気密な容器を構成することによって最終製品としての電子装置としていた。
【０００３】
なお、このような従来の電子装置においては、基体と蓋体とを接合する接合材として、金を80質量％含む金−錫合金からなる半田もしくは鉛を主成分とする合金からなる半田が使用されていた。
【０００４】
しかしながら、金を80質量％含む金−錫合金からなる半田を使った場合は、製品の価格が高くなるため、使用される製品が限られるという問題点がある。また、鉛を主成分とする合金からなる半田は、半田に含有される鉛が環境汚染物質に指定されており、鉛を含有する半田を使用した電子装置が屋外に廃棄もしくは放置され風雨に曝された場合、環境中に鉛が溶け出し環境を汚染する危険性がある。このため、近年、地球環境保護運動の高まりの中で鉛を含有しない接合材が要求されるようになってきた。
【０００５】
そこで、人体に対して有害である鉛を用いない各種接合材が開発され提案されており、このような接合材として、例えば錫、ビスマス−銀合金または亜鉛−アルミニウム合金を主成分とする各種はんだが採用されてきている。
【０００６】
なお、一般的に鉛を含有しない半田と言っても、不可避不純物としての鉛を含有していることは、周知の事実である。つまり、半田の原料の錫の中に不純物として鉛が0.01〜0.1質量％含まれており、ゼロにはできないため、鉛を意図的に加えておらず、鉛の含有率が0.1質量％未満である半田については、鉛を含んでいない半田と表現されるのが一般的である。
【特許文献１】特開2000−307228号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、錫や銀，亜鉛を含有した合金から成る半田は、温度が−55〜125℃の温度サイクル条件下での耐熱疲労性には優れた特性を示すものの、これらの半田の融点はいずれも225℃以下であるために、この半田を基体と蓋体とを気密に接合する接合材として使用した場合、電子装置を外部電気回路基板等に実装する際に250〜260℃の温度が接合材に加わるため、接合材自体が溶融し、電子装置の気密性が破れるという問題点を有していた。
【０００８】
また、ビスマス−銀合金を主成分とする半田は、−55〜125℃の温度サイクル条件下での耐熱疲労性に劣り、気密信頼性に欠けるため、電子装置の気密接合用に用いるには不適当であるという問題点を有していた。
【０００９】
さらに、亜鉛−アルミニウム合金を主成分とする半田は、空気中で腐食が進行しやすく、長期の気密信頼性に欠けるので、電子装置の気密接合用には、これもまた不適当であるという問題点があった。
【００１０】
従って、本発明はこのような従来の問題点に鑑み完成されたもので、その目的は、電子装置を外部電気回路基板等に実装する際に250〜260℃の温度が加わっても電子装置の気密性が保持でき、さらに、鉛を含有しないため地球環境を汚染しない電子部品収納用パッケージ用の蓋体および電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の蓋体は、板状体の下面の外周部に全周にわたって形成された凹凸の表面に被着されたニッケル−コバルト合金からなる金属層と、該金属層の表面の全周にわたって形成された錫を主成分とする半田層とを具備していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の蓋体は、好ましくは、前記凹凸は、四角形状とされた前記板状体の下面の一辺に平行に形成された複数の溝から成ることを特徴とする。
【００１３】
本発明の電子装置は、上面に形成された凹部の底面に電子部品の搭載部を有する基体と、該基体の凹部の周囲に全周にわたって形成されたメタライズ層と、前記搭載部に搭載された前記電子部品と、前記基体の上面の前記凹部を塞ぐようにメタライズ層に接合された本発明の蓋体とを具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の蓋体は、板状体の下面の外周部に全周にわたって形成された凹凸の表面に被着されたニッケル−コバルト合金からなる金属層と、この金属層の表面に全周にわたって形成された錫を主成分とする半田層とを具備していることにより、電子部品を収容した電子部品収納用パッケージのメタライズ層と、蓋体の半田層とを加熱接合した場合に、半田層が溶融した後、接合のピーク温度まで上昇する間、半田層中に金属層のニッケルが拡散する現象と、半田層が濡れ広がる現象が同時に進むこととなる。このとき、半田層は、温度上昇に伴う電子部品収納用パッケージの内部ガスの熱膨張による内圧の上昇によって蓋体の外周端から外側にもれ出るように押し出される。その結果、半田層が蓋体の側面に全周にわたりメニスカスを形成し、気密信頼性良く接合される。
【００１５】
また、本発明では、半田はニッケルが長時間拡散することでニッケルの含有率が高くなり、ニッケルが半田層中の錫と合金化することで半田層の融点が上昇し、耐熱性が向上する。また、ニッケル−コバルト合金からなる金属層の表面に凹凸があることで、金属層と半田層との接触する面積を拡大させることができるので、半田層中に金属層のニッケルがより効率的に拡散しやすくなり、耐熱性がより向上し、電子装置を外部電気回路基板等に実装する際に250〜260℃の温度が加わっても電子装置の気密性を良好に保持できる。
【００１６】
また、好ましくは、凹凸は、四角形状とされた板状体の下面の一辺に平行に形成された複数の溝から成ることにより、電子部品を収容した電子部品収納用パッケージのメタライズ層と、蓋体の半田層とを加熱接合した場合に、半田層が溶融した後、接合のピーク温度まで上昇する間、上記と同様に、半田層は温度上昇に伴う電子部品収納用パッケージの内部ガスの熱膨張による内圧の上昇によって蓋体の外周端よりも外側にもれ出るように押し出されるが、金属層表面の凹凸が、複数の溝から成ることによって、溶融した半田は主に溝に沿って外側に押し出されるようになる。そして、接合のピーク温度を過ぎて、温度が下降する際には、半田層は、パッケージの内部ガスの温度低下に伴う体積収縮による内圧の低下により、蓋体の内側方向に吸引されるが、このときも半田は主に溝に沿って、内側に引き込まれる。そのため、半田で封着する電子部品でまれに発生する、半田のスプラッシュと呼ばれる、半田が溶融し流動するときに半田の微粒子がパッケージの内部に飛び散る現象が発生しても、半田が流動する溝方向のみに発生を抑えることができるため、例えば、電子部品とパッケージの位置関係を考慮して蓋体の溝の方向を決めて電子装置を作製することにより、半田の飛び散りによる半田の微粒子が電子部品に付着することを防ぐことができる。
【００１７】
本発明の電子装置は、上面に形成された凹部の底面に電子部品の搭載部が形成された基体と、基体の上面の凹部の周囲に全周にわたって形成されたメタライズ層と、メタライズ層と蓋体の下面の外周部とを接合する、錫を主成分としニッケルを含有する半田層とを具備しており、蓋体が上記本発明の蓋体であることにより、250〜260℃の温度が加わっても電子装置の気密性を良好に保持できる。また、錫主成分の半田の持っている高い温度サイクル信頼性を良好に保持することができ、また、半田スプラッシュが発生したとしても、電子部品に対する悪影響を効果的に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の蓋体を添付の図面に基づいて詳細に説明する。  
図１は、本発明の蓋体の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は板状体、２は板状体１下面の外周部に全周にわたって形成された凹凸の表面に被着されたニッケル−コバルト合金からなる金属層、３は金属層２の表面に全周にわたって形成された錫を主成分とする半田層である。
【００１９】
板状体１は、例えば42アロイのような鉄−ニッケル合金や、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属からなる。また、板状体１の下面の外周部の全周にわたってニッケル−コバルト合金からなる金属層２が形成されている。このような板状体１は、例えば、以下のようにして作製される。
【００２０】
まず、金属製の母材を圧延加工等を施すことにより必要な厚みまで薄板加工し、適宜な寸法の板材とする。そして、板材を板状体１に加工した場合に下面の外周部になる部分にスタンピング金型で表面に凹凸を形成し、その後、板材の所望の部位にのみめっきが形成されるようにするため、めっきが不要な部分にめっきレジスト層を従来周知のスクリーン印刷法等で印刷し、乾燥した後、これに電解ニッケル−コバルトめっきを施すことにより、ニッケル−コバルトめっきからなる金属層２を形成する。なお、この電解ニッケル−コバルトめっきは、ニッケル溶液に適量のコバルトイオンを添加しためっき溶液を使用することで形成することができる。そして、電解ニッケル−コバルトめっきを行なった後に、レジスト層を剥離する。その後板状体１に対応した形状を有する打ち抜き金型等で、下面の外周部にめっきが形成された板状体１になるように位置合わせを行なって打ち抜くことによって板状体１が製作される。
【００２１】
なお、ニッケル−コバルト合金からなる金属層２は、その作製方法等により金属層２に他の成分が含まれる場合があるが、ニッケルとコバルトの合計の質量が金属層２の90質量％以上を占めていれば良く、実質的にニッケル−コバルト合金とみなすことができる。
【００２２】
また、金属層２におけるニッケル−コバルト合金のニッケルとコバルトの比率は、ニッケル100質量部に対してコバルトが２〜10質量部含まれているのが好ましく、その場合に耐熱性の向上に最も効果がある。ニッケルに対してコバルトが２質量部未満しか含まれない場合は、半田層３へのニッケルの拡散が遅くなるため、耐熱性を向上させるための接合条件として、加熱溶融時間を延長させることになり生産性が低下する傾向があり、コバルトがニッケルに対して10質量部を超えて含まれる場合は、ニッケルの拡散が早くなるため、半田の流れ性が悪くなる傾向がある。
【００２３】
また、金属層２の表面には、全周にわたって錫を主成分とする半田層３が形成されている。半田層３は錫−銀合金や、錫−銀−銅合金等の錫を主成分とする半田からなり、例えば、錫−銀共晶半田（錫96.5質量％、および銀3.5質量％の組成である）であれば、例えば以下のようにして作製する。
【００２４】
まず、るつぼで、錫と銀を96.5：3.5の質量比率で配合し加熱して溶融半田とする。次に溶融した半田を窒素雰囲気中に霧状にスプレーすることにより、酸化されていない微小な半田粒子を作製する。これを、適宜な寸法のメッシュを通過させることで、一定範囲の粒径毎にそろえる。そして用途に応じて、適切な粒径の半田粒子を、松脂やチクソ剤、溶剤等を混ぜたフラックスと混合することでクリーム半田を作製する。さらに、このクリーム半田を、板状体１の金属層２の表面に全周にわたってスクリーン印刷法等で印刷し、その後窒素中で加熱しリフローし、最後に、フラックスを溶剤等で洗浄することによって、半田層３を形成する。
【００２５】
なお、錫を主成分とする半田とは、少なくとも、錫の含有率が60質量％以上である半田のことを言い、上記錫−銀共晶半田以外に例えば錫−銀−銅半田（錫95.75質量％、銀3.5質量％、銅0.75質量％）や、錫−銀−銅−ビスマス半田（錫94.95質量％、銀3.5質量％、銅0.75質量％、ビスマス0.8質量％）等があり、通常、アンチモン、鉛等の不可避不純物が微量含まれている。
【００２６】
次に、本発明の電子装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。図３は、本発明の電子装置の実施の形態の一例を示しており、（ａ）は直方体状の電子装置の平面図、（ｂ）は短辺側の側面から見た断面図、（ｃ）は長辺側の側面から見た断面図であり、図４（ａ），（ｂ）は図３（ｂ）、（ｃ）の要部拡大断面図である。
【００２７】
図３、図４において、５は電子部品９が搭載される搭載部、６は搭載部５が形成された基体、７は基体６の上面の外周部に全周にわたって形成されたメタライズ層、３’はメタライズ層７の上面に全周にわたって被着された錫を主成分としニッケルを含有した半田層、８は電子部品収納用パッケージである。そして、９は基体６の搭載部５に搭載された電子部品、10は電子部品９と基体６のメタライズ配線層（図示せず）とを接続するボンディングワイヤである。
【００２８】
基体６は、その上面の中央部に電子部品９を収容するための凹部が設けられており、電子部品９はこの凹部の底面にガラスや樹脂，ろう材等の接着剤を介して接着固定される。
【００２９】
また、基体６の凹部の内面から側面や底面にかけて、複数のメタライズ配線層(図示せず)が被着形成されており、このメタライズ配線層の基体６の凹部の内面に位置する一端には電子部品９の各電極がボンディングワイヤ10を介して電気的に接続され、また、メタライズ配線層の基体６の側面や底面に導出された部位には外部電気回路基板（図示せず）が電気的に接続される。
【００３０】
基体６は、酸化アルミニウムやムライト，窒化アルミニウム，炭化珪素，ガラスセラミックス等を主成分とする焼結体等の電気絶縁材料から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合は、先ず、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やシリカ（ＳｉＯ２），カルシア（ＣａＯ），マグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤，溶媒を添加混合して泥漿状と成し、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用してシート状に成形してセラミックグリーンシートを得、その後、セラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとともに複数枚積層し、約1600℃の温度で焼成することにより製作される。
【００３１】
また、基体６の上面の凹部の周囲に全周にわたって形成された枠状のメタライズ層７およびメタライズ配線層は、タングステンやモリブデン，マンガン等の高融点金属から成り、これらの粉末に有機溶剤，溶媒を添加混合した金属ペーストをそれぞれセラミックグリーンシートの所定位置に従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに被着形成させておき、セラミックグリーンシートと同時に焼成することにより形成される。なお、枠状のメタライズ層７には、その表面にニッケルやニッケル−コバルト合金、金等をめっき法等により被着させておくと良い。これにより、封止時の耐熱性向上とメタライズ層７の酸化防止層とすることができる。
【００３２】
そして、基体６の上面の凹部の周囲に形成されたメタライズ層７上に、本発明の蓋体４が半田層３をメタライズ層７に当接させて載置され、加熱により半田層３が溶融することにより、蓋体４と基体６とが接合される。
【００３３】
そして、半田層３’は、下地の金属層２と、メタライズ層７とを接合する際に板状体１の下面の外周部に被着していた半田層３が溶融し、この溶融した半田層３に、金属層２からニッケルが拡散されて成るものである。
【００３４】
また、図２のように、蓋体４の下面の外周部に形成された凹凸は四角形状とされた板状体１の一辺に平行に形成されている複数の溝からなることが好ましい。
【００３５】
例えば、図３のようなパッケージ８と蓋体４で電子部品９を封止する場合であれば、電子部品９は、基体６の凹部の内側の短辺側に形成されたメタライズ配線層にワイヤーボンドされており、凹部の短辺の内面から電子部品９までの距離は、凹部の長辺の内面から電子部品９までの距離に比べ、ワイヤーボンドエリア分だけ広くなっている。そのため、図２のように、板状体１の長辺に沿って溝を形成した本発明の蓋体４を使用してパッケージ８を封止した場合は、たとえ半田スプラッシュが発生したとしても、蓋体４の下面の短辺部分からのみの発生となるため、電子部品９まで半田の微粒子が到達せず、電子部品９に対して悪影響を与えることがなくなる。
【００３６】
蓋体４は、図１では、板状体１の下面の外周部に全周にわたって形成された凹凸の表面に被着された金属層２が下面の外周部のみに全周にわたって形成されており、半田層３は、金属層２の表面に全周にわたって形成されているが、図５に示すように、種々の構成にしても良い。
【００３７】
例えば、図５（ａ）に示すように、板状体１の下面の外周部に全周にわたって形成された凹凸の表面に被着された金属層２が下面の外周部に板状体１の下面の外周端との間に隙間を開けて全周にわたって形成されており、半田層３は、金属層２の表面に全周にわたって形成されていると、メニスカスを形成した部分の半田層のニッケル濃度が低く保たれるので、熱衝撃信頼性により優れる点で良い点がある。
【００３８】
また、図５（ｂ）に示すように、板状体１の下面の外周部に全周にわたって形成された凹凸の表面に被着された金属層２が下面の外周端との間に隙間を開けて板状体１の下面の全面に形成されており、半田層３は、金属層２の表面の外周部に全周にわたって形成されていると、（ａ）と同様にメニスカスを形成した部分の半田層のニッケル濃度が低く保たれるので、熱衝撃信頼性により優れる点で良い点がある。
【００３９】
また、図５（ｃ）に示すように、板状体１の下面の外周部に全周にわたって形成された凹凸の表面に被着された金属層２が下面全面に形成されており、半田層３は、金属層２の表面の外周側に全周にわたって形成されていると、素子内部に露出する板状体１部分へのレジスト層の塗布、剥離が不要となるため、レジスト層残留等による板状体１の汚染を抑えることができ、金属層２の半田濡れ性が悪くなること等がなくなり、半田層形成に影響を与えない点で良い点がある。
【００４０】
また、図５（ｄ）に示すように、板状体１の下面の外周部に全周にわたって形成された凹凸の表面に被着された金属層２が上下面全面に形成されており、半田層３は、板状体１の下面側の金属層２の表面の外周側に全周にわたって形成されていると、板状体１へのレジスト層の塗布、剥離が一切不要となるため、レジスト層残留等による板状体１の汚染が発生しないので、上記（ｃ）と同様に半田層形成に影響を与えない点と、工程を短縮できる点で良い点がある。
【００４１】
また、図５（ｅ）に示すように、板状体１の下面の外周部に全周にわたって形成された凹凸の表面に被着された金属層２が側面を含めた全面に形成されており、半田層３は、板状体１の下面側の金属層２の表面の外周側に全周にわたって形成されていると、板状体１が直接空気中に露出していないため、板状体１に空気中の水分等による腐食が発生せず、長期的な信頼性に優れる点で良い点がある。
【００４２】
また、通常は、金属層２を形成する際に金属層２を形成させない部分に塗布されたレジスト層は後工程で剥離されるが、これを残した状態で製品としても良い。これにより、レジスト層を半田層３の広がり防止のための保護膜（ダム）として使用させることができる。また、金属層２表面からの金属粒子の脱落防止のために金属層２の表面に後からさらにレジスト層を追加形成しても良い。
【００４３】
また、本実施の形態では、板状体１は42アロイのような鉄−ニッケル合金や、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属からなるが、電子部品収納用パッケージ８の熱膨張係数と極端に熱膨張係数が異ならず、表面に金属層２を形成できる物質であれば、金属である必要はない。例えば、アルミナ等のセラミックスであっても良い。その場合は、凹凸の形成方法としては、アルミナに半田を接合させるためにメタライズ層を形成するが、メタライズ層となる金属ペースト層上に凹凸が形成されるように一旦メタライズ層となる金属ペースト層を平坦なパターンで印刷し、その上に凹凸形状になるようにストライプパターンの金属ペースト層を追加印刷すればよい。
【００４４】
また、表面に凹凸加工を行なった圧延ローラー等で圧延することにより、金属アロイからなる板状体１の表面に凹凸をつけ、その上に金属層２を形成して、その後半田層３を形成しても良い。
【００４５】
また、凹凸の形成方法として、本実施の形態では板状体１の材料の時点で、スタンピング加工等を用いて凹凸を形成したが、金属層２形成の後に、スタンピング加工等の方法で凹凸を形成して、その後半田層３を形成し、蓋体４としても良い。
【００４６】
また、クラッド加工等の機械加工で半田層３を形成する場合には、半田層３を形成するときに、同時に凹凸加工を行なっても良い。その方法としては、凹凸形状を持った圧延ローラーを使用する方法と、圧延条件を調整することによって、材料の接合界面に凹凸を形成する方法とがあるが、どちらの方法で形成しても良い。
【実施例】
【００４７】
本発明の蓋体４および電子装置の実施例を以下に説明する。  
図１に示されるような蓋体４を以下のような方法で作製し、電子部品収納用パッケージ８に封止して、耐熱テストおよび温度サイクルテストを実施して、評価、判定を行なった。なお、温度サイクルテスト終了後に、蓋体４を機械的に剥がしパッケージ８の搭載部５に半田スプラッシュが付着しているかどうかを倍率40倍の双眼顕微鏡で確認した。
【００４８】
なお、電子装置の評価、判定については、電子部品収納用パッケージ８に蓋体４を接合し、封止した製品が、耐熱テストや温度サイクルテスト後に気密性を満足しているかどうかを確認することで、電子部品９の動作の確認の代替評価とし、判定を行なった。
【００４９】
具体的なサンプルの作製方法を以下に示す。板状体１を多数個形成するための150ｍｍ角で厚み0.15ｍｍの42アロイ板を用意し、42アロイからなる板材の下面の外周端から全周にわたり0.7ｍｍの範囲に凹凸が形成されるようにスタンピング金型で板材表面に高さ約10μｍの四角錐形状の凹凸を縦横に0.2ｍｍ間隔で形成した。その後、レジスト層を板材の上面の全面に印刷した後、板材の下面には板状体１の中央部分に3.4ｍｍ×1.6ｍｍの四角形のレジスト層が形成されるようにした。その後、板材にニッケル−コバルト合金から成る金属層２を電解めっき法により２〜５μｍの厚みで形成した。次に、レジスト層を除去した。次に、4.8ｍｍ×3.0ｍｍの四角形の打ち抜き金型により、上記のように加工した42アロイ板を打ち抜くことで、凹凸の表面に金属層２が被着された多数の板材を得た。
【００５０】
次に、位置決め冶具の凹部に板状体１を収納整列させ、スクリーン印刷法で金属層２の表面に96.5質量％の錫および3.5質量％の銀の組成の共晶半田クリーム（「ＯＺ−220半田クリーム」千住金属工業(株)製）をスクリーン印刷した。このスクリーン印刷したものを窒素雰囲気中でリフローし、フラックスを溶剤で洗浄し、乾燥することで、サンプル１の蓋体４を作製した。
【００５１】
なお、上記サンプル１と同様の工程で作製し、凹凸を板状体１の下面の表面に0.2ｍｍ間隔で、幅が約50μｍで深さが約10μｍの溝を長辺に平行に形成した点だけが異なっているものをサンプル２とした。
【００５２】
比較例としてのサンプル３は、凹凸を形成するまではサンプル１と同様にして作製し、その後、レジスト層、金属層２を形成せずに打ち抜き板状体１とした。そして、位置決め冶具の凹部に板状体１を収納整列させた後は再度サンプル１と同様に加工して作製した。
【００５３】
比較例としてのサンプル４は、上記サンプル３と同様の工程で作製し、凹凸を板状体１の下面の表面に0.2ｍｍ間隔で、幅が約50μｍで深さが約10μｍの溝を長辺に平行に形成した点だけが異なっている。
【００５４】
比較例としてのサンプル５は、位置決め冶具の凹部に板状体１を収納整列させるまでは、サンプル３と同様に作製し、その後スクリーン印刷機を用い、板状体１の下面の外周部に96.4質量％の錫、3.5質量％の銀および0.1質量％のニッケルの組成の半田クリームをスクリーン印刷した。リフロー以降は再度サンプル３と同様に加工して作製した。
【００５５】
比較例としてのサンプル６は、上記サンプル５と同様の工程で作製し、凹凸を板状体１の下面の表面に0.2ｍｍ間隔で、幅が約50μｍで深さは約10μｍの溝を長辺に平行に形成した点だけが異なっている。
【００５６】
サンプル７，９，11，13，15は図５の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）の各構成に対応するものであり、すなわち、サンプル７，９，11，13，15は、板材表面に高さ約10μｍの四角錐形状の凹凸を縦横に0.2ｍｍ間隔で形成させ、それぞれ金属層２の構成に応じて作製した。サンプル８、10，12，14，16は、サンプル７，９，11，13，15と同様の工程で作製し、凹凸形状を板状体１の表面に0.2ｍｍ間隔で、幅が約50μｍで深さが約10μｍの溝を長辺に平行に形成した点だけが異なっている。
【００５７】
評価で使用する電子部品収納用パッケージ８の基体６として、酸化アルミニウム質焼結体製で、外形寸法が5.0ｍｍ×3.2ｍｍの四角形で、電子部品の搭載部５の寸法が2.6ｍｍ×1.8ｍｍの四角形であり、搭載部５の周囲に全周にわたって表面に金めっきが施されたメタライズ層７が形成された電子部品収納用パッケージ８の基体６を準備した。
【００５８】
蓋体４の各サンプルをそれぞれ電子部品収納用パッケージ８の基体６の上面のメタライズ層７と、蓋体４のサンプルの下面の外周部の半田層３とが接するように重ねあわせ、クリップで挟んで荷重を加え、ピーク温度が280℃となるように窒素雰囲気中で加熱することで、評価用の封止されたパッケージ８のサンプルを作製した。そして、予め、各パッケージ８のサンプルのリークテストを行なうことで、初期の気密性が確保されているかどうかを確認した。
【００５９】
リークテストは、米国陸軍規格（MIL-Standard 883）に従い、グロスリークテストとヘリウムリークテストとによって行なった。具体的には以下のように試験および判定を行なった。グロスリークテストは、パッケージ８の封止サンプルを５×10５Ｐａの圧力のヘリウムガスで１時間加圧し、取り出し、浸漬液（「フロリナート FC-40」住友３Ｍ(株)製）をグロスリーク試験機（「グロスリークテスター」住友３Ｍ(株)製）中で加熱し、125℃±５℃とした中に各パッケージ８の封止サンプルを浸漬して１分以内に連続気泡の発生しないものを合格とし、浸漬して１分以内に連続気泡の発生したものを不合格とする目視判定を行なった。
【００６０】
また、ヘリウムリークテストは、パッケージ８の封止サンプルを５×10５Ｐａの圧力のヘリウムガスで１時間加圧し、取出し後に常圧の空気中に30分放置した後、へリウムリーク試験機（「HELIUM LEAK DETECTOR HELIOT、MODEL-305」（株）ULVAC製）で、リークするヘリウム量を測定した。ヘリウムのリーク量が１×10−９Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ以下を合格とし、１×10−９Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃを超えたものを不合格とした。グロスリークテスト、ヘリウムリークテスト共に合格したものを良品とし、良品のみに評価テストを実施した。
【００６１】
評価用パッケージ８の各サンプルについて260℃の耐熱性テストを実施した。260℃の耐熱性テストは、260℃のヒーターブロック上に評価用サンプルを蓋体４がヒーターブロックに接するように置き、１分間放置し、その後室温の金属製トレー上に５分間放置し、室温まで冷却する。この加熱と冷却を５回繰り返した。260℃の耐熱性テスト後のリークテストで気密性を確認した結果、比較例のサンプル３〜６ではリーク不良が発生した。
【００６２】
引き続いて評価用の各サンプルについて、温度サイクルテストを実施した。温度サイクルテストは、米国陸軍規格（MIL-Standard 883）に準じてテストを行なった。条件は、空気中で−55℃の低温槽中に30分間放置した後、125℃の高温槽に移動し30分放置することを１サイクルとし、これを500サイクル繰り返した。温度サイクルテスト終了後にリークテストを行ない、気密性を確認した。確認の結果、温度サイクルテスト後の不良は発生しなかった。
【００６３】
温度サイクルテスト終了後に、蓋体４をカッターナイフを用いて剥がし、倍率40倍の双眼顕微鏡で搭載部５に、半田スプラッシュが発生しているかどうかを確認した。
【００６４】
その結果、比較例のサンプル３，５で、半田スプラッシュが発生していた。その結果を表１に示す。
【表１】
2005268390.tif 000003
【００６５】
表１中の260℃耐熱性の欄、温度サイクルテストの欄、半田スプラッシュ付着の欄の数字は、評価したサンプルの数に対する不良品の割合を示す。
【００６６】
以上の結果から、比較例のサンプル３〜６でリーク不良が発生しているのに対し、本発明のサンプル１，２，７〜16では不良が発生していないことから、本発明の蓋体４が優れた耐熱性を有していることが判った。
【００６７】
また、比較例のサンプル３，５では、半田スプラッシュが観察されたのに対し、比較例のサンプル４，６では観察されなかった。これは、板状体１の下面の外周部に全周にわたって形成された凹凸を、サンプル４，６では、板状体１の長辺に平行に形成した溝としていることの効果があったためと思われる。
【００６８】
次に凹凸を四角錐と溝とした場合の違いを確認するために、接合のピーク温度を適切な温度範囲からわざと外し、330℃まで高めることで、半田スプラッシュが発生しやすくなる条件で追加テストを行なった。その結果を表２に示す。
【表２】
2005268390.tif 000004
【００６９】
表２の結果から、半田スプラッシュが発生しやすい330℃でシールしたサンプルにおいても、本発明のサンプル２は半田スプラッシュが発生しなかった。これで凹凸を溝で形成したことが半田スプラッシュの防止に効果があったことが確認できた。
【００７０】
なお、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を行なうことは何等差し支えない。
【００７１】
例えば、上述の実施の形態では、金属層２の形成方法として、めっき法を使用したが、真空中で金属原子を蒸発させる蒸着法や、機械的圧力によって金属板同士を接着するクラッド加工法等で形成しても良く、また、半田層３の形成方法として、クリーム半田を用いてのプリント、リフロー法を使用したが、金属層２と同様のめっき法や、クラッド加工法、半田を溶融させた槽に超音波をかけながら板材を浸漬することで表面に半田層を形成させる溶融コート法等で形成しても良い。
【００７２】
また、例えば、上述の実施の形態では、基体６に凹部を形成し、平板状の蓋体４を封着した電子装置としたが、平板状の基体６と、下面の搭載部５に対向する部位に凹部を設けた蓋体４とを封着した形態としてもよい。
【００７３】
また本発明は、電子部品９として、圧電振動子や弾性表面波素子、弾性バルク波素子等の電子部品９を収納した電子装置、加速度センサーや角速度センサー等のセンサー部品を収容した電子装置や、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）等の半導体装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の蓋体の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の蓋体の実施の形態の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は短辺側から見た断面図、（ｃ）は長辺側から見た断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の電子装置の実施の形態の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は短辺側から見た断面図、（ｃ）は長辺側から見た断面図である。
【図４】（ａ）は図３（ｂ）における要部拡大断面図、（ｂ）は図３（ｃ）における要部拡大断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は本発明の蓋体の実施の形態の各種例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１：板状体
２：金属層
３：半田層
４：蓋体
５：搭載部
６：基体
７：メタライズ層
９：電子部品
【図１】
2005268390.tif 000005
【図２】
2005268390.tif 000006
【図３】
2005268390.tif 000007
【図４】
2005268390.tif 000008
【図５】
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