(57)【要約】【課題】  気密の信頼性を向上することが可能な気密封止パッケージおよび該気密封止パッケージの製造方法を提供することである。【解決手段】  気密封止パッケージ２０は、パッケージ本体１と、第１の封止部材７と、第２の封止部材１１とカバー部材１９とを備える。第１の封止部材７は、パッケージ本体１と接着される。第２の封止部材１１は、第１の封止部材７の融点よりも低い融点であり、第１の封止部材７と接着される。カバー部材１９は、第２の封止部材１１により第１の封止部材７と接合される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に電子部品を収納する気密封止パッケージであって、
パッケージ本体と、
前記パッケージ本体と接着される第１の封止部材と、
前記第１の封止部材の融点よりも低い融点であり、前記第１の封止部材と接着される第２の封止部材と、
前記第２の封止部材により前記第１の封止部材と接合されるカバー部材とを備える、気密封止パッケージ。
【請求項２】
前記カバー部材が、シールリングと蓋とを含む、請求項１に記載の気密封止パッケージ。
【請求項３】
前記第１の封止部材がＡｕを含まない材料からなる、請求項１または２に記載の気密封止パッケージ。
【請求項４】
前記第２の封止部材がＳｎ、またはＳｎにＰｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、およびＩｎのうちの少なくとも１つが添加されている材料からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の気密封止パッケージ。
【請求項５】
前記パッケージ本体がセラミック基板を含み、
前記セラミック基板が低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の気密封止パッケージ。
【請求項６】
内側に電子部品を収納する気密封止パッケージの製造方法であって、
パッケージ本体の表面に第１の封止部材を固着する工程と、
前記第１の封止部材の融点よりも低い融点の第２の封止部材を、前記第１の封止部材の上に配置する工程と、
前記第２の封止部材の上にカバー部材を配置して、前記第１の封止部材の融点より低い温度で前記第２の封止部材を熱処理することにより前記第２の封止部材を溶融凝固させることによって、前記第２の封止部材と前記カバー部材とを溶着する工程とを備える、気密封止パッケージの製造方法。
【請求項７】
前記カバー部材は、シールリングと蓋とを含み、
前記第２の封止部材と前記カバー部材とを溶着する工程は、前記第２の封止部材の上に前記シールリングを配置して、前記熱処理することにより前記第２の封止部材を溶融凝固させることによって、前記第２の封止部材と前記シールリングとを溶着する工程と、
前記シールリングの上に前記蓋を接続する工程とを含む、請求項６に記載の気密封止パッケージの製造方法。
【請求項８】
前記第１の封止部材がＡｕを含まない材料からなる、請求項６または７に記載の気密封止パッケージの製造方法。
【請求項９】
前記第２の封止部材がＳｎ、またはＳｎにＰｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、およびＩｎのうちの少なくとも１つが添加されている材料からなる、請求項６〜８のいずれか１項に記載の気密封止パッケージの製造方法。
【請求項１０】
前記パッケージ本体がセラミック基板を含み、
前記セラミック基板が低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）である、請求項６〜９のいずれか１項に記載の気密封止パッケージの製造方法。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか１項の気密封止パッケージの製造方法により製造される、気密封止パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気密封止パッケージおよびその製造方法に関し、より特定的には内部に収納する電子部品を気密封止するための気密封止パッケージおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の気密封止パッケージとして、金属のベースとこのベース上に多段に積層されたセラミック層あるいは多層のセラミックのみで構成された電子部品を搭載するためのキャリア基板と、セラミックス上に電子部品を取り囲むように形成した導体層と、この導体層にろう材を用いてろう付けされた金属製のシールリングと、このシールリングに溶接される金属製の蓋とを備えた気密封止パッケージがある。この気密封止パッケージは、ろう付けによってキャリア基板とシールリングとの気密を保ち、シーム溶接によってシールリングと蓋との気密を保つことで内部に搭載した電子部品と外気とを遮断できることが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−６８９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１では、シールリングをろう付けするためのろう材にＡｇを用いている。しかし、Ａｇろうのような高融点のろう材を用いると、シールリング、ろう材、セラミックの線膨張係数が異なるため、ろう付け時にろう材の凝固温度から室温に戻る際に生じる熱応力によって、セラミック上に形成されたろう付け用の導体層に剥離が生じたり、セラミックが割れる問題がある。
【０００４】
また、ろう付けするためのろう材にはＡｇ以外に、Ａｕ系はんだのように融点の高いものやＳｎ-Ｐｂ系はんだやＳｕ−Ａｇ系はんだ等のように融点の低いものが一般的に用いられる。
【０００５】
Ａｕ系はんだのように融点の高いものは、ろう材にＡｇを用いた場合と同じ問題がある。一方、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだやＳｕ−Ａｇ系はんだ等のように低融点のろう材を用いると前記問題は回避できるが、低融点のろう材を構成する金属とろう付け用の導体層の金属とから脆い化合物が形成されるので、長期信頼性が得られない問題がある。
【０００６】
一般的に、電子部品とセラミック層に形成された配線とはボンディングワイヤで接続され、ワイヤの接続信頼性を向上させるためにセラミック層の表面が露出した導体の最表面にはたとえばＡｕめっきが形成されている。このＡｕめっきが薄い場合には、ボンディングワイヤの接続信頼性が低下するという問題がある。Ａｕめっきが厚い場合には、Ａｕとはんだ中の低融点のＳｎとが反応してしまう。そのため、脆弱な化合物を形成してはんだの機械的特性が劣化し、長期使用中にはんだにクラックが生じる問題がある。はんだの量を増やすことにより、はんだ中の化合物の相対量を低減してはんだの機械的特性の劣化を防止できる。しかし、シールリングへのはんだの這い上がり量が増加し、蓋を溶接する際にはんだが再溶融して溶接部まで到達し、シールリングと蓋との気密性を損なう問題がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、気密の信頼性を向上することが可能な気密封止パッケージおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にしたがった気密封止パッケージは、内側に電子部品を収納するものである。その気密封止パッケージは、パッケージ本体と、第１の封止部材と、第２の封止部材と、カバー部材とを備える。第１の封止部材は、パッケージ本体と接着される。第２の封止部材は、第１の封止部材の融点よりも低い融点であり、第１の封止部材と接着される。カバー部材は、第２の封止部材により第１の封止部材と接合される。
【０００９】
また、この発明にしたがった気密封止パッケージの製造方法は、内側に電子部品を収納する気密封止パッケージの製造方法である。その気密封止パッケージの製造方法は、パッケージ本体の表面に第１の封止部材を固着する工程と、第１の封止部材の上に配置する工程と、第２の封止部材とカバー部材とを溶着する工程とを備える。第１の封止部材の上に配置する工程は、第１の封止部材の融点よりも低い融点の第２の封止部材を、第１の封止部材の上に配置する。第２の封止部材とカバー部材とを溶着する工程は、第２の封止部材の上にカバー部材を配置して、第１の封止部材の融点より低い温度で第２の封止部材を熱処理することにより第２の封止部材を溶融凝固させることによって、第２の封止部材とカバー部材とを溶着する。
【発明の効果】
【００１０】
このように、本発明の気密封止パッケージによれば、融点の高い第１の封止部材と融点の低い第２の封止部材とにより、パッケージ本体とカバー部材とを封止している。そのため、相対的に高融点の第１の封止部材をパッケージ本体の表面に固着するので、封止部材として全て低融点のろう材を用いる場合と比較して封止部材全体としては脆弱な化合物の割合を減らすことができる。また、相対的に低融点の第２の封止部材を用いるので、ろう付け後に発生する熱応力を小さくできることによって、クラックの防止等ができる。よって、気密の信頼性を向上することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の気密封止パッケージの製造方法によれば、第１の封止部材の融点より低い温度で第２の封止部材を熱処理することにより、第１の封止部材は完全には液化しない。そのため、封止部材の過度な這い上がりが生じないので、パッケージ本体とカバー部材との溶接性を損なわない。よって、気密の信頼性を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１３】
図１は、本実施の形態における気密封止パッケージを示す断面図である。図１を参照して、本実施の形態における気密封止パッケージを説明する。本実施の形態における気密封止パッケージ２０は、たとえば、図１に示すように、パッケージ本体１と、第１の封止部材７と、第２の封止部材１１とカバー部材１９とを備える。第１の封止部材７は、パッケージ本体１と接着される。第２の封止部材１１は、第１の封止部材７の融点よりも低い融点を有する材料からなり、第１の封止部材７と接着される。カバー部材１９は、第２の封止部材１１により第１の封止部材７と接合される。
【００１４】
詳細には、パッケージ本体１は、ベース部１ａと、キャビティ部１ｂとを含んでいる。ベース部１ａとキャビティ部１ｂとにより凹部が形成されている。この凹部には電子部品の一例として半導体素子１２および配線基板１３が搭載されている。半導体素子１２は電極１２ａを有している。配線基板１３は配線１３ａを有している。配線１３ａ間、配線１３ａと電極１２ａ間、および電極１２ａ間は、ボンディングワイヤ１４により接続されている。
【００１５】
また、ベース部１ａの上表面には、信号線路３が設けられている。信号線路３は、ボンディングワイヤ１４と電気的に接続されている。ベース部１ａと半導体素子１２との間には、接地電極２が設けられている。また、ベース部１ａの下表面にも、接地電極２が設けられている。ベース部１ａの上方の接地電極２と下表面の接地電極２とは、導電性のビアホール４およびランド５を介して電気的に接続されている。
【００１６】
カバー部材１９は、シールリング８と、蓋１５とを含んでいる。パッケージ本体１の凹部の開口は、蓋１５により覆われている。
【００１７】
キャビティ部１ｂの上部は、導体層６により構成されている。導体層６の上には、第１の封止部材７が設けられている。第１の封止部材７の上には、シールリング８が設けられている。第１の封止部材７とシールリング８とを第２の封止部材１１が機械的に接合している。キャビティ部１ｂの導体層６とシールリング８との隙間は、第１の封止部材７および第２の封止部材１１とによって塞がれている。
【００１８】
半導体素子１２は、ベース部１ａ、キャビティ部１ｂ、第１の封止部材７、第２の封止部材１１、シールリング８、および蓋１５によって囲まれた空間内に存在している。そのため、半導体素子１２は、外気から隔離されている。
【００１９】
次に、気密封止パッケージ２０の仕様について説明する。ベース部１ａおよびキャビティ部１ｂのそれぞれは、ＬＴＣＣ（低温焼成セラミックス：Low  Temperature  Co-fired  Ceramics）で形成されている。ベース部１ａの寸法は、３４ｍｍ×１７．５ｍｍである。キャビティ部１ｂの寸法は、外径が２８ｍｍ×１７．５ｍｍであり、かつ、内径が２４ｍｍ×１３．５ｍｍである。なお、キャビティ部１ｂの平面形状の外形が四角形の環状である。
【００２０】
導体層６の寸法は、外径が２８ｍｍ×１７．５ｍｍであり、かつ、内径が２４ｍｍ×１３．５ｍｍである。また、材質はＡｇであり、その表面上に厚さ２μｍ〜５μｍのＮｉめっきとＮｉめっきの上に厚さ０．６μｍ〜０．９μｍのＡｕめっきが形成されている。
【００２１】
第１の封止部材７は、Ａｕを含まない材料からなる。気密封止パッケージ２０における第１の封止部材７は、たとえば、Ｓｎ、Ｐｂ、およびＳｂからなり液相線が２４６℃のペースト状のはんだを用いている。なお、第１の封止部材７の材料は、特にこれに限定されず、たとえば、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｓｂ系等の材料を用いることもできる。また、第１の封止部材７は、第２の封止部材１１の融点よりも高い融点の材料であれば、特に限定されないが、融点が２００℃以上３００℃以下の材料を用いることが好ましい。この温度の範囲内であれば、パッケージ本体１との接着性が損なわれないからである。２００℃よりも低いと、シールリング８をろう付けする時に溶融する危険が生じるからである。一方、３００℃よりも高いと、ＮｉめっきがＡｕめっき表面まで拡散あるいはＡｕめっきに溶け込んで、ろう付け性やワイヤボンディング性が劣化する危険が生じるからである。
【００２２】
第２の封止部材１１は、Ｓｎ、またはＳｎにＰｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、およびＩｎのうちの少なくとも１つが添加されている材料からなる。気密封止パッケージ２０における第２の封止部材１１は、たとえば、ＳｎとＰｂからなり液相線が１８３℃のペースト状のはんだを用いている。なお、第２の封止部材１１の材料は、特にこれに限定されず、たとえば、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｓｂ系等の材料を用いることもできる。また、第２の封止部材１１は、第１の封止部材１１の融点よりも低い融点の材料であれば、特に限定されないが、融点が１８０℃以上２２０℃以下の材料を用いることが好ましい。融点が２２０℃よりも高いと、応力が発生してクラックが生じる場合があるからである。融点が１８０℃未満の材料は、低温での機械的特性が劣る、酸化されやすい、または高価である等の問題があるからである。
【００２３】
シールリング８の寸法は、外径が２７ｍｍ×１６．５ｍｍであり、かつ、内径が２５ｍｍ×１４．５ｍｍである。また、材料は、ＦｅとＮｉとＣｏとからなる合金（コバール）を用いており、コバールからなるシールリング８の表面に、ＮｉめっきとＡｕめっきを形成している。
【００２４】
蓋１５の材料は、ＦｅとＮｉとＣｏからなる合金（コバール）を用いており、コバールからなる蓋１５の表面上にＮｉめっきとＡｕめっきを形成している。
【００２５】
次に、図１〜図６を用いて、本実施の形態の気密封止パッケージの製造方法について説明する。図２は、本実施の形態の気密封止パッケージ２０の製造方法を示すフローチャートである。図３は、パッケージ本体１の表面に第１の封止部材７が固着された後の状態を示す断面図である。図４（Ａ）は、シールリング８のＡｕめっき８ｂを一部除去する方法を示す概略断面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）における領域Ａを示す拡大断面図であり、図４（Ｃ）は、Ａｕめっき８ｂを一部除去した後の状態を示すシールリング８の部分断面図である。図５（Ａ）は、第２の封止部材１１を第１の封止部材７の上に配置した後の状態を示す断面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）における領域Ｂを示す拡大断面図である。図６（Ａ）は、第２の封止部材１１とシールリング８とを溶着させた後の状態を示す断面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）における領域Ｃを示す拡大断面図である。
【００２６】
次に、パッケージ本体１の表面に第１の封止部材７を配置する工程（Ｓ２０）を実施する。この工程（Ｓ２０）では、図３に示すように、キャビティ部１ｂの上面に形成された導体層６上に第１の封止部材７を配置している。具体的には、第１の封止部材７としてＳｎとＰｂとＳｂからなり液相線が２４６℃のペースト状のはんだを用い、スクリーン印刷によって導体層６の上に配置する。
【００２７】
そして、パッケージ本体１の表面に第１の封止部材７を固着する工程（Ｓ３０）を実施する。この工程（Ｓ３０）では、図３に示すように、導体層６の上に配置された第１の封止部材７を２６０℃まで加熱して溶融させ、導体層６の上で凝固させる。これにより、パッケージ本体１と第１の封止部材７とが固着する。
【００２８】
次に、第２の封止部材１１を第１の封止部材７の上に配置する工程（Ｓ４０）を実施する。この工程（Ｓ４０）では、図５（Ａ）に示すように、パッケージ本体１と固着された第１の封止部材７の上に、第２の封止部材１１を配置している。具体的には、ＳｎとＰｂからなり、液相線が１８３℃のペースト状のはんだを用い、スクリーン印刷によって第１の封止部材７の上に配置する。
【００２９】
次いで、第２の封止部材１１の上にシールリング８を配置する工程（Ｓ５０）を実施する。本実施の形態では、シールリング８は、上述したように、ＦｅとＮｉとＣｏからなる合金（コバール）にＮｉめっき８ａとＡｕめっき８ｂとを形成したものを使用している。シールリング８のＡｕめっき８ｂは、後でシールリング８と蓋１５とを溶接する際の溶接性を向上させるために形成している。しかし、Ａｕめっき８ｂを形成している状態のシールリング８を低融点の第２の封止部材１１でろう付けすると、Ａｕめっき８ｂと第２の封止部材１１中のＳｎとが反応して脆弱な化合物を形成し、第２の封止部材１１の機械的特性が劣化する。
【００３０】
そこで、本実施の形態では、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、シールリング８においてろう付けする箇所のＡｕめっき８ｂをあらかじめ除去している。詳細には、図４（Ａ）に示すように、セラミック板１０にはんだマスク材９（ＴＣ-５２７：ＫＥＳＴＥＲ製）をスクリーン印刷で供給し、シールリング８の一部をはんだマスク材９に埋没させる。その後、はんだマスク材９を８０℃に加熱して硬化させる。図４（Ｂ）に示すように、マスクされたシールリング８を溶融した第２の封止部材１１と同じ組成のはんだ８ｃに浸漬し、はんだマスク材９でマスクされていない箇所のＡｕめっき８ｂを溶融したはんだ中に拡散させて除去する。Ａｕめっき８ｂにおけるはんだマスク材９で保護されていない部分のＡｕめっきを除去した後、はんだマスク材９を除去する。すると、図４（Ｃ）に示すように、シールリング８は、Ｎｉめっき８ａの略半分の表面（図４（Ｃ）において上側）を覆うようにはんだ８ｃが形成され、それ以外の表面（図４（Ｃ）において下側）を覆うようにＡｕめっき８ｂが形成される。
【００３１】
この工程（Ｓ５０）では、図５（Ｂ）に示すように、上述のようにして得られるシールリング８におけるＡｕめっき８ｂが形成されていない面を、第２の封止部材１１の上に配置する。
【００３２】
次に、熱処理をすることにより第２の封止部材１１とシールリング８とを溶着する工程（Ｓ６０）を実施する。この工程（Ｓ６０）では、第１の封止部材７の融点よりも低く、かつ第２の封止部材１１の融点よりも高い温度で熱処理することにより、第２の封止部材１１を溶融凝固させることによって、第２の封止部材１１とシールリング８とを溶着する。
【００３３】
詳細には、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第２の封止部材１１を２００℃まで加熱して溶融させた後、冷却して凝固させると、シールリング８と第１の封止部材７とが第２の封止部材１１によって溶着される。第１の封止部材の融点が２４６℃であり、第２の封止部材１１の融点が１８３℃であるため、２００℃の熱処理を行なうことにより、第１の封止部材７が完全には溶融せずに第２の封止部材１１のみが溶融する。そのため、熱処理により第２の封止部材１１のみが溶融してシールリング８の表面に適度に這い上がりが生じ、シールリング８と第１の封止部材７とを第２の封止部材１１によって溶着することができる。
【００３４】
この工程（Ｓ６０）を実施することにより、第２の封止部材１１は１８３℃と低温で凝固するため、冷却時の熱応力による導体層６の剥離等やキャビティ部１ｂにクラック等を生じずに、溶着できる。また、あらかじめ第１の封止部材７をパッケージ本体１に供給し、上記工程（Ｓ６０）では第１の封止部材７は溶融しないので、第２の封止部材１１の供給量が少なくても、導体層６の最表面のＡｕめっきに起因して形成される脆弱な化合物の量は、第１の封止部材７および第２の封止部材１１の総量に対して相対的に少なくなる。そのため、封止部材全体の機械的特性の劣化を防止して溶着できる。さらに、シールリング８と第２の封止部材１１との溶着時に、第１の封止部材７は完全には液化しないため、シールリング８へのろう材の過度の這い上がりを防止して溶着できる。
【００３５】
その後、シールリング８の上に蓋１５を接続する工程（Ｓ７０）を実施する。この工程（Ｓ７０）は、シールリング８と蓋１５とをＮ2雰囲気下でシーム溶接している。なお、シールリング８のＡｕめっき８ｂは、シールリング８と蓋１５とを溶接する際の溶接性を向上させるために形成している。
【００３６】
なお、気密封止パッケージ２０は、電子部品を搭載する。詳細には、半導体素子１２および配線基板１３は、導電性接着剤を用いて接地電極２に固定される。また、半導体素子１２および配線基板１３は、それぞれ直径φが２５μｍであるＡｕワイヤ（ボンディングワイヤ１４）を用いて接続される。
【００３７】
上記の工程を実施することにより、パッケージ本体１を気密封止し、半導体素子１２および配線基板１３を外気と遮断することができる。その結果、本実施の形態における気密封止パッケージの製造方法により製造される気密封止パッケージ２０は、カバー部材１９とパッケージ本体１との溶接性を損なうことなく、初期、長期にわたって気密信頼性を得ることが可能となる。
【００３８】
次に、本実施の形態における気密封止パッケージ２０の信頼性を確認するために次のような実験を行なっている。図７は、気密封止パッケージ２０の信頼性を確認するための実験装置の概略断面図を示す。
【００３９】
図７を参照して、実験装置は、真空吸着ステージ１７の上にゴム板１６を設置し、その上に蓋１５を溶接していないパッケージを設置して真空吸着し、真空吸着穴１８の先にＨｅディテクタを設けている。シールリング８の近傍にＨｅガスを吹き付けると、上記パッケージに気密不良がある場合には、パッケージの内部にＨｅガスが侵入する。そして、真空吸着穴１８から当該Ｈｅガスが排出され、ディテクタでＨｅが検出される。
【００４０】
まず、本発明の範囲外である、外径が２７．８ｍｍ×１７．３ｍｍであり、かつ、内径が２３．８ｍｍ×１３．３ｍｍであり、かつ、厚さが０．０５ｍｍのＡｕとＳｕからなり液相線が２８３℃のはんだのみを用いてシールリングをろう付けしたパッケージと、ＳｎとＰｂからなる液相線が１８３℃のペースト状のはんだのみを０．０７ｇ〜０．１０ｇ印刷してシールリングをろう付けしたパッケージとを作製した。
【００４１】
一方、本発明の範囲内であるＳｎとＰｂとＳｂからなり液相線が２４６℃のペースト状のはんだからなる第１の封止部材７を０．１５ｇ〜０．１８ｇ印刷して溶融凝固させた後で、その上にＳｎとＰｂからなり液相線が１８３℃のペースト状のはんだからなる第２の封止部材１１を０．０７ｇ〜０．１０ｇ印刷してシールリングをろう付けしたパッケージを作製した。
【００４２】
次に、上述した実験装置により、それぞれのパッケージについてＨｅのリークを測定した。その結果、ＡｕとＳｎからなるはんだのみでろう付けしたパッケージでは、Ｈｅを吹き付ける前のディテクタの値が０．４×１０-9（ａｔｍ・ｃｃ／ｓ）〜０．８×１０-9（ａｔｍ・ｃｃ／ｓ）に対して、Ｈｅを吹き付けると１．０×１０-8（ａｔｍ・ｃｃ／ｓ）以上に上昇した。また、パッケージの外観を観察すると、導体層の下部にクラックが認められた。
【００４３】
また、ＳｎとＰｂからなり液相線が１８３℃のペースト状のはんだのみでろう付けしたパッケージでは、ろう付け直後はＨｅ吹き付けの前後ともにディテクタの値は０．４×１０-9（ａｔｍ・ｃｃ／ｓ）〜０．８×１０-9（ａｔｍ・ｃｃ／ｓ）であった。また、−４０℃〜８５℃の温度サイクルを５００サイクル加えた後で測定すると、Ｈｅを吹き付ける前のディテクタの値が０．４×１０-9（ａｔｍ・ｃｃ／ｓ）〜０．８×１０×１０-9（ａｔｍ・ｃｃ／ｓ）に対して、Ｈｅを吹き付けると６．２×１０×１０-9（ａｔｍ・ｃｃ／ｓ）以上に上昇した。なお、はんだの印刷量を増やすとシールリングへのろう付け時のはんだの這い上がりも増して、蓋のシーム溶接時にはんだが再溶融して溶接部まで到達する不具合が多発した。
【００４４】
一方、ＳｎとＰｂとＳｂからなり液相線が２４６℃のペースト状のはんだからなる第一の封止部材とＳｎとＰｂからなり液相線が１８３℃のペースト状のはんだからなる第２の封止部材１１でろう付け（封止）したパッケージでは、ろう付け直後においても、−４０℃〜８５℃の温度サイクルを５００サイクル加えた後においても、Ｈｅ吹き付けの前後でディテクタの値は０．４×１０-9（ａｔｍ・ｃｃ／ｓ）〜０．８×１０-9（ａｔｍ・ｃｃ／ｓ）と変化せず、気密が保たれていることが確認できた。
【００４５】
以上説明したように、本発明の実施の形態による気密封止パッケージは、内側に電子部品を収納する気密封止パッケージ２０であって、パッケージ本体１と、パッケージ本体１と接着される第１の封止部材７と、第１の封止部材７の融点よりも低い融点であり、第１の封止部材７と接着される第２の封止部材１１と、第２の封止部材１１により第１の封止部材７と接合されるカバー部材１９とを備えている。そのため、融点の高い第１の封止部材７と融点の低い第２の封止部材１１とにより、パッケージ本体とカバー部材とを封止している。その結果、相対的に高融点の第１の封止部材７をパッケージ本体１の表面に固着するので、封止部材として全て低融点のろう材を用いる場合と比較して封止部材全体としては脆弱な化合物の割合を減らすことができる。また、相対的に低融点の第２の封止部材１１を用いるので、ろう付け後に発生する熱応力を小さくできることによって、クラックの防止等ができる。よって、気密の信頼性を向上することが可能となる。
【００４６】
また、カバー部材１９が、シールリング８と蓋１５とを含んでいることが好ましい。これにより、パッケージ本体１とシールリング８とを第１の封止部材７および第２の封止部材１１とにより接続し、シールリング８と蓋１５とを接続する。よって、カバー部材１９の構成の自由度を大きくすることが可能となる。
【００４７】
また、第１の封止部材７は、Ａｕを含まない材料からなることが好ましい。これにより、第１の封止部材７は、Ａｕが反応することによる脆弱な化合物を形成することがない。よって、気密の長期信頼性の低下を防止できる。
【００４８】
また、第２の封止部材１１がＳｎ、またはＳｎにＰｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、およびＩｎのうちの少なくとも１つが添加されている材料からなることが好ましい。これにより、第２の封止部材１１の融点を２２０℃以下と低くすることができる。よって、シールリング８のろう付け時の導体層６の剥離やパッケージ本体１のクラック等を防止することができる。
【００４９】
また、パッケージ本体１がセラミック基板を含み、セラミック基板が低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）であることが好ましい。これにより、低抵抗の導体を形成でき、電気性能を改善することができる。また、積層数に制限が無いため、多層化により気密封止パッケージの小型化が可能となる。
【００５０】
さらに、本発明の実施の形態における内側に電子部品を収納する気密封止パッケージ２０の製造方法は、パッケージ本体１の表面に第１の封止部材７を固着する工程（Ｓ３０）と、第１の封止部材７の融点よりも低い融点の第２の封止部材１１を、第１の封止部材７の上に配置する工程（Ｓ４０）と、第２の封止部材１１の上にカバー部材１９を配置して、第１の封止部材７の融点より低い温度で第２の封止部材１１を熱処理することにより第２の封止部材１１を溶融凝固させることによって、第２の封止部材１１とカバー部材１９とを溶着する工程（Ｓ５０〜Ｓ７０）とを備えている。第１の封止部材７の融点より低い温度で第２の封止部材１１を熱処理することにより、第１の封止部材７は完全には液化しない。そのため、封止部材の過度な這い上がりが生じないので、パッケージ本体１とカバー部材１９との溶接性を損なわない。よって、本発明の実施の形態における気密封止パッケージの製造方法によれば、気密の信頼性を向上することが可能となる気密封止パッケージ２０を製造することができる。
【００５１】
また、カバー部材１９は、シールリング８と蓋１５とを含み、第２の封止部材１１とカバー部材１９とを溶着する工程は、第２の封止部材１１の上にシールリング８を配置して、熱処理することにより第２の封止部材１１を溶融凝固させることによって、第２の封止部材１１とシールリング８とを溶着する工程（Ｓ５０、Ｓ６０）と、シールリング８の上に蓋１５を接続する工程（Ｓ７０）とを含むことが好ましい。これにより、パッケージ本体１とシールリング８とを第１の封止部材７および第２の封止部材１１とにより封止し、シールリング８と蓋１５とを接続する。よって、気密の信頼性をより向上することが可能となる気密封止パッケージ２０を製造することができる。
【００５２】
また、第１の封止部材７は、Ａｕを含まない材料からなることが好ましい。これにより、第１の封止部材７は、脆弱な化合物を形成することがない。よって、第２の封止部材１１の長期信頼性の低下を防止できる気密封止パッケージ２０を製造することができる。
【００５３】
また、第２の封止部材１１がＳｎ、またはＳｎにＰｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、およびＩｎのうちの少なくとも１つが添加されている材料からなることが好ましい。これにより、第２の封止部材１１の融点が２３２℃以下と低くすることができる。よって、シールリング８のろう付け時の導体層６の剥離やパッケージ本体１のクラックが防止できる気密封止パッケージ２０を製造することができる。
【００５４】
また、パッケージ本体１がセラミック基板を含み、セラミック基板が低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）であることが好ましい。これにより、低抵抗の導体が形成でき、電気性能を改善できる気密封止パッケージ２０を製造することができる。また、積層数に制限が無いため、多層化により気密封止パッケージの小型化が可能となる気密封止パッケージ２０を製造することができる。
【００５５】
また、上述した気密封止パッケージの製造方法により、気密封止パッケージが製造されることが好ましい。この製造方法により製造される気密封止パッケージ２０は、気密性の高いものとすることができる。
【００５６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施の形態における気密封止パッケージを示す断面図である。
【図２】本実施の形態の気密封止パッケージ２０の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】パッケージ本体の表面に第１の封止部材が固着された後の状態を示す断面図である。
【図４】（Ａ）は、シールリングのＡｕめっきを一部除去する方法を示す概略断面図であり、（Ｂ）は、図４（Ａ）における領域Ａを示す拡大断面図であり、（Ｃ）は、Ａｕめっきを一部除去した後の状態を示すシールリングの部分断面図である。
【図５】（Ａ）は、第２の封止部材を第１の封止部材の上に配置した後の状態を示す断面図であり、（Ｂ）は、図５（Ａ）における領域Ｂを示す拡大断面図である。
【図６】（Ａ）は、第２の封止部材とシールリングとを溶着させた後の状態を示す断面図であり、（Ｂ）は、図６（Ａ）における領域Ｃを示す拡大断面図である。
【図７】気密封止パッケージの信頼性を確認するための実験装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  パッケージ本体、１ａ  ベース部、１ｂ  キャビティ部、２  接地電極、３  信号線路、４  ビアホール、５  ランド、６  導体層、７  封止部材、８  シールリング、９  はんだマスク材、１０  セラミック板、１１  第２の封止部材、１２  半導体素子、１２ａ  電極、１３  配線基板、１３ａ  配線、１４  ボンディングワイヤ、１５  蓋、１６  ゴム板、１７  真空吸着ステージ、１８  真空吸着穴、１９  カバー部材、２０  気密封止パッケージ。
【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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【図７】
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