(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を収納するための収納スペースが表面に開口するように形成されたケースの開口外周部に溶着される電子部品用パッケージの蓋体用の蓋材であって、
３０〜３００℃における熱膨張率が４．０×１０-6〜５．５×１０-6／℃である低熱膨張金属によって形成された基材層と、この基材層の一方の表面に積層され、Ａｇを０．０５〜１０mass％含有するＣｕ−Ａｇ合金によって形成された中間金属層と、この中間金属層に積層され、銀を主成分とする銀ろう合金によって形成されたろう材層を有する、蓋材。
【請求項２】
前記中間金属層の平均厚さが１０μm 以上、２００μm 以下である請求項１に記載した蓋材。
【請求項３】
前記基材層の他方の表面に純ニッケルあるいはニッケルを主成分とするニッケル合金によって形成されたニッケル基金属層が接合された請求項１又は２に記載した蓋材。
【請求項４】
電子部品を収納するための収納スペースが表面に開口するように形成されたケースの開口外周部に溶着される電子部品用パッケージの蓋体用の蓋材の製造方法であって、
３０〜３００℃における熱膨張率が４．０×１０-6〜５．５×１０-6／℃である低熱膨張金属によって形成された基材層の一方の表面にＡｇを０．０５〜１０mass％含有するＣｕ−Ａｇ合金によって形成された中間金属層が積層された中間金属層積層体を準備する準備工程と、
前記中間金属層積層体の中間金属層に銀を主成分とする銀ろう合金によって形成されたろう材層を圧接してろう材層圧接体を得る圧接工程と、
前記ろう材層圧接体に拡散焼鈍を施して前記中間金属層とろう材層とが互いに拡散接合された蓋材を製造する拡散焼鈍工程とを有する、蓋材の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載した蓋材の製造方法であって、前記圧接工程において、前記ろう材層圧接体の中間金属層の平均厚さを１０μm 以上、２００μm 以下とする、蓋材の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載した蓋材の製造方法であって、前記準備工程において、中間金属層積層体の基材層の他方の表面に純ニッケルあるいはニッケルを主成分とするニッケル合金からなるニッケル基金属によって形成されたニッケル基金属層を積層する、蓋材の製造方法。
【請求項７】
電子部品を収納するための収納スペースが表面に開口するように形成されたケースの開口外周部に溶着される電子部品用パッケージの蓋体であって、
請求項１から３のいずれか１項に記載した蓋材から前記ケースの開口部を覆う大きさに加工された、電子部品用パッケージの蓋体。
【請求項８】
電子部品を収納するための収納スペースが表面に開口するように形成されたケースと、このケースの開口部を覆うようにその開口外周部に溶着された蓋体とを備え、前記蓋体は請求項１から３のいずれか１項に記載した蓋材から加工された、電子部品用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を収納するケースの開口部が蓋体によって封止された電子部品用パッケージ、その蓋体およびその素材となる蓋材に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、圧電振動子などの種々の電子部品を収納するパッケージは、特開２０００−３９７３号公報（特許文献１）に開示されているように、電子部品を収納するための凹部が上面に開口するように形成されたケースと、前記凹部を密閉すべく前記ケースの開口部を塞ぐようにケースの開口外周部にろう接された蓋体とを備えている。【０００３】
前記ケースは、アルミナや窒化アルミニウムなどのセラミックスを主材として形成されている。一方、前記蓋体は、Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ合金（商品名：コバール）などの低熱膨張金属で形成された基材層と、前記基材層の一方の表面に積層された、金属ろう材によって形成されたろう材層とを備えている。前記金属ろう材としては、主として銀を主成分とする銀ろう合金が用いられる。【０００４】
前記ケースの開口部に前記蓋体をろう接する手段としては、特許文献１に開示されているように、シーム溶接が適用される場合がある。シーム溶接は、真空中で実施する必要が無く、比較的簡単な設備で、効率良くろう接を行うことができる。ろう接の他の手段として、ケースに重ね合わせた蓋体の外周部にその背面（外面）から電子ビームを照射して、ろう材層を溶融させて接合する電子ビーム溶接も適用することができる。【０００５】
近年、電子部品の低背化、小型化に伴って、そのパッケージもより一層の低背化、小型化が望まれている。このため、蓋体の厚さが薄くなり、またケース自体も小型化され、これに伴ってセラミックスで形成されたケースの電子部品収容用凹部の周りの壁部も薄肉化されている。
このような状況の下で、蓋体をケースにろう接すると、銀ろう合金の融点が７８０℃程度と比較的高温であるため、特許文献１に記載された電子部品用パッケージでは、ケースを形成するセラミックスと蓋体の基材層を形成する低熱膨張金属との熱膨張率差により、ろう材の冷却過程でケースの壁部に大きな熱応力が発生し、この応力によりクラックが発生し、気密性が低下するという問題がある。このような問題は、シーム溶接の場合に限らず、電子ビーム溶接などの局部加熱による溶接においても同様である。【０００６】
そこで、特開２００３−２０９１９７号公報（特許文献２）に記載されているように、電子部品用パッケージの蓋体あるいはその素材となる蓋材として、低熱膨張金属によって形成された基材層と、この基材層の一方の表面に積層され、耐力が１１０Ｎ／mm2 以下の純Ｃｕによって形成された中間金属層と、この中間金属層に積層され、銀を主成分とする銀ろう合金によって形成されたろう材層とを備えたものが提案されている。
【特許文献１】特開２０００−３９７３号公報
【特許文献２】特開２００３−２０９１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近、電子部品の精度の向上がより一層求められており、本発明者の知見によると、蓋体をケースにろう接する前に、蓋体を１５０〜３００℃程度の温度で３〜６０分程度加熱する脱ガス処理を行うことが有効であることが分かった。このような脱ガス処理が有効な理由は以下の通りである。蓋体のろう接の際に、加熱された蓋体から蓋体に付着したガス成分（主に水分）が水蒸気等のガスとなって放散し、このガスがケース内に電子部品と共に封入されると、電子部品の寿命が短くなったり、発振周波数が変動するという問題が生じる。蓋体をケースにろう接する前に、前記脱ガス処理を施すことによりこのような問題を防止することができる。【０００８】
ところが、前記特許文献２に記載した純Ｃｕで形成された中間金属層を備えた蓋体を用いた場合、以下の問題がある。すなわち、脱ガス処理の際の加熱により、基材層に対して熱膨張率の大きい純Ｃｕで形成された中間金属層の熱膨張が基材層に拘束され、これによって生じた圧縮応力により中間金属層が塑性変形を起こす。その後、蓋体が冷却されると、中間金属層は塑性変形によって元の長さよりも縮んだ状態となっているため、熱収縮した基材層に引っ張られて、蓋体は中間金属層側が凹んだアーチ状に変形する。このような変形が生じた蓋体をケースにろう接すると、ろう接作業が難しく、ろう接不良、気密性不良を起こし易くなる。【０００９】
本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、主として水分を加熱除去するための脱ガス処理を施しても変形が生じ難く、しかもセラミックスケースにろう接する際、ケース壁部に生じる熱応力を軽減してクラックの発生を防止することができる電子部品用パッケージの蓋体、その素材となる蓋材およびその蓋材の製造方法を提供すること、さらに前記蓋体によって封止された、気密性に優れた電子部品用パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による蓋材は、電子部品を収納するための収納スペースが表面に開口するように形成されたケースの開口外周部に溶着される電子部品用パッケージの蓋体用の蓋材であって、３０〜３００℃における熱膨張率が４．０×１０-6〜５．５×１０-6／℃である低熱膨張金属によって形成された基材層と、この基材層の一方の表面に積層され、Ａｇを０．０５〜１０mass％含有するＣｕ−Ａｇ合金によって形成された中間金属層と、この中間金属層に積層され、銀を主成分とする銀ろう合金によって形成されたろう材層を備える。以下、成分の単位を単に「％」と表示する。
【００１１】
この蓋材によると、中間金属層は、Ａｇを０．０５〜１０％含有するＣｕ−Ａｇ合金によって形成されているので、蓋材から製作した蓋体をケースの開口外周部にろう接する前に脱ガス処理を施しても、この処理によって前記中間金属層が塑性変形し難く、脱ガス処理後に蓋体に反りが生じ難い。また、前記合金は熱伝導性に優れるため、蓋体のろう接の際に、シーム溶接や電子ビーム溶接などのごく短時間の局部加熱（蓋体周縁部への加熱）によっても、基材層にて発生したジュール熱あるいは基材層に付与された熱を中間金属層を介してろう材層に速やかに伝達することができ、蓋体に反りが生じ難いことと相まって、蓋体をケースの開口外周部に容易かつ確実にろう接することができる。しかも、前記Ｃｕ−Ａｇ合金はその耐力が１００Ｎ／mm2 以下であるため、蓋体をケースの開口外周部にろう接する際、ケースと基材層との熱膨張率の差に起因してケースの壁部に大きな熱応力が生じても、中間金属層が容易に塑性変形するため、その熱応力を軽減することができ、引いてはケースの壁部に生じる割れを防止することができる。なお、前記中間金属層をＮｉ０．５〜６．０％含有するＣｕ−Ｎｉ合金によって形成することにより、前記所定のＣｕ−Ａｇ合金によって形成した場合と同様の効果を期待することができる。
【００１２】
また、前記蓋材において、前記中間金属層はその厚さを１０〜２００μm （１０μm 以上、２００μm 以下）とすることが好ましく、１０μm 以上、１００μm 未満とすることがより好ましい。１０μm 未満では、塑性変形量を十分取ることができないため、ケースに発生する熱応力を軽減する効果が過少となる。一方、２００μm を超えると、中間金属層自体の熱変形が無視できないようになり、ケースに発生する熱応力を軽減することができないようになる。【００１３】
また、前記蓋材において、基材層の他方の表面に純ニッケルあるいはニッケルを主成分とするニッケル合金（これらの合金をまとめて「ニッケル基合金」という場合がある。）で形成されたニッケル基金属層を接合することができる。これによって、基材層の外表面の耐食性を向上させることができ、引いては蓋材、蓋材から加工した蓋体、さらにはこれによって封止された電子部品用パッケージの汚損を防止することができる。また、ニッケル基金属層は基材層と中間金属層との熱膨張率の相違によって発生する反りを軽減する効果も有する。【００１４】
本発明による蓋材の製造方法は、電子部品を収納するための収納スペースが表面に開口するように形成されたケースの開口外周部に溶着される蓋体用の蓋材の製造方法であって、３０〜３００℃における熱膨張率が４．０×１０-6〜５．５×１０-6／℃である低熱膨張金属によって形成された基材層の一方の表面にＡｇを０．０５〜１０％含有するＣｕ−Ａｇ合金によって形成された中間金属層が積層された中間金属層積層体を準備する準備工程と、前記中間金属層積層体の中間金属層に銀を主成分とする銀ろう合金によって形成されたろう材層を圧接してろう材層圧接体を得る圧接工程と、前記ろう材層圧接体に拡散焼鈍を施して前記中間金属層とろう材層とが互いに拡散接合された蓋材を製造する拡散焼鈍工程とを有する。
この製造方法によって、前記基材層に中間金属層とろう材層とが積層した蓋材を容易に製造することができ、圧接の際の圧下率を調節するだけで、中間金属層の厚さを容易に制御することができる。
【００１５】
この製造方法の圧接工程において、ろう材層圧接体の中間金属層の平均厚さを好ましくは１０〜２００μm 、より好ましくは１０μm 以上、１００μm 未満とするのがよい。また、準備工程において、前記中間金属層積層体の基材層の他方の表面に純ニッケルあるいはニッケルを主成分とするニッケル合金で形成されたニッケル基金属層を積層形成することが好ましい。【００１６】
本発明による電子部品用パッケージは、電子部品を収納するための収納スペースが表面に開口するように形成されたケースと、このケースの開口部を覆うようにその開口外周部に溶着された蓋体とを備える。前記蓋体は前記蓋材から、例えば打ち抜き加工によって、加工されたものである。【００１７】
この電子部品用パッケージによると、蓋体のケースへのろう接の前に脱ガス処理を行っても蓋体に反りが生じ難く、またろう接に際し、基材層にて発生したジュール熱あるいは基材層に付与された熱を熱伝導性に優れた中間金属層を介してろう材層側に速やかに伝達して、ろう材の溶融を速やかに行いつつ、前記ケースにかかる熱応力を抑制して蓋体とケースとをろう接することができる。このため、蓋体のろう付け性に優れ、またケースの割れや接合不良を防止することができ、優れた気密性を得ることができる。【００１８】
上記のとおり、本発明の蓋材によれば、中間金属層を所定のＣｕ−Ａｇ合金で形成したので、蓋材から製作した蓋体をケースの開口外周部にろう接する前に脱ガス処理を施しても、蓋体に反りが生じ難い。また、前記合金は熱伝導性に優れるため、蓋体のろう接の際に、基材層に生じた、あるいは付与された熱を中間金属層を介してろう材層に速やかに伝達することができ、蓋体に反りが生じ難いことと相まって、蓋体をケースの開口外周部に容易かつ確実にろう接することができる。しかも、前記合金はその耐力が１００Ｎ／mm2 以下であるため、蓋体のろう付けの際に、蓋体がケースに対して熱膨張しても、中間金属層が塑性変形してケースの壁部に発生する熱応力を緩和することができ、引いては前記壁部に生じる割れを防止することができる。このため、気密性に優れた電子部品用パッケージを得ることができる。また、本発明の蓋材の製造方法によれば、前記蓋材を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の実施形態にかかる蓋材の基本構造を示す部分断面模式図である。
【図２】図２は本発明の実施形態にかかる電子部品用パッケージの基本構造を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  蓋材
２  基材層
３  中間金属層
４  ろう材層
５  ニッケル基金属層
２１  蓋体
３１  ケース
３２  ケース本体
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
まず、本発明の実施形態にかかる蓋材の基本構造を図１を参照して説明する。この蓋材１は、基材層２の一方の表面（図例では上面）にニッケル基金属層５が、他方の表面（図例では下面）に中間金属層３がそれぞれ圧接かつ拡散接合され、また前記中間金属層３の表面にろう材層４が圧接かつ拡散接合されている。【００２２】
前記基材層２は、純鉄（純Ｆｅ）の耐力（２００Ｎ／mm2 ）以上の耐力を有し、熱膨張率が鉄より小さい低熱膨張金属によって形成されている。前記低熱膨張金属は３０〜３００℃における熱膨張率が４．０×１０-6〜５．５×１０-6／℃であるものが好ましい。このような好ましい低熱膨張金属としては、例えば、Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金などのニッケル（Ｎｉ）を３６〜５０％含有したＦｅ−Ｎｉ合金、またコバール（商品名）などのＮｉを２０〜３０％、コバルト（Ｃｏ）を１〜２０％含有したＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金が好適である。
【００２３】
前記ニッケル基金属層５は蓋材１の外表面の耐食性を向上させるものであり、純ニッケルや、Ｎｉを５０wt％以上含有するＣｕ−Ｎｉ合金などのＮｉを主成分としたニッケル合金によって形成される。前記ニッケル基金属は前記基材層２との圧接性、拡散接合性も良好である。もっとも、このニッケル基金属層５は必要により形成すればよく、必ずしも必要とするものではない。【００２４】
前記中間金属層３は、Ａｇを０．０５〜１０％含有し、残部Ｃｕ及び不純物からなるＣｕ−Ａｇ合金で形成されている。Ａｇ量が０．０５％未満では、Ａｇ量が過少であり、脱ガス処理の際の加熱により、材質が軟化し過ぎる。このため、基材層２により中間金属層３の熱膨張が拘束されて圧縮の塑性変形が生じ、冷却後の反りを十分に抑制することができない。一方、Ａｇ量が１０％を超えると、Ａｇは高価な材料であるので材料コストが高くなり過ぎ、経済性を損なう。このため、Ｃｕ−Ａｇ合金を用いる場合、Ａｇ量の下限を０．０５％、好ましくは０．１５％とし、その上限を１０％、好ましくは５．０％、より好ましくは２．０％とする。前記Ｃｕ−Ａｇ合金は、典型的には残部がＣｕ及び不純物で形成されるが、上記合金の特性を害しない範囲であれば、ＺｒやＳｎ等の元素の微量添加は許容される。また、前記中間金属層３のろう付けの際のケース壁部の熱応力軽減効果は、同層を形成する金属材（焼鈍材）の耐力（０．２％耐力）によって左右され、１１０Ｎ／mm2 以下、好ましくは１００Ｎ／mm2 以下とすることが知られているが、前記Ｃｕ−Ａｇ合金は、その焼鈍材の耐力は４５Ｎ／mm2 以上、１００Ｎ／mm2 以下であり、反りに対する抵抗性のみならず、熱応力軽減作用にも優れる。
【００２５】
前記ろう材層４は、銀（Ａｇ）を主成分とする銀ろう合金で形成される。主成分であるＡｇの含有量は７０〜９０％とすることが好ましい。前記銀ろう合金の融点は、７００〜９００℃程度のものが好ましい。具体的な銀ろう合金として、８５％Ａｇ−Ｃｕ合金（融点７８０℃）等のＡｇ−Ｃｕ合金、その他、融点が前記融点範囲内のＡｇ−Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ合金を挙げることができる。電子部品用パッケージは４００℃程度以下の温度で基板にはんだ付けされるため、一旦溶着したろう材層がその温度にて軟化、劣化しないことが必要である。Ａｇの含有量が７０〜９０％の銀ろう合金は、かかる温度条件を満足し、また強度および耐食性も良好であるので好ましい。
一方、銀ろう合金は後述するように、前記中間金属層とろう材層との拡散接合の際にその界面にボイドが生成し易い傾向がある。また、その融点が高いことから、蓋材１から加工した蓋体をケースの開口外周部にろう接する際に、蓋体のろう接部を高温に加熱する必要があり、基材層２の熱変形によりケースに熱応力が発生するという問題があるが、この問題は前記基材層２とろう材層４との間に前記中間金属層３を介在させることによって解消される。【００２６】
前記各層の平均厚さは、ケースの開口部の大きさにもよるが、基材層２は３０〜２００μm 程度、好ましくは５０〜１００μm 程度とされる。中間金属層３は１０〜２００μm 程度、好ましくは１０μm 程度以上、１００μm 程度未満、より好ましくは１５〜６０μm 程度とされる。中間金属層が１０μm 程度未満では熱応力を軽減する作用が不足し、一方２００μm 程度を超えると層厚が厚すぎて、中間金属層自体の熱変形が無視できないようになり、却って熱応力の軽減作用が劣化するようになる。さらに、ろう付けの際、基材層２の膨張により発生した熱応力に対して中間金属層３の塑性変形量を十分に確保することができるように、基材層２の厚さｔｂに対する中間金属層３の厚さｔｍの比ｔｍ／ｔｂを０．２５〜０．６程度とすることが好ましい。また、ろう材層４は５〜５０μm 程度でよく、ニッケル基金属層５は３〜５０μm 程度でよい。さらに、電子部品用パッケージの低背化の観点から、蓋材の全体の厚さは５０〜１５０μm 程度とし、この場合、基材層と中間金属層との合計厚さは３５〜１３５μm 程度とすることが好ましい。【００２７】
次に前記蓋材の製造方法について説明する。
前記蓋材１は、以下の工程により製造される。基材層２の素材である基材シートの一方の表面にニッケル基金属層５の素材であるニッケル基金属シートを、他方の表面に中間金属層３の素材である銅合金シートを重ね合わせる。この重ね合わせた重合体を一対のロールに通して圧下率７０〜８０％程度で圧下し、これによって各々のシートを圧下すると共に圧接し、基材層の両面にニッケル基金属層および中間金属層が圧接された中間金属層積層体を得る。前記中間金属層積層体には、必要に応じてさらに９５０〜１０５０℃程度の温度で中間焼鈍を施すことができる。この中間焼鈍により、隣接する層同士を拡散接合し、その接合力を向上させると共に各層を軟化させることができる。蓋材１にニッケル基金属層５を形成しない場合には、前記ニッケル基金属シートが不要なことは勿論である。以上のようにして前記中間金属層積層体を準備する工程を準備工程と呼ぶ。【００２８】
次に、前記中間金属層積層体の中間金属層の表面にろう材層４の素材であるろう材シートを重ね合わせる。この重ね合わせた重合体を再び一対のロールに通して圧下し、これによって中間金属層の表面にろう材層が圧接されたろう材層圧接体を得る。この工程を圧接工程と呼ぶ。
さらに、前記ろう材層圧接体は拡散焼鈍が施され、中間金属層とろう材層との間に可及的にボイドを介在させることなく、両層が拡散接合された蓋材１を得る。この工程を拡散接合工程と呼ぶ。前記蓋材１は、必要に応じてさらに仕上圧延が施されて、その板厚が調整されてもよい。仕上圧延後の各層の層厚は、圧延の圧下率をＲとしたとき、ほぼ元の層厚の（１−Ｒ）倍に減厚される。【００２９】
前記中間金属層とろう材層との間にボイドを発生させないように両層を接合させるには、前記圧接工程において、前記ろう材層圧接体を得るための圧下率を５０〜８０％程度とし、また前記拡散焼鈍工程において、その拡散焼鈍温度を３８０〜５９０℃程度とすればよい。拡散焼鈍時間は好ましくは２分以上、より好ましくは３分以上とすればよい。焼鈍時間の上限は特に定めないが、生産性を考慮すると１０分以下、好ましくは５分以下とするのがよい。【００３０】
次に、電子部品用パッケージの実施形態を図２を参照しながら説明する。このパッケージのケース３１の封止に用いられた蓋体２１は、前記蓋材１をプレスにて所定寸法に打ち抜き加工したものである。図において、前記蓋体２１を構成する各部については蓋材１と同様であるので、同符号を付し、説明を省略する。【００３１】
このパッケージは、電子部品Ｐを収納するための収納スペース（凹部）３３が上面に開口するように形成されたケース３１と、このケース３１の開口外周部にろう接によって溶着された蓋体２１とを備えている。前記ケース３１は、前記収納スペース３３が上面に開口し、アルミナや窒化ケイ素などのセラミックスにて形成された、絶縁性を有するケース本体３２を備え、このケース本体３２の開口外周部にろう材との溶着を促進する溶着促進層３７が一体的に形成されている。前記溶着促進層３７は、ケース本体３２と一体的に焼成されたタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属からなるメタライズ層３４を有し、その上にニッケル層３５、必要に応じてさらに金層３６が形成されている。【００３２】
前記蓋体２１をケース３１の開口外周部に溶着するには、まずケース３１の開口部を塞ぐようにケース３１の上に、そのろう材層４がケース３１の開口外周部に当接するように蓋体２１を載置し、真空あるいは不活性ガス中にて、前記ろう材層４を溶融させ、蓋体２１をケース３１の開口外周部に溶着する。前記ろう材層４の溶融は、シーム溶接、電子ビーム溶接などを用いて、局部加熱によって行うことが好ましい。前記シーム溶接は、蓋体２１の対向する２辺の端部に沿って一対の電極ローラを転動させながら通電し、主に基材層２のローラの接触部近傍にて局部的にジュール熱を発生させ、これを中間金属層３を介してろう材層４に伝導させ、このろう材層４を溶融し、溶融したろう材によって、蓋体２１をケース３１にろう接する方法である。なお、前記ろう材層４を形成する銀ろう合金の融点が比較的高温であるため、電子部品Ｐを収納したケース３１および蓋体２１の全体を炉中にて加熱し、ろう材層４を溶融させることは、ケース３１に収納された電子部品Ｐの特性を劣化させるおそれがある。このため、かかる加熱方法は避けるべきである。
以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明は上記実施形態や以下の実施例により限定的に解釈されるものではない。
【実施例】
【００３３】
図１に示す４層構造の蓋材の試料が下記の要領により製作された。基材層２の素材として幅２０mm、厚さ２．５mmのＦｅ−２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ合金（商品名コバール）からなる基材シートを、またニッケル基金属層５の素材として幅２０mm、厚さ０．２３mmの純Ｎｉからなるニッケルシートを、また中間金属層３の素材として幅２０mm、厚さ１．３６mmの表１に示す純銅（無酸素銅）あるいは銅合金（以下、両者をまとめて単に「銅材」という場合がある。）からなる銅材シートを準備し、基材シートの一方の表面にニッケルシートを、他方の表面に銅材シートを重ね合わせ、圧下率６０％にて冷間でロール圧下し、隣接する素材同士が圧接された厚さ１mmの３層圧接体を得た。さらに、この圧接体に対して、８００〜１０００℃で１〜３分間程度保持する拡散焼鈍を施し、３層積層体を得た。【００３４】
この３層積層体の銅材層にろう材層４の素材として幅２０mm、厚さ０．１３mmの８５％Ａｇ−１５％Ｃｕ（融点７８０℃）からなるろう材シートを重ね合わせ、圧下率６０％以上で冷間でロール圧下し、３層積層体の銅材層にろう材層が圧接された４層圧接体を得た。この４層圧接体に対して、５００〜６００℃、３分間程度保持する拡散焼鈍を施し、その後仕上げ圧延を行い厚さ８５μm の４層積層体からなる蓋材を得た。【００３５】
このようにして製作された各蓋材から、幅１０mm、長さ５０mmの試験片を採取し、定盤上で平坦にした後、脱ガス条件で採用される最大レベルの加熱温度（３００℃）で３０分間加熱し、冷却後、弓形に反った試験片を再び定盤に載せ、定盤表面からの反りの最大高さ（反り量）を非接触レーザー変位計によって測定した。その結果を表１に示す。【００３６】
また、各蓋材の中間金属層を形成する銅材と同成分の銅材シートを準備し、前記蓋材と同様の製造条件で圧下、焼鈍した銅材板を製造し、これからＪＩＳＺ２２０１に定める試験片を採取し、ＪＩＳＺ２２４１に定める方法で引張試験を行い、蓋材の中間金属層の耐力（０．２％の永久伸びを起こすときの応力）を測定した。その結果を表１に併せて示す。【００３７】
また、各蓋材の中間金属層を形成する銅材と同成分の厚さ１mmの銅材シートを準備し、直径１０mmの試験片を採取し、レーザーフラッシュ法により熱伝導率を測定した。使用した測定機は、アルバック理工株式会社製、ＴＣ−７０００である。その結果を表１に併せて示す。なお、ろう材が中間金属層の上を均一に濡れ広がるには、実用上、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率が必要である。【００３８】
【表１】
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【００３９】
表１より、中間金属層を純銅で形成した蓋材では、反り量が１２mmと非常に大きかったが、銅合金で形成したものでは、Ｎｉ量が０．５％以上、Ａｇ量が０．０５％以上の試料で反り量がかなり減少しており、合金元素量が多いほど反り量の減少が認められた。しかし、Ｎｉ量が１２％では耐力が１１０Ｎ／mm2 超となり、熱応力の緩和には不適当である。もっとも、Ｎｉが６．０％を超えると熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ未満となっており、ろう付け性が劣化する。参考例の試料No. ２−４、発明例の試料No. ７及び８では、反り量が大きく低下しており、また中間金属層の耐力も１００Ｎ／mm2 未満で、熱伝導率も実用レベルであり、蓋材として好適な性質を兼備している。
【図１】
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【図２】
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