(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のシールリングの下面にろう材が被着されて成り、電子部品収納用パッケージの絶縁基体に設けた封止用メタライズ層に前記ろう材を介して接合されるろう材付きシールリングであって、前記ろう材は、その一部が前記シールリングの側面の１／６〜２／３の高さまで延在していることを特徴とするろう材付きシールリング。
【請求項２】
金属製のシールリングの下面にろう材が被着されており、該ろう材の一部が前記シールリングの側面の１／６〜２／３の高さに延在して成るろう材付きシールリングを準備する工程と、前記ろう材付きシールリングを電子部品収納用パッケージの絶縁基体に設けた封止用メタライズ層上に前記ろう材を当接させて位置決めするとともに前記ろう材を溶融させて前記シールリングをろう付けする工程とを具備することを特徴とする電子部品収納用パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子や圧電振動子・表面弾性波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に用いられるろう材付きシールリングおよびそれを用いた電子部品収納用パッケージの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子や圧電振動子等の電子部品を収容するための小型の電子部品収納用パッケージは、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・ガラス−セラミックス等の電気絶縁材料から成り、その上面中央部に電子部品を搭載するための凹状の搭載部を有するとともに搭載部内から下面外周部にかけて導出する複数のメタライズ配線導体および上面に搭載部を取り囲むように被着された枠状の封止用メタライズ層を有する絶縁基体と、この絶縁基体の封止用メタライズ層に銀−銅合金から成るろう材を介して接合された鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る枠状のシールリングと、このシールリングの上面にシームウエルド法等により接合される鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る金属蓋体とから構成されている。
【０００３】
そして、この電子部品収納用パッケージによれば、絶縁基体の搭載部底面に電子部品を搭載するとともにこの電子部品の電極を搭載部内のメタライズ配線導体に例えば半田や導電性樹脂から成る導電性接合材を介して電気的に接続し、しかる後、シールリングの上面に金属蓋体をシームウエルド法により溶接することによって絶縁基体とシールリングと金属蓋体とから成る容器の内部に電子部品が気密に封止され、それにより製品としての電子装置となる。
【０００４】
なお、絶縁基体の封止用メタライズ層にシールリングをろう材を介して接合するには、金属から成るシールリングの下面に箔状のろう材を予め被着させたろう材付きのシールリングを準備するとともにこのろう材付きシールリングを絶縁基体の封止用メタライズ層上にろう材が当接するように位置決めし、しかる後、これらを電気炉等の加熱装置で加熱してろう材を溶融させて封止用メタライズ層とシールリングとをろう付けする方法が採用されている。
【０００５】
また、このようなろう材付きシールリングは、一方の主面に銀−銅合金等のろう材層が圧着されて成る鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属板を例えば打ち抜き金型によりろう材層側から枠状に打ち抜くことにより製作されている。なお、金属板を反対側から打抜いてろう材付きのシールリングを製作すると、打抜き時にシールリングの打抜き終了面側に発生するバリがろう材中に食い込むように形成され、このようにろう材中にシールリングのバリが食い込んだろう材付きシールリングを使って電子部品収納用パッケージを製造した場合、シールリングがそのバリの高さ分だけ封止用メタライズ層から浮き上がり、シールリングと封止用メタライズ層との間に大きな隙間が形成されて両者を正常にろう付けすることができなくなる危険性がある。また、打抜き時に発生する力によりろう材がシールリングから剥離することがあり、そのような剥離が発生するとろう材とシールリングとの間の隙間に水分等が入り込みろう材およびシールリングに腐蝕が発生しやすい。したがって、通常はろう材層側から打抜くことによって製作されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のろう材付きシールリングにおいては、これを製作する際に一方の主面にろう材層が圧着された金属板をろう材層側から打抜くと、ろう材は柔らかく延展性に富むことから打抜き時の摩擦によりろう材の外周縁がシールリングの側面まで延びてシールリングの側面の略全面にろう材が延在してしまい、そのようにシールリングの側面の略全面にろう材が延在したろう材付きシールリングを絶縁基体の封止用メタライズ層にろう付けすると、ろう付けの際に溶融したろう材がシールリングの側面を介してシールリングの上面に多量に這い上がりやすく、そのようにシールリングの上面に多量のろう材の這い上がりがあると、シールリングの上面に金属蓋体をシームウエルド法により溶接する際に、シールリングの上面に多量に這い上がったろう材が溶融して飛び散り、それが電子部品収納用パッケージの内部に収容する電子部品に付着して電子部品の正常な作動を阻害したり、あるいは、接合されたシールリングと金属蓋体との間に腐蝕しやすい銀−銅合金から成るろう材が露出し、そのように露出したろう材からシールリングと金属蓋体との間に腐蝕が発生してパッケージの気密信頼性が損なわれてしまうという問題点を有していた。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、絶縁基体のろう付け用メタライズ層にろう付けした際にシールリングの上面へのろう材の這い上がりが少ないとともにシールリング側面とろう付け用メタライズ層との間に大きなろう材溜まりを形成することが可能なろう材付きシールリングおよびこれを用いた電子部品収納用パッケージの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のろう材付きシールリングは、金属製のシールリングの下面にろう材が被着されて成り、電子部品収納用パッケージの絶縁基体に設けた封止用メタライズ層にろう材を介して接合されるろう材付きシールリングであって、ろう材は、その一部がシールリングの側面の１／６〜２／３の高さまで延在していることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の電子部品収納用パッケージの製造方法は、金属製のシールリングの下面にろう材が被着されており、このろう材の一部がシールリングの側面の１／６〜２／３の高さに延在して成るろう材付きシールリングを準備する工程と、ろう材付きシールリングを電子部品収納用パッケージの絶縁基体に設けた封止用メタライズ層上にろう材を当接させて位置決めするとともにろう材を溶融させてシールリングをろう付け用メタライズ層にろう付けする工程とを具備することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のろう材付きシールリングによれば、ろう材の一部がシールリングの側面の１／６〜２／３の高さまで延在していることから、封止用メタライズ層にろう付けする際に溶融したろう材がシールリングの上面に多量に這い上がることがないとともに絶縁基体の封止用メタライズ層とシールリング側面との間に大きなろう材溜まりが形成される。
【００１１】
また、本発明の電子部品収納用パッケージの製造方法によれば、ろう材の一部がシールリングの側面の１／６〜２／３の高さに延在して成るろう材付きシールリングを、電子部品収納用パッケージの絶縁基体に設けた封止用メタライズ層上にろう材を当接させて位置決めするとともにろう材を溶融させてシールリングを封止用メタライズ層にろう付けすることから、溶融したろう材がシールリングの上面に多量に這い上がることがないとともに絶縁基体の封止用メタライズ層とシールリング側面との間に大きなろう材溜まりが形成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面を基に説明する。
【００１３】
図１は、本発明のろう材付きシールリングおよびこれを用いた電子部品収納用パッケージの製造方法が適用される電子部品収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、図中、１は絶縁基体、２はシールリング、３は金属蓋体である。そして、主にこれらで電子部品７を気密に収容する容器が構成される。
【００１４】
絶縁基体１は、例えば一辺の長さが２〜20ｍｍ程度で厚みが0.5〜３ｍｍ程度の略四角形状であり、その上面中央部に電子部品７を搭載するための略四角凹状の搭載部１ａが設けてある。この搭載部１ａには電子部品７が搭載固定される。
【００１５】
このような絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・ガラス−セラミックス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であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクタブレード法等を採用してシート状となすことによって複数枚のセラミックグリーンシートを得、しかる後、これらのセラミックグリーンシートの各々に適当な打ち抜き加工を施すとともにこれらを上下に積層し、約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【００１６】
また、絶縁基体１には、搭載部１ａの底面から側面を介して下面に導出する複数のメタライズ配線導体４が被着形成されている。メタライズ配線導体４は、搭載部１ａに搭載される電子部品７の各電極を外部の電気回路に電気的に接続するための導電路として機能し、その搭載部１ａ底面部位には電子部品７の各電極が半田や導電性樹脂から成る導電性接合材８を介して電気的に接続され、また絶縁基体１の下面に導出した部位は半田等から成る導電性接合材を介して外部電気回路に接続される。
【００１７】
このようなメタライズ配線導体４は、タングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布し、これを絶縁基体１用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって絶縁基体１の搭載部１ａ底面から側面を介して下面に導出するように被着形成される。
【００１８】
なお、メタライズ配線導体４の表面には、メタライズ配線導体４が酸化腐食するのを有効に防止するとともにメタライズ配線導体４と導電性接合材８等との接合性を良好なものとするために、通常であれば、厚みが１〜10μｍ程度のニッケルめっき層および厚みが0.1〜3.0μｍ程度の金めっき層が従来周知の電解めっき法や無電解めっき法により順次被着されている。
【００１９】
さらに、絶縁基体１の上面には、搭載部１ａを取り囲むようにしてタングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成る略長方形枠状の封止用メタライズ層５が被着形成されている。この封止用メタライズ層５は、例えば厚みが10〜20μｍ程度、各辺の幅が0.2〜0.5ｍｍ程度であり、絶縁基体１にシールリング２を接合するための下地金属として機能する。そして、この封止用メタライズ層５の上面には、搭載部１ａを取り囲む略四角枠状の金属から成るシールリング２が銀−銅合金等から成るろう材６を介してろう付けされている。
【００２０】
このような封止用メタライズ層５は、例えばタングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布し、これを絶縁基体１用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって絶縁基体１の上面に搭載部１ａを取り囲むようにして被着形成される。
【００２１】
なお、封止用メタライズ層５の表面には、封止用メタライズ層５とろう材６との濡れ性を良好とするために、通常であれば、厚みが0.5〜５μｍ程度のニッケルめっき層がろう付けの前に予め被着されている。
【００２２】
また、封止用メタライズ層５に銀−銅合金等のろう等のろう材６を介してろう付けされたシールリング２は、例えば鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成り、金属蓋体３を絶縁基体１に溶接するための下地金属部材として機能する。そして、絶縁基体１の搭載部１ａに電子部品７を搭載固定するとともに電子部品７の電極をメタライズ配線導体４に電気的に接続した後、このシールリング２上に金属蓋体３をシームウエルド法により溶接することによって絶縁基体１とシールリング２と金属蓋体３とから成る容器の内部に電子部品７が気密に封止されて製品としての電子装置が完成する。
【００２３】
次に、本発明のろう材付きシールリングおよびこれを用いた電子部品収納用パッケージの製造方法について説明する。
【００２４】
図２は、本発明のろう材付きシールリングの実施の形態の一例を示す要部拡大断面図であり、２はシールリング、６はろう材である。
【００２５】
シールリング２は、鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等から成る略四角形の枠体である。このシールリング２は、通常、その内周が搭載部１ａの開口と略同じ大きさであり、厚みが0.1〜0.25ｍｍ程度、各辺の幅が0.1〜0.4ｍｍ程度である。さらに、その外周面および内周面の各角部には曲率半径が0.1〜２ｍｍ程度の丸みを有している。そして、その下面に銀−銅合金等のろう材６が被着されているとともに、ろう材６の一部がその側面の１／６〜２／３の高さまで延在しており、それによって本発明のろう材付きシールリングが形成されている。シールリング２の下面に被着されたろう材６の厚みは20〜60μｍ程度であり、側面に延在するろう材６の厚みは10μｍ以下程度である。
【００２６】
そして、本発明の電子部品収納用パッケージの製造方法においては、この本発明のろう材付きシールリングを図３に断面図で示すように、絶縁基体１の封止用メタライズ層５上にろう材６を当接させて位置決めするとともに、これらを例えば電気炉によりろう材６の融点以上の温度に加熱してろう材６を溶融させた後、常温に冷却することによって図１に示すようにシールリング２がろう材６を介して絶縁基体１の封止用メタライズ層５上にろう付けされる。
【００２７】
本発明においては、ろう材６がシールリング２の側面の１／６〜２／３の高さまで延在しており、そのことが重要である。このように、ろう材６がシールリング２の側面の１／６〜２／３の高さまで延在していることから、本発明のろう材付きシールリングを絶縁基体１の封止用メタライズ層５上にろう材６が当接するように位置決めするとともにろう材６を溶融させてろう付けする際に、ろう材６が元々延在しているシールリング２の側面の１／６〜２／３の高さまではろう材６とシールリング２との濡れ性が極めて良好であり、このシールリング２の側面の１／６〜２／３までの高さの領域と封止用メタライズ層５との間に大きなろう材６の溜まりが形成されてシールリング２がろう材６を介して封止用メタライズ層５に強固に接合される。他方、ろう材６が元々延在していないシールリング２の側面の上端部ではろう材６との濡れ性がそれほど良好ではなく、したがってこの上端部を介してシールリング２の上面にろう材６が多量に這い上がることを有効に防止することができる。
【００２８】
なお、本発明のろう材付きシールリングにおいて、ろう材６がシールリング２の側面に延在する高さがシールリング２の側面の１／６未満であると、シールリング２をろう材６を介して絶縁基体１の封止用メタライズ層５にろう付けした場合に、シールリング２の側面と封止用メタライズ層５との間に形成されるろう材６の溜まりが小さく、シールリング２を封止用メタライズ層５に強固にろう付けすることが困難となる傾向にあり、他方、２／３を超えると、シールリング２をろう材６を介して絶縁基体１の封止用メタライズ層５にろう付けした場合に、シールリング２の上面に多量のろう材６が這い上がりやすくなる傾向にある。したがって、ろう材６がシールリング２の側面に延在する高さは、シールリング２の側面の１／６〜２／３の高さに特定される。
【００２９】
このようなろう材付きシールリングは、下面にろう材層が圧着された金属板を打抜き金型によりろう材層側から所定の枠状に打抜いた後、それに適当なバレル研磨および／または化学研磨を施すことにより製作される。このとき、ろう材６の外周部が打抜き時の摩擦によりシールリング２の側面に延びて付着する。シールリング２の側面に延在するろう材６の厚みは、シールリング２の側面の下端側で厚く、上端側で薄くなる。そして、バレル研磨や化学研磨により上端側の薄い部分を所定の高さだけ除去することによってろう材６がシールリング２の側面に延在する高さをシールリング２の側面１／６〜２／３の高さとした本発明のろう材付きシールリングを得ることができる。
【００３０】
かくして、本発明のろう材付きシールリングおよびこれを用いた電子部品収納用パッケージの製造方法によれば、絶縁基体１の封止用メタライズ層５にろう材６を当接させて位置決めするとともにろう材６を溶融させてシールリング２をろう付けすることにより、シールリング２の側面と封止用メタライズ層５との間に大きなろう材６の溜まりが形成されて両者がろう材６を介して強固に接合されるとともにシールリング２の上面にろう材６が多量に這い上がることがないろう材付きシールリングおよびこれを用いた電子部品収納用パッケージを提供することができる。
【００３１】
なお、本発明は、上述の実施の形態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であれば、種々の変更は可能であることはいうまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のろう材付きシールリングによれば、ろう材の一部がシールリングの側面の１／６〜２／３の高さまで延在していることから、封止用メタライズ層にろう付けする際に溶融したろう材がシールリングの上面に多量に這い上がることがないとともに絶縁基体の封止用メタライズ層とシールリングの側面との間に大きなろう材溜まりが形成される。
【００３３】
また、本発明の電子部品収納用パッケージの製造方法によれば、ろう材の一部がシールリングの側面の１／６〜２／３の高さに延在して成るろう材付きシールリングを、電子部品収納用パッケージの絶縁基体に設けた封止用メタライズ層上にろう材を当接させて位置決めするとともにろう材を溶融させてシールリングを封止用メタライズ層にろう付けすることから、溶融したろう材がシールリングの上面に多量に這い上がることがないとともに絶縁基体の封止用メタライズ層とシールリング側面との間に大きなろう材溜まりが形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のろう材付きシールリングおよびこれを用いた電子部品収納用パッケージの製造方法が適用される電子部品収納用パッケージの実施の形態例を示す断面図である。
【図２】本発明のろう材付きシールリングの実施の形態例を示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明の電子部品収納用パッケージの製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１・・・・絶縁基体
２・・・・シールリング
３・・・・金属蓋体
５・・・・封止用メタライズ層
６・・・・ろう材
７・・・・電子部品
【図１】
0003764669.tif 000002
【図２】
0003764669.tif 000003
【図３】
0003764669.tif 000004