CN100452365C - 气体密封用盖子及其制造方法、电子部件收容用封装件 - Google Patents

气体密封用盖子及其制造方法、电子部件收容用封装件 Download PDF

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Abstract

可以得到抑制电子部件(20)的特性劣化，降低材料成本，并且可以使用不含Pb的钎焊料，而且，能够抑制气密性降低的气体密封用盖子(1)。此一气体密封用盖子具有低热膨胀层(2)、在低热膨胀层的表面上形成的、含有扩散促进料的以Ni为主要成分的Ni-Co合金层(3)、在Ni-Co合金层的表面上形成的Ni层(4)、以及在Ni层的表面上的电子部件收容体(10)被接合的区域上形成的以Sn为主要成分的钎焊料层(5)。Ni层具有在大约235℃(第一温度)下抑制Ni-Co合金层扩散到钎焊料层、并且钎焊料层在大约300℃～320℃(第二温度)下与电子部件收容体进行接合之际Ni-Co合金层经由Ni层扩散到钎焊料层的功能。

Description

气体密封用盖子及其制造方法、电子部件收容用封装件
技术领域
本发明涉及气体密封用盖子，气体密封用盖子的制造方法和电子部件收容用封装件，特别是，涉及为了收容电子部件而用的气体密封用盖子、气体密封用盖子的制造方法和电子部件收容用封装件。
背景技术
目前用于便携式电话的杂音去除的SAW滤波器(表面弹性波滤波器)或水晶振子等电子部件的气体密封中用的SMD(表面安装器件：Surface Mount Device)封装件(表面安装型器件封装体)等电子部件收容用封装件是公知的。而且，这种电子部件收容用封装件由搭载电子部件的电子部件收容体(壳体)、和气体密封电子部件收容体的气体密封用盖子来构成。此一气体密封用盖子通过被加热经由钎焊料接合于电子部件收容体。然后，电子部件用封装件通过再次被加热而安装于电子设备的印制配线基板。现有技术中，用以Au-Sn类合金(Sn：质量百分比为约20％)等贵金属为主要成分的高熔点钎焊料或由Sn-Pb类合金组成的高熔点钎焊料，以便在电子部件收容用封装件安装于电子设备等的印制配线基板之际，气体密封用盖子的密封部分不熔融。但是，由Au-Sn类合金组成的高熔点钎焊料非常高价，并且因为由Sn-Pb类合金组成的高熔点钎焊料含有Pb，故从环境方面来说优选不使用。
因此，目前，提出了即使在气体密封用盖子的密封部分用低熔点钎焊料的场合，在电子部件收容用封装件安装于电子设备等的印制配线基板之际，气体密封用盖子的密封部分也不熔融的电子部件收容用封装件。这种电子部件收容用封装件，例如，在国际公开WO02/078085号公报中公开了。在上述国际公开WO02/078085号公报中，公开了用在芯部(基件)的上面上配置Ni基金属层，并且在下面上按此一顺序重合在气体密封时扩散于焊剂层的Ni合金层和焊剂层(钎焊料层)后，通过压接接合这四层材料而一体地形成的盖体(气体密封用盖子)的电子部件收容用封装件。在这种电子部件收容用封装件中，由于在气体密封时Ni合金层扩散于焊剂层，所以在焊剂层中形成金属间化合物。借此，由于可以提高钎焊料层的熔点，所以在电子部件收容用封装件安装于电子设备等的印制配线基板之际，可以抑制盖体的密封部分的熔融。但是，在上述国际公开WO02/078085号公报中所公开的结构中，由于通过压接接合包括焊剂层的四层材料而一体地形成盖体，所以焊剂层配置成覆盖配置于电子部件收容用封装件的内部的电子部件的上面。因此，在用盖体气体密封之际，存在着有时因焊剂层飞散到电子部件上而电子部件的特性劣化这样的问题。
为了消除这样的问题，可以考虑在上述国际公开WO02/078085号公报的结构中，在基件的下面上形成Ni合金层，仅在Ni合金层的下面上的密封部分形成钎焊料层。在像这样部分地形成钎焊料层的场合，把钎焊料糊剂配置于Ni合金层的下面上的密封部分后，通过熔融钎焊料糊剂，来形成Ni合金层扩散的钎焊料层是一般的。
但是，在上述国际公开WO02/078085号公报的结构中，如果把钎焊料糊剂配置于Ni合金层的下面上的密封部分后通过熔融钎焊料糊剂来形成钎焊料层，在熔融钎焊料糊剂而形成钎焊料层之际，产生在钎焊料层中形成金属间化合物并且钎焊料层的熔点提高这样的问题。因此，在钎焊料层形成后，在熔融钎焊料层而把气体密封用盖子接合于电子部件收容体之际，存在着钎焊料层不容易熔融这样的问题。结果，由于钎焊料层对电子部件收容体的润湿性降低，所以存在着有时电子部件收容用封装件的气密性降低这样的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述这种课题而作成的，本发明的一个目的在于提供一种可以抑制电子部件的特性劣化，降低材料成本，并且使用不含有Pb的钎焊料，而且，能够抑制气密性降低的气体密封用盖子，气体密封用盖子的制造方法，电子部件收容用封装件和电子部件收容用封装件的制造方法。
为了实现上述目的，根据本发明的第一侧面的气体密封用盖子，是可以用于用来收容电子部件的包括电子部件收容体的电子部件收容用封装件的气体密封用盖子，其中具有：基件；在基件的表面上形成，含有扩散促进料的以Ni为主要成分的第一层；在第一层的表面上所形成的第二层；以及在第二层的表面上的电子部件收容体(电子部件收容部件)被接合的区域上所形成的以Sn为主要成分的钎焊料层，第二层，具有抑制第一层在第一温度下扩散到钎焊料层，并且在高于第一温度的第二温度下钎焊料层与电子部件收容体进行接合之际，使第一层经由第二层扩散到钎焊料层的功能。
在根据本发明的第一侧面的气体密封用盖子中，如上所述，由于通过使第二层抑制第一层在第一温度下扩散到钎焊料层地发挥功能，在第一温度下，可以抑制在钎焊料层上形成金属间化合物，所以可以抑制钎焊料层的熔点的提高。借此，由于在通过把气体密封用盖子加热到高于第一温度的第二温度而经由钎焊料层接合于电子部件收容体之际，可以抑制钎焊料层对电子部件收容体的润湿性的降低，所以可以抑制电子部件收容用封装件的气密性的降低。此外，由于在第二层的表面上的电子部件收容体被接合的区域上，形成以Sn为主要成分的钎焊料层，可以抑制钎焊料层覆盖配置于电子部件收容用封装件的内部的电子部件的上面，所以在把气体密封用盖子接合于电子部件收容体之际，可以抑制钎焊料层飞散到电子部件。借此，可以抑制电子部件的特性劣化。此外通过使第二层如下地发挥功能：在钎焊料层在高于第一温度的第二温度下与电子部件收容体进行接合之际，使第一层经由第二层而扩散到钎焊料层，可以在钎焊料层上形成金属间化合物，所以可以提高钎焊料层的熔点。借此，在把电子部件收容用封装件安装于电子设备的印制配线基板之际，可以抑制随着电子部件收容用封装件成为高温并且钎焊料层也成为高温而导致的钎焊料层的熔融。在此一场合，由于没有必要用由高价的Au-Sn类合金或Sn-Pb类合金组成的高熔点钎焊料，所以可以降低材料成本，并且可以使用不含Pb的钎焊料。
在根据上述第一侧面的气体密封用盖子中，优选是，第一温度是通过使钎焊料糊剂熔融而形成钎焊料层之际的温度，第二温度是通过使钎焊料层熔融而把气体密封用盖子接合于电子部件收容体之际的温度。如果像这样构成，则在通过熔融钎焊料糊剂而形成钎焊料层之际的第一温度下，通过第二层的功能，可以抑制在钎焊料层上形成金属间化合物，所以可以容易地抑制在钎焊料层的形成时钎焊料层的熔点提高。借此，由于在把气体密封用盖子接合于电子部件收容体之际，钎焊料层容易熔融，所以可以容易地把气体密封用盖子接合于电子部件收容体。
在根据上述第一侧面的气体密封用盖子中，优选是，第二层由Ni来形成。如果像这样构成，则靠由Ni组成的第二层，可以容易地抑制第一层扩散到钎焊料层。
在上述第二层由Ni来形成的气体密封用盖子中，优选是，第二层具有0.03μm以上0.075μm以下的厚度。如果像这样构成，按照具有如下功能的方式：抑制第一层在第一温度下扩散到钎焊料层，并且在钎焊料层在高于第一温度的第二温度下与电子部件收容体进行接合之际，使第一层经由第二层扩散到钎焊料层，而可以容易地形成由Ni组成的第二层。
在根据上述第一侧面的气体密封用盖子中，优选是，第一层，作为扩散促进料含有质量百分比为7.5％～20％的Co。如果像这样构成，则由于在钎焊料层在高于第一温度的第二温度下与电子部件收容体进行接合之际，可以使第一层经由第二层充分地扩散到钎焊料层，所以可以在钎焊料层上形成足够量的金属间化合物。
在上述根据第一侧面的气体密封用盖子中，优选是，基件由Fe-Ni-Co类合金来形成。如果像这样构成，则由于可以减小基件的热膨胀系数，所以可以减小气体密封用盖子的热膨胀系数。借此，由于在电子部件收容体由陶瓷等热膨胀系数小的材料来形成的场合，可以减小气体密封用盖子与电子部件收容体的热膨胀系数差，所以在高温时可以抑制在气体密封用盖子与电子部件收容体的接合部产生裂纹或裂痕。
在上述根据第一侧面的气体密封用盖子中，优选是，第一层和第二层通过镀敷来形成。如果像这样构成，则可以容易地形成第一层和第二层。
在上述第一层和第二层通过镀敷来形成的气体密封用盖子中，优选是，第一层在基件的表面的整个面上形成，并且第二层在第一层的表面的整个面上形成。如果像这样构成，则通过镀敷，可以更容易地形成第一层和第二层。
在根据上述第一侧面的气体密封用盖子中，优选是，钎焊料层不含有Pb，并且含有Ag。在像这样用不含有Pb的由Sn-Ag组成的低熔点钎焊料的场合，通过上述发明的构成，由于在气体密封用盖子与电子部件收容体的接合时形成钎焊料层的熔点提高的金属间化合物，所以在把电子部件收容用封装件安装于电子设备等的印制配线基板的场合，可以抑制钎焊料层的熔融。
根据本发明的第二侧面的电子部件收容用封装件，是包括用来收容电子部件的电子部件收容体的电子部件收容用封装件，其中包括气体密封用盖子，该气体密封用盖子具有：基件；在基件的表面上形成，含有扩散促进料的以Ni为主要成分第一层；在第一层的表面上所形成的第二层；以及在第二层的表面上的电子部件收容体被接合的区域上所形成的以Sn为主要成分的钎焊料层，第二层具有如下的功能：抑制第一层在第一温度下扩散到钎焊料层，并且在高于第一温度的第二温度下钎焊料层与电子部件收容体进行接合之际，使第一层经由第二层扩散到钎焊料层；在对应于钎焊料层的电子部件收容体的部分上，形成第三层，钎焊料层与第三层接合，并且在气体密封用盖子与电子部件收容体的接合部上，形成钎焊料层的含Sn的金属间化合物。
在根据本发明的第二侧面的电子部件收容用封装件中，如上所述，由于通过使第二层按照抑制第一层在第一温度下扩散到钎焊料层地发挥功能，在第一温度下，可以抑制在钎焊料层上形成金属间化合物，所以可以抑制钎焊料层的熔点的提高。借此，由于在通过把气体密封用盖子加热到高于第一温度的第二温度而经由钎焊料层接合于电子部件收容体之际，可以抑制钎焊料层对电子部件收容体的润湿性的降低，所以可以抑制电子部件收容用封装件的气密性的降低。此外，由于在第二层的表面上的电子部件收容体被接合的区域上，形成以Sn为主要成分的钎焊料层，可以抑制钎焊料层覆盖配置于电子部件收容用封装件的内部的电子部件的上面，所以在把气体密封用盖子接合于电子部件收容体之际，可以抑制钎焊料层飞散到电子部件。借此，可以抑制电子部件的特性劣化。此外由于使第二层按照在钎焊料层在高于第一温度的第二温度下与电子部件收容体进行接合之际，使第一层经由第二层而扩散到钎焊料层的方式发挥功能，借此可以在钎焊料层上形成金属间化合物，所以可以提高钎焊料层的熔点。借此，在把电子部件收容用封装件安装于电子设备的印制配线基板之际，可抑制因电子部件收容用封装件成为高温同时钎焊料层也成为高温而导致钎焊料层的熔融。在此一场合，由于没有必要用由高价的Au-Sn类合金或Sn-Pb类合金组成的高熔点钎焊料，所以可以降低材料成本，并且可以使用不含Pb的钎焊料。
在根据上述第二侧面的电子部件收容用封装件中，优选是，气体密封用盖子与电子部件收容体的接合部含有由Ni-Sn类合金组成的金属间化合物，对应于气体密封用盖子与电子部件收容体的接合部的第二层的部分扩散到金属间化合物中。如果像这样构成，则可以容易地经由第二层使第一层扩散到钎焊料层。
根据本发明的第三侧面的气体密封用盖子的制造方法，是用于包括用来收容电子部件的电子部件收容体的电子部件收容用封装件的气体密封用盖子的制造方法，其中，该制造方法包括：准备基件的工序；在基件的表面上形成含有扩散促进料的以Ni为主要成分的第一层的工序；在第一层的表面上形成第二层的工序；以及在第二层的表面上的电子部件收容体被接合的区域上形成以Sn为主要成分的钎焊料层的工序，形成第二层的工序包括形成具有如下功能的第二层的工序：在第一温度下形成钎焊料层之际，抑制第一层扩散到钎焊料层，并且钎焊料层在高于第一温度的第二温度下与电子部件收容体进行接合之际，使第一层经由第二层扩散到钎焊料层。
在根据本发明的第三侧面的气体密封用盖子的制造方法中，如上所述，由于形成第二层的工序，包括形成具有在第一温度下形成钎焊料层之际抑制第一层扩散到钎焊料层的功能的第二层的工序，借此在第一温度下，可以抑制在钎焊料层上形成金属间化合物，所以可以抑制钎焊料层的熔点的提高。借此，由于在通过把气体密封用盖子加热到高于第一温度的第二温度而经由钎焊料层接合于电子部件收容体之际，可以抑制钎焊料层对电子部件收容体的润湿性的降低，所以可以抑制电子部件收容用封装件的气密性的降低。此外，由于在第二层的表面上的电子部件收容体被接合的区域上形成以Sn为主要成分的钎焊料层，借此可以抑制钎焊料层覆盖配置于电子部件收容用封装件的内部的电子部件的上面，所以在把气体密封用盖子接合于电子部件收容体之际，可以抑制钎焊料层飞散到电子部件。借此，可以抑制电子部件的特性劣化。此外，由于使第二层按照在钎焊料层在高于第一温度的第二温度下与电子部件收容体进行接合之际，使第一层经由第二层而扩散到钎焊料层的方式发挥功能，借此可以在钎焊料层上形成金属间化合物，所以可以提高钎焊料层的熔点。借此，在把电子部件收容用封装件安装于电子设备的印制配线基板之际，可以抑制因电子部件收容用封装件成为高温并且钎焊料层也成为高温而导致钎焊料层的熔融。在此一场合，由于没有必要用由高价的Au-Sn类合金或Sn-Pb类合金组成的高熔点钎焊料，所以可以降低材料成本，并且可以使用不含Pb的钎焊料。
在根据上述第三侧面的气体密封用盖子的制造方法中，优选是，形成钎焊料层的工序，包括在第二层的表面上的电子部件收容体被接合的区域上配置以Sn为主要成分的钎焊料糊剂的工序；和通过在第一温度下熔融钎焊料糊剂而形成以Sn为主要成分的钎焊料层的工序。如果像这样构成，则可以容易地仅在第二层的表面上的电子部件收容体被接合的区域上，形成以Sn为主要成分的钎焊料层。
在根据上述第三侧面的气体密封用盖子的制造方法中，优选是，第二层由Ni来形成。如果像这样构成，则靠由Ni组成的第二层，可以容易地抑制第一层扩散到钎焊料层。
在上述第二层由Ni来形成的气体密封用盖子的制造方法中，优选是，第二层具有0.03μm以上0.075μm以下的厚度。如果像这样构成，则可以容易地按照具有如下功能的方式形成由Ni组成的第二层，所述功能为：抑制第一层在第一温度下扩散到钎焊料层，并且在钎焊料层在高于第一温度的第二温度下与电子部件收容体进行接合之际，使第一层经由第二层扩散到钎焊料层。
在根据上述第三侧面的气体密封用盖子的制造方法中，优选是，第一层作为扩散促进料含有质量百分比为7.5％～20％的Co。如果像这样构成，则由于在钎焊料层在高于第一温度的第二温度下与电子部件收容体进行接合之际，可以使第一层经由第二层充分地扩散到钎焊料层，所以可以在钎焊料层上形成足够量的金属间化合物。
在根据上述第三侧面的气体密封用盖子的制造方法中，优选是，基件由Fe-Ni-Co类合金来形成。如果像这样构成，则由于可以减小基件的热膨胀系数，所以可以减小气体密封用盖子的热膨胀系数。借此，由于在电子部件收容体由陶瓷等热膨胀系数小的材料来形成的场合，可以减小气体密封用盖子与电子部件收容体的热膨胀系数差，所以在高温时可以抑制在气体密封用盖子与电子部件收容体的接合部裂纹或裂痕的发生。
在根据上述第三侧面的气体密封用盖子的制造方法中，优选是，形成第一层的工序包括通过镀敷来形成第一层的工序，形成第二层的工序包括通过镀敷来形成第二层的工序。如果像这样构成，则可以容易地形成第一层和第二层。
在形成上述第一层的工序包括通过镀敷来形成第一层的工序，形成第二层的工序包括通过镀敷来形成第二层的工序的气体密封用盖子的制造方法中，优选是，通过镀敷来形成第一层的工序包括在基件的表面的整个面上形成第一层的工序，通过镀敷来形成第二层的工序包括在第一层的表面的整个面上形成第二层的工序。如果像这样构成，则通过镀敷，可以更容易地形成第一层和第二层。
在根据上述第三侧面的气体密封用盖子的制造方法中，优选是，钎焊料层不含有Pb，含有Ag。在像这样用不含有Pb的由Sn-Ag组成的低熔点钎焊料的场合，通过上述发明的构成，由于在气体密封用盖子与电子部件收容体的接合时形成钎焊料层的熔点提高的金属间化合物，所以在把电子部件收容用封装件安装于电子设备等的印制配线基板的场合，可以抑制钎焊料层的熔融。
附图说明
图1是表示根据本发明的一实施方式的可以用于电子部件收容用封装件的气体密封用盖子的断面图。
图2是表示根据本发明的一实施方式的气体密封用盖子的仰视图。
图3是用来说明图1中所示的根据本发明的一实施方式的气体密封用盖子的制造方法的断面图。
图4是用来说明图1中所示的根据本发明的一实施方式的气体密封用盖子的制造方法的断面图。
图5是用来说明图1中所示的根据本发明的一实施方式的气体密封用盖子的制造方法的断面图。
图6是用来说明图1中所示的根据本发明的一实施方式的气体密封用盖子的制造方法的断面图。
图7是用来说明用图1中所示的气体密封用盖子的电子部件收容用封装件的制造方法的断面图。
图8是用来说明用图1中所示的气体密封用盖子的电子部件收容用封装件的制造方法的断面图。
图9是用来说明用图1中所示的气体密封用盖子的电子部件收容用封装件的制造方法的断面图。
图10是表示根据本发明的一实施方式的第一变形例的可以用于电子部件收容用封装件的气体密封用盖子的断面图。
图11是表示根据本发明的一实施方式的第二变形例的可以用于电子部件收容用封装件的气体密封用盖子的断面图。
具体实施方式
下面，基于附图说明本发明的实施方式。
首先，参照图1和图2，就根据本发明的一实施方式的气体密封用盖子的结构进行说明。
根据本发明的一实施方式的气体密封用盖子1，如图1中所示，包括由Fe-Ni-Co合金组成的低热膨胀层2，包围低热膨胀层2的表面地形成的含有作为扩散促进料的Co的Ni-Co合金(Co：质量百分比为约7.5％～20％)层3，包围Ni-Co合金层3的表面地形成的Ni层4，以及在Ni层4的下面的规定的区域上形成的由Sn-Ag合金(Ag：质量百分比为约3.5％)组成的钎焊料层5。再者，低热膨胀层2是本发明的‘基件’之一例，Ni-Co合金层3是本发明的‘第一层’之一例。此外，Ni层4是本发明的‘第二层’之一例。
低热膨胀层2以大约3.5mm见方大约0.15mm的厚度形成。此外，Ni-Co合金层3以大约2μm的厚度通过镀敷来形成。Ni层4以大约0.03μm～约0.075μm的厚度通过镀敷来形成。此外，钎焊料层5，如图2中所示，在Ni层4的下面上的后述的电子部件收容体10(电子部件收容部件)被接合的区域上，以大约0.45mm的宽度具有大约0.05mm的厚度地形成。
图3～图6是用来说明图1中所示的根据本发明的一实施方式的气体密封用盖子的制造方法的断面图。接下来，参照图1和图3～图6就根据本发明的一实施方式的气体密封用盖子的制造方法进行说明。
首先，如图3中所示，通过压力加工冲切由Fe-Ni-Co合金形成的板状卷材，形成以3.5mm见方具有大约0.15mm的厚度的由Fe-Ni-Co合金组成的低热膨胀层2。在此一低热膨胀层2的表面的整个面上，如图4中所示，以大约2μm的厚度通过镀敷形成Ni-Co合金层3。然后在Ni-Co合金层3的表面的整个面上，如图5中所示，以大约0.03μm～0.075μm的厚度通过镀敷来形成Ni层4。
接着，在Ni层4的下面上的后述的电子部件收容体10被接合的区域上，如图6中所示，通过丝网印刷法具有大约0.45mm的宽度大约0.08mm的厚度地形成钎焊料糊剂6。然后通过在大约235℃的温度(第一温度)下加热钎焊料糊剂6(参照图6)，如图1和图2中所示，具有大约0.05mm的厚度地形成钎焊料层5。这样一来，形成根据本发明的一实施方式的气体密封用盖子1。
接下来，参照图7～图9，就根据本发明的一实施方式的电子部件收容用封装件的制造方法进行说明。
首先，如图7中所示，准备在配置于陶瓷基板11上的陶瓷框体12的上面上，依次形成有钨层13、Ni-Co合金层14和Au层15的电子部件收容体10。而且，Ni-Co合金层14是本发明的“第三层”的一例。然后，在陶瓷基板11的上面上安装具有突起部21的电子部件20。然后，按照接触于陶瓷框体12的上面的方式配置使用前述方法形成的气体密封用盖子1的钎焊料层5。然后，通过在大约300℃～320℃的温度(第二温度)下使钎焊料层5熔融，把气体密封用盖子1接合于陶瓷框体12。再者，由于在此以大约300℃～320℃的温度(第二温度)，Ni层4扩散到由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5中，所以Ni-Co合金层3经由该Ni层4扩散的部分接合于钎焊料层5。此外，由于Ni-Co合金层3扩散到由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5中，所以在钎焊料层5上，形成如图9中所示的含有Ni-Sn合金的金属间化合物7。此外，Au层15扩散到钎焊料层5。这样一来，形成根据本发明的一实施方式的电子部件收容用封装件。
根据本发明的一实施方式的电子部件收容用封装件，如图8中所示，由气体密封用盖子1、SAW滤波器或水晶振子等电子部件20、以及用来收容电子部件20的电子部件收容体10来构成。此一电子部件收容体10包括由氧化铝等绝缘材料组成的陶瓷基板11、在陶瓷基板11的表面的规定的区域上构成收容空间的由氧化铝等绝缘材料组成的陶瓷框体12。此外，在位于由陶瓷框体12围成的收容空间内的陶瓷基板11上，经由突起部21安装着电子部件20。此外，金属间化合物7具有针状，并且扩散到钎焊料层5的全体地形成。此外，钎焊料层5被形成的Ni层4的部分扩散到金属间化合物7中，并且经由该Ni层4扩散后的部分，Ni-Co合金层3接合于钎焊料层5。
在本实施例中，如上所述，由于通过使Ni层4抑制Ni-Co合金层3在形成钎焊料层5之际的温度(大约235℃)下扩散到钎焊料层5地发挥功能，在形成钎焊料层5的温度(大约235℃)下，可以抑制在钎焊料层5形成金属间化合物7，所以可以抑制气体密封用盖子1的单体处的钎焊料层5的熔点的提高。借此，由于在通过把气体密封用盖子1加热到高于形成钎焊料层5之际的温度(大约235℃)的温度(大约300℃～320℃)而经由钎焊料层5接合于电子部件收容体10之际，可以抑制钎焊料层5对电子部件收容体10的润湿性的降低，所以可以抑制电子部件收容用封装件的气密性的降低。此外，由于在Ni层4的表面上的电子部件收容体10被接合的区域上，形成钎焊料层5，借此可以抑制钎焊料层5覆盖配置于电子部件收容用封装件的内部的电子部件20的上面，所以在把气体密封用盖子1接合于电子部件收容体10之际，可以抑制钎焊料层5飞散到电子部件20。借此，可以抑制电子部件20的特性劣化。此外，由于使Ni层4按照在钎焊料层5在高于形成钎焊料层5之际的温度(大约235℃)的温度(大约300℃～320℃)下与电子部件收容体10进行接合之际，使Ni-Co层3扩散到钎焊料层5的方式发挥功能，借此可以在钎焊料层5上形成金属间化合物7，所以可以提高电子部件收容用封装件形成后的钎焊料层5的熔点。借此，在把电子部件收容用封装件安装于电子设备的印制配线基板之际，可抑制因电子部件收容用封装件成为高温并且钎焊料层5也成为高温而导致钎焊料层5的熔融。在此一场合，由于没有必要用由高价的Au-Sn类合金或Sn-Pb类合金组成的高熔点钎焊料，所以可以降低材料成本，并且可以使用不含Pb的钎焊料。
此外，在本实施方式中，通过在Ni-Co合金层3与钎焊料层5之间配置Ni层4，靠Ni层4可以容易地抑制Ni-Co合金层3扩散到钎焊料层5。
此外，在本实施方式中，通过把Ni层4形成为0.03μm以上的厚度，可以容易地按照具有如下功能的方式形成Ni层4，该功能为：抑制Ni-Co合金层3在形成钎焊料层5之际的温度(大约235℃)下扩散到钎焊料层5，并且在高于形成钎焊料层5之际的温度(大约235℃)的温度(大约300℃～320℃)下钎焊料层5与电子部件收容体10进行接合之际，经由Ni层4使Ni-Co合金层3扩散到钎焊料层5。
此外，在本实施方式中，由于在Ni-Co合金层3中作为扩散促进料通过在Ni-Co合金层3中含有质量百分比为7.5％～20％的Co，在钎焊料层5在高于形成钎焊料层5的温度(大约235℃)的温度(大约300℃～320℃)下与电子部件收容体10进行接合之际，可以使Ni-Co合金层3经由Ni层4充分地扩散到钎焊料层5，所以可以在钎焊料层5中形成足够量的金属间化合物7。
此外，在本实施方式中，由于通过由Fe-Ni-Co类合金来形成低热膨胀层2，可以减小低热膨胀层2的热膨胀系数，所以可以减小气体密封用盖子1的热膨胀系数。借此，在电子部件收容体10由陶瓷等热膨胀系数小的材料来形成的场合，由于可以减小气体密封用盖子1与电子部件收容体10的热膨胀系数差，所以在高温时可以抑制在气体密封用盖子1与电子部件收容体10的接合部发生裂纹或裂痕。
此外，在本实施方式中，通过镀敷来形成Ni-Co合金层3和Ni层4，可以容易地形成Ni-Co合金层3和Ni层4。
此外，在本实施方式中，即使在钎焊料层5中用不含Pb的由Sn-Ag组成的低熔点钎焊料的场合，由于在气体密封用盖子1与电子部件收容体10的结合时可以形成钎焊料层5的熔点提高的金属间化合物7，所以在把电子部件收容用封装件安装于电子设备等的印制配线基板的场合，可以抑制钎焊料层5熔融。
此外，在本实施方式中，在Ni层4的表面上的电子部件收容体10被接合的区域上配置由Sn-Ag合金组成的钎焊料糊剂6后，通过在大约235℃的温度下熔融钎焊料糊剂6而形成由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5，可以容易地仅在Ni层4的表面上的电子部件收容体10被接合的区域上，形成由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5。
(实施例)
接下来，就为了确认根据上述一实施方式的气体密封用盖子1的效果而进行的比较实验进行说明。首先，就调查Ni-Co合金层3扩散到由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5引起的Ni-Sn合金(金属间化合物7)的成长性(钎焊料层5的耐热性)的比较实验进行说明。在此一比较实验中，制作对应于本实施方式的实施例1～3的试样，和比较例1～3的试样。
首先，通过压力加工冲切由Fe-Ni-Co合金组成的板状卷材，以大约3.5mm见方形成具有大约0.15mm的厚度的由Fe-Ni-Co合金组成的低热膨胀层2。在此一低热膨胀层2的表面的整个面上，以大约2μm的厚度通过镀敷形成Co的质量百分比分别取为7.5％(实施例1)、10％(实施例2)、20％(实施例3)、0％(比较例1)、3％(比较例2)和5％(比较例3)的Ni-Co合金层3。接着，在Ni-Co合金层3的下面上的电子部件收容体10被接合的区域上，通过丝网印刷法以大约0.45mm的宽度形成大约0.08mm的厚度的由Sn-Ag合金组成的钎焊料糊剂6。然后，在大约235℃的温度(第一温度)下加热钎焊料糊剂6。针对这些试样，确认Ni-Sn合金(金属间化合物7)的成长状态。其结果示于表1。
表1
Figure C20058000075800191
参照上述表1，判明在使用了含有质量百分比为7.5％～2量％的Co的Ni-Co合金层3的气体密封用盖子1(实施例1～3)中，在由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5中，由Ni-Sn合金组成的金属间化合物7充分成长。另一方面，判明在用含有质量百分比为0％～5％Co的Ni-Co合金层3的气体密封用盖子1(比较例1～3)中，在由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5中由Ni-Sn合金组成的金属间化合物7未充分成长。这可以认为是因为随着Ni-Co合金层3的作为扩散促进材料的Co的含有率减小，Ni-Co合金层3变得不容易扩散到由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5的缘故。
接下来，就调查Ni层4的厚度引起的钎焊料层5的形成后的Ni-Co合金层3向钎焊料层5的扩散状态的比较实验进行说明。在此一比较实验中，制作对应于本实施方式的实施例4～6的试样，和比较例4～7的试样。
首先，通过压力加工冲切由Fe-Ni-Co合金组成的板状卷材，以大约3.5mm见方形成具有大约0.15mm的厚度的由Fe-Ni-Co合金组成的低热膨胀层2。在此一低热膨胀层2的表面的整个面上，以大约2μm的厚度通过镀敷形成Ni-Co合金(Co：质量百分比大约为10％)层3。然后，在Ni-Co合金层3的表面的整个面上，通过镀敷分别形成具有0.03μm(实施例4)、0.05μm(实施例5)、0.075μm(实施例6)、0μm(比较例4)、0.01μm(比较例5)、0.1μm(比较例6)和0.2μm(比较例7)的厚度的Ni层4。
接着，在Ni层4的下面上的电子部件收容体10被接合的区域上，通过丝网印刷法以大约0.45mm的宽度形成大约0.08mm的厚度的由Sn-Ag合金组成的钎焊料糊剂6。然后，在大约235℃的温度(第一温度)下加热钎焊料糊剂6。针对这些试样，确认Ni-Co合金层3向由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5的扩散状态。其结果示于表2。
表2
参照上述表2，判明在用具有0.03μm～0.2μm的厚度的Ni层4的气体密封用盖子1(实施例4～6，比较例6和7)中，Ni层4具有抑制Ni-Co合金层3扩散到由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5中的功能。
接下来，就调查Ni层4的厚度引起的气体密封后的Ni-Sn合金(金属间化合物7)的成长性(Ni层4向钎焊料层5的扩散性)的比较实验进行说明。在此一比较实验中，用分别对应于上述实施例4～6和比较例4～7的试样制作实施例7～9和比较例8～11。再者，在此一比较实验中，如果电子部件收容体10的Ni-Co合金层14扩散到由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5，则由于起因于气体密封用盖子1的Ni-Co合金层3向钎焊料层5的扩散的Ni-Sn合金(金属间化合物7)的成长性(Ni层4向钎焊料层5的扩散性)变得不明确，所以进行气体密封用盖子1单体的实验。
首先，准备在配置于陶瓷基板11上的陶瓷框体12的上面上，依次形成钨层13、Ni-Co合金层14和Au层15的电子部件收容体10。然后，通过在大约300℃～320℃的温度(第二温度)下使对应于实施例4～6和比较例4～7的试样熔融，制作实施例7～9和比较例8～11的试样。针对这些试样，确认Ni-Sn合金(金属间化合物7)的成长状态。其结果示于表3。
表3
Figure C20058000075800211
参照上述表3，判明在使用了具有0μm～0.075μm的厚度的Ni层4的气体密封用盖子1(实施例7～9，比较例8和9)中，Ni层4扩散到由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5中，并且通过经由该Ni层4扩散的部分Ni-Co合金层3扩散到由Sn-Ag合金组成的钎焊料层5而形成金属间化合物7。
再者，此次所公开的实施方式和实施例完全是举例表示而不能看成是限制。本发明的范围不是上述实施方式和实施例的说明而由权利要求书表示，进而包括与权利要求书的范围均等的意义和范围内的变更。
例如，虽然在上述实施方式中，示出在低热膨胀层2的表面的整个面上通过镀敷形成Ni-Co合金层3的例子，但是本发明不限于此，可以像图10中所示的根据本发明的一实施方式的第一变形例那样，在低热膨胀层2的上面和下面上通过压接接合形成Ni-Co合金层3a，也可以像图11中所示的根据本发明的一实施方式的第二变形例那样，仅在低热膨胀层2的下面上通过压接接合形成Ni-Co合金层3b。
此外，虽然在上述实施方式中，示出把气体密封用盖子的Ni-Co合金层3的Co的含有率取为质量百分比大约为7.5％～大约20％的例子，但是本发明不限于此，也可以把气体密封用盖子的Ni-Co合金层3的Co的含有率取为质量百分比不足5％。在此一场合，有必要加大电子部件收容体的Ni-Co合金层14的Co的含有率。借此，即使在把气体密封用盖子的Ni-Co合金层3的Co的含有率取为质量百分比不足5％的场合，由于通过加大电子部件收容体的Ni-Co合金层14的Co的含有率可以使钎焊料层中的Ni-Sn合金(金属间化合物)容易成长，所以可以提高钎焊料层的熔点。借此，在把电子部件收容用封装件安装于电子设备的印制配线基板之际可以得到足够的耐热性。
此外，虽然在上述实施方式中，示出在钎焊料层中用Sn-Ag合金(Ag：质量百分比大约为3.5％)的例子，但是本发明不限于此，也可以把钎焊料层的Ag的含有率取为质量百分比为3.5％以外的含有率，也可以用以Sn为主要成分的其他组成形成的钎焊料。

Claims (20)

1.一种气体密封用盖子，是用于电子部件收容用封装件的气体密封用盖子(1)，该电子部件收容用封装件包括收容电子部件(20)用的电子部件收容体(10)，其特征在于，具有：
基件(2)；
在所述基件的表面上形成，含有扩散促进材料的以Ni为主要成分的第一层(3)；
在所述第一层的表面上所形成的第二层(4)；以及
在所述第二层的表面上的所述电子部件收容体被接合的区域上所形成的以Sn为主要成分的钎焊料层(5)，
所述第二层，具有如下的功能：抑制所述第一层在第一温度下扩散到所述钎焊料层，并且在高于所述第一温度的第二温度下所述钎焊料层与所述电子部件收容体进行接合之际，使所述第一层经由所述第二层扩散到所述钎焊料层。
2.如权利要求1中所述的气体密封用盖子，其特征在于，
所述第一温度是通过使钎焊料糊剂(6)熔融而形成所述钎焊料层之际的温度，
所述第二温度是通过使所述钎焊料层熔融而把所述气体密封用盖子接合于所述电子部件收容体之际的温度。
3.如权利要求1或如权利要求2中所述的气体密封用盖子，其特征在于，所述第二层由Ni来形成。
4.如权利要求3中所述的气体密封用盖子，其特征在于，所述第二层具有0.03μm以上0.075μm以下的厚度。
5.如权利要求1或2中所述的气体密封用盖子，其特征在于，所述第一层作为所述扩散促进材料含有质量百分比为7.5％～20％的Co。
6.如权利要求1或2所述的气体密封用盖子，其特征在于，所述基件由Fe-Ni-Co类合金来形成。
7.如权利要求1或2所述的气体密封用盖子，其特征在于，所述第一层和所述第二层通过镀敷来形成。
8.如权利要求7中所述的气体密封用盖子，其特征在于，
所述第一层在所述基件的表面的整个面上形成，并且
所述第二层在所述第一层的表面的整个面上形成。
9.如权利要求1或2所述的气体密封用盖子，其特征在于，所述钎焊料层不含有Pb，并且含有Ag。
10.一种电子部件收容用封装件，是包括电子部件收容体(10)的电子部件收容用封装件，该电子部件收容体(10)用来收容电子部件(20)，其特征在于，
具有气体密封用盖子(1)，该气体密封用盖子(1)包括：基件(2)；在所述基件的表面上形成，含有扩散促进材料的以Ni为主要成分的第一层(3)；在所述第一层的表面上形成的第二层(4)；以及在所述第二层的表面上的所述电子部件收容体被接合的区域上所形成的以Sn为主要成分的钎焊料层(5)，所述第二层，具有如下的功能：抑制所述第一层在第一温度下扩散到所述钎焊料层，并且在高于所述第一温度的第二温度下所述钎焊料层与所述电子部件收容体进行接合之际，使所述第一层经由所述第二层扩散到所述钎焊料层，
在对应于所述钎焊料层的所述电子部件收容体的部分上，形成第三层(14)，
所述钎焊料层与所述第三层接合，并且
在所述气体密封用盖子与所述电子部件收容体的接合部上，形成有含有所述钎焊料层的Sn的金属间化合物(7)。
11.如权利要求10中所述的电子部件收容用封装件，其特征在于，
所述气体密封用盖子与所述电子部件收容体的接合部含有由Ni-Sn类合金组成的金属间化合物，
对应于所述气体密封用盖子与所述电子部件收容体的接合部的所述第二层的部分扩散到所述金属间化合物中。
12.一种气体密封用盖子的制造方法，该气体密封用盖子是用于电子部件收容用封装件的气体密封用盖子(1)，该电子部件收容用封装件包括收容电子部件(20)用的电子部件收容体(10)，其特征在于，该气体密封用盖子(1)的制造方法包括：
准备基件(2)的工序；
在所述基件的表面上形成含有扩散促进材料的以Ni为主要成分的第一层(3)的工序；
在所述第一层的表面上形成第二层(4)的工序；以及
在所述第二层的表面上的所述电子部件收容体被接合的区域上形成以Sn为主要成分的钎焊料层(5)的工序，
形成所述第二层的工序包括形成具有如下功能的第二层的工序：在第一温度下形成所述钎焊料层之际，抑制所述第一层扩散到所述钎焊料层，并且所述钎焊料层在高于所述第一温度的第二温度下与所述电子部件收容体进行接合之际，使所述第一层经由所述第二层扩散到所述钎焊料层。
13.如权利要求12中所述的气体密封用盖子的制造方法，其特征在于，形成所述钎焊料层的工序，包括：在所述第二层的表面上的所述电子部件收容体被接合的区域上配置以Sn为主要成分的钎焊料糊剂(6)的工序；和通过在所述第一温度下熔融所述钎焊料糊剂而形成以所述Sn为主要成分的所述钎焊料层的工序。
14.如权利要求12或13中所述的气体密封用盖子的制造方法，其特征在于，所述第二层由Ni来形成。
15.如权利要求14中所述的气体密封用盖子的制造方法，其特征在于，所述第二层具有0.03μm以上0.075μm以下的厚度。
16.如权利要求12或13所述的气体密封用盖子的制造方法，其特征在于，所述第一层作为所述扩散促进材料含有质量百分比为7.5％～20％的Co。
17.如权利要求12或13所述的气体密封用盖子的制造方法，其特征在于，所述基件由Fe-Ni-Co类合金来形成。
18.如权利要求12或13所述的气体密封用盖子的制造方法，其特征在于，
形成所述第一层的工序包括通过镀敷来形成所述第一层的工序，
形成所述第二层的工序包括通过镀敷来形成所述第二层的工序。
19.如权利要求18中所述的气体密封用盖子的制造方法，其特征在于，
通过镀敷来形成所述第一层的工序包括在所述基件的表面的整个面上形成所述第一层的工序，
通过镀敷来形成所述第二层的工序包括在所述第一层的表面的整个面上形成所述第二层的工序。
20.如权利要求12或13所述的气体密封用盖子的制造方法，其特征在于，所述钎焊料层不含有Pb，并且含有Ag。
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