JP2000150688A - 電子部品用パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上面に凹陥部を有したパッケージ本体の外枠
上面に形成したメタライズ部上に半田を用いて金属蓋を
気密封止する際に、気密封止時の加圧位置、加圧力のば
らつきや、半田量のばらつきに起因して、半田の一部が
パッケージ本体と金属蓋との間からはみ出して不良品と
なる率を増大させるという従来の不具合を解決すること
ができる電子部品用パッケージを提供する。 【解決手段】 上面に凹陥部２１を有したパッケージ本
体２０内に電子部品を収納した状態で、該パッケージ本
体の外枠上面に設けたメタライズ部２５上に半田３２を
介して金属蓋３０をかぶせ、該金属蓋を加圧しつつ加熱
し、その後冷却させることにより金属蓋をメタライズ部
上に固着して凹陥部を気密封止した構造の電子部品用パ
ッケージにおいて、上記外枠上面に予め突出高が同じス
ペーサとしての小突起４０を所定の配置で複数個突出さ
せた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品パッケージ
の改良に関し、特に上面が開口した箱形のセラミックパ
ッケージ本体の外枠上面上に金属蓋を気密封止した構造
の電子部品のパッケージにおいて、外枠上面のメタライ
ズ部上面と金属蓋との間で半田を加圧しつつ加熱するこ
とにより金属蓋を固着する際に加圧条件のバラツキ等に
起因して半田の一部がパッケージ外にはみ出て不良品率
が増大するという不具合を解消した電子部品パッケージ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】水晶振動素子等の圧電振動素子をパッケ
ージ内に気密封止した構造の圧電デバイスは、携帯電
話、ページャ等の通信機器や、コンピュータ等の電子機
器等に於いて、基準周波数発生源、フィルタ等として使
用されている。また、表面実装型の圧電デバイスとして
の水晶振動子は、例えばセラミック等からなるパッケー
ジ本体の上面に形成された凹陥部内に、水晶振動素子を
収納した状態で凹陥部開口を金属蓋により気密封止した
構成を備えている。図５(a) 及び(b) はこのような従来
の表面実装水晶振動子のパッケージ構造を示す縦断面
図、及びパッケージ本体の斜視図であり、(a) に示すよ
うにセラミック等から成る箱形のパッケージ本体１の上
面に設けた凹陥部２には、段差３と、段差３上に形成さ
れたパッド４があり、各パッド４は導体５を介して外部
電極６と接続されている。各パッド４上には水晶振動素
子７の一端縁に延びた各リード電極が夫々導電性接着剤
８を介して電気的機械的に接続されている。(b) に示す
ようにパッケージ本体１は、上面の凹陥部２を有すると
共に、その外枠上面１ａには予めメタライズ部９が形成
されている。金属蓋１０の下面には、メタライズ部９と
対応する位置関係となるように予め半田層１１が環状に
積層一体化されており、この金属蓋（金属板と半田とを
一体化したクラッド材）１０をメタライズ部９上にかぶ
せた状態で図示しない加圧治具により加圧しつつ図示し
ない加熱手段によって加熱することにより半田を溶融さ
せ、その後冷却させることにより封止を完了する。

【０００３】しかし、上記従来のパッケージを気密封止
する方法においては、パッケージ本体１上に金属蓋１０
をかぶせた状態で加圧治具によって加圧する際の加圧位
置にばらつきが発生することが不可避である。即ち、個
々のパッケージ本体に対して金属蓋を封止する作業を行
う場合は勿論、未分離の状態にある複数のパッケージ本
体に対して大面積の板状の金属蓋をかぶせて加圧しつつ
加熱することによって複数のパッケージ本体に対する封
止を完了した後に、パッケージ本体の連結体と大面積の
金属蓋を切断分離することにより、個々のパッケージを
完成する方法を採用する場合においても、加圧治具によ
る加圧位置のばらつきに起因した加圧力の偏在が発生す
る。この場合、メタライズ部９と金属蓋１０との間に位
置する半田は均一に加圧されないため、その一部がパッ
ケージ本体の外枠上面と金属蓋との間からパッケージ本
体の外側、或は内側へはみ出易くなる。半田がパッケー
ジ本体外部へはみ出した製品は外形寸法が所要の範囲内
に納まらない為、不良品として廃棄せざるを得なくな
り、電子部品の歩留悪化によりコストアップに対する障
害となる。また、パッケージ内のパッドと振動子との間
をワイヤボンディングにて接続したものにあっては、パ
ッケージ本体の内側へはみ出した半田が前記ワイヤと接
触して電気的に短絡するという不具合も生じる。また、
上記のごとく半田を予め金属蓋に積層したクラッド材を
使用しない場合、例えばメタライズ部９上にスクリーン
印刷によってクリーム半田を塗布した上で金属板のみか
ら成る金属蓋をかぶせて加圧しつつ加熱する場合には、
加圧条件が一定であったとしても、クリーム半田の塗布
量にばらつきが発生し易い為、完成された電子部品のパ
ッケージに半田のはみ出しが発生し易く、この場合も製
品の歩留悪化によるコストアップが不可避となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上面に凹陥部を有したパッケージ本体の外
枠上面に形成したメタライズ部上に半田を用いて金属蓋
を気密封止する際に、気密封止時の加圧位置、加圧力の
ばらつきや、半田量のばらつきに起因して、半田の一部
がパッケージ本体と金属蓋との間からはみ出して不良品
となる率を増大させるという従来の不具合を解決するこ
とができる電子部品用パッケージを提供することを目的
としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
請求項１の発明は、上面に凹陥部を有したパッケージ本
体内に電子部品を収納した状態で、該パッケージ本体の
外枠上面に設けたメタライズ部上に半田を介して金属蓋
をかぶせ、該金属蓋を加圧しつつ加熱し、その後冷却さ
せることにより金属蓋をメタライズ部上に固着して凹陥
部を気密封止した構造の電子部品用パッケージにおい
て、上記外枠上面に予め突出高が同じスペーサとしての
小突起を所定の配置で複数個突出させたことを特徴とす
る。請求項２の発明は、上記各小突起は、上記外枠上面
の幅方向中央部に位置していることを特徴とする。請求
項３の発明は、上記各小突起は、上記外枠上面の幅方向
外側部又は内側部に位置していることを特徴とする。請
求項４の発明は、上記メタライズ部は、上記パッケージ
本体の外枠上面にクリームタングステンを用いて印刷形
成された金属層であり、上記小突起はこの金属層上の一
部にクリームタングステンを印刷形成することにより突
設された金属突起であることを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例により詳細に説明する。図１は本発明の一形態例の電
子部品用パッケージの分解斜視図、図２はその縦断面図
であり、このパッケージは、上面に凹陥部２１を有した
セラミック等のパッケージ本体２０と、凹陥部２１内に
収納した電子部品（水晶振動子）２３と、パッケージ本
体２０の外枠上面２４に設けたメタライズ部２５上に半
田により気密的に固着される金属蓋３０とを有する。こ
の形態例では、金属蓋３０が、金属板３１と、金属板３
１の下面に積層された半田層３２とから成るクラッド材
である。この形態例の特徴的な構成は、外枠上面２４の
メタライズ部２５上に予め突出高が同じスペーサとして
の小突起４０を所定の配置で複数個突出させた点にあ
る。このようにメタライズ部２５を平坦面とせず、所要
箇所に同一高さの小突起４０を突設しておくことによ
り、金属蓋３０を加圧治具によって加圧しつつ加熱する
ことにより半田３２を溶融させその後冷却させることに
より、金属蓋を気密的に固着する際に、金属蓋３０は直
接メタライズ部２５とは接触することなく、小突起４０
によるスペーサ効果により所定高さ位置にて位置決めさ
れる。このため、加圧治具による加圧位置のずれ等によ
って加圧力がばらついたとしても、金属蓋３０とメタラ
イズ部２５との間で過剰に加圧された半田が内外方向に
はみ出すという不具合をなくすることができる。

【０００７】小突起４０は、スペーサとして機能するこ
とができる形状であれば、どのような形状であってもよ
い。従って、図示した四角形のみならず、その他の多角
形、円形等々種々の形態であってもよい。なお、平板状
の金属蓋３０に対するストッパ機能を有効に発揮させる
ためには、小突起の上面は平坦であることが好ましい。
小突起４０の個数、配置場所としては、図示のごとく４
か所等間隔で配置することが有効であるが、個数、配置
場所等は種々変更可能である。また、メタライズ部２５
に対する小突起４０の位置としては、図１等に示した如
くメタライズ部２５の幅方向中央部に設けてもよいが、
図３(a) のように幅方向内側に設けたり、図３(b) のよ
うに幅方向外側に設けたり、或は図３(c) の様に幅方向
内外両端側に夫々配置してもよい。次に、小突起４０の
形成方法としては、例えば図４(a) に示すように、未焼
成状態にあるパッケージ本体２０の外枠上面２４にスク
リーン印刷によってクリーム状のタングステン（以下、
クリームタングステンという）２５’をほぼ均一厚みで
塗布して仮焼成することによりメタライズ部２５を固化
し、その後、このメタライズ部２５上にマスクを用いて
所望形状、肉厚のクリームタングステン４０’を塗布
し、次いでパッケージ本体２０と共に焼成することによ
り固化させる。このように本発明では、常温でクリーム
状のクリームダングステンを用いてメタライズ部２５を
形成した後に、連続してクリームタングステンを用いて
小突起４０を形成し、セラミックパッケージを焼成する
際に小突起を同時に固化させるようにしているので、製
造工程の大幅な増大を招くことなく、理想的な形状、配
置の小突起を設け、これを金属蓋による封止時のスペー
サとして有効に機能させることが可能となる。なお、上
記形態例では、金属蓋を金属板と半田とのクラッド材と
する例を示したが、これは一例に過ぎず、例えばメタラ
イズ部上にクリーム半田を印刷形成した後で、金属板を
メタライズ部上に載置しつつ加圧、加熱することにより
金属蓋による封止を行う場合にも適用することができ
る。この場合においても、スペーサとしての小突起４０
をメタライズ部上に突設しておくことにより、金属蓋が
過剰に加圧された場合や、加圧位置にばらつきがある場
合や、クリーム半田の量が過剰である場合等に、半田が
内外方向にはみ出して不良品率を高めるという不具合の
発生を防止できる。パッケージ内に収納する電子部品と
しては、水晶振動子等の圧電振動子を例示したが、これ
は一例に過ぎず、パッケージ内に収納されて金属蓋によ
り気密封止される電子部品であれば、どのような部品で
あってもよい。

【０００８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、上面に凹
陥部を有したパッケージ本体の外枠上面に形成したメタ
ライズ部上に半田を用いて金属蓋を気密封止する際に、
気密封止時の加圧位置、加圧力のばらつきや、半田量の
ばらつきに起因して、半田の一部がパッケージ本体と金
属蓋との間からはみ出して不良品となる率を増大させる
という従来の不具合を解決することができる。即ち、請
求項１の発明は、上面に凹陥部を有したパッケージ本体
内に電子部品を収納した状態で、該パッケージ本体の外
枠上面に設けたメタライズ部上に半田を介して金属蓋を
かぶせ、該金属蓋を加圧しつつ加熱し、その後冷却させ
ることにより金属蓋をメタライズ部上に固着して凹陥部
を気密封止した構造の電子部品用パッケージにおいて、
外枠上面に予め突出高が同じスペーサとしての小突起を
所定の配置で複数個突出させるように構成したので、金
属蓋をかぶせて加圧しつつ加熱することにより半田を溶
融させ、冷却後に気密封止構造を実現する際に、金属蓋
の過剰な加圧をスペーサとしての小突起が防止し、半田
のはみ出しによる不良品率の高まりを有効に防止するこ
とができる。なお、金属蓋としては、金属板に半田層を
形成したクラッド材であってもよいし、単なる金属板で
あってもよい。前者の場合には、加圧条件のばらつきに
起因した半田のはみ出しが問題となるが、本発明によれ
ばそのような不具合を解消できる。後者の場合には、使
用するクリームハンダ量のばらつきによって半田のはみ
出しが発生するが、本発明によれば、そのような不具合
も解消できる。請求項２の発明では、上記各小突起は、
上記外枠上面の幅方向中央部に位置し、複数所定の配置
で配置されているので、安定した金属蓋の支持と、ばら
つきのない加圧を実現できる。仮に加圧にばらつきがあ
っても、各金属蓋は各小突起上に安定して着座するの
で、加圧のばらつきが半田に悪影響を与えることがな
い。請求項３の発明では、上記各小突起は、上記外枠上
面の幅方向外側部又は内側部に位置しているので、図２
と同様の効果を発揮することができる。請求項４の発明
では、上記メタライズ部は、上記パッケージ本体の外枠
上面にクリームタングステンを用いて印刷形成された金
属層であり、上記小突起はこの金属層上の一部にクリー
ムタングステンを印刷形成することにより突設された金
属突起である。このため、製造工数を大幅に増大するこ
となく、パッケージ本体の製造過程で容易に小突起を製
造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態例のパッケージの分解斜視図。

【図２】図１のパッケージの縦断面図。

【図３】(a) (b) 及び(c) は小突起の配置例を示す図。

【図４】(a) 及び(b) は小突起の製造手順を示す図。

【図５】(a) 及び(b) は従来のパッケージの縦断面図、
及び斜視図。

【符号の説明】

２０ パッケージ本体、２１ 凹陥部、２３ 電子部
品、２４ 外枠上面、２５メタライズ部、３０ 金属
蓋、３１ 金属板、３２ 半田層、４０ 小突起。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E360 AA02 AB02 AB12 AB33 BA08 BC20 BD03 BD05 CA01 EA18 EA29 EC16 ED27 ED30 EE10 EE13 FA02 GA08 GA23 GB99 GC16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面に凹陥部を有したパッケージ本体内
   に電子部品を収納した状態で、該パッケージ本体の外枠
   上面に設けたメタライズ部上に半田を介して金属蓋をか
   ぶせ、該金属蓋を加圧しつつ加熱し、その後冷却させる
   ことにより金属蓋をメタライズ部上に固着して凹陥部を
   気密封止した構造の電子部品用パッケージにおいて、 上記外枠上面に予め突出高が同じスペーサとしての小突
   起を所定の配置で複数個突出させたことを特徴とする電
   子部品用パッケージ。
2. 【請求項２】 上記各小突起は、上記外枠上面の幅方向
   中央部に位置していることを特徴とする請求項１記載の
   電子部品用パッケージ。
3. 【請求項３】 上記各小突起は、上記外枠上面の幅方向
   外側部又は内側部に位置していることを特徴とする請求
   項１記載の電子部品用パッケージ。
4. 【請求項４】 上記メタライズ部は、上記パッケージ本
   体の外枠上面にクリームタングステンを用いて印刷形成
   された金属層であり、上記小突起はこの金属層上の一部
   にクリームタングステンを印刷形成することにより突設
   された金属突起であることを特徴とする請求項１、２、
   又は３記載の電子部品用パッケージ。