JP2001237333A - 気密型電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】気密型電子部品において、封止不良の削減を可
能にした気密型電子部品の製造方法を提供する。 【解決手段】封止用導体５上にキャビティ２１を封止す
る金属製蓋体４を載置して仮固定した後、封止用導体５
上の金属製蓋体４周囲全体を溶接してなる気密型電子部
品の製造方法において、封止用導体５に金属製蓋体４を
仮固定する領域を、溶接領域Ｎから外れて形成したこと
を特徴とする気密型電子部品の製造方法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動子、ＩＣ
チップ等の電子部品素子を外装ケース（パッケージ）に
収納し、そのキャビティ開口を金属製蓋体で気密的に封
止した気密型電子部品の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体部品等の電子部品素子
では、その素子自体が外気にさらされると、経時変化を
起こし、特性的に大きな変化を起こしてしまう場合があ
り、このような異常を防ぐために、パッケージ内部にＮ
₂やＡｒ、Ｈｅ等のガスを封入し、１×１０^-8atm・cc/s
ec程度の高い気密性で部品素子を封止して電子部品を製
造していた。

【０００３】この気密型電子部品の製造方法は特願平１
１−３６７８８１に開示されている。以下、図６、図７
を用いて説明する。図６、図７は、例えば圧電素子の１
つである水晶振動子をパッケージに収納し、金属製蓋体
で気密封止した気密型電子部品である水晶発振子の断面
図である。

【０００４】例えば、水晶発振子５１は、水晶振動子５
３、パッケージ５２、金属製蓋体５４とから主に構成さ
れている。パッケージ５２には、図７に示すように、平
板状のセラミック層５２ａ、枠体状のセラミック層５２
ｂが積層して、全体として、上面が開口したキャビティ
ー部５２１が形成されている。このキャビティー部５２
１の内壁面には、水晶振動子５３を固定し、且つ電気的
な接続を達成する電極パッド５２２が形成されている。

【０００５】また、パッケージ５２のキャビティー部５
２１の開口には、シールリングなどの封止用導体５５が
取着されている。例えば、封止用導体５５は、セラミッ
ク層５２ｂ上部に被着形成した不図示の封止用導体膜上
にろう付けなどにより固定されている。また、この封止
用導体５５の上面側には、不図示であるがメッキ手法に
より形成されたメッキ層が被着されている。さらに、パ
ッケージ５２のキャビティー部５２１を封止する金属製
蓋体５４は、両面にＮｉによりメッキ層が形成されてい
る。

【０００６】次に従来の気密型電子部品の製造方法につ
いて説明する。まず、上述の構成のパッケージ５２に形
成されたキャビティー部５２１内に、水晶振動子５３を
収納する。その後、封止用導体５５上に、金属製蓋体５
４を載置し、Ｎ₂やＡｒ、Ｈｅ等の雰囲気、またはＡ
ｒ、Ｈｅ等の気体混合雰囲気中で、例えば、×印の２個
所の点でシーム溶接により仮固定して、金属製蓋体５４
の位置決めをし、その後、金属製蓋体５４と封止用導体
５５をシーム溶接により完全に封着する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
水晶発振子５１の製造方法において、図６に示すよう
に、金属製蓋体５４とパッケージ５２の封止用導体を仮
固定するポイントを、その後、シーム溶接により封止さ
れる点線の領域が×印と同じ領域を通過して封止作業が
行われる。即ち、図７に示すように、仮固定の際に、金
属製蓋体５４の仮固定された×印のポイントの近傍にて
仮固定されて溶けた仮固定部５５１以外にまだ溶けてい
ない部分ができてしまい、その部分では電流（即ち、
熱）が均一に加わらず、溶接されない部分ができてしま
うという問題点を有していた。さらに、一旦、仮固定さ
れることにより、金属製蓋体５４の仮固定部５５１の上
面に窪みを作ってしまい、それによっても、ローラーヘ
ッドの回転にムラができてしまい、溶接されない状況が
発生していた。そのため、封止不良を発生させ、生産性
を低下させていた。

【０００８】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、気密型電子部品において封止
不良の発生を抑えることができる良好な特性の気密型電
子部品が製造できる気密型電子部品の製造方法を提供す
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、電子部品素子を収容するキャビティが形
成されたパッケージのキャビティ開口周囲に枠状の封止
用導体を取着するとともに、該封止用導体上に前記キャ
ビティを封止する金属製蓋体を載置して仮固定した後、
前記封止用導体上の金属製蓋体周囲全体を溶接してなる
気密型電子部品の製造方法において、前記封止用導体に
金属製蓋体を仮固定する領域を、前記溶接領域から外れ
て形成したことを特徴とする気密型電子部品の製造方法
を提供する。

【００１０】本発明の構成によれば、金属製蓋体とパッ
ケージの封止用導体とが溶接により気密封止されるポイ
ントから外れた領域に封止用導体に金属製蓋体が仮固定
される領域が設けられているために、金属製蓋体に仮固
定によって、窪みができた場合でも、その窪み以外の部
分で溶接されるため、気密不良の発生を無くすことがで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の気密型電子部品に
ついて図面を用いて説明する。なお、以下は、気密型電
子部品の一例として水晶発振子を用いて説明するものと
する。まず、水晶発振子の構成について説明する。

【００１２】図１は水晶発振子の金属製蓋体とパッケー
ジを封止する前の状態を表した斜視図であり、図２は、
金属製蓋体を図示しない、水晶発振子の上面図であり、
図３は金属製蓋体を封止用導体にシーム溶接にて仮固定
する際のローラーと金属製蓋体・封止用導体の状態を表
した図である。図２及び図３において水晶発振子１は、
パッケージ２、電子部品素子である水晶振動子３、金属
製蓋体４で主に構成されている。

【００１３】このようなパッケージ２は、セラミックパ
ッケージからなり、周知の多層配線基板の技術を用いて
形成されている。例えば、パッケージ２は、平板状のセ
ラミック層２ａ上に中央部が開口したセラミック層２ｂ
が積層してなっている。これにより、パッケージ２は、
上面開口を有するキャビティ２１が形成されるととも
に、上述のセラミック層２ａ上、即ち、キャビティー部
内の底面になる部分には、水晶振動子３と機械的に固定
及び電気的に接続される電極パッド２２とパッケージ２
の底面には、不図示であるが上記電極パッド２２に導通
する端子電極とが形成されている。

【００１４】このような電極パッド、端子電極、封止用
導体膜は、所定セラミックグリーンシートにモリブデン
やタングステンなどの高融点金属材料から成る導電性ペ
ーストを充填印刷するとともに、シート表面に所定形状
に導電性ペーストを印刷する。その後、セラミックグリ
ーンシートを積層圧着した後、所定雰囲気で焼成するこ
とにより形成される。なお、上述の形成方法は、グリー
ンシートの積層による方法で示したが、これに限定され
ず、例えば、セラミック粉末によるプレス成型で形成し
ても良い。

【００１５】また、パッケージ２のキャビティ２１の開
口には枠体状の封止用導体５が形成され、封止用導体５
上には、４２アロイやコバール、リン青銅などの封止用
導体膜が被着されている。なお、図1、２に示すよう
に、封止用導体５は、キャビティ２１の内側に向けて互
いに対向しながら突出する凸部６が２つ形成されてお
り、セラミック層２ｂには封止用導体５の該凸部６に対
応する凸部をキャビティ内側に向けて形成している。こ
の凸部６は、金属製蓋体４を封止用導体５に溶接して封
止させる際に金属製蓋体４が封止用導体５からズレない
ように仮固定するための領域（仮固定領域Ｍという）で
ある。この仮固定領域Ｍは、金属製蓋体４を封止用導体
５に溶接する領域（封止領域Ｎという）から外れた位置
に形成されるものである。

【００１６】従って、該凸部６が長方形上の封止用導体
５に形成される位置は、図1、２に示すような短辺側に
形成してもよく、長辺側に形成してもよい。また、封止
用導体５の内側に突出したが外側に突出させても良い。
なお、凸部６の突出する厚みとしては０．１ｍｍ以上、
幅は０．５ｍｍ以上あれば仮固定が可能である。また、
図４、５に他の実施例を示すが、図4では、封止用導体
５の角部内側に幅を広くとった部分を設けてある。

【００１７】水晶振動子３は、所定結晶軸でカットされ
た短冊状の水晶基板と、該水晶基板の両主面に形成され
る励振電極と、該励振電極から水晶基板の一方の端部に
延びる引き出し電極を具備している。

【００１８】金属製蓋体４は、蓋体本体となる矩形状の
金属板と、その金属板の表面に被着したメッキ層とから
構成されている。例えば、金属板は５０〜１００μｍの
厚みであり、表面メッキ層は、厚み５〜１５μｍのＮｉ
メッキなどで構成されている。

【００１９】このような金属製蓋体４は、パッケージ２
の上面に固定し封止用導体５に載置した時、その外縁の
一部が、金属製蓋体４の周囲から露出するような寸法と
なっている。この外縁の露出幅ｄは５０〜３００μｍ程
度露出させることが望ましい。露出幅が５０μｍ未満で
は、この金属製蓋体４の端面部分に適正なフィレットが
形成されず溶着状態を目視にて確認することが困難とな
る。また、露出幅が３００μｍを超えるとキャビティ２
１の壁面と金属製蓋体４の端面との距離が小さくなり、
パッケージ２にクラックが発生しやすくなる。

【００２０】以上の構成の水晶発振子１は、水晶振動子
３を劣化を防いで保護したり、完全封止後の水晶発振器
１に封止不良がないかを知るためにキャビティ２１内に
Ｎ₂、Ａｒ、またはＨｅが入れられている。

【００２１】次に本発明の気密型電子部品の製造方法に
ついて説明する。まず、パッケージ２を用意し、その底
面上に形成した電極パッド２２にＡｇを含有する導電性
樹脂ペーストを供給し、水晶振動子３の引き出し電極が
電極パッドと接続するように、導電性樹脂ペーストに、
水晶振動子３を載置する。そして、導電性樹脂ペースト
を硬化して、パッケージ２に水晶振動子３を固定する。

【００２２】次に、水晶振動子３の周波数調整した後、
金属製蓋体４をパッケージ２の封止用導体５上に載置す
る。その後、金属製蓋体の周囲にローラヘッド７が当接
してシーム溶接が行われ、これにより、水晶振動子３が
収納されたキャビティ２１を気密封止するのだが、封止
は、以下に示すような形で行なう。

【００２３】まず、シーム溶接にて封止する前に、金属
製蓋体４の仮固定を行なうために、金属製蓋体４と封止
用導体５のシーム溶接を行なう外周以外に形成した仮固
定領域Ｍの２個所に、シーム溶接で仮固定を行なう（図
２の×印部）。その後、図２に点線で示すような封止領
域Ｎをシーム溶接で封止処理が行われる。

【００２４】本発明により、仮固定のポイントとその
後、完全にシーム溶接される位置をずらすことができ、
仮固定した仮固定領域Ｍに、金属製蓋体４の溶接により
その表面に窪みができてしまった場合でも、封止領域Ｎ
が異なるため、封止領域Ｎにて、良好に電流が流れ、封
止不良となることを防ぐことができる。また、上述のよ
うに、水晶発振子１を例に説明してきたが、これに限定
されず、水晶発振子１以外の電子部品である半導体素子
やコンデンサー等の電子部品の単品、若しくはそれらの
複合部品も同時に本発明のパッケージ等の容器に配置・
封入して製造する場合も含まれるものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明の気密型電子部品の製造方法によ
れば、金属製蓋体とパッケージの封止用導体とが溶接に
より気密封止されるポイントから外れた領域に封止用導
体に金属製蓋体が仮固定される領域が設けられているた
めに、金属製蓋体に仮固定によって、窪みができた場合
でも、その窪み以外の部分で溶接することができ、これ
により、気密不良の発生を無くすことができ生産効率を
上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気密型電子部品である水晶発振子の斜
視図である。

【図２】本発明の気密型電子部品である水晶発振子の上
面図である。

【図３】本発明の気密型電子部品である水晶発振子を仮
固定している状態を示す断面図である。

【図４】本発明の気密型電子部品である水晶発振子の別
の実施例を示す図である。

【図５】従来の気密型電子部品である水晶発振子の例を
示す図である。

【図６】従来の気密型電子部品である水晶発振子を仮固
定している状態を示す断面図である。

【図７】従来の気密型電子部品である水晶発振子の仮固
定部にて、金属製蓋体に窪みができた部分をシーム封止
している状態を示す図である。

【符号の説明】

１・・・水晶振動子 ２・・・パッケージ ２１・・・キャビティ ２２・・・電極パッド ３・・・水晶振動子 ４・・・金属製蓋体 ５・・・封止用導体（シールリング） ６・・・凸部 ５１・・・水晶発振子 ５２・・・パッケージ ５２１・・・キャビティ ５２２・・・電極パッド ５３・・・水晶振動子 ５４・・・金属製蓋体 ５５・・・封止用導体（シールリング） ５５１・・・仮固定部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品素子を収容するキャビティが形
   成されたパッケージのキャビティ開口周囲に枠状の封止
   用導体を取着するとともに、該封止用導体上に前記キャ
   ビティを封止する金属製蓋体を載置して仮固定した後、
   前記封止用導体上の金属製蓋体周囲全体を溶接してなる
   気密型電子部品の製造方法において、 前記封止用導体に金属製蓋体を仮固定する領域を、前記
   溶接領域から外れて形成したことを特徴とする気密型電
   子部品の製造方法。