JP2003188303A - 電子部品収納用容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 封止温度低温化のための酸化鉛ガラスを主成
分とするガラス封止材は、誘電率が高く、配線導体層間
のガラス封止材の電気容量が大きくなりノイズが発生し
電子部品に誤動作を発生させる。 【解決手段】 絶縁基体１と、これに封止材６を介して
接合される蓋体２とから成る容器４内部に電子部品３を
気密に収容する電子部品収納用容器であって、ガラス封
止材６は五酸化燐30〜40重量％、一酸化錫37〜50重量
％、酸化ナトリウム５〜15重量％、酸化亜鉛１〜６重量
％、酸化アルミニウム１〜４重量％および酸化珪素１〜
３重量％を含むガラス成分にフィラーとしてコージェラ
イト系化合物を外添加で16〜45重量％添加したものから
成ることを特徴とする。

Description

【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
動子等の電子部品を気密に封止して収納するための電子
部品収納用容器に関し、特に封止材にガラスを用いて封
止を行う電子部品収納用容器に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、半導体集積回路素子をはじめとす
る半導体素子あるいは水晶振動子、弾性表面波素子とい
った圧電振動子等の電子部品を収容するための電子部品
収納用容器は、例えば酸化アルミニウム質焼結体等の電
気絶縁材料から成り、その上面の略中央部に電子部品を
搭載するための搭載部およびその周辺から下面にかけて
導出されたタングステンやモリブデン等の高融点金属か
ら成る複数個の配線導体層を有する絶縁基体と、それに
対向する面の略中央部に電子部品を収容するための凹部
を有する蓋体とから構成されている。 【０００３】そして、電子部品が例えば圧電振動子の場
合には、絶縁基体の搭載部に圧電振動子の一端を導電性
エポキシ樹脂等から成る接着材を介して接着固定すると
ともに圧電振動子の各電極を配線導体層に電気的に接続
し、しかる後、絶縁基体の上面に蓋体を低融点ガラスか
ら成る封止材を介して接合させ、絶縁基体と蓋体とから
成る容器内部に圧電振動子を気密に収容することによっ
て最終製品としての電子部品装置と成る。 【０００４】なお、絶縁基体に蓋体を接合させる封止材
としては、例えば酸化鉛50〜65重量％、フッ化鉛10〜30
重量％、酸化硼素２〜10重量％、酸化亜鉛１〜６重量
％、酸化ビスマス10〜20重量％を含むガラス成分にフィ
ラーとしてチタン酸鉛系化合物を外添加で26〜45重量％
添加した鉛系のガラスが使用されている。また、このの
電子部品収納用容器において、絶縁基体に蓋体を接合さ
せる封止材であるガラスは、誘電率が65、体積抵抗値が
10⁹Ω・ｃｍ、ガラスの軟化溶解温度が350℃以下の特性
を有しており、絶縁基体の上面に蓋体を低融点でかつ配
線導体層を電気的に絶縁させながら封着させることが可
能となり、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に圧電振
動子を気密に収容することによって最終製品としての電
子部品装置を安定に動作させることができる。 【０００５】しかしながら、この従来の電子部品収納用
容器においては、絶縁基体に蓋体を接合させるガラス封
止材の誘電率が65程度と大きいことから、配線導体層間
の電気容量が大きくなり、その結果として電子部品駆動
時に電気的なノイズが発生し電子部品を誤動作させる問
題点を有していた。 【０００６】また、近年地球環境保護運動の高まりの中
で、酸化鉛は環境負荷物質に指定されており、例えば酸
化鉛を含む電子装置が屋外に廃棄・放置され風雨に曝さ
れた場合、環境中に鉛が溶けだし環境を汚染する可能性
があり、人体に対して有害である酸化鉛を用いない封止
材の開発が要求されるようになってきた。 【０００７】このような問題点を解決するために、銀燐
酸系ガラスや錫燐酸系ガラスを主成分とする酸化鉛を含
まない低融点ガラスが検討されている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在検
討されている銀燐酸系低融点ガラスは、そのガラス軟化
溶融温度が 350℃以下で封止工程での電子部品への熱負
荷の面では良好な特性を有するものの、室温での体積抵
抗値が10⁵Ω・ｃｍ以下と電気絶縁性が低く、電子部品
収納用容器の薄型化を図る目的で、絶縁基体を単板化し
配線導体層を基体上面に配し、この配線導体層が蓋体と
絶縁基体との接合部をまたがる構造の電子部品収納容器
では、配線導体層間の絶縁抵抗値が低下してしまい、そ
の結果、封止材として使用できないという問題点を有し
ていた。 【０００９】また、錫燐酸系ガラスは、室温での体積抵
抗値が10¹⁰Ω・ｃｍ以上と電気絶縁性は良好であるが、
そのガラスの軟化溶融温度が400℃以上と高く、近時の
耐熱性の低下してきた電子部品には使用できないという
問題を有していた。 【００１０】本発明は上記問題点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、絶縁基体と蓋体とから成る容器の内部
に電子部品を気密に封止し、その特性に劣化を招来する
ことがなく、電子部品を長期間にわたり正常かつ安定に
作動させることができる電子部品収納用容器を提供する
ことにある。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明の電子部品収納用
容器は、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、
絶縁基体の上面に搭載部を取り囲むようにガラス封止材
を介して接合される蓋体と、絶縁基体表面の搭載部近傍
から蓋体との接合領域の外側にかけて形成され、搭載部
側の一端に電子部品の電極が、他端に外部電気回路がそ
れぞれ電気的に接続される配線導体層とから成り、絶縁
基体と蓋体とから成る容器内部に電子部品を気密に収容
する電子部品収納用容器であって、ガラス封止材は五酸
化燐30〜40重量％、一酸化錫37〜50重量％、酸化ナトリ
ウム５〜15重量％、酸化亜鉛１〜６重量％、酸化アルミ
ニウム１〜４重量％および酸化珪素１〜３重量％を含む
ガラス成分にフィラーとしてコージェライト系化合物を
外添加で16〜45重量％添加したものから成ることを特徴
とするものである。 【００１２】本発明の電子部品収納用容器によれば、ガ
ラス封止材が五酸化燐30〜40重量％、一酸化錫37〜50重
量％、酸化ナトリウム５〜15重量％、酸化亜鉛１〜６重
量％、酸化アルミニウム１〜４重量％および酸化珪素１
〜３重量％を含むガラス成分にフィラーとしてコージェ
ライト系化合物を外添加で16〜45重量％添加したものか
ら成ることから、その封止温度を 350℃以下とすること
ができ、絶縁基体と蓋体とを封止材を介して接合させ、
絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に電子部品を気密に
収容する際、封止材を溶融させる熱が内部に収容する電
子部品に作用しても電子部品の特性に劣化を招来するこ
とはなく、その結果、電子部品を長期間にわたり正常、
かつ安定に作動させることが可能となる。 【００１３】また、本発明の電子部品収納用容器によれ
ば、ガラス封止材の室温での誘電率が８で従来のガラス
封止材に比べ大きく低減されていることから、配線導体
層間の静電容量が低く抑えられ、その結果、電気的なノ
イズが発生することなく電子部品を正常、かつ安定に作
動させることが可能となる。 【００１４】さらに、本発明の電子部品収納用容器によ
れば、ガラス封止材の室温での体積抵抗値が10¹⁰Ω・ｃ
ｍ以上であることから、配線導体層間の絶縁抵抗値が低
下してしまうことがなく、電子部品を長期間にわたり正
常、かつ安定に作動させることが可能となる。 【００１５】 【発明の実施の形態】次に、本発明を添付の図面に基づ
き詳細に説明する。図１は本発明の電子部品収納用容器
の実施の形態の一例を示す断面図である。この図におい
ては、電子部品が水晶振動子等の圧電振動子であり、電
子部品収納用容器が圧電振動子収納用容器である場合の
例を示している。 【００１６】この図において１は絶縁基体、２は蓋体で
あり、主に絶縁基体１と蓋体２とで圧電振動子３を収容
するための容器４が構成される。 【００１７】絶縁基体１は、縦・横・高さが８ｍｍ×4.
5ｍｍ×0.8ｍｍ程度の略長方形の平板で、その上面の略
中央部に圧電振動子３を搭載するための搭載部１ａが設
けてある。この搭載部１ａには圧電振動子３が樹脂性接
着剤を介して接着固定される。 【００１８】絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体
やムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・窒化
珪素質焼結体・炭化珪素質焼結体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・酸化マグネシウ
ム・酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ
・溶剤・可塑剤・分散剤等を添加混合して泥漿物を作
り、この泥漿物を従来周知のドクターブレード法やカレ
ンダーロール法等のシート成形法を採用しシート状に成
形してセラミックグリーンシート（セラミック生シー
ト）を得、しかる後、それらセラミックグリーンシート
に適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層
し、約1600℃の高温で焼成することによって製作され
る。 【００１９】樹脂性接着剤は、例えば導電性エポキシ樹
脂等から成り、絶縁基体１の搭載部１ａに接着剤を介し
て圧電振動子３を載置させ、しかる後、接着剤に熱硬化
処理を施し、熱硬化させることによって圧電振動子３を
絶縁基体１に接着固定させる。 【００２０】また、絶縁基体１には搭載部１ａ近傍から
側面を経て底面にかけて複数個の配線導体層５が被着形
成されている。この配線導体層５の搭載部１ａに位置す
る部位には圧電振動子３の各電極が導電性エポキシ樹脂
等から成る接着剤を介して電気的に接続され、また絶縁
基体１の底面に導出された部位には外部電気回路（図示
せず）の配線導体が半田等のロウ材を介して取着され
る。 【００２１】なお、配線導体層５はタングステン・モリ
ブデン・マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤
・溶媒・可塑剤等を添加混合して得た金属ペーストを従
来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して絶縁
基体１となるセラミックグリーンシートにあらかじめ印
刷塗布しておき、これをセラミックグリーンシートと同
時に焼成することによって絶縁基体１の上面の搭載部１
ａ近傍から下面にかけて所定パターンに被着形成され
る。 【００２２】なお、配線導体層５はその表面にニッケル
・金等の良導電性で耐蝕性およびろう材との濡れ性が良
好な金属をめっき法により１〜20μｍの厚みに被着させ
ておくと、配線導体層５の酸化腐蝕を有効に防止するこ
とができるとともに配線導体層５と圧電振動子３との導
電性樹脂による接続および配線導体層５と外部電極との
ろう付けを極めて強固となすことができる。 【００２３】さらに、絶縁基体１の上面には蓋体２がガ
ラス封止材６を介して接合され、これによって絶縁基体
１と蓋体２とから成る容器４の内部に圧電振動子３が気
密に収容される。 【００２４】ガラス封止材６は、五酸化燐30〜40重量
％、一酸化錫37〜50重量％、酸化ナトリウム５〜15重量
％、酸化亜鉛１〜６重量％、酸化アルミニウム１〜４重
量％および酸化珪素１〜３重量％を含むガラス成分にフ
ィラーとしてコージェライト系化合物を外添加で16〜45
重量％添加したものとしたことから、そのガラス軟化点
を350℃以下と低くすることができ、絶縁基体１と蓋体
２とをガラス封止材６を介して接合させ、絶縁基体１と
蓋体２とから成る容器４内部に圧電振動子３を気密に収
容する際、ガラス封止材６を溶融させる熱が内部に収容
する圧電振動子３に作用しても圧電振動子３の特性に劣
化を招来することはなく、その結果、圧電振動子３を長
期間にわたり正常、かつ安定に作動させることが可能と
なる。 【００２５】なお、ガラス封止材６は、耐湿性に優れて
いることから大気中に含まれる水分がガラス封止材６を
通して容器４内部に入り込もうとしてもガラス封止材６
で完全に阻止され、その結果、容器４内部に収容する圧
電振動子３に水分が付着し、圧電振動子３表面の電極が
酸化腐食するのを有効に防止して正常に作動させること
が可能となる。 【００２６】さらに、ガラス封止材６は、その加熱溶融
温度が350℃以下と低いことから、絶縁基体１に蓋体２
を接合させる際の熱によって圧電振動子３が絶縁基体１
より外れることはなく、圧電振動子３の固定にエポキシ
等の接着剤の使用が可能となり、圧電振動子３の耐衝撃
性の改善がなされ圧電振動子３の固定の信頼性を高いも
のとし、圧電振動子３を常に正常に、かつ安定に作動さ
せることが可能となる。 【００２７】なお、ガラス封止材６のガラス成分は、五
酸化燐の量が、30重量％未満であるとガラスの軟化溶融
温度が高くなって、ガラス封止材６を軟化溶融させる熱
によって圧電振動子３に特性の劣化を招来してしまう傾
向があり、他方、40重量％を超えるとガラスの耐薬品性
が低下し、容器４の気密封止の信頼性が大きく低下して
しまう傾向がある。従って、五酸化燐は30〜40重量％の
範囲であることが好ましい。 【００２８】また、一酸化錫の量が、37重量％未満であ
るとガラスの軟化溶融温度が高くなり、ガラス封止材６
を軟化溶融させる熱によって圧電振動子３に特性の劣化
を招来してしまう傾向があり、他方、50重量％を超える
とガラス封止材６の耐薬品性が低下し、容器４の気密封
止の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。従っ
て、一酸化錫は37〜50重量％の範囲であることが好まし
い。 【００２９】また、酸化ナトリウムの量が、５重量％未
満であるとガラスの軟化溶融温度が高くなり、ガラス封
止材６を軟化溶融させる熱によって圧電振動子３に特性
の劣化を招来してしまう傾向があり、他方、15重量％を
超えるとガラスの耐薬品性が低下し、容器４の気密封止
の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。従って、
酸化ナトリウムは５〜15重量％の範囲であることが好ま
しい。 【００３０】また、酸化亜鉛が１重量％未満であるとガ
ラスの耐薬品性が低下し、容器４の気密封止の信頼性が
大きく低下してしまう傾向があり、他方、６重量％を超
えるとガラスの結晶化が進み低温での容器４の気密封止
が困難となる傾向にある。従って、酸化亜鉛の量は１〜
６重量％の範囲であることが好ましい。 【００３１】また、酸化アルミニウムの量が、１重量％
未満であるとガラスの耐湿性が低下し、ガラス封止材６
を介して容器４の気密封止の信頼性が低下する傾向にあ
り、他方、４重量％を超えるとガラスの軟化溶融温度が
高くなり、ガラス封止材６を軟化溶融させる熱によって
圧電振動子３に特性の劣化を招来してしまう傾向があ
る。従って、酸化アルミニウムは１〜４重量％の範囲で
あることが好ましい。 【００３２】また、酸化珪素の量が、１重量％未満であ
るとガラス封止材６の熱膨張係数が大きくなって絶縁基
体１および蓋体２の熱膨張係数と合わなくなり、容器４
の気密封止の信頼性が大きく低下する傾向にある。他
方、３重量％を超えるとガラスの軟化溶融温度が高くな
り、ガラス封止材６を軟化溶融させる熱によって圧電振
動子３に特性の劣化を招来してしまう傾向がある。従っ
て、酸化珪素は１〜３重量％の範囲であることが好まし
い。 【００３３】また、コージェライト系化合物の量が、16
重量％未満であるとガラス封止材６の強度が低下し容器
４の気密封止の信頼性が大きく低下する傾向があり、他
方、45重量％を超えるとガラス封止材６の低温での流動
性が低下し、容器４の気密封止の信頼性が低下する傾向
がある。従って、コージェライト系化合物は16〜45重量
％の範囲であることが好ましい。 【００３４】また、蓋体２は、酸化アルミニウム質焼結
体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体、炭
化珪素質焼結体、ムライト質焼結体等の電気絶縁材料や
鉄−ニッケル−コバルト合金、鉄−ニッケル合金等の金
属材料から成る。蓋体２が、例えば酸化アルミニウム質
焼結体から成る場合、酸化アルミニウム、窒化珪素、酸
化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末を所定の
プレス金型内に充填するとともに一定圧力で押圧して成
形し、しかる後、この成形品を約1500℃の温度で焼成す
ることによって製作される。 【００３５】本発明においては、ガラス封止材６は、酸
化鉛を含有していないことから地球環境に負荷を与える
こともない。また、ガラス封止材６の室温での誘電率が
８で従来のガラス封止材に比べ大きく低減されているこ
とから、配線導体層５間の静電容量が低く抑えられ、そ
の結果、電気的なノイズが発生することなく電子部品を
正常、かつ安定に作動させることが可能となる。さら
に、ガラス封止材の室温での体積抵抗値が10¹⁰Ω・ｃｍ
以上であることから、配線導体層間の絶縁抵抗値が低下
してしまうことがなく、電子部品を長期間にわたり正
常、かつ安定に作動させることが可能となる。 【００３６】かくして本発明の電子部品収納用容器によ
れば、絶縁基体１の搭載部１ａに圧電振動子３の一端を
導電性エポキシ樹脂等から成る接着剤を介して接着固定
するとともに圧電振動子３の各電極を配線導体層５に電
気的に接続させ、しかる後、絶縁基体１の搭載部１ａを
覆うように蓋体２をガラス封止材６を介して接合させ、
絶縁基体１と蓋体２とからなる容器４の内部に圧電振動
子３を気密に収容することによって最終製品としての圧
電振動装置が完成する。 【００３７】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
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。例えば上述の例では圧電
振動子を収容するための電子部品収納用容器を示した
が、本発明は圧電セラミック振動子や弾性表面波素子等
を収容するための電子部品収納用容器にも適用し得るも
のでる。 【００３８】 【発明の効果】本発明の電子部品収納用容器によれば、
ガラス封止材が五酸化燐30〜40重量％、一酸化錫37〜50
重量％、酸化ナトリウム５〜15重量％、酸化亜鉛１〜６
重量％、酸化アルミニウム１〜４重量％および酸化珪素
１〜３重量％を含むガラス成分にフィラーとしてコージ
ェライト系化合物を外添加で16〜45重量％添加したもの
から成ることから、その封止温度を 350℃以下とするこ
とができ、絶縁基体と蓋体とを封止材を介して接合さ
せ、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に電子部品を気
密に収容する際、封止材を溶融させる熱が内部に収容す
る電子部品に作用しても電子部品の特性に劣化を招来す
ることはなく、その結果、電子部品を長期間にわたり正
常、かつ安定に作動させることが可能となる。 【００３９】また、本発明の電子部品収納用容器によれ
ば、ガラス封止材の室温での誘電率が８で従来のガラス
封止材に比べ大きく低減されていることから、配線導体
層間の静電容量が低く抑えられ、その結果、電気的なノ
イズが発生することなく電子部品を正常、かつ安定に作
動させることが可能となる。 【００４０】さらに、本発明の電子部品収納用容器によ
れば、ガラス封止材の室温での体積抵抗値が10¹⁰Ω・ｃ
ｍ以上であることから、配線導体層間の絶縁抵抗値が低
下してしまうことがなく、電子部品を長期間にわたり正
常、かつ安定に作動させることが可能となる。 【００４１】また、本発明の電子部品収納用容器によれ
ば、絶縁基体と蓋体とを接合させるガラス封止材は、酸
化鉛を含まないガラスで構成したことから、人体に害を
与えたり地球環境に負荷を与えることはない。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の電子部品収納用容器の実施の形態の一
例を示す断面図である。 【符号の説明】 １・・・・・・絶縁基体 １ａ・・・・・搭載部 ２・・・・・・蓋体 ３・・・・・・圧電振動子（電子部品） ４・・・・・・容器 ５・・・・・・配線導体層 ６・・・・・・ガラス封止材

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G062 AA08 BB09 DA03 DB03 DC01 DD05 DE03 DF01 EA01 EB03 EB04 EC01 ED01 EE01 EF01 EG01 FA01 FB01 FC01 FD01 FE05 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM08 NN34 NN40 PP06

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基
   体と、該絶縁基体の上面に前記搭載部を取り囲むように
   ガラス封止材を介して接合される蓋体と、前記絶縁基体
   表面の前記搭載部近傍から前記蓋体との接合領域の外側
   にかけて形成され、前記搭載部側の一端に前記電子部品
   の電極が、他端に外部電気回路がそれぞれ電気的に接続
   される配線導体層とから成り、前記絶縁基体と前記蓋体
   とから成る容器内部に前記電子部品を気密に収容する電
   子部品収納用容器であって、前記ガラス封止材は五酸化
   燐３０〜４０重量％、一酸化錫３７〜５０重量％、酸化
   ナトリウム５〜１５重量％、酸化亜鉛１〜６重量％、酸
   化アルミニウム１〜４重量％および酸化珪素１〜３重量
   ％を含むガラス成分にフィラーとしてコージェライト系
   化合物を外添加で１６〜４５重量％添加したものから成
   ることを特徴とする電子部品収納用容器。