JP2003229504A - 電子部品用中空パッケージの蓋材の製造方法 - Google Patents

電子部品用中空パッケージの蓋材の製造方法

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JP2003229504A
JP2003229504A JP2002028692A JP2002028692A JP2003229504A JP 2003229504 A JP2003229504 A JP 2003229504A JP 2002028692 A JP2002028692 A JP 2002028692A JP 2002028692 A JP2002028692 A JP 2002028692A JP 2003229504 A JP2003229504 A JP 2003229504A
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JP
Japan
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lid
layer
plating layer
package
manufacturing
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Shigeru Nagahata
茂 長畑
Fusatoshi Hara
房利 原
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Yoshikawa Kogyo Co Ltd
Yamato Electric Ind Co Ltd
Original Assignee
Yoshikawa Kogyo Co Ltd
Yamato Electric Ind Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品用中空パッケージの封止手段である
蓋体を、高い封止機能を維持しつつ、比較的安価に形成
するための蓋材の製造方法を提供すること。 【解決手段】 セラミックス又は金属製の電子部品を収
納する上面を開口部とする凹部を形成したパッケージの
上部周縁部に溶着して、その開口部を封止する蓋体に使
用する蓋材の製造方法であって、リボン状の金属芯材表
面に、封止材として、Auの電解めっき層とSnの電解
めっき層を交互に積層し、最下層と最上層とをAu電解
めっき層としためっき層を形成した後、熱処理を行い、
そのめっきされたAuとSnとを共晶させた後、プレス
加工により所要寸法に打ち抜いて蓋体とする。または、
リボン状の金属芯材表面に、封止材として、AuとSn
との合金の電解めっき層を形成した後、ブレス加工によ
り所要寸法に打ち抜いて蓋体とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子回路、半導体、
圧電振動子等の種々の電子部品を収納する電子部品用中
空パッケージの蓋体に使用する蓋材の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】係る電子部品用中空パッケージは、通
常、収納部が上面を開口部とする凹部を形成した電子部
品を収納するパッケージ本体と、パッケージ本体の上面
周縁部に溶着されてその開口部を封止する蓋体とを備え
ている。
【0003】この蓋体は、外気の侵入を遮断し、パッケ
ージ本体内に収納した電子部品の腐食を防ぐためのもの
で、通常、パッケージ本体に形成された凹部上面の開口
部の周縁部に溶着して封止するものである。
【0004】前記パッケージ本体は、蓋体のろう材層が
パッケージ本体の開口部側となるように蓋体とパッケー
ジ本体との周縁部を一致させて載置し、蓋体を加熱し、
そのろう材層を溶融させ、パッケージ本体の上面周縁部
に溶着することで、その凹部開口面を封止するものであ
る。蓋体の加熱方法としては、加熱工具を押し当てた
り、組み立てたパッケージの全体を加熱炉で加熱したり
する等の方法が採られる。
【0005】パッケージ本体を蓋体で封止するのは、収
納された電子部品が使用環境の影響を受けてその特性が
変化または劣化する等を防ぐために、収納部の気密性を
保つためのもので、そのため確実に気密封止するために
種々の手段が提案されている。
【0006】例えば、特開平2−46748号公報に
は、蓋体溶着時のろう材層(ソルダー枠)のぬれ性の劣
化等を防ぐために、金属蓋とろう材層との接合面にろう
材層よりも低融点温度の金属薄膜を形成することが開示
されている。
【0007】特開平4−174544号公報には、ろう
材層(ハンダ材)表面の酸化皮膜による接合性の阻害等
を防ぐために、金属薄膜を形成した蓋体の少なくとも一
部の側面部にろう材を溶着することが開示されている。
【0008】特開平6−13478号公報には、組み立
て時に位置ずれが生じないように、蓋材と枠材とを接合
するろう材を枠材と同一の金属元素を含むものとして、
比較的低温で接合した後、枠材の外側面と底面とにハン
ダ付け用Niめっきを施した部分をパッケージ本体の上
面周縁部にハンダ付けすることが示されている。
【0009】さらに、特開2000−3973号公報に
は、セラミックス製パッケージと金属蓋との間にカバー
リングを介装し、シーム溶接した際、セラミックス製パ
ッケージにクラックが発生することを防ぐために、金属
蓋の少なくとも片面の周縁部にクラッド化した金属ろう
材又はその表面にNiめっき層を形成したものをパッケ
ージ本体の上面周縁部上にNiめっきやAuめっきを施
したWやMo等のメタライズ部を形成した面に合せて、
シーム溶接することが開示されている。
【0010】さらには、特開2001−110922号
公報には、セラミックベースのパッケージ本体の開口部
に、タングステンのメタライズ層を設け、その上に、ニ
ッケルめっき層と、シールリングと、ニッケルめっき層
と、金めっき層の5層の接合層を設け、これに、鉄−ニ
ッケル−コバルトからなり、その表面にニッケルめっき
を施した蓋体を圧力を加えながら、蓋体の周辺を抵抗溶
接するに当たっての問題点の解決手段が提案されてい
る。すなわち、このシ−ル手段の形成に当たっての抵抗
溶接の際に、めっき層が急激に溶けて、周辺に飛び散
り、収納電子部品に悪影響を及ぼすという問題を、接合
面に金層と錫層との共晶を含む多層構造とすることで解
決するものである。
【0011】さらに、蓋体とパッケージ本体との接合封
止の効率化のために、蓋体側に金属ろう材層を設けたも
のも、特許3078544号公報と特開2000−39
73号公報に開示されている。前者は、帯板状の芯材と
Ni基金属箔をロール圧下により圧接後、拡散焼鈍し、
更に、これにろう材箔をロール圧下により圧接して積層
するものであり、また、後者は、蓋体となる金属板の少
なくとも片面全体に銀系合金又は金系合金等を圧延によ
りクラッド化した金属ろう材層を設け、その表面にNi
めっき層を形成するものである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、係る従
来の蓋体とパッケージ本体との接合封止手段において、
とくに、蓋体に金属ろう材層を施すタイプのものは、一
般的に圧延によってクラッド化したもので、圧延のよう
な機械的な手段でクラッド材化することを前提とするも
ので、比較的大きい設備を要しコスト的にも余計な費用
を要し、また、クラッドによる各層の接合状態も不十分
になる場合が多い。
【0013】本発明が解決しようとする課題は、電子部
品用中空パッケージの封止手段である蓋体を、高い封止
機能を維持しつつ、比較的安価に形成するための蓋材の
製造方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックス
又は金属製の電子部品を収納する上面を開口部とする凹
部を形成したパッケージの上部周縁部に溶着して、その
開口部を封止する蓋体に使用する蓋材の製造方法であっ
て、リボン状の金属芯材表面に、封止材として、Auの
電解めっき層とSnの電解めっき層を交互に積層し、最
下層と最上層とをAu電解めっき層としためっき層を形
成した後、熱処理を行い、そのめっきされたAuとSn
とを共晶させた後、プレス加工により所要寸法に打ち抜
いて蓋体とすることを特徴とする。
【0015】また、本発明は、セラミックス又は金属製
の電子部品を収納する上面を開口部とする凹部を形成し
たパッケージの上部周縁部に溶着して、その開口部を封
止する蓋体に使用する蓋材の製造方法であって、リボン
状の金属芯材表面に、封止材として、AuとSnとの合
金の電解めっき層を形成した後、ブレス加工により所要
寸法に打ち抜いて蓋体とすることを特徴とする。
【0016】この際の封止材としてのめっき層の膜厚
は、そのパッケージ上面の状況、即ち、蓋体との封止接
合の難易性により、そのめっき厚みが決められる。普遍
的には18〜38μmの厚みがあれば支障となることは
ないが、AuとSnとの共晶反応、めっきコストそして
電子部品用中空パッケージ本体との溶着性の確保の点か
ら10〜40μmの範囲で選択することができる。
【0017】このように、AuとSnからなる金属ろう
材層をクラッドとして形成することに代えて、めっき手
段を採用することによって、コストが格段に低減すると
共に、共晶化することによって、金属ろう材の融点を低
下せしめて作業性が向上する。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づいて説明する。
【0019】蓋体の基材として、図1に示すように、幅
16.5mm、厚み0.1mmのNi42%―Fe残部
からなる42アロイ材をリボン状の金属芯材1として使
用した。リボン状の金属芯材1の両側端部には送給用の
連続パイロット穴2をプレスにより打ち抜き加工したも
のを予め脱脂、酸活性化処理等の予備処理を行なった
後、本発明に基づいて、ストライプ状連続電解めっき装
置を用いてリボン状の金属芯材1にめっき層3を形成し
た。
【0020】実施例1 この例は、電解めっきによる積層めっきを形成する例を
示す。先ず、送給されてくる42アロイ材を第1工程で
下地めっき層としてNiめっきを1〜3μm厚に施し
た。この下地めっきは後のめっき層の付着性に係わるも
ので使用基材によっては不要の場合もあるが、コストの
面からその厚みは0.1〜6μmの範囲で選択すると良
い。Niめっき層形成後、電解Auフラッシュめっきを
0.01〜0.1μm施した。このAuフラッシュめっ
き層は後のめっき層の積層を確実なものとするとともに
最終のめっき厚みを調整するもので0.01〜0.5μ
mの範囲で選択すると良い。なお、Auの純度は99.
99%のものを使用した。
【0021】引き続き、第2工程の封止材のめっき処理
を行なった。その第1槽はAuめっき、第2槽はSnめ
っき、第3槽はAuめっき、第4槽はSnめっきと順次
めっき処理を行ない、最終槽はAuめっきとした。夫々
の原料の純度は、Au、Snとも99.99%。めっき
浴はAuめっきは中性浴、その電流密度は2〜50A/
dm、Snめっきは酸性浴、その電流密度は2〜20
A/dmで、図1に示すめっき処理を行なった。第2
工程で形成しためっき層は電子部品用中空パッケージを
密封する際の封止材となるものであるので、そのパッケ
ージ上面の状況、即ち、蓋体との封止接合の難易性によ
り、10〜40μmの範囲内でそのめっき厚みが決めら
れる。また、Auめっき層及びSnめっき層の比率は各
層毎の合計重量比でAuを80±5%、残りをSnとな
るように夫々の層形成時のめっき付着量を通板速度の設
定を行なうことで調節した。なお、蓋体として使用する
ものであるので、積層めっきは、基材の片面に必要なマ
スキングを施して行なえば良いが、両面にめっきを施し
ても良い。
【0022】次いで、第3工程の熱処理を行なう。この
工程はAuめっき層とSnめっき層との交互からなる積
層めっきに共晶反応を起させて合金化するものである。
熱処理には非酸化電気炉、真空炉若しくは水素雰囲気炉
を用いて行なう。積層めっき終了後、引き続き、熱処理
炉内において265℃、30分間の条件で通板させた。
その通板条件はAu、Snの比率、封止材に求められる
接着性を発揮できる共晶反応の進度により、180〜4
90℃、5〜720分間の範囲で選択すると良い。熱処
理終了後、常温まで冷却した後、図1の4に示す電子部
品用中空パッケージに求められる寸法、形状にプレス加
工により連続的に打ち抜いて製品の蓋体として保管箱や
収納袋に集積して置くか、熱処理後の基材を巻戻して、
コイル材の形態として出荷又は製品へのプレス加工を行
なうまで保管して置く。
【0023】実施例2 この例は、本発明としてAuとSnとのめっきを合金の
電解めっきを適用した例を示す。
【0024】実施例1と同じ基材を用い、送給されてく
る基材を第1工程と同様の手段でNiめっきを1〜3μ
m厚に施して、下地めっき層を形成した。この下地めっ
きは後のめっき層の付着性に係わるもので使用基材によ
っては不要の場合もあるが、コストの面からその厚みは
0.1〜6μmの範囲で選択すると良い。
【0025】下地めっきに引き続き、第2工程の封止材
のめっき処理を行なって15〜40μmの範囲でAu−
Snの合金メッキ層を析出させた。めっき液は、酸性浴
でpH3.5〜4.5とし、液温は45〜70℃、電流
密度は1.0〜8.0A/dm、めっき時間は5〜2
0分間として、めっき処理を行なった。以降の処理は熱
処理を行なわない以外は第1実施例と同様である。尚、
めっき液の比率は質量比で、Au80%:Sn20%と
したが、Auを80±5%、残りをSnとなるよう必要
に応じ調整して良い。
【0026】めっき終了後、引き続き、実施例1同様、
プレス加工により連続的に打ち抜いて蓋体とした。
【0027】上記の実施例によって得た蓋材から得た蓋
体をNガス雰囲気中の炉内で、290〜310℃に3
0秒間保持しつつ、5.88×10Paで加圧するこ
とで、セラミックス製中空パッケージ本体の開口部を封
止した。なお、この中空パッケージ本体の上面周縁部に
Wを使用したメタライズ面を作り、この上面に下地Ni
めっき層形成後、最上層にAuめっきを施したものを用
いた。その封止後の中空パッケージを1.33×10
−7Paの雰囲気中で気密性を試験した結果を表1に示
す。
【0028】
【表1】 同表に見られるように、実施例1に係る試験1〜3は、
接合状態、密閉度共に良好であった。また、合金めっき
に係る試験4、5は、めっき厚みが25μmの合金電解
めっきが、Au−Sn合金の濡れ性の点で部分的に不都
合はあったが、密閉度は申し分ないものであつた。
【0029】
【発明の効果】本発明は、従来、一般的な圧延クラッド
法により製造されているものに比べ、めっき法により製
造するので設備費が安価である。特に、AuとSnとを
積層しためっき層の場合、容易かつ、確実に共晶化を図
れる上、めっき液槽を順次通るものであるので、めっき
液の汚れ等が少なくて済むことからも、電子部品用中空
パッケージの封止を行なうことのできる蓋体を比較的安
価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による蓋体(蓋材)の製造の実施例を示
す。
【符号の説明】
1 リボン状の金属芯材 2 送給用の連続パイロット穴 3 めっき層 4 蓋体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 房利 長野県諏訪郡下諏訪町5197番地

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックス又は金属製の電子部品を収
    納する上面を開口部とする凹部を形成したパッケージの
    上部周縁部に溶着して、その開口部を封止する蓋体に使
    用する蓋材の製造方法であって、 リボン状の金属芯材表面に、封止材として、Auの電解
    めっき層とSnの電解めっき層を交互に積層し、最下層
    と最上層とをAu電解めっき層としためっき層を形成し
    た後、熱処理を行い、そのめっきされたAuとSnとを
    共晶させた後、プレス加工により所要寸法に打ち抜いて
    蓋体とする電子部品用中空パッケージの蓋体に使用する
    蓋材の製造方法。
  2. 【請求項2】 セラミックス又は金属製の電子部品を収
    納する上面を開口部とする凹部を形成したパッケージの
    上部周縁部に溶着して、その開口部を封止する蓋体に使
    用する蓋材の製造方法であって、 リボン状の金属芯材表面に、封止材として、AuとSn
    との合金の電解めっき層を形成した後、ブレス加工によ
    り所要寸法に打ち抜いて蓋体とする電子部品用中空パッ
    ケージの蓋体に使用する蓋材の製造方法。
  3. 【請求項3】 めっき層が、10〜40μmの膜厚を有
    する請求項1又は2に記載の電子部品用中空パッケージ
    の蓋体に使用する蓋材の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006120915A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Tokuriki Honten Co Ltd 封止材料
JP2010199600A (ja) * 2010-04-12 2010-09-09 Tokuriki Honten Co Ltd 封止材料およびその製造方法
US8551623B2 (en) 2007-02-26 2013-10-08 Neomax Materials Co., Ltd. Airtightly sealing cap, electronic component storing package and method for manufacturing electronic component storing package

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