【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックス等の絶縁基体と金属蓋体とから成るパッケージの内部に圧電振動子や半導体素子等の電子部品を気密に収容するようになした電子部品収納用パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧電振動子や半導体素子等の電子部品は、これらの電子部品を気密に収容するための電子部品収納用パッケージ内に収容されて使用される。
【０００３】
このような電子部品を気密に収容する電子部品収納用パッケージにおいて、最も信頼性の高いとされるものは酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成り、上面に電子部品が搭載される搭載部およびこの搭載部を取り囲む枠状の封止用メタライズ層を有するとともに表面および内部に電子部品の電極が電気的に接続される複数のメタライズ配線導体を有する絶縁基体と、この絶縁基体の封止用メタライズ層上に搭載部を取り囲むようにしてろう付けされた鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金から成る封止用の金属枠体と、この金属枠体にシーム溶接により直接、接合される鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金から成る金属蓋体とから構成されるタイプのものであり、このタイプの電子部品収納用パッケージの場合には、絶縁基体の搭載部に電子部品を搭載するとともに電子部品の電極とメタライズ配線導体とを半田バンプやボンディングワイヤ等を介して電気的に接続した後、絶縁基体にろう付けされた封止用の金属枠体に金属蓋体を載置し、この金属蓋体の外周縁にシーム溶接機の一対のローラー電極を接触させながら転動させるとともにこのローラー電極間に溶接のための大電流を流し金属枠体と金属蓋体とを直接、シーム溶接することによって内部に電子部品が気密に収容されて製品としての電子装置と成る。
【０００４】
しかしながら、このタイプの電子部品収納用パッケージでは、絶縁基体に金属蓋体をシーム溶接するための下地金属として封止用の金属枠体を封止用メタライズ層にろう付けしておく必要があり、そのため金属枠体の分だけ電子装置の高さが高いものとなってしまい、近時の電子装置に要求される薄型化が困難であった。また、金属枠体の分だけ高価なものとなってしまうという問題点も有していた。
【０００５】
そこで、上述のような問題点を解消するために、上面に電子部品を搭載する搭載部およびこの搭載部を取り囲む枠状の封止用メタライズ層を有するとともに表面および内部に電子部品の電極が電気的に接続される複数のメタライズ配線導体を有するセラミック製の絶縁基体と、下面に銀−銅共晶合金等のろう材が被着された金属蓋体とから構成され、絶縁基体の搭載部に電子部品を搭載するとともに電子部品の各電極をメタライズ配線導体に電気的に接続した後、封止用メタライズ層に金属蓋体をその下面に被着させたろう材を介してシーム溶接することにより絶縁基体と金属蓋体とを接合し、内部に電子部品を気密に封止するようになした電子部品収納用パッケージが提案されている。
【０００６】
この封止用メタライズ層に金属蓋体を銀ろう等のろう材を介してシーム溶接によって接合させることにより内部に電子部品を気密に収容するようになした電子部品収納用パッケージは、封止用メタライズ層と金属蓋体とをろう材を介してシーム溶接により接合させることから溶接のための下地金属としての金属枠体を必要とせず、その分、高さを低くすることができ、かつ安価である。
【０００７】
なお、このように下面にろう材が被着された金属蓋体を絶縁基体の封止用メタライズ層にろう材を介してシーム溶接により接合するようになした従来の電子部品収納用パッケージにおいては、封止用メタライズ層は、その厚みを１０μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上としており、また、その表面には厚みが５μｍ以上、好ましくは８μｍ以上の厚みのニッケル等のめっき層が被着されていた。これは封止用メタライズ層の厚みを１０μｍ以上と厚くするとともにその表面に厚みが５μｍ以上のニッケル等のめっき層を被着させることにより、封止用メタライズ層に金属蓋体をろう材を介してシーム溶接する際に封止用メタライズ層や絶縁基体に印加される溶接電流による熱衝撃を厚みの厚い封止用メタライズ層およびニッケルめっき層で吸収緩和して封止用メタライズ層や絶縁基体のクラックが発生するのを防止するという考えに基づくものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２２３６０６号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開２００３−３１７１３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように絶縁基体の封止用メタライズ層の厚みを１０μｍ以上とし、その上に厚みが５μｍ以上のニッケルめっき層を被着させた電子部品収納用パッケージによると、封止用メタライズ層の厚みが厚いために封止用メタライズ層の電気抵抗が低いものとなり、そのため、下面にろう材が被着された金属蓋体を絶縁基体の封止用メタライズ層にろう材を介してシーム溶接により接合する際に、溶接のための電流が電気抵抗の低い封止用メタライズ層に多く流れてしまい金属蓋体に流れる電流が少なくなってしまう。したがって金属蓋体に被着させたろう材を溶接電流により良好に溶融させるためにはその分、極めて大きな溶接電流を印加しなければならず余分な電力が多く消費されるので、絶縁基体が薄い場合、溶接後に絶縁基体と蓋体との間に残留する応力により封止用メタライズ層や絶縁基体にクラックが発生してしまいやすいという問題点を有していた。
【００１１】
本発明者は、かかる問題点に鑑み種々検討の結果、上述のように金属蓋体を絶縁基体の封止用メタライズ層にろう材を介してシーム溶接により接合するようになした電子部品収納用パッケージにおいては、封止用メタライズ層の電気抵抗を高いものとして溶接電流を金属蓋体により多く流すことにより、金属蓋体が有効に発熱し、より低い溶接電流にて気密封止を行うことが可能であるとともに、封止用メタライズ層と同等以上の厚みのＮｉ等のめっき層を施すことにより封止用メタライズ層自体に流れる電流が少なくなり封止用メタライズ層自体の発熱が抑制されるとともに溶接の際に発生する熱応力が厚みの厚いめっき層で有効に緩和されるので、溶接後に封止用メタライズ層や絶縁基体にクラックが発生しにくいことをつきとめた。
【００１２】
本発明は、かかる知見に基づき案出されたものであり、その目的は、絶縁基体の封止用メタライズ層に金属蓋体をろう材を介してシーム溶接により接合した際、より低い溶接電流にて気密封止を行うことが可能であり、封止用メタライズ層や絶縁基体にクラックが発生したりすることのない、信頼性の高い電子部品収納用パッケージを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品収納用パッケージは、上面に電子部品が搭載される搭載部および該搭載部を取り囲むようにして取着された封止用メタライズ層を有する絶縁基体と、下面にろう材が被着されており、前記封止用メタライズ層に前記ろう材を介してシーム溶接により接合される金属蓋体とから成る電子部品収納用パッケージにおいて、前記封止用メタライズ層は、その厚みが４〜８μｍであり、かつその表面に厚みが８〜２０μｍのニッケル−パラジウム合金めっき層が被着されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明の電子部品収納用パッケージは、前記ニッケル−パラジウム合金めっき層は、パラジウムの含有率が２０質量％以下であることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、封止用メタライズ層は、その厚みを４〜８μｍと薄いものとしており、その上に、厚みが８〜２０μｍのニッケル−パラジウム合金めっき層を被着させたことから、封止用メタライズ層の電気抵抗が高いものとなり、封止用メタライズ層に金属蓋体をろう材を介してシーム溶接する際に、溶接の電流は金属蓋体に多く流れるようになるので、その分、溶接電流を小さなものとして封止用メタライズ層が大きく発熱することを抑制できるとともに封止用メタライズ層と金属蓋体とをろう材を介して良好に溶接することができる。また、溶接の際に封止用メタライズ層や絶縁基体に印加される熱応力を封止用メタライズ層に被着させた厚みが８〜２０μｍのニッケル−パラジウム合金めっき層により良好に吸収することができ、その結果、封止用メタライズ層や絶縁基体に溶接の際の熱応力によるクラックが発生することを有効に防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の電子部品収納用パッケージを添付の図面を基に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の電子部品収納用パッケージの実施の形態の一例を示した断面図であり、同図において１は絶縁基体、２は金属蓋体、３は電子部品である。そして、絶縁基体１と金属蓋体２とから成るパッケージの内部に例えば圧電振動子や半導体素子等の電子部品３が気密に封止されることによって製品としての電子装置となる。
【００１８】
絶縁基体１は、電子部品３を支持するための支持体であり、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成り、その上面中央部に電子部品３を収容するための凹部Ａを有している。そして凹部Ａの底面は電子部品３を搭載するための搭載部１ａを形成しており、この搭載部１ａに電子部品３が搭載される。
【００１９】
なお、絶縁基体１は、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セラミック原料粉末に適当な有機バインダー、溶剤を添加混合して泥漿状となすとともに、これ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を採用することによってセラミックグリーンシートとなし、しかる後、この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複数枚積層し、高温で焼成することによって製作される。
【００２０】
また、絶縁基体１には、搭載部１ａの上面から絶縁基体１の下面にかけて導出するタングステンやモリブデン等の金属粉末焼結体から成るメタライズ配線導体４が被着形成されている。
【００２１】
メタライズ配線導体４は、電子部品３の各電極を外部に電気的に接続するための導電路として機能し、通常であれば、その露出する表面に１〜２０μｍ程度の厚みのニッケルめっき層と０．１〜３μｍ程度の厚みの金めっき層とが施されている。そして、その搭載部１ａの上面に導出した部位には電子部品３の電極が例えば導電性接着剤５を介して電気的に接続され、その絶縁基体１の下面に導出した部位は、外部電気回路基板の配線導体に例えば半田を介して電気的に接続される。
【００２２】
なお、メタライズ配線導体４は、例えばタングステン粉末焼結体から成る場合であれば、タングステン粉末に適当な有機バインダー、溶剤を添加混合して得たタングステンペーストを絶縁基体１用のセラミックグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布し、これを絶縁基体１用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって、絶縁基体１の搭載部１ａ上面から下面にかけて所定のパターンに被着形成される。
【００２３】
さらに、絶縁基体１の上面外周部には、タングステンやモリブデン等の金属粉末焼結体から成り、幅が０．４ｍｍ程度で厚みが４〜８μｍの枠状の封止用メタライズ層６が搭載部１ａを取り囲むようにして被着形成されている。
【００２４】
この封止用メタライズ層６は、絶縁基体１に金属蓋体２を接合させるための下地金属として機能し、その露出する表面に、厚みが８〜２０μｍのニッケル−パラジウム合金めっき層が施されている。そして、その上には金属蓋体２がろう材８を介してシーム溶接により接合される。
【００２５】
なお、封止用メタライズ層６は、例えばタングステン粉末焼結体から成る場合であれば、タングステン粉末に適当な有機バインダー、溶剤を添加混合して得たタングステンペーストを絶縁基体１用のセラミックグリーンシートに従来周知のスクリ−ン印刷法を採用して予め所定の厚みおよびパターンに印刷塗布し、これを絶縁基体１用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって絶縁基体１の上面に搭載部１ａを取り囲むようにして被着形成される。
【００２６】
他方、金属蓋体２は、鉄−ニッケル合金板あるいは鉄−ニッケル−コバルト合金板から成る厚みが０．１ｍｍ程度の平板であり、その下面の全面には、銀−銅共晶ろう等のろう材８が１０〜２０μｍ程度の厚みに被着されている。そして、図２に断面図で示すように、金属蓋体２を封止用メタライズ層６上にろう材８を挟んで載置し、この金属蓋体２の相対向する外周縁にシーム溶接機の一対のローラー電極Ｒを接触させながら転動させるとともにこのローラー電極Ｒ間に溶接のための電流を流し、その電流による発熱でろう材８の一部を溶融させることによって絶縁基体１の封止用メタライズ層６にろう材８を介して接合され、それにより絶縁基体１との間で電子部品３を気密に封止する。
【００２７】
このような金属蓋体２は、鉄−ニッケル合金板あるいは鉄−ニッケル−コバルト合金板の下面に銀−銅ろう等のろう材箔を重ねて圧延することによって鉄−ニッケル合金板あるいは鉄−ニッケル−コバルト合金板の下面にろう材が圧着された広面積の複合金属板を得るとともに、この複合金属板を打ち抜き金型により所定の形状に打ち抜くことによって製作される。
【００２８】
そして、本発明の電子部品収納用パッケージにおいては、封止用メタライズ層６の厚みを４〜８μｍと薄いものにするとともに、この封止用メタライズ層６の表面にニッケル−パラジウム合金めっき層を８〜２０μｍの厚みで被着させており、そのことが重要である。封止用メタライズ層６の厚みを４〜８μｍと薄いものとし、その上に、厚みが８〜２０μｍのニッケル−パラジウム合金めっき層を被着させたことから、この合金めっき層が被着された封止用メタライズ層６の電気抵抗を高いものとすることができ、その結果、封止用メタライズ層６に金属蓋体２をろう材８を介してシーム溶接により溶接する際に、金属蓋体２側に大きな電流が流れるので、その分、溶接電流を小さくして封止用メタライズ層６が大きく発熱することを抑制できるとともに金属蓋体２に被着させたろう材８を溶接電流により良好に溶融させて封止用メタライズ層６と金属蓋体２とを良好に接合することができる。
【００２９】
この場合、ニッケルよりも電気抵抗の高いパラジウムを含有する合金めっき層であるため（電気抵抗率（２０℃）でニッケル：約６．９μΩ・ｃｍ、パラジウム：約１０．８μΩ・ｃｍ）、封止用メタライズ層６に金属蓋体２をろう材８を介してシーム溶接により溶接する際に、金属蓋体２側に、より効果的に大きな電流を流すことができ、封止用メタライズ層６と金属蓋体２とを極めて良好に接合することができる。
【００３０】
なお、封止用メタライズ層６の厚みが４μｍ未満の場合、封止用メタライズ層６を絶縁基体１に強固に被着させることが困難となる傾向にあり、他方、８μｍを超えると、封止用メタライズ層６の電気抵抗が低いものとなって、封止用メタライズ層６に金属蓋体２をろう材８を介してシーム溶接により溶接する際に、金属蓋体２側に流れる電流が少なくなり、小さな溶接電流では金属蓋体２に被着させたろう材８を良好に溶融させることが困難となる傾向にある。したがって、封止用メタライズ層６の厚みは４〜８μｍの範囲に特定される。
【００３１】
さらに、絶縁基体１の上面から外周側面にかけて半径が５〜５０μｍ程度の丸みを形成しておくとともに、封止用メタライズ層６の外周縁を前記丸み部の途中まで漸次薄くなるように延出させておくと、封止用メタライズ層６が絶縁基体１から剥離するのを有効に防止することができる。したがって、絶縁基体１の上面から外周側面にかけて半径が５〜５０μｍ程度の丸みを形成しておくとともに、封止用メタライズ層６の外周縁をその丸み部の途中まで漸次薄くなるように延出させておくことが好ましい。
【００３２】
また、封止用メタライズ層６を形成するための金属ペーストは、これに含有される金属粉末の平均粒径を１μｍ以下としておくと、厚みが４〜８μｍと薄い封止用メタライズ層６を絶縁基体１の上面に緻密かつ強固に被着させることができる。したがって、封止用メタライズ層６用の金属ペーストは、これに含有される金属粉末の平均粒径を１μｍ以下としておくことが好ましい。
【００３３】
また、本発明の電子部品収納用パッケージによれば、封止用メタライズ層６の表面に厚みが８〜２０μｍのニッケル−パラジウム合金めっき層を被着させたことから、封止用メタライズ層６に金属蓋体２をろう材８を介してシーム溶接により溶接する際に、封止用メタライズ層６や絶縁基体１に印加される熱応力を封止用メタライズ層６に被着させたニッケル−パラジウム合金めっき層で良好に吸収緩和することができ、その結果、封止用メタライズ層６に金属蓋体２をろう材８を介してシーム溶接により溶接する際および溶接した後に封止用メタライズ層６や絶縁基体１にクラックが発生することを有効に防止することができる。
【００３４】
この場合、前記合金めっき層に含有されるパラジウムは、その弾性率がニッケルの弾性率よりも低い（ヤング率でニッケル：約２×１０１１Ｎ／ｍ２、パラジウム：約１．１×１０１１Ｎ／ｍ２）ため、このニッケル−パラジウム合金めっき層による熱応力の吸収緩和を極めて効果的なものとすることができる。
【００３５】
なお、封止用メタライズ層６に被着させた、ニッケル−パラジウム合金めっき層は、その厚みが８μｍ未満の場合、封止用メタライズ層６に金属蓋体２をろう材８を介してシーム溶接により溶接する際に、封止用メタライズ層６や絶縁基体１に印加される熱応力を良好に吸収緩和することができなくなる危険性が大きくなり、他方、２０μｍを超えると、そのような厚みの厚い合金めっき層を被着させる際に発生する応力により封止用メタライズ層６にクラックや剥離が発生しやすくなる傾向にある。したがって、封止用メタライズ層６に被着させたニッケル−パラジウム合金めっき層の厚みは８〜２０μｍの範囲に特定される。
【００３６】
また、前記ニッケル−パラジウム合金めっき層は、そのパラジウム含有率が２０質量％を超えると、そのようなパラジウムの含有率が高く、厚みが厚いめっき層内に残留する内部応力が大きくなり、シーム溶接時に熱応力が印加された際、層内にクラック等の機械的な破壊を生じ、金属蓋体２の溶接による接合の信頼性が劣化するおそれがある。従って、前記ニッケル−パラジウム合金めっき層は、そのパラジウム含有率を２０質量％以下としておくことが好ましい。
【００３７】
なお、このようなニッケル−パラジウム合金めっき層は、ニッケル塩とパラジウム塩とを含有するアルカリ性アンモニア浴を用いた電解めっきを施すこと等により形成することができ、めっき浴中のニッケルとパラジウムの濃度比を調整すること等により、パラジウムの含有率を所定の範囲に調整することができる。 また、前記ニッケル−パラジウム合金めっき層は、その表面に、厚みが０．１〜３μｍ程度の金めっき層（図示せず）を被着させておくと、その酸化腐蝕をより一層効果的に防止することができ、金属蓋体２の溶接による接合に信頼性をより一層優れたものとすることができる。従って、前記ニッケル−パラジウム合金めっき層は、その表面に金めっき層を０．１〜３μｍの範囲で被着させておくことが好ましい。なお、金めっき層は、そのＸ線回折における結晶配向を極力（１１１）面に揃えるようにしておくことが好ましい。この場合、表面の金の原子密度を大きくしてニッケル−パラジウム合金めっき層の酸化腐蝕をより一層効果的に防止することができる。
【００３８】
かくして、本発明の電子部品収納用パッケージによれば、絶縁基体１の搭載部１ａに電子部品３を搭載するとともに、封止用メタライズ層６に金属蓋体２をろう材８を介してシーム溶接により接合することにより、メタライズ配線導体４に断線が発生したり絶縁基体１にクラックが発生したりすることのない信頼性の高い電子部品収納用パッケージを提供することができる。
【００３９】
なお、本発明は、上述の実施の形態の一例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、種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、封止用メタライズ層は、その厚みを４〜８μｍと薄いものとしており、その上に、厚みが８〜２０μｍのニッケル−パラジウム合金めっき層を被着させたことから、封止用メタライズ層の電気抵抗が高いものとなり、封止用メタライズ層に金属蓋体をろう材を介してシーム溶接する際に、溶接の電流は金属蓋体に多く流れるようになるので、その分、溶接電流を小さなものとして封止用メタライズ層が大きく発熱することを抑制できるとともに封止用メタライズ層と金属蓋体とをろう材を介して良好に溶接することができる。また、溶接の際に封止用メタライズ層や絶縁基体に印加される熱応力を封止用メタライズ層に被着させた厚みが８〜２０μｍのニッケル−パラジウム合金めっき層により良好に吸収することができ、その結果、封止用メタライズ層や絶縁基体に溶接の際の熱応力によるクラックが発生することを有効に防止することができる。したがって、封止作業の生産性にすぐれ、かつ気密封止信頼性の高い電子部品収納用パッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す電子部品収納用パッケージの絶縁基体１と金属蓋体２とをろう材８を介してシーム溶接により接合する方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・絶縁基体
１ａ・・・・搭載部
２・・・・・金属蓋体
３・・・・・電子部品
４・・・・・メタライズ配線導体
６・・・・・封止用メタライズ層
８・・・・・ろう材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component storage package that hermetically stores electronic components such as a piezoelectric vibrator and a semiconductor element inside a package including an insulating base such as ceramics and a metal lid.
[0002]
[Prior art]
Electronic components such as a piezoelectric vibrator and a semiconductor element are used by being housed in an electronic component housing package for hermetically housing these electronic components.
[0003]
Among electronic component storage packages that hermetically accommodate such electronic components, the most reliable one is made of ceramics such as an aluminum oxide sintered body, and has a mounting portion on which electronic components are mounted on the upper surface and An insulating base having a frame-shaped sealing metallizing layer surrounding the mounting portion and having a plurality of metallized wiring conductors on the surface and inside of which an electrode of an electronic component is electrically connected; and a metallizing seal for the insulating base. A metal frame for sealing made of an iron-nickel alloy or an iron-nickel-cobalt alloy brazed on the layer so as to surround the mounting portion, and an iron directly joined to the metal frame by seam welding. And a metal cover made of nickel alloy or iron-nickel-cobalt alloy, and a package for storing electronic components of this type. In this case, the electronic component is mounted on the mounting portion of the insulating base, and the electrodes of the electronic component are electrically connected to the metallized wiring conductors via solder bumps, bonding wires, or the like, and then the sealing brazed to the insulating base. A metal lid is placed on a metal frame for stopping, and a pair of roller electrodes of a seam welding machine are rolled while contacting the outer peripheral edge of the metal lid with a large current for welding between the roller electrodes. Then, by directly seam-welding the metal frame and the metal lid, the electronic components are hermetically housed inside to form an electronic device as a product.
[0004]
However, in this type of electronic component housing package, it is necessary to braze a metal frame for sealing as a base metal for seam welding the metal lid to the insulating base to the metallized layer for sealing. For this reason, the height of the electronic device is increased by the amount of the metal frame, and it has been difficult to reduce the thickness of electronic devices required in recent years. In addition, there is a problem that the metal frame is expensive.
[0005]
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, a mounting portion for mounting the electronic component on the upper surface and a frame-shaped metallizing layer for enclosing the mounting portion are provided, and the electrodes of the electronic component are electrically connected to the surface and the inside. A ceramic insulating base having a plurality of metallized wiring conductors that are electrically connected to each other, and a metal lid having a lower surface covered with a brazing material such as a silver-copper eutectic alloy, are provided on a mounting portion of the insulating base. After mounting the electronic components and electrically connecting the electrodes of the electronic components to the metallized wiring conductors, insulation is performed by seam welding to the metallization layer for sealing via a brazing material with the metal lid attached to the lower surface. 2. Description of the Related Art There has been proposed an electronic component storage package in which a base and a metal cover are joined to each other to hermetically seal electronic components therein.
[0006]
The electronic component storage package, in which a metal lid is joined to the metallization layer for sealing by seam welding via a brazing filler metal such as silver solder so as to hermetically accommodate electronic components inside, is used for sealing. Since the metallized layer and the metal lid are joined by seam welding via a brazing material, there is no need for a metal frame as a base metal for welding, and accordingly, the height can be reduced and the cost is reduced. It is.
[0007]
In a conventional electronic component housing package in which a metal lid body having a brazing material adhered to the lower surface as described above is joined to the sealing metallization layer of the insulating base by seam welding via the brazing material. The metallizing layer for sealing had a thickness of 10 μm or more, preferably 20 μm or more, and a plating layer of nickel or the like having a thickness of 5 μm or more, preferably 8 μm or more was adhered to the surface thereof. . This is achieved by increasing the thickness of the metallizing layer for sealing to 10 μm or more and applying a plating layer of nickel or the like having a thickness of 5 μm or more on the surface of the metallizing layer. The thermal shock caused by the welding current applied to the sealing metallization layer and the insulating base during seam welding is absorbed and reduced by the thick sealing metallization layer and the nickel plating layer, and the sealing metallization layer and the insulating base This is based on the idea of preventing cracks from occurring.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-223606 A
[Patent Document 2]
JP 2003-31713 A
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, according to the electronic component housing package in which the thickness of the encapsulating metallization layer of the insulating substrate is 10 μm or more and a nickel plating layer having a thickness of 5 μm or more is applied thereon, the encapsulation metallization layer The electrical resistance of the metallizing layer for sealing is low due to the large thickness of the metallization layer, so that the metal lid with the brazing material adhered to the lower surface is seam-welded to the metallizing layer for sealing of the insulating base via the brazing material. When bonding is performed, a large amount of current for welding flows to the sealing metallized layer having a low electric resistance, and the amount of current flowing to the metal lid decreases. Therefore, in order to melt the brazing material adhered to the metal lid better by the welding current, an extremely large welding current must be applied, which consumes a large amount of extra power. In addition, there has been a problem that cracks easily occur in the metallization layer for sealing and the insulating base due to the stress remaining between the insulating base and the lid after welding.
[0011]
The present inventor has made various studies in view of the above problems, and as a result, as described above, a metal lid body is joined to a sealing metallization layer of an insulating substrate by a seam welding via a brazing filler metal for seaming electronic components. In the package, by increasing the electric current of the metallization layer for encapsulation and letting a larger amount of welding current flow through the metal lid, the metal lid can generate heat effectively and perform hermetic sealing with lower welding current. It is possible, and by applying a plating layer of Ni or the like having a thickness equal to or greater than that of the encapsulation metallization layer, the current flowing through the encapsulation metallization layer itself is reduced, and the heat generation of the encapsulation metallization layer itself is suppressed. Since the thermal stress generated at the time of welding is effectively reduced by the thick plating layer, it has been found that cracks are less likely to occur in the metallization layer for sealing and the insulating base after welding.
[0012]
The present invention has been devised based on such knowledge, and an object of the present invention is to reduce the welding current when a metal lid is joined to a metallizing layer for sealing of an insulating substrate by seam welding via a brazing material. Another object of the present invention is to provide a highly reliable package for storing electronic components, which can be hermetically sealed without causing cracks in the metallization layer for sealing and the insulating substrate.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The package for electronic component storage of the present invention has an insulating base having a mounting portion on which the electronic component is mounted on the upper surface, a metallization layer for sealing attached so as to surround the mounting portion, and a brazing material coated on the lower surface. And a metal lid joined to the metallizing layer for sealing by seam welding via the brazing material, wherein the metallizing layer for sealing has a thickness of 4 to 5. A nickel-palladium alloy plating layer having a thickness of 8 μm and a thickness of 8 to 20 μm is provided on the surface thereof.
[0014]
Further, in the electronic component housing package according to the present invention, the nickel-palladium alloy plating layer has a palladium content of 20% by mass or less.
[0015]
According to the electronic component storage package of the present invention, the encapsulating metallization layer has a thin thickness of 4 to 8 μm, and a nickel-palladium alloy plating layer having a thickness of 8 to 20 μm is deposited thereon. Because of this, the electrical resistance of the metallizing layer for sealing becomes high, and when the metal lid is seam-welded to the metallizing layer for sealing via brazing material, a large amount of welding current flows through the metal lid. Therefore, it is possible to reduce the welding current by that much, to suppress the sealing metallized layer from generating large heat, and to weld the sealing metallized layer and the metal lid body well through the brazing material. . Also, the thermal stress applied to the metallizing layer for sealing or the insulating substrate during welding can be well absorbed by the nickel-palladium alloy plating layer having a thickness of 8 to 20 μm applied to the metallizing layer for sealing. As a result, it is possible to effectively prevent cracks from occurring due to thermal stress at the time of welding to the sealing metallization layer and the insulating base.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an electronic component storage package of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0017]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of an electronic component storage package according to the present invention, in which 1 is an insulating base, 2 is a metal cover, and 3 is an electronic component. Then, an electronic component 3 such as a piezoelectric vibrator or a semiconductor element is hermetically sealed inside a package including the insulating base 1 and the metal lid 2 to provide an electronic device as a product.
[0018]
The insulating substrate 1 is a support for supporting the electronic component 3 and is made of a ceramic such as an aluminum oxide sintered body or an aluminum nitride sintered body. It has a recess A. The bottom surface of the concave portion A forms a mounting portion 1a for mounting the electronic component 3, and the electronic component 3 is mounted on the mounting portion 1a.
[0019]
When the insulating substrate 1 is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, an appropriate organic binder and a solvent are added to a ceramic raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide, and then mixed. The ceramic green sheet is formed by adopting the well-known doctor blade method or calender roll method, and then the ceramic green sheet is subjected to appropriate punching and laminated at a high temperature. It is manufactured by firing.
[0020]
A metallized wiring conductor 4 made of a sintered metal powder of tungsten, molybdenum, or the like derived from the upper surface of the mounting portion 1a to the lower surface of the insulating substrate 1 is formed on the insulating substrate 1.
[0021]
The metallized wiring conductor 4 functions as a conductive path for electrically connecting each electrode of the electronic component 3 to the outside, and usually has a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 20 μm on its exposed surface. And a gold plating layer having a thickness of about 1 to 3 μm. Electrodes of the electronic component 3 are electrically connected to a portion led out on the upper surface of the mounting portion 1a via, for example, a conductive adhesive 5, and a portion led out on the lower surface of the insulating base 1 is connected to an external electric circuit. It is electrically connected to the wiring conductor of the board via, for example, solder.
[0022]
If the metallized wiring conductor 4 is made of, for example, a tungsten powder sintered body, a tungsten paste obtained by adding and mixing an appropriate organic binder and a solvent to the tungsten powder is conventionally used for the ceramic green sheet for the insulating substrate 1. A predetermined pattern is printed and applied by a well-known screen printing method, and is baked together with the ceramic green sheet for the insulating base 1, whereby the insulating base 1 is adhered and formed in a predetermined pattern from the upper surface to the lower surface of the mounting portion 1a.
[0023]
Further, on the outer peripheral portion of the upper surface of the insulating base 1, a frame-shaped sealing metallization layer 6 made of a sintered metal powder such as tungsten or molybdenum and having a width of about 0.4 mm and a thickness of 4 to 8 μm is provided. It is formed so as to surround 1a.
[0024]
The sealing metallization layer 6 functions as a base metal for bonding the metal lid 2 to the insulating base 1, and a nickel-palladium alloy plating layer having a thickness of 8 to 20 μm is applied to the exposed surface. I have. Then, the metal lid 2 is joined thereon by seam welding via the brazing material 8.
[0025]
When the sealing metallization layer 6 is made of, for example, a tungsten powder sintered body, a tungsten paste obtained by adding and mixing an appropriate organic binder and a solvent to the tungsten powder is mixed with a ceramic green sheet for the insulating substrate 1. Is applied to a predetermined thickness and pattern in advance by using a well-known screen printing method, and is fired together with a ceramic green sheet for the insulating substrate 1 to surround the mounting portion 1a on the upper surface of the insulating substrate 1. Thus, it is formed.
[0026]
On the other hand, the metal lid 2 is a flat plate made of an iron-nickel alloy plate or an iron-nickel-cobalt alloy plate and having a thickness of about 0.1 mm, and a silver-copper eutectic solder or the like is provided on the entire lower surface thereof. The material 8 is applied to a thickness of about 10 to 20 μm. Then, as shown in a sectional view in FIG. 2, the metal lid 2 is placed on the metallizing layer 6 for sealing with the brazing material 8 interposed therebetween, and a seam welding machine is attached to the opposed outer peripheral edges of the metal lid 2. The pair of roller electrodes R are rolled while being in contact with each other, and a current for welding is passed between the roller electrodes R, and a part of the brazing material 8 is melted by the heat generated by the current, thereby sealing the insulating base 1. The electronic component 3 is hermetically sealed between the metallization layer 6 and the insulating base 1 via the brazing material 8.
[0027]
Such a metal lid 2 is formed by rolling a brazing material foil such as silver-copper brazing on the lower surface of an iron-nickel alloy plate or an iron-nickel-cobalt alloy plate and rolling it. -It is manufactured by obtaining a large-area composite metal plate in which a brazing material is pressed on the lower surface of a cobalt alloy plate, and punching the composite metal plate into a predetermined shape by a punching die.
[0028]
In the electronic component housing package of the present invention, the thickness of the metallizing layer 6 for sealing is made as thin as 4 to 8 μm, and a nickel-palladium alloy plating layer is formed on the surface of the metallizing layer 6 for sealing. It is applied with a thickness of ２０20 μm, which is important. Since the thickness of the metallization layer 6 for sealing was made as thin as 4 to 8 μm, and a nickel-palladium alloy plating layer having a thickness of 8 to 20 μm was deposited thereon, this alloy plating layer was deposited. The electrical resistance of the metallization layer 6 for sealing can be made high, and as a result, when the metal lid 2 is welded to the metallization layer 6 for sealing by seam welding via the brazing material 8, the metal lid Since a large current flows to the second side, the welding current can be reduced by that much, so that the sealing metallization layer 6 can be prevented from generating a large amount of heat, and the brazing material 8 applied to the metal lid 2 can be satisfactorily improved by the welding current. By melting, the sealing metallization layer 6 and the metal lid 2 can be satisfactorily joined.
[0029]
In this case, since it is an alloy plating layer containing palladium having higher electric resistance than nickel (nickel: about 6.9 μΩ · cm, palladium: about 10.8 μΩ · cm at electric resistivity (20 ° C.)), sealing is performed. When the metal lid 2 is welded to the metallization layer 6 by seam welding with the brazing material 8 interposed therebetween, a large current can be passed more effectively to the metal lid 2 side, and The metal cover 2 can be bonded very well.
[0030]
If the thickness of the metallizing layer 6 for sealing is less than 4 μm, it tends to be difficult to firmly attach the metallizing layer 6 for sealing to the insulating substrate 1. When the metal lid 2 is welded to the metallization layer 6 for sealing by seam welding via the brazing material 8, the electric current flowing to the metal lid 2 side is small. Therefore, it tends to be difficult to satisfactorily melt the brazing material 8 adhered to the metal lid 2 with a small welding current. Therefore, the thickness of the metallization layer 6 for sealing is specified in the range of 4 to 8 μm.
[0031]
Further, a roundness having a radius of about 5 to 50 μm is formed from the upper surface to the outer peripheral side surface of the insulating base 1, and the outer peripheral edge of the metallizing layer for sealing 6 is extended so as to become gradually thinner to the middle of the rounded portion. By doing so, it is possible to effectively prevent the metallization layer 6 for sealing from peeling off from the insulating base 1. Therefore, a roundness having a radius of about 5 to 50 μm is formed from the upper surface to the outer peripheral side surface of the insulating base 1, and the outer peripheral edge of the sealing metallized layer 6 is extended so as to become gradually thinner in the middle of the rounded portion. It is preferable to keep it.
[0032]
The metal paste for forming the metallizing layer 6 for sealing has a thickness of 4 to 8 μm and insulates the metallizing layer 6 having a small thickness when the average particle diameter of the metal powder contained in the metal paste is 1 μm or less. It can be densely and firmly adhered to the upper surface of the base 1. Therefore, the metal paste for the metallization layer 6 for sealing preferably has an average particle diameter of the metal powder contained therein of 1 μm or less.
[0033]
Further, according to the electronic component housing package of the present invention, since the nickel-palladium alloy plating layer having a thickness of 8 to 20 μm is applied to the surface of the metallizing layer 6 for sealing, When the metal lid 2 is welded by seam welding via the brazing material 8, the thermal stress applied to the sealing metallized layer 6 and the insulating base 1 is applied to the nickel-palladium deposited on the sealing metallized layer 6. The alloy plating layer can favorably absorb and relax, and as a result, when and after welding the metal lid 2 to the metallizing layer 6 for sealing by seam welding via the brazing material 8. In addition, the occurrence of cracks in the insulating base 1 can be effectively prevented.
[0034]
In this case, the palladium contained in the alloy plating layer has an elastic modulus lower than that of nickel (in terms of Young's modulus, nickel: about 2 × 10 11 N / m 2 , palladium: about 1.1 × 10 11). N / m 2 ), the absorption and relaxation of thermal stress by the nickel-palladium alloy plating layer can be made extremely effective.
[0035]
When the thickness of the nickel-palladium alloy plating layer applied to the metallizing layer 6 for sealing is less than 8 μm, the metal lid 2 is seam-welded to the metallizing layer 6 for sealing via the brazing material 8. When welding is carried out, there is a greater danger that the thermal stress applied to the sealing metallization layer 6 and the insulating substrate 1 cannot be favorably absorbed and alleviated. Cracks and peeling tend to occur easily in the metallization layer 6 for sealing due to stress generated when a thick alloy plating layer is applied. Therefore, the thickness of the nickel-palladium alloy plating layer applied to the metallization layer 6 for sealing is specified in the range of 8 to 20 μm.
[0036]
When the nickel-palladium alloy plating layer has a palladium content of more than 20% by mass, the content of such palladium is high, and the internal stress remaining in the thick plating layer becomes large. Sometimes, when thermal stress is applied, mechanical destruction such as cracks may occur in the layer, and the reliability of welding of the metal lid 2 by welding may be degraded. Therefore, the nickel-palladium alloy plating layer preferably has a palladium content of 20% by mass or less.
[0037]
Incidentally, such a nickel-palladium alloy plating layer can be formed by performing electrolytic plating using an alkaline ammonia bath containing a nickel salt and a palladium salt, and the like. By adjusting the ratio, the content of palladium can be adjusted to a predetermined range. When a gold plating layer (not shown) having a thickness of about 0.1 to 3 μm is applied to the surface of the nickel-palladium alloy plating layer, the oxidation corrosion is more effectively prevented. Therefore, the reliability of the joining of the metal lid 2 by welding can be further improved. Therefore, it is preferable that the nickel-palladium alloy plating layer has a gold plating layer adhered thereon in a range of 0.1 to 3 μm. In addition, it is preferable that the crystal orientation in the X-ray diffraction of the gold plating layer is aligned to the (111) plane as much as possible. In this case, the oxidation density of the nickel-palladium alloy plating layer can be more effectively prevented by increasing the atomic density of gold on the surface.
[0038]
Thus, according to the electronic component storage package of the present invention, the electronic component 3 is mounted on the mounting portion 1 a of the insulating base 1, and the metal lid 2 is seam-welded to the sealing metallization layer 6 via the brazing material 8. Thus, a highly reliable package for storing electronic components can be provided that does not cause disconnection of the metallized wiring conductor 4 or cracks in the insulating base 1.
[0039]
It is to be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0040]
【The invention's effect】
According to the electronic component storage package of the present invention, the encapsulating metallization layer has a thin thickness of 4 to 8 μm, and a nickel-palladium alloy plating layer having a thickness of 8 to 20 μm is deposited thereon. Because of this, the electrical resistance of the metallizing layer for sealing becomes high, and when the metal lid is seam-welded to the metallizing layer for sealing via brazing material, a large amount of welding current flows through the metal lid. Therefore, it is possible to reduce the welding current by that much, to suppress the sealing metallized layer from generating large heat, and to weld the sealing metallized layer and the metal lid body well through the brazing material. . Also, the thermal stress applied to the metallizing layer for sealing or the insulating substrate during welding can be well absorbed by the nickel-palladium alloy plating layer having a thickness of 8 to 20 μm applied to the metallizing layer for sealing. As a result, it is possible to effectively prevent cracks from occurring due to thermal stress at the time of welding to the sealing metallization layer and the insulating base. Therefore, it is possible to provide an electronic component storage package that has excellent sealing work productivity and high airtight sealing reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an embodiment of an electronic component storage package according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method of joining an insulating base 1 and a metal lid 2 of the electronic component storage package shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Insulating base 1a ... Mounting section 2 ... Metal cover 3 ... Electronic component 4 ... Metalized wiring conductor 6 ... For sealing Metallized layer 8 brazing material
