JP2004304017A - 電子部品パッケ−ジ - Google Patents

Abstract

【課題】従来のようなリッドと容器開口頂部の金属メッキ層が全周にわたって密着する構造のパッケージでは、パッケージ内部の気体や水分をパッケージ外に引き出し、パッケージ内部を真空にすることが難しく、また可能であっても、パッケージ内を所望の真空度にするのに時間を要してしまい、電子部品製造の作業性に問題が生じる可能性がある。
【解決手段】容器開口頂部に形成した金属メッキ層とリッドとをレーザ溶融接合し、内部に搭載した電子部品を気密封止する電子部品パッケ−ジにおいて、溶融接合される前のリッドの内側主面上において、少なくとも真空中でレーザ溶融接合される、相対した辺縁部から容器内部空間に至る溝が形成されていることを特徴とする電子部品パッケ−ジ。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器側の金属層とリッドとを溶融接合して、内部の電子部品を気密封止する電子部品パッケ−ジに関し、特に、レ−ザビ−ムを使用し、内部を真空に気密封止する電子部品パッケ−ジに関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器に搭載される圧電振動子や圧電発振器等の電子部品における小型化の要求が強く、それに伴い各種電子部品パッケージが発明考案されている。
【０００３】
図３は、従来技術として圧電振動子に使用される電子部品パッケージの一例を示す断面図である。即ち、一辺を開口して空間を形成した容器６１内部に圧電振動体６２を搭載し、容器６１の開口頂部６４にはメタライズ層及びその上に金属メッキ層６３が形成され、金属メッキ層６３の上にリッド６５を被せている。
【０００４】
リッド６５と容器６１とを接合するために、まずリッド６５の相対する一方の辺縁部６６ａとその下にある金属メッキ層とを窒素又は大気雰囲気中でレーザ溶融接合し、その後リッド６５の相対する他方の辺縁部６６ｂとその下にある金属メッキ層とを真空中でレーザ溶融接合している。これにより容器内部を気密封止し電子部品パッケージ６０を形成している。
【０００５】
前記のような電子部品用パッケージの構造、及び気密封止に係る工程については、以下のような文献が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０８−４６０７５号公報
【特許文献２】
特開２００２−３５９３１１公報
【０００７】
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】電子部品パッケージの小型化が進み、長さ寸法が数ｍｍとなるにつれ、パッケージを作成する際の製造精度を向上させる必要がある。特に容器とリッドとの封止には高い精度が必要とされ、それに対応するために、リッドの表面荒さの低減及び容器開口頂部に形成するび金属メッキ層の表面荒さの低減が図られ、リッドと金属メッキ層が隙間なく密着できるようになり、封止の信頼性が向上した。
【０００９】
本発明ではより高品質な電子部品を得るため、まずリッドの相対する一方の辺縁部とその下の金属メッキ層とを窒素又は大気雰囲気中でレーザ溶融接合し、その後リッドの相対する他方の辺縁部と、その下の金属メッキ層とを真空中でレーザ溶融接合する工程でパッケージを気密封止している。しかし前述したようなリッドと容器開口頂部の金属メッキ層が密着する構造のパッケージでは、パッケージ内部の気体や水分をパッケージ外に引き出し、パッケージ内部を真空にすることが難しく、また可能であっても、パッケージ内を所望の真空度にするのに時間を要してしまい、電子部品製造の作業性に問題が生じる可能性がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前述した問題点を解決するために成されたものであり、一辺を開口して電子部品を搭載する空間を形成した容器の開口頂部に、メタライズ層及びその上に金属メッキ層を形成し、金属メッキ層にリッドを被せてパッケージの外形を構成し、このパッケージの相対する一方の辺の、金属メッキ層とリッドとをレーザ溶融接合し、その後このパッケージの相対する他方の辺の、金属メッキ層とリッドとを真空中でレーザ溶融接合した、電子部品を気密封止する電子部品用パッケ−ジにおいて、溶融接合される前のリッドの主面上における、少なくとも真空中でレーザ溶融接合される、相対した辺の辺縁部から容器内部空間に至る溝が形成されていることを特徴とする電子部品パッケ−ジである。
【００１１】
本発明の電子部品パッケージは、気密封止の信頼性を低下させることなく、容器内部を短時間に所望の真空度にする作用を成す。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明による電子部品パッケ−ジの実施形態を各図面を参照しながら説明する。図１は本発明に関わる電子部品パッケ−ジを使用した圧電振動子の一実施形態を示す構成図である。図２乃至４は本発明の電子部品用パッケージに使用する各種リッドを、パッケージ内側になる面を上にした形で表した斜視図である。図５は図１記載の線分Ａ１−Ａ２でレーザ溶融封止後に切断した際の容器開口頂部付近の部分断面図である。尚、図１乃至５にあって、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。特にリッドの厚さは本発明を理解し易くするためにデフォルメした形で現している。
【００１３】
即ち、図１において電子部品パッケージ１０は、一辺を開口して空間を形成した容器１１内部に圧電振動体１２を搭載し、容器１１の開口頂部１４全周にはタングステンからなるメタライズ層１９（図示せず）、及びその上にニッケルなどの金属メッキ層１３が形成され、金属メッキ層１３の上にリッド１５を被せることで構成されている。容器１１は絶縁材であって、熱膨張係数が小さい材質、例えばセラミックス材により形成され、長さ方向の寸法を１〜数ミリメ−トル程度とした長方形の容器である。
【００１４】
又、リッド１５には、パッケージ１０内部の空間に露出する側の主面上に、後述する少なくとも真空中でレーザ溶融接合される相対した辺縁部１６ｂから、リッド１５を容器１１に被せた際に形成される容器内閉空間までに至る溝１７が形成されている。尚、この溝１７はリッド１５の機械的強度を低下させることがないような形状で形成され、溝１７を含むリッド１５は、プレス或いはハ−フエッチングにより簡易に形成することが出来、その後、表面保護等を目的として必要により金属メッキ層（図示せず）が形成される。更に、リッド１５に用いる材質としては、後述する気密封止時の加熱工程を考慮して、前記容器１１の熱膨張率、この場合はセラミック材の熱膨張率に近いものとしてコバ−ル材が適当である。
【００１５】
以下、以上の構成において、本発明に関わる電子部品パッケ−ジにおける気密封止の一工程について、図１及び図５を参照しつつ順を追って詳述する。
先ず、容器１１の容器開口頂部１４全周にわたってタングステン材によるメタライズ層１８を印刷により形成する。この時のメタライズ層１８の厚みは、この後の気密封止のための加熱溶融時の容器１１に対するダメ−ジによる影響を抑え、軽減することを考慮して、１０〜３０μｍ程度とすることが望ましいものである。
【００１６】
この後、前記メタライズ層１８の表面に金属メッキ層１３を形成する。具体的には、ニッケルメッキ層を形成するが、必要により更にその上に金メッキ層（図示せず）を形成することも可能である。
【００１７】
以上の如くして容器開口頂部１４にメタライズ層１８及び金属メッキ層１３を形成した容器１１の内部に、圧電振動体１２を搭載後、図示するようにリッド１５を、容器１１の容器開口部を塞ぐ位置となるように位置合わせしつつ容器１１に形成した金属メッキ層１３上に被せる。
【００１８】
次に、以上のようにしてリッド１５を容器開口頂部１４上に載置した容器１１を、窒素又は大気が置換された第１の密閉装置内に配置し、容器１１及びリッド１５で構成されるパッケージにおける、相対する一方の辺の金属メッキ層１３とリッドの辺縁部１６ａとを、例えばＹＡＧレ−ザを用い、レ−ザビームを照射してリッド１５の一方の辺縁部１６ａと容器１１の開口頂部、この場合、金属メッキ層１３を共に溶融接合する。
【００１９】
次に、リッド１５の相対する一方の辺のみが溶接された容器１１を、第２の密閉装置内に配置し、密閉装置内を真空にする。このとき、まだ溶接されていないリッド１５の相対する他方の辺１６ｂに形成された溝１７の作用により、容器１１内の空間にある窒素又は大気などの気体及び水分などを溝１７を介して容器１１外に引き出す。本発明では容器１１内を所望の真空度にするのに、従来構造のパッケージに比べ半分以下の時間ですることができる。
【００２０】
容器１１内部の真空度が所望の値になった後、容器１１及びリッド１５で構成されるパッケージにおける、相対する他方の辺の金属メッキ層１３とリッドの辺縁部１６ｂとを、例えばＹＡＧレ−ザを用い、レ−ザビームを照射して、リッド１５の他方の辺縁部１６ｂと容器１１の容器開口頂部１４、この場合、金属メッキ層１９を共に溶融接合し、容器１１内部の空間を気密封止する。図５にはリッド１５に形成した溝１７部分におけるレーザ溶接後の状態を断面図で表している。レーザの加熱によりリッド１５の辺縁部１６ｂと金属メッキ層１９が溶融し、溶融したリッド材及び金属メッキ材が溝１７内に流れ込み、溝１７の辺縁部１６ｂ側が埋まり固化することで、容器内部を気密封止している。
【００２１】
このような作用を成す溝１７を形成したリッド１５は、図２に開示した形状の他、図３又は図４のような形状の溝１７を形成したリッド１５でも良く、本発明と同様な作用を成すものであるなら、溝の形状を図２乃至４に開示した形状に限定するものではない。尚、図２乃至４において平行線で表した領域は、容器１１の容器開口頂部１４にリッド１５を被せた際に金属メッキ層１３と密着する領域を示している。更に、図３ではリッド１５のすべての辺縁部１６ａ及び１６ｂに溝１７を形成しているが、これは真空中で溶接する相対した２辺を、容器にリッドを被せ第１の封止装置内に配置した段階では限定しないような工程（パッケージの平面形状が正方形の場合など）で使用することを可能にしたものである。
【００２２】
又、本実施例においては、リッド１５に形成する溝１７を、リッド１５のパッケージ内部空間に露出する側のみに形成する構造としたが、溝１７をリッド１５の表裏両主面に形成することにより、リッドを容器開口頂部に搭載する際のリッド表裏判定工程を省略することができる。尚、本実施例では溝１７をリッド辺縁部から容器内空間に至る位置までの形状で加工しているが、相対する辺にそれぞれ形成された溝をリッド主面中央まで伸ばし、相対する２本の溝を１本に繋げた溝の形状としても良い。
【００２３】
また、容器１１の材質の一実施形態として、セラミック材を用いて説明したが、絶縁体であれば他の材質でも問題はなく、例えば樹脂材で形成しても本発明の所期の効果が期待できることは説明するまでもない。
【００２４】
更に、容器１１とリッド１５の材質の熱膨張率は、封止時に加えられる熱に対し、互いに影響を与えることを防ぐとともに、気密封止後に加熱された場合でも膨張率の違いによる封止部分での歪みの発生を抑えることから、同じか、その差が少ない組合せとすることがよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述の通り、本発明に関わる電子部品パッケ−ジによれば、気密封止の信頼性を低下させることなく、容器内部を確実に且つ短時間に所望の真空度にする作用を成すことができ、因ってエージングなどの特性が良く且つ高品質の電子部品パッケ−ジを提供できる効果が期待出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に関わる電子部品パッケ−ジの一実施形態を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明に関わる電子部品パッケージを構成するリッドの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明に関わる電子部品パッケージを構成するリッドの他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明に関わる電子部品パッケージを構成するリッドの他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】図５は、図１記載の線分Ａ１−Ａ２において、レーザ溶接封止後に切断した際の容器開口頂部付近の状態を開示した部分断面図である。
【図６】図６は、従来技術における電子部品パッケ−ジの一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１０，電子部品パッケージ
１１，容器
１２，圧電振動板
１３，金属メッキ層
１４，容器開口頂部
１５，リッド
１６ａ，１６ｂ，リッド辺縁部
１７，溝
１８，メタライズ層

Claims (6)

1. 一辺を開口して電子部品を搭載する空間を形成した容器の開口頂部に、メタライズ層及びその上に金属メッキ層を形成し、該金属メッキ層にリッドを被せパッケージの外形を構成し、該パッケージの相対する一方の二辺の、金属メッキ層とリッドとをレーザ溶融接合し、その後該パッケージの相対する他方の二辺の、金属メッキ層とリッドとを真空中でレーザ溶融接合した電子部品を気密封止する電子部品パッケ−ジにおいて、
   溶融接合される前の該リッドの主面上における、少なくとも真空中でレーザ溶融接合する相対した二辺に、辺縁部から容器内部空間に至る溝が形成されていることを特徴とする電子部品パッケ−ジ。
2. 気密封止前の該リッドに形成された溝が、各々の辺に少なくとも１カ所以上形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品パッケ−ジ。
3. リッドの主面のうち、パッケージ内の空間に露出する面にのみ該溝を形成したことを特徴とする請求項１及び請求項２記載の電子部品パッケージ。
4. 該容器の材質として、絶縁材を使用したものであることを特徴とする請求項１記載の電子部品パッケ−ジ。
5. 該容器と該リッドを、熱膨張係数が同じ、あるいは近い材質を組み合わせて形成したことを特徴とする請求項１記載の電子部品パッケ−ジ。
6. 該容器の主たる構成材がセラミックスで、該リッドの主たる構成材がコバ−ルで形成したことを特徴とする請求項１記載の電子部品パッケ−ジ。

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