JP2008028050A - Manufacturing method of lid for package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種の電子部品を収納するパッケージ用蓋体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a package lid that houses various electronic components.
パッケージは、電子装置の回路基板への高密度実装に適するように小型チップ化され、種々の機器の小型化に伴い、ますます小型化、軽量化される一方、コストダウンの要求が強くなっている。 The package is made into a small chip suitable for high-density mounting on the circuit board of the electronic device. As various devices are downsized, the package is further reduced in size and weight, and the demand for cost reduction is increasing. Yes.
このような従来の一般的なパッケージは、図10に示すように構成されている。パッケージ100は略皿状に形成されたセラミック基板によって構成され、内部のキャビティ101には、例えば水晶振動子102が実装されている。このパッケージ100の開口端は矩形環状に形成され、この開口端にはメタライズ層103が矩形環状に設けられている。パッケージ100の開口端に形成されたメタライズ層103には、蓋体104がろう付けによって溶着されている。
Such a conventional general package is configured as shown in FIG. The
蓋体104は、平板状のコバール(鉄(Fe)/ニッケル(Ni)/コバルト(Co)合金)によって形成され、蓋体104に外周縁には、図9に示すように、上記メタライズ層103と同一形状及び同一面積にろう材からなる矩形環状のろう材層105が形成されている。蓋体104は、メタライズ層103とろう材層105が一致するように接合した後に、例えば封止炉に入れ真空雰囲気内、または、リフローによって加熱することにより、パッケージ100の開口端と蓋体104とをろう付けし、この結果、パッケージ100のキャビティ101が気密封止される。
The
上記蓋体104に形成されるろう材層105の形成方法としては、例えば、箔状態のAu/Sn合金からなる低温金属ろう材をプレスによって小さな矩形環状に打ち抜き、蓋体104に付設する方法、特許第3248842号公報 (特許文献1)に開示されているような、蓋体104の素材となる金属板と金属ろう材とを同時に圧延することによってクラッド化された蓋体を形成する方法、或いは、特開2004−186428号公報(特許文献2)に開示されているように、ペースト状のろう材をスクリーン印刷によって印刷する方法が知られている。
As a method of forming the brazing
次に、特許文献2に開示された蓋体104の製造方法を説明する。まず、コバール等の帯状の蓋部材の両面にNiメッキを施し、続いて、片面にはNi下地の上にAuメッキを施す。このAuメッキの上には枠形状のレジストを印刷塗布した後に、レジストを塗布した部分を除いてAuメッキだけを剥離する。次に、レジストを剥離してAuメッキを露出させる。このAuメッキは、ろう材に対する濡れ性を高めるためである。次に、バインダを含むろう材ペースト(溶融点が約摂氏280度の低温金属ろう材からなるペースト状のろう材)をAuメッキ上にスクリーン印刷し、続いて、これをリフローしてAuメッキ上にろう材を被着させ、ろう材層105を形成する。その後、プレス加工により蓋体104の外形が打ち抜かれる。
Next, a method for manufacturing the
上述した特許文献1に記載されたパッケージ用蓋体の製造方法では、蓋体の封着側の全面に金属ろう材を設けているために、金属ろう材の使用量を低減できない問題がある。また、蓋体の封着側の全面に金属ろう材を設けているために、蓋体を封着する際、封着面上の金属ろう材以外の金属ろう材をも溶融させてしまい、その分多くの照射熱を必要としセラミック基板に悪影響を及ぼす問題がある。さらに、箔状の金属ろう材を使用しているため、ろう材層の厚さを薄くするのには限界がある。
In the method for manufacturing a lid for a package described in
一方、特許文献2に記載された蓋体の製造方法では、ろう材ペーストを矩形環状にスクリーン印刷した後、リフローしてろう材層105を形成すると、ろう材ペーストが流体であることから、図11に示すように、膜厚は中央部105aが薄く、端縁部105bが隆起して厚くなり、膜厚差TRが生ずる。これは表面張力現象によるメニスカスと言われている。メニスカスは、リフローによってろう材ペーストを溶解するとさらに顕著になる。このような膜厚差TRが生じたろう材層105をメタライズ層103と接合して加熱すると、膜厚が薄く形成された中央部では空隙106が形成され、パッケージ100のキャビティ101が気密封止されない重大な問題が生ずる。さらに、上記中央部では空気が入ることからボイド107が発生し、封止が不完全になる他、例えば、パッケージ100が加熱されたときにはボイドが膨張しパッケージ100の開口端と蓋体104が離間する問題があった。他方、膜厚が厚い端縁部は、余剰のろう材がパッケージ100の外方に流出して流出魂105cが突出形成する問題もあった。
On the other hand, in the lid manufacturing method described in
本発明は、これらの問題を解決し、ろう材ペーストを印刷することによって形成するろう材層の膜厚を所望の部位で調整することが可能なパッケージ用蓋体の製造方法を提供することを目的とする。 This invention solves these problems, and provides the manufacturing method of the cover body for packages which can adjust the film thickness of the brazing material layer formed by printing a brazing material paste in a desired site | part. Objective.
上記課題を解決するため本発明によるパッケージ用蓋体の製造方法は、蓋体の一方面にパッケージの被ろう付け面に対応する形状の所定の幅を有するろう材層をペースト状のろう材を印刷によって形成し、上記パッケージと蓋体とを上記接合層を介してろう付けするとき、上記ろう材層は上記パッケージの被ろう付け面に対して一部の幅が異なるようにペースト状のろう材を印刷することを要旨としている。 In order to solve the above-mentioned problem, a manufacturing method of a lid for a package according to the present invention includes a brazing material layer having a predetermined width corresponding to a surface to be brazed of a package on one surface of the lid. When the package is formed by printing and the package and the lid are brazed through the bonding layer, the brazing material layer is a paste-like brazing so that a part of the brazing material layer is different in width from the brazed surface of the package. The gist is to print the material.
上記パッケージの周囲には、所定の幅を有する矩形環状のメタライズ層が形成され、上記ろう材層は、一部の幅を異ならせて上記メタライズ層の凹凸形状に対応させることが望ましい。 A rectangular annular metallized layer having a predetermined width is formed around the package, and it is desirable that the brazing material layer has a partly different width to correspond to the uneven shape of the metallized layer.
膜厚を異ならせる部位の上記ろう材層の幅を一部異ならせて調整することが望ましい。 It is desirable that the width of the brazing material layer at the part where the film thickness is different is partially adjusted to be adjusted.
本発明の請求項1に記載のパッケージ用蓋体の製造方法によれば、蓋体にペースト状のろう材を印刷してろう材層を形成するとき、ろう材層の一部の幅が異なるように印刷すると、幅の大小によってペースト状のろう材の表面張力が変化して膜厚を変化させることができる。ろう材層の膜厚を均一に形成することが可能となり、パッケージの被ろう付け面に蓋体が均一な膜厚で溶着することができる。この結果、ろう材層の空隙やボイドの発生が抑制され、パッケージのキャビティを気密に封止することができる。
According to the method for manufacturing a lid for a package according to
本発明の請求項2の発明によれば、パッケージの周囲に所定の幅を有する矩形環状のメタライズ層が形成され、このメタライズ層が凹凸形状になっていても、ろう材層の一部の幅を異ならせることにより、メタライズ層の凹凸に対応させてろう材層の膜厚を調整することが可能となる。つまり、セラミック製のパッケージでは、焼成時の収縮変形や体積変化によって、ひけ変形やそり変形が生じ、開口端の被ろう付け面が部分的に凹凸に変形してメタライズ層が凹凸面に形成される場合がある。このような凹凸面であっても、ろう材層の膜厚を調整することができるので、膜厚の変化でパッケージの被ろう付け面に蓋体が溶着され、パッケージのキャビティを気密に封止することができる。
According to the invention of
本発明の請求項3記載の発明によれば、膜厚を異ならせる部位に対応させてろう材層の幅を一部異ならせることにより、ろう材層の膜厚を容易に調整することが可能となる。このため、容易にパッケージのキャビティを気密に溶着することができる。
According to the invention described in
以下、図面に基いて本発明の好適な実施例について説明する。図1及び図4は、は本発明によるパッケージ1及び蓋体2を示している。パッケージ1は、図4に示すように、略皿状に形成されたセラミックによって構成され、内部のキャビティ1aには、例えば水晶振動子等が実装されている。このパッケージ1の開口端は矩形環状に形成され、この開口端の全面にはメタライズ層3が矩形環状に設けられている。パッケージ1の開口端に形成されたメタライズ層3には、蓋体2がろう付けによって溶着される。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 4 show a
蓋体2は、平板状のコバール(鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)合金)によって形成され、蓋体2に外周縁には、図1に示すように、上記メタライズ層3と同様にろう材からなる矩形環状のろう材層5が形成されている。蓋体2は、メタライズ層3とろう材層5が一致するように接合した後に、例えば封止炉に入れ真空雰囲気内、または、リフローによって加熱することにより、パッケージ1の開口端のメタライズ層3と蓋体2とをろう付けし、この結果、パッケージ1のキャビティ1aが気密封止される。
The
本発明においては、上述のように構成した蓋体2のろう材層5の一部の幅を他の部分の幅と異ならせている。すなわち、図2に示すように、蓋体2の外周縁に形成された矩形環状のろう材層5は、長辺側5aの中央部の幅が短辺側5bから漸次幅広になるように形成されている。この結果、短辺側近傍の幅W1よりも中央部の幅W2を大きくしている。なお、短辺側5bの幅は、幅W1に形成している。なお、中央部の幅W2は上記メタライズ層3の幅よりも小さくしている。
In the present invention, the width of a part of the brazing
ろう材層5における長辺側の中央部の幅W2を短辺側近傍の幅W1よりも大きく形成すると、ペースト状のろう材を印刷してろう材層5を形成するとき、通常幅の短辺側における表面張力が弱められることから、短辺側のペースト状のろう材が中央部の膜厚とほぼ同じになり、図4に示すようにほぼ均一に形成される。
When the width W2 of the central portion on the long side in the
このように、ペースト状のろう材を印刷することにより形成されるろう材層5の膜厚を全周にわたり均一にすると、パッケージ1の開口端のメタライズ層3に対して蓋体が均一な膜厚で溶着されるので、ろう材層5における空隙やボイドの発生が抑制され、パッケージ1のキャビティ1aを気密に封止することができる。
Thus, when the film thickness of the brazing
上述した蓋体2は、線膨張係数がセラミック製のパッケージ1の線膨張係数とほぼ等しく、かつ、ろう付け温度に耐えられる材質であれば良く、上述したコバールの他、鉄(Fe)系合金やセラミック等、ろう付け温度に耐えられる材料を使用することができる。
The
また、ろう材層5は、Au/Sn合金(溶融点が約摂氏280度)等の低い溶融温度を有する金属からなっているが、その他、ろう材層5の材料としては、高温半田や、銀(Ag)系ろう材、アルミニウム(Al)系ろう材などを使用してもよい。
Further, the
次に、パッケージ1の蓋体2の製造方法について概要を説明する。蓋体2は、図5に示すような、コバール等の帯状の蓋部材10から製造される。続いて、蓋部材10に搬送位置決め用のガイド穴10aを連続プレス加工にて穿設する。
Next, an outline of a method for manufacturing the
次に、蓋部材10にNiメッキ、Auメッキを施し、その後、ガイド穴10aを基準にしてレジストを印刷塗布した後に、レジストを塗布した部分を除いてAuメッキを剥離した後、レジストを剥離し、Auメッキを露出させる。このようにAuメッキを施すことにより、ろう材に対する濡れ性を向上させると共に、ろう材層5の成形精度を向上させるためである。
Next, Ni plating and Au plating are applied to the
次に、バインダを含むろう材ペーストをAuメッキ上にスクリーン印刷し、続いて、これをリフローしてAuメッキ上にろう材を被着させ、図5に示すように、ろう材層5形成する。なお、ろう材ペーストの塗布は、スクリーン印刷の他に、例えば、ディスペンサなどを利用してもよい。
Next, the solder paste containing the binder is screen-printed on the Au plating, and then reflowed to deposit the brazing material on the Au plating to form the
その後、プレス加工により蓋体2の外形を打ち抜き、前述した図1に示す蓋体2が完成する。このように、ろう材層を形成する工程までを蓋部材を一単位として取り扱うことができるので、生産性を向上させることができる。また、ろう材層5を所望の厚さに形成することができるので、ろう材の使用量を低減することができる。
Thereafter, the outer shape of the
図6は、本発明により、ろう材層の膜厚を調整するための第2の実施例を示している。図6において、蓋体20の外周縁に形成された矩形環状のろう材層21は、長辺側21aと短辺側21bが交わる内側角部に膨出部22が形成されている。この結果、角部におけるろう材層21の面積が従来よりも大きくなり、表面張力が弱められることから、ペースト状のろう材が中央部の膜厚とほぼ同じになり、ほぼ均一に形成される。
FIG. 6 shows a second embodiment for adjusting the film thickness of the brazing filler metal layer according to the present invention. In FIG. 6, the rectangular annular
図7は、本発明により、蓋体に形成されるろう材層の膜厚を調整するための第3の実施例を示している。セラミックによって略皿状に形成されたパッケージ1は、焼成時の収縮変形や体積変化によって、ひけ変形やそり変形が生じ、図8に示すように、開口端の中央が他の部分より寸法Dだけ凹面状に形成される場合がある。このため、開口端の全面に設けられる被ろう付け面となるメタライズ層3も凹面状に形成される。このような凹面状のメタライズ層3に平坦な蓋体を溶着すると、溶着されたろう材層5に空隙やボイドが発生し、キャビティを気密に封止することができなくなる問題が生ずる。
FIG. 7 shows a third embodiment for adjusting the film thickness of the brazing filler metal layer formed on the lid according to the present invention. The
このため、図7に示すように、蓋体30の外周縁に形成される矩形環状のろう材層31を、長辺側31aの中央部の幅が短辺側31bから漸次幅狭になるように形成されている。この結果、短辺側近傍の幅W3よりも中央部の幅W4を小さくしている。このろう材層31の幅は、パッケージ1の開口端に形成される凹面の深さによって適宜設定される。なお、短辺側31bにおいても、長辺側31aと同様に幅を変化させることができる。
For this reason, as shown in FIG. 7, the width | variety of the rectangular annular
以上のように、ろう材層31の幅を変化させることによって、ろう材層31の中央部における表面張力が変化し、中央部の膜厚が大きくなる。従って、この蓋体30をパッケージ1の開口端に形成された凹面状のメタライズ層3に溶着しても、凹面部分にもろう材が満たされるので、空隙やボイドの発生が防止され、パッケージ1のキャビティ1aを気密に封止することができる。
As described above, by changing the width of the brazing
以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。前述した実施例においては、セラミックによって略皿状に形成されたパッケージの開口端に、平板状の蓋体を溶着したが、逆に、蓋体を略皿状に形成し、その開口端にろう材層を形成して平板状に形成したパッケージに溶着するようにしても良い。また、パッケージはセラミックの他、蓋体と線膨張係数とほぼ等しく、かつ、ろう付け温度に耐えられる金属等の材質に変更しても良い。さらに、パッケージと蓋体によって形成されるキャビティには、水晶振動子以外の電子部品を収納しても良く、パッケージ及び蓋体は、収納される電子部品の形状に応じて適宜変形させても良い。 Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the gist thereof. In the above-described embodiment, the flat lid is welded to the opening end of the package formed in a substantially dish shape by the ceramic, but conversely, the lid body is formed in a substantially dish shape and the solder is formed at the opening end. A material layer may be formed and welded to a package formed in a flat plate shape. In addition to the ceramic, the package may be changed to a material such as a metal that has substantially the same linear expansion coefficient as the lid and can withstand the brazing temperature. Further, an electronic component other than the crystal unit may be accommodated in the cavity formed by the package and the lid, and the package and the lid may be appropriately deformed according to the shape of the electronic component to be accommodated. .
本発明によるパッケージ用蓋体の製造方法は、パッケージに収納する水晶振動子等の電子部品を気密に封止する蓋体に利用できる。 The method for manufacturing a lid for a package according to the present invention can be used for a lid that hermetically seals an electronic component such as a crystal resonator housed in a package.
1 パッケージ
1a キャビティ
2 蓋体
3 メタライズ層
5 ろう材層
1
Claims (3)
上記パッケージの被ろう付け面に対して上記ろう材層の一部の幅を異ならせてペースト状のろう材を印刷することを特徴とするパッケージ用蓋体の製造方法。 A brazing material layer having a predetermined width corresponding to the brazed surface of the package is formed on one surface of the lid by printing a paste-like brazing material, and the package and the lid are connected via the bonding layer. A manufacturing method for brazing,
A method for manufacturing a lid for a package, comprising: printing a paste-like brazing material by varying a width of a part of the brazing material layer with respect to a brazed surface of the package.
The method for manufacturing a lid for a package according to claim 1, wherein the brazing material layer has a partly different width to adjust the film thickness.
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JP2011233703A (en) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Daishinku Corp | Electronic component package and manufacturing method thereof |
JP2013138070A (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ceramic package |
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- 2006-07-19 JP JP2006197510A patent/JP2008028050A/en active Pending
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