JP2009088024A - 電子部品封止体の蓋体、及びそれを用いた電子部品封止体 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品収納容器の開口端に最適な量のロウ材で蓋体を確実に接合することが可能な電子部品封止体の蓋体、及びそれを用いた電子部品封止体を提供する。
【解決手段】ロウ材が濡れ広がるのを防止する第一の流れ防止帯１３ａと第二の流れ防止帯１３ｂとで囲まれたロウ材層１２の形成領域のうち、蓋体１１を接合させる電子部品収納容器１の開口端１ａが下方へ湾曲した部位に対応する領域の面積が部分的に広くなるように、第二の流れ防止帯１３ｂの一部を蓋体１１の外縁に向けて拡張する。これにより、ロウ材が不足し易い開口端１ａが湾曲した部位に必要十分な量のロウ材を行き渡らせることができるため、蓋体１１と開口端１ａとの間でリークの発生が防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品封止体の蓋体、及びそれを用いた電子部品封止体に関するものである。

現在、圧電振動片等の電子部品を電子部品収納容器に収納し、そこに平板状の蓋体を接合することで内部を気密封止して成る電子部品封止体が知られている。

図５は、電子部品封止体の一例を示す一部分解斜視図で、ここに示す電子部品封止体においては、平面視矩形状を成す箱型の電子部品収納容器（パッケージ）１の内部に平板状の圧電振動片２が実装された状態で、電子部品収納容器１の開口端（接合面）１ａにロウ材層３を介して平板状の蓋体（リッド）４が接合されている。

蓋体４の接合に用いられるロウ材は、予め蓋体４の表面に薄膜状のロウ材層３として形成され、その平面的外形は、蓋体４を接合させる電子部品収納容器１の開口端１ａに対応するものとして概ね同一幅を有する枠状とされており、蓋体４を電子部品収納容器１に接合させる際には、蓋体４に形成されたロウ材層３を電子部品収納容器１の開口端１ａに当接させた状態で任意の加熱手段により加熱し、電子部品収納容器１の開口端１ａに溶着させる。

図６は、従来技術による蓋体を示す図で、（ａ）ロウ材層側から見た平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。ここに示す蓋体４においては、ロウ材（Ａｕ−Ｓｎ合金）と濡れ性の悪い平板状の母材５（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）の表面に第一の下地層６（Ｎｉ）と第二の下地層７（Ａｕ）が順次積層され、更に第二の下地層７の表面に平面視枠状のロウ材層３が形成されている。

ロウ材層３は、第二の下地層７表面にロウ材ペースト（Ａｕ−Ｓｎ合金粉末と溶剤等の混合物）をスクリーン印刷により塗布し、それをリフロー加熱により第二の下地層７に溶着させることで形成されるが、その際、溶融したロウ材ペーストが所定のロウ材層形成予定領域外へ不要に濡れ広がる虞があるため、ロウ材層形成予定領域の周囲にはロウ材の流れ防止帯８（平面図では実線で表記）が形成されている。（例えば、特許文献１参照）

ロウ材の流れ防止帯８は、平面視枠状を成すロウ材層形成予定領域の内周に沿った第一の流れ防止帯８ａと、外周に沿った第二の流れ防止帯８ｂで構成され、例えば、第一の下地層６（Ｎｉ）と第二の下地層７（Ａｕ）をレーザーにより除去し、ロウ材と濡れ性の悪い母材５の表面を露出させることで形成される。（例えば、特許文献２参照）

ロウ材ペーストは、それら第一の流れ防止帯８ａと第二の流れ防止帯８ｂとで囲まれた領域内に塗布され、その状態で加熱により溶融したロウ材ペーストは、第二の下地層７の表面に濡れ広がって第一の流れ防止帯８ａと第二の流れ防止帯８ｂに達した時点で塞き止められ、そのようにして第一の流れ防止帯８ａと第二の流れ防止帯８ｂとで囲まれた領域内にロウ材が均一に行き渡ることで、第一の流れ防止帯８ａと第二の流れ防止帯８ｂに沿うようにして平面視枠状にロウ材層３が形成される。
特開２００５−３０２９９０号公報 ＷＯ２００６／７７９７４号公報

電子部品封止体においては、封止された電子部品の性能を一定に保つため内部を気密に保つことが要求されるが、特に電子部品収納容器として一般的に使用されている積層型のセラミックパッケージにおいては、積層されたセラミック基板を個片状に分断する際の機械的な圧力により、パッケージの開口端を成す四辺の中央付近が下方へ向かって撓んだ湾曲形状となり易く、蓋体を接合した際にその湾曲した部位が蓋体と確実に密着せず接合不良となり、蓋体とパッケージとの間でリークが発生するという問題があった。

図７は、電子部品収納容器の開口端が湾曲した状態を模式的に示す斜視図、図８は、蓋体と電子部品収納容器との間でリークが発生した状態を模式的に示す側面図で、開口端が湾曲した電子部品収納容器においては、図７に示すようにパッケージ１の四隅の高さに対して、それらを繋ぐ辺の高さが辺の中央に向かうに連れて低くなっており、そこに蓋体４を接合した際には、図８に示すようにパッケージ１の開口端１ａが湾曲した部位にロウ材３が十分に行き渡らず、蓋体４と開口端１ａとの間に隙間９が生じてしまう。

また、以上の課題に対して、電子部品収納容器の開口端が最も湾曲した部位にロウ材が十分に行き渡るように、単純にロウ材層全体を厚くしてロウ材の絶対量を増加させると、逆に湾曲が小さい部位においてロウ材が過剰となり、余剰なロウ材が電子部品封止体の内外へ流出する虞が生じる。流出したロウ材は、電子部品封止体の内外において異物として飛散し、収納した電子部品や外部の回路等の動作に悪影響を及ぼす虞がある。以上のことから、蓋体の接合に用いられるロウ材の量は、過不足無く適正化されるべきものである。

本発明は、以上の問題点に鑑みて成されたものであり、電子部品収納容器の接合面に最適な量のロウ材で蓋体を確実に接合することが可能な電子部品封止体の蓋体、及びそれを用いた電子部品封止体を提供することを目的とする。

電子部品を電子部品収納容器に収納して成る電子部品封止体の前記電子部品収納容器と接合される面にロウ材層を有し、当該ロウ材層の周囲に前記ロウ材層が濡れ広がるのを防止する流れ防止帯が形成された電子部品封止体の蓋体であって、前記流れ防止帯で囲まれた前記ロウ材層の形成領域は、前記電子部品収納容器の接合面の形状に応じて面積が部分的に異なる電子部品封止体の蓋体とする。

前記流れ防止帯で囲まれた前記ロウ材層の形成領域は、前記蓋体の主面中央側に形成された第一の流れ防止帯と、当該第一の流れ防止帯よりも外側に形成された第二の流れ防止帯とで囲まれた領域である電子部品封止体の蓋体とする。

前記流れ防止帯で囲まれた前記ロウ材層の形成領域は、前記流れ防止帯と前記蓋体の外縁とで囲まれた領域である電子部品封止体の蓋体とする。

前記流れ防止帯で囲まれた前記ロウ材層の形成領域は、前記電子部品収納容器の接合面が下方へ湾曲した部位に対応する領域の面積がより大きくなるように調整されている電子部品封止体の蓋体とする。

以上の何れか１つの電子部品封止体の蓋体を電子部品収納容器に接合して成る電子部品封止体とする。

本発明によれば、電子部品収納容器の接合面が変形していた場合であっても、過不足の無い量のロウ材で蓋体を確実に接合することができる。

図１は、本発明による蓋体を示す図で、（ａ）ロウ材層側から見た平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。ここに示す本発明による蓋体１１においては、図６に示した従来技術による蓋体４と同様に、ロウ材（Ａｕ−Ｓｎ合金）と濡れ性の悪い平板状の母材５（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）の表面に第一の下地層６（Ｎｉ）と第二の下地層７（Ａｕ）が順次積層され、更に第二の下地層７の表面に平面視概ね枠状のロウ材層１２が形成されている。

更に、ロウ材層１２の周囲には、ロウ材層１２の形成時にロウ材が不要に濡れ広がるのを防止するため、ロウ材層１２の内周に沿った第一の流れ防止帯１３ａと、ロウ材層１２の外周に沿った第二の流れ防止帯１３ｂが形成されている。

第一の流れ防止帯１３ａは、蓋体１１を接合させる電子部品収納容器１（図５参照）の開口端１ａの内縁に沿うように平面視矩形状に形成され、一方で第二の流れ防止帯１３ｂは、電子部品収納容器１の開口端１ａの外縁に沿うように平面視が概ね矩形状に形成されると共に、電子部品収納容器１の開口端１ａが湾曲した部位である四辺中央付近に対応する部分が、開口端１ａの湾曲の程度に応じて蓋体１１の外縁に向かって弧を描くように拡張されている。

これにより、第一の流れ防止帯１３ａと第二の流れ防止帯１３ｂとで囲まれたロウ材層１２の形成領域は、湾曲の程度が最も大きい電子部品収納容器１の開口端１ａの四辺中央付近に対応する部分の面積が、それよりも湾曲の程度が小さい開口端１ａの四隅に対応する部分の面積よりも大きくなっており、それに伴って面積がより大きい前者の領域のロウ材量が面積の小さい後者の領域のそれよりも多くなっている。

図２は、本発明による蓋体の製造方法を説明するための図で、以上説明した本発明による蓋体１１においてロウ材の流れ防止帯１３ａ、１３ｂは、第一の下地層６と第二の下地層７をレーザーにより除去し、ロウ材と濡れ性の悪い母材５の表面を露出させることで形成されており、製造する際には、まず、図２（ａ）に示すように母材５（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）の表面に第一の下地層６（Ｎｉ）と第二の下地層７（Ａｕ）を順次積層し、その後、図２（ｂ）に示すように第一の下地層６と第二の下地層７にレーザー１４を照射し、図２（ｃ）に示すようにそれらの一部を除去して第一の流れ防止帯１３ａと第二の流れ防止帯１３ｂを形成する。

この時、レーザー１４を適宜走査することで、第一の流れ防止帯１３ａと第二の流れ防止帯１３ｂとで囲まれた領域の幅が、蓋体１１を接合させる電子部品収納容器１の開口端１ａが下方に湾曲した程度が大きい部位に対しては広く、逆に湾曲の程度が小さい部位に対しては狭くなるように調整する。

その後、図２（ｄ）に示すように第一の流れ防止帯１３ａと第二の流れ防止帯１３ｂとで囲まれた領域内にロウ材ペースト１２ａ（Ａｕ−Ｓｎ合金粉末と溶剤等の混合物）をスクリーン印刷により平面視枠状に適量塗布し、続いて、図２（ｅ）に示すようにロウ材ペースト１２ａをリフロー加熱により溶融させて第二の下地層７表面に溶着させる。これにより、溶融したロウ材ペースト１２ａが第一の流れ防止帯１３ａと第二の流れ防止帯１３ｂとで囲まれた領域内に均一に濡れ広がってロウ材層１２が形成される。

尚、ロウ材の流れ防止帯１３ａ、１３ｂは、第一の下地層６と第二の下地層７をレーザー１４で除去してロウ材と濡れ性の悪い母材５の表面を露出させることによってのみ形成されるものではなく、その他の形態として、母材５自体の表面に溝を形成したり表面を粗面化したものや、第一の下地層６又は第二の下地層７の表面にロウ材と濡れ性の悪い層を成膜や表面処理等により別途形成したもの等が挙げられる。また、ロウ材層１２は、ロウ材ペーストのみならず、ロウ材メッキやロウ材箔等を溶着させることによっても形成することが可能である。

図３は、本発明による蓋体を電子部品収納容器に接合した状態を模式的に示す側面図で、以上説明した本発明による蓋体１１を電子部品収納容器１の開口端１ａに接合した際には、従来、ロウ材が十分に行き渡らず接合不良が発生していた電子部品収納容器１の開口端１ａが湾曲した部位（四辺中央付近）に必要十分な量のロウ材１２が充填されるため、その部分でリークが発生することは無く、その一方で湾曲の程度が小さい開口端１ａの四隅においては、ロウ材の量は概ね従来通りであるため、ロウ材が過剰となって電子部品収納容器１の内外へ流出することは無い。

図４は、本発明による蓋体の他の実施形態を示す図で、ロウ材層側から見た平面図である。前述の図１に示した本発明の実施例においては、蓋体１１の外縁側に配置された第二の流れ防止帯１３ｂの一部を蓋体１１の外縁に向けて拡張することで、第一の流れ防止帯１３ａと第二の流れ防止帯１３ｂとで囲まれた領域の面積を部分的に変化させていたが、その他の形態としては、図４（ａ）に示すように第二の流れ防止帯１３ｂに替えて第一の流れ防止帯１３ａの一部を蓋体１１の主面中央側に向けて拡張したり、図４（ｂ）に示すように第一の流れ防止帯１３ａと第二の流れ防止帯１３ｂの一部をそれぞれ蓋体１１の外縁と主面中央側に向けて拡張したり、図４（ｃ）に示すように第二の流れ防止帯１３ｂを省略して第一の流れ防止帯１３ａのみとしたうえで、第一の流れ防止帯１３ａの一部を蓋体１１の主面中央側に向けて拡張し、第一の流れ防止帯１３ａと蓋体１１の外縁１１ａとで囲まれた領域内にロウ材層１２を形成したもの等が挙げられる。

本発明による蓋体を示す図で、（ａ）ロウ材層側から見た平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’断面図 本発明による蓋体の製造方法を説明するための図 本発明による蓋体を電子部品収納容器に接合した状態を模式的に示す側面図 本発明による蓋体の他の実施形態を示す図 電子部品封止体の一例を示す一部分解斜視図 従来技術による蓋体を示す図で、（ａ）ロウ材層側から見た平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’断面図 電子部品収納容器の開口端が湾曲した状態を模式的に示す斜視図 蓋体と電子部品収納容器との間でリークが発生した状態を模式的に示す側面図

符号の説明

１ 電子部品収納容器（パッケージ）
１ａ 開口端
２ 圧電振動片
３ ロウ材層
４ 蓋体（リッド）
５ 母材
６ 第一の下地層
７ 第二の下地層
８ ロウ材の流れ防止帯
８ａ 第一の流れ防止帯
８ｂ 第二の流れ防止帯
９ 隙間
１１ 蓋体
１１ａ 外縁
１２ ロウ材層
１２ａ ロウ材ペースト
１３ａ 第一の流れ防止帯
１３ｂ 第二の流れ防止帯
１４ レーザー

Claims (5)

1. 電子部品を電子部品収納容器に収納して成る電子部品封止体の前記電子部品収納容器と接合される面にロウ材層を有し、当該ロウ材層の周囲に前記ロウ材層が濡れ広がるのを防止する流れ防止帯が形成された電子部品封止体の蓋体であって、
   前記流れ防止帯で囲まれた前記ロウ材層の形成領域は、前記電子部品収納容器の接合面の形状に応じて面積が部分的に異なることを特徴とする電子部品封止体の蓋体。
2. 前記流れ防止帯で囲まれた前記ロウ材層の形成領域は、前記蓋体の主面中央側に形成された第一の流れ防止帯と、当該第一の流れ防止帯よりも外側に形成された第二の流れ防止帯とで囲まれた領域であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品封止体の蓋体。
3. 前記流れ防止帯で囲まれた前記ロウ材層の形成領域は、前記流れ防止帯と前記蓋体の外縁とで囲まれた領域であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品封止体の蓋体。
4. 前記流れ防止帯で囲まれた前記ロウ材層の形成領域は、前記電子部品収納容器の接合面が下方へ湾曲した部位に対応する領域の面積がより大きくなるように調整されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の電子部品封止体の蓋体。
5. 請求項１〜４の何れか１つに記載の電子部品封止体の蓋体を電子部品収納容器に接合して成ることを特徴とする電子部品封止体。

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