JP2010021563A - 気密封止用キャップおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】封止性を向上させることができるとともに、小型化を図ることが可能な気密封止用キャップを提供する。
【解決手段】この気密封止用キャップは、電子部品３４を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用キャップであって、キャビティ部（凹部）と、キャビティ部の両端部に設けられたフランジ部４１ａとを備え、フランジ部４１ａの封止側内面コーナ部４１ｂの曲率半径が０ｍｍよりも大きく、かつ、０．１ｍｍ以下である。
【選択図】図５

Description

この発明は、気密封止用キャップおよびその製造方法に関し、特に、電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用キャップおよびその製造方法に関する。

従来、携帯電話の雑音除去などに用いられるＳＡＷフィルタ（表面弾性波フィルタ）や水晶振動子などの電子部品の気密封止に用いるＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）パッケージ（表面実装型デバイスパッケージ）などの電子部品収納用パッケージが知られている（たとえば、特許文献１参照）。そして、このような電子部品収納用パッケージを気密封止する際には、気密封止用キャップが用いられる。

図１７は、従来の一例による電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージの全体構成を示した断面図である。図１７を参照して、従来の一例による電子部品収納用パッケージでは、絶縁性のセラミック基板１０１の端部表面上に、収納空間を構成するように、絶縁性のセラミック枠体１０２が形成されている。また、セラミック枠体１０２によって囲まれた収納空間内に位置するセラミック基板１０１上には、バンプ１０４を介して、水晶振動子などの電子部品１０５が取り付けられている。また、セラミック枠体１０２上には、封止材としての半田層１０３を介して、気密封止用キャップ部材１１１が接合されている。

気密封止用キャップ部材１１１の表面の全体を覆うように、ニッケルメッキ層１１２が形成されている。また、ニッケルメッキ層１１２の表面の全体を覆うように金メッキ層１１３が形成されている。金メッキ層１１３は、金−錫半田からなる半田層１０３との接合性をよくするために設けられており、ニッケルメッキ層１１２は、金メッキ層１１３の下地メッキ層として設けられている。

次に、図１８および図１９を参照して、図１７に示した電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用パッケージの製造プロセスについて説明する。

まず、図１８に示すように、プレス加工によって板状の鉄−ニッケル−コバルト（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）合金からなる気密封止用キャップ部材１１１を形成する。そして、気密封止用キャップ部材１１１の表面全体に、ニッケルメッキ層１１２を下地メッキ層として形成した後、ニッケルメッキ層１１２の表面全体を覆うように金メッキ層１１３を形成する。

次に、図１９に示すように、気密封止用キャップ部材１１１の金メッキ層１１３の表面のうち、セラミック枠体１０２と接合される部分に、金−錫（Ａｕ−Ｓｎ）半田からなる半田層１０３を仮ろう付けする。そして、図１７に示したように、バンプ１０４を介して電子部品１０５が取り付けられたセラミック基板１０１上のセラミック枠体１０２の上面に接触するように、気密封止用キャップ部材１１１に仮ろう付けされた半田層１０３を配置する。その後、半田層１０３を溶融することによって、気密封止用キャップ部材１１１をセラミック枠体１０２の上面に接合する。このようにして、図１７に示した従来の電子部品収納用パッケージが形成される。

しかしながら、図１７に示した従来の電子部品収納用パッケージでは、基板側がセラミック基板１０１とセラミック枠体１０２との２層構造になっているため、部品点数が増加するという不都合があった。

そこで、従来では、基板側を単層にするとともに、気密封止用キャップをキャビティ部（凹部）を有する構造にすることにより部品点数を削減した他の例による電子部品収納用パッケージが提案されている。図２０は、その従来の他の例による電子部品収納用パッケージを示した断面図である。図２０を参照して、この従来の他の例による電子部品収納用パッケージでは、基板側が単層の絶縁性のセラミック基板１３１により構成されている。また、セラミック基板１３１上の所定領域には、バンプ１３３を介して、水晶振動子などの電子部品１３４が取り付けられている。また、セラミック基板１３１を密封するように、金−錫（Ａｕ−Ｓｎ）半田からなる半田層１３２を介して、キャビティ部（凹部）を有する気密封止用キャップ部材１４１が取り付けられている。気密封止用キャップ部材１４１の表面全体を覆うように、下地メッキ層としてのニッケルメッキ層１４２が形成されている。そして、そのニッケルメッキ層１４２の表面全体を覆うように、金メッキ層１４３が形成されている。

図２０に示した従来の他の例による電子部品収納用パッケージの製造プロセスとしては、まず、図２１に示す第１絞り工程において、フランジ部１４１ａとキャビティ部（凹部）１６０とを有する気密封止用キャップ部材１４１の概略的な構造を形成する。そして、図２２に示した第２絞り工程および図２３に示した第３絞り工程を行うことによって、図２３に示すような平坦部１４１ｃを有するフランジ部１４１ａを含む気密封止用キャップ部材１４１が形成される。

次に、図２４に示すように、気密封止用キャップ部材１４１の表面全面を覆うように、下地メッキ層としてのニッケルメッキ層１４２を形成する。そして、ニッケルメッキ層１４２の表面全面を覆うように、金メッキ層１４３を形成する。

そして、図２５に示すように、気密封止用キャップ部材１４１のフランジ部１４１ａに対応する金メッキ層１４３上に、金−錫半田からなる半田層１３２を仮ろう付けする。そして、図２０に示したように、バンプ１３３を介して電子部品１３４が取り付けられたセラミック基板１３１の上面に接触するように、気密封止用キャップ部材１４１に仮ろう付けされた半田層１３２を配置する。その後、半田層１３２を溶融することによって、気密封止用キャップ部材１４１をセラミック基板１３１の上面に接合する。このようにして、図２０に示した従来の他の例による電子部品収納用パッケージが形成される。

特開２０００−１５０６８７号公報

しかしながら、図１７に示した従来の一例による電子部品収納用パッケージに用いる気密封止用キャップおよび図２０に示した従来の他の例による電子部品収納用パッケージに用いる気密封止用キャップでは、それぞれ、図２６および図２７に示すような問題点があった。

まず、図１７に示した従来の一例による気密封止用キャップ部材１１１では、気密封止用キャップ部材１１１の全表面上に下地メッキ層としてのニッケルメッキ層１１２を介して金メッキ層１１３が形成されている。この金メッキ層１１３は、金−錫半田からなる半田層１０３とのぬれ性が良好であるため、図２６に示すように、半田層１０３が、電子部品１０５が収納されている側に流れ込むという不都合が生じる。このように半田層１０３が内面側に流れ込むと、その流れ込んだ半田層１０３が電子部品１０５側に飛散して電子部品１０５と半田層１０３とが接触する場合があった。その場合には、電子部品１０５の素子特性が劣化するという問題点があった。

また、図２０に示した従来の他の例によるキャビティ部を有する気密封止用キャップ部材１４１も、全表面に、下地メッキ層としてのニッケルメッキ層１４２を介して金メッキ層１４３が形成されているため、気密封止用キャップ部材１４１をセラミック基板１３１に半田層１３２によって封止する際に、図２７に示すように、半田層１３２が気密封止用キャップ部材１４１の内面に這い上がる。このように半田層１３２が気密封止用キャップ部材１４１の内面に這い上がると、その這い上がった半田層１３２が電子部品１３４側に飛散して半田層１３２と電子部品１３４とが接触する場合があった。その場合には、電子部品１３４の素子特性が低下するという問題点があった。

また、図２０に示した従来の他の例によるキャビティ部を有する気密封止用キャップ部材１４１では、図２１〜図２３に示した従来の一般的な絞り工程によってフランジ部１４１ａを形成しているため、フランジ部１４１ａの封止側内面コーナ部１４１ｂが丸みを持った形状になる。つまり、フランジ部１４１ａの封止側内面コーナ部１４１ｂの曲率半径が大きくなるため、フランジ部１４１ａの平坦部１４１ｃの長さが短くなるという不都合があった。フランジ部１４１ａの平坦部１４１ｃの長さが短くなると、封止面の長さが小さくなるので、封止性が悪化するという問題点がある。また、この場合に、封止性を改善するために、フランジ部１４１ａの平坦部１４１ｃの長さを大きくしようとすると、気密封止用キャップ部材１４１の外形寸法が大きくなり、その結果、小型化を図るのが困難になるという問題点があった。

この発明の１つの目的は、半田などの封止材がパッケージ内の電子部品に接触することに起因する電子部品の特性の劣化を抑制することが可能な気密封止用キャップを提供することである。

この発明のもう１つの目的は、封止性を向上させることができるとともに、小型化を図ることが可能な気密封止用キャップを提供することである。

この発明のさらにもう１つの目的は、封止材がパッケージ内の電子部品に接触することに起因する電子部品の特性の劣化を抑制することが可能な気密封止用キャップを容易に製造し得る気密封止用キャップの製造方法を提供することである。

この発明のさらにもう１つの目的は、封止性を向上させることができるとともに、小型化を図ることが可能な気密封止用キャップを容易に製造し得る気密封止用キャップの製造方法を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

この発明の第１の局面による気密封止用キャップは、電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用キャップであって、凹部と、凹部の両端部に設けられたフランジ部とを備え、フランジ部の封止側内面コーナ部の曲率半径が０ｍｍよりも大きく、かつ、０．１ｍｍ以下である。

この第１の局面による気密封止用キャップでは、上記のように、フランジ部の封止側内面コーナ部の曲率半径を０ｍｍよりも大きく、かつ、０．１ｍｍ以下にすることによって、フランジ部の封止面（平坦部）の長さが大きくなるので、封止性を向上させることができる。また、従来の封止側内面コーナ部が大きい曲率半径を有する形状のフランジ部と同じ平坦部（封止面）の長さで、本発明の０ｍｍよりも大きく、かつ、０．１ｍｍ以下の小さい曲率半径を有する封止側内面コーナ部を含むフランジ部を形成した場合には、凹部の内容積を従来よりも大きくすることができる。これにより、従来と同じ電子部品を収納する場合には、従来よりも気密封止用キャップ部材の外形寸法を小さくすることができるので、パッケージの小型化を図ることができる。

上記第１の局面による気密封止用キャップにおいて、好ましくは、凹部とフランジ部とが設けられた気密封止用キャップ部材と、少なくとも気密封止用キャップ部材の封止材が形成される領域以外の領域に形成された第１メッキ層と、気密封止用キャップ部材の封止材が配置される領域に形成され、第１メッキ層よりも封止材とのぬれ性が良好な材料を含む第２メッキ層とをさらに備えた。このように構成すれば、気密封止用キャップを封止材により封止する際に、半田などの封止材は、封止材が配置される領域以外の領域に配置された第２メッキ層よりもぬれ性が悪い第１メッキ層側には流れ込みにくくなるので、封止材がパッケージ内に流れ込むのを抑制することができる。これにより、封止材がパッケージ内に流れ込むことに起因して封止材がパッケージ内の電子部品に接触するという不都合が発生するのを抑制することができる。その結果、封止材がパッケージ内の電子部品に接触することに起因する電子部品の特性の劣化を抑制することができる。また、封止材が封止面以外の領域に流れ出すのが抑制されるので、封止材の量を減少させることができる。

この場合、好ましくは、電子部品収納用パッケージは、セラミック基板を含み、セラミック基板の表面上に、封止材を介して、気密封止用キャップ部材が取り付けられる。このように構成すれば、セラミック基板に凹部を有する気密封止用キャップ部材が取り付けられる構造において、封止材がパッケージ内に流れ込むのを容易に抑制することができる。

上記第１メッキ層と第２メッキ層とを備えた気密封止用キャップにおいて、好ましくは、第１メッキ層は、ニッケルメッキ層であり、第２メッキ層は、金メッキ層である。このように構成すれば、容易に、気密封止用キャップを封止材により封止する際に、金メッキ層よりもぬれ性の悪いニッケルメッキ層により封止材がパッケージ内に流れ込むのを抑制することができる。

上記第１メッキ層と第２メッキ層とを備えた気密封止用キャップにおいて、第１メッキ層は、第２メッキ層よりも大きい厚みを有していてもよい。

上記第１メッキ層と第２メッキ層とを備えた気密封止用キャップにおいて、好ましくは、封止材は、金−錫半田を含む。このように構成すれば、金メッキ層に対してはぬれ性がよく、かつ、ニッケルメッキ層に対してはぬれ性が悪い封止材を容易に得ることができる。

上記第１メッキ層と第２メッキ層とを備えた気密封止用キャップにおいて、気密封止用キャップは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなっていてもよい。

この発明の第２の局面による気密封止用キャップは、電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用キャップであって、凹部と、凹部の両端部に設けられたフランジ部とを備え、フランジ部の封止側内面コーナ部が実質的に直角になっている。

この第２の局面による気密封止用キャップでは、上記のように、封止側内面コーナ部を実質的に直角にすることにより、封止材の這い上がりをより抑制することができる。また、封止側内面コーナ部を実質的に直角にすることにより、フランジ部の平坦部の長さを最大にすることができる。これにより、封止性の良好な小型キャップ部材を提供することができる。

上記第２の局面による気密封止用キャップにおいて、好ましくは、凹部とフランジ部とが設けられた気密封止用キャップ部材と、少なくとも気密封止用キャップ部材の封止材が形成される領域以外の領域に形成された第１メッキ層と、気密封止用キャップ部材の封止材が配置される領域に形成され、第１メッキ層よりも封止材とのぬれ性が良好な材料を含む第２メッキ層とをさらに備えた。このように構成すれば、気密封止用キャップを封止材により封止する際に、半田などの封止材は、封止材が配置される領域以外の領域に配置された第２メッキ層よりもぬれ性が悪い第１メッキ層側には流れ込みにくくなるので、封止材がパッケージ内に流れ込むのを抑制することができる。これにより、封止材がパッケージ内に流れ込むことに起因して封止材がパッケージ内の電子部品に接触するという不都合が発生するのを抑制することができる。その結果、封止材がパッケージ内の電子部品に接触することに起因する電子部品の特性の劣化を抑制することができる。また、封止材が封止面以外の領域に流れ出すのが抑制されるので、封止材の量を減少させることができる。

この発明の第３の局面による気密封止用キャップの製造方法は、電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用キャップの製造方法であって、板状の気密封止用キャップ部材にフランジ部が形成されないように、凹部を形成する第１絞り工程と、凹部の両端部をコイニング加工することによって、凹部の両端部にフランジ部を形成するとともに、フランジ部の封止側内面コーナ部の曲率半径を０ｍｍよりも大きく、かつ、０．１ｍｍ以下にする第２絞り工程とを備えた。

この第３の局面による気密封止用キャップの製造方法では、上記したような第１および第２絞り工程を行うことによって、容易に、封止面の長さが大きいフランジ部を有する気密封止用キャップ部材を形成することができるので、封止性を向上させることができる。また、従来の封止側内面コーナ部が大きい曲率半径を有する形状のフランジ部と同じ平坦部（封止面）の長さで、本発明の０ｍｍよりも大きく、かつ、０．１ｍｍ以下の小さい曲率半径を有する封止側内面コーナ部を含むフランジ部を形成した場合には、凹部の内容積を従来よりも大きくすることができる。これにより、従来と同じ電子部品を収納する場合には、従来よりも気密封止用キャップ部材の外形寸法を小さくすることができるので、パッケージの小型化を図ることができる。

上記第３の局面による気密封止用キャップの製造方法において、好ましくは、フランジ部を形成した気密封止用キャップ部材の表面の実質的に全面に、第１メッキ層と、第１メッキ層よりも封止材に対するぬれ性が良好な材料を含む第２メッキ層とを形成する工程と、第２メッキ層のうち、封止材が配置される領域以外の領域に位置する部分を除去する工程とをさらに備えた。このように構成すれば、気密封止用キャップ部材の封止材が配置される領域に第２メッキ層を形成することができるとともに、気密封止用キャップ部材の第２メッキ層が形成される領域以外の領域に、第２メッキ層よりも封止材に対するぬれ性が悪い材料を含む第１メッキ層を形成することができる。これにより、気密封止用キャップを封止材により封止する際に、封止材は封止材が配置される領域以外の領域に配置されたぬれ性が悪い第１メッキ層側には流れ込みにくくなるので、封止材がパッケージ内に流れ込むのを抑制することができる。このため、封止材がパッケージ内に流れ込むことに起因して封止材がパッケージ内の電子部品に接触するという不都合が発生するのを抑制することができる。その結果、封止材がパッケージ内の電子部品に接触することに起因する電子部品の特性の劣化を抑制することができる。また、封止材が封止面以外の領域に流れ出すのが抑制されるので、封止材の量を減少させることができる。

上記第３の局面による気密封止用キャップの製造方法において、好ましくは、フランジ部を形成した気密封止用キャップ部材の表面の実質的に全面に、第１メッキ層を形成する工程と、気密封止用キャップ部材の封止材が配置される領域に、第１メッキ層よりも封止材に対するぬれ性が良好な材料を含む第２メッキ層を形成する工程とをさらに備えた。このように構成すれば、気密封止用キャップ部材の封止材が配置される領域にぬれ性の良好な第２メッキ層を形成することができるとともに、気密封止用キャップ部材の第２メッキ層が形成される領域以外の領域に、第２メッキ層よりも封止材に対するぬれ性が悪い材料を含む第１メッキ層を形成することができる。これにより、気密封止用キャップを封止材により封止する際に、封止材は封止材が配置される領域以外の領域に配置されたぬれ性が悪い材料を含む第１メッキ層側には流れ込みにくくなるので、封止材がパッケージ内に流れ込むのを抑制することができる。このため、封止材がパッケージ内に流れ込むことに起因して封止材がパッケージ内の電子部品に接触するという不都合が発生するのを抑制することができる。その結果、封止材がパッケージ内の電子部品に接触することに起因する電子部品の特性の劣化を抑制することができる。また、封止材が封止面以外の領域に流れ出すのが抑制されるので、封止材の量を減少させることができる。

上記第１メッキ層を形成する工程と第２メッキ層を形成する工程とを備える気密封止用キャップの製造方法において、好ましくは、第１メッキ層は、ニッケルメッキ層であり、第２メッキ層は、金メッキ層である。このように構成すれば、容易に、気密封止用キャップを封止材により封止する際に、金メッキ層よりもぬれ性の悪いニッケルメッキ層により封止材がパッケージ内に流れ込むのを抑制することができる。

上記第１メッキ層を形成する工程と第２メッキ層を形成する工程とを備える気密封止用キャップの製造方法において、好ましくは、封止材は、金−錫半田を含む。このように構成すれば、金メッキ層に対してはぬれ性がよく、かつ、ニッケルメッキ層に対してはぬれ性が悪い封止材を容易に得ることができる。

上記第３の局面による気密封止用キャップの製造方法において、気密封止用キャップは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなっていてもよい。

この発明の第４の局面による気密封止用キャップの製造方法は、電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用キャップの製造方法であって、板状の気密封止用キャップ部材にフランジ部が形成されないように、凹部を形成する第１絞り工程と、凹部の両端部をコイニング加工することによって、凹部の両端部にフランジ部を形成するとともに、フランジ部の封止側内面コーナ部をつぶすようにコイニング加工することによりフランジ部の封止側内面コーナ部を実質的に直角にする第２絞り工程とを備えた。

この第４の局面による気密封止用キャップの製造方法では、封止側内面コーナ部を実質的に直角にすることにより、封止材の這い上がりをより抑制することができる。また、封止側内面コーナ部を実質的に直角にすることにより、フランジ部の平坦部の長さを最大にすることができる。これにより、封止性の良好な小型キャップ部材を提供することができる。

本発明の参考例による電子部品収納用パッケージの全体構成を示した断面図である。 図１に示した参考例による電子部品収納用パッケージの製造プロセスを説明するための断面図である。 図１に示した参考例による電子部品収納用パッケージの製造プロセスを説明するための断面図である。 図１に示した参考例による電子部品収納用パッケージの製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの全体構成を示した断面図である。 図５に示した本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの一例を説明するための断面図である。 図５に示した本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの一例を説明するための断面図である。 図５に示した本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの一例を説明するための断面図である。 図５に示した本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの一例を説明するための断面図である。 図５に示した本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの一例を説明するための断面図である。 図５に示した本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの一例を説明するための断面図である。 図５に示した本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの一例を説明するための断面図である。 図５に示した本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの他の例を説明するための断面図である。 図５に示した本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの他の例を説明するための断面図である。 図５に示した本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの他の例を説明するための断面図である。 図５に示した本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの他の例を説明するための断面図である。 従来の一例による電子部品収納用パッケージの全体構成を示した断面図である。 図１７に示した従来の一例による電子部品収納用パッケージの製造プロセスを説明するための断面図である。 図１７に示した従来の一例による電子部品収納用パッケージの製造プロセスを説明するための断面図である。 従来の他の例による電子部品収納用パッケージの全体構成を示した断面図である。 図２０に示した従来の他の例による電子部品収納用パッケージの製造プロセスを説明するための断面図である。 図２０に示した従来の他の例による電子部品収納用パッケージの製造プロセスを説明するための断面図である。 図２０に示した従来の他の例による電子部品収納用パッケージの製造プロセスを説明するための断面図である。 図２０に示した従来の他の例による電子部品収納用パッケージの製造プロセスを説明するための断面図である。 図２０に示した従来の他の例による電子部品収納用パッケージの製造プロセスを説明するための断面図である。 図１７に示した従来の一例による電子部品収納用パッケージの問題点を説明するための断面図である。 図２０に示した従来の他の例による電子部品収納用パッケージの問題点を説明するための断面図である。

以下、本発明の参考例および本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

（参考例）
図１を参照して、この本発明の参考例による電子部品収納用パッケージでは、アルミナなどの絶縁性材料からなるセラミック基板１の表面の所定領域上に、収納空間を構成するように、アルミナなどの絶縁性材料からなるセラミック枠体２が形成されている。また、セラミック枠体２によって囲まれた収納空間内に位置するセラミック基板１上には、バンプ４を介して水晶振動子などの電子部品５が取り付けられている。また、セラミック枠体２上には、金−錫半田（たとえば、２０Ａｕ−Ｓｎ半田）からなる半田層３を介して、気密封止用キャップ部材１１が接合されている。この気密封止用キャップ部材１１は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ（鉄−ニッケル−コバルト）合金からなる。

ここで、参考例では、気密封止用キャップ部材１１の表面の全面を覆うように、ニッケルメッキ層１２が約２μｍの厚みで形成されている。また、ニッケルメッキ層１２の表面のうち、半田層３が配置される領域上のみに、約０．０５μｍの厚みを有する金メッキ層１３が形成されている。なお、金メッキ層１３は、金−錫半田からなる半田層３とのぬれ性が良好であり、ニッケルメッキ層１２は、金メッキ層１３と比較して、金−錫半田からなる半田層３とのぬれ性が悪い。このニッケルメッキ層１２は、本発明の参考例における「第１メッキ層」の一例であり、金メッキ層１３は、本発明の参考例における「第２メッキ層」の一例である。また、半田層３は、本発明の参考例における「封止材」の一例である。なお、第１メッキ層の他の例としては、ニッケル−リンメッキなどがある。第２メッキ層の他の例としては、金−コバルトメッキ、金−ニッケルメッキなどがある。封止材の他の例としては、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕなどの鉛フリー半田や、Ｓｎ−Ｐｂ半田などがある。また、メッキ層の形成は電解メッキ法であってもよいし、無電解メッキ法であってもよい。

次に、図１〜図４を参照して、本発明の参考例による電子部品収納用パッケージの製造プロセスについて説明する。

まず、図２に示すように、鉄−ニッケル−コバルト合金からなる板状コイルをプレス加工によって打ち抜くことにより、鉄−ニッケル−コバルト合金からなる気密封止用キャップ部材１１を形成する。この気密封止用キャップ部材１１の表面全面に、ニッケルメッキ層を約２μｍの厚みで形成する。そして、ニッケルメッキ層１２の全面を覆うように約０．０５μｍの厚みを有する金メッキ層１３を形成する。

次に、図３に示すように、金メッキ層１３の表面上の所定領域に、金−錫半田（たとえば、２０Ａｕ−Ｓｎ半田）からなる半田層３を配置する。その後、約２８０℃以上で半田層３を気密封止用キャップ部材１１に対して仮ろう付けする。その後、半田層３をマスクとして、Ａｕ剥離液を用いて、半田層３が形成された領域以外の領域に位置する金メッキ層１３を除去する。これにより、図４に示されるような形状が得られる。このようにして、本発明の参考例による気密封止用キャップが得られる。

この後、図１に示したように、バンプ４を介して電子部品５が取り付けられたセラミック基板１上のセラミック枠体２の上面に接触するように、気密封止用キャップ部材１１に仮ろう付けされた半田層３を配置する。その後、約２８０℃以上の温度で半田層３を溶融することによって、気密封止用キャップ部材１１をセラミック枠体２の上面に接合する。このようにして、図１に示した参考例による電子部品収納用パッケージが形成される。

本発明の参考例では、上記のように、気密封止用キャップ部材１１の金−錫半田からなる半田層３が配置される領域に、半田層３とのぬれ性が良好な金メッキ層１３を形成するとともに、半田層３が配置される領域以外の領域には、金メッキ層１３よりも半田層３とのぬれ性の悪いニッケルメッキ層１２が表面に露出するように形成することによって、金−錫半田からなる半田層３により気密封止用キャップ部材１１を封止する際に、半田層３は、金メッキ層１３よりもぬれ性が悪いニッケルメッキ層１２側には流れ込みにくくなる。これにより、半田層３がパッケージ内に流れ込むのを抑制することができるので、半田層３がパッケージ内に流れ込むことに起因して半田層３がパッケージ内の電子部品５に接触するという不都合が発生するのを抑制することができる。その結果、半田層３がパッケージ内の電子部品５に接触することに起因する電子部品５の特性の劣化を抑制することができる。

また、参考例では、上記のように、半田層３が封止面以外の領域に流れ出すのが抑制されるので、半田層３の量を減少させることができる。

（本発明の一実施形態）
図５を参照して、この本発明の一実施形態では、キャビティ部（凹部）を有する気密封止用キャップに本発明を適用した場合の例について説明する。

具体的には、この本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージでは、アルミナなどの絶縁性材料からなるセラミック基板３１上に、金−錫半田（たとえば、２０Ａｕ−Ｓｎ半田）からなる半田層３２を介して、キャビティ部を有する気密封止用キャップ部材４１が接合されている。パッケージ内のセラミック基板３１の表面上には、バンプ３３を介して、水晶振動子などの電子部品３４が取り付けられている。

ここで、本実施形態では、キャビティ部を有する気密封止用キャップ部材４１の表面の全面に、約２μｍの厚みを有するニッケルメッキ層４２が形成されている。また、ニッケルメッキ層４２の表面のうち、半田層３２が配置される領域には、約０．０５μｍの厚みを有する金メッキ層４３が形成されている。なお、金メッキ層４３は、金−錫半田からなる半田層３２とのぬれ性が良好であり、ニッケルメッキ層４２は、金メッキ層４３と比較して、金−錫半田からなる半田層３２とのぬれ性が悪い。このニッケルメッキ層４２は、本発明の「第１メッキ層」の一例であり、金メッキ層４３は、本発明の「第２メッキ層」の一例である。また、半田層３２は、本発明の「封止材」の一例である。

また、本実施形態では、気密封止用キャップ部材４１のフランジ部４１ａの封止側内面コーナ部４１ｂが、約０ｍｍよりも大きく、かつ、約０．１ｍｍ以下のきわめて小さい曲率半径を有するように形成されている。

本実施形態では、上記のように、気密封止用キャップ部材４１の金−錫半田からなる半田層３２が配置される領域に金メッキ層４３を形成するとともに、それ以外の領域には金メッキ層４３よりも半田層３２に対するぬれ性が悪いニッケルメッキ層４２を形成することによって、気密封止用キャップ部材４１を金−錫半田からなる半田層３２を用いて封止する際に、金−錫半田からなる半田層３２がぬれ性の悪いニッケルメッキ層４２側に流れ込みにくくなる。これにより、半田層３２がパッケージ内に流れ込むのを抑制することができるので、半田層３２がパッケージ内に流れ込むことに起因して半田層３２がパッケージ内の電子部品３４に接触するという不都合が発生するのを抑制することができる。その結果、半田層３２がパッケージ内の電子部品３４に接触することに起因する電子部品３４の特性の劣化を抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、半田層３２が封止面以外の領域に流れ出すのを抑制することができるので、半田層３２の量を減少させることができる。

また、本実施形態では、気密封止用キャップ部材４１のフランジ部４１ａの封止側内面コーナ部４１ｂの曲率半径を、０ｍｍよりも大きく、かつ、約０．１ｍｍ以下にすることによって、図２０に示した従来の構造に比べて、フランジ部４１ａの平坦部（封止面）４１ｃの長さが大きくなるので、封止性を向上させることができる。

次に、図５〜図１２を参照して、本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの一例について説明する。

まず、図６に示すように、第１絞り工程として、フランジ部が形成されずにキャビティ部（凹部）６０が形成されるように、気密封止用キャップ部材４１を構成する鉄−ニッケル−コバルト合金からなる板状コイルをプレス加工する。

次に、図７に示すように、第２絞り工程として、コイニング加工を行うことによって、キャビティ部６０の両端部にフランジ部４１ａを形成する。図６に示す第１絞り工程および図７に示す第２絞り工程によって、０ｍｍよりも大きく、かつ、約０．１ｍｍ以下の極めて小さい曲率半径を有する封止側内面コーナ部４１ｂを形成することができる。

ここで、封止側内面コーナ部４１ｂの曲率半径が約０．１ｍｍ以下と極めて小さいので、上述したように、平坦部（封止面）４１ｃの長さが従来の構造と比べて長くなる。この場合、平坦部４１ｃの長さを、たとえば、図２３に示した従来のフランジ部１４１ａの平坦部１４１ｃの長さと同じ長さで本実施形態のフランジ部４１ａの平坦部４１ｃを形成すると、図８に示すように、キャビティ部６０の内容積が大きくなる。このため、図２３に示した従来のキャビティ部１６０を有する気密封止用キャップ部材１４１と同じ外形寸法で図８に示した本実施形態による気密封止用キャップ部材４１を形成すれば、キャビティ部６０の内容積を図２３に示したキャビティ部１６０の内容積よりも大きくすることができる。したがって、従来と同じ電子部品を収納する場合には、小さい外形寸法の気密封止用キャップを用いることができるので、パッケージの小型化を図ることができる。

図７に示した第２絞り工程の後、図９に示すように、気密封止用キャップ部材４１の全面に、ニッケル層４２を約２μｍの厚みで形成した後、約０．０５μｍの厚みで金メッキ層４３を形成する。

次に、図１０に示すように、金メッキ層４３の半田層３２が形成される領域に、レジスト４４を形成する。そして、レジスト４４をマスクとして、Ａｕ剥離液を用いて、半田層３２が配置される領域以外の金メッキ層４３を除去する。これにより、図１１に示される形状が得られる。この後、レジスト４４を除去する。

次に、図１２に示すように、金メッキ層４３上に、金−錫半田（たとえば、Ａｕ−Ｓｎ半田）からなる半田層３２を配置した後、約２８０℃以上で半田層３２を金メッキ層４３に対して仮ろう付けする。

この後、図５に示したように、バンプ３３を介して電子部品３４が取り付けられたセラミック基板３１の上面に接触するように、気密封止用キャップ部材４１の金メッキ層４３に仮ろう付けされた半田層３２を配置する。その後、約２８０℃以上の温度で半田層３２を溶融することによって、気密封止用キャップ部材４１をセラミック基板３１の上面に接合する。このようにして、図５に示した本実施形態による電子部品収納用パッケージが形成される。

図１３〜図１６は、図５に示した本発明の一実施形態による電子部品収納用パッケージの製造プロセスの他の例を説明するための断面図である。次に、図１３〜図１６を参照して、本発明の一実施形態による気密封止用キャップの製造プロセスの他の例について説明する。

まず、図６および図７に示した第１絞り工程および第２絞り工程によって、図７に示したような形状の気密封止用キャップ部材４１を形成した後、図１３に示すように、気密封止用キャップ部材４１の全面に、約２μｍの厚みを有するニッケルメッキ層４２を形成する。

次に、図１４に示すように、半田層３２が配置される領域以外のニッケルメッキ層４２を覆うように、レジスト５１を形成する。

次に、図１５に示すように、レジスト５１を形成した状態で、半田層３２が配置される領域に、約０．０５μｍの厚みを有する金メッキ層４３を形成する。この後、レジスト５１を除去することによって、図１６に示されるような形状が得られる。その後、図１２に示した工程と同様、金メッキ層４３上に金−錫半田（たとえば、２０Ａｕ−Ｓｎ半田）からなる半田層３２を配置した後、約２８０℃以上で半田層３２を金メッキ層４３に対して仮ろう付けする。その後、図５に示したように、セラミック基板３１を封止するように気密封止用キャップ部材４１および半田層３２を配置した後、再び約２８０℃以上の温度で半田層３２を溶融することによって、気密封止を行う。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、封止材として、金−錫（Ａｕ−Ｓｎ）半田からなる半田層を用いるとともに、メッキ層としてニッケルメッキ層と金メッキ層を用いたが、本発明はこれに限らず、他の半田またはろう材からなる封止材を用いるとともに、他のメッキ層を用いてもよい。その場合、少なくとも気密封止用キャップ部材の封止材が形成される領域以外の領域に第１メッキ層を設けるとともに、気密封止用キャップ部材の封止材が配置される領域に、第１メッキ層よりも封止材とのぬれ性が良好な材料を含む第２メッキ層を設けるようにすれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、封止側内面コーナ部４１ｂを０ｍｍよりも大きく、かつ、０．１ｍｍ以下の曲率半径を有するようにしたが、本発明はこれに限らず、封止側内面コーナ部４１ｂを実質的に直角（９０°）になるように形成してもよい。このように、コーナ部４１ｂを実質的に直角（９０°）にすることにより、図２７に示したような従来の半田層の這い上がりを防止することができる。また、コーナ部４１ｂを実質的に直角（９０°）にすることにより、フランジ部の平坦部の長さを最大にすることができる。これにより、封止性の良好な小型キャップ部材を提供することができる。なお、コーナ部４１ｂを実質的に直角（９０°）になるように形成するには、第２絞り工程でフランジ部の封止側内面コーナをつぶすようにコイニング加工することにより形成すればよい。

３１ セラミック基板
３２ 半田層（封止材）
４１ 気密封止用キャップ部材
４１ａ フランジ部
４１ｂ 封止側内面コーナ部
４２ ニッケルメッキ層（第１メッキ層）
４３ 金メッキ層（第２メッキ層）
６０ キャビティ部（凹部）

Claims (16)

1. 電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用キャップであって、
   凹部と、
   前記凹部の両端部に設けられたフランジ部とを備え、
   前記フランジ部の封止側内面コーナ部の曲率半径が０ｍｍよりも大きく、かつ、０．１ｍｍ以下である、気密封止用キャップ。
2. 前記凹部と前記フランジ部とが設けられた気密封止用キャップ部材と、
   少なくとも前記気密封止用キャップ部材の封止材が形成される領域以外の領域に形成された第１メッキ層と、
   前記気密封止用キャップ部材の前記封止材が配置される領域に形成され、前記第１メッキ層よりも前記封止材とのぬれ性が良好な材料を含む第２メッキ層とをさらに備えた、請求項１に記載の気密封止用キャップ。
3. 前記電子部品収納用パッケージは、セラミック基板を含み、
   前記セラミック基板の表面上に、前記封止材を介して、前記気密封止用キャップ部材が取り付けられる、請求項２に記載の気密封止用キャップ。
4. 前記第１メッキ層は、ニッケルメッキ層であり、
   前記第２メッキ層は、金メッキ層である、請求項２または３に記載の気密封止用キャップ。
5. 前記第１メッキ層は、前記第２メッキ層よりも大きい厚みを有する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の気密封止用キャップ。
6. 前記封止材は、金−錫半田を含む、請求項２〜５のいずれか１項に記載の気密封止用キャップ。
7. 前記気密封止用キャップ部材は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなる、請求項２〜６のいずれか１項に記載の気密封止用キャップ。
8. 電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用キャップであって、
   凹部と、
   前記凹部の両端部に設けられたフランジ部とを備え、
   前記フランジ部の封止側内面コーナ部が実質的に直角になっている、気密封止用キャップ。
9. 前記凹部と前記フランジ部とが設けられた気密封止用キャップ部材と、
   少なくとも前記気密封止用キャップ部材の封止材が形成される領域以外の領域に形成された第１メッキ層と、
   前記気密封止用キャップ部材の封止材が配置される領域に形成され、前記第１メッキ層よりも前記封止材とのぬれ性が良好な材料を含む第２メッキ層とをさらに備えた、請求項８に記載の気密封止用キャップ。
10. 電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用キャップの製造方法であって、
    板状の気密封止用キャップ部材にフランジ部が形成されないように、凹部を形成する第１絞り工程と、
    前記凹部の両端部をコイニング加工することによって、前記凹部の両端部に前記フランジ部を形成するとともに、前記フランジ部の封止側内面コーナ部の曲率半径を０ｍｍよりも大きく、かつ、０．１ｍｍ以下にする第２絞り工程とを備えた、気密封止用キャップの製造方法。
11. 前記フランジ部を形成した前記気密封止用キャップ部材の表面の実質的に全面に、第１メッキ層と、前記第１メッキ層よりも前記封止材に対するぬれ性が良好な材料を含む第２メッキ層とを形成する工程と、
    前記第２メッキ層のうち、前記封止材が配置される領域以外の領域に位置する部分を除去する工程とをさらに備えた、請求項１０に記載の気密封止用キャップの製造方法。
12. 前記フランジ部を形成した前記気密封止用キャップ部材の表面の実質的に全面に、第１メッキ層を形成する工程と、
    前記気密封止用キャップ部材の前記封止材が配置される領域に、前記第１メッキ層よりも前記封止材に対するぬれ性が良好な材料を含む第２メッキ層を形成する工程とをさらに備えた、請求項１０に記載の気密封止用キャップの製造方法。
13. 前記第１メッキ層は、ニッケルメッキ層であり、
    前記第２メッキ層は、金メッキ層である、請求項１１または１２に記載の気密封止用キャップの製造方法。
14. 前記封止材は、金−錫半田を含む、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の気密封止用キャップ。
15. 前記気密封止用キャップ部材は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなる、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の気密封止用キャップ。
16. 電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用キャップの製造方法であって、
    板状の気密封止用キャップ部材にフランジ部が形成されないように、凹部を形成する第１絞り工程と、
    前記凹部の両端部をコイニング加工することによって、前記凹部の両端部に前記フランジ部を形成するとともに、前記フランジ部の封止側内面コーナ部をつぶすようにコイニング加工することにより前記フランジ部の封止側内面コーナ部を実質的に直角にする第２絞り工程とを備えた、気密封止用キャップの製造方法。

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