JP2017188552A - Cap for electronic component and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cap for an electronic component having a surface with a brazing material with good durability and a method for manufacturing the same.SOLUTION: In a cap, a brazing material 2 is formed on a surface of a core material 1' having a dome shape. The brazing material 2 is formed by laminating a tin layer 3, an indium layer 4, and a gold layer 5 in this order from the side of the core material 1'. That is, the brazing material 2 has a metal layer of indium between the respective metal layers of gold and tin.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電子部品用のキャップおよびその製造法に関する。   The present invention relates to a cap for an electronic component and a method for manufacturing the same.

水晶振動子の振動特性の劣化を抑制するため、水晶振動子を基板上に配置し、その水晶振動子を覆うようにドーム状のキャップをその基板と接合させると共に、キャップが基板と共に封止空間を形成するような構成を、水晶振動装置(電子部品)は採用している。   In order to suppress the deterioration of the vibration characteristics of the crystal unit, the crystal unit is arranged on the substrate, and a dome-shaped cap is joined to the substrate so as to cover the crystal unit, and the cap is sealed together with the substrate. The crystal vibrating device (electronic component) employs a configuration that forms

ここで、キャップと基板との接合には、ロウ材が用いられるのが一般的である。そのロウ材の多くは、耐久性の良好な、金と錫の合金が使用されている。そこで、キャップの表面に金と錫のそれぞれのメッキ層、または金と錫の合金のメッキ層を形成する技術が提案されている(特許文献1、2および3参照)。   Here, a brazing material is generally used for joining the cap and the substrate. Many of the brazing materials are made of gold and tin alloys having good durability. Therefore, a technique has been proposed in which a gold and tin plating layer or a gold and tin alloy plating layer is formed on the surface of the cap (see Patent Documents 1, 2, and 3).

特開2003−163298JP2003-163298A 特開2002−009186JP-A-2002-009186 国際公開WO2008/105258パンフレットInternational Publication WO2008 / 105258 Pamphlet

金と錫のそれぞれのメッキ層を接触しつつ配置することは、メッキ技術では困難である。また、金と錫の合金をメッキする技術が存在するが、それは極めてコスト高の技術であり、工業的には利用が困難である。   It is difficult to arrange the gold and tin plating layers in contact with each other using a plating technique. Further, there is a technique for plating an alloy of gold and tin, but this is an extremely expensive technique and is difficult to use industrially.

そこで本発明の目的は、耐久性の良好なロウ材を表面に付けた電子部品用のキャップおよびその製造法を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cap for an electronic component having a brazing material having a good durability on its surface and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成するため、本発明に係る電子部品用のキャップは、キャップの芯材の表面にロウ材が形成され、ロウ材は、金と錫のそれぞれの金属層の間にインジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、銀から選ばれる一つ以上の金属層を有するものであることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a cap for an electronic component according to the present invention has a brazing material formed on the surface of a core material of the cap, and the brazing material is composed of indium, bismuth, It has one or more metal layers selected from lead, zinc, and silver.

ここで、インジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、銀から選ばれる一つ以上の金属層は、厚みが0.1μm以上であることとしても良い。   Here, one or more metal layers selected from indium, bismuth, lead, zinc, and silver may have a thickness of 0.1 μm or more.

上記目的を達成するため、本発明に係る電子部品用のキャップは、キャップの芯材の表面にロウ材が形成され、ロウ材は、金と錫の合金にインジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、銀から選ばれる一つ以上の金属が含まれるものであることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a cap for an electronic component according to the present invention has a brazing material formed on the surface of a core material of the cap, and the brazing material is an alloy of gold and tin with indium, bismuth, lead, zinc, silver. One or more metals selected from the group consisting of:

上記目的を達成するため、本発明に係る電子部品用のキャップの製造法は、金と錫のそれぞれの金属層の間にインジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、銀から選ばれる一つ以上の金属層を有する低融点金属層を形成し、低融点金属層をキャップの芯材と接触させた状態で溶融し、その後溶融した低融点金属層を固化させ、固化した低融点金属層と芯材とを固着させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a method for manufacturing a cap for electronic components according to the present invention includes at least one metal layer selected from indium, bismuth, lead, zinc, and silver between the metal layers of gold and tin. A low melting point metal layer having a low melting point metal layer is melted in contact with the core material of the cap, and then the melted low melting point metal layer is solidified, and the solidified low melting point metal layer and the core material are combined. It is made to adhere.

本発明では、耐久性の良好なロウ材を表面に付けた電子部品用のキャップおよびその製造法を提供することができる。   In the present invention, it is possible to provide a cap for an electronic component having a brazing material having good durability on its surface and a method for manufacturing the same.

本発明の第1の実施の形態に係るキャップの平面図である。It is a top view of the cap concerning the 1st embodiment of the present invention. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図2の領域Bの拡大図であって、本発明の第1の実施の形態に係るキャップの表層部の構成を示す図である。FIG. 3 is an enlarged view of a region B in FIG. 2, illustrating a configuration of a surface layer portion of the cap according to the first embodiment of the present invention. 水晶振動装置(電子部品)を本発明の第1の実施の形態に係るキャップを用いて構成した状態を、図2に示す断面図と同様に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which comprised the crystal oscillation apparatus (electronic component) using the cap which concerns on the 1st Embodiment of this invention similarly to sectional drawing shown in FIG. 本発明の第2の実施の形態に係るキャップを図2と同様に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cap which concerns on the 2nd Embodiment of this invention similarly to FIG. 本発明の第2の実施の形態に係るキャップの製造フロー図である。It is a manufacturing flowchart of the cap which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るキャップの製造過程を示す図であり、第2加熱工程を経る前の図5の領域Cの部分の拡大図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the cap which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and is an enlarged view of the part of the area | region C of FIG. 5 before passing through a 2nd heating process. 本発明の第2の実施の形態に係るキャップの製造過程を示す図であり、第2加熱工程を経た後の図5の領域Cの部分の拡大図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the cap which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and is the enlarged view of the part of the area | region C of FIG. 5 after passing through a 2nd heating process.

(本発明の第1の実施の形態に係る電子部品用のキャップの構成)
以下、本発明の第1の実施の形態に係る電子部品用のキャップについて、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係るキャップの平面図である。図2は、図1のA−A断面図である。図3は、図2の領域Bの拡大図であって、本発明の第1の実施の形態に係るキャップの表層部の構成を示す図である。
(Configuration of Cap for Electronic Component According to First Embodiment of the Present Invention)
Hereinafter, a cap for an electronic component according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a cap according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a region B in FIG. 2 and is a diagram showing a configuration of a surface layer portion of the cap according to the first embodiment of the present invention.

本発明の第1の実施の形態に係るキャップ1は、ドーム状の形状をなす、いわゆる42アロイ製(ニッケル−鉄系合金で、ニッケルが42重量%である)の芯材1’の表面に、図3に示すようなロウ材2が形成されているものである。ロウ材2は、芯材1’の側から順に錫層3、インジウム層4、金層5が形成されている。すなわちロウ材2は、金と錫のそれぞれの金属層の間にインジウムの金属層を有するものである。   The cap 1 according to the first embodiment of the present invention has a dome-like shape on the surface of a so-called 42 alloy (nickel-iron alloy, nickel is 42% by weight) core 1 '. A brazing material 2 as shown in FIG. 3 is formed. In the brazing material 2, a tin layer 3, an indium layer 4, and a gold layer 5 are formed in this order from the core material 1 ′ side. That is, the brazing material 2 has an indium metal layer between gold and tin metal layers.

このロウ材2は、芯材1’の端部封止面1Aの部分だけでなく、芯材1’の表面全体に渡って形成されている。そのロウ材2は、芯材1’表面の各所で図3に示す金属層の構成となっている。なお、端部封止面1Aの部分のロウ材2の錫層3の厚みは平均で4μm、インジウム層4の厚みは平均で2.5μm、金層5の厚みは平均で13.5μmである。   The brazing material 2 is formed not only on the end sealing surface 1A of the core material 1 'but also over the entire surface of the core material 1'. The brazing material 2 has a metal layer configuration shown in FIG. 3 at various points on the surface of the core material 1 ′. The thickness of the tin layer 3 of the brazing material 2 at the end sealing surface 1A is 4 μm on average, the thickness of the indium layer 4 is 2.5 μm on average, and the thickness of the gold layer 5 is 13.5 μm on average. .

(本発明の第1の実施の形態に係る電子部品用のキャップの製造法)
キャップ1は、いわゆるバレルメッキ法により、芯材1’の表面に錫層3、インジウム層4、金層5をこの順に形成することにより得られる。
(Method for manufacturing cap for electronic component according to the first embodiment of the present invention)
The cap 1 is obtained by forming a tin layer 3, an indium layer 4, and a gold layer 5 in this order on the surface of the core material 1 'by a so-called barrel plating method.

(本発明の第1の実施の形態に係る電子部品用のキャップの使用法)
図4は、水晶振動装置(電子部品10)をキャップ1を用いて構成した状態を、図2に示す断面図と同様に示す断面図である。まず、アルミナ製の絶縁基板6を用意する。次に、絶縁基板6のうちロウ材2と接合される面に塩化第一錫水溶液を接触させる。次いで、その面に塩化パラジウム水溶液を接触させて触媒付与処理を行う。そしてその触媒付与処理を行った面に樹脂製のマスクでマスキングを施し、その面がリング状(芯材1’の端部封止面1Aの部分とほぼ同じ形状)に露出するようにする。そして、そのリング状の露出面に無電解錫メッキを行う。その後、マスクは、有機溶剤によって溶解除去する。
(Usage of Cap for Electronic Component According to First Embodiment of the Present Invention)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the crystal vibration device (electronic component 10) is configured using the cap 1, similar to the cross-sectional view shown in FIG. First, an insulating substrate 6 made of alumina is prepared. Next, a stannous chloride aqueous solution is brought into contact with the surface of the insulating substrate 6 to be joined to the brazing material 2. Next, a catalyst application treatment is performed by bringing a palladium chloride aqueous solution into contact with the surface. Then, the surface subjected to the catalyst application treatment is masked with a resin mask so that the surface is exposed in a ring shape (substantially the same shape as the end sealing surface 1A portion of the core material 1 '). Then, electroless tin plating is performed on the ring-shaped exposed surface. Thereafter, the mask is dissolved and removed with an organic solvent.

次に、絶縁基板6の面上に支持部材7および水晶振動子8を配置する。水晶振動子8は、絶縁基板6の面上に固定された支持部材7に片持ち状態で振動が許容されるようにして固定されている。   Next, the support member 7 and the crystal resonator 8 are disposed on the surface of the insulating substrate 6. The crystal resonator 8 is fixed to a support member 7 fixed on the surface of the insulating substrate 6 so that vibration is allowed in a cantilever state.

なお、水晶振動子8が配置されていない側の絶縁基板6の面には、水晶振動子8の外部端子が形成されている。しかし、水晶振動子8から外部端子までの導電経路は図示を省略している。   An external terminal of the crystal unit 8 is formed on the surface of the insulating substrate 6 on the side where the crystal unit 8 is not disposed. However, the conductive path from the crystal resonator 8 to the external terminal is not shown.

次に、バネ力によって押圧できるピン部材を用いて、キャップ1(芯材1’の端部封止面1A)を絶縁基板6の無電解錫メッキ層形成部分に押しつけながら、ロウ材2と無電解錫メッキ層を溶融させた後に固化させることにより、芯材1’と絶縁基板6とをロウ材2により接合させ、電子部品10が製造される。   Next, using a pin member that can be pressed by a spring force, the cap 1 (end sealing surface 1A of the core material 1 ′) is pressed against the electroless tin plating layer forming portion of the insulating substrate 6 while the brazing material 2 and By melting and solidifying the electrolytic tin plating layer, the core material 1 ′ and the insulating substrate 6 are joined by the brazing material 2, and the electronic component 10 is manufactured.

このロウ材2を溶融させる工程(以下、「加熱工程」という)は、圧力が10−3Pa〜10−4Pa程度の減圧雰囲気下において、280℃〜350℃程度の温度で、1分〜60分程度行う。加熱工程によって、図4に示す封止空間9は、ほぼ真空になる。 The step of melting the brazing material 2 (hereinafter referred to as “heating step”) is performed at a temperature of about 280 ° C. to 350 ° C. for 1 minute in a reduced pressure atmosphere having a pressure of about 10 −3 Pa to 10 −4 Pa. Perform for about 60 minutes. Due to the heating process, the sealed space 9 shown in FIG.

(本発明の第2の実施の形態に係る電子部品用のキャップの構成)
以下、本発明の第2の実施の形態に係る電子部品用のキャップについて、図面を参照しながら説明する。図5は、本発明の第2の実施の形態に係るキャップを図2と同様に示す断面図である。
(Configuration of Cap for Electronic Component According to Second Embodiment of the Present Invention)
An electronic component cap according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 is a sectional view showing the cap according to the second embodiment of the present invention in the same manner as FIG.

本発明の第2の実施の形態に係るキャップ11も、キャップ1と同じドーム状の形状をなす、いわゆる42アロイ製の芯材11’を有する。芯材11’の端部封止面11Aのほぼ全域に渡り、ロウ材12がリング状に形成されている。このロウ材12は、金と錫の合金にインジウムが含まれるものである。   The cap 11 according to the second embodiment of the present invention also has a so-called 42 alloy core 11 ′ having the same dome shape as the cap 1. The brazing material 12 is formed in a ring shape over almost the entire area of the end sealing surface 11A of the core material 11 '. The brazing material 12 is an alloy of gold and tin containing indium.

(本発明の第2の実施の形態に係る電子部品用のキャップの製造法)
キャップ11は、金と錫のそれぞれの金属層の間にインジウムの金属層からなるリング状の低融点金属層を芯材11’の端部封止面11Aに接触させた状態で溶融し、その後溶融した低融点金属層を固化させ、固化した低融点金属層であるロウ材12と端部封止面11Aとを固着させて製造する。
(Method for manufacturing a cap for an electronic component according to the second embodiment of the present invention)
The cap 11 is melted in a state where a ring-shaped low-melting-point metal layer made of an indium metal layer is in contact with the end sealing surface 11A of the core member 11 ′ between the metal layers of gold and tin, and thereafter The melted low melting point metal layer is solidified, and the brazing material 12 that is the solidified low melting point metal layer is fixed to the end sealing surface 11A.

この製造法を図面を用いて説明する。図6は、キャップ11の製造フロー図である。また図7は、キャップ11の製造過程を示す図であり、第2加熱工程を経る前の図5の領域Cの部分の拡大図である。図8は、キャップ11の製造過程を示す図であり、第2加熱工程を経た後の図5の領域Cの部分の拡大図である。   This manufacturing method will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a manufacturing flow diagram of the cap 11. FIG. 7 is a view showing a manufacturing process of the cap 11, and is an enlarged view of a portion of a region C in FIG. 5 before undergoing the second heating step. FIG. 8 is a view showing a manufacturing process of the cap 11 and is an enlarged view of a portion of a region C in FIG. 5 after the second heating step.

まず、アルミナ製の絶縁基板面に塩化第一錫水溶液を接触させる。次いで、塩化パラジウム水溶液を接触させて触媒付与処理を行う。その上で、その絶縁基板面に無電解ニッケルメッキを行い、ニッケル層13を形成する(P1)。次いでニッケル層13の表面に樹脂製のマスクでマスキングを施し、リング状(芯材11’の端部封止面11Aの部分とほぼ同じ形状)にニッケル層13が露出するようにする。   First, an aqueous stannous chloride solution is brought into contact with the surface of an insulating substrate made of alumina. Next, a catalyst application treatment is performed by bringing a palladium chloride aqueous solution into contact therewith. Then, electroless nickel plating is performed on the insulating substrate surface to form a nickel layer 13 (P1). Next, the surface of the nickel layer 13 is masked with a resin mask so that the nickel layer 13 is exposed in a ring shape (substantially the same shape as the end sealing surface 11A portion of the core member 11 ').

次にそのニッケル層13の露出面に金を電解メッキし、金層14を形成する(P2)。次にその金層14の表面にインジウムを電解メッキし、インジウム層15を形成する(P3)。次にそのインジウム層15の表面に錫を電解メッキし、錫層16を形成する(P4)。なお、金層14の厚みは13.5μm、インジウム層15の厚みは2.5μm、錫層16の厚みは4μmである。その後、マスクは、有機溶剤によって溶解除去する。その結果、絶縁基板面上にはニッケル層13の上に金層14、インジウム層15、および錫層16がこの順にリング状に積層したものが形成される。   Next, gold is electrolytically plated on the exposed surface of the nickel layer 13 to form a gold layer 14 (P2). Next, indium is electroplated on the surface of the gold layer 14 to form an indium layer 15 (P3). Next, tin is electrolytically plated on the surface of the indium layer 15 to form a tin layer 16 (P4). The gold layer 14 has a thickness of 13.5 μm, the indium layer 15 has a thickness of 2.5 μm, and the tin layer 16 has a thickness of 4 μm. Thereafter, the mask is dissolved and removed with an organic solvent. As a result, a gold layer 14, an indium layer 15, and a tin layer 16 are stacked in this order on the nickel layer 13 on the surface of the insulating substrate.

このリング状の金層14、インジウム層15、および錫層16(これらの金属層が低融点金属層である)を溶融させる工程(以下、「第2加熱工程」という)を行う(P5)。この第2加熱工程は、バネ力によって押圧できるピン部材を用いて、芯材11’の端部封止面11Aと低融点金属層とを押圧した状態で280℃〜350℃程度の温度で、1分〜60分程度保持するものである。   A step of melting the ring-shaped gold layer 14, indium layer 15 and tin layer 16 (these metal layers are low melting point metal layers) (hereinafter referred to as “second heating step”) is performed (P5). This second heating step is performed at a temperature of about 280 ° C. to 350 ° C. while pressing the end sealing surface 11A of the core material 11 ′ and the low melting point metal layer using a pin member that can be pressed by a spring force. It holds for about 1 to 60 minutes.

第2加熱工程によって、低融点金属層を構成する金層14、インジウム層15、および錫層16がそれぞれ溶融して、図8に示すようにロウ材12となり、ロウ材12は芯材11’の端部封止面11Aと金属結合によりくっつく。なお第2加熱工程によって、ニッケル層13は溶融せずにロウ材12と金属結合でくっついた状態となる。   In the second heating step, the gold layer 14, the indium layer 15 and the tin layer 16 constituting the low melting point metal layer are respectively melted to become the brazing material 12 as shown in FIG. It adheres to the end sealing surface 11A of the metal by metal bonding. In the second heating step, the nickel layer 13 is not melted and is bonded to the brazing material 12 by metal bonding.

そして、ニッケル層13を硝酸水溶液で溶かし、除去する(P6)。この工程P6によって、ニッケル層13と固着していた絶縁基板をキャップ11から取り外すことができる。ここでロウ材12は、硝酸水溶液に殆ど溶けない。この工程P6によって、キャップ11の製造が完了する。なお、キャップ11の使用法は、上述のキャップ1の使用法と同じであるため、説明を省略する。   Then, the nickel layer 13 is dissolved and removed with an aqueous nitric acid solution (P6). By this process P6, the insulating substrate fixed to the nickel layer 13 can be removed from the cap 11. Here, the brazing material 12 hardly dissolves in the nitric acid aqueous solution. By this process P6, the manufacture of the cap 11 is completed. In addition, since the usage method of the cap 11 is the same as the usage method of the above-mentioned cap 1, description is abbreviate | omitted.

(本発明の実施の形態によって得られる主な効果)
加熱工程または第2加熱工程の後のロウ材2,12は、金と錫とインジウムの3元合金、もしくは金と錫の2元合金である。これらの合金は、長期間の耐酸化性等の耐久性に優れていることから、電子部品10(水晶振動装置)の使用期間の長期化によって封止空間4の真空度が低くなることは殆どない。そのため、本発明の実施の形態に係る電子部品用のキャップ1,11は、そのロウ材2,12が耐久性の良好なものである。
(Main effects obtained by the embodiment of the present invention)
The brazing materials 2 and 12 after the heating step or the second heating step are a ternary alloy of gold, tin and indium, or a binary alloy of gold and tin. Since these alloys are excellent in durability such as long-term oxidation resistance, the degree of vacuum of the sealed space 4 is hardly lowered due to the prolonged use period of the electronic component 10 (quartz crystal vibration device). Absent. Therefore, in the caps 1 and 11 for electronic parts according to the embodiment of the present invention, the brazing materials 2 and 12 have good durability.

またロウ材2,12は、加熱工程または第2加熱工程(P5)を経てもガス化成分等を発生させることが殆ど無いため、電子部品10の特性を劣化させ難くすることが可能である。さらにロウ材2,12は、金属層(メッキ層)の積層によって得られ、特別に困難なメッキ技術等の技術を要せずに容易に製造できる。   Further, since the brazing materials 2 and 12 hardly generate gasification components and the like even after the heating step or the second heating step (P5), it is possible to make it difficult to deteriorate the characteristics of the electronic component 10. Furthermore, the brazing materials 2 and 12 are obtained by laminating metal layers (plating layers), and can be easily manufactured without requiring a particularly difficult technique such as a plating technique.

なお、加熱工程または第2加熱工程を経たロウ材2,12は、芯材1’,11’の端部封止面1A,11Aと殆ど隙間なく接合し、且つ絶縁基板6と殆ど隙間なく接合するため、封止空間9の真空度を長期間高く維持できる。   The brazing materials 2 and 12 that have undergone the heating process or the second heating process are joined to the end sealing surfaces 1A and 11A of the core materials 1 'and 11' with almost no gap and to the insulating substrate 6 with almost no gap. Therefore, the degree of vacuum of the sealed space 9 can be maintained high for a long period.

上述のように錫層3と金層5および金層14と錫層16とを接触配置させることは、メッキ技術では困難であった。また、金と錫の合金を電解メッキする技術が存在するが、それは極めてコスト高の技術であり、工業的な利用が困難である。しかし、錫層3と金層5および金層14と錫層16の間には、インジウム層4,15をそれぞれメッキ技術により介在させることができる。そのため、錫層3と金層5および金層14と錫層16の間の近接した金属層を形成することができる。   As described above, it is difficult to arrange the tin layer 3 and the gold layer 5 and the gold layer 14 and the tin layer 16 in contact with each other by the plating technique. In addition, there is a technique for electrolytic plating of an alloy of gold and tin, but this is an extremely expensive technique and difficult to industrially use. However, the indium layers 4 and 15 can be interposed between the tin layer 3 and the gold layer 5 and between the gold layer 14 and the tin layer 16 by a plating technique, respectively. Therefore, the metal layer adjacent between the tin layer 3 and the gold layer 5 and between the gold layer 14 and the tin layer 16 can be formed.

すると、加熱工程または第2加熱工程を経ることで錫層3と金層5の合金化、または金層14と錫層16の合金化、または錫層3と金層5とインジウム層4との合金化、または金層14と錫層16とインジウム層15との合金化を低コストで実現できる。   Then, through the heating step or the second heating step, alloying of the tin layer 3 and the gold layer 5, or alloying of the gold layer 14 and the tin layer 16, or the tin layer 3, the gold layer 5, and the indium layer 4 Alloying or alloying of the gold layer 14, the tin layer 16, and the indium layer 15 can be realized at low cost.

仮に錫層3と金層5とインジウム層4との合金化、または金層14と錫層16とインジウム層15との合金化が実現しているなら、その合金は錫層3と金層5の合金、または金層14と錫層16の合金と同様に、絶縁基板6とキャップ1,11との封止を確実にするものである。その理由は、ロウ材2,12が、現実に絶縁基板6とキャップ1,11との封止をほぼ確実にしていることが実証されているためである。   If alloying of the tin layer 3, the gold layer 5, and the indium layer 4 or the alloying of the gold layer 14, the tin layer 16, and the indium layer 15 is realized, the alloy is the tin layer 3 and the gold layer 5. As in the case of the alloy of the above, or the alloy of the gold layer 14 and the tin layer 16, the sealing between the insulating substrate 6 and the caps 1 and 11 is ensured. The reason is that it has been proved that the brazing materials 2 and 12 actually ensure the sealing between the insulating substrate 6 and the caps 1 and 11.

なお、ロウ材2の形成には、バレルメッキ法を採用している。ロウ材2は、少なくとも芯材1’の端部封止面1Aの部分のみに形成できればよく、その他の部分に形成されるロウ材2は、絶縁基板6とキャップ1との接合に利用されにくいと考えられる。端部封止面1Aの部分は、芯材1’の中では突出した(エッジとなる)部分であり、バレルメッキ法等の電解メッキ法では、被メッキ金属が被着し易いと考えられる。そのため、少なくとも端部封止面1Aの部分のメッキの効率は高く、短時間で十分な厚みのメッキ層(金属層)を得ることができると考えられる。   The formation of the brazing material 2 employs a barrel plating method. The brazing material 2 only needs to be formed at least in the portion of the end sealing surface 1A of the core material 1 ′, and the brazing material 2 formed in the other portion is difficult to be used for joining the insulating substrate 6 and the cap 1. it is conceivable that. The portion of the end sealing surface 1A is a portion that protrudes (becomes an edge) in the core material 1 ', and it is considered that the metal to be plated is easily deposited by an electrolytic plating method such as a barrel plating method. For this reason, it is considered that the plating efficiency (at least part of the end sealing surface 1A) is high, and a sufficiently thick plating layer (metal layer) can be obtained in a short time.

(他の形態)
上述した本発明の実施の形態に係る電子部品用のキャップ1、11およびその製造法は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々の変形実施が可能である。
(Other forms)
The electronic component caps 1 and 11 and the manufacturing method thereof according to the embodiments of the present invention described above are examples of the preferred embodiments of the present invention, but are not limited thereto, and the gist of the present invention is changed. Various modifications can be made without departing from the scope.

たとえば、電子部品10は水晶振動子8を用いた水晶振動装置であるが、これに限定されない。たとえば、圧電素子を絶縁基板6とキャップ1,11で封入する、いわゆるSAW(Surface Acoustic Wave)フィルタ、またはLED(light emitting diode)素子を絶縁基板6とキャップ1,11で封入する発光部品等にも、本発明の実施の形態に係る電子部品用のキャップ1、11を使用することができる。   For example, the electronic component 10 is a crystal vibration device using the crystal resonator 8, but is not limited to this. For example, a so-called SAW (Surface Acoustic Wave) filter in which a piezoelectric element is sealed with an insulating substrate 6 and caps 1 and 11 or a light-emitting component in which an LED (light emitting diode) element is sealed with an insulating substrate 6 and caps 1 and 11 is used. Moreover, the caps 1 and 11 for electronic components which concern on embodiment of this invention can be used.

またロウ材2,12は、メッキ技術による金属層を形成する過程を経て製造されるものである。しかし、錫層3,16とインジウム層4,15と金層5,14のうち一つ以上が、金属粉または金属箔の配置、スパッタリング法、蒸着法等で形成等した金属層であることとしても良い。またロウ材2は、バレルメッキ法により各金属層を形成しているが、他のメッキ法を採用しても良い。   The brazing materials 2 and 12 are manufactured through a process of forming a metal layer by a plating technique. However, one or more of the tin layers 3 and 16, the indium layers 4 and 15, and the gold layers 5 and 14 are metal layers formed by arrangement of metal powder or metal foil, sputtering, vapor deposition, or the like. Also good. The brazing material 2 has each metal layer formed by barrel plating, but other plating methods may be employed.

特にインジウム層4,15は、薄くて済むため、スパッタリング法または蒸着法で形成するメリットを得やすい。たとえばキャップ1を製造する際に、芯材1’の端部封止面1Aのみにインジウム層4を形成すれば、その後のバレルメッキ法による金メッキの際に、端部封止面1Aのインジウム層4にのみ金層5が形成されるため、金層5を必要な部分のみに形成でき、金層5を無駄に形成しなくても済むメリットを得ることができる。同様のメリットを得るには、バレルメッキ法によるインジウム層4の形成の際に、端部封止面1A以外の部分をマスキングしても良い。   In particular, since the indium layers 4 and 15 may be thin, it is easy to obtain a merit of forming by a sputtering method or a vapor deposition method. For example, when the cap 1 is manufactured, if the indium layer 4 is formed only on the end sealing surface 1A of the core material 1 ', the indium layer on the end sealing surface 1A is used in the subsequent gold plating by the barrel plating method. Since the gold layer 5 is formed only on 4, the gold layer 5 can be formed only in a necessary portion, and there is an advantage that the gold layer 5 does not need to be formed wastefully. In order to obtain the same merit, portions other than the end sealing surface 1A may be masked when the indium layer 4 is formed by the barrel plating method.

また、錫層3,16とインジウム層4,15と金層5,14の厚みは適宜変更できる。ただし、インジウム層4,15の厚みは、本発明者の検討により0.1μm以上さらには、1μm以上であることが好ましいことが判明した。また、金層14と錫層16の厚みは、これらが合金化する際に共晶合金となり易い比率としての、金:錫=A:B(Aは80から85、Bは20から15、A+B=100)の範囲とすることが好ましい。   Moreover, the thickness of the tin layers 3 and 16, the indium layers 4 and 15, and the gold layers 5 and 14 can be changed as appropriate. However, it has been found that the thickness of the indium layers 4 and 15 is preferably 0.1 μm or more, and more preferably 1 μm or more, by the inventors' investigation. Further, the thicknesses of the gold layer 14 and the tin layer 16 are gold: tin = A: B (A is 80 to 85, B is 20 to 15, and A + B as a ratio that tends to be an eutectic alloy when they are alloyed). = 100) is preferable.

また、キャップ11を製造する際にニッケル層13を用いているが、その素材は適宜変更できる。たとえば銅層等を採用してもよい。ただしニッケル層13は、銅層に比べて剥離等による除去が容易であるメリットがある。またニッケル層13は、無電解ニッケルメッキによって形成しているが、その無電解ニッケルメッキの後電解ニッケルメッキ層を重ねて形成し、それらの無電解ニッケルメッキ層と電解ニッケルメッキ層とを合わせてニッケル層13としても良い。また、セラミックス製の絶縁基板の表面をメタライズ法によってニッケル層13に代わる金属層を形成することとしても良い。メタライズ法による金属層には、たとえばタングステン、モリブデン、マンガン、ニッケルメッキ層等の金属層を数層形成するもの、またはモリブデン―マンガン法によるもの、融解チタンメタライズ法によるもの等を採用できる。   Moreover, although the nickel layer 13 is used when manufacturing the cap 11, the raw material can be changed suitably. For example, a copper layer or the like may be employed. However, the nickel layer 13 has an advantage that it can be easily removed by peeling or the like as compared with the copper layer. The nickel layer 13 is formed by electroless nickel plating. After the electroless nickel plating, an electrolytic nickel plating layer is formed on top of each other, and the electroless nickel plating layer and the electrolytic nickel plating layer are combined. The nickel layer 13 may be used. Moreover, it is good also as forming the metal layer which replaces the nickel layer 13 with the metallizing method on the surface of the ceramic insulating substrate. As the metal layer formed by the metallization method, for example, a metal layer such as tungsten, molybdenum, manganese, nickel plating layer or the like, or a molybdenum-manganese method, a molten titanium metallization method, or the like can be employed.

また、錫層3と金層5の積層位置または金層14と錫層16の積層位置は逆にすることができる。さらに、錫層3,16と芯材1’,11’との間に別のメッキ層(金属層)を形成してもよい。   Moreover, the lamination position of the tin layer 3 and the gold layer 5 or the lamination position of the gold layer 14 and the tin layer 16 can be reversed. Further, another plating layer (metal layer) may be formed between the tin layers 3 and 16 and the core materials 1 ′ and 11 ′.

また、インジウム層4,15に代えてインジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、銀から選ばれる一つ以上のメッキ層(金属層)を採用してもよい。   Further, in place of the indium layers 4 and 15, one or more plating layers (metal layers) selected from indium, bismuth, lead, zinc, and silver may be employed.

また、芯材1’,11’は42アロイ製のものであるが、他の材質のもの、たとえばコバール製(鉄にニッケル、コバルトを配合した合金)のものを採用してもよい。ただし、42アロイは絶縁基板6のアルミナとは熱膨張係数が近い。そのため、絶縁基板6とキャップ1,11の組み合わせにすることにより、電子部品10の製造過程における温度変化があっても、ロウ材2,12に与える熱応力を小さくすることができる。また、基板2はアルミナ製であるが、これも窒化アルミニウム等、他の材質のものを採用してもよい。さらに芯材1’,11’は、ドーム状の形状をなすものであるが、その形状は適宜変更でき、たとえば平板状の形状のものを用いても良い。   The core materials 1 'and 11' are made of 42 alloy, but other materials, for example, made of Kovar (an alloy in which nickel and cobalt are mixed in iron) may be used. However, the 42 alloy has a thermal expansion coefficient close to that of alumina of the insulating substrate 6. Therefore, the combination of the insulating substrate 6 and the caps 1 and 11 can reduce the thermal stress applied to the brazing materials 2 and 12 even if there is a temperature change in the manufacturing process of the electronic component 10. The substrate 2 is made of alumina, but it may be made of other materials such as aluminum nitride. Furthermore, although the core materials 1 'and 11' have a dome shape, the shape can be changed as appropriate, and for example, a plate shape may be used.

また、芯材1’,11’をロウ材2,12に押しつけながら、加熱工程と第2加熱工程にてロウ材2,12を溶融させているが、このような押し付けをせずに、いわゆるリフロー炉等を用い、芯材1’,11’の自重のみで芯材1’,11’とロウ材2,12の密着を実現しても良い。さらに、加熱工程および第2加熱工程は、圧力が10−3Pa〜10−4Pa程度の減圧雰囲気下で行っているが、この条件は適宜変更できる。さらに、第2加熱工程では、低融点金属層のうち錫層16が芯材11’の端部封止面11Aと当接するようにして行っているが、金層14が端部封止面11Aと当接するようにして行っても良い。 Further, while pressing the core materials 1 ′ and 11 ′ against the brazing materials 2 and 12, the brazing materials 2 and 12 are melted in the heating process and the second heating process. Using a reflow furnace or the like, the core materials 1 ′, 11 ′ and the brazing materials 2, 12 may be brought into close contact with only the own weight of the core materials 1 ′, 11 ′. Furthermore, although the heating step and the second heating step are performed in a reduced pressure atmosphere having a pressure of about 10 −3 Pa to 10 −4 Pa, this condition can be changed as appropriate. Further, in the second heating process, the tin layer 16 of the low melting point metal layer is made to contact the end sealing surface 11A of the core material 11 ′, but the gold layer 14 is the end sealing surface 11A. You may carry out so that it may contact | abut.

また、キャップ1,11の使用に際し、絶縁基板6の露出面に無電解錫メッキを行っているが、無電解錫メッキに代えて、金、インジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、銀、銅、ニッケル等の、他の金属の無電解メッキを行っても良い。さらには無電解錫メッキによる金属層の形成に代えて、上述のメタライズ法によって絶縁基板6の露出面に金属層を形成することとしてもよい。   Further, when the caps 1 and 11 are used, the exposed surface of the insulating substrate 6 is subjected to electroless tin plating. Instead of the electroless tin plating, gold, indium, bismuth, lead, zinc, silver, copper, nickel For example, electroless plating of other metals may be performed. Furthermore, instead of forming the metal layer by electroless tin plating, the metal layer may be formed on the exposed surface of the insulating substrate 6 by the metallization method described above.

またリング状の低融点金属層(金層14、インジウム層15、および錫層16の積層物)は、第2加熱工程によりロウ材12となり、芯材11’とくっついた後にニッケル層13から剥離(ニッケル層13の除去)されている。しかしリング状の低融点金属層は、芯材11’とくっつける前にニッケル層13から剥離(ニッケル層13の硝酸水溶液による溶解除去、またはニッケル層13の機械的剥離等)し、その後芯材11’の端部封止面11Aに接触した状態でロウ材12とすることができる。その場合は、低融点金属層のうち金層14(第2加熱工程では錫層16)が芯材11’の端部封止面11Aと当接するようにして第2加熱工程と同様の工程を行っても良い。   Further, the ring-shaped low melting point metal layer (a laminate of the gold layer 14, the indium layer 15, and the tin layer 16) becomes the brazing material 12 by the second heating process, and peels off from the nickel layer 13 after adhering to the core material 11 ′. (Removal of the nickel layer 13). However, the ring-shaped low melting point metal layer is peeled off from the nickel layer 13 before being attached to the core material 11 ′ (dissolution removal of the nickel layer 13 with an aqueous nitric acid solution or mechanical peeling of the nickel layer 13), and then the core material 11. The brazing material 12 can be formed in contact with the end sealing surface 11A. In that case, the same step as the second heating step is performed such that the gold layer 14 (the tin layer 16 in the second heating step) of the low melting point metal layer is in contact with the end sealing surface 11A of the core material 11 ′. You can go.

1,11 キャップ
1’,11’ 芯材
2,12 ロウ材
3,16 錫層(金属層の一種)
4,15 インジウム層(金属層の一種)
5,14 金層(金属層の一種)
10 電子部品
1,11 cap 1 ', 11' core material 2,12 brazing material 3,16 tin layer (a kind of metal layer)
4,15 Indium layer (a kind of metal layer)
5,14 Gold layer (a kind of metal layer)
10 Electronic components

Claims (4)

電子部品用のキャップにおいて、
上記キャップの芯材の表面にロウ材が形成され、
上記ロウ材は、金と錫のそれぞれの金属層の間にインジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、銀から選ばれる一つ以上の金属層を有するものであることを特徴とする電子部品用のキャップ。
In caps for electronic components,
A brazing material is formed on the surface of the core of the cap,
The cap for electronic parts, wherein the brazing material has one or more metal layers selected from indium, bismuth, lead, zinc, and silver between the metal layers of gold and tin.
請求項1記載の電子部品用のキャップにおいて、
前記インジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、銀から選ばれる一つ以上の金属層は、厚みが0.1μm以上であることを特徴とする電子部品用のキャップ。
In the cap for electronic components of Claim 1,
One or more metal layers selected from indium, bismuth, lead, zinc, and silver have a thickness of 0.1 μm or more, and a cap for electronic parts.
電子部品用のキャップにおいて、
上記キャップの芯材の表面にロウ材が形成され、
上記ロウ材は、金と錫の合金にインジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、銀から選ばれる一つ以上の金属が含まれるものであることを特徴とする電子部品用のキャップ。
In caps for electronic components,
A brazing material is formed on the surface of the core of the cap,
A cap for electronic parts, wherein the brazing material includes an alloy of gold and tin containing one or more metals selected from indium, bismuth, lead, zinc, and silver.
電子部品用のキャップの製造法において、
金と錫のそれぞれの金属層の間にインジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、銀から選ばれる一つ以上の金属層を有する低融点金属層を形成し、
上記低融点金属層を上記キャップの芯材とを接触させた状態で溶融し、その後上記溶融した上記低融点金属層を固化させ、
上記固化した上記低融点金属層と上記芯材とを固着させることを特徴とする電子部品用のキャップの製造法。
In the manufacturing method of caps for electronic components,
Forming a low melting point metal layer having at least one metal layer selected from indium, bismuth, lead, zinc, and silver between each metal layer of gold and tin;
The low melting point metal layer is melted in contact with the core of the cap, and then the melted low melting point metal layer is solidified,
A method of manufacturing a cap for an electronic component, wherein the solidified low melting point metal layer and the core material are fixed.
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