JP3419357B2 - 金属キャップの絶縁膜形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサ基板な
どの基板表面上に搭載された圧電セラミック素子などの
素子を覆い封止するための電子部品封止用金属キャップ
の表面に絶縁膜を形成する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】圧電共
振素子などの素子を基板上に搭載したチップ型電子部品
においては、圧電振動部が振動するため、振動を妨げな
いように素子をパッケージ内に収納した構造が用いられ
ている。具体的には、基板表面上に素子を搭載した後、
該素子を覆い封止するため基板表面上にキャップが取り
付けられる。

【０００３】図１３は、このようなキャップにより封止
される従来の電子部品の一例を示す断面図である。図１
３に示す従来の電子部品においては、絶縁性キャップ３
０が用いられている。これは、基板１０上に形成された
端子電極１１及び１２の上にキャップ３０が取り付けら
れるので、端子電極１１及び１２の間における短絡を防
止するためには絶縁性が必要とされるからである。基板
１０の上面側には、圧電共振素子などの素子２０が搭載
されている。素子２０は半田２１により端子電極１１に
接合されており、半田２２により端子電極１２に接合さ
れている。基板１０の下面側の端子電極１１及び１２の
間には、これらの端子電極１１及び１２との間でコンデ
ンサを形成するための端子電極１３が設けられている。

【０００４】絶縁性キャップ３０としては、セラミック
製キャップや樹脂製キャップなどが用いられる。しかし
ながら、これらのキャップは成形性を考慮すると、厚み
として０．２５ｍｍ以上が必要となり、このため低背化
を達成することができず、また基板面積も大きくなると
いう問題がある。

【０００５】低背化を図り回路基板の集積度を上げるた
めには、キャップとして金属製キャップを用いることが
好ましい。しかしながら、金属製キャップをそのまま基
板上に取り付けると、上述のように端子電極間での短絡
が生じる。

【０００６】このような端子電極間での短絡を防止する
ため、図１４に示すように、金属キャップ３２が載置さ
れる基板１０及び端子電極１１，１２の上に絶縁層３１
を形成し、この絶縁層３１の上にキャップ３２を載せる
方法が考えられる。なお、図１４においては基板１０上
に搭載する圧電共振素子などの素子を図示省略してい
る。

【０００７】このような方法によれば、金属キャップを
用いることができるので、低背化を図ることができる
が、電子部品を小型化していくと、基板上に絶縁層を精
度良く形成することが困難になるという問題を生じる。

【０００８】ところで、実開昭６２−１５８８２８号公
報及び特開平８−２０４４９１号公報においては、表面
に陽極酸化被膜を形成したアルミニウム板を用いて形成
した金属キャップを用いた電子部品が開示されている。
しかしながら、これらの金属キャップは板材の状態で陽
極酸化処理が施されたものであるので、キャップ状に成
形すると、基板の端子電極と接触する端面には陽極酸化
被膜が形成されておらず、端子電極間の短絡を防止する
ことができないものである。

【０００９】本発明の目的は、基板の端子電極と金属キ
ャップとの間の絶縁を簡易な方法で実現することができ
る金属キャップの絶縁膜形成方法を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、端子電極が形
成された基板表面上に搭載された素子を覆い封止するた
め基板表面上に取り付けられる電子部品封止用金属キャ
ップの表面に、端子電極と金属キャップとの間を電気的
に絶縁するための絶縁膜を形成する方法であり、金属キ
ャップがアルミニウムまたはその合金からなり、板材を
打ち抜いてキャップ状に成形加工した後であって、一部
において板材と連結しているフープの状態で陽極酸化処
理を行うことにより、金属キャップ表面に絶縁膜を形成
することを特徴としている。

【００１１】本発明によれば、キャップ形状に成形され
た状態で陽極酸化処理を施しているので、基板表面上に
取り付けられる際、端子電極と接する箇所の表面上に陽
極酸化処理による絶縁膜を形成することができる。従っ
て、このような金属キャップを用いれば、接着剤等を用
いてそのまま基板表面上に取り付けて封止することがで
きる。

【００１２】本発明における陽極酸化処理は、一般的な
陽極酸化処理の条件で行うことができるものであり、金
属キャップを陽極として電解することにより酸化被膜を
形成することができる。電解液としては、硫酸、しゅう
酸、クロム酸など一般的な酸性電解液を用いることがで
きる。

【００１３】

【００１４】本発明においては、金属キャップがフープ
として連なっている状態で陽極酸化処理を行う。このフ
ープの状態とは、板材を打ち抜いてキャップ状に成形加
工した後であって、一部において板材とキャップとが連
結している状態である。

【００１５】このようなフープの状態であれば、連続的
に陽極酸化処理を行うことができる。すなわち、一方の
ロール等に巻き付けたフープを引き出して、陽極酸化処
理浴に送り出し、陽極酸化処理後、フープを他方のロー
ル等に巻き取ることにより連続的に陽極酸化処理を行う
ことができる。この場合、フープを電気的に導通させる
ための接点は、フープの移動とともに移動させて導通状
態を保つことができる。

【００１６】また、所定の単位毎に切断されたフープを
陽極酸化処理浴に浸漬して陽極酸化処理を行ってもよ
い。この場合、フープを保持する部分を接点として電気
的に導通させることができる。

【００１７】本発明の金属キャップは、端子電極が形成
された基板表面上に搭載された素子を覆い封止するため
基板上に取り付けられる電子部品封止用金属キャップで
あり、金属キャップがアルミニウムまたはその合金から
なり、少なくとも端子電極と接する箇所の表面に、陽極
酸化処理による絶縁膜が形成されていることを特徴とし
ている。

【００１８】本発明の金属キャップは、上記本発明の絶
縁膜形成方法により形成することができるキャップであ
る。本発明の金属キャップは少なくとも端子電極と接す
る箇所の表面に絶縁膜が形成されているので、そのまま
接着剤等を用いて基板表面上に取り付けても、基板の端
子電極と金属キャップとの間の絶縁性を確保することが
できる。従って、低背化された電子部品を効率良く製造
することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例の絶縁
膜が形成された金属キャップを用いた電子部品を示す断
面図である。

【００２０】誘電体基板などの基板１０の両端部の端
面、上面及び下面の上には端子電極１１及び端子電極１
２が形成されている。基板１０の下面の中央にはさらに
端子電極１３が形成されており、端子電極１１と端子電
極１３及び端子電極１２と端子電極１３の間でそれぞれ
コンデンサが構成されている。また端子電極１１と端子
電極１２との間で別個のコンデンサが構成されている。
また、基板１０内には、端部が端子電極１１または端子
電極１２に接するような内部電極が形成されていてもよ
く、このような内部電極間でコンデンサが構成されてい
てもよい。

【００２１】基板の上面側には、圧電共振素子などの素
子２０が搭載されている。素子２０の一方端は半田２１
により端子電極１１に接合されており、他方端は半田２
２により端子電極１２に接合されている。さらに、基板
１０の上面側には、素子２０を覆い封止するように金属
キャップ１が取り付けられている。金属キャップ１はア
ルミニウムまたはその合金から形成されている。金属キ
ャップ１の表面には絶縁膜２が形成されている。この絶
縁膜２は、金属キャップ１の表面を陽極酸化処理するこ
とにより形成された絶縁膜である。絶縁膜の厚みとして
は、３〜３０μｍ程度であることが好ましい。

【００２２】図１に示すように、端子電極１１及び１２
と金属キャップ１との間には絶縁膜２が介在しているの
で、金属キャップ１が直接端子電極１１または１２に接
触することはなく、良好な絶縁性が確保される。金属キ
ャップ１は、適当な接着剤等を用いて基板１０上に接着
することができる。

【００２３】図２〜図６は、金属キャップの表面におい
て絶縁膜が形成される箇所の例を示す図である。各図に
おいて（ａ）は斜視図を示しており、（ｂ）は（ａ）に
示すＡ−Ａ線に沿う断面図を示しており、（ｃ）は金属
キャップの底面すなわち基板と接触する面を示してい
る。各図において絶縁膜が形成されている箇所にはハッ
チッグを付している。

【００２４】図２に示すように、絶縁膜１２は金属キャ
ップ１の全面に形成してもよい。図２に示す実施例で
は、金属キャップ１の外側表面及び内側表面並びに基板
に取り付けられる際接する底面の全てに絶縁膜２が形成
されている。このように金属キャップ１の全面に絶縁膜
２を設けることにより、この電子部品を回路基板に実装
した際、他の部品と接しても電気的絶縁性を保つことが
でき、電気的特性の劣化を防ぐことができる。また金属
キャップ１の内面にも絶縁膜２が形成されているので、
内部における素子や半田等との絶縁性も保つことができ
る。

【００２５】図３に示す実施例では、金属キャップ１の
外側上面を除く表面に絶縁膜２が形成されている。この
ように金属キャップ１の外側上面に絶縁膜が形成されな
い場合、この部分を用いて金属キャップと端子電極とが
絶縁されているかどうかをチェックすることができる。

【００２６】図４に示す実施例では、金属キャップ１の
側面の中央の下方に絶縁膜２が形成されない箇所が設け
られている。この部分においては、金属キャップ１の底
面においても絶縁膜２が形成されていない。このような
絶縁膜が形成されない領域は、端子電極と接触しない領
域となるように注意しなければならない。なおこのよう
な金属キャップの絶縁膜パターンは、例えば、後述する
ようなフープ状態での陽極酸化処理の場合に製造するこ
とが可能である。絶縁膜２が形成されない領域にアース
を接続することにより、金属キャップ１にシールド機能
を付与することができる。

【００２７】図５に示す実施例においては、側面の中央
部に絶縁膜２が形成されていない領域が設けられてい
る。このような金属キャップにおいても、絶縁膜２が形
成されていない領域をアースに接続して、金属キャップ
１にシールド機能を付与することができる。

【００２８】図６に示す実施例においては、金属キャッ
プ１の下方端部にのみ絶縁膜２が形成されている。絶縁
膜２は、金属キャップ１の下方端部の外側及び内側並び
に底面上に形成されている。これらの金属キャップにお
いても、絶縁膜２が形成されていない部分をアースに接
続してシールド機能を付与することができる。

【００２９】以上のように、本発明において絶縁膜が形
成される領域は特に限定されるものではなく、少なくと
も端子電極と接触する箇所の表面に絶縁膜が設けられて
いればよい。

【００３０】図７は、本発明に従う第１の実施形態にお
ける絶縁膜形成方法を説明するための断面図である。本
実施形態では、金属キャップ１を治具３で保持した状態
で電気的に導通させ、金属キャップ１を陽極として陽極
酸化処理を施す。治具３としては、金属キャップ１を内
側から固定できるような金属製のバネ状部材などを用い
ることができる。このような状態での陽極酸化処理は、
金属キャップ１が分離されバラバラの状態であるときに
適している。

【００３１】図８は、本発明に従う第２の実施形態にお
ける陽極酸化処理の状態を示す斜視図である。本実施形
態では、キャップ１がフープ４中に連結して連なってい
る。このようなフープ４は、板材を打ち抜いてキャップ
状に成形加工した後であって、打ち抜いた部分からキャ
ップ１を取り外す前の状態である。このようなフープ４
において金属キャップ１を電気的に導通させるため、例
えば、図８に示すような導通ロール５をフープ４に接触
させる。

【００３２】図９は、図８に示す状態のフープ４を連続
的に陽極酸化処理する実施例を示している。フープ４は
送り出しロール６に巻き付けられており、この送り出し
ロール６からフープ４が陽極酸化処理浴８に送り出され
る。フープ４は、導通ロール５と接することにより電気
的に導通されている。陽極酸化処理浴８では、フープ４
すなわち金属キャップ１が陽極酸化処理され、その表面
に酸化被膜が形成される。陽極酸化処理後のフープ４
は、巻き取りロール７に巻き取られる。このようにして
金属キャップ１をフープ４の状態で連続的に陽極酸化処
理することができる。

【００３３】図１０は、本発明に従う第３の実施形態に
おける陽極酸化処理の状態を示す正面図である。本実施
形態では、所定単位毎に切断されたフープ４を用い、こ
れを陽極酸化処理浴に浸漬して陽極酸化処理を行う。す
なわち、フープ４をバッチ方式で陽極酸化処理する。フ
ープ４は電気的な導通が保たれた保持具９によって保持
し、この状態で陽極酸化処理浴中に浸漬され、陽極酸化
処理が施され、表面に酸化被膜からなる絶縁膜が設けら
れる。

【００３４】以上のようにフープの状態で陽極酸化処理
を行った後、フープ４から金属キャップ１を取り外す。
この際、フープ４における連結箇所で切り離されるが、
この切り離しがなされた箇所においては絶縁膜が形成さ
れていない。従って、図４に示すような絶縁膜パターン
を有する金属キャップを製造することができる。

【００３５】図１１は、フープ４内において金属キャッ
プ１との連結部に切り込み４ａ及び４ｂが形成された状
態を示す断面図である。このように切り込み４ａ及び４
ｂを形成し連結部の厚みを予め薄くしておくことによ
り、陽極酸化処理後において容易に金属キャップ１をフ
ープ４から取り外すことができる。

【００３６】図１２は陽極酸化処理後の状態を示してい
る。図１２に示すように、フープ４の表面及び裏面にそ
れぞれ酸化被膜である絶縁膜２が形成される。この絶縁
膜２は全体にほぼ均等な厚みで形成されるので、切り込
み４ａ及び４ｂが形成された箇所においては、金属板の
厚みが非常に薄くなる。従って、外部からの弱い力で金
属キャップ１を取り外すことが可能になる。

【００３７】図１１において形成する切り込み４ａ及び
４ｂの深さは、例えば、金属板の厚みの半分程度となる
ような切り込みを形成することができる。以上の実施例
においては、素子を搭載する基板として誘電体基板など
の基板を例にして説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば絶縁性基板などを用いてもよ
い。

【００３８】

【発明の効果】本発明の絶縁膜形成方法によれば、キャ
ップ形状に成形された状態で陽極酸化処理を施すことに
より、端子電極と接する箇所の表面に陽極酸化処理によ
る絶縁膜を形成することができる。このような金属キャ
ップは、そのまま接着剤等で基板上に取り付けることが
できるので、低背化可能な電子部品を効率良く製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従い形成された絶縁膜を有する金属キ
ャップを用いた電子部品の一例を示す断面図。

【図２】本発明に従う一実施例の金属キャップを示す図
であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ
線に沿う断面図、（ｃ）は底面図。

【図３】本発明に従う他の実施例の金属キャップを示す
図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−
Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は底面図。

【図４】本発明に従うさらに他の実施例の金属キャップ
を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）に示
すＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は底面図。

【図５】本発明に従うさらに他の実施例の金属キャップ
を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）に示
すＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は底面図。

【図６】本発明に従うさらに他の実施例の金属キャップ
を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）に示
すＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は底面図。

【図７】本発明に従う好ましい実施形態の１つにおける
陽極酸化処理時の金属キャップ１の保持状態を示す断面
図。

【図８】本発明に従う他の好ましい実施形態を説明する
ための斜視図。

【図９】本発明に従う他の好ましい実施形態を説明する
ための断面図。

【図１０】本発明に従うさらに他の好ましい実施形態を
説明するための正面図。

【図１１】本発明においてフープ内の金属キャップ１と
の連結部に切り込みを形成した時の状態を示す断面図。

【図１２】図１１に示す状態のフープを陽極酸化処理し
た後の状態を示す断面図。

【図１３】従来の電子部品の一例を示す断面図。

【図１４】従来の電子部品の他の例を示す斜視図。

【符号の説明】

１…金属キャップ ２…絶縁膜 ３…治具 ４…フープ ５…導通ロール ６…送り出しロール ７…巻き取りロール ８…陽極酸化処理浴 ９…保持具 １０…基板 １１〜１３…端子電極 ２０…素子 ２１，２２…半田

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−204491（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−109541（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−158828（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/00 - 23/12 H01L 23/28 - 23/30 H01L 21/56 C25D 11/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端子電極が形成された基板表面上に搭載
   された素子を覆い封止するため前記基板表面上に取り付
   けられる、アルミニウムまたはその合金からなる電子部
   品封止用金属キャップの表面に、前記端子電極と前記金
   属キャップとの間を電気的に絶縁するための絶縁膜を、
   キャップ状に成形された状態で陽極酸化処理を施すこと
   により形成する方法であって、板材を打ち抜いてキャップ状に成形加工した後であっ
   て、一部において板材と連結しているフープの状態で陽
   極酸化処理を行う ことを特徴とする金属キャップの絶縁
   膜形成方法。
2. 【請求項２】 陽極酸化処理浴にフープを送り出し、陽
   極酸化処理後のフープを巻き取ることにより連続的に陽
   極酸化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の金
   属キャップの絶縁膜形成方法。
3. 【請求項３】 所定単位毎に切断されたフープを陽極酸
   化処理浴に浸漬して陽極酸化処理を行うことを特徴とす
   る請求項１に記載の金属キャップの絶縁膜形成方法。