JP3783605B2 - Hermetic sealing package and device using the same - Google Patents

Hermetic sealing package and device using the same Download PDF

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    • H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品を内蔵し、気密封止するのに用いられる気密封止パッケージおよびこれを用いたデバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年電子機器の高機能化、高精度化、小型化、軽量化が要望され、デバイスについても同様の要望が高まっている。
【０００３】
従来この要望を満足させるために、金属キャップによる封止に代えてセラミック容器を用い小型化、軽量化を図る構成が知られている。この方法はセラミック容器と金属製蓋体をシールリングを介してシーム溶接するもので、ある程度の小型化は可能であるが必ずシールリングが必要なことからこれ以上の小型化は困難であると言われている。
【０００４】
一方この問題を解決する手段として例えば特開平１１−３１２７４８号公報に記載された構成が知られている。すなわち、セラミック容器の溶着部にメタライズ層を形成し、その上にＮｉメッキ、Ａｕメッキなどの金属膜を形成し、蓋体に金属膜を形成し、その上にろう材を設け、シーム溶接することによりシールリングを使用せずに封止する構成が用いられていた。
【０００５】
また、強度的にシーム溶接できないセラミック容器、例えば、ガラスセラミックスを用いたセラミック容器や小型のセラミック容器などではリフロー炉による加熱や紫外線または赤外線を用いて加熱することにより封止する方法が用いられていた。
【０００６】
図５（ａ）は従来例におけるデバイスの封止する前の部材の状態を示す断面図、図５（ｂ）は従来例におけるデバイスのろう材が溶融する前の状態を示す断面図、図５（ｃ）は従来例におけるデバイスのろう材が溶融した後の状態を示す断面図、図６（ａ）は従来例における蓋体のセラミック製基体に対向する面の状態を示す平面図、図６（ｂ）は従来例におけるセラミック製基体の蓋体に対向する面の状態を示す平面図である。
【０００７】
図５、図６において、５０はセラミック製基体６に設けたメタライズ層、５１は蓋体１０に設けた第３の金属層、５２は第３の金属層５１の上に設けたろう材、５３はメタライズ層５０とろう材５２の間に形成された空隙部、５４はセラミック製基体６の角部、５５はセラミック製基体６の蓋体周辺の中央部、５６は第４の金属層、５７はフィレットである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の気密封止パッケージは主にセラミックにより形成されており、セラミックの成形、焼成時に発生する歪みのために側壁部が内側または外側に反る傾向があるが、どちらかと言えば内側に反るものが多い。
【０００９】
従来の気密封止パッケージの構成では、セラミック製基体６の側壁部７上面の全面にメタライズ層５０を設け、蓋体１０に第３の金属層５１を設け、第３の金属層５１の上に連続した環状のろう材５２を設けた構成であり、ろう材５２を溶融させることによりろう材５２とメタライズ層５０を接合するものであるが、このような構成では、溶融したろう材５２が表面張力により蓋体１０の角部５４に集まり蓋体周辺の中央部５５ではろう材５２が少ない状態となり、セラミック製基体６の側壁部７が内側に反っていると、蓋体１０の角部５４はセラミック製基体６の側壁部７上面と接触し易いと共にろう材５２の量も多いため良好な接合状態が確保できるが、蓋体周辺の中央部５５では蓋体１０と側壁部７の間隔が広くなると共にろう材５２の量が少なくなるため接合状態が不均一になる。
【００１０】
また、ろう材５２の下地が第３の金属層５１であることから比較的平滑な表面状態をしているが、メタライズ層５０は下地がセラミック製基体６であることから凹凸のある粗い表面状態をしており、これらを相対向させて接合してもろう材５２が粗い表面状態のメタライズ層５０のために十分広がらず濡れ性が悪い状態となる。
【００１１】
さらに、ろう材５２が溶融した時にセラミック製基体６の側壁部７上面のメタライズ層５０と蓋体１０の外周部にろう材５２のフィレット５７が生成し、ろう材５２の一部が蓋体１０の外周部に集まり、蓋体１０の内周部分のろう材量が相対的に少なくなる。
【００１２】
このような状態でセラミック製基体６の側壁部７が例えば内側に反っていると、蓋体１０の内周部でセラミック製基体６の側壁部７と蓋体１０を十分に濡らすだけのろう材量が不足する状態となり、蓋体１０とメタライズ層５０の間にろう材５２の空隙部５３が生成すると共に、セラミック製基体６の角部５４では蓋体１０と接合できるがセラミック製基体６の蓋体周辺の中央部５５ではろう材５２と第４の金属層５６との隙間１３が広くなるため、溶融したろう材５２で広い範囲の隙間を埋めなければならないため、ろう材５２が不足気味となり十分な接続状態を保つことができなくなり、接合不良が発生すると共に場合によっては封止不良が発生してしまう。
【００１３】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、セラミック容器と蓋体の接合性を改善することにより気密性を改善した気密封止パッケージおよびこれを用いたデバイスを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有するものである。
【００１５】
本発明の請求項１に記載の発明は、セラミック製基体の側壁部上面で、蓋体と対向する部分にメタライズ層を設けると共に、メタライズ層の上に少なくとも１箇所以上の不連続部を有するろう材を設け、蓋体の少なくともセラミック製基体と対向する面に第１の金属層を設け、セラミック製基体と蓋体を対向させ、ろう材を溶融させ、封止した気密封止パッケージという構成を有しており、これによりセラミック製基体が反っていても蓋体の平坦性を維持しながらセラミック製基体と蓋体との間にできる隙間を小さくすることができ、接合性を高められると共に、ろう材を蓋体に対向する部分に不連続部を有して設けることにより、ろう材が溶融して封止する際にろう材がパッケージの外側へ突き出すのを抑制し、気密不良、外観不良を低減することができると共に、ろう材の使用量を削減することができるため、コストを低減することができるという作用効果が得られる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、ろう材の不連続部はセラミック製基体の角部であるという構成を有しており、これにより封止時にセラミック製基体の角部のろう材の不連続部を通してセラミック製基体の凹部の内圧が上昇するのを抑制すると共に角部でのろう材量を減らすことができるため、ろう材がパッケージの外側へ突き出し、気密不良、外観不良となるのを抑制することができると共に、ろう材の使用量を削減でき、コストを低減することができるという作用効果が得られる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、蓋体の形状からろう材のはみ出し量が０．２ｍｍ以下であるという構成を有しており、これによりろう材の使用量を削減することができるため、コストを低減することができるという作用効果が得られる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の発明は、メタライズ層の材質はＷ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかであるという構成を有しており、これによりセラミック製基体とろう材を良好に接合することができるという作用効果が得られる。
【００１９】
本発明の請求項５に記載の発明は、ろう材の材質はＡｇろう、Ａｕろう、Ｎｉろう、半田ろう、Ａｕ−Ｓｎろうのいずれかであるという構成を有しており、これによりセラミック製基体と蓋体を良好に接合することができるという作用効果が得られる。
【００２０】
本発明の請求項６に記載の発明は、蓋体は金属であるという構成を有しており、これにより蓋体の加工を容易にし平坦性および平滑性を確保し易くなると共に蓋体に担持させる第１の金属層をクラッドなどの方法で容易に作製することができるという作用効果が得られる。
【００２１】
本発明の請求項７に記載の発明は、第１の金属層はＮｉ層またはＮｉ層の上にＡｕ層を設けたものであるという構成を有しており、これによりセラミック製基体と蓋体の接合性、気密性を良くすることができるという作用効果が得られる。
【００２２】
本発明の請求項８に記載の発明は、第１の金属層はメッキにより形成したという構成を有しており、これにより蓋体に第１の金属層を容易に形成することができるという作用効果が得られる。
【００２３】
本発明の請求項９に記載の発明は、第１の金属層はクラッドにより形成したという構成を有しており、これにより蓋体に第１の金属層を予め容易に形成することができるという作用効果が得られる。
【００２４】
本発明の請求項１０に記載の発明は、セラミック製基体に配設したろう材は、封止する前に予め熱処理した後洗浄を施すという構成を有しており、これによりろう材をメタル化すると共に、ろう材中に含まれるフラックスを予め除去することができるため、セラミック製基体およびろう材の取り扱いを容易にすると共に、セラミック製基体に内蔵する電子部品へのフラックスの影響を除去することができる。
【００２５】
本発明の請求項１１に記載の発明は、メタライズ層の上に第２の金属層を形成したという構成を有しており、これによりメタライズ層の酸化を防止すると共に濡れ性を良くすることができるため、接合性、気密性を良くすることができるという作用効果が得られる。
【００２６】
本発明の請求項１２に記載の発明は、第２の金属層はＡｕ、Ｎｉ、Ｓｎの単一層またはそれらを複数層重ねたもののいずれかであるという構成を有しており、これによりメタライズ層の酸化を防止すると共に濡れ性を良くすることができるため、接合性、気密性を良くすることができるという作用効果が得られる。
【００２７】
本発明の請求項１３に記載の発明は、第２の金属層はメッキにより形成したという構成を有しており、これにより薄い膜厚の第２の金属層を容易に形成することができるという作用効果が得られる。
【００２８】
本発明の請求項１４に記載の発明は、セラミック製基体の側壁部上面で、蓋体と対向する部分にメタライズ層を設けると共にメタライズ層の上に少なくとも１箇所以上の不連続部を有するろう材を設け、蓋体の少なくともセラミック製基体と対向する面に第１の金属層を設け、セラミック製基体の凹部に電子部品を配設し、セラミック製基体と蓋体を対向させ、ろう材を溶融させ、封止したデバイスという構成を有しており、これにより気密性、外観に優れたデバイスを得ることができるという作用効果が得られる。
【００２９】
本発明の請求項１５に記載の発明は、電子部品は弾性表面波素子であるという構成を有しており、これにより気密性、外観に優れた弾性表面波素子を内蔵したデバイスを得ることができるという作用効果が得られる。
【００３０】
本発明の請求項１６に記載の発明は、凹部を有するセラミック製基体と蓋体をろう材にて封止した気密封止パッケージであって、セラミック製基体の側壁部上面で蓋体と対向する部分にメタライズ層を設けると共に、メタライズ層の上に少なくとも１箇所以上の不連続部を有するろう材を設け、封止した後ろう材の不連続部でのろう材のはみ出し量がろう材の不連続部以外の場所でのろう材のはみ出し量よりも少ない気密封止パッケージという構成を有しており、これによりろう材の不連続部でのろう材のはみ出し量を少なくすることができるため、接合性、気密性、外観に優れた気密封止パッケージを得ることができるという作用効果が得られる。
【００３１】
本発明の請求項１７に記載の発明は、ろう材の不連続部はセラミック製基体の側壁部の角部であるという構成を有しており、これにより封止時にセラミック製基体の角部のろう材の不連続部を通してセラミック製基体の凹部の内圧が上昇するのを抑制することができるため、ろう材がパッケージの外側へ突き出すのを抑制し、気密不良、外観不良を低減することができると共に、セラミック製基体の角部でのろう材の使用量を削減でき、コストを低減することができるという作用効果が得られる。
【００３２】
本発明の請求項１８に記載の発明は、セラミック製基体の側壁部上面で蓋体と対向する部分にメタライズ層を設けると共にメタライズ層の上に少なくとも１箇所以上の不連続部を有するろう材を設け、封止した後ろう材の不連続部でのろう材のはみ出し量がろう材の不連続部以外の場所でのろう材のはみ出し量よりも少ないデバイスという構成を有しており、これによりろう材のない部分を設けることによりろう材量を調整することができるため、ろう材がパッケージの外側へ突き出すのを抑制し、気密不良、外観不良を低減することができると共に、ろう材の使用量を削減でき、コストを低減することができるという作用効果が得られる。
【００３３】
本発明の請求項１９に記載の発明は、ろう材の不連続部はセラミック製基体の側壁部の角部であるという構成を有しており、これにより角部でのろう材量を調整することができるため、ろう材がパッケージの外側へ突き出すのを抑制し、気密不良、外観不良を低減することができると共に、ろう材の使用量を削減でき、コストを低減することができるという作用効果が得られる。
【００３４】
本発明の請求項２０に記載の発明は、電子部品は弾性表面波素子であるという構成を有しており、これにより弾性表面波素子を内蔵し、気密性、外観に優れたデバイスを得ることができるという作用効果が得られる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下に本発明の実施の形態１を用いて、本発明について説明する。
【００３６】
図１（ａ）は本発明の実施の形態１におけるデバイスを封止する前の部材の状態を示す断面図、図１（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるデバイスのろう材が溶融する前の状態を示す断面図、図２（ａ）は同蓋体のセラミック製基体に対向する面の状態を示す平面図、図２（ｂ）は同セラミック製基体にろう材を塗布した状態を示す平面図である。
【００３７】
図１において、１は弾性表面波素子、２は弾性表面波素子に設けたパッド電極、３はバンプ、４は引き出し電極、５は外部端子電極、６はセラミック製基体、７はセラミック製基体６の側壁部、８はメタライズ層、９はろう材、１０は蓋体、１１は第１の金属層、１２は第２の金属層、１３はろう材９と第１の金属層１１の隙間である。
【００３８】
なお、図１、図２は実施の形態１を模式的に示したものであり、それぞれの厚みや寸法の相対的な関係を示したものではない。
【００３９】
このように本発明では、図１、図２に示したようにセラミック製基体６の側壁部７の上面で、蓋体１０と対向する部分にメタライズ層８を設けると共にメタライズ層８の上に側壁部７上面の内周に近接してろう材９を設け、蓋体１０の少なくともセラミック製基体６と対向する面に第１の金属層１１を設け、セラミック製基体６と蓋体１０を対向させ、ろう材９を溶融させて封止する構成にすることにより、セラミック製基体６の側壁部７が内側または外側に反っていてもセラミック製基体６と蓋体１０との間隔を狭くし、ろう材９と第１の金属層１１の間に例えば図５（ｃ）に示した空隙部５３などが形成されないようにすると共に、ろう材９の表面状態を平滑にすることによりろう材９の濡れ性を改善し、接合状態を良くすることができることに着目したものである。
【００４０】
本発明による弾性表面波素子をパッケージに内蔵したデバイスは以下のようにして作製する。
【００４１】
ドクターブレード法などによりＡｌ2Ｏ3を主成分とするグリーンシートを作製し、所定寸法に切断する。グリーンシートの一部は打ち抜きなどの方法により開口を設ける。
【００４２】
次に、グリーンシートの所定部分にＷなどからなる導電ペーストをスクリーン印刷などの方法で塗布し、引き出し電極４用の電極を塗布する。
【００４３】
次に、グリーンシートと、開口部を有するグリーンシートを所定場所に所定の枚数積層し、凹部を有し引き出し電極４を形成した積層体を得た後、切断して個片に分割する。
【００４４】
次に、積層体の側壁部７の上面およびセラミック製基体６の端面にＷなどからなる導体ペーストをスクリーン印刷などの方法で塗布し、その後電気炉などで１５００℃で６時間焼成し、引き出し電極４、メタライズ層８、外部端子電極５を設けたセラミック製基体６を得る。また、メタライズ層８の材質としてはＷに代えてＭｏなどの融点の高い金属を用いてもかまわない。
【００４５】
次に、引き出し電極４、メタライズ層８、外部端子電極５の表面に電解法などにより膜厚が１〜７μｍのＮｉメッキの上に膜厚が０．２〜１μｍのＡｕメッキなどからなる第２の金属層１２を設ける。なお、電解法に代えて無電解法を用いる場合の膜厚は、Ａｕメッキが０．５〜１．５μｍにすることが望ましい。なお、メッキの材質としては耐酸化性、濡れ性を考慮してＡｕメッキまたはＮｉメッキ、Ｓｎメッキなどを単一層または複数層重ねて設けることが望ましい。
【００４６】
一方、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏなどの合金からなる金属を所定寸法に切断した蓋体１０にＡｕ又はＮｉなどをメッキまたは圧延などの方法によりクラッド接合することにより第１の金属層１１を形成する。第１の金属層１１をメッキで形成する場合、電解法により膜厚が１〜１０μｍのＮｉメッキを形成し、さらに電解法により膜厚が０．１〜１μｍのＡｕメッキを施す。なお、電解法に代えて無電解法を用いる場合の膜厚は、Ｎｉメッキが１〜１０μｍ、Ａｕメッキが０．５〜１．５μｍにすることが望ましい。
【００４７】
なお、蓋体１０の材質はセラミックでも金属でもかまわないが、セラミックを用いた場合担持させる第１の金属層１１の厚みを薄くできないため、例えば第１の金属層１１の材質としてＡｕなどを用いた場合材料コストが高くなってしまう。一方蓋体１０の材質として金属を用いた場合、担持させる第１の金属層１１を例えば圧延などの方法を用いて１０〜４０μｍのように薄く形成することができるため、例えば第１の金属層１１の材質としてＡｕ合金などを用いた場合でも材料コストを低く抑えることができる。従って、蓋体１０の材質としては金属を用いる方が望ましい。
【００４８】
また、蓋体１０に設けた第１の金属層１１は全面に設けても、片面にのみ設けても、主平面にのみ設けてもいずれであってもかまわない。また、第１の金属層１１の材質としては、接合の密着性を向上させ異種金属との合金化を抑制できるＮｉなどの金属の上に濡れ性を良くするためにＡｕなどの金属を用いるのが有効である。第１の金属層１１としては複数の金属を重ねる例を示したが、目的に応じて１種類の金属により形成してもかまわない。例えば濡れ性を良くするためにＡｕなどにより第１の金属層１１を形成してもよい。
【００４９】
また、第１の金属層１１を形成する方法としてはメッキやクラッドなどを用いることができるが、メッキを用いた場合第１の金属層１１の厚みを薄くすることができるため、例えばＡｕなどの高価な金属であってもコスト的に判断しても用いることが可能となる。また、クラッドにより第１の金属層１１を形成した場合は予め大きな金属板にクラッドさせたものを個片に切断することにより、簡易な方法で大量に蓋体１０を形成することができる。
【００５０】
次に、得られたセラミック製基体６の側壁部７の上面にセラミック製基体６の側壁部７の上面の内周に近接して、蓋体１０と対向する部分にＡｕ−Ｓｎなどからなるろう材９を設ける。ろう材９は塗布したままの状態で封止に用いてもよいが、予め熱処理することによりろう材９を一旦溶融し表面状態を平滑にした上で封止に用いる方が濡れ性が安定するため接合性、気密性を安定させることができる。ろう材９の材質としてはＡｕ−Ｓｎの合金に代えて、Ａｇ−Ｓｎの合金又はその混合物、Ｐｂ−Ｓｎ系半田又はＡｕ系ろう、Ａｇ系ろう、Ｓｎ系ろうなどを用いてもかまわない。
【００５１】
次に弾性表面波素子１のパッド電極２にＡｕなどからなるバンプを形成し、セラミック製基体６の凹部に設けた引き出し電極４と位置を調整して弾性表面波素子１をセラミック製基体６にフェイスダウン実装する。
【００５２】
次に、セラミック製基体６の開口部に蓋体１０を第１の金属層１１を設けた面を対向させ、位置合わせして重ね合わせ、押圧しながら約３５０℃で熱処理し、セラミック製基体６と蓋体１０を封止し、弾性表面波素子１が内部に封止されたデバイスを得る。
【００５３】
側壁部７が内側へ反っている場合、セラミック製基体６の側壁部７の上面で、蓋体１０と対向する部分にメタライズ層８を設けると共に、メタライズ層８の上に環状で連続したろう材９を設け、蓋体１０と対向した部分にのみろう材９を形成することにより、必要な部分にのみろう材９を設けることができ、ろう材９の使用量を削減し、材料コストを低減することができる。これによりセラミック製基体６と蓋体１０の間で蓋体１０からはみ出すろう材９の量を少なくすることができ、ろう材９のはみ出しによる外観不良を低減することができる。
【００５４】
本実施の形態１の場合はみ出し量は０．１ｍｍであったが、ばらつきを考慮してもはみ出し量を０．２ｍｍ以下にすることができる。また、ろう材９が広がりやすくなり盛り上がりを小さくすることができるため、ろう材９が溶融する前の状態では、ろう材９と第１の金属層１１との間にできる隙間１３を小さくすることができる。従って、溶融したろう材により埋めなければならない隙間を小さくすることができるため、接合性および気密性を改善することができる。
【００５５】
以上に示したように本発明によれば、セラミック製基体６の側壁部７の上面で、蓋体１０と対向する部分にメタライズ層８を設けると共にメタライズ層８の上に側壁部７上面の内周に近接してろう材９を設け、蓋体１０の少なくともセラミック製基体６と対向する面に第１の金属層１１を設け、セラミック製基体６と蓋体１０を対向させ、ろう材９を溶融させて封止する構成にすることにより、セラミック製基体６の側壁部７が内側または外側に反っていてもセラミック製基体６と蓋体１０との間隔を狭くでき、ろう材９と第１の金属層１１の間に空隙部５３が形成されないようにすると共に、ろう材９の濡れ性を改善し、接合性および気密性を改善することができると共に、ろう材９の使用量を削減し、材料コストを低減でき、蓋体１０からはみ出すろう材９の量を少なくすることができ、ろう材９のはみ出しによる外観不良を低減することのできる気密封止パッケージおよびこれを用いたデバイスを得ることができる。
【００５６】
（実施の形態２）
以下に本発明の実施の形態２を用いて、本発明について説明する。
【００５７】
図３は本発明の実施の形態２におけるデバイスのろう材が溶融する前の状態を示す断面図、図４（ａ）は本発明の実施の形態２における蓋体のセラミック製基体に対向する面の状態を示す平面図、図４（ｂ）は本発明の実施の形態２におけるセラミック製基体にろう材を塗布した状態を示す平面図である。
【００５８】
図３、図４において実施の形態１の図１（ａ）、図１（ｂ）で説明したものと同一のものは同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。
【００５９】
本実施の形態２の図３、図４（ａ）、図４（ｂ）と実施の形態１の図１（ｂ）、図２（ａ）、図２（ｂ）とで相違する点は、セラミック製基体６の材質、セラミック製基体６の焼成温度、メタライズ層８の材質、セラミック製基体６の側壁部７の上面に設けたろう材３０の形状である。
【００６０】
すなわち、実施の形態１においては、セラミック製基体６の材質はＡｌ2Ｏ3、セラミック製基体６の焼成温度は１５００℃、メタライズ層８の材質はＷ、ろう材９の形状は環状の連続した形状であるが、本実施の形態２においては、セラミック製基体６の材質はＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系のセラミック組成に、ＢａＯ−ＳｉＯ2−ＰｂＯ系のガラス組成を添加したものであり、セラミック製基体６の焼成温度は９００℃、メタライズ層８の材質はＡｇ、ろう材３０の形状は少なくとも１箇所以上の不連続部を有する形状であるという構成にしたものであり、それ以外は実施の形態１と同様にして弾性表面波素子をセラミック製基体６に内蔵したデバイスを作製した。
【００６１】
図４（ｂ）において、ろう材３０はセラミック製基体６の側壁部７の上面で、蓋体１０と対向する部分にメタライズ層８を設けると共にメタライズ層８の上に、側壁部７の上面の内周に近接し、角部３１に不連続部を有するように設けることにより、溶融したろう材３０が角部３１に集まることがないためろう材３０の盛り上がり量をより少なくすることができ、第１の金属層１１とろう材３０の間の隙間１３をより小さくすることができる。
【００６２】
また、ろう材３０を角部３１に不連続部を有するように設けることにより、ろう材３０が溶融する前の状態ではセラミック製基体６の凹部と外部がつながっているため、ろう材３０を溶融するために熱が加わってもセラミック製基体６の凹部の内圧が高くならないようにすることができる。
【００６３】
すなわち、セラミック製基体６の側壁部７の上面で、蓋体１０と対向する部分にメタライズ層８を設けると共にメタライズ層８の上に側壁部７の上面の内周に近接し、角部３１に不連続部を有するようにろう材３０を設けることにより、第１の金属層１１とろう材３０の間の隙間１３をより小さくすることができ、溶融したろう材３０で埋めなければならない領域をさらに小さくすることができるため、セラミック製基体６と蓋体１０の接合性、気密性をさらに高めることができると共に、ろう材３０の溶融時にセラミック製基体６の凹部の内圧が高くならないためろう材３０が外部へはみ出すことをなくせるため、外観不良を低減することができる。
【００６４】
なお、角部３１に設けたろう材３０の不連続部は少なくとも１箇所あればセラミック製基体６の内圧を下げることができ外観不良の発生を抑制できるが、複数箇所あれば内圧を下げる効果をさらに高めることができる。
【００６５】
また、ろう材３０の不連続部を角部３１以外の場所に設けてもセラミック製基体６の内圧を下げることができ、外観不良の発生を抑制できるため、角部３１以外の場所にろう材３０の不連続部を設けてもかまわない。
【００６６】
また、ろう材３０の盛り上がりはセラミック製基体６の角部３１が最も大きくなるため、角部３１にろう材３０の不連続部を設けることによりろう材３０の盛り上がりを全体的に小さくすることができ、セラミック製基体６と蓋体１０の接合性、気密性を効率よく改善することができる。
【００６７】
従って、実施の形態１と比較すると、セラミック製基体６の角部３１全てにろう材３０の不連続部を設けることにより、セラミック製基体６の内圧を下げると共にろう材３０の盛り上がりを小さくすることができ、ろう材３０のはみ出しによる外観不良を抑制すると共に、セラミック製基体６と蓋体１０の接合性、気密性にさらに優れた気密封止パッケージおよびこれを用いたデバイスを得ることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、セラミック製基体の側壁部の上面で、蓋体と対向する部分にメタライズ層を設けると共に、メタライズ層の上に側壁部の上面の内周に近接してろう材を設け、蓋体の少なくともセラミック製基体と対向する面に第１の金属層を設け、セラミック製基体と蓋体を対向させ、ろう材を溶融させて封止する構成にすることにより、セラミック製基体の側壁部が内側または外側に反っていてもセラミック製基体と蓋体との間隔を狭くでき、ろう材と第１の金属層の間に空隙部が形成されないようにすると共に、ろう材の下地にメタライズ層を設けることによりろう材の表面状態をより平滑にすることによりろう材の濡れ性を改善し、接合性および気密性に優れた気密封止パッケージおよびこれを用いたデバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）本発明の実施の形態１におけるデバイスの封止する前の部材の状態を示す断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１におけるデバイスのろう材が溶融する前の状態を示す断面図
【図２】 （ａ）本発明の実施の形態１における蓋体のセラミック製基体に対向する面の状態を示す平面図
（ｂ）本発明の実施の形態１におけるセラミック製基体にろう材を塗布した状態を示す平面図
【図３】 本発明の実施の形態２におけるデバイスのろう材が溶融する前の状態を示す断面図
【図４】 （ａ）本発明の実施の形態２における蓋体のセラミック製基体に対向する面の状態を示す平面図
（ｂ）本発明の実施の形態２におけるセラミック製基体にろう材を塗布した状態を示す平面図
【図５】 （ａ）従来例におけるデバイスの封止する前の部材の状態を示す断面図
（ｂ）従来例におけるデバイスのろう材が溶融する前の状態を示す断面図
（ｃ）従来例におけるデバイスのろう材が溶融した後の状態を示す断面図
【図６】 （ａ）従来例における蓋体のセラミック製基体に対向する面の状態を示す平面図
（ｂ）従来例におけるセラミック製基体の蓋体に対向する面の状態を示す平面図
【符号の説明】
１ 弾性表面波素子
２ パッド電極
３ バンプ
４ 引き出し電極
５ 外部端子電極
６ セラミック製基体
７ 側壁部
８ メタライズ層
９ ろう材
１０ 蓋体
１１ 第１の金属層
１２ 第２の金属層
１３ ろう材と第１の金属層の隙間
３０ ろう材
３１ 角部
５０ メタライズ層
５１ 第３の金属層
５２ ろう材
５３ 空隙部
５４ 角部
５５ 蓋体周辺の中央部
５６ 第４の金属層
５７ フィレット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hermetic sealed package used for hermetically sealing an electronic component and a device using the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a demand for higher functionality, higher accuracy, miniaturization, and weight reduction of electronic devices, and similar demands are increasing for devices.
[0003]
Conventionally, in order to satisfy this demand, a configuration for reducing the size and weight by using a ceramic container instead of sealing with a metal cap is known. In this method, a ceramic container and a metal lid are seam welded via a seal ring, which can be downsized to some extent, but since a seal ring is always required, further downsizing is difficult. It has been broken.
[0004]
On the other hand, as a means for solving this problem, for example, a configuration described in JP-A-11-31748 is known. That is, a metallized layer is formed on the welded portion of the ceramic container, a metal film such as Ni plating or Au plating is formed thereon, a metal film is formed on the lid, a brazing material is provided thereon, and seam welding is performed. Therefore, a configuration for sealing without using a seal ring has been used.
[0005]
Also, ceramic containers that cannot be seam welded in strength, such as ceramic containers using glass ceramics or small ceramic containers, are sealed by heating with a reflow furnace or using ultraviolet rays or infrared rays. It was.
[0006]
5A is a cross-sectional view showing a state of a member before sealing of the device in the conventional example, FIG. 5B is a cross-sectional view showing a state before melting of the brazing material of the device in the conventional example, FIG. FIG. 6C is a cross-sectional view showing a state after the brazing material of the device in the conventional example is melted, FIG. 6A is a plan view showing a state of the surface of the lid body facing the ceramic substrate, and FIG. (B) is a top view which shows the state of the surface facing the cover body of the ceramic base body in a prior art example.
[0007]
5 and 6, 50 is a metallized layer provided on the ceramic substrate 6, 51 is a third metal layer provided on the lid 10, 52 is a brazing material provided on the third metal layer 51, 53 is Gaps formed between the metallized layer 50 and the brazing material 52, 54 are corners of the ceramic substrate 6, 55 is the central portion around the lid of the ceramic substrate 6, 56 is the fourth metal layer, and 57 is It is a fillet.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional hermetic sealing packages are mainly made of ceramic, and the side walls tend to warp inward or outward due to distortions that occur during ceramic molding and firing, but rather warp inward. There are many things.
[0009]
In the structure of the conventional hermetic sealing package, the metallized layer 50 is provided on the entire upper surface of the side wall 7 of the ceramic substrate 6, the third metal layer 51 is provided on the lid 10, and the third metal layer 51 is formed on the third metal layer 51. The brazing material 52 is joined by joining the brazing material 52 and the metallized layer 50 by melting the brazing material 52. In such a construction, the molten brazing material 52 is provided on the surface. When the brazing material 52 is reduced in the central portion 55 around the lid body due to the tension and gathers at the corner portion 54 of the lid body 10, and the side wall portion 7 of the ceramic base 6 is warped inward, the corner portion 54 of the lid body 10. Is easy to come into contact with the upper surface of the side wall 7 of the ceramic base 6 and the amount of the brazing material 52 is large, so that a good joined state can be secured. However, the gap between the lid 10 and the side wall 7 is at the central portion 55 around the lid. As it becomes wider, brazing material 52 Bonded state becomes non-uniform because the amount is reduced.
[0010]
Further, since the base of the brazing material 52 is the third metal layer 51, it has a relatively smooth surface state. However, since the base is the ceramic substrate 6, the metallized layer 50 has a rough surface state with unevenness. Even if they are bonded to each other, the brazing material 52 does not spread sufficiently because of the metallized layer 50 having a rough surface, resulting in poor wettability.
[0011]
Further, when the brazing material 52 is melted, a fillet 57 of the brazing material 52 is formed on the metallized layer 50 on the upper surface of the side wall 7 of the ceramic base 6 and the outer periphery of the lid 10, and a part of the brazing material 52 is part of the lid 10. The amount of brazing material in the inner peripheral portion of the lid 10 is relatively reduced.
[0012]
In this state, if the side wall 7 of the ceramic base 6 is warped inward, for example, the brazing material can sufficiently wet the side wall 7 of the ceramic base 6 and the lid 10 at the inner periphery of the lid 10. The amount becomes insufficient, and a void portion 53 of the brazing material 52 is generated between the lid 10 and the metallized layer 50, and the corner 54 of the ceramic substrate 6 can be joined to the lid 10. Since the gap 13 between the brazing filler metal 52 and the fourth metal layer 56 is wide at the central portion 55 around the lid body, a wide range of gaps must be filled with the molten brazing filler metal 52, so that the brazing filler metal 52 is insufficient. As a result, it becomes impossible to maintain a sufficient connection state, resulting in poor bonding and, in some cases, poor sealing.
[0013]
The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a hermetic sealed package in which hermeticity is improved by improving the bondability between a ceramic container and a lid, and a device using the same. Is.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
[0015]
Claims of the invention 1 According to the invention, the metallized layer is provided on the upper surface of the side wall portion of the ceramic substrate, and a brazing material having at least one discontinuous portion is provided on the metallized layer. The first metal layer is provided on at least the surface facing the ceramic substrate, the ceramic substrate and the lid are opposed to each other, the brazing material is melted, and the sealed hermetically sealed package is configured. This makes it possible to reduce the gap between the ceramic substrate and the lid while maintaining the flatness of the lid even if the ceramic substrate is warped. By providing discontinuous portions at the opposing portions, it is possible to suppress the brazing material from protruding to the outside of the package when the brazing material melts and seals, and to reduce airtightness and appearance defects. Together, it is possible to reduce the amount of brazing material, is effect that it is possible to reduce the cost obtained.
[0016]
Claims of the invention 2 According to the invention described in the above, the discontinuous part of the brazing material has a configuration in which the corner part of the ceramic base is formed, and thus, when sealed, the discontinuous part of the brazing material is passed through the discontinuous part of the brazing material of the ceramic base. Since it is possible to suppress an increase in the internal pressure of the concave portion of the base body and to reduce the amount of the brazing material at the corners, it is possible to suppress the brazing material from protruding outside the package, resulting in poor airtightness and poor appearance. At the same time, the amount of use of the brazing material can be reduced, and the effect of being able to reduce costs can be obtained.
[0017]
Claims of the invention 3 According to the invention described in (1), the amount of protrusion of the brazing material is 0.2 mm or less due to the shape of the lid, and this reduces the amount of brazing material used, thereby reducing costs. The effect that it can be obtained.
[0018]
Claims of the invention 4 In the invention described in, the material of the metallization layer is any one of W, Mo, Ag, and Cu, and thereby the effect of being able to satisfactorily join the ceramic substrate and the brazing material. Is obtained.
[0019]
Claims of the invention 5 In the invention described in, the material of the brazing material is one of Ag brazing, Au brazing, Ni brazing, solder brazing, and Au—Sn brazing. The effect of being able to be joined to is obtained.
[0020]
Claims of the invention 6 In the invention described in (1), the lid is made of a metal, which makes it easy to process the lid to ensure flatness and smoothness, and to support the first metal layer on the lid. Can be easily produced by a method such as cladding.
[0021]
Claims of the invention 7 In the invention described in (1), the first metal layer has a configuration in which an Ni layer or an Au layer is provided on the Ni layer, whereby the bonding property and airtightness between the ceramic substrate and the lid are obtained. The effect that it can improve is obtained.
[0022]
Claims of the invention 8 The invention described in (1) has a configuration in which the first metal layer is formed by plating, thereby obtaining an operational effect that the first metal layer can be easily formed on the lid.
[0023]
Claims of the invention 9 The invention described in (1) has a configuration in which the first metal layer is formed by a clad, and this provides an effect that the first metal layer can be easily formed in advance on the lid.
[0024]
Claims of the invention 10 In the invention described in the above, the brazing material disposed on the ceramic substrate has a structure in which the brazing material is subjected to a heat treatment before being sealed and then washed before being sealed. Therefore, the ceramic base and the brazing material can be easily handled, and the influence of the flux on the electronic components incorporated in the ceramic base can be removed.
[0025]
Claims of the invention 11 The invention described in (2) has a configuration in which a second metal layer is formed on the metallized layer, thereby preventing oxidation of the metallized layer and improving wettability. The effect that airtightness can be improved is obtained.
[0026]
Claims of the invention 12 The second metal layer has a configuration in which the second metal layer is either a single layer of Au, Ni, or Sn or a stack of a plurality of these layers, thereby preventing oxidation of the metallized layer. Since the wettability can be improved, the effect of improving the bondability and airtightness can be obtained.
[0027]
Claims of the invention 13 The invention described in 1 has a configuration in which the second metal layer is formed by plating, thereby obtaining an effect that the second metal layer having a thin film thickness can be easily formed.
[0028]
Claims of the invention 14 According to the invention described in (1), a metallized layer is provided on the upper surface of the side wall of the ceramic substrate, and a brazing material having at least one discontinuous portion is provided on the metallized layer. A device in which a first metal layer is provided at least on a surface facing a ceramic substrate, an electronic component is disposed in a concave portion of the ceramic substrate, the ceramic substrate and a lid are opposed, a brazing material is melted, and sealed Thus, the effect of obtaining a device excellent in airtightness and appearance can be obtained.
[0029]
Claims of the invention 15 According to the invention described in (1), the electronic component is a surface acoustic wave element, and thereby an effect of obtaining a device incorporating a surface acoustic wave element excellent in airtightness and appearance can be obtained. It is done.
[0030]
Claims of the invention 16 The invention described in 1 is a hermetically sealed package in which a ceramic base having a recess and a lid are sealed with a brazing material, and a metallized layer is provided on a portion of the upper surface of the side wall of the ceramic base facing the lid. In addition, a brazing material having at least one discontinuous portion is provided on the metallized layer, and after sealing, the amount of brazing material protruding at the discontinuous portion of the brazing material is at a place other than the discontinuous portion of the brazing material. It has a configuration of hermetic sealing package that is less than the amount of brazing filler metal, and this can reduce the amount of brazing filler metal discontinuity at the discontinuous part of the brazing material. The effect of being able to obtain a hermetically sealed package with an excellent appearance is obtained.
[0031]
Claims of the invention 17 In the invention described in the above, the discontinuous portion of the brazing material is configured to be a corner portion of the side wall portion of the ceramic base body, whereby the discontinuous portion of the brazing material at the corner portion of the ceramic base body is sealed. It is possible to suppress an increase in the internal pressure of the concave portion of the ceramic base through the solder, so that it is possible to suppress the brazing material from protruding to the outside of the package, and to reduce the airtightness failure and the appearance failure. The effect that the amount of brazing filler metal used in the corners can be reduced and the cost can be reduced is obtained.
[0032]
Claims of the invention 18 In the invention described in 1, after providing a metallized layer on the upper surface of the side wall of the ceramic substrate and facing the lid, providing a brazing material having at least one discontinuous part on the metallized layer, and sealing The device has a configuration in which the amount of the brazing material protruding at the discontinuous portion of the brazing material is smaller than the amount of the brazing material at a location other than the discontinuous portion of the brazing material. Since the amount of brazing material can be adjusted by providing it, the brazing material can be prevented from protruding to the outside of the package, reducing airtightness and appearance defects, and reducing the amount of brazing material used. The effect of being able to reduce is obtained.
[0033]
Claims of the invention 19 In the invention described in, the discontinuous portion of the brazing material has a configuration in which the discontinuous portion is a corner portion of the side wall portion of the ceramic base body, so that the amount of the brazing material at the corner portion can be adjusted. It is possible to suppress the protrusion of the material to the outside of the package, reduce airtightness and appearance failure, reduce the amount of brazing material used, and reduce the cost.
[0034]
Claims of the invention 20 The electronic device according to the invention has a configuration in which the electronic component is a surface acoustic wave element, and thereby has an effect that a device having a built-in surface acoustic wave element and having excellent airtightness and appearance can be obtained. can get.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
In the following, using Embodiment 1 of the present invention, The present invention Will be described.
[0036]
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a state of a member before sealing a device in Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 1B is a melting point of the brazing material of the device in Embodiment 1 of the present invention. 2A is a plan view showing the state of the surface of the lid facing the ceramic substrate, and FIG. 2B is a state in which a brazing material is applied to the ceramic substrate. FIG.
[0037]
In FIG. 1, 1 is a surface acoustic wave element, 2 is a pad electrode provided on the surface acoustic wave element, 3 is a bump, 4 is a lead electrode, 5 is an external terminal electrode, 6 is a ceramic substrate, and 7 is a ceramic substrate 6. 8 is a metallized layer, 9 is a brazing material, 10 is a lid, 11 is a first metal layer, 12 is a second metal layer, and 13 is a gap between the brazing material 9 and the first metal layer 11. is there.
[0038]
1 and 2 schematically show the first embodiment, and do not show a relative relationship between thicknesses and dimensions.
[0039]
As described above, in the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the metallized layer 8 is provided on the upper surface of the side wall 7 of the ceramic base 6 on the portion facing the lid 10, and the side wall is formed on the metallized layer 8. The brazing material 9 is provided in the vicinity of the inner periphery of the upper surface of the portion 7, the first metal layer 11 is provided on at least the surface of the lid 10 facing the ceramic base 6, and the ceramic base 6 and the lid 10 are opposed to each other. The brazing material 9 is melted and sealed to reduce the distance between the ceramic base 6 and the lid 10 even if the side wall 7 of the ceramic base 6 is warped inward or outward. For example, the gap 53 shown in FIG. 5C is not formed between the material 9 and the first metal layer 11 and the brazing material 9 is wetted by smoothing the surface state of the brazing material 9. Improve the bonding condition. Especially those focusing.
[0040]
A device incorporating a surface acoustic wave device according to the present invention in a package is manufactured as follows.
[0041]
Al by doctor blade method etc. 2 O Three A green sheet containing as a main component is prepared and cut into predetermined dimensions. A part of the green sheet is provided with an opening by a method such as punching.
[0042]
Next, a conductive paste made of W or the like is applied to a predetermined portion of the green sheet by a method such as screen printing, and an electrode for the extraction electrode 4 is applied.
[0043]
Next, a predetermined number of green sheets and green sheets having openings are stacked in a predetermined location to obtain a stacked body having recesses and forming extraction electrodes 4, and then cut and divided into individual pieces.
[0044]
Next, a conductive paste made of W or the like is applied to the upper surface of the side wall portion 7 of the laminate and the end surface of the ceramic substrate 6 by a method such as screen printing, and then fired at 1500 ° C. for 6 hours in an electric furnace or the like. 4. A ceramic substrate 6 provided with a metallized layer 8 and an external terminal electrode 5 is obtained. Further, as a material of the metallized layer 8, a metal having a high melting point such as Mo may be used instead of W.
[0045]
Next, a second electrode made of Au plating having a film thickness of 0.2 to 1 μm is formed on the Ni plating having a film thickness of 1 to 7 μm on the surface of the extraction electrode 4, the metallized layer 8, and the external terminal electrode 5 by electrolytic method or the like. The metal layer 12 is provided. In addition, as for the film thickness at the time of using an electroless method instead of an electrolysis method, it is desirable that Au plating shall be 0.5-1.5 micrometers. Note that it is desirable to provide a single layer or a plurality of layers of Au plating, Ni plating, Sn plating, etc. as the plating material in consideration of oxidation resistance and wettability.
[0046]
On the other hand, the first metal layer 11 is formed by clad-bonding Au or Ni or the like to the lid 10 obtained by cutting a metal made of an alloy such as Fe-Ni-Co into a predetermined size by a method such as plating or rolling. When the first metal layer 11 is formed by plating, Ni plating having a thickness of 1 to 10 μm is formed by an electrolytic method, and Au plating having a thickness of 0.1 to 1 μm is further applied by an electrolytic method. In addition, as for the film thickness in the case of using an electroless method instead of the electrolytic method, it is desirable that Ni plating is 1 to 10 μm and Au plating is 0.5 to 1.5 μm.
[0047]
The material of the lid 10 may be ceramic or metal. However, when ceramic is used, the thickness of the first metal layer 11 to be supported cannot be reduced. For example, Au is used as the material of the first metal layer 11. If so, the material cost will be high. On the other hand, when a metal is used as the material of the lid 10, the first metal layer 11 to be supported can be formed as thin as 10 to 40 μm by using a method such as rolling. Even when an Au alloy or the like is used as the material 11, the material cost can be kept low. Therefore, it is desirable to use metal as the material of the lid 10.
[0048]
Further, the first metal layer 11 provided on the lid 10 may be provided on the entire surface, only on one side, or only on the main plane. Further, as the material of the first metal layer 11, a metal such as Au is used in order to improve wettability on a metal such as Ni that can improve adhesion of the joint and suppress alloying with a different metal. Is effective. Although an example in which a plurality of metals are stacked is shown as the first metal layer 11, it may be formed of one type of metal according to the purpose. For example, the first metal layer 11 may be formed of Au or the like in order to improve wettability.
[0049]
In addition, as a method of forming the first metal layer 11, plating, cladding, or the like can be used. However, when plating is used, the thickness of the first metal layer 11 can be reduced. Even an expensive metal can be used regardless of cost. Moreover, when the 1st metal layer 11 is formed with a clad, the lid | cover body 10 can be formed in large quantities by a simple method by cut | disconnecting what was previously clad to the big metal plate into a piece.
[0050]
Next, the upper surface of the side wall 7 of the obtained ceramic base 6 is close to the inner periphery of the upper surface of the side wall 7 of the ceramic base 6 and the portion facing the lid 10 is made of Au—Sn or the like. A material 9 is provided. The brazing material 9 may be used for sealing as it is applied, but wettability is more stable when the brazing material 9 is once melted to smooth the surface state and then used for sealing. Therefore, the bondability and airtightness can be stabilized. The brazing material 9 may be made of an Ag—Sn alloy or a mixture thereof, Pb—Sn solder or Au brazing, Ag brazing, Sn brazing, or the like instead of the Au—Sn alloy.
[0051]
Next, a bump made of Au or the like is formed on the pad electrode 2 of the surface acoustic wave element 1, and the position of the surface of the surface acoustic wave element 1 is adjusted to the ceramic base 6 by adjusting the position with the lead electrode 4 provided in the recess of the ceramic base 6. Implement face down.
[0052]
Next, the lid 10 is opposed to the opening provided with the first metal layer 11 at the opening of the ceramic base 6, aligned, overlapped, and heat-treated at about 350 ° C. while being pressed. And the lid 10 are sealed to obtain a device in which the surface acoustic wave element 1 is sealed.
[0053]
When the side wall portion 7 is warped inward, a metallized layer 8 is provided on the upper surface of the side wall portion 7 of the ceramic substrate 6 at a portion facing the lid body 10, and a brazing material that is continuous in an annular shape on the metallized layer 8. 9 is formed, and the brazing material 9 is formed only in the portion facing the lid body 10, so that the brazing material 9 can be provided only in the necessary portion, reducing the amount of brazing material 9 used and reducing the material cost. can do. As a result, the amount of the brazing material 9 protruding from the lid body 10 between the ceramic base 6 and the lid body 10 can be reduced, and appearance defects due to the brazing material 9 protruding can be reduced.
[0054]
In the case of the first embodiment, the amount of protrusion is 0.1 mm, but the amount of protrusion can be reduced to 0.2 mm or less in consideration of the variation. In addition, since the brazing material 9 is easy to spread and the rise can be reduced, the gap 13 formed between the brazing material 9 and the first metal layer 11 can be reduced before the brazing material 9 is melted. Can do. Therefore, since the gap that must be filled with the molten brazing material can be reduced, the bondability and airtightness can be improved.
[0055]
As described above, according to the present invention, the metallized layer 8 is provided on the upper surface of the side wall portion 7 of the ceramic substrate 6 on the portion facing the lid 10, and the inner surface of the upper surface of the side wall portion 7 is formed on the metallized layer 8. The brazing material 9 is provided in the vicinity of the periphery, the first metal layer 11 is provided on at least the surface of the lid 10 facing the ceramic base 6, the ceramic base 6 and the lid 10 are opposed, and the brazing material 9 is By adopting a configuration of melting and sealing, even if the side wall portion 7 of the ceramic base 6 is warped inward or outward, the distance between the ceramic base 6 and the lid 10 can be narrowed, and the brazing material 9 and the first The gap 53 is not formed between the metal layers 11, the wettability of the brazing material 9 can be improved, the bonding property and the airtightness can be improved, and the amount of the brazing material 9 used can be reduced. , Material cost can be reduced and lid 10 Protruding amount of the brazing material 9 can be reduced, it is possible to obtain a device using sealed package and this feel can reduce the appearance defect due to protrusion of the brazing material 9.
[0056]
(Embodiment 2)
In the following, the second embodiment of the present invention is used. The present invention Will be described.
[0057]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state before the brazing filler metal of the device in the second embodiment of the present invention is melted, and FIG. 4A is a surface facing the ceramic substrate of the lid in the second embodiment of the present invention. FIG. 4B is a plan view showing a state in which a brazing material is applied to the ceramic substrate according to the second embodiment of the present invention.
[0058]
3 and 4, the same components as those described in the first embodiment with reference to FIGS. 1A and 1B are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0059]
The difference between FIG. 3, FIG. 4 (a), FIG. 4 (b) of the second embodiment and FIG. 1 (b), FIG. 2 (a), FIG. The material of the ceramic substrate 6, the firing temperature of the ceramic substrate 6, the material of the metallized layer 8, and the shape of the brazing material 30 provided on the upper surface of the side wall portion 7 of the ceramic substrate 6.
[0060]
That is, in the first embodiment, the material of the ceramic substrate 6 is Al. 2 O Three The firing temperature of the ceramic substrate 6 is 1500 ° C., the material of the metallization layer 8 is W, and the shape of the brazing material 9 is an annular continuous shape. In the second embodiment, the material of the ceramic substrate 6 is BaO-Al 2 O Three -SiO 2 BaO-SiO in the ceramic composition 2 -PbO-based glass composition is added, the firing temperature of the ceramic substrate 6 is 900 ° C., the material of the metallized layer 8 is Ag, and the shape of the brazing material 30 is a shape having at least one discontinuous portion. Otherwise, a device in which the surface acoustic wave element was built in the ceramic substrate 6 was fabricated in the same manner as in the first embodiment.
[0061]
4B, the brazing material 30 is provided on the upper surface of the side wall portion 7 of the ceramic base 6 with a metallized layer 8 in a portion facing the lid 10 and on the metallized layer 8 on the upper surface of the side wall portion 7. Providing so as to have a discontinuous portion in the corner portion 31 close to the inner periphery, the amount of bulging of the brazing material 30 can be reduced because the molten brazing material 30 does not collect in the corner portion 31, The gap 13 between the first metal layer 11 and the brazing material 30 can be further reduced.
[0062]
Further, by providing the brazing material 30 so as to have a discontinuous portion at the corner portion 31, since the concave portion of the ceramic base 6 and the outside are connected before the brazing material 30 is melted, the brazing material 30 is melted. Therefore, even if heat is applied, the internal pressure of the concave portion of the ceramic substrate 6 can be prevented from increasing.
[0063]
That is, the metallized layer 8 is provided on the upper surface of the side wall portion 7 of the ceramic base 6 on the portion facing the lid body 10, and on the metallized layer 8, close to the inner periphery of the upper surface of the side wall portion 7, By providing the brazing material 30 so as to have a discontinuous portion, the gap 13 between the first metal layer 11 and the brazing material 30 can be made smaller, and the region that must be filled with the molten brazing material 30 can be reduced. Since it can be further reduced, it is possible to further improve the bondability and hermeticity between the ceramic base 6 and the lid body 10, and the internal pressure of the concave portion of the ceramic base 6 does not increase when the brazing material 30 is melted. Since 30 can be prevented from protruding to the outside, appearance defects can be reduced.
[0064]
The discontinuous portion of the brazing material 30 provided at the corner portion 31 can reduce the internal pressure of the ceramic base 6 and suppress the occurrence of poor appearance if there are at least one discontinuous portion. Can be increased.
[0065]
Moreover, even if the discontinuous portion of the brazing material 30 is provided at a location other than the corner portion 31, the internal pressure of the ceramic base 6 can be lowered and the occurrence of poor appearance can be suppressed. There may be 30 discontinuous portions.
[0066]
Moreover, since the corner | angular part 31 of the ceramic-made base | substrate 6 becomes the largest, the protrusion of the brazing | wax material 30 can make the bulge | swelling of the brazing | wax material 30 small entirely by providing the discontinuous part of the brazing | wax material 30 in the corner | angular part 31. In addition, it is possible to efficiently improve the bondability and airtightness between the ceramic base 6 and the lid 10.
[0067]
Therefore, as compared with the first embodiment, discontinuous portions of the brazing material 30 are provided in all the corners 31 of the ceramic base 6 to reduce the internal pressure of the ceramic base 6 and reduce the rise of the brazing material 30. In addition, it is possible to obtain a hermetic sealing package and a device using the same, in which the appearance defect due to the protrusion of the brazing material 30 is suppressed and the bonding property and airtightness of the ceramic substrate 6 and the lid 10 are further improved.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the metallized layer is provided on the upper surface of the side wall portion of the ceramic base and the portion facing the lid, and the metallized layer is close to the inner periphery of the upper surface of the side wall portion. By providing a material, providing a first metal layer on at least the surface of the lid facing the ceramic base, facing the ceramic base and the lid, and melting and sealing the brazing material, the ceramic Even if the side wall portion of the base body is warped inward or outward, the gap between the ceramic base body and the lid can be narrowed so that no gap is formed between the brazing material and the first metal layer. By providing a metallized layer on the base of the solder, the surface state of the brazing material is made smoother to improve the wettability of the brazing material, and a hermetic sealing package excellent in bondability and airtightness and a device using the same are obtained. This Can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a state of a member before sealing of a device according to Embodiment 1 of the present invention.
(B) Sectional drawing which shows the state before the brazing material of the device in Embodiment 1 of this invention fuse | melts.
2A is a plan view showing a state of a surface of the lid body facing the ceramic substrate according to the first embodiment of the present invention. FIG.
(B) The top view which shows the state which apply | coated the brazing material to the ceramic base | substrate in Embodiment 1 of this invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state before the brazing material of the device in the second embodiment of the present invention is melted;
4 (a) is a plan view showing a state of a surface of the lid body facing the ceramic substrate according to the second embodiment of the present invention. FIG.
(B) The top view which shows the state which apply | coated the brazing material to the ceramic-made base | substrate in Embodiment 2 of this invention.
FIG. 5A is a cross-sectional view showing a state of a member before sealing a device in a conventional example.
(B) Sectional view showing a state before the brazing material of the device in the conventional example is melted
(C) Sectional view showing a state after the brazing material of the device in the conventional example has melted
6A is a plan view showing a state of a surface of a lid body facing a ceramic substrate in a conventional example. FIG.
(B) The top view which shows the state of the surface which opposes the cover body of the ceramic base body in a prior art example.
[Explanation of symbols]
1 Surface acoustic wave device
2 Pad electrode
3 Bump
4 Lead electrode
5 External terminal electrode
6 Ceramic substrate
7 Side wall
8 Metallization layer
9 Brazing material
10 Lid
11 First metal layer
12 Second metal layer
13 Gap between the brazing material and the first metal layer
30 Brazing material
31 corner
50 Metallized layer
51 Third metal layer
52 Brazing material
53 Cavity
54 Corner
55 Center around the lid
56 Fourth metal layer
57 Fillet

Claims (20)

凹部を有するセラミック製基体と、このセラミック製基体を封止するための蓋体からなり、前記セラミック製基体の側壁部上面で前記蓋体と対向する部分にメタライズ層を設けると共に、このメタライズ層の上に少なくとも１箇所以上の不連続部を有するろう材を設け、前記蓋体の少なくとも前記セラミック製基体と対向する面に第１の金属層を設け、前記セラミック製基体と前記蓋体を対向させ、前記ろう材を溶融させて封止した気密封止パッケージ。  It comprises a ceramic base having a recess and a lid for sealing the ceramic base, and a metallized layer is provided on the upper surface of the side wall of the ceramic base so as to face the lid. A brazing material having at least one discontinuous portion is provided thereon, a first metal layer is provided on at least a surface of the lid facing the ceramic base, and the ceramic base and the lid are opposed to each other. A hermetically sealed package in which the brazing material is melted and sealed. ろう材の不連続部はセラミック製基体の角部である請求項１に記載の気密封止パッケージ。The hermetic sealing package according to claim 1 , wherein the discontinuous portion of the brazing material is a corner portion of the ceramic substrate. 蓋体からのろう材のはみ出し量が０．２ｍｍ以下である請求項１に記載の気密封止パッケージ。Hermetically sealed package of claim 1 protruding length of the brazing material from the lid is 0.2mm or less. メタライズ層の材質はＷ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかである請求項１に記載の気密封止パッケージ。Hermetically sealed package of claim 1 material of metallization layer is either W, Mo, Ag, the Cu. ろう材の材質はＡｇろう、Ａｕろう、Ｎｉろう、半田ろう、Ａｕ−Ｓｎろうのいずれかである請求項１に記載の気密封止パッケージ。The hermetic sealing package according to claim 1 , wherein a material of the brazing material is one of Ag brazing, Au brazing, Ni brazing, solder brazing, and Au-Sn brazing. 蓋体は金属である請求項１に記載の気密封止パッケージ。The hermetic sealing package according to claim 1 , wherein the lid is made of metal. 第１の金属層はＮｉ層またはＮｉ層の上にＡｕ層を設けたものである請求項１に記載の気密封止パッケージ。The hermetic sealing package according to claim 1 , wherein the first metal layer is an Ni layer or an Au layer provided on the Ni layer. 第１の金属層はメッキにより形成した請求項１に記載の気密封止パッケージ。The first metal layer is hermetically sealed package of claim 1 formed by plating. 第１の金属層はクラッドにより形成した請求項１に記載の気密封止パッケージ。The first metal layer is hermetically sealed package of claim 1 formed by cladding. セラミック製基体に配設したろう材は、封止する前に予め熱処理した後洗浄を施す請求項１に記載の気密封止パッケージ。The hermetic sealing package according to claim 1 , wherein the brazing material disposed on the ceramic substrate is subjected to a heat treatment before being sealed and then cleaned. メタライズ層の上に第２の金属層を形成した請求項１に記載の気密封止パッケージ。The hermetic sealing package according to claim 1 , wherein a second metal layer is formed on the metallized layer. 第２の金属層はＡｕ、Ｎｉ、Ｓｎの単一層またはそれらを複数層重ねたもののいずれかである請求項１１に記載の気密封止パッケージ。The hermetic sealing package according to claim 11 , wherein the second metal layer is either a single layer of Au, Ni, or Sn or a stack of a plurality of them. 第２の金属層はメッキにより形成した請求項１１に記載の気密封止パッケージ。The hermetic sealing package according to claim 11 , wherein the second metal layer is formed by plating. 凹部を有するセラミック製基体と、このセラミック製基体を封止するための蓋体からなり、前記セラミック製基体の側壁部上面で前記蓋体と対向する部分にメタライズ層を設けると共に、このメタライズ層の上に少なくとも１箇所以上の不連続部を有するろう材を設け、前記蓋体の少なくともセラミック製基体と対向する面に第１の金属層を設け、前記セラミック製基体の前記凹部に電子部品を配設し、前記セラミック製基体と前記蓋体を対向させ、前記ろう材を溶融させて封止したデバイス。  It comprises a ceramic base having a recess and a lid for sealing the ceramic base, and a metallized layer is provided on the upper surface of the side wall of the ceramic base so as to face the lid. A brazing material having at least one discontinuous portion is provided thereon, a first metal layer is provided on at least a surface of the lid facing the ceramic substrate, and an electronic component is disposed in the recess of the ceramic substrate. A device in which the ceramic base and the lid are opposed to each other and the brazing material is melted and sealed. 電子部品は弾性表面波素子である請求項１４に記載のデバイス。The device according to claim 14 , wherein the electronic component is a surface acoustic wave element. 凹部を有するセラミック製基体と蓋体をろう材にて封止した気密封止パッケージであって、前記セラミック製基体の側壁部上面で前記蓋体と対向する部分にメタライズ層を設けると共に、このメタライズ層の上に少なくとも１箇所以上の不連続部を有するろう材を設け、封止した後前記ろう材の不連続部でのろう材のはみ出し量が前記ろう材の不連続部以外の場所でのろう材のはみ出し量よりも少なくした気密封止パッケージ。  A hermetically sealed package in which a ceramic base having a recess and a lid are sealed with a brazing material, and a metallized layer is provided on a portion of the upper surface of the side wall of the ceramic base facing the lid, and the metallization is provided. A brazing material having at least one discontinuous portion is provided on the layer, and after sealing, the amount of the brazing material protruding at the discontinuous portion of the brazing material is at a place other than the discontinuous portion of the brazing material. Hermetic sealing package with less brazing material protrusion. ろう材の不連続部はセラミック製基体の側壁部の角部である請求項１６に記載の気密封止パッケージ。The hermetic sealing package according to claim 16 , wherein the discontinuous portion of the brazing material is a corner portion of the side wall portion of the ceramic substrate. 凹部を有するセラミック製基体の前記凹部に電子部品を配設し、前記セラミック製基体と蓋体をろう材にて封止した気密封止パッケージであって、前記セラミック製基体の側壁部上面で前記蓋体と対向する部分にメタライズ層を設けると共に、このメタライズ層の上に少なくとも１箇所以上の不連続部を有するろう材を設け、封止した後前記ろう材の不連続部でのろう材のはみ出し量が前記ろう材の不連続部以外の場所でのろう材のはみ出し量よりも少なくしたデバイス。  An airtight sealing package in which an electronic component is disposed in the recess of a ceramic base having a recess, and the ceramic base and the lid are sealed with a brazing material, A metallized layer is provided at a portion facing the lid, and a brazing material having at least one discontinuous portion is provided on the metallized layer, and after sealing, the brazing material at the discontinuous portion of the brazing material is sealed. A device in which the amount of protrusion is smaller than the amount of protrusion of the brazing material at a place other than the discontinuous portion of the brazing material. ろう材の不連続部はセラミック製基体の側壁部の角部である請求項１８に記載のデバイス。The device according to claim 18 , wherein the discontinuous portion of the brazing material is a corner portion of the side wall portion of the ceramic substrate. 電子部品は弾性表面波素子である請求項１８に記載のデバイス。The device according to claim 18 , wherein the electronic component is a surface acoustic wave element.
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