JP4279970B2

JP4279970B2 - Electronic component storage container

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Publication number: JP4279970B2
Application number: JP2000054968A
Authority: JP
Inventors: 吉明伊藤; 利弘橋本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: JP2001244358A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子や圧電振動子等の電子部品を気密に封止して収納するための電子部品収納用容器に関し、特に封止材にガラスを用いて封止を行う電子部品収納用容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路素子をはじめとする半導体素子あるいは水晶振動子、弾性表面波素子といった圧電振動子等の電子部品を収容するための電子部品収納用容器は、例えば酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成り、その上面あるいは下面の略中央部に電子部品を収容するための凹部およびその凹部周辺から下面にかけて導出されたタングステンやモリブデン等の高融点金属から成る複数個のメタライズ配線層を有する絶縁基体と、電子部品を外部電気回路に電気的に接続するためにメタライズ配線層に銀ロウ等のロウ材を介して取着された外部リード端子と、蓋体とから構成されている。
【０００３】
そして、電子部品が例えば半導体素子の場合には、絶縁基体の凹部の底面に半導体素子をガラス、樹脂、ロウ材等から成る接着材を介して接着固定するとともに半導体素子の各電極とメタライズ配線層とをボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して電気的に接続し、しかる後、絶縁基体の上面に蓋体を低融点ガラスから成る封止材を介して接合させ、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に半導体素子を気密に収容することによって最終製品としての半導体装置と成る。
【０００４】
また、電子部品が例えば圧電振動子の場合には、絶縁基体の凹部の底面に形成された段差部に圧電振動子の一端を導電性エポキシ樹脂等から成る接着材を介して接着固定するとともに圧電振動子の各電極をメタライズ配線層に電気的に接続し、しかる後、絶縁基体の上面に蓋体を低融点ガラスから成る封止材を介して接合させ、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に圧電振動子を気密に収容することによって最終製品としての電子部品装置と成る。
【０００５】
なお、絶縁基体に蓋体を接合させる封止材としては、例えば酸化鉛が56〜66重量％、酸化ホウ素が４〜14重量％、酸化珪素が１〜６重量％、酸化亜鉛が0.5〜３重量％、酸化ビスマスが0.5〜５重量％を含むガラス成分に、フィラとしてコージェライト系化合物を10〜20重量％添加したガラスが使用されている。
【０００６】
しかしながら、この従来の電子部品収納用容器においては、絶縁基体に蓋体を接合させる封止材であるガラスの軟化溶融温度が約400℃程度であること、近時の電子部品は高周波密度化・高集積化に伴って耐熱性が低下してきたこと等から、絶縁基体と蓋体とを封止材を介して接合し、絶縁基体と蓋体とから成る絶縁容器の内部に電子部品を気密に収容した場合、封止材を溶融させる熱が内部に収容する電子部品に作用して電子部品の特性に劣化を招来させ、電子部品を正常に作動させることができないという問題点を有していた。
【０００７】
また、近年の地球環境保護運動の高まりの中で、酸化鉛は環境負荷物質に指定されており、酸化鉛を用いない封止材の開発が要求されるようになってきた。
【０００８】
このような問題点を解決するために、酸化銀が40〜60重量％、ヨウ化銀が５〜20重量％、五酸化燐が20〜30重量％、酸化亜鉛が１〜６重量％を含むガラス成分に、フィラとして燐酸ジルコニウム・酸化ジルコニウム・酸化ニオブ固溶体を10〜50重量％添加した低融点ガラスが検討されている。
【０００９】
この低融点ガラスによれば、そのガラス軟化点が350℃以下であることから、絶縁基体と蓋体とを低融点ガラスを介して接合させ、絶縁基体と蓋体とか成る容器内部に電子部品を収容する際、低融点ガラスを溶融させる熱が内部に収容する電子部品に作用しても電子部品の特性に劣化を招来することはなく、その結果、電子部品を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることが可能となるというものである。
【００１０】
また、この低融点ガラスは酸化鉛を含有していないことから、地球環境に負荷を与えることもないというものである。
【００１１】
なお、このような絶縁基体と蓋体との封止材である低融点ガラスは、一般に内部に６％程度の微細な気孔を有していることから、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に収容される電子部品が例えば周波数特性上1.3×10−２Ｐａ程度の真空封止を必要とする圧電振動子の場合、真空封止の際に封止材内部の気孔中のガスが膨張し気孔が大きくなり、大きくなった気孔同士が結合してさらに大きな気孔を形成し、絶縁基体と蓋体とから成る容器の気密封止の信頼性を低下させてしまうという問題点を有しており、このような気密封止の信頼性の低下を防止するために、絶縁基体と蓋体とを接合する前に、あらかじめ低融点ガラスを真空脱泡して低融点ガラス中の気孔率を１％未満とすることが行われている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子部品収納用容器において絶縁基体と蓋体とを接合させる封止材である低融点ガラスは、真空脱泡する際に、脱泡と同時にガラスの結晶化が進行してガラスの粘度が増加してしまい、ガラス内部の気孔率を低下させるのに長時間を要し、気孔率を１％未満とすることが困難であるという問題点を有していた。
【００１３】
本発明は上記問題点に鑑み案出されたもので、その目的は、絶縁基体と蓋体とから成る容器の内部に電子部品を気密に封止し、その特性に劣化を招来することがなく、電子部品を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることができる電子部品収納用容器を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、絶縁基体と蓋体とを封止材を介して接合させ、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に電子部品を気密に収容する電子部品収納用容器であって、封止材は酸化銀が20〜40重量％、ヨウ化銀が５〜20重量％、五酸化燐が20〜30重量％、酸化ホウ素が５〜15重量％、酸化亜鉛が１〜６重量％から成るガラス成分に、フィラとして燐酸ジルコニウムと、酸化ジルコニウムと、酸化ニオブとの固溶体を10〜30重量％添加したものから成ることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明は、封止材のガラス軟化点が260℃以上であるとともに気孔率が１％未満であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の電子部品収納用容器によれば、絶縁基体と蓋体とを接合させる封止材として、酸化銀が20〜40重量％、ヨウ化銀が５〜20重量％、五酸化燐が20〜30重量％、酸化ホウ素が５〜15重量％、酸化亜鉛が１〜６重量％から成るガラス成分に、フィラとして燐酸ジルコニウムと、酸化ジルコニウムと、酸化ニオブとの固溶体を10〜30重量％添加したガラス軟化点が350℃以下と低いガラスを使用したことから、絶縁基体と蓋体とを封止材を介して接合させ、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に電子部品を気密に収容する際、封止材を溶融させる熱が内部に収容する電子部品に作用しても電子部品の特性に劣化を招来することはなく、その結果、電子部品を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の電子部品収納用容器によれば、封止材を真空脱泡して気孔率を低下させる際に、ガラスの結晶化が進んでガラスの粘度が増加することはなく、ガラスの気孔率を容易に１％未満とすることができることから、絶縁基体と蓋体とから成る容器の気密封止を真空中で行う際に封止材内部の気孔中のガスが膨張したとしても、封止材内部で気孔同士が結合して大きな気孔を形成したりすることはなく、より信頼性のある気密封止が可能となり、容器内部の電子部品を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることが可能となる。
【００１８】
さらに、封止材の気孔率を１％未満と低くしたことから、封止材内部の気孔中のガスが容器内部に侵入したとしても、容器内部の電子部品にそのＱ値を低下させたりその表面電極を酸化腐蝕させてしまうという悪影響を与えるような容器内部の真空度の低下を抑えることが可能となり、その結果、電子部品をその特性に劣化を招来することなく気密に封止し、長期間にわたり安定に作動させることが可能となる。
【００１９】
また、本発明の電子部品収納用容器によれば、封止材の熱膨張係数を絶縁基体と蓋体の熱膨張係数に近似させることができ、これによって封止材と絶縁基体および蓋体とは強固に接合して容器の気密封止がより良好となり、容器内部に収容する電子部品を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の電子部品収納用容器の実施の形態の一例を示す断面図、図２はその要部拡大断面図である。これらの図においては電子部品が半導体素子であり、電子部品収納用容器が半導体素子収納用パッケージである場合の例を示している。
【００２２】
これらの図において、１は絶縁基体、２は蓋体である。この絶縁基体１と蓋体２とで半導体素子３を収容するための容器４が構成される。
【００２３】
絶縁基体１はその上面あるいはその下面の略中央部に半導体素子３を収容する空所を形成するための凹部１ａが設けてあり、この凹部１ａの底面には半導体素子３がガラス、樹脂、ロウ材等から成る接着材を介して接着固定される。
【００２４】
絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体やムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体、炭化珪素質焼結体等の電気絶縁材料から成り、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ、溶剤、可塑剤、分散剤等を添加混合して泥漿物を作り、この泥漿物を従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート成形法を採用しシート状に成形してセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得、しかる後、それらセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、約1600℃の高温で焼成することによって製作される。
【００２５】
また絶縁基体１は凹部１ａ周辺から上面にかけて複数個のメタライズ配線層５が被着形成されており、このメタライズ配線層５の凹部１ａ周辺部には半導体素子３の各電極がボンディングワイヤ６を介して電気的に接続され、また絶縁基体１の上面に導出された部位には外部電気回路と接続される外部リード端子７が銀ロウ等のロウ材を介して取着されている。
【００２６】
メタライズ配線層５は半導体素子３の各電極を外部電気回路に電気的に接続する際の導電路として作用し、タングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属により形成されている。
【００２７】
メタライズ配線層５はタングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒、可塑剤等を添加混合して得た金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して絶縁基体１となるセラミックグリーンシートにあらかじめ印刷塗布しておき、これをセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって絶縁基体１の凹部１ａ周辺から上面にかけて所定パターンに被着形成される。
【００２８】
なお、メタライズ配線層５はその表面にニッケル、金等の良導電性で耐蝕性およびロウ材との濡れ性が良好な金属をめっき法により１〜20μｍの厚みに被着させておくと、メタライズ配線層５の酸化腐蝕を有効に防止することができるとともにメタライズ配線層５とボンディングワイヤ６との接続およびメタライズ配線層５と外部リード端子７とのロウ付けを極めて強固となすことができる。従って、メタライズ配線層５の酸化腐蝕を防止し、メタライズ配線層５とボンディングワイヤ６との接続およびメタライズ配線層５と外部リード端子７とのロウ付けを強固となすには、メタライズ配線層５の表面にニッケル、金等をめっき法により１〜20μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。
【００２９】
また一方、メタライズ配線層５にロウ付けされる外部リード端子７は容器４の内部に収容する半導体素子３を外部電気回路に接続する作用をなし、外部リード端子７を外部電気回路に接続することによって内部に収容される半導体素子３はボンディングワイヤ６、メタライズ配線層５および外部リード端子７を介して外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【００３０】
外部リード端子７は鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成り、これらのインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工法を施すことによって所定の形状に形成される。
【００３１】
外部リード端子７はまたその表面にニッケル、金等の良導電性で、かつ耐蝕性に優れた金属をめっき法により１〜20μｍの厚みに被着させておくと、外部リード端子７の酸化腐蝕を有効に防止することができるとともに外部リード端子７と外部電気回路との電気的接続を良好となすことができる。従って、外部リード端子７はその表面にニッケル、金等をめっき法により１〜20μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。
【００３２】
さらに外部リード端子７が取着された絶縁基体１はその上面あるいは下面に蓋体２が封止材８を介して接合され、これによって絶縁基体１と蓋体２とから成る容器４の内部に半導体素子３が気密に収容される。
【００３３】
蓋体２は絶縁基体１に設けた凹部１ａを塞ぐ作用をなし、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体、炭化珪素質焼結体、ムライト質焼結体等の電気絶縁材料や鉄−ニッケル−コバルト合金、鉄−ニッケル合金等の金属材料から成る。蓋体２が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム、窒化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末を所定のプレス金型内に充填するとともに一定圧力で押圧して成形し、しかる後、この成形品を約1500℃の温度で焼成することによって製作される。また、鉄−ニッケル−コバルト合金から成る場合、そのインゴット（塊）に圧延加工法や打抜き加工法等、従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に形成される。
【００３４】
絶縁基体１と蓋体２とを接合する封止材８は、酸化銀が20〜40重量％、ヨウ化銀が５〜20重量％、五酸化燐が20〜30重量％、酸化ホウ素が５〜15重量％、酸化亜鉛が１〜６重量％から成るガラス成分に、フィラとして燐酸ジルコニウムと、酸化ジルコニウムと、酸化ニオブとの固溶体を10〜30重量％添加したものから成っている。
【００３５】
この封止材８の熱膨張係数は絶縁基体１と蓋体２の熱膨張係数に近似させることができることから、封止材８と絶縁基体１および蓋体２とを強固に接合して容器４の気密封止を完全とすることができ、容器４内部に収容する半導体素子３を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることが可能となる。
【００３６】
また、封止材８の軟化溶融温度は350℃以下でありガラスから成る封止材としては低温であることから、絶縁基体１と蓋体２とを封止材８を介して接合させ、絶縁基体１と蓋体２とから成る容器４の内部に半導体素子３を気密に収容する際、封止材を溶融させる熱が内部に収容する半導体素子３に作用しても半導体素子３の特性に劣化を招来することはなく、その結果、半導体素子３を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることが可能となる。
【００３７】
さらに、封止材８の軟化溶融温度を260℃以上としたことから、電子部品を外部電気回路基板に実装する際の熱によって封止材が軟化溶融して、容器４の気密封止の信頼性が大きく低下してしまうこともない。
【００３８】
さらにまた、封止材８は酸化鉛を含有していないことから地球環境に負荷を与えることもない。
【００３９】
なお、封止材８のガラス成分は、酸化銀の量が20重量％未満であるとガラスの軟化溶融温度が高くなって、低温での容器４の気密封止が困難となる傾向があり、他方、40重量％を超えるとガラスの軟化溶融温度が低下して、電子部品を外部電気回路基板に実装する際の熱によって封止材が軟化溶融して、容器４の気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。したがって、酸化銀の量は20〜40重量％の範囲であることが好ましい。
【００４０】
また、ヨウ化銀の量は５重量％未満であるとガラスの軟化溶融温度が高くなって、低温での容器４の気密封止が困難となる傾向があり、他方、20重量％を超えると、ガラスの耐薬品性が低下し、容器４の気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。したがって、ヨウ化銀の量は５〜20重量％の範囲であることが好ましい。
【００４１】
五酸化燐の量が20重量％未満であるとガラスの軟化溶融温度が高くなって、低温での容器４の気密封止が困難となる傾向があり、他方、30重量％を超えるとガラスの耐薬品性が低下し、容器４の気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。したがって、五酸化燐の量は20〜30重量％の範囲であることが好ましい。
【００４２】
酸化ホウ素が５重量％未満であるとガラスの結晶化が進みガラスの粘度が増加して、封止材８の気孔率を低下させるのが困難となる傾向にあり、他方、15重量％を超えるとガラスの耐薬品性が低下し、容器４の気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向がある。したがって、酸化ホウ素の量は５〜15重量％の範囲であることが好ましい。
【００４３】
酸化亜鉛が１重量％未満であるとガラスの耐薬品性が低下し、容器４の気密封止の信頼性が大きく低下してしまう傾向があり、他方、６重量％を超えるとガラスの結晶化が進みガラスの粘度が増加して、封止材８の気孔率を低下させるのが困難となる傾向にある。したがって、酸化亜鉛の量は１〜６重量％の範囲であることが好ましい。
【００４４】
また、燐酸ジルコニウムと、酸化ジルコニウムと、酸化ニオブとの固溶体のフィラは封止材８の熱膨張係数を調整し、絶縁基体１および蓋体２に封止材８を強固に接合させ、容器４の気密信頼性を大きく向上させるとともに封止材８の機械的強度を向上させる作用をなす。このフィラの含有量が10重量％未満である封止材８の機械的強度が低下するとともに封止材８の熱膨張係数が絶縁基体１および蓋体２の熱膨張係数に対して大きく相違して封止材８を絶縁基体１および蓋体２に強固に接合させることができなくなる傾向がある。他方、30重量％を超えると封止材８の流動性が低下して、低温での気密封止が困難と成る傾向にある。したがって、フィラの含有量は10〜30重量％の範囲であることが好ましい。
【００４５】
また、本発明においては、封止材８の気孔率を１％未満とすることが重要である。ここで気孔率は、封止材８のある断面を観察したときにその断面積に占める気孔９の面積の比率である。
【００４６】
封止材８の気孔率が１％以上であると、絶縁基体１と蓋体２との真空封止の際に封止材８内部で気孔９中のガスが膨張して大きくなり、大きくなった気孔９同士が結合してさらに大きな気孔を形成し、絶縁基体１と蓋体２とから成る容器４の気密封止の信頼性を低下させてしまい、その結果、半導体素子３を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることができなくなる。また、真空封止の際に気孔９中のガスが容器４内部に侵入し容器４内部の真空度を低下させ、半導体素子３にその表面電極を酸化腐蝕させてしまうという悪影響を与え、その結果、半導体素子３を長期間にわたって安定に作動させることができなくなる。したがって、封止材８の気孔率を１％未満とすることが好ましい。
【００４７】
このような絶縁基体１と蓋体２との接合封止は、まず絶縁基体１と蓋体２の接合領域に封止材８を従来周知のスクリーン印刷法等を採用して予め被着させておき、次に絶縁基体１と蓋体２との接合封止条件よりも高い温度かつ真空度で封止材８の真空脱泡処理を行ない封止材８中の気孔率を１％未満とする。次に、絶縁基体１内部の凹部１ａに半導体素子３を接着材を介して接着固定する。その後、絶縁基体１と蓋体２の接合面を貼り合わせて封止材８の軟化溶融温度で真空封止することにより、絶縁基体１と蓋体２とを気密に接合封止するとともに封止材８中の気孔率を１％未満とすることができる。
【００４８】
封止材８の真空脱泡処理の温度は封止材８の軟化溶融温度より10〜50℃高い温度が好ましく、また真空度は絶縁基体１と蓋体２の真空封止条件より高い真空度であればよい。
【００４９】
真空脱泡処理の温度は、封止材８の軟化溶融温度より10℃高い温度よりも低い温度であると、ガラスの流動性が低下し封止材８の脱泡に時間を要するとともに気孔率を１％未満とすることが困難となる傾向がある。他方、封止材８の軟化溶融温度より50℃高い温度を超えると、封止材８中のガラスとフィラーとが反応し結合してその軟化溶融温度を高いものとしてしまい、容器４を気密封止する際の熱によって半導体素子３の特性に劣化を招来してしまう傾向がある。従って、真空脱泡処理の温度は封止材８の軟化溶融温度より10〜50℃高い温度が好ましい。
【００５０】
また、真空脱泡処理の真空度は、絶縁基体１と蓋体２との真空封止条件以下の真空度であると、封止材８の気孔率を真空脱泡処理で１％未満としたとしても、気孔９中のガスが真空封止時のより高い真空条件により膨張してその気孔率を１％以上にしてしまう傾向がある。他方、真空脱泡処理の真空度は絶縁基体１と蓋体２との真空封止条件より高い真空度であればよいが、真空封止条件よりも２桁以上高い真空度であると所定の真空度を得るのに長時間を要してしまう傾向がある。従って、真空脱泡処理の真空度は、絶縁基体１と蓋体２との真空封止条件より高い真空度から２桁高い真空度の間の条件が好ましい。具体的には、絶縁基体１と蓋体２との真空封止での要求される真空度が1.3×10−２Ｐａであれば、真空脱泡処理を1.3×10−２Ｐａより高い真空度から1.3×10−４Ｐａ以下の真空度の範囲で行なえばよい。
【００５１】
かくして上述の半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基体１の凹部１ａ底面に半導体素子３をガラス、樹脂、ロウ材等から成る接着材を介して接着固定するとともに半導体素子３の各電極をメタライズ配線層５にボンディングワイヤ６を介して電気的に接続し、しかる後、絶縁基体１の上面に凹部１ａを覆うように蓋体２を封止材８を介して接合させ、絶縁基体１と蓋体２とから成る容器４の内部に半導体素子３を気密に収容することによって最終製品としての半導体装置が完成する。
【００５２】
次に、図３は本発明の電子部品収納用容器の実施の形態の他の例を示す断面図、図４はその要部拡大断面図である。これらの図においては電子部品が水晶振動子等の圧電振動子であり、電子部品収納用容器が圧電振動子収納用容器である場合の例を示している。
【００５３】
これらの図において11は絶縁基体、12は蓋体である。この絶縁基体11と蓋体12とで圧電振動子13を収容するための容器14が構成される。
【００５４】
絶縁基体11はその上面に圧電振動子13を収容する空所を形成するための段差部を有する凹部11ａが設けてある。この凹部11ａの段差部には圧電振動子13が樹脂から成る接着材15を介して接着固定される。
【００５５】
樹脂性接着材15は、例えば導電性エポキシ樹脂等から成り、絶縁基体11の凹部11ａの段差部に接着材15を介して圧電振動子13を載置させ、しかる後、接着材15に熱硬化処理を施し、熱硬化させることによって圧電振動子13を絶縁基体11に接着固定させる。
【００５６】
なお、絶縁基体11は前述の絶縁基体１と同様の方法によって製作される。
【００５７】
また絶縁基体11には凹部11ａの段差部より底面にかけて複数個のメタライズ配線層16が被着形成されている。このメタライズ配線層16の凹部11ａの段差部に位置する部位には圧電振動子13の各電極が導電性エポキシ樹脂等から成る接着材15を介して電気的に接続され、また絶縁基体11の底面に導出された部位には外部電気回路の配線導体が半田等のロウ材を介して取着される。
【００５８】
なお、メタライズ配線層16は前述のメタライズ配線層５と同様の材料により同様の方法によって形成される。またメタライズ配線層16の露出表面にニッケル、金等の良導電性で耐蝕性およびロウ材との濡れ性が良好な金属をメッキ法により１〜20μｍの厚みに被着される。
【００５９】
また、圧電振動子13が接着固定されている絶縁基体11の上面には蓋体12が封止材17を介して接合され、これによって絶縁基体11と蓋体12とから成る容器14の内部に圧電振動子13が気密に収容される。
【００６０】
なお、蓋体12は前述の蓋体２と同様の方法によって製作される。
【００６１】
この場合においても、封止材17の気孔率を１％未満とすることが重要であり、図１および図２に示した例と同様に、まず絶縁基体11と蓋体12の接合領域に封止材17を従来周知のスクリーン印刷法等を採用して予め被着させておき、次に絶縁基体11と蓋体12との接合封止条件よりも高い温度かつ真空度で封止材17の真空脱泡処理を行い封止材17中の気孔率を１％未満とし、その後、絶縁基体11内部の段差部を有する凹部11ａに圧電振動子13を接着材を介して接着固定し、更に絶縁基体11と蓋体12との接合面を貼り合わせて封止材17の軟化溶融温度で真空脱泡することにより、絶縁基体11と蓋体12とを気密に接合封止するとともに封止材17中の気孔率を１％未満することができる。
【００６２】
なお、封止材17はガラス成分とフィラとから成り、耐湿性に優れていることから大気中に含まれる水分が封止材17を介して容器14の内部に侵入しようとしてもその水分の侵入は有効に阻止され、その結果、容器14の内部に収容する圧電振動子13の表面電極が酸化腐蝕されることは殆どなく、圧電振動子13を正常に作動させることも可能となる。
【００６３】
かくして本発明の電子部品収納用容器によれば、絶縁基体11の凹部11ａに設けた段差部に圧電振動子13の一端を導電性エポキシ樹脂等から成る接着材15を介して接着固定するとともに圧電振動子13の各電極をメタライズ配線層16に電気的に接続させ、しかる後、絶縁基体11の上面に凹部11ａを覆うように蓋体12を封止材17を介して接合させ、絶縁基体11と蓋体12とからなる容器14の内部に圧電振動子13を気密に収容することによって最終製品としての圧電振動装置が完成する。
【００６４】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば上述の例では半導体素子や圧電振動子を収容するための電子部品収納用容器を示したが、本発明は圧電セラミック振動子や弾性表面波素子等を収容するための電子部品収納用容器にも適用し得るものでる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の電子部品収納用容器によれば、絶縁基体と蓋体とを接合させる封止材として、酸化銀が20〜40重量％、ヨウ化銀が５〜20重量％、五酸化燐が20〜30重量％、酸化ホウ素が５〜15重量％、酸化亜鉛が１〜６重量％から成るガラス成分に、フィラとして燐酸ジルコニウムと、酸化ジルコニウムと、酸化ニオブとの固溶体を10〜30重量％添加したガラス軟化点が350℃以下と低いガラスを使用したことから、絶縁基体と蓋体とを封止材を介して接合させ、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に電子部品を気密に収容する際、封止材を溶融させる熱が内部に収容する電子部品に作用しても電子部品の特性に劣化を招来することはなく、その結果、電子部品を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることが可能となる。
【００６６】
また、本発明の電子部品収納用容器によれば、封止材を真空脱泡して気孔率を低下させる際に、ガラスの結晶化が進んでガラスの粘度が増加することはなく、ガラスの気孔率を容易に１％未満とすることができることから、絶縁基体と蓋体とから成る容器の気密封止を真空中で行う際に封止材内部の気孔中のガスが膨張したとしても、封止材内部で気孔同士が結合して大きな気孔を形成したりすることはなく、より信頼性のある気密封止が可能となり、容器内部の電子部品を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることが可能となる。
【００６７】
さらに、封止材の気孔率を１％未満と低くしたことから、封止材内部の気孔中のガスが容器内部に侵入したとしても、容器内部の電子部品にそのＱ値を低下させたりその表面電極を酸化腐蝕させてしまうという悪影響を与えるような容器内部の真空度の低下を抑えることが可能となり、その結果、電子部品をその特性に劣化を招来することなく気密に封止し、長期間にわたり安定に作動させることが可能となる。
【００６８】
また、本発明の電子部品収納用容器によれば、封止材の熱膨張係数を絶縁基体と蓋体の熱膨張係数に近似させることができ、これによって封止材と絶縁基体および蓋体とは強固に接合して容器の気密封止がより良好となり、容器内部に収容する電子部品を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品収納用容器の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す電子部品収納用容器の要部拡大断面図である。
【図３】本発明の電子部品収納用容器の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図４】図３に示す電子部品収納用容器の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１、１１・・・・・・絶縁基体
２、１２・・・・・・蓋体
３、・・・・・・半導体素子（電子部品）
１３、・・・・・・圧電振動子（電子部品）
４、１４・・・・・・容器
８、１７・・・・・・封止材
９、１８・・・・・・気孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component storage container for hermetically sealing and storing electronic components such as semiconductor elements and piezoelectric vibrators, and more particularly to an electronic component storage container for sealing using glass as a sealing material. Is.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electronic component storage container for storing an electronic component such as a semiconductor element including a semiconductor integrated circuit element or a piezoelectric vibrator such as a quartz crystal vibrator and a surface acoustic wave element is, for example, an aluminum oxide sintered body. A plurality of metallized wiring layers made of an electrically insulating material and made of a refractory metal such as tungsten or molybdenum led out from the periphery of the recessed portion to the lower surface in order to accommodate an electronic component at a substantially central portion of the upper surface or the lower surface. It comprises an insulating base, an external lead terminal attached to the metallized wiring layer via a brazing material such as silver brazing, and a lid for electrically connecting the electronic component to an external electric circuit.
[0003]
When the electronic component is, for example, a semiconductor element, the semiconductor element is bonded and fixed to the bottom surface of the recess of the insulating base via an adhesive made of glass, resin, brazing material, etc., and each electrode of the semiconductor element and the metallized wiring layer Are electrically connected via an electrical connection means such as a bonding wire, and then the lid is joined to the upper surface of the insulating base via a sealing material made of low melting glass, and the insulating base and the lid A semiconductor device as a final product is obtained by hermetically housing the semiconductor element in a container made of
[0004]
In addition, when the electronic component is a piezoelectric vibrator, for example, one end of the piezoelectric vibrator is bonded and fixed to a step portion formed on the bottom surface of the concave portion of the insulating base via an adhesive made of a conductive epoxy resin or the like. Each electrode of the vibrator is electrically connected to the metallized wiring layer, and then a lid is joined to the upper surface of the insulating base via a sealing material made of low-melting glass, and the container made of the insulating base and the lid An electronic component device as a final product is obtained by housing the piezoelectric vibrator in an airtight manner.
[0005]
As the sealing material for bonding the lid to the insulating substrate, for example, lead oxide is 56 to 66% by weight, boron oxide is 4 to 14% by weight, silicon oxide is 1 to 6% by weight, and zinc oxide is 0.5 to 3%. A glass in which 10 to 20% by weight of a cordierite compound is added as a filler to a glass component containing 0.5% to 5% by weight of bismuth oxide is used.
[0006]
However, in this conventional container for storing electronic components, the softening and melting temperature of glass, which is a sealing material for bonding a lid to an insulating substrate, is about 400 ° C. Since heat resistance has decreased with higher integration, etc., the insulating base and the lid are joined via a sealing material, and the electronic components are hermetically sealed inside the insulating container consisting of the insulating base and the lid. When housed, heat that melts the sealing material acts on the electronic component housed therein, causing deterioration in the characteristics of the electronic component, and has a problem that the electronic component cannot be operated normally. .
[0007]
In addition, with the recent global environmental protection movement, lead oxide has been designated as an environmentally hazardous substance, and development of a sealing material that does not use lead oxide has been required.
[0008]
In order to solve such problems, silver oxide contains 40 to 60% by weight, silver iodide 5 to 20% by weight, phosphorus pentoxide 20 to 30% by weight, and zinc oxide 1 to 6% by weight. A low-melting glass in which 10 to 50% by weight of a zirconium phosphate / zirconium oxide / niobium oxide solid solution is added as a filler to a glass component has been studied.
[0009]
According to this low melting point glass, since its glass softening point is 350 ° C. or lower, the insulating base and the lid are joined via the low melting point glass, and the electronic component is placed inside the container composed of the insulating base and the lid. Even when the heat that melts the low-melting glass acts on the electronic components housed in the housing, the characteristics of the electronic components will not be deteriorated. As a result, the electronic components will be normal and stable over a long period of time. It can be activated.
[0010]
Moreover, since this low melting glass does not contain lead oxide, it does not give a load to the global environment.
[0011]
Note that such a low-melting-point glass, which is a sealing material between an insulating base and a lid, generally has fine pores of about 6% inside, so that the inside of a container composed of an insulating base and a lid is included. For example, when the electronic component housed in a piezoelectric vibrator that requires vacuum sealing of about 1.3 × 10 −2 Pa in terms of frequency characteristics, the gas in the pores inside the sealing material expands during the vacuum sealing, and the pores The larger pores combine to form larger pores, reducing the reliability of hermetic sealing of the container consisting of the insulating base and the lid, In order to prevent such a decrease in the reliability of hermetic sealing, the low melting point glass is deaerated in advance before bonding the insulating base and the lid, and the porosity in the low melting point glass is less than 1%. And that is done.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the low melting point glass, which is a sealing material for bonding the insulating substrate and the lid in the conventional electronic component storage container, is subjected to vacuum defoaming and the crystallization of the glass proceeds at the same time as defoaming. The viscosity increased, and it took a long time to reduce the porosity inside the glass, and it was difficult to make the porosity less than 1%.
[0013]
The present invention has been devised in view of the above problems, and its purpose is to hermetically seal an electronic component inside a container composed of an insulating base and a lid, without causing deterioration in its characteristics. An object of the present invention is to provide an electronic component storage container that can operate electronic components normally and stably over a long period of time.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an electronic component storage container in which an insulating base and a lid are joined via a sealing material, and the electronic component is hermetically accommodated inside the container composed of the insulating base and the lid. Is a glass composed of 20 to 40% by weight of silver oxide, 5 to 20% by weight of silver iodide, 20 to 30% by weight of phosphorus pentoxide, 5 to 15% by weight of boron oxide, and 1 to 6% by weight of zinc oxide. It is characterized by comprising 10 to 30% by weight of a solid solution of zirconium phosphate, zirconium oxide and niobium oxide as a filler.
[0015]
Further, the present invention is characterized in that the glass softening point of the sealing material is 260 ° C. or higher and the porosity is less than 1%.
[0016]
According to the electronic component storage container of the present invention, 20 to 40% by weight of silver oxide, 5 to 20% by weight of silver iodide, and 20 of phosphorus pentoxide are used as a sealing material for bonding the insulating base and the lid. Addition of 10-30 wt% of solid solution of zirconium phosphate, zirconium oxide and niobium oxide as filler to glass component consisting of -30 wt%, boron oxide 5-15 wt% and zinc oxide 1-6 wt% The glass with a low glass softening point of 350 ° C or lower was used, so the insulating base and lid were joined together via a sealing material, and the electronic components were hermetically contained inside the container consisting of the insulating base and lid. In this case, even if the heat that melts the sealing material acts on the electronic components housed inside, the characteristics of the electronic components will not be deteriorated. As a result, the electronic components will operate normally and stably over a long period of time. It becomes possible to make it.
[0017]
Further, according to the electronic component storage container of the present invention, when the sealing material is vacuum degassed to lower the porosity, the crystallization of the glass does not proceed and the viscosity of the glass does not increase. Since the porosity can be easily reduced to less than 1%, even when the gas in the pores inside the sealing material expands when the container consisting of the insulating base and the lid is hermetically sealed in a vacuum, The pores do not combine to form large pores inside the sealing material, enabling more reliable hermetic sealing and allowing the electronic components inside the container to operate normally and stably over a long period of time. Is possible.
[0018]
Furthermore, since the porosity of the sealing material is reduced to less than 1%, even if the gas in the pores inside the sealing material enters the inside of the container, the Q value of the electronic component inside the container is lowered or the It is possible to suppress a reduction in the degree of vacuum inside the container, which has the adverse effect of oxidizing and corroding the surface electrode. As a result, the electronic components are hermetically sealed without incurring deterioration in their characteristics. It becomes possible to operate stably over a period of time.
[0019]
In addition, according to the electronic component storage container of the present invention, the thermal expansion coefficient of the sealing material can be approximated to the thermal expansion coefficient of the insulating base body and the lid body. Are tightly joined to improve the hermetic sealing of the container, and the electronic components accommodated in the container can be operated normally and stably over a long period of time.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0021]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of an electronic component storage container according to the present invention, and FIG. In these drawings, an example in which the electronic component is a semiconductor element and the electronic component storage container is a semiconductor element storage package is shown.
[0022]
In these drawings, reference numeral 1 denotes an insulating substrate and 2 denotes a lid. The insulating substrate 1 and the lid 2 constitute a container 4 for housing the semiconductor element 3.
[0023]
The insulating base 1 is provided with a recess 1a for forming a space for housing the semiconductor element 3 at the upper surface or substantially the center of the lower surface, and the semiconductor element 3 is made of glass, resin, brazing on the bottom surface of the recess 1a. It is bonded and fixed via an adhesive made of a material or the like.
[0024]
The insulating substrate 1 is made of an electrically insulating material such as an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, an aluminum nitride sintered body, a silicon nitride sintered body, or a silicon carbide sintered body. In the case of a sintered body, an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, dispersant, etc. are added to and mixed with raw material powders such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide to make a slurry. Slurry is formed into a sheet by using a conventionally known sheet forming method such as a doctor blade method or a calender roll method to obtain a ceramic green sheet (ceramic green sheet), and thereafter, appropriate punching processing is performed on the ceramic green sheet. It is manufactured by laminating a plurality of sheets and firing them at a high temperature of about 1600 ° C.
[0025]
In addition, a plurality of metallized wiring layers 5 are deposited on the insulating substrate 1 from the periphery of the recess 1 a to the upper surface, and each electrode of the semiconductor element 3 is attached to the periphery of the recess 1 a of the metallized wiring layer 5 via bonding wires 6. The external lead terminal 7 connected to the external electric circuit is attached to a portion led to the upper surface of the insulating base 1 through a brazing material such as silver brazing.
[0026]
The metallized wiring layer 5 acts as a conductive path when each electrode of the semiconductor element 3 is electrically connected to an external electric circuit, and is formed of a refractory metal such as tungsten, molybdenum, or manganese.
[0027]
The metallized wiring layer 5 employs a thick film technique such as a well-known screen printing method using a metal paste obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent, solvent, plasticizer, etc. to a high melting point metal powder such as tungsten, molybdenum, manganese, etc. The ceramic green sheet to be the insulating substrate 1 is preliminarily printed and applied, and is fired at the same time as the ceramic green sheet, so that a predetermined pattern is deposited from the periphery of the recess 1a of the insulating substrate 1 to the upper surface.
[0028]
The metallized wiring layer 5 is formed by depositing a metal having good conductivity, corrosion resistance and good wettability with a brazing material to a thickness of 1 to 20 μm by plating. The oxidation corrosion of the wiring layer 5 can be effectively prevented, and the connection between the metallized wiring layer 5 and the bonding wire 6 and the brazing between the metallized wiring layer 5 and the external lead terminal 7 can be made extremely strong. Therefore, in order to prevent oxidative corrosion of the metallized wiring layer 5 and to strengthen the connection between the metallized wiring layer 5 and the bonding wire 6 and the brazing between the metallized wiring layer 5 and the external lead terminal 7, It is preferable to deposit nickel, gold or the like on the surface to a thickness of 1 to 20 μm by plating.
[0029]
On the other hand, the external lead terminal 7 brazed to the metallized wiring layer 5 serves to connect the semiconductor element 3 accommodated in the container 4 to the external electric circuit, and connects the external lead terminal 7 to the external electric circuit. Thus, the semiconductor element 3 housed inside is electrically connected to an external electric circuit through the bonding wire 6, the metallized wiring layer 5 and the external lead terminal 7.
[0030]
The external lead terminal 7 is made of a metal material such as an iron-nickel-cobalt alloy or an iron-nickel alloy, and the ingot (lumb) is predetermined by applying a conventionally known metal processing method such as a rolling method or a punching method. The shape is formed.
[0031]
If the external lead terminal 7 is coated with a metal having good conductivity and corrosion resistance such as nickel and gold on the surface to a thickness of 1 to 20 μm by a plating method, the external lead terminal 7 is oxidized and corroded. Can be effectively prevented, and electrical connection between the external lead terminal 7 and the external electric circuit can be improved. Accordingly, it is preferable that nickel, gold, or the like is deposited on the surface of the external lead terminal 7 to a thickness of 1 to 20 μm by plating.
[0032]
Further, the insulating base 1 to which the external lead terminals 7 are attached is joined to the upper surface or the lower surface of the insulating base 1 via the sealing material 8, thereby allowing the insulating base 1 and the lid 2 to be contained inside the container 4. The semiconductor element 3 is accommodated in an airtight manner.
[0033]
The lid 2 has a function of closing the recess 1a provided in the insulating base 1, and is made of an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a silicon nitride sintered body, a silicon carbide sintered body, or a mullite sintered body. It is made of an electrically insulating material such as a body, or a metal material such as an iron-nickel-cobalt alloy or iron-nickel alloy. When the lid 2 is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, the raw material powder such as aluminum oxide, silicon nitride, magnesium oxide, and calcium oxide is filled in a predetermined press mold and pressed at a constant pressure. Thereafter, the molded article is manufactured by firing at a temperature of about 1500 ° C. Moreover, when it consists of an iron-nickel-cobalt alloy, it forms in a predetermined shape by giving conventionally well-known metal processing methods, such as a rolling method and a punching method, to the ingot (lump).
[0034]
The sealing material 8 for joining the insulating substrate 1 and the lid 2 is 20 to 40% by weight of silver oxide, 5 to 20% by weight of silver iodide, 20 to 30% by weight of phosphorus pentoxide, and 5 of boron oxide. It consists of a glass component consisting of ˜15% by weight and zinc oxide of 1-6% by weight, with a solid solution of zirconium phosphate, zirconium oxide and niobium oxide added as filler as 10-30% by weight.
[0035]
Since the thermal expansion coefficient of the sealing material 8 can be approximated to the thermal expansion coefficients of the insulating base 1 and the lid 2, the sealing material 8, the insulating base 1, and the lid 2 are firmly joined to each other to form the container 4. Thus, the semiconductor element 3 accommodated in the container 4 can be operated normally and stably over a long period of time.
[0036]
Further, since the softening and melting temperature of the sealing material 8 is 350 ° C. or less and the sealing material made of glass is a low temperature, the insulating base 1 and the lid 2 are joined via the sealing material 8 to provide insulation. When the semiconductor element 3 is hermetically accommodated in the container 4 including the base body 1 and the lid body 2, the characteristics of the semiconductor element 3 are maintained even if heat for melting the sealing material acts on the semiconductor element 3 accommodated therein. As a result, the semiconductor element 3 can be operated normally and stably over a long period of time.
[0037]
Further, since the softening and melting temperature of the sealing material 8 is set to 260 ° C. or higher, the sealing material is softened and melted by heat when mounting the electronic component on the external electric circuit board, and the reliability of the hermetic sealing of the container 4 is achieved. There is no significant decline in performance.
[0038]
Furthermore, since the sealing material 8 does not contain lead oxide, there is no load on the global environment.
[0039]
In addition, the glass component of the sealing material 8 has a tendency that when the amount of silver oxide is less than 20% by weight, the softening and melting temperature of the glass becomes high, and hermetic sealing of the container 4 at a low temperature tends to be difficult. On the other hand, if it exceeds 40% by weight, the softening and melting temperature of the glass is lowered, and the sealing material is softened and melted by heat when the electronic component is mounted on the external electric circuit board, so that the reliability of the hermetic sealing of the container 4 is improved. Tend to drop significantly. Therefore, the amount of silver oxide is preferably in the range of 20-40% by weight.
[0040]
Further, if the amount of silver iodide is less than 5% by weight, the softening and melting temperature of the glass tends to be high, and the hermetic sealing of the container 4 at a low temperature tends to be difficult. The chemical resistance of the glass tends to decrease, and the reliability of hermetic sealing of the container 4 tends to decrease greatly. Therefore, the amount of silver iodide is preferably in the range of 5 to 20% by weight.
[0041]
If the amount of phosphorus pentoxide is less than 20% by weight, the softening and melting temperature of the glass tends to be high, and it tends to be difficult to hermetically seal the container 4 at a low temperature. There exists a tendency for chemical-resistance to fall and the reliability of the airtight sealing of the container 4 to fall large. Accordingly, the amount of phosphorus pentoxide is preferably in the range of 20 to 30% by weight.
[0042]
If the boron oxide is less than 5% by weight, crystallization of the glass proceeds and the viscosity of the glass increases, and it tends to be difficult to lower the porosity of the sealing material 8, and on the other hand, it exceeds 15% by weight. And the chemical resistance of the glass tends to be lowered, and the reliability of hermetic sealing of the container 4 tends to be greatly lowered. Accordingly, the amount of boron oxide is preferably in the range of 5 to 15% by weight.
[0043]
If the zinc oxide content is less than 1% by weight, the chemical resistance of the glass tends to be lowered, and the reliability of hermetic sealing of the container 4 tends to be greatly reduced. On the other hand, if the zinc oxide content exceeds 6% by weight, the glass is crystallized. However, the viscosity of the glass increases, and it tends to be difficult to lower the porosity of the sealing material 8. Therefore, the amount of zinc oxide is preferably in the range of 1 to 6% by weight.
[0044]
Further, a filler of a solid solution of zirconium phosphate, zirconium oxide, and niobium oxide adjusts the thermal expansion coefficient of the sealing material 8, firmly bonds the sealing material 8 to the insulating base 1 and the lid 2, and the container 4 The airtight reliability of the sealing material 8 is greatly improved and the mechanical strength of the sealing material 8 is improved. The mechanical strength of the sealing material 8 having a filler content of less than 10% by weight is lowered, and the thermal expansion coefficient of the sealing material 8 is greatly different from the thermal expansion coefficients of the insulating substrate 1 and the lid 2. Thus, the sealing material 8 tends to be unable to be firmly bonded to the insulating base 1 and the lid 2. On the other hand, if it exceeds 30% by weight, the fluidity of the sealing material 8 is lowered, and airtight sealing at a low temperature tends to be difficult. Accordingly, the filler content is preferably in the range of 10 to 30% by weight.
[0045]
In the present invention, it is important that the porosity of the sealing material 8 is less than 1%. Here, the porosity is the ratio of the area of the pores 9 to the cross-sectional area when a cross section of the sealing material 8 is observed.
[0046]
When the porosity of the sealing material 8 is 1% or more, the gas in the pores 9 expands and becomes large inside the sealing material 8 when the insulating base 1 and the lid 2 are vacuum-sealed. The pores 9 are joined together to form larger pores, which reduces the reliability of hermetic sealing of the container 4 composed of the insulating base 1 and the lid 2. It becomes impossible to operate normally and stably. Further, the gas in the pores 9 enters the inside of the container 4 at the time of vacuum sealing, lowering the degree of vacuum inside the container 4, and adversely affecting the semiconductor element 3 by oxidative corrosion of the surface electrode. The semiconductor element 3 cannot be stably operated over a long period of time. Therefore, the porosity of the sealing material 8 is preferably less than 1%.
[0047]
In the bonding and sealing between the insulating base 1 and the lid 2, first, the sealing material 8 is first applied in advance to the bonding area between the insulating base 1 and the lid 2 by using a conventionally known screen printing method or the like. Next, the vacuum defoaming treatment of the sealing material 8 is performed at a temperature higher than the bonding sealing condition between the insulating base 1 and the lid 2 and the degree of vacuum so that the porosity in the sealing material 8 is less than 1%. . Next, the semiconductor element 3 is bonded and fixed to the recess 1a inside the insulating substrate 1 with an adhesive. Thereafter, the insulating substrate 1 and the lid 2 are bonded and bonded together and vacuum-sealed at the softening and melting temperature of the sealing material 8, so that the insulating substrate 1 and the lid 2 are hermetically bonded and sealed. The porosity in the material 8 can be less than 1%.
[0048]
The temperature of the vacuum defoaming treatment of the sealing material 8 is preferably 10 to 50 ° C. higher than the softening and melting temperature of the sealing material 8, and the degree of vacuum is higher than the vacuum sealing conditions of the insulating substrate 1 and the lid 2. If it is.
[0049]
When the temperature of the vacuum defoaming treatment is lower than a temperature 10 ° C. higher than the softening and melting temperature of the sealing material 8, the fluidity of the glass is lowered, and it takes time to defoam the sealing material 8 and the porosity. Tends to be difficult to be less than 1%. On the other hand, if the temperature exceeds 50 ° C. higher than the softening and melting temperature of the sealing material 8, the glass and filler in the sealing material 8 react and bond to increase the softening and melting temperature, and the container 4 is hermetically sealed. There is a tendency for the characteristics of the semiconductor element 3 to deteriorate due to the heat at the time of stopping. Therefore, the vacuum defoaming temperature is preferably 10 to 50 ° C. higher than the softening and melting temperature of the sealing material 8.
[0050]
Further, when the degree of vacuum in the vacuum defoaming process is not more than the vacuum sealing condition between the insulating substrate 1 and the lid 2, the porosity of the sealing material 8 is set to less than 1% by the vacuum defoaming process. Even so, the gas in the pores 9 tends to expand due to higher vacuum conditions at the time of vacuum sealing, so that the porosity becomes 1% or more. On the other hand, the degree of vacuum in the vacuum defoaming process may be higher than the vacuum sealing condition of the insulating substrate 1 and the lid 2, but a predetermined degree of vacuum is two orders of magnitude higher than the vacuum sealing condition. There is a tendency that it takes a long time to obtain the degree of vacuum. Therefore, the vacuum degree of the vacuum defoaming treatment is preferably a condition between a degree of vacuum higher than the vacuum sealing condition between the insulating base 1 and the lid 2 and a degree of vacuum two orders of magnitude higher. Specifically, if the degree of vacuum required for vacuum sealing between the insulating substrate 1 and the lid 2 is 1.3 × 10 −2 Pa, the vacuum defoaming treatment is performed from a degree of vacuum higher than 1.3 × 10 −2 Pa to 1.3 × 10-2 Pa. What is necessary is just to carry out in the range of the vacuum degree of * 10-4Pa or less.
[0051]
Thus, according to the above-described package for housing a semiconductor element, the semiconductor element 3 is bonded and fixed to the bottom surface of the recess 1a of the insulating base 1 via an adhesive made of glass, resin, brazing material, etc., and each electrode of the semiconductor element 3 is metallized. Electrically connected to the wiring layer 5 via the bonding wire 6, and then the lid 2 is joined to the upper surface of the insulating base 1 via the sealing material 8 so as to cover the recess 1a. A semiconductor device as a final product is completed by accommodating the semiconductor element 3 in a container 4 including the body 2 in an airtight manner.
[0052]
Next, FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the electronic component storage container according to the present invention, and FIG. In these drawings, an example is shown in which the electronic component is a piezoelectric vibrator such as a crystal vibrator, and the electronic component storage container is a piezoelectric vibrator storage container.
[0053]
In these drawings, reference numeral 11 denotes an insulating substrate, and 12 denotes a lid. The insulating base 11 and the lid 12 constitute a container 14 for housing the piezoelectric vibrator 13.
[0054]
The insulating base 11 is provided with a concave portion 11a having a step for forming a space for accommodating the piezoelectric vibrator 13 on the upper surface thereof. A piezoelectric vibrator 13 is bonded and fixed to the step portion of the recess 11a through an adhesive 15 made of resin.
[0055]
The resin adhesive 15 is made of, for example, a conductive epoxy resin, and the piezoelectric vibrator 13 is placed on the stepped portion of the concave portion 11a of the insulating base 11 via the adhesive 15, and then the adhesive 15 is thermoset. The piezoelectric vibrator 13 is bonded and fixed to the insulating substrate 11 by performing treatment and thermosetting.
[0056]
The insulating base 11 is manufactured by the same method as the insulating base 1 described above.
[0057]
A plurality of metallized wiring layers 16 are deposited on the insulating substrate 11 from the stepped portion of the recess 11a to the bottom surface. Each electrode of the piezoelectric vibrator 13 is electrically connected to a portion of the metallized wiring layer 16 located at the step portion of the recess 11a via an adhesive 15 made of conductive epoxy resin or the like. The wiring conductor of the external electric circuit is attached to the portion led out by soldering material such as solder.
[0058]
The metallized wiring layer 16 is formed by the same method using the same material as the metallized wiring layer 5 described above. Further, a metal having good conductivity, corrosion resistance and good wettability with the brazing material, such as nickel and gold, is deposited on the exposed surface of the metallized wiring layer 16 to a thickness of 1 to 20 μm by plating.
[0059]
In addition, a lid 12 is bonded to the upper surface of the insulating base 11 to which the piezoelectric vibrator 13 is bonded and fixed via a sealing material 17, so that the inside of the container 14 composed of the insulating base 11 and the lid 12 is provided. The piezoelectric vibrator 13 is accommodated in an airtight manner.
[0060]
The lid body 12 is manufactured by the same method as the lid body 2 described above.
[0061]
Even in this case, it is important to set the porosity of the sealing material 17 to less than 1%. As in the example shown in FIGS. 1 and 2, first, the sealing region 17 is sealed in the joining region of the insulating base 11 and the lid 12. The sealing material 17 is previously applied by adopting a conventionally known screen printing method or the like, and then the sealing material 17 is heated at a temperature higher than the bonding sealing condition between the insulating base 11 and the lid 12 and the degree of vacuum. A vacuum defoaming process is performed so that the porosity in the sealing material 17 is less than 1%, and then the piezoelectric vibrator 13 is bonded and fixed to the concave portion 11a having a stepped portion inside the insulating substrate 11 through an adhesive, and further insulated. The bonding surfaces of the base body 11 and the lid body 12 are bonded together and vacuum degassed at the softening and melting temperature of the sealing material 17, whereby the insulating base body 11 and the lid body 12 are hermetically bonded and sealed, and the sealing material 17 The porosity of the inside can be less than 1%.
[0062]
Note that the sealing material 17 is composed of a glass component and a filler, and has excellent moisture resistance, so that moisture contained in the atmosphere can enter the container 14 through the sealing material 17. As a result, the surface electrode of the piezoelectric vibrator 13 accommodated in the container 14 is hardly oxidized and corroded, and the piezoelectric vibrator 13 can be operated normally.
[0063]
Thus, according to the electronic component storage container of the present invention, one end of the piezoelectric vibrator 13 is bonded and fixed to the stepped portion provided in the recess 11a of the insulating base 11 via the adhesive 15 made of conductive epoxy resin or the like. Each electrode of the vibrator 13 is electrically connected to the metallized wiring layer 16, and then the lid 12 is joined to the upper surface of the insulating base 11 via the sealing material 17 so as to cover the recess 11a. The piezoelectric vibrator 13 as a final product is completed by airtightly housing the piezoelectric vibrator 13 in a container 14 including the lid body 12.
[0064]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described example, an electronic component storage container for storing a semiconductor element or a piezoelectric vibrator has been shown. Is also applicable.
[0065]
【The invention's effect】
According to the electronic component storage container of the present invention, 20 to 40% by weight of silver oxide, 5 to 20% by weight of silver iodide, and 20 of phosphorus pentoxide are used as a sealing material for bonding the insulating base and the lid. Addition of 10-30 wt% of solid solution of zirconium phosphate, zirconium oxide and niobium oxide as filler to glass component consisting of -30 wt%, boron oxide 5-15 wt% and zinc oxide 1-6 wt% The glass with a low glass softening point of 350 ° C or lower was used, so the insulating base and lid were joined together via a sealing material, and the electronic components were hermetically contained inside the container consisting of the insulating base and lid. In this case, even if the heat that melts the sealing material acts on the electronic components housed inside, the characteristics of the electronic components will not be deteriorated. As a result, the electronic components will operate normally and stably over a long period of time. It becomes possible to make it.
[0066]
Further, according to the electronic component storage container of the present invention, when the sealing material is vacuum degassed to lower the porosity, the crystallization of the glass does not proceed and the viscosity of the glass does not increase. Since the porosity can be easily reduced to less than 1%, even when the gas in the pores inside the sealing material expands when the container consisting of the insulating base and the lid is hermetically sealed in a vacuum, The pores do not combine to form large pores inside the sealing material, enabling more reliable hermetic sealing and allowing the electronic components inside the container to operate normally and stably over a long period of time. Is possible.
[0067]
Furthermore, since the porosity of the sealing material is reduced to less than 1%, even if the gas in the pores inside the sealing material enters the inside of the container, the Q value of the electronic component inside the container is lowered or the It is possible to suppress a reduction in the degree of vacuum inside the container, which has the adverse effect of oxidizing and corroding the surface electrode. As a result, the electronic components are hermetically sealed without incurring deterioration in their characteristics. It becomes possible to operate stably over a period of time.
[0068]
In addition, according to the electronic component storage container of the present invention, the thermal expansion coefficient of the sealing material can be approximated to the thermal expansion coefficient of the insulating base body and the lid body. Are tightly joined to improve the hermetic sealing of the container, and the electronic components accommodated in the container can be operated normally and stably over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of an electronic component storage container according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the electronic component storage container shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of an embodiment of an electronic component storage container according to the present invention.
4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the electronic component storage container shown in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
1, 11, ... Insulating substrate
2, 12, ... Lid
3, .... Semiconductor elements (electronic parts)
13, .... Piezoelectric vibrator (electronic parts)
4, 14, ... Container
8, 17, ... Sealing material
9, 18, ... pores

Claims

An electronic component storage container that joins an insulating base and a lid through a sealing material to airtightly store electronic components inside a container composed of the insulating base and the lid, wherein the sealing material is Glass component comprising 20 to 40% by weight of silver oxide, 5 to 20% by weight of silver iodide, 20 to 30% by weight of phosphorus pentoxide, 5 to 15% by weight of boron oxide, and 1 to 6% by weight of zinc oxide. And an electronic component storage container comprising 10 to 30% by weight of a solid solution of zirconium phosphate, zirconium oxide and niobium oxide as a filler.

2. The electronic component storage container according to claim 1, wherein the sealing material has a glass softening point of 260 ° C. or higher and a porosity of less than 1%.