JP4364676B2 - 電子部品用パッケ−ジの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器側の金属メッキ層とリッドとを溶融接合して、内部の電子部品を気密封止する電子部品用パッケ−ジの製造方法に関し、特に、検査用電極パッドを有する複数個の容器にリッドを形成する電子部品用パッケ−ジの製造方法に関する発明である。

近年、電子機器に搭載される圧電振動子や圧電発振器等の電子部品における小型化の要求が強く、それに伴い各種電子部品用パッケージが発明考案されている。

図５は、従来技術として圧電振動子に使用される電子部品用パッケージの一例を示す断面図である。その製造方法としては、一方の主面側に開口した凹部を形成し、所望の外形形状に形成された容器５１内部に圧電振動体５２を搭載する。次に、凹部の側壁頂部５４にはメタライズ層及びその上に金属メッキ層５３が形成され、金属メッキ層５３の上に容器の外形サイズに合わせて個片に加工されたリッド５５を被せる。

リッド５５と容器５１とを接合するために、まずリッド５５の一部を金属メッキ層５３にレーザで仮付けする。その後リッド５５の全辺縁部とその下にある金属メッキ層とをレーザ溶融し、リッドと金属メッキ層を完全に接合する。これにより容器内部を気密封止し電子部品用パッケージ５０を形成している。

前記のような電子部品用パッケージの構造、及び気密封止に係る工程については、以下のような文献が開示されている。

特開平０８−４６０７５号公報 特開２００２−３５９３１１公報

尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。

電子部品用パッケージの小型化が進み、長さ寸法が数ｍｍとなるにつれ、パッケージを作成する際の製造精度を向上させる必要があるが、現状の製造機器を使用した場合、個々の容器又はリッドのそれぞれの配置位置精度を、小型化に応じて高精度化させていくことは限界がある。又、容器やリッドを一つ一つ配置組み立てることは、工数が多くなり生産性が悪化する恐れがある。

更に、小型化が進んだ容器とリッドとの気密封止には、前記のように容器へのリッド配置に高い精度が必要とされ、リッドの配置位置合わせが十分でない場合は、気密漏れによる凹部内の電子素子の特性に悪影響を与えてしまい、電子部品としての歩留まりが悪くなる可能性がある。

本発明は前述した問題点を解決するために成されたものであり、一方の主面側に開口した凹状空間を形成した容器のこの凹部内に、圧電振動体や半導体などの電子素子を搭載し、凹部の側壁頂部を含む主面上には、開口部を囲うようにメタライズ層及びその上に金属メッキ層と、主面上の環状の金属メッキ層のうち一方の短辺の金属メッキ層の外側に電子素子と電気的に接続した少なくとも一つの検査用電極パッドとが形成し、金属メッキ層上にリッドを被せパッケージの外形を構成し、金属メッキ層と該リッドとをレーザにより溶融接合し該凹部内を気密封止する電子部品パッケ−ジの製造方法において、
容器長辺側の側壁頂部が隣り合い且つ検査用電極パッドが形成された一方の短辺側側壁頂部と他方の短辺側側壁頂部が隣り合うように形成した複数の該容器からなる容器シートを所定の位置に配置する工程と、
配置した該容器シートのうち、各列方向に並んだ各凹部の側壁頂部に設けた金属メッキ層の上に、容器シートの列方向の長さを長さ寸法とし、且つ一列分の容器列の金属メッキ層を含め凹部の開口部を覆うような幅寸法とする帯状の金属板を配置する工程と、
この金属板の上部より、金属板の下にある個々の凹部の側壁頂部に設けた金属メッキ層に相当する位置の金属板にレーザを照射し、個々の金属メッキ層と金属板とを溶融接合する工程と、
金属板を溶融接合した容器シートを、金属板を含め所定の個々の容器の外形サイズで切断し、切断した金属板を容器のリッドとした電子部品用パッケージを形成する工程とを具備することを特徴とする電子部品用パッケージの製造方法である。

あるいは、一方の主面側に開口した凹状空間を形成した容器のこの凹部内に、圧電振動体や半導体などの電子素子を搭載し、凹部の側壁頂部を含む主面上には、開口部を囲うようにメタライズ層及びその上に金属メッキ層と、この主面上の環状の該金属メッキ層のうち一方の短辺の金属メッキ層の外側に電子素子と電気的に接続した少なくとも一つの検査用電極パッドとが形成し、金属メッキ層上にリッドを被せパッケージの外形を構成し、金属メッキ層と該リッドとをレーザにより溶融接合し凹部内を気密封止する電子部品パッケ−ジの製造方法において、
容器長辺側の側壁頂部が隣り合い、且つ検査用電極パッドが形成された一方の短辺側側壁頂部同士と他方の短辺側側壁頂部同士とが互い違いに隣り合うように形成した複数の該容器からなる容器シートを所定の位置に配置する工程と、
配置した容器シートのうち、各列方向に並んだ各凹部の側壁頂部に設けた金属メッキ層の上に、容器シートの列方向の長さを長さ寸法とし、且つ隣り合った二列分の容器列の金属メッキ層を含め凹部の開口部を覆うような幅寸法とする帯状の金属板を配置する工程と、
この金属板の上部より、金属板の下にある個々の凹部の側壁頂部に設けた金属メッキ層に相当する位置の金属板にレーザを照射し、個々の金属メッキ層と金属板とを溶融接合する工程と、
金属板を溶融接合した容器シートを、金属板を含め所定の個々の容器の外形サイズで切断し、切断した金属板を容器のリッドとした電子部品用パッケージを形成する工程とを具備することを特徴とする電子部品用パッケージの製造方法である。

前記に記載の容器シートの材質として、絶縁材を使用したものであること、又、容器シートの主たる構成材がセラミックスで、該金属板の主たる構成材がコバ−ルで形成したことを特徴とする前記記載の電子部品パッケ−ジの製造方法でもある。

本発明の電子部品用パッケージの製造方法により、比較的形状の大きい容器シート及び帯状の金属板で配置位置合わせを行うので、各部品における配置精度を高くできる。又、複数個の容器で構成される容器シートに、容器シートの列単位で個々のリッドとなる金属板を配置し溶融接合するので、製造工数を非常に少なくできる。更に、前記のように容器シート及び金属板の配置精度が高くでき、溶融接合時の位置ズレによる気密漏れがなくなり凹部内の電子素子を確実に気密封止できるので、電子素子の特性に悪影響を生じることがなく信頼性や製造歩留まりの悪化を防止できる作用を成す。

因って、本発明により、特性の信頼性や製造時の歩留まりが良く且つ工数が少なく安価な電子部品パッケージを提供できる効果を奏する。

以下、本発明による電子部品パッケ−ジの製造方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に関わる電子部品パッケ−ジの製造方法における、容器シートに金属板を配置している一状態を示した部分平面図である。図２は図１に記載の点線円Ａ部分を拡大して示した部分拡大図である。図３は容器シートの金属板を溶融接合した後各個の電子部品パッケージに切断した状態を示す部分斜視図である。図４は、本発明に関わる電子部品パッケ−ジの製造方法における、容器シートに金属板を配置している他の状態を示した部分平面図である。尚各図にあって、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。特に各図の構成部品の厚さは本発明を理解し易くするためにデフォルメした形で現している。

即ち、絶縁材であって、熱膨張係数が小さい材質、例えばセラミックス材により形成された基板シートの一方の主面側に、開口した複数個の凹状空間（以下凹部１２という）を形成した容器シート１１が形成されている。この各々の凹部１２の内部には電子素子の一つである圧電振動体１３が搭載されており、各凹部１２の側壁頂部１４を含む主面上には、各凹部１２の開口部を囲うようにタングステンからなる１０〜３０μｍ程の厚さのメタライズ層１５（図示せず）、及びその上にニッケル及び金の金属メッキ層１６が形成され、この主面上の環状の該金属メッキ層１６のうち一方の短辺の金属メッキ層１６の外側に圧電振動体１３と電気的に接続した２つの検査用電極パッド１７とが形成されている。

この容器シート１１は、後の工程で所定の個々の容器のサイズに合わせて切断されるが、容器シート１１における容器としての配置位置は、容器の長辺側の側壁頂部が隣り合い且つ検査用電極パッド１７が形成された一方の短辺側側壁頂部と他方の短辺側側壁頂部が隣り合うような位置となるように、容器シート１１の主面上に凹部１１、メタライズ層１５、金属メッキ層１６及び検査用電極パッド１７を各々複数形成している。

このような容器シート１１を所定の位置に配置した後、容器シート１１の図１における各列方向に並んだ各々の凹部１２の側壁頂部に設けた金属メッキ層１６の上に、容器シート１１の列方向の長さを長さ寸法とし、且つ容器シート１１のうち一列分の金属メッキ層１６を含めた凹部１２の開口部を全て覆うような幅寸法とする帯状の金属板１８を配置する。図１は容器シート１１の所定の位置に、金属板１８を４枚配置した状態を示している。ここで、金属板１８は凹部１２の側壁頂部の一部に形成した検査用電極パッド１７の上には配置されないので、検査用電極パッドへのいつでも検査機器を接続でき、凹部１２内の電子素子の常時検査が可能である。

この金属板１８は、後に電子部品用パッケージのリッドとして用いることを前提としているので、金属板１８は、表面保護等を目的として必要により金属メッキ層（図示せず）が形成されている。更に、金属板１８に用いる材質としては、後述する気密封止時の加熱工程を考慮して、前記容器シート１１の熱膨張率、この場合はセラミック材の熱膨張率に近いものとしてコバ−ル材を主体とすることが適当である。

次に、容器シート１１の上に配置した複数枚の金属板１８の上部より、金属板１８の下にある個々の凹部の側壁頂部に設けた金属メッキ層に相当する位置の金属板にレーザを照射し、個々の金属メッキ層と金属板とを溶融接合する。この工程は真空の密閉装置内で行われ、まず金属板１８の下にある個々の凹部の側壁頂部に設けた金属メッキ層うち一部と金属板１８とをレーザを照射し溶融接合させ一旦仮止めを行う。その後、金属板１８の下にある個々の凹部の側壁頂部に設けた金属メッキ層の全てと金属板１８とをレーザを照射し溶融接合することで、レーザ照射時に金属板１８が位置ズレを起こすことを防止する。使用するレーザとしてはＹＡＧレーザを用いる。

次に金属板１８を溶融接合した容器シート１１を、金属板１８を含め所定の個々の容器の外形サイズでダイシングにより切断し、切断した金属板を容器のリッドとした電子部品用パッケージ３０を複数個同時に形成する。図３は、容器シートの一部における金属板１８を含め所定の個々の容器の外形サイズで切断した状態を図示している。

本発明に関わる電子部品パッケ−ジの製造方法における、容器シートに金属板を配置する他の形態として図４を示す。この容器シート４１では、後の工程で所定の個々の容器のサイズに合わせて切断される容器としての配置位置として、容器の長辺側となる側壁頂部が隣り合い、且つ検査用電極パッド１７が形成された一方の短辺側の側壁頂部同士と、他方の短辺側側壁頂部同士とが、互い違いに隣り合うように形成してある。

このような容器シート４１では、検査用電極パッドが形成されていない側壁頂部が隣り合った二列の容器の列が形成される。この二列の容器列の上に、容器シートの列方向の長さを長さ寸法とし、且つ隣り合った二列分の容器列の金属メッキ層を含め凹部の開口部を覆うような幅寸法とする帯状の金属板４２を配置する。その後金属板４２と容器シートの個々の金属メッキ層をレーザで溶融接合し、ダイシングで個々の電子部品パッケージに切断する。このような容器シート４１及び金属板４２を使用することにより、金属板４２を配置する工数及び金属板４２を容器シート側に仮止めする工数を更に削減することができる。

尚、実施例１及び実施例２における容器シート１１及び４１の材質の一実施形態として、セラミック材を用いて説明したが、絶縁体であれば他の材質でも問題はなく、例えば樹脂材で形成しても本発明の所期の効果が期待できることは説明するまでもない。

更に、容器シート１１又は４１と金属板１８又は４２の材質の熱膨張率は、レーザによる気密封止時に加えられる熱に対し、互いに影響を与えることを防ぐとともに、気密封止後に加熱された場合でも膨張率の違いによる封止部分での歪みの発生を抑えることから、同じか、その差が少ない組合せとすることがよい。

図１は、本発明に関わる電子部品パッケ−ジの製造方法における、容器シートに金属板を配置してある一状態を示した部分平面図である。 図２は図１に記載の点線円Ａ部分を拡大して示した部分拡大図である。 図３は容器シートに金属板を溶融接合した後、各個の電子部品パッケージに切断した状態を示す部分斜視図である。 図４は、本発明に関わる電子部品パッケ−ジの製造方法における、容器シートに金属板を配置している他の状態を示した部分平面図である。 図５は、従来技術における電子部品用パッケ−ジの一実施形態を示す構成図である。

符号の説明

１１，４１ 容器シート
１２， 凹部
１４， 側壁頂部
１６， 金属メッキ層
１７， 検査用電極パッド
１８，４２ 金属板
３０， 電子部品用パッケージ

Claims (4)

1. 一方の主面側に開口した凹部空間を形成した容器の該凹部内に圧電振動体や半導体などの電子素子を搭載し、該凹部の側壁頂部を含む主面上には、開口部を囲うようにメタライズ層及びその上に金属メッキ層と、該主面上の環状の該金属メッキ層のうち一方の短辺の該金属メッキ層の外側に該電子素子と電気的に接続した少なくとも一つの検査用電極パッドとが形成し、該金属メッキ層上にリッドを被せパッケージの外形を構成し、該金属メッキ層と該リッドとをレーザにより溶融接合し該凹部内を気密封止する電子部品パッケ−ジの製造方法において、
   該容器長辺側の側壁頂部が隣り合い且つ該検査用電極パッドが形成された一方の短辺側側壁頂部と他方の短辺側側壁頂部が隣り合うように形成した複数の該容器からなる容器シートを所定の位置に配置する工程と、
   配置した該容器シートのうち、各列方向に並んだ各凹部の側壁頂部に設けた該金属メッキ層の上に、該容器シートの列方向の長さを長さ寸法とし、且つ一列分の容器列の該金属メッキ層を含め該凹部の開口部を覆うような幅寸法とする帯状の金属板を配置する工程と、
   該金属板の上部より、該金属板の下にある個々の該凹部の側壁頂部に設けた該金属メッキ層に相当する位置の該金属板にレーザを照射し、個々の該金属メッキ層と該金属板とを溶融接合する工程と、
   該金属板を含む該容器シートを所定の個々の容器の外形サイズで切断し、切断した金属板を容器のリッドとした電子部品用パッケージを形成する工程と
   を具備することを特徴とする電子部品用パッケージの製造方法。
2. 一方の主面側に開口した凹部空間を形成した容器の該凹部内に圧電振動体や半導体などの電子素子を搭載し、該凹部の側壁頂部を含む主面上には、開口部を囲うようにメタライズ層及びその上に金属メッキ層と、該主面上の環状の該金属メッキ層のうち一方の短辺の該金属メッキ層の外側に該電子素子と電気的に接続した少なくとも一つの検査用電極パッドとが形成し、該金属メッキ層上にリッドを被せパッケージの外形を構成し、該金属メッキ層と該リッドとをレーザにより溶融接合し該凹部内を気密封止する電子部品パッケ−ジの製造方法において、
   該容器長辺側の側壁頂部が隣り合い且つ該検査用電極パッドが形成された一方の短辺側側壁頂部同士と他方の短辺側側壁頂部同士とが互い違いに隣り合うように形成した複数の該容器からなる容器シートを所定の位置に配置する工程と、
   配置した該容器シートのうち、各列方向に並んだ各凹部の側壁頂部に設けた該金属メッキ層の上に、該容器シートの列方向の長さを長さ寸法とし、且つ隣り合った二列分の容器列の該金属メッキ層を含め該凹部の開口部を覆うような幅寸法とする帯状の金属板を配置する工程と、
   該金属板の上部より、該金属板の下にある個々の該凹部の側壁頂部に設けた該金属メッキ層に相当する位置の該金属板にレーザを照射し、個々の該金属メッキ層と該金属板とを溶融接合する工程と、
   該金属板を含む該容器シートを所定の個々の容器の外形サイズで切断し、切断した金属板を容器のリッドとした電子部品用パッケージを形成する工程と
   を具備することを特徴とする電子部品用パッケージの製造方法。
3. 該容器シートの材質として、絶縁材を使用したものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子部品用パッケ−ジの製造方法。
4. 該容器シートの主たる構成材がセラミックスで、該金属板の主たる構成材がコバ−ルで形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子部品用パッケ−ジの製造方法。

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