JP4659653B2 - 電子部品収容パッケージおよび電子部品収容パッケージに用いられるシールリングの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、配線基板に実装された電子部品を気密に収容する電子部品収容パッケージ、および該電子部品収容パッケージに用いられるシールリングの製造方法に関するものである。

配線基板に実装した半導体素子や圧電振動素子等の電子部品を水分や塵埃等から保護して、該電子部品の性能低下や誤作動を防止するための一法として、電子部品を電子部品収容パッケージに収容してモジュール化する方法がある。

この方法で使用される電子部品収容パッケージとしては種々のものが知られているが、高周波回路を備えた電子部品を収容するための電子部品収容パッケージとしては、放熱性や電磁波シールド性等を考慮して、例えば特許文献１〜３に記載されているようにセラミック配線基板と、無機導電性材料からなるシールリングと、無機導電性材料からなる蓋体とを備えたタイプの電子部品収容パッケージが多用される。

このタイプの電子部品収容パッケージでは、セラミック配線基板上にシールリングが固着され、これら配線基板とシールリングとによって画定される電子部品収容空間内において電子部品がセラミック配線基板に実装される。上記の電子部品収容空間は上端が解放されたものであるので、電子部品を実装した後にシールリング上に蓋体を固着させて電子部品収容空間の上端を閉塞し、これにより電子部品収容空間を気密に封止する。シールリングと蓋体との固着は、気密性を高めるために両者を溶接、特にシーム溶接（封止溶接）することで行われる。溶接時の熱はシールリングにも伝わり、シールリングとセラミック配線基板との接合部には、溶接中および溶接後に熱応力が生じる。この熱応力によってセラミック配線基板が破損してしまうのを防止するために、セラミック配線基板上へのシールリングの固着は、通常、軟ろうを用いて行われる。

図１０は、電子部品収容パッケージのシールリングと蓋体とを固着させる際に適用されるシーム溶接の一例を示す概略図である。同図では電子部品収容パッケージ１６０のシールリング１５５と蓋体１５８とをシーム溶接加工機１９０によってシーム溶接している。電子部品収容パッケージ１６０では、所定の配線パターン１４３および封止用のメタライズ層１４５が形成されたセラミック配線基板１５０に、軟ろう１５２によりシールリング１５５が固着（ろう付け）されている。このシールリング１５５はメタライズ層１４５上に配置されており、該シールリング１５５とセラミック配線基板１５０とによって画定される電子部品収容空間ＲＳには、電子部品１７５がワイヤボンディングにより実装されている。電子部品１７５に形成されているボンディングパッド１７２とセラミック配線基板１５０において配線パターン１４３を構成しているボンディングパッドとがボンディングワイヤ１７７により接続されている。

シーム溶接加工機１９０は、回転可能に軸支されて互いに対向配置された２つのローラ電極１８１ａ、１８１ｂと、ローラ電極１８１ａに接続された信号線１８３ａと、ローラ電極１８１ｂに接続された信号線１８３ｂと、これらの信号線１８３ａ，１８３ｂに接続されて各ローラ電極１８１ａ、１８１ｂに供給する交流電流の強さを制御する電流制御器１８５とを備えている。

各ローラ電極１８１ａ、１８１ｂを蓋体１５８における上面側の稜に接触させることで蓋体１５８を加圧し、この状態でローラ電極１８１ａ、１８１ｂに電流制御器１８５から所定の強さの交流電流を供給すると、ローラ電極１８１ａ、１８１ｂと蓋体１５８との接触抵抗によって蓋体１５８が発熱し、軟化して、シールリング１５５に融着する。これらのローラ電極１８１ａ、１８１ｂは回転しながら図の奥行き方向に移動するので、上記の接触抵抗により軟化してシールリング１５５に融着した領域は、その後、密着状態を保ったまま固化する。すなわち、蓋体１５８がシールリング１５５にシーム溶接される。溶接温度は、各ローラ電極１８１ａ，１８１ｂに供給する交流電流の強さを電流制御器１８５により調節することで制御される。特許文献４に記載されているように、冷却器（図示せず。）を利用して溶接温度を制御することもできる。

上述のように、シーム溶接はローラ電極１８１ａ，１８１ｂと蓋体１５８との接触抵抗を利用して蓋体１５８をシールリング１５５に溶接するものであるので、シーム溶接時に発生した熱は蓋体１５８からシールリング１５５を介して軟ろう１５２にまで伝わる。そして、溶接時の温度が１０００℃程度にまで達することから、シーム溶接時には軟ろう１５２が再溶融（リフロー）を起こし、シールリング１５５の外側面および内側面を這い上がるという現象が不可避的に生じる。

図１１は、シーム溶接時にリフローした軟ろうがシールリングの外側面および内側面を這い上がる様子を示す概略図である。同図に示すように、シーム溶接時にリフローした軟ろう１５２はシールリング１５５の外側面および内側面を這い上がり、やがてはシールリング１５５の上面、すなわち溶接箇所にまで達する。軟ろう１５２が溶接箇所に侵入すると、シールリング１５５と蓋体１５８との接合部が脆くなって十分な気密化が図れなくなったり、ローラ電極１８１ａ，１８１ｂと蓋体１５８との接触抵抗が急激に大きくなってスパークが生じ、蓋体１５８が割れたりする等の不具合が生じる。また、リフローした軟ろう１５２がローラ電極１８１ａ，１８１ｂに付着すると、これらのローラ電極１８１ａ，１８１ｂから蓋体１５８に流れる電流値が変化してシーム溶接が不均一になるという不具合も生じる。なお、図１１に示す構成要素は全て図１０を参照して既に説明しているので、これらの構成要素には図１０で用いた参照符号と同じ参照符号を付してある。

このような不具合の発生を防止するために、例えば特許文献１に記載された発明の半導体装置用パッケージではシールリングの側面に溝を設け、この溝によってシーム溶接時の軟ろうの這い上がりを防止している。また、特許文献３に記載された発明の電子部品収容パッケージでは、表面に所定のめっき層が形成されたシールリングの側面にレーザ光を照射して、該シールリングの上部側面と下部側面との間にこれら上部側面および下部側面に設けられているめっき層とは異なる金属被膜層を筋状に設け、この金属被膜層によってシーム溶接時の軟ろうの這い上がりを防止している。

また、軟ろうがシールリングの側面を這い上がるという現象は、上述のシーム溶接時のみならず、シールリングを配線基板上に固着する際にも起こるので、特許文献２に記載された発明のろう材付きシールリングでは、その側面の１／６〜２／３の高さにまで予めろう材を被着されておくことで、配線基板（絶縁基体）上へのシールリングの固着時におけるろう材の這い上がりを防止している。

特開平７−３０００７号公報 特開２００３−１３３４４９号公報 特開２００５−２６８３３４号公報 特開２００３−２４５７８０号公報

近年では、電子機器での電子部品の実装密度の向上に伴って電子部品収容パッケージの小型化が進められており、これに伴ってシールリングの高さも低くなってきていることから、リフローした軟ろうがシールリングの側面を這い上がって該シールリングの上面に達するということも起こり易くなっている。

例えば、特許文献１に記載された半導体装置用パッケージの小型化を図ったときには、シールリングの側面に形成する溝の幅を狭くせざるを得なくなるので、当該溝によって軟ろうの這い上がりを防止することが困難になり、リフローした軟ろうがシールリングの上面に達し易くなる。また、特許文献２に記載されたろう材付きシールリングでは、その高さを低くしても該シールリングをセラミック配線基板上に固着する際のろうの這い上がりを防止することが可能であると思われるが、シーム溶接時のろうの這い上がりまでも防止することは困難である。

特許文献３に具体的に記載された電子部品収容パッケージでは、シールリングの外側面および内側面の各々に前述した金属被膜層が形成されているわけであるが、シールリングの内側面にはレーザ光を筋状に照射し難い。シールリングの外側面にのみレーザ光を筋状に照射して上記の金属被膜層を形成し、かつ電子部品収容パッケージを小型化すると、セラミック配線基板上へのシールリングの固着時とシールリング上への蓋体のシーム溶接時との二度に亘る軟ろう材の這い上がりによって該軟ろう材が金属被膜層を越えて、あるいはシールリングの内側面を這い上がって、シールリングの上面に達し易くなる。

この発明は上記に鑑みてなされたものであり、小型化したときでも電子部品を高い気密性の下に収容し易い電子部品収容パッケージ、および電子部品を高い気密性の下に収容することができる小型の電子部品収容パッケージを作製し易いシールリングの製造方法を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するこの発明の電子部品収容パッケージは、配線基板と、この配線基板上に軟ろうで固着されたシールリングと、このシールリング上に固着される蓋体とを備え、配線基板とシールリングとによって画定される電子部品収容空間内で配線基板に電子部品を実装した後に蓋体がシールリングに溶接される電子部品収容パッケージであって、シールリングは、枠体状に成形された導電性材料からなるリング本体と、このリング本体上に形成されて当該シールリングでの少なくとも上面および外側面上部をなす第１被膜と、リング本体上に形成されて当該シールリングでの少なくとも下面、外側面下部、および内側面下部をなす第２被膜とを有し、第２被膜での軟ろうのぬれ性は、第１被膜での軟ろうのぬれ性よりも高いことを特徴とするものである。

この発明の電子部品収容パッケージでは、該電子部品収容パッケージを構成するシールリングに上述の第１被膜および第２被膜が形成されているので、当該電子部品収容パッケージを小型化したときでも、配線基板へのシールリングの固着時およびシールリングと蓋体の溶接時それぞれにおける軟ろうの這い上がりを第１被膜によって防止することができる。また、シールリングは、第２被膜と軟ろうとの間で良好なろう付け性が確保されるので、高い気密性の下に配線基板に固着させることができる。これらの結果として、当該電子部品収容パッケージでは、小型化したときでも電子部品を高い気密性の下に収容することが容易になる。

以下、この発明の電子部品収容パッケージ、および該電子部品収容パッケージに用いられるシールリングの製造方法それぞれの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、この発明の電子部品収容パッケージの一例を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１に示したII−II線断面の概略図である。これらの図に示す電子部品収容パッケージ３０は、所定の配線パターン１が形成された配線基板１０と、配線基板１０上に軟ろう１２で固着されたシールリング２０と、シールリング２０に溶接される蓋体２５とを備えている。

上記の配線基板１０としては、例えば単層構造のセラミック配線基板や多層セラミック配線基板等が用いられる。多層セラミック配線基板は、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ；Low Temperature Co-fired Ceramic）配線基板と高温同時焼成セラミック（ＨＴＣＣ；High Temperature Co-fired Ceramic） 配線基板とに大別することができる。これら多層セラミック配線基板のうち、ＬＴＣＣ配線基板はＨＴＣＣ配線基板に比べて高周波特性に優れたものを得易く、かつ金（Au）系、銀（Ag）系、銀（Ag）／パラジウム（Pd）系、銀（Ag）／白金（Pt）系等の導電性ペーストを用いて微細な内部配線（内部伝送線路）パターンを高精度に形成可能であることから、高周波帯域に対応した電子部品のパッケージングに適した小型の電子部品収容パッケージを得るうえで好適である。

図１に示した配線基板１０は多層セラミック配線基板（以下、「多層セラミック配線基板１０」という。）であり、同図においては配線パターン１の一部のみ、すなわちワイヤボンディング用の複数のパッド１ａおよび外部回路（図示せず。）に接続される複数のパッド１ｂが現れている。図１には、内部配線（内部伝送線路）パターンは現れていない。この多層セラミック配線基板１０におけるシールリング２０の固着予定領域には、封止用のメタライズ層５が設けられている。

メタライズ層５は、多層セラミック配線基板１０とシールリング２０とのろう付け性を高めると共に気密性を高めるためのものであり、例えば金（Au）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Mo）、銅（Cu）、銀（Ag）等の金属により形成される。メタライズ層５の膜厚は例えば１〜２μｍ程度であり、その線幅は例えば１〜２ｍｍ程度である。シールリング２０は、軟ろう１２によりメタライズ層５上にろう付けされる。

軟ろう１２は、シールリング２０を高い気密性の下に多層セラミック配線基板１０に固着させると共に、シールリング２０と蓋体２５との溶接時および溶接後にシールリング２０と多層セラミック配線基板１０との接合部に生じる熱応力によって多層セラミック配線基板１０が破損してしまうのを防止する。この軟ろう１２は融点が４５０℃以下と低融点のはんだであるが、中でも錫・鉛共晶はんだ（融点１８３℃程度）や錫・銀・銅系の鉛フリーはんだ（融点２１９℃程度）等、低融点のものを用いることが好ましい。

軟ろう１２によってシールリング２０を多層セラミック配線基板１０に固着させると、後述のようにシールリング２０の外側面下部および内側面下部での軟ろう１２のぬれ性が高いことから、当該軟ろう１２は、シールリング２０の下部からメタライズ層５の上面にかけてフィレット面を形成する。メタライズ層５とシールリング２０との間での軟ろう１２の厚みは、例えば１０〜２０μｍ程度とされる。

シールリング２０は、枠体状に成形された無機導電性材料からなるリング本体１５（図２参照）と、リング本体１５上に形成されてシールリング２０での少なくとも上面および外側面上部をなす第１被膜１６と、リング本体１５上に形成されてシールリング２０での少なくとも下面、外側面下部、および内側面下部をなす第２被膜１７とを有している。図示の例では、リング本体１５が矩形枠状を呈し、第２被膜１７はシールリング２０の内側面上部もなしている。

リング本体１５の材料である無機導電性材料としては、例えば鉄・ニッケル・コバルト合金（例えば、ウェスティング・ハウス社製の「コバール」（商標名））やステンレス鋼等が用いられる。第１被膜１６および第２被膜１７は、電子部品収容パッケージ３０における最大の特徴部分であるので、後に図３を参照して詳述する。

シールリング２０を軟ろう材１２によって多層セラミック配線基板１０に固着すると、多層セラミック配線基板１０とシールリング２０とによって、上端が解放された電子部品収容空間ＲＳが画定される。図１および図２に二点鎖線で示すように、電子部品３５は、電子部品収容空間ＲＳ内において多層セラミック配線基板１０に実装される。図示の例では、電子部品３５に形成されているパッド３２の各々をボンディングワイヤ３８により所定のパッド１ａに接続することで、電子部品３５が多層セラミック配線基板１０に実装されている。

上記の電子部品収容空間ＲＳに求められる大きさは、実装しようとする電子部品３５の大きさによって変化する。したがって、シールリング２０の大きさは、実装しようとする電子部品３５の大きさに応じて適宜選定される。電子部品３５が小型のものである場合、シールリング２０の高さおよび幅（平面視したときの各辺の線幅）は、それぞれ、例えば数ｍｍ程度とされる。多層セラミック配線基板１０としてＬＴＣＣ配線基板を用いる場合、シールリング２０の高さが２ｍｍを超えると、シールリング２０に蓋体２５を溶接する際または溶接した後に該シールリング２０とＬＴＣＣ配線基板との接合部周辺でＬＴＣＣ配線基板に割れが生じ易くなるので、シールリング２０の高さは２ｍｍ以下とすることが好ましい。

蓋体２５は、電子部品３５を実装した後に初めてシールリング２０に溶接されるものであり、該蓋体２５は、シールリング２０に容易に溶接することが可能な無機導電性材料、例えばシールリング２０のリング本体１５に用いられているものと同じ無機導電性材料により形成された基板２５ａを有している。シールリング２０との溶接性を高めるうえからは、図示のように、基板２５ａのうちでシールリング２０に溶接される領域に膜厚が２μｍ程度以上の金膜２５ｂを形成しておくことが好ましい。この金膜２５ｂは、例えばめっきにより形成され、その膜厚の上限値は、経済性や生産性等を考慮して適宜選定される。

また、蓋体２５をシールリング２０にシーム溶接する際に該蓋体２５からシールリング２０に電流が流れ易くなるように、基板２５ａのうちでシールリング２０に溶接される領域での厚さを他の領域での厚さよりも薄くしておくことが好ましい。蓋体２５をシールリング２０に溶接することにより、前述した電子部品収容空間ＲＳの上端が閉塞され、電子部品３５が電子部品収容パッケージ３０に気密に封入される。

上述の構造を有する電子部品収容パッケージ３０の最大の特徴は、シールリング２０に第１被膜１６と第２被膜１７とが所定の配置の下に形成されている点にあるので、以下、図３を参照してシールリング２０の構造を詳述する。

図３は、図２に示した楕円III によって画定される領域を拡大して示す概略図である。同図に示すように、シールリング２０における第１被膜１６は、リング本体１５の全面に形成されて、シールリング２０での上面および外側面上部をなしている。また、第２被膜１７は、第１被膜１６を形成した後のリング本体１５における下面、外側面下部、および内側面に形成されている。したがって、第２被膜１７は、シールリング２０での下面、外側面下部、および内側面をなしている。

これら第１被膜１６および第２被膜１７の材質は、第２被膜１７での軟ろう１２のぬれ性が第１被膜１６での軟ろう１２のぬれ性よりも高くなるように選定されている。このとき、第２被膜１７の材質については、軟ろう１２によってシールリング２０を多層セラミック配線基板１０に気密に固着させる必要があるので、軟ろう１２との間で良好なろう付け性が得られるように選定される。

上記第１被膜１６の具体例としてはニッケル（Ni）膜等（以下、「ニッケル含有被膜」という。）が挙げられ、第２被膜１７の具体例としては、金（Au）膜等（以下、「金含有被膜」という。）が挙げられる。これらの被膜１６，１７は、例えばめっき法により形成される。軟ろうを用いたはんだめっきにより第２被膜１７を形成することも可能である。第１被膜１６としてニッケル含有被膜を用いる場合、その膜厚は例えば２〜６μｍ程度とすることができる。また、第２被膜１７として金膜を用いる場合、軟ろう１２への金の拡散量が増加し過ぎる（例えば質量比で４％程度以上になる）とろう付け強度が急激に低下するので、該金膜の膜厚は、ろう付け強度の低下を抑えるという観点から０．０１〜０．０５μｍ程度とすることが好ましい。

シールリング２０に第１被膜１６と第２被膜１７とを上述のように配置すると、第２被膜１７と軟ろう１２との間で良好なろう付け性が確保される結果として、シールリング２０を高い気密性の下に多層セラミック配線基板１０に固着させることができる。また、軟ろう１２の這い上がりが第１被膜１６によって遮断されるので、電子部品収容パッケージ３０（図１および図２参照）を小型化したときでも、多層セラミック配線基板１０へのシールリング２０の固着時やシールリング２０と蓋体２５との溶接時に、軟ろう１２がシールリング２０の上面にまで這い上がって溶接部に侵入してしまうのを容易に防止することができる。その結果として、蓋体２５を破損させることなく該蓋体２５とシールリング２０とを高い気密性の下に溶接することが容易になる。

図４は、軟ろうの這い上がりが第１被膜によって遮断される様子を示す概念図である。同図に示すように、多層セラミック配線基板１０へのシールリング２０の固着時やシールリング２０と蓋体２５との溶接時に溶融ないしリフローした軟ろう１２は、シールリング２０を構成している第２被膜１７の表面を這い上がり、やがて第２被膜１７と第１被膜１６との境界に達する。しかしながら、第１被膜１６での軟ろう１２のぬれ性が第２被膜１７でのぬれ性よりも低いことから、該軟ろう１２は第１被膜１６上に侵入せずに第２被膜１７上にとどまり、やがて重力により下方に移動する。すなわち、軟ろう１２の這い上がりが第１被膜１６によって遮断される。なお、図４中の白抜きの矢印は、溶融した軟ろう１２の移動方向を概念的に示している。同図においては、便宜上、軟ろう１２が分布している領域にスマッジングを付してある。

このように、電子部品パッケージ３０を構成するシールリング２０では、軟ろう１２の這い上がりが第１被膜１６により遮断されるので、当該電子部品収容パッケージ３０では、小型化したときでもシールリング２０を高い気密性の下に多層セラミック配線基板１０に固着させることが容易であると共に、蓋体２５を破損させることなく該蓋体２５とシールリング２０とを高い気密性の下に溶接することも容易である。したがって、この電子部品収容パッケージ３０を用いれば、所望の電子部品を高い気密性の下に収容して、信頼性の高い電子部品モジュールを得易くなる。

このような技術的効果を奏する電子部品収容パッケージ３０は、特にマイクロ波集積回路（ＭＩＣ；Microwave Integrated Circuit）やモノリシック・マイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ；Monolithic MIC）等の高周波集積回路を備えた高周波電子部品を気密に収容して高周波モジュールを得るための電子部品収容パッケージとして好適である。

図５は、この発明の電子部品収容パッケージを用いて構成された高周波モジュールの一例を概略的に示す部分切欠き斜視図である。同図に示す高周波モジュール５０は、上述した電子部品収容パッケージ３０（図１および図２参照）に高周波電子部品４５を気密に収容したものである。高周波電子部品４５は、シールリング２０と多層セラミック配線基板１０とによって画定される電子部品収容空間ＲＳにマウントされ、ワイヤボンディングにより多層セラミック配線基板１０に実装されている。高周波電子部品４５に形成されているボンディングパッド４２と、多層セラミック配線基板１０において配線パターン１を構成しているボンディングパッド１ａとが、ボンディングワイヤ４８により接続されている。なお、図５に示した構成要素のうちで図１に示した構成要素と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。

上記の高周波モジュール５０は、配線パターン１を構成しているパッド１ｂの各々を介して外部回路（図示せず。）に接続され、該外部回路と高周波電子部品４５との間で制御信号や高周波信号（ＲＦ信号）等の入出力を行って、高周波電子部品４５が有する所定の機能、例えば信号の増幅や減衰、あるいは発振等の機能を果たす。電子部品収容パッケージ３０に高周波電子部品４５を気密に収容し易いことから、高周波モジュール５０では、信頼性が長期に亘って高いものを得易い。このような高周波モジュール５０は、この発明の電子部品収容パッケージを用いる以外は常法により製造することができる。

図６は、上述した高周波モジュール５０の製造方法の一例を示す工程図である。図示の例では、工程Ｓ６１と工程Ｓ６２との２工程により多層セラミック配線基板を作製し、工程Ｓ７１〜Ｓ７３の３工程によりシールリングを作製した後に工程Ｓ８１で電子部品収容パッケージを組み立て、その後、工程９１と工程９２との２工程で高周波モジュールを得る。以下、図５で用いた参照符号を適宜引用して、各工程を説明する。

上記の工程Ｓ６１では、所定数のグリーンシートの各々に配線パターンを印刷法により形成し、これらのグリーンシートに打ち抜き加工を施してキャビティやスルーホール等を形成した後に積層し、圧縮成形してから焼結して、多層セラミック基板を得る。工程Ｓ６２では、上記の多層セラミック基板にめっき処理やメタライジング（メタライズ層５の形成）等の表面加工を施して、多層セラミック配線基板１０を得る。

工程Ｓ７１では、機械加工やプレス加工等によってリング本体１５（図２参照）を作製し、工程Ｓ７２では、めっき法によりリング本体１５上に第１被膜１６および第２被膜１７を形成する。工程Ｓ７３は、工程Ｓ７２において比較的厚肉の金含有被膜を第２被膜１７として形成した場合に、当該金含有被膜の膜厚を０．０５μｍ程度以下にする予備はんだ処理を行う。工程Ｓ７２において金含有被膜以外の被膜を第２被膜１７として形成した場合や、膜厚が０．０５μｍ程度以下の金含有被膜を形成した場合には、当該工程７３を省略することも可能である。工程７１および工程７２を行うことにより、または工程７１〜７３を行うことにより、シールリング２０が得られる。

工程Ｓ８１では、多層セラミック配線基板１０にシールリング２０を軟ろう１２により固着（ろう付け）して、これら多層セラミック配線基板１０およびシールリング２０により電子部品収容空間ＲＳを画定する。例えばペースト状の軟ろうを多層セラミック配線基板１０におけるメタライズ層５上に塗布し、その上にシールリング２を載せてから炉内で加熱して軟ろうを溶融させ、その後に冷却することでシールリング２０を多層セラミック配線基板１０に固着（ろう付け）する。これとは別に、電子部品収容パッケージ３０の蓋体２５を作製する。

工程Ｓ９１では、上記の電子部品収容空間ＲＳ内において高周波電子部品４５を多層セラミック配線基板１０に実装する。その後、工程Ｓ９２でシールリング２０に蓋体２５をシーム溶接することにより、高周波モジュール５０が得られる。

実施の形態２．
この発明の電子部品収容パッケージに用いられるシールリングは、例えば、下記の第１めっき工程および第２めっき工程を含むこの発明のシールリングの製造方法により容易に得ることができる。以下、図３に示したシールリング２０を製造する場合を例にとり、同図で用いた参照符号を適宜引用して工程毎に詳述する。

（第１めっき工程）
第１めっき工程では、枠体状に成形された導電性材料からなるリング本体上に該リング本体の全面を覆う第１被膜をめっきにより形成する。この第１めっき工程で形成する第１被膜の一部がそのまま、シールリング２０における第１被膜１６（図３参照）になる。第１被膜１６の形成は、例えば、所望のめっき浴を用いた電解めっきまたは無電解めっきにより行うことができる。

（第２めっき工程）
第２めっき工程では、第１めっき工程で形成した第１被膜の上面および外側面上部はマスキング材で覆い、下面、外側面下部、および内側面下部は露出させた状態で該第１被膜にめっきを施して、軟ろうのぬれ性が第１被膜におけるよりも高い第２被膜を第１被膜の露出面上に形成する。第１被膜の内側面上部は、マスキング材で覆わずに露出させていてもよいし、マスキング材で覆ってもよい。この第２めっき工程で形成する第２被膜がそのまま、シールリング２０における第２被膜１７（図３参照）になる。すなわち、第２めっき工程まで行うことにより、シールリング２０が得られる。

上記のマスキング材としては、例えば粘着テープを用いることも可能であるが、シールリングは寸法が小さいので、粘着テープを用いてのマスキングでは作業効率を上げ難く、結果として製造コストを抑え難くなる。低コストの下にシールリングを製造するうえからは、所定形状の凹部を有するマスキング材を用いることが好ましい。

図７は、第２めっき工程で用いられるマスキング材の一例を概略的に示す斜視図である。同図に示すマスキング材１００は、第１めっき工程で全面に第１被膜１６（図３参照）が形成されたリング本体１５（図３参照；以下、「第１シールリング２０Ａ」という。）における高さ方向の一端部が嵌る形状および大きさを有する凹部１００ａを備えた板状を呈している。凹部１００ａの底面ＢＳの形状は、第１シールリング２０Ａを平面視したときに該第１シールリング２０Ａの外縁により画定される輪郭形状と同じである。したがって、第１シールリング２０Ａにおける高さ方向の一端部を凹部１００ａに嵌めることにより、マスキング材１００によって第１被膜１６の上面および外側面上部は覆い、下面、外側面下部、および内側面全体は露出させることができる。凹部１００ａの深さは、第１シールリング２０Ａの高さよりも浅い。

第１シールリング２０Ａにおける不所望の箇所に第２被膜１７（図３参照）が形成されるのを防止するうえから、凹部１００ａの内寸は、第１シールリング２０Ａを平面視したときの外寸と同じにするか、第１シールリング２０Ａを平面視したときの外寸よりも若干小さくすることが好ましい。このように凹部１００ａの内寸を選定することにより、凹部１００ａの底面および内壁を第１シールリング２０Ａに密着させることが可能になるので、第１シールリング２０Ａにおける不所望の箇所に第２被膜１７が形成されるのを防止することが可能になる。凹部１００ａの深さは、目的とするシールリング２０における外側面上部での第１被膜１６（図３参照）の幅（シールリング２０の高さ方向での幅）をどの程度にするかに応じて適宜選定される。なお、マスキング材１００は、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂のように、耐食性が高く、かつ弾性変形を起こす材料で作製することが好ましい。

第２被膜１７（図３参照）は、第１シールリング２０Ａにおける高さ方向の一端部を凹部１００ａに嵌めた状態で電解めっきや無電解めっきを行うことにより、第１シールリング２０Ａの露出面上に形成される。このようにして第２被膜１７まで形成することにより、第１被膜１６が上面および外側面上部をなし、第２被膜１７が下面、外側面下部、および内側面全体をなす第２シールリング、すなわち、目的とするシールリング２０が得られる。第２被膜１７として金めっき膜を形成する場合、実施の形態１で既に説明したように、当該金めっき膜の膜厚は０．０１〜０．０５μｍの範囲内とすることが好ましい。

上述のようにして第２被膜を形成すると、第１シールリング２０Ａにおける高さ方向の一端部をマスキング材１００の凹部１００ａに嵌めるという簡単な作業によりマスキング作業が完了するため、目的とするシールリング２０をその製造コストを抑えつつ容易に得ることができる。そして、このシールリング２０を用いれば、実施の形態１で既に説明したように、小型化したときでも電子部品を高い気密性の下に収容し易い電子部品収容パッケージを作製し易くなる。

以上、この発明の電子部品収容パッケージ、および該電子部品収容パッケージを構成するシールリングの製造方法について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、この発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、電子部品収容パッケージを構成する配線基板は、多層セラミック配線基板の他に、単層構造のセラミック配線基板であってもよいし、他の配線基板であってもよく、その層構造および当該配線基板での配線パターンの形態は適宜選定可能である。例えばインターポーザ基板として利用することができるように、下面にボールグリッドアレイが配置されたものであってもよい。

シールリングを構成するリング本体の形状は矩形枠状に限定されるものではなく、例えば環形枠状等、他の枠体形状であってもよい。また、第１被膜は、少なくともリング本体の上面および外側面上部に形成されていればよく、リング本体の全面に形成されていなくてもよい。必要に応じて、第１被膜とリング本体との間にアンダーコート層を介在させることができる。第２被膜は、シールリングにおける下面、外側面下部、および内側面全体をなすものでなければならいというものはなく、シールリングにおける下面、外側面下部、および内側面下部をなすものであってもよい。この場合、第１被膜がシールリングの内側面上部をなしていてもよいし、他の被膜が内側面上部をなしていてもよい。

図８は、第２被膜が下面、外側面下部、および内側面下部をなすシールリングの一例を概略的に示す断面図である。同図に示すシールリング１２０では、第１被膜１６が上面、外側面上部、および内側面上部をなし、第２被膜１１７が下面、外側面下部、および内側面下部をなしている。なお、図８に示した構成部材のうちの第２被膜１１７以外の構成部材については、図３で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。このようなシールリング１２０は、例えば次のようにして製造することができる。

図９は、上記のシールリング１２０を製造する際に用いられるマスキング材の一例を概略的に示す斜視図である。同図に示すマスキング材１３０は、図７に示したマスキング材１００における凹部１００ａに代えて凹部１３０ａを備えたものであり、この凹部１３０ａにおける底面ＢＳの形状は、第１シールリング２０Ａ（図７参照）を平面視したときの形状と同じである。したがって、第１シールリング２０Ａにおける高さ方向の一端部を凹部１３０ａに嵌めることにより、マスキング材１３０によって第１被膜１６（図３参照）の上面、外側面上部、および内側面上部は覆い、下面、外側面下部、および内側面下部は露出させることができる。上述したシールリング１２０は、このようにして第１シールリング２０Ａにおける高さ方向の一端部をマスクキング材１３０で覆う以外は、先に説明したシールリング２０と同様にして製造することができる。

シールリングにおける外側面下部と外側面上部との境界、および内側面下部と内側面上部との境界それぞれの位置は、シールリングの高さの１／２に相当する位置でなけらばならないというものではなく、シールリングと配線基板とのろう付け性、および第１被膜による軟ろうの這い上がりの遮断性を考慮して、シールリングの固着に使用する軟ろうの種類や第１被膜および第２被膜それぞれの材質、あるいはシールリングの高さ等に応じて適宜選定可能である。上述した以外にも、この発明の電子部品収容パッケージおよび該電子部品収容パッケージに用いるシールリングの製造方法については、種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。

この発明の電子部品収容パッケージの一例を概略的に示す斜視図である。 図１に示したII−II線断面の概略図である。 図２に示した楕円III によって画定される領域を拡大して示す概略図である。 図１に示した電子部品収容パッケージにおいて軟ろうの這い上がりが第１被膜によって遮断される様子を示す概念図である。 この発明の電子部品収容パッケージを用いて構成された高周波モジュールの一例を概略的に示す部分切欠き斜視図である。 図５に示した高周波モジュールの製造方法の一例を示す工程図である。 この発明のシールリングの製造方法における第２めっき工程で用いられるマスキング材の一例を概略的に示す斜視図である。 この発明の電子部品収容パッケージを構成するシールリングのうち、第２被膜が下面、外側面下部、および内側面下部をなすシールリングの一例を概略的に示す断面図である。 図８に示したシールリングを製造する際に用いられるマスクキング材の一例を概略的に示す斜視図である。 電子部品収容パッケージのシールリングと蓋体とを固着させる際に適用されるシーム溶接の一例を示す概略図である。 図１１に示したシーム溶接時にリフローした軟ろうがシールリングの外側面および内側面を這い上がる様子を示す概略図である。

符号の説明

１０ 配線基板
１２ 軟ろう
１５ リング本体
１６ 第１被膜
１７，１１７ 第２被膜
２０，１２０ シールリング（第２シールリング）
２０Ａ 第１シールリング
２５ 蓋体
１００，１３０ マスキング材
１００ａ，１３０ａ 凹部
ＲＳ 電子部品収容空間
ＢＳ 凹部の底面

Claims (13)

1. 配線基板と、該配線基板上に軟ろうで固着されたシールリングと、該シールリング上に固着される蓋体とを備え、前記配線基板と前記シールリングとによって画定される電子部品収容空間内で前記配線基板に電子部品を実装した後に前記蓋体が前記シールリングに溶接される電子部品収容パッケージであって、
   前記シールリングは、枠体状に成形された導電性材料からなるリング本体と、該リング本体の全面を覆い、該シールリングの上面および外側面上部の表層をなす第１被膜と、前記第１被膜上に形成され、前記シールリングの下面、外側面下部、および内側面下部の表層をなす第２被膜とを有し、
   前記第２被膜での前記軟ろうのぬれ性は、前記第１被膜での前記軟ろうのぬれ性よりも高いことを特徴とする電子部品収容パッケージ。
2. 前記第１被膜は、前記リング本体の内側面上部の表層をなしていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品収容パッケージ。
3. 前記第２被膜は、前記リング本体の内側面上部の表層をなしていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品収容パッケージ。
4. 前記第１被膜はニッケル含有被膜であり、前記第２被膜は金含有被膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子部品収容パッケージ。
5. 前記第２被膜は、膜厚が０．０１〜０．０５μｍの範囲内にある金めっき膜であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子部品収容パッケージ。
6. 前記蓋体は、導電性材料からなる基板と、該基板のうちで前記シールリングに溶接される領域に形成された膜厚２μｍ以上の金膜とを有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の電子部品収容パッケージ。
7. 配線基板と、該配線基板上に軟ろうで固着されたシールリングと、該シールリング上に固着される蓋体とを備え、前記配線基板と前記シールリングとによって画定される電子部品収容空間内で前記配線基板に電子部品を実装した後に前記蓋体が前記シールリングに溶接される電子部品収容パッケージであって、
   前記シールリングは、枠体状に成形された導電性材料からなるリング本体と、該リング本体の上面および外側面上部を覆う第１被膜と、前記リング本体の下面、外側面下部、および内側面下部を覆う第２被膜とを有し、
   前記第２被膜での前記軟ろうのぬれ性は、前記第１被膜での前記軟ろうのぬれ性よりも高いことを特徴とする電子部品収容パッケージ。
8. 配線基板上に軟ろうで固着されて該配線基板と共に上端が解放された電子部品収容空間を確定し、該電子部品収容空間内で前記配線基板に電子部品が実装された後に前記電子部品収容空間を閉塞する蓋体が上面に溶接されるシールリングの製造方法であって、
   枠体状に成形された導電性材料からなるリング本体上に該リング本体の全面を覆う第１被膜をめっきにより形成する第１めっき工程と、
   前記第１被膜の上面および外側面上部はマスキング材で覆い、下面、外側面下部、および内側面下部は露出させた状態でめっきを施して、前記軟ろうのぬれ性が前記第１被膜におけるよりも高い第２被膜を前記第１被膜の露出面上に形成する第２めっき工程と、
   を含むことを特徴とするシールリングの製造方法。
9. 前記マスキング材は、前記第１被膜が形成されたリング本体における高さ方向の一端部が嵌る形状および大きさを有する凹部を備え、
   前記第２めっき工程でのめっきは、前記一端部を前記マスキング材の凹部に嵌めた状態で行われることを特徴とする請求項８に記載のシールリングの製造方法。
10. 前記凹部の底面の形状は、前記第１被膜が形成されたリング本体を平面視したときに該リング本体の外縁により画定される輪郭形状と同じであることを特徴とする請求項９に記載のシールリングの製造方法。
11. 前記凹部の底面の形状は、前記第１被膜が形成されたリング本体を平面視したときの形状と同じであることを特徴とする請求項９に記載のシールリングの製造方法。
12. 前記第１被膜としてニッケル含有被膜を形成し、前記第２被膜として金含有被膜を形成する請求項８〜１１のいずれか１つに記載のシールリングの製造方法。
13. 前記第２被膜として膜厚が０．０１〜０．０５μｍの範囲内にある金めっき膜を形成することを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１つに記載のシールリングの製造方法。

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