JP6305713B2

JP6305713B2 - 電子部品収納用パッケージの製造方法

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Publication number: JP6305713B2
Application number: JP2013196379A
Authority: JP
Inventors: 山本　哲也; 哲也山本
Original assignee: NGK Electronics Devices Inc
Current assignee: NGK Electronics Devices Inc
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2018-04-04
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: JP2015065188A

Description

本発明は、小型化されたセラミックパッケージのキャビティ部に半導体素子や、圧電振動片等の電子部品を搭載し、金属製蓋体を接合して電子部品を中空状態で気密に封止して収納するための電子部品収納用パッケージに関する。

近年、電子部品収納用パッケージは、電子部品を搭載させた装置、例えば、携帯電話や、パソコン等の小型化、高信頼性化等の要求に伴い、ますます小型化で気密信頼性の高いパッケージの対応が求められている。これに対応するために、電子部品収納用パッケージには、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミック基体からなるパッケージが用いられている。そして、電子部品収納用パッケージは、セラミック基体の上面外周囲に設けるタングステン（Ｗ）や、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属からなる環状のろう付け用メタライズ膜の表面にＮｉめっき被膜を形成した後、間にＡｇＣｕろう材を介して加熱してろう付け接合する環状の金属枠体を設けている。

金属枠体は、通常、下面にＡｇＣｕろう材が貼り付けられ（通称、クラッドされ）ており、このろう材面を、表面にＮｉめっき被膜が施された環状のろう付け用メタライズ膜の上面に当接させ加熱してろう付け接合されるようになっている。これによって、金属枠体は、下面がＮｉめっき被膜の施された環状ろう付け用メタライズ膜の上面に接合されると共に、環状ろう付け用メタライズ膜の上面と金属枠体の壁面との間にＡｇＣｕろうメニスカスを形成して接合強度を向上させている。そして、上記の電子部品収納用パッケージは、セラミック基体と、金属枠体の内周側壁面で形成されるキャビティ部に、電子部品が搭載された後、金属枠体の上面にシーム溶接で金属製の蓋体を接合させるパッケージとして用いている。このような電子部品収納用パッケージは、安価にすることが求められているので、従来から、個片体の電子部品収納用パッケージが縦横方向に隣接して配列するようにして母基板内に多数個を形成して作業の合理化を図っている。そして、母基板には、通常、焼成前の複数枚の大型のセラミックグリーンシートの積層体に多数個の個片体が縦横方向に配列する押圧溝を押圧刃で押圧して設け、焼成した後に個片体に分割できる分割溝とし、金属枠体をろう付け接合させた後、この分割溝で分割することでそれぞれが所定の大きさの安価な個片体の電子部品収納用パッケージになるようにしている。

しかしながら、従来の電子部品収納用パッケージは、電子部品を収納するためのキャビティ部の大きさを確保しながら蓋体をシーム溶接させてキャビティ部に電子部品を中空状態で気密に封止のに必要な金属枠体を接合させるための環状のろう付け用メタライズ膜のシールパス幅が狭くなっている。そして、これによって、電子部品収納用パッケージは、環状のろう付け用メタライズ膜と金属枠体を接合させるろう付け接合面積が狭くなり、ろう材溜まり量が少なくなっている。また、電子部品収納用パッケージは、ろう付け接合面積を増やすために、ろう付け用メタライズ膜の枠幅に金属枠体の枠幅を近似させると、金属枠体の外形となる部分にろう付け用メタライズ膜の引き下がり部分を設けることが難しくなって、充分なメニスカス形状を形成することが難しくなっている。従って、従来の電子部品収納用パッケージは、金属枠体のろう付け用メタライズ膜への接合強度が低くなって、蓋体を接合させたパッケージの気密信頼性の低下をきたしている。

そこで、従来の電子部品収納用パッケージには、セラミックパッケージの封止構造という発明の名称のもとに、セラミックパッケージのキャビティ部の外周囲にろう付け用メタライズパターンを形成し、このろう付け用メタライズパターンにろう材で接合された金属枠体に金属製の蓋体を溶着することで、セラミックパッケージのキャビティ部を蓋体で気密に封止するセラミックパッケージの封止構造において、ろう付け用メタライズパターンの形成領域を部分的に盛り上がらせる凸部を厚膜法で形成することで、ろう付け用メタライズパターンと金属枠体とを接合するろう材のろう材溜まりを拡大したセラミックパッケージの封止構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の電子部品収納用パッケージには、絶縁基体の表面に高融点金属粉末の金属ペーストを焼成することによって形成した枠状のメタライズ金属層に金属枠体をろう材を加熱溶融することによってろう付けし、金属枠体に金属製蓋体を溶接して成る容器内部に電子部品を気密に収納する電子部品収納用パッケージであって、枠状のメタライズ金属層が、第一メタライズ金属層と、第一メタライズ金属層上に積層された、第一メタライズ層および金属枠体よりも幅の狭い第二メタライズ金属層とから成り、第一メタライズ金属層の厚みが１０乃至２０μｍであり、第二メタライズ金属層の厚みが１０乃至５０μｍであるものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、上記特許文献１や、特許文献２で開示されるような電子部品収納用パッケージは、セラミック基体の金属枠体をろう付け接合させる側のメタライズ膜のメタライズ量が多い構造となると共に、メタライズの焼成収縮がセラミックの焼成収縮より大きいので、焼成前のメタライズと、セラミックの同時焼成によって焼成後のセラミック基体の第１、第２のろう付け用メタライズ膜側が凹状となる反りを発生させている。このような電子部品収納用パッケージは、例え、第１のろう付け用メタライズ膜の上面に、連続的、あるいは断続的な第２のろう付け用メタライズ膜を設けたとしても、金属枠体をろう付け接合させるセラミック基体の第１、第２のろう付け用メタライズ膜に凹状となる反りを発生させており、この第１、第２のろう付け用メタライズ膜に当接する金属枠体のろう材部分からろう材が順次濡れ広がって行くようになっている。そして、この電子部品収納用パッケージは、第１、第２のろう付け用メタライズ膜の凹状の反り形状に追随して金属枠体が接合されるので、金属枠体の上面側に凹状となる反りを発生させている。従って、このような電子部品収納用パッケージは、上面側が凹状の反りとなった金属枠体に平板状の金属製蓋体を溶着させたときの気密信頼性の低下を発生させることとなっている。

そこで、金属枠体の変形の抑制が可能であるとする従来の電子部品収納用パッケージには、上面に四角形状の凹部を有する絶縁基体と、凹部の内側から外面にかけて形成された配線導体と、絶縁基体の上面に被着されたメタライズ層と、メタライズ層にろう付けされた、蓋体が接合される金属枠体とを備え、メタライズ層は、凹部を囲んで絶縁基体の上面に被着された四角枠状の第１のメタライズ層と、第１のメタライズ層の辺部分のみにおいて第１のメタライズ層の上面に被着された、第１のメタライズ層よりも幅が狭い第２のメタライズ層とからなるものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

また、金属枠体を平坦に接合できるとする従来の電子部品収納用パッケージには、平面視が矩形の表面および裏面を有し、表面に開口するキャビティを有するセラミック製のパッケージ本体と、平面視が枠状の表面に形成された第１メタライズ層、および第１メタライズ層の表面に枠状に形成され且つパッケージ本体の内外方向に沿った幅が第１メタライズ層の幅より狭い第２メタライズ層と、を備えたセラミックパッケージであって、平面視で表面の各コーナー部における第２メタライズ層の内外方向に沿った幅は、平面視でコーナー部を除いた領域における第２メタライズ層の内外方向に沿った幅よりも狭いものが提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開平９−１３９４３９号公報特開平１０−２４２３１９号公報特開２０１０−１３５７１１号公報特開２０１３−１３８０７０号公報

しかしながら、前述したような従来の電子部品収納用パッケージには、次のような問題がある。

特許文献３で開示されるような電子部品収納用パッケージは、セラミック基体のコーナー部に第２のろう付け用メタライズ膜が設けられてなく、金属枠体をろう付け用メタライズ膜上に載置したときに、金属枠体に予め貼り付けて設けられているろう材が第２のろう付け用メタライズ膜で支持され、コーナー部の第１のろう付け用メタライズ膜にはろう材が当接しない形態となる場合がある。このような形態の電子部品収納用パッケージは、金属枠体に予め貼り付けて設けられているろう材が加熱されて溶融状態となった段階で、ろう材がコーナー部にできる空洞を第２のろう付け用メタライズ膜に当接している部分側からコーナー部の第１のろう付け用メタライズ膜の表面先端側に濡れ広がることで、コーナー部に空洞を残したり、コーナー部でのなだらかなろう材のメニスカス形状ができなくなっている。従って、この電子部品収納用パッケージでは、金属製の蓋体を溶着させるときに発生するコーナー部の応力集中をメニスカスで分散させることができないので、第１のろう付け用メタライズ膜のセラミック基体からの剥がれを発生させることがあり、キャビティ部の気密信頼性を低下させることとなっている。

特許文献４で開示されるような電子部品収納用パッケージは、セラミック基体のコーナー部に第２のろう付け用メタライズ膜を設けると共に、コーナー部に設ける第２のろう付け用メタライズ膜の幅を他の部分より小さくしているので、コーナー部において金属枠体に予め貼り付けて設けられているろう材が第２のろう付け用メタライズ膜に当接している部分側からコーナー部の第１のろう付け用メタライズ膜の表面先端側に濡れ広がることで、コーナー部になだらかなメニスカス形状を作成することができるようになっている。しかしながら、セラミック基体の第１、第２のろう付け用メタライズ膜側が凹状となる反りを発生させた電子部品収納用パッケージは、金属枠体をろう付け接合させるときに、セラミック基体の第１、第２のろう付け用メタライズ膜に当接するろう材部分からろう材が順次濡れ広がって行くようになっているので、第１、第２のろう付け用メタライズ膜の凹状の反り形状に追随して金属枠体が接合されるようになっており、金属枠体の上面側に凹状となる反りを発生させている。従って、このような電子部品収納用パッケージは、上面側が凹状の反りとなった金属枠体に平板状の金属製蓋体を溶着させたときのキャビティ部の気密信頼性の低下を発生させることとなっている。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、セラミック基体のコーナー部における金属枠体のろう付け用メタライズ膜へのろう付けメニスカス形状がなだらかで小型であっても金属枠体の接合強度が高く、ろう付け接合される金属枠体の上面が平坦で蓋体接合後の気密信頼性に優れる電子部品収納用パッケージを提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る電子部品収納用パッケージは、長方形状のセラミック基体の上面外周囲に高融点金属からなるろう付け用メタライズ膜と、ろう付け用メタライズ膜に予め金属枠体に貼り付けられたろう材を介して接合される金属枠体を有し、セラミック基体と、金属枠体の内周側壁面で形成されるキャビティ部に電子部品を搭載した後、金属枠体の上面に金属製蓋体を溶着させて電子部品を気密に封止する電子部品収納用パッケージにおいて、ろう付け用メタライズ膜が、セラミック基体の上面外周囲に金属枠体の枠幅より若干大きめの幅からなる環状で、略均一の厚みからなる第１のろう付け用メタライズ膜と、第１のろう付け用メタライズ膜の上面に第１のろう付け用メタライズ膜の幅より狭くて全周囲で連続する山なり、又は少なくとも第１のろう付け用メタライズ膜のコーナー部に設けて全周囲で断続する山なりからなる第２のろう付け用メタライズ膜と、を備え、第１のろう付け用メタライズ膜のコーナー部の屈曲部における第２のろう付け用メタライズ膜の厚みｈ_１と、第１のろう付け用メタライズ膜の短手方向中央部における第２のろう付け用メタライズ膜の厚みｈ_２と、第１のろう付け用メタライズ膜の長手方向中央部における第２のろう付け用メタライズ膜の厚みｈ_３とが、ｈ_１＜ｈ_２≦ｈ_３からなる。

上記の電子部品収納用パッケージは、ろう付け用メタライズ膜が、セラミック基体の上面外周囲に金属枠体の枠幅より若干大きめの幅からなる環状で、略均一の厚みからなる第１のろう付け用メタライズ膜と、第１のろう付け用メタライズ膜の上面に第１のろう付け用メタライズ膜の幅より狭くて全周囲で連続する山なり、又は少なくとも第１のろう付け用メタライズ膜のコーナー部に設けて全周囲で断続する山なりからなる第２のろう付け用メタライズ膜と、を備え、第１のろう付け用メタライズ膜のコーナー部の屈曲部における第２のろう付け用メタライズ膜の厚みｈ_１と、第１のろう付け用メタライズ膜の短手方向中央部における第２のろう付け用メタライズ膜の厚みｈ_２と、第１のろう付け用メタライズ膜の長手方向中央部における第２のろう付け用メタライズ膜の厚みｈ_３とが、ｈ_１＜ｈ_２≦ｈ_３からなるので、ろう付け用メタライズ膜上に載置される金属枠体の予め金属枠体に貼り付けられたろう材が金属枠体の４辺全てにおいて第２のろう付け用メタライズ膜に略当接するように載置でき、セラミック基体のコーナー部のろう付け用メタライズ膜の屈曲部上に金属枠体のコーナー部をなだらかなろう付けメニスカスを設けてろう付け接合でき、金属製の蓋体を溶着させるときのセラミック基体のコーナー部に集中する応力があってもメタライズ剥がれを防止できる小型で、金属枠体の接合強度を高くできる電子部品収納用パッケージを提供できる。また、上記の電子部品収納用パッケージは、第１のろう付け用メタライズ膜のコーナー部である屈曲部における第２のろう付け用メタライズ膜の突出厚みｈ_１と、第１のろう付け用メタライズ膜の短手方向中央部における第２のろう付け用メタライズ膜の突出厚みｈ_２と、第１のろう付け用メタライズ膜の長手方向中央部における第２のろう付け用メタライズ膜の突出厚みｈ_３が、ｈ_１＜ｈ_２≦ｈ_３からなることで、凹状の反りが発生したセラミック基体の第１、第２のろう付け用メタライズ膜の第２のろう付け用メタライズ膜の各辺の頂点部間で略平坦とすることができ、このろう付け用メタライズ膜上に金属枠体の上面を平坦にしてろう付け接合でき、平坦な上面の金属枠体に溶着させる金属製の蓋体を気密信頼性を高くして接合できる電子部品収納用パッケージを提供できる。

（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージに電子部品を収納する断面視した説明図、他の電子部品収納用パッケージに電子部品を収納する断面視した説明図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同電子部品収納用パッケージ、他の電子部品収納用パッケージのろう付け用メタライズの平面図、変形例のろう付け用メタライズ膜の平面図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同電子部品収納用パッケージのろう付け用メタライズ膜形成時の反り状態を説明する斜視図、これに金属枠体をろう付け接合する時の状態を説明する断面図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施するための形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る電子部品収納用パッケージ１０には、平面視して長方形状の１枚、又は複数枚からなるセラミック平板１１と、平面視して長方形窓枠形状の１枚、又は複数枚からなるセラミック枠板１２の積層体からなるセラミック基体１３を用いている。また、図１（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る他の電子部品収納用パッケージ１０ａは、平面視して長方形状の１枚、又は複数枚からなるセラミック平板１１からなるセラミック基体１３ａを用いている。これらのセラミック基体１３、１３ａは、特に、その材料を限定するものではないが、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の絶縁性や、電気的特性に優れ、気密信頼性の高いセラミックからなっている。

電子部品収納用パッケージ１０は、セラミック基体１３の上面外周囲であるセラミック枠板１２の上面に、導体金属からなる長方形窓枠形状のろう付け用メタライズ膜１４を有している。また、電子部品収納用パッケージ１０ａは、セラミック平板１１であるセラミック基体１３ａの上面外周囲に、導体金属からなる長方形窓枠形状のろう付け用メタライズ膜１４を有している。電子部品収納用パッケージ１０、１０ａのろう付け用メタライズ膜１４は、焼成前のセラミック基板であるセラミックグリーンシートに、セラミックグリーンシートと還元性雰囲気中で同時焼成が可能なタングステン（Ｗ）、又はモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属粉末からなるメタライズペーストを用いてスクリーン印刷でメタライズ印刷膜を形成した後、セラミックグリーンシートと同時焼成することで形成されるようになっている。

なお、電子部品収納用パッケージ１０、１０ａには、上記の部位に設けるろう付け用メタライズ膜１４以外に、上記と同じ高融点金属からなる、例えば、セラミック基体１３、１３ａの下面側に外部と電気的に導通状態とするための外部端子接続用パッド１５用、セラミック基体１３、１３ａの上面中央部に電子部品１６を搭載させて電気的に導通状態とするための電子部品接続用パッド１７用等のメタライズ膜が設けられている。更には、電子部品収納用パッケージ１０、１０ａには、図示しないが、同じ高融点金属からなる、パッド間を電気的に導通状態とするための導体回路配線用、外部に露出する金属部分にめっき被膜を電解めっき手法で形成するためのめっき被膜形成用導体配線等のメタライズ膜が設けられている。

上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、セラミック基体１３、１３ａの上面外周部に、セラミックと熱膨張係数が近似するＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、商品名「Ｋｏｖｅｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等の金属板からなる金属枠体１８がろう付け接合されるようになっている。この金属枠体１８には、予め、箔状のＡｇＣｕろう等のろう材１９（図３（Ｂ）参照）が貼り付けられて（クラッドされて）おり、打ち抜き加工等で窓枠状に形成したものを用いている。そして、金属枠体１８は、このろう材１９を介して表面にＮｉや、ＮｉＣｏ等からなるＮｉめっき被膜が形成されたろう付け用メタライズ膜１４に加熱してろう付け接合されている。金属枠体１８がろう付け接合された電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、外部に露出する金属部分にＮｉめっき被膜、及びその上面にＡｕめっき被膜を形成した後、セラミック基体１３、１３ａと、金属枠体１８の内周側壁面で形成されるキャビティ部２０に、半導体素子や、圧電振動片等の電子部品１６を搭載させるようになっている。更に、電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、キャビティ部２０に電子部品１６を搭載した後、金属枠体１８の上面にＫＶや、４２アロイ等からなる金属製蓋体２１をシーム溶接等で溶着させてキャビティ部２０内に電子部品１６を中空状態に気密に封止するようになっている。

次に、図２（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら、上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａのセラミック基体１３、１３ａに設けられるろう付け用メタライズ膜１４について説明する。
電子部品収納用パッケージ１０、１０ａのセラミック基体１３、１３ａは、ろう付け用メタライズ膜１４が、セラミック基体１３、１３ａの上面外周囲に金属枠体１８の枠幅より若干大きめの幅寸法からなる第１のろう付け用メタライズ膜１４ａを備えている。この第１のろう付け用メタライズ膜１４ａは、平面視する環状の金属枠体１８のろう付け接合面の全てを受け止めることができるような環状からなっている。また、この第１のろう付け用メタライズ膜１４ａは、全周が略均一な厚みからなっている。なお、第１のろう付け用メタライズ膜１４ａの内周側の位置は、特にその位置を限定するものではないが、金属枠体１８の内周側の位置と略同一の位置になるようにして、キャビティ部２０の大きさをできるだけ広くできるようにするのがよい。そして、第１のろう付け用メタライズ膜１４ａの外周側の位置は、金属枠体１８の外周側の位置より大きくなるようにして、ろう付け接合後の接合強度を確保するためのできるだけなだらかなメニスカス２２を形成できるようにするのがよい。

図２（Ａ）に示すように、上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａのセラミック基体１３、１３ａは、ろう付け用メタライズ膜１４が、第１のろう付け用メタライズ膜１４ａの上面に第１のろう付け用メタライズ膜１４ａの幅寸法より狭くて全周囲の方向で連続する山なり形状からなる第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂを備えている。あるいは、図２（Ｂ）に示すように、上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａのセラミック基体１３、１３ａは、ろう付け用メタライズ膜１４が、第１のろう付け用メタライズ膜１４ａの幅寸法より狭く、少なくとも第１のろう付け用メタライズ膜１４ａのコーナー部２３に設けて全周囲の方向で断続する山なり形状からなる第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂを備えている。

上記の第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂは、第１のろう付け用メタライズ膜１４ａ上の全周囲の方向で連続、あるいは断続する山なり形状の形態を限定するものではなく、例えば、直線状に連続、あるいは断続する山なり形状であってもよく、蛇行状に連続、あるいは断続する山なり形状であってもよい。また、直線状に断続する山なり形状においては、第１のろう付け用メタライズ膜１４ａ上の全周囲の方向の断続部分で直線位置をずらすようにして設けることもできる。更に、第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂは、全周囲の方向における幅寸法を限定するものではなく、全周囲の方向の何れの位置における幅寸法を部分的に変更させることもできる。なお、第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂは、スクリーン印刷によるメタライズ印刷膜厚が幅寸法を０．１０ｍｍとした場合で３０μｍ程度である。

次に、図３（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら、セラミック基体１３、１３ａの上面に設けるろう付け用メタライズ膜１４の第１、第２のろう付け用メタライズ膜１４ａ、１４ｂの厚みについて説明する。
上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａのセラミック基体１３、１３ａの上面に設けるろう付け用メタライズ膜１４の厚みは、第１のろう付け用メタライズ膜１４ａの厚みを全周で略均一な厚みとし、第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂの厚みを第１のろう付け用メタライズ膜１４ａのコーナー部２３である屈曲部における厚みｈ_１と、第１のろう付け用メタライズ膜１４ａの短手方向中央部における厚みｈ_２と、第１のろう付け用メタライズ膜１４ａの長手方向中央部における厚みｈ_３の間で差を持たせるようにしている。そして、電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、セラミック基体１３、１３ａのそれぞれの第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂの厚みの間に、ｈ_１＜ｈ_２≦ｈ_３の関係がとれるようにしている。

上記のようなセラミック基体１３、１３ａは、セラミック基体１３、１３ａとなるセラミックグリーンシートの上面側に設けるメタライズ印刷膜のメタライズ量と、下面側に設けるメタライズ印刷膜のメタライズ量の量比を軽減するするようにしているが、上面側に第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂ用のメタライズ印刷膜を設けることで、上面側のメタライズ量が増加している。また、メタライズ印刷膜の焼成収縮は、セラミックグリーンシートの焼成収縮より大きくなっている。

これによって、図３（Ａ）に示すように、セラミック基体１３、１３ａは、上面側にろう付け用メタライズ膜１４や、電子部品接続パッド１７等を設ける焼成後のセラミック基体１３、１３ａの上面側が凹状となる反りを発生させている。この凹状の反りは、第１のろう付け用メタライズ膜１４ａと、第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂからなるろう付け用メタライズ膜１４上にも凹状が発現することとなっている。

しかしながら、図３（Ｂ）に示すように、上記の電子部品収納用パッケージ１０、１０ａの上面が凹状となったセラミック基体１３、１３ａは、ろう付け用メタライズ膜１４の厚みのそれぞれの第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂの厚みのコーナー部２３の厚みｈ_１、短手方向中央部の厚みｈ_２、長手方向中央部の厚みｈ_３の間には、ｈ_１＜ｈ_２≦ｈ_３の関係がとれるようにしているので、ろう付け用メタライズ膜１４にろう付け接合させるために、ＡｇＣｕろう等のろう材１９が予めクラッドされている金属枠体１８のろう材１９面を第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂのｈ_１、ｈ_２、ｈ_３のそれぞれの頂部上に当接させて略水平にして載置させることができる。

そして、金属枠体１８は、表面にＮｉや、ＮｉＣｏ等からなるＮｉめっき被膜が形成されたろう付け用メタライズ膜１４上に略平行にして載置させた状態で加熱して溶融したろう材１９で、セラミック基体１３、１３ａの上面側の凹状に倣うことがないと共に、ろう付け用メタライズ膜１４の全周囲との間、特にコーナー部においてもＡｇＣｕろう等のろう材の空洞を設けることなく充分なろう材溜まりを設けてろう付け用メタライズ膜１４上に強固に接合できる。更には、金属枠体１８は、金属枠体１８の外周囲、特にコーナー部においてもなだらかなろう材のメニスカス２２を設けてろう付け用メタライズ膜１４上に強固にろう付け接合できるようになっている。従って、この電子部品収納用パッケージ１０、１０ａは、セラミック基体１３、１３ａが小型であっても金属枠体１８の接合強度が高く、ろう付け接合される金属枠体１８の上面が平坦で金属製蓋体２１接合後の気密信頼性に優れるパッケージを提供するすることができる。

上記の第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂのコーナー部２３の厚みｈ_１、短手方向中央部の厚みｈ_２、長手方向中央部の厚みｈ_３の形成は、様々なパターンからなるスクリーン印刷用のパターンマスクを作成し、それぞれの部位に合わせてパターンマスクを変化させながらスクリーン印刷の積み上げ印刷を行うことで形成することができる。

また、第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂの幅寸法が０．０６ｍｍ〜０．１５ｍｍの場合には、幅寸法が小さい部分に薄いメタライズ印刷膜、幅寸法が大きい部分に厚いメタライズ印刷膜が形成できるので、第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂのコーナー部２３の厚みｈ_１、短手方向中央部の厚みｈ_２、長手方向中央部の厚みｈ_３の形成には、コーナー部２３の幅寸法ｗ_１、短手方向中央部の幅寸法ｗ_２、長手方向中央部の幅寸法ｗ_３の間に、ｗ_１＝０．０６ｍｍ＜ｗ_２≦ｗ_３＝０．１５ｍｍの関係を持たせるスクリーン印刷用のパターンマスクを作成し、１度のスクリーン印刷で形成することもできる。なお、この第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂは、幅寸法が０．０６ｍｍを下まわる場合には、スクリーン印刷による安定したメタライズ印刷膜の形成が難しくなる。また、第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂは、幅寸法が０．１５ｍｍを超える場合には、スクリーン印刷によるメタライズ印刷膜厚が逆に薄くなる。

ここで、本発明者は、第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂの幅寸法に対する厚みの関係を調査するために、スクリーン印刷用のパターンマスクの幅寸法を変化させてメタライズ印刷膜を１度で印刷し、焼成した後のメタライズ膜の厚みを確認した。このスクリーン印刷では、スクリーン印刷用のパターンマスクに４００メッシュ網、乳剤厚み２０μｍを使用し、メタライズペーストにタングステンペーストを使用した。そして、それそれの幅寸法に対するメタライズ膜厚みは、表面粗さ計でメタライズ膜幅を横断させるようにして測定することで確認した。測定結果を表１に示す。

第２のろう付け用メタライズ膜１４ｂは、幅寸法が０．０６ｍｍから０．１５ｍｍまでの間で１５〜２５μｍ程度のメタライズ印刷膜厚の増加が発生することが確認できた。

本発明の電子部品収納用パッケージは、半導体素子や、水晶振動子や、圧電素子等の電子部品を実装させて、小型で、高信頼性が要求される、例えば、携帯電話や、ノートブック型のパソコン等の電子装置に組み込まれて用いることができる。

１０、１０ａ：電子部品収納用パッケージ、１１：セラミック平板、１２：セラミック枠板、１３、１３ａ：セラミック基体、１４：ろう付け用メタライズ膜、１４ａ：第１のろう付け用メタライズ膜、１４ｂ：第２のろう付け用メタライズ膜、１５：外部端子接続用パッド、１６：電子部品、１７：電子部品接続用パッド、１８：金属枠体、１９：ろう材、２０：キャビティ部、２１：金属製蓋体、２２：メニスカス、２３：コーナー部

Claims

長方形状のセラミック基体と、高融点金属からなり前記セラミック基体の上面外周囲に設けられるろう付け用メタライズ膜と、前記ろう付け用メタライズ膜にろう材を介して接合される金属枠体とを備え、前記セラミック基体と前記金属枠体の内周側壁面で形成されるキャビティ部に電子部品を搭載して、前記金属枠体の上面に金属製蓋体を溶着して前記電子部品を気密に封止する電子部品収納用パッケージの製造方法において、
未焼成の前記セラミック基体の上面外周囲に、環状をなし、かつ焼成後に前記金属枠体の枠幅より若干大きめの幅を有し、かつ略均一の厚みを有する第１のろう付け用メタライズ膜になる第１のメタライズペーストをスクリーン印刷法により塗布する工程と、
前記第１のメタライズペースト上に形成され、かつその幅が０.０６−０.１５ｍｍの範囲内であって前記第１のメタライズペーストの幅よりも狭く、かつ少なくとも前記第１のメタライズペーストのコーナー部及び短手部及び長手部にそれぞれ独立して設けられ、かつ前記第１のメタライズペーストの前記短手部及び前記長手部において断続し、かつ山なり状をなし、かつ焼成後に第２のろう付け用メタライズ膜となる第２のメタライズペーストをスクリーン印刷法により塗布する工程と、を備え、
前記第１のメタライズペーストの前記コーナー部の屈曲部における前記第２のメタライズペーストの厚みｈ_１´と、前記第１のメタライズペーストの短手方向中央部における前記第２のメタライズペーストの厚みｈ_２´と、前記第１のメタライズペーストの長手方向中央部における前記第２のメタライズペーストの厚みｈ_３´とが、ｈ_１´＜ｈ_２´≦ｈ_３´を満たしていることを特徴とする電子部品収納用パッケージの製造方法。