JPH08340184A - 電子部品収納用容器 - Google Patents

電子部品収納用容器

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JPH08340184A
JPH08340184A JP7169346A JP16934695A JPH08340184A JP H08340184 A JPH08340184 A JP H08340184A JP 7169346 A JP7169346 A JP 7169346A JP 16934695 A JP16934695 A JP 16934695A JP H08340184 A JPH08340184 A JP H08340184A
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JP
Japan
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glass
sealing material
lid
glass fiber
low
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Application number
JP7169346A
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English (en)
Inventor
Tatsuo Wada
辰雄 和田
Norio Yoshino
憲夫 吉野
Toshinori Ide
利則 井出
Hisao Wakabayashi
久雄 若林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHIMEO SEIMITSU KK
Miyota KK
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
SHIMEO SEIMITSU KK
Miyota KK
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16152Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap

Landscapes

  • Casings For Electric Apparatus (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基体と蓋体との接合強度をより強固なものに
すると共に、気密性を高めることにより、信頼性の高い
電子部品収納用容器を提供することにある。 【構成】 封止材がガラス繊維を含んだ低融点ガラスで
あり、低融点ガラスとの重量比が0.5乃至3.5wt
%で、ガラス繊維の軟化点は、前記低融点ガラスの融点
より高く、またガラス繊維の長さが100乃至300μ
mで、径が10乃至50μmであることを特徴とする。 【効果】 基体と蓋体との接合面の静摩擦力が増加し、
せん断接着強度が強くなるので落下衝撃に強く、しかも
低融点ガラスの融着時に介在する気泡を接合面外部に排
出させ易くする作用があるので気密性が良く、信頼性の
高い電子部品収納用容器が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子や水晶振動子
等の電子部品を気密に収容するための電子部品収納用容
器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体素子や水晶振動子はリード
タイプと表面実装の出来るリードレスタイプ(以下SM
Dタイプと呼ぶ)があるが、この内、SMDタイプの半
導体素子や水晶振動子を収容する容器は、アルミナ焼結
体やガラス質等の電気絶縁材料から成る基体と蓋体とよ
り形成されている。基体は電子部品を収容する凹部を有
しており、この凹部には電子部品を搭載すると同時に外
部回路とも電気的に接続が可能な形状で導電パターンが
配設されている。また、蓋体は電子部品を収容する凹部
を有すものと平板状のものがある。
【0003】図3は従来の電子部品収納用容器に水晶振
動片を搭載した場合の断面図を表す。1は電気絶縁材料
から成る基体、2は同じく電気絶縁材料から成る蓋体で
あり、30は基体1の接合面11と蓋体2の接合面12
を直接叉は保護膜5及び引き出し電極6を介して接合し
ている封止材である。さらに、容器内部の電子部品収納
用の空間10aと10bには励振電極13を形成した水
晶振動片8が導電性接着材9により引き出し電極6に接
続固定され、外部電極7に電気的に接続されている。
【0004】上記で、水晶振動片8を基体1に搭載する
方法は、まず、基体1に外部電極7に導通する引き出し
電極6をAgPdの燒結膜等で形成し、引き出し電極6
が基体1の接合面12に掛かる部分にはガラス等から成
る保護膜5を形成しておく。その後、水晶振動片8に蒸
着等で形成した励振電極13と基体1の引き出し電極6
とを導電性接着材9で電気的に接続固定する。
【0005】また、前述の封止材30の製造方法は、P
bO・B2O3系の低融点ガラス粉末に、そのガラス粉
末を接合面11、12に塗布し易い流動液状とする為の
ガラス粉末同士を結合する有機系の結合剤(以下バイン
ダーと呼ぶ)と溶媒を混合、混練して得られる。各材料
の量は使用する低融点ガラスの量との重量比で決まり、
その比率は、バインダーと溶媒を混合したバインダー溶
液と低融点ガラスが1対9.2、バインダーと溶媒が9
対1である。
【0006】さらに、水晶振動片8が接続固定された基
体1と蓋体2とを接合する方法を詳述する。上記の方法
で得られた低融点ガラスの封止材30を蓋体2の基体1
と対向する接合面12にスクリーン印刷方式叉はディス
ペンサ方式等により被着させ、蓋体2に被着した封止材
30を約360℃で仮焼成してバインダー及び溶媒を揮
発させる。その後、水晶振動片8が搭載された基体1の
接合面12に封止材30が被着した蓋体2の接合面11
を対向させ、治具により加圧結合し、その状態で連続式
焼成炉に投入し、約380℃の温度を掛けることにより
前記封止材30を溶融させて基体1と蓋体2を融着接合
することによりSMDタイプの水晶振動子を得る。
【0007】表1は上記の方法により得られた電子部品
収納用容器の全数N=100個のある1ロットに対して
4つの特性を測定した結果である。1つ目は抜取り数n
=10個に対して基体と蓋体との接合面にせん断応力を
加え、接合部が破壊した時の強度の測定値を、規定の接
合面積で徐した値(以下せん断接着強度と呼ぶ)を示
す。2つ目は前記と別の抜取り数n=10個に対して高
さ75cmからの木片への繰返し落下衝撃を連続10回
まで加えた場合の、基体と蓋体が剥がれて破壊した時の
落下回数に対する数を表す。3つ目は抜取り数n=20
個をHeガス加圧後、リークディテクタにより気密性試
験を行った時の不良数。さらに、前記3つの試験で抜取
った残り全数n=60個に対して、接合縁部外観のクラ
ック検査を実施した時のクラック歩留を表すものであ
る。
【0008】
【表1】
【0009】上記表1のロットを1例として、10ロッ
トの平均値を表すと、せん断接着強度は168kgf/
cm2であり、75cmの落下衝撃を加えた場合に10
回以内で破壊してしまうものは74%、また、気密性試
験の歩留は86%、さらに、クラック検査歩留は83%
であった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、75c
mの落下衝撃で基体と蓋体の接合面が剥がれてしまうだ
けでなく、気密性試験に於いても歩留が100%に達し
ないというのは電子部品として致命的な欠陥であり、さ
らに、クラック歩留が低い事も電子部品の使用環境に於
ける接合強度及び気密性に対する信頼性を著しく低下さ
せるものである。
【0011】上記の接合面の剥がれや気密性不良の原因
としては、封止後の基体と蓋体間の封止材内部に気泡が
介在したまま接合されてしまい、接合に寄与する実効接
合面積が少なくなり、せん断接着強度が弱くなるものが
あること。また、封止の際に封止材の内部の隣合って介
在していた気泡が連通し、さらに接合部の外部とも連通
して封止されてしまうことにより気密性不良が発生する
こと等が上げられる。
【0012】前述の気泡が発生する要因としては、ま
ず、基体と蓋体を加圧結合したまま低融点ガラスを加熱
溶融する際、低融点ガラス塗布時にそのガラス粒子と接
合面との界面に介在していた微細な気泡が融着時の加熱
により膨張したまま抜けきらずに接合部に残ってしまう
こと、また、仮焼成時に抜け切らなかった残留バインダ
ーにより発生するガスによる気泡が接合部に残留するこ
と等が上げられる。
【0013】また、前述の気泡が原因による剥がれとは
別に、基体と蓋体に対する低融点ガラスとのなじみ性
や、接合条件にも係わることではあるが、接合面との水
平方向の静摩擦力が十分でない為に、せん断接着強度が
弱くなり、したがって落下衝撃に対しての剥がれが発生
するものと思われる。
【0014】本発明の目的は、上記課題を解決しようと
するもので、従来の電子部品収納用容器に対し、基体と
蓋体とのせん断接着強度をより強固なものとし、落下衝
撃に強く、気密性に優れた信頼性の高い電子部品収納用
容器を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の要旨は、基体と蓋体とを封止材によって接合
して成る電子部品収納用容器において、前記封止材がガ
ラス繊維を含んだ低融点ガラスであることを特徴とする
ものである。
【0016】また、前記ガラス繊維と前記低融点ガラス
との重量比が0.5乃至3.5wt%であり、前記ガラ
ス繊維の軟化点は、前記低融点ガラスの融点より高いこ
とを特徴とするものである。
【0017】さらには、前記ガラス繊維の長さが100
乃至300μm、径が10乃至50μmであることを特
徴とするものである。
【0018】
【作用】すなわち、本発明に於ける電子部品収納用容器
は、封止材がガラス繊維を含んだ低融点ガラスであり、
前記ガラス繊維の軟化点が前記低融点ガラスの融点より
も高いものを使用し、その量を重量比で0.5乃至3.
5wt%としたことにより、基体と蓋体との接合後もガ
ラス繊維が融解せずに基体と蓋体間に適当量介在し、ま
た、ガラス繊維の長さが100乃至300μmで、径が
10乃至50μmの長形状とすることにより基体と蓋体
間に介在するガラス繊維の長さ方向の先端部が基体と蓋
体との接合面に対する静摩擦力を増加させ、さらに融着
時の封止材内部に介在する気泡を接合面外部に排出させ
易くするものである。
【0019】
【実施例】以下図面により本発明の実施例を詳述する。
図1は本発明の電子部品収納用容器の一実施例であり、
水晶振動片を搭載した場合の断面図を表す。また、図2
は図1の封止部の拡大図である。封止材3とガラス繊維
4以外の部材名及び水晶振動片の基体への接合固定方法
及び封止方法は従来と同様なので説明を省略する。
【0020】図1、図2に於いて、封止材3はガラス繊
維4を含んでいる。前記封止材3は従来使用していた融
点が約380℃のPbO・B2O3系の低融点ガラス
に、SiO2約55%、CaO約23%、Al2O3約
14%等を成分とする軟化点約850℃のガラス繊維4
を混合したものから成り、その量は低融点ガラスに対し
てガラス繊維4が重量比で0.5乃至3.5wt%であ
る。この封止材3の製造方法は従来と同様であるが、従
来は低融点ガラスの使用量を基準にバインダーと溶媒の
量を決定していたのに対し、本発明では低融点ガラスと
ガラス繊維4の使用総重量を基準にする点が異なる。
【0021】ガラス繊維4の量が0.5乃至3.5wt
%であると、封止材の粘性もあまり変化しないので、接
合面への塗布作業に支障なく、しかも、封止材の融点を
上げることなく従来の低融点ガラスと同様の条件で融着
作業が出来る。
【0022】上記においてガラス繊維4の量が0.5w
t%より少なくなると前述した接合面11,12と封止
材3との静摩擦力が減少すると共に、従来の低融点ガラ
スの比率が高くなるので、後述の理由により融着時の封
止材3の内部の気泡を封止材3の外部へ排出する効果が
弱くなり、またガラス繊維4の量が3.5wt%を超え
ると、塗布時の封止材3の粘性がしだいに上がり均質な
塗布が困難となって気密性不良の原因になるばかりでな
く、封止材3の軟化点が高くなるにつれて融点が上昇
し、電子部品を封止する際の電子部品自体が加熱されて
特性に悪影響を及ぼす結果となり、その後の電子部品と
しての信頼性を欠く原因にもなる。
【0023】前述のガラス繊維4の長さが100乃至3
00μmで、径が10乃至50μmであると、気泡を接
合面11、12の外部に排出させ易い理由としては、従
来の低融点ガラスだけでは融着時の封止材に含まれる気
泡は全体を低融点ガラスに覆われている為、気泡に対す
る外圧が均等で周囲に対して圧力差が生じないので気泡
が流動しにくく、そのため封止材内部に残留し易かっ
た。これに対し、本発明では気泡にガラス繊維4が絡ん
でいる状態を強制的に作り出す事により、前述の気泡に
対する外圧に圧力差を生じさせ、この圧力差によって気
泡を封止材3の外部に排出させ易くしているものであ
る。
【0024】さらに、前述のガラス繊維4の長さが10
0乃至300μmで、径が10乃至50μmであるとガ
ラス繊維4の長手方向の先端が接合面11、12と接触
しているので、封止材3と接合面11、12との静摩擦
力が強くなり、融着後のせん断接着強度を高める効果が
ある。ガラス繊維4の長さが100μmより小さくさな
ると、接合部の封止後の封止材部分の厚み約200μm
に対して、ガラス繊維4が封止材3内部に埋没してしま
い、基体1と蓋体2の接合面11、12に接触できなく
なるので、接合面11、12と封止材3との静摩擦力が
減少する。一方、ガラス繊維4の長さが300μmより
大きくなると、前述のディスペンサー方式やスクリーン
印刷方式によって蓋体2の基体1との接合面11に塗布
する際に、ノズル叉はメッシュの目詰まりの原因となる
ので望ましくない。
【0025】また、ガラス繊維4の径が10乃至50μ
mであることによっても接合面11、12と封止材3と
の静摩擦力を強くし、気泡を封止材外部に排出しようと
するものである。この理由として、径が10μmより小
さいと、長さ100乃至300μmに対してガラス繊維
4の強度が不足し、ガラス繊維4と低融点ガラスとの混
合、混練の際にガラス繊維4が折損してしまい、所望の
長さが得られなくなってしまい前述の効果を奏しなくな
る。径が50μmよりも大きくなると、例えばガラス繊
維4の長さが100μmであれば、形状が球状に近くな
ってくるため、気泡の間に介在していても、前述ように
気泡内部と外部の圧力差を出すことができず、気泡を封
止材外部に排出する作用が弱まってしまう。
【0026】表2は本発明を実施し、従来と同様の試験
を行った場合の特性を測定した結果を表す。前記表2の
ロットを一例として、10ロットの平均値を表すと、せ
ん断接着強度は202kgf/cm2であり、75cm
の落下衝撃を加えた場合に10回以内で破壊してしまう
ものは0%、また、気密性試験の歩留は100%、さら
に、クラック検査歩留は約98%であった。さらに、接
合封止後、封止部を縦に切断し、低融点ガラスの破断面
を観察したところ、封止材部分に残留している気密性や
接合強度に影響する大きさの気泡は皆無であった。
【0027】
【表2】
【0028】
【発明の効果】上記のごとく本発明による電子部品収納
用容器は、封止材がガラス繊維を含んだ低融点ガラスで
あり、前記ガラス繊維の軟化点が前記低融点ガラスの融
点よりも高いものを使用し、その量を重量比で0.5乃
至3.5wt%とし、さらにガラス繊維の長さを100
乃至300μm、径を10乃至50μmとしたことによ
り、基体と蓋体との接合面の静摩擦力が増加し、せん断
接着強度が強くなるので落下衝撃に強く、しかも低融点
ガラスの融着時に介在する気泡を接合面外部に排出させ
易くする作用があるので気密性が良く、信頼性の高い電
子部品収納用容器が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電子部品収納用容器の
断面図である。
【図2】図1の実施例の封止部の拡大断面図である。
【図3】従来の電子部品収納用容器の断面図である。
【符号の説明】
1 基体 2 蓋体 3,30 封止材 4 ガラス繊維 11,12 接合面
フロントページの続き (72)発明者 和田 辰雄 長野県北佐久郡御代田町大字御代田4107番 地5 シメオ精密株式会社内 (72)発明者 吉野 憲夫 長野県北佐久郡御代田町大字御代田4107番 地5 シメオ精密株式会社内 (72)発明者 井出 利則 長野県北佐久郡御代田町大字御代田4107番 地5 ミヨタ株式会社内 (72)発明者 若林 久雄 東京都新宿区西新宿2丁目1番1号 シチ ズン時計株式会社本社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基体と蓋体とを封止材によって接合する
    ことにより、内部に電子部品を気密に収容するように成
    した電子部品収納用容器において、前記封止材がガラス
    繊維を含んだ低融点ガラスであることを特徴とする電子
    部品収納用容器。
  2. 【請求項2】 前記ガラス繊維が前記低融点ガラスに対
    し重量比で0.5乃至3.5wt%であり、前記ガラス
    繊維の軟化点は、前記低融点ガラスの融点より高いこと
    を特徴とする請求項1に記載の電子部品収納用容器。
  3. 【請求項3】 前記ガラス繊維の長さが100乃至30
    0μm、径が10乃至50μmであることを特徴とする
    請求項1に記載の電子部品収納用容器。
JP7169346A 1995-06-13 1995-06-13 電子部品収納用容器 Pending JPH08340184A (ja)

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