JPH11126845A - 電子部品収納用容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】封止材を軟化溶融させる熱によって絶縁容器内
部に収容する電子部品に特性劣化が招来する。 【解決手段】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内部に
電子部品３を気密に収容する電子部品収納用容器であっ
て、前記封止材８が酸化銀４０乃至６０重量％、五酸化
燐２０乃至３０重量％、酸化亜鉛１乃至６重量％を含む
ガラス成分に、フィラーとしての酸化ジルコニウムと酸
化ニオブとの固溶体を１０乃至３０重量％添加したガラ
スから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【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容するための電子
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初めとする
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（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）
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、例えば、タ
ングステンやモリブデン等の高融点金属粉末から成る複
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、一般に酸化鉛５６乃至６６重量％、酸化ホウ
素４乃至１４重量％、酸化珪素１乃至６重量％、酸化ビ
スマス０．５乃至５重量％、酸化亜鉛０．５乃至３重量
％を含むガラス成分に、フィラーとしてのコージェライ
ト系化合物を９乃至１９重量％、チタン酸錫系化合物を
１０乃至２０重量％添加したガラスが使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】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低融点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
体と蓋体とからな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、電子部品を絶縁基体の凹部の底面あ
るいは段差部へポリイミド導電性樹脂等から成る樹脂製
の接着材を介して接着固定した場合、電子部品を接着固
定する接着材の耐熱性が低いため、接着材に封止材を溶
融させる熱が作用すると電子部品の接着固定が破れ、そ
の結果、電子部品を常に、安定に作動させることができ
なくなるという問題点も有していた。

【０００８】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絶縁容器の
内部に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、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。

【０００９】

【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、前記封止材が酸化銀４０乃至６０重量
％、五酸化燐２０乃至３０重量％、酸化亜鉛１乃至６重
量％を含むガラス成分に、フィラーとしての酸化ジルコ
ニウムと酸化ニオブとの固溶体を１０乃至３０重量％添
加したガラスから成ることを特徴とするものである。

【００１０】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４０乃
至６０重量％、五酸化燐２０乃至３０重量％、酸化亜鉛
１乃至６重量％を含むガラス成分に、フィラーとしての
酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体を１０乃至３
０重量％添加した軟化溶融温度が３００℃以下のガラス
を使用したことから絶縁基体及び蓋体とを封止材を介し
接合させて絶縁基体と蓋体とから成る絶縁容器内部に電
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。

【００１１】また本発明の電子部品収納用容器によれ
ば、封止材として軟化溶融温度が３００℃以下のガラス
を使用することから絶縁基体と蓋体と封止材を介し接合
させて絶縁基体と蓋体とから成る絶縁容器内部に電子部
品を気密に収容する際、封止材を溶融させる熱によって
電子部品を絶縁基体の凹部に接着固定させている接着材
（樹脂製の場合）に劣化を招来することもなく、これに
よって電子部品を絶縁基体の凹部内へ接着材を介して極
めて強固に接着固定することが可能となり、電子部品を
常に、安定に作動させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。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であり、同図においては
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。

【００１３】図１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
するための絶縁容器４が構成される。

【００１４】前記絶縁基体１はその上面あるいは下面の
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、該凹部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。

【００１５】前記絶縁基体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、
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ー、溶剤、可
塑剤、分散剤等を添加混合して泥漿物を作り、該泥漿物
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。

【００１６】また前記絶縁基体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。

【００１７】前記メタライズ配線層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
高融点金属粉末により形成されている。

【００１８】前記メタライズ配線層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予め印刷
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。

【００１９】なお、前記メタライズ配線層５はその表面
にニッケル、金等の良導電性で耐蝕性及びロウ材との濡
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の酸化腐食を
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との接続及びメタライズ配線
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
食を防止し、メタライズ配線層５とボンディングワイヤ
６との接続及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。

【００２０】また一方、前記メタライズ配線層５にロウ
付けされる外部リード端子７は絶縁容器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及び外部リード端子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。

【００２１】前記外部リード端子７は鉄ーニッケルーコ
バルト合金や鉄ーニッケル合金等の金属材料から成り、
鉄ーニッケルーコバルト合金等のインゴット（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。

【００２２】前記外部リード端子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の酸化腐食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。そのため、前記
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。

【００２３】更に前記外部リード端子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
ら成る絶縁容器４の内部に半導体素子３が気密に収容さ
れる。

【００２４】前記封止材８は酸化銀４０乃至６０重量
％、五酸化燐２０乃至３０重量％、酸化亜鉛１乃至６重
量％を含むガラス成分に、フィラーとしての酸化ジルコ
ニウムと酸化ニオブとの固溶体を１０乃至３０重量％添
加したガラスで形成されており、この酸化銀、五酸化
燐、酸化亜鉛等から成る封止材８はその軟化溶融温度が
３００℃以下と低く、そのため封止材８を加熱溶融さ
せ、絶縁基体１と蓋体２とから成る絶縁容器４の内部に
半導体素子３を気密に収容する際、封止材８を溶融させ
る熱が絶縁容器４の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に特性の劣化を招来させることはな
く、その結果、半導体素子３を長期間にわたり正常に作
動させることが可能となる。

【００２５】なお、前記封止材８はそれを構成する酸化
銀の量が４０重量％未満であるとガラスの軟化溶融温度
が高くなって、絶縁容器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い、また６
０重量％を超えるとガラスの耐薬品性が低下し、絶縁容
器４の気密封止の信頼性が大きく低下してしまう。従っ
て、前記酸化銀の量は４０乃至６０重量％の範囲に特定
される。

【００２６】また五酸化燐の量は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、絶縁容器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
招来してしまい、また３０重量％を超えるとガラスの結
晶化が進んで流動性が低下し、絶縁容器４の気密封止が
困難となってしまう。前記五酸化燐の量は２０乃至３０
重量％の範囲に特定される。

【００２７】また酸化亜鉛の量は１重量％未満であると
ガラスの耐薬品性が低下し、絶縁容器４の気密封止の信
頼性が大きく低下してしまい、また６重量％を超えると
ガラスの結晶化が進んで流動性が大きく低下し、絶縁容
器４の気密封止が困難となってしまう。従って、前記酸
化亜鉛の量は１乃至６重量％の範囲に特定される。

【００２８】更にフィラーとして添加含有されている酸
化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体は封止材８の熱
膨張係数を調整し、絶縁基体１及び蓋体２に封止材８を
強固に接合させ、絶縁容器４の気密封止の信頼性を大き
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
る作用をなし、その含有量が１０重量％未満であると封
止材８の熱膨張係数が絶縁基体１及び蓋体２の熱膨張係
数に対し大きく相違し、封止材８と絶縁基体１及び蓋体
２との接合の信頼性が低下してしまい、また３０重量％
を超えるとガラスの流動性が大きく低下し、絶縁容器４
の気密封止が困難となってしまう。従って、前記フィラ
ーとしての酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体は
１０乃至３０重量％の範囲に特定される。

【００２９】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
定し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とから成る絶縁容器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。

【００３０】次に図２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であり、同図において
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。

【００３１】図２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１
３を収容するための絶漢容器１４が構成される。

【００３２】前記絶縁基体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が設けてあり、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。

【００３３】前記樹脂製接着材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。なお、前記絶縁基体１１は前述の絶縁基
体１１と同様の方法によって製作される。

【００３４】また前記絶縁基体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
被着形成されており、該メタライズ配線層１６の凹部１
１ａ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。

【００３５】なお、前記メタライズ配線層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及びロウ材との濡
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１６の酸化腐食
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１６を外部電気回路の配線導体に半田等を介して極め
て強固に接続させることができる。従って、メタライズ
配線層１６の酸化腐食を防止し、メタライズ配線層１６
と外部電気回路との接続を強固となすには、メタライズ
配線層１６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。

【００３６】そして前記圧電振動子１３が接着固定され
ている絶縁基体１１の上面には電気絶縁材料から成る蓋
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とから絶縁容器１４の内部に圧電
振動子１３が気密に収容される。

【００３７】前記封止材１７は、前述の封止材８と同様
に、酸化銀４０乃至６０重量％、五酸化燐２０乃至３０
重量％、酸化亜鉛１乃至６重量％を含むガラス成分に、
フィラーとしての酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固
溶体を１０乃至３０重量％添加したガラスで形成されて
おり、この酸化銀、五酸化燐、酸化亜鉛等から成る封止
材１７はその軟化溶融温度が３００℃以下と低く、その
ため封止材１７を加熱溶融させ、絶縁基体１１と蓋体１
２とから成る絶縁容器１４の内部に圧電振動子１３を気
密に収容する際、封止材１７を溶融させる熱が絶縁容器
１４の内部に収容する圧電振動子１３に作用しても圧電
振動子１３に特性の劣化を招来させることはなく、その
結果、圧電振動子１３を長期間にわたり正常に作動させ
ることが可能となる。

【００３８】また前記酸化銀、五酸化燐、酸化亜鉛等か
ら成る封止材１７はその軟化溶融温度が３００℃以下と
低いことから絶縁基体１１と蓋体１２と封止材１７を介
し接合させて絶縁基体１１と蓋体１２とから成る絶縁容
器１４内部に圧電振動子１３を気密に収容する際、封止
材１７を溶融させる熱によって圧電振動子１３を絶縁基
体１１の凹部１１ａに設けた段差部に接着固定させてい
る樹脂製の接着材１５に特性の劣化を招来することはな
く、これによって圧電振動子１３を絶縁基体１１の凹部
１１ａに設けた段差部に極めて強固に接着固定すること
が可能となり、圧電振動子１３を常に、安定に作動させ
ることができる。

【００３９】更に前記封止材１７はガラスから成り、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を介して絶縁容器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、絶縁容
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を常に正
常に作動させることも可能となる。

【００４０】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とから成る絶縁容器１４の内部に圧電振動子１
３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。

【００４１】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り、例えば、前述の例では半
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
容器を例示したが、圧電磁気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。

【００４２】

【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４０
乃至６０重量％、五酸化燐２０乃至３０重量％、酸化亜
鉛１乃至６重量％を含むガラス成分に、フィラーとして
の酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶体を１０乃至
３０重量％添加した軟化溶融温度が３００℃以下のガラ
スを使用したことから絶縁基体及び蓋体とを封止材を介
し接合させて絶縁基体と蓋体とから成る絶縁容器内部に
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。

【００４３】また本発明の電子部品収納用容器によれ
ば、封止材として軟化溶融温度が３００℃以下のガラス
を使用することから絶縁基体と蓋体と封止材を介し接合
させて絶縁基体と蓋体とから成る絶縁容器内部に電子部
品を気密に収容する際、封止材を溶融させる熱によって
電子部品を絶縁基体の凹部に接着固定させている接着材
（樹脂製の場合）に劣化を招来することもなく、これに
よって電子部品を絶縁基体の凹部内へ接着材を介して極
めて強固に接着固定することが可能となり、電子部品を
常に、安定に作動させることができる。

【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】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。

【符号の説明】

１、１１・・・・絶縁基体 ２、１２・・・・蓋体 ３、１３・・・・電子部品（半導体素子、圧電振動子） ４、１４・・・・絶縁容器 ８、１７・・・・封止材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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、前記封止材
   が酸化銀４０乃至６０重量％、五酸化燐２０乃至３０重
   量％、酸化亜鉛１乃至６重量％を含むガラス成分に、フ
   ィラーとしての酸化ジルコニウムと酸化ニオブとの固溶
   体を１０乃至３０重量％添加したガラスから成ることを
   特徴とする電子部品収納用容器。