JPH1140690A - 電子部品用パッケージ - Google Patents

電子部品用パッケージ

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JPH1140690A
JPH1140690A JP9189860A JP18986097A JPH1140690A JP H1140690 A JPH1140690 A JP H1140690A JP 9189860 A JP9189860 A JP 9189860A JP 18986097 A JP18986097 A JP 18986097A JP H1140690 A JPH1140690 A JP H1140690A
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Shigeki Koo
茂樹 小尾
Hidehito Uchida
秀仁 内田
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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
    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リフローの通過によって電子部品用パッケー
ジが長時間加熱されても、パッケージ内に収納された電
子部品の電気特性が変化することのない高精度の電子部
品用パッケージを提供する。 【解決手段】 圧電振動子2を収納するセラミックケー
ス3と、その外周枠4の上面4aにメタライズ層5を介
して封着される蓋体6aとからなり、この蓋体6aを金
属板8と金属板8の少なくとも片面にクラッド化された
金属ろう材9とで構成し、この金属ろう材9側を封着面
10にして上記メタライズ層5の上に蓋体6aを載せ、
両者をビーム溶接によって封着した電子部品用パッケー
ジにおいて、前記蓋体6aの封着面10に金属ろう材5
とは種類の異なる金属薄膜15を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子その他各
種の電子部品を収納する電子部品用パッケージに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】本件出願人は、この種の電子部品用パッ
ケージとして図5および図6に示したものを提案してい
る(特願平8−45717号)。この電子部品用パッケ
ージ1は、圧電振動子2などの電子部品を収納する箱形
のセラミックケース3と、その外周枠4の上面4aに形
成したメタライズ層5を介して封着される金属製の蓋体
6とで構成される。なお、メタライズ層5の表面には金
属メッキ7が施されている。蓋体6は、金属板8と、こ
の金属板8の下面全体に形成された金属ろう材9とで構
成されるが、金属ろう材9が圧延手段によって金属板8
にクラッド化されたものである。
【0003】セラミックケース3の上面を蓋体6によっ
て封着する場合には、図6に示したように、金属ろう材
9側を封着面10(パッケージ内露出面)としてメタラ
イズ層5の上に蓋体6を載せ、金属板8の上から外周枠
4に沿って電子ビーム11を照射することにより金属ろ
う材9を加熱溶融し、メタライズ層5に金属ろう材9を
ビーム溶接することで蓋体6を封着することができる。
本件出願人の提案した電子部品用パッケージ1によれ
ば、従来のような合金リングを用いることなく、直接メ
タライズ層5に蓋体6を封着することができるので、パ
ッケージの小型化、製作コストの低減化を図ることがで
きる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の電子
部品用パッケージ1にあっては、金属ろう材9のクラッ
ド化の一手段として圧延方法が採用され、金属板8と金
属ろう材9を一対の圧延ローラの間を通してはり合わせ
るが、圧延ローラには金属板8や金属ろう材9が巻付か
ないように剥離油が塗布されているために、これらの剥
離油がクラッド化した後の金属板8や金属ろう材9の表
面に付着してしまう。そして、金属板8や金属ろう材9
の粒界にまで入り込んだ剥離油は、超音波洗浄によって
も除去されずに残ってしまうといった問題があった。
【0005】一方、上述した電子部品用パッケージ1
は、マザーボード(図示せず)に実装される際に外部電
極12がリフロー半田されるが、その際の加熱によって
金属ろう材9のろう成分や金属ろう材9の粒界に残存し
ていた微量の剥離油、その他の有機物が真空気密のパッ
ケージ内で蒸発して圧電振動子2に付着するおそれがあ
った。その結果、圧電振動子2の質量が変化したり、圧
電振動子2の蒸着膜13a,13bに化学変化が生じ、
圧電振動子2の発振周波数などの電気特性が変化してし
まうことがあった。同様な問題は、パッケージ化された
電子部品が、耐熱試験で長時間加熱された状態に置かれ
ることでも発生し、高精度に安定した電気特性を有する
電子部品を提供することが困難であった。
【0006】そこで、本発明はリフロー等により電子部
品用パッケージが長時間加熱されても、パッケージ内に
収納された電子部品の電気特性が変化することのない高
精度の電子部品用パッケージを提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項1に係る電子部品用パッケージは、電
子部品を収納するセラミックケースと、その上面の外周
枠にメタライズ層を介して封着される蓋体とからなり、
この蓋体を金属板とこの金属板の少なくとも片面にクラ
ッド化された金属ろう材とで構成し、この金属ろう材側
を封着面にして上記メタライズ層の上に蓋体を載せ、両
者をビーム溶接によって封着した電子部品用パッケージ
において、前記蓋体の封着面に金属ろう材とは種類の異
なる金属薄膜を形成したことを特徴とする。
【0008】また、本発明の請求項2に係る電子部品用
パッケージは、前記金属薄膜の溶融温度が前記金属ろう
材よりも高いことを特徴とする。
【0009】また、本発明の請求項3に係る電子部品用
パッケージは、前記金属薄膜が、ニッケル、金、白金、
クロム、銅、アルミニウム及びこれらの金属を主成分と
した合金のいずれかを材料として、メッキ、蒸着、スパ
ッタリングのいずれかの方法によって形成されることを
特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
に係る電子部品用パッケージの実施の形態を詳細に説明
する。図1及び図2は、本発明に係る電子部品用パッケ
ージの第1の形態を示したものである。この実施の形態
において電子部品用パッケージ1aは、従来と同様、圧
電振動子2などの電子部品を収納する箱形のセラミック
ケース3と、その外周枠4の上面4aに形成されたメタ
ライズ層5を介して封着される金属製の蓋体6aとで構
成される。メタライズ層5は、タングステン又はモリブ
デン等の金属メタライズ層で構成され、セラミックケー
ス3と同時焼成によって形成される。なお、メタライズ
層5の表面にはニッケルメッキや金メッキ等の金属メッ
キ層7が施されている。
【0011】メタライズ層5の上に直接封止される金属
製の蓋体6aは、セラミックケース3の平面形状とほぼ
同一形状の金属板8と、金属板8の下面全体にクラッド
化された金属ろう材9とで構成される。金属板8は、4
2アロイやコバールその他の鉄系合金で構成され、一
方、金属ろう材9は銀合金やアルミニウム合金等の金属
材で構成される。クラッド化は、上述したように金属板
8と金属ろう材9とを圧延することによって行われる。
【0012】また、この実施の形態では、クラッド化さ
れた金属板8と金属ろう材9の表面全体に金属薄膜15
が形成されている。この金属薄膜15は、金属板8や金
属ろう材9とは異なった金属材料が用いられ、例えばニ
ッケル、金、白金、クロム、銅、アルミニウム及びこれ
らの金属を主成分とした合金等が好ましい。これらの金
属は、金属ろう材9よりも溶融温度が高いのは勿論であ
るが、蓋体6aのビーム溶接時には金属ろう材9と共に
溶融する必要があることから、この点も考慮して選択さ
れる。また、金属薄膜15は、メッキ、蒸着、スパッタ
リング等の方法によって形成することができる。金属薄
膜15の厚さは2μm以下、好ましくは0.05〜1.
0μmのごく薄いものである。これは、金属ろう材9の
表面を金属薄膜15で被覆することによってリフロー時
における金属ろう材9からの悪影響、即ち金属ろう材9
のろう成分の蒸発や圧延工程で付着した剥離油などの蒸
発を抑え込むようにする一方で、ビーム溶接をする際に
はメタライズ層5との溶着部分で金属ろう材9と共に金
属薄膜15を溶融させる必要があるからである。なお、
この実施の形態では金属ろう材9の表面に均一の厚さで
金属薄膜15を形成しているが、メタライズ層5に対応
する部分をその他の部分より薄く形成することも可能で
ある。
【0013】図2は、上記蓋体6aでセラミックケース
3を気密封着した状態を示したものである。封着に際し
ては、蓋体6aの金属ろう材9側を封着面10(パッケ
ージ内露出面)にしてメタライズ層5の上に載せ置き、
蓋体6aの上方から外周枠4に沿って電子ビーム11を
照射する。電子ビーム11の照射によって金属ろう材9
が加熱溶融し、メタライズ層5に溶着する。この時、金
属ろう材9はメタライズ層5と接する面が金属薄膜15
によって被覆されているが、金属薄膜15は非常に薄い
ことから金属ろう材9が局所的に加熱溶融されると、そ
の個所で金属薄膜15も一緒に溶融され、金属ろう材9
がメタライズ層5に溶着される。このように、金属薄膜
15は金属ろう材9のメタライズ層5への溶着を妨げる
ことがない他、局所的に溶融されるだけなので、ビーム
溶接時に蒸発した金属ろう材9のろう成分がパッケージ
内に漏れ出るのを有効に阻止することが出来る。なお、
蓋体6aを溶着する際のビーム溶接は、上述した電子ビ
ームに限られることなく、光ビームやレーザビーム、イ
オンビームを用いたものであってもよい。
【0014】一方、金属薄膜15は、上記ビーム溶接に
よってメタライズ層5に対応する部分が溶融された以外
では金属ろう材9を被覆しているので、図2に示したよ
うに、セラミックケース3の内部に露出する金属ろう材
9の封着面10は、蓋体6aをセラミックケース3に封
着した後も金属薄膜15によって被覆されている。この
ため、この実施の形態に係る電子部品用パッケージ1a
の外部電極12をマザーボード(図示せず)に半田付け
すべくリフローを通して加熱しても、真空気密のパッケ
ージ1a内で、金属ろう材9からろう成分が蒸発するこ
と、及び金属ろう材9に圧延工程で付着した剥離油や有
機物等が蒸発することを金属薄膜24によって抑えるこ
とができる。その結果、ろう成分が圧電振動子2に付着
して質量変化したり、圧電振動子2の金属蒸着膜13
a,12bが化学変化することがなく、圧電振動子2の
発振周波数等の電気特性が安定して高精度で得られる。
なお、上記の実施の形態では、金属薄膜15を蓋体6a
の金属板8側にも形成しているため、蓋体6aの上面の
汚れ及び酸化を防止する効果もある。
【0015】図3及び図4は、本発明に係る電子部品用
パッケージの第2の実施形態を示したものである。この
実施形態に係る電子部品用パッケージ1bは、蓋体6b
を構成する金属板8と金属ろう材9の内、金属ろう材9
の表面のみに金属膜15を形成したものである。この実
施の形態においても金属ろう材9側がセラミックケース
3の封着面10となるので、上記第1の実施の形態と同
様の効果を得ることが出来る他、金属薄膜15を蓋体6
bの片面だけに形成しているので、製造コストを低く抑
えることができる。
【0016】
【実施例】上記第1の実施形態において構成された電子
部品用パッケージ1aをリフローに通したときの圧電振
動子2の発振周波数変化を調べた。実施の対象として
は、蓋体6の表面を金蒸着によって被覆した場合(Au
蒸着)、金メッキによって被覆した場合(Auメッ
キ)、ニッケルメッキによって被覆した場合(Niメッ
キ)と、従来の蓋体6に金属薄膜15を形成しない場合
(処理なし)とに場合分けし、蓋体の表面処理の違いに
よる発振周波数のリフロー変化をそれぞれ比較した。な
お、リフローに通す前の圧電振動子の発振周波数は20
MHzに設定した。
【0017】測定した結果、蓋体6の表面に金属薄膜1
5を形成しない場合には、リフローを通過させた時の加
熱によって金属ろう材9からろう成分等の有機物が蒸発
し、この有機物が圧電振動子2に悪影響を及ぼすために
て発振周波数の低下が見られた。この発振周波数の低下
は、リフロー通過回数が増加するに従ってその傾向が大
きくなる。これに対して、Au蒸着、Auメッキ、Ni
メッキいずれの場合も、リフロー通過回数を増やしても
発振周波数の大幅な低下は認められなかった。また、初
期設定周波数からほとんど変化せずに常に安定した発振
周波数を得ることができるため、高精度の発振周波数を
保持する圧電振動子2が得られることになる。なお、A
u蒸着及びAuメッキの場合は、Niメッキの場合に比
べて発振周波数の変化をより小さくすることができる。
これは、金がニッケルよりも蒸発が少なく、安定した金
属だからである。
【0018】
【発明の効果】以上、説明したように本発明に係る電子
部品用パッケージによれば、セラミックケースに対して
封着面を構成する蓋体の金属ろう材側に金属薄膜を形成
したので、リフロー半田等の加熱によっても金属ろう材
からろう成分が蒸発したり金属ろう材の表面に付着して
いる剥離油等の有機物が蒸発するのを押え込むことがで
き、パッケージ内に収納された電子部品の電気特性など
に悪影響を与えることがなく、経時変化の少ない高精度
の電子部品用パッケージが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電子部品用パッケージの第1実施
形態を示す封着前の断面図である。
【図2】上記第1実施形態における封着後の状態を示す
断面図である。
【図3】本発明に係る電子部品用パッケージの第2実施
形態を示す封着前の断面図である。
【図4】上記第2実施形態における封着後の状態を示す
断面図である。
【図5】従来の電子部品用パッケージの蓋体とケースを
示す断面図である。
【図6】上記従来例における電子部品用パッケージの封
着後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1a,1b 電子部品用パッケージ 2 圧電振動子(電子部品) 3 セラミックケース 4 外周枠 4a 上面 5 メタライズ層 6a,6b 蓋体 8 金属板 9 金属ろう材 10 封着面 15 金属薄膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品を収納するセラミックケース
    と、その外周枠の上面にメタライズ層を介して封着され
    る蓋体とからなり、この蓋体を金属板とこの金属板の少
    なくとも片面にクラッド化された金属ろう材とで構成
    し、この金属ろう材側を封着面にして上記メタライズ層
    の上に蓋体を載せ、両者をビーム溶接によって封着した
    電子部品用パッケージにおいて、 前記蓋体の封着面に金属ろう材とは種類の異なる金属薄
    膜を形成したことを特徴とする電子部品用パッケージ。
  2. 【請求項2】 前記金属薄膜は、前記金属ろう材よりも
    溶融温度が高いことを特徴とする請求項1記載の電子部
    品用パッケージ。
  3. 【請求項3】 前記金属薄膜は、ニッケル、金、白金、
    クロム、銅、アルミニウム及びこれらの金属を主成分と
    した合金のいずれかを材料として、メッキ、蒸着、スパ
    ッタリングのいずれかの方法によって形成されることを
    特徴とする請求項1又は2記載の電子部品用パッケー
    ジ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006020001A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Kyocera Kinseki Corp 圧電振動子の製造方法
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