TWI608572B - Hermetically sealed cover material and electronic component storage package - Google Patents

Hermetically sealed cover material and electronic component storage package Download PDF

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Masayuki Yokota
Masaharu Yamamoto
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Hitachi Metals Ltd
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Description

氣密密封用蓋材及電子零件收納用包裝
本發明係關於氣密密封用蓋材及使用其之電子零件收納用包裝。
習知，已知有用於電子零件收納用包裝的氣密密封用蓋材。此種氣密密封用蓋材例如揭示於日本專利第3850787號公報。
日本專利第3850787號公報中，揭示有於藉陶瓷所形成之箱盒(case)不使用密封環而直接焊接合的蓋材。此蓋材係由藉科伐合金(Kovar，註冊商標)所形成的基材層、由Cu所形成並直接接合於基材層表面的中間金屬層、及由銀焊合金所形成且與直接接合於中間金屬層之基材層相反側表面的焊材層接合的包層材所形成。又，蓋材中，中間金屬層及基材層之側面或銀焊層係露出於外部。
然而，日本專利第3850787號公報所揭示之蓋材中，由Cu所構成之中間金屬層或由銀焊合金所構成之焊材層雖無特別問題，但由於基材層係由耐蝕性低之科伐合金所形成，且蓋材側面露出於外部，故例如在鹽水(海水)接觸場所等嚴苛環境下，有基材層腐蝕等問題。此時，有使用了箱盒與蓋材之電子零件收納用包裝的氣密密封性降低之虞。
本發明係為了解決上述課題而完成者，本發明之目的之一在於提供一種氣密密封用蓋材，係不需使用密封環而可直接焊接合於電子零件收納構件者，其可抑制基材層之腐蝕；以及提供一種使用了此氣密密封用蓋材的電子零件收納用包裝。
本發明第一態樣之氣密密封用蓋材，係使用於含有用於收納電子零件之電子零件收納構件的電子零件收納用包裝者，其係由具備下述層之包層材所形成：由含有4質量%以上之Cr的Fe合金所形成的基材層；與對於基材層之電子零件收納構件側的一表面上，經由Cu所形成之中間層所接合、或依直接接觸之狀態所接合的銀焊層。
本發明第1態樣之氣密密封用蓋材中，如上述般，藉由含有4質量%以上之Cr的Fe合金形成基材層，可確實提升基材層之耐蝕性，因此即使在嚴苛環境下，仍可抑制基材層腐蝕。此情況已由實驗所確認。藉此，可抑制起因於腐蝕之氣密密封用蓋材的劣化，故可抑制使用氣密密封用蓋材之電子零件收納用包裝的氣密密封性降低。又，藉由對於基材層之電子零件收納構件側的一表面上，經由Cu所形成之中間層所接合、或依直接接觸之狀態所接合的銀焊層，可不使用密封環而直接將氣密密封用蓋材焊接合於電子零件收納構件。
上述第1態樣之氣密密封用蓋材中，較佳係基材層為藉由含有4質量%以上且20質量%以下之Cr的Fe合金所形成。根據此種構成，可抑制起因於Cr含有率變大超過20質量%而基材層之熱膨脹係數變大的情形。藉此，可抑制例如由陶瓷等低熱膨脹材料所形成之電子零件收納構件、與氣密密封用蓋材間之熱膨脹差變 大的情形。其結果，可使氣密密封用蓋材與電子零件收納構件之間所發生的熱應力減小，故可抑制起因於熱應力而電子零件收納用包裝之氣密密封性降低的情形。
此時，較佳係基材層為由含有6質量%以上且10質量%以下之Cr的Fe合金所形成。根據此種構成，藉由使基材層之Cr含有率為6質量%以上，可確實提升基材層之耐蝕性。又，藉由使Cr含有率為10質量%以下，可有效抑制基材層之熱膨脹係數變大。
上述第1態樣之氣密密封用蓋材中，較佳係基材層為由除了含有4質量%以上之Cr之外、進一步含有Ni的Fe合金所形成。根據此種構成，藉由使基材層之Cr含有率為4質量%以上，可確保基材層之充分耐蝕性，且藉由於基材層之Fe合金中含有Ni，可抑制基材層之熱膨脹係數變大。
此時，較佳係基材層為由除了含有4質量%以上之Cr之外、進一步含有36質量%以上且48質量%以下之Ni的Fe合金所形成。更佳係基材層為由除了含有4質量%以上之Cr之外、進一步含有40質量%以上且48質量%以下之Ni的Fe合金所形成。根據該等構成，藉由使基材層之Cr含有率為4質量%以上，可確保基材層之充分耐蝕性，且藉由使基材層之Ni含有率為36質量%以上且48質量%以下(更佳係40質量%以上且48質量%以下)，可有效抑制基材層之熱膨脹係數變大。
於上述基材層為由除了含有Cr之外尚含有Ni的Fe合金所形成的構成中，較佳係基材層為由除了含有4質量%以上之Cr與Ni之外、進一步含有Co的Fe合金所形成。根據此種構成， 藉由於構成基材層之Fe合金中不僅含有Ni、且含有Co，則可有效抑制基材層的熱膨脹係數變大。
此時，較佳係基材層為由除了含有4質量%以上之Cr及36質量%以上且48質量%以下之Ni之外、進一步含有6質量%以上且18質量%以下之Co的Fe合金所形成。根據此種構成，可更有效地抑制基材層之熱膨脹係數變大。
上述第1態樣之氣密密封用蓋材中，較佳係基材層為由不含Ni及Co、至少含有16質量%以上且20質量%以下之Cr的Cr-Fe合金所形成。根據此種構成，可更確實地確保基材層之耐蝕性，且在配置於例如400℃以上之高溫環境下的情況，可有效抑制基材層之熱膨脹。
上述第1態樣之氣密密封用蓋材中，較佳係銀焊層為經由含有99.95質量%以上之Cu的純Cu所形成的中間層而接合於基材層。根據此種構成，可使中間層充分柔軟，故藉由柔軟的中間層，可充分緩和起因於氣密密封用蓋材與電子零件收納構件間之熱膨脹差的熱應力。
上述第1態樣之氣密密封用蓋材中，較佳係中間層之厚度為5μm以上且50μm以下。更佳係中間層之厚度為10μm以上且30μm以下。根據該等構成，藉由使中間層之厚度為5μm以上(更佳係10μm以上)，可充分確保中間層之厚度，故可充分緩和起因於氣密密封用蓋材與電子零件收納構件間之熱膨脹差的熱應力。又，藉由使中間層之厚度為50μm以下(更佳係30μm以下)，可抑制中間層形成為所需以上，故可抑制氣密密封用蓋材於厚度方向上的大型化。
上述第1態樣之氣密密封用蓋材中，較佳係銀焊層含有Ag及Cu。根據此種構成，可使銀焊層之融點降低，故在氣密密封用蓋材與電子零件收納構件的焊接合時，可依抑制了氣密密封用蓋材之升溫及電子零件收納構件之升溫的狀態，藉由熔融之銀焊層將氣密密封用蓋材與電子零件收納構件焊接合。藉此，可充分減小起因於氣密密封用蓋材與電子零件收納構件間之熱膨脹差的熱應力。
此時，較佳係銀焊層除了含有Ag、Cu之外尚含有Sn。根據此種構成，可使銀焊層之融點進一步降低，故可進一步減小起因於氣密密封用蓋材與電子零件收納構件間之熱膨脹差的熱應力。
上述第1態樣之氣密密封用蓋材中，較佳係包層材進一步具備接合至與基材層之電子零件收納構件相反側的表面、且由Ni或Ni合金所構成的表面層。根據此種構成，藉由Ni或Ni合金所構成的表面層，可更確實抑制與基材層之電子零件收納構件相反側之表面的腐蝕。又，在將氣密密封用蓋材與電子零件收納構件藉由縫焊進行焊接合時，藉由Ni或Ni合金所構成的表面層，可減小氣密密封用蓋材與輥子電極間之接觸電阻，故可抑制氣密密封用蓋材與輥子電極間發生火花等。
本發明之第2態樣的電子零件收納用包裝，係具備用於收納電子零件之電子零件收納構件與氣密密封用蓋材，該氣密密封用蓋材係由具備下述層之包層材所形成：由含有4質量%以上之Cr的Fe合金所形成的基材層；與對於基材層之電子零件收納構件側的一表面上，經由Cu所形成之中間層所接合、或依直接接觸之 狀態所接合的銀焊層；並對於電子零件收納構件經由銀焊層所接合。
本發明第2態樣之電子零件收納用包裝，係藉由使用上述第1態樣之抑制了基材層腐蝕的氣密密封用蓋材，而可抑制起因於腐蝕之氣密密封用蓋材的劣化，故可抑制使用有氣密密封用蓋材之電子零件收納用包裝的氣密密封性降低。又，藉由於氣密密封用蓋材，對於基材層之電子零件收納構件側的一表面上，設置經由Cu所形成之中間層所接合、或依直接接觸之狀態所接合的銀焊層，可獲得不使用密封環而直接將氣密密封用蓋材焊接合於電子零件收納構件的電子零件收納用包裝。
上述第2態樣之電子零件收納用包裝中，較佳係基材層為由含有4質量%以上且20質量%以下之Cr的Fe合金所形成。根據此種構成，可抑制起因於Cr含有率變大超過20質量%而基材層之熱膨脹係數變大的情形。藉此，可抑制例如由陶瓷等低熱膨脹材料所形成之電子零件收納構件、與氣密密封用蓋材間之熱膨脹差變大的情形。其結果，可使氣密密封用蓋材與電子零件收納構件之間所發生的熱應力減小，故可抑制起因於熱應力而電子零件收納用包裝之氣密密封性降低的情形。
上述第2態樣之電子零件收納用包裝中，較佳係基材層為由除了含有4質量%以上之Cr之外、進一步含有Ni的Fe合金所形成。根據此種構成，藉由使基材層之Cr含有率為4質量%以上，可確保基材層之充分耐蝕性，且藉由於基材層之Fe合金中含有Ni，可抑制基材層之熱膨脹係數變大。
此時，較佳係基材層為由除了含有4質量%以上之Cr 與Ni之外、進一步含有Co的Fe合金所形成。根據此種構成，藉由於構成基材層之Fe合金中不僅含有Ni、且含有Co，則可有效抑制基材層的熱膨脹係數變大。
上述第2態樣之電子零件收納用包裝中，較佳係包層材進一步具備接合至與基材層之電子零件收納構件相反側的表面、且由Ni或Ni合金所構成的表面層。根據此種構成，藉由Ni或Ni合金所構成的表面層，可更確實抑制與基材層之電子零件收納構件相反側之表面的腐蝕。又，在將氣密密封用蓋材與電子零件收納構件藉由縫焊進行焊接合時，藉由Ni或Ni合金所構成的表面層，可減小氣密密封用蓋材與輥子電極間之接觸電阻，故可抑制氣密密封用蓋材與輥子電極間發生火花等。
1、101、201‧‧‧氣密密封用蓋材
10、110、210‧‧‧包層材
11‧‧‧基材層
11a‧‧‧下面
11b‧‧‧上面
11c‧‧‧側面
12‧‧‧中間層
12a‧‧‧下面
12b‧‧‧側面
13‧‧‧銀焊層
14‧‧‧表面層
20‧‧‧電子零件
30‧‧‧電子零件收納構件
30a‧‧‧凹部
30b‧‧‧上面
40‧‧‧凸塊
100‧‧‧電子零件收納用包裝
圖1為表示本發明第1實施形態之氣密密封用蓋材之構成的俯視圖。
圖2為沿著圖1之300-300線的剖面圖。
圖3為表示本發明第1實施形態之電子零件收納用包裝之構成的剖面圖。
圖4為表示本發明第1實施形態之變形例之氣密密封用蓋材之層構造的剖面圖。
圖5為表示本發明第2實施形態之氣密密封用蓋材之層構造的剖面圖。
圖6為表示用於確認本發明效果而進行之氣密密封用蓋材之基材層耐蝕性試驗之結果的表。
圖7為表示用於確認本發明效果而進行之氣密密封用蓋材之基材層之平均熱膨脹係數的表。
以下根據圖式說明將本發明具體化的實施形態。
[第1實施形態] (氣密密封用蓋材之構造)
首先，參照圖1及圖2，說明本發明第1實施形態之氣密密封用蓋材1的構造。
本發明第1實施形態之氣密密封用蓋材1，係使用於含有用於收納後述電子零件20之電子零件收納構件30的電子零件收納用包裝100(參照圖3)。
氣密密封用蓋材1係如圖1及圖2所示，由平板狀之包層材10所構成。具體而言，氣密密封用蓋材1係由：基材層11；以直接接觸的方式接合於基材層11之下面11a(Z2側之面，電子零件收納構件30側之面)的中間層12；以直接接觸的方式接合於中間層12之下面12a的銀焊層13；與以直接接觸的方式接合於基材層11之上面11b(Z1側之面，與電子零件收納構件30相反側之面)的表面層14所構成之4層構造之包層材所形成。於此，於包層材10之側面未設置鍍Ni層等，其結果，於包層材10中，基材層11之側面11c、中間層12之側面12b、銀焊層13及表面層14係露出於外部。又，下面11a為本發明之「表面」之一例。
基材層11係主要決定包層材10之機械強度或熱膨脹率等之參數的層。
於此，第1實施形態中，基材層11係為了充分確保耐蝕性而由至少含有4質量%以上之Cr的Fe合金所形成。於此，由於基材層11含有4質量%以上之Cr，於露出之側面11c形成主要包含Cr2O3的鈍態膜，藉此提升基材層11之側面11c的耐蝕性。尚且，構成基材層11之Fe合金的Cr含有率，為了更加提升耐蝕性，較佳為4質量%以上且約20質量%以下、更佳為約6質量%以上且約10質量%以下。又，在構成基材層11之Fe合金不含有後述Ni及Co的情況，Fe合金之Cr含有率較佳為約16質量%以上且約20質量%以下。
又，基材層11係除了4質量%以上之Cr之外，為了提升耐蝕性，且減小熱膨脹係數，較佳係由進一步含有Ni的Fe合金所形成。此時，基材層11之Fe合金中之Ni含有率更佳為約36質量%以上且約48質量%以下、再更佳為約40質量%以上且48質量%以下。再者，為了更加減小熱膨脹係數，更佳係由除了含有4質量%以上之Cr與Ni之外、進一步含有Co的Fe合金所形成。此時，基材層11之Fe合金中之Co含有率更佳為約6質量%以上且約18質量%以下。
中間層12係由約99.90%以上之Cu所構成的精銅或磷脫氧銅、約99.95%以上之Cu所構成的無氧銅等之純Cu所形成。尚且，中間層12較佳係由更高純度之無氧銅所形成。藉此，相較於由Ni或Ni合金構成中間層的情況，可使中間層12充分柔軟(低耐力)。又，藉由純Cu構成中間層12的情況，於中間層12露出之側面12b係具有充分耐蝕性。又，為了緩和後述熱應力，中間層12之Z方向厚度較佳為約5μm以上且50μm以下的厚度、更佳為約 10μm以上且30μm以下的厚度。又，中間層12之厚度較佳係包層材10之Z方向厚度的30%左右。
銀焊層13係由銀焊材所形成，該銀焊材係包含含有Ag、不可避免之雜質及剩餘部分之Cu的Ag-Cu合金，或含有Ag、Sn、不可避免之雜質及剩餘部分之Cu的Ag-Sn-Cu合金。例如，銀焊材為由含有約72質量%之Ag、不可避免之雜質及剩餘部分之Cu的72Ag-Cu合金，或含有約85質量%之Ag、不可避免之雜質及剩餘部分之Cu的85Ag-Cu合金等所形成。又，例如銀焊材為由含有約67質量%之Ag、約4質量%之Sn、不可避免之雜質及剩餘部分之Cu、加工性良好的67Ag-4Sn-Cu合金所形成。又，藉由銀焊層13為由Ag-Cu合金或Ag-Sn-Cu合金所構成，露出之銀焊層13具有充分耐蝕性。又，銀焊材之融點為約780℃以下。於此，由Ag-Sn-Cu合金所形成之銀焊材的融點，係低於由Ag-Cu合金所形成之銀焊材的融點。
表面層14係由純Ni或Ni合金所形成。又，藉由純Ni或Ni合金構成表面層14，露出之表面層14具有充分耐蝕性。此表面層14係於後述之直接縫焊時，可減小氣密密封用蓋材1與輥子電極(未圖示)間之接觸電阻，故具有可抑制氣密密封用蓋材1與輥子電極間發生火花等的機能。
其結果，於包層材10中露出至外部的基材層11之側面11c、中間層12之側面12b、銀焊層13及表面層14均具有充分耐蝕性，藉此抑制氣密密封用蓋材1之腐蝕。
(電子零件收納用包裝之構造)
接著，參照圖3，說明使用本發明第1實施形態之氣密密封用蓋材1的電子零件收納用包裝100之構造。
第1實施形態之電子零件收納用包裝100係具備：上述氣密密封用蓋材1；與用於收納晶體振盪器或SAW濾波器(表面聲波濾波器)等之電子零件20的電子零件收納構件30。電子零件收納用包裝100中，氣密密封用蓋材1係以氣密密封用蓋材1之銀焊層13成為電子零件收納構件30側(下側，Z2側)之方式，配置於電子零件收納構件30上。
電子零件收納構件30係由陶瓷(Al2O3)所形成。又，電子零件收納構件30係具有形成了於上側(Z1側)具有開口之凹部30a的箱形狀。凹部30a內，藉由凸塊40固定電子零件20。
又，氣密密封用蓋材1係依配置於電子零件收納構件30框狀之上面30b上的狀態，藉由屬於電阻焊接之一種的縫焊所焊接(直接縫焊)，而對電子零件收納構件30進行焊接合。亦即，藉由縫焊，氣密密封用蓋材1之銀焊層13之銀焊材熔融，並接合至電子零件收納構件30之上面30b上。又，在縫焊時，藉由於Ni或Ni合金所構成之表面層14與輥子電極(未圖示)之間流通電流，使銀焊層13之銀焊材熔融。又，氣密密封用蓋材1與電子零件收納構件30係未經由密封環而直接接合。
又，為了於電子零件收納構件30之上面30b上，使氣密密封用蓋材1與電子零件收納構件30之焊接合良好，亦可形成金屬化層。又，金屬化層係具有由電子零件收納構件30之上面30b側起依序積層有W層、Ni層及Au層(未圖示)的構造。
尚且，氣密密封用蓋材1之銀焊層13進行熔融時之 熱係施加至氣密密封用蓋材1及電子零件收納構件30，且氣密密封用蓋材1及電子零件收納構件30一起發生熱膨脹。此時，發生起因於氣密密封用蓋材1(基材層11)與電子零件收納構件30間之熱膨脹差的熱應力。於此，第1實施形態中，如上述，藉由設置充分柔軟之包含純Cu的中間層12，中間層12追隨基材層11之變形而容易塑性變形，其結果，緩和於氣密密封用蓋材1所發生的熱應力。從而，上述第1實施形態中，即使氣密密封用蓋材1(基材層11)與電子零件收納構件30之間多少存在熱膨脹差，仍可充分抑制電子零件收納用包裝100之氣密密封性的降低。
第1實施形態係可獲得以下效果。
第1實施形態中，如上述般，藉由至少含有4質量%以上之Cr的Fe合金形成基材層11。藉此，可確實提升基材層11之耐蝕性，故即使在嚴苛的環境下，仍可抑制基材層11之腐蝕。藉此，由於可抑制起因於腐蝕之氣密密封用蓋材1的劣化，故可抑制使用氣密密封用蓋材1之電子零件收納用包裝100的氣密密封性降低。又，藉由對於基材層11之電子零件收納構件30側的下面11a上、經由Cu所形成之中間層12所接合的銀焊層13，可不使用密封環而將氣密密封用蓋材1直接焊接合至電子零件收納構件30。
又，第1實施形態中，若由含有4質量%以上且約20質量%以下之Cr的Fe合金形成基材層11，則可抑制起因於Cr含有率變大超過約20質量%而基材層11之熱膨脹係數變大的情形。藉此，可抑制由陶瓷所形成之電子零件收納構件30、與氣密密封用蓋材1間之熱膨脹差變大的情形。其結果，可使氣密密封用蓋材1與電子零件收納構件30之間所發生的熱應力減小，故可抑制起因 於熱應力而電子零件收納用包裝100之氣密密封性降低的情形。
又，第1實施形態中，若由含有約6質量%以上且約10質量%以下之Cr的Fe合金形成基材層11，則可確實提升基材層11之耐蝕性，同時可有效抑制基材層11之熱膨脹係數變大的情形。
又，第1實施形態中，若由除了含有4質量%以上之Cr之外、進一步含有Ni的Fe合金形成基材層11，則藉由使基材層11之Cr含有率為4質量%以上，可確保基材層11之充分耐蝕性，且藉由於基材層11之Fe合金中含有Ni，可抑制基材層11之熱膨脹係數變大。
又，第1實施形態中，若由除了含有4質量%以上之Cr之外、進一步含有約36質量%以上且約48質量%以下(更佳為約40質量%以上且約48質量%以下)之Ni的Fe合金形成基材層11，則藉由使基材層11之Cr含有率為4質量%以上，可確保基材層11之充分耐蝕性，且藉由使基材層11之Ni含有率為約36質量%以上且約48質量%以下(更佳為約40質量%以上且約48質量%以下)，可有效抑制基材層11之熱膨脹係數變大。
又，第1實施形態中，若由除了含有4質量%以上之Cr與Ni之外、進一步含有Co的Fe合金形成基材層11，藉由於構成基材層11之Fe合金中不僅含有Ni、且含有Co，則可有效抑制基材層11的熱膨脹係數變大。
又，第1實施形態中，若由除了含有4質量%以上之Cr及約36質量%以上且約48質量%以下之Ni之外、進一步含有約6質量%以上且約18質量%以下之Co的Fe合金形成基材層11，則可更有效抑制基材層11的熱膨脹係數變大。
又，第1實施形態中，若由不含Ni及Co、至少含有約16質量%以上且約20質量%以下之Cr的Cr-Fe合金形成基材層11，可更確實地確保基材層11之耐蝕性，且在配置於約400℃以上之高溫環境下的情況，可有效抑制基材層11的熱膨脹。
又，第1實施形態中，若經由藉含有約99.95質量%以上Cu之純Cu所形成的中間層12，將銀焊層13接合至基材層11，可使中間層12充分柔軟，故藉由柔軟的中間層12，可充分緩和起因於氣密密封用蓋材1與電子零件收納構件30間之熱膨脹差的熱應力。
又，第1實施形態中，若使中間層12之Z方向厚度為約5μm以上(更佳為約10μm以上)，可充分確保中間層12的厚度，故可充分緩和起因於氣密密封用蓋材1與電子零件收納構件30間之熱膨脹差的熱應力。又，若使中間層12之Z方向厚度為約50μm以下(更佳為約30μm以下)，可抑制中間層12形成為所需以上，故可抑制氣密密封用蓋材1於厚度方向(Z方向)上的大型化。
又，第1實施形態中，藉由使銀焊層13含有Ag及Cu，可使銀焊層13之融點降低，故在氣密密封用蓋材1與電子零件收納構件30之間的焊接合時，可依抑制了氣密密封用蓋材1之升溫及電子零件收納構件30之升溫的狀態，藉由熔融之銀焊層13，將氣密密封用蓋材1與電子零件收納構件30焊接合。藉此，可使起因於氣密密封用蓋材1與電子零件收納構件30間之熱膨脹差的熱應力充分減小。
又，第1實施形態中，若銀焊層13除了含有Ag、Cu之外尚含有Sn，可使銀焊層13之融點更加降低，故可使起因於氣 密密封用蓋材1與電子零件收納構件30間之熱膨脹差的熱應力更加減小。
又，第1實施形態中，於包層材10，設置接合至與基材層11之電子零件收納構件30相反側(Z1側)的上面11b、且由Ni或Ni合金所構成的表面層14。藉此，藉由Ni或Ni合金所構成的表面層14，可更確實抑制基材層11之上面11b的腐蝕。又，在將氣密密封用蓋材1與電子零件收納構件30藉由縫焊進行焊接合時，藉由Ni或Ni合金所構成的表面層14，可減小氣密密封用蓋材1與輥子電極間之接觸電阻，故可抑制氣密密封用蓋材1與輥子電極間發生火花等。
[第1實施形態之變形例]
接著，參照圖4，說明本發明第1實施形態之變形例的氣密密封用蓋材101。又，與第1實施形態相同的構成，係加註相同符號並省略其說明。
第1實施形態之變形例的氣密密封用蓋材101，係由3層構造之包層材110所形成，該包層材110係由：至少含有4質量%以上之Cr的Fe合金所形成的基材層11；以直接接觸的方式接合至基材層11之下面11a的中間層12；與以直接接觸的方式接合至中間層12之下面12a的銀焊層13所構成。亦即，與上述第1實施形態之氣密密封用蓋材1不同，第1實施形態之變形例的氣密密封用蓋材101並未形成表面層。
尚且，構成銀焊層13之銀焊材的融點為約780℃以下，其結果，在使銀焊層13熔融時，不需要例如約1000℃以上的 過度高溫。因此，於縫焊時即使於輥子電極所流通之電流值相對較小，仍可使銀焊層13熔融。亦即，即使不經由Ni或Ni合金所形成的表面層而使氣密密封用蓋材101之基材層11與輥子電極(未圖示)直接接觸，藉由減小於氣密密封用蓋材101流通的電流值，仍可使起因於接觸電阻較大的火花不易發生。於此，藉由使用融點較低的Ag-Sn-Cu合金作為銀焊材，可進一步抑制火花發生。
尚且，於包層材110中露出至外部的基材層11之側面11c、中間層12之側面12b及銀焊層13具有充分的耐蝕性，藉此可抑制氣密密封用蓋材101的腐蝕。
又，上述第1實施形態之變形例之氣密密封用蓋材101的其他構成及使用有氣密密封用蓋材101的電子零件收納用包裝的構造，係與上述第1實施形態略相同。
第1實施形態之變形例中，可得到以下效果。
第1實施形態之變形例中，如上述般，藉由至少含有4質量%以上之Cr的Fe合金形成基材層11，可與上述第1實施形態同樣地抑制基材層11之腐蝕。
又，第1實施形態之變形例中，藉由於氣密密封用蓋材101未形成表面層，可使包層材110之構成簡單化，且由於未設置表面層，可削減用於製作包層材110的成本。又，第1實施形態之變形例之效果係與上述第1實施形態略相同。
[第2實施形態]
接著，參照圖5，說明本發明第2實施形態之氣密密封用蓋材201。又，與第1實施形態相同的構成，係加註相同符號並省略其 說明。
第2實施形態之氣密密封用蓋材201，係藉由2層構造之包層材210所形成，該包層材210係由：至少含有4質量%以上之Cr的Fe合金所形成的基材層11；與以直接接觸的方式接合至基材層11之電子零件收納構件30側之下面11a的銀焊層13所構成。亦即，與上述第1實施形態之氣密密封用蓋材1不同，第2實施形態之氣密密封用蓋材201並未形成中間層及表面層。於此，由於第2實施形態之氣密密封用蓋材201中未設置用於緩和熱應力的中間層，故較佳係使用熱膨脹係數小的基材層11，使氣密密封用蓋材201(基材層11)與電子零件收納構件(參照圖3)之間的熱膨脹差減小。
尚且，包層材210中露出至外部的基材層11之側面11c及銀焊層13均具有充分的耐蝕性，藉此可抑制氣密密封用蓋材201的腐蝕。
尚且，上述第2實施形態之氣密密封用蓋材201的其他構成及使用有氣密密封用蓋材201的電子零件收納用包裝的構造，係與上述第1實施形態略相同。
第2實施形態中，可得到以下效果。
第2實施形態中，如上述般，藉由至少含有4質量%以上之Cr的Fe合金形成基材層11，可與上述第1實施形態同樣地抑制基材層11之腐蝕。又，藉由對於基材層11之電子零件收納構件側的下面11a上所直接接合的銀焊層13，可不經由密封環而直接地將氣密密封用蓋材201焊接合至電子零件收納構件。
又，第2實施形態中，藉由於氣密密封用蓋材201未 形成中間層及表面層，可使包層材210之構成更加簡單化。又，第2實施形態之其他效果係與上述第1實施形態略相同。
[實施例]
接著，參照圖2及圖4~圖7，說明用於確認上述實施形態之效果所進行之用於氣密密封用蓋材的基材層的檢討。
(實施例及比較例的組成)
於此，作為構成氣密密封用蓋材1(101、201)之基材層11(參照圖2、圖4及圖5)的具有耐蝕性之試驗材(金屬板)，係使用6種之Ni-Cr-Fe合金、1種之Ni-Co-Cr-Fe合金、與1種之Cr-Fe合金。
於此，作為Ni-Cr-Fe合金，係使用含有Ni、6質量%之Cr、不可避免之雜質及剩餘部分之Fe，且使Ni含有率相異的5種Ni-Cr-Fe合金。具體而言，係使用含有36質量%之Ni的36Ni-6Cr-Fe合金、含有38質量%之Ni的38Ni-6Cr-Fe合金、含有40質量%之Ni的40Ni-6Cr-Fe合金、含有42質量%之Ni的42Ni-6Cr-Fe合金、與含有47質量%之Ni的47Ni-6Cr-Fe合金。又，作為Ni-Cr-Fe合金，係進一步使用由42質量%之Ni、4質量%之Cr、不可避免之雜質及剩餘部分之Fe所構成的42Ni-4Cr-Fe合金。
又，作為Ni-Co-Cr-Fe合金，係使用由29質量%之Ni、17質量%之Co、6質量%之Cr、不可避免之雜質及剩餘部分之Fe所構成的29Ni-17Co-6Cr-Fe合金。又，作為Cr-Fe合金，係使用由18質量%之Cr、不可避免之雜質及剩餘部分之Fe所構成的18Cr-Fe合金(所謂SUS430)。
另一方面，作為比較例之試驗材(金屬材)，係使用不含Cr之Ni-Co-Fe合金。具體而言，係使用由29質量%之Ni、17質量%之Co、不可避免之雜質及剩餘部分之Fe所構成的29Ni-17Co-Fe合金(所謂科伐合金)。
(根據耐蝕性的基材層檢討)
首先，作為耐蝕性試驗，係對各試驗材，依照JIS C60068-2-11，於35±2℃之溫度、5±1質量%的鹽濃度、及6.5以上且7.2以下之pH的條件下，進行鹽水噴霧試驗48小時以上。然後，觀察各試驗材之腐蝕程度。於此，在經過24小時後、與經過48小時後，評價耐蝕性。又，針對42Ni-4Cr-Fe合金的試驗材，亦評價經過72小時後的耐蝕性。又，針對42Ni-6Cr-Fe合金的試驗材，對經過72小時後、與經過144小時後的耐蝕性亦進行評價。
然後，作為耐蝕性之評價，係對確認到較多腐蝕之試驗材註記×記號(叉記號)。另一方面，在雖然確認到稍微腐蝕，但實用上無問題之程度的情況，係註記△記號(三角記號)；在未確認到腐蝕的情況，係註記○記號(圈記號)。參照其結果，分別對實用上評價為特別適合之基材層的材質註記☆記號(星記號)，對實用上評價為較佳之基材層的材質註記◎記號(雙圈記號)，對實用上評價為可使用之基材層的材質註記○記號(圈記號)，對實用上評價為不適合之基材層的材質註記×記號(叉記號)。
作為鹽水噴霧試驗的結果，如圖6所示，不論有無含有Ni，在含有4質量%以上之Cr的Fe合金的任一者中，於經過24小時後幾乎未確認到腐蝕。另一方面，不含有Cr之比較例的Fe合 金(29Ni-17Co-Fe合金)，係於經過24小時後確認到較多腐蝕。由此可確認，含有4質量%以上之Cr的Fe合金具有充分的耐蝕性。其結果，可確認藉由使用由含有4質量%以上之Cr的Fe合金所構成的基材層、與具有充分耐蝕性之中間層、表面層及銀焊層製作包層材，可抑制由包層材所形成之氣密密封用蓋材的腐蝕。
又，36Ni-6Cr-Fe合金及38Ni-6Cr-Fe合金中，在經過48小時後確認到稍微腐蝕。藉此，判明了構成基材層之Fe合金的Fe與Ni的含有率中，藉由增加Ni含有率，可更確實地抑制Fe合金腐蝕，提升耐蝕性。
又，42Ni-4Cr-Fe合金中，在經過72小時後確認到稍微腐蝕。另一方面，42Ni-6Cr-Fe合金中，即使經過144小時後亦幾乎未觀察到腐蝕。藉此，判明了藉由使構成基材層之Fe合金的Cr含有量為6質量%以上，可更確實地抑制腐蝕，提升耐蝕性。
從而，由耐蝕性的觀點而言，可認為Cr含量為6質量%以上、進而Ni含量為40質量%以上的Fe合金特別適合作為構成基材層的Fe合金。尚且，關於40Ni-6Cr-Fe合金及47Ni-6Cr-Fe合金，雖然未進行48小時以上的鹽水噴霧試驗，但可認為其具有於超過48小時之長期間可充分抑制腐蝕的耐蝕性。
又，於不含有Ni之18Cr-Fe合金中，即使經過48小時後亦幾乎未觀察到腐蝕。由此可判明，即使在使用不含Ni之Cr-Fe合金作為基材層的情況，藉由增大構成基材層之Fe合金的Cr含量，可更確實地抑制腐蝕，提升耐蝕性。又，可認為於含有約16質量%以上且約20質量%以下之Cr與微量Cu或Nb等的Cr-Fe合金(SUS430J1L)中，亦得到與18Cr-Fe合金(SUS430)同樣的耐蝕性 結果。
(根據熱膨脹性的基材層檢討)
接著，根據上述試驗材之平均熱膨脹係數，針對適合本發明基材層之金屬進行檢討。又，具有與構成焊接合對象(圖3之電子零件收納構件30)之氧化鋁(Al2O3)之熱膨脹係數接近之熱膨脹係數的Fe合金，可認為更適合作為基材層。
具體而言，對各試驗材，求取30℃~300℃溫度範圍中的平均熱膨脹係數、30℃~400℃溫度範圍中的平均熱膨脹係數、30℃~500℃溫度範圍中的平均熱膨脹係數。又，關於參考例之氧化鋁，係求取30℃~400℃溫度範圍中的平均熱膨脹係數。
由圖7所示之表可確認，於30℃~300℃、30℃~400℃、30℃~500℃之任一溫度範圍中，含有4質量%以上之Cr的Fe合金中，熱膨脹係數成為14×10-6/K以下，可使熱膨脹係數充分減小。
又，判明了含有Co之Ni-Co-Cr-Fe合金(29Ni-17Co-6Cr-Fe合金)的熱膨脹係數，雖然大於不含Cr之29Ni-17Co-Fe合金的熱膨脹係數，但於所有溫度範圍中熱膨脹係數成為8.5×10-6/K以下，且小於Ni-Cr-Fe合金或Cr-Fe合金的熱膨脹係數。又，Ni-Co-Cr-Fe合金為最接近氧化鋁之熱膨脹係數的熱膨脹係數。由此可判明，Ni-Co-Cr-Fe合金係由熱膨脹性的觀點而言，最佳係作為構成氣密密封用蓋材之基材層的低熱膨脹金屬。可認為此種Ni-Co-Cr-Fe合金特別適合於未設置用於緩和熱應力之中間層的上述第2實施形態之包層材210中的基材層11。
又，Ni-Cr-Fe合金中，雖然於30℃~500℃溫度範圍中熱膨脹係數變得相對較大，但於30℃~300℃溫度範圍中熱膨脹係數小至11×10-6/K以下。其結果，判明了Ni-Cr-Fe合金亦可較佳地作為主要配置於約300℃以下之低溫環境下的氣密密封用蓋材的基材層。又，判明了Ni-Cr-Fe合金中，在Ni含有率為40質量%以上且47質量%以下的情況，可於所有溫度範圍下更減小熱膨脹係數，故為較佳；在Ni含有率為42質量%附近的情況，可於所有溫度範圍下更加減小熱膨脹係數，故為更佳。又，判明了Ni-Cr-Fe合金中，在Cr含有率小於6質量%的情況，可更加減小熱膨脹係數，故更佳。
又，Cr-Fe合金(18Cr-Fe)中，雖然於所有溫度區域中熱膨脹係數某程度變大，但因溫度變化所造成的熱膨脹係數變動較小。尤其，在30℃~500℃溫度範圍中，熱膨脹係數成為11.3×10-6/K，且小於(36~40、47)Ni-6Cr-Fe合金之熱膨脹係數。由此可判明，Cr-Fe合金亦可尤佳地作為配置於約400℃以上之高溫環境下的氣密密封用蓋材的基材層。又，SUS430J1L之熱膨脹係數由於與18Cr-Fe合金(SUS430)相同，故可認為SUS430J1L亦可尤佳地作為配置於約400℃以上之高溫環境下的氣密密封用蓋材的基材層。
[變形例]
尚且，此次揭示之實施形態及實施例，應認為所有要點均為例示而非加以限制者。本發明範圍並非上述實施形態及實施例之說明，而是由申請專利範圍所示，進而亦包括與申請專利範圍均等之意義及範圍內的所有變更(變形例)。
例如，上述第1實施形態、第1實施形態之變形例及 第2實施形態中，雖揭示了分別藉由4層構造之包層材10、3層構造之包層材110及2層構造之包層材210形成氣密密封用蓋材1、101及201的例子，但本發明並不限定於此。本發明中，亦可例如藉由設置2層以上之中間層等，而由5層構造以上之包層材形成氣密密封用蓋材。
又，上述第1實施形態中，雖揭示了藉由屬於電阻焊接之一種的縫焊，將氣密密封用蓋材1與電子零件收納構件30接合的例子，但本發明並不限定於此。例如亦可藉由屬於電阻焊接之一種的電阻點焊接，將氣密密封用蓋材與電子零件收納構件接合。又，亦可使用電阻焊接以外的接合方法，將氣密密封用蓋材與電子零件收納構件接合。例如，亦可藉由使用有電子束之電子束焊接，將氣密密封用蓋材與電子零件收納構件接合。
1‧‧‧氣密密封用蓋材
10‧‧‧包層材
11‧‧‧基材層
11a‧‧‧下面
11b‧‧‧上面
11c‧‧‧側面
12‧‧‧中間層
12a‧‧‧下面
12b‧‧‧側面
13‧‧‧銀焊層
14‧‧‧表面層

Claims (22)

  1. 一種氣密密封用蓋材，係使用於含有用於收納電子零件之電子零件收納構件的電子零件收納用包裝者，其係由具備下述層之包層材所形成：由含有4質量%以上之Cr的Fe合金所形成的基材層；與對於上述基材層之上述電子零件收納構件側的表面上，經由以純Cu所構成之中間層所接合的銀焊層。
  2. 一種氣密密封用蓋材，係使用於含有用於收納電子零件之電子零件收納構件的電子零件收納用包裝者，其係由具備下述層之包層材所形成：由含有4質量%以上之Cr的Fe合金所形成的基材層；與對於上述基材層之上述電子零件收納構件側的表面上，依直接接觸之狀態所接合的銀焊層。
  3. 如請求項1或2之氣密密封用蓋材，其中，上述基材層係由含有4質量%以上且20質量%以下之Cr的Fe合金所形成。
  4. 如請求項3之氣密密封用蓋材，其中，上述基材層係由含有6質量%以上且10質量%以下之Cr的Fe合金所形成。
  5. 如請求項1或2之氣密密封用蓋材，其中，上述基材層係由除了含有4質量%以上之Cr之外、進一步含有Ni的Fe合金所形成。
  6. 如請求項5之氣密密封用蓋材，其中，上述基材層係由除了含有4質量%以上之Cr之外、進一步含有36質量%以上且48質量%以下之Ni的Fe合金所形成。
  7. 如請求項6之氣密密封用蓋材，其中，上述基材層係由除了含有4質量%以上之Cr之外、進一步含有40質量%以上且48質量% 以下之Ni的Fe合金所形成。
  8. 如請求項5之氣密密封用蓋材，其中，上述基材層係由除了含有4質量%以上之Cr與Ni之外、進一步含有Co的Fe合金所形成。
  9. 如請求項8之氣密密封用蓋材，其中，上述基材層係由除了含有4質量%以上之Cr及36質量%以上且48質量%以下之Ni之外、進一步含有6質量%以上且18質量%以下之Co的Fe合金所形成。
  10. 如請求項1或2之氣密密封用蓋材，其中，上述基材層係由不含Ni及Co、至少含有16質量%以上且20質量%以下之Cr的Cr-Fe合金所形成。
  11. 如請求項1之氣密密封用蓋材，其中，上述銀焊層係經由含有99.95質量%以上之Cu的上述純Cu所形成的上述中間層而接合於上述基材層。
  12. 如請求項1或11之氣密密封用蓋材，其中，上述中間層之厚度為5μm以上且50μm以下。
  13. 如請求項12之氣密密封用蓋材，其中，上述中間層之厚度為10μm以上且30μm以下。
  14. 如請求項1或2之氣密密封用蓋材，其中，上述銀焊層係含有Ag及Cu。
  15. 如請求項14之氣密密封用蓋材，其中，上述銀焊層係除了含有Ag、Cu之外尚含有Sn。
  16. 如請求項1或2之氣密密封用蓋材，其中，上述包層材係進一步具備接合至與上述基材層之上述電子零件收納構件相反側的表面、且由Ni或Ni合金所構成的表面層。
  17. 一種電子零件收納用包裝，係具備用於收納電子零件之電子 零件收納構件、與請求項1之氣密密封用蓋材。
  18. 一種電子零件收納用包裝，係具備用於收納電子零件之電子零件收納構件、與請求項2之氣密密封用蓋材。
  19. 如請求項17或18之電子零件收納用包裝，其中，上述基材層係由含有4質量%以上且20質量%以下之Cr的Fe合金所形成。
  20. 如請求項17或18之電子零件收納用包裝，其中，上述基材層係由除了含有4質量%以上之Cr之外、進一步含有Ni的Fe合金所形成。
  21. 如請求項20之電子零件收納用包裝，其中，上述基材層係由除了含有4質量%以上之Cr與Ni之外、進一步含有Co的Fe合金所形成。
  22. 如請求項17或18之電子零件收納用包裝，其中，上述包層材係進一步具備接合至與上述基材層之上述電子零件收納構件相反側的表面、且由Ni或Ni合金所構成的表面層。
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