TWI636527B - 氣密密封用蓋材、氣密密封用蓋材之製造方法及電子零件收納用包裝 - Google Patents

氣密密封用蓋材、氣密密封用蓋材之製造方法及電子零件收納用包裝 Download PDF

Info

Publication number
TWI636527B
TWI636527B TW104143806A TW104143806A TWI636527B TW I636527 B TWI636527 B TW I636527B TW 104143806 A TW104143806 A TW 104143806A TW 104143806 A TW104143806 A TW 104143806A TW I636527 B TWI636527 B TW I636527B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
silver solder
cladding material
cover material
alloy
Prior art date
Application number
TW104143806A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201637136A (zh
Inventor
橫田將幸
山本雅春
Original Assignee
日立金屬股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立金屬股份有限公司 filed Critical 日立金屬股份有限公司
Publication of TW201637136A publication Critical patent/TW201637136A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI636527B publication Critical patent/TWI636527B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/06—Hermetically-sealed casings
    • H05K5/066—Hermetically-sealed casings sealed by fusion of the joining parts without bringing material; sealed by brazing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0016—Brazing of electronic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/04—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814—Conductive parts
    • H01L21/4817—Conductive parts for containers, e.g. caps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/06—Containers; Seals characterised by the material of the container or its electrical properties
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/10—Mounting in enclosures
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02—Details
    • H05K5/03—Covers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/02—Forming enclosures or casings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
    • H10N30/883—Additional insulation means preventing electrical, physical or chemical damage, e.g. protective coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3006—Ag as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • B32B15/015—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium the said other metal being copper or nickel or an alloy thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161—Cap
    • H01L2924/1615—Shape
    • H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/10—Mounting in enclosures
    • H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1014—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
    • H03H9/1021—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device the BAW device being of the cantilever type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12896—Ag-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951—Fe-base component

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

本發明的氣密密封用蓋材係由具備有含Ag與Cu之銀焊料層、以及接合於銀焊料層上且使用Fe或Fe合金構成之第1Fe層的包層材所構成。氣密密封用蓋材係藉由對包層材施行彎曲而形成為含凹部的箱型形狀。

Description

氣密密封用蓋材、氣密密封用蓋材之製造方法及電子零件收納用包裝
本發明係關於氣密密封用蓋材、氣密密封用蓋材之製造方法及電子零件收納用包裝。
習知已知有具備含焊料材層之氣密密封用蓋材的電子零件收納用包裝。此種電子零件收納用包裝已揭示於例如日本專利特開2003-158211號公報、特開2001-156193號公報中。
日本專利特開2003-158211號公報所揭示的電子零件用包裝，係具備有金屬蓋與陶瓷包裝；該金屬蓋係由使金屬母材與Ni層依積層狀態接合的包層材構成，該金屬母材係由Ag焊料層、Cu層、及科伐合金(Kovar，註冊商標)構成；該陶瓷包裝係收納著水晶振盪板。另外，Cu層係設置用於緩和熔接後之熱應力、及緩和熔接時之熱應變。該電子零件用包裝中，金屬蓋(包層材)係形成平板狀，另一方面，陶瓷包裝係為了收納水晶振盪板而形成為含有凹部的箱型形狀。
再者，日本專利特開2001-156193號公報所揭示的電子零件用包裝，係具備有金屬製蓋材及陶瓷基板(電子零件配置構件)；該金屬製蓋材係由金屬板、焊料材層及鍍敷層構成，且形成具有凹部的箱型形狀；該金屬板係使用科伐合金構成；該焊料材層係接合於金屬板下側面且由低熔點焊料材構成；該鍍敷層係被黏於 金屬板上側面且由鍍鎳等構成；該陶瓷基板係收納水晶振盪器。另外，日本專利特開2001-156193號公報中作為低熔點焊料材，係揭示有Au合金、Sn、焊料及鋁合金。
此處，判斷藉由將日本專利特開2003-158211號公報所記載具備Ag焊料層的平板狀金屬蓋，如日本專利特開2001-156193號公報所記載具備有由低熔點焊料材所構成之焊料材層的金屬製蓋材般，形成為含有凹部的箱型形狀，則能抑制由加工較金屬材困難的陶瓷所構成的陶瓷包裝之形狀複雜化，提升陶瓷包裝的生產性，達到陶瓷包裝的小型化。又，藉由以金屬蓋構成電子零件用包裝的側壁部，亦可提升側壁部的剛性。
然而，本案發明人發現，在將日本專利特開2003-158211號公報所記載之具備有Ag焊料層的平板狀包層材，如日本專利特開2001-156193號公報之具備有由低熔點焊料材所構成之焊料材層的金屬製蓋材般，施行彎曲加工成為含有凹部的箱型形狀而形成金屬蓋時，因為由科伐合金構成的金屬母材屬硬質，故在彎折部分容易發生龜裂。又，在為了抑制該龜裂發生，而對具備有Ag焊料層的包層材施行用於軟質化的熱處理(軟質化熱處理)時，雖可在不致使Ag焊料層熔融之下施行包層材的軟質化處理，但發現會有在Ag焊料層與Cu層的界面處發生空隙的問題。另外，所謂「空隙」係指在2個層彼此之界面處因剝離而發生的間隙。
再者，關於日本專利特開2001-156193號公報所記載的金屬製蓋材，其雖未明確記載，但可認為亦因由科伐合金構成的金屬板屬於硬質，因而在施行彎曲加工成為具凹部之箱型形狀時，在彎折部分處容易發生龜裂。又，當為了抑制該龜裂發生而對具備 有由低熔點焊料材所構成之焊料材層的金屬製蓋材施行了用於為軟質化的熱處理(軟質化熱處理)時，判斷在科伐合金軟質化之前，低熔點焊料材已熔融，導致無法施行充分的軟質化處理。
如上述，當蓋材發生了龜裂的情況，從龜裂處容易發展斷裂，結果有使用蓋材的電子零件用包裝無法充分施行氣密密封的疑慮。又，在具備Ag焊料層的金屬蓋發生了空隙時，有空隙周邊的Ag焊料層容易剝離的疑慮。又，當環境氣體、殘留氣體等流入於金屬蓋的空隙中時，有在焊接接合時或焊接接合後被釋放出的疑慮。此情況下，在焊接接合時，銀焊料係與被釋放出的氣體一起飛散，有焊接接合不足、或造成於水晶振盪板上附著銀焊料材之虞。又，在焊接接合後，因流入於空隙中的氣體被釋放出於電子零件用包裝所密封的密封空間中，故有電子零件用包裝的電子零件發生不良情況之虞。
本發明係為了解決如上述問題而完成，本發明之一目的在於提供：即使將具備有銀焊料層的包層材形成為含有凹部的箱型形狀，仍可抑制龜裂與空隙發生的氣密密封用蓋材、該氣密密封用蓋材之製造方法、及具備有該氣密密封用蓋材的電子零件收納用包裝。
本案發明者針對上述所發現之課題(問題)進行檢討，結果發現，因軟質化熱處理導致銀焊料層中所含的Ag或Cu擴散於Cu層中，造成界面附近之銀焊料層的銀焊料成分減少，結 果在銀焊料層與直接接合於銀焊料層的Cu層的界面發生空隙。此種現象係除Cu之外，Ni、Ni-Cu合金亦會發生。然後，根據此項發現，本案發明者經深入鑽研，結果發現利用以下的構成可解決上述問題。即，根據本發明第1佈局的氣密密封用蓋材，係含有配置電子零件之電子零件配置構件的電子零件收納用包裝中所使用者；其係由具備下述層之包層材所構成：含Ag與Cu之銀焊料層；與接合於銀焊料層上，使用Fe或Fe合金所構成之第1Fe層；藉由對包層材施行彎曲而形成為含凹部的箱型形狀。
根據本發明第1佈局的氣密密封用蓋材，如上述，係由具備有接合於銀焊料層上且使用Fe或Fe合金所構成之第1Fe層的包層材所構成。此處，即使施行軟質化熱處理，因為銀焊料層中所含有的Ag、Cu幾乎不會固溶於使用Fe或Fe合金所構成的第1Fe層中，因而幾乎不發生固溶擴散。藉此，可抑制銀焊料層中所含有之Ag、Cu擴散於第1Fe層中。又，例如當在銀焊料層、與使用Ni等構成的其他金屬層之間配置第1Fe層時，可利用第1Fe層而抑制銀焊料層中所含有Ag或Cu擴散於其他金屬層。藉此，即使施行軟質化熱處理，仍可抑制位於銀焊料層、與直接接合於銀焊料層的第1Fe層或其他金屬層之界面附近之銀焊料成分因擴散而減少的情形，俾可抑制界面處發生空隙。利用該第1Fe層可抑制空隙發生的現象，在後述實驗已確認完畢。藉此，因為可對經軟質化的包層材施行彎曲加工，因而可抑制在彎折的部分處發生龜裂。結果，在將具備有銀焊料層的包層材形成為含凹部的箱型形狀時，可抑制發生龜裂。
根據上述第1佈局的氣密密封用蓋材，較佳係第1Fe 層為使用至少含有Co或Cr之一者的Fe合金構成，且Fe、Co及Cr合計含有50質量%以上。根據此種構成，即使施行軟質化熱處理，銀焊料層中所含有的Ag或Cu幾乎不會固溶於使用至少含有Co或Cr之一者的Fe合金所構成之第1Fe層中，藉此可抑制銀焊料層中所含有的Ag或Cu擴散於第1Fe層。又，藉由第1Fe層的Fe、Co及Cr合計含有50質量%以上，可充分抑制銀焊料層中所含有的Ag或Cu擴散於第1Fe層。此現象在後述實驗已確認完畢。
根據上述第1佈局的氣密密封用蓋材，較佳係包層材更進一步具備有：接合於第1Fe層上，至少含有Cu或Ni之一者的中間層；與接合於中間層上且使用Fe或Fe合金構成的第2Fe層。此處，中間層係由Ag及Cu所固溶之含有Cu或Ni之一者的層構成，結果，當銀焊料層與中間層直接性接觸時，銀焊料層的Ag及Cu容易擴散於中間層。因此，如上述，藉由在中間層與銀焊料層之間配置第1Fe層，即使施行軟質化熱處理，仍可利用第1Fe層抑制銀焊料層中所含有Ag或Cu擴散於中間層。又，當中間層係使用Cu構成的情況，因為可使中間層呈某程度柔軟，因而當第2Fe層與電子零件配置構件進行焊接接合時的熱應變、或因焊接接合後的熱膨脹差所造成之熱應力，可於中間層獲得緩和。又，藉由調整使用Fe或Fe合金構成的第2Fe層之組成或厚度，可輕易調整氣密密封用蓋材的機械強度。
此情況，較佳係第1Fe層具有1μm以上、且中間層厚度以下的厚度。若第1Fe層的厚度達1μm以上，可充分確保第1Fe層的厚度，因而可利用第1Fe層充分抑制銀焊料層中所含有Ag或Cu擴散於中間層。又，藉由第1Fe層具有中間層厚度以下的厚 度，可抑制第1Fe層厚度變為過厚，因而可抑制將氣密密封用蓋材與電子零件配置構件進行焊接接合時的熱應變、或因焊接接合後的熱膨脹差所造成之熱應力在使用Cu構成的中間層無法獲得充分緩和的情形。
於上述包層材具備有中間層與第2Fe層的構成中，較佳係包層材的第2Fe層係具有110HV以上且200HV以下的維氏硬度。若第2Fe層的維氏硬度在200HV以下，第2Fe層充分軟質化，因而可對具第2Fe層的包層材輕易地施行彎曲加工。藉此，可輕易地將包層材彎曲為含凹部的箱型形狀。又，若第2Fe層的維氏硬度達110HV以上，因為第2Fe層的硬度不致過小，因而可抑制氣密密封用蓋材因外力等而容易變形的情形。
於上述包層材具備有中間層與第2Fe層的構成中，較佳係包層材的第2Fe層具有包層材厚度之50%以上的厚度。若第2Fe層的厚度達包層材厚度的50%以上，可利用第2Fe層主要決定包層材的機械強度、熱膨脹係數等參數，因而藉由適當選擇第2Fe層的材質(Fe以外所添加的各種元素)，可製作出氣密性等優異的氣密密封用蓋材。
根據上述第1佈局的氣密密封用蓋材，較佳係第1Fe層為使用含有大於0質量%且50質量%以下之Ni的Fe合金構成。若第1Fe層係由含Ni的Fe合金構成，可縮小第1Fe層的熱膨脹係數。藉此，因為可縮小包層材的熱膨脹係數，因而可抑制由熱膨脹係數較小的陶瓷所構成電子零件配置構件與氣密密封用蓋材間發生較大的熱膨脹差。又，若第1Fe層係由含50質量%以下之Ni的Fe合金構成，可抑制銀焊料層中所含有Ag或Cu輕易地擴散於第 1Fe層。
根據上述第1佈局的氣密密封用蓋材，較佳係包層材具有10%以上的伸長率。若包層材的伸長率達10%以上，因為包層材充分軟質化，因而包層材可輕易地彎曲。藉此，可將包層材輕易地彎曲為含有凹部的箱型形狀。
根據上述第1佈局的氣密密封用蓋材，較佳係包層材更進一步具備有在銀焊料層的反面側構成最外層、且含有Ni的Ni層。若在露出於包層材外部的最外層設置Ni層，可利用Ni層提升包層材所露出表面的耐蝕性。藉此，可有效抑制因氣密密封用蓋材之腐蝕而使用氣密密封用蓋材的電子零件收納用包裝發生氣密性降低的情形。
根據本發明第2佈局的氣密密封用蓋材之製造方法，係含有配置電子零件之電子零件配置構件的電子零件收納用包裝中所使用的氣密密封用蓋材之製造方法；包括有：藉由施行用於將含有Ag與Cu的銀焊料板與使用Fe或Fe合金構成的第1Fe板進行軋延接合同時進行擴散退火的第1熱處理，形成將含有Ag與Cu的銀焊料層、與配置於銀焊料層上且使用Fe或Fe合金構成的第1Fe層予以接合的包層材之步驟；藉由施行第2熱處理而將包層材軟質化的步驟；以及藉由將已軟質化的包層材施行彎曲加工，而形成含有凹部的箱型形狀的氣密密封用蓋材之步驟。
根據本發明第2佈局的氣密密封用蓋材之製造方法，如上述，包括有藉由對設有接合於銀焊料層上且使用Fe或Fe合金所構成之第1Fe層的包層材施行第2熱處理，而將包層材軟質化的步驟。上述具有第1Fe層並已軟質化的包層材，不致有來自銀 焊料層的Ag或Cu的固溶擴散，可抑制空隙發生，且即使形成為含有凹部的箱型形狀，仍可抑制龜裂發生。
根據上述第2佈局的氣密密封用蓋材之製造方法，較佳係將包層材軟質化的步驟包括有：依700℃以上且未滿銀焊料層熔點的溫度施行第2熱處理，或者依650℃以上且未滿700℃的溫度、並依較第1熱處理時間更長之時間實施第2熱處理的步驟。規定於700℃以上且未滿銀焊料層熔點的溫度之理由，在於最好設定於焊料材中即使是高熔點之銀焊料材仍不熔解的溫度。根據此種構成，藉由依700℃以上且未滿銀焊料層熔點的溫度施行第2熱處理，可依銀焊料層不熔解程度的充分高溫度施行第2熱處理，因而可將包層材充分軟質化。又，即使是650℃以上且未滿700℃的溫度區域，藉由依較製作包層材步驟中的第1熱處理時間更長之時間施行第2熱處理，可將包層材軟質化為能形成含有凹部之箱型形狀的程度。藉由該等，可有效地抑制在彎曲加工時包層材發生龜裂的情形。
根據上述第2佈局的氣密密封用蓋材之製造方法，較佳係形成包層材的步驟包括有：對銀焊料板、第1Fe板、至少含有Cu及Ni之一者的中間層用板、以及使用Fe或Fe合金構成的第2Fe板進行軋延接合並同時進行第1熱處理，而形成由銀焊料層、第1Fe層、配置於第1Fe層上且至少含有Cu及Ni之一者的中間層、以及配置於中間層上且使用Fe或Fe合金所構成之第2Fe層接合而成的包層材之步驟。根據此種構成，藉由在中間層與銀焊料層之間配置第1Fe層，在第2熱處理時可利用第1Fe層抑制銀焊料層中所含有Ag或Cu擴散於中間層。又，藉由調整使用Fe或Fe合金所構成第 2Fe層的組成、厚度，可輕易地調整氣密密封用蓋材的機械強度。
根據上述第2佈局的氣密密封用蓋材之製造方法，較佳係將包層材軟質化的步驟包括有：藉由施行第2熱處理，使包層材之第2Fe層的維氏硬度成為110HV以上且200HV以下的步驟。若第2Fe層的維氏硬度在200HV以下，可將包層材輕易地施行彎曲加工為含有凹部的箱型形狀。若第2Fe層的維氏硬度達110HV以上，可抑制氣密密封用蓋材因外力等而輕易變形的情形。
根據上述第2佈局的氣密密封用蓋材之製造方法，較佳係將包層材軟質化的步驟包括有：藉由施行第2熱處理，而使包層材軟質化成具有10%以上伸長率的步驟。若包層材的伸長率達10%以上，包層材呈充分軟質化，因而可將包層材輕易地彎曲。藉此，可將包層材輕易地彎曲為含有凹部的箱型形狀。
根據上述第2佈局的氣密密封用蓋材之製造方法，較佳係形成包層材的步驟包括有：對銀焊料板、第1Fe板、及含Ni之Ni板進行軋延接合並同時進行第1熱處理，而形成使銀焊料層、第1Fe層、及在銀焊料層的反面側構成最外層所形成之含Ni之Ni層接合的包層材的步驟。若在露出的最外層設置Ni層，可有效地抑制使用氣密密封用蓋材的電子零件收納用包裝發生氣密性降低。又，由於在將銀焊料板與第1Fe板施行軋延接合時，亦可同時使Ni板接合，因而相較於另外利用鍍敷處理等形成Ni層的情況，可使製造步驟簡單化。
根據本發明第3佈局的電子零件收納用包裝，係具備有：平板狀電子零件配置構件、及氣密密封用蓋材；該電子零件配置構件係配置電子零件且呈平板狀；該氣密密封用蓋材係由包層材 構成，藉由將包層材施行彎曲而形成為含有凹部的箱型形狀；該包層材係含有：含Ag與Cu的銀焊料層、接合於銀焊料層上且使用Fe或Fe合金構成的第1Fe層；氣密密封用蓋材係在於凹部內部收納著已配置於電子零件配置構件之電子零件的狀態下，利用銀焊料層焊接接合於電子零件配置構件。
根據本發明第3佈局的電子零件收納用包裝，如上述，藉由使用形成為含有凹部的箱型形狀、且龜裂與空隙的發生均受到抑制的第1佈局之氣密密封用蓋材，可抑制因龜裂而電子零件收納用包裝無法充分施行氣密密封的情形。又，因為空隙的發生受到抑制，因而可抑制因流入於氣密密封用蓋材的空隙中的環境氣體、殘留氣體等，在進行氣密密封用蓋材與電子零件配置構件間之焊接接合時、或焊接接合後被釋放出而造成之不良情況。藉此，在焊接接合時，可抑制銀焊料層的銀焊料材飛散，因而能抑制焊接接合不足、或銀焊料附著於電子零件的情形。又，在焊接接合後，可抑制因流入於空隙中的氣體被釋放出於由氣密密封用蓋材的凹部與平板狀電子零件配置構件所形成的密封空間中所造成的不良情況，因而能抑制電子零件收納用包裝中所收納的電子零件發生不良情況。
根據上述第3佈局的電子零件收納用包裝，較佳係第1Fe層使用至少含有Co及Cr之一者的Fe合金構成，且Fe、Co及Cr合計含有50質量%以上。根據此種構成，即使施行軟質化熱處理，仍可抑制銀焊料層中所含有的Ag或Cu擴散於第1Fe層。又，藉由第1Fe層的Fe、Co及Cr合計含有50質量%以上，可充分抑制銀焊料層中所含有的Ag或Cu擴散於第1Fe層。
根據上述第3佈局的電子零件收納用包裝，較佳係包層材更進一步具備有：接合於第1Fe層上且至少含有Cu及Ni之一者的中間層、以及接合於中間層上且使用Fe或Fe合金構成的第2Fe層。若在中間層與銀焊料層之間配置第1Fe層，則即使施行軟質化熱處理，仍可利用第1Fe層抑制銀焊料層中所含有Ag或Cu擴散於中間層。又，藉由調整使用Fe或Fe合金構成的第2Fe層之組成或厚度，可輕易調整氣密密封用蓋材的機械強度。
此情況，較佳係第1Fe層具有1μm以上、且中間層厚度以下的厚度。若第1Fe層的厚度達1μm以上，可利用第1Fe層充分抑制銀焊料層中所含有Ag或Cu擴散於中間層。又，藉由第1Fe層具有中間層厚度以下的厚度，可抑制將氣密密封用蓋材與電子零件配置構件進行焊接接合時的熱應變、因焊接接合後的熱膨脹差所造成之熱應力在使用Cu構成的中間層中無法充分緩和的情形。
於上述包層材具備有中間層與第2Fe層的構成中，較佳係包層材的第2Fe層具有110HV以上且200HV以下的維氏硬度。若第2Fe層的維氏硬度達110HV以上，可抑制氣密密封用蓋材因外力等而輕易變形。又，若第2Fe層的維氏硬度在200HV以下，可對包層材輕易地施行彎曲加工成為能收納電子零件的含有凹部之箱型形狀。
10‧‧‧蓋材
11‧‧‧上部
12‧‧‧壁部
13‧‧‧凹部
13a‧‧‧開口
14‧‧‧凸緣部
20‧‧‧包層材
21‧‧‧銀焊料層
22‧‧‧Fe層
23‧‧‧中間層
24‧‧‧基材層
25‧‧‧Ni層
30‧‧‧基台
30a‧‧‧上面
40‧‧‧電子零件
50‧‧‧凸塊
100‧‧‧包裝
101‧‧‧加熱爐
102‧‧‧熱源
110‧‧‧蓋材
120‧‧‧包層材
121‧‧‧銀焊料層
122‧‧‧Fe層
125‧‧‧Ni層
S‧‧‧密封空間
圖1係表示本發明第1及第2實施形態的蓋材的平面圖。
圖2係表示沿圖1中300-300線的蓋材之剖視圖。
圖3係表示本發明第1實施形態的蓋材之層構造的放大剖視圖。
圖4係表示使用了本發明第1及第2實施形態的蓋材之電子零件收納用包裝的剖視圖。
圖5係用於說明本發明第1實施形態的包層材之軟質化熱處理的圖。
圖6係表示本發明第2實施形態的蓋材之層構造的放大剖視圖。
圖7係本發明第1實施形態所對應之實施例1的包層材之截面照片。
圖8係本發明第2實施形態所對應之實施例2的包層材之截面照片。
圖9係比較例1的包層材之截面照片。
圖10係比較例2的包層材之截面照片。
圖11係比較例1的包層材之表面照片。
圖12係用於說明空隙及隆起發生的圖。
圖13係表示為了確認本發明效果而施行之實施例1與2之包層材的機械強度測定結果的表。
圖14係本發明第1實施形態所對應之實施例1的包層材經90度彎曲試驗後的截面照片。
圖15係本發明第2實施形態所對應之實施例2的包層材經90度彎曲試驗後的截面照片。
圖16係本發明實施例11的包層材之截面照片。
圖17係本發明實施例12的包層材之截面照片。
圖18係本發明實施例13的包層材之截面照片。
圖19係本發明實施例14的包層材之截面照片。
圖20係本發明實施例15的包層材之截面照片。
圖21係本發明實施例16的包層材之截面照片。
圖22係比較例11的包層材之截面照片。
圖23係比較例12的包層材之截面照片。
圖24係比較例13的包層材之截面照片。
圖25係本發明實施例11的包層材之表面照片。
圖26係比比較例11的包層材之表面照片。
圖27係比較例12的包層材之表面照片。
圖28係本發明實施例21的包層材之截面照片。
圖29係比較例21的包層材之截面照片。
以下，針對將本發明具體化的實施形態，根據圖式進行說明。
(第1實施形態)
首先，參照圖1~圖3，針對本發明第1實施形態的蓋材10之構造進行說明。另外，蓋材10係本發明「氣密密封用蓋材」之一例。
本發明第1實施形態的蓋材10，如圖1所示，由上方(Z1側、參照圖2)俯視觀看時形成為矩形狀。又，蓋材10係如圖2所示，包含有：依在與上下方向(Z方向)正交的XY平面上延伸之方式所形成的平板狀上部11；與依從上部11周緣部之全體朝下方(Z2側)延伸之方式所形成的壁部12。結果，在蓋材10中形成由上 部11與壁部12包圍的凹部13。該凹部13具有朝下方的開口13a。即，蓋材10係形成為含有凹部13的箱型形狀。
再者，蓋材10形成有從壁部12之與上部11的反面側(Z2側)朝遠離上部11的方向在XY平面上延伸的凸緣部14。該凸緣部14係涵括壁部12全周形成。
此處，第1實施形態中，蓋材10係藉由將包層材20彎曲(施行彎曲加工)而形成為含有凹部13的箱型形狀。該包層材20係在上下方向具有厚度t1。又，如圖3所示，包層材20係利用從下側朝上側依序積層著銀焊料層21、Fe層22、中間層23、基材層24及Ni層25之狀態予以接合，具有5層構造的重疊式包層材所構成。另外，在蓋材10的下側構成為配置有後述使用陶瓷構成的基台30(參照圖4)。又，圖2中圖示銀焊料層21，另一方面，其餘的Fe層22、中間層23、基材層24及Ni層25則一體地圖示。另外，Fe層22係本發明「第1Fe層」之一例。又，基材層24係本發明「第2Fe層」之一例。
構成包層材20之Z2側(基台30側)之最外層的銀焊料層21係使用含有Ag與Cu的銀焊料材構成。具體而言，銀焊料層21係使用例如由約72質量%Ag、不可避免的雜質及剩餘部分之Cu構成的72Ag-Cu合金，或者約85質量%Ag、不可避免的雜質及剩餘部分之Cu構成的85Ag-Cu合金等所構成。另外，銀焊料材的熔點係約780℃以上，較高於日本專利特開2001-156193號公報所記載之屬於最高溫之低熔點焊料材的鋁合金(約600℃)，且亦低於純Ag的熔點(約960℃)。又，銀焊料層21在上下方向具有厚度t2。
另外，銀焊料層21係藉由構成包層材20之基台30 側的最外層，而在包括凸緣部14的蓋材10之Z2側全面形成為露出狀態。
接合於銀焊料層21與中間層23(在銀焊料層21上)的Fe層22，係使用SPCC(JIS G 3141所規定的冷軋鋼板)等純Fe、或含Fe之Fe合金構成。另外，當使用Fe合金構成Fe層22時，最好使用至少含有Co及Cr之一者、且Fe、Co及Cr合計含有約50質量%以上的Fe合金。又，Fe層22亦可使用含有大於0質量%且約50質量%以下之Ni的Fe合金構成。
此處，Fe、Co及Cr係具有在約650℃以上、且純Ag熔點(約960℃)以下的溫度環境下，不與Ag及Cu形成固溶體的性質。即，在使用純Fe構成的Fe層22中，或使用含有Fe與、Co及Cr之至少一者的Fe合金所構成Fe層22中，Ag及Cu的擴散受抑制。又，Fe層22係在上下方向具有厚度t3。該厚度t3較佳為1μm以上。
接合於Fe層22與基材層24(在Fe層22上)的中間層23，係使用無氧銅等所謂純Cu構成。藉此，可使用較由Fe或Fe合金所構成基材層24更柔軟的金屬構成中間層23。又，中間層23在上下方向具有厚度t4。另外，厚度t4較佳為Fe層22的厚度t3以上。即，Fe層22的厚度t3較佳係1μm以上、且厚度t4以下。
此處，使用Cu構成中間層23時，在約650℃以上的溫度條件下，容易與銀焊料層21中所含有的Ag形成固溶體。然而，藉由接合於銀焊料層21與中間層23的Fe層22，可抑制銀焊料層21中所含有的Ag或Cu擴散於中間層23。結果，在銀焊料層21、與直接式接合於銀焊料層21的Fe層22間之界面Ia處，空隙形成 受到抑制。
接合於中間層23與Ni層25(在中間層23上)的基材層24係主要決定包層材20之機械強度、熱膨脹係數等參數的層。基材層24係使用純Fe、或含有Fe的Fe合金構成。此處，構成基材層24的Fe合金較佳係使用例如：由約29質量%Ni、約17質量%Co、不可避免的雜質、以及剩餘部分之Fe構成的29Ni-17Co-Fe合金(所謂科伐合金(Kovar，註冊商標))；或者由約42質量%Ni、約6質量%Cr、不可避免的雜質、以及剩餘部分之Fe構成的42Ni-6Cr-Fe合金等熱膨脹係數較小的Fe合金構成。藉此，當將蓋材10焊接接合於基台30時，可縮小使用熱膨脹係數較小的陶瓷所構成之基台30、與蓋材10的基材層24間之熱膨脹差。結果可抑制因基台30與基材層24(蓋材10)間之熱膨脹差所造成的焊接接合發生剝離等情形。另外，作為熱膨脹係數較小的Fe合金，可舉例如含有約29質量%以上Ni的Fe合金。
再者，Fe層22與基材層24較佳係於Fe或Fe合金中，使用同一組成的材料構成。藉此，可使Fe層22與基材層24的機械特性合致，可輕易調整包層材20的機械特性。
再者，基材層24在上下方向具有厚度t5。另外，厚度t5較佳係大於Fe層22的厚度t3，更佳係大於銀焊料層21、Fe層22、中間層23及Ni層25的各厚度。又，厚度t5特佳係包層材20的厚度t1之約50%以上。
再者，基材層24係具有約110HV以上且約200HV以下的維氏硬度。另外，基材層24較佳係具有約150HV以上且約170HV以下的維氏硬度。
構成包層材20之Z1側(基台30的反面側)最外層的Ni層25，係使用電位性不易腐蝕的純Ni構成。又，Ni層25在上下方向具有厚度t6。另外，厚度t6較佳為充分小至例如約2μm。
再者，包層材20在JIS規格所規定的拉伸試驗中，具有約10%以上的伸長(斷裂拉伸的比率)。另外，伸長(%)係利用{[斷裂時的試驗材長度-試驗前(拉伸前)的試驗材長度]/試驗前的試驗材長度}×100求取。
其次，參照圖4，針對使用了本發明第1實施形態的蓋材10的包裝100之構造進行說明。另外，包裝100係本發明「電子零件收納用包裝」之一例。
本發明第1實施形態的包裝100係具備有：蓋材10，以及在蓋材10下方(Z2側)焊接接合著蓋材10的平板狀基台30。又，圖4中圖式了蓋材10的銀焊料層21，相關其餘的Fe層22、中間層23、基材層24及Ni層25(參照圖3)並未個別圖示而予以一體地圖示。
基台30係使用氧化鋁等陶瓷形成，在XY平面上形成為平板狀。在基台30的上面30a經由凸塊50安裝著水晶振盪器等電子零件40。又，在基台30的上面30a，依電子零件40收納於凹部13內的方式配置蓋材10。另外，蓋材10係配置成銀焊料層21側成為基台30側(下側)。結果，在蓋材10的凸緣部14所設置之銀焊料層21的下側表面，係接觸至基台30的上面30a。另外，基台30係本發明「電子零件配置構件」之一例。
然後，藉由對蓋材10的凸緣部14所設置之銀焊料層21略全面地進行熔融，將蓋材10與基台30予以焊接接合。藉此， 依在由蓋材10的凹部13與基台30所形成之密封空間S中收納著電子零件40的狀態，將密封空間S密封成為氣密狀態。此處，基台30的上面30a中，在凸緣部14所配置的框狀區域中，亦可設置依序積層W層、Ni層及Au層的覆金屬層。藉由該覆金屬層，可提升已熔融的銀焊料層21與基台30間之密接性。
其次，參照圖2~圖5，針對本發明第1實施形態的蓋材10之製造製程、及使用蓋材10的包裝100之製造製程進行說明。
首先，準備：含有Ag與Cu之銀焊料材的板材(銀焊料板)、使用純Fe或含Fe之Fe合金構成的板材(第1Fe板)、純Cu板材(中間層用板)、使用純Fe或含Fe之Fe合金構成的板(第2Fe板)、以及純Ni的板材(Ni板)，且依此順序積層。此時，依各板材的厚度比率對應於包層材20中各層(銀焊料層21、Fe層22、中間層23、基材層24及Ni層25)的厚度比率之方式，分別準備各個板材。
然後，在使5個板材於厚度方向積層之狀態下，交替重複施行用於擴散退火的軋延時熱處理、與用於軋延接合的軋延，直到包層材20的厚度成為t1(參照圖3)為止。該軋延時熱處理係緩和因金屬層的軋延所造成的硬化，且用於將金屬層間予以包層接合而施行的熱處理。具體而言，軋延時熱處理係在約600℃以上且約700℃以下的溫度環境下，施行數10秒以上且約10分鐘以下。另外，軋延時熱處理係本發明「第1熱處理」之一例。又，用於軋延接合的軋延係依既定軋縮率實施。
藉此，依厚度t1製成構成以積層狀態相鄰接之銀焊料層21、Fe層22、中間層23、基材層24及Ni層25的金屬彼此 間包層接合的連續體包層材20。
然後，將連續體的包層材20利用沖壓加工打穿為既定大小的矩形狀，製成平板狀包層材20。然後，對平板狀包層材20施行用於使其軟質化為能輕易加工為箱型形狀程度的熱處理(軟質化熱處理)。該軟質化熱處理係在能使基材層24軟質化的溫度以上、且較構成銀焊料層21的銀焊料材熔點更低之溫度環境下實施。具體而言，軟質化熱處理係在約700℃以上且未滿銀焊料材熔點的溫度環境下實施約3分鐘左右。另外，在約700℃以上且未滿銀焊料材熔點的溫度環境下所施行熱處理的時間，亦可依照包層材20的材料構成等適當調整。另外，軟質化熱處理係本發明「第2熱處理」之一例。
此處，軟質化熱處理係即使在約未滿700℃溫度環境下之約650℃以上且約未滿700℃的溫度環境下，但藉由施行較軋延時熱處理的處理時間(約10分鐘以下)更長之時間，可使基材層24軟化。具體而言，軟質化熱處理亦可在約650℃以上且約未滿700℃的溫度環境下施行約30分鐘以上。另外，在約650℃以上且約未滿700℃溫度環境下所施行之熱處理的時間，係在較長於約10分鐘的時間前提下，亦可依照包層材20的材料構成等適當調整。
再者，軟質化熱處理係如圖5所示，在既定加熱爐101內配置平板狀包層材20的狀態下，使加熱爐101內成為氫(H2)環境、氮(N2)環境等惰性氣體環境。然後，使用電阻發熱體等熱源102加熱加熱爐101內。另外，圖5中圖示包層材20的銀焊料層21，但相關其餘的Fe層22、中間層23、基材層24及Ni層25(參照圖3)則未個別圖示而予以一體地圖示。
此處，藉由利用軟質化熱處理施行加熱，雖銀焊料層21中所含有的Ag及Cu容易擴散，但藉由Fe層22的形成，可抑制Ag與Cu擴散於中間層23等其他層。結果，藉由抑制銀焊料層21中所含有Ag與Cu的減少，在銀焊料層21、與直接接合於銀焊料層21的Fe層22間之界面Ia(參照圖3)，可抑制空隙發生。又，利用軟質化熱處理，包層材20容易塑性變形並改質。具體而言，利用軟質化熱處理，使其改質成基材層24的維氏硬度減小至約110HV以上且約200HV以下，且包層材20的伸長率成為約10%以上。
然後，使用未圖示之沖壓機，對平板狀包層材20施行彎曲加工。此時，藉由施行軟質化熱處理，包層材20容易塑性變形並改質，因而在彎折部分等的龜裂發生情形受到抑制。藉此，製成圖2所示具有含有凹部13之箱型形狀的蓋材10。
再者，如圖4所示，準備經由凸塊50將電子零件40接合於上面30a上的平板狀基台30。然後，在依包圍電子零件40的方式將蓋材10的凸緣部14配置於基台30的上面30a上之狀態下，依約780℃以上的溫度使銀焊料層21的銀焊料材熔融。此時，利用縫焊、雷射焊接等，使銀焊料材熔融。藉此，箱型形狀之蓋材10與平板狀基台30被焊接接合，而製得包裝100。
另外，施行縫焊時，在未圖示之滾動電極(roller electrode)接觸到Ni層25(參照圖2)的狀態下，使蓋材10與基台30熔接。此時，利用低電阻的Ni層25，在縫焊時可抑制滾動電極與蓋材10之間發生火花。
再者，因為蓋材10的空隙發生受到抑制，因而幾乎 不發生因氣體流入於空隙中而造成的不良情況。例如在焊接接合時，抑制銀焊料層21的銀焊料材發生飛散，且在焊接接合後，抑制被攝入於隆起中的氣體被釋放出至包裝100之經密封的密封空間S中。藉此，當密封空間S內的電子零件40為水晶振盪器時，可抑制水晶振盪器的頻率特性出現變動(劣化)。
第1實施形態係可獲得如下的效果。
第1實施形態如上述，藉由於包層材20設有接合於銀焊料層21上、且使用Fe或Fe合金構成的Fe層22，則即使施行軟質化熱處理，仍可抑制銀焊料層21中所含有的Ag、Cu擴散於Fe層22與中間層23。藉此，即使施行軟質化熱處理，仍可抑制位於銀焊料層21、與直接接合於銀焊料層21的Fe層22間之界面Ia附近的銀焊料材因擴散而減少的情形，因而可抑制界面Ia處發生空隙。藉此，可對經軟質化包層材20施行彎曲加工，因而可抑制彎折部分處發生龜裂。該等結果在將具備銀焊料層21的包層材20形成為含凹部13之箱型形狀時，能抑制龜裂發生。
藉此，可充分抑制因龜裂發生而包裝100無法充分進行氣密密封之情形。又，因為空隙的發生受到抑制，因而可抑制因流入於蓋材10的空隙中之環境氣體、殘留氣體等，在進行蓋材10與基台30間之焊接接合時、或焊接接合後被釋放出而造成的不良情況。藉此，在焊接接合時，可抑制銀焊料層21的銀焊料材飛散。結果，可抑制焊接接合不足、或附著於電子零件40等情形。又，可抑制在焊接接合後，流入於空隙中的氣體被釋放出至由蓋材10的凹部13與平板狀基台30所形成之密封空間S中而造成的不良情況，因而可抑制包裝100中所收納的電子零件40發生不良情況。
再者，第1實施形態中，Fe層22係使用至少含有Co及Cr之一者，且Fe、Co及Cr合計含有約50質量%以上的Fe合金構成。藉由此種構成，即使施行軟質化熱處理，銀焊料層21中所含有的Ag或Cu幾乎不固溶於使用至少含有Co及Cr之一者的Fe合金所構成Fe層22中，藉此可抑制銀焊料層21中所含有Ag或Cu擴散於Fe層22與中間層23中。又，藉由Fe層22的Fe、Co及Cr合計含有約50質量%以上，可充分抑制銀焊料層21中所含有的Ag、Cu擴散於Fe層22與中間層23中。
再者，第1實施形態中，包層材20更進一步形成：接合於Fe層22上且使用純Cu構成的中間層23，及接合於中間層23上且使用Fe或Fe合金構成的基材層24。藉此，藉由在中間層23與銀焊料層21之間配置Fe層22，即使施行軟質化熱處理，利用Fe層22仍可抑制銀焊料層21中所含有Ag、Cu擴散於中間層23中。又，藉由使用純Cu構成中間層23，可使中間層23形成某程度柔軟，因而在將基材層24與基台30進行焊接接合時的熱應變、以及因焊接接合後的熱膨脹差而造成的熱應力，可利用中間層23予以緩和。又，藉由調整使用Fe或Fe合金構成的基材層24之組成或厚度，可輕易地調整蓋材10的機械強度。
再者，第1實施形態中，藉由將Fe層22的厚度t3設為約1μm以上，可充分確保Fe層22的厚度t3，因而利用Fe層22，可充分抑制銀焊料層21中所含有的Ag或Cu擴散於中間層23。又，藉由將Fe層22的厚度t3設定在中間層23的厚度t4以下，可抑制Fe層22的厚度r3過大，可抑制在將蓋材10與基台30進行焊接接合時的熱應變、以及經焊接接合後的熱膨脹差所造成熱應力， 在使用純Cu構成的中間層23無法充分緩和的情形。
再者，第1實施形態中，藉由包層材20的基材層24具有約200HV以下的維氏硬度，基材層24充分軟質化，因而可輕易對具有基材層24的包層材20施行彎曲加工，使其形成含有能收納電子零件40之凹部13的箱型形狀。又，藉由基材層24具有達110HV以上的維氏硬度，基材層24的硬度不致過小，因而可抑制蓋材10因外力等而輕易變形。
再者，第1實施形態中，將包層材20的基材層24之厚度t5設為包層材20的厚度t1約50%以上。藉此，因為可利用基材層24主要決定包層材20的機械強度、熱膨脹係數等參數，因而藉由適當選擇基材層24的材質(Fe以外所添加的各種元素)，可製作氣密性等優異的蓋材10。
再者，第1實施形態中，藉由由含Ni之Fe合金構成Fe層22，可減小Fe層22的熱膨脹係數。藉此，因為可減小包層材20的熱膨脹係數，因而可抑制由熱膨脹係數較小的陶瓷所構成之基台30、與蓋材10間發生較大的熱膨脹差。又，藉由由含約50質量%以下Ni的Fe合金構成Fe層22，可抑制銀焊料層21中所含有的Ag或Cu輕易地擴散於Fe層22。
再者，第1實施形態中，藉由包層材20具有約10%以上的伸長率，包層材20充分軟質化，因而可對包層材20輕易地施行彎曲加工。藉此，可輕易地將包層材20彎曲為含有凹部13的箱型形狀。
再者，第1實施形態中，藉由在包層材20之露出的最外層設置Ni層25，可利用Ni層25，提升包層材20之露出表面 的耐蝕性。藉此，可有效抑制因蓋材10腐蝕而造成使用蓋材10的包裝100之氣密性降低。
再者，第1實施形態之製造方法中，作為用於將包層材20軟質化的軟質化熱處理，係依約700℃以上且未滿銀焊料層21熔點的溫度施行軟質化熱處理。藉由此種構成，因為可依銀焊料層21不熔解程度的充分高溫度施行軟質化熱處理，因而可將包層材20充分軟質化。另一方面，即使軟質化熱處理係約650℃以上且約未滿700℃的溫度，但仍可依較軋延時熱處理的時間更長之時間施行軟質化熱處理。即使如此構成，仍可將包層材20軟質化為能形成含凹部13之箱型形狀的程度。藉由該等，可有效抑制在彎曲加工時包層材20發生龜裂。
再者，第1實施形態之製造方法中，當將銀焊料板、第1Fe板、中間層用板及第2Fe板施行軋延接合時，因為Ni板亦同時接合，因而相較於另行利用鍍敷處理等形成Ni層25的情況，可簡化製造步驟。
(第2實施形態)
其次，參照圖1、圖2、圖4及圖6，針對本發明第2實施形態的蓋材110構造進行說明。
本發明第2實施形態的蓋材110，如圖1與圖2所示，具有與上述第1實施形態的蓋材10同樣的外觀形狀。
此處，第2實施形態中，蓋材110係係如圖2所示，藉由將包層材120彎曲(施行彎曲加工)而形成為含有凹部13的箱型形狀。該包層材20係在上下方向具有厚度t11。又，如圖6所示，包層材120係利用從下側(基台30(參照圖4)側)朝上側依序積層著 銀焊料層121、Fe層122及Ni層125之狀態予以接合，具有3層構造的重疊式包層材所構成。另外，圖2、圖4及圖5圖示包層材120的銀焊料層121，但相關其餘的Fe層122及Ni層125(參照圖6)則未個別圖示而予以一體地圖示。另外，Fe層122係本發明「第1Fe層」之一例。
構成包層材120之基台30側(Z2側)最外層的銀焊料層121，係具有與上述第1實施形態的銀焊料層21同樣組成及構成。又，銀焊料層121在上下方向具有厚度t12。
接合於銀焊料層121與Ni層125(在銀焊料層121上)的Fe層122，係與上述第1實施形態的Fe層22及基材層24同樣，使用純Fe或Fe合金構成。又，Fe層122在上下方向具有厚度t13。另外，厚度t13較佳係大於銀焊料層21的厚度t12。又，厚度t13更佳係包層材120的厚度t11之約50%以上，特佳係厚度t11的約80%以上。另外，此時Fe層122較佳由含Ni之熱膨脹係數較小的Fe合金構成。藉此，可縮小基台30(參照圖4)、與蓋材110的Fe層122間之熱膨脹差。又，在銀焊料層121、與直接接合於銀焊料層121的Fe層122之界面Ib(參照圖6)處，空隙的形成受到抑制。
構成包層材120之與基台30側的反面側(靠Z1側)最外層之Ni層125，係具有與上述第1實施形態的Ni層25同樣組成及構成。又，Ni層125在上下方向具有厚度t16。
再者，包層材120在JIS規格所規定的拉伸試驗中，具有約10%以上的伸長(斷裂拉伸的比率)。
另外，使用蓋材110的包裝100之構造，如圖4所示，係與上述第1實施形態略同。又，蓋材110之製造製程係除了準備： 含有Ag與Cu的銀焊料材之板材、使用純Fe或含Fe之Fe合金構成的板材、以及純Ni板材，並依照此順序積層且施行軋延接合之外，其餘均與上述第1實施形態略同。
第2實施形態係可獲得如下的效果。
第2實施形態係如上述，藉由於包層材120設有接合於銀焊料層121上、且使用Fe或Fe合金構成的Fe層122，而與第1實施形態同樣地，可抑制具備有銀焊料層121的包層材120發生空隙，且在將包層材120形成為含凹部13之箱型形狀時，能抑制龜裂發生。
再者，第2實施形態中，利用依使銀焊料層121、Fe層122及Ni層125積層之狀態所接合的3層構造之包層材120構成蓋材110，相較於第1實施形態具有中間層23、基材層24的5層構造包層材20，可簡化包層材120的層構造，因而在製作包層材120時，可因減少金屬板的種類而達到低成本化，且因層構造變少，因而可輕易製成包層材120。另外，第2實施形態的其他效果係除了因中間層23及基材層24所造成的效果之外，其餘均與第1實施形態同樣。
[實施例]
其次，參照圖3及圖6~圖29，針對為了確認本發明效果而施行的第1實施形態及第2實施形態所對應之包層材之觀察、及機械強度測定，以及銀焊料材層與既定金屬層的雙層構造包層材之觀察，進行說明。
(第1實施形態及第2實施形態所對應之包層材的觀察)
首先，作為上述第1實施形態所對應的實施例1，係 製成圖3所示，以積層狀態相鄰接之銀焊料層21、Fe層22、中間層23、基材層24及Ni層25彼此經施行包層接合，而製成平板狀的5層構造之包層材20。此時，銀焊料層21係使用72Ag-Cu合金構成。Fe層22與基材層24均係使用29Ni-17Co-Fe合金構成。中間層23係使用純Cu構成。Ni層25係使用純Ni構成。
再者，實施例1中，包層材20的厚度t1設為90μm。此處，將銀焊料層21的厚度t2設為13μm。將Fe層22的厚度t3設為4μm。將中間層23的厚度t4設為24μm。將基材層24的厚度t5設為45μm。將Ni層25的厚度t6設為4μm。
然後，對實施例1的包層材20施行用於使其軟質化的熱處理(軟質化熱處理)。具體而言，在氮環境下且700℃溫度環境下施行3分鐘的軟質化熱處理。
再者，作為上述第2實施形態所對應的實施例2，係製成圖6所示，以積層狀態相鄰接之銀焊料層121、Fe層122及Ni層125彼此經施行包層接合，而製成平板狀的3層構造之包層材120。此時，銀焊料層121係使用72Ag-Cu合金構成。Fe層122係使用29Ni-17Co-Fe合金構成。Ni層125係使用純Ni構成。
再者，實施例2中，包層材120的厚度t11設為84μm。此處，將銀焊料層121的厚度t12設為10μm。將Fe層122的厚度t13設為70μm。將Ni層125的厚度t16設為4μm。然後，對實施例2的包層材120，依照與上述實施例1同樣的條件施行軟質化熱處理。
另一方面，比較例係製成在銀焊料層與中間層之間未 設置Fe層的包層材。具體而言，比較例1係製成由銀焊料層、中間層、基材層及Ni層依此順序積層的平板狀4層構造之包層材。另外，比較例1的包層材係除了未設置Fe層之外，其餘均與實施例1的包層材20相同。
再者，比較例2係除了取代比較例1之使用純Cu構成的中間層，改為使用純Ni構成中間層的平板狀4層構造之包層材。另外，比較例2的包層材係除了未設置Fe層、以及使用純Ni構成中間層之外，其餘均與實施例1的包層材20相同。
再者，比較例1及2由於均未設置Fe層，而將包層材的厚度設為86μm，其餘的金屬層厚度均係設為與實施例1同樣的厚度。然後，對比較例1及2的包層材，依照與上述實施例1同樣的條件施行軟質化熱處理。
然後，針對經軟質化熱處理後的實施例及比較例之平板狀包層材的剖面，使用掃描式電子顯微鏡進行觀察，調查有無空隙。
再者，針對在氫環境下且700℃溫度環境下施行3分鐘軟質化熱處理的比較例1之包層材表面，使用掃描式電子顯微鏡進行觀察，藉此觀察因空隙粗大化造成的隆起。
圖7及圖8所示實施例1與2的包層材截面照片中，在銀焊料層、與直接接合於銀焊料層的Fe層間之界面處，並未觀察到空隙。又，實施例1與2中，在包層材之銀焊料層側的表面並未觀察到隆起。另一方面，圖9及圖10所示比較例1與2的包層材截面照片中，在銀焊料層、與直接接合於銀焊料層的中間層間之界面處觀察到空隙。又，圖11所示比較例1的包層材表面照片中， 在包層材之銀焊料層側的表面觀察到複數隆起。又，比較例2亦是在包層材之銀焊料層側的表面觀察到隆起。
該比較例1與2中所形成的空隙及隆起，可考慮利用圖12所示機構進行說明。即比較例1中，在軟質化熱處理時，銀焊料層的Ag朝中間層(Cu)的擴散速度係大於中間層的Cu朝銀焊料層的擴散速度，因而在界面附近的銀焊料層之Ag較多地擴散(固溶擴散)於中間層側。結果，銀焊料層的界面成分減少，可認為在界面的銀焊料層側形成空隙(克肯達耳空隙，Kirkendall void)。又，比較例2中，在軟質化熱處理時，銀焊料層的Cu朝中間層(Ni)之擴散速度，較大於中間層的Ni朝銀焊料層之擴散速度，因而界面附近的銀焊料層之Cu較多地擴散(固溶擴散)於中間層側。結果，銀焊料層的界面成分減少，可認為在界面的銀焊料層側形成空隙。然後，因穿透銀焊料層的環境氣體(氮或氫)、或者在銀焊料層、中間層中所含的氣體被攝入於空隙中，導致空隙粗大化並將銀焊料層上推。藉此，可認為在包層材的表面上出現隆起。
另一方面，當如實施例1與2般設有Fe層時，可認為因為銀焊料層的Ag與Cu之擴散係藉由Ag及Cu幾乎不固溶之含有Fe或Co的Fe層所抑制，而未觀察到空隙。
(第1實施形態及第2實施形態所對應包層材的機械強度測定)
其次，針對軟質化熱處理後的實施例1與2之平板狀包層材，分別測定機械強度。具體而言，藉由施行根據JIS規格的拉伸試驗，而測定實施例1與2的伸長(斷裂拉伸)。又，藉由施行根據JIS規格的維氏硬度試驗，而測定均係使用29Ni-17Co-Fe合金構成的基材層24與Fe層122之維氏硬度。
再者，針對實施例1與2的包層材施行90度彎曲試驗。此時，針對將實施例1與2的包層材依銀焊料層21(121)側成為凸(Ni層25(125)側為凹)之方式彎折的情況，以及將實施例1與2的包層材依Ni層25(125)側成為凸(銀焊料層21(121)側為凹)之方式彎折的情況，分別使用掃描式電子顯微鏡觀察包層材的剖面。
由圖13所示試驗結果，實施例1與2的包層材伸長均變大至10%以上，且使用29Ni-17Co-Fe合金構成的基材層24及Fe層122之維氏硬度亦降低至200HV以下。另外，施行軟質化熱處理前的包層材伸長係5%左右，29Ni-17Co-Fe合金的維氏硬度係220HV左右。藉此，確認到實施例1與2的包層材被充分軟質化成為至少具有硬質材或半硬質材所對應的伸長與維氏硬度之程度。另外，實施例1與2的包層材係藉由伸長大至20%以上、且29Ni-17Co-Fe合金的維氏硬度小至160HV以下，成為較半硬質材更軟質化的軟質材，結果可認為實施例1與2的包層材能在抑制龜裂發生的情況下，輕易地施行彎曲加工。
再者，由圖14與圖15所示90度彎曲試驗的結果，實施例1與2的包層材係在銀焊料層21(121)側成為凸的方式施行彎折之情況、以及Ni層25(125)側成為凸的方式施行彎折之情況，均未觀察到龜裂。由此現象可確認到即使實際針對實施例1與2的包層材施行彎曲加工，仍可抑制實施例1與2的包層材發生龜裂。
(雙層構造包層材的剖面觀察)
其次，製作將由不同組成的Fe層、與使用72Ag-Cu合金或85Ag-Cu合金所構成之銀焊料層所形成的雙層構造包層材，並作為實施例。又，比較例係製作由未含Fe但含有Cu及Ni 之至少一者的金屬層、與使用72Ag-Cu合金或85Ag-Cu合金構成的銀焊料層所形成之雙層構造包層材。另外，銀焊料層的厚度設為10μm，且Fe層(金屬層)的厚度設為75μm。
具體而言，實施例11係製作由72Ag-Cu合金(銀焊料層)、與使用SPCC所構成純Fe(Fe層)的包層材。實施例12係製作由72Ag-Cu合金與29Ni-17Co-Fe合金構成的包層材。實施例13係製作由72Ag-Cu合金、以及由36質量%Ni、其餘之Fe及不可避免的雜質所構成36Ni-Fe合金(所謂銦鋼(Invar，註冊商標))的包層材。實施例14係製作由72Ag-Cu合金、以及由50質量%Ni、其餘之Fe及不可避免的雜質所構成50Ni-Fe合金的包層材。實施例15係製作由72Ag-Cu合金、以及由42質量%Ni、6質量%Cr、其餘之Fe及不可避免的雜質所構成42Ni-6Cr-Fe合金的包層材。實施例16係製作由72Ag-Cu合金、以及由18質量%Cr、其餘之Fe及不可避免的雜質所構成18Cr-Fe合金的包層材。又，實施例21係製作85Ag-Cu合金與29Ni-17Co-Fe合金的包層材。
另一方面，比較例11係製作72Ag-Cu合金與純Cu的包層材。比較例12係製作72Ag-Cu合金與純Ni的包層材。比較例13係製作72Ag-Cu合金與30Ni-Cu合金的包層材。又，比較例21係製作85Ag-Cu合金與純Cu的包層材。
然後，針對實施例與比較例的包層材施行軟質化熱處理。具體而言，在氮環境下且700℃溫度環境下施行3分鐘熱處理。然後，藉由針對實施例與比較例的包層材剖面使用掃描式電子顯微鏡進行觀察，而調查有無空隙。又，針對經軟質化熱處理後的實施例11、比較例11及12的包層材表面，藉由使用掃描式電子顯微鏡 進行觀察，而調查有無因空隙粗大化造成的隆起。
圖16~圖21及圖28所示實施例11~16及21的包層材之截面照片中，在銀焊料層與Fe層的界面處並未觀察到空隙。又，在圖25所示實施例11的包層材之表面照片中，亦未觀察到包層材的表面隆起。另一方面，圖22~圖24及圖29所示比較例11~13及21的包層材之截面照片中，在銀焊料層、與未含Fe且至少含有Cu及Ni之任一者的金屬層的界面觀察到空隙。又，圖26及圖27分別表示之比較例11及12的包層材之表面照片中，在包層材的表面觀察到隆起。此結果可確認到未含Fe且至少含有Cu及Ni之任一者的金屬層，會因軟質化熱處理而發生空隙及隆起。
此處由圖17~圖20所示實施例12~15(尤其是實施例14(Fe層為50Ni-Fe合金))的結果，可確認到Fe合金即使係含有會與Cu形成固溶體的Ni，但若Fe合金含有Fe，則可抑制空隙發生。另外，可認為藉由於含有Ni的Fe合金中含有達50質量%以上的Fe，可更確實地抑制空隙發生。又，因為Cr或Co均對構成銀焊料層的Ag與Cu不固溶，因而可認為即使將含有Fe、Cr及Co合計達50質量%以上的Fe合金使用作為Fe層時，仍可與實施例12~15的包層材同樣地確實抑制空隙發生。
再者，由圖28及圖29所示實施例21及比較例21的結果，即使銀焊料層係使用85Ag-Cu合金，含Fe層的實施例21仍可抑制空隙發生，但未含Fe且至少含有Cu及Ni之任一者之金屬層的比較例21，則發生了空隙。由此現象可確認到利用Fe層，則不論銀焊料層的Ag與Cu的含有率如何，均可抑制空隙發生。
再者，由圖26與圖27分別所示比較例11及12的包 層材之表面照片，比較例11的隆起發生量較多於比較例12的隆起發生量，比較例11的隆起尺寸較大於比較例12的隆起尺寸。由此現象得知，當在構成氣密密封用蓋材的包層材中設有使用Cu構成的中間層時，可更有效發揮利用Fe層造成的擴散抑制效果。
另外，本次所揭示的實施形態及實施例均為例示而已，不應認為具有限制性。本發明範圍並非上述實施形態及實施例的說明，而是由申請專利範圍所示，涵括在與申請專利範圍具均等含義與範疇內之所有變更(變化例)。
例如上述第1及第2實施形態中，例示了於分別構成蓋材10及110的包層材20及120中，分別設有Ni層25及125的例子，惟本發明並不僅侷限於此。本發明中，構成氣密密封用蓋材的包層材中亦可未設置Ni層。即，包層材亦可為雙層構造、4層構造。例如亦可將實施例11~16及21的雙層構造包層材直接使用於氣密密封用蓋材。此時，蓋材與基台間之焊接接合係以雷射焊接較優於縫焊。又，構成氣密密封用蓋材的包層材亦可具有6層以上的層構造。
再者，上述第1實施形態中，例示了使用純Cu構成中間層23的例子，惟本發明並不僅侷限於此。本發明中，中間層係以至少含有Cu及Ni之一者為對象。即，中間層亦可使用NW2201(JIS規格)等純Ni、Ni-Cu系合金等構成。另外，Ni-Cu系合金可舉例如由約30質量%Ni、不可避免的雜質及其餘之Cu所構成的30Ni-Cu合金。
此處，當由Ni構成中間層時，在約650℃以上的溫度條件下，幾乎不與銀焊料層中所含有的Ag形成固溶體，但會輕 易地與銀焊料層中所含有的Cu形成固溶體。所以，當銀焊料層、與使用Ni構成的中間層直接接觸時，如上述比較例2及12所示，將因軟質化熱處理而發生空隙。又，當由Ni-Cu系合金構成中間層時，在約650℃以上的溫度條件下，銀焊料層中所含有的Ag及Cu雙方均容易形成固溶體。所以，當銀焊料層、與使用Ni-Cu系合金構成的中間層直接接觸時，如上述比較例13所示，將因軟質化熱處理而發生空隙。然而，如本發明，藉由在銀焊料層與中間層之間設置Fe層，可認為能抑制銀焊料層中所含有的Ag、Cu擴散於中間層。
再者，上述第1及第2實施形態中，雖例示了在蓋材10(110)中形成凹部13與凸緣部14的例子，惟本發明並不僅侷限於此。本發明中，蓋材亦可未形成凸緣部，而僅形成凹部。
再者，上述第1實施形態中，雖例示了基材層24(第2Fe層)係具有約110HV以上且約200HV以下的維氏硬度的例子，惟本發明並不僅侷限於此。本發明中，第2Fe層的維氏硬度亦可約未滿110HV，亦可大於約200HV。特別當第2Fe層的厚度相對於包層材的厚度未佔較大比例時，因為在彎曲加工時的第2Fe層維氏硬度的影響較小，因而即使第2Fe層的維氏硬度約未滿110HV、或大於約200HV，仍認為可在抑制因外力等所造成氣密密封用蓋材變形之情況下，充分抑制彎曲加工時所發生的龜裂。
再者，上述第2實施形態中，雖例示了Fe層122(第1Fe層)係具有約110HV以上且約200HV以下的維氏硬度例子，惟本發明並不僅侷限於此。本發明中，第1Fe層的維氏硬度係可約未滿110HV、亦可大於約200HV。
再者，上述第1及第2實施形態中，雖例示了包層材20及120具有約10%以上的伸長(斷裂拉伸的比率)例子，惟本發明並不僅侷限於此。本發明中，包層材亦可具有約未滿10%的伸長。
再者，上述第1及第2實施形態中，雖例示了Ni層25及125係使用純Ni構成的例子，惟本發明並不僅侷限於此。本發明中，Ni層亦可使用Ni合金構成。又，Ni層亦可不藉由軋延接合於其他層而製成，而是先將Ni層以外的金屬層壓接接合後，再藉由施行鍍鎳而製成具有鍍鎳層(Ni層)的蓋材。
再者，上述第1及第2實施形態中，雖例示了包層材20及120係重疊式的例子，惟本發明並不僅侷限於此。本發明中，包層材亦可為鑲嵌式等之包層材。此時，包層材中，在包層材與電池零件配置構件間之接合部(例如圖1中的凸緣部)必需至少形成銀焊料層與第1Fe層。

Claims (20)

  1. 一種氣密密封用蓋材，係包含配置有電子零件之電子零件配置構件的電子零件收納用包裝中所使用者；其係由具備下述層之包層材所構成：配置於上述電子零件配置構件側之最外層，且含Ag與Cu之銀焊料層；與直接接合於上述銀焊料層，使用Fe或Fe合金所構成之第1Fe層；其係藉由對上述包層材施行彎曲而形成為含凹部的箱型形狀。
  2. 如請求項1之氣密密封用蓋材，其中，上述第1Fe層係使用至少含有Co及Cr之一者的Fe合金所構成，Fe、Co及Cr合計含有50質量%以上。
  3. 如請求項1或2之氣密密封用蓋材，其中，上述包層材係更進一步具備有：接合於上述第1Fe層上，至少含有Cu及Ni之一者的中間層；與接合於上述中間層上，使用Fe或Fe合金所構成的第2Fe層。
  4. 如請求項3之氣密密封用蓋材，其中，上述第1Fe層係具有1μm以上、且上述中間層厚度以下的厚度。
  5. 如請求項3之氣密密封用蓋材，其中，上述包層材的上述第2Fe層係具有110HV以上且200HV以下的維氏硬度。
  6. 如請求項3之氣密密封用蓋材，其中，上述包層材的上述第2Fe層係具有上述包層材厚度之50%以上的厚度。
  7. 如請求項1之氣密密封用蓋材，其中，上述第1Fe層係使用含有大於0質量%且50質量%以下之Ni的Fe合金所構成。
  8. 如請求項1或2之氣密密封用蓋材，其中，上述包層材係具有10%以上的伸長率。
  9. 如請求項1或2之氣密密封用蓋材，其中，上述包層材係更進一步具備：在與上述銀焊料層的反面側構成最外層並含有Ni的Ni層。
  10. 一種氣密密封用蓋材之製造方法，係包含配置有電子零件之電子零件配置構件的電子零件收納用包裝中所使用的氣密密封用蓋材之製造方法；其包括有：對含有Ag與Cu的銀焊料板、及使用Fe或Fe合金所構成的第1Fe板，進行軋延接合並且進行用於擴散退火的第1熱處理，藉此形成將配置於上述電子零件配置構件側之最外層且含有Ag與Cu的銀焊料層、及配置於上述銀焊料層上且使用Fe或Fe合金所構成的第1Fe層予以接合的包層材之步驟；藉由施行第2熱處理而將上述包層材軟質化的步驟；與藉由將經軟質化的上述包層材施行彎曲加工，而形成含有凹部的箱型形狀之上述氣密密封用蓋材之步驟。
  11. 如請求項10之氣密密封用蓋材之製造方法，其中，將上述包層材軟質化的步驟係包括有：依700℃以上且未滿上述銀焊料層熔點的溫度施行上述第2熱處理，或者依650℃以上且未滿700℃的溫度，並依較上述第1熱處理時間更長之時間實施上述第2熱處理的步驟。
  12. 如請求項10或11之氣密密封用蓋材之製造方法，其中，形成上述包層材的步驟係包括有：對上述銀焊料板、上述第1Fe板、至少含有Cu及Ni之一者的中間層用板、以及使用Fe或Fe合金所構成的第2Fe板，進行軋延接合並且進行上述第1熱處理，藉此形成由上述銀焊料層、上述第1Fe層、配置於上述第1Fe層上且至少含有Cu及Ni之一者的中間層、以及配置於上述中間層上且使用Fe或Fe合金所構成之第2Fe層接合而成的上述包層材之步驟。
  13. 如請求項12之氣密密封用蓋材之製造方法，其中，將上述包層材軟質化的步驟係包括有：藉由施行上述第2熱處理，而使上述包層材的上述第2Fe層之維氏硬度成為110HV以上且200HV以下的步驟。
  14. 如請求項10或11之氣密密封用蓋材之製造方法，其中，將上述包層材軟質化的步驟係包括有：藉由施行上述第2熱處理，而將上述包層材軟質化成具有10%以上伸長率的步驟。
  15. 如請求項10或11之氣密密封用蓋材之製造方法，其中，形成上述包層材的步驟係包括有：對上述銀焊料板、上述第1Fe板、及含Ni之Ni板進行軋延接合並且進行上述第1熱處理，而形成使上述銀焊料層、上述第1Fe層、及在與上述銀焊料層的反面側構成最外層並含Ni之Ni層接合的上述包層材之步驟。
  16. 一種電子零件收納用包裝，係具備有：電子零件配置構件，係配置有電子零件且呈平板狀；與氣密密封用蓋材，其係由包層材構成，藉由將上述包層材施行彎曲而形成為含有凹部的箱型形狀；該包層材係含有：配置於上述電子零件配置構件側之最外層且含Ag與Cu的銀焊料層、直接接合於上述銀焊料層且使用Fe或Fe合金所構成的第1Fe層；上述氣密密封用蓋材係在於上述凹部之內部收納著經配置於上述電子零件配置構件之上述電子零件的狀態，藉由上述銀焊料層焊接接合於上述電子零件配置構件。
  17. 如請求項16之電子零件收納用包裝，其中，上述第1Fe層係使用至少含有Co及Cr之一者的Fe合金所構成，Fe、Co及Cr合計含有50質量%以上。
  18. 如請求項16或17之電子零件收納用包裝，其中，上述包層材係更進一步具備有：接合於上述第1Fe層上，至少含有Cu及Ni之一者的中間層；與接合於上述中間層上，使用Fe或Fe合金所構成的第2Fe層。
  19. 如請求項18之電子零件收納用包裝，其中，上述第1Fe層係具有1μm以上、且上述中間層厚度以下的厚度。
  20. 如請求項18之電子零件收納用包裝，其中，上述包層材的上述第2Fe層係具有110HV以上且200HV以下的維氏硬度。
TW104143806A 2014-12-26 2015-12-25 氣密密封用蓋材、氣密密封用蓋材之製造方法及電子零件收納用包裝 TWI636527B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-264538 2014-12-26
JP2014264538A JP6421595B2 (ja) 2014-12-26 2014-12-26 気密封止用蓋材、気密封止用蓋材の製造方法および電子部品収納パッケージ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201637136A TW201637136A (zh) 2016-10-16
TWI636527B true TWI636527B (zh) 2018-09-21

Family

ID=56150589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104143806A TWI636527B (zh) 2014-12-26 2015-12-25 氣密密封用蓋材、氣密密封用蓋材之製造方法及電子零件收納用包裝

Country Status (7)

Country Link
US (2) US10595424B2 (zh)
EP (1) EP3240022B1 (zh)
JP (1) JP6421595B2 (zh)
KR (1) KR101918877B1 (zh)
CN (1) CN107112287B (zh)
TW (1) TWI636527B (zh)
WO (1) WO2016104576A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016139758A (ja) * 2015-01-29 2016-08-04 株式会社日立金属ネオマテリアル 気密封止用蓋材および電子部品収容パッケージ
US20180366424A1 (en) * 2017-06-20 2018-12-20 Infineon Technologies Ag Device Package with Reduced Radio Frequency Losses
JP7083898B2 (ja) * 2018-06-28 2022-06-13 京セラ株式会社 基体および半導体装置
CN112567504A (zh) * 2018-11-30 2021-03-26 日立金属株式会社 电连接用部件、电连接结构和电连接用结构的制造方法
CN111687530B (zh) * 2019-03-12 2022-02-01 中南大学 一种吸氢膨胀物质与其他材料的复合方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200403818A (en) * 2002-07-19 2004-03-01 Chizumi Metal Ind Co Ltd Lid for use in packaging an electronic device and method of manufacturing the lid
TW201431008A (zh) * 2012-11-12 2014-08-01 Neomax Materials Co Ltd 氣密密封用蓋材及電子零件收納用盒

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0647181B2 (ja) * 1988-12-06 1994-06-22 住友金属工業株式会社 銅と鉄系またはニッケル系合金のクラッド材の製造方法
US5616520A (en) * 1992-03-30 1997-04-01 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device and fabrication method thereof
JP2602161B2 (ja) 1993-02-05 1997-04-23 住友特殊金属株式会社 高放熱性集積回路パッケージ
EP0661748A1 (en) * 1993-12-28 1995-07-05 Hitachi, Ltd. Semiconductor device
JPH11191601A (ja) * 1997-12-26 1999-07-13 Sumitomo Metal Smi Electron Devices Inc 半導体パッケージ気密封止用リッド
JP2001156193A (ja) 1999-11-24 2001-06-08 Kyocera Corp 電子部品装置
JP2002030393A (ja) 2000-07-17 2002-01-31 Hitachi Metals Ltd セラミックパッケージ封止用材料とその製造方法
JP3850787B2 (ja) * 2001-11-12 2006-11-29 株式会社Ｎｅｏｍａｘマテリアル 電子部品用パッケージ、その蓋体、その蓋体用の蓋材およびその蓋材の製造方法
CN1292474C (zh) * 2001-11-12 2006-12-27 株式会社新王材料 电子部件用封装体、其盖体、其盖体用盖材以及其盖材的制法
JP2003158211A (ja) * 2001-11-19 2003-05-30 Daishinku Corp 電子部品用パッケージおよび当該パッケージを用いた圧電振動デバイス
TW560028B (en) 2002-10-04 2003-11-01 Ind Tech Res Inst MEMS device sealing packaging method and the fabrication method of metal cap thereof
US7078111B2 (en) * 2002-12-13 2006-07-18 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh Brazing sheet product and method of its manufacture
JP4781108B2 (ja) 2003-11-13 2011-09-28 株式会社Ｎｅｏｍａｘマテリアル 冷陰極放電管のカップ状放電電極及び同放電電極用クラッド材
JP4430513B2 (ja) 2003-11-19 2010-03-10 日本電波工業株式会社 水晶振動子
JP4483366B2 (ja) * 2004-03-25 2010-06-16 ヤマハ株式会社 半導体パッケージおよびその製造方法
JP2006049595A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 銀ろうクラッド材並びにパッケージ封止用の蓋体及びリング体
KR101212826B1 (ko) 2005-03-14 2012-12-14 가부시키가이샤 네오맥스 마테리아르 전자부품용 패키지, 그 덮개체, 그 덮개체용 덮개재 및 그덮개재의 제조방법
JP2007043106A (ja) 2005-06-30 2007-02-15 Hitachi Metals Ltd 気密封止用リッド材およびその製造方法ならびに電子部品用パッケージ
JP2007142231A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Nec Schott Components Corp 電子部品用パッケージおよびその製造方法
DE102006031469B4 (de) * 2006-07-05 2008-04-30 Wickeder Westfalenstahl Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus einem Titan-Flachprodukt für Hochtemperaturanwendungen
JP2009170782A (ja) 2008-01-18 2009-07-30 Ihi Corp 封止用蓋体及びパッケージ
KR101228722B1 (ko) * 2010-02-15 2013-02-01 가부시키가이샤 네오맥스 마테리아르 리드용 클래드재 및 리드용 클래드재의 용접 방법
KR101676149B1 (ko) * 2012-06-04 2016-11-14 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 시일 링 및 시일 링의 제조 방법
JP2013254855A (ja) * 2012-06-07 2013-12-19 Seiko Epson Corp 電子デバイスの製造方法およびベース基板の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200403818A (en) * 2002-07-19 2004-03-01 Chizumi Metal Ind Co Ltd Lid for use in packaging an electronic device and method of manufacturing the lid
TW201431008A (zh) * 2012-11-12 2014-08-01 Neomax Materials Co Ltd 氣密密封用蓋材及電子零件收納用盒

Also Published As

Publication number Publication date
TW201637136A (zh) 2016-10-16
JP6421595B2 (ja) 2018-11-14
EP3240022A4 (en) 2018-09-12
US10595424B2 (en) 2020-03-17
JP2016127055A (ja) 2016-07-11
EP3240022A1 (en) 2017-11-01
EP3240022B1 (en) 2021-06-16
CN107112287B (zh) 2019-06-18
US11178786B2 (en) 2021-11-16
KR101918877B1 (ko) 2018-11-14
CN107112287A (zh) 2017-08-29
WO2016104576A1 (ja) 2016-06-30
KR20170075750A (ko) 2017-07-03
US20170354049A1 (en) 2017-12-07
US20190289738A1 (en) 2019-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI636527B (zh) 氣密密封用蓋材、氣密密封用蓋材之製造方法及電子零件收納用包裝
JP5522045B2 (ja) 電子部品装置およびその製造方法
JP5725060B2 (ja) 接合体、パワーモジュール用基板、及びヒートシンク付パワーモジュール用基板
KR101674333B1 (ko) 기밀 밀봉용 덮개재 및 전자 부품 수납용 패키지
US6921970B2 (en) Package for electronic parts, lid thereof, material for the lid and method for producing the lid material
JP2003209197A (ja) 電子部品用パッケージ、その蓋体、その蓋体用の蓋材およびその蓋材の製造方法
US6974635B1 (en) Package for electronic component, lid material for package lid, and production method for lid material
TWI516423B (zh) A method for manufacturing a cover for a hermetic seal, an electronic component storage case, and a sealing material for hermetic sealing
JP6432208B2 (ja) パワーモジュール用基板の製造方法、及び、ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法
US10731233B2 (en) Composition for bonding
WO2014057771A1 (ja) 金属基板
JP4986843B2 (ja) 電子部品用パッケージ、その蓋体、その蓋体用の蓋材及びその蓋材の製造方法
TW200843596A (en) Crack-resistant solder joint, electronic component such as circuit substrate having the solder joint, semiconductor device, and manufacturing method of electronic component
JP5310309B2 (ja) はんだコートリッド
WO2016125760A1 (ja) 接合用組成物
JP6419657B2 (ja) 電子部品用パッケージの蓋用素材とその製造方法
TWI608572B (zh) Hermetically sealed cover material and electronic component storage package
WO2006132168A1 (ja) 電子部品パッケージ、その製造方法及び電子部品パッケージ用蓋材