WO2013183315A1 - シールリングおよびシールリングの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1~図3を参照して、本発明の第1実施形態によるシールリング1の構造を説明する。
次に、図3、図4、図7、図10および図11を参照して、本発明の第1実施形態の効果を確認するために行ったエッチング状態の観察、金属溶出量測定、および、ろう材層の溶融状態の観察について説明する。
まず、ウェットエッチングの処理時間を異ならせた場合の、ろう材層の状態の変化を観察した。この観察では、上記第1実施形態のシールリング1b(図7参照)を用いた。また、エッチング液として、酢酸を25質量%含有する酢酸水と、過酸化水素を35質量%含有する過酸化水素水と、水とを1:5:4の体積比で混合した原液を準備した。その後、原液と水との体積比が1:1となる1:1希釈液を作製してエッチング液とした。そして、シールリング1bとエッチング液とをバレルに投入して、バレルを所定の速度で回転させた。その後、所定の処理時間ごとに側面ろう材部分11f(図7参照)付近のエッチング状態を、走査型電子顕微鏡(S-3400N、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて観察した。
次に、基材層を形成するFe-Ni-Co合金のエッチング液への溶出量と、ろう材層を形成する85質量%のAgとCuとを主に含む銀ろうのエッチング液への溶出量とを測定した。具体的には、上記シールリング1bと、エッチング液(上記原液と水との体積比が1:1となる1:1希釈液)とをバレルに投入して、バレルを所定の速度で1時間回転させた。これにより、シールリング1bのろう材層がほとんど溶解した。そして、エッチング液に含まれるAg、Cu、Fe、NiおよびCoを、ICP発光分析装置を用いて測定した。
次に、ろう材層の溶融状態を観察した。このろう材層の溶融状態の観察では、側面ろう材部分11f(図7参照)が除去された実施例1のシールリング1(図3参照)と、側面ろう材部分11fが除去されていない比較例1のシールリング(シールリング1b、図7参照)とにおいて、ろう材層11を溶融させた際のろう材層11の溶融状態の観察を行った。
次に、図3を参照して、本発明の第2実施形態によるシールリング301の構造を説明する。この第2実施形態によるシールリング301では、上記第1実施形態のシールリング1とは異なり、ろう材層311の表面近傍におけるAgの濃度が、ろう材層311の内部11gにおけるAgの濃度よりも大きい場合について説明する。
次に、図3、図7および図12~図15を参照して、本発明の第2実施形態の効果を確認するために行ったろう材層の表面での濃度の測定、ろう材層の深さ方向での濃度の測定、固相線の測定、および、耐食性試験について説明する。
まず、ろう材層の表面でのCuおよびAgの濃度を測定した。この測定では、Fe-Ni-Co合金により形成された基材層10と、85質量%のAgと15質量%のCuとからなる銀ろうにより形成されたろう材層11とを備えるシールリング1b(図7参照)を準備した。そして、比較例2のシールリングとして、ウェットエッチングを行わずに、シールリング1bをそのまま用いた。一方、実施例2および3では、シールリング1bに対してウェットエッチングを行った。
次に、上記実施例3のシールリング301を用いて、オージェ電子分光装置により、ろう材層の深さ方向(ろう材層311の表面に対して直交する方向)でのCuおよびAgの濃度を測定した。
次に、ウェットエッチング前後でのろう材層の固相線の変化を確認するために固相線の測定を行った。この固相線の測定では、上記した比較例2および実施例3に加えて、上記1:4希釈液に添加する硫酸の濃度を各々異ならせたエッチング液を用いてウェットエッチングを行うことによって、実施例4~6のシールリング301を製造した。ここで、実施例4、5および6では、それぞれ、硫酸の濃度がエッチング液全体の0.3質量%、0.5質量%および1.0質量%になるように調整した。なお、実施例4~6におけるウェットエッチングの条件は、上記実施例3の条件と同一である。そして、示差熱分析(DTA)法を用いて、比較例2のシールリング1bおよび実施例3~6のシールリング301におけるろう材層の固相線(ろう材層の一部が溶け始める温度)を測定した。
次に、耐食性試験を行った。この耐食性試験では、上記した比較例2のシールリング1bおよび実施例3のシールリング301を、85℃および85%Rh(相対湿度)の恒温恒湿条件下で1000時間放置する恒温恒湿試験を行った。そして、恒温恒湿試験後の比較例2のシールリング1bおよび実施例3のシールリング301の表面を、電子線マイクロアナライザ(Electron Probe MicroAnalyser:EPMA)を用いて観察した。そして、ろう材層の表面におけるO(酸素)の濃度(存在比)、Cuの濃度およびAgの濃度を求めた。
6 異物
10 基材層
10b 下面(一方表面)
10c 側面
10f 微小突起
11、311 ろう材層
11f 側面ろう材部分
11g 内部
100 電子部品収納用パッケージ
200 クラッド材
Claims (20)
- 電子部品収納用パッケージ(100)に用いられるシールリング(1)であって、
基材層(10)と、
前記基材層の一方表面(10b)に配置されたろう材層(11)とが接合されたクラッド材から構成され、
前記ろう材層のうちの前記基材層の側面(10c)を覆う側面ろう材部分(11f)が除去されている、シールリング。 - 前記基材層は、前記基材層の前記一方表面と略平坦面状に形成された前記側面とを接続する丸形状の角部(10e)を含み、
前記ろう材層のうちの前記略平坦面状の側面を覆う前記側面ろう材部分が少なくとも除去されている、請求項1に記載のシールリング。 - 前記基材層は、FeとNiとCoとを主に含み、
前記ろう材層は、AgとCuとを主に含む、請求項1に記載のシールリング。 - 前記ろう材層は、AgとCuとを主に含み、
前記ろう材層の表面近傍におけるAgの濃度は、前記ろう材層の内部(11g)におけるAgの濃度よりも大きい、請求項1に記載のシールリング。 - 電子部品収納用パッケージ(100)に用いられるシールリング(1)の製造方法であって、
基材層(10)と前記基材層の一方表面(10b)に接合されるろう材層(11)とのクラッド材(200)を準備する工程と、
前記クラッド材を前記シールリングの形状に打ち抜く工程と、
前記クラッド材を前記シールリングの形状に打ち抜く際に前記ろう材層が延伸して形成された、前記ろう材層のうちの前記基材層の側面(10c)を覆う側面ろう材部分(11f)を除去する工程とを備える、シールリングの製造方法。 - 前記基材層は、前記基材層の前記一方表面と略平坦面状に形成された前記側面とを接続する丸形状の角部(10e)を含み、
前記側面ろう材部分を除去する工程は、前記ろう材層のうちの前記略平坦面状の側面を覆う前記側面ろう材部分を少なくとも除去する工程を含む、請求項5に記載のシールリングの製造方法。 - 前記側面ろう材部分を除去する工程は、前記側面ろう材部分をウェットエッチングにより除去する工程を含む、請求項5に記載のシールリングの製造方法。
- 前記側面ろう材部分を前記ウェットエッチングにより除去する工程は、前記ろう材層を前記ウェットエッチングにより等方的に除去することにより、前記側面ろう材部分を除去する工程を含む、請求項7に記載のシールリングの製造方法。
- 前記ろう材層を前記ウェットエッチングにより等方的に除去する工程は、前記ウェットエッチングにより、前記側面ろう材部分を除去するとともに、前記ろう材層の角部(11e)を丸形状に形成する工程を含む、請求項8に記載のシールリングの製造方法。
- 前記側面ろう材部分を前記ウェットエッチングにより除去する工程は、前記ろう材層がエッチングされやすく、かつ、前記基材層がエッチングされにくいエッチング液を用いて、前記側面ろう材部分を除去する工程を含む、請求項7に記載のシールリングの製造方法。
- 前記基材層は、FeとNiとCoとを主に含み、
前記ろう材層は、AgとCuとを主に含み、
前記エッチング液は、前記ろう材層の表面を酸化させる酸化剤と、酸化された前記ろう材層を除去する酸化物除去剤と、水とを少なくとも含む、請求項10に記載のシールリングの製造方法。 - 前記エッチング液は、過酸化水素により構成される前記酸化剤と、酢酸により構成される前記酸化物除去剤と、前記水とを少なくとも含む、請求項11に記載のシールリングの製造方法。
- 前記ろう材層は、AgとCuとを主に含み、
前記ウェットエッチングのエッチング液は、前記ろう材層の表面を酸化させる酸化剤と、酸化された前記ろう材層を除去する酸化物除去剤と、水と、前記ろう材層の表面のCuを優先的に除去するためのCu優先除去剤とを含み、
前記側面ろう材部分を前記ウェットエッチングにより除去する工程は、前記エッチング液を用いて前記ろう材層の表面におけるCuを優先的に除去することにより、前記ろう材層の表面近傍におけるAgの濃度を、前記ろう材層の内部(11g)におけるAgの濃度よりも大きくする工程を含む、請求項7に記載のシールリングの製造方法。 - 前記ろう材層は、AgとCuとを主に含み、
前記ウェットエッチングのエッチング液は、前記ろう材層の表面を酸化させる酸化剤と、酸化された前記ろう材層を除去する酸化物除去剤と、水と、前記ろう材層の表面のCuを優先的に除去するためのCu優先除去剤とを含み、
前記側面ろう材部分を前記ウェットエッチングにより除去する工程は、前記エッチング液を用いて前記ろう材層の表面におけるCuを優先的に除去することにより、前記ろう材層の表面近傍におけるAgの濃度を、前記側面ろう材部分を前記ウェットエッチングにより除去する前の前記ろう材層におけるAgの濃度よりも大きくする工程を含む、請求項7に記載のシールリングの製造方法。 - 前記Cu優先除去剤は、強酸により構成されている、請求項13に記載のシールリングの製造方法。
- 前記Cu優先除去剤は、前記強酸である硫酸により構成されている、請求項15に記載のシールリングの製造方法。
- 前記エッチング液には、前記硫酸が前記エッチング液全体の0.5質量%以上の濃度になるように添加されている、請求項16に記載のシールリングの製造方法。
- 前記側面ろう材部分を前記ウェットエッチングにより除去する工程の前後で前記ろう材層の固相線は略変化しない、請求項13に記載のシールリングの製造方法。
- 前記側面ろう材部分を前記ウェットエッチングにより除去する工程は、前記シールリングの表面に残った酸化された前記ろう材層を取り除いて洗浄する工程を兼ねる、請求項13に記載のシールリングの製造方法。
- 前記側面ろう材部分を前記ウェットエッチングにより除去する工程に先立って、前記クラッド材を前記シールリングの形状に打ち抜く際に形成された前記基材層の微小突起(10f)を除去する工程をさらに備え、
前記側面ろう材部分をウェットエッチングにより除去する工程は、前記側面ろう材部分と、前記微小突起を除去する際に付着する異物(6)とを前記ウェットエッチングにより除去する工程を含む、請求項7に記載のシールリングの製造方法。
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