JP2000223606A

JP2000223606A - 電子部品装置

Info

Publication number: JP2000223606A
Application number: JP11022105A
Authority: JP
Inventors: Michihiko Kuwahata; 道彦桑畑; Mitsutaka Touden; 光隆嶌田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-11
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: JP3702117B2

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミックパッケージと金属製蓋体とのシーム
溶接の作業性を低下させることなく、且つ封止信頼性の
高い電子部品装置を提供するものである。【解決手段】本発明は、上面が開口した筺体状セラミッ
クパッケージ２内に、電子部品素子３を収容するととも
に、前記セラミックパッケージ２の開口周囲に配置され
たシール導体層５に金属製蓋体４をシーム溶接により接
合して成る電子部品装置において、前記金属製蓋体４は
厚み５０〜１００μｍのコバールからなる金属板４ａ
と、該金属板４ａの下面に被着された厚み１０〜５０μ
ｍの低融点金属層４ｂとから成り、前記セラミックパッ
ケージ２の開口周囲のシール導体層５は、厚み１０〜３
０μｍのメタライズ導体層５ａと、該メタライズ導体層
５ａ上に被着した５〜１５μｍのメッキ層５ｂとから成
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、圧電素子、水晶振
動子、ＩＣチップ等の電子部品素子をセラミックパッケ
ージに収容し、金属製蓋体によって封止してなる電子部
品装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧電素子、水晶振動子、ＩＣチッ
プ等の気密封止が必要な電子部品素子は、キャビティー
部が形成された気密容器に収容し、キャビティー部の開
口を蓋体で封止していた。尚、本発明では、このような
電子部品素子を収容した部品を電子部品装置という。

【０００３】この電子部品装置の蓋体の封止構造として
は種々の構造がある。しかし、蓋体を封止するにあた
り、過度の熱処理を避ける必要がある。これは、封止の
ための熱が、内部に収容されている電子部品素子に影響
すると、この電子部品素子の特性を劣化させたり、容器
の気密安定性に支障をきたしてしまう。このような電子
部品装置はプリント配線基板上に実装される他の電子部
品の実装方法を考慮してリフロー処理を施すが、この場
合、気密容器と蓋体との封止接合部分の封止が破壊され
ることを避けなければならない。

【０００４】このような種々の制約を解決する封止構造
としては、気密容器にセラミックパッケージを使用し、
また、蓋体に金属製蓋体を利用して、両者をシーム溶接
を行うことが行われている。例えば特開平９−２４６４
１５号公報に記載されたものがある。特に、通常のシー
ム溶接で使用されるセラミックパッケージ側に取着した
シールリングを排除して、直接セラミックパッケージの
開口面（開口周囲の表面）に、金属製蓋体をＡｇろう材
などの金属層を介して封止するものである。

【０００５】このＡｇろう材層は、金属製蓋体となる金
属板のセラミックパッケージ側主面に一体的に被着形成
していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
特開平９−２４６４１５号では、電子部品素子を収納す
るセラミックパッケージの開口面（開口周囲の表面）に
はメタライズ導体層と、金属製蓋体のＡｇろう材などの
金属層とがビーム溶接が行なわれている。即ち、溶融し
たＡｇろう材などの金属層からセラミックパッケージに
過度の熱が伝わりクラックが発生しやすい。また、Ａｇ
ろう材などの金属層の溶融部分が金属製蓋体の外辺より
も内側部位となり、Ａｇろう材によるフィレット（金属
製蓋体の端面に形成される金属の溜まり部）が形成され
ない。このため、溶着状態を目視によって確認すること
ができず、その封止信頼性を大きく低下してしまう。

【０００７】また、外周の未溶接の隙間から金属腐食が
発生するという問題があった。さらに金属製蓋体の下面
にＡｇろう材の金属層を被着した蓋体を使用した場合、
上面側は金属板がそのまま露出しているため、腐食しや
すい構造となっていた。これをシーム溶接で封止する場
合は、安定したシーム溶接ができず、信頼性試験におい
てセラミックパッケージにクラックが発生するという問
題があった。

【０００８】本発明は、上記の問題点に鑑み案出された
ものであり、その目的は、セラミックパッケージと金属
蓋体とのシーム溶接の作業性を低下させることなく、且
つセラミックパッケージにクラックなどが発生すること
なく封止信頼性の高い電子部品装置を提供するものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上面が開口し
た筺体状セラミックパッケージ内に、電子部品素子を収
容するとともに、前記セラミックパッケージの開口周囲
に被着形成したシール導体層に金属製蓋体をシーム溶接
により接合し、電子部品素子を内部に気密に封止してな
る電子部品装置において、前記金属製蓋体は、厚み５０
〜１００μｍのコバールからなる金属板と、該金属板の
下面に被着された厚み１０〜５０μｍの低融点金属層と
から成り、且つ、前記シール導体層は、厚み１０〜３０
μｍのメタライズ導体層と、該メタライズ導体層上に被
着した５〜１５μｍのメッキ層とから成ることを特徴と
する電子部品装置である。

【００１０】また、好ましくは、前記金属製蓋体の外周
が、前記シール導体層の外周より内側に位置し、且つ金
属製蓋体の外周とシール導体層の外周との距離が、シー
ル導体層の幅の１０〜３０％である。

【００１１】

【作用】上述のように、本発明の金属製蓋体は、セラミ
ックと熱膨張係数の近似したコバール材からなり、その
厚みが５０μｍ〜１００μｍとなっている。そして、封
止側主面に厚み１０〜５０μｍのＡｇろう材などの低融
点金属層が被着形成されている。

【００１２】また、セラミックパッケージ側において
は、開口周囲の肉厚部には、金属製蓋体と接合するシー
ル導体層が形成されている。このシール導体層は、タン
グステン、モリブデン、さらに、低融点金属層の融点以
下の導体層、例えばＡｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ合金）やＣ
ｕ系（Ｃｕ単体、Ｃｕ合金）からなり、厚み１０〜３０
μｍである。また、メタライズ導体層上には、５〜１５
μｍのメッキ層が被着形成されている。

【００１３】メタライズ導体層の厚みが１０〜３０μｍ
であり、通常のシームリングを用いた溶接を行なう場合
に比較して厚く設定されている。この厚みによるメタラ
イズ導体層によって、シーム溶接時で発生する過度の熱
がセラミックパッケージに及ぼす影響が小さくなり、ク
ラックの発生を有効に抑えることができる。

【００１４】尚、メタライズ導体層の厚みが１０μｍ未
満では、セラミックパッケージ部分に上述の原因により
クラックが発生し易く、また、その厚みが３０μｍを越
えると、メタライズの表面（実際にはメッキ層が被着さ
れる）が、中央部が盛り上がった形状となり、金属製蓋
体と安定的に接合しないため、低融点金属層がメタライ
ズ導体層に溶融せず、安定した封止ができなくなってし
まう。

【００１５】また、メッキ層はＮｉ材料などからなり、
金属製蓋体の封止面側に形成した例えばＡｇろう材層と
安定的に接合するための材料であり、その厚みは、５μ
ｍ未満では、上述のようにシーム溶接時で発生する過度
の熱がメタライズ導体層、メタライズ導体層を介してセ
ラミックパッケージに及ぼす影響が大きくなり、クラッ
クが発生してしまう。その厚みが１５μｍを越えるとメ
タライズ導体層との接合強度が低下していき、結果とし
て、金属製蓋体とセラミックパッケージとの接合強度が
極端に低下してしまう。

【００１６】また、金属製蓋体のコバール材からなり、
その厚みを５０〜１００μｍとすることにより、シーム
溶接による金属製蓋体の伸展による応力（収縮応力）が
小さくなり、セラミックパッケージにクラックを発生さ
せない。

【００１７】例えば、５０μｍ未満では金属板自身の剛
性に欠け、安定した組立が困難となったり、シーム溶接
によって接合した金属製蓋体が波うってしまい、金属製
蓋体の全周にわたり安定した接合が困難となってしま
う。

【００１８】また、１００μｍを越えると、上述のよう
に金属製蓋体の伸展による応力（収縮応力）が大きくな
り、セラミックパッケージにクラックが発生するととも
に、さらに、溶接部分までの距離が増加して、溶接がで
きなくなることもある。

【００１９】低融点金属層であるろう材層は、金属製蓋
体とセラミックパッケージに形成したシール導体層とを
機械的に接合する部材であり、その厚みは１０〜５０μ
ｍとなっている。

【００２０】例えば、１０μｍ未満では、シール導体層
の表面の凹凸を吸収することができないため、溶接した
結果、溶接が達成された部位と溶接が不充分な部位とが
混在してしまい、安定した溶接を行なうことができな
い。また、５０μｍを越えると、所定溶接電流を供給し
ても溶けにくくなり、その結果、安定した溶接が困難と
なる。

【００２１】また、金属製蓋体の外周は、前記シール導
体層に接合して、そのシール導体層の外周との差に、シ
ール導体層幅の１０〜３０％の距離が存在し、金属製蓋
体の端面に上述の低融点金属材料（ろう材）の溜まり部
が形成されている。

【００２２】この距離が１０％未満では、金属製蓋体の
端面部分にろう材による溜まり部が充分に形成されず、
その結果、強固な接合が達成できない。また、溶接によ
る接合状態を目視によって確認することが困難となる。

【００２３】また３０％を越えると、シーム溶接時の熱
が直接シール導体層（セラミックパッケージ）に影響し
てしまい、その結果、セラミックパッケージにクラック
が発生したり、また、スプラシュ（溶飛）がキャビティ
ー部に飛散しやすく、電子部品素子の特性に不良が発生
する。

【００２４】尚、金属製蓋体の表面側（封止面と対向す
る主面）には、低融点金属層の材料に対して濡れ性が悪
い金属層が被着形成することか望ましい。これにより、
溶けた低融点金属材料から成るろう材層が金属製蓋体の
表面側に回り込むことを防止して、確実にメニスカスを
形成することができる。

【００２５】このよう金属製蓋体とシール導体層が形成
されたセラミックパッケージを用いることにより、従来
技術のように、シールリングを排除して、簡単にシーム
溶接を行なうことができる。

【００２６】そして、セラミックパッケージと金属蓋体
とのシーム溶接の作業性を低下させることなく、セラミ
ックパッケージにクラックなどが発生することなく封止
信頼性の高い強固な接合が達成された電子部品装置とな
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電子部品装置を図
面に基づいて説明する。

【００２８】図１は、本発明の電子部品装置の分解した
状態の断面図であり、図２は、本発明の金属製蓋体の構
造及びシーム溶接の封止構造を示す概略図である。

【００２９】図１において、電子部品装置１は、セラミ
ックパッケージ２、電子部品素子３、金属製蓋体４とか
ら主に構成されている。

【００３０】セラミックパッケージ２は、例えば複数の
セラミック層が積層されてなり、上面が開口した電子部
品素子３を収容するキャビティ部８が形成されている。
即ち、セラミックパッケージ２の一面には、電子部品素
子３を収容するための開口が形成されている。

【００３１】そして、セラミックパッケージ２のキャビ
ティ部８開口周囲には、シール導体層５が被着形成され
ている。シール導体層５はタングステン、モリブデン、
Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−ＰｔなどのＡｇ
合金）材料、Ｃｕ系材料などのメタライズ導体層５ａと
Ｎｉメッキ、Ａｕメッキなどの表面メッキ層５ｂの積層
構造となっている。その積層構造とは、メタライズ導体
層５ａ、Ｎｉメッキ、Ａｕメッキの３層構造やメタライ
ズ導体層５ａ、Ｎｉメッキの２層構造等が例示できる。

【００３２】メタライズ導体層５ａとしては、厚み１０
〜３０μｍ、例えば２０μｍのタングステンのメタライ
ズ導体層が形成されている。このメタライズ導体層５ａ
の厚においては、セラミックパッケージ２の開口周囲に
クラックが発生せず、且つ安定した溶接、即ち、接合面
を平坦化するための値となっている。

【００３３】例えば、その厚みが１０μｍ未満では、シ
ーム溶接時の過度の熱が影響してセラミックパッケージ
２に影響してしまう。さらに、その厚みが３０μｍを越
えると、メタライズ導体層５ａを形成すべくペーストを
塗布した時に、ペーストの表面張力によりその表面の中
央部が盛り上がった形状となり、金属製蓋体４の封止面
に安定的に接合せず、シーム溶接時、この盛り上がった
部分に電流が集中してセラミックパッケージ側に熱応力
が集中することになる。

【００３４】また、メッキ層５ｂは、メタライズ導体層
５ａに均一に溶接電流が印加されるようにすること、メ
タライズ導体層５ａの腐食防止、Ａｇろう材などの低融
点金属層とのぬれ性を向上するために形成されるもので
あり、少なくともＮｉメッキ層を有し、必要に応じて表
面にＡｕメッキ層が形成されている。メッキ層５ｂの合
計での厚みは５〜１５μｍである。尚、Ａｕメッキを形
成する場合には、コストを考慮して非常に薄い厚み、例
えば０．１〜０．３μｍ程度で被着される。

【００３５】例えば、メッキ層５ｂの厚みが５μｍ未満
では、メタライズ導体層５ａと同様にシーム溶接時の熱
応力がセラミックパッケージ２に影響してしまい、クラ
ックの発生原因となる。また、１５μｍを越えるとメッ
キに要する被着時間がかかり、また、メタライズ導体層
５ａとの密着強度が低下して、その結果、セラミックパ
ッケージ２と金属製蓋体５との接合強度が低下してしま
う。

【００３６】このようなセラミックパッケージ２のキャ
ビティ部８の底面には、電子部品素子３を配置し、ま
た、電気的に接続する配線導体（図では省略した）が形
成されている。また、セラミックパッケージ２を構成す
る各セラミック層の層間には、所定回路を構成する配線
導体、外表面には外部回路と接続する端子電極が形成さ
れている。

【００３７】このようなセラミックパッケージ２は、例
えば、周知の多層配線基板と同様にして製造されてい
る。

【００３８】例えば、セラミックパッケージ２の底とな
るセラミックグリーンシート上に底面配線導体となる導
体層を、また、他のセラミックグリーンシートにキャビ
ティ部８となる貫通孔及び内部の配線導体となる導体
層、シール導体層５のメタライズ導体層５ａとなる導体
層を含む内部の配線導体や底面の配線導体となる導体層
を、タングステンやモリブデンの導電性ペーストを用い
て印刷・乾燥する。

【００３９】そして、このようなセラミックグリーンシ
ートを積層圧着を行い、所定雰囲気で焼成する。その
後、必要に応じて、内部の配線導体と接続する外部端子
電極を形成する。その後、シール導体層５の下地導体層
５ａ上に、Ｎｉメッキ層、金メッキなどの表面メッキ層
５ｂを形成する。これにより、セラミックパッケージ２
が達成されることになる。尚、上述の形成方法は、グリ
ーンシートの積層による製造方法であるが、例えば、セ
ラミック粉末によるプレス成型で形成することができ
る。

【００４０】尚、上述のように、シール導体層５及び各
配線導体は、焼成温度条件によって種々変えることがで
き、例えば、８５０〜１０５０℃で焼成可能なセラミッ
ク材料（ガラス−セラミック）を用いた場合には、Ａｇ
やＣｕなどでシール導体層５のメタライズ導体層５ａや
配線導体を形成することができる。

【００４１】このようなセラミックパッケージ２のキャ
ビティ部８内部に、弾性表面波素子や水晶振動子やＩＣ
チップなどの電子部品素子３が収容されている。

【００４２】例えば、電子部品素子３の弾性表面波素子
は、キャビティ部８の底面に接着材などを介して機械的
に接合され、同時に、キャビティ部８に露出する所定配
線導体にボンディングワイヤなどを介して電気的に接続
される。尚、ＩＣチップの場合にも、弾性表面波素子と
同様であり、必要に応じて半田バンプやＡｕバンプを用
いてフリップチップ接合しても構わない。

【００４３】また、必要に応じて、キャビティ部８内部
に、弾性表面波素子や水晶振動子やＩＣチップなどの電
子部品素子３とともに、所定回路を構成する各種チップ
状電子部品も収容配置される。

【００４４】金属製蓋体４は、セラミックパッケージ２
に形成されたキャビティー部８の開口を封止するよう
に、具体的には、開口周囲の肉厚部に載置されるように
矩形状となっている。この金属製蓋体４は、コバールの
金属板４ａと、該金属板４ａの下面に被着形成された低
融点金属層４ｂと、該金属板４ａの外側主面に被着形成
された前記低融点金属層の材料に対して濡れ性が悪い金
属層４ｃ（以下、単に金属層という）とから構成されて
いる。

【００４５】金属板４ａは、熱膨張係数の小さいなコバ
ールから成り、その厚みは５０〜１００μｍ、例えば８
５μｍとなっている。例えば、例えば１００μｍを越え
る場合には、シーム溶接後の金属製蓋体４の収縮により
セラミックパッケージ２への収縮応力によりクラックの
発生が高くなる。

【００４６】また５０μｍ未満では、金属製蓋体４の剛
性が低く組立工程が困難となり、またシーム溶接時に波
うったりして、金属製蓋体４の外周にわたり安定した接
合が不可能となる。

【００４７】また、金属板４ａの下面全面には、Ａｇろ
う、パラジウムろう、アルミニウム合金ろう、Ａｕ−Ｓ
ｎ、Ａｕ−Ｇｅ材料などの低融点金属層４ｂが被着形成
されている。ここで低融点金属材の低融点とは、例えば
液相線が１０１０℃以下の材料であり、Ａｇろう材で
は、Ａｇ−ＣｕにＺｎ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｌｉ等が含
有した材料、Ｐｄろう材では、ＡｇやＣｕが含有した材
料など（いずれも硬ろう材）やＡｕ−Ｇｅ合金材、Ａｕ
−Ｓｎ合金材など（軟ろう材の一部）などが例示でき
る。

【００４８】例えば、Ａｇろう材（Ａｇ：７２％、残り
Ｃｕ：液相線６５０℃でろう付け温度が６５０〜７６０
℃）が例示でき、その厚みが１０〜５０μｍ、例えば１
５μｍの厚さで、金属板４の下面にクラッドされてい
る。

【００４９】低融点金属層４ｂの厚みに関しては、１０
μｍ未満ではシーム溶接の際のろう材層の絶対量不足か
らリークなどが発生したり、金属製蓋体４の端面に形成
される低融点金属層の材料による溜まり部の形成が不足
して、信頼性の高い封止が困難となる。また、５０μｍ
を越えると、シーム溶接の条件を上げなくては接合が困
難となり、溶接の通電時間が多大に要することになる。

【００５０】また、金属製蓋体４の外形寸法は、セラミ
ックパッケージ２のキャビティー部８開口の周囲（肉厚
部）に形成したシール導体層５の外形寸法に比較してひ
と回り小さく設定されている。

【００５１】具体的には、シール導体層５の幅に対し
て、その外周に１０〜３０％の露出部分ｄを形成するこ
とが望ましい。即ち、この露出部分は、金属製蓋体４の
端面との間で低融点金属層４ｂの材料による溜まり部が
形成される領域ｄとなる。

【００５２】この溜まり形成領域ｄがシール導体層５の
幅の１０％未満では、金属製蓋体４とセラミックパッケ
ージ２の外周部分とが近接しあい、その結果、適正な溜
まり部（フィレット）が形成されず、溶接状態の目視検
査が困難となる。また、シール導体層５の幅の３０％を
越えるとキャビティ部８の内壁面と金属製蓋体４の端面
との距離が小さくなり、この部分にシーム溶接時の熱衝
撃が集中して、セラミックパッケージ２にクラックが発
生してしまう。また、安定した気密封止が困難となる。

【００５３】このような構造の電子部品装置の組み立て
は、メタライズ導体層５ａ及びＮｉメッキ、Ａｕメッキ
等からなるメッキ層５ｂから構成されるシール導体層５
が形成されたセラミックパッケージ２を用意する。

【００５４】そして、このセラミックパッケージ２のキ
ャビティー部８に電子部品素子３を取り付け、必要な電
気的な接続処理を行う。

【００５５】次に、低融点金属層４ｂが形成された金属
製蓋体４の面がセラミックパッケージ２側になるように
セラミックパッケージ２のキャビティー部８の開口を金
属製蓋体４で被覆する。この時、金属製蓋体４の外周に
は、シール導体層５の幅の１０〜３０％の距離だけ残
す。

【００５６】その後、金属製蓋体４の各辺の端部を、シ
ーム溶接のローラ電極６を押し当てながら、所定電流を
流して、圧力で押し当て、適切な通電サイクル及び移動
速度を選び、一方端から他方端にかけてローラ電極６を
回転移動させる。これにより、セラミックパッケージ２
のシール導体層５と金属製蓋体４の低融点金属層４ｂと
の間に溶接電流が流れ、溶接電流に基づくジュール熱が
発生し、低融点金属層４ｂが融点以止となり、これによ
りセラミックパッケージ２のシール導体層５と金属製蓋
体４とが強固に接合されることになる。

【００５７】本発明の特徴的なことは、上述したよう
に、金属製蓋体４のコバールの金属板４ａの厚みを５０
〜１００μｍ、金属製蓋体４の封止面側に被着された低
融点金属層４ｂの厚みを１０〜５０μｍとするととも
に、セラミックパッケージ２の開口周囲の肉厚部に形成
したシール導体層５の高融点金属材料からなるメタライ
ズ導体層５ａの厚み１０〜３０μｍ、メタライズ導体層
５ａ上に被着したメッキ層５ｂの厚みを５〜１５μｍと
したことである。

【００５８】このように、コバールの金属板４ａの厚
み、低融点ろう材層４ｂの厚み、シール導体層５のメタ
ライズ導体層５ａの厚み、メッキ層５ｂの厚みを適正に
設定することにより、シーム溶接の際に、シールリング
などを介在させる必要がなく、しかも、シーム溶接で発
生する過度の熱による衝撃をセラミックパッケージ２に
集中させることがなく、セラミックパッケージ２に発生
するクラックを未然に防止することができる。また、金
属製蓋体４に波うつことがなく、両者を安定的に接合さ
せることができ、気密信頼性の高い封止が可能となる。

【００５９】尚、金属製蓋体４の外周に残存させた溜ま
り部形成領域ｄを適切に設定することにより、金属製蓋
体４の端面部分で低融点金属層４ｂの材料の溶融よる溜
まり部が形成され、セラミックパッケージ２にクラック
が発生することなく、強固で気密封止性に優れた溶接が
可能となる。

【００６０】また、金属板４ａの外側主面に低融点金属
層４ｂに対して塗れ性の悪い金属層４ｃを形成すること
により、そのメニスカスを確実に形成するきことができ
る。

【００６１】例えば、低融点金属層４b をＡｇろう材で
構成した場合には、金属層４ｃとしては、Ｎｉ、アルミ
ニウム等を用いることが好ましい。また、低融点金属層
４ｂにアルミニウム合金で構成して場合には、金属層４
ｃとしては、Ｎｉを用いることが望ましい。この金属層
４ｃは、低融点ろう材層４ｂが被着形成された金属板４
ａの外側主面に、メッキ処理、溶着、スパッタなどの薄
膜技法によって被着形成する。その金属層４ｃの厚み
は、例えば１〜５μｍ、例えば２μｍである。尚、この
金属層４ｃは、金属製蓋体４の耐食性を向上させるもの
である。

【００６２】本発明者は、シームリングレスによるシー
ム溶接の条件、例えば、ローラー電極の移動速度３．５
ｍｍ／ｓ、通電／休止＝１／６、荷重６００ｇ、通電間
隔０．２０４ｍｍとして、溶接電力レートを、交流サイ
クルの所定サイクル分、即ち通電時間に換算で、４．１
７ｍｓ〜５．８３ｍｓに変化させてシーム溶接をおこな
った。

【００６３】例えば、前記金属製蓋体４の金属板４ａの
厚みを８５μｍ、低融点ろう材層４ｂの厚みを１５μ
ｍ、シール導体層５のメタライズ導体層５ａを２０μ
ｍ、メッキ層の厚みを８μｍとすると、通常のシーム溶
接の電力レート（通電時間に換算して４．１７ｍｓ〜
５．８３ｍｓ）でセラミックパッケージ２にクラックが
発生したり、金属製蓋体４とセラミックパッケージ２と
の間の封止の状態でリークが発生したりすることがなか
った。

【００６４】例えば、前記金属製蓋体４の金属板４ａの
厚みが上限を越える１１０μｍにすると、通電条件に係
わらず金属製蓋体４の収縮する時の応力（収縮応力）が
大きくなり、セラミックパッケージにクラックが発生し
てしまう。さらに、溶接部分までの距離が増加して、通
電時間４．１７ｍｓであっても、確実な封止ができず、
リークが発生してしまう。

【００６５】前記金属製蓋体４の金属板４ａの厚みが４
０μｍになると、シーム溶接時の金属の伸展によって金
属製蓋体４か波うち、金属製蓋体４の全周にわたり安定
な接合ができず、リークが発生してしまう。

【００６６】また、セラミックパッケージ２のシール導
体層５を構成するメタライズ導体層５ａに関して、メタ
ライズ導体層の厚みが１０μｍ未満では、電力レートの
低い、例えば通電時間４．１７ｍｓであっても、セラミ
ックパッケージ２にクラックが発生してしまう。また、
その厚みが３０μｍを越えると、メタライズ導体層５ａ
の平坦性を欠いてしまい、安定的に接合せず、同時に、
凸部分に溶接電流が集中してセラミックにクラックを発
生してしまう。

【００６７】メッキ層５ｂに関して、その厚みが５μｍ
未満では、電力レートが通電時間換算で、５．４１ｍ
ｓ、５．８３ｍｓで、クラックの発生率が４．８％、８
５．３％発生してしまう。

【００６８】また、その厚みが１５μｍを越えると、メ
タライズ導体層５ａとメッキ層５ｂとの接合強度が低下
し、結果として、金属製蓋体とセラミックパッケージと
の接合強度が極端に低下してしまう。

【００６９】低融点金属層４ｂに関して、その厚みが１
０〜５０μｍから外れ、例えば１０μｍ未満となると、
セラミックパッケージ２側のシール導体層５の表面の凹
凸を充分に吸収できず、また、金属製蓋体４の端面に溜
まり部が充分に形成できない。また、５０μｍを越える
と、溶接の電力レートを通電時間に換算して５．８３ｍ
ｓであっても、低融点金属層４ｂが安定的に溶融せず、
その結果、安定した封止が困難となることを確認した。

【００７０】即ち、上述のようの範囲を適用すると、通
常のシーム溶接の条件（電力レートを通電時間に換算し
て４．１７ｍｓ〜５．８３ｍｓ）において金属製蓋体４
とセラミックパッケージ２との間の接合が確実に行な
え、セラミックパッケージにクラックなどが発生するこ
とがない封止信頼性の高い電子部品装置となる。

【００７１】また、金属製蓋体４の外側主面が、低融点
金属層４ｂの金属材料に対して濡れ性の悪い金属層４ｃ
を被覆することによって、金属製蓋体４自身が腐食する
ことが一切なく、シーム溶接に使用するローラー電極６
に溶融した低融点金属層４ｂの材料が付着することがな
いことから、このローラー電極６を金属製蓋体４の端部
に沿って、通電しながら回転移動させても、溶接電流の
通電状況が維持でき、信頼性の高い溶接が可能となる。
尚、金属層４ｃを有色化（ブラック処理）することによ
り、金属製蓋体４の表裏判別が容易になり、組立工程が
非常に簡略化する。

【００７２】

【発明の効果】本発明の電子部品装置では、前記金属製
蓋体は厚み５０〜１００μｍのコバールからなる金属板
と、該金属板の下面に被着された厚み１０〜５０μｍの
低融点金属層とから成り、前記セラミックパッケージの
開口周囲のシール導体層は、厚み１０〜３０μｍのメタ
ライズ導体層と、該メタライズ導体層上に被着した５〜
１５μｍのメッキ層とから成るため、通常の溶接条件で
非常に金属製蓋体とセラミックパッケージとの間の接合
が確実に行なえ、セラミックパッケージにクラックなど
が発生することがない封止信頼性の高い電子部品装置と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子部品装置の分解した状態の断面図
である。

【図２】本発明の金属製蓋体の構造及びシーム溶接の封
止構造を示す概略図である。

【符号の説明】

１・・・電子部品装置２・・・セラミックパッケージ３・・・電子部品素子４・・・金属製蓋体４ａ・・・金属板４ｂ・・・低融点金属層４ｃ・・・濡れ性が悪い金属層５・・・・シール導体層５ａ・・・メタライズ導体層５ｂ・・・メッキ層６・・・・ローラー電極８・・・・キャビティー部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０３Ｈ 9/02 Ｈ０３Ｈ 9/02 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上面が開口した筺体状セラミックパッケ
ージ内に、電子部品素子を収容するとともに、前記セラ
ミックパッケージの開口周囲に被着形成したシール導体
層に金属製蓋体をシーム溶接により接合し、電子部品素
子を内部に気密に封止してなる電子部品装置において、前記金属製蓋体は、厚み５０〜１００μｍのコバールか
らなる金属板と、該金属板の下面に被着された厚み１０
〜５０μｍの低融点金属層とから成り、且つ、前記シー
ル導体層は、厚み１０〜３０μｍのメタライズ導体層
と、該メタライズ導体層上に被着した５〜１５μｍのメ
ッキ層とから成ることを特徴とする電子部品装置。
【請求項２】前記金属製蓋体の外周が、前記シール導
体層の外周より内側に位置し、且つ金属製蓋体の外周と
シール導体層の外周との距離が、シール導体層の幅の１
０〜３０％であることを特徴とする請求項１記載の電子
部品装置。