氣密密封用蓋材和電子部件收納用封裝件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣密密封用蓋材和使用其的電子部件收納用封裝件。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，已知使用氣密密封用蓋材的電子部件收納用封裝件。這樣的電子部件收納用封裝件，例如日本特開2012 - 74807號公報中有公開。
[0003]日本特開2012 - 74807號公報中公開了一種壓電振動器，該壓電振動器包括:壓電振動元件；封裝件主體(電子部件收納構(gòu)件)，其包括具有收納壓電振動元件的凹部的絕緣基板和配置在絕緣基板的上部周緣的由科伐合金(kovar)形成的密封環(huán)；和縫焊于密封環(huán)的蓋構(gòu)件(氣密密封用蓋材)。該壓電振動器的蓋構(gòu)件由進行了鍍Ni處理的科伐合金材(29N1- 16Co - Fe 合金)形成。
[0004]此處，在制造蓋構(gòu)件時，為了在科伐合金材的整個面形成鍍Ni層，一般通過在將科伐合金材進行沖壓加工形成為規(guī)定的尺寸后，在科伐合金材的表面進行鍍Ni處理而制造。另外，作為在科伐合金材的表面形成鍍Ni的方法，包括無電解鍍Ni處理和電解鍍Ni處理。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2012 — 74807號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]但是，在科伐合金材的表面進行無電解鍍Ni處理的情況下，由于在圓桶內(nèi)進行鍍層處理的多個蓋構(gòu)件彼此相互重疊，導(dǎo)致鍍Ni的厚度產(chǎn)生偏差。由此，在將蓋構(gòu)件和密封環(huán)焊接時，由于鍍Ni的厚度的偏差，導(dǎo)致存在不能進行充分的氣密密封這樣的問題。因此，在科伐合金材的表面進行無電解鍍Ni處理時，為了抑制鍍Ni的厚度產(chǎn)生偏差，需要將用于抑制多個蓋構(gòu)件彼此重疊的裝配構(gòu)件放入圓桶內(nèi)。因此，在圓桶中一次能夠進行鍍層處理的蓋構(gòu)件的數(shù)量減少。其結(jié)果是，每一個蓋構(gòu)件的無電解鍍Ni處理所需的時間變長。
[0010]此外，在科伐合金材的表面進行電解鍍Ni處理的情況下，伴隨著增大鍍層處理時的電流密度、增大鍍層處理速度，鍍Ni的厚度容易產(chǎn)生偏差。由此，與無電解鍍Ni處理相同，在將蓋構(gòu)件和密封環(huán)焊接時，由于鍍Ni的厚度發(fā)生偏差，導(dǎo)致存在不能進行充分的氣密密封這樣的問題。因此，在科伐合金材的表面進行電解鍍Ni處理時，為了抑制鍍Ni的厚度產(chǎn)生偏差，需要減小鍍層處理時的電流密度，減小鍍層處理速度。因此，每一個蓋構(gòu)件的電解鍍Ni處理所需的時間變長。
[0011]此外，在進行無電解鍍Ni處理和電解鍍Ni處理的任一個的情況下，在鍍Ni處理后，均需要將蓋構(gòu)件充分洗凈，防止鍍液對蓋構(gòu)件的腐蝕。因此，每一個蓋構(gòu)件的鍍Ni處理所需的時間進一步變長。
[0012]這些方式的結(jié)果是存在如下問題:在日本特開2012 — 74807號公報所公開的壓電振動器中，由于每一個蓋構(gòu)件的鍍Ni處理所需的時間變長，因此制造一個蓋構(gòu)件所需的時間(Tact Time:生產(chǎn)節(jié)拍時間)變長。
[0013]此外，在鍍Ni的厚度產(chǎn)生了偏差的情況下，存在露出科伐合金材的表面的情況。在此情況下，科伐合金材從未被鍍Ni覆蓋的部分開始腐蝕，因此也存在蓋構(gòu)件的耐腐蝕性變低的問題。
[0014]本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題而完成的，本發(fā)明的一個目的在于，提供一種不僅能夠抑制制造一個氣密密封用蓋材所需的時間(生產(chǎn)節(jié)拍時間)變長的情況，而且能夠抑制耐腐蝕性變低的情況的氣密密封用蓋材和使用其的電子部件收納用封裝件。
[0015]用于解決課題的技術(shù)方案
[0016]本發(fā)明的第一方式的氣密密封用蓋材是用于電子部件收納用封裝件的氣密密封用蓋材，該電子部件收納用封裝件包括用于收納電子部件的電子部件收納構(gòu)件，該氣密密封用蓋材由包括基材層和表面層的復(fù)合材構(gòu)成，該基材層由含有N1、Cr和Fe的Ni — Cr 一Fe合金或者含有N1、Cr、Co和Fe的Ni — Cr 一 Co — Fe合金構(gòu)成，該表面層至少接合于基材層的電子部件收納構(gòu)件側(cè)的一個表面，由Ni或Ni合金構(gòu)成。
[0017]本發(fā)明的第一方式的氣密密封用蓋材，如上所述，由包括基材層和表面層的復(fù)合材構(gòu)成，該基材層由Ni — Cr 一 Fe合金或Ni — Cr 一 Co — Fe合金構(gòu)成，該表面層至少接合于基材層的電子部件收納構(gòu)件側(cè)的一個表面，由Ni或Ni合金構(gòu)成，通過采用這種結(jié)構(gòu)，沒有必要在基材層的表面上進行鍍Ni處理。由此，與進行鍍Ni處理的情況相比，能夠抑制制造一個氣密密封用蓋材所需的時間(生產(chǎn)節(jié)拍時間)變長的情況。
[0018]此外，在第一方式的氣密密封用蓋材中，由Ni — Cr 一 Fe合金或Ni — Cr 一 Co —Fe合金構(gòu)成基材層，由此在基材層的表面上形成主要由Cr2O3構(gòu)成的鈍化膜，因此與基材層由科伐合金(29N1- 16Co - Fe合金)構(gòu)成的情況相比，能夠提高基材層的耐腐蝕性。由此，能夠抑制基材層從未被由Ni或Ni合金構(gòu)成的表面層覆蓋的部分開始腐蝕的情況，能夠抑制氣密密封用蓋材的耐腐蝕性變低的情況。
[0019]在上述第一方式的氣密密封用蓋材中，優(yōu)選基材層由含有I質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下的Cr的Ni — Cr 一 Fe合金或Ni — Cr 一 Co — Fe合金構(gòu)成。通過采用這種結(jié)構(gòu)，使基材層的Cr的含有率為I質(zhì)量％以上，由此能夠可靠地在基材層的表面上形成主要由Cr2O3構(gòu)成的鈍化膜，因此能夠更加提高基材層的耐腐蝕性。此外，通過使基材層的Cr的含有率為10質(zhì)量％以下，能夠抑制基材層的熱膨脹系數(shù)變大的情況，因此能夠抑制由例如陶瓷構(gòu)成的電子部件收納構(gòu)件與氣密密封用蓋材的熱膨脹差變大的情況。由此，能夠減小氣密密封用蓋材與電子部件收納構(gòu)件之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力，能夠抑制因熱應(yīng)力而使電子部件收納用封裝件破損的情況。
[0020]在此情況下，優(yōu)選基材層由含有6質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下的Cr的Ni — Cr 一Fe合金或N1-Cr-Co- Fe合金構(gòu)成。通過采用這種結(jié)構(gòu)，在基材層的表面上更加可靠地形成主要由Cr2O3構(gòu)成的鈍化膜，因此能夠進一步提高基材層的耐腐蝕性。
[0021]在上述第一方式的氣密密封用蓋材中，優(yōu)選基材層由含有6質(zhì)量％以上18質(zhì)量％以下的Co的Ni — Cr 一 Co — Fe合金構(gòu)成。通過采用這種結(jié)構(gòu)，使基材層的Co的含有率為6質(zhì)量％以上18質(zhì)量％以下，由此能夠抑制基材層的熱膨脹系數(shù)變大的情況，因此能夠抑制由例如陶瓷構(gòu)成的電子部件收納構(gòu)件與氣密密封用蓋材的熱膨脹差變大的情況。由此，能夠使氣密密封用蓋材與電子部件收納構(gòu)件之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力較小，因此能夠抑制由于熱應(yīng)力而使電子部件收納用封裝件發(fā)生破損的情況。
[0022]在上述第一方式的氣密密封用蓋材中，優(yōu)選表面層由含有Ni和Cu的Ni — Cu合金構(gòu)成。通過采用這種結(jié)構(gòu)，與表面層由Ni構(gòu)成的情況以及由其他Ni合金構(gòu)成的情況相比，能夠使表面層的熔點低，因此能夠降低氣密密封用蓋材與電子部件收納構(gòu)件接合時的溫度。由此，能夠使氣密密封用蓋材與電子部件收納構(gòu)件之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力較小。
[0023]在此情況下，優(yōu)選表面層由含有30質(zhì)量％以上的Ni的Ni — Cu合金構(gòu)成。通過采用這種結(jié)構(gòu)，表面層中充分地含有耐腐蝕性優(yōu)異的Ni，所以能夠充分地確保表面層的耐腐蝕性。
[0024]在上述表面層含有30質(zhì)量％以上的Ni的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選表面層由含有60質(zhì)量％以上的Ni的N1- Cu合金構(gòu)成。通過采用這種結(jié)構(gòu)，由于表面層中進一步充分地含有Ni，因此不僅能夠有效地提高表面層的耐腐蝕性，而且能夠有效地提高表面層的耐氧化性。由此，即使是在大氣中進行熱處理的情況下，也能夠可靠地抑制表面層發(fā)生氧化的情況。
[0025]在上述第一方式的氣密密封用蓋材中，優(yōu)選表面層具有I ym以上10 μm以下的厚度。通過采用這種結(jié)構(gòu)，在將表面層作為用于與電子部件收納構(gòu)件進行焊接的接合層使用的情況下，能夠充分地確保進行接合所需的表面層的厚度，因此能夠抑制電子部件收納用封裝件的氣密密封困難的情況。此外，通過使表面層的厚度為10 μm以下，在將表面層作為用于與電子部件收納構(gòu)件進行焊接的接合層使用的情況下，能夠抑制無助于接合的表面層的比例變大的情況。
[0026]在此情況下，優(yōu)選表面層具有2 μπι以上6 μπι以下的厚度。通過采用這種結(jié)構(gòu)，能夠進一步抑制電子部件收納用封裝件的氣密密封困難的情況，并且能夠使無助于接合的表面層的比例充分地小。
[0027]在上述第一方式的氣密密封用蓋材中，優(yōu)選表面層包括:接合于基材層的電子部件收納構(gòu)件側(cè)的一個表面上的第一表面層；和接合于基材層的與電子部件收納構(gòu)件相反一側(cè)的另一表面上的第二表面層。通過采用這種結(jié)構(gòu)，在氣密密封用蓋材的正面背面分別配置由含有Ni和Cu的N1- Cu合金或Ni構(gòu)成的第一表面層和第二表面層，因此氣密密封用蓋材的兩個表面均能夠與電子部件收納構(gòu)件接合。由此，能夠提高氣密密封用蓋材與氣密密封用蓋材的接合的操作性。
[0028]在此情況下，優(yōu)選第二表面層由與第一表面層相同的金屬材料形成。通過采用這種結(jié)構(gòu)，在氣密密封用蓋材的正面背面分別配置由相同的金屬材料構(gòu)成的第一表面層和第二表面層，因此沒有必要判別氣密密封用蓋材的正面背面。由此，能夠更加提高氣密密封用蓋材與電子部件收納構(gòu)件的接合的操作性。
[0029]在上述表面層包括第一表面層和第二表面層的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選復(fù)合材包括至少接合于第一表面層的上述電子部件收納構(gòu)件側(cè)的表面的銀焊層。通過采用這種結(jié)構(gòu)，利用銀焊層，即使不使用形成有銀焊的密封環(huán)等，也能夠?qū)饷苊芊庥蒙w材與電子部件收納構(gòu)件密封，因此在制作電子部件收納用封裝件時，能夠削減部件數(shù)量。此外，不設(shè)置密封環(huán)相應(yīng)地能夠使電子部件收納用封裝件小型化。
[0030]在上述第二表面層由與第一表面層相同的金屬材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選基材層由含有36質(zhì)量％以上48質(zhì)量％以下的N1、I質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下的Cr、和Fe的Ni —Cr - Fe合金構(gòu)成，第一表面層和第二表面層均由含有30質(zhì)量％以上的Ni的Ni — Cu合金或Ni構(gòu)成。通過采用這種結(jié)構(gòu)，使基材層的Cr的含有率為I質(zhì)量％以上，由此能夠可靠地確保氣密密封用蓋材的耐腐蝕性，并且能夠可靠地抑制制造一個氣密密封用蓋材所需的時間(生產(chǎn)節(jié)拍時間)變長的情況。
[0031]在上述基材層為Ni — Cr 一 Fe合金的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選基材層由含有36質(zhì)量％以上48質(zhì)量％以下的N1、6質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下的Cr、和Fe的Ni — Cr 一 Fe合金構(gòu)成，第一表面層和第二表面層均由含有30質(zhì)量％以上的Ni的Ni — Cu合金構(gòu)成。通過采用這種結(jié)構(gòu)，使基材層的Cr的含有率為6質(zhì)量％以上，由此能夠更加可靠地確保氣密密封用蓋材的耐腐蝕性，并且能夠可靠地抑制生產(chǎn)節(jié)拍時間變長的情況。此外，通過使表面層由N1-Cu合金構(gòu)成，與表面層由Ni構(gòu)成的情況相比，能夠使表面層的熔點低，因此能夠使氣密密封用蓋材與電子部件收納部件的接合時的溫度下降。由此，能夠使氣密密封用蓋材與電子部件收納構(gòu)件之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力較小。
[0032]在上述基材層含有6質(zhì)量％以上18質(zhì)量％以下的Co的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選基材層由含有I質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下的Cr、6質(zhì)量％以上18質(zhì)量％以下的Co、和Fe的Ni — Cr 一Co - Fe合金構(gòu)成。通過采用這種結(jié)構(gòu)，使基材層的Cr的含有率為I質(zhì)量％以上，由此能夠可靠地確保氣密密封用蓋材的耐腐蝕性，并且能夠可靠地抑制制造一個氣密密封用蓋材所需的時間(生產(chǎn)節(jié)拍時間)變長的情況。此外，通過使基材層的Co的含有率為6質(zhì)量％以上I8質(zhì)量％以下，能夠抑制基材層的熱膨脹系數(shù)變大的情況，因此能夠抑制由例如陶瓷構(gòu)成的電子部件收納構(gòu)件與氣密密封用蓋材的熱膨脹差變大的情況。由此，能夠使氣密密封用蓋材與電子部件收納構(gòu)件之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力較小，因此能夠抑制因熱應(yīng)力導(dǎo)致電子部件收納用封裝件發(fā)生破損的情況。
[0033]在上述第一方式的氣密密封用蓋材中，優(yōu)選接合于基材層的電子部件收納構(gòu)件側(cè)的一個表面的表面層，在與電子部件收納構(gòu)件進行電阻焊接時，作為熔