陶瓷封裝體及電子器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種陶瓷封裝體，例如涉及適合在內(nèi)部安裝振子等元件的陶瓷封裝體 及電子器件。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，已知用于安裝振子等元件的陶瓷封裝體。該陶瓷封裝體是使用例如銀焊料 等高溫密封材料，通過(guò)例如縫焊，將金屬制蓋部件密封在上表面開口的陶瓷制容器上而構(gòu) 成的。特別是日本專利第3652320號(hào)公報(bào)中記載的陶瓷封裝體，使容器與高溫密封材料之 間存在金屬化層及鎳（Ni)鍍層，再調(diào)整金屬化層及Ni鍍層的厚度，抑制裂紋出現(xiàn)。
[0003]S卩，如果使密封用金屬化層的厚度大于Ni鍍層，則密封用金屬化層的電阻變小， 縫焊時(shí)，焊接電流難以流向金屬蓋體。因此，必須施加極大的焊接電流，因?yàn)榇蟮暮附与娏?所產(chǎn)生的熱應(yīng)力也變大，所以存在如下問(wèn)題，即，焊接后殘留在絕緣基體與蓋體之間的應(yīng)力 容易導(dǎo)致密封用金屬化層、絕緣基體出現(xiàn)裂紋。
[0004]日本專利第3652320號(hào)公報(bào)中，通過(guò)將Ni鍍層的厚度設(shè)定在密封用金屬化層的厚 度以上，增大密封用金屬化層的電阻，使焊接電流更多地流入金屬蓋體。由此，能夠以較低 的焊接電流進(jìn)行氣密封，另外，焊接時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力被厚度厚的Ni鍍層緩和。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 然而，在使用銀焊料等高溫密封材料將金屬蓋體密封的陶瓷封裝體的密封部分， 使用非電解Ni鍍層的情況下，擔(dān)心密封后在Ni鍍層及陶瓷部分容易出現(xiàn)裂紋，通常使用電 解Ni鍍層。
[0006] 但是，例如使用形成了多個(gè)容器的多電子器件基板，并對(duì)各容器形成電解Ni鍍層 的情況下，為了與全部容器電導(dǎo)通，必須形成引線。因此，出現(xiàn)如下新問(wèn)題，即，隨后在各容 器內(nèi)安裝元件，對(duì)各元件的特性進(jìn)行單個(gè)檢查時(shí)，上述引線的存在使得全部元件電連接，無(wú) 法進(jìn)行單個(gè)檢查。所以，必須在形成電解Ni鍍層后，通過(guò)切割、激光等對(duì)引線實(shí)施切斷處 理，使各元件處于電絕緣狀態(tài)而進(jìn)行單個(gè)檢查，隨之引發(fā)作業(yè)的工時(shí)數(shù)增加、成本增加的問(wèn) 題。
[0007] 本發(fā)明是考慮這樣的課題而提出的，目的在于提供一種陶瓷封裝體及電子器件， 作為應(yīng)力緩和層，形成膜硬度在規(guī)定范圍內(nèi)的非電解鍍層，從而不增加工時(shí)數(shù)就能夠形成 電氣上獨(dú)立的配線圖案，而且，使用高溫密封材料進(jìn)行密封時(shí)，能夠抑制裂紋的出現(xiàn)，氣密 可靠性高。
[0008] [1]第一個(gè)發(fā)明所涉及的陶瓷封裝體，使用高溫密封材料將陶瓷制容器及蓋密封， 所述陶瓷制容器具有底部及側(cè)壁、且上表面開口，所述蓋封堵該容器的上述開口，其特征在 于，上述容器的上述側(cè)壁的上端面與上述高溫密封材料之間包括接合層，上述接合層包括 形成在上述側(cè)壁的上端面的金屬化層及形成在上述金屬化層上的應(yīng)力緩和層，上述應(yīng)力緩 和層是膜硬度（維氏硬度）在50以上、低于500的非電解鍍層。
[0009] [2]第一發(fā)明中，上述應(yīng)力緩和層可以是以鎳（Ni)為主成分的非電解鍍層。
[0010] [3]此時(shí)，上述應(yīng)力緩和層優(yōu)選為在上述鎳（Ni)中含有0.01質(zhì)量％以上、低于 1.0質(zhì)量％的硼（B)的非電解鍍層。
[0011] [4]上述應(yīng)力緩和層更優(yōu)選為在上述鎳（Ni)中含有0.01質(zhì)量％~0.3質(zhì)量％的 硼⑶的非電解鍍層。
[0012] [5]另外，上述應(yīng)力緩和層優(yōu)選為在上述鎳（Ni)中含有0.01質(zhì)量％以上、低于8 質(zhì)量％的磷（P)的非電解鍍層。
[0013] [6]上述應(yīng)力緩和層更優(yōu)選為在上述鎳（Ni)中含有0? 01質(zhì)量％~1. 5質(zhì)量％的 磷⑵的非電解鍍層。
[0014] [7]第一發(fā)明中，上述容器可以由彎曲強(qiáng)度在500MPa以上的陶瓷基體形成。
[0015] [8]此時(shí)，上述陶瓷基體優(yōu)選以A1203為主結(jié)晶相，除此之外，包含MnTiO3結(jié)晶相、 MnAl204結(jié)晶相，比重大于3. 6。
[0016] [9]第一發(fā)明中，上述接合層在上述應(yīng)力緩和層與上述高溫密封材料之間至少還 存在貴金屬非電解鍍層。
[0017] [10]此時(shí)，上述應(yīng)力緩和層可以與上述貴金屬非電解鍍層一同作為提高上述釬料 的潤(rùn)濕性的層發(fā)揮作用。
[0018] [11]第二發(fā)明所涉及的電子器件的特征在于，包括：密封在上述第一發(fā)明所涉及 的陶瓷封裝體的上述容器內(nèi)的元件。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明所涉及的陶瓷封裝體，作為應(yīng)力緩和層，形成膜硬度為50以上、低于 500的非電解鍍層，不增加工時(shí)數(shù)就能夠形成電氣上獨(dú)立的配線圖案，而且，使用高溫密封 材料進(jìn)行密封時(shí)，能夠抑制裂紋的出現(xiàn)，可以得到氣密可靠性高的陶瓷封裝體。隨之實(shí)現(xiàn)陶 瓷封裝體的可靠性提尚、成本低廉化、成品率提尚、生廣率提尚。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是表示本實(shí)施方案所涉及的陶瓷封裝體的一個(gè)構(gòu)成例的剖視圖。
[0021] 圖2是表示本實(shí)施方案所涉及的陶瓷封裝體的制造方法的工序框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下，參照?qǐng)D1~圖2,說(shuō)明本發(fā)明所涉及的陶瓷封裝體及電子器件的實(shí)施方案 例。應(yīng)予說(shuō)明，本說(shuō)明書中表示數(shù)值范圍的"~"的含義是包含其前后記載的數(shù)值作為下限 值及上限值。
[0023] 如圖1所示，本實(shí)施方案所涉及的陶瓷封裝體10是使用銀焊料等高溫密封材料 16,將陶瓷制容器12及金屬制蓋體14氣密封而構(gòu)成的，所述陶瓷制容器12具有底部12a 及側(cè)壁12b、且上表面開口，所述金屬制蓋體14封堵該容器12的開口。
[0024] 在被該陶瓷封裝體10的容器12的底部12a、側(cè)壁12b及蓋體14區(qū)劃出來(lái)的收容 空間18內(nèi)，安裝例如晶體振子、電阻體、過(guò)濾器、電容器、半導(dǎo)體元件中的至少1種以上元件 20,進(jìn)行密封，構(gòu)成本實(shí)施方案所涉及的電子器件22。
[0025] 本實(shí)施方案中，在容器12的側(cè)壁12b的上端面與高溫密封材料16之間存在接合 層24。
[0026] 接合層24包括形成在側(cè)壁12b的上端面的金屬化層26和形成在金屬化層26上 的應(yīng)力緩和層28。該應(yīng)力緩和層28至少由膜硬度（維氏硬度）在50以上、低于500的非 電解鍍層構(gòu)成。
[0027] 此處，如下所述地對(duì)各部件進(jìn)行說(shuō)明。
[0028] 首先，容器12由陶瓷基體構(gòu)成。陶瓷基體以A1203為主結(jié)晶相，除此之外，僅包含 MnTiO##晶相，或者包含MnTiO3結(jié)晶相及MnAl204結(jié)晶相。
[0029] 具體而言，包含：按A1203換算計(jì)為85.0~95.0質(zhì)量％的八1、按MgO換算計(jì)為 0? 1~0? 6質(zhì)量％的Mg、按3102換算計(jì)為2.0~6. 0質(zhì)量％的Si、按MnCO3換算計(jì)為2. 4~ 7.1質(zhì)量％的Mn、按打02換算計(jì)為0. 1~2.0質(zhì)量％的Ti。此時(shí)，優(yōu)選SiO2和MgCO3的含 有比率（Si02/MgC03)按Si02/Mg0換算計(jì)為大于1。
[0030] 具體而言，陶瓷基體是在制作含有85. 0~95. 0質(zhì)量％的A1203粉末、0. 1~0. 6 質(zhì)量％的180粉末、2.0~6.0質(zhì)量％的3102粉末、2.4~7. 1質(zhì)量％的此0)3粉末、0? 1~ 2. 0質(zhì)量％的1102粉末的成型體后，將上述成型體在1200~1400°C下進(jìn)行燒成而制作的。
[0031]MgO粉末是作為A1203的燒結(jié)助劑而添加的，SiO2粉末是作為A1 203的燒結(jié)助劑，并 且為了降低燒結(jié)溫度而添加的。此0)3粉末是為了生成Mn#104玻璃相而降低燒結(jié)溫度，并 且生成此1103結(jié)晶而提高玻璃相的強(qiáng)度而添加的。TiO2粉末是為了生成MnTiO3結(jié)晶，提高 玻璃相的強(qiáng)度而添加的。
[0032] 由此，能夠?qū)崿F(xiàn)可在溫度為1200~1400°C的低溫下燒結(jié)、彎曲強(qiáng)度為500MPa以 上的陶瓷基體。如果彎曲強(qiáng)度低于500MPa，則有在蓋體14密封時(shí)以及2次安裝時(shí)被施加 熱應(yīng)力而損壞之虞?；蛘?，有因操作時(shí)以及使用時(shí)的沖擊等而損壞之虞。只要彎曲強(qiáng)度在 500MPa以上，就能夠避免這樣的損壞風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)予說(shuō)明，"彎曲強(qiáng)度"是指4點(diǎn)彎曲強(qiáng)度，是基 于JISR1601 (精細(xì)陶瓷的彎曲試驗(yàn)方法）于室溫下測(cè)定的值。
[0033] 另一方面，蓋體14形成為厚度0. 05~0. 20mm的平板狀，由鐵一鎳合金板或者 鐵一鎳一鈷合金板構(gòu)成。在該蓋體14的下表面（整面或者對(duì)應(yīng)于側(cè)壁12b的部分），形成 有作為高溫密封材料16的銀一銅共晶焊料等焊料。厚度為5~20 y m左右。
[0034] 具體而言，蓋體14是將以下復(fù)合板用沖裁模沖裁成規(guī)定形狀而制作的，該復(fù)合板 是將銀一銅焊料等焊料箱重疊在鐵一鎳合金板或者鐵一鎳一鈷合金板的下表面并進(jìn)行壓 延而構(gòu)成的。
[0035] 作為高溫密封材料16,具體而言，可以使用下述表1中給出的焊料l(85Ag- 15Cu)、焊料2 (72Ag-28Cu)、焊料3 (67Ag - 29Cu-4Sn)中的任一種。
[0036]【表1】