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WO2003044857A1 - Package for electronic component, and piezoelectric vibrating device using the package for electronic component - Google Patents

Package for electronic component, and piezoelectric vibrating device using the package for electronic component Download PDF

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Publication number
WO2003044857A1
WO2003044857A1 PCT/JP2002/012088 JP0212088W WO03044857A1 WO 2003044857 A1 WO2003044857 A1 WO 2003044857A1 JP 0212088 W JP0212088 W JP 0212088W WO 03044857 A1 WO03044857 A1 WO 03044857A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal
layer
package
metal film
film layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2002/012088
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Iizuka
Yoshikiyo Ogasawara
Original Assignee
Daishinku Corporation
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 Daishinku Corporation filed Critical Daishinku Corporation
Publication of WO2003044857A1 publication Critical patent/WO2003044857A1/en

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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders or supports
    • H03H9/10Mounting in enclosures
    • H03H9/1007Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1014Mounting 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
    • H03H9/1021Mounting 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01079Gold [Au]

Definitions

  • a structure in which a piezoelectric vibration plate is mounted in a ceramic package is used.
  • a circuit for driving the piezoelectric vibration plate includes an IC, a resistor, and the like, which constitute an oscillation circuit.
  • a configuration in which the above circuit elements are integrally housed may be adopted. In the case of the latter configuration, it is necessary to provide a metal film wiring for electrically connecting each circuit element on the ceramic package side.

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Abstract

A piezoelectric vibrating device, comprising a ceramic package (1) having an upwardly opening recessed part, a crystal vibrating plate (3) stored in the recessed part of the ceramic package (1), and a metal cover (2) connected to the opening part of the ceramic package (1), wherein a copper layer (22) and a silver solder layer (23) are formed in that order on the lower surface of the metal cover (2), and the metal cover (2) is connected to the ceramic package (1) by seam welding.

Description

明 細 書 電子部品用パッケージおよびその電子部品用パッケージを用いた圧電振動デパイ ス 技術分野  Description Electronic component package and piezoelectric vibration device using the electronic component package
本発明は、 電子機器等に用いられる電子部品用パッケージ、 その電子部品用パ ッケージを用いた圧電振動デバィスに関するものである。 背景技術  The present invention relates to a package for an electronic component used for an electronic device and the like, and a piezoelectric vibration device using the package for the electronic component. Background art
気密封止を必要とする電子部品の例として、 水晶振動子、 水晶フィルタ、 水晶 発振器などの圧電振動デバイスが挙げられる。 これらの各デバイスにおいては、 いずれも水晶振動板の表面に金属薄膜電極が形成されており、 この金属薄膜電極 を外気から保護するために気密封止がなされている。  Examples of electronic components that require hermetic sealing include piezoelectric vibrating devices such as quartz oscillators, quartz filters, and quartz oscillators. In each of these devices, a metal thin-film electrode is formed on the surface of the quartz plate, and hermetically sealed to protect the metal thin-film electrode from the outside air.
これらの圧電振動子デパイスは部品の表面実装化が要求されており、 この表面 実装において、 セラミックパッケージ内に搭載された部品を気密封止して収納す る構成が増加する傾向にある。 このような状況から、 このセラミックパッケージ を用いる場合、 パッケージ本体とフタとの接合方法として多種多様の技術が開示 されている。  These piezoelectric vibrator depises are required to have components mounted on the surface, and in this surface mounting, the configuration for hermetically sealing and storing components mounted in a ceramic package tends to increase. Under such circumstances, when using this ceramic package, various techniques have been disclosed as a joining method of the package body and the lid.
こうした技術として、 特開 2 0 0 0— 2 3 6 0 3 5号公報には、 電子素子を収 納するパッケージと、 金属フタの各々に金属膜層を形成し、 これらの金属膜層を シーム溶接などの電気抵抗溶接により、 気密封止する技術が開示されている。 こ のような構成では、 従来行なわれていたシールリング (リング状の金属枠体) を 用いたシーム溶接のようにメニスカス部分を必要としないことから、 電気抵抗溶 接による気密封止の信頼性を確保できるとともに、 パッケージの外形サイズに対 する電子部品を収納する部分の容積比率を大きくすることができるという利点を 得ていた。 このような利点は収納される電子素子のサイズを大きくすることがで きたり、 収納できる電子素子の数を増すことにつながり、 これにより超小型にし ても電子部品としての電気的特性を向上させるとともに、 電子部品の多機能化に 対応できるというとレ、う効果を得ていた。 As such a technique, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-236365 discloses a package for storing an electronic element, a metal film layer formed on each of metal lids, and a method for forming these metal film layers into a seam. A technique for hermetically sealing by electric resistance welding such as welding has been disclosed. In such a configuration, the meniscus portion is not required unlike the conventional seam welding using a seal ring (ring-shaped metal frame), so the reliability of hermetic sealing by electric resistance welding is reduced. In addition to this, there is obtained an advantage that the volume ratio of the portion for storing the electronic component to the external size of the package can be increased. These advantages can lead to an increase in the size of the electronic elements to be housed, and an increase in the number of electronic elements that can be housed. For multifunctional electronic components I was able to deal with it, and I was getting the effect.
従来のシールリングを用いたシーム溶接では、 シールリングは上記した不具合 はあるものの、 このシールリングの存在により、 気密封止の際の溶接温度が過熱 状態になった場合に熱歪みを吸収する作用をもつ点で効果があり、 熱歪みによる パッケージの破損を防ぐことができる。 こうした熱歪みは、 溶接時における電流 値などのバラツキを小さくするようその設定管理にはある程度の正確さを要求さ れる。 特開 2 0 0 0— 2 3 6 0 3 5号公報に記載の技術においては、 シールリン グの代わりに、 金属ろうによって熱歪みを吸収するよう構成されているものの、 こうした設定管理が十分なされない場合には、 過熱等が生じた場合、 熱歪みを十 分には吸収しきれない場合もある。 発明の開示  In conventional seam welding using a seal ring, although the seal ring has the above-mentioned disadvantages, the presence of this seal ring acts to absorb thermal distortion when the welding temperature at the time of hermetic sealing becomes overheated This is effective in that it can prevent package damage due to thermal distortion. Such thermal distortion requires a certain degree of accuracy in its setting management to reduce variations such as current values during welding. In the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-236365, instead of a seal ring, a metal braze is used to absorb thermal strain, but such setting management is not sufficient. In some cases, if overheating occurs, thermal strain may not be absorbed sufficiently. Disclosure of the invention
本発明はこうした溶接時における過熱状態に十分対処でき、 熱歪みを緩衝させ るようにし、 気密封止の信頼性を向上できるとともに、 電子素子の収納スペース を確保し、 しかも小型化を可能とし、 さらに製造コストを低下させることのでき る電子部品用パッケージおょぴその電子部品用パッケージを用いた圧電振動デバ イスを提供することを目的としている。  The present invention can sufficiently cope with such an overheating state at the time of welding, buffers thermal distortion, improves the reliability of hermetic sealing, secures a storage space for electronic elements, and enables miniaturization. It is another object of the present invention to provide an electronic component package that can reduce the manufacturing cost and a piezoelectric vibration device using the electronic component package.
上記の目的を達成するために、 本発明の電子部品用パッケージは、 パッケージ 基体と、 このパッケ一ジ基体の主面上かつその外周に沿って形成された複数の金 属膜層からなる第 1の金属膜層と、 この第 1の金属膜層に対応して形成され、 第 1の金属膜層と溶融接合される第 2の金属膜層が形成された金属フタとを具備す る電子部品用パッケージであって、 第 2の金属膜層には金属ろう層が形成され、 当該金属ろう層と金属フタ間には少なくとも銅層が形成されていることによって 特徴付けられる。  In order to achieve the above object, an electronic component package according to the present invention comprises a package base and a first metal layer formed on a main surface of the package base and along the outer periphery thereof. An electronic component comprising: a metal film layer of a first metal film layer; and a metal lid formed corresponding to the first metal film layer and having a second metal film layer formed thereon by fusion bonding with the first metal film layer. A metal package, wherein a metal brazing layer is formed on the second metal film layer, and at least a copper layer is formed between the metal brazing layer and the metal lid.
この構成において、 上記パッケージ基体には電子素子を収納する凹部が設けら れ、 このパッケージ基体の主面上かつその外周に堤部を有し、 この堤部上面には 第 1の金属膜層が形成されているとともに、 上記金属フタには第 1の金属膜層に 対応して形成され、 第 1の金属膜層と溶融接合される第 2の金属膜層が形成され ていてもよい。 以上の構成によれば、 金属フタに金属ろう層が形成され、 当該金属ろう層と金 属フタ間には少なくとも銅層が形成されている構成であるので、 金属ろうを溶融 させる際に供給される熱による熱歪みを銅層により吸収することができる。 この 銅層の緩衝機能により、 溶融熱が加熱状態となった場合でも、 例えばセラミック からなるパッケージには過度の応力が伝わらない。 また、 金属フタ側に銅層を形 成する構成は金属材料同士の接合であることから、 その延性あるいは金属間接合 の特性を利用した接合を行うことができるので、 接合が容易となる。 In this configuration, the package base is provided with a recess for accommodating an electronic element, and has a ridge on the main surface of the package base and on the outer periphery thereof, and a first metal film layer on the upper surface of the ridge. In addition to the above, the metal lid may be provided with a second metal film layer formed corresponding to the first metal film layer and fusion-bonded with the first metal film layer. According to the above configuration, since the metal brazing layer is formed on the metal lid and at least the copper layer is formed between the metal brazing layer and the metal lid, the metal brazing layer is supplied when the metal brazing is melted. Heat distortion due to heat can be absorbed by the copper layer. Due to the buffer function of the copper layer, even when the heat of fusion is heated, excessive stress is not transmitted to a package made of, for example, ceramic. In addition, since the structure in which the copper layer is formed on the metal lid side is the joining of metal materials, the joining can be performed using the ductility or the characteristics of the intermetallic joining, so that the joining is facilitated.
第 1の金属膜層と第 2の金属膜層との溶融接合は、 シーム溶接またはビーム溶 接により行われることが好ましい。 シーム溶接は、 周知の技術であり、 抵抗溶接 の一種で、 金属フタを加圧しながら通電することにより、 ジュール熱による熱歪 みとともに加圧力がパッケージに加わる。 また、 ビーム溶接は、 例えば電子ビー ムあるいはレーザービームによる溶接方法であるが、 ビーム照射領域の急激な温 度上昇により熱歪みが大きい。 このような溶融接合においては銅層を形成するこ とにより、 機械的あるいは熱的応力を緩和することができる。  The fusion bonding between the first metal film layer and the second metal film layer is preferably performed by seam welding or beam welding. Seam welding is a well-known technique, and is a type of resistance welding. When a metal lid is energized while pressurizing it, pressure is applied to the package together with thermal distortion due to Joule heat. Also, beam welding is a welding method using, for example, an electron beam or a laser beam, but the thermal distortion is large due to a rapid temperature rise in the beam irradiation area. In such a fusion bonding, mechanical or thermal stress can be reduced by forming a copper layer.
また、 金属ろう層およぴ銅層は、 金属フタにクラッド化されて形成されている 構成としてもよい。 クラッド化は、 圧延工法により金属フタにろう材およぴ銅層 を形成するものであり、 パインダ一等を用いないので溶融時のガスの放出が少な く、 ガスによるパッケージ内部への悪影響を回避することができるので好ましい さらに、 金属ろう層は銀ろう、 金ろうおよびニッケルろうのうちいずれかであ ることが好ましい。  Further, the brazing metal layer and the copper layer may be formed by being clad with a metal lid. Cladding involves forming a brazing filler metal and a copper layer on a metal lid by a rolling method.Since pinda is not used, the release of gas during melting is small, and the adverse effect of gas on the inside of the package is avoided. Further, the metal brazing layer is preferably any one of silver brazing, gold brazing and nickel brazing.
本発明では銅層を金属フタと金属ろう層間に介在させることにより、 一定の緩 衝機能を生じさせる構成であるが、 銅層の厚さが所定の範囲においてより有効な 緩衝機能を得ることができる。 具体的には、 パッケージ基体と、 このパッケージ 基体の主面上かつその外周に沿って形成された複数の金属膜層からなる第 1の金 属膜層と、 この第 1の金属膜層に対応して形成され、 第 1の金属膜層とシーム溶 接により溶融接合されるクラッド化された銀ろう層が形成された金属フタとを具 備する電子部品用パッケージであって、 上記銀ろう層と金属フタ間にはクラッド 化された銅層が形成されているとともに、 当該銅層は厚さが 1 0 mから 5 0 mの範囲にある構成とすることにより、 より有効な緩衝機能を得ることができる 。 銅層が 1 0 μ πιより小さい場合は、 銅層が薄過ぎるため銅の緩衝機能を十分に 得ることができないため、 シーム溶接時の許容電流範囲が狭くなり、 制御が難し くなる。 また、 銅層が 5 0 z mより大きい場合、 銅層が厚過ぎるため許容電流範 囲が広がるものの、 電流の絶対値を高くしなければ十分な溶融を得ることができ ない。 その結果、 全体として熱の制御が困難になり、 また金属フタが全体として 厚くなるため低背化の妨げとなる。 本発明では、 銅層は厚さが 2 0 / mから 4 0 /i mの範囲とすることがより好ましく、 許容電流範囲をより広くすることができ るとともに、 電流値も抑制することができる。 In the present invention, the copper layer is interposed between the metal lid and the metal brazing layer to provide a certain cushioning function.However, it is possible to obtain a more effective buffering function when the copper layer has a predetermined thickness. it can. Specifically, a package base, a first metal film layer composed of a plurality of metal film layers formed on the main surface of the package base and along the outer periphery thereof, and a first metal film layer corresponding to the first metal film layer A package for an electronic component, comprising: a first metal film layer formed on the first metal film layer; and a metal lid on which a clad silver brazing layer formed by fusion welding by seam welding is formed. A clad copper layer is formed between the metal cover and the metal lid, and the copper layer has a thickness of 10 m to 50 m. With a configuration in the range of m, a more effective buffer function can be obtained. If the copper layer is smaller than 10 μπι, the copper buffer layer is too thin to provide a sufficient copper buffer function, so that the allowable current range during seam welding is narrowed and control becomes difficult. When the copper layer is larger than 50 zm, the allowable current range is widened because the copper layer is too thick, but sufficient melting cannot be obtained unless the absolute value of the current is increased. As a result, it becomes difficult to control heat as a whole, and the thickness of the metal lid as a whole hinders a reduction in height. In the present invention, the thickness of the copper layer is more preferably in the range of 20 / m to 40 / im, and the allowable current range can be further widened and the current value can be suppressed.
次に、 本発明の上記銅層の厚さを上記の限定値とした根拠について説明する。 図 6は、 金属フタと銀ろう層間に介在する銅層の厚さを変化させた場合の、 シ ーム溶接が可能な電流値の範囲を示す。  Next, the grounds for setting the thickness of the copper layer of the present invention to the above-described limited value will be described. Fig. 6 shows the range of current values that allow seam welding when the thickness of the copper layer interposed between the metal lid and the silver brazing layer is changed.
実験に用いたパッケージは長辺 4 . 9 mm、 短辺 3 . 1 mm、 厚さ 0 . 7 5 m mの外形寸法のセラミックパッケージを用いた。 より詳しい構成は、 後述する第 1の実施の形態で示した構成と同等である。 金属フタの基体 (母材) をコバール とし、 その上面すなわちパッケージとの非接合面にエッケル層を形成するととも に、 下面すなわちパッケージとの接合面には銅層、 銀ろう層を順にクラッド化し て形成した。 また、 パッケージ基体となるセラミック基体の堤部にタングステン メタライズ層、 ニッケル層、 金層の順に積層された金属膜層を形成した。 銀ろう 層は Ι Ο μ πιとし、 銅層の厚さを 1 0 μ mずつ増加させ、 シーム溶接が可能な電 流値の範囲を測定した。  The package used for the experiment was a ceramic package with external dimensions of 4.9 mm on the long side, 3.1 mm on the short side, and 0.75 mm in thickness. The more detailed configuration is the same as the configuration shown in the first embodiment described later. The base (base material) of the metal lid is made of Kovar, and an Eckel layer is formed on the upper surface, that is, the non-bonding surface with the package, and the copper layer and the silver brazing layer are sequentially clad on the lower surface, that is, the bonding surface with the package. Formed. In addition, a metal film layer was formed in the order of a tungsten metallized layer, a nickel layer, and a gold layer on a bank portion of a ceramic base serving as a package base. The thickness of the silver layer was set to Ο ず つ μπι, and the thickness of the copper layer was increased by 10 μm at a time, and the range of current values that allowed seam welding was measured.
その結果、 図 6に示すように、 銅層が形成されない従来例に対応する構成では 比較的電流値は低いが、 許容設定範囲が狭くなつている。 銅層の厚さを Ι Ο μ πι とすることにより電流値の下限が低下し、 かつ許容設定範囲が広がっており、 実 用上良好な接合環境を得ることができる。 銅層の厚さを 2 0〜4 0 Ai mに設定し た範囲では、 下限値が徐々に上昇しているが、 許容設定範囲がさらに広がってい る。 銅層の厚さを 5 0 μ ηιに設定した場合は許容設定範囲は広い状態であるが、 電流値の下限値が上昇しており、 実用上問題のない範囲であるが、 比較的多くの 電流を流すことを要求されることが理解できる。 銅層の厚さを 6 0 μ πιに設定し た場合は許容設定範囲は若干狭くなり、 電流値の下限値が比較的大きく上昇して いる。 この場合、 溶接時に細かな制御を必要とされる。 As a result, as shown in FIG. 6, in the configuration corresponding to the conventional example in which no copper layer is formed, the current value is relatively low, but the allowable setting range is narrow. By setting the thickness of the copper layer to Ο Ο μπι, the lower limit of the current value is reduced and the allowable setting range is widened, so that a practically favorable bonding environment can be obtained. In the range where the thickness of the copper layer is set to 20 to 40 Aim, the lower limit gradually increases, but the allowable setting range is further expanded. When the thickness of the copper layer is set to 50 μηι, the allowable setting range is wide, but the lower limit of the current value has risen, and there is no practical problem. It can be understood that a current is required to flow. Set the thickness of the copper layer to 60 μπι In this case, the allowable setting range is slightly narrower, and the lower limit of the current value is relatively large. In this case, fine control is required at the time of welding.
さらに、 この検証実験に銀ろう層の厚さを条件として組み込み、 これらの関連 性についても検証実験を行なった。  Furthermore, we incorporated the thickness of the silver brazing layer into this verification experiment, and conducted a verification experiment on the relationship between them.
実験の対象となるパッケージや金属フタなどの構成は上記実験と同様であるが 、 この実験では、 銅層の厚さを 3 0 μ m、 5 0 μ πιの 2種類、 銀ろうの厚さを 1 0 m, 1 5 μ πιの 2種類設定し、 これらの組み合わせのサンプルを作成した。 図 7の横軸は、 これら組み合わせのそれぞれについて、 上段に銅層の厚さ、 下段 に銀ろう層の厚さを示す。 なお、 ここで用いた銀ろうは銀ろうの一種 「B A g— 8」 である。 この図 7に示す検証実験結果では、 銅層の厚さを 3 0 μ πιとし、 銀 ろう層の厚さを 1 0 i mから 1 5 mに変えた場合、 若干の許容範囲の狭まりが 認められるが実用上問題のない範囲である。 これは銅層の厚さが 5 0 μ ηιと厚く なつた場合でも同様の傾向を示しているが、 この場合下限値が上昇しているので 、 実用面で若干の低下が認められる。  The configuration of the package and metal lid, etc., to be tested are the same as those described above, but in this experiment, the thickness of the copper layer was set to 30 μm, 50 μππι, and the thickness of the silver solder was set to Two types of 10 m and 15 μπι were set, and samples of these combinations were created. The horizontal axis in FIG. 7 shows the thickness of the copper layer in the upper row and the thickness of the silver brazing layer in the lower row for each of these combinations. The silver solder used here is a kind of silver solder, "B Ag-8". In the results of the verification experiment shown in Fig. 7, when the thickness of the copper layer is 30 μππ and the thickness of the silver brazing layer is changed from 10 im to 15 m, the allowable range is slightly narrowed. Is within the range where there is no practical problem. This shows the same tendency even when the thickness of the copper layer is as thick as 50 μηι, but in this case, since the lower limit is increased, a slight decrease is observed in practical use.
以上の実験結果から、 銅層の厚さは 1 0 /z mから 5 0 mが好ましい範囲であ り、 さらに、 2 0 / mから 4 0 μ πιがより好ましい範囲であることが理解できる 上述した電子部品用パッケージは、 その内部に、 圧電振動素子または圧電振動 素子とこの圧電振動素子を駆動させるための回路素子を収納した圧電振動デバィ スに適用することができる。 水晶振動子などの圧電振動デバイスはその電極保護 のために高い気密性が要求されるが、 本発明の電子部品用パッケージは最適であ る。 図面の簡単な説明  From the above experimental results, it can be understood that the thickness of the copper layer is preferably from 10 / zm to 50 m, and more preferably from 20 / m to 40 μππ. The electronic component package can be applied to a piezoelectric vibration device in which a piezoelectric vibration element or a piezoelectric vibration element and a circuit element for driving the piezoelectric vibration element are housed. Piezoelectric vibrating devices such as quartz vibrators require high airtightness to protect their electrodes, but the electronic component package of the present invention is optimal. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は、 本発明の電子部品用パッケージの実施の形態の分解斜視図である。 図 2は、 図 1における X— X断面図である。  FIG. 1 is an exploded perspective view of an embodiment of an electronic component package according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line XX in FIG.
図 3は、 本実施の形態に適用される金属フタの構成を示す模式的断面図である 図 4は、 本実施の形態に適用される金属フタの他の構成を示す模式的断面図で ある。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the metal lid applied to the present embodiment. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another configuration of the metal lid applied to the present embodiment. is there.
図 5は、 本実施の形態に適用される金属フタの別の構成を示す模式的断面図で ある。  FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another configuration of the metal lid applied to the present embodiment.
図 6は、 本発明の圧電振動デバイスの実施の形態の検証実験データを示すダラ フである。  FIG. 6 is a graph showing verification experiment data of the embodiment of the piezoelectric vibration device of the present invention.
図 7は、 本発明の圧電振動デバイスの実施の形態の検証実験データを示す別の グラフである。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 7 is another graph showing verification experiment data of the embodiment of the piezoelectric vibration device of the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
本発明による第 1の実施の形態を表面実装型の水晶振動子を例にとり、 図 1乃 至図 3を参照しながら説明する。 図 1は、 本実施の形態の分解斜視図であり、 図 A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 by taking a surface-mounted crystal oscillator as an example. FIG. 1 is an exploded perspective view of the present embodiment,
2は、 図 1における X— X断面図である。 図 3は、 本実施の形態に適用される金 属フタの構成を示す模式的断面図である。 FIG. 2 is a sectional view taken along line X--X in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the metal lid applied to the present embodiment.
表面実装型水晶振動子 1 0は、 上部が開口した凹部 1 yを有するセラミックパ ッケージ 1と、 このセラミックパッケージ 1の凹部 1 y内に収納される圧電振動 板である水晶振動板 3と、 セラミックパッケージ 1の開口部に接合される金属フ タ 2とからなる。  The surface-mount type crystal unit 10 includes a ceramic package 1 having a concave portion 1 y with an open top, a crystal vibrating plate 3 which is a piezoelectric vibrating plate housed in the concave portion 1 y of the ceramic package 1, and a ceramic package 1. A metal footer 2 joined to the opening of the package 1.
セラミックパッケージ 1は断面でみて凹形をなす。 この凹形周囲の堤部 1 0 a 上に金属層 1 1が形成されている。 金属層 1 1は、 詳細には図示していないが、 例えばタングステンあるいはモリブデン等からなるメタライズ層と、 このメタラ ィズ層の上部に形成されるニッケル、 金などからなるメツキ層とからなる。 セラ ミックパッケージ 1の外周側面の四角には上下にキャスタレーシヨン C 1 , C 2 , C 3 , C 4が形成されている。 このうちキャスタレーシヨン C 1, C 2の下方 には金属導体 1 4、 1 5が形成され、 これら金属導体 1 4、 1 5は、 後述する電 極パッドと電気的につながつている。 またキャスタレーシヨン C 3, C 4には、 上端から下端にわたり金属導体 1 6、 1 7が形成されており、 金属層 1 1とセラ ミックパッケージ底面に形成されたアース端子 E 3 , E 4 ( E 3は図示せず) と 電気的につながつている。  The ceramic package 1 is concave in cross section. A metal layer 11 is formed on the bank 10a around the concave shape. Although not shown in detail, the metal layer 11 includes a metallized layer made of, for example, tungsten or molybdenum, and a metal layer made of nickel, gold, or the like formed on the metallized layer. Castellations C 1, C 2, C 3, and C 4 are formed in the upper and lower squares on the outer peripheral side surface of the ceramic package 1. Metal conductors 14 and 15 are formed below castellations C 1 and C 2, and these metal conductors 14 and 15 are electrically connected to electrode pads described later. In the castellations C 3 and C 4, metal conductors 16 and 17 are formed from the upper end to the lower end. The metal layers 11 and the ground terminals E 3 and E 4 ( (E 3 is not shown).
図 2に示すように、 本セラミックパッケージ 1は矩形平板形状のパッケージ基 板 l aと、 中央部分が大きく穿設され、 外形サイズがセラミックパッケージ 1と 略等しい第 1のセラミック枠体 1 bと、 この第 1のセラミック枠体 1 bと略同形 状の第 2のセラミック枠体 1 cとからなり、 これら各層が積層されて一体的に焼 成されている。 なお、 第 2のセラミック枠体 1 cの上面には金属層 1 1が形成さ れている。 As shown in FIG. 2, the ceramic package 1 has a rectangular A plate la, a first ceramic frame 1 b having a large center portion and an outer size substantially equal to that of the ceramic package 1, and a second ceramic frame having substantially the same shape as the first ceramic frame 1 b Each of these layers is laminated and integrally fired. The metal layer 11 is formed on the upper surface of the second ceramic frame 1c.
また、 セラミックパッケージ 1の内部底面には電極パッド 1 2、 1 3が形成さ れており、 これら電極パッドは連結電極 1 2 a, 1 3 a ( 1 3 aは図示せず) を 介して、 パッケージ外部の底面にデパイス端子 E 1, E 2 ( E 2は図示せず) と して電気的に引き出されている。 電極パッド 1 2、 1 3間には圧電振動板である 矩形の水晶振動板 3が搭載されている。 水晶振動板 3の表裏面には一対の励振電 極 3 1、 3 2 ( 3 2は図示せず) が形成され、 各励振電極は各々電極パッド 1 2 、 1 3に引き出されており、 導電性接合材 (図示せず) により導電接合されてい る。 以上のように、 本実施の形態では水晶振動子の長辺方向の一端に導出された 構成となっている。 なお、 このデバイス端子 E 1 , E 2は水晶振動子の短辺方向 の一端に導出する構成としてもよい。  Further, electrode pads 12 and 13 are formed on the inner bottom surface of the ceramic package 1, and these electrode pads are connected via connecting electrodes 12a and 13a (13a is not shown). Deposed terminals E 1 and E 2 (E 2 not shown) are electrically drawn out from the bottom of the package. A rectangular crystal vibrating plate 3 as a piezoelectric vibrating plate is mounted between the electrode pads 12 and 13. A pair of excitation electrodes 3 1, 3 2 (32 not shown) are formed on the front and back surfaces of the quartz vibrating plate 3, and each excitation electrode is led out to an electrode pad 12, 13, respectively. Conductive bonding is performed by a conductive bonding material (not shown). As described above, the present embodiment has a configuration in which the crystal oscillator is led out at one end in the long side direction. The device terminals E 1 and E 2 may be led out to one end in the short side direction of the crystal unit.
セラミックパッケージ 1を気密封止する金属フタ 2はコバール等の金属母材 2 0の上面おょぴ下面に金属膜層を形成した構成である。 金属フタ 2の上面すなわ ち非接合面にはニッケル層 2 1がメツキなどの手段により形成され、 金属フタ 2 の下面すなわちセラミックパッケージ 1側には銅層 2 2、 銀ろう層 2 3の順に形 成されている。 銅層 2 2、 銀ろう層 2 3は、 例えば圧延の手法により形成されて 、 クラッド化されている。 クラッド化することにより、 溶融時のガスの放出が少 なく、 ガスによるパッケージ内部への悪影響を回避することができるという利点 を有している。  The metal cover 2 for hermetically sealing the ceramic package 1 has a structure in which a metal film layer is formed on the upper and lower surfaces of a metal base material 20 such as Kovar. A nickel layer 21 is formed on the upper surface of the metal cover 2, that is, on the non-bonded surface, by plating or the like, and a copper layer 22 and a silver brazing layer 23 are formed on the lower surface of the metal cover 2, that is, on the ceramic package 1 side. It is formed. The copper layer 22 and the silver brazing layer 23 are formed by, for example, a rolling technique and are clad. By forming a clad, there is an advantage that the gas is not released at the time of melting, and a bad influence on the inside of the package due to the gas can be avoided.
金属フタ 2とセラミックパッケージ 1の各金属膜層の接合は、 例えばシーム溶 接と同じ手法を用いる。 すなわち第 1の金属膜層 1 1と第 2の金属膜層 (銀ろう 層 2 3 ) を重ね合わせ位置決めした状態で、 パラレルシーム溶接機の溶接ローラ 一により、 通電しながら金属フタの稜部分を押圧走行させる (図示せず) 。 これ により、 主に金属フタの銀ろうが溶融し、 気密接合が行なわれる。 なお、 本溶接 となるシーム溶接の前に、 セラミックパッケージ 1と金属フタ 2とをスポット溶 接により仮溶接を行えば、 位置決めを確実に行なうことができる。 また、 気密封 止をレーザービーム溶接などの手法を用いてもよい。 The joining of the metal film layers of the metal cover 2 and the ceramic package 1 is performed, for example, using the same method as seam welding. That is, in a state where the first metal film layer 11 and the second metal film layer (silver brazing layer 23) are superimposed and positioned, the ridge of the metal lid is energized by the welding roller 1 of the parallel seam welding machine while energizing. Press and run (not shown). As a result, mainly the silver solder of the metal lid is melted and hermetic bonding is performed. Before seam welding, which is the main welding, the ceramic package 1 and the metal lid 2 are spot-melted. If temporary welding is performed by contact, positioning can be performed reliably. Alternatively, the hermetic sealing may be performed by a technique such as laser beam welding.
金属フタに形成する金属膜層の構成は、 本実施の形態に限定されるものではな い。 例えば、 図 4に示すように、 金属母材となるコパール 2 0の下面すなわちセ ラミックパッケージ側にのみ銅層 2 2、 銀ろう層 2 3からなる金属膜層を形成し 、 上面には金属膜層を形成しない構成としてもよい。  The configuration of the metal film layer formed on the metal lid is not limited to the present embodiment. For example, as shown in FIG. 4, a metal film layer composed of a copper layer 22 and a silver brazing layer 23 is formed only on the lower surface of Copearl 20 as a metal base material, that is, only on the ceramic package side, and the metal film is formed on the upper surface. A configuration in which no layer is formed may be employed.
また、 図 5に示すように、 金属母材となるコバール 2 0の上面、 下面にそれぞ れニッケル層 2 1、 2 4をメツキにより形成し、 下面にはニッケル層 2 4上にさ らに銅層 2 2、 銀ろう層 2 3からなる金属膜層を順に形成する構成であってもよ い。 また、 銅層と銀ろう層、 あるいは銀ろう層はセラミックパッケージ 1に形成 された第 1の金属膜層に対応する領域にのみ形成する構成としてもよい。  Further, as shown in FIG. 5, nickel layers 21 and 24 are formed by plating on the upper and lower surfaces of Kovar 20, which is a metal base material, respectively, and the nickel layer 24 is further formed on the lower surface. A configuration in which a metal film layer composed of the copper layer 22 and the silver brazing layer 23 is formed in this order may be used. Further, the copper layer and the silver brazing layer or the silver brazing layer may be formed only in a region corresponding to the first metal film layer formed on the ceramic package 1.
また、 圧電振動デバイスとしての構成では、 セラミックパッケージ内に圧電振 動板を搭載した構造とされるが、 これにこの圧電振動板を駆動させるための回路 として、 発振回路を構成する I Cや抵抗などの回路素子を一体的に収納した構成 としてもよい。 後者の構成の場合には、 セラミックパッケージ側に各回路素子を 電気的に接合する金属膜配線を設ける必要がある。 産業上の利用可能性  In addition, in the configuration as a piezoelectric vibration device, a structure in which a piezoelectric vibration plate is mounted in a ceramic package is used.A circuit for driving the piezoelectric vibration plate includes an IC, a resistor, and the like, which constitute an oscillation circuit. A configuration in which the above circuit elements are integrally housed may be adopted. In the case of the latter configuration, it is necessary to provide a metal film wiring for electrically connecting each circuit element on the ceramic package side. Industrial applicability
以上のように、 本発明の電子部品用パッケージは、 電子素子の収納スペースを 確保しつつ、 より小型化を可能とし、 気密封止の信頼性も高く、 しかも製造コス トを低減できることから、 こうした電子部品用パッケージを用いた圧電振動デバ イスに有用である。  As described above, the electronic component package according to the present invention can be made more compact while securing the storage space for the electronic element, has high hermetic sealing reliability, and can reduce the manufacturing cost. This is useful for piezoelectric vibration devices using electronic component packages.

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1 . パッケージ基体と、 このパッケージ基体の主面上かつその外周に沿って形成 された複数の金属膜層からなる第 1の金属膜層と、 この第 1の金属膜層に対応し て形成され、 第 1の金属膜層と溶融接合される第 2の金属膜層が形成された金属 フタとを具備する電子部品用パッケージであって、 第 2の金属膜層には金属ろう 層が形成され、 当該金属ろう層と金属フタ間には少なくとも銅層が形成されてい ることを特徴とする電子部品用パッケージ。 1. A package base, a first metal film layer including a plurality of metal film layers formed on the main surface of the package base and along the outer periphery thereof, and formed corresponding to the first metal film layer. An electronic component package comprising: a first metal film layer and a metal lid on which a second metal film layer to be melt-bonded is formed, wherein a metal brazing layer is formed on the second metal film layer. An electronic component package, wherein at least a copper layer is formed between the metal brazing layer and the metal lid.
2 . 上記パッケージ基体には電子素子を収納する凹部が設けられ、 このパッケ一 ジ基体の主面上かつその外周に堤部を有し、 この堤部上面には第 1の金属膜層が 形成されているとともに、 上記金属フタには第 1の金属膜層に対応して形成され 、 第 1の金属膜層と溶融接合される第 2の金属膜層が形成されていることを特徴 とする請求の範囲第 1項に記載の電子部品用パッケージ。  2. The package base is provided with a recess for accommodating an electronic element. The package base has a bank on the main surface and on the outer periphery thereof, and a first metal film layer is formed on the top of the bank. And a second metal film layer formed on the metal lid corresponding to the first metal film layer and melt-bonded to the first metal film layer. The electronic component package according to claim 1.
3 . 上記溶融接合は、 シーム溶接またはビーム溶接により行われたことを特徴と する請求の範囲第 1項または第 2項に記載の電子部品用パッケージ。  3. The electronic component package according to claim 1, wherein the fusion bonding is performed by seam welding or beam welding.
4 . 上記金属ろう層および銅層は、 上記金属フタにクラッド化されて形成されて いることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 3項に記載の電子部品用パッケー ジ。  4. The electronic component package according to claim 1, wherein the metal brazing layer and the copper layer are formed by being clad on the metal lid.
5 . 上記金属ろう層は銀ろう、 金ろうおよびニッケルろうのうちいずれかである ことを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 4項に記載の光学フィルタ。  5. The optical filter according to claim 1, wherein the metal brazing layer is one of silver brazing, gold brazing and nickel brazing.
6 . パッケージ基体と、 このパッケージ基体の主面上かつその外周に沿って形成 された複数の金属膜層からなる第 1の金属膜層と、 この第 1の金属膜層に対応し て形成され、 第 1の金属膜層とシーム溶接により溶融接合されるクラッド化され た銀ろう層が形成された金属フタとを具備する電子部品用パッケージであって、 上記銀ろう層と金属フタ間にはクラッド化された銅層が形成されているとともに 、 当該銅層は厚さが 1 0 から 5 0 μ πιの範囲にあることを特徴とする電子部 品用パッケージ。  6. A package base, a first metal film layer formed of a plurality of metal film layers formed on the main surface of the package base and along the outer periphery thereof, and a first metal film layer formed corresponding to the first metal film layer. An electronic component package comprising: a first metal film layer; and a metal lid on which a clad silver brazing layer that is melt-bonded by seam welding is formed, wherein a gap between the silver brazing layer and the metal lid is provided. A package for electronic components, wherein a clad copper layer is formed, and the copper layer has a thickness in a range of 10 to 50 μπι.
7 . 請求の範囲第 1項乃至第 6項のいずれかに記載の電子部品用パッケージの内 部に、 圧電振動素子または圧電振動素子とこの圧電振動素子を駆動させるための 回路素子が収納されてなる圧電振動デパイス( 7. A piezoelectric vibrating element or a piezoelectric vibrating element and a piezoelectric vibrating element for driving the piezoelectric vibrating element inside the package for an electronic component according to any one of claims 1 to 6. Piezoelectric Vibration Depth (
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