JP2002160089A - 気密端子およびその製造方法 - Google Patents
気密端子およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リフローはんだ耐熱性を有する安価で信頼性
の高いＰｂフリーはんだを使った気密端子を実現する。 【解決手段】 気密端子リード線上にメッキ等によりＢ
ｉ量３０〜８０ａｔ％の非共晶組成ＡｇＢｉ材を成膜
し、水晶振動子、ＳＡＷ共振子等と溶融接合する。これ
らにより、リフローはんだ耐熱性を有する安価で信頼性
の高いＰｂフリーはんだを使った気密端子を実現する。
の高いＰｂフリーはんだを使った気密端子を実現する。 【解決手段】 気密端子リード線上にメッキ等によりＢ
ｉ量３０〜８０ａｔ％の非共晶組成ＡｇＢｉ材を成膜
し、水晶振動子、ＳＡＷ共振子等と溶融接合する。これ
らにより、リフローはんだ耐熱性を有する安価で信頼性
の高いＰｂフリーはんだを使った気密端子を実現する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水晶振動子等に用いる
気密端子に関し、Ｐｂフリーを実現する際に、信頼性が
高く安価な気密端子およびその製造方法に関するもので
ある。
気密端子に関し、Ｐｂフリーを実現する際に、信頼性が
高く安価な気密端子およびその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子部品は廃棄時に酸性雨等によ
り、基板や端子接続等に使用されているはんだ材中のＰ
ｂが溶け出し、土壌を汚染するという環境問題の懸念か
ら、いわゆるＰｂフリーはんだを使用した電子部品への
移行が進められている。ところで電子部品の素子である
水晶振動子やＳＡＷ共振子は気密性が保たれた気密端子
(ハーメチックシール)に封入され、重要な部品として多
用されている。この気密端子は密封されたパッケージの
中で水晶振動子又はＳＡＷ共振子とはんだ接続されてお
り、気密性は缶パッケージとステムを熱圧入することで
保たれている。
り、基板や端子接続等に使用されているはんだ材中のＰ
ｂが溶け出し、土壌を汚染するという環境問題の懸念か
ら、いわゆるＰｂフリーはんだを使用した電子部品への
移行が進められている。ところで電子部品の素子である
水晶振動子やＳＡＷ共振子は気密性が保たれた気密端子
(ハーメチックシール)に封入され、重要な部品として多
用されている。この気密端子は密封されたパッケージの
中で水晶振動子又はＳＡＷ共振子とはんだ接続されてお
り、気密性は缶パッケージとステムを熱圧入することで
保たれている。
【０００３】このような目的のため気密端子の接合部に
は、あらかじめはんだメッキ膜が施してあり、水晶振動
子との接合は、このはんだ材によって行われる。はんだ
メッキ膜の溶融は一般に電気炉などの中に入れて、炉内
に流す熱風等によって行われる。熱風の温度の下限は、
耐熱はんだが完全溶融する温度、上限は水晶振動子、Ｓ
ＡＷ共振子が変質しない温度に限られる。具体的には３
５０℃〜５００℃である。気密パッケージされた水晶振
動子、ＳＡＷ共振子は基板上に配置され、一般的にはリ
フローはんだ付けが行われる。
は、あらかじめはんだメッキ膜が施してあり、水晶振動
子との接合は、このはんだ材によって行われる。はんだ
メッキ膜の溶融は一般に電気炉などの中に入れて、炉内
に流す熱風等によって行われる。熱風の温度の下限は、
耐熱はんだが完全溶融する温度、上限は水晶振動子、Ｓ
ＡＷ共振子が変質しない温度に限られる。具体的には３
５０℃〜５００℃である。気密パッケージされた水晶振
動子、ＳＡＷ共振子は基板上に配置され、一般的にはリ
フローはんだ付けが行われる。
【０００４】リフローはんだ付作業時の部品ピーク温度
は、リフロー炉の加熱が主に温風加熱による加熱方式で
あるので、部品熱容量によってピーク温度が変わる。し
かもＰｂフリーリフローはんだは、通常のＳｎＰｂはん
だより融点が高いという理由で、２２０℃〜２６０℃に
なり、このリフローピーク温度でも気密端子内のはんだ
接合された水晶振動子、ＳＡＷ共振子が脱落しないよう
に気密端子はんだメッキ膜は、通常のＳｎＰｂはんだよ
りも固相温度(金属材料の溶融が始まる下限温度)が高く
設定される。このはんだメッキ膜は、耐熱はんだと呼ば
れるはんだ材料が使用されている。さらに耐熱はんだは
一般的にはＰｂ９０アトミック％(以下ａｔ％と略する)
前後のＳｎＰｂ材を使用して耐熱特性を実現している。
は、リフロー炉の加熱が主に温風加熱による加熱方式で
あるので、部品熱容量によってピーク温度が変わる。し
かもＰｂフリーリフローはんだは、通常のＳｎＰｂはん
だより融点が高いという理由で、２２０℃〜２６０℃に
なり、このリフローピーク温度でも気密端子内のはんだ
接合された水晶振動子、ＳＡＷ共振子が脱落しないよう
に気密端子はんだメッキ膜は、通常のＳｎＰｂはんだよ
りも固相温度(金属材料の溶融が始まる下限温度)が高く
設定される。このはんだメッキ膜は、耐熱はんだと呼ば
れるはんだ材料が使用されている。さらに耐熱はんだは
一般的にはＰｂ９０アトミック％(以下ａｔ％と略する)
前後のＳｎＰｂ材を使用して耐熱特性を実現している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術を説明
したように、耐熱はんだメッキ膜の施された気密端子
は、Ｐｂ含有量が高く、Ｐｂフリーを実現しようとする
時代の流れに反するという問題がある。Ｐｂフリーで耐
熱性のある接合材としてはＡｕＳｎがあるが、Ａｕの価
格は非常に高く、気密端子の製造に使用した場合には、
電子部品としての気密端子が非常に高価になってしまう
という問題がある。
したように、耐熱はんだメッキ膜の施された気密端子
は、Ｐｂ含有量が高く、Ｐｂフリーを実現しようとする
時代の流れに反するという問題がある。Ｐｂフリーで耐
熱性のある接合材としてはＡｕＳｎがあるが、Ａｕの価
格は非常に高く、気密端子の製造に使用した場合には、
電子部品としての気密端子が非常に高価になってしまう
という問題がある。
【０００６】本発明の目的は、安価で信頼性の高い、Ｐ
ｂフリー耐熱はんだメッキの施された気密端子、および
その製造方法を提供することにある。
ｂフリー耐熱はんだメッキの施された気密端子、および
その製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、耐熱特性を有
するＰｂフリーメッキ膜の採用検討を重ねた結果、Ｂｉ
含有量が３０〜８０ａｔ％のＡｇＢｉメッキ膜がＰｂフ
リー耐熱はんだに適していることを見出したことに基づ
いてなされたものである。
するＰｂフリーメッキ膜の採用検討を重ねた結果、Ｂｉ
含有量が３０〜８０ａｔ％のＡｇＢｉメッキ膜がＰｂフ
リー耐熱はんだに適していることを見出したことに基づ
いてなされたものである。
【０００８】本発明によると、ＡｇＢｉ合金膜の膜厚に
特に制限はないが、５〜２０μｍ程度が好ましい。その
理由はＡｇＢｉ合金以下になると気密端子のリードと素
子である水晶振動子を接合するはんだ量が少なくなって
しまい、ＡｇＢｉ合金接合強度が、低下してしまうから
である。他方ＡｇＢｉ合金膜厚が２０μｍ以上になる
と、はんだ流性の効果は損なわないものの、膜厚の製作
が困難となり、経済性が低下してしまい実施不能の公算
大となる。本発明では、ＡｇＢｉ合金膜を、気密端子の
はんだ付け接続部に成膜させる時に、熱風を吹きつけて
成膜させるが、吹着付けの際の水晶振動子等の電子部品
の耐熱温度としては、５００℃以下が望ましい。５００
℃以下とする理由は、通常の電子部品耐熱温度が、５０
０℃以下だからである。一方吹着付けの際のＡｇＢｉ合
金膜の固相温度が、図２の固液相線Ｓ３が組成領域Ｓ２
の３０〜８０ａｔ％にある下限温度から３５０℃となる
ので、はんだ付け接続部に成膜させる時に、熱風を吹き
つけて成膜させる温度下限は、３５０℃である。また本
発明では、ＡｇＢｉ合金膜の成膜をさせる手段として
は、電解メッキ、無電解メッキ、スパッタリング、蒸着
などを適宜選択して差し支えなく、さらに、条件によっ
ては、ＡｇＢｉ合金箔にして、気密端子のリ−ド線と、
ボンディングパッドの間に挟み込み溶融して接合しても
よい。しかし、この水晶振動子用気密端子のように異形
である場合、スパッタリング、蒸着法で金属部分だけに
選択的に均一に成膜させることは、現在の技術では難し
いので、電解メッキがより望ましい。ＡｇＢｉ合金膜の
下には、密着性向上を考慮して、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔ
ｉ等の下地層を適宜設定すると良い。
特に制限はないが、５〜２０μｍ程度が好ましい。その
理由はＡｇＢｉ合金以下になると気密端子のリードと素
子である水晶振動子を接合するはんだ量が少なくなって
しまい、ＡｇＢｉ合金接合強度が、低下してしまうから
である。他方ＡｇＢｉ合金膜厚が２０μｍ以上になる
と、はんだ流性の効果は損なわないものの、膜厚の製作
が困難となり、経済性が低下してしまい実施不能の公算
大となる。本発明では、ＡｇＢｉ合金膜を、気密端子の
はんだ付け接続部に成膜させる時に、熱風を吹きつけて
成膜させるが、吹着付けの際の水晶振動子等の電子部品
の耐熱温度としては、５００℃以下が望ましい。５００
℃以下とする理由は、通常の電子部品耐熱温度が、５０
０℃以下だからである。一方吹着付けの際のＡｇＢｉ合
金膜の固相温度が、図２の固液相線Ｓ３が組成領域Ｓ２
の３０〜８０ａｔ％にある下限温度から３５０℃となる
ので、はんだ付け接続部に成膜させる時に、熱風を吹き
つけて成膜させる温度下限は、３５０℃である。また本
発明では、ＡｇＢｉ合金膜の成膜をさせる手段として
は、電解メッキ、無電解メッキ、スパッタリング、蒸着
などを適宜選択して差し支えなく、さらに、条件によっ
ては、ＡｇＢｉ合金箔にして、気密端子のリ−ド線と、
ボンディングパッドの間に挟み込み溶融して接合しても
よい。しかし、この水晶振動子用気密端子のように異形
である場合、スパッタリング、蒸着法で金属部分だけに
選択的に均一に成膜させることは、現在の技術では難し
いので、電解メッキがより望ましい。ＡｇＢｉ合金膜の
下には、密着性向上を考慮して、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔ
ｉ等の下地層を適宜設定すると良い。
【０００９】
【発明の実施の態様】図２はＡｇＢｉ２元系合金の状態
図である。合金の組成は共晶組成(Ｂｉ９５．３ａｔ％)
点、Ｓ０から外れた、Ｂｉ量組成領域Ｓ２が３０〜８０
ａｔ％のＡｇＢｉ合金あるいは、この組成のＡｇＢｉを
主成分としたＡｇＢｉ＋α(α：残部)合金を、気密端子
メッキはんだとして使うことで、２６２℃の耐熱安定性
を確保し得るものである。
図である。合金の組成は共晶組成(Ｂｉ９５．３ａｔ％)
点、Ｓ０から外れた、Ｂｉ量組成領域Ｓ２が３０〜８０
ａｔ％のＡｇＢｉ合金あるいは、この組成のＡｇＢｉを
主成分としたＡｇＢｉ＋α(α：残部)合金を、気密端子
メッキはんだとして使うことで、２６２℃の耐熱安定性
を確保し得るものである。
【００１０】
【実施例】図1に基づいて実施例の気密端子の説明を行
う。図1(a)は、水晶振動子を搭載するための気密端子の
リード導入端子部の1例である。金属外環1の内側に、電
気的にショートせず、さらに気密性を保つために２本の
外部導入リード２が、あらかじめ気密封止のために、ガ
ラス３でモールドされている。このリード導入端子部の
金属外環１と外部導入リード２の金属部分に、はんだめ
っきが施されている。図１(b)は、この外部導入リード
２と水晶振動子４の電極が、外部導入リード２上にめっ
きされたはんだ膜を溶融して接合した状態の実施例であ
る。
う。図1(a)は、水晶振動子を搭載するための気密端子の
リード導入端子部の1例である。金属外環1の内側に、電
気的にショートせず、さらに気密性を保つために２本の
外部導入リード２が、あらかじめ気密封止のために、ガ
ラス３でモールドされている。このリード導入端子部の
金属外環１と外部導入リード２の金属部分に、はんだめ
っきが施されている。図１(b)は、この外部導入リード
２と水晶振動子４の電極が、外部導入リード２上にめっ
きされたはんだ膜を溶融して接合した状態の実施例であ
る。
【００１１】図１(c)は、この水晶振動子４とはんだ接
合されたリード導入端子部を真空雰囲気中でケース５
を、リード導入端子部の金属外環１と冷間圧入してあ
る。金属外環１と金属ケース５との気密性は、比較的柔
らかく、延性のある金属外環１のまわりに施されたはん
だ膜の金属特性を利用して、この気密端子の気密性を保
っている。
合されたリード導入端子部を真空雰囲気中でケース５
を、リード導入端子部の金属外環１と冷間圧入してあ
る。金属外環１と金属ケース５との気密性は、比較的柔
らかく、延性のある金属外環１のまわりに施されたはん
だ膜の金属特性を利用して、この気密端子の気密性を保
っている。
【００１２】本発明では、金属外環１と外部導入リード
２に施されたはんだめっき膜としてリフローはんだ耐熱
性のある電解ＡｇＢｉめっきが使用されている。図１
(d)は、水晶振動子４と外部導入リード２とのはんだ接
合を説明するための側面図である。水晶振動子４上にパ
ターニングされた配線板の電極６上にはんだめっきされ
た外部導入リード２が冶具等で固定されている。この状
態で外部導入リード２と電極６の接合部に熱風等を吹き
付け、リード２上のＡｇＢｉ＋α(α：残部)合金はんだ
膜７を溶融し、リード２と電極６をはんだ接合する。
２に施されたはんだめっき膜としてリフローはんだ耐熱
性のある電解ＡｇＢｉめっきが使用されている。図１
(d)は、水晶振動子４と外部導入リード２とのはんだ接
合を説明するための側面図である。水晶振動子４上にパ
ターニングされた配線板の電極６上にはんだめっきされ
た外部導入リード２が冶具等で固定されている。この状
態で外部導入リード２と電極６の接合部に熱風等を吹き
付け、リード２上のＡｇＢｉ＋α(α：残部)合金はんだ
膜７を溶融し、リード２と電極６をはんだ接合する。
【００１３】前述のとおり、図２はＡｇＢｉ２元系合金
の状態図である。この図を使ってＡｇＢｉ合金膜の耐熱
特性についての説明を行う。ＡｇＢｉ合金膜は、典型的
な共晶合金である。固相温度Ｓ１は２６２℃であり、２
６２℃までは溶融することは、ありえない。気密パッケ
ージされた水晶振動子、ＳＡＷ共振子は基板上に配置さ
れ、一般的にはリフローはんだ付けが行われる。リフロ
ーはんだ時の部品ピーク温度は２２０〜２６０℃にな
り、このリフローピーク温度でも気密端子内のはんだ接
合された水晶振動子、ＳＡＷ共振子が脱落しないように
気密端子はんだメッキ膜は使用温度範囲が２２０〜２６
０℃になり、この範囲に耐える耐熱特性が要求される。
本提案のＡｇＢｉ材は上記のように固相温度Ｓ２が２６
２℃であり、リフロー温度に対して耐熱性のあることが
わかる。
の状態図である。この図を使ってＡｇＢｉ合金膜の耐熱
特性についての説明を行う。ＡｇＢｉ合金膜は、典型的
な共晶合金である。固相温度Ｓ１は２６２℃であり、２
６２℃までは溶融することは、ありえない。気密パッケ
ージされた水晶振動子、ＳＡＷ共振子は基板上に配置さ
れ、一般的にはリフローはんだ付けが行われる。リフロ
ーはんだ時の部品ピーク温度は２２０〜２６０℃にな
り、このリフローピーク温度でも気密端子内のはんだ接
合された水晶振動子、ＳＡＷ共振子が脱落しないように
気密端子はんだメッキ膜は使用温度範囲が２２０〜２６
０℃になり、この範囲に耐える耐熱特性が要求される。
本提案のＡｇＢｉ材は上記のように固相温度Ｓ２が２６
２℃であり、リフロー温度に対して耐熱性のあることが
わかる。
【００１４】通常のＳｎＰｂはんだ材料は、固相温度Ｓ
１と液相温度Ｓ２が離れるとはんだ作業性が悪くなるの
で、固相温度と液相温度とが一致する共晶組成あたりで
使用される。本実施例のＡｇＢｉ合金膜の場合、共晶組
成点Ｓ０はＢｉ９５．３ａｔ％であり、耐熱特性はある
が、このようなＢｉ量の高い組成では、合金自体が非常
に脆くなるため、ＡｇＢｉ合金がはんだ材として使用さ
れることは無かったのである。
１と液相温度Ｓ２が離れるとはんだ作業性が悪くなるの
で、固相温度と液相温度とが一致する共晶組成あたりで
使用される。本実施例のＡｇＢｉ合金膜の場合、共晶組
成点Ｓ０はＢｉ９５．３ａｔ％であり、耐熱特性はある
が、このようなＢｉ量の高い組成では、合金自体が非常
に脆くなるため、ＡｇＢｉ合金がはんだ材として使用さ
れることは無かったのである。
【００１５】本発明に用いるＡｇＢｉ合金膜の組成は共
晶組成(Ｂｉ９５．３ａｔ％)から外れた、Ｂｉ量組成領
域Ｓ２が３０〜８０ａｔ％のＡｇＢｉ合金あるいは、こ
の組成のＡｇＢｉを主成分としたＡｇ−Ｂｉ−α(α：
残部)合金である。ＡｇＢｉ合金はＢｉ量の組成領域が
８０ａｔ％以上になっても固相温度Ｓ１は２６２℃と耐
熱特性は保証されるが、Ｂｉ量が多くなることでＡｇＢ
ｉ合金は非常に脆くなり、引っ張り強度が急激に劣化す
るため水晶振動子と気密端子の接合強度が弱く、信頼性
に欠ける。また、Ｂｉ量の組成領域が３０ａｔ％以下に
なっても、やはり固相温度Ｓ１は２６２℃と耐熱温度は
保証されるが、液相温度Ｓ２が５００℃以上になってし
まい、電子部品としての耐熱温度保証が得られない。な
ぜなら、一般的に水晶振動子等の電子部品の耐熱温度は
５００℃以下である。５００℃以下のはんだ作業でＢｉ
量３０ａｔ％以下のＡｇＢｉ合金を使用すると、ＡｇＢ
ｉ合金に溶け残りが生じ、やはり水晶振動子と気密端子
の接合強度が急激に悪くなる。また、このＢｉ量(３０
〜８０ａｔ％)組成領域Ｓ２では、固液相線Ｓ３の傾き
が比較的緩やかであるため、組成が少々ずれても特性上
のばらつきは小さいがＢｉ量が８０ａｔ％以上、あるい
は３０ａｔ％以下では、図２からわかるように、液相の
固液相線Ｓ４の温度勾配の傾きが大きくなり液相温度が
組成変動に敏感になってしまうため、組成調整を厳しく
制御しなければならないという問題も生じる。
晶組成(Ｂｉ９５．３ａｔ％)から外れた、Ｂｉ量組成領
域Ｓ２が３０〜８０ａｔ％のＡｇＢｉ合金あるいは、こ
の組成のＡｇＢｉを主成分としたＡｇ−Ｂｉ−α(α：
残部)合金である。ＡｇＢｉ合金はＢｉ量の組成領域が
８０ａｔ％以上になっても固相温度Ｓ１は２６２℃と耐
熱特性は保証されるが、Ｂｉ量が多くなることでＡｇＢ
ｉ合金は非常に脆くなり、引っ張り強度が急激に劣化す
るため水晶振動子と気密端子の接合強度が弱く、信頼性
に欠ける。また、Ｂｉ量の組成領域が３０ａｔ％以下に
なっても、やはり固相温度Ｓ１は２６２℃と耐熱温度は
保証されるが、液相温度Ｓ２が５００℃以上になってし
まい、電子部品としての耐熱温度保証が得られない。な
ぜなら、一般的に水晶振動子等の電子部品の耐熱温度は
５００℃以下である。５００℃以下のはんだ作業でＢｉ
量３０ａｔ％以下のＡｇＢｉ合金を使用すると、ＡｇＢ
ｉ合金に溶け残りが生じ、やはり水晶振動子と気密端子
の接合強度が急激に悪くなる。また、このＢｉ量(３０
〜８０ａｔ％)組成領域Ｓ２では、固液相線Ｓ３の傾き
が比較的緩やかであるため、組成が少々ずれても特性上
のばらつきは小さいがＢｉ量が８０ａｔ％以上、あるい
は３０ａｔ％以下では、図２からわかるように、液相の
固液相線Ｓ４の温度勾配の傾きが大きくなり液相温度が
組成変動に敏感になってしまうため、組成調整を厳しく
制御しなければならないという問題も生じる。
【００１６】他の実施例としては、ＡｇＢｉはんだ層の
下には密着性向上のためＣｕの他に、例えば、Ｃｒ、Ｔ
ｉ、Ｎｉ等の下地層があっても良い。またＡｇＢｉ表面
に酸化防止等の保護のための保護膜があっても良い。一
般にはんだ材として使われているＳｎをベースとしたＳ
ｎＰｂ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｇ等の材料は材料中に圧縮応
力がかかると応力緩和のためにウィスカーと呼ばれる特
殊な再結晶過程が起こり、電気的ショート等のトラブル
の原因となるが、本提案のＡｇＢｉ合金はＳｎを使用し
ていないため、このような問題が生じることもない。
下には密着性向上のためＣｕの他に、例えば、Ｃｒ、Ｔ
ｉ、Ｎｉ等の下地層があっても良い。またＡｇＢｉ表面
に酸化防止等の保護のための保護膜があっても良い。一
般にはんだ材として使われているＳｎをベースとしたＳ
ｎＰｂ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｇ等の材料は材料中に圧縮応
力がかかると応力緩和のためにウィスカーと呼ばれる特
殊な再結晶過程が起こり、電気的ショート等のトラブル
の原因となるが、本提案のＡｇＢｉ合金はＳｎを使用し
ていないため、このような問題が生じることもない。
【００１７】Ａｇの材料費はＳｎベースの材料費よりも
若干高くなるが、ＡｕＳｎほどは高くならず、ＡｇＢｉ
合金材料費が気密端子原価に占めるコストの割合は、そ
れほど高くならず安価に作製可能である。本発明のＡｇ
Ｂｉ膜厚は、特に制限されないが５μｍ以下になるとＡ
ｇＢｉ溶融量が少なすぎるため、接合強度が落ちる。２
０μｍ以上になっても成膜時間がかかりムダが多くなる
だけなので、５〜２０μｍ厚くらいが好ましい。ＡｇＢ
ｉはメッキ、スパッタリング、蒸着等によって成膜され
ても良いし、あるいは箔にして気密端子のリード線とボ
ンディングパッドの間に挟み込み溶融して接合してもよ
い。
若干高くなるが、ＡｕＳｎほどは高くならず、ＡｇＢｉ
合金材料費が気密端子原価に占めるコストの割合は、そ
れほど高くならず安価に作製可能である。本発明のＡｇ
Ｂｉ膜厚は、特に制限されないが５μｍ以下になるとＡ
ｇＢｉ溶融量が少なすぎるため、接合強度が落ちる。２
０μｍ以上になっても成膜時間がかかりムダが多くなる
だけなので、５〜２０μｍ厚くらいが好ましい。ＡｇＢ
ｉはメッキ、スパッタリング、蒸着等によって成膜され
ても良いし、あるいは箔にして気密端子のリード線とボ
ンディングパッドの間に挟み込み溶融して接合してもよ
い。
【００１８】次に本発明について水晶振動子の接合強度
とＢｉ組成依存性の関係について、実験データを用いて
説明する。なお実験に用いた気密端子リード線径は、φ
０．３ｍｍであり、このリード線上にＣｕ２μｍ下地層
/ＡｇＢｉ（Ｂｉ：ａｔ％）１０μｍをメッキ成膜し
た。それに対しボンディングパッドはＡｕメッキされた
０．３×０．２ｍｍ２の大きさの水晶振動子を用い、４
５０℃温度でＡｇＢｉを接合し、接合強度を調べた。図
３はＢｉ量組成領域Ｓ２２(ｘａｔ％)を変えていったと
きの接合強度依存性の実験グラフである。接合強度規格
７００ｇ／ｍｍ２以上に対し、共晶組成からはずれたＢ
ｉ３０〜８０ａｔ％で規格を満足する密着強度が得られ
ることがわかる。Ｂｉが３０％(Ｓ２０)以下のときに
は、ＡｇＢｉ状態図から明らかなように、液相温度が５
５０℃以上であるため４５０℃接合温度では、ＡｇＢｉ
合金が全溶融しないため密着強度が下がり、他方Ｂｉ８
０あｔ％以上(Ｓ９０)では、Ｂｉ量が多くなりＡｇＢｉ
合金自体が脆くなるため、密着強度が、やはり下がって
しまったと考えられる。なお、図３のＢｉ組成−密着強
度特性線図は、各Ｂｉ量に対し５０個ずつ測定した密着
力の分散を考慮したグラフになっている。
とＢｉ組成依存性の関係について、実験データを用いて
説明する。なお実験に用いた気密端子リード線径は、φ
０．３ｍｍであり、このリード線上にＣｕ２μｍ下地層
/ＡｇＢｉ（Ｂｉ：ａｔ％）１０μｍをメッキ成膜し
た。それに対しボンディングパッドはＡｕメッキされた
０．３×０．２ｍｍ２の大きさの水晶振動子を用い、４
５０℃温度でＡｇＢｉを接合し、接合強度を調べた。図
３はＢｉ量組成領域Ｓ２２(ｘａｔ％)を変えていったと
きの接合強度依存性の実験グラフである。接合強度規格
７００ｇ／ｍｍ２以上に対し、共晶組成からはずれたＢ
ｉ３０〜８０ａｔ％で規格を満足する密着強度が得られ
ることがわかる。Ｂｉが３０％(Ｓ２０)以下のときに
は、ＡｇＢｉ状態図から明らかなように、液相温度が５
５０℃以上であるため４５０℃接合温度では、ＡｇＢｉ
合金が全溶融しないため密着強度が下がり、他方Ｂｉ８
０あｔ％以上(Ｓ９０)では、Ｂｉ量が多くなりＡｇＢｉ
合金自体が脆くなるため、密着強度が、やはり下がって
しまったと考えられる。なお、図３のＢｉ組成−密着強
度特性線図は、各Ｂｉ量に対し５０個ずつ測定した密着
力の分散を考慮したグラフになっている。
【００１９】
【発明の効果】以上、作用および実施例にて説明したよ
うに本発明によれば、リフローはんだ耐熱性を有する安
価で信頼性の高いＰｂフリーはんだを使った気密端子が
生産できる。
うに本発明によれば、リフローはんだ耐熱性を有する安
価で信頼性の高いＰｂフリーはんだを使った気密端子が
生産できる。
【００２０】
【図１】 本発明の実施例を説明するの気密端子の斜視
図である。
図である。
【図２】 本発明の実施例のＡｇＢｉ合金膜を説明する
ためのＡｇＢｉ合金状態図である。
ためのＡｇＢｉ合金状態図である。
【図３】 本発明の実施例のＡｇＢｉ合金膜についての
Ｂｉ組成−密着強度特性線図である。
Ｂｉ組成−密着強度特性線図である。
１ 金属外環 ２ 外部導出リード ３ ガラス ４ 素子(水晶振動子) ５ 金属ケース ６ 電極 ７ ＡｇＢｉめっき膜
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｅ Ｆターム(参考） 5J108 BB02 CC04 CC06 EE02 EE07 EE19 FF15 GG04 GG15 GG17 GG20 KK03 KK04 MM06
Claims (4)
- 【請求項1】電子部品の素子と外部導出するリード線と
をはんだ接続する気密端子のはんだ付け接続部にＢｉ組
成比が３０〜８０ａｔ％である非共晶Ａｇ−Ｂｉ合金、
およびこの組成比のＡｇ−Ｂｉが主成分であるＡｇ−Ｂ
ｉ−α(残部)合金が成膜されていることを特徴とする気
密端子。 - 【請求項2】請求項1において、ＡｇＢｉ合金膜下にＣ
ｕ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ等の下地層が成膜されていること
を特徴とする気密端子。 - 【請求項3】請求項1において、ＡｇＢｉ合金膜が電解メ
ッキによって成膜することを特徴とする気密端子、およ
びその製造方法。 - 【請求項4】請求項1において、気密端子のはんだ付接続
部に３５０〜５００℃の熱風を吹き付け、ＡｇＢｉ合金
を溶かし接合することを特徴とする気密端子、およびそ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000364783A JP2002160089A (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 気密端子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000364783A JP2002160089A (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 気密端子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002160089A true JP2002160089A (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=18835663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000364783A Withdrawn JP2002160089A (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 気密端子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002160089A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112011102028T5 (de) | 2010-06-16 | 2013-04-18 | Sumitomo Metal Mining Co. Ltd. | Bi-Al-Zn-basierte Pb-freie Lotlegierung |
| DE112011102163T5 (de) | 2010-06-28 | 2013-05-16 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Pb-freie Lotlegierung |
| DE112011104328T5 (de) | 2010-12-08 | 2013-10-02 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Pb-freie Lotlegierung, die überwiegend Zn enthält |
| DE112011105017T5 (de) | 2011-03-08 | 2013-12-19 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Pb-freie Lotpaste |
| WO2015041018A1 (ja) | 2013-09-20 | 2015-03-26 | 住友金属鉱山株式会社 | Ｂｉ基はんだ合金、並びにそれを用いた電子部品のボンディング方法および電子部品実装基板 |
| WO2015087588A1 (ja) | 2013-12-10 | 2015-06-18 | 住友金属鉱山株式会社 | Ａｕ－Ｓｎ－Ａｇ系はんだ合金並びにこのＡｕ－Ｓｎ－Ａｇ系はんだ合金を用いて封止された電子部品及び電子部品搭載装置 |
| US9796054B2 (en) | 2014-09-30 | 2017-10-24 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Au—Sn—Ag-based solder alloy, electronic device sealed or joined using the same, and electronic apparatus equipped with the electronic device |
| US10589387B2 (en) | 2014-11-11 | 2020-03-17 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Au—Sn—Ag-based solder alloy and solder material, electronic component sealed with the same Au—Sn—Ag based solder alloy or solder material, and electronic component mounting device |
-
2000
- 2000-11-30 JP JP2000364783A patent/JP2002160089A/ja not_active Withdrawn
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