JP2003209198A

JP2003209198A - 電子部品パッケージ

Info

Publication number: JP2003209198A
Application number: JP2002144987A
Authority: JP
Inventors: Taichi Fukuhara; 太一福原; Toshio Akimoto; 俊夫秋元; Hiroshi Higuchi; 浩樋口
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】スルーホールに導電ペーストを充填する形式
の電気部品パッケージにおいて、ベースを多層にして導
電ペースト部分の気密性を高める構造が知られている。
しかし、ベースが多層構造であるため、薄型化が難しく
なるとともに、製造コストが嵩む。【解決手段】電子部品１１を載置するガラス製のベー
ス部材１２と、このベース部材１２に被せるキャップ部
材１３と、ベース部材１２に載せた電子部品１１と、ベ
ース部材１２の外に設けた電極２３とを電気的に接続す
る導電部材と、からなる電子部品パッケージ１０におい
て、導電部材に金属ピン１５を採用したことを特徴とす
る。【効果】金属ピンであれば、組織は緻密であり、リー
クの要因となる隙間は存在しない。加えて、金属ピンを
ガラス板に熱融着すれば、金属ピンとスルーホールとの
間の隙間を無くすことができる。ベースが１枚であって
も導電部材のシール性能を十分に確保することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水晶振動子や圧電素
子に代表される電子部品を収納するパッケージに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】水晶振動子は周波数特性に優れているた
め、デバイス、具体的にプリント基板実装部品の一つと
して多用されている。ただし、水晶振動子の特性を安定
させるには、外気の影響を遮断するため密封容器に入れ
ることが望ましく、この様なパッケージ構造の例は、特
開平１１−３０２０３４号公報「ガラス−セラミック複
合体およびそれを用いたフラットパッケージ型圧電部
品」などで提案されている。

【０００３】具体的には、上記公報の図１に、ベース部
材１１（符号は公報記載のまま。以下同様。）に水晶片
１２を納め、キャップ部材１３を被せてなるパッケージ
１５が示されている。この発明では、水晶片１２とほぼ
同じ熱膨張率の材料でパッケージ１５を構成することを
特徴とし、セラミックスにガラス粉末を混合したもので
パッケージ１５を構成すると言うものである。

【０００４】パッケージ１５の熱膨張率と水晶片１２の
熱膨張率に顕著な差があれば、パッケージ１５の熱伸縮
が水晶片１２に影響し、水晶片１２の周波数特性に悪影
響を及ぼすことは十分に考えられる。上記公報の発明で
は両者の熱膨張率を近似させたので、その心配はないと
いうものである。

【０００５】しかし、パッケージ１５はガラス−セラミ
ック複合体であるため、１個のベース部材１１に水晶片
１２を載せ、キャップ部材１３を被せるところの単品生
産によっており、生産性が著しく低い。加えて、ガラス
−セラミック複合体は加工が難かしく、生産コストが嵩
む。これらの欠点を解消するべく、本発明者らはパッケ
ージを加工容易なガラスで製造する試みを始めた。

【０００６】図７は過去に試みた電子部品パッケージの
断面図であり、電子部品パケージ１００は、ほぼ平板状
のガラス製ベース部材１０１と、これに被せるキャップ
部材１０２と、これらを接合する低融点の封止材１０３
と、からなり、内部を真空空間にすることのできる密閉
容器であり、そのなかに水晶振動子１０４を収め、この
水晶振動子１０４と電極１０５とを導電材料１０６で電
気的に接合する。

【０００７】前記導電材料１０６はスルーホール１０７
に導電ペーストを充填することで完成させる。しかし、
導電材料１０６に微細な隙間がある若しくは導電材料１
０６とスルーホール１０７との間に僅かな隙間があくた
め、外部の空気がパッケージ１００内に侵入し、真空度
が劣化することがあった。そこで、リーク対策として次
の構造を検討した。

【０００８】図８は過去に試みた改良型電子部品パッケ
ージの断面図であり、この改良型電子部品パケージ１１
０は、導電材料１０６の長さを十分に長くするとともに
ベース部材１０１に補助ベース部材１１１を貼合せたこ
とを特徴とする。他の要素は図７の符号を流用し、その
説明は省略する。導電材料１０６のリーク性能を考える
と、そのリーク量は導電材料１０６の断面積に比例し、
導電材料１０６の長さに反比例する。図８の様に導電材
料１０６の長さを図７の５〜１０倍にすれば、リーク量
は１／５〜１／１０となり、気密性能を格段に高めるこ
とができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の改良型
電子部品パケージ１１０は、ベースが多層構造であるた
め、薄型化が難しくなるとともに、製造コストが嵩む。
そこで、本発明の目的は電子部品パッケージにおいて、
ベースを多層にすることなく導電部材のシールを強化す
ることのできる技術を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、電子部品を載置するガラス製のベース部
材と、このベース部材に被せるキャップ部材と、ベース
部材に載せた電子部品並びにベース部材の外に設けた電
極を電気的に接続する導電部材と、からなる電子部品パ
ッケージにおいて、導電部材は、電子部品を載せる頭及
びこの頭から電極まで延ばしたネックからなる金属ピン
であり、ベース部材をガラスの軟化点以上の温度で加熱
することによりガラスを溶着させることでベース部材に
蜜着固定した金属ピンであることを特徴とする。

【００１１】導電部材に金属ピンを採用する。金属ピン
であれば、組織は緻密であり、リークの要因となる隙間
は存在しない。加えて、金属ピンをガラス板に熱融着す
れば、金属ピンとスルーホールとの間の隙間を無くすこ
とができる。従って、請求項１によれば、ベースが１枚
であっても導電部材のシール性能を十分に確保すること
ができ、電子部品パッケージの薄型化並びに低コスト化
を促すことができる。

【００１２】請求項２では、キャップ部材は平板である
ことを特徴とする。

【００１３】キャップ部材を平板にすれば、プレス加工
を省くことができ、製造コストの低減を図ることができ
る。

【００１４】請求項３では、ベース部材は、ガラス板を
軟化点以上の温度に加熱しつつプレス成形することで得
たガラス成形品であることを特徴とする。

【００１５】ガラス板は軟化点以上の温度に加熱すれば
容易に組成変形させることができる。そこで、プレス成
形によってベース部材を大量生産すれば、ベース部材を
低コストで製造することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る電子部品パッケージの
分解図であり、電子部品パッケージ１０は、電子部品１
１を載置するガラス製のベース部材１２と、このベース
部材１２に被せるキャップ部材１３と、ベース部材１２
に載せた電子部品１１と、ベース部材１２の外に設ける
電極とを電気的に接続する導電部材としての金属ピン１
５，１５と、からなる。

【００１７】図から明らかなように、キャップ部材１３
は平板であるために、例えば金属板から切出すことで、
容易に製造することができる。一方、ベース部材１２は
凹部１６を含む底部１７とこの底部１７に巡らせた壁部
１８とからなる形状が複雑な成形品である。

【００１８】図２は本発明に係る電子部品パッケージ完
成品の断面図であり、電子部品パッケージ１０は、複雑
な形状のベース部材１２と、このベース部材１２に開け
たスルーホール１９に嵌合した導電部材としての金属ピ
ン１５と、この金属ピン１５の頭２１に載せた電子部品
１１と、金属ピン１５のネック２２の先端に接合する電
極２３と、ベース部材１２に低融点の封止材２４を用い
て接合したキャップ部材１３と、からなり、内部は１０
^−３トール（Ｔｏｒｒ）以下の真空に保ったパッケージ
である。

【００１９】なお、金属ピン１５は、例えば頭２１の径
が０．３５ｍｍ、ネック２２の径が０．１５ｍｍ、全長
が０．４５〜０．４８ｍｍの頭付きピンであり、その好
適材質は、ＳＵＳ４２６、ＳＵＳ４７６、ジュメット
（Ｆｅ−Ｎｉを芯材とし、これをＣｕで被覆した電気材
料）である。

【００２０】また、ベース部材１２を構成するガラス
は、ソーダライムシリケートガラス、無アルカリガラ
ス、アルミノシリケートガラスが好適である。

【００２１】以上の構成からなる電子部品パッケージ１
０の製造方法を図３及び図４で説明する。図３（ａ），
（ｂ）は本発明に係る電子部品パッケージの製造説明図
（その１）である。（ａ）はスルーホール開け工程図で
あり、ヒータ２５・・・（・・・は複数を示す。以下同じ）を
備えたダイ２６と、ヒータ２７・・・及び孔開けピン２８・
・・を備えたパンチ２９からなる孔開け機を準備し、ダイ
２６にガラス板３１を載せ、所定温度に加熱した後に、
パンチ２９を下げて、スルーホールを形成する。

【００２２】（ｂ）はピン打込み工程図であり、この工
程ではガラスフリット３２を吹きつけるフリット吹きつ
け管３３及び金属ピン１５を打込むピン打込み機３４を
図左から右へ移動させながら、昇降する。

【００２３】台３５に載せたガラス板３１に開けた複数
のスルーホール１９Ａ〜１９Ｄ（Ａ，Ｂ・・・は便宜上添
えた。）のうち、一番右のスルーホール１９Ａはまだ孔
のみである。右から２番目のスルーホール１９Ｂにはガ
ラスフリット３２を適量供給する。ガラスフリット３２
は４００〜５００℃で溶ける低融点ガラスの粉末であ
る。右から３番目のスルーホール１９Ｃにはガラスフリ
ット３２が付着しており、そこへ金属ピン１５を打込
む。一番左のスルーホール１９Ｄでは金属ピン１５の打
込みが完了していることを示す。

【００２４】このように複数個のスルーホール１９・・・
に、ガラスフリット３２を供給しつつ、金属ピン１５を
効率良く打込む。なお、ガラスフリット３２は円筒状に
予め成形加工したガラスフリット成形体をスルーホール
１９・・・に嵌め込む方法を採用してもよい。

【００２５】図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る電子部
品パッケージの製造説明図（その２）である。（ａ）は
プレス成形工程の準備段階を示し、プレス下型３６とプ
レス上型３７とを準備する。プレス下型３６は図３
（ｂ）での台３５であっても差支えない。プレス上型３
７は間仕切り突状３８・・・、ピン頭収納凹部３９・・・、凹
部形成用凸部４１・・・などを下面に備えたパンチ型であ
る。プレス下型３６にガラス板３１を載せ、プレス上型
３７と共に図示せぬ電気炉に投入して、ガラス板３１の
軟化点温度（約１０００℃）以上に加熱する。

【００２６】（ｂ）はプレス成形工程の完了段階を示
し、プレス上型３７の押し作用により、ガラス板３１に
分割用溝４２・・・、凹部１６・・・などが形成できたととも
に、金属ピン１５・・・の頭が若干ガラス板３１に沈んだ
ことを示す。この工程中に、ガラスフリットが溶け、金
属ピンとスルーホールとの隙間を塞ぐ作用をなす。

【００２７】図５は本発明に係るプレス成形品の斜視図
であり、底部１７・・・に凹部１６・・・及び金属ピン１５・・
・を備え、この底部１７を壁部１８で囲ってなるベース
部材１２・・・が分割用溝４２・・・を挟んで多数個、板チョ
コ状に繋がった成形品が前記プレス成形の結果得られ
る。分割用溝４２・・・の底を手折りする、若しくはカッ
タで切断する、又はレーザで切断するなどの手法で分離
することで、多数個のベース部材１２・・・を得ることが
できる。

【００２８】この後、図２において、電極２３をスクリ
ーン印刷法で設け、金属ピン１５の頭２１に電子部品１
１を載せ、真空雰囲気でキャップ部材１３を被せ、この
キャップ部材１３を封止材２４でベース部材１２に接合
すれば、電子部品パッケージ１０が完成する。

【００２９】図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る金属ピ
ンの別実施例図である。（ａ）の金属ピン１５は頭２１
とネック２２とからなるが、頭２１は下へ縮径する円錐
台で構成した。図４（ａ），（ｂ）で頭２１を若干ガラ
ス板３１へ沈ませるときに、円錐であれば、円錐のテー
パ作用により滑らかに沈下させることができ、仕上り形
状が良好になる。

【００３０】（ｂ）の金属ピン１５も頭２１とネック２
２とからなるが、頭２１は大径円柱４３と円錐台４４と
で構成した。大径円柱４３をガラス板３１から上へ突出
させることで、金属ピン１５の打込み量を管理すること
ができる。すなわち、金属ピン１５の上部突出代Ｌが所
定量であるか否かを容易に検査することができる。円錐
台４４は頭２１を若干ガラス板３１へ沈ませるときに、
円錐のテーパ作用により滑らかに沈下させることができ
る。

【００３１】したがって、金属ピン１５は頭２１とネッ
ク２２とを基本構成とすれば、細部の構造は任意に変更
することは差支えない。

【００３２】尚、請求項１の電子部品パッケージの製造
方法は、上記実施の形態で述べた製法に限定するもので
はない。

【００３３】また、ガラスフリット（図３（ｂ）符号３
２）は省略することができる。すなわち、ガラスフリッ
トが無いときには金属ピンはガラス板に直接熱融着させ
る。ガラスフリットは接着剤兼充填材として作用するの
で、金属ピンとガラス板との熱融着が不完全であっても
ガラスフリットの存在によりシール性を確保することが
できる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、電子部品を載置するガラス製のベー
ス部材と、このベース部材に被せるキャップ部材と、ベ
ース部材に載せた電子部品並びにベース部材の外に設け
た電極を電気的に接続する導電部材と、からなる電子部
品パッケージにおいて、導電部材に金属ピンを採用した
ことを特徴とする。金属ピンであれば、組織は緻密であ
り、リークの要因となる隙間は存在しない。加えて、金
属ピンをガラス板に熱融着すれば、金属ピンとスルーホ
ールとの間の隙間を無くすことができる。

【００３５】従って、請求項１によれば、ベースが１枚
であっても導電部材のシール性能を十分に確保すること
ができ、電子部品パッケージの薄型化並びに低コスト化
を促すことができる。

【００３６】請求項２では、キャップ部材は平板である
ことを特徴とする。キャップ部材を平板にすれば、プレ
ス加工を省くことができ、製造コストの低減を図ること
ができる。

【００３７】請求項３では、ベース部材は、ガラス板を
軟化点以上の温度に加熱しつつプレス成形することで得
たガラス成形品であることを特徴とする。ガラス板は軟
化点以上の温度に加熱すれば容易に組成変形させること
ができる。そこで、プレス成形によってベース部材を大
量生産すれば、ベース部材を低コストで製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品パッケージの分解図

【図２】本発明に係る電子部品パッケージ完成品の断面
図

【図３】本発明に係る電子部品パッケージの製造説明図
（その１）

【図４】本発明に係る電子部品パッケージの製造説明図
（その２）

【図５】本発明に係るプレス成形品の斜視図

【図６】本発明に係る金属ピンの別実施例図

【図７】過去に試みた電子部品パッケージの断面図

【図８】過去に試みた改良型電子部品パッケージの断面
図

【符号の説明】

１０…電子部品パッケージ、１１…電子部品、１２…ベ
ース部材、１３…キャップ部材、１５…金属ピン、１
９，１９Ａ〜１９Ｄ…スルーホール、２１…金属ピンの
頭、２２…金属ピンのネック、２３…電極、２４…封止
材、３１…ガラス板、３６…プレス下型、３７…プレス
上型。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樋口浩三重県四日市市千歳町６番地７株式会社エヌ・エス・ジー・ガラスコンポーネンツ内Ｆターム(参考） 5J108 BB02 CC06 EE03 EE07 EE11 FF11 GG03 GG08 GG17 GG20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品を載置するガラス製のベース部
材と、このベース部材に被せるキャップ部材と、ベース
部材に載せた電子部品並びにベース部材の外に設けた電
極を電気的に接続する導電部材と、からなる電子部品パ
ッケージにおいて、前記導電部材は、電子部品を載せる
頭及びこの頭から前記電極まで延ばしたネックからなる
金属ピンであり、ベース部材をガラスの軟化点以上の温
度で加熱することによりガラスを溶着させることでベー
ス部材に蜜着固定した金属ピンであることを特徴とする
電子部品パッケージ。
【請求項２】前記キャップ部材は、平板であることを
特徴とする請求項１記載の電子部品パッケージ。
【請求項３】前記ベース部材は、ガラス板を軟化点以
上の温度に加熱しつつプレス成形することで得たガラス
成形品であることを特徴とする請求項１記載の電子部品
パッケージ。