JP5632563B2 - 気密封止用蓋材および電子部品収納用パッケージ - Google Patents
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Description
次に、図2および図5〜図15を参照して、上記実施形態の効果を確認するために行った気密封止用蓋材の耐食性試験と、気密封止用蓋材と電子部品収納部材とのシーム溶接試験と、電子部品収納用パッケージのリーク試験および信頼性試験と、気密封止用蓋材の表面材を構成するNi−Cu合金の耐食性試験および耐酸化試験と、基材層の検討とについて説明する。
以下に説明する気密封止用蓋材の耐食性試験では、図7に示すように、上記実施形態の気密封止用蓋材1(図2参照)に対応する実施例1〜4として、42Ni−Cr−Fe合金により構成された基材層10と、Ni−Cu合金またはNiにより構成された表面層11および12とから構成された、3層のクラッド材からなる気密封止用蓋材1を用いた。また、上記実施形態の気密封止用蓋材1(図2参照)に対応する実施例5および6として、29Ni−6Cr−16Co―Fe合金により構成された基材層10と、Ni−Cu合金またはNiにより構成された表面層11および12とから構成された、3層のクラッド材からなる気密封止用蓋材1を用いた。
以下に説明する気密封止用蓋材と電子部品収納部材とのシーム溶接試験では、上記実施例1、2、比較例2および3と同一の気密封止用蓋材を用いた。
以下に説明する電子部品収納用パッケージのリーク試験および信頼性試験では、上記シーム溶接試験(条件変化試験)において、実施例1、3〜6および比較例3の気密封止用蓋材を用いて作成した電子部品収納用パッケージを各々複数個以上用いて、電子部品収納用パッケージの気密性を確認した。
リーク試験として、JIS C60068−2−17に従い、微小リークを検出するためのHeリーク試験と、大リークを検出するためのバブルリーク試験とを行った。Heリーク試験では、実施例1、3〜6(比較例3)−1、実施例1、3〜6(比較例3)−2、実施例1、3〜6(比較例3)−3、および、実施例1−4の電子部品収納用パッケージをHe導入機内に配置した状態で、He導入機内を脱気して減圧状態にした。その後、He導入機内にHeを0.4MPa(加圧状態)になるまで導入した後、加圧状態で1時間保持した。この際、電子部品収納用パッケージにおいて気密封止がされていない場合には、Heが電子部品収納用パッケージ内に導入される。その後、He導入機から取り出した電子部品収納用パッケージをリーク試験機内に配置して、Heのリークの有無を測定した。ここで、Heが電子部品収納用パッケージ内に導入されている場合には、リーク試験機においてHeが検出される。その結果、電子部品収納用パッケージに微小な孔が存在しており、気密封止がされていないことが検出される。
信頼性試験では、上記リーク試験において、Heのリークが検出されず、かつ、気泡が観察されなかった、合格品の実施例1、3〜6(比較例3)−1、実施例1、3〜6(比較例3)−2、実施例1、3〜6(比較例3)−3、および、実施例1−4の電子部品収納用パッケージを用いた。また、信頼性試験として、プレッシャクッカ試験(PCT)と、ヒートサイクル試験とを行った。なお、実施例3〜6−1、実施例3〜6(比較例3)−2および実施例3〜6(比較例3)−3では、PCTのみを行った。
また、気密封止用蓋材の表面材を構成するNi−Cu合金の耐食性を確認するために、Ni−Cu合金の耐食性試験を行った。以下に説明するNi−Cu合金の耐食性試験では、図12に示すように、NiおよびCuの含有率を異ならせたNi−Cu合金を用いた。
さらに、気密封止用蓋材の表面材を構成するNi−Cu合金の耐酸化性を確認するために、Ni−Cu合金の耐酸化性試験を行った。以下に説明するNi−Cu合金の耐酸化性試験では、図13に示すように、NiおよびCuの含有率を異ならせたNi−Cu合金の板材、または、Niの板材を用いた。
最後に、気密封止用蓋材1に用いられる基材層10を構成するNi−Cr−Fe合金およびNi−Cr−Co−Fe合金の熱膨張係数に基づいて、本発明の基材層に適した合金の組成について検討した。なお、封止における溶接対象(基台31)を構成するアルミナ(Al2O3)の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有するNi−Cr−Fe合金およびNi−Cr−Co−Fe合金が、基材層として適していると考えられる。なお、図15では、温度変化に対する熱膨張係数の変化をグラフにするとともに、図16では、所定の温度範囲(30℃から300℃まで、30℃から400℃までおよび30℃から500℃まで)における平均熱膨張係数を示す。
10 基材層
10a 下面(一方表面)
10b 上面(他方表面)
11 表面層(第1表面層)
12 表面層(第2表面層)
20 水晶振動子(電子部品)
30、330 電子部品収納部材
100、300 電子部品収納用パッケージ
313 銀ろう層
Claims (17)
- 電子部品を収納するための電子部品収納部材を含む電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用蓋材であって、
Niと、1質量%以上10質量%以下のCrと、Feとを含有するNi−Cr−Fe合金により構成された基材層と、
前記基材層の前記電子部品収納部材側の一方表面に少なくとも接合され、Ni、または、Ni合金により構成された表面層とを備えるクラッド材により構成されている、気密封止用蓋材。 - 前記基材層は、6質量%以上10質量%以下のCrを含有するNi−Cr−Fe合金により構成されている、請求項1に記載の気密封止用蓋材。
- 前記表面層は、NiとCuとを含有するNi−Cu合金により構成されている、請求項1に記載の気密封止用蓋材。
- 前記表面層は、30質量%以上のNiを含有するNi−Cu合金により構成されている、請求項3に記載の気密封止用蓋材。
- 前記表面層は、60質量%以上のNiを含有するNi−Cu合金により構成されている、請求項4に記載の気密封止用蓋材。
- 前記表面層は、1μm以上10μm以下の厚みを有する、請求項1に記載の気密封止用蓋材。
- 前記表面層は、2μm以上6μm以下の厚みを有する、請求項6に記載の気密封止用蓋材。
- 前記表面層は、前記基材層の前記電子部品収納部材側の前記一方表面上に接合された第1表面層と、前記基材層の前記電子部品収納部材とは反対側の他方表面上に接合された第2表面層とを含む、請求項1に記載の気密封止用蓋材。
- 前記第2表面層は、前記第1表面層と同一の金属材料からなる、請求項8に記載の気密封止用蓋材。
- 前記基材層は、36質量%以上48質量%以下のNiを含有するNi−Cr−Fe合金により構成されており、
前記第1表面層および前記第2表面層は、共に、30質量%以上のNiを含有するNi−Cu合金、または、Niにより構成されている、請求項9に記載の気密封止用蓋材。 - 前記基材層は、6質量%以上10質量%以下のCrを含有するNi−Cr−Fe合金により構成されており、
前記第1表面層および前記第2表面層は、共に、Ni−Cu合金に より構成されている、請求項10に記載の気密封止用蓋材。 - 前記クラッド材は、前記第1表面層の前記電子部品収納部材側の表面に少なくとも接合された銀ろう層を含む、請求項8に記載の気密封止用蓋材。
- 前記基材層の前記電子部品収納部材側の前記一方表面に接合されている前記表面層は、前記電子部品収納部材に対して抵抗溶接される際に、溶融する接合層として機能するように構成されている、請求項1に記載の気密封止用蓋材。
- 電子部品を収納するための電子部品収納部材を含む電子部品収納用パッケージに用いられる気密封止用蓋材であって、
Niと、Crと、6質量%以上18質量%以下のCoと、Feとを含有するNi−Cr−Co−Fe合金により構成された基材層と、
前記基材層の前記電子部品収納部材側の一方表面に少なくとも接合され、Ni、または、Ni合金により構成された表面層とを備えるクラッド材により構成されている、気密封止用蓋材。 - 前記基材層は、1質量%以上10質量%以下のCrを含有するNi−Cr−Co−Fe合金により構成されている、請求項14に記載の気密封止用蓋材。
- 電子部品を収納するための電子部品収納部材と、
前記電子部品収納部材に対して抵抗溶接される請求項1または14に記載の気密封止用蓋材とを備える、電子部品収納用パッケージ。 - 前記基材層の前記電子部品収納部材側の前記一方表面に接合されている前記表面層は、前記電子部品収納部材に対して前記抵抗溶接される際に、溶融する接合層として機能している、請求項16に記載の電子部品収納用パッケージ。
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