特許第6347508号(P6347508)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ セイコーインスツル株式会社の特許一覧

<>
  • 特許6347508-電子部品装置 図000002
  • 特許6347508-電子部品装置 図000003
  • 特許6347508-電子部品装置 図000004
  • 特許6347508-電子部品装置 図000005
  • 特許6347508-電子部品装置 図000006
  • 特許6347508-電子部品装置 図000007
  • 特許6347508-電子部品装置 図000008
  • 特許6347508-電子部品装置 図000009
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6347508
(24)【登録日】2018年6月8日
(45)【発行日】2018年6月27日
(54)【発明の名称】電子部品装置
(51)【国際特許分類】
   H01L 23/04 20060101AFI20180618BHJP
   H03H 9/02 20060101ALI20180618BHJP
   H01L 23/08 20060101ALI20180618BHJP
【FI】
   H01L23/04 E
   H03H9/02 A
   H01L23/08 A
【請求項の数】10
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2014-53272(P2014-53272)
(22)【出願日】2014年3月17日
(65)【公開番号】特開2015-177095(P2015-177095A)
(43)【公開日】2015年10月5日
【審査請求日】2017年1月13日
(73)【特許権者】
【識別番号】000002325
【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100142837
【弁理士】
【氏名又は名称】内野 則彰
(74)【代理人】
【識別番号】100166305
【弁理士】
【氏名又は名称】谷川 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100171251
【弁理士】
【氏名又は名称】篠田 拓也
(74)【代理人】
【識別番号】100096655
【弁理士】
【氏名又は名称】川井 隆
(74)【代理人】
【識別番号】100091225
【弁理士】
【氏名又は名称】仲野 均
(72)【発明者】
【氏名】林 恵一郎
【審査官】 鈴木 駿平
(56)【参考文献】
【文献】 実公昭46−003537(JP,Y1)
【文献】 特開2011−124801(JP,A)
【文献】 特開2008−034787(JP,A)
【文献】 実開昭60−130561(JP,U)
【文献】 特開2011−253951(JP,A)
【文献】 特開平11−054548(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/54
H01L 23/00−23/10、23/16−23/26
H03H 9/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子部品素子と、
前記電子部品素子が収容される収容部の一部を構成し、少なくともその表面が絶縁材で構成された基部と、
前記基部と接合され、前記収容部の他の一部を構成する蓋体と、
前記基部に形成された貫通孔と、
前記基部における前記貫通孔の近傍の両面又は一方の面に、表面側ほど断面積が小さくなる逆テーパ状に形成された凹部と、
前記基部の内側面に形成された前記電子部品素子と電気的に接続された内部配線と、
前記基部の外側面に形成された外部配線と、
前記貫通孔を貫通し、両側に形成された頭部の一方が前記内部配線と、他方が前記外部配線と電気的に接続された導電性のリベットと、
を備え、
前記リベットは、前記凹部が形成されている側の前記頭部が当該凹部に食い込んでいる、
ことを特徴とする電子部品装置。
【請求項2】
電子部品素子と、
前記電子部品素子が収容される収容部の一部を構成し、少なくともその表面が絶縁材で構成された基部と、
前記基部と接合され、前記収容部の他の一部を構成する蓋体と、
前記基部に形成された貫通孔と、
前記基部における前記貫通孔の近傍の両面又は一方の面に形成された凹部と、
前記基部の内側面に形成された前記電子部品素子と電気的に接続された内部配線と、
前記基部の外側面に形成された外部配線と、
前記貫通孔を貫通し、両側に形成された頭部の一方が前記内部配線と、他方が前記外部配線と電気的に接続された導電性のリベットと、
を備え、
前記基部は、金属材料で形成され、前記貫通孔及び前記凹部を含めた表面に電気絶縁膜が形成され、
前記リベットは、前記凹部が形成されている側の前記頭部が当該凹部に食い込んでいる、
ことを特徴とする電子部品装置。
【請求項3】
電子部品素子と、
前記電子部品素子が収容される収容部の一部を構成し、少なくともその表面が絶縁材で構成された基部と、
前記基部と接合され、前記収容部の他の一部を構成する蓋体と、
前記基部に形成された貫通孔と、
前記基部における前記貫通孔の近傍の両面又は一方の面に形成された凹部と、
前記基部の内側面に形成された前記電子部品素子と電気的に接続された内部配線と、
前記基部の外側面に形成された外部配線と、
前記貫通孔を貫通し、両側に形成された頭部の一方が前記内部配線と、他方が前記外部配線と電気的に接続された導電性のリベットと、
を備え、
前記内部配線と前記外部配線の一方又は双方は、前記凹部の内側にも形成され、
前記リベットは、前記凹部が形成されている側の前記頭部が当該凹部に食い込んでいる、
ことを特徴とする電子部品装置。
【請求項4】
電子部品素子と、
前記電子部品素子が収容される収容部の一部を構成し、少なくともその表面が絶縁材で構成された基部と、
前記基部と接合され、前記収容部の他の一部を構成する蓋体と、
前記基部に形成された貫通孔と、
前記基部における前記貫通孔の近傍の両面又は一方の面に形成された凹部と、
前記基部の内側面に形成された前記電子部品素子と電気的に接続された内部配線と、
前記基部の外側面に形成された外部配線と、
前記貫通孔を貫通し、両側に形成された頭部の一方が前記内部配線と、他方が前記外部配線と電気的に接続された導電性のリベットと、
を備え、
前記基部は、非導電性の樹脂で形成され、
前記基部の貫通孔は、尖端部を有するリベットの貫通により形成され、
前記リベットは、前記凹部が形成されている側の前記頭部が当該凹部に食い込んでいる、
ことを特徴とする電子部品装置。
【請求項5】
前記基部は、金属材料で形成され、前記貫通孔及び前記凹部を含めた表面に電気絶縁膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項1、又は請求項3に記載の電子部品装置。
【請求項6】
前記内部配線と前記外部配線の一方又は双方は、前記凹部の内側にも形成されている、
ことを特徴とする請求項1、又は請求項4に記載の電子部品装置。
【請求項7】
前記基部は、非導電性の樹脂で形成され、
前記基部の貫通孔は、尖端部を有するリベットの貫通により形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子部品装置。
【請求項8】
前記凹部は、前記貫通孔の全周囲を囲んで形成されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項7のうちの何れか1の請求項に記載の電子部品装置。
【請求項9】
前記貫通孔の内周面には、前記内部配線と前記外部配線と電気的に接続する貫通面電極がメッキにより形成されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項のうちのいずれか1の請求項に記載の電子部品装置。
【請求項10】
前記基部と前記蓋体の少なくとも一方に、前記電子部品素子を収容する収容部を構成する収容凹部が形成されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項のうちのいずれか1の請求項に記載の電子部品装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本件発明は電子部品装置に係り、例えば、水晶振動子、電池、センサー部品等の電子部品素子を内部に収容した電子部品装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、水晶振動子等の電子部品素子を用いた従来の電子部品装置が広く使用されている。
この電子部品装置では、基部と蓋体を接合することでその内部に収容部を形成し、収容部内に電子部品素子が配設される。電子部品素子は、基部の内側に形成した内部配線と接続され、更に、基部を貫通する貫通電極を介して外部配線と接続されている。
このような電子部品装置として、基部と蓋体とをセラミックやガラス材で形成し、内部に水晶振動子を電子部品素子として収容した技術が特許文献1で提案されている。
【0003】
しかし、セラミックやガラスを使用した電子部品装置では、構造の問題が生じていた。
例えば、電子部品装置では、高い信頼性を確保するために気密性良くシールすることが重要となるが、電子部品装置の小型化に伴い、セラミック等の厚みが薄くなり、セラミックやガラス材同士を均一に接合することが難しく、製造歩留まりや気密の信頼性が低くなりがちであった。
また、電子部品装置の小型化に対応するために、材料厚0.2mmより薄いセラミック等を使用した場合、全体の強度が低下してしまうという問題がある。
更に、基部を貫通する貫通電極を形成しているが、電子部品装置に外部応力が加わった場合に、基部にクラックが発生したり、貫通電極と基部とが離れることで気密性が損なわれるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006―295246号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
そこで本発明は、外部応力に対する強度や気密性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)請求項1に記載の発明では、電子部品素子と、前記電子部品素子が収容される収容部の一部を構成し、少なくともその表面が絶縁材で構成された基部と、前記基部と接合され、前記収容部の他の一部を構成する蓋体と、前記基部に形成された貫通孔と、前記基部における前記貫通孔の近傍の両面又は一方の面に、表面側ほど断面積が小さくなる逆テーパ状に形成された凹部と、前記基部の内側面に形成された前記電子部品素子と電気的に接続された内部配線と、前記基部の外側面に形成された外部配線と、前記貫通孔を貫通し、両側に形成された頭部の一方が前記内部配線と、他方が前記外部配線と電気的に接続された導電性のリベットと、を備え、前記リベットは、前記凹部が形成されている側の前記頭部が当該凹部に食い込んでいる、ことを特徴とする電子部品装置を提供する。
(2)請求項2に記載の発明では、電子部品素子と、前記電子部品素子が収容される収容部の一部を構成し、少なくともその表面が絶縁材で構成された基部と、前記基部と接合され、前記収容部の他の一部を構成する蓋体と、前記基部に形成された貫通孔と、前記基部における前記貫通孔の近傍の両面又は一方の面に形成された凹部と、前記基部の内側面に形成された前記電子部品素子と電気的に接続された内部配線と、前記基部の外側面に形成された外部配線と、前記貫通孔を貫通し、両側に形成された頭部の一方が前記内部配線と、他方が前記外部配線と電気的に接続された導電性のリベットと、を備え、前記基部は、金属材料で形成され、前記貫通孔及び前記凹部を含めた表面に電気絶縁膜が形成され、前記リベットは、前記凹部が形成されている側の前記頭部が当該凹部に食い込んでいる、ことを特徴とする電子部品装置を提供する。
(3)請求項3に記載の発明では、電子部品素子と、前記電子部品素子が収容される収容部の一部を構成し、少なくともその表面が絶縁材で構成された基部と、前記基部と接合され、前記収容部の他の一部を構成する蓋体と、前記基部に形成された貫通孔と、前記基部における前記貫通孔の近傍の両面又は一方の面に形成された凹部と、前記基部の内側面に形成された前記電子部品素子と電気的に接続された内部配線と、前記基部の外側面に形成された外部配線と、前記貫通孔を貫通し、両側に形成された頭部の一方が前記内部配線と、他方が前記外部配線と電気的に接続された導電性のリベットと、を備え、前記内部配線と前記外部配線の一方又は双方は、前記凹部の内側にも形成され、前記リベットは、前記凹部が形成されている側の前記頭部が当該凹部に食い込んでいる、ことを特徴とする電子部品装置を提供する。
(4)請求項4に記載の発明では、電子部品素子と、前記電子部品素子が収容される収容部の一部を構成し、少なくともその表面が絶縁材で構成された基部と、前記基部と接合され、前記収容部の他の一部を構成する蓋体と、前記基部に形成された貫通孔と、前記基部における前記貫通孔の近傍の両面又は一方の面に形成された凹部と、前記基部の内側面に形成された前記電子部品素子と電気的に接続された内部配線と、前記基部の外側面に形成された外部配線と、前記貫通孔を貫通し、両側に形成された頭部の一方が前記内部配線と、他方が前記外部配線と電気的に接続された導電性のリベットと、を備え、前記基部は、非導電性の樹脂で形成され、前記基部の貫通孔は、尖端部を有するリベットの貫通により形成され、前記リベットは、前記凹部が形成されている側の前記頭部が当該凹部に食い込んでいる、ことを特徴とする電子部品装置を提供する。
)請求項に記載の発明では、前記基部は、金属材料で形成され、前記貫通孔及び前記凹部を含めた表面に電気絶縁膜が形成されている、ことを特徴とする請求項1、又は請求項3に記載の電子部品装置を提供する。
)請求項に記載の発明では、前記内部配線と前記外部配線の一方又は双方は、前記凹部の内側にも形成されている、ことを特徴とする請求項1、又は請求項4に記載の電子部品装置を提供する。
)請求項に記載の発明では、前記基部は、非導電性の樹脂で形成され、前記基部の貫通孔は、尖端部を有するリベットの貫通により形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載の電子部品装置を提供する。
(8)請求項8に記載の発明では、前記凹部は、前記貫通孔の全周囲を囲んで形成されている、ことを特徴とする請求項1から請求項7のうちの何れか1の請求項に記載の電子部品装置を提供する。
(9)請求項に記載の発明では、前記貫通孔の内周面には、前記内部配線と前記外部配線と電気的に接続する貫通面電極がメッキにより形成されている、ことを特徴とする請求項1から請求項のうちのいずれか1の請求項に記載の電子部品装置を提供する。
(10)請求項10に記載の発明では、前記基部と前記蓋体の少なくとも一方に、前記電子部品素子を収容する収容部を構成する収容凹部が形成されている、ことを特徴とする請求項1から請求項のうちのいずれか1の請求項に記載の電子部品装置を提供する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、基部の貫通孔近傍に形成した凹部に、貫通孔を貫通する導電性のリベットの頭部が食い込んでいることで、外部応力に対する貫通孔周辺の強度が向上され、気密性も向上される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本実施形態に係る水晶振動子を収容した電子部品装置の側断面を模式的に示した説明図である。
図2】電子部品装置の内部構造を表した図で、図1のAA断面を表す。
図3】リベットのかしめによる取り付け状態の詳細を表した説明図である。
図4】リベットの取り付け工程の一部を表した説明図である。
図5】リベットの取り付け工程の残りの一部を表した説明図である。
図6】環状の凹部の形成方法についての説明図である。
図7】樹脂で基部を形成した場合のリベットの取り付け工程の一部を表した説明図である。
図8】樹脂で基部を形成した場合のリベットの取り付け工程の残りの一部を表した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下本願発明の電子部品装置における好適な実施形態及び変形例について図1から図8を参照しながら説明する。
(1)実施形態の概要
本実施形態の電子部品装置は、金属平板や炭素繊維基板から収容凹部が形成された基部1と、収容凹部の開放部分側を覆う蓋体(リッド)2により、収容凹部内に収容した水晶振動子、電池、センサー部品等の電子部品素子を密封封止する。
基部1の底面部に電子部品素子を配設し、電子部品素子の両電極と接続する内部配線を底面部内側に形成し、底面部外側に外部配線を形成する。基部1の底面部に貫通孔100を形成し、導電性のリベット4をかしめることで、内部配線と外部配線を電気的に接続している。
貫通孔100の近傍(リベット4の頭部が届く範囲内)には、貫通孔100の全周を取り巻くように環状の凹部110が基部1の両面に形成され、導電性のリベット4の両頭部がかしめによって凹部110に食い込むことで嵌合している。
リベット4を貫通電極として使用し、基部1の貫通孔100周辺に形成した凹部110にリベット4の両側の頭部を食い込ませることで、強固なかしめ状態を保持することができ、電子部品装置の収容凹部内の不活性ガスまたは真空による気密封止状態を維持することができる。
また、強固なかしめ状態が保持されるため、外部応力が発生しても、リベット4と内部配線、外部配線との接続部における電気抵抗が上昇したり、電気的接続状態が破断したりすることを防止できる。
また、基部1と蓋体2を金属材料で形成することで、例えば、0.2mm以下の薄い材料でも十分に強度を確保することが可能になり、プレス加工や絞り加工により容易に形成することも可能になる。基部1を金属材料で形成することにより、クラックの発生も回避することができる。
【0010】
(2)実施形態の詳細
図1は本実施形態に係る水晶振動子を収容した電子部品装置の側断面を模式的に示した図である。図1図2のBB断面を表している。
図2は、電子部品装置の内部構造を表した図で、図1のAA断面を表す。
また、本明細書では、基部1、蓋体2について、水晶振動子8が設置される収容凹部と対向する側を内側、その反対側を外側という。
本実施形態の電子部品装置は、図1に示されるように、収容凹部が形成された基部1と、蓋体2を備えており、水晶振動子8が配設された収容凹部内は不活性ガス又は真空状で気密封止されている。
電子部品装置の外形寸法は、高さ(収容凹部の深さ方向)が0.5mm、長さ方向(図2の横方向)が1.6mm、縦(図2の上下方向)1.2mmに形成されている。
【0011】
なお、この電子部品装置の形状及びサイズについては、電子部品素子として水晶振動子を収容する本実施形態に関するものであり、他の電子部品素子を収容する電子部品装置については他の形状及びサイズに形成される。例えば、電子部品装置の形状として上面視の形状が円形、楕円形などとしてもよい。
【0012】
基部1は、内部に水晶振動子8を収容する収容凹部が底面部と側面部で構成されている。基部1は、金属材料のプレス加工、絞り加工などによって形成される。なお、金属材料及び形成については後述する。
底面部の材料厚は、0.05mm〜0.2mmが好ましく、より好ましくは0.05mm〜0.1mmである。
一方、基部1の側面部(周辺部)の材料厚は0.05mm〜0.2mmが好ましく、より好ましくは0.05mm〜0.1mmである。
【0013】
底面部1tの内側には、電子部品素子としての水晶振動子8が、ほぼ中央部に配設されている。
この水晶振動子8は、一端側に正負1対の電極が形成されている。図1に示されるように、水晶振動子8は、他端側が基部1の底面部から所定の間隔だけ浮いた状態で、一端側の両電極が導電性接着材7a、7bによって基部1に固定されている。
【0014】
底面部の内側には、水晶振動子8の左右両側に1箇所ずつ厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されており、図2に示されるように、両貫通孔から導電性接着材7a、7bまで内部配線3a、3bが形成されている。
底面部の外側には、両貫通孔を含む所定領域に外部配線5a、5bが形成されており、一方の貫通孔内には、内部配線3aと外部配線5aとを電気的に接続するリベット4aが配設され、他方の貫通孔内には内部配線3bと外部配線5bとを接続するリベット4bが配設されている。
【0015】
リベット4a、4bは、かしめによって両面に形成される頭部によって内部配線3aと外部配線5a、内部配線3bと外部配線5bとを電気的に接続する。なお、本明細書においてリベット4a、4bの頭部とは、かしめる前の頭部部分と、かしめによって胴部から外方に張り出して形成されるフランジ状の部分の両者を頭部という。
リベット4a、4bは、基部1を貫通する貫通電極として機能し、その詳細な形状については後述する。
リベット4a、4bを通す貫通孔の周囲には、リベット4の強固なかしめ状態を保持するために、環状の凹部110(後述する)が形成されている。
リベット4a、4bの材質はリベット頭部が凹部110に食い込みやすい材料として、アルミニウムやアルミニウム合金が推奨される。しかし、必ずしもこれらに限定されるものではなく、銅やニッケル及び合金等、ステンレスを使用することも可能である。
【0016】
外部配線5a、5bは電子部品装置が実装用基板に実装される際の実装面を形成し、外部電極としても機能している。これにより、基部1の中央底部に収納される水晶振動子8は、導電性接着材7a、7b、内部配線3a、3b、リベット4a、4b、及び外部配線5a、5bを介して、電力受給及び電気信号出力をする。
【0017】
本実施形態の基部1は金属材料で形成されているため、この基部1から絶縁するために、底面部の内側、貫通孔内周面、及び底面部外側の所定領域には、二酸化ケイ素等の電気絶縁膜6が形成されている。この電気絶縁膜6上(内側)に、導電性接着材7a、7b、内部配線3a、3b、リベット4a、4b、及び外部配線5a、5bが形成、配設されている。
なお本実施形態では、内部配線3a、3bと外部配線5a、5bに対応した領域に電気絶縁膜6が形成されているが、底面部の内側と外側、及び貫通孔の全体に電気絶縁膜6を形成するようにしてもよい。
内部配線3a、3bは、電気絶縁膜6上に銅メッキによって形成されている。ただし、電子部品素子の電流容量に制限を加えない高伝導率の材料である、ナノ金属、例えば銀ナノ金属を、電気絶縁膜6上にインクジェット塗布することで形成するようにしてもよい。
【0018】
外部配線5a、5bは、内部配線3a、3bと同様に電気絶縁膜6上に銅メッキで形成されるが、ナノ金属のインクジェット塗布によってもよい。
なお、外部配線5a、5bは、外部電極として機能するため、金属材料を電気絶縁膜6上に貼り付けことで形成するようにしてもよい。外部配線5a、5bとして金属材料を貼り付ける場合には、リベット4a、4bを通す貫通孔を形成すると共に、環状の凹部110(後述する)を基部1ではなく貼り付ける金属材料に形成する。
【0019】
なお、リベット4a、4b、のいずれか一方を基部1と一体成形することもできる。この場合、基部1が極性を持つことになるが、内部配線、貫通孔、リベット、外部配線、及び電気絶縁膜6を片方の電極(基部1が兼用する側の反対側の電極)にだけ形成すればよいため、電気絶縁膜6や電気的配線に関して容易に低コストで形成することができる。
【0020】
一方、蓋体2は、電子部品装置の平面視での外形寸法に形成されている。
蓋体2の材料厚は、基部1と同様に、0.05mm〜0.2mmが好ましく、より好ましくは0.05mm〜0.1mmである。
本実施形態の蓋体2は、基部1と同様に金属で形成されているが、少なくとも基部1との接合部分が金属で構成されていればよい。
【0021】
基部1と蓋体2は、次のようにして金属封止されている。
即ち、基部1の表面には、Ni層がメッキされた上に、さらに、ろう材としてAg、Pd、Au、Al等のメッキ層が形成され、蓋体2の表面は、ろう材としてのNi、Au、Ag、Pd、Al等のメッキ層が形成されている。
なお、メッキ層については、電気絶縁膜6の下面になる基部1全体に形成してもよいが、シーム溶接における封止材9(ろう材)として機能するため、少なくとも、収容凹部を形成する側面部の開放端側の面、即ち、蓋体2と金属封止される面に形成されていればよい。
【0022】
そして基部1と蓋体2とを接触した状態で、蓋体2の2点に電極をあててパルス電流を流すことにより、基部1と蓋体2の接合部に発生するジュール熱を利用して連続的にシーム溶接を行う。このシーム溶接により、基部1と蓋体2に形成したメッキ層が溶接され、封止材9として基部1と蓋体2とが気密封止される。
なお、基部1と蓋体2とのの接合は、シーム溶接以外の金属接合、例えば、ろう付、拡散接合、他の溶接、異種金属接合などを用いることも可能である。
以上の金属封止は、電子部品装置の収容凹部に不活性ガスを充填する場合には当該不活性ガス環境下において行われ、また、収容凹部内を真空にする場合には減圧環境下において行われる。
【0023】
次に、基部1及び蓋体2の材質について説明する。
基部1、及び貫通電極4a、4bの熱膨張率は、0.05×10−4/deg以上0.20×10−4/deg以下の範囲であることが好ましい。
基部1の熱膨張率は、前記電気絶縁膜6の熱膨張率と同様の値か、若しくは大きい値であることが好ましい。
熱膨張率が同様の値である場合、互いの部材が破損されることなく熱密着させることができる。
一方、基部1の熱膨張率が大きい場合、これらの熱膨張率の差が0.01×10−4/deg以下であれば、互いの接触面積を出来るだけ大きくすることで熱膨張率の差による破損を回避しつつ、熱膨張率の差の効果によって、ほどよく基部1が貫通孔の内部方向に収縮され、前記貫通孔の内壁に基材の酸化膜を設けなくても、基部1と貫通孔内の電気絶縁膜6とを密着させることができる。これにより、作業工程が簡略化され生産性が良好な電子部品装置が得られる。
【0024】
また、基部1の基材は、強い強度を有することが好ましく、これにより薄型のパッケージを信頼性高く形成することができる。金属パッケージの好ましい基材として、コバール、鉄などが挙げられる。コバールは、Fe−Ni−Co合金であり、電気絶縁膜6に用いられる低融点ガラスと近似の熱膨張率を有するので良好に気密封止を行うことができる。
【0025】
一方、蓋体2の基材は、基部1本体と熱膨張係数が近似していることが好ましい。また、蓋体2の材質の表面は基材の保護膜としてNi、Au等のメッキ層を有することが好ましい。
また、蓋体2本体の中央部に開口部を形成しタブレット状のガラスを配置し、通炉させることにより透明ガラス(図示せず)と蓋体2とを気密絶縁的に封着させることができる。
蓋体2本体の中央部のガラス形状(レンズ形状でも良い)は、基部1と密接可能な滑らかな平面を有し、且つ、基部1を気密封止できれば特に限定されるものではない。上記のような蓋体2本体の中央部のガラス形状を有するものは、発光、受光センサー用の電子部品装置として使用可能である。
【0026】
次に、本実施形態におけるリベット4のかしめ状態について詳細に説明する。
図3はリベット4のかしめによる取り付け状態の詳細を表したものである。
なお、電子部品装置内に収容される電子部品素子の正負に応じて、内部配線、リベット、外部配線は2つずつ配設されその両者は符号aとbで区別しているが、両者の状態は共通するため、図3及びその説明では内部配線3、リベット4、外部配線5として表記している。以下a、bの区別符号を省略して説明する。
【0027】
図3に示すように、基部1には貫通孔100が形成され、この貫通孔100の周囲には、開放側が狭くなる断面逆テーパ状(断面楔形)の凹部110が形成されている。凹部110は、かしめた後にリベット4の頭部が届く領域に形成されている。
本実施形態の凹部110は、貫通孔100の全周を囲む環状に形成されており、全周に亘って凹部110が形成されることで電子部品装置内の気密性をより向上させることができる。ただし、凹部110は、全周に亘る環状でなくてもよく、貫通しない穴や溝を複数形成することでも、気密性を向上させることができる。
また、凹部110は本実施形態のように断面逆テーパ形状であることが好ましいが、開放側が広くなるテーパ形状や、断面均一幅形状とすることも可能であり、この場合には断面逆テーパ形状よりも凹部110の形成が容易である。
更に、図3に示した凹部110は、基部1の両面に形成されているが、いずれか一方の面に形成するようにしてもよい。
【0028】
上述したように、基部1の凹部110の内側を含めて内側と外側の所定領域、及び貫通孔100の内周面には、電気絶縁膜6が形成されている。
そして、形成した電気絶縁膜6上(基部1の凹部110の内側を含む)に、内部配線3と外部配線5が形成されている。
基部1の両面に形成された内部配線3と外部配線5は、貫通孔100を通しかしめられたリベット4によって接続されている。
リベット4は、かしめられることによって内部配線3と外部配線5とを接続するだけでなく、貫通孔100を密封すると共に、頭部が凹部100内に食い込んでいる。
このようにリベット4の頭部が貫通孔100の全周に亘って環状に形成された凹部110内に食い込むことで、貫通孔110部分の密閉度が上がる。
また、かしめによって内部配線3、外部配線5との接合も強度になるが、内部配線3、外部配線5が凹部110内にも形成されているので頭部が食い込むことによってより強度の強い接合を得ることができる。これにより、接合部の内部抵抗を下げることができる。
【0029】
なお、図3で説明した実施形態では、配線用の銅メッキ(3、5)は、基部1の両面(凹部110内を含む)だけに形成し、貫通孔100の内周面には形成していないが、貫通孔100の内周面にも銅メッキを施すようにしてもよい。この貫通孔100内周面の銅メッキにより、リベット4による密着性が向上し、貫通孔100の密閉度をより高めることができる。
【0030】
次に、本実施形態の電子部品装置におけるリベット4の取り付け方法について説明する。
図4図5は、リベット4の取り付け工程を表したものである。
図4(a)に示す本加工工程前の基部1は、金属平板や炭素繊維基板から、収容凹部が形成された後の底面部を表している。なお、収容凹部の形成については本加工工程の後に行うようにしてもよい。
最初に図4(b)に示すように、基部1の所定位置2カ所に貫通孔100を形成する。実際には長尺(リードフレーム状)の金属平板の主方面からのプレス加工により、連続的に貫通孔開け加工及び切削加工を施す。
なお、このプレス加工の際に、収容凹部を形成するようにしてもよい。
また、貫通孔100の形成は研削加工やレーザ加工によることも可能である。
【0031】
次に、図4(c)に示すように、形成した2つの貫通孔100の中心から所定距離の円周上に、環状の凹部110を形成する。
ここで、所定距離は、貫通孔100の半径より大きく、かしめ後のリベット4の両頭部(生リベットの頭部とかしめ部)の半径未満であることが必要である。
環状の凹部100については、その厚さ方向の断面形状としてテーパ状、逆テーパ状、平行状等の各種形状に加工することが可能であるが、上述したように、かしめ後の密着強度を高めるために本実施形態では逆テーパ状に形成される。
【0032】
図6は、環状の凹部110を逆テーパ状に形成する工程について表したものである。
図6(c−1)に示すように、研削砥石の軸を、逆テーパの一方の傾斜面に合わせて傾斜させ、貫通部100の中心軸を中心として回転させながら環状の溝111を形成する。
次に図6(c−2)に示すように、研削砥石の軸を反対側の傾斜面に合わせ傾斜させ、同中心軸を中心に回転させて環状の溝112を形成する。
次に図6(c−3)に示すように、研削砥石の軸を水平に戻して凹部110の底面部を平面に研削する。なお、凹部110の底面については必ずしも平らである必要がないため、図6(c−2)に示した状態で凹部110を完成させることも可能である。
【0033】
凹部110の加工後、図4(d)に示すように、基部1の表面に電気絶縁膜6を形成する。電気絶縁膜については、上述したように、少なくとも基部1に形成される電気系統(導電性接着材7、内部配線3、貫通孔100内周面、及び外部配線5)に対応する面だけでよいが、本実施形態では、収容凹部を形成する内側底面と外側底面の全面に形成している。
また、電気絶縁膜6は、貫通電極として機能するリベット4の頭部が凹部110内に食い込むため、凹部110内にも形成する。
【0034】
次に、図5(e)に示すように、形成した電気絶縁膜6の上面に、電子部品素子の正負電極が配置される両位置から、2つの貫通孔100までの内部配線3aと内部配線3b(配線経路については図2参照)、及び各貫通孔100に対応して外部配線5a、5bを形成する。
この内部配線3及び外部配線5については、凹部110の内面にも形成する。
なお、電気絶縁膜6の厚さは1〜2μmで、内部配線3と外部配線5の厚さは4〜5μmである。このため、現説明の対象である内部配線3と外部配線5について厚く記載し、説明済みの電気絶縁膜6については符号のみを記してその表示を省略している(以下の図についても同じ。)。
【0035】
配線が完了した後、図5(f)に示すように、生リベット40を各貫通孔100に挿通する。
次に、生リベット40を両側からかしめることで、図5(g)に示すように、両端の頭部を環状の凹部110に食い込ませる。この食い込みにより、形成後のリベット4は、強固にかしめられると共に、凹部110内を含めて基部1の表面に形成された内部配線3、外部配線5と接続される。
なお、図5では、挿通する生リベット40として中実リベットを使用する場合について表示したが、胴部が中空の中空リベットを使用することも可能である。
【0036】
次に、基部1として、樹脂等の非導電材を使用して基部501を形成した場合におけるリベットの取り付け方法について説明する。
以下、非導電材として樹脂を使用した基部501を例に説明する。この例では、非導電材を使用しているので、電気絶縁膜6の形成は不要である。
図7図8は、リベット504の取り付け工程を表したものである。
図7(a)に示すように、収容凹部が形成された樹脂製の基部501を用意する。
次に、図7(b)に示すように、基部501の底面部に凹部511を形成し、凹部511の内面を含めた所定領域に内部配線503と外部配線505を形成する。
なお、凹部511については、図6で説明した方法で研削加工により形成するようにしてもよいが、基部501が樹脂なので収容凹部の成型時にあわせて形成するようにしてもよい。
【0037】
次に、図7(c)、図8(d)に示すように、胴部に尖端部が形成された生リベット5040を基部501に突き刺すことで貫通させる。これにより、基部501に貫通孔510が形成される。
なお、図では生リベット5040の胴部が円錐形状の場合を例に説明したが、円柱の端部を尖がらせた形状の生リベットを使用するようにしてもよい。この場合には貫通孔510は生リベットの胴部に合わせた円柱形となる。
また、貫通孔510を生リベット5040で形成するのではなく、凹部511と同様に、樹脂成型時に貫通孔を形成するようにしてもよい。この場合には、図5で説明した円筒形の胴部を有する通常の生リベット40を使用する。
【0038】
次に、生リベット5040を両側からかしめることで、図8(e)に示すように、両端の頭部を環状の凹部511に食い込ませる。この食い込みにより形成後のリベット504は、強固にかしめられると共に、凹部511内を含めて基部501の表面に形成された内部配線503、外部配線505と接続される。
【0039】
なお、説明した実施形態及び変形例では、基部1に収容凹部を形成し底面部に水晶振動子等の電子部品素子を配置すると共に、基部1に電気配線を形成する場合について説明した。
これに対し、平板状に形成した基部1の中央部に電子部品素子を配置すると共に電気絶縁膜6(樹脂で基部を形成する場合には不要)と電気系統(導電接着剤、内部配線、貫通電極、外部配線)を形成し、蓋体2に収容凹部を形成すると共に収容凹部を基部1にかぶせることで密封するようにしてもよい。
【符号の説明】
【0040】
1 基部
2 蓋体
3a、3b 内部配線
4a、4b リベット
5a、5b 外部配線
6 電気絶縁膜
7a、7b 導電性接着材
8 水晶振動子
9 封止材
40 生リベット
100 貫通孔
110 凹部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8