特開 2022-102015 パッケージ、リッド及びパッケージの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022102015

(43)【公開日】2022-07-07

(54)【発明の名称】パッケージ、リッド及びパッケージの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/02 20060101AFI20220630BHJP

   H03H 9/02 20060101ALI20220630BHJP

   H03H 3/02 20060101ALI20220630BHJP

【ＦＩ】

H01L23/02 C

H03H9/02 A

H03H3/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020216474

(22)【出願日】2020-12-25

(71)【出願人】

【識別番号】000149734

【氏名又は名称】株式会社大真空

(74)【代理人】

【識別番号】100086737

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 和秀

(72)【発明者】

【氏名】森本 賢周

【テーマコード（参考）】

5J108

【Ｆターム（参考）】

5J108BB02

5J108CC04

5J108DD02

5J108EE03

5J108EE07

5J108EE14

5J108EE18

5J108GG03

5J108GG09

5J108GG15

5J108GG16

5J108GG20

5J108GG21

5J108KK04

5J108MM01

(57)【要約】

【課題】金属間化合物を偏在させるといった必要がなく、リフロー作業時などの高温に耐えて、気密封止状態を保つことができるパッケージを提供する。
【解決手段】リッド６と、このリッド６と共に内部空間を構成するベース４とを備え、リッド６とベース４とが封止材５を介して接合されて、内部空間が気密封止されるパッケージであって、封止材５は、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する金属、例えば、銅からなる金属間化合物を含む。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

リッドと、該リッドと共に内部空間を構成するベースとを備え、前記リッドと前記ベースとが封止材を介して接合されて、前記内部空間が気密封止されるパッケージであって、
前記封止材は、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する金属からなる金属間化合物を含む、
ことを特徴とするパッケージ。

【請求項2】

金と全率固溶体を形成する前記金属が、銅である、
請求項１に記載のパッケージ。

【請求項3】

前記封止材の前記リッド側には、銅リッチ層を有する、
請求項２に記載のパッケージ。

【請求項4】

前記リッドには、金と全率固溶体を形成する前記金属が、前記ベースに接合される接合領域及び該接合領域外に亘って形成されている、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のパッケージ。

【請求項5】

前記ベースは、底壁部と、該底壁部の周縁部から上方へ延びると共に、周状に形成された側壁部とを有し、前記底壁部と前記側壁部とによって、収納凹部が区画形成され、
前記リッドの周縁部が、前記ベースの前記側壁部の上面に、前記封止材を介して接合されて、前記内部空間としての前記収納凹部が気密封止される、
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のパッケージ。

【請求項6】

前記リッドの前記周縁部と前記ベースの前記側壁部の前記上面とが互いに対向する対向領域の間に、前記封止材の前記金属間化合物が形成されている、
請求項５に記載のパッケージ。

【請求項7】

前記封止材は、前記対向領域よりも前記リッドの内周側に向かって延びる錫からなるフィレットを有する、
請求項６に記載のパッケージ。

【請求項8】

前記封止材は、前記対向領域よりも前記ベースの前記側壁部の外周側に向かって延びる錫からなるフィレットを有する、
請求項６または７に記載のパッケージ。

【請求項9】

前記内部空間が、真空または不活性ガス雰囲気である、
請求項１ないし８のいずれか一項に記載のパッケージ。

【請求項10】

前記内部空間には、電子部品素子が収納される、
請求項１ないし９のいずれか一項に記載のパッケージ。

【請求項11】

前記内部空間に収納される前記電子部品素子は、圧電素子を含む請求項１０に記載のパッケージ。

【請求項12】

ベースと共に内部空間を構成すると共に、前記ベースに接合されて前記内部空間を気密封止するリッドであって、
当該リッドには、金と全率固溶体を形成する金属からなる金属層が、前記ベースに接合される接合領域及び該接合領域外に亘って形成され、
前記接合領域には、前記金属層上に、錫を含む金属ろう材層が形成されている、
ことを特徴とするリッド。

【請求項13】

金と全率固溶体を形成する前記金属が、銅である、
請求項１２に記載のリッド。

【請求項14】

リッドと、該リッドと共に内部空間を構成するベースとを備え、前記リッドと前記ベースとが封止材を介して接合されて、前記内部空間が気密封止されるパッケージの製造方法であって、
前記リッドの前記ベースに接合される接合領域及び該接合領域外に亘って、金と全率固溶体を形成する金属からなる第１金属層を形成すると共に、前記接合領域の前記第１金属層上に、錫を含む金属ろう材層を形成するリッド準備工程と、
前記ベースの前記リッドに接合される接合領域に、金を含む第２金属層を形成するベース準備工程と、
前記リッドと前記ベースとによって構成される前記内部空間に、電子部品素子を収納して、前記リッドと前記ベースとを、前記金属ろう材層と前記第２金属層とが当接するように重ね合せる重ね合せ工程と、
重ね合せた前記リッドと前記ベースとを加熱して、前記金属ろう材層、前記第２金属層及び前記第１金属層を加熱溶融させて前記封止材を生成して、前記リッドと前記ベースとを接合する接合工程とを含み、
前記接合工程では、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する前記金属からなる金属間化合物を含む前記封止材を生成する、
ことを特徴とするパッケージの製造方法。

【請求項15】

金と全率固溶体を形成する前記金属が、銅である、
請求項１４に記載のパッケージの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電デバイス等のパッケージとして好適なパッケージ、このパッケージに使用されるリッド、及び、パッケージの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

この種のパッケージとして、電子部品素子を搭載したベースに、リッドを被せて、電子部品素子が収納された内部空間（キャビティ）を気密に封止したものがある。このようなパッケージでは、ベースとリッドとは、封止材を介して気密に接合される。

【0003】

表面実装される電子部品では、表面実装時のリフロー作業において、２６０度程度の高温に曝されるが、かかる高温のリフロー作業において、ベースとリッドとを接合する封止材が溶融することなく、気密性を保持する必要がある。

【0004】

このため、例えば、特許文献１では、溶融温度が高い金属間化合物を含む接合材を形成して封止するようにし、リフロー作業時などの高温にも金属間化合物が溶融することなく、気密封止状態を保つことができるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５８５３７０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１では、金属間化合物を形成する封止材は、銅(Ｃｕ)と錫(Ｓｎ)とを含んでいるが、溶融時に、銅が錫中に溶け込まないために、金属間化合物を多量に生成するのは難しい。

【0007】

このため、金属間化合物の生成量が少なくても気密封止状態を保つことができるように、生成される金属間化合物を封止材の中央部に偏在させるようにしている。このように金属間化合物を封止材の中央部に偏在させるために、接合層となる金属層を凸状に湾曲させるなどする必要があり、このため、封止工程が複雑になって手間のかかるものとなっている。

【0008】

本発明は、上記のような点に鑑みて為されたものであって、生成される金属間化合物を偏在させるといった必要がなく、リフロー作業時などの高温に耐えて、気密封止状態を保つことができるパッケージ、それに用いるリッド及びパッケージの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。

【0010】

（１）本発明に係るパッケージは、リッドと、該リッドと共に内部空間を構成するベースとを備え、前記リッドと前記ベースとが封止材を介して接合されて、前記内部空間が気密封止されるパッケージであって、
前記封止材は、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する金属からなる金属間化合物を含むものである。

【0011】

本発明に係るパッケージによると、リッドとベースとを接合する封止材は、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する金属からなる高融点の金属間化合物を含んでいるので、リフロー作業時などに高温に曝されても金属間化合物が溶融することなく、内部空間を気密封止状態に保つことができる。

【0012】

また、金属間化合物は、少なくとも錫と金とを含んでいるので、特許文献１のような錫と銅からなる金属間化合物に比べて、金属間化合物を十分に生成することができるので、安定した接合を行うことができる。

【0013】

（２）本発明の好ましい実施態様では、金と全率固溶体を形成する前記金属が、銅である。

【0014】

この実施態様によると、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する銅からなる高融点の金属間化合物を含む封止材によって、内部空間を気密封止状態に保つことができる。

【0015】

（３）本発明の他の実施態様では、前記封止材の前記リッド側には、銅リッチ層を有する。

【0016】

この実施態様によると、錫、金、及び、銅からなる金属間化合物を含む封止材のリッド側に、銅リッチ層を有するので、リッド側に銅層が存在する場合に、この銅層と銅リッチ層との熱膨張率の差が小さくなって実装時等における熱応力の影響を低減できると共に、親和性が良好となって、密着性が向上する。

【0017】

（４）本発明の更に他の実施態様では、前記リッドには、金と全率固溶体を形成する前記金属が、前記ベースに接合される接合領域及び該接合領域外に亘って形成されている。

【0018】

この実施態様によると、金と全率固溶体を形成する金属は、リッドの、ベースに接合される接合領域及び該接合領域外に亘って形成されているので、リッドをベースに接合する際に、金と全率固溶体を形成する金属を、錫と金とが溶融した接合部分へ十分に供給することができる。これによって、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する金属からなる金属間化合物を安定して生成することができる。

【0019】

（５）本発明の他の実施態様では、前記ベースは、底壁部と、該底壁部の周縁部から上方へ延びると共に、周状に形成された側壁部とを有し、前記底壁部と前記側壁部とによって、収納凹部が区画形成され、前記リッドの周縁部が、前記ベースの前記側壁部の上面に、前記封止材を介して接合されて、前記内部空間としての前記収納凹部が気密封止される。

【0020】

この実施態様によると、ベースの底壁部と側壁部とによって、収納凹部が区画形成され、リッドの周縁部が、ベースの側壁部の上面に封止材を介して接合されて、内部空間である収納凹部を気密に封止することができる。

【0021】

（６）本発明の一実施態様では、前記リッドの前記周縁部と前記ベースの前記側壁部の前記上面とが互いに対向する対向領域の間に、前記封止材の前記金属間化合物が形成されている。

【0022】

この実施態様によると、リッドの周縁部とベースの側壁部の上面とが互いに対向する対向領域の間に、高融点の金属間化合物が形成されているので、リフロー作業時などに高温に曝されても、リッドの周縁部とベースの側壁部の上面との間の金属間化合物が溶融することなく、内部空間の気密状態を確実に保持することができる。

【0023】

(７)本発明の他の実施態様では、前記封止材は、前記対向領域よりも前記リッドの内周側に向かって延びる錫からなるフィレットを有する。

【0024】

この実施態様によると、対向領域に形成されている金属間化合物よりもリッドの内周側に向かって延びる錫からなるフィレットを有するので、金属間化合物の内周側が、錫からなるフィレットによって保護され、ベースとリッドとの接合を強固にすることができる。

【0025】

(８)本発明の更に他の実施態様では、前記封止材は、前記対向領域よりも前記ベースの前記側壁部の外周側に向かって延びる錫からなるフィレットを有する。

【0026】

この実施態様によると、対向領域に形成されている金属間化合物よりもベースの側壁部の外周側に向かって延びる錫からなるフィレットを有するので、金属間化合物の外周側が、錫からなるフィレットによって保護され、ベースとリッドとの接合を一層強固にすることができる。

【0027】

(９)本発明の好ましい実施態様では、前記内部空間が、真空または不活性ガス雰囲気である。

【0028】

この実施態様によると、内部空間に収納される電子部品素子が、空気中の湿気や酸素の影響を受けることがなく、特性が劣化したり、不安定となるのを防止することができる。

【0029】

(１０)本発明の他の実施態様では、前記内部空間には、電子部品素子が収納される。

【0030】

この実施態様によると、当該パッケージの内部空間に電子部品素子を収納し、気密に封止して電子デバイスを構成することができる。

【0031】

(１１)本発明の更に他の実施態様では、前記内部空間に収納される前記電子部品素子は、圧電素子を含む。

【0032】

この実施態様によると、当該パッケージの内部空間に圧電素子を収納し、気密に封止して圧電デバイスを構成することができる。

【0033】

(１２)本発明に係るリッドは、ベースと共に内部空間を構成すると共に、前記ベースに接合されて前記内部空間を気密封止するリッドであって、
当該リッドには、金と全率固溶体を形成する金属からなる金属層が、前記ベースに接合される接合領域及び該接合領域外に亘って形成され、前記接合領域には、前記金属層上に、錫を含む金属ろう材層が形成されている。

【0034】

本発明に係るリッドによると、金層を有するベースに、当該リッドの錫を含む金属ろう材層を接合して、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する金属からなる高融点の金属間化合物を生成することができるので、リフロー作業時などに高温に曝されても金属間化合物が溶融することなく、内部空間を気密封止状態に保つことができる。

【0035】

(１３)本発明の好ましい実施態様では、金と全率固溶体を形成する前記金属が、銅である。

【0036】

この実施態様によると、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する銅からなる高融点の金属間化合物によって、内部空間を気密封止状態に保つことができる。

【0037】

(１４)本発明に係るパッケージの製造方法は、リッドと、該リッドと共に内部空間を構成するベースとを備え、前記リッドと前記ベースとが封止材を介して接合されて、前記内部空間が気密封止されるパッケージの製造方法であって、
前記リッドの前記ベースに接合される接合領域及び該接合領域外に亘って、金と全率固溶体を形成する金属からなる第１金属層を形成すると共に、前記接合領域の前記第１金属層上に、錫を含む金属ろう材層を形成するリッド準備工程と、前記ベースの前記リッドに接合される接合領域に、金を含む第２金属層を形成するベース準備工程と、前記リッドと前記ベースとによって構成される前記内部空間に、電子部品素子を収納して、前記リッドと前記ベースとを、前記金属ろう材層と前記第２金属層とが当接するように重ね合せる重ね合せ工程と、重ね合せた前記リッドと前記ベースとを加熱して、前記金属ろう材層、前記第２金属層及び前記第１金属層を加熱溶融させて前記封止材を生成して、前記リッドと前記ベースとを接合する接合工程とを含み、前記接合工程では、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する前記金属からなる金属間化合物を含む前記封止材を生成する。

【0038】

本発明に係るパッケージの製造方法によると、リッド準備工程で、ベースに接合される接合領域及び該接合領域外に亘って、金と全率固溶体を形成する金属からなる第１金属層を形成すると共に、接合領域の第１金属層上に、錫を含む金属ろう材層を形成したリッドを準備し、ベース準備工程で、リッドに接合される接合領域に、金を含む第２金属層を形成したベースを準備する。そして、重ね合せ工程では、内部空間に電子部品素子を収納して、リッドとベースとを、金属ろう材層と第２金属層とが当接するように重ね合せ、接合工程では、重ね合せたリッドとベースとを加熱して、金属ろう材層、第２金属層及び第１金属層を加熱溶融させて、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する金属からなる高融点の金属間化合物を含む封止材を生成するので、リフロー作業時などに高温に曝されても金属間化合物が溶融することなく、内部空間を気密封止状態に保つことができる。

【0039】

また、金属間化合物は、少なくとも錫と金とを含んでいるので、特許文献１のような錫と銅からなる金属間化合物に比べて、金属間化合物を十分に生成することができるので、安定した接合を行うことができる。

【0040】

(１５)本発明の好ましい実施態様では、金と全率固溶体を形成する前記金属が、銅である。

【0041】

この実施態様によると、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する銅からなる高融点の金属間化合物を含む封止材によって、内部空間を気密封止状態に保つことができる。

【発明の効果】

【0042】

本発明によれば、リッドとベースとを接合する封止材は、錫、金、及び、金と全率固溶体を形成する金属からなる高融点の金属間化合物を含んでいるので、リフロー作業時などに高温に曝されても金属間化合物が溶融することなく、内部空間を気密封止状態に保つことができる。

【0043】

また、金属間化合物は、少なくとも錫と金とを含んでいるので、特許文献１のような錫と銅からなる金属間化合物に比べて、金属間化合物を十分に生成することができるので、安定した接合を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0044】

【図1】図１は本発明の一実施形態に係るパッケージを備える水晶振動子の概略断面図である。

【図2】図２は水晶振動片を収納保持したベースの概略平面図である。

【図3】図３は接合前のベース４及びリッド６の一部拡大断面図である。

【図4】図４はベース４とリッド６との接合部分を示す図３に対応する一部拡大断面図である。

【図5】図５は本発明の他の実施形態の図４に対応する一部拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0045】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0046】

図１は、本発明の一実施形態に係るパッケージを備える水晶振動子の概略断面図であり、図２は、水晶振動片を収納保持したベースの概略平面図である。

【0047】

この実施形態の水晶振動子１は、図１に示すように、電子部品素子としての水晶振動片２を収納保持するパッケージ３を備えている。このパッケージ３は、上部が開口した収納凹部を有するベース４と、ベース４の開口部に封止材５を介して接合されるリッド６とを備えている。ベース４及びリッド６によって、水晶振動片２を収納する内部空間７が構成され、ベース４にリッド６が接合されて内部空間７が気密に封止される。

【0048】

ベース４は、セラミック材料を積層して構成される。具体的に、ベース４は、底壁部８と、底壁部８の周縁部の全周から上方へ延びる側壁部９とを有している。ベース４は、底壁部８と側壁部９とによって、内部空間７を構成する収納凹部が区画形成され、上部が開口した平面視矩形状の箱型に形成されている。このベース４は、平面視矩形状の底壁部８に相当するセラミックの一枚板上に、側壁部９に相当するセラミックの環状板を積層して凹状に一体焼成して構成される。

【0049】

このベース４の内底面、すなわち、底壁部８の上面には、図２に示すように、長手方向(図２の左右方向)の一端側の両端に、水晶振動片２が接合される一対の電極パッド１０，１０が形成されている。

【0050】

水晶振動片２には、中央部の表裏に一対の励振電極１１，１１がそれぞれ形成されており、各励振電極１１，１１は、引出し電極を介して、導電性樹脂接着剤や金属バンプ等の導電性接合材１２，１２によって、前記電極パッド１０，１０にそれぞれ電気機械的に接合されている。ベース４の外底面には、当該水晶振動子１を外部の回路基板等に実装するための複数の外部接続端子（図示せず）が形成されており、一対の前記電極パッド１０，１０が、内部の配線を介して外部接続端子に電気的に接続されている。

【0051】

図３は、接合する前のベース４及びリッド６の一部拡大断面図である。

【0052】

ベース４の側壁部９の上面は、リッド６の周縁部との接合面であり、この接合面には、リッド６と接合するための金属層が形成されている。この金属層は、複数層の積層構造からなる。具体的には、ベース４の側壁部９の上面に、タングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）からなるメタライズ層１３と、ニッケル（Ｎｉ）からなるＮｉ層１４と、金（Ａｕ）からなる第２金属層としてのＡｕ層１５とが順に積層されている。メタライズ層１３は、メタライズ材料を印刷した後、セラミック焼成時にベース４に一体的に形成される。Ｎｉ層１４とＡｕ層１５は、メッキ技術によりそれぞれ形成される。メタライズ層１３の厚さは、例えば、１５±７μｍである。Ｎｉ層１４の厚さは、例えば、１．２７～８．８９μｍであり、Ａｕ層１５の厚さは、例えば、０．３０～１．００μｍである。ベース４とリッド６との接合後には、ベース４のＡｕ層１５は、図１に示される封止材５を構成する。Ａｕ層１５は、Ａｕ以外の他の金属を含むものであってもよい。

【0053】

リッド６は、平面視矩形の平板状であって、その外形寸法は、ベース４の外形寸法に比べて小さい。このリッド６は、コバール（Ｆｅ-Ｎｉ-Ｃｏ系合金）や４２アロイ（Ｆｅ-Ｎｉ系合金）からなるリッド本体６ａの全面に、金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する金属、この実施形態では、銅（Ｃｕ）からなる第１金属層としてのＣｕ層１７が形成され、このＣｕ層１７の全面に錫（Ｓｎ）からなるＳｎ層１８が形成されている。Ｃｕ層１７及びＳｎ層１８は、例えばメッキ技術によりそれぞれ形成される。

【0054】

リッド本体６ａの厚さは、例えば、８０μｍであり、Ｃｕ層１７の厚さは、例えば、３～１０μｍである。また、Ｓｎ層１８の厚さは、例えば、１～１．５μｍである。

【0055】

リッド６の周縁部のベース４との接合領域には、錫(Ｓｎ)を含む金属ろう材層、この実施形態では、ＳｎからなるＳｎろう材層１９が形成されている。このＳｎろう材層１９は、リッド６の接合面側の周縁部に沿って矩形環状に形成されている。リッド６の周縁部のベース４との接合領域に形成される金属ろう材層は、Ｓｎ以外の他の金属を含むものであってもよい。

【0056】

Ｓｎろう材層１９の厚さは、例えば、１０～３０μｍである。ベース４とリッド６との接合後には、リッド６のＳｎろう材層１９、Ｓｎ層１８、及び、Ｃｕ層１７の一部は、図１に示される封止材５の一部となる。

【0057】

リッド６のＳｎろう材層１９の厚さが、例えば、１０～３０μｍであるのに対して、ベース４のＡｕ層１５の厚さは、上記のように０．３０～１．００μｍであり、Ａｕに比べて、Ｓｎが十分存在しているので、ベース４とリッド６との接合の際に、Ａｕは全てＳｎ中に溶融し、封止材５のＡｕの平均原子濃度は、例えば、２～１０ａｔ％程度となる。

【0058】

次に、この実施形態のパッケージ３の製造方法について説明する。

【0059】

先ず、リッド６を準備する工程を実施する。このリッド準備工程では、コバールや４２アロイからなるリッド本体６ａの、ベース４に接合される接合領域及び接合領域外に亘る領域、この実施形態では、リッド本体６ａの全面に、金（Ａｕ）と全率固溶体を形成する銅（Ｃｕ）からなる第１金属層としてのＣｕ層１７を形成する。更に、濡れ性を高めるために、Ｃｕ層１７の全面にＳｎ層１８を形成する。次に、リッド６の周縁部のベース４との接合領域に、錫（Ｓｎ）を含む金属ろう材層としてのＳｎろう材層１９を形成する。

【0060】

次に、ベース４を準備する工程を実施する。このベース準備工程では、ベース４の側壁部９の上面に、タングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）からなるメタライズ層１３と、ニッケル（Ｎｉ）からなるＮｉ層１４とを積層形成し、更に、金（Ａｕ）を含む第２金属層としての金（Ａｕ）からなるＡｕ層１５を形成する。

【0061】

上記のようにして準備されたリッド６とベース４とによって構成される内部空間に、水晶振動片２を収納してリッド６とベース４とを重ね合わせる重ね合わせ工程を実施する。この重ね合わせ工程では、ベース４の収納凹部に水晶振動片２を収納し、水晶振動片２の励振電極１１，１１を、ベース４の電極パッド１０，１０に導電性接合材１２によってそれぞれ接合する。リッド６は、そのＳｎろう材層１９と、ベース４のＡｕ層１５とが、当接するように重ね合わされる。水晶振動片２を収納搭載したベース４とリッド６との重ね合わせは、真空雰囲気あるいは窒素ガス等の不活性ガス雰囲気で行われる。

【0062】

次に、重ね合せたリッド６とベース４とを、真空雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気中で加熱して接合する接合工程を実施する。この接合工程では、Ｓｎろう材層１９、Ａｕ層１５及びＣｕ層１７を加熱溶融させる。このとき、ベース４の表層のＡｕ層１５が、リッド６のＳｎろう材層１９中に溶融拡散し、ＳｎとＡｕが混在した溶融状態となる。この混在して溶融しているＳｎとＡｕ中に、その周囲に十分存在しているＣｕが取り込まれて、Ｓｎ、Ａｕ、及び、Ｃｕからなる金属間化合物（例えば、Ｃｕ_６Ｓｎ_５や、Ｃｕ_３Ｓｎ）を含む封止材５が生成される。その後、加熱を停止して封止材５を冷却固化させる。これによって、ベース４とリッド６とは、封止材５を介して接合され、内部空間７が気密に封止される。

【0063】

封止材５に含まれるＳｎ、Ａｕ、及び、Ｃｕからなる金属間化合物は、ＳｎとＡｕとの金属間化合物におけるＡｕの一部が、Ａｕと全率固溶体を形成するＣｕに置き換わったものであると考えられる。

【0064】

このようにＡｕの一部を、Ａｕと全率固溶体を形成するＣｕに置き換えることによって、Ｃｕが含まれている分だけＡｕの含有量を低減することができ、これによって、水晶振動子１のコストの削減を図ることができる。

【0065】

図４は、ベース４とリッド６との接合部分を示す図３に対応する一部拡大断面図である。

【0066】

封止材５は、リッド６の周縁部とベース４の側壁部９の上面とが互いに対向する対向領域の間の中心部５ａと、その内外にそれぞれ形成された内側フィレット部５ｂ及び外側フィレット部５ｃとを備えている。

【0067】

封止材５の中心部５ａは、金属間化合物から主に構成されており、ＳｎとＡｕからなる金属間化合物、及び、ＳｎとＡｕとＣｕからなる金属間化合物を含んでいる。

【0068】

このようにリッド６の周縁部とベース４の側壁部９の上面とが互いに対向する対向領域に存在する中心部５ａは、高融点の金属間化合物から構成されているので、耐熱性が向上し、水晶振動子１の実装時のリフロー時の高温にも耐えることができる。

【0069】

具体的には、本実施形態に係る封止材５の中心部５ａは、少なくとも３３０℃以下の温度では溶融しない。

【0070】

この中心部５ａの上側の部分、すなわち、リッド６のＣｕ層１７に近い側の部分は、Ｃｕの含有率が、他の部分に比べて高いＣｕリッチ層となっている。

【0071】

このように封止材５の中心部５ａの上側の部分は、Ｃｕリッチ層となっているので、その上方のリッド６のＣｕ層１７との熱膨張率の差が小さくなって実装時等における熱応力の影響を低減できると共に、親和性が良好となって、密着性が向上する。

【0072】

封止材５の中心部５ａの内外の部５ｂ，５ｃは、Ｓｎから構成されている。

【0073】

内側フィレット部５ｂは、ベース４の側壁部９の上面の内周側の端縁からリッド６の下面に向けて内周側に張り出すように形成されている。外側フィレット部５ｃは、リッド６の下面の外周側の端縁からベース４の上面の外周側の端縁へ張り出すように形成されている。

【0074】

このようにＳｎからなる内側フィレット部５ｂ及び外側フィレット部５ｃによって、中心部５ａの金属間化合物を覆って保護することができる。また、内側フィレット部５ｂ及び外側フィレット部５ｃは、それぞれ内外に張り出すように形成されているので、ベース４とリッド６との接合を強固にすることができると共に、より確実な気密封止が可能となる。

【0075】

Ｓｎからなる外側フィレット５ｃ部は、図５に示すように、ベース４の側壁部９の上面からリッド６の周壁の上端縁まで延びてリッド６の周壁を覆うように形成してもよい。

【0076】

これによって、ベース４とリッド６との接合をより強固にすることができると共に、一層確実な気密封止が可能となる。

【0077】

上記実施形態では、金と全率固溶体を形成する金属として銅を使用したが、銅に限らず、ニッケルなどを使用してもよい。

【0078】

上記実施形態では、パッケージ３の内部空間７には、電子部品素子として圧電素子である水晶振動片(水晶素子)を収納した水晶振動子１に適用したが、水晶振動子に限らず、水晶発振器や水晶フィルタ等の圧電デバイスのパッケージに適用することができる。

【0079】

また、パッケージの内部空間には、圧電素子や集積回路素子等の電子部品素子に限らず、水晶振動子や水晶発振器等の圧電振動デバイスを収納してもよい。

【0080】

例えば、両主面に励振電極が形成された水晶からなる圧電振動板を、各励振電極をそれぞれ覆うように水晶等からなる第１，第２封止部材で封止した３層（サンドイッチ）構造の圧電振動子、両主面に励振電極が形成されると共に、実装端子となる金属膜が形成された水晶からなる圧電振動板を、各励振電極をそれぞれ覆うように、樹脂製のフィルムからなる第１，第２封止部材で封止した圧電振動子、あるいは、上記３層（サンドイッチ）構造の圧電振動子、発振回路用ＩＣ、ヒータ、ヒータ制御用ＩＣ等を水晶基板に搭載した恒温槽型圧電発振器などの圧電振動デバイスを収納してもよい。

【0081】

上記リッド６は、クラッド材で構成してもよく、例えば、コバール材を、表面にＳｎ層を形成したＣｕ材で挟み込んだ状態で圧延してクラッド化し、これを打ち抜き加工し、その後、Ｓｎろう材層を形成してもよい。

【0082】

上記実施形態では、ベース４は、電子部品素子を搭載する凹部を有し、リッド６は、平板状であったが、本発明の他の実施形態として、平板状のベースに、電子部品素子を搭載し、凹部を有するリッドを、ベース上の電子部品素子を覆うように被せるようにしてもよく、電子部品素子を搭載したベースとリッドとの両者が凹部を有する構成としてもよい。

【0083】

また、ベースは、平板状の基板部の上面に上枠部を形成して上側凹部を区画形成する一方、基板部の下面に下枠部を形成して下側凹部を区画形成し、上下にそれぞれ凹部を有する構造、いわゆる、断面Ｈ型の構造であってもよい。

【符号の説明】

【0084】

１ 水晶振動子
２ 水晶振動片
３ パッケージ
４ ベース
５ 封止材
５ａ 中心部
５ｂ 内側フィレット部
５ｃ 外側フィレット部
６ リッド
６ａ リッド本体
７ 内部空間
８ 底壁部
９ 側壁部
１５ Ａｕ層
１７ Ｃｕ層
１８ Ｓｎ層
１９ Ｓｎろう材層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】