陶瓷封裝的製作方法

2023-07-13 12:21:06 3

陶瓷封裝的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種供晶體振子等的電子器件安裝、能夠在開口部的周圍平坦地接合金屬框、並且具有能夠可靠地進行開口部的密封的空腔的陶瓷封裝。一種陶瓷封裝(1)，包括：陶瓷製的封裝主體(2)，其具有俯視時呈矩形的表面(3)以及背面(4)，並在該表面(3)具有開口的空腔(6)；第1金屬層(11)，其形成於俯視時呈框狀的上述表面(3)；以及第2金屬層(12)，其在該第1金屬層(11)的表面(10)形成為框狀，並且該第2金屬層(12)沿封裝主體(2)的內外方向的寬度(w2)比該第1金屬層11沿封裝主體(2)的內外方向的寬度(w1)窄；在俯視時第2金屬層(12a)的在上述表面3的各角部(C)處的沿上述內外方向的寬度(w2)比在俯視時上述第2金屬層(12)的在除各角部(C)之外的區域中的沿上述內外方向的寬度(w1)窄。
【專利說明】陶瓷封裝
【技術領域】
[0001]本發明涉及例如供晶體振子、半導體元件或者壓電元件等的電子器件安裝、並且具有能夠可靠地進行開口部的密封的空腔的陶瓷封裝。
【背景技術】
[0002]例如，為了密封陶瓷封裝的空腔的開口部而提高釺焊於該開口部的金屬制密封環的釺焊強度，提出了以如下方式形成的陶瓷封裝的密封構造:在空腔的外周圍呈層狀印刷第I層金屬圖案，在該圖案的表面並且沿內外方向的中間以恆定的寬度印刷高熔點金屬而形成成為釺料堆積用的第2層厚膜圖案，沿該兩個圖案的上方形成內外方向的剖面成為帽形狀的較薄的第3層金屬圖案，並且在該第3層圖案的上方藉助釺料釺焊上述密封環(金屬框)，之後，在該環之上熔敷蓋(金屬制的蓋)(例如，參照專利文獻I)。
[0003]另一方面，也提出了如下電子器件容納用封裝:在包圍俯視時呈四邊形狀並且供電子器件容納的凹部(空腔)的開口部的絕緣基體的大致整個表面上將第I層金屬層形成為框狀，而且僅在第I層金屬層中的除上述表面的角部之外的四個邊的每個邊部分形成呈帶狀並且寬度比第I層金屬層的寬度窄的第2層金屬層，使第I層與第2層的金屬層整體的厚度即使在邊部分與角部之間也變得均勻，從而抑制了藉助釺料而釺焊於上述第I層金屬層與第2層金屬層的上方的金屬框體的變形(例如，參照專利文獻2)。
[0004]但是，若如上述專利文獻I那樣，以恆定的寬度沿包圍空腔的開口部的整個周圍形成上述第2層厚膜圖案，則由於四個角的角部處的厚度比四個邊的邊部處的厚度厚，因此在藉助第3層較薄的金屬圖案釺焊密封環時，該環的表面成為不均勻的高度。結果，即使在該環的表面上焊接金屬蓋，有時也不能進行空腔的密封。並且，由於上述釺料在角部處相對較厚，因此伴隨著釺焊上述環時的該釺料的冷卻而產生的熱應力、通過上述焊接而接合的金屬蓋的熱收縮有時會導致在角部的表面附近產生陶瓷剝離。
[0005]另一方面，若如上述專利文獻2那樣，僅在包圍空腔的開口部的四個邊的邊部呈帶狀形成第2層金屬層，則在直線的邊部與角部之間產生高度差。結果，在沿第I層以及第2層金屬層之上釺焊金屬框時，由於該金屬框產生傾斜，因此有時不能利用焊接於該金屬框之上的金屬蓋密封空腔。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開平9 — 139439號公報(第I?6頁，圖1?6)
[0009]專利文獻2:日本特開2010 - 135711號公報(第I?15頁，圖1?4)

【發明內容】

[0010]本發明的課題在於，解決在【背景技術】中說明的問題，提供一種供晶體振子等的電子器件安裝、能夠在開口部的周圍平坦地接合金屬框、並且具有能夠可靠地進行密封的空腔的陶瓷封裝。[0011]本發明為了解決上述課題，立意於如下方面而完成:在包圍空腔的開口部的封裝主體的表面，在形成於大致整個該表面的第I金屬層的表面之上將寬度比該第I金屬層的寬度窄的第2金屬層形成為，使該第2金屬層的在直線的邊部處的寬度與角部處的寬度不同等等。
[0012]S卩，本發明的第I陶瓷封裝(技術方案I)的特徵在於，該陶瓷封裝包括:陶瓷製的封裝主體，其具有表面以及背面，並在該表面具有開口的空腔；第I金屬層，其形成於俯視時呈框狀的上述表面；以及第2金屬層，其在該第I金屬層的表面形成為框狀，並且該第2金屬層沿封裝主體的內外方向的寬度比該第I金屬層沿封裝主體的內外方向的寬度窄；在俯視時上述第2金屬層的在上述表面的角部處的沿上述內外方向的寬度比在俯視時上述第2金屬層的在除上述角部之外的區域中的沿上述內外方向的寬度窄。
[0013]另外，在上述陶瓷中包含氧化鋁等的高溫燒結陶瓷、或者作為低溫燒結陶瓷的一種的玻璃一陶瓷等。
[0014]另外，上述表面的角部指的是，位於俯視時呈矩形狀的空腔的側面處的的每個內角、且被俯視時與圓弧面的兩端交叉並且相互正交的兩條沿內外方向的一對虛擬線夾著的區域。換言之，除角部之外的區域指的是不包含角部的封裝主體的表面(邊部)。
[0015]或者，在上述封裝主體以及空腔呈俯視時長圓形狀的方式中的角部指的是，除了相對的一對直線狀的邊部之外的一對半圓形部分中的、俯視時呈圓形的四分之一的扇形狀的區域。
[0016]而且，上述內外方向是在俯視上述封裝主體時連結空腔的中央部與包圍該空腔的開口部的上述框狀的表面之間的放射方向。
[0017]另外，上述第I金屬層以及上述第2金屬層在上述陶瓷為高溫燒結陶瓷的情況下使用W或者Mo以及它們的合金，在上述陶瓷為低溫燒結陶瓷的情況下使用Ag或者Cu等。
[0018]而且，在上述第I陶瓷封裝中，第2金屬層的在角部處的寬度是第2金屬層的在邊部處的寬度的20?80%。
[0019]另外，在上述第I以及上述第2金屬層的表面(露出面)覆蓋有鍍Ni膜或鍍Au膜。
[0020]此外，上述第I陶瓷封裝也可以將陶瓷封裝做成在俯視時多個陶瓷封裝呈縱橫相鄰地並列設置而成的組合的方式。
[0021]另外，本發明的第2陶瓷封裝(技術方案2)的特徵在於，該陶瓷封裝包括:陶瓷製的封裝主體，其具有表面以及背面，並具有在該表面開口的空腔；第I金屬層，其形成於俯視時呈框狀的上述表面；帶狀的第2金屬層，其在該第I金屬層的表面上的除各角部之外的區域形成為帶狀，並且該第2金屬層沿封裝主體的內外方向的寬度比該第I金屬層沿封裝主體的內外方向的寬度窄；以及俯視時呈圓形的第3金屬層，其形成於各角部，並且同與其相鄰的上述帶狀的第2金屬層間隔開；俯視時的上述圓形的第3金屬層的直徑小於上述帶狀沿第2金屬層的內外方向的寬度。
[0022]另外，上述第2陶瓷封裝的封裝主體中的上述表面以及上述背面在俯視時主要呈矩形(正方形或者長方形)，但並不限定於該矩形。另外，上述第2陶瓷封裝中，圓形的第3金屬層的在角部處的直徑比帶狀的第2金屬層的在邊部處的寬度窄，具體而言是該第2金屬層的20?80%。而且，出於確保後述的釺料的流動性的觀點，期望位於上述圓形的第3金屬層和與該第3金屬層相鄰的帶狀的第2金屬層之間的、僅由上述第I金屬層構成的間隙是上述第3金屬層的直徑的3倍以下。
[0023]此外，上述第2陶瓷封裝也可以做成將多個該封裝在俯視時呈縱橫相鄰地並列設置而成的組合的方式。
[0024]而且，本發明的第3陶瓷封裝(技術方案3)的特徵在於，該陶瓷封裝包括:陶瓷製的封裝主體，其具有表面以及背面，並具有在該表面開口的空腔；第I金屬層，其形成於俯視時呈框狀的上述表面；第2金屬層，其在該第I金屬層的表面上形成為框狀，並且該第2金屬層沿封裝主體的內外方向的寬度比該第I金屬層沿封裝主體的內外方向的寬度窄；以及金屬框，其藉助釺料而接合於上述第I金屬層以及第2金屬層的上方；俯視時位於上述第I金屬層的在上述表面的角部處的上側並且位於第2金屬層的外側的上述釺料的外側面與上述第I金屬層的表面之間所成的傾斜角度比俯視時位於上述第I金屬層的在上述表面的除上述角部之外的上側並且位於第2金屬層的外側的上述釺料的外側面與上述第I金屬層的表面之間所成的傾斜角度小。
[0025]另外，上述第3陶瓷封裝是通過對於上述第I陶瓷封裝進一步在上述第I金屬層以及上述第2金屬層的上方藉助釺料而接合金屬框而獲得。
[0026]另外，在上述第3陶瓷封裝中，各角部處的上述釺料的外側面為側視時朝下凸的彎曲面(通稱圓角)。與此相對，邊部處的上述釺料的外側面成為側視時朝上凸的彎曲面和朝下凸的彎曲面中的任一者。該外側面也可以是上端部到達上述第2金屬層的外側面、或者在垂直剖面的中間彎曲的方式。
[0027]而且，上述金屬框(環型金屬零件)例如使用科瓦鐵鎳鈷合金(Fe-29wt%N1-17wt % Co)、42 合金(Fe_42wt % Ni)、或者 194 合金(Cu_2.3wt % Fe-0.03wt % P)。而且，上述釺料例如使用Ag釺焊(Ag-15wt% Cu)。
[0028]此外，上述第I金屬層的表面是用於確定上述傾斜角度的架空(日文:架空)的水平面，並且位於第2金屬層的外側的上述釺料的外側面是自該外側面的外端緣沿內外方向並且朝向斜上方的架空的切線。
[0029]另外，在本發明中包含一種陶瓷封裝(技術方案4)，在上述第I金屬層的表面，上述第2金屬層形成於在上述封裝主體的內外方向上比該封裝主體中的第I金屬層的外側面側的端部靠上述空腔側的端部的位置，並且，上述第2金屬層的在角部處的上述內外方向的位置形成於比上述第2金屬層的在上述表面的除角部之外的區域中的上述內外方向的位置靠上述空腔側的端部的位置。
[0030]另外，上述區域是在上述第I金屬層的表面上的除各角部之外的邊部。
[0031]而且，在本發明中包含一種陶瓷封裝(技術方案5)，上述封裝主體在上述背面也與在上述表面上開口的上述空腔相對稱地具有與上述相同的空腔。
[0032]另外，也可以做成組合如下陶瓷封裝的方式:該陶瓷封裝在封裝主體的表面側具有空腔、第1、第2金屬層、釺料、以及已被釺焊的金屬框，並且具有在該封裝主體的背面開口的空腔。
[0033]根據技術方案I的陶瓷封裝，上述第2金屬層的俯視時在上述框狀的表面的角部處的沿內外方向的寬度形成為比該俯視時在除上述角部之外的區域(直線狀的邊部)的沿內外方向的寬度窄。因此，相比於如專利文獻I那樣沿表面的整周形成相同的寬度的情況，第2金屬層在角部和除該角部之外的邊部處的厚度變得較均勻。因而，易於使隨後釺焊在第I以及第2金屬層的上方的金屬框以與封裝主體的表面平行的方式平坦地進行接合。
[0034]而且，通過使位於角部的第2金屬層的厚度薄於上述以往的使寬度在整個表面上恆定的方式的厚度，抑制了該角部與邊部之間的厚度之差，使第2金屬層的厚度在所有角部與邊部這兩者處變得均勻。因此，在製造時，在燒結層疊多個生片而成的燒結前(未燒結)的封裝主體時，抑制了角部的表面拱起的情況。
[0035]並且，在上述角部，在第I金屬層的上側並且是第2金屬層的外側的位置，將為了隨後釺焊金屬框而使用的釺料所配設的空間(space)的剖面形狀形成為與以往相比厚度變薄、並且沿內外方向變寬的形狀。結果，即使在於上述空間中以與以往大致相同的量配設了用於接合金屬框的釺料的情況下，也能夠以較高的釺焊強度並且以不會與該釺料之間產生縫隙的方式接合金屬框，並且能夠減少伴隨著上述釺焊而產生的熱應力所導致的表面附近的陶瓷的剝離。
[0036]根據技術方案2的陶瓷封裝，上述帶狀的第2金屬層沿俯視時第I金屬層的除上述框狀的表面的角部之外的區域(邊部)中的表面的形成，並且在角部，俯視時呈圓形並且直徑比帶狀的第2金屬層的寬度小的圓形的第3金屬層以同與其相鄰的帶狀的第2金屬層之間間隔開的方式形成。結果，位於每個角部的圓形的第3金屬層與位於邊部的帶狀的第2金屬層之間的厚度變得較均勻。因而，易於使隨後釺焊於第I以及第2金屬層的上方的金屬框以與封裝主體的表面平行的方式平坦地進行接合。
[0037]而且，通過使位於角部的圓形的第3金屬層的厚度薄於上述以往的使寬度在整個表面上恆定的方式的厚度，抑制了該角部與邊部之間的厚度之差，使第2以及第3金屬層的厚度在所有角部與邊部這兩者處變得均勻。因此，在製造時，在燒結層疊多個生片而成的未燒結的封裝主體時，能夠抑制角部拱起的情況。
[0038]並且，在上述角部，在第I金屬層的上側並且是圓形的第3金屬層的外側的位置，將用於配設為了隨後釺焊金屬框而使用的釺料的空間(space)的剖面形狀形成為與以往相比厚度變薄、並且沿內外方向變寬的形狀。結果，即使在於上述空間中以與以往大致相同的量配設了用於接合金屬框的釺料的情況下，也能夠以較高的釺焊強度並且用無縫隙的釺料接合該金屬框，並且能夠減少伴隨著該金屬框的釺焊而產生的熱應力所導致的表面附近的陶瓷的剝離。
[0039]根據技術方案3的陶瓷封裝，位於第I金屬層的在上述表面的角部處的上側、並且位於第2金屬層的外側的上述釺料的外側面與第I金屬層的表面之間所成的傾斜角度小於位於俯視時第I金屬層的在表面的除角部之外的邊部處的上側、並且位於第2金屬層的外側的上述釺料的外側面與第I金屬層的表面之間所成的傾斜角度。換言之，在角部，位於第2金屬層的外側的釺料相比於位於邊部的相同位置的釺料薄壁且沿內外方向較長，利用相對較高的釺焊強度將第I金屬層與金屬框相接合。因而，能夠將金屬框平坦且穩固地接合於封裝主體的表面，並且能夠可靠地對該金屬框實施熔敷金屬蓋等的密封。而且，由於能夠抑制熔融的釺料在角部的流動不足，因此能夠在封裝主體中的表面的整周上防止因釺料不足所導致的縫隙的缺陷。
[0040]根據技術方案4的陶瓷封裝，第2金屬層形成於俯視時在第I金屬層的表面上靠上述空腔側的端部的位置，並且在角部形成於比除該角部之外的區域更靠空腔側的端部的位置。結果，加之上述角部的較窄的寬度，在第I金屬層的上側並且在第2金屬層的外側的位置，將用於配設為了隨後釺焊金屬框而使用的釺料的空間的剖面形狀形成為與以往相比變薄、並且在內外方向上較寬的形狀。因而，即使在於上述空間中以與以往大致相同的量配設了用於接合金屬框的釺料的情況下，也能夠以較高的釺焊強度並且以不會與該釺料之間產生縫隙的方式接合金屬框，並且能夠防止因該金屬框的釺焊而產生的熱應力所導致的表面附近的陶瓷的剝離。
[0041]根據技術方案5的陶瓷封裝，由於在封裝主體的表面側與背面側兩者形成了空腔，因此能夠在於該背面開口的空腔的底面(頂面)安裝不像在於表面開口的空腔中安裝的晶體振子那樣需要密封的IC晶片等的電子器件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1是表示本發明的第I陶瓷封裝的俯視圖。
[0043]圖2是沿圖1中的X — X線的箭頭觀看到的邊部分的局部放大剖視圖以及表示該部分處的第3陶瓷封裝的局部剖視圖。
[0044]圖3是沿圖1中的Y — Y線的箭頭觀看到的角部的局部放大剖視圖以及表示該部分處的第3陶瓷封裝的局部剖視圖。
[0045]圖4是不同方式的第I陶瓷封裝中的與圖2相同的局部放大剖視圖和表示該部分處的第3陶瓷封裝的局部剖視圖。
[0046]圖5是不同方式的第I陶瓷封裝中的與圖3相同的局部放大剖視圖和表示該部分處的第3陶瓷封裝的局部剖視圖。
[0047]圖6是表示角部處的不同方式的第2金屬層的局部俯視圖。
[0048]圖7是表示角部處的另一方式的第2金屬層的局部俯視圖。
[0049]圖8是表示角部處的另一不同方式的第2金屬層的局部俯視圖。
[0050]圖9是表示本發明的第2陶瓷封裝的俯視圖。
[0051]圖10是表示另一不同方式的第I陶瓷封裝的俯視圖。
[0052]圖11是表示第I陶瓷封裝的應用方式的垂直剖視圖。
【具體實施方式】
[0053]以下，對用於實施本發明的方式進行說明。
[0054]圖1是表示本發明的第I陶瓷封裝I的俯視圖，圖2的左側是沿圖1中的X — X線的箭頭觀看到的邊部分的局部放大剖視圖，圖3的左側是沿圖1中的Y — Y線的箭頭觀看到的角部的局部放大剖視圖。
[0055]如圖1?圖3所示，第I陶瓷封裝I包括:封裝主體2，其具有俯視時呈框狀的表面3以及俯視時呈長方形(矩形)的背面4，並且具有開口於該表面3的空腔6;以及沿上述表面3形成的第I金屬層11和第2金屬層12。
[0056]上述封裝主體2是包含四個邊的外側面5、且層疊多個陶瓷層而成的箱狀體，該多個陶瓷層例如由氧化鋁等的陶瓷S構成。另外，上述空腔6由俯視時呈長方形且夾著四個角的圓弧邊的底面7、夾著四個角的圓弧面的四個側面8、位於圖1的左側且與短邊的側面8相鄰而突出的一對基座9構成。在該一對基座9的各個上表面上形成有與隨後安裝的晶體振子等的電子器件的外部端子相連接的電極(均未圖示)。該電極例如由W或者Mo等構成。
[0057]如圖1以及圖2的左側、圖3的左側所示，第I金屬層11在上述表面3的大致整個面上以相對較均勻的厚度形成。
[0058]另一方面，在表面3中的除了四個角部C之外的區域(以下，設為邊部)形成的第2金屬層12沿著封裝主體2的內外方向的寬度wl比第I金屬層11沿著內外方向的寬度窄，並且第2金屬層12a的位於每個角部C的沿著內外方向的寬度w2比上述寬度wl窄。具體而言，第2金屬層12a的在角部C處的寬度《2是邊部處的第2金屬層的寬度wl的20%?80%。在俯視時,與邊部的第2金屬層12相比,角部C的第2金屬層12a形成在俯視時外側的曲面更接近內側的曲線這樣的圖案。
[0059]並且，如圖2的左側所示，在第I金屬層11的沿封裝主體2的內外方向的內外方向上，位於表面3的邊部的第2金屬層12形成在第I金屬層11的靠近距空腔6側的端部的位置，第I金屬層11距空腔6側的端部的距離LI比第2金屬層12距封裝主體2的外側面5側的端部的距離L2短。
[0060]另外，如圖3的左側所示，在第I金屬層11的沿封裝主體2的內外方向的內外方向上，位於表面3的角部C的第2金屬層12a以距封裝主體2的外側面5側的端部的距離L3大於距空腔6側的端部的距離LI的方式形成在比封裝主體2的外側面5靠空腔6側的端部的位置。
[0061]另外，上述第I金屬層11以及第2金屬層12、12a也由W或者Mo等構成，它們的表面(暴露面)僅被鍍Ni膜覆蓋，或者被鍍Ni膜與鍍Au膜這兩者覆蓋。另外，如在圖1中的右上側所例示的那樣，上述角部C指的是位於空腔6的側面8、8之間的每個內角、且被俯視時與圓弧面的兩端交叉並且相互正交的兩條沿內外方向延伸的虛擬的一對單點劃線夾著的區域。
[0062]而且，第I金屬層11與通路導體的一端連接，該通路導體沿垂直方向貫穿封裝主體2中的、至少一個包圍空腔6的側壁，該通路導體與背面4側的外部端子(均未圖示)電連接，該背面4側的外部端子也與上述基座9的各端子相導通。
[0063]此外，在上述框狀的表面3上將第I金屬層11形成於稍微離開封裝主體2中的四個邊的外側面5的位置是因為，在將陶瓷封裝I做成在俯視時多個陶瓷封裝I呈縱橫相鄰地配置的方式的情況下，在將配設在相鄰的陶瓷封裝1、1的第I金屬層11以及第2金屬層12的上方的下述釺料熔融而為了在這些陶瓷封裝I上接合金屬框時，預防該相鄰的陶瓷封裝I的釺料之間呈架橋狀彼此相連的不良情況。
[0064]如圖2以及圖3的右側所示，對上述這種第I陶瓷封裝1，以遍及形成於框狀的表面3並且表面被實施了鍍Ni的第I金屬11以及第2金屬12、12a的上方的方式配置被預先預成形為薄片框形狀的釺料，並在該釺料之上載置金屬框20，之後加熱上述釺料而使其熔融。另外，上述釺料例如由Ag-15wt% Cu的Ag釺料構成,上述金屬框20例如由科瓦鐵鎳鈷合金構成，並在俯視時呈矩形框狀。
[0065]結果，如圖示那樣，能夠獲得藉助第I金屬層11的上側並且第2金屬層12、12a的外側以及內側的釺料14、16接合有俯視時呈矩形框狀的金屬框(環)20而成的第3陶瓷封裝lb。其中，在表面3的邊部以及角部C處的第2金屬層12、12a的內側，分別具備相同的截面並且具有面向空腔6側的縱長的彎曲面17的釺料16在被第I金屬層11以及第2金屬層12、12a與金屬框20所包圍的空間內凝固。
[0066]另一方面，如圖2的右側與圖3的右側所示，在表面3的邊部以及角部C處的第2金屬層12、12a的外周側凝固有釺料14，該釺料14被該第2金屬層12、12a、第I金屬層11的表面10、以及金屬框20包圍、且在第I金屬層11的最外部與金屬框20的最外部之間具有朝下凸的彎曲的外側面15。
[0067]而且，如圖示那樣，角部C的釺料14中的、在第I金屬層11的表面10和與外側面15的最外緣部相切的切線s之間所成的傾斜角度Θ 2小於邊部的釺料14中的、在第I金屬層11的表面10和與外側面15的最外緣部相切的切線s之間所成的傾斜角度Θ I。
[0068]上述傾斜角度Θ 2小於上述傾斜角度Θ I是因為，角部C的第2金屬層12a的寬度w2比邊部的第2金屬層12的寬度wl窄，並且角部C的第2金屬層12a在表面3的內外方向上比邊部的第2金屬層12靠空腔6側而形成，並且在角部C的第2金屬層12a的外側形成了相對較大的空間。並且，在角部C的第2金屬層12a的外側，相比於金屬框20的外側面，第I金屬層11沿內外方向比邊部更長地向外側突出，因此在該第I金屬層11的表面10上，相對較薄的釺料14伴隨著較緩地傾斜的外側面15而形成。
[0069]結果，能夠提高角部C處的因釺料14帶來的第I金屬層11與金屬框20之間接合的接合強度，並且，能夠在表面3的整周上無縫隙地連續形成外側的釺料14。
[0070]另外，第I金屬層11的上述表面10是與封裝主體2的表面3平行的虛擬線。另夕卜，包含外側面15的釺料14的最外側的薄壁部分被稱作所謂的圓角。
[0071]根據上述這種第I陶瓷封裝1，對於第2金屬層12、12a，由於俯視時呈框狀的表面3的在角部C處的沿內外方向的寬度w2比在邊部處的沿內外方向的寬度wl窄，因此角部C與邊部處的第2金屬層12、12a的厚度變得相對較均勻。結果，能夠使隨後被釺焊在第I金屬層11以及第2金屬層12的上方的金屬框20以與封裝主體2的表面3平行的方式進行接合。
[0072]而且，由於角部C的第2金屬層12a的厚度與以往的、使寬度在整個表面上恆定的方式相比變薄，並抑制了角部C與邊部的厚度之差，因此第2金屬層12、12a的厚度在整個表面3上變得均勻。因此，在製造時，在燒結層疊多個生片而成的未燒結的封裝主體時，也抑制了角部C的表面3附近拱起的情況。
[0073]並且，在第2金屬層12a的上述角部C處的外側的位置，配設用於隨後對金屬框20進行釺焊的釺料14的空間的形狀相比於以往變薄，並且在內外方向上稍微變寬，因此即使在上述空間內以與以往大致相同的量配設用於接合金屬框20的釺料14時，也能夠以較高的釺焊強度將金屬框20無縫隙地接合於釺料14，並且該也能夠減少由伴隨著釺焊的熱應力所引起的表面3附近的陶瓷S的剝離。
[0074]另一方面，根據在第I陶瓷封裝I上釺焊了金屬框20而成的上述那種第3陶瓷封裝lb，如上述傾斜角度的關係(Θ 2 < Θ I)所示，在角部C處的位於第2金屬層12a的外側的釺料14比邊部的相同位置的釺料14薄並且沿內外方向較長，因此利用相對較高的釺焊強度將第I金屬層11與金屬框20相接合。因此，能夠將金屬框20平坦地接合於封裝主體2的表面3，並且能夠可靠地對該金屬框20實施熔敷金屬蓋等的密封。並且，由於能夠在第2金屬層12a的角部C處的外側抑制伴隨著釺料14的熔融的流動不足，因此防止了沿封裝主體2中的表面3的整周的釺料不足導致的填充不足。
[0075]圖4、圖5涉及作為與上述封裝I不同的方式的第I陶瓷封裝la、以及在該封裝Ia上與上述相同地釺焊接合上述金屬框20的不同方式的第3陶瓷封裝lc。
[0076]如圖4的左側所示，第I陶瓷封裝Ia形成為，在封裝主體2的表面3處的邊部的整個面上形成有第I金屬層11，在該邊部的第I金屬層11的表面10上，將與上述相同寬度Wl的第2金屬層12放置在距空腔6側的端部與上述相同較短的距離LI處，並且放置在距封裝主體2的外側面5的端部較長的距離L4處。
[0077]另外，如圖5的左側所示，第I陶瓷封裝Ia形成為，在封裝主體2的表面3處的角部C的整個面上也形成有第I金屬層11，在該角部C的第I金屬層11的表面10上，將與上述相同寬度wl的第2金屬層12a放置在距空腔6側的端部較短的距離LI處，並且放置在距封裝主體2的外側面5的端部更長的距離L5處。利用以上這種第I陶瓷封裝la，也能夠起到與上述封裝I相同的效果。
[0078]如圖4以及圖5的右側所示，對上述陶瓷封裝la，以遍及形成於框狀的表面3並且在表面實施了鍍Ni的第I金屬11以及第2金屬12、12a的上方配置被預先預成形的釺料，並在該釺料之上載置金屬框20，之後加熱上述釺料而使其熔融。
[0079]結果，如圖4、圖5的右側所示，能夠獲得藉助在第I金屬層11的上側並且是第2金屬層12、12a的外側以及內側的釺料14、16接合有俯視時呈矩形框狀的金屬框20的不同方式的第3陶瓷封裝lc。S卩，如圖4、圖5的右側所示，在表面3的邊部以及角部C處的第2金屬層12、12a的外周側凝固有釺料14，該釺料14被該第2金屬層12、12a、第I金屬層11的表面10以及金屬框20包圍、並具有在第I金屬層11的最外部與金屬框20的最外部之間朝下凸的彎曲的外側面15a、或者在中間彎曲的外側面15b。
[0080]而且，角部C的釺料14處的第I金屬層11的表面10與在外側面15的最外緣部相切的切線s之間所成的傾斜角度Θ 4小於邊部的釺料14處的第I金屬層11的表面10與在外側面15的最外緣部相切的切線s之間所成的傾斜角度θ 3( Θ 3 > Θ 4)，其理由與上述相同。利用以上這種第3陶瓷封裝Ic也能夠起到與上述封裝Ib相同的效果。
[0081]圖6是表示上述第I陶瓷封裝I的角部C處的不同方式的第2金屬層12b的局部俯視圖。即，如圖6所示，在形成於封裝主體2中的框狀的表面3的大致整個面的第I金屬層11之上、並且是沿在表面3的內外方向上沿靠空腔6側的端部的位置並在每個邊部上形成有帶狀的第2金屬層12，並且在角部C的第2金屬層12b，相鄰的兩個第2金屬層12呈直角相連接、並且在該連接部分的外側形成有俯視時呈圓弧形的凹陷部18。
[0082]另外，圖7是表示上述第I陶瓷封裝I的角部C處的另一不同方式的第2金屬層12c的局部俯視圖。
[0083]S卩，如圖7所示，在與上述相同地形成於表面3的第I金屬層11之上、並且是沿在內外方向上靠空腔6側的端部的位置並在每個邊部上形成有帶狀的第2金屬層12，並且在角部C的第2金屬層12c，俯視時相鄰的兩個第2金屬層12呈直角相連接，並且在該連接部分的外側形成有俯視時傾斜約45度並交叉的倒角19。
[0084]而且，圖8是表示上述第I陶瓷封裝I的角部C處的另一不同方式的第2金屬層12d的局部俯視圖。
[0085]S卩，如圖8所示，在與上述相同地形成於表面3的第I金屬層11之上、並且是沿在內外方向上靠空腔6側的端部的位置並在每個邊上形成有帶狀的第2金屬層12，並且在角部C的第2金屬層12d，俯視時相鄰的兩個第2金屬層12呈直角連接，在該連接部分的外側形成有與上述相同的倒角19、以及自該倒角19的中間向外側呈圓弧形並較小程度地突出、並且與內周側平行地彎曲的凸部22。
[0086]以上這種角部C的第2金屬層12b、12c、12d的在表面3的內外方向上的寬度也比第2金屬層12的在邊部處的內外方向上的寬度wl窄，因此第2金屬層12、12b?12d沿表面3的整周的厚度與用相同的寬度形成整周時的厚度相比變得相對較均勻。
[0087]結果，能夠起到與在角C形成有上述第2金屬層12a的上述第I陶瓷封裝I相同的效果，並且通過將上述金屬框20藉助上述釺料14、16接合在各金屬層1、12上，能夠起到與上述第3陶瓷封裝lb、lc相同的效果。
[0088]圖9是表示本發明的第2陶瓷封裝Id的俯視圖。
[0089]如圖9所示，該第2陶瓷封裝Id包括:與上述相同的封裝主體2 ;第I金屬層11，其與上述相同地形成於俯視時呈框狀的表面3 ;帶狀的第2金屬層12，其沿表面3的除角部C之外的每個邊部的第I金屬層11上的長度方向、並且在內外方向上靠空腔6側的端部平行地形成；以及俯視時呈圓形的第3金屬層24，其形成在表面3的每個角部C的第I金屬層11之上，並且與相鄰的各帶狀的第2金屬層12之間間隔開。
[0090]上述圓形的第3金屬層24的直徑d被設定為比帶狀的第2金屬層12的沿內外方向的寬度《I小。具體而言，圓形的第3金屬層24的在角部C處的直徑d是第2金屬層12的在邊部處的寬度wl的20?80%。
[0091]另外，出於確保角部C處的適量的上述釺料的沿內外方向的流動性的觀點，期望上述圓形的第3金屬層24與相鄰的各帶狀的第2金屬層12之間的間隙至少為上述直徑d以上並且該直徑d的3倍以下的範圍。另外，出於上述的觀點和在外側使用的釺料16的寬度考慮，期望圓形的第3金屬層24的中心位於延長呈正交狀相鄰的一對帶狀的第2金屬層12的內側面而得的虛擬的延長線彼此所交叉的位置附近。
[0092]對上述這種第2陶瓷封裝ld，藉助載置於框狀的表面3處的第I金屬層11、帶狀的第2金屬層12、以及圓形的第3金屬層24的上方的與上述相同的釺料配置與上述相同的金屬框20，並且使該釺料熔融以及凝固。
[0093]結果，與各上述圖2?上述圖5的右側所示的相同，能夠獲得與上述相同的第3陶瓷封裝，該第3陶瓷封裝包含分別獨立地位於邊部或者角部C處的上述第2金屬層12、第3金屬層24的外側、並且具有與上述相同的傾斜角度Θ I?Θ 4的外側面15、15a、15b的釺料14。
[0094]在上述這種第2陶瓷封裝Id中，圓形的第3金屬層24的在角部C處的厚度與帶狀的第2金屬層12的在邊部處的厚度也變得相對較均勻，因此能夠使隨後釺焊在第I金屬層11、第2金屬層12以及第3金屬層24的上方的金屬框20以與封裝主體2的表面3平行的方式可靠地進行接合。
[0095]而且，由於位於角部C的圓形的第3金屬層24的厚度與以往的使寬度在整個表面上恆定的方式相比變薄，抑制了角部C與邊部之間的厚度差，因此在封裝主體2的整個表面3上，第2金屬層12以及第3金屬層24的厚度變得均勻。因此，在製造時，能夠在燒結層疊多個生片而成的未燒結的封裝主體時抑制角部C拱起的情況。並且，在角部C的第2金屬層的外側，隨後接合金屬框20的釺料14的配設空間的形狀在內外方向上變寬，因此即使在該空間內以與以往大致相同的量減薄而配設用於接合金屬框20的釺料14時，也能夠利用具有較高釺焊強度的釺料14無縫隙地接合金屬框20，並且也能夠減少伴隨著該釺焊的熱應力所引起的表面3附近的陶瓷S的剝離。
[0096]另外，上述圓形的第3金屬層24也可以在相同的角部C以彼此間隔開的方式並列設置有兩個以上。另外，第3金屬層24也可以做成長軸沿著相鄰的一對第2金屬層12、12的端部之間的最短距離、並且短軸沿著內外方向的、俯視時呈長圓形狀或者橢圓形狀的方式。
[0097]圖10是表示作為上述第I陶瓷封裝I的應用方式的陶瓷封裝30的俯視圖。如圖10所示，該陶瓷封裝30包括:封裝主體32，其由與上述相同的陶瓷構成，且具有俯視時呈長圓形狀的表面33以及背面34 ;俯視時呈長圓形狀的空腔36，其開口於俯視時呈長圓框形狀的表面33 ;第I金屬層41，其形成在上述表面33的大致整個面上；以及寬度較窄的第2金屬層42、42a，其在該第I金屬層41之上並且沿上述空腔36側而形成。
[0098]上述空腔36由俯視時呈長圓形狀的底面37、以及自該底面37的周邊豎立設置的長圓筒形狀的側面38、39構成。在圖10中，俯視時呈半圓形狀的左右一對側面39位於上下一對平坦的側面38、38之間，包含該側面39的兩處角部C沿內外方向連續。在上述底面37的中央部設有例如發光元件的安裝部40。
[0099]另外，上述封裝主體32也具有一對平坦的外側面35與一對半圓筒形狀的外側面35r。
[0100]如圖10所示，在形成於俯視時呈長圓框形狀的表面33上的第I金屬層41上的邊部，形成有比外側面35靠空腔36側的端部的、呈帶狀並且寬度較寬的第2金屬層42，在左右的角部C、C形成有比外側面35r靠空腔36的側面39側的、呈半圓形狀並且寬度比上述第2金屬層42的寬度窄的第2金屬層42a。在該第2金屬層42、42a之間的外側設有對應於上述兩者的寬度間之差的斜邊43。另外，第I金屬層41、第2金屬層42、42a也由與上述相同的W或者Mo構成。
[0101]利用以上這種第I陶瓷封裝30也能夠起到與上述第I陶瓷封裝l、la相同的效果，在隨後於空腔36搭載發光二極體等的發光元件時，也能夠在該發光元件的上方形成透過光的密封樹脂而可靠地進行密封。
[0102]另外,在上述第I金屬層41以及第2金屬層42、42a的表面(暴露面)上,與上述相同地僅覆蓋有鍍Ni膜、或者覆蓋有鍍Ni膜與鍍Au膜這兩者。另外，在該第I金屬層41以及第2金屬層42、42a的上方，藉助與上述相同的釺料而隨後接合俯視時呈長圓形狀的框體的金屬框。
[0103]圖11是表示作為上述第I陶瓷封裝I的不同應用方式的陶瓷封裝Ie的垂直剖視圖。如圖11所示，該封裝Ie包括封裝主體2a，該封裝主體2a除了設有與上述相同的、在表面3開口的空腔6之外，還設有在背面4上與表面開口對稱地的開口的空腔6。
[0104]另外，在一對空腔6、6的底面7、7之間設有陶瓷的隔板4a，並且貫穿有未圖示的通路導體。
[0105]根據以上這種陶瓷封裝lc，能夠在於背面4側開口的空腔6的底面7進一步安裝不需要密封的IC晶片等的電子器件。[0106]另外，也可以做成也在上述陶瓷封裝30的背面34對稱地形成有與在表面33開口的空腔36相同的空腔36的方式。
[0107]本發明並不限定於以上說明的各方式。
[0108]例如，構成上述封裝主體的陶瓷除了上述氧化鋁之外，也可以採用多鋁紅柱石、氮化鋁等的高溫燒結陶瓷，或作為低溫燒結陶瓷的一種的玻璃一陶瓷。
[0109]另外，在上述陶瓷由低溫燒結陶瓷構成的情況下，在上述第I金屬層以及上述第2金屬層等的導體中應用Ag或者Cu。
[0110]而且，在具有封裝主體32的上述陶瓷封裝30中，也可以做成在俯視時呈半圓形的兩個連續的角部C的第I金屬層41之上配設有多個俯視時呈圓形、長圓形、或者橢圓形、並且彼此間隔開的第2金屬層的方式，上述封裝主體32包含俯視時呈長圓形狀的表面33以及背面34。
[0111]此外，上述陶瓷封裝1、Ia~Id也可以做成在俯視時縱橫並列設有多個的組合的方式。
[0112]工業h的可利用件
[0113]根據本發明，能夠可靠地提供一種供壓電元件等的電子器件安裝、能夠在開口部的周圍平坦地接合金屬框、並且具有能夠可靠地進行開口部的密封的空腔的陶瓷封裝。
[0114]附圖標記說明
[0115]UlaUe,30......第 I 陶瓷封裝
[0116]IbUc.....................第3陶瓷封裝
[0117]Id..............................第2陶瓷封裝
[0118]2、2a、32...............封裝主體
[0119]3、33........................表面
[0120]4、34........................背面
[0121]5、35........................外側面
[0122]6、36........................空腔
[0123]10..............................第I金屬層的表面
[0124]11,41.....................第 I 金屬層
[0125]12,42.....................邊部的第2金屬層
[0126]12a~12c、42a…角部的第2金屬層
[0127]14..............................釺料
[0128]15、15a、15b......釺料的外側面
[0129]20..............................金屬框
[0130]24..............................角部的第3金屬層
[0131]S.................................陶瓷
[0132]C.................................角部
[0133]wl、w2.....................寬度
[0134]Θ K Θ 2.....................傾斜角度
[0135]d.................................直徑。
【權利要求】
1.一種陶瓷封裝，其特徵在於，該陶瓷封裝包括: 陶瓷製的封裝主體，其具有表面以及背面，並具有在該表面開口的空腔； 第I金屬層，其形成於俯視時呈框狀的上述表面；以及 第2金屬層，其在該第I金屬層的表面形成為框狀，並且該第2金屬層沿封裝主體的內外方向的寬度比該第I金屬層沿封裝主體的內外方向的寬度窄； 在俯視時上述第2金屬層的在上述表面的角部處的沿上述內外方向的寬度比在俯視時上述第2金屬層的在除上述角部之外的區域中的沿上述內外方向的寬度窄。
2.一種陶瓷封裝，其特徵在於，該陶瓷封裝包括: 陶瓷製的封裝主體，其具有表面以及背面，並具有在該表面開口的空腔； 第I金屬層，其形成於俯視時呈框狀的上述表面； 帶狀的第2金屬層，其在該第I金屬層的表面上的除各角部之外的區域形成為帶狀，並且該第2金屬層沿封裝主體的內外方向的寬度比該第I金屬層沿封裝主體的內外方向的寬度窄；以及 俯視時呈圓形的第3金屬層，其形成於各角部，並且同與其相鄰的上述帶狀的第2金屬層之間間隔開； 俯視時的上述圓形的第3金屬層的直徑小於上述帶狀的第2金屬層的沿內外方向的寬度。
3.—種陶瓷封裝，其特徵在於，該陶瓷封裝包括: 陶瓷製的封裝主體，其具有表面以及背面，並具有在該表面開口的空腔； 第I金屬層，其形成於俯視時呈框狀的上述表面； 第2金屬層，其在該第I金屬層的表面上形成為框狀，並且該第2金屬層沿封裝主體的內外方向的寬度比該第I金屬層沿封裝主體的內外方向的寬度窄；以及 金屬框，其藉助釺料而接合於上述第I金屬層以及第2金屬層的上方； 俯視時位於上述第I金屬層的在上述表面的角部處的上側並且位於第2金屬層的外側的上述釺料的外側面與上述第I金屬層的表面之間所成的傾斜角度比俯視時位於上述第I金屬層的在上述表面的除上述角部之外的上側並且位於第2金屬層的外側的上述釺料的外側面與上述第I金屬層的表面之間所成的傾斜角度小。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的陶瓷封裝，其特徵在於， 在上述第I金屬層的表面，上述第2金屬層形成於在上述封裝主體的內外方向上與該封裝主體中的第I金屬層的外側面側的端部之間的距離比與上述空腔側的端部之間的距離大的位置，並且， 上述第2金屬層的在角部處的上述內外方向的位置形成於比上述第2金屬層的在上述表面的除角部之外的區域中的上述內外方向的位置靠上述空腔側的端部的位置。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的，其特徵在於， 上述封裝主體在上述背面也與在上述表面上開口的上述空腔相對稱地具有與上述相同的空腔。
【文檔編號】H03H9/02GK103959461SQ201280056761
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年12月20日 優先權日:2011年12月28日
【發明者】山本宏明, 吉田美隆, 東條孝俊, 鬼頭直樹, 秋田和重, 鈴木淳 申請人:日本特殊陶業株式會社