專(zhuān)利名稱(chēng)：：功能部件用蓋及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及將功能部件，特別是有元件被收納在封裝內(nèi)的功能部件的封裝進(jìn)行氣密密封的蓋及其制造方法。
背景技術(shù)：
：晶體振蕩器和聲表濾波器(SAWFilter)、傳感器等功能部件，元件被收納在封裝內(nèi)，用蓋蓋住該封裝而成為氣密狀態(tài)。為了以蓋將該封裝密封至氣密狀態(tài)，雖然會(huì)使用粘合劑、硬釬料、焊料，但從密封作業(yè)的容易性和材料的經(jīng)濟(jì)性來(lái)講優(yōu)選使用焊料。封裝由氧化鋁、氮化鋁、莫來(lái)石、玻璃陶瓷等的陶瓷制作，不能直接用焊料接合。為了將這樣的封裝與蓋接合，而對(duì)封裝的接合部用鎢和鉬等進(jìn)行金屬化處理后，在其上實(shí)施可以釬焊的Ag-Pt、Ni、Au等的鍍敷。另一方面，蓋由可伐(kovar)合金(Fe-29Ni-17Co)、42合金(Fe-42Ni)等的Fe-Ni系合金制作。將使該Fe-Ni系合金成為板狀的蓋材料板成形為符合封裝的形狀、尺寸，成為蓋。之所以將Fe-Ni系合金作為蓋使用，是因?yàn)榇薋e-Ni系合金熱膨脹率接近陶瓷。即，在封裝上釬焊蓋時(shí)和將功能部件釬焊到印刷基板上時(shí)，雖然是分別加熱，但若封裝與蓋的熱膨脹差大，則兩者間發(fā)生應(yīng)變，脆的封裝會(huì)破壞，或裂紋發(fā)生。以焊料接合封裝和蓋所制作的功能部件，裝配到印刷基板上。功能部件向印刷基板的裝配用焊料進(jìn)行，但是在該裝配時(shí)的釬焊時(shí)，若先經(jīng)過(guò)釬焊的封裝和蓋的焊料接合部熔融，則蓋從封裝剝落，或偏離而出現(xiàn)問(wèn)題。因此，作為接合封裝和蓋的焊料，使用在用于功能部件的裝配的焊料的釬焊溫度下不會(huì)熔融的高溫焊料。歷來(lái)，用于功能部件的裝配的焊料，是Pb-63Sn的Pb系共晶焊料。一般認(rèn)為釬焊溫度以焊料的液相線(xiàn)溫度+305(TC為宜，Pb系共晶焊料因?yàn)橐合嗑€(xiàn)溫度是183°C，所以使用該共晶焊料的釬焊溫度為21023(TC。因此，以Pb系共晶焊料裝配功能部件時(shí)，上述高溫焊料如果固相線(xiàn)溫度在24(TC以上，則在功能部件的裝配時(shí)高溫不會(huì)使焊料熔融，不存在封裝和蓋剝離這樣的情況。因此在裝配中使用Pb系共晶焊料這樣的功能部件，在封裝和蓋的釬焊中，Pb主成分的高溫焊料例如使用Pb-5Sn(固相線(xiàn)溫度300。C，液相線(xiàn)溫度314t:)、Pb-2.5Ag(固相線(xiàn)溫度304。C，液相線(xiàn)溫度304。C)等。然而，今天，鉛的有害作用成為問(wèn)題，因此現(xiàn)在全球范圍內(nèi)都在控制Pb的使用。當(dāng)然，含有Pb的Pb系共晶焊料成為控制的對(duì)象，作為裝配用的焊料使用不含Pb的所謂無(wú)鉛焊料。所謂無(wú)鉛焊料，是Sn單體或以Sn為主成分，其中添加Ag、Cu、Sb、Zn、Bi、In、Fe、Ni、Cr、Co、Ge、Ga、P等，若大體區(qū)別，則有Sn匿Ag系、Sn-Cu系、Sn-Zn系、Sn-Sb系、Sn-Bi系、Sn-In系等。在此所說(shuō)的"系"，是指除了二元合金本身以外，還在該二元合金中添加其他金屬元素而達(dá)到三元系和四元系以上。例如作為Sn-Ag系有Sn-3.5Ag和Sn-3Ag-0.5Cu等。如前述Pb系共晶焊料，能夠以不會(huì)對(duì)印刷基板造成熱影響的溫度進(jìn)行釬焊，另外釬焊性?xún)?yōu)異，因此對(duì)無(wú)鉛焊料也要求接近Pb系共晶焊料的釬焊溫度和釬焊性。作為釬焊溫度接近Pb系共晶焊料的無(wú)鉛焊料，有Sn-Zn系(Sn-9Zn:固、液相線(xiàn)溫度199。C)，但該系的無(wú)鉛焊料釬焊性比Pb系共晶焊料差，另外Zn是賤的金屬，釬焊后會(huì)發(fā)生晶間腐蝕，因此如今多不使用。Sn-Bi系固相線(xiàn)溫度為139°C，對(duì)印刷基板和半導(dǎo)體元件沒(méi)有熱影響，但固相線(xiàn)溫度過(guò)低。因此，若以該系的焊料進(jìn)行釬焊的部分處于使用時(shí)會(huì)發(fā)熱的功率管(powertransistor)和變壓器附近，則接合強(qiáng)度變?nèi)?，或熔融。同樣，Sn-In系固相線(xiàn)溫度顯現(xiàn)在U7。C，因此會(huì)發(fā)生由于固相線(xiàn)濕度過(guò)低而造成的問(wèn)題。Sn-Ag系的Sn-3.5Ag固相線(xiàn)溫度為221°C，液相線(xiàn)溫度為223°C，釬焊在250。C左右進(jìn)行。雖然該釬焊溫度比Pb系共晶焊料的釬焊溫度稍高，但是對(duì)印刷基板和功能部件沒(méi)有熱影響的溫度。另外Sn-Ag系雖然釬焊性比Pb系共晶焊料差，但可進(jìn)行實(shí)用上沒(méi)有問(wèn)題的釬焊。Sn-Cu系的Sn-0.7Cu固、液相線(xiàn)溫度為227°C，釬焊溫度比Sn-Ag系稍高，但如果適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行溫度管理則沒(méi)有問(wèn)題。另外，作為Sn-Ag系有Sn-3Ag-0.5Cu(固相線(xiàn)溫度217°C，液相線(xiàn)溫220°C)。在該無(wú)鉛焊料Sn-Ag系之中，不但固相線(xiàn)溫度和液相線(xiàn)溫度最低，而且釬焊性比Sn-Cu系優(yōu)異。因此，Sn-3Ag-0.5Cu現(xiàn)在是多被作為替代Pb系共晶焊料而使用的無(wú)鉛焊料。可是如前述，功能部件的封裝和蓋的釬焊，需要在裝配功能部件時(shí)的釬焊溫度下不會(huì)熔融這樣的高溫焊料。S卩，由于作為功能部件的裝配用不能使用Pb系共晶焊料，因此Sn-3Ag-0.5Cu作為裝配被廣泛使用，但使用無(wú)鉛焊料時(shí)，釬焊溫度成為24025(TC。因此，釬焊封裝和蓋的無(wú)鉛焊料的高溫焊料，必須具有至少250。C以上的固相線(xiàn)溫度。然而，固相線(xiàn)溫度為25(TC以上，而且液相線(xiàn)溫度為功能部件的耐熱溫度的30(TC以下的Sn主成分的高溫焊料并不存在。g卩，即使在Sn主成分中大量添加Cu、Ag、Sb等高熔點(diǎn)金屬而使之成為高溫焊料，盡管液相線(xiàn)溫度上升，固相線(xiàn)溫度仍在250。C以下。例如大量添加了Cu的Sn-5Cu固相線(xiàn)溫度為227。C，液相線(xiàn)溫度為375。C，大量添加了Ag的Sn-5Ag固相線(xiàn)溫度為221。C，液相線(xiàn)溫度為245。C，另外大量添加了Sb的Sn-10Sb固相線(xiàn)溫度為245°C，液相線(xiàn)溫度為266°C。因此，若將這些焊料用于功能部件的蓋和封裝的釬焊，接著，使用Sn-3Ag-0.5Cu的焊料以250。C將這樣的功能部件釬焊到印刷基板上，則先前的釬焊部成熔融或半熔融狀態(tài)，封裝和蓋的接合強(qiáng)度變?nèi)?，甚至完全地剝離。一直以來(lái)提出有混合有Sn球和Cu球的高溫焊料用的焊膏(專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2)。其指的是作為焊膏被用于電子設(shè)備的釬焊，所得到的Cu混合高溫焊料構(gòu)成焊料接合部，并具有耐高溫特性。專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)2002-254194號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2特開(kāi)2002-261105號(hào)公報(bào)然而，Cu混合高溫焊料其釬焊性比現(xiàn)有的Pb主成分的高溫焊料差。另外，Cu混合高溫焊料的焊膏在功能部件的封裝和蓋的釬焊中有問(wèn)題。因此，即使將Cu混合高溫焊料用于功能部件的封裝和蓋的釬焊，前述的Cu混合高溫焊料用焊膏也不能接合釬焊性差的蓋，含有助焊劑的焊膏在蓋和封裝、特別是在與功能部件的封裝的釬焊中存在問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種盡管使用Cu混合高溫焊料，在蓋和封裝的釬焊時(shí)焊料也容易潤(rùn)濕的功能部件用的蓋和該蓋的制造方法。本發(fā)明者們著眼于以下幾點(diǎn)而完成本發(fā)明。(i)混合有焊料和液態(tài)助焊劑的焊膏涂布于釬焊部全域，若在涂布后加熱而使焊膏熔融，則會(huì)在釬焊部全域附著焊料；(ii)為了在釬焊性差的材料上附著焊料，如果在該材料上鍍敷釬焊性?xún)?yōu)異的金屬，則焊料容易在該材料上潤(rùn)濕；(iii)通過(guò)將焊料中分散有金屬Cu粒子的焊料層預(yù)先設(shè)置在蓋上，不使用助焊劑，也能夠確保對(duì)封裝的接合面的潤(rùn)濕性，另外高溫下的接合強(qiáng)度也得到改善；(iv)如果預(yù)先設(shè)置高溫焊料相，則不需要使用助焊劑，可以進(jìn)行氣氛釬焊，不會(huì)給功能性部件所收容的元件帶來(lái)不良影響。本發(fā)明是一種功能部件用蓋，其使用焊料與封裝相接合，其中，蓋的單面鍍敷有釬焊性?xún)?yōu)異的金屬，在該鍍敷面上形成有由固相線(xiàn)溫度400°C以上的Cu系金屬粉末、Cu6Sn5的金屬間化合物和含Sn無(wú)鉛焊料構(gòu)成的厚540pm的焊料層，該焊料層在無(wú)鉛焊料的基體中分散有Cu系金屬粉末，而且在該Cu系金屬粉末的周?chē)嬖贑u6Sn5的金屬間化合物，另外該金屬間化合物與所述鍍敷面接合，并且金屬間化合物之間至少有一部分連結(jié)。從另一方面講，本發(fā)明是具有下述工序的功能部件用蓋的制造方法。(A)涂布工序，在單面鍍敷有釬焊性?xún)?yōu)異的金屬的蓋材料板的該鍍敷面，以一定厚度涂布由固相線(xiàn)溫度400。C以上的Cu系金屬粉末、含Sn的無(wú)鉛焊料粉末和助焊劑構(gòu)成的焊膏；(B)加熱工序，將所述涂布有焊膏的蓋材料板加熱至無(wú)鉛焊料的液相線(xiàn)溫度以上、Cu系金屬粉末的固相線(xiàn)溫度以下，在蓋材料板的鍍敷面，形成優(yōu)選厚度為540pm的焊料層，在該焊料層的無(wú)鉛焊料的基體中分散Cu系金屬粉末，在該Cu系金屬粉末的周?chē)嬖贑u6Sn5的金屬間化合物，而且金屬間化合物與蓋材料板接合，并且金屬間化合物之間至少一部分連結(jié)；(C)清洗工序，用清洗液對(duì)單面形成有所述焊料層的蓋材料板進(jìn)行清洗，從而完全除去助焊劑殘?jiān)?；?D)蓋成形工序，加工除去了所述助焊劑殘?jiān)纳w材料板而使之成為規(guī)定形狀的蓋。本發(fā)明的功能部件用蓋，因?yàn)樵谏w的單面形成有由含Cu的高溫焊料構(gòu)成的焊料層，所以在制造功能部件時(shí)，只要在封裝之上載置蓋并加熱就能夠得到功能部件，可以簡(jiǎn)便地進(jìn)行制造。另外，因?yàn)楦呷埸c(diǎn)的Cu6Sn5的金屬間化合物(以下稱(chēng)為CuSn化合物)接合在蓋上，所以將蓋搭載于封裝而加熱時(shí)，雖然焊料熔融而使之被釬焊在封裝上，但焊料層和蓋不會(huì)發(fā)生偏移。另外本發(fā)明的功能部件用蓋的制造方法，在釬焊性困難的蓋材料板上鍍敷釬焊性?xún)?yōu)異的金屬，而且將焊膏涂布于蓋材料板的單面進(jìn)行加熱，因此能夠確實(shí)地使缺乏釬焊性的含Sn無(wú)鉛焊料附著。而且，本發(fā)明的制造方法，通過(guò)使焊膏的涂布厚度一定，而能夠使焊料層的附著厚度一定，因此由本發(fā)明的制造方法獲得的蓋不僅不會(huì)發(fā)生與封裝的接合不良，而且蓋與封裝間的氣密性也優(yōu)異。此外，封裝和蓋以含Sn無(wú)鉛焊料層接合的功能部件，不僅在該焊料層內(nèi)形成的CuSn化合物與封裝的鍍層和蓋的鍍層分別接合，而且焊料層內(nèi)的金屬間化合物之間也連結(jié)。因此，將這樣的功能部件裝配到印刷基板上時(shí)，裝配用的無(wú)鉛焊料，例如Sn-3Ag-0.5Cu(固相線(xiàn)溫度217°C，液相線(xiàn)溫度220°C)在釬焊溫度(240260°C)下也不會(huì)熔融，因此蓋不會(huì)從封裝剝離或移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，能夠得到如此可靠性?xún)?yōu)異的功能部件。本發(fā)明不僅能夠適用于箱形的封裝用的平的蓋，也能夠適用于平的封裝用的帽型蓋。圖1表示本發(fā)明的蓋的制造方法的焊膏的涂布工序，圖1(A-l)是該涂布工序的模式的說(shuō)明圖，圖KA-2)是涂布后的蓋材料板剖面的模式圖，而且圖1(A-3)是其放大圖。圖2是本發(fā)明的加熱工序的說(shuō)明圖，圖2(B-l)是作為加熱爐的回流爐的模式的說(shuō)明圖，圖2(B-2)是經(jīng)過(guò)加熱工序的蓋材料板的剖面的模式的說(shuō)明圖，圖2(B-3)是其部分放大圖。圖3是本發(fā)明的蓋的制造方法的清洗工序(C)的模式的說(shuō)明圖。圖4是本發(fā)明的蓋的制造方法的蓋形成工序的模式的說(shuō)明圖，圖4(D-l)是從帶狀的蓋材料板成形為目標(biāo)形狀的工序的模式的說(shuō)明圖，圖4(D-2)是從帶狀的蓋材料板1沖孔的蓋18的立體圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明制造的功能部件的剖面圖。圖6是圖5的釬焊部J的放大剖面圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明中，作為蓋使用可伐合金和42合金等Fe-Ni系合金。這些合金熱膨脹系數(shù)接近作為封裝的材料的陶瓷，因此在進(jìn)行蓋和封裝的釬焊時(shí).和在功能部件的裝配時(shí)的加熱中，兩者間不會(huì)發(fā)生應(yīng)變。可是這些Fe-Ni系合金釬焊性差，因此要預(yù)先在成形為蓋前的帶狀的蓋材料板上鍍敷釬焊性?xún)?yōu)異的金屬。在本發(fā)明中，作為鍍敷于蓋材料板上的釬焊性?xún)?yōu)異的金屬，有Sn、Cu、Ag、Sn-Cu合金、Sn-Ag合金等。優(yōu)選Sn、Sn-Cu(Cu:3%以下)、Sn-Bi(Bi:3。/。以下)。為了向蓋材料板鍍敷這些金屬，通過(guò)電鍍、非電解鍍等進(jìn)行。鍍敷的厚度適合為0.55)am。若鍍敷厚度比0.5|^m薄，則釬焊時(shí)容易擴(kuò)散到熔融焊料中而消失，使釬焊性變差。若其比5pm厚，則鍍敷作業(yè)花費(fèi)時(shí)間，生產(chǎn)性差。本發(fā)明中所述的所謂"系合金"，不僅如前述是二元系合金，而且還意味著在該二元系合金中進(jìn)一步添加有其他金屬的合金。本發(fā)明使用的Cu系金屬粉末，是純Cu粉末或固相線(xiàn)溫度為40CTC以上的Cu系合金粉末。這是由于，若Cu系金屬粉末的固相線(xiàn)溫度比40(TC低，則在焊膏中加熱時(shí)，Cu系金屬粉末容易溶入熔融焊料中，而無(wú)法在焊料中以粉末狀態(tài)殘留。作為Cu系合金粉末可列舉Cu-Sn系合金粉末、Cu-Ag系合金粉末、Cu-Zn系合金粉末、Cu-Ni系合金粉末。純Cu熔點(diǎn)(固相線(xiàn)溫度)為1Q83。C，Cu-50Sn固相線(xiàn)溫度為415。C，Cu-28Ag固相線(xiàn)溫度為780°C，Cu-98Zn固相線(xiàn)溫度為424。C，Cu-10Ni固相線(xiàn)溫度為1000°C。本發(fā)明使用的Cu系金屬粉末的平均粒徑適合230|im。若該粒徑比2pm小，則容易擴(kuò)散到熔融焊料中，若比30pm大，則將對(duì)印刷性造成妨礙。優(yōu)選為215(im。也可以對(duì)本發(fā)明使用的Cu系金屬粉末實(shí)施鍍Ni。若對(duì)Cu系金屬粉末實(shí)施鍍Ni，則將由Cu系金屬粉末、含Sn無(wú)鉛焊料粉末和助焊劑構(gòu)成的焊膏涂布于蓋材料板后，在加熱時(shí)Cu系金屬粉末和熔融無(wú)鉛焊料的反應(yīng)變慢，使對(duì)釬焊造成妨礙的CuSn化合物的形成放緩，具有減少空隙等的效果，釬焊性變得良好。這是由于在該加熱時(shí)刻，Ni只擴(kuò)散到熔融無(wú)鉛焊料中，使之與Cu的反應(yīng)受到抑制。然后在蓋材料板上形成焊料層，成形為蓋后，將其搭載于封裝，加熱時(shí)Cu系金屬粉末和熔融無(wú)鉛焊料再度反應(yīng)而生成CuSn化合物(Cu6Sn5)。實(shí)施Ni鍍敷時(shí)，優(yōu)選0.030.3)im的厚度的Ni鍍敷。若鍍敷厚度比0.03jam薄，則沒(méi)有使CuSnb化合物的生成放緩的效果，另一方面，若比0.3pm厚，則SnCu化合物無(wú)法形成，耐熱性不會(huì)提高。本發(fā)明使用的含Sn無(wú)鉛焊料，是純Sn或Sn系焊料，優(yōu)選Sn含有40質(zhì)量％以上的Sn系合金。含Sn無(wú)鉛焊料熔融時(shí)在Cu系金屬粉末的粒子表面區(qū)域與Cu合金化而形成CuSn化合物。因此，若無(wú)鉛焊料中含有的Sn沒(méi)有達(dá)到40質(zhì)量％以上，則CuSn化合物難以形成。作為本發(fā)明使用的優(yōu)選的無(wú)鉛焊料，為純Sn或Sn系合金，作為Sn系合金可列舉Sn-Ag系合金、Sn-Cu系合金、Sn-Sb系合金、Sn-Zn系合金、Sn-In系合金、Sn-Bi系合金等。例如有Sn-3.5Ag合金、Sn-0.7Cu合金、Sn-3Ag-0.5Cu合金、Sn-9Zn合金、Sn-52Bi合金、Sn-58In合金等。本發(fā)明使用的無(wú)鉛焊料的平均粒徑適合為230)Lim。若該粒徑比2pm小，則表面氧化量多，因此回流性變差，與Cu系金屬粉末的反應(yīng)變慢，若比30pm大，則與Cu系金屬粉末表面的接觸少，反應(yīng)性變差，還會(huì)發(fā)生焊料粉末與Cu系粉末的凝集不足，以及由此帶來(lái)的SnCu化合物的生成受到阻礙。本發(fā)明的蓋的制造方法中使用的焊膏，是將Cu系金屬粉末、含Sn無(wú)鉛焊料粉末和助焊劑加以混合而成為膏狀。Cu系金屬粉末和含Sn無(wú)鉛焊料粉末的混合比例，適合為Cu系金屬粉末1540質(zhì)量％，余量為含Sn無(wú)鉛焊料粉末。若Cu系金屬粉末比15質(zhì)量％少，則在焊料的合金層內(nèi)所形成的CuSn化合物的量變少，高溫氣氛中的接合強(qiáng)度變?nèi)?。然而，若Cu系金屬粉末比40質(zhì)量％多，則焊料的量變少，釬焊性變差。優(yōu)選為2535質(zhì)量％。在本發(fā)明中，在蓋材料板的單面涂布焯膏后進(jìn)行加熱，焊膏的優(yōu)選的涂布厚度為2080pm。若焊膏的涂布厚度比20nm薄，則使焯膏熔融時(shí)，蓋材料板上所形成的焊料層的厚度變薄，將蓋搭載于封裝并加熱時(shí)，焊料的量變少，不僅接合強(qiáng)度變?nèi)酰也荒苊芊夥庋b。然而若焊膏的涂布厚度比80iim厚，則蓋材料板上所形成的焊料層的厚度過(guò)厚，在與封裝的釬焊時(shí)，過(guò)剩的焊料會(huì)侵入到封裝內(nèi)而附著在元件上，發(fā)生滴落。在本發(fā)明中，在蓋材料板的單面，優(yōu)選在其整個(gè)面涂布焊膏后加熱。這時(shí)的加熱溫度為在焊膏中的含Sn無(wú)鉛焊料粉末熔融的的溫度以上，并為Cu系金屬粉末不會(huì)熔融的溫度。該加熱溫度優(yōu)選為25030(TC。即如果是25(TC，則大部分的含Sn無(wú)鉛焊料熔融并在蓋材料板上潤(rùn)濕，若超過(guò)300°C，則會(huì)使封裝內(nèi)所收納的元件受到熱損失而使功能劣化。作為本發(fā)明使用的焊膏的助焊劑，能夠使用歷來(lái)被用于大部分釬焊的助焊劑。一般焊膏用的助焊劑，是以溶劑使松脂、活性劑、觸變劑等固體成分。在本發(fā)明中也使用這樣的助焊劑即可。由以上的說(shuō)明可知，在制造本發(fā)明的蓋時(shí)，將上述這樣的焊膏少布在蓋材料板上進(jìn)行加熱。這時(shí)熔融的Sn在Cu粒子的表面區(qū)域與Cu合金化而生成CueSn5金屬間化合物。該CuSn化合物熔點(diǎn)為415。C這樣的高溫，因此得到的焊料層整體顯示出優(yōu)異的耐熱性。另一方面，若如此在蓋材料的單面涂布焊膏并加熱，則溶劑揮發(fā)，固體成分在表面作為助焊劑殘?jiān)鼩埩?。該助焊劑殘?jiān)词乖诠δ懿考猩倭繗埩簦矔?huì)給功能部件的機(jī)能帶來(lái)不良影響，因此必須完全去除助焊劑殘?jiān)?。清洗助焊劑殘?jiān)鼤r(shí)，如果固體成分是樹(shù)脂系，則使用醇類(lèi)這樣的有機(jī)溶劑，如果固體成分是水溶性的，則使用水系溶劑。清洗而得到的蓋材料，根據(jù)作為目標(biāo)的蓋的形狀、尺寸，通過(guò)適宜方法，例如沖孔加工，再通過(guò)擠壓加工，成為平板狀的蓋或帽型的蓋。本發(fā)明的蓋的制造方法，其優(yōu)選方式是對(duì)于帶狀的蓋材料板連續(xù)進(jìn)行上述的涂布工序、加熱工序、清洗工序、成形工序各工序即可，據(jù)此，利用遍布整個(gè)面而設(shè)置有上述這樣的焊料層的帶狀材，采用沖孔加工、再以擠壓加工等成形方法，能夠制造目標(biāo)形狀、尺寸的蓋。使用這樣的蓋，不使用助焊劑就能夠?qū)㈦y以釬焊的材料所構(gòu)成的蓋釬焊到封裝上。實(shí)施例以附圖所示的方法進(jìn)行本發(fā)明的蓋的制造方法。圖14說(shuō)明本發(fā)明的蓋的制造方法中的各工序。本例的蓋的制造方法使用的蓋材料板、蓋的鍍敷、焊膏的l例如下。蓋材料板可伐合金(厚0.1mm、寬40mm的長(zhǎng)形材)蓋材料板的鍍敷Ni襯底(厚0.1pm)，Sn鍍層(厚3,)，以非電解鍍實(shí)施。焊膏純Cu粉末(Cu系金屬粉末)27質(zhì)量％(平均粒徑7iLim)純Sn粉末(無(wú)鉛焊料粉末)63質(zhì)量％(平均粒徑lOpm)助焊劑10質(zhì)量％助焊劑成分樹(shù)脂(聚合松香)56質(zhì)量％活性劑(diphenylguanidine二苯胍)1質(zhì)量％觸變劑(硬化蓖麻油)3質(zhì)量％溶劑(二乙二醇單丁醚(diethyleneglycolmonobutylether))40質(zhì):%(A)焊膏涂布工序圖1表示構(gòu)成本發(fā)明的蓋制造方法的焊膏的涂布工序，圖1(A-l)是該涂布工序的模式化的說(shuō)明圖，圖l(A-2)是涂布后的蓋剖面的模式圖，.而且圖1(A-3)是其放大圖。焊膏的涂布工序是在蓋材料板1的鍍敷兩面涂布焊膏3的工序。蓋材料板l的鍍敷兩面重合絲網(wǎng)(screen)4，在該絲網(wǎng)上載置焊膏3之后，用刮刀(squeegee)5按箭頭X方向刮壓該焊膏。涂布的焊膏的厚度為40pm。參照?qǐng)D1(A-l)。若除去蓋材料板1上的絲網(wǎng)，則在蓋1的鍍敷面2上以規(guī)定的厚度涂布焊膏3。參照?qǐng)D1(A-2)。若放大，則可知焊膏3混合有純Cu粉末6、Sn粉末7、助焊劑8。參照?qǐng)D1(A-3)。(B)加熱工序圖2是本發(fā)明的加熱工序的說(shuō)明圖，圖2(B-l)是作為加熱爐的回流爐的模式化的說(shuō)明圖，圖2(B-2)是經(jīng)過(guò)了加熱工序的蓋材料板的剖面的模式化的說(shuō)明圖，圖2(B-3)是其部分放大圖。以回流爐9加熱涂布有焊膏的蓋材料材1，由此使焊膏中的無(wú)鉛焊料熔融而與鍍敷面接合，之后冷卻使之凝固?；亓鳡t的加熱溫度，預(yù)備加熱溫度為15(TC，主加熱溫度為250。C。參照?qǐng)D2(B-l)。在蓋材料板1的鍍敷面2形成厚20pm的無(wú)鉛焊料層10。參照?qǐng)D2(B-2)。焊料層lO是在無(wú)鉛焊料的基體ll中分散純Cu粉末6，Cu粉末的外周部與無(wú)鉛焊料合金化而形成的CuSn化合物12存在于該Cu金屬粉末的周?chē)?。CuSn化合物12與鍍敷層2接合，并且CuSn化合物12彼此也接合。CuSn化合物彼此的接合，不是全部的CuSn化合物接合，而是至少有一部分的CuSn化合物接合。在焊料層10之上，附著有焊膏的助焊劑殘?jiān)?3。參照?qǐng)D2(B-3)。(C)清洗工序圖3是本發(fā)明的清洗工序的模式化的說(shuō)明圖。將焊料層設(shè)于單面、優(yōu)選設(shè)于其整個(gè)面的帶狀的蓋材料板L使之通過(guò)加入了醇14的清洗槽15內(nèi)，清洗附著在蓋材料板1上的助焊劑殘?jiān)Ｇ逑床?5內(nèi)設(shè)置有回轉(zhuǎn)刷16，用醇類(lèi)溶解助焊劑殘?jiān)⑶矣迷摶剞D(zhuǎn)刷擦掉助焊劑殘?jiān)?。參照?qǐng)D3。(D)蓋形成工序圖4(D-l)是由帶狀的蓋材料板成形目標(biāo)形狀的蓋的工序的模式化的說(shuō)明圖，圖4(D-2)是從帶狀的蓋材料板1沖孔的蓋18的立體圖。艮P，用沖床17對(duì)助焊劑殘?jiān)磺逑慈コ舻纳w材料板1進(jìn)行沖孔，得到3.6mmx3.6mm的蓋。參照?qǐng)D4(D-l)。在以沖床沖孔而形成的蓋18上，單面均一地附著厚20pm的焊料的層10。參照?qǐng)D4(D-2)。接著，將以上述制造方法得到的蓋搭載到封裝上制作功能部件。圖5是功能部件19的剖面圖，圖6是圖5的封裝和蓋的接合部(J)的放大剖面圖。功能部件19的封裝20為在內(nèi)側(cè)形成有階梯部的箱狀，內(nèi)部收納有元件21。封裝20的上部周邊成為框架上的釬焊部。在該釬焊部通過(guò)金屬?lài)婂兎ǜ街懈呷埸c(diǎn)的金屬，成為其上鍍敷有可以進(jìn)行釬焊的金屬的層22。功能部件19就是封裝20的釬焊部和蓋18被焊料層10接合。本發(fā)明的功能部件19，是在封裝20的框架上的釬焊部之上結(jié)合蓋10的焊料層，通過(guò)加熱使封裝20和蓋相接合。功能部件19的接合部J，如圖6所示，蓋18的金屬鍍敷層2與焊料層10中的基體11接合，并且與在Cu系金屬粉末6的周?chē)纬傻腃uSn化合物12接合。另外，同樣封裝20的鍍層22與焊料層10中的基體11接合，并且與在Cu系金屬粉末6的周?chē)纬傻腃uSn化合物12接合。因?yàn)楹噶蠈?0中的CuSn化合物12彼此至少有一部分連結(jié)，所以蓋18的鍍層2和封裝20的鍍層22間被CuSn化合物接合。因此，蓋18和封裝20經(jīng)由各自的金屬鍍敷2和鍍層22被基體11和CuSn化合物12接合?？墒?，雖然Cu6Sri5的金屬間化合自身的熔點(diǎn)為415T:，但熔融焊料中的該化合物在與熔融焊料的組成的比例下熔點(diǎn)略有降低。根據(jù)本發(fā)明者們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以25(TC使30質(zhì)量％的Cu粉末和70質(zhì)量％的Sn粉末熔融，峰值溫度在大約40(TC顯現(xiàn)。接下來(lái)，變更在本例中使用的Cu系金屬粉末、無(wú)鉛焊料粉末，將通過(guò)同樣的操作而制造的蓋釬焊到封裝上。結(jié)果顯示在表1中。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>艮口，使用采用具有表l的組成的焊料層制造的蓋制作功能部件。功能部件的蓋為3.6mmx3.6mmx0.1(mm)，在該蓋的單面實(shí)施Ni的襯底的鍍敷，并在其上通過(guò)電鍍實(shí)施鍍Sn。功能部件的封裝為3.8mmx3.8mmxU(mm)，釬焊部的寬為0.45mm的柜架狀。在該釬焊部形成有如下鍍層厚lOpm的W的金屬?lài)婂儯渖蠈?shí)施有l(wèi)nm的Ni的襯底鍍敷，在Ni襯底鍍敷之上還有厚0.5pm的鍍Sn。在蓋上，涂布有由表1的組成的無(wú)鉛焊料、Cu系金屬粉末和前述的助焊劑構(gòu)成的焊膏，通過(guò)回流加熱，由此，在蓋單面形成了厚104(Him的焊料層。使該蓋的焊料層和封裝的鍍層相合，將蓋載置在封裝上，再在該蓋之上裝載10g的重物。然后將其在氮?dú)夥栈亓鳡t中，以使用的無(wú)鉛焊料的液相線(xiàn)溫度+3(TC進(jìn)行加熱，將蓋和封裝加以接合，由此制作功能部件。將如此接合有蓋的封裝加熱到300°C，分別10個(gè)10個(gè)地進(jìn)行在加熱狀態(tài)下使之從10cm的高度落下的耐熱性試驗(yàn)。如果釬焊部不具備耐熱性，則落下導(dǎo)致蓋脫離。該試驗(yàn)?zāi)M的是在封裝上釬焊了蓋后進(jìn)行的向印刷基板的裝配釬焊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在表l中。表1中的耐熱性的評(píng)價(jià)，在上述的耐熱試驗(yàn)中功能部件10個(gè)全部的蓋都留在規(guī)定的位置上的為"〇"，功能部件10個(gè)中即使有1個(gè)蓋脫離、偏移的情況也為"x"。在本例中SnCu化合物的鑒定，通過(guò)SEM的X射線(xiàn)分析儀進(jìn)行，本發(fā)明例的情況均確認(rèn)到Cu6Sn5的金屬間化合物的生成。另外，根據(jù)截面的顯微鏡觀(guān)察還確認(rèn)到，各金屬間化合物至少有一部分連結(jié)。根據(jù)表l，由本發(fā)明例的蓋制作的功能部件均沒(méi)有蓋脫離、偏移，但由比較例的蓋制作的功能部件大部分都發(fā)生了蓋的脫落和偏離。還有，比較例14是不含Cu系金屬粉末的情況，比較例5是Cu系金屬粉末的固相線(xiàn)溫度低于40(TC的情況，比較例6是非Cu系金屬粉末的情況，比較例7是對(duì)Cu粉末實(shí)施鍍敷的情況，表示該鍍層厚度厚(6wt。/。)時(shí)的例子。耐熱性均不充分，特別是比較例6的情況為Ag-40Sn焊料(固相線(xiàn)溫度22rC)，由于CuSn化合物沒(méi)有生成，因此不能確保耐熱性。權(quán)利要求1.一種功能部件用蓋，其使用焊料與封裝接合，其特征在于，由蓋、設(shè)于該蓋的單面上的釬焊性?xún)?yōu)異的金屬的鍍層和厚度為5～40μm的在該鍍層的表面上形成的由固相線(xiàn)溫度為400℃以上的Cu系金屬粉末和Cu6Sn5的金屬間化合物和含Sn無(wú)鉛焊料構(gòu)成的焊料層構(gòu)成，該焊料層中，在無(wú)鉛焊料的基體中分散有Cu系金屬粉末，而且在該Cu系金屬粉末的周?chē)嬖贑u6Sn5的金屬間化合物，并且，該金屬間化合物與所述鍍層表面接合，且金屬間化合物之間至少有一部分連結(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能部件用蓋，其特征在于，所述釬焊性?xún)?yōu)異的金屬是從Sn、Cu、Ag、Sn-Cu合金、Sn-Ag合金中選出的任一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功能部件用蓋，其特征在于，所述Cu系金屬粉末是純Cu粉末或Cu系合金粉末。4.根據(jù)權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的功能部件用蓋，其特征在于，對(duì)所述Cu系金屬粉末實(shí)施了0.030.3pm的鍍Ni。5.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的功能部件用蓋，其特征在于，所述無(wú)鉛焊料是純Sn或Sn系合金。6.—種功能部件用蓋的制造方法，其特征在于，包括(A)涂布工序，在單面鍍敷有釬焊性?xún)?yōu)異的金屬的蓋材料板的該鍍敷面上，以一定厚度涂布由固相線(xiàn)溫度為40(TC以上的Cu系金屬粉末和含Sn無(wú)鉛焊料粉末和助焊劑構(gòu)成的焊膏；(B)加熱工序，將所述涂布有焊膏的蓋材料板加熱至無(wú)鉛焊料的液相線(xiàn)溫度以上且在Cu系金屬粉末的固相線(xiàn)溫度以下的溫度范圍，在蓋材料板的鍍敷面上形成焊料層，在該焊料層的無(wú)鉛焊料的基體中分散Cu系金屬粉末，在該Cu系金屬粉末的周?chē)嬖贑u6Sn5的金屬間化合物，而且金屬間化合物與蓋材料板接合，并且使金屬間化合物之間至少一部分連結(jié)；(C)清洗工序，用清洗液對(duì)在單面上形成有所述焊料層的蓋材料板進(jìn)行清洗，從而完全除去助焊劑殘?jiān)?；?D)蓋成形工序，加工除去了所述助焊劑殘?jiān)纳w材料板而使之形成為規(guī)定形狀的蓋。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功能部件用蓋的制造方法，其特征在于，所述釬焊性?xún)?yōu)異的金屬鍍敷是Sn、Cu、Ag、Sn-Cu合金、Sn-Ag合金中的任一種。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的功能部件用蓋的制造方法，其特征在于，所述Cu系金屬粉末是純Qi粉末或Cu系合金粉末。9.根據(jù)權(quán)利要求68中任一項(xiàng)所述的功能部件用蓋的制造方法，其特征在于，所述含Sn無(wú)鉛焊料是純Sn或Sn系合金。全文摘要一種焊料層，用以替代接合功能部件的封裝與蓋的固相線(xiàn)溫度為250℃以上的高溫焊料，其是將混合固相線(xiàn)溫度400℃以上的Cu系金屬粉末和Sn系焊料粉末而得到焊膏，涂布于預(yù)先被實(shí)施了釬焊性?xún)?yōu)異的鍍敷的、難以釬焊的材料的蓋，通過(guò)加熱而得到的、在該鍍敷面由Cu系金屬粉末和Cu₆Sn₅的金屬間化合物和無(wú)鉛焊料構(gòu)成的焊料層。因?yàn)榻饘匍g化合物與難以釬焊的材料接合，并且金屬間化合物彼此連結(jié)，所以這一焊料層作為高溫焊料發(fā)揮功能，雖然高溫焊料釬焊性不良，但根據(jù)本發(fā)明能夠避免這一問(wèn)題。文檔編號(hào)H01L23/02GK101529583SQ200780039568公開(kāi)日2009年9月9日申請(qǐng)日期2007年9月3日優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日發(fā)明者加藤力彌,禪三津夫申請(qǐng)人:千住金屬工業(yè)株式會(huì)社