[发明专利]电子元件的外壳

说明书

技术领域

本发明涉及电子元件(以下有时简称为元件)的一种气密密封外壳，其中所提供的方便密封方法与以前的方法相比可以在比较缓和的条件下来进行。本发明的外壳可以应用于很多种元件的封装。背景技术

电子元件包括许多种，而其中的大部分对其所处的环境没有抵抗能力。也即，如果暴露在空气中，一个元件就会由于在空气中的湿气、氧气或其他腐蚀性物质而被劣化而使其功能降低。

这些器件的实例包括IC、LSI、晶体管、二极管、压电器件、振荡器、电容器和电阻器。

如果不采用一些针对环境的保护措施的话，这些元件就不能保持长期稳定地使用。保护方法的原理就是阻止这些元件直接暴露于大气之中，包括多种方法，从简单的涂布一直到完全气密密封的封装，方法的选择是根据元件的种类，保护的目的或者所期望的保护程度来进行的。

在这些保护方法中：被称之为“外壳”的是重要的。而“外壳”通常覆盖一个相当宽的概念，本发明所用的“外壳”这个词的意义是一个中空的容器，包括一个容纳元件的本体，一个盖住该本体的盖子或罩子，而本体和该盖子或罩子之间是气密密封的。

在上面提及的外壳具有一个密封部，该密封部使本体与盖子或罩子相互粘合在一起。这部分对整个外壳的气密性有着很大的影响。

在广义上，一种广泛用于将本体与盖子或罩子进行气密密封的方法即为“粘合”。而“粘合”这个术语在广义上不仅仅包括用粘合剂来粘合，而且还包括焊接和融合。

当密封面由金属构成时，它们就得采用焊接或银钎焊。当密封面由陶瓷或玻璃构成时，就得采用玻璃质的粘合剂来一起融合。树脂粘合剂有可能应用于更广泛种类材质的粘合。

然而，前面两种提到的方法要求加热到一个很高的温度而可能损坏元件。因此，这些方法不适合于在高温下容易劣化的那些元件。另外，这些方法的密封成本高。

用树脂粘合剂来粘合是一种好办法，它的密封温度低、密封成本也低。但是它具有气密保持性差的缺点，尤其是防止湿气渗透的能力差。因此，在那些要求具有长期可靠性的外壳中，树脂粘合剂未被广泛应用。发明的公开

本发明的一个目的是消除在外壳密封中与使用树脂粘合有关的缺陷，并提供一个能被广泛应用的树脂密封外壳。

在本发明中，使用金属箔作为电子元件外壳的盖体，与树脂粘合剂一起提供足够的气密密封，从而达成上述目的。

本发明的发明人首先采用不透湿性来评价常规树脂密封外壳的气密性。由于外壳内部的湿度变化难以测量，采用一个随湿度变化其特性显著退化的石英振荡器，在压力锅中进行人工加速条件下的测试。

该人工加速测试按下述进行。将预先测定了振荡频率的石英振荡器密封在一个外壳中。密封前后测定其频率，其差值即为初始差。该密封试验件被保存在高压锅中(121℃、2atm的饱和蒸气下)，经过一段适当的时间之后取出并测量其振荡频率，从而获得过了这段时间后频率的变化。该测试持续的时间最长为48小时。

使用的是如图3所示的96％铝制外壳，这种外壳是现有技术中被广泛使用的。这种类型的外壳通常用低熔点的玻璃粘合剂密封。

将一个石英振荡器按常规方式置于外壳中，并用低熔点玻璃密封。其密封处的最高温度为430℃。就这样，准备了10个试验件，在测定了其由于密封而引起的频率初始差之后，对它们进行高压锅试验。

在高压锅试验中，其频率显示出减小的倾向。10个试验件48小时后的减小量最高为5ppm、最小为1ppm，平均值为3.5ppm。

由于其在高压锅中48小时试验中的频率变化在15ppm之内，故该外壳在一般用途的使用中被认为是没有问题的，该常规的玻璃密封的陶瓷外壳足以经受得住其实际的使用。

然而，这些试验件经受了相当大的初始差，即，由于密封的高温引起了频率增大，其最大增大值达50ppm。因此，这些试验件中的一些没能越过频率容许偏差目标值，而降低了生产率。

然后，这些相同的外壳用聚砜作为耐热热塑性粘合剂，或用环氧树脂作为热固性粘合剂分别在310℃和190℃的密封温度下密封。

为上述两种情况，各制备了10个试验件。由于密封所引起的最大频率初始差在聚砜密封的情况下是18ppm，在环氧树脂密封的情况下是5ppm。因此，其由于密封所引起的频率初始差远小于玻璃密封，表明就频率容许偏差目标值而言生产率得到了提高。

对这些试验件进行高压锅试验。其24小时试验的频率差，在聚砜密封的情况下超过50ppm，在环氧密封的情况下为30ppm。因此，在实际使用中，这些树脂密封的外壳不具有足够的抗湿性。