(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に水晶又はＩＣチップを収納すると共に、その開口縁にろう材を介して蓋を載置し、該蓋の周縁に沿って電子ビームを付与することにより、前記ろう材を溶融して前記蓋を前記容器に固着する電子部品封止体の製造方法において、治具に前記容器を複数配置し、真空雰囲気内で蓋の周縁の一部に電子ビーム非付与部分を設けて順次隣接する容器に対して電子ビームを付与することにより容器内のガスを排出し、その後、最初の容器に戻って前記電子ビーム非付与部分に電子ビームを付与して、前記容器を蓋で密封することを特徴とする電子部品封止体の製造方法。
【請求項２】
前記治具が、下治具とこれを被覆する上治具とから成り、前記下治具の上に前記複数の容器を載置すると共に、前記上治具の容器と対応する位置に貫通孔を形成し、該貫通孔を通して電子ビームを付与する請求項１に記載の電子部品封止体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水晶又はＩＣチップより成る気密封止を要する部品を密封した水晶振動子、ＳＡＷフィルター等の電子部品封止体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水晶振動子，ＳＡＷフィルター等の電子部品は、セラミックを素材とする容器と、これを閉鎖する金属製の蓋とで構成するパッケージの内部に気密状態で収納するのが一般的である。
ところで、水晶等の特性は熱ストレス等によって変化してしまうので、蓋を容器に封着する方法としては、比較的溶接時間の短いシーム溶接等を用いていた。
【０００３】
しかし、蓋を容器にシーム溶接するには、容器の開口縁に銀ろう材を介して高価なコバールリングをろう付けしてから、コバールリングの上に蓋を載せ、その後、蓋の周縁に沿ってシーム溶接を施すので、工程数及び部品点数が多く、コストが高くつくばかりか、容器にクラックが入らないようにコバールリングを厚くするので、パッケージを十分に小型・低背化できないという欠点がある。
【０００４】
そこで、シーム溶接に代わり、ろう材を介して載置した蓋の周縁に沿って真空雰囲気内で電子ビーム溶接を施すことにより、蓋を容器に封着することが考えられる。この方法によれば、高価なコバールリングが不要となるので、コストが低くて済み、部品点数が少なくなると共に、これをろう付けする手間を省くことができる。また、溶接位置の正確な位置決めが可能であり、パッケージがさらに小型・低背化でき、気密封止に要する時間も圧倒的に短縮される。
しかし、蓋の周縁に沿って一気に電子ビーム溶接すると、発生したガスが容器内に残ってしまう。上記のような電子部品では、容器内を高度の真空状態（１０-2Torr以下）に保たないと、その作動に問題が生ずるため、容器内へのガスの残留は非常に不都合である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、容器内のガスを抜いて高度の真空状態を確保できる、水晶振動子，ＳＡＷフィルター等の気密封止を要する密封した電子部品封止体の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、容器に水晶又はＩＣチップを収納すると共に、その開口縁にろう材を介して蓋を載置し、該蓋の周縁に沿って電子ビームを付与することにより、ろう材を溶融して蓋を容器に固着する電子部品封止体の製造方法であって、治具に前記容器を複数配置し、真空雰囲気内で蓋の周縁の一部に電子ビーム非付与部分を設けて順次隣接する容器に対して電子ビームを付与することにより容器内のガスを排出し、その後、最初の容器に戻って電子ビーム非付与部分に電子ビームを付与して、容器を蓋で密封する。
容器に対して電子ビームを付与している間に、それ以前に蓋の周縁に沿って電子ビームを付与した容器内のガスが電子ビーム非付与部分から抜ける。
治具が、下治具とこれを被覆する上治具とから成り、下治具の上に複数の容器を載置すると共に、上治具の容器と対応する位置に貫通孔を形成し、該貫通孔を通して電子ビームを付与することも可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３に示すように、電子部品封止体１は、容器３の内部にそれぞれ水晶又はＩＣチップより成る部品４を収納すると共に、容器３の開口部を蓋５で密封して構成される。
容器３はセラミック、金属、樹脂等を素材とし、図２に示すように、その上面が開口している。また、容器３の開口縁の上面には、図３に示すように、タングステン、モリブデン等の金属を同時焼成してなるメタライズ層６が形成され、メタライズ層６の表面にニッケル鍍金層７が形成され、さらにその表面に金鍍金層８が形成されている。
【０００８】
蓋５は、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属を素材とし、容器３の上面とほぼ同形に形成してある。また、蓋５の下面全面には、銀合金等の金属材料より成るろう材９を圧延被覆してある。
そして、蓋５を容器３の開口部に被せた後、蓋５の上からその周縁に沿って真空雰囲気内で電子ビームを照射し、ろう材９を溶融して蓋５を容器３に固着する。
【０００９】
図４は、蓋５を容器３に溶着する電子ビーム加工機１０を示す。
電子ビーム加工機１０は、電子ビーム溶接を行う装置として一般的な構成を有し、電子銃室１１と、その下方に設けた加工室１２と、加工室１２の両側に水平に配置されると共に、加工室１２内に挿入されるカセットチューブ１３，１３’と、カセットチューブ１３の両端部に設けられたカセット昇降装置１４，１４’とを備える。
電子銃室１１と加工室１２とは、その中央が連通してあり、電子銃室１１の内部には電子銃１６が筒先を加工室１２に向けて設置されている。また、電子銃１６の直下において加工室２の中央部に、昇降装置１５が設置されている。
【００１０】
電子銃室１１と加工室１２との間には、その連通部分を囲むように収束レンズ１７が配置され、収束レンズ１７の下方に偏向器１８が配置されている。また、電子銃室１１及び加工室１２はそれぞれ強制排気されて、電子銃室１１は３×１０-5Torr以下、加工室１２は５×１０-3Torr以下の真空状態に保たれている。
そして、一方のカセット昇降装置１４、一方のカセットチューブ１３、加工室１２、他方のカセットチューブ１３’及び他方のカセット昇降装置１４’を通り、再度一方のカセット昇降装置１４に至る循環路を、複数のカセット１９が間欠的に循環するようになっている。これらのカセット１９の上面には、水晶振動子装着体１を嵌合載置するための凹部２０が形成され、凹部２０の中央に昇降装置１５を挿通するための透孔２１が穿設される。なお、一方のカセットチューブ１３においても予備排気が行われ、加工室１２及び電子銃室１１内の高真空を確保できるようになっている。
【００１１】
電子部品封止体１は次のように製造される。
電子ビーム加工機１０に搬入される前の工程において、専用の治具２に容器３が複数配置され、容器３内にそれぞれ部品４が収納されると共に、容器３の上面に蓋５が載置される。
この治具２は、図５に示すように、下治具２４とこれを被覆する上治具２５とから成る。下治具２４の上面には、それぞれ容器３を嵌合するための係合凹部２６が縦横複数列状に並べて形成されている。上治具２５は下治具２４とほぼ同じ平面形状を有し、下治具２４の係合凹部２６の各列と対応する長孔状の貫通孔２７が穿設されている。従って、図６のように、下治具２４の係合凹部２６にそれぞれ容器３を嵌合してから、下治具２４の上に上治具２５を被せると、全ての容器３が貫通孔２８を通して露出するようになっている。
【００１２】
容器３の内部に部品４を収納し、さらに容器３の上に蓋５を載置した状態まで加工された半製品２２が１個の治具２に複数配置されて、コンベア等により電子ビーム加工機１０に搬入される。
一方のカセット昇降装置１４によってリフトアップされた空のカセット１９の凹部２０に、複数の半製品２２を配置した治具２を載置し、これを一方のカセットチューブ１３によって加工室１２の中央部まで送り込む。すると、昇降装置１５が上昇してカセット１９の透孔２１を通り、この治具２を持ち上げる。
【００１３】
次いで、電子銃１６を作動させて、治具２の一隅寄りに配置された容器３を照射対象とし、図１（ａ）及び図６に示すように、その上面に載置された蓋５の四隅に、上治具２５の貫通孔２７を通して電子ビームを付与して、蓋５を容器３に仮止めする。
次いで、図１（ｂ）及び図６に示すように、同じく上治具２５の貫通孔２７を介して蓋５の周縁に沿って電子ビームを付与し、その周縁のいずれか１辺に電子ビーム非付与部分２３を残して、蓋５を容器３に固着する。すなわち、電子ビーム非付与部分２３においては、蓋５の周縁が容器５に溶着されずに、隙間が形成されている。なお、周縁の１辺全長に亘って電子ビーム非付与部分２３を形成せずに、その一部のみを電子ビーム非付与部分２３とすることもできる。
【００１４】
次に、電子ビーム照射対象を隣接する容器３に移し、その蓋５の四隅を仮止めした後、蓋５の周縁を、一部に電子ビーム非付与部分２３を残して容器５にろう付けする。この作業を順次隣接する容器５に対して繰り返し、１個の治具２に配置した全ての容器３の開口縁に蓋５の周縁を、一部に電子ビーム非付与部分２３を残して固着する。
その後、最初の容器３に戻って、図１（ｃ）及び図６に示すように、貫通孔２７を通して電子ビーム非付与部分２３に電子ビームを付与し、蓋５の周縁を容器３に完全に固着して、容器３を密封する。次いで、この電子ビーム非付与部分２３を塞ぐ作業を、前工程と同じ順序で全ての容器５に対して施し、治具２に配置した全ての容器３に蓋５を完全に固着する。
【００１５】
このようにすると、他の容器３に対して電子ビームを付与している間の数秒の時間を介して、これより先に蓋５の周縁に沿って電子ビームを付与した容器３内のガスが、電子ビーム非付与部分２３から抜けるので、蓋５を完全に固着して密封した容器３内が高真空状態に保たれる。
なお、この間、昇降装置１５を動かして治具２を移動させる必要はなく、偏光器１８によって電子ビームの軌跡を偏向させれば良い。また、電子ビームの照射を開始してから蓋５を固着する作業が完了するまで、電子銃１６を停止させずに、傍らのコレクタに向けて電子ビームを偏向させるだけで済む。
【００１６】
全ての容器３の封止作業が完了したら、昇降装置１５を降下させて治具２をカセット１９の凹部２０に戻した後、このカセット１９を他方のカセットチューブ１３’によって他方のカセット昇降装置１４’の上方まで搬出する。
そして、カセット１９の凹部２０から複数の電子部品封止体１を配置した治具２を取り出し、次いで、空になったカセット１９を他方のカセットチューブ１４’によって降下させてから、一方のカセット昇降装置１４の下端部まで移送する。そして、電子ビーム加工機１０から搬出された治具２の上治具２５を外して、下治具２４の係合凹部２６から完成した電子部品封止体１を取り出す。
【００１７】
なお、上記工程において、全ての蓋５の四隅を容器３に仮止めしてから、最初の容器３に戻って、蓋５の周縁に沿って電子ビームを照射しても良い。また、必ずしも蓋５を仮止めする必要はない。
さらに、電子ビーム加工機は、一定条件下で電子ビームによる溶接を行うことができる加工室と電子銃とを備えるものであれば、上記の形態に限定されるものではない。例えば、偏光器１８の下方に２次電子検出板を配置すると共に、この２次電子検出板を画像処理装置に連絡し、２次電子検出板によって電子ビームの照射点から反射される２次電子を測定することにより、電子部品封止体１の形状、位置等に関する情報を得てテレビ画像に表示し、電子ビーム照射位置を補正することも可能である。
【００１８】
また、循環する複数のカセット１９を用いず、１直線上を同方向に水平移動する１対のコンベアの間に昇降パレット１５を配置し、一方のコンベアによって搬入された治具２をロボットアーム等によって昇降装置１５上に移動させ、電子ビームによる溶接が終了した後、昇降装置１５上の治具２を同じロボットアーム等によって他方のコンベア上に移送し、電子ビーム加工機の外部に搬出することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１に記載の構成によれば、容器に対して電子ビームを付与している間に、これより先に、蓋の周縁に沿って電子ビームを付与した容器内のガスが、電子ビーム非付与部分を通して容器外に脱出するので、気密封止を要する水晶、ＩＣチップ等を収納した容器内を高度の真空状態に保つことができ、このため、電子部品を誤差無く確実に作動させることが可能である。
請求項２に記載の構成によれば、容器の位置がずれず、正確な位置に電子ビームを付与できるので、高精度の電子部品封止体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】蓋と容器との封着工程を示す斜視図
【図２】電子部品を収納した容器の斜視図
【図３】図２のＡ部の断面図
【図４】電子ビーム加工機の断面図
【図５】治具の斜視図
【図６】電子部品封止体の製造途中の斜視図
【符号の説明】
１  電子部品封止体
２  治具
３  容器
４  部品
５  蓋
６  メタライズ層
７  ニッケル鍍金層
８  金鍍金層
９  ろう材
１０  電子ビーム加工機
１１  電子銃室
１２  加工室
１３，１３’  カセットチューブ
１４，１４’  カセット昇降装置
１５  昇降装置
１６  電子銃
１７  収束レンズ
１８  偏向器
１９  カセット
２０  凹部
２１  透孔
２２  半製品
２３  電子ビーム非付与部分
２４  下治具
２５  上治具
２６  係合凹部
２７  貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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