(57)【要約】  本発明は、中空部を有するパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部のうち前記中空部内に設けられた電子デバイスとを備え、前記パッケージ本体部に、前記中空部と前記パッケージ本体部の外方とを連通させる貫通穴が形成され、前記貫通穴には、前記貫通穴の近傍が部分的に加熱されて前記パッケージ本体部の構成材料が溶融されることによって前記貫通穴を塞ぐ封止部が設けられていることを特徴とする。
2010010721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有するパッケージ本体部と、
前記パッケージ本体部のうち前記中空部内に設けられた電子デバイスとを備え、
前記パッケージ本体部に、前記中空部と前記パッケージ本体部の外方とを連通させる貫通穴が形成され、
前記貫通穴には、前記貫通穴の近傍が部分的に加熱されて前記パッケージ本体部の構成材料が溶融されることによって前記貫通穴を塞ぐ封止部が設けられていることを特徴とする封止パッケージ。
【請求項２】
中空部を有するパッケージ本体部と、
前記パッケージ本体部のうち前記中空部内に設けられた電子デバイスとを備え、
前記パッケージ本体部に、前記中空部と前記パッケージ本体部の外方とを連通させる貫通穴が形成され、
前記貫通穴の近傍に、前記パッケージ本体部よりも融点の低い低融点部が設けられており、
前記貫通穴には、前記貫通穴の近傍の低融点部が部分的に加熱されて前記低融点部が溶融されることによって前記貫通穴を塞ぐ封止部が設けられていることを特徴とする封止パッケージ。
【請求項３】
前記パッケージ本体部は、第１の本体部と第２の本体部とが前記中空部を介して接合されて構成され、
前記第２の本体部に貫通穴が形成されており、
前記低融点部は、前記貫通穴の内周部も含めて前記第２の本体部の全面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の封止パッケージ。
【請求項４】
前記低融点部は、レーザービームによって部分的に加熱、溶融され、
前記低融点部の厚さは、
前記低融点部の溶融される体積が、前記貫通穴の体積以上になるように設定され、
前記レーザービームのスポット直径は、前記貫通穴の直径よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の封止パッケージ。
【請求項５】
前記低融点部は、Ｓｎ又はＳｎを含んだ合金材料であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の封止パッケージ。
【請求項６】
前記貫通穴は、前記パッケージ本体部の表面から反対側の面に向かって、直径が漸次小さくなるようなテーパー形状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の封止パッケージ。
【請求項７】
前記貫通穴は、前記パッケージ本体部の表面から前記貫通穴の深さ方向の中心に向かって、直径が漸次小さくなるようなテーパー形状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の封止パッケージ。
【請求項８】
前記貫通穴は、前記パッケージ本体部の厚さ方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の封止パッケージ。
【請求項９】
前記パッケージ本体部は、筒状に形成された筒状部と、板状に形成された板状部とを備えており、
前記板状部が前記筒状部の筒穴を塞ぐようにして、前記板状部と前記筒状部とが接合されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の封止パッケージ。
【請求項１０】
前記中空部内に、窒素又は不活性ガスが充填されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の封止パッケージ。
【請求項１１】
前記貫通穴を介して前記中空部内が真空引きされ、真空中で前記貫通穴が塞がれることによって前記電子デバイスが真空封止されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の封止パッケージ。
【請求項１２】
前記パッケージ本体部の内部で、且つ前記貫通穴を通過して照射されるレーザービームと接触可能な位置に、気体分子を吸着可能なゲッター材料が実装されていることを特徴とする請求項１１に記載の封止パッケージ。
【請求項１３】
前記電子デバイスが赤外線受光素子であり、
前記パッケージ本体部のうち前記赤外線受光素子の受光部に対向する部分に、赤外線透過穴が設けられ、前記赤外線透過穴を塞ぐようにして、赤外線透過窓材料が接合されていることを特徴とする請求項１２に記載の封止パッケージ。
【請求項１４】
前記パッケージ本体部は配線基板を備え、
前記電子デバイスは前記配線基板と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の封止パッケージ。
【請求項１５】
前記配線基板の表面には、前記電子デバイスの周囲を囲う連続的な導体パターンが形成されており、
前記導体パターンの幅は、前記配線基板と接合される構造体の接合幅よりも広くなっていることを特徴とする請求項１４に記載の封止パッケージ。
【請求項１６】
前記配線基板のうち前記電子デバイスが設けられている面と同一面上であって、且つ前記中空部の内部および外部に、前記電子デバイスと電気的に接続された外部端子が設けられていることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の封止パッケージ。
【請求項１７】
前記配線基板のうち前記電子デバイスが設けられている面、及び前記電子デバイスが設けられている面とは表裏反対面に、前記電子デバイスと電気的に接続された外部端子が形成されていることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の封止パッケージ。
【請求項１８】
前記配線基板上に形成された前記導体パターンの表面又は前記外部端子の表面の少なくともいずれか一方の表面に、Ａｕが形成されていることを特徴とする請求項１４から請求項１７のいずれか一項に記載の封止パッケージ。
【請求項１９】
前記配線基板は、セラミックス材料又はＳｉを基材に用いていることを特徴とする請求項１４から請求項１８のいずれか一項に記載の封止パッケージ。
【請求項２０】
前記配線基板を除く前記パッケージ本体部は、少なくともＮｉを含む合金材料からなることを特徴とする請求項１４から請求項１９のいずれか一項に記載の封止パッケージ。
【請求項２１】
前記パッケージ本体部は、半導体材料、又はＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｐｔなどの金属、又はやそれらを主成分とする合金材料、又はガラスやセラミックス材料からなることを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載の封止パッケージ。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載の封止パッケージを備えることを特徴とするプリント回路基板。
【請求項２３】
請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載の封止パッケージ、又は、請求項２２に記載のプリント回路基板を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２４】
第１の本体部と第２の本体部とが中空部を介して接合されたパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部のうち前記中空部内に設けられた電子デバイスとを備える封止パッケージの製造方法であって、
前記第１の本体部に電子デバイスを実装する実装工程と、
前記実装工程によって前記電子デバイスが実装された第１の本体部に、前記電子デバイスが中空部内に配されるようにして前記第２の本体部を接合する接合工程と、
前記接合工程によって前記第１の本体部と前記第２の本体部とが接合された状態で、前記第２の本体部に形成された貫通穴の近傍を部分的に加熱して、前記第２の本体部の構成材料を溶融することによって前記貫通穴を塞ぐ封止工程とを含むことを特徴とする封止パッケージの製造方法。
【請求項２５】
第１の本体部と第２の本体部とが中空部を介して接合されたパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部のうち前記中空部内に設けられた電子デバイスとを備える封止パッケージの製造方法であって、
前記第１の本体部に電子デバイスを実装する実装工程と、
前記実装工程によって前記電子デバイスが実装された第１の本体部に、前記電子デバイスが中空部内に配されるようにして前記第２の本体部を接合する接合工程と、
前記接合工程によって前記第１の本体部と前記第２の本体部とが接合された状態で、前記第２の本体部に形成された貫通穴の近傍に設けられ、前記第２の本体部よりも融点の低い低融点部を部分的に加熱して、前記低融点部を溶融することによって前記貫通穴を塞ぐ封止工程とを含むことを特徴とする封止パッケージの製造方法。
【請求項２６】
前記パッケージ本体部の内部で、且つ前記貫通穴を通して照射されるレーザービームと接触可能な位置に、気体分子を吸着可能なゲッター材料を実装する実装工程と、前記接合工程によって接合された前記第１の本体部及び第２の本体部が設置された真空チャンバー内部を真空引きすることにより、前記貫通穴を介して前記中空部内を真空引きする真空引き工程と、前記貫通穴を通過してレーザービームを照射し、前記ゲッター材料を加熱する加熱工程と、を含むことを特徴とする請求項２４または請求項２５に記載の封止パッケージの製造方法。
【請求項２７】
前記封止工程は、窒素雰囲気中又は不活性ガス雰囲気中で行われることを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載の封止パッケージの製造方法。
【請求項２８】
前記接合工程によって接合された前記第１の本体部及び第２の本体部が設置された真空チャンバー内部を真空引きすることにより、前記貫通穴を介して前記中空部内を真空引きする真空引き工程を含み、
前記封止工程において、前記真空チャンバーに設けられた透過窓を通して前記真空チャンバーの外部から前記貫通穴の近傍にレーザービームを照射させ、前記貫通穴を真空中、または窒素雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気中で塞ぐことを特徴とする請求項２４から請求項２７のいずれか一項に記載の封止パッケージの製造方法。
【請求項２９】
前記封止工程において、前記貫通穴の近傍にレーザービームを照射し、
前記レーザービームの照射直径は前記貫通穴の直径よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項２４から請求項２８のいずれか一項に記載の封止パッケージの製造方法。
【請求項３０】
前記封止工程において、前記貫通穴の近傍にレーザービームを照射し、前記レーザービームの照射方法は、前記貫通穴を中心として円を描くように前記レーザービームを照射する方法であることを特徴とする請求項２４から請求項２８のいずれか一項に記載の封止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、電子デバイスを封止した封止パッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、赤外線センサー、ジャイロセンサー（角速度センサー）、温度センサー、圧力センサー、加速度センサーなどの電子デバイスを真空封止したパッケージまたは装置では、小型、高性能化、低コスト化が要求されている。その中でも、夜間のセキュリティ用監視カメラや、温度分布を割り出し表示するサーモグラフィなどに用いられる赤外線センサーを実装したパッケージまたは装置では、内部が高真空に封止されていることが求められる。
一般に、赤外線検出素子としては、量子型と熱型とがある。このうち熱型は、量子型に比べ追随性に劣るものの、相対的な熱量を検出する方式であるため、非冷却方式も可能であり、構造を単純にすることができる。そのため、熱型によれば、製造コストを安く抑えることができる。【０００３】
この熱型赤外線センサーを実装したパッケージまたは装置では、ウィンドウを透過した赤外線が検出素子の受光部に吸収されることによって、受光部周辺の温度が変化する。そして、その温度変化に伴う抵抗変化を信号として検出する。
ここで、高感度に信号を検出するには、受光部を熱的に絶縁する必要がある。そのため、従来から、受光部を中空に浮かせた構造にするか、または検出素子自体を真空容器内に配置することにより、この熱的絶縁性を確保してきた。【０００４】
このような熱型の非冷却赤外線センサー装置としては、たとえば特開平１１−３２６０３７号に開示された構造がある（特許文献１参照。）。
図４２は、その非冷却赤外線センサー装置の断面構造を示している。
この装置は、受光部１０２を有する基板１０１と、受光部１０２から空隙１０３を隔てて配置された１個以上の貫通穴１０５を有する赤外線透過窓１０４とを備えている。さらに、基板１０１と透過窓１０４は、受光部１０２を完全に囲む接着面に気密固定されている。このパッケージでは、基板１０１と透過窓１０４との間の空隙１０３の空気を、貫通穴１０５から排気することによって真空とした後に、はんだ等の封止材料１０６によって貫通穴１０５を封止した構造となっている。【０００５】
また、同様な熱型の非冷却赤外線センサー装置としては、その他に特開平１０−１３２６５４号に開示された構造がある（特許文献２参照。）。
図４３は、その非冷却赤外線センサー装置の断面構造を示している。
この装置は、赤外線検出素子１１１を有したベース１１２と、赤外線が入射する赤外線入射穴１１６を有し、ベース１１２と接合されるふた１１５と、固着材１１８によって赤外線入射穴１１６を塞ぐように、ふた１１５に固定された赤外線光学部品１１７と、ふた１１５を貫通して設けられた真空封止用穴１１９と、固着材１１８の溶融温度よりも低い溶融温度を有し、真空封止用穴１１９を塞ぐ封止材料１２０とを備えている。
また一般に、一旦、電子デバイスを真空中で封止した後、真空封止パッケージ内部の表面に吸着していた気体分子（H2O、O2、N2、等）が時間の経過と共にゆっくりとパッケージ内部の空間に放出され、パッケージ内部の真空度が低下するという現象が起きる。その結果、電子デバイスの性能が低下する（例えば赤外線センサーでは、出力信号の感度が低下する）という問題がある。
そこで従来の真空封止パッケージでは、このような不具合を改善するため、パッケージの内部に『getter：ゲッター』と呼ばれる材料を実装し、前記のようなパッケージ内部のアウトガスが発生した場合でも、そのゲッターが気体分子を吸着することによって、真空度の低下を防止するようにしている。
ゲッターの材料としては、例えばジルコニウム、バナジウム、鉄、またはこれらの合金などが使用されるが、大気中に放置しておくと表面に気体分子が吸着してしまい、これ以上はガスを吸着できない飽和状態になってしまう。そこで真空封止パッケージ内部に実装して、真空封止する前には、ゲッターを加熱して（約400℃〜900℃）、表面の分子を放出させる、いわゆる『活性化』プロセスを実施し、活性化させた後でゲッターを真空中で封止する必要がある。
このようなゲッターを実装した、熱型の非冷却赤外線センサー装置、およびその製造方法としては、例えば、特開２００３−１３９６１６に開示された技術がある（特許文献３参照）。図４４は、その非冷却赤外線センサー装置の断面構造を示している。本構造では、パッケージの内部と外部に接続点が設けられた端子１１３にゲッター１２２を接続し、この端子１１３にパッケージ外部の端子１１３から電流を流すことによって、ゲッター１２２に内蔵されたヒーター１１０（端子１１３と電気的に接続されている：図４５参照）が加熱され、同時にゲッター１２２も加熱されて活性化するという技術が開示されている。また前記特許文献３には、その他の技術として図４６に示すように、メタルキャップ１２４の内面にゲッター１２２を溶接接合し、加熱した外部ヒーター１２５をメタルキャップ１２４に接触させることによりゲッター１２２を加熱して活性化させるという方法も開示されている。
またゲッター１２２を実装した、熱型の非冷却赤外線センサー装置、およびその製造方法としては、これらの他に、特開平１１−３２６０３７（前記特許文献１）で開示されているような技術がある。すなわち、図４７に示すように、赤外線透過窓に設けられた真空引き用の貫通穴１０５を通して配線されたゲッター１２２が基板１２７と赤外線光学部品（検出対象選択材）１１７との空隙１０３内に配置され、貫通穴１０５を通した配線１３０に通電することによりゲッター１２２を加熱し、活性化させるという方法である。また、特開２００６−１０４０５(特許文献４参照）で開示されているような技術もある。すなわち、図４８に示すように、真空チャンバー１３３内で赤外線光学部品１１７と接続されたスペーサー１３１に実装されたゲッター１２２を下部ヒーター１３５に接触させて加熱し、活性化させ、その後、赤外線検出素子１１１が形成された基板１２７と赤外線光学部品１１７を真空中で接合させるという方法である。
【特許文献１】特開平１１−３２６０３７号公報
【特許文献２】特開平１０−１３２６５４号公報
【特許文献３】特開平２００３−１３９６１６号公報
【特許文献４】特開２００６−１０４０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図４２、および図４３に示す従来の真空封止パッケージでは、以下のような問題がある。１）例えば、図４３を用いて説明すると、封止材料１２０を用いて真空封止用穴（封止穴）１１９を封止するというプロセスを行う場合、赤外線検出パッケージ全体、もしくは封止材料１２０近傍にある赤外線光学部品（検出対象選択材）１１７まで加熱しなければならないため、封止材料１２０の融点を、赤外線光学部品（検出対象選択材）１１７とふた（容器本体）１１５とを接合させる固着材１１８の融点よりも大幅に低くする必要がある。しかし、信頼性や製造プロセスまで含めると、融点に大きな差があるような固着材１１８と封止材料１２０の選定を行うことは現実的に困難（つまり製造が困難）であり、また構造設計の自由度が低くなってしまう。【０００７】
２）また、真空中で真空封止用穴（封止穴）１１９から真空引きを行った後、封止材料１２０を真空封止用穴（封止穴）１１９に置いて封止材料１２０を溶融させるという方法であるため、真空中で封止材料１２０をハンドリングすることは困難である。なお、例えばロボットハンドリングなどの機構を真空装置内に設置するという方法もあり得るが、高真空度を実現するために、各部品の品質、性能を高める必要があるため、装置製造コストが高くなってしまうことや、そもそもロボットハンドリング機構そのものの製造コストが高くなってしまうことや、さらに、搬送機構を設けることによって装置全体が大きくなってしまうこと等の理由から、真空封止パッケージ製造用の真空装置の製造コスト高を招いてしまう。【０００８】
また、真空装置内部に真空封止前の状態のパッケージを設置するときに、真空封止用穴（封止穴）１１９の上に、あらかじめ封止材料１２０を置くことにより（この時、封止材料１２０が真空封止用穴を完全に塞がないように配置する）、上記のようなハンドリングの困難性を解消することも考えられるが、真空中でなく、大気中であっても封止材料１２０を真空封止用穴（封止穴）１１９の上に置き、その後、封止材料１２０が動かないように真空封止前のパッケージを真空チャンバー内部に設置することは困難であり、また生産性が悪いことは一目瞭然である。
また、図４４、図４５、図４６、図４７、図４８に示す従来の真空封止パッケージでは、以下のような課題もある。３）  例えば図４４、図４５に示す従来の真空封止パッケージでは、図４５に示すようにゲッター１２２にヒーター１２３を内蔵させる必要があり、ゲッター１２２の製造を自動化できず、ゲッター１２２自身が高価になってしまい、これを用いた真空封止パッケージの製造コストが高くなってしまうという課題がある。４）  また、図４６、または図４８に示す従来の真空封止パッケージの製造方法では、真空中でメタルキャップ１２４または赤外線光学部品１１７を上下させ、セラミックパッケージ１２６や基板１２７と接続させることができるように、真空装置内部で機械部品を上下させることができるような特別な機構や、ロボットのハンドリング機構等を設置しなければならず、真空装置自体が高価になってしまい、製造装置の設備投資コストが高くなってしまうという課題がある。５）また、図４７に示す従来の真空封止パッケージの製造方法では、パッケージ１個１個について、ゲッター１２２と連結した配線１２８を赤外線光学部品１１７に形成した貫通穴１０５に通す必要があり、このような方法では生産性に乏しく真空封止パッケージの製造コストを安くすることが難しいという課題がある。
また、ここでは特許文献１、２、３、４を引用し、気密封止パッケージの代表例として電子デバイスに赤外線センサーを実装した真空封止パッケージを挙げたが、電子デバイスが赤外線センサー以外のデバイスである場合でも、上記１）、及び２）、３）、４）、及び５）の問題があることは言うまでもない。
また、電子デバイスのパッケージ形態が真空中で封止されたパッケージ（パッケージの内部が真空状態）ではなく、単にパッケージ内部の雰囲気をパッケージ外部の雰囲気から遮断した気密封止パッケージであっても上記１）の問題があることは言うまでもない。【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、迅速かつ容易に貫通穴を塞ぐことができ、また、高価な真空装置（内部に機械部品可動が設けられている、またはロボットのハンドリング機構等が設けられているもの）を用いずに、且つ生産性に優れ、長期的にも真空度の低下を防止できる機能を備えた、製造コストを低減できる気密封止パッケージ、真空封止パッケージ、及びこれらを搭載したプリント回路基板、電子機器と、封止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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、中空部を有するパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部のうち前記中空部内に設けられた電子デバイスとを備え、前記パッケージ本体部に、前記中空部と前記パッケージ本体部の外方とを連通させる貫通穴が形成され、前記貫通穴には、前記貫通穴の近傍が部分的に加熱されて前記パッケージ本体部の構成材料が溶融されることによって前記貫通穴を塞ぐ封止部が設けられていることを特徴とする。【００１１】
また、本発明は、中空部を有するパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部のうち前記中空部内に設けられた電子デバイスとを備え、前記パッケージ本体部に、前記中空部と前記パッケージ本体部の外方とを連通させる貫通穴が形成され、前記貫通穴の近傍に、前記パッケージ本体部よりも融点の低い低融点部が設けられており、前記貫通穴には、前記貫通穴の近傍の低融点部が部分的に加熱されて前記低融点部が溶融されることによって前記貫通穴を塞ぐ封止部が設けられていることを特徴とする。【００１２】
また、本発明は、前記パッケージ本体部が、第１の本体部と第２の本体部とが前記中空部を介して接合されて構成され、前記第２の本体部に貫通穴が形成されており、前記低融点部は、前記貫通穴の内周部も含めて前記第２の本体部の全面に形成されていることを特徴とする。【００１３】
また、本発明は、前記低融点部が、レーザービームによって部分的に加熱、溶融され、前記低融点部の厚さは、前記低融点部の溶融される体積が、前記貫通穴の体積以上になるように設定され、前記レーザービームのスポット直径は、前記貫通穴の直径よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする。【００１４】
また、本発明は、前記低融点部が、Ｓｎ又はＳｎを含んだ合金材料であることを特徴とする。【００１５】
また、本発明は、前記貫通穴が、前記パッケージ本体部の表面から反対側の面に向かって、直径が漸次小さくなるようなテーパー形状に形成されていることを特徴とする。【００１６】
また、本発明は、前記貫通穴が、前記パッケージ本体部の表面から前記貫通穴の深さ方向の中心に向かって、直径が漸次小さくなるようなテーパー形状に形成されていることを特徴とする。【００１７】
また、本発明は、前記貫通穴が、前記パッケージ本体部の厚さ方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする。【００１８】
また、本発明は、前記パッケージ本体部が、筒状に形成された筒状部と、板状に形成された板状部とを備えており、前記板状部が前記筒状部の筒穴を塞ぐようにして、前記板状部と前記筒状部とが接合されていることを特徴とする。【００１９】
また、本発明は、前記中空部内に、窒素又は不活性ガスが充填されていることを特徴とする。【００２０】
また、本発明は、前記貫通穴を介して前記中空部内が真空引きされ、真空中で前記貫通穴が塞がれることによって前記電子デバイスが真空封止されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記パッケージ本体部の内部で、且つ前記貫通穴を通過して照射されるレーザービームと接触可能な位置に、気体分子を吸着可能なゲッター材料が実装されていることを特徴とする。【００２１】
また、本発明は、前記電子デバイスが赤外線受光素子であり、前記パッケージ本体部のうち前記赤外線受光素子の受光部に対向する部分に、赤外線透過穴が設けられ、前記赤外線透過穴を塞ぐようにして、赤外線透過窓材料が接合されていることを特徴とする。【００２２】
また、本発明は、前記パッケージ本体部が配線基板を備え、前記電子デバイスは前記配線基板と電気的に接続されていることを特徴とする。【００２３】
また、本発明は、前記配線基板の表面には、前記電子デバイスの周囲を囲う連続的な導体パターンが形成されており、前記導体パターンの幅は、前記配線基板と接合される構造体の接合幅よりも広くなっていることを特徴とする。【００２４】
また、本発明は、前記配線基板のうち前記電子デバイスが設けられている面と同一面上であって、且つ前記中空部の内部および外部に、前記電子デバイスと電気的に接続された外部端子が設けられていることを特徴とする。【００２５】
また、本発明は、前記配線基板のうち前記電子デバイスが設けられている面、及び前記電子デバイスが設けられている面とは表裏反対面に、前記電子デバイスと電気的に接続された外部端子が形成されていることを特徴とする。【００２６】
また、本発明は、前記配線基板上に形成された前記導体パターンの表面又は前記外部端子の表面の少なくともいずれか一方の表面に、Ａｕが形成されていることを特徴とする。【００２７】
また、本発明は、前記配線基板が、セラミックス材料又はＳｉを基材に用いていることを特徴とする。【００２８】
また、本発明は、前記配線基板を除く前記パッケージ本体部が、少なくともＮｉを含む合金材料からなることを特徴とする。【００２９】
また、本発明は、前記パッケージ本体部が、半導体材料、又はＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｐｔなどの金属、又はやそれらを主成分とする合金材料、又はガラスやセラミックス材料からなることを特徴とする。【００３０】
また、本発明に係るプリント回路基板は、請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載の封止パッケージを備えることを特徴とする。【００３１】
また、本発明に係る電子機器は、請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載の封止パッケージ、又は、請求項２１に記載のプリント回路基板を備えることを特徴とする。【００３２】
また、本発明は、第１の本体部と第２の本体部とが中空部を介して接合されたパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部のうち前記中空部内に設けられた電子デバイスとを備える封止パッケージの製造方法であって、前記第１の本体部に電子デバイスを実装する実装工程と、前記実装工程によって前記電子デバイスが実装された第１の本体部に、前記電子デバイスが中空部内に配されるようにして前記第２の本体部を接合する接合工程と、前記接合工程によって前記第１の本体部と前記第２の本体部とが接合された状態で、前記第２の本体部に形成された貫通穴の近傍を部分的に加熱して、前記第２の本体部の構成材料を溶融することによって前記貫通穴を塞ぐ封止工程とを含むことを特徴とする。【００３３】
また、本発明は、第１の本体部と第２の本体部とが中空部を介して接合されたパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部のうち前記中空部内に設けられた電子デバイスとを備える封止パッケージの製造方法であって、前記第１の本体部に電子デバイスを実装する実装工程と、前記実装工程によって前記電子デバイスが実装された第１の本体部に、前記電子デバイスが中空部内に配されるようにして前記第２の本体部を接合する接合工程と、前記接合工程によって前記第１の本体部と前記第２の本体部とが接合された状態で、前記第２の本体部に形成された貫通穴の近傍に設けられ、前記第２の本体部よりも融点の低い低融点部を部分的に加熱して、前記低融点部を溶融することによって前記貫通穴を塞ぐ封止工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明は、前記パッケージ本体部の内部で、且つ前記貫通穴を通して照射されるレーザービームと接触可能な位置に、気体分子を吸着可能なゲッター材料を実装する実装工程と、前記接合工程によって接合された前記第１の本体部及び第２の本体部が設置された真空チャンバー内部を真空引きすることにより、前記貫通穴を介して前記中空部内を真空引きする真空引き工程と、前記貫通穴を通してレーザービームを照射し、前記ゲッター材料を加熱する加熱工程と、を含むことを特徴とする。【００３４】
また、本発明は、前記封止工程は、窒素雰囲気中又は不活性ガス雰囲気中で行われることを特徴とする。【００３５】
また、本発明は、前記接合工程によって接合された前記第１の本体部及び第２の本体部が設置された真空チャンバー内部を真空引きすることにより、前記貫通穴を介して前記中空部内を真空引きする真空引き工程を含み、前記封止工程において、前記真空チャンバーに設けられた透過窓を通して前記真空チャンバーの外部から前記貫通穴の近傍にレーザービームを照射させ、前記貫通穴を真空中、または窒素雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気中で塞ぐことを特徴とする。【００３６】
また、本発明は、前記封止工程において、前記貫通穴の近傍にレーザービームを照射し、前記レーザービームの照射直径は前記貫通穴の直径よりも大きく設定されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記封止工程において、前記貫通穴の近傍にレーザービームを照射し、前記レーザービームの照射方法が、前記貫通穴を中心として円を描くように照射する方法であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】構造体に形成された金属層にレーザービームを照射している様子を示す断面図である。
【図２】図１のレーザービームによって加熱された金属層が、貫通穴を塞いだ様子を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における封止パッケージを示す図であって、貫通穴を塞ぐ前の状態を示す断面図である。
【図４】図３の貫通穴を塞いだ様子を示す断面図である。
【図５】図３の封止パッケージを真上から見た透視図（電子デバイス９が見えるように描写した）である。
【図６】図３の変形例を示す断面図である。
【図７】図３の貫通穴を塞いだ様子を示す断面図である。
【図８】図３の他の変形例を示す断面図である。
【図９】図８の貫通穴を塞いだ様子を示す断面図である。
【図１０】図３の封止パッケージの製造方法を示す図であって、構造体の一方の主面に電子デバイスを設けた様子を示す説明図である。
【図１１】図１０の電子デバイスとピンとが接続された様子を示す説明図である。
【図１２】図１１の構造体に、断面コ字状の構造体が接合された様子を示す説明図である。
【図１３】図１２の貫通穴を塞いだ様子を示す説明図である。
【図１４】封止パッケージの内部を真空チャンバー内部に置いて真空引きし、真空チャンバーに取り付けたガラス窓を通して真空チャンバーの外部からパッケージの貫通穴周囲にレーザー照射を行う方法を示した説明図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態における封止パッケージを示す図であって、貫通穴を塞ぐ前の状態を示す断面図である。
【図１６】図１５の貫通穴を塞いだ様子を示す断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態における封止パッケージを示す図であって、貫通穴を塞ぐ前の状態を示す断面図である。
【図１８】図１７の貫通穴を塞いだ様子を示す断面図である。
【図１９】図１７の変形例を示す断面図である。
【図２０】図１９の貫通穴を塞いだ様子を示す断面図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態における封止パッケージを示す図であって、貫通穴を塞ぐ前の状態を示す断面図である。
【図２２】図１９の貫通穴を塞いだ様子を示す断面図である。
【図２３】図２１の変形例を示す断面図である。
【図２４】図２３の貫通穴を塞いだ様子を示す断面図である。
【図２５】本発明の第５の実施形態における封止パッケージを示す平面図である。
【図２６】図２５の構造体同士を接合する様子を示す説明図である。
【図２７】図２６の構造体同士が接合された様子を拡大して示す断面図である。
【図２８】本発明の第５の実施形態における貫通穴の形状を示す断面図である。
【図２９】図２８の変形例を示す断面図である。
【図３０】図２８の他の変形例を示す断面図である。
【図３１】本発明の第７の実施形態における封止パッケージを示す図であって、貫通穴を塞ぐ前の状態を示す断面図である。
【図３２】図３１の貫通穴を塞いだ様子を示す断面図である。
【図３３】図３１の平板を示す平面図である。
【図３４】図３１のリング状の材料を示す平面図である。
【図３５】本発明の第８の実施形態における封止パッケージを示す図であって、貫通穴を塞ぐ前の状態を示す断面図である。
【図３６】図３５の貫通穴を塞いだ様子を示す断面図である。
【図３７】図３５の平板を示す平面図である。
【図３８】図３５のリング状の材料を示す平面図である。
【図３９】図３５の赤外線透過窓材料を示す平面図である。
【図４０】本発明の第１０の実施形態におけるプリント回路基板を示す説明図である。
【図４１】図４０の変形例を示す説明図である。
【図４２】従来の真空封止パッケージを示す断面図である。
【図４３】従来の他の真空封止パッケージを示す断面図である。
【図４４】従来の他の真空封止パッケージを示す断面図である。
【図４５】従来の他の真空封止パッケージを示す断面図である。
【図４６】従来の他の真空封止パッケージを示す断面図である。
【図４７】従来の他の真空封止パッケージを示す断面図である。
【図４８】従来の他の真空封止パッケージを示す断面図である。
【図４９】本発明の第９の実施形態における封止パッケージを示す図であって、貫通穴を塞ぐ前の状態を示す断面図である。
【図５０】図４９の貫通穴を塞いだ様子を示す断面図である。
【図５１】本発明の第９の実施形態の変形例を示す断面図である。
【図５２】本発明の第９の実施形態の変形例を示す断面図である。
【図５３】図４９に示す本発明の実施形態９（貫通穴を塞ぐ前）を真空チャンバー内に設置した様子を示す断面図である。
【図５４】図５３のゲッター材料を貫通穴を通過させたレーザービームによって加熱している様子を示す断面図である。
【図５５】図５４の工程の後、貫通穴の周囲にレーザービームを照射させている様子を示す断面図である。
【図５６】図５５の工程の後、貫通穴が塞がった様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    構造体（パッケージ本体部）１ａ  構造体（第２の本体部）１ｂ  構造体（第１の本体部）４    貫通穴９    電子デバイス１０  封止部１３  金属層（低融点部）２１  リング状の材料（筒状部）２２  平板（板状部）２４  赤外線センサー（赤外線受光素子）２６  導体パターン２７  配線基板１４，２８  外部端子２５  赤外線透過窓材料３２  プリント回路基板３３  封止パッケージ３５  赤外線透過穴３８：ゲッター材料３９：レーザー装置４０：真空チャンバー内のステージ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態における封止パッケージについて、図面を参照して説明する。
図４及び図５は、本発明の第１の実施形態としての封止パッケージを示したものである。
なお、図３は、貫通穴４を塞ぐ前の状態を示している。
封止パッケージは、パッケージ本体としての構造体（パッケージ本体部）１を備えている。このパッケージ本体部１は、矩形板状に形成された構造体（第１の本体部）１ｂと、この構造体１ｂに接合された構造体（第２の本体部）１ａとを備えている。
構造体１ａは、中空状の矩形箱型に形成されており、それら側面部の一面が開放されている。すなわち、構造体１ａは、側面視してコ字状断面とされている。そして、構造体１ａの開放部分を覆うようにして、構造体１ａと構造体１ｂとが接合されている。【００４０】
構造体１ａ，１ｂの材料には特に制限はないが、局所加熱によって気密封止した後に、ガスを放出しにくい材料、具体的にはＳｉやＧｅなどの半導体材料や、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｐｔなどの金属や、それらを主成分とする合金材料、あるいはＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などのガラスやセラミックス材料であることが望ましい。ここで、構造体１ａ，１ｂの材料に樹脂材料を用いることは避けることが好ましい。なぜなら、局所加熱によって、構成材料を溶融冷却させて孔を気密封止すると言うプロセスによるガス放出を防ぐためである。
構造体１ａと構造体１ｂとの接合は、例えばＳｎ、Ｐｂ、ＳｎＰｂ、ＳｎＡｇ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＩｎ、ＳｎＺｎ、ＳｎＢｉ、ＳｎＺｎＢｉ、Ｂｉ、Ｉｎ、ＩｎＡｇ、などのはんだ材料を介して接合しても良い。その場合、構造体１ａと構造体１ｂとを互いに接合させる部分の表面に、はんだの拡散を防止し、又は、はんだの濡れを促進するＮｉ、ＮｉＰ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐｔや、それらを主成分とする合金などを、スパッタ法、蒸着法、メッキ法によって、あらかじめ形成しておくことが好ましい。
これらの金属膜の間に、上記のはんだ材料を供給して、リフロー炉やホットプレートなどで加熱溶融することにより、構造体１ａと構造体１ｂとを接続する。【００４１】
また、上記のはんだ材料を用いずに構造体１ａと構造体１ｂとを接合する方法はその他にも複数あり、例えば構造体１ａと構造体１ｂを構成する材料の組み合わせがＳｉ−Ｓｉ、ＳｉＯ２−ＳｉＯ２、Ｓｉ−ガラス、ガラス−ガラスなどの場合は、陽極接合などによって直接接合してもよい。また、Ｓｉ−Ｓｉ、ガラス−ガラス、金属−金属などの場合は表面活性化接合を用いてもよい。また、金属−金属の組み合わせの場合は、表面活性化接合だけでなく熱圧着法による接合や溶接法によって接合してもよい。
また構造体１ａ，１ｂの表面にＡｕを成膜しておき、Ａｕ−Ａｕ熱圧着法、超音波接合、表面活性化接合、などのプロセスによって構造体１ａ、１ｂを接合してもよい。【００４２】
また、構造体１ｂの一方の主面であって、かつ、構造体１ａの中空状の内部には、矩形板状の電子デバイス９が設けられている。
電子デバイス９は、エポキシ樹脂系の接着フィルムや、金属はんだ材料などの接合材１１を介して構造体１ｂの一方の主面に固定されている。また、電子デバイス９は、構造体１ｂを貫通して構造体１ｂとは気密性を保って形成されているピン（出力端子）８とＡｌ、Ａｕなどを材料とするワイヤー線７によって電気的に接続されている。この電子デバイス９としては、特に制限は無いが、例えばＤＲＡＭ、フラッシュメモリなどの記憶素子（メモリ）、各種演算処理素子（プロセッサー）、電源素子、およびセンサー素子（圧力センサー、加速度センサー、加速度センサー、ジャイロセンサー、油圧センサー、赤外線センサー）などを用いることができる。【００４３】
また、構造体１ａの天面には、複数の貫通穴４が形成されている。なお、貫通穴４の数は、適宜変更可能であり、１つであってもよい。貫通穴４は、例えば異方性エッチング、等方性エッチング、ドライエッチング、ドリル、サンドブラスタ、超音波加工、ワイヤー放電などの方法によって形成される。貫通穴４を形成する基材がＳｉの場合は、異方性エッチング、または等方性エッチングによって貫通穴４を形成することが可能である。すなわち、貫通穴４を形成しない部分にＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮや金属などからなる、マスクまたは耐アルカリレジストを形成し、その後、ＫＯＨ、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロキシサイト）、ヒドラジン、ＥＰＷ（エチレンジアミン−ピロカテコール−水）などによるエッチングを行い、貫通穴４を形成することができる。また、基材がシリコンではなく金属などの場合は、マスク材料にフォトレジストを用い、エッチング液に酸やアルカリなどを用いてもよい。貫通穴４の形成方法は、以後説明する実施の形態でも共通である。【００４４】
また、貫通穴４は、構造体１ａを構成している材料からなる封止部１０によって塞がれている。すなわち、レーザー装置によって、貫通穴４の周囲を、構造体１ａを構成している材料の融点以上の温度まで局所的に加熱することにより溶かし、貫通穴４を塞いだ状態で固められることにより、貫通穴４が塞がれる。そして、貫通穴４を塞いだ箇所が封止部１０となる。また、貫通穴４は、大気中で塞がれる場合や、窒素または不活性ガスの雰囲気中で塞がれる場合や、さらには真空中で塞がれる場合など、様々な例が適用できる。電子デバイス９を大気中で封止する（大気中で貫通穴４を塞ぐ）場合は、構造体１ａ，１ｂの外部の雰囲気による酸化、腐食などの懸念はないが、構造体１ａ，１ｂの内部にある大気に含まれている酸素や微量な水分によって長期的な信頼性試験をクリアできない場合もある。その場合は、貫通穴４を窒素雰囲気中や不活性ガス雰囲気中で塞ぐか、あるいは真空中で塞ぐことが好ましい。貫通穴４は大気中で塞ぐのが最も製造コストが安いため、信頼性と製造コストとのトレードオフを検討し、どの雰囲気で塞ぐのが最も好適かを決定することが好ましい。
このように、構造体１の中空部が、窒素、または不活性ガスで充填されており、又は真空引きされているので、酸素や水蒸気がほとんどない環境の中に電子デバイスを密閉することができ、その結果、長期信頼性に優れた故障率の低いパッケージを実現することができる。【００４５】
また、貫通穴４の寸法についてはできるだけ小さい方が好ましい。なぜなら、貫通穴４が大きいと貫通穴４を塞ぐために要する時間が長くなることや、貫通穴４を塞ぐためのレーザー装置のパワーを大きくする必要があり製造コストが高くなるためである。構造体１ａ，１ｂの内部が大気中であれば問題ないが、貫通穴４が小さすぎると構造体１ａ，１ｂの内部の雰囲気を窒素や不活性ガスで充填させることが困難になったり、真空雰囲気にしたい場合は真空引きに時間が長くかかるという問題があり、こちらもトータル的なプロセスのコストで貫通穴４のサイズを決めることが好ましい。【００４６】
なお、図３及び図４では、構造体１ａの天面に、貫通穴４が形成された様子を示したが、これに限ることはなく、貫通穴４の位置は適宜変更可能である。例えば、図６に示すように、構造体１ａの側面に貫通穴４を形成し、図７に示すように、上記と同様にして貫通穴４を塞いでもよい。また、図８に示すように、構造体１ｂのうち、構造体１ａの中空部と連通する位置に貫通穴４を形成し、図９に示すように、上記と同様にして貫通穴４を塞いでもよい。
なお、符号１２は、電子デバイス９の回路形成面を示している。【００４７】
次に、このように構成された本実施形態における封止パッケージの製造方法について説明する。
まず、図１０に示すように、エポキシ樹脂系の接着フィルムや金属はんだ材料などの接合材１１を用いて、構造体１ｂに電子デバイス９を実装（接着固定）する。そして、図１１に示すように、電子デバイス９の外部端子（図中では省略）と、構造体１ｂに形成されたピン（出力端子）８とを、Ａｌ、Ａｕなどを主材料とするワイヤー線でボンディングする。
次いで、図１２に示すように、構造体１ａと構造体１ｂとによって囲まれる閉空間内に電子デバイス９を収容した状態で、構造体１ｂと構造体１ａとを接合する。接合方法の例は上述したとおりである。【００４８】
構造体１（ここでは構造体１ａ）には、上述したように、あらかじめ貫通穴４が形成されている。そこで、図１４に示すように、レーザー装置を用いて、レーザービームを貫通穴４の周囲に照射することにより、貫通穴４の周囲だけ局所加熱を行い、構造体１ａを構成する材料の融点以上の温度まで加熱し、材料を溶融させて貫通穴４を塞ぐことにより図１３に示す気密封止パッケージが製造される。
ここで、貫通穴４を塞ぐ工程は、大気中で実施されても良いし、電子デバイス９の周囲の雰囲気からできるだけ酸素や水分を除外するために窒素雰囲気中、または不活性ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒなど）雰囲気中で実施されても良い。窒素雰囲気中、または不活性ガス雰囲気中で貫通穴４を塞ぐ工程は、窒素ガスまたは不活性ガスで充満された空間内であれば良く、真空チャンバー内で一旦真空引きした後で、窒素ガスまたは不活性ガスを真空チャンバー内部に注入してこれらのガスを充満させた空間の中で実施されても良い。さらには、真空中で貫通穴４を塞いでも良い。
真空中で貫通穴４を塞ぐ場合は、以下のようにして行われる。すなわち、まず図１２に示すサンプル（パッケージ）を真空チャンバー内に設置し、真空チャンバー内部を真空引きすることにより、貫通穴４を介して構造体１ａと構造体１ｂとによって囲まれた閉空間内部を真空引きする。そして、図１４に示すように、真空チャンバーに設けられたガラス窓を通して、真空チャンバーの外部から貫通穴４の周囲にレーザービームを照射する。さらに、構造体１ａを構成する材料の融点以上まで局所加熱することにより材料を溶融させ、貫通穴４をその材料によって塞ぐ。
また、窒素雰囲気中や不活性ガス雰囲気中で貫通穴４を塞ぐ場合も上記と同様な方法で行われ、真空チャンバー内部を真空引きした後、前記のガスをチャンバー内部に注入し、充満させれば良い。【００４９】
なお、レーザービームを照射して貫通穴４の周囲だけを加熱するという方法は、電子デバイス９を高温にさらすことがなく、電子デバイス９の特性を劣化させずに済むという点や、構造体１ａと構造体１ｂとを接合させた箇所や電子デバイス９と構造体１ｂとを接合材１１で接着させた箇所を熱によって剥離させずに済むという点で、製造上のメリットが大きい。
また、真空中にレーザー装置を配置させなくても、真空チャンバー内部に設置したパッケージ（組み立て完成前）の貫通穴の周囲にレーザービームを照射させることができるので、より小型の真空チャンバーを実現することができ、より安価な真空チャンバーを実現させることができる。その結果、より製造コストが安いパッケージを製造することができる。【００５０】
また、レーザービームの直径は貫通穴４の直径よりも大きい方が好ましい。なぜなら、レーザービームの直径が貫通穴４の直径よりも小さいと、レーザービームを貫通穴４の外周を順番にたどるように照射させ、段々と貫通穴４を塞ぐという方法になるため貫通穴４を塞ぐのに要する時間が長くなり製造プロセスコストが高くなってしまうからである。一方、レーザービームの直径が貫通穴４よりも大きければ、レーザービームのスポット径の中心を貫通穴４の中心に合わせることにより、貫通穴４を塞ぐ時間を短縮できる。
また、レーザービームのスポット径の中心と貫通穴４の中心とを合わせてレーザービームを照射する場合は、貫通穴４の中心をレーザービームが通過するため、レーザービームが電子デバイス９やワイヤー線７や、配線などに接触しないように貫通穴４の位置をあらかじめ設計しておく。
また、前記の方法よりはレーザービームのショット数が増えてしまうため、貫通穴４を塞ぐ時間は長くなってしまうが、貫通穴４を塞ぐ工程において、貫通穴を中心として円を描くようにレーザービームを照射するという方法を用いても好いことは言うまでも無い。この方法の場合、レーザービームが貫通穴４を通過しないので、貫通穴４の内側にある電子デバイス９やワイヤー線７や配線などにレーザービームが接触する心配が無く、電子デバイス９やワイヤー線や配線の位置設計の自由度が広くなるというメリットがある。
また、レーザーとしてはＹＡＧレーザーが適しているが、そのほかにもルビーレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、液体レーザー、半導体レーザー、自由電子レーザーなど、溶融させたい材料を溶融させることができる能力を持ったレーザーであれば構わない。レーザーについては、本明細書の中の全ての実施の形態において同様である。【００５１】
以上より、本実施形態における封止パッケージによれば、レーザービーム照射のような局所加熱によって貫通穴周囲の構成材料を直接溶融させて、貫通穴４を塞ぐため、従来技術のような貫通穴を塞ぐための第３の固着材を貫通穴の上に配置させるというプロセスを不要とすることができ、製造コストを削減することができる。【００５２】
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図１５及び図１６は、本発明の第２の実施形態を示したものである。
図１５及び図１６において、図１から図４に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。【００５３】
図１６は、本発明の第２の実施形態における封止パッケージを示す断面図である。
図１５は、図１６の貫通穴４が塞がれる前の状態を示す断面図である。
図４や図５に示す本発明の第１の実施の形態では、電子デバイス９がピン（出力端子）８とワイヤー線７によって電気的に接続されている例を描写しているが、図１５及び図１６に示す第２の実施形態における封止パッケージでは、電子デバイス９が構造体１ｂの外部端子（図中では省略している）と接続され、構造体１ｂ自身が回路基板として機能するものである。【００５４】
また、図では省略するが、構造体１ｂが回路基板で、且つ電子デバイス９の回路面が構造体１ｂ（回路基板）と向き合うような、いわゆるフリップチップ実装法で接続される形態であっても良い。
回路基板としては、ガラスセラミックス、アルミナなどのセラミックス材料、またはＳｉを基材に用いた配線基板を用いるのが好ましい。なぜなら、これらの配線基板に用いている基材は、線膨張率が小さい（約３〜４ｐｐｍ）ので、配線基板と電子デバイス９（一般にＳｉをベース基板として回路形成がされている）との線膨張率の差が小さく、その結果、長期信頼性の高いパッケージを実現することができるためである。また、基材として上記のような材料を用いると、基材に樹脂材料を用いた場合と比較して、基材からのアウトガスが少なく、真空封止パッケージを作製後の真空度の悪化を防ぐことができるというメリットがある。【００５５】
（実施形態３）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図１７及び図１８は、本発明の第３の実施形態を示したものである。
図１７及び図１８において、図１から図１６に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。【００５６】
図１８は、本発明の第３の実施形態における封止パッケージを示す断面図である。
図１７は、図１８の貫通穴４が塞がれる前の状態を示す断面図である。
第１及び第２の実施形態では、電子デバイス９が接合材１１を介して構造体１ｂに実装された例を示しているが、図１７及び図１８に示す本発明の第３の実施形態における封止パッケージは、構造体１ｂを基板として電子デバイス９（電子回路）が構造体１ｂ上に直接形成されたものである。
この場合、直接構造体１ｂに形成された電子デバイス９（電子回路）は厚さが薄い（数１０μｍ）ため、パッケージを薄くできるというメリットや、接合材１１を用いる必要が無いため、気密封止した後、内部でガスが放出されにくいというメリットがある。【００５７】
なお、図１９及び図２０に示すように、電子デバイス９が構造体１ｂの外部端子（図中では省略している）と接続され、構造体１ｂ自身が回路基板（配線基板：配線パターンが形成された基板）として機能するものであってもよい。
この構成によれば、配線基板の両面に外部端子（薄くて平坦なパッド）が設けられているため、出力端子（ピン）をパッケージ本体部に設ける必要がなく、小型で薄型の封止パッケージを実現することができる。一般に、ピンは微細化が困難であり（配線基板のパッドのように外形サイズを１ｍｍ以下にすることは困難である）、また薄くすることも困難（厚みも数ミリ以上と厚い）であるので、封止パッケージの小型化と薄型化には不利である。
また、図４２に示す例では、シリコン基板上に受光部を直接形成している。つまり、シリコンウエハ上に複数の受光部を形成し、最後に個片にダイシングして受光素子を製造しているが、この構造だと受光素子（個片）の中に受光部の周囲を囲う透過窓を実装する領域が必要となる。そのため、受光素子（個片）１つ当たりの面積が大きくなってしまい、シリコンウエハ１枚で作製できる受光素子の数が少なくなってしまい、受光素子１個当たりの単価が高くなってしまう。しかも、受光素子の形成プロセスは工程が多いため、受光素子の外形サイズの増大による受光素子の製造コスト増大の影響は大きい。それに比べて配線基板の製造費は安価であるため、図４２に示す例のような構造と比べて、本発明に係る封止パッケージの構造の方が安価であるというメリットがある。【００５８】
（実施形態４）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図２１及び図２２は、本発明の第４の実施形態を示したものである。
図２１及び図２２において、図１から図２０に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。【００５９】
図２２は、本発明の第４の実施形態における封止パッケージを示す断面図である。
図２１は、図２２の貫通穴４が塞がれる前の状態を示す断面図である。
本実施形態においては、構造体１ｂに配線基板が用いられており、配線基板の外部端子１４の位置に相違がある。図２２に示す例では、配線基板（ここでは構造体１ｂに相当する）のうち電子デバイス９が実装されている面（一方の主面）１５と同一面上で、且つ構造体１によって囲まれた閉空間の内部および外部の両方に、電子デバイス９と電気的に接続された外部端子１４が形成されている。
この気密封止パッケージでは、構造体１ａの外部にある外部端子１４を介してさらに別の回路基板に、ワイヤーボンディングなどの接続手段によって電気的に接続される。
この構成によれば、電子デバイスと電気的に接続された外部端子が、電子デバイスが実装されている面と同一面で、かつ中空部の外部に形成されているので、図４３に示すようなピン（出力端子）を用いたパッケージよりも薄型のパッケージを実現することができる。【００６０】
なお、図２３及び図２４に示すように、変形することも可能である。すなわち、図２４に示す例では、配線基板（ここでは構造体１ｂに相当する）のうち電子デバイス９が実装されている面１５、及びこの面１５とは表裏反対面１６に、電子デバイス９と電気的に接続された外部端子１４が形成されている。
図２４に示す例では、電子デバイス９が実装されている面１５とは表裏反対面１６にも外部端子が形成されており、そこにはんだボール（Ｓｎ、ＳｎＰｂ、ＳｎＡｇ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＣｕ、ＳｎＩｎ、ＳｎＺｎ、ＳｎＢｉ、ＳｎＺｎＢｉなどの材料で作られた導体ボール）などの導電体をリフローなどによって形成すれば、フリップチップ実装が可能なパッケージを実現できる。この場合、図２２の構造と比べて、外部端子１４をパッケージの最外周部に形成しなくても良い分、小型化できるというメリットがある。【００６１】
また、本発明の実施形態では、配線基板として、ガラスセラミックス、アルミナなどのセラミックス材料、またはＳｉを基材に用いた配線基板を用いるのが好ましい。なぜなら、本発明の第２の実施形態で述べたように、これらの基材の線膨張率は小さく（約３〜４ｐｐｍ）、配線基板と電子デバイス９（一般にＳｉをベース基板として回路形成がされている）との線膨張率の差が小さいため、その結果、長期信頼性の高いパッケージを実現することができるためである。【００６２】
また、本発明の実施の形態では、配線基板を除く構造体１ａに、コバール、４２アロイ合金など、少なくともＮｉを含む合金材料で作製された構造体が含まれていることが好ましい。コバール、４２アロイ合金など、少なくともＮｉを含む合金材料は、線膨張率も小さい（約３〜４ｐｐｍ）ため、その結果、長期信頼性の高いパッケージを実現することができる。また、コバール、４２アロイ合金など、少なくともＮｉを含む合金材料は磁性体であるため、これが磁気シールド効果を有しており、その結果、電子デバイス９を密閉している構造体の外部に実装されている他の電子デバイスからの電磁干渉を受けずに済むので、安定した動作を実現できるというメリットがある。逆に、構造体で密閉された電子デバイス９が強い電磁波を発する場合は、構造体１の外部に実装されている他の電子デバイスへの電磁干渉を防止することができというメリットもある。さらに、それらの材料は金属であり導体であるため、表面にそれらの材料とは種類の異なる金属層（金属膜）を形成したい場合は、スパッタ法や蒸着法よりも短時間で安く厚い金属層を形成できる電気（電解）メッキ法を用いることができるというメリットもある。【００６３】
また、本実施の形態では、構造体１ａの表面（貫通穴４の内部も含む）に、あらかじめ構造体１ａを構成する材料よりも融点が低い金属層（低融点部）１３が形成されており、この金属層１３をレーザービーム照射のような局所加熱法によって加熱し、溶融させることによって貫通穴を塞いで製造されている。
金属層１３は、電解メッキ法、無電解メッキ法、スパッタ法、蒸着法などによって形成される。構造体１ａが金属のような導体であれば電解メッキ法で作製するのが製造コストの面から好ましい。
また金属層１３には、金属の中では融点が低い、例えばＳｎ、またはＳｎを含んだ合金（ＳｎＰｂ、ＳｎＡｇ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＩｎ、ＳｎＺｎ、ＳｎＢｉ、ＳｎＺｎＢｉ）などのいわゆるはんだ材料が好ましい。これらの材料の融点は３００℃以下であり、またレーザービームのエネルギー吸収率が高いのでので、レーザービームを用いて局所加熱する際により低パワー仕様のレーザー装置を用いて金属層１３を溶融させることができ、製造装置の設備投資費用を安くすることができる。
さらには、融点の低い金属層１３を用いているので、レーザー照射時間を短縮でき、プロセスコストを削減できる。【００６４】
また、図２１から図２４の例では、金属層１３が構造体１ａの表面全体に形成されている例を示しているが、貫通穴４の周囲と貫通穴４の内部にだけ形成されている場合でも構わない。製造コストの面からは、図２１から図２４に示すように、構造体１ａの表面全体に金属層１３を成膜する方が、マスク代が不要であるため安価でできるので好ましい。
すなわち、貫通穴４を含めて構造体１の表面全体に金属層１３を形成しているので、部分的に金属膜を形成した構造と比べてマスクを用いたプロセスが不要となるため、安価な気密封止パッケージを実現できる。また、表面全体に金属層１３を形成することにより、金属層１３を、貫通穴４を塞ぐ材料として機能させるだけでなく、構造体１ａ，１ｂ同士を接合する材料としても機能させることができる。そのため、金属層１３を形成するという１つのプロセスだけで、構造体同士を接合する固着材を別途形成する場合と比較して、安価に封止パッケージを実現できる。【００６５】
また、本発明のように、貫通穴４の内部にも金属層１３が形成されていると、加熱によって溶融した金属層１３の材料が穴の内部にも良く濡れ広がり、貫通穴４を確実に塞ぐことができるというメリットがある。貫通穴の内部に金属層１３がなく、構造体１ａの材料そのものが露出していると、金属層１３との濡れ不良が起こり、穴の内部を塞ぐ場合に時間がかかってしまう。
また、実施の形態１のような構造（金属層１３が形成されておらず、構造体１の構成材料を溶融させて貫通穴４が塞がれている構造）の場合、貫通穴４を確実に塞ぐには貫通穴４のサイズを約１００μｍ以下の小さいサイズにする必要があるが（穴が大きいと塞ぐことが困難）、ドリルの歯の強度を考慮すると、１００μｍ以下の貫通穴４を例えば機械加工で開けることは、困難である。
一方、図２１から図２４に示す封止パッケージであれば、構造体１ａに開ける貫通穴４を、容易に機械加工で形成できる直径２００μｍ程度とし、その後、穴の中も含めて構造体１の表面に金属層１３を７０μｍ形成すれば、直径６０μｍの穴を容易に形成することができ、穴の直径が６０μｍであれば、金属層１３を溶融させることによって容易に貫通穴を塞ぐことができる。【００６６】
また、本発明の実施形態では、第３の固着材を貫通穴４の上に配置させるというプロセスが不要であるので、製造工程が少なくなり、より安価な気密封止パッケージを実現することができる。
また、本発明の実施の形態の場合、金属層１３の厚さをＡ、金属層１３を形成後の貫通穴４の直径をＢ、貫通穴４が開けられた構造体１ａの厚さをＣ、レーザービームのスポット直径をＤとすると、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤの寸法は、
ＣＢ２／（Ｄ２−Ｂ２）≦Ａ
Ｂ＜Ｄ
の条件を満たす寸法で定義されることが好ましい。【００６７】
ここで、上記の不等式について、図１と図２を用いて以下に詳しく述べる。
図１は、レーザービーム３を構造体１に形成した金属層１３に照射している様子の断面図である。図２は、レーザービーム３によって加熱された金属層１３が、貫通穴４を塞いだ様子を示す断面図である。
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ、金属層１３の厚さ、金属層１３形成後の貫通穴４の直径、貫通穴４が開けられた構造体の厚さ、レーザービーム３のスポット直径である。
レーザービーム３と金属層１３とが接触した部分を直径Ｄの円と仮定すると、レーザービーム３が照射され融点以上の温度に加熱されて溶融し、貫通穴４を塞ぐ金属層１３の体積５（ＶＤ−Ｂ）は、
ＶＤ−Ｂ＝πＡ（Ｄ２−Ｂ２）／４・・・（１）で示される。
また、金属層１３で塞いだ貫通穴４の体積６（ＶＢ）は、
ＶＢ＝πＣＢ２／４・・・（２）で示される。
ここで、金属層１３によって貫通穴４を全て埋め尽くすためには、
ＶＢ≦ＶＤ−Ｂ・・・（３）
である必要がある。
そのため、（３）式に（１）式と（２）式を代入し、整理すると、
ＣＢ２／（Ｄ２−Ｂ２）≦Ａ・・・（４）が導かれる。【００６８】
また、レーザービーム３のスポット直径Ｄは、貫通穴４の周囲の金属層２を加熱するために、貫通穴４の直径Ｂよりも大きくする必要があるため、
Ｂ＜Ｄ・・・（５）で示される条件を満たす必要がある。
すなわち、金属層１３の厚さＡは、金属層１３の溶融される体積（ＶＤ−Ｂ）が、貫通穴４の体積（ＶＢ）以上になるように設定され、レーザービーム３のスポット直径Ｄは、貫通穴４の直径Ｂよりも大きくなるように設定されている。【００６９】
以上より、この構成によれば、（４）式と（５）式を満たすように、あらかじめ金属層１３の厚さＡ、金属層１３形成後の貫通穴４の直径Ｂ、貫通穴４が開けられた構造体の厚さＣ、レーザービーム３のスポット直径Ｄを設計しておくことにより、確実に貫通穴４を金属層１３によって塞ぐことができ、製造歩留まりの高いパッケージを実現することができる。【００７０】
また、この封止パッケージによれば、貫通穴４の周囲、および貫通穴４の内部にあらかじめ形成された金属層１３をレーザービーム照射のような局所加熱によって金属層１３だけを溶融させて貫通穴４を塞ぐことができる。したがって、第３の固着材を貫通穴４の上に配置させるというプロセスを不要とすることができるので、より安価な気密封止パッケージを実現することができる。
また、金属層１３の融点は、構造体１の構成材料よりも低くなっているので、より低パワー仕様のレーザー装置を用いて製造することができ、装置の設備投資費用を安くすることができる。また、融点が低い金属層１３を用いることにより、レーザー加熱の時間を短縮できるので、プロセスコストを下げることができ、より安価な気密封止パッケージを実現できる。【００７１】
また、金属層１３をＳｎまたはＳｎを含んだ合金材料とすることにより、金属層１３の融点を約２２０℃程度まで低温にすることができる（構造体を構成する材料がガラス、セラミックス、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｌ、などである場合は、これらの融点は約１０００℃以上となる）。そのため、加熱温度を下げることができ、貫通穴４を塞ぐのに要する時間を短くでき、また加熱に要する装置のパワーも下げることができるので、装置の製造コストを下げることができる。その結果、より安価なパッケージを製造することができる。【００７２】
（実施形態５）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図２５から図２７は、本発明の第５の実施形態を示したものである。
図２５から図２７において、図１から図２４に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。【００７３】
本発明の第５の実施形態による、配線基板２７に形成された電子デバイス９の周囲を囲う導体パターン２６の幅２９について説明する。
本発明の第２から第４の実施の形態のように、構造体１ｂに配線基板２７を用いている場合は、配線基板２７の表面に電子デバイス９の周囲を囲う連続的な導体パターン２６が形成されているが、図２５及び図２６に示すように、この導体パターンの幅２９は、配線基板２７（ここでは構造体１ｂ）と接合される構造体１ａの接合幅３０よりも大きくなっている。【００７４】
このような構造を用いることにより、配線基板２７の表面に電子デバイス９の周囲を囲うように形成された連続的な導体パターン２６と構造体１ｂとが接合され、導体パターンの幅２９は構造体１ａの接合幅よりも広くなっているので、構造体１ａと配線基板２７を接合する接合材料３１によって構造体１ａの周囲を十分覆うことができ（図２７の符号３１参照）、より信頼性の高いパッケージを実現することができる。
また図２５から図２７には示さないが、配線基板２７上に形成された導体パターン２６の表面、および外部端子２８の表面、またはいずれか一方の表面にＡｕが形成されていることが好ましい。
気密封止パッケージ、または真空封止パッケージでは、パッケージ内部を封止した後、アウトガスが発生し、電子デバイスの長期信頼性の低下や、真空封止パッケージでは真空度の低下を招くということを避けなければならない。そのため、構造体１ａと構造体１ｂの接合、または構造体１ａと配線基板２７との接合は、フラックスを用いないプロセスが好ましい。フラックスを用いないプロセスでは、接合部表面の酸化が気密接合を妨げるので、そのような酸化を防止するため、あらかじめ導体パターン２６の表面又は外部端子２８の表面の少なくともいずれか一方の表面にＡｕが形成されていることが好ましい。
すなわち、この構成によれば、導体パターン２６や外部端子２８の表面の酸化を防止でき、はんだとの良好な濡れ性も実現できる。また、ＡｕやＡｌなどの金属を主材料とするワイヤー線を用いてワイヤーボンディングすることができるというメリットがあり、製造歩留まりが高く、設計自由度の高いパッケージを実現することができる。【００７５】
（実施形態６）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図２８は、本発明の第６の実施形態を示したものである。
図２８において、図１から図２７に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。【００７６】
本実施形態における貫通穴４は、構造体１の一方の面の最表面から反対側の面に向かって穴の直径が漸次小さくなるようなテーパー形状に形成されている。このように貫通穴４の直径が構造体１の一方の面の最表面から反対側の面に向かって穴の直径が漸次小さくなるようなテーパー形状に形成されていると、構造体１の一方の面の最表面（穴の直径が最も大きい箇所）だけでなく、貫通穴４の内部の表面にもレーザービームを直接照射することができる。そのため、貫通穴４の内部の材料も加熱され、溶融させることができるので、より容易に貫通穴４を塞ぐことができ、高い製造歩留まりのパッケージを実現することができる。
このようなテーパーを有する貫通穴４の形成方法の１つとしてはエッチング法がある。特に異方性エッチングを用いるとさまざまなテーパーを有する貫通穴４形状が形成できる。【００７７】
なお、貫通穴４の形状は、適宜変更可能である。
例えば、図２９に示すように、貫通穴４を、構造体１の両面の最表面から穴の深さ方向の中心に向かって穴の直径が漸次小さくなるようなテーパー形状に形成してもよい。このような形状に貫通穴４が形成されていると、図２８の貫通穴４と同様の効果が得られるだけでなく、貫通穴４が形成された構造体１の厚さがより厚くなった場合でも、最終的に貫通穴４を容易に形成することができる（厚くなるとテーパー形状では貫通穴４が開かなくなる）というメリットがある。すなわち、貫通穴４の内部がテーパー形状の場合、穴の深さ方向に進むに従って、直径が漸次小さくなっていくが、構造体１の厚さをパッケージの全体設計、および製造費用の都合上、どうしてもより厚くしなければならないという場合がある。この場合、貫通穴４が最終的に形成できないケースが出てくるが、構造体の両面の最表面から穴の厚さ方向の中心に向かって穴の直径が段々小さくなるようなテーパー形状に形成されているのでこれを改善できる。【００７８】
また、図３０に示すように、貫通穴４を、構造体１の厚さ方向に対して斜めに形成してもよい。このような形状に貫通穴４が形成されていると、貫通穴４の表面および貫通穴４の内部表面を加熱して材料を溶融させた時に、溶融した材料が貫通穴を塞ぐ前に、重力によって穴の外へ逃げてしまうという不具合を改善できる。そのため、より製造歩留まりの高い穴封止を実現することができる。なお、前記の不具合は貫通穴が大きいほど発生する確率が高い。【００７９】
また、図２８から図３０では、構造体１の表面に金属層１３が形成されている例を挙げているが、これらの貫通穴４の内部の形状はこの例のみに限定されるものではなく、例えば金属層１３が形成されていない場合や、その他の実施形態についても適用されることは言うまでもない。【００８０】
（実施形態７）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
図３１から図３４は、本発明の第７の実施形態を示したものである。
図３１から図３４において、図１から図３０に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。【００８１】
本実施形態における封止パッケージは、電子デバイス９の四方周囲を取り囲んでいる構造体１ａが、中心に筒穴が形成され電子デバイス９を筒穴３７の内部に収容できる大きさと厚さを有するリング形状（筒状部）の材料２１（図３４に示す。）と、矩形板状の平板（板状部）２２（図３３に示す。）とが接合されて製造されている。
ここで、リング形状の材料２１と平板２２とは、それぞれの表面にあらかじめ形成された、それぞれの構造体を構成している材料よりも融点の低い金属層１３によって接合されている。
一般的に、電子デバイス９を収容できるスペース（溝）２３を有した構造体１を製造することは困難である。例えば、電子デバイス９を収容できるスペースの部分をエッチングで形成するという手段もあるが、寸法精度よくスペースの形状を作ることが難しい。それに対して、本実施形態の封止パッケージによれば、中心に筒穴３７が形成され電子デバイス９を筒穴３７の内部に収容できる大きさと厚さを有するリング形状の材料２１と、平板２２とを接合して構造体を製造するので、容易に電子デバイス９を収容できるスペース（溝）２３を有する構造体１を実現でき、低コストで製造することができる。【００８２】
なお、図３１から図３２では、構造体１の表面に金属層１３が形成されている例を示しているが、この金属層１３が無い場合（例えば第１の実施形態に示す例）やその他の実施の形態で述べる例にも、適用されることは言うまでも無い。
元々、表面に金属層１３が無い場合は、例えばリング状の材料２１と平板２２の表面に後からはんだ等の固着材を形成して融着させるか、あるいは同じ材料同士であれば表面活性化接合、熱圧着法、超音波接合法、陽極接合、などの接合手段を用いて両者を接合させる。【００８３】
（実施形態８）
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。
図３５から図３９は、本発明の第８の実施形態を示したものである。
図３５から図３９において、図１から図３４に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。【００８４】
本実施形態における電子デバイス９は、赤外線センサー（赤外線受光素子）２４からなるものである。
赤外線センサー２４には、「量子型」と「熱型」の２種類ある。
構造が簡単で製造コストが安い方は「熱型」であるので、熱型の赤外線センサー２４を用いる方が製造コストの観点から好ましい。熱型の赤外線センサーの感度を高めるためには、赤外線が赤外線センサー２４に照射された時に、赤外線検出部で発生する熱を外部にできるだけ逃がさないようにして赤外線検出部の温度変化を大きくするために、熱絶縁性を高める必要がある。そこで、熱型の赤外線センサー（赤外線受光素子）２４が最低限の性能を出すには、周囲の環境として一般に１０−２Ｔｏｒｒ以下の真空状態が必要とされる。つまり、只の気密封止パッケージではなく、パッケージ内部に気体の分子がほとんどない真空環境が必要とされる。また、長期間のデバイスの安定性を保つためには、さらに真空封止直後の真空度をさらに高めることが望ましく、好ましくは１０−6Ｔｏｒｒ以下までパッケージ内部を真空引きした後、貫通穴４を気密性高く封止されることが望ましい。真空封止と言っても、封止後に全く内部の真空度が低下しないということはほぼありえず、必ず有限の値のリークレートを有している。真空封止直後の真空度が高ければ高いほど、同じリークレートであっても最低限の性能を発揮できる１０−２Ｔｏｒｒまで真空度が悪化するのに長い時間を要することになり、結局、長期性能信頼性の高い赤外線受光素子パッケージが実現できる。【００８５】
本実施形態における封止パッケージにおいて、構造体１ａのうち赤外線受光素子２４の受光部の真上に位置する部分（対向する部分）には、矩形状の赤外線透過穴３５が設けられ、その赤外線透過穴３５を塞ぐように赤外線透過窓材料（赤外線を透過させることができる材料）２５が接合されている。
赤外線受光素子２４は、真空封止されたパッケージ内部に実装されているが、パッケージの外部からパッケージ内部に赤外線を透過させる必要があるため、赤外線透過窓材料２５としては、赤外線を透過させることができるようにＳｉ、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などのほか、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＫＢｒ、ＣｓＩ、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＭｇＦ２などのアルカリハライド系材料やアルカリ土類ハライド系材料、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｓｂなどを主成分とするカルコゲナイト系ガラスなどの材料が望ましい。【００８６】
この構成によれば、赤外線受光素子２４が真空中等で封止されており、かつ赤外線透過窓材料２５が赤外線受光素子２４の受光部の真上に位置する部分に実装されているので、封止パッケージの外部から赤外線透過窓材料２５を通って赤外線が赤外線受光部まで到達する。そのため、高い感度の赤外線センサーパッケージを実現することができる。【００８７】
また、平板２２と、中心に筒穴３７が形成され電子デバイス９を筒穴３７の内部に収容できる大きさと厚さを有するリング形状の材料２１とを接合させることによって電子デバイス９（赤外線センサー２４）を収容する空間を作っている。ここでは、平板２２とリング形状の材料２１とを接合させて、赤外線センサー２４を収容する空間を作っているが、この構造に限定されるわけではなく、金型を用いて１つの材料に溝を設け、赤外線センサー２４を収容する空間を作製しても構わない。
また、図３５から図３９には示さないが、赤外線透過窓材料２５の表面にはあらかじめ反射防止膜が形成されている。
また、パッケージ内の高真空度を達成するために、Ｚｒ系、Ｔｉ系材料や、それらを含む合金などからなる、いわゆるゲッター材料（図中では省略）がパッケージ内部に形成または実装されていても良い。ゲッター材料は、パッケージを真空封止した後に活性化させることにより、パッケージ内部のアウトガスを吸着してくれる役割を果たすので、ゲッター材料を用いることにより、内部を高真空に保つことができる。【００８８】
また、ここでは電子デバイス９に熱型の赤外線センサー（赤外線検出素子）２４を用いた場合を例に挙げて説明したが、赤外線センサー（赤外線検出素子）２４に限定されるものではなく、その他のセンサー素子（量子型赤外線センサー、圧力センサー、加速度センサー、油圧センサー、ジャイロセンサー、等）、メモリ、ロジックＬＳＩ、および電源ＩＣ、等に適用されても良い。その場合、パッケージ内部の真空度は１０−２Ｔｏｒｒよりも低くても良い。
また本明細書中では圧力の単位としてＴｏｒｒを用いているが、１Ｔｏｒｒ＝１３３．３ＰａでＳＩ単位に変換することができる。（実施形態９）
次に本発明の第９の実施形態について説明する。図５０は、本発明の第９の実施形態を示したものである。図４９は、貫通穴４を塞ぐ前の状態を示したものである。
また図４９から図５６において、図１から図３９に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第８の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。本実施形態では、パッケージ本体部３３の内部で、且つ貫通穴４を通して照射されるレーザービームと接触可能な位置に、気体分子を吸着することが可能なゲッター材料３８が実装されているところが、他の実施形態と異なる構造上の特徴である。ゲッター材料３８は、真空封止後に経時変化とともに発生するパッケージ本体部３３内部表面からのアウトガスを吸着し、アウトガスが発生してもパッケージ本体部３３内部の真空度の悪化を抑える働きを持つ。ゲッター材料３８としては、特に制限は無いが例えばＺｒ系、Ｔｉ系材料や、それらを含む合金材料などを用いるのが好ましい。また、ゲッター材料３８は、配線基板２７上で貫通穴４の直下、あるいは貫通穴４を通るレーザービームと接触できる位置に実装または形成されるのが好ましい。ゲッター材料３８は、特にその実装方法または形成方法に制限は無いが、例えば配線基板２７上に溶接する、または真空スパッタ法や真空蒸着法などの薄膜形成技術によって直接配線基板上に成膜する、等の方法によって実装または形成される。
また、ゲッター材料３８は、配線基板２７ではなく、図５１に示す本実施形態の変形例（貫通穴４を塞ぐ前）のようにリング状の材料２１上に上記と同様な方法によって実装または形成されても良いし、あるいは図５２に示す本実施形態の変形例（貫通穴４を塞ぐ前）のように貫通穴４の近傍で平板２２の表面に実装または形成されても良い。ゲッター材料３８の少なくとも１部分が、貫通穴４を通過するレーザービームと接触できれば、ゲッター材料３８を加熱することができ、活性化させる（表面に吸着していた分子を放出させ、再び分子を吸着できる状態にする）ことができる。
またここでは電子デバイス９の四方周囲を取り囲んでいる構造体（第２の本体部）１ａとして、リング状の材料２１と平板２２とを接合して作製した例を示しているが、特に限定されるわけではなく、構造体（第２の本体部）１ａは、一体化されたものであっても良いことは言うまでも無い。
次に本実施形態の製造方法を説明する。代表例として図４９に示す実施形態の封止パッケージ（貫通穴４を塞ぐ前）を用いた場合を説明する。図５３に示すように、先ず封止パッケージ（貫通穴４を塞ぐ前）を真空チャンバー１７内のステージ４０上に置き、貫通穴４を介して封止パッケージ内部を真空引きする。また真空引きを行いながら、ステージ内部にあらかじめ設置したヒーター（図中では省略している）、および真空チャンバー１７表面に巻きつけたヒーター（図中では省略している）を加熱して、真空チャンバー１７の内部、および封止パッケージの内部を約１５０℃に加熱する。この工程は、真空チャンバー１７内部や封止パッケージ内部に吸着している水分を水蒸気にさせ、水蒸気を真空引きするのが目的であり、特に時間に制約は無いが、例えば約２時間程度行う。その後、真空チャンバー１７内部の到達真空度として、電子デバイス９の所定の性能が得られる真空度以下になったことを確認し（電子デバイス９が赤外線センサー２４の場合は、一般に１０−６Ｔｏｒｒ以下が好ましい）、次に図５４に示すようにレーザービーム３を貫通穴４を通過させ、ゲッター材料３８に照射させる。レーザービーム３の照射時間は、ゲッター材料３８の加熱温度により適宜設定し、例えば加熱温度が約４００℃の場合は、約５分〜１０分照射する。また加熱温度を約９００℃まで高くする場合は、照射時間を約１分以下に短くできる。次に図５５に示すようにレーザービーム３を貫通穴４の周囲に照射させ、構造体を構成する材料よりも融点が低い金属層１３を溶融させて貫通穴４を塞ぐ（図５６）、または図５５とは描写は異なるが、構造体を構成する金属材料を溶融させて貫通穴４を塞ぐことにより、図５０に示す本発明の実施形態の真空封止パッケージが完成する。
ここで貫通穴４の周囲へのレーザービーム３の照射方法は、特に制約されることは無いが、レーザービーム３の照射直径を貫通穴４の直径よりも大きく設定し、レーザービーム３の照射領域内に貫通穴４が入るように照射するか、あるいは、貫通穴４を中心として円を描くようにレーザービーム３を照射する等の方法を用いるのが好ましい。【００８９】
（実施形態１０）
次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。
図４０は、本発明の第１０の実施形態を示したものである。
図４０において、図１から図３９に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。
本実施形態は、封止パッケージ３３を搭載したプリント回路基板３２として構成されるものである。
すなわち、プリント回路基板３２は、電子デバイス９として赤外線センサー（赤外線検出素子）２４を用いた封止パッケージ３３を備えている。
なお、封止パッケージ３３としては、上記第１から第８の実施形態における封止パッケージを適用することができることはいうまでもない。
また、図４１に示すように、電子デバイス９として、赤外線センサー（赤外線受光素子）２４以外のデバイスを用いた封止パッケージを搭載したプリント回路基板３２であってもよい。
いずれの場合でも、それら封止パッケージを搭載することにより、より構造設計の自由度が高く、低コストなプリント回路基板３２を製造することができる。【００９０】
（実施形態１１）
次に、本発明の第１１の実施形態について説明する。
図の説明は割愛するが、上記第１から第９の実施形態における封止パッケージ、または上記第１０の実施形態におけるプリント回路基板３２を用いて、電子機器を組み立てることができる。
すなわち、本実施形態は、上記封止パッケージ又はプリント回路基板３２を備える電子機器として構成されるものである。
この電子機器によれば、従来よりも製造コストを安くすることができる。
なお、適用される電子機器としては、例えば赤外線センサー（赤外線受光素子）２４の真空封止パッケージ、またはパッケージが搭載されたモジュール基板（プリント回路基板）が実装された赤外線カメラ、または物体の温度分布を可視化できるサーモグラフィなどがある。また、電子デバイス９が赤外線センサー２４以外の場合でも、例えば高温、高湿の環境でも誤動作が許されない車載向けの電子機器（カーナビゲーション、カーオーディオ、ＥＴＣ装置、など）や、水の浸入が許されない水中使用向けの電子機器（水中カメラ、水中ソナー装置、など）等が好適である。【００９１】
以上、実施の形態を複数述べたが、その他、本発明はその要旨を超えない限り、上記の実施の形態に限定されるものではないことは言うまでも無い。【００９２】
以下、図面を参照し、本発明の実施例に基づいて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。（実施例１）
本発明の実施例として、赤外線センサー（赤外線受光素子）を用いた真空封止パッケージについて述べる。
本実施例では図３５から図３９を用いて詳細を説明する。
まず、赤外線透過窓材料２５として、大きさが１０ｍｍ×１３ｍｍで厚さが０．８ｍｍのＳｉ基板（図１３ｄ）を準備した。Ｓｉ基板にはあらかじめ反射防止膜を形成した。また、Ｓｉ基板の最外周から幅１ｍｍ内側のエリアには、無電解メッキ法によってＮｉ（３μｍ）／Ａｕ（０．０５μｍ）を形成した。これは、後で接合する構造体１（平板２２）の表面に形成したＳｎＡｇ膜に対し、フラックスを用いなくても濡れ性良く、容易に接合させるためである。【００９３】
次に、図３７に示す、外径１５ｍｍ×１５ｍｍ、内径８ｍｍ×１１ｍｍ×（筒穴３１の開口径）で厚さが０．２ｍｍの平板２２と、図３８に示す、外径１５ｍｍ×１５ｍｍ、内径１３ｍｍ×１３ｍｍで厚さが１．５ｍｍの、中心に筒穴３７が形成され、電子デバイス９を筒穴３７の内部に収容できる大きさと厚さを有するリング形状の材料２１を準備した。
図３７及び図３８に示す材料は、４２アロイ（ＮｉとＦｅの合金）を用いて作製した。図３７に示す微小貫通穴４は、マスクを用いた薬品によるエッチングにより直径最大０．２ｍｍの貫通穴を形成した。貫通穴は４個形成した（図３７では８個形成されたように記載されている）。貫通穴４の内部の形状はエッチング法により、若干のテーパー形状となり、貫通穴４の最小直径は０．１７ｍｍとなった。また、これらの材料の表面、および貫通穴４の内部には電解メッキ法を用いてＳｎＡｇ（３．５％）膜を５０μｍ成膜した。その結果、微小貫通穴４の開口径を０．０７ｍｍ〜０．１ｍｍとした。【００９４】
図３５に示す構造体１ｂとして、ガラスセラミックスを基材とする、外径１８ｍｍ×１８ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの回路基板を用いた。回路基板上の導体パターン表面には無電解メッキ法により、Ｎｉ（３μｍ）／Ａｕ（０．０５μｍ）を形成しておいた。また、リング形状の材料２１と接合させる回路基板上の導体パターンの幅は１．２ｍｍとし、リング形状の材料２１の接合幅１．０ｍｍ（実際にはＳｎ−Ａｇメッキの厚さも加わり、１．１ｍｍとなる）よりも大きく設計した。
次に、回路基板（構造体１ｂ）に電子デバイス９（本実施例では赤外線センサー２４）を接合材料によって接着固定し、その後、赤外線センサーと回路基板の外部端子１４とをＡｌ線を用いたワイヤーでボンディングした。【００９５】
次に、回路基板（構造体１ｂ）上の導体パターンとリング形状の材料２１と平板２２と赤外線透過窓材料２５とを位置あわせして積層し、窒素リフロー炉を用いて一括接合させた。
次に、上記のサンプルを図１４に示すような真空チャンバー内に設置し（図１４中では構造体１ｂに回路基板を用いていない記述になっている）、真空チャンバー内をロータリーポンプとターボ分子ポンプを用いることにより真空引きし、真空引きパッケージ内部を貫通穴４を介して１０−６Ｔｏｒｒまで真空引きした。その後、真空チャンバー１７の外部に設置したレーザー装置から、ガラス窓１８を通してレーザービーム２０をパッケージの貫通穴周囲に照射させ、真空中で封止したパッケージを製造した。レーザービーム２０のスポット径は０．４ｍｍとした。ＳｎＡｇ膜の厚さをＡ（０．０５ｍｍ）、ＳｎＡｇ膜形成後の貫通穴４の直径をＢ（最大で０．１ｍｍ）、貫通穴４が開けられた構造体の厚さをＣ（０．２ｍｍ）、レーザービームのスポット直径をＤ（０．４ｍｍ）とした場合、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤの寸法は、ＣＢ２／（Ｄ２−Ｂ２）≦Ａ、Ｂ＜Ｄ、が好ましいと述べたが、Ａ，Ｂ、Ｃ、Ｄの寸法を前記の式で定義される範囲にすることによって、貫通穴４をＳｎＡｇ材料で確実に塞ぐことができた。
また本真空封止パッケージを赤外線カメラに搭載したところ、所要の画像が得られることを確認できた。【００９６】
本発明によれば、迅速かつ容易に貫通穴を塞ぐことができ、製造コストを削減することができる。
また、本発明の封止パッケージをプリント回路基板に搭載することによって、より高性能で信頼性が高く、より低コストな回路基板を実現することができる。
また上記封止パッケージ、又はその封止パッケージを搭載したプリント回路基板を電子機器に搭載することによって、より高性能で信頼性が高く、より低コストな電子機器を実現することができる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【国際調査報告】
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