(57)【要約】【課題】  ロウ材の表面における気泡の残留を低減し、ロウ材の高さのばらつきを低減させることが可能となる封止用フタの製造方法および溶着用治具を提供する。【解決手段】  上型（１）と下型（２）とからなる溶着用治具を用いて、リフロー炉によりキャップ（３）と窓枠状のロウ材（４）とを溶着して封止用フタを製造する。上型（１）には、ロウ材（４）を収容可能な溝（５）と、溝（５）内にさらに凹んだ逃がし溝（５ａ）とが形成され、溝（５）にロウ材（４）を収容した上型（１）と、上型（１）に対向して組み合わされた下型（２）との間に形成された空間内に、キャップ（３）が収容され、ロウ材（４）とキャップ（３）とを収容した上型（１）と下型（２）とを、上型（１）が下型（２）の上方に位置する状態で、ロウ材（４）をキャップ（３）に溶着させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型とからなる溶着用治具を用いて、リフロー炉によりキャップと窓枠状のロウ材とを溶着して封止用フタを製造する方法であり、前記上型には、前記ロウ材を収容可能な溝と、該溝内にさらに凹んだ逃がし溝とが形成され、前記溝にロウ材を収容した上型と、該上型に対向して組み合わされた下型との間に形成された空間内に、前記キャップが収容され、前記ロウ材とキャップとを収容した上型と下型とを、上型が下型の上方に位置する状態で、ロウ材をキャップに溶着させることを特徴とする封止用フタの製造方法。
【請求項２】
キャップと窓枠状のロウ材とを溶着して封止用フタを製造する際に用いられる溶着用治具の上型であって、前記ロウ材を収容可能な溝と、該溝内にさらに凹んだ逃がし溝とが形成されていることを特徴とする溶着用治具の上型。
【請求項３】
キャップと窓枠状のロウ材とを溶着して封止用フタを製造する際に用いられ、下型と、請求項２に記載の上型とからなる溶着用治具であって、前記溝にロウ材を収容した上型と、該上型に対向して組み合わされた下型との間には、前記キャップが収容可能な空間が形成されていることを特徴とする溶着用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャップとロウ材をあらかじめ接合した封止用フタの製造方法および溶着用治具に関し、特に、ロウ材の成形性が良く、気泡の少ない封止用フタが得られる製造方法および溶着用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＡＷフィルターや水晶振動子といった高周波デバイスでは、パッケージに気密封止が行われ、該パッケージには、コバール（Kovar）、セラミックまたは樹脂などが使われ、封止形態としては、ロウ付け、シーム溶接、スポット溶接および樹脂封止のいずれかが一般的に用いられる。前記封止形態のうちで、ロウ付けを行うためには、あらかじめキャップ（ＣＡＰ）にロウ材を溶接した溶着品である封止用フタ、ないしは、あらかじめキャップにロウ材を熱圧着にて付けた封止用フタを用いて、該封止用フタをステムにつける方法が用いられる。キャップには、Ｎｉメッキ付きコバールにＡｕメッキを施して用いて、ロウ材には、Ａｕ／２０質量％Ｓｎを用いることが多い。
【０００３】
前述の溶着品である封止用フタの製造は、溶着用治具にロウ材とキャップを載せ、ベルト炉でリフローすることで行われるが、溶着用治具に対するロウ材とキャップの載せ方には２通りの方法がある。
【０００４】
第１の載せ方としては、ロウ材とキャップが入る溝を形成した溶着用治具に、キャップとロウ材とを、キャップがロウ材上に載るように配置して、リフローする方法がある。この場合、ロウ材の成形性が良い溶着品を製造することが可能である。ただし、キャップとロウ材の隙間が溶着時に気泡として残り、複数の気泡が結合することがあるため、パッケージに気密封止した後のリークに関与したり、接合強度を損なう危険がある。
【０００５】
第２の載せ方としては、キャップとロウ材とを、ロウ材をキャップ上に載るように配置して、リフローする方法がある。この場合、前記気泡の残留を低減することができる。ただし、ロウ材が角形の窓枠状である場合、表面張力により、溶融したロウが角部の内側に集まりやすく、辺部のロウ材が溶融し、角部に引っ張られるため、角部と辺部とで、高さにばらつきが生じやすくなり、パッケージに気密封止する時に、ロウ材の過剰部分と不足部分が生じ、封止性および接合強度の面から、パッケージの信頼性を損ねるおそれがあった。
【０００６】
弾性表面波デバイスの製造方法（特開平９−１５３７６４号公報）では、平板の溶着用治具にロウ材を載せ、その上にキャップを載せてリフローすることにより、溶着品である封止用フタにおけるロウ材の高さを均一にする方法が記載されている。しかし、この方法ではキャップとロウ材の間に残留する気泡が排除しにくいという問題があった。
【０００７】
回避策として、キャップ上にロウ材を載せ、それらの上に平板の溶着用治具を載せた場合は、溶着時にロウ材と溶着用治具との接触面に気泡が捕捉されるため、溶着後のロウ材表面に、クレーター状の気泡の跡が残るケースがある。このような場合、封止用フタとステムを重ねて加熱する封止方法を採ると、ロウ材表面のクレーター部分が、気泡として残留するおそれがあるという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１５３７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、封止用フタを製造するにあたり、ロウ材の表面における気泡の残留を低減し、ロウ材の高さのばらつきを低減させることが可能となる封止用フタの製造方法および溶着用治具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の封止用フタの製造方法は、上型と下型とからなる溶着用治具を用いて、リフロー炉によりキャップと窓枠状のロウ材とを溶着して封止用フタを製造する。前記上型には、前記ロウ材を収容可能な溝と、該溝内にさらに凹んだ逃がし溝とが形成され、前記溝にロウ材を収容した上型と、該上型に対向して組み合わされた下型との間に形成された空間内に、前記キャップが収容され、前記ロウ材とキャップとを収容した上型と下型とを、上型が下型の上方に位置する状態で、ロウ材をキャップに溶着させる。
【００１１】
本発明の溶着用治具の上型は、キャップと窓枠状のロウ材とを溶着して封止用フタを製造する際に用いられる溶着用治具の上型であって、前記ロウ材を収容可能な溝と、該溝内にさらに凹んだ逃がし溝とが形成されている。
【００１２】
本発明の溶着用治具は、キャップと窓枠状のロウ材とを溶着して封止用フタを製造する際に用いられ、下型と、前記上型とからなる溶着用治具であって、前記溝にロウ材を収容した上型と、該上型に対向して組み合わされた下型との間には、前記キャップが収容可能な空間が形成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、高周波デバイスのパッケージにおいて、接合性および接合強度に優れた気密封止が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明について、図面を参照して説明する。図１は、溶着用治具にキャップとロウ材を配置した状態を示した一部破断斜視図であり、図２は、リフロー炉内での状態を示す一部破断斜視図である。図３は、上型を示す一部破断斜視図である。
【００１５】
上型（１）と下型（２）とからなる本発明の溶着用治具は、カーボンまたはステンレスからなる。上型（１）には、キャップ（３）とロウ材（４）とを位置決めさせるための溝（５）を有する。すなわち、溝（５）にロウ材（４）を収容した状態では、溝（５）の外周の延長面と、溝（５）の内側で相対的に盛り上がった上型（１）の一部およびロウ材（４）の面とにより、キャップ（３）を収容可能な凹みが形成される。下型（２）は、上型（１）と重ね合わせて固定できるような形状を、溝（５）に対向する部分よりも外側に設けた平板であるか、ないしは、図示しないが、キャップ（３）を位置決めするための浅い溝または隆起部分が形成される。さらに、溝（５）において、枠幅の中央付近に凹んだ逃がし溝（５ａ）が形成される。
【００１６】
前記溶着用治具を用いて、本発明の封止用フタの製造方法について、以下に説明する。
【００１７】
上型（１）の溝（５）に、ロウ材（４）を収容し、さらに、キャップ（３）を収容して、下型（２）を対向させて、上型（１）と下型（２）とを組み合わせた後、ロウ材（４）がキャップ（３）の上に位置し、上型（１）が下型（２）の上方に位置するように、全体をひっくり返して、図２に一部破断斜視図を示した状態とし、リフロー炉（図示略）に流すことで溶着品を得る。
【００１８】
リフロー炉内では、ロウ材（４）が溶融したロウ（４ａ）は表面張力で全体がカマボコ形状となるが、逃がし溝（５ａ）がロウ（４ａ）の逃げとなり、逃がし溝（５ａ）が開口する溝（５）内の縁部分が、ロウ（４ａ）の高さの偏りを低減する効果を持つ。その結果、逃げが無い場合に、ロウ（４ａ）が集まりやすい角部において、ロウ（４ａ）の盛り上がりが低減され、ロウ（４ａ）の高さが均一に形成される。
【００１９】
逃がし溝（５ａ）を設けない場合は、ロウ材（４）の溶融時に、ロウ（４ａ）と上型（１）との接触部分に、気泡が残留するほか、面接触により上型（１）の表面が、ロウ（４ａ）に取り込まれることがあるが、逃がし溝（５ａ）を設けることで、ロウ（４ａ）と上型（１）との接触が、面から、点または線になるため、ロウ（４ａ）と上型（１）との接触において、ロウ（４ａ）の凹凸や付着を、低減することが可能となる。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
図１から図３に示し、高純度カーボンの上型（１）および下型（２）に、コバールにＮｉメッキを施し、さらにＡｕメッキを施して得られたキャップ（３）と、Ａｕ／２０質量％Ｓｎのロウ材（４）とを、図１に一部破断斜視図を示したように収容した。ロウ材（４）の断面形状は、０．３ｍｍ×０．０３ｍｍで、逃がし溝（５ａ）の断面形状は、０．２ｍｍ×０．１ｍｍとした。従って、逃がし溝（５ａ）に表れる空間の容積が、ロウ材（４）の体積に対して約２２０％である。
【００２１】
さらに、図２に一部破断斜視図を示したように全体をひっくり返して、リフロー炉（光洋サーモ、ＰＩＬＯＴ−II）にて、炉内には窒素と水素の混合ガスを導入し、炉内の酸素濃度が１０ｐｐｍ以下となる雰囲気下で、キャップ（３）にロウ材（４）を溶着した。
【００２２】
ロウが固化した後、微小Ｘ線透過装置（東芝、ＴＯＳＭＩＣＲＯＮ−６１２５）により、ロウ材中に残留する気泡の数を測定した。表１に、ロウ材中に残留する気泡の状況を示す。
【００２３】
さらに、得られた溶着品において、固化したロウの高さを、辺部の中央と角部とで測定した。測定結果を表２に示す。
【００２４】
（比較例１）
全体をひっくり返さず、図１に示した状態のままとした以外は、実施例１と同様にして、キャップ（３）にロウ材（４）を溶着した。さらに、実施例１と同様にして、ロウ材中に残留する気泡の数を測定した。表１に、ロウ材中に残留する気泡の状況を示す。
【００２５】
（従来例１）
逃がし溝（５ａ）を設けていない溶着用治具を用いた以外は、実施例１と同様にして、キャップ（３）にロウ材（４）を溶着した。さらに、実施例１と同様にして、固化したロウの高さを、辺部の中央と角部とで測定した。測定結果を表２に示す。
【００２６】
ロウ材（４）をキャップ（３）の下方に配置して、溶着した比較例１と比べて、ロウ材（４）をキャップ（３）の上方に配置して、溶着した実施例１では、残留する気泡が少ないことが判る。
【００２７】
また、逃がし溝（５ａ）を設けなかった従来例１と比べて、逃がし溝（５ａ）を設けた実施例１では、ロウの高さがのばらつきが小さいように、本発明により、固化したロウの高さのばらつきを抑制する効果を得られたことがわかる。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】溶着用治具にキャップとロウ材を配置した状態を示した一部破断斜視図である。
【図２】リフロー炉内での状態を示す一部破断斜視図である。
【図３】上型を示す一部破断斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  上型
２  下型
３  キャップ
４  ロウ材
４ａ  ロウ
５  溝
５ａ  逃がし溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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