(57)【要約】【課題】電子部品の封止装置において、容器とリッドとの位置合せを確実に行うことができるようにすることを課題とする。【解決手段】複数の容器１７とリッド１８とを位置決めして配置する金属製のパレット１５と、このパレット１５に配置された容器１７及びリッド１８を加熱する加熱手段と、パレット１５を加熱手段の近傍に位置させる搬送手段とを有し、パレット１５には矩形の開口部をもつ凹所１６が複数形勢され、凹所１６の４つの側面は傾斜面１６Ａで構成され、凹所１６の矩形の底面１６Ｂの４辺は、夫々が対応する凹所１６の矩形の開口部の４辺に対して短く形成された辺であることを特徴とする電子部品の封止装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を収容する容器の開口部にリッドを配置し、このリッドの周縁を前記開口部に接合して気密封止する電子部品の封止装置において、
複数の前記容器とリッドとを位置決めして配置する金属製のパレットと、
このパレットに配置された前記容器及びリッドを加熱する加熱手段と、
前記パレットを前記加熱手段の近傍に位置させる搬送手段とを有し、
前記パレットには矩形の開口部をもつ凹所が複数形勢され、
これら凹所の４つの側面は傾斜面で構成され、
これら凹所の矩形の底面の４辺は、夫々が対応する凹所の矩形の開口部の４辺に対して短く形成された辺であることを特徴とする電子部品の封止装置。
【請求項２】
前記凹所は、前記リッドをこの凹所に配置した場合、この凹所の矩形の底面の少なくとも一部が前記リッドに接触するような形状に加工されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の封止装置。
【請求項３】
前記凹所において、傾斜した前記４つの側面全てに前記リッドの周縁が嵌合する段差部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の電子部品の封止装置。
【請求項４】
前記容器を前記リッドの方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品の封止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子、弾性表面波フィルタ等の電子部品を収容した容器の開口部に、蓋体であるリッドを接合することで該容器を気密封止する電子部品の封止装置に係り、詳しくは、前記容器とリッド（以下これらを合わせてワークとも記載する）とをパレット上に複数配置し、これを加熱することにより一度に複数のワークに対して封止を行う装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水晶振動子、弾性表面波フィルタ等の電子部品を容器に気密封止する方法が広く用いられている。図７は従来からある容器（シールリングレスパッケージ）の断面図であり、まずセラミック基板５１の開口部周縁５１Ａをメタライズして金属層を形成した容器５２を用意し、この容器５２の内部に水晶振動子等の電子部品５３を収納する。さらに電子部品５３の電極からワイヤ５４によって外リード５５に電気的に接続したものを準備する。そしてこの容器５３の開口部にはコバール等からなるリッド５６が位置決めして載置され、ろう材５７を介して接合されることにより封止が行われる。
【０００３】
このリッドの接合には、ローラ電極をリッド周縁に転接させて通電するマイクロパラレルシーム接合や、電子ビームあるいはレーザビームをリッドの周縁に照射する方法等種々の方法があるが、いずれもリッドと容器開口部周縁の間にろう材を介在させ、このろう材を溶融させて接合を行うものである。また、Ａｇ等のろう材と異なり比較的低温で溶融するＡｕ−Ｓｎ合金のろう材を利用した接合方法に次のようなものがある。図８はその方法で使用する封止装置の図であり、図８（ａ）は全体を示す概略正面図、図８（ｂ）は容器とリッドが配置されている様子を示す斜視図である。
【０００４】
図８において、符号６１が封止装置、６２は内部の空気を排出することができる真空チャンバ、６３が多数の容器とリッドとを配置したパレット、６４が容器である。そして図９に示したのが、容器とリッドがパレットに配置されている様子を示した詳細図である。図９は容器とリッドとの１組を描いた断面図であり、容器６４内部の電子部品は図示を省略してある。また、符号６６はリッド６５の周縁近傍に形成されたＡｕ−Ｓｎ合金からなるろう材である。ここで、パレット６３には凹所６３Ａが形成してあり、この凹所６３Ａの底面にはリッド６５がろう材６６を上側にして落とし込んである。そしてリッド６５の上から、容器６４が開口部を下向きにして落とし込んである。
【０００５】
このように容器６４とリッド６５とをパレット６３に多数配置して、図８（ａ）で示す真空チャンバ６２内に収容する。その後真空チャンバ６２内の空気を排出し、さらに容器６４とリッド６５を含むパレット６３を加熱することで、容器６４内つまり電子部品の周囲が真空環境の状態で封止が行われる。特許文献１においては前記説明とほぼ同様の技術が開示されており、パレットに複数の容器とリッドを搭載し、まず、加熱を行って容器とリッドとを接合する。そしてパレットは冷却部に搬送され冷却される。その後真空環境のチャンバ内で容器底面に設けてあった小さな貫通孔を塞ぐ方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−５５１９３号公報（第５頁、図１、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では触れられていないが、一般に製造される容器は寸法公差が大きくリッドの寸法公差は比較的小さい。例えば図９の符号アで示されるように、容器６４とこれを収容する凹所６３Ａとには一定のクリアランスを設ける必要がある。この場合、公差内で小さく成形された容器６４を凹所６３Ａに落とし込んだ場合、前記クリアランスによりリッド６５の位置からずれた位置に容器６４が位置してしまうことが考えられる。リッド６５の外形は容器６４の開口部の外形よりも若干小さめに形成してあり、ろう材６６が溶融した後のフィレットが、リッド６５の周囲に均等に形成されるのが望まれる封止作業の外形仕上がりである。
【０００８】
ところが、図９で示すような従来の凹所の形態で、容器６４の外形の寸法公差を考慮した場合、容器６４とリッド６５との位置関係にばらつきが生じ、封止作業の品質を低下させ、歩留りの悪い工程になってしまう。そこで発明者は、リッドと容器とをパレットの凹所に落とし込むことで、前記位置関係にばらつきが生じない電子部品の封止装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は第１の態様として、電子部品を収容する容器の開口部にリッドを配置し、このリッドの周縁を前記開口部に接合して気密封止する電子部品の封止装置において、複数の前記容器とリッドとを位置決めして配置する金属製のパレットと、このパレットに配置された前記容器及びリッドを加熱する加熱手段と、前記パレットを前記加熱手段の近傍に位置させる搬送手段とを有し、前記パレットには矩形の開口部をもつ凹所が複数形勢され、これら凹所の４つの側面は傾斜面で構成され、これら凹所の矩形の底面の４辺は、夫々が対応する凹所の矩形の開口部の４辺に対して短く形成された辺であることを特徴とする電子部品の封止装置を提供するものである。
【００１０】
また本発明は第２の態様として、前記凹所は、前記リッドをこの凹所に配置した場合、この凹所の矩形の底面の少なくとも一部が前記リッドに接触するような形状に加工されていることを特徴とする第１の態様として記載の電子部品の封止装置を提供するものである。
【００１１】
また本発明は第３の態様として、前記凹所において、傾斜した前記４つの側面全てに前記リッドの周縁が嵌合する段差部が形成されていることを特徴とする第１又は第２のいずれかの態様として記載の電子部品の封止装置を提供するものである。
【００１２】
さらに本発明は第４の態様として、前記容器を前記リッドの方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする第１乃至第３のいずれかの態様として記載の電子部品の封止装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、外形が容器よりも一回り小さなリッドを下側に、容器を上側に落とし込んだ場合、リッドおよび容器の側面四方がパレットの凹所の傾斜面に規制され、凹所の開口部上方から見て中央に位置決めされるので、容器とリッドとの位置決めが達成され封止の品質が向上する。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、落とし込まれたリッドの主面に対し、パレットに形成した凹所の底面が接触するので、加熱されたパレットの熱が効率良くリッドに伝導し、リッドの温度が確実に上昇する。したがって、リッドに設けられたろう材が確実に溶融し、封止の品質がさらに向上する。
【００１５】
本発明の第３の態様によれば、凹所の４つの傾斜面に段差が形成され、この段差にリッドが嵌合するので、リッドが確実に水平の姿勢となり、位置決めの確実性が向上する。またさらに、リッドの周縁がパレットに面で接触するので、熱伝導によりリッドの周縁に形成されたろう材の加熱が効率良く行われ、封止の品質がさらに向上する。
【００１６】
本発明の第４の態様によれば、加熱されるろう材に容器の開口部が押圧され、容器の自重によるよりも大きな押圧力でろう材と容器開口部とが当接し、これにより、ろう材が容器開口部のメタライズ層に確実に濡れ広がり良好なフィレットを形成する。したがって封止の品質がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態を示す封止装置の正面図
【図２】本発明の実施形態を示すパレットとワークの斜視図
【図３】本発明の第１の実施形態を示すパレットとワークの断面図
【図４】本発明の第２の実施形態を示すパレットとワークの断面図
【図５】本発明の第３の実施形態を示すパレットとワークの断面図
【図６】本発明の第４の実施形態を示すパレットとワークの断面図
【図７】従来の技術を示すワークの断面図
【図８】従来の技術を示す封止装置の正面図とパレットの斜視図
【図９】従来の技術を示すパレットとワークの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、添付図面を参照して本発明に係る電子部品の封止装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る封止装置の概略正面図である。図１において、符号１は封止装置であり、２はロードチャンバ、３は予備加熱エリア、４は本加熱エリア、５は冷却室、６はアンロードチャンバ、７は真空発生器、８は真空発生動作や加熱を制御する第１の制御部、９は全体の動作を制御する第２の制御部、１０は電源部、１１、１２、１３はゲートバルブである。またこの封止装置では予備加熱エリア３、本加熱エリア４および冷却室５により真空チャンバが構成されている。
【００２０】
次に図１に示した封止装置１の動作を説明する。まず、この封止装置を使用する前に予めワークを準備する、ここでワークとは電子部品を収納した容器とこの容器の開口部を塞ぐべきリッドとを意味する。ワークは複数の凹所をマトリクス状に表面に形成したパレットに搭載される（図示せず）。封止の準備ができたパレットは図１に示す封止装置１のロードチャンバ２内にセットされる。このときゲートバルブ１１は閉じた状態でありロードチャンバ２の前面扉を開いても真空チャンバ内の真空は保たれる。
【００２１】
次に真空発生器７がロードチャンバ２内の空気を排出し、ゲートバルブ１１が開かれる。図示しないパレットは予備加熱エリア３に搬送手段により搬送され、所定の時間停止して第１の加熱手段により予備加熱され矢印イの方向に搬送される。次にパレットは本加熱エリア４に搬送され、所定の時間停止して第２の加熱手段により本加熱される。このとき容器とリッドがろう材を介して接合され真空環境での封止が行われる。矢印ウの方向に搬送されるパレットは開いた状態のゲートバルブ１２を通過して冷却室５に搬送される。符号１４は冷却流水を利用した冷却手段であり、所定の時間停止して冷却手段により常温まで冷却されたパレットは矢印エの方向に搬送される。この時点でゲートバルブ１２が閉じてゲートバルブ１３が開き、パレットはアンロードチャンバ６内に搬送されて封止の完了したワークが封止装置１から取り出される。
【００２２】
図２は前記パレットにワークが配置された様子を示す斜視図である。符号１５はパレット、１６はパレット１５に形成された凹所、１７は一方のワークである容器、１８は容器１７の下方に位置して図示されていない他方のワークであるリッドである。ここで、パレット１５は熱伝導率の高い金属からなり、高温に曝されても反りや捩れ等の変形が少ない素材が選定される。また、凹所１６の４つの側面が傾斜面になっているので、その矩形の開口部は容器１７の外形よりも大きくなっている。図では省略しているが、凹所１６の角部には切削加工のためのＲ逃げが設けられており、開口部や底面は厳密には矩形ではないが、本書では矩形と表現する。
【００２３】
次に図３に基づいて本発明の第１の実施形態を説明する。図３は寸法公差内で大きさの異なる容器１７がリッド１８に接合される様子を示した断面図である。そして図３（ａ）は外形の大きな容器１７がリッド１８に接合される前の状態、図３（ｂ）は外形の大きな容器１７がリッド１８に接合されている（ろう材１９が溶融している）状態、図３（ｃ）は外形の小さな容器１７がリッド１８に接合される前の状態、図３（ｄ）は外形の小さな容器１７がリッド１８に接合されている（ろう材１９が溶融している）状態を示している。
【００２４】
図３において、符号１６Ａは凹所１６の傾斜した側面、１６Ｂは凹所１６の矩形の底面である。ここで傾斜面１６Ａの傾斜角度は４５度であり、図は断面図なので２つの面だけが描かれているが、図の紙面を見て前後方向の２面も含め４つの側面が同等の傾斜角度を持った傾斜面をなしている。またろう材１９は、図３（ａ）、（ｃ）では加熱され溶融する前の状態、図３（ｂ）、（ｄ）では加熱され溶融し、容器１７及びリッド１８に対しフィレットを形成した状態が描かれている。
【００２５】
次に加熱によりろう材１９が溶融したときの容器１７の挙動を説明する。ろう材１９が溶融する前の状態である図３（ａ）、（ｃ）では容器１７の外形は凹所１６の傾斜面１６Ａから離隔しているが、ろう材１９が溶融し始めると容器１７はろう材１９を潰すように下方に移動し、いずれかの傾斜面１６Ａに接触する。そしてさらに下降することで、倣い作用によってやがて４つの傾斜面１６Ａ全てに接触し、既に４つの傾斜面１６Ａに接触しているリッド１８との位置決めがなされる。その後ろう材１９が接合面に濡れ広がり、これを常温に戻すことで封止が完了する。
【００２６】
次に図４に基づいて本発明の第２の実施形態を説明する。図４も図３と同様に寸法公差内で大きさの異なる容器１７がリッド１８に接合される様子を示した断面図である。そして図４（ａ）は外形の大きな容器１７がリッド１８に接合される前の状態、図４（ｂ）は外形の大きな容器１７がリッド１８に接合されている（ろう材１９が溶融している）状態、図４（ｃ）は外形の小さな容器１７がリッド１８に接合される前の状態、図４（ｄ）は外形の小さな容器１７がリッド１８に接合されている（ろう材１９が溶融している）状態を示している。
【００２７】
ここで凹所１６の傾斜面１６Ａは、図３に基づいて説明した第１の実施形態と同等であるが、凹所１６の底面１６Ｂはリッド１８に接触するように加工されている。これにより加熱されたパレット１５の熱がリッド１８に伝導しやすくなり、ろう材１９全体がむらなく確実に溶融することで接合の信頼性が向上する。また、本加熱時の容器１７の挙動は第１の実施形態と同様である。
【００２８】
次に図５に基づいて本発明の第３の実施形態を説明する。図５も図３、図４と同様に寸法公差内で大きさの異なる容器１７がリッド１８に接合される様子を示した断面図である。そして図５（ａ）は外形の大きな容器１７がリッド１８に接合される前の状態、図５（ｂ）は外形の大きな容器１７がリッド１８に接合されている（ろう材１９が溶融している）状態、図５（ｃ）は外形の小さな容器１７がリッド１８に接合される前の状態、図５（ｄ）は外形の小さな容器１７がリッド１８に接合されている（ろう材１９が溶融している）状態を示している。
【００２９】
ここで、凹所１６の傾斜面１６Ａには段差１６Ｃが加工されている。この段差は傾斜面１６Ａに鉛直の側壁と水平の底面を持つ直角の溝を、上方から見て矩形の枠状に削りこんだものであり、リッド１８の周縁の角部（稜線）が嵌り込むようになっている。これによりリッド１８を凹所１６に落とし込んだとき、リッド１８は安定して水平の姿勢を保つことができ、封止前になんらかの衝撃が加わった場合でも、姿勢の安定が保てる。また、リッド１８の周縁近傍に形成されたろう材１９を加熱するためには、リッド１８の周縁が線でパレット１５と接触していた第１および第２の実施形態に対して面で接触していることにより、加熱が効率良く均一にろう材１８に及ぶようになる。
【００３０】
次に図６に基づいて本発明の第４の実施形態を説明する。図６は容器１７がリッド１８に接合される様子を示した断面図であるが、凹所１６は第１から第３のいずれの形状でもよい。そして本実施形態では容器１７の上面に接触して容器１７をリッド１８の方向に付勢する付勢手段である棒体２０が設けられている。この棒体２０は下端が容器１７の上面を付勢すればよく、ばねによって付勢力を得ても、棒体２０の自重による重力で付勢力を得てもよい。この棒体２０が容器１７を付勢することで、ろう材１９の上面と容器１７の開口部周縁との接触面に押圧力が加わる。この状態で本加熱が行われろう材１９の溶融が始まると、ろう材１９の容器１７への濡れ広がりが確実に生じ、接合品質を著しく向上させる。
【符号の説明】
【００３１】
１  封止装置
２  ロードチャンバ
３  予備加熱エリア
４  本加熱エリア
５  冷却室
６  アンロードチャンバ
７  真空発生器
８  第１の制御部
９  第２の制御部
１０  電源部
１１、１２、１３  ゲートバルブ
１４  冷却手段
１５  パレット
１６  凹所
１７  容器
１８  リッド
【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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