(57)【要約】【課題】電子部品を収納した容器にリッドを接合する封止装置において、容器を効率良く加熱して接合品質の高い封止が行えるようにする。【解決手段】複数の容器１７とリッド１８とを位置決めして搭載するパレット１５と、加熱手段２０と、この加熱手段２０の下方に上下動可能に設けられた押圧突起２２と、パレット１５を加熱手段２０と押圧突起２２との間隙に位置させる搬送手段１９とを有し、押圧突起２２は複数の容器１７とリッド１８に対応してその直下に設けられ、パレット１５には、この押圧突起２２を貫通させる貫通孔１６Ａが設けられ、押圧突起２２が上昇してリッド１８を介して容器１７を上方に押圧し、容器１７を加熱手段２０に当接させることを特徴とする。【選択図】図５
2011146491.tif 000002
【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、
複数の容器とリッドとを位置決めして搭載するパレットと、
加熱手段と、この加熱手段の下方に上下動可能に設けられた押圧突起と、
前記パレットを前記加熱手段と前記押圧突起との間隙に位置させる搬送手段とを有し、
前記押圧突起は前記複数の容器とリッドに対応してその直下に設けられ、
前記パレットには、この押圧突起を貫通させる貫通孔が設けられ、
前記押圧突起が上昇して前記リッドを介して前記容器を上方に押圧し、
この容器を前記加熱手段に当接させることを特徴とする電子部品の封止装置。
【請求項２】
前記加熱手段に加えて第２の加熱手段を有し、
この第２の加熱手段に前記押圧突起が設けられ、
この第２の加熱手段が前記押圧突起と共に上昇し、前記パレットの下面に当接す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】
少なくとも前記加熱手段と前記押圧突起とを一室に収納する真空チャンバを有す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。
【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５２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概略図であり、図８（ａ）は全体を示す正面図、図８（ｂ）は容器とリッドが搭載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搭載したパレット、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搭載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、さらにリッド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に多数収容して、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内つまり内部の電子部品の環境が真空の状態で封止が行われる。そして前記加熱は、従来から特許文献１に記載されている方法で行われている。
【０００６】
特許文献１においては図１０で示すように、パレット６３の上下から、パレット６３を挟むように加熱手段６７が当接し、加熱を行うように構成されている。そして上方から当接する加熱手段６７には、容器６４の一部を押圧する押圧突起６８が設けられており、押圧突起６８により容器６４をリッド６５に押し付けることによって、封止品質を損なうことなく、安定した接合を可能とするとしている。この押圧突起６８は加熱手段６７の底面の一部に設けた孔内に、ばね部材６９を介し、加熱手段６７底面部より若干突出した状態で配設されており、加熱手段６７の下降に伴い、押圧突起６８が容器６４に当接し、ばね部材６９の付勢力により容器６４を押圧する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−５５１９３号公報（第６頁、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１０の構成で加熱が行われた場合、下方の加熱手段６７からの熱伝導によりパレット６３が加熱され、さらに熱伝導によりリッド６５が加熱されることで、リッド６５の温度は効率良く上昇するが、凹所６３Ａの内壁と容器６４の外周とには落とし込むための間隙が存在し、リッド６５と比較して容器６４には加熱手段６７からの熱が伝わりにくい。そのため、容器６４が十分に加熱されるよりも先にろう材６６が溶融してしまい、容器６４側へのろう材６６の濡れ不足が発生する。また、容器６４を十分に加熱することを目的に加熱手段６７の温度を上げると、ろう材６６がリッド６５の側面から表面に濡れ広がってしまい、いずれにしても不良品の発生率が増えて歩留りが低下してしまう。
【０００９】
そこで本発明は、容器６４が十分に加熱された状態でろう材６６が溶融し、容器６４とリッド６５とを良好な状態で接合する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】
【００１０】
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、複数の容器とリッドとを位置決めして搭載するパレットと、加熱手段と、この加熱手段の下方に上下動可能に設けられた押圧突起と、前記パレットを前記加熱手段と前記押圧突起との間隙に位置させる搬送手段とを有し、前記押圧突起は前記複数の容器とリッドに対応してその直下に設けられ、前記パレットには、この押圧突起を貫通させる貫通孔が設けられ、前記押圧突起が上昇して前記リッドを介して前記容器を上方に押圧し、この容器を前記加熱手段に当接させることを特徴とする電子部品の封止装置を提供する。                      
【００１１】
本発明は第２の態様として、前記加熱手段に加えて第２の加熱手段を有し、この第２の加熱手段に前記押圧突起が設けられ、この第２の加熱手段が前記押圧突起と共に上昇し、前記パレットの下面に当接す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。
【００１２】
本発明は第３の態様として、少なくとも前記加熱手段と前記押圧突起とを一室に収納する真空チャンバを有す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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、押圧突起がリッドを介して容器を加熱手段に当接させるので、容器が加熱手段からの熱伝導により加熱され、容器の開口部周縁へのろう材の濡れ性が向上する。また、リッドへの加熱が緩やかになるのでろう材がリッドの表面に這い上がり外観品質を低下させることもない。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、パレットを上下両側から加熱することが可能となるので、熱がパレットの下面から放出されることなく、より短時間で加熱工程が完了するので生産効率を高めることができる。
【００１５】
本発明の第３の態様によれば、容器内の電子部品（例えば水晶振動子）を真空環境で封止するため、使用状態においても内部の電子部品の特性が安定し、信頼性の高い部品を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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】本発明の実施形態を示す本加熱エリアの断面図
【図５】本発明の実施形態の動作を示す本加熱エリアの断面図
【図６】本発明の他の実施形態の動作を示す本加熱エリアの断面図
【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
【図１０】従来の技術を示す加熱部の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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及び冷却室５により真空チャンバが構成されている。
【００１９】
次に図１に示した封止装置１の全体的な動作を説明する。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。
【００２０】
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に搬送手段によって搬送され、所定の時間停止して予備加熱され、その後矢印ア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。この本加熱の詳細は後述する。
【００２１】
本加熱エリア４において封止のための接合が終了したワークは、これらワークを搭載するパレットと共に矢印イの方向に搬送され、ゲートバルブ１２を通過して冷却室５に搬送される。ここで符号１４は冷却流水を利用した冷却手段であり、パレットは所定の時間停止してワークと共に概略常温まで冷却され、矢印ウの方向に搬送される。その後ゲートバルブ１２が閉じた後にゲートバルブ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、封止の完了したワークがパレットと共に封止装置１から取り出される。
【００２２】
次に前述した本加熱エリア４での加熱動作及び加熱手段の構成を詳細に説明する。図２はパレット１５にリッド１８と容器１７が搭載された様子を示す斜視図である。パレット１５には複数の凹所１６が形成されており、この凹所１６に落とし込むように、コバールからなるリッド１８とセラミックスからなる容器１７が搭載されている。凹所１６には、まず、ろう材が設けられた面を上側にしてリッド１８を落とし込み、次いで開口部を下側にして容器１７を落とし込んでいる。したがって、ここではリッド１８が容器１７の下に隠れている状態なので、リッド１８の図示は省略してある。また凹所１６は、開口部が大きく底面が開口部と比して小さく、つまり、四方の内壁が傾斜面となるように形成されている。
【００２３】
これは、図３の断面図で示すように、リッド１８の主面の外形は、対応する容器の外形よりも僅かに小さく形成されているので、リッド１８の端部が容器１７の外形からはみ出さないよう、位置決めのために内壁を傾斜面にしたものである。従来技術の説明で示した図９の様に内壁が垂直であった場合は、ひとまわり外形の小さなリッドが容器に対し偏ってしまい、極端な場合リッドの端部が容器の外形からはみ出してしまう可能性があるのに対し、確実に偏りのない位置決めを行うために内壁を傾斜面にしたものである。
【００２４】
図４は前述したワークを複数搭載したパレット１５と、本加熱エリア４における加熱手段等の構成を搬送方向から見た様子を示したものである。図４において符号１９は搬送手段であり、鎖状の支持部がパレット１５の両端を支持し、パレット１５を、図を見て前後方向に移動させるように構成されている。また、符号２０は、内部に抵抗発熱体を有する加熱手段であり、パレット１５の上方に位置するように固定して設けてある。符号２１はピンプレートであり、図示しない駆動手段により上下動自在に支持されている。
【００２５】
またピンプレート２１は上面に突出する押圧突起２２を備えており、この押圧突起２２は、ピンプレート２１に対して上下方向に摺動可能に支持された押圧ピンと、押圧ピンの下端を付勢する圧縮コイルばね２３とで構成されている。そしてこの押圧突起２２はパレット１５に形成された全ての凹所１６の位置に対応して設けられており、夫々の凹所１６の底部には、押圧突起２２が上昇した場合貫通可能な位置に貫通孔１６Ａが設けられている
【００２６】
次に図４で示した構成の動作を図５に基づいて説明する。図５（ａ）は本加熱エリア４の加熱位置にパレット１５が搬送された状態を示している。ここで、パレット１５には容器１７及びリッド１８が凹所１６に落とし込むように位置決めされて搭載されている。また、パレット１５は搬送手段１９に支持され、加熱手段２０と押圧突起２２との間隙に位置決めされて静止した状態である。この状態で貫通孔１６Ａの中心と押圧突起２２の中心とは、平面視で一致するようになっている。そして、この状態で図示しない駆動手段が駆動し、矢印オの方向にピンプレート２１が上昇すると、図５（ｂ）で示す状態に変化する。
【００２７】
図５（ｂ）はピンプレート２１が上昇し、その上面がパレット１５の下面に当接した状態を示している。ここで、押圧突起２２はピンプレート２１と共に上昇し、凹所１６の底面に設けた貫通孔１６Ａを貫通して、リッド１８を上方に押し上げる。これにより、リッド１８と共にリッド１８の上に載置されている容器１７も上昇し、容器１７の底面（この姿勢の場合上面）の高さ１７Ａはパレット１５の上面の高さ１５Ａよりも高い位置となる。その後更にピンプレート２１は上昇し図５（ｃ）に示す状態に変化する。
【００２８】
図５（ｃ）は、ピンプレート２１が上昇してパレット１５に当接し、パレット１５を搬送手段１９から持ち上げて更に上昇した状態を示している。このときパレット１５の上面が加熱手段２０の下面に当接する前に容器１７の底面が加熱手段２０に当接する。そしてパレット１５の上面が加熱手段２０に当接するときは、圧縮コイルばね２３が圧縮され、容器１７の底面は加熱手段２０に所定の押圧力で付勢された状態にある。つまり、押圧突起２２が、リッド１８を介して容器１７を上方に押圧し、所定の押圧力で加熱手段２０に付勢することで、容器１７が加熱手段２０からの熱伝導により効率良く加熱されると共に、リッド１８と容器１７との接合面に所定の押圧力を付与することが可能となる。
【００２９】
次に図６に基づいて、押圧突起２２が第２の加熱手段に設けられた場合について説明する。本実施形態の場合は、図６で示すように押圧突起２２が第２の加熱手段２４に設けられている。その他の構成要素は図５に基づいて説明したものと同等であるので、同じ符号を付して説明する。ここで、第２の加熱手段２４は図５で示したピンプレート２１と同様に図示しない駆動手段により上下動可能に設けられている。そして図６（ａ）で示すように搬送手段１９の駆動によりパレット１５が加熱位置に位置決めされると、第２の加熱手段２４が矢印オの方向に上昇する。
【００３０】
その後の加熱動作は図５に基づいて説明したものと同様で、押圧突起２２が貫通孔１６Ａを貫通し、リッド１８を介して容器１７を押し上げることで、容器１７の底面が加熱手段２０に当接し、容器１７は直接の熱伝導により加熱される。加えて図６（ｃ）で示すように本実施形態では、加熱手段２０と第２の加熱手段２４とが上下方向からパレット１５を挟み込むようにして加熱を行う。これにより加熱効率が高まり容器１７とリッド１８との接合、つまり封止に要する時間を短縮することが可能となる。
【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
１９  搬送手段
２０  加熱手段
２１  ピンプレート
２２  押圧突起
２３  圧縮コイルばね
２４  第２の加熱手段
【図１】
2011146491.tif 000003
【図２】
2011146491.tif 000004
【図３】
2011146491.tif 000005
【図４】
2011146491.tif 000006
【図５】
2011146491.tif 000007
【図６】
2011146491.tif 000008
【図７】
2011146491.tif 000009
【図８】
2011146491.tif 000010
【図９】
2011146491.tif 000011
【図１０】
2011146491.tif 000012