(57)【要約】【課題】低圧力かつ低温によって接合封止可能な気密封止パッケージを提供する。【解決手段】蓋１０と基板３０を接合することで中空部２０を気密封止する気密封止パッケージ１において、基板３０の上面３４に対向する蓋１０の裏面１３に接合突起部１４を配設し、上面３４に接合突起部１４が挿入される挿入溝３２を配設し、接合突起部１４を接合膜２２ａによって被覆し、挿入溝３２を接合膜２２ｂによって被覆し、接合膜２２ａと接合膜２２ｂを局所的に固相拡散接合させる。【選択図】      図４
2008311306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋と基板を接合することによって形成される中空部を大気圧、または減圧状態下で気密封止する気密封止パッケージにおいて、
前記蓋に配設される第１の接合部と、
前記基板に配設され、前記第１の接合部と接合する第２の接合部と、
第１の膜によって被覆され、略矩形形状または略台形形状を有する断面が連続し、前記断面において側面と先端において第１の角度を有する枠体と、
第２の膜によって被覆され、前記断面の形状とは異なる形状を有する溝断面を有し、前記溝断面において側面と底面において前記第１の角度とは異なる第２の角度を有し、前記枠体が挿入される溝体と、
を具備し、
前記第１の接合部と前記第２の接合部は、前記枠体と前記溝体の組み合わせから構成され、前記枠体が前記溝体に挿入される際に、前記第１の膜と前記第２の膜を固相拡散接合することで、前記中空部を気密封止することを特徴とする気密封止パッケージ。
【請求項２】
前記第１の接合部と前記第２の接合部は、前記第１の膜と前記第２の膜を局所的に固相拡散接合することを特徴とする請求項１記載の気密封止パッケージ。
【請求項３】
前記断面において、前記枠体は左右対称の前記第１の角度を有し、前記溝断面において、前記溝体は左右対称の前記第２の角度を有し、前記先端が前記底面に向かって移動し、前記枠体が前記溝体に挿入された際に、前記第１の接合部と前記第２の接合部は、前記第１の膜と前記第２の膜によって局所的に固相拡散接合することを特徴とする請求項２記載の気密封止パッケージ。
【請求項４】
前記底面の面積は前記先端の面積よりも大きく、且つ前記第２の角度は前記第１の角度よりも大きいことを特徴とする請求項３記載の気密封止パッケージ。
【請求項５】
前記溝断面において、前記溝体は略矩形形状を有し、前記断面において、前記枠体は、前記先端の面積が前記底面の面積よりも小さく、基端の面積が前記先端の面積よりも大きいテーパ形状を有することを特徴とする請求項３記載の気密封止パッケージ。
【請求項６】
前記断面において、前記枠体は、略矩形形状を有し、
前記溝断面において、前記溝体は、前記溝体の上面である開口部の面積が前記先端の面積よりも大きく、且つ前記底面の面積が前記先端の面積よりも小さいテーパ形状を有し、
前記枠体が前記溝体に挿入される際に、前記先端と前記底面の少なくともどちらか一方には、前記先端と前記底面に生じる隙間を全周にわたり埋め、前記第１の膜と前記第２の膜の少なくとも一方と固相拡散接合する突起部材が配設されることを特徴とする請求項３記載の気密封止パッケージ。
【請求項７】
前記第１の角度は、前記第２の角度よりも大きいことを特徴とする請求項３記載の気密封止パッケージ。
【請求項８】
前記枠体は、前記蓋の最外周端部に配置されることを特徴とする請求項７記載の気密封止パッケージ。
【請求項９】
前記第１の膜及び前記第２の膜は、前記枠体及び前記溝体よりも軟らかい金属であることを特徴とする請求項１記載の気密封止パッケージ。
【請求項１０】
前記突起部材は、前記枠体及び前記溝体よりも軟らかい金属であることを特徴とする請求項６記載の気密封止パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ等のデバイスを大気圧、または減圧環境下で気密封止する気密封止パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）やセンサ等のデバイスを気密封止するパッケージ及びその封止方法は、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１について、図１１を参照して簡単に説明する。
【０００３】
センサ素子（Ｇセンサ１０５）を搭載した基板１０１に、接合部材（はんだ１０４）を介してキャップ１０３を取り付け、基板１０１とキャップ１０３によって形成される内部空間を気密封止するセンサ装置のパッケージ方法において、Ｇセンサ１０５はダイボンド材１０６を用いて基板１０１上に設置される。またキャップ１０３は、はんだ１０４を介し基板１０１上に形成された配線１０２上に取り付けられる。パルスヒート方式の熱圧着装置のヒータツール１０８は、キャップ１０３上に接し、キャップ１０３を加圧した状態で、キャップ１０３を通電加熱し、基板１０１とキャップ１０３を接合する。このような熱圧着法にて基板１０１とキャップ１０３が接合することで、内部空間が気密封止される。ヒータツール１０８がキャップ１０３を加圧する加圧力は、はんだ１０４と配線１０２上に存在する酸化膜を突き破る程度の圧力である。
【０００４】
この発明によれば、パルスヒート方式の熱圧着装置は、ヒータツール１０８をキャップ１０３上に接触させ、キャップ１０３を加圧した状態で、キャップ１０３を通電加熱させ、基板１０１とキャップ１０３を接合している。このパルスヒート方式の熱圧着装置は、加熱時間を短くすることができるため、熱はパッケージ内部（内部空間）にほとんど伝わらない。従ってパルスヒート方式の熱圧着装置による熱圧着方法は、ダイボンド材１０６の耐熱性を気にする必要がなく、ダイボンド材１０６の選定の自由度を狭めないようにすることができる。さらに、キャップ１０３は、はんだ１０４を介し基板１０１上に形成された配線１０２上に取り付けられる。ここにおいてヒータツール１０８による加圧力は、はんだ１０４と配線１０２上に存在する酸化膜を突き破る程度の圧力である。大きな加圧力が加わることにより、パッケージ内の気密性が一層向上する。
【特許文献１】特許第３３９１１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１の段落番号[００１５]及び[００１６]に記載されるように、キャップ１０３には圧力と熱が加わる。そのためキャップ１０３が、例えばシリコンなどの衝撃に弱く壊れやすい材料によって形成されている場合や、接合時に基板１０１との接合部が歪んでしまう薄い構造を有している場合、気密性を確保した接合封止を行うことが困難となり、使用できない虞が生じる。
【０００６】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、低圧力かつ低温によって接合封止可能な気密封止パッケージ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】
【０００７】
本発明は目的を達成するために、蓋と基板を接合することによって形成される中空部を大気圧、または減圧状態下で気密封止する気密封止パッケージにおいて、前記蓋に配設される第１の接合部と、前記基板に配設され、前記第１の接合部と接合する第２の接合部と、第１の膜によって被覆され、略矩形形状または略台形形状を有する断面が連続し、前記断面において側面と先端において第１の角度を有する枠体と、第２の膜によって被覆され、前記断面の形状とは異なる形状を有する溝断面を有し、前記溝断面において側面と底面において前記第１の角度とは異なる第２の角度を有し、前記枠体が挿入される溝体と、を具備し、前記第１の接合部と前記第２の接合部は、前記枠体と前記溝体の組み合わせから構成され、前記枠体が前記溝体に挿入される際に、前記第１の膜と前記第２の膜を固相拡散接合することで、前記中空部を気密封止することを特徴とする気密封止パッケージを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低圧力かつ低温によって接合封止可能な気密封止パッケージを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。  
図１乃至図４を参照して第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の気密封止パッケージの構成を示した斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態の蓋の接合突起部を示した斜視図である。図３Ａと、図３Ｂは、本発明の第１の実施形態における気密封止時の気密封止パッケージの一部断面図である。図４は、本発明の第１の実施形態の気密封止後の気密封止パッケージの断面図である。なお図１において部品２１は図示を省略している。図４において接合膜２２ａ，２２ｂは、図示を省略している。
【００１０】
図１に示すように気密封止パッケージ１は、蓋１０と、例えばシリコンやセラミックによって形成される基板３０が接合することで後述する中空部２０を気密封止可能に構成されている。
【００１１】
図１乃至図４に示すように蓋１０は、例えばシリコンやコバール金属によって形成され気密封止可能な形状に加工されている蓋フレーム１１と、蓋フレーム１１の中央に配置される光学窓１２と、基板３０の上面３４に対向する蓋フレーム１１の裏面１３に配設されている接合突起部１４を有している。
【００１２】
光学窓１２は、所望する波長を有する光を部品２１上に集光するために透明部材で構成される。
【００１３】
接合突起部１４は、蓋１０に配設され、後述する基板３０の挿入溝３２に挿入され、嵌め合うことが可能であり、挿入溝３２と接合する第１の接合部である。この接合突起部１４は、図２に示すように裏面１３において光学窓１２の周辺に連続して一周に配設される枠体である。接合突起部１４は、図３Ａに示すように第１の膜である接合膜２２ａによって被覆されている。また接合突起部１４は、図３Ａに示すように断面において略台形形状を有し、詳細には基端１４ｂの面積が先端１４ａの面積よりも大きいテーパ形状を有している。このように接合突起部１４は、略台形形状の断面が連続している枠体である。
【００１４】
基板３０は、光学窓１２に対向する中空部２０を形成するための階段形状の溝３１と、接合突起部１４が挿入される溝体である挿入溝３２を有している。
【００１５】
溝３１の底面部３３には、例えばはんだからなる接合部材（図示せず）によってＭＥＭＳ等の部品２１が実装されている。この部品２１は、接合突起部１４が挿入溝３２に挿入される前に実装される。これにより部品２１は中空部２０に設置される。
【００１６】
挿入溝３２は、基板３０に配設され、裏面１３に対向する上面３４において溝３１の周辺に連続して一周に配設され、また溝３１とは不連続に配設される。挿入溝３２は、接合突起部１４に対向し、接合突起部１４が挿入され、接合突起部１４と嵌め合い可能であり、接合突起部１４と接合する第２の接合部である。挿入溝３２は、図３Ａに示すように接合突起部１４の断面の形状（略台形形状）とは異なる形状を有する溝断面を有している。詳細には挿入溝３２は、図３Ａに示すように溝断面において例えば略矩形形状を有し、底面３２ａの面積は、先端１４ａよりも大きい。また挿入溝３２は、第２の膜である接合膜２２ｂによって被覆されている。上述した接合膜２２ａとこの接合膜２２ｂは、例えばＡｕやＡｌやＣｕ等の金属からなり、所望する厚さを有し、接合突起部１４と挿入溝３２よりも軟らかい金属であればよい。
【００１７】
図３Ａに示すように断面において、接合突起部１４は、先端１４ａと側面１４ｃにおいて左右対称な第１の角度（以下、角度）１６を有している。また図３Ａに示すように溝断面において、挿入溝３２は、底面３２ａと側面３２ｃにおいて左右対称な第２の角度（以下、角度）３６を有している。角度３６は、角度１６よりも大きい。なお角度３６が角度１６よりも大きく、且つ底面３２ａの面積が先端１４ａの面積よりも大きければ、挿入溝３２の形状は限定されない。
【００１８】
先端１４ａが底面３２ａに向かって移動し、接合突起部１４が挿入溝３２に挿入された際に、図３Ｂに示すように挿入溝３２の底面３２ａと入り口３２ｂにおいて、接合膜２２ａと接合膜２２ｂが局所的に接触し、接触している局所部分にて固相拡散接合する。これにより接合膜２２ａと接合膜２２ｂの接合部において、複数のシール部（固相拡散接合部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）が形成される。
【００１９】
接合膜２２ａは連続して一周している接合突起部１４の表面を被覆し、接合膜２２ｂは連続して一周している挿入溝３２の表面を被覆している。そのためシール部も、連続して一周にわたり局所的に形成される全周シール部である。
【００２０】
全周シール部が形成されると、蓋１０と基板３０によって形成される内部封止空間（中空部２０）が例えば窒素やＡｒ等の不活性ガスや減圧状態等の所望する環境状態で気密封止される。
【００２１】
なお気密封止パッケージ１は、底面３２ａと入り口３２ｂの３箇所にて全周シール部を形成しているが、全周シール部を１箇所のみ形成しても良い。このように気密封止パッケージ１は、少なくとも１つの全周シール部を有していればよい。
【００２２】
次に図３Ａおよび図３Ｂを参照して、本実施形態の製造方法について説明する。  
（製造方法）  
（ＳＴＥＰ１）  
例えば窒素やＡｒ等の不活性ガスや減圧状態等の所望する環境状態に維持された図示しないチャンバー内において、接合突起部１４と挿入溝３２とが嵌め合い可能な位置に合わさる。
【００２３】
（ＳＴＥＰ２）  
接合突起部１４が挿入溝３２に挿入されると、底面３２ａ及び入り口３２ｂにおいて、接合膜２２ａと接合膜２２ｂが局所的に接触し、塑性変形する。接合膜２２ａと接合膜２２ｂにおいて塑性変形によりそれぞれ新生面が形成され、新生面同士が原子レベルで密着することにより、接合突起部１４と挿入溝３２が局所的に固相拡散接合する。  
この時、部品２１を故障させない範囲の熱が、接合突起部１４及び挿入溝３２に加わると、接合膜２２ａと接合膜２２ｂは塑性変形しやすくなり、新生面同士の密着性が向上する。
【００２４】
（ＳＴＥＰ３）  
接合突起部１４と挿入溝３２が局所的に固相拡散接合すると、全周シール部が形成され、中空部２０は外気と遮断され、例えば窒素やＡｒ等の不活性ガスや減圧状態等の所望する環境状態で気密封止される。
【００２５】
なお（ＳＴＥＰ１）、または（ＳＴＥＰ２）において、接合膜２２ａと接合膜２２ｂの少なくとも一方をプラズマ洗浄し、例えば酸化物（膜）などの接合阻害物を除去することで、新生面同士の密着性がさらに向上する。このように（ＳＴＥＰ１）、または（ＳＴＥＰ２）において、プラズマ洗浄を用いても良い。
【００２６】
次に図３Ｂおよび図４を参照して、本実施形態の作用について説明する。  
図３Ｂに示すように気密封止パッケージ１は、入り口３２ｂに形成される全周シール部（固相拡散接合部２３ａ，２３ｂ）と、底面３２ａに形成される全周シール部（固相拡散接合部２３ｃ）によって、中空部２０を気密封止し、中空部２０と外部を遮断する。そのため図４に示すように気体分子などは外部から中空部２０に流入できず、また中空部２０から外部に流出ができなくなるため、中空部２０内の気体分子量などの変動は極めて少なくなる。これにより中空部２０内の雰囲気環境は、不活性状態や減圧状態等の所望する環境状態を長期間維持でき、部品２１の機能特性が劣化しにくくなる。
【００２７】
このように本実施形態の気密封止パッケージ１は、接合突起部１４を挿入溝３２に挿入し、接合膜２２ａと接合膜２２ｂを局所的に固相拡散接合することで、局所的に複数の固相拡散接合部２３ａ，２３ｂ，２３ｃを形成する。これにより本実施形態の気密封止パッケージ１は、中空部２０を外気と遮断でき、また衝撃に弱く壊れやすい材料によって形成されている場合や、接合時に基板との接合部が歪んでしまう薄い構造を有している場合でも、低圧力かつ低温によって所望な状態で中空部２０を気密封止することができる。
【００２８】
また本実施形態の気密封止パッケージ１は、シンプルな構造で高精度な気密封止を行うことができる。
【００２９】
なお本実施形態の気密封止パッケージ１において、接合突起部１４が蓋１０に配設される第１の接合部であり、挿入溝３２が基板３０に配設される第２の接合部であるが、固相拡散接合部２３ａ，２３ｂ，２３ｃが形成されるのであれば、これに限定することはない。本実施形態の気密封止パッケージ１において、例えば接合突起部１４が基板３０に配設される第２の接合部であり、挿入溝３２が蓋１０に配設される第１の接合部であっても良い。つまり本実施形態の気密封止パッケージ１は、固相拡散接合部２３ａ，２３ｂ，２３ｃが形成されるのであれば、例えば接合突起部１４を基板３０に配設し、挿入溝３２を蓋１０に配設しても良い。
【００３０】
このように蓋１０に配設される第１の接合部と基板３０に配設される第２の接合部は、枠体である接合突起部１４と溝体である挿入溝３２との組み合わせによって構成される。
【００３１】
次に図５乃至図７を参照して第２の実施形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態の基板の突起部材を示した斜視図である。図６Ａと、図６Ｂは、本発明の第２の実施形態における気密封止時の気密封止パッケージの一部断面図である。図７は、本発明の第２の実施形態の気密封止後の気密封止パッケージの断面図である。なお図５において部品２１は図示を省略している。図７において接合膜２２ａ，２２ｂは、図示を省略している。また、第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。
【００３２】
本実施形態の接合突起部１４と挿入溝３２の形状は、前述した第１の実施形態と異なる。これ以外の構成は前述した第１の実施形態と略同様であるため詳細な説明は省略する。なお第１の実施形態と同様に、接合突起部１４は接合膜２２ａによって被覆され、挿入溝３２は接合膜２２ｂによって被覆されている。
【００３３】
本実施形態の接合突起部１４は、第１の実施形態と同様に蓋１０に配設され、挿入溝３２に挿入され、嵌め合うことが可能であり、挿入溝３２と接合する第１の接合部である。この接合突起部１４は、裏面１３において光学窓１２の周辺に連続して一周に配設される枠体である。なお本実施形態の接合突起部１４は、図６Ａに示すように断面において略矩形形状を有し、詳細には先端１４ａから基端１４ｂまでの高さ及び幅が一定の略四角形形状を有している。このように接合突起部１４は、略矩形形状の断面が連続している枠体である。
【００３４】
本実施形態の挿入溝３２は、第１の実施形態と同様に基板３０に配設され、図５に示すように上面３４において溝３１の周辺に連続して一周に配設され、溝３１とは不連続に配設される。挿入溝３２は、接合突起部１４に対向し、接合突起部１４が挿入され、接合突起部１４と嵌め合い可能であり、接合突起部１４と接合する第２の接合部である。挿入溝３２は、図６Ａに示すように接合突起部１４の断面の形状（略矩形形状）とは異なる形状を有する溝断面を有している。詳細には、挿入溝３２は、図６Ａに示すように溝断面において略台形形状を有し、上面である開口部３２ｄの面積が先端１４ａの面積よりも大きいテーパ形状を有し、底面３２ａの面積が先端１４ａの面積よりも小さい。
【００３５】
そのため接合突起部１４が挿入溝３２に挿入される際、先端１４ａと底面３２ａとの間には、隙間が生じる。よって本実施形態の底面３２ａには、先端１４ａと底面３２ａに生じる隙間を埋める突起部材２５が接合膜２２ａ，２２ｂを介して配置されている。突起部材２５は、図５に示すように連続して挿入溝３２に配置されているため、隙間を全周にわたり埋める。
【００３６】
この突起部材２５の上面２５ａは、接合突起部１４が挿入溝３２に挿入される際、接合膜２２ａと固相拡散接合し、後述する固相拡散接合部２３ｃを形成する。突起部材２５は、挿入溝３２の高さと接合突起部１４の高さの差よりも大きな高さを有する。この突起部材２５の高さは、挿入溝３２の高さよりも低く、挿入溝３２から突出することはない。
【００３７】
なお突起部材２５は、隙間を埋めるのであれば、底面３２ａ、または先端１４ａの少なくともどちらか一方に設けられていればよい。先端１４ａに設けられている場合、突起部材２５は、接合膜２２ｂと接触し、固相拡散接合する。このように突起部材２５は、接合膜２２ａ，２２ｂの少なくとも一方と接触し、固相拡散接合する。
【００３８】
突起部材２５は、例えばＡｕやＣｕやはんだ等の金属からなり、接合突起部１４と挿入溝３２よりも軟らかい金属であればよい。
【００３９】
図６Ａに示すように断面において、接合突起部１４は、先端１４ａと側面１４ｃにおいて左右対称な角度１６を有している。また挿入溝３２は、底面３２ａと傾斜面である側面３２ｃにおいて左右対称な角度３６を有している。角度３６は、角度１６よりも小さい。なお角度３６が角度１６よりも小さく、開口部３２ｄの面積が先端１４ａの面積よりも大きく、底面３２ａの面積が先端１４ａの面積よりも小さければ、挿入溝３２の形状は限定されない。
【００４０】
先端１４ａが上面２５ａに向かって移動し、接合突起部１４が挿入溝３２に挿入された際に、図６Ｂに示すように側面３２ｃと上面２５ａにおいて、接合膜２２ａと接合膜２２ｂ、及び接合膜２２ａと上面２５ａが局所的に接触する。接触している接合膜２２ａと接合膜２２ｂ、及び接合膜２２ａと上面２５ａが局所的に固相拡散接合することで、シール部（固相拡散接合部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）が形成される。
【００４１】
このようにシール部は、固相拡散接合される接合膜２２ａと接合膜２２ｂ、及び接合膜２２ａと上面２５ａによって形成される。接合膜２２ａは連続して一周している接合突起部１４の表面を被覆し、接合膜２２ｂは連続して一周している挿入溝３２の表面を被覆している。また突起部材２５は、連続して一周している底面３２ａに配置される。そのためシール部も、連続して一周にわたり局所的に形成される全周シール部である。
【００４２】
全周シール部が形成されると、蓋１０と基板３０によって形成される内部封止空間（中空部２０）が例えば窒素やＡｒ等の不活性ガスや減圧状態等の所望する環境状態で気密封止される。
【００４３】
なお気密封止パッケージ１は、側面３２ｃと突起部材２５の上面２５ａの３箇所にて全周シール部を形成しているが、全周シール部を１箇所のみ形成しても良い。このように気密封止パッケージ１は、少なくとも１つの全周シール部を有していればよい。
【００４４】
本実施形態において全周シール部は、隣り合う突起部材２５同士と接合膜２２ａ，２２ｂと上面２５ａが固相拡散接合し、連続して一周して形成される気密壁であるが、それに限定されるものではなく、メッキによって連続的に一周して形成される気密壁であっても構わない。
【００４５】
次に図６Ａおよび図６Ｂを参照して、本実施形態の製造方法について説明する。  
（製造方法）  
（ＳＴＥＰ１１）  
例えば窒素やＡｒ等の不活性ガスや減圧状態等の所望する環境状態に維持された図示しないチャンバー内において、接合突起部１４と挿入溝３２とが嵌め合い可能な位置に合わさる。
【００４６】
（ＳＴＥＰ１２）  
接合突起部１４が挿入溝３２に挿入されると、側面３２ｃにおいて、接合膜２２ａと接合膜２２ｂが局所的に接触し、塑性変形する。また上面２５ａにおいて、接合膜２２ａと上面２５ａが局所的に接触し、塑性変形する。接合膜２２ａと接合膜２２ｂにおいて塑性変形によりそれぞれ新生面が形成され、及び接合膜２２ａと上面２５ａにおいて塑性変形によりそれぞれ新生面が形成され、新生面同士が原子レベルで密着することにより、接合突起部１４と挿入溝３２が局所的に固相拡散接合する。  
この時、部品２１を故障させない範囲の熱が、接合突起部１４と挿入溝３２と突起部材２５に加わると、接合膜２２ａと接合膜２２ｂは、塑性変形しやすくなり新生面同士の密着性が向上する。
【００４７】
（ＳＴＥＰ１３）  
接合突起部１４と挿入溝３２と突起部材２５が局所的に固相拡散接合すると、全周シール部が形成され、中空部２０が外気と遮断され、例えば窒素やＡｒ等の不活性ガスや減圧状態等の所望する環境状態で気密封止される。
【００４８】
なお（ＳＴＥＰ１１）、または（ＳＴＥＰ１２）において、接合膜２２ａと接合膜２２ｂの少なくとも一方、及び接合膜２２ａと上面２５ａの少なくとも一方をプラズマ洗浄し、例えば酸化物（膜）などの接合阻害物を除去することで、新生面同士の密着性がさらに向上する。このように（ＳＴＥＰ１１）、または（ＳＴＥＰ１２）において、プラズマ洗浄を用いても良い。
【００４９】
次に図６Ｂおよび図７を参照して、本実施形態の作用について説明する。  
図６Ｂに示すように気密封止パッケージ１は、側面３２ｃに形成される全周シール部（固相拡散接合部２３ａ，２３ｂ）と、突起部材２５の上面２５ａに形成される全周シール部（固相拡散接合部２３ｃ）によって、中空部２０を気密封止し、中空部２０と外部を遮断する。そのため図７に示すように気体分子などは外部から中空部２０に流入できず、また中空部２０から外部に流出ができなくなるため、中空部２０内の気体分子量などの変動は極めて少なくなる。これにより中空部２０内の雰囲気環境は、不活性状態や減圧状態等の所望する環境状態を長期間維持でき、部品２１の機能特性が劣化しにくくなる。
【００５０】
このように本実施形態の気密封止パッケージ１は、接合突起部１４を挿入溝３２に挿入し、接合膜２２ａと接合膜２２ｂを局所的に複数の箇所にて固相拡散接合することで、局所的に複数の固相拡散接合部２３ａ，２３ｂ，２３ｃを形成する。これにより本実施形態の気密封止パッケージ１は、中空部２０を外気と遮断でき、また衝撃に弱く壊れやすい材料によって形成されている場合や、接合時に基板との接合部が歪んでしまう薄い構造を有している場合でも、低圧力かつ低温によって所望な状態で中空部２０を気密封止することができる。
【００５１】
また本実施形態の気密封止パッケージ１は、接合突起部１４と挿入溝３２の形状精度にばらつきが生じ、接合膜２２ａと接合膜２２ｂのみにて固相拡散接合ができない場合でも、突起部材２５の上面２５ａが接合膜２２ａに確実に接触するために、全周シール部を確実に形成することができる。これにより本実施形態の気密封止パッケージ１は、接合突起部１４と挿入溝３２の形状精度に影響されることなく低圧力かつ低温によって所望な状態で中空部２０をより確実に気密封止することができる。
【００５２】
なお本実施形態の気密封止パッケージ１において、接合突起部１４が蓋１０に配設される第１の接合部であり、挿入溝３２が基板３０に配設される第２の接合部であるが、固相拡散接合部２３ａ，２３ｂ，２３ｃが形成されるのであれば、これに限定することはない。本実施形態の気密封止パッケージ１において、例えば接合突起部１４が基板３０に配設される第２の接合部であり、挿入溝３２が蓋１０に配設される第１の接合部であっても良い。つまり本実施形態の気密封止パッケージ１は、固相拡散接合部２３ａ，２３ｂ，２３ｃが形成されるのであれば、例えば接合突起部１４を基板３０に配設し、挿入溝３２を蓋１０に配設しても良い。
【００５３】
このように蓋１０に配設される第１の接合部と基板３０に配設される第２の接合部は、枠体である接合突起部１４と溝体である挿入溝３２との組み合わせによって構成される。
【００５４】
次に図８乃至図１０を参照して第３の実施形態について説明する。図８は、本発明の第３の実施形態の基板の挿入溝を示した斜視図である。図９Ａと、図９Ｂは、本発明の第３の実施形態における気密封止時の気密封止パッケージの一部断面図である。図１０は、本発明の第３の実施形態の気密封止後の気密封止パッケージの断面図である。なお図８において部品２１は図示を省略している。なお図１０において接合膜２２ａ，２２ｂは、図示を省略している。また、第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。
【００５５】
本実施形態の接合突起部１４と挿入溝３２の形状は、前述した第１の実施形態と異なる。これ以外の構成は前述した第１の実施形態と略同様であるため詳細な説明は省略する。なお第１の実施形態と同様に、接合突起部１４は接合膜２２ａによって被覆され、挿入溝３２は接合膜２２ｂによって被覆されている。
【００５６】
本実施形態の接合突起部１４は、蓋フレーム１１の最外周端部１３ａに配置され、図９Ａに示すように断面において、略矩形形状を有している。また接合突起部１４は、図９Ｂに示すように後述する基板３０の挿入溝３２に挿入され、嵌め合うことが可能であり、挿入溝３２と接合する第１の接合部である。この接合突起部１４は、最外周端部１３ａにおいて光学窓１２の周辺に連続して一周に配設される枠体である。なお本実施形態の接合突起部１４は、図９Ａに示すように断面において略矩形形状を有し、詳細には先端１４ａから基端１４ｂまでの高さ及び幅が一定の略四角形形状を有している。このように接合突起部１４は、略矩形形状の断面が連続している枠体である。なお接合突起部１４は、最外周端部１３ａを兼ねていてもよい。
【００５７】
本実施形態の挿入溝３２は、基板３０に配設され、図８に示すように上面３４において溝３１の周辺に連続して一周に配設され、第１と、第２の実施形態とは異なり図９Ａに示すように溝３１と連続して配設され、第１の実施形態とは異なり溝断面において傾斜面である側面３２ｃを有している。挿入溝３２は、接合突起部１４に対向し、接合突起部１４が挿入され、接合突起部１４と嵌め合い可能であり、接合突起部１４と接合する第２の接合部である。挿入溝３２は、図９Ａに示すように接合突起部１４の断面の形状（略矩形形状）とは異なる形状を有する溝断面を有している。詳細には上述した第２の実施形態の挿入溝３２は、溝３１の周辺に連続して一周に配設され、接合突起部１４に対向する部分においてテーパ形状である。しかし本実施形態の挿入溝３２は、第２の実施形態とは異なり図９Ａに示すように蓋フレーム１１（接合突起部１４）に対向する部分においてテーパ形状である。また挿入溝３２は、図９Ａに示すように溝断面において略台形形状を有し、開口部３２ｄの面積が先端１４ａの面積よりも大きいテーパ形状を有している。また開口部３２ｄの面積が先端１４ａの面積よりも大きく、且つ底面３２ａの投影面積が先端１４ａの投影面積よりも小さい。
【００５８】
図９Ａに示すように断面において、接合突起部１４は、先端１４ａと側面１４ｃにおいて角度１６を有している。また挿入溝３２は、底面３２ａと側面３２ｃにおいて角度３６を有している。角度１６は、角度３６よりも大きい。なお角度３６が角度１６よりも小さく、開口部３２ｄの面積が先端１４ａの面積よりも大きく、底面３２ａの面積が先端１４ａの面積よりも小さければ、挿入溝３２の形状は限定されない。
【００５９】
先端１４ａが底面３２ａに移動し、接合突起部１４が挿入溝３２に挿入された際に、図９Ｂに示すように側面３２ｃにおいて、接合膜２２ａと接合膜２２ｂが接触し、接触している局所部分にて固相拡散接合する。これにより接合膜２２ａと接合膜２２ｂの接合部において、シール部（固相拡散接合部２３ａ）が形成される。
【００６０】
接合膜２２ａは連続して一周している接合突起部１４の表面を被覆し、接合膜２２ｂは連続して一周している挿入溝３２の表面を被覆している。そのためシール部も、連続して一周にわたり局所的に形成される全周シール部である。
【００６１】
全周シール部が形成されると、蓋１０と基板３０によって形成される内部封止空間（中空部２０）が例えば窒素やＡｒ等の不活性ガスや減圧状態等の所望する環境状態で気密封止される。
【００６２】
次に図９Ａおよび図９Ｂを参照して、本実施形態の製造方法について説明する。  
（製造方法）  
（ＳＴＥＰ２１）  
例えば窒素やＡｒ等の不活性ガスや減圧状態等の所望する環境状態に維持された図示しないチャンバー内において、接合突起部１４と挿入溝３２とが嵌め合い可能な位置に合わさる。
【００６３】
（ＳＴＥＰ２２）  
接合突起部１４が挿入溝３２に挿入されると、側面３２ｃにおいて、接合膜２２ａと接合膜２２ｂが局所的に接触し、塑性変形する。接合膜２２ａと接合膜２２ｂにおいて、塑性変形により新生面がそれぞれ形成され、新生面同士が原子レベルで密着することにより、接合突起部１４と挿入溝３２が局所的に固相拡散接合する。  
この時、部品２１を故障させない範囲の熱が、接合突起部１４及び挿入溝３２に加わると、接合膜２２ａと接合膜２２ｂは、塑性変形しやすくなり新生面同士の密着性が向上する。
【００６４】
（ＳＴＥＰ２３）  
接合突起部１４と挿入溝３２が局所的に固相拡散接合すると、全周シール部が形成され、中空部２０が外気と遮断され、例えば窒素やＡｒ等の不活性ガスや減圧状態等の所望する環境状態で気密封止される。
【００６５】
なお（ＳＴＥＰ２１）、または（ＳＴＥＰ２２）において、接合膜２２ａと接合膜２２ｂの少なくとも一方をプラズマ洗浄し、例えば酸化物（膜）などの接合阻害物を除去することで、新生面同士の密着性がさらに向上する。このように（ＳＴＥＰ２１）、または（ＳＴＥＰ２２）において、プラズマ洗浄を用いても良い。
【００６６】
図９Ｂおよび図１０を参照して、本実施形態の作用について説明する。  
図９Ｂに示すように気密封止パッケージ１は、側面３２ｃに形成される全周シール部（固相拡散接合部２３ａ）によって、中空部２０を気密封止し、中空部２０と外部を遮断する。そのため図１０に示すように気体分子などは外部から中空部２０に流入できず、また中空部２０から外部に流出ができなくなるため、中空部２０内の気体分子量などの変動は極めて少なくなる。これにより中空部２０内の雰囲気環境は、不活性状態や減圧状態等の所望する環境状態を長期間維持でき、部品２１の機能特性が劣化しにくくなる。
【００６７】
このように本実施形態の気密封止パッケージ１は、接合突起部１４を挿入溝３２に挿入し、局所的に固相拡散接合することで、固相拡散接合部２３ａを形成する。これにより本実施形態の気密封止パッケージ１は、中空部２０を外気と遮断でき、また衝撃に弱く壊れやすい材料によって形成されている場合や、接合時に基板との接合部が歪んでしまう薄い構造を有している場合でも、低圧力かつ低温によって所望な状態で中空部２０を気密封止することができる。
【００６８】
また本実施形態は、接合突起部１４と挿入溝３２を簡易な形状にすることができるために、蓋１０と基板３０の製造コストを抑えることができ、気密封止パッケージ１を安価に製造することができる。
【００６９】
なお本実施形態の気密封止パッケージ１は、第１の接合部である接合突起部１４を蓋１０に配設し、第２の接合部である挿入溝３２を基板３０に配設しているが、固相拡散接合部２３ａが形成されるのであれば、これに限定することはない。本実施形態の気密封止パッケージ１は、例えば接合突起部１４を基板３０に配設し、挿入溝３２を蓋１０に配設しても良い。
【００７０】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
【００７１】
（付記１）
蓋と基板を接合することによって形成される中空部にデバイスを内設し、前記中空部を封止部によって大気圧、または減圧状態下で気密封止する気密封止パッケージにおいて、
前記蓋に配設される第１の接合部と、前記基板に配設され前記第１の接合部と接合する第２の接合部は、第１の膜によって被覆され略矩形形状または略台形形状を有する断面が連続している枠体と、第２の膜によって被覆され前記断面の形状とは異なる形状を有する溝断面を有し前記枠体が挿入される溝体と、の組み合わせから構成され、前記第１の接合部と前記第２の接合部は、前記第１の膜と前記第２の膜を固相拡散接合することで、前記中空部を気密封止することを特徴とする気密封止パッケージ。
【００７２】
（付記２）
前記第１の接合部と前記第２の接合部は、前記第１の膜と前記第２の膜を局所的に固相拡散接合することを特徴とする付記１記載の気密封止パッケージ。
【００７３】
（付記３）
前記断面において、前記枠体は前記枠体の側面と先端において左右対称の第１の角度を有し、
前記溝断面において、前記溝体は前記溝体の側面と底面において前記第１の角度とは異なる左右対称の前記第２の角度を有し、
前記先端が前記底面に移動し、前記枠体が前記溝体に挿入された際に、前記第１の接合部と前記第２の接合部は、前記第１の膜と前記第２の膜によって局所的に固相拡散接合することを特徴とする付記２記載の気密封止パッケージ。
【００７４】
（付記４）
前記底面の面積は前記先端の面積よりも大きく、且つ前記第２の角度は前記第１の角度よりも大きいことを特徴とする付記３記載の気密封止パッケージ。
【００７５】
（付記５）
前記先端と前記底面に生じる隙間を全周にわたり埋め、前記第１の膜と前記第２の膜の少なくとも一方と固相拡散接合する突起部材を、前記底面、または前記先端の少なくともどちらか一方に設けたことを特徴とする付記３記載の気密封止パッケージ。
【００７６】
（付記６）
前記第１の角度は、前記第２の角度よりも大きいことを特徴とする付記３記載の気密封止パッケージ。
【００７７】
（付記７）
前記第１の膜及び前記第２の膜は、前記枠体及び前記溝体よりも軟らかい金属であることを特徴とする付記１記載の気密封止パッケージ。
【００７８】
（付記８）
前記突起部材は、前記枠体及び前記溝体よりも軟らかい金属であることを特徴とする付記５記載の気密封止パッケージ。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態の気密封止パッケージの構成を示した斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態の蓋の接合突起部を示した斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第１の実施形態における気密封止時の気密封止パッケージの一部断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の第１の実施形態における気密封止時の気密封止パッケージの一部断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態の気密封止後の気密封止パッケージの断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態の基板の突起部材を示した斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａと、本発明の第２の実施形態における気密封止時の気密封止パッケージの一部断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂと、本発明の第２の実施形態における気密封止時の気密封止パッケージの一部断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態の気密封止後の気密封止パッケージの断面図である。
【図８】図８は、本発明の第３の実施形態の基板の挿入溝を示した斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の第３の実施形態における気密封止時の気密封止パッケージの一部断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の第３の実施形態における気密封止時の気密封止パッケージの一部断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施形態の気密封止後の気密封止パッケージの断面図である。
【図１１】図１１は、従来の気密封止パッケージの構成について説明する図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…気密封止パッケージ、１０…蓋、１１…蓋フレーム、１２…光学窓、１３…裏面、１４…接合突起部、１４ａ…先端、１４ｂ…基端、１４ｃ…側面、１６…角度、２０…中空部、２１…部品、２２ａ，２２ｂ…接合膜、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ…固相拡散接合部３０…基板、３１…溝、３２…挿入溝、３２ａ…底面、３２ｂ…入り口、３２ｃ…側面、３２ｄ…開口部、３３…底面部、３４…上面、３６…角度。
【図１】
2008311306.tif 000003
【図２】
2008311306.tif 000004
【図３Ａ】
2008311306.tif 000005
【図３Ｂ】
2008311306.tif 000006
【図４】
2008311306.tif 000007
【図５】
2008311306.tif 000008
【図６Ａ】
2008311306.tif 000009
【図６Ｂ】
2008311306.tif 000010
【図７】
2008311306.tif 000011
【図８】
2008311306.tif 000012
【図９Ａ】
2008311306.tif 000013
【図９Ｂ】
2008311306.tif 000014
【図１０】
2008311306.tif 000015
【図１１】
2008311306.tif 000016