(57)【要約】【課題】  パッケージの封止する効率を向上させるパッケージの封止装置および圧電デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】  パッケージの封止装置１０は、パッケージベース２４に蓋体２８を接合して、パッケージの蓋封止を行う封止装置１０であって、ロウ材２６を介して前記蓋体２８と前記パッケージベース２４とを重ねた複数のユニットの上方に上下移動自在に設けられ、且つ、下方に移動して前記パッケージベース２４上に載り、前記ユニットに自重を均一に加える重り４２を設けた構成である。【選択図】    図３
2007005457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージベースに蓋体を接合して、パッケージの蓋封止を行う封止装置であって、
ロウ材を介して前記蓋体と前記パッケージベースとを重ねた複数のユニットの上方に上下移動自在に設けられ、且つ、下方に移動して前記パッケージベース上に載り、前記ユニットに自重を均一に加える重りを設けたことを特徴とするパッケージの封止装置。
【請求項２】
パッケージベースに蓋体を接合して、パッケージの蓋封止を行う封止装置であって、
パッケージ封止用トレーの上面に配置されるフレームと、
前記パッケージ封止用トレーに配置した複数の前記パッケージベースに対応して設けられ、前記フレームに上下方向に移動自在に支持されて、前記パッケージベースに押圧荷重を与える複数の重りを有する重り付き治具と、
を備えたことを特徴とするパッケージの封止装置。
【請求項３】
前記重りは、円柱形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のパッケージの封止装置。
【請求項４】
前記重りの下端部は、中央部に比べて直径が細く形成されてなり、
下側のフレームに設けられ、前記重りの下端部が挿入される前記誘導孔は、前記重りの下端部の直径に対応してなる、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のパッケージの封止装置。
【請求項５】
前記重りの上端部は、中央部に比べて直径が細くなるとともに、下端部と直径が異なることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のパッケージの封止装置。
【請求項６】
電子部品が実装されたパッケージベースを蓋体上にロウ材を介して重ね、
前記パッケージベースの上方において上下移動可能に配置された重りを下側に移動させて前記パッケージベースに載せ、
前記パッケージベースおよび前記蓋体に前記重りの自重を加るとともに、前記ロウ材を加熱して溶融させ、前記パッケージベースと前記蓋体とを接合する、
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記蓋体はガラス製であり、前記ロウ材は金属ロウ材であることを特徴とする請求項６に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記パッケージベースと前記蓋体とが重ねられて複数配置され、それぞれに前記重りの自重を加えて接合することを特徴とする請求項６または７に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記電子部品は、圧電振動片であることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージの封止装置および電子デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスには、気密封止されたパッケージ内部に電子部品を搭載した構成のものがある。この電子デバイスの一例としては、圧電デバイスが挙げられる。この圧電デバイスは、内部に凹陥部が形成されたパッケージベースを有し、この凹陥部内に圧電振動片を実装し、パッケージベースの上面に蓋体を接合して、凹陥部を気密封止したものである。このような圧電デバイスにおけるパッケージの封止方法、すなわちパッケージベース上に蓋体を接合する方法には、シーム溶接により接合する方法や、低融点ガラスを介して接合する方法がある。
【０００３】
シーム溶接を用いてパッケージを封止する方法は、凹陥部が形成されたパッケージベースの上面に金属ロウ材を設け、この上に金属製の蓋体を載せた後、蓋体上の周縁部を移動するローラ電極に通電することにより金属製の蓋体を加熱し、ロウ材を溶融させてパッケージベースと蓋体とを接合するものである。また低融点ガラスを用いてパッケージを封止する方法は、凹陥部が形成されたパッケージベースの上面や、ガラス製の蓋体下面の周縁部に低融点ガラスを設けておき、この低融点ガラスを介してパッケージベース上に蓋体を載せた後、蓋体の上方からレーザ光や電子ビームをパッケージの周縁部に沿って照射し、低融点ガラスを溶融させてパッケージベースと蓋体とを接合するものである。そしてシーム溶接を用いてパッケージを封止する場合や、低融点ガラスを介してパッケージを封止する場合のいずれにおいても、パッケージベースと蓋体とに圧力を加えることなく接合作業を行っている。
【０００４】
そして電子デバイス素子が搭載されたパッケージ（パッケージベース）と蓋体とを封止する方法が開示された文献として、特許文献１が挙げられる。この特許文献１には、パッケージとキャップとをマルチクリップで保持しつつ、加熱して封止することが開示されている。また特許文献１には、このマルチクリップを押えや受けで構成し、この押えと受けをコイルバネにより所定のバネ圧で付勢することが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３５３３４８号公報（段落００３７，００４６〜００５０，００６０参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パッケージベースの上面に接合される蓋体が金属製の場合、パッケージベースと蓋体とが金属ロウ材を用いてシーム溶接されるのが一般的である。またパッケージベースの上面に接合される蓋体がガラス製の場合、パッケージベースと蓋体とが低融点ガラスを用いて接合されるのが一般的である。このため、従来では、金属ロウ材を用いてガラス製の蓋体をパッケージベースの上面に接合することはなかった。
【０００６】
また上述したシーム溶接によりパッケージベースと蓋体とを接合する場合や、上述した低融点ガラスを用いてパッケージベースと蓋体とを接合する場合のいずれにおいても、１個ずつパッケージベースと蓋体との接合が行われていた。すなわちシーム溶接によりパッケージを封止する場合、蓋体を載せたパッケージベース毎にローラ電極を当てて封止しており、また低融点ガラスを用いてパッケージを封止する場合、蓋体を載せたパッケージベース毎にレーザ光等を照射して封止している。したがって、パッケージの封止を行う効率が悪くなっていた。
【０００７】
本発明は、パッケージの封止する効率を向上させるパッケージの封止装置を提供することを目的とする。
また上記の装置を利用する電子デバイス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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るパッケージの封止装置は、パッケージベースに蓋体を接合して、パッケージの蓋封止を行う封止装置であって、ロウ材を介して前記蓋体と前記パッケージベースとを重ねた複数のユニットの上方に上下移動自在に設けられ、且つ、下方に移動して前記パッケージベース上に載り、前記ユニットに自重を均一に加える重りを設けたことを特徴としている。パッケージベースと蓋体に重りの自重を加えるので、パッケージベースと蓋体とをロウ材を用いて接合できる。また複数の重りが設けられているので、複数のパッケージの封止作業を一度に行うことができる。
【０００９】
またパッケージベースに蓋体を接合して、パッケージの蓋封止を行う封止装置であって、パッケージ封止用トレーの上面に配置されるフレームと、前記パッケージ封止用トレーに配置した複数の前記パッケージベースに対応して設けられ、前記フレームに上下方向に移動自在に支持されて、前記パッケージベースに押圧荷重（自重）を与える複数の重りを有する重り付き治具と、を備えたことを特徴としている。これによりパッケージベースや蓋体上に上下移動可能に重りが配置されるので、パッケージベースや蓋体に重りの自重を加えてパッケージの蓋封止を行うことができる。また複数の重りが設けられているので、複数のパッケージの封止作業を一度に行うことができる。
【００１０】
また前記重りは、円柱形状であることを特徴としている。これにより重りの加工を容易に行うことができるので、重りを所定の重量に容易に設定することができる。また重りが複数配設された場合、隣り合う重り同士が接触して互いに干渉するのを防止できる。
【００１１】
また前記重りの下端部は、中央部に比べて直径が細く形成されてなり、下側のフレームに設けられ、前記重りの下端部が挿入される前記誘導孔は、前記重りの下端部の直径に対応してなる、ことを特徴としている。重りの下端部と中央部との間に段差が生じるので、この段差とフレームによって重りの下方への移動を制限することができる。よってフレーム間から重りが抜け落ちるのを防止できる。
【００１２】
また前記重りの上端部は、中央部に比べて直径が細くなるとともに、下端部と直径が異なることを特徴としている。これにより重りの上端部と下端部の径をかえているので、重りの上下方向を間違えて重りを重り付き治具に配設するのを防止できる。
【００１３】
また前記蓋体はガラス製であり、前記ロウ材は金属ロウ材であることを特徴としている。これにより金属ロウ材を用いてパッケージベース上にガラス製の蓋体を接合する場合であっても、蓋体とパッケージベースとを確実に接合してパッケージの蓋封止をすることができる。
【００１４】
また本発明に係る電子デバイスの製造方法は、電子部品が実装されたパッケージベースを蓋体上にロウ材を介して重ね、前記パッケージベースの上方において上下移動可能に配置された重りを下側に移動させて前記パッケージベースに載せ、前記パッケージベースおよび前記蓋体に前記重りの自重を加えるとともに、前記ロウ材を加熱して溶融させ、前記パッケージベースと前記蓋体とを接合する、ことを特徴としている。これによりパッケージベースと蓋体に重りの自重を加えて、パッケージベースと蓋体とをロウ材を用いて接合できる。
【００１５】
また前記パッケージベースと前記蓋体とが重ねられて複数配置され、それぞれに前記重りの自重を加えて接合することを特徴としている。これにより一度に複数のパッケージの蓋封止を行って、効率良く電子デバイスを製造することができる。
また前記電子部品は、圧電振動片であることを特徴としている。これにより圧電振動子や圧電発振器等を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明に係るパッケージの封止装置および電子デバイスの製造方法の最良の実施形態について説明する。なお本実施形態では、圧電デバイスに用いられるパッケージを封止する場合を例にして説明する。図１は重り付き治具の説明図である。ここで図１（Ａ）は重り付き治具の平面図であり、図１（Ｂ）は側面図である。また図２は重りの側面図である。図３はパッケージの封止装置の概略断面図である。図４は圧電振動子の概略断面図である。
【００１７】
パッケージの封止装置１０は、パッケージ封止用トレー１２の上側に配設される重り付き治具４０を備えている。図３に示されるパッケージ封止用トレー１２は複数の凹陥部１４を備えており、この凹陥部１４にロウ材２６を介在させて蓋体２８およびパッケージベース２４が重ねられて構成されたユニットが入れられる。
【００１８】
図４に示される圧電デバイス２０は、圧電振動片２２を実装したパッケージベース２４の上面にロウ材２６を介して蓋体２８を接合した構成である。具体的には、パッケージベース２４は、底面にマウント電極３０が設けられ、裏面に外部端子３２が設けられている。そしてマウント電極３０と外部端子３２が電気的に接続されている。圧電振動片２２は、導電性接合材３４を用いてマウント電極３０上に実装されている。この圧電振動片２２は、例えばＡＴカット等の圧電振動片や音叉型圧電振動片、弾性表面波素子片等であればよい。このようなパッケージベース２４の上面に、圧電振動片２２を気密封止する蓋体２８がロウ材２６を介して接合されている。このロウ材２６は、例えば金−錫ロウ材等の金属ロウ材であればよい。また蓋体２８はガラス製であればよい。なお金属製の蓋体を使用することも可能である。そして、このような圧電デバイス２０は、圧電振動片２２を発振させる回路等（電子部品）をパッケージベース２４に実装しておくことも可能である。
【００１９】
また図３に示される重り付き治具４０は、凹陥部１４の上方において上下移動自在に配置された重り４２を有し、この重り４２を凹陥部１４に入れられたパッケージベース２４に載せて、重り４２の自重を蓋体２８およびパッケージベース２４等に加えるものである。具体的には、重り付き治具４０は、パッケージベース２４の上方に配置されるフレームを備えている。このフレームは、図１や図３に示されるように、平面方向に沿うとともに上下に間隔をあけて配設された２枚の平板４４を備えている。これらの平板４４において、凹陥部１４と対応する位置に複数の誘導孔４６が設けられている。そして重り４２は、上端部４８および下端部５０が誘導孔４６に挿入されて、平板４４の間を上下に移動可能に設けられている。この重り４２は、その上端や下端が平板４４から突出するようになっている。
【００２０】
また重り４２は、所定の重量に設定されている。例えば、金属ロウ材を用いてガラス製の蓋体２８とパッケージベース２４を接合させる場合は、これらを接合させることのできる重さに設定されており、予め実験等を行うことにより、所定の重量を得ることができる。そして重り４２の重量Ｗは、Ｗ＝π／４・Ｄ２・Ｌ×ρの関係から求めることができる。ここでＤは重り４２の断面方向における直径であり、ρは重り４２に用いられる材料の比重であり、Ｌは重り４２の長さである。これにより重り４２は、所定の押圧荷重をパッケージベース２４等に加えることができる。
【００２１】
さらに重り４２は、円柱形状となっている。これにより隣り合う重り４２同士が干渉すること、すなわち互いに接触することはない。また重り４２の加工も容易になる。このような重り４２の上端部４８および下端部５０は中央部５２に比べて細く形成されている。この重り４２の上端部４８と下端部５０が誘導孔４６に挿入さている。そして上端部４８と下端部５０の直径を変えるとともに、平板４４に設けられている誘導孔４６を上端部４８や下端部５０に対応した径にすれば、重り４２の上下の向きが正確にわかり、上下方向を間違えることがない。図１〜３に示す場合では、下端部５０が上端部４８に比べて細く形成されている。
【００２２】
この重り４２の上下移動は、図２に示されるように、重り４２の上端部４８と中央部５２の間に形成される段差５４と、重り４２の下端部５０と中央部５２の間に形成される段差５６によって規制されている。すなわち、これらの段差５４，５６が平板４４に接触することによって、重り４２の上下移動が制限される。これにより重り４２が重り付き治具４０から抜け落ちることはない。そして重り付き治具４０が、蓋体２８とパッケージベース２４を凹陥部１４に入れたパッケージ封止用トレー１２上に配設された場合、重り４２が最も下側に移動したときの重り４２の最下端はパッケージベース２４の裏面（外部端子３２が設けられた面）よりも下側に位置している。また重り４２が最も上側に移動したときの重り４２の最下端は、パッケージベース２４の裏面よりも上側に位置している。すなわち重り４２が最も上側に移動したときと、最も下側に移動したときの図１（Ｂ）に示すストロークの間にパッケージベース２４の裏面が位置することになり、凹陥部１４に入れられたパッケージベース２４上に重り４２を載せることが可能になる。
【００２３】
次に、パッケージの封止装置１０について説明する。図３に示されるパッケージの封止装置１０はチャンバー６０を備えている。このチャンバー６０は、内部を真空にすることができ、また内部を窒素等の不活性ガスで満たすことができる。このチャンバー６０の底面に支持部６２が設けられ、この支持部６２上にテーブル６４が設けられている。すなわちテーブル６４は、支持部６２によりチャンバー６０の底面からある距離をおいて設けられている。このテーブル６４の上面にパッケージ封止用トレー１２が置かれている。このパッケージ封止用トレー１２上に重り付き治具４０が載せられる。
【００２４】
またチャンバー６０は、パッケージ封止用トレー１２の下側が開口している。そして、この開口に封止体６６が被せられ、チャンバー６０の内部を気密に保つことが可能になっている。この封止体６６は、熱伝導可能な材料によって形成され、例えば耐熱性ガラスであればよい。このようなチャンバー６０の外部におけるパッケージ封止用トレー１２の下方に加熱装置６８が設けられている。すなわち、封止体６６の下側に加熱装置６８が設けられている。加熱装置６８は、パッケージ封止用トレー１２に載せられている蓋体２８とパッケージベース２４を接合させるロウ材２６を溶融させるものであり、例えばハロゲンランプであればよい。
【００２５】
次に、圧電デバイス２０の製造方法（パッケージの封止方法）について説明する。まずパッケージ封止用トレー１２に設けられた各凹陥部１４に蓋体２８を入れる。次に、パッケージベース２４を凹陥部１４に入れる。このときパッケージベース２４の上面にロウ材２６が設けられている。またパッケージベース２４の底面に圧電振動片２２が実装されている。そしてパッケージベース２４は、ロウ材２６が設けられている上面を下側に向けるとともに、外部端子３２を上側に向けて凹陥部１４に入れられる。このようにして圧電振動片２２が実装されたパッケージベース２４および蓋体２８は、ロウ材２６を介して重ねられて凹陥部１４に配置される。蓋体２８およびパッケージベース２４を凹陥部１４に入れる作業は、例えば供給トレーに置かれている蓋体２８やパッケージベース２４を真空吸着し、真空吸着した状態のまま移動して、凹陥部１４内に入れればよい。このような真空吸着を用いれば、蓋体２８やパッケージベース２４が破損等することはない。
【００２６】
次に、蓋体２８やパッケージベース２４を各凹陥部１４に入れたパッケージ封止用トレー１２はチャンバー６０内のテーブル６４上に置かれる。このパッケージ封止用トレー１２上に重り付き治具４０が置かれる。パッケージ封止用トレー１２および重り付き治具４０のそれぞれに、例えば凹凸嵌合部を設けておけば、重り付き治具４０とパッケージ封止用トレー１２の位置決めが容易に行え、重り付き治具４０をパッケージ封止用トレー１２の所定位置に置くことができる。これにより各凹陥部１４の上方に重り４２が位置することになる。そして各重り４２を下方に移動させてパッケージベース２４の上に載せ、蓋体２８およびパッケージベース２４等に重り４２の自重を均一に加える。
【００２７】
次に、加熱装置６８を用いて蓋体２８とパッケージベース２４との間に介在するロウ材２６を加熱し、溶融する。これによりパッケージベース２４と蓋体２８とを接合し、圧電振動片２２を気密封止する。なお接合する場合、チャンバー６０内を真空にしておけば、圧電振動片２２を真空封止することができる。この後、パッケージ封止用トレー１２を封止装置１０から取り出し、蓋体２８とパッケージベース２４が接合した圧電デバイス２０をパッケージ封止用トレー１２から取り出す。このようにして圧電デバイス２０が製造される。
【００２８】
このように、凹陥部１４の上方に設けられ、所定の重量に設定された重り４２を用いて、蓋体２８とパッケージベース２４の接合時に重り４２の自重を加えているので、パッケージベース２４と蓋体２８とをロウ材２６を用いて接合できる。特に、金属ロウ材を用いるとともに、ガラス製の蓋体を用いた場合であっても、蓋体２８とパッケージベース２４との接合を確実に行える。よって、蓋体２８とパッケージベース２４が接合されてなるパッケージにリーク等が生じることがない。また重り付き治具４０は簡単な構造なので、容易に作製することができる。
【００２９】
またパッケージの封止装置１０は、パッケージ封止用トレー１２に複数の凹陥部１４が設けられており、また各凹陥部１４に対応して重り４２が設けられ、さらに全ての凹陥部１４に対して加熱を行える加熱装置６８を備えているので、一度に複数のパッケージ封止作業を行える。したがって効率良く、一度に複数の圧電デバイス２０を製造できる。
【００３０】
また重り付き治具４０に配設された重り４２は円柱形状なので、重り４２の加工が容易になる。したがって重り４２を所定の重量に容易に設定することができる。また重り４２が円柱形状なので、隣り合う重り４２同士が接触して、互いに干渉するのを防止できる。さらに重り４２の下端部５０と中央部５２の径をかえて、これらの間に段差５６を設けることで、重り４２の移動量を制限することができる。さらにまた、重り４２の上端部４８と下端部５０の径をかえているので、重り４２の上下方向を間違えて重り４２を重り付き治具４０に配設するのを防止できる。
【００３１】
また上述した実施形態では、電子デバイスとして圧電デバイス２０を用い、電子部品として圧電振動片２２を用いた形態について説明したが、この形態に限定されることはない。すなわちパッケージの封止装置１０は、半導体チップ等の電子部品を実装したパッケージベースにロウ材を用いて蓋体を接合する場合にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】重り付き治具の説明図である。
【図２】重りの側面図である。
【図３】パッケージの封止装置の概略断面図である。
【図４】圧電振動子の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０………封止装置、１２………パッケージ封止用トレー、１４………凹陥部、２０………圧電デバイス、４０………重り付き治具、４２………重り、６０………チャンバー。
【図１】
2007005457.tif 000003
【図２】
2007005457.tif 000004
【図３】
2007005457.tif 000005
【図４】
2007005457.tif 000006