(57)【要約】【課題】  信頼性が高く、低コストの多数個取り配線基板上の小型配線基板の封止方法を提供する。【解決手段】  本発明になる多数個取り配線基板上の小型配線基板の封止方法は、平面状のセラミック母基板の上面中央部に縦横の並びに一体的に配列形成される電子部品が搭載される搭載部とともにこの搭載部をそれぞれ取り囲む封止用の金属枠体が接合された略四角形状の複数の小型配線基板領域を形成して成る多数個取り配線基板の前記小型配線基板をそれぞれ封止する封止方法であって、  前記多数個取り配線基板上の外周の一部に電極端子部を形成し、この電極端子部から前記金属枠体に導通領域を形成し、金属枠体の上部に導電性の蓋を載置し、別途設けた溶接電源から、前記蓋と電極端子部間に溶接電流を流すことを特徴とするものである。【選択図】        図１
2007134542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状のセラミック母基板の上面中央部に縦横の並びに一体的に配列形成され
る電子部品が搭載される搭載部とともにこの搭載部をそれぞれ取り囲む封止用の
金属枠体が接合された略四角形状の複数の小型配線基板領域を形成して成る多数
個取り配線基板の前記小型配線基板をそれぞれ封止する封止方法であって、
前記多数個取り配線基板上の外周の一部に電極端子部を形成し、この電極端子
部から前記金属枠体に導通領域を形成し、金属枠体の上部に導電性の蓋を載置し
、別途設けた溶接電源から、前記蓋と前記電極端子部間に溶接電流を流すこと
を特徴とする多数個取り配線基板上の小型配線基板の封止方法。
【請求項２】
平面状のセラミック母基板の上面中央部に縦横の並びに一体的に配列形成され
る電子部品が搭載される搭載部とともにこの搭載部をそれぞれ取り囲む封止用の
金属枠体が接合された略四角形状の複数の小型配線基板領域を形成して成る多数
個取り配線基板の前記小型配線基板をそれぞれ封止する封止方法であって、
次の手順からなることを特徴とする請求項１記載の多数個取り配線基板上の小
型配線基板の封止方法。
ａ）前記多数個取り配線基板上の外周部の一部に前記小型配線基板の縦または
横の列の数分の電極端子部を設け、この電極端子部から同じ列上にある前記金属
枠体間を接続する導通領域を設けること。
ｂ）前記小型配線基板の金属枠体上に導電性の蓋を載置すること。
ｃ）別途設けた溶接電源から一方の電極であるローラ電極を前記蓋に接続させ
ると共にもう一方の電極を前記電極端子部に接続させて、前記ローラ電極を回転
させながら溶接電流を流すこと。
ｄ）前記小型配線基板の数だけ、ｂ）とｃ）の手順を繰り返すこと。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広面積のセラミック母基板中に縦横の並びに一体的に配列形成して
成る多数個取り配線基板上に形成された半導体素子や水晶振動子等の電子部品を
搭載するための小型の配線基板を気密封止する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子や水晶振動子等の電子部品を収容するための電子部品収納用
パッケージに用いられる小型の配線基板が公知である。
そして、このような配線基板は近時の電子装置の小型化の要求に伴い、その大
きさが数ｍｍ角程度の極めて小さなものとなってきており、多数個の配線基板の
取り扱いを容易とするために、また配線基板および電子装置の製作を効率よくす
るために、１枚の広面積のセラミック母基板中から多数個の配線基板を同時集約
的に得るようになした、いわゆる多数個取り配列基板の形態で製作されている（
特許文献１参照）。
【０００３】
次に、このような多数個取り配線基板の製造と個々の小型配線基板の気密封止
方法について図面を基に説明する。
【０００４】
図３は、この多数個取り配線基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、図
４は図３に示す多数個取り配線基板の上面図である。これらの図において、１は
セラミック母基板、２は配線基板領域、３は分割溝、６は金属枠体である。
【０００５】
セラミック母基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム
質焼結体・ムライト質焼結体・ガラスセラミックス等のセラミックス材料から成
る複数層の絶縁層が積層されて成り、その中央部に各々が小型の配線基板となる
略四角形の多数の配線基板領域２が、セラミック母基板１の上面に形成された分
割溝３で区切られて縦横の並びに一体的に多数個が配列形成されている。
【０００６】
セラミック母基板１の中央部に配列形成された各配線基板領域２は、その上面
中央部に電子部品を搭載するための略四角凹状の搭載部２ａを有しており、この
搭載部２ａ内に電子部品がろう材やガラス・樹脂等の接着材を介して接合される
。また、搭載部２ａの内部から下面にかけてはタングステンやモリブデン・銅・
銀等の金属粉末メタライズから成る複数のメタライズ配線導体４が被着形成され
ており、このメタライズ配線導体４には搭載部２ａ内に搭載される電子部品の電
極が例えば半田バンプやボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して電気的
に接続される。
【０００７】
さらに、各配線基板領域２の上面には、搭載部２ａを取り囲むようにしてタン
グステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成るろう付け用メタ
ライズ層５が被着されている。ろう付け用メタライズ層５は、各配線基板領域２
の上面に封止用の金属枠体６を接合するための下地金属層として機能し、その上
面には封止用の金属枠体６が銀−銅合金等のろう材を介して接合されている。
【０００８】
各配線基板領域２の上面に接合された金属枠体６は、例えば鉄−ニッケル−コ
バルト合金等の金属から成り、搭載部２ａ内に搭載された電子部品を封止するた
めの金属蓋体を溶接するための下地金属部材として機能する。そして、搭載部２
ａ内に電子部品を搭載するとともに電子部品の電極とメタライズ配線導体４とを
電気的に接続した後、セラミック母基板１を分割溝３に沿って分割して電子部品
が搭載された小型の配線基板を得るとともに、この小型の配線基板の金属枠体６
上に金属蓋体をシームウエルド法等の溶接法を採用して溶接することにより、電
子部品が気密に封止されて製品としての電子装置が完成する。
【０００９】
このシームウエルド法としてマイクロパラレルシーム溶接法が公知である（非
特許文献１参照）。
【００１０】
次に、このマイクロパラレルシーム溶接法について説明する。
図５はマイクロパラレルシーム溶接法の概要を示す図である。
図５において、３６ａ、３６ｂは図示しない溶接トランスのそれぞれの出力端
子に接続され、溶接電流の流出または流入電極であるローラ電極、３３は半導体
素子等を内蔵する非導電性のパッケージ、３４は非導電性のパッケージ３３の開
口部四周に導電性を持たせるために該当部の上面にろう付けされた導電性のシー
ルフレーム、３１はパッケージ３３を載置するターンテーブルである。
【００１１】
次に、このマイクロパラレルシーム溶接法の動作について説明する。
図示しない溶接電源から所定のタイミングで溶接電力が供給される。そうする
と図示しない溶接トランスは間欠的に低電圧で大電流の溶接電流を生成する。こ
の間欠的な溶接電流が一方のローラ電極３６ａ、蓋３２、シールフレーム３４、
そして他の一方のローラ電極３６ｂの順、またはその逆の順に流れる。そして溶
接電流が間欠的に流れている間ローラ電極３６ａ、３６ｂはパッケージの全周を
回動する。こうして、間欠的に通電されたときに、接合部で発生するジュール熱
により、シールフレーム３４と蓋３２をロールスポット型の接合部形成方式によ
りシーム接合し、非導電性のパッケージを気密封止するのである。
【００１２】
このとき、一方のローラ電極３６ａから蓋３２を介して他の一方のローラ電極
３６ｂにも溶接電流が分流するが、シールフレーム３４を介して流れる溶接電流
の方が多くなるように蓋３２、シールフレーム３４を選定しておく。
【００１３】
このマイクロパラレルシーム溶接法は、非導電性のパッケージだけでなく、適
用可能なパッケージの範囲が広いという特徴を有する。すなわち材質として導電
性の金属パッケージ（または、金属めっきパッケージ）、非導電性パッケージ
（シールフレーム付き）いずれにも適用できる。また、そのパッケージの形状は
円形、正方形、矩形などすべてのものに適用できる。
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−１６３４２１号公報
【非特許文献１】青野  進、「気密封止技術」、初版、日本国、日刊工業新聞社、１９９２年３月２５日、２５〜２７ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような従来の多数個取り配線基板上の小型配線基板の封止方法には次のよ
うな欠点があった。
（１）このマイクロパラレルシーム溶接法では、前述のように蓋に流れる溶接電
流を少なくするようにしているだけであり、結局蓋の内部にも溶接電流が流れて
しまうことになる。このため、蓋自体も発熱することになる。この熱は封止にも
役立つが、一方蓋の反りを生じさせるので蓋の密着性が低下するから気密封止度
が低下する。
（２）また蓋はコバールを母材とし、その表面にニッケル、銀と銅の合金、金と
錫の合金、または錫と鉛の合金のめっきがなされているので、この熱によってこ
のめっきからアウトガスが発生し、小型配線基板内部の電子部品に悪影響を与え
てしまう。
（３）そして、小型配線基板一つ一つに分割してから封止するので面倒であるば
かりでなく、製造コストが上昇すると。
（４）加えて、銅からなる電極とニッケルめっきされた蓋のペルチェ効果により
極性を固定すると電極の左右で発熱量が異なるので溶け方が異なり気密性が損な
われるから発熱量を同等にするためにコストのかかる交流溶接電源を使用しなけ
ればならない。
【００１６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、溶接電極の一方を蓋に
、もう一方を複数の小型配線基板の金属枠体間を導通領域で電気的に接続し、そ
の先に設けられた電極端子部に接続することで、大部分の溶接電流を蓋と金属枠
体間を経由して流れるようにして蓋を介して流れる溶接電流を少なくすることで
容易に信頼性が高く、低コストの多数個取り配線基板上の小型配線基板の封止方
法提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明になる第１の多数個取り配線基板上の小型配線基板の封止方法は、平面
状のセラミック母基板の上面中央部に縦横の並びに一体的に配列形成される電子
部品が搭載される搭載部とともにこの搭載部をそれぞれ取り囲む封止用の金属枠
体が接合された略四角形状の複数の小型配線基板領域を形成して成る多数個取り
配線基板の前記小型配線基板をそれぞれ封止する封止方法であって、前記多数個
取り配線基板上の外周の一部に電極端子部を形成し、この電極端子部から前記金
属枠体に導通領域を形成し、金属枠体の上部に導電性の蓋を載置し、別途設けた
溶接電源から、前記蓋と電極端子部間に溶接電流を流すことを特徴とするもので
ある。
【００１８】
また、本発明になる第２の多数個取り配線基板上の小型配線基板の封止方法は
、平面状のセラミック母基板の上面中央部に縦横の並びに一体的に配列形成され
る電子部品が搭載される搭載部とともにこの搭載部をそれぞれ取り囲む封止用の
金属枠体が接合された略四角形状の複数の小型配線基板領域を形成して成る多数
個取り配線基板の前記小型配線基板をそれぞれ封止する封止方法であって、次の
手順からなることを特徴とするものである。
ａ）前記多数個取り配線基板上の外周部の一部に前記小型配線基板の縦または
横の列の数分の電極端子部を設け、この電極端子部から同じ列上にある前記金属
枠体間を接続する導通領域を設けること。
ｂ）前記小型配線基板の金属枠体上に導電性の蓋を載置すること。
ｃ）別途設けた溶接電源から一方の電極であるローラ電極を前記蓋に接続させ
ると共にもう一方の電極を前記電極端子部に接続させて、前記ローラ電極を回転
させながら溶接電流を流すこと。
ｄ）前記小型配線基板の数だけ、ｂ）とｃ）の手順を繰り返すこと。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、溶接電極の一方を蓋に、もう一方を複数の小型配線基板の金
属枠体間を導通領域で電気的に接続し、その先に設けられた電極端子部に接続す
ることで、大部分の溶接電流を蓋と金属枠体間を経由して流れるようにして蓋を
介して流れる溶接電流を少なくする。このため蓋の発熱が防止できるので蓋の反
りが発生しなくなるから気密封止が確実になる。
またアウトガスも発生しないから、内部の電子部品が悪影響を受けることがな
いので、電子部品に劣化も生じない。
そして、複数の小型配線基板の金属枠体を導通領域で電気的に接続しているの
で、個々の小型配線基板に分割した後にそれぞれ封止する必要がなくなるから簡
単に封止することができるようになり、製造コストの低減できる。
加えて、蓋を介して流れる溶接電流が少なくなるのでペルチェ効果の発生が少
なくなるからコストの面で有利な直流の溶接電源を使用することが可能になる。
したがって、信頼性が高いばかりでなく、低コストの多数個取り配線基板上の
小型配線基板の封止方法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】
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明になる多数個取り配線基板上の小型配線基板の封止方法の概要を
説明する模式図であり、図２は本発明に用いられる多数個取り配線基板の上面図
である。
図１（ａ）において、１はセラミック母基板、２１は直流の溶接電源、２２，
２２は溶接電源２１からの溶接電流を被溶接物に回転しながら流す電極であるロ
ーラ電極、２３は溶接電源２１からの溶接電流を被溶接物に流す電極である。図
１（ｂ）において、６は多数個取り配線基板上に形成された小型配線基板の金属
枠体である。
【００２１】
図２において、１はセラミック母基板、２は配線基板領域、６は金属枠体、１
１は溶接電源２１からの一方の電極を接続する電極端子部、１２は電極端子部１
１と各金属枠体６を接続する導通領域である。なお、分割溝は省略してある。
【００２２】
本発明になる多数個取り配線基板上の小型配線基板の封止方法を説明する前に
本発明で使用する多数個取り配線基板の製造方法について説明する。ただし、基
本的には従来の技術で説明した多数個取り配線基板の製造方法をほとんどそのま
ま使用している。
【００２３】
セラミック母基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム
質焼結体・ムライト質焼結体・ガラスセラミックス等のセラミックス材料から成
る複数層の絶縁層が積層されて成り、その中央部に各々が小型の配線基板となる
略四角形の多数の配線基板領域２が、セラミック母基板１の上面に形成された分
割溝３で区切られて縦横の並びに一体的に多数個が配列形成されている。
【００２４】
セラミック母基板１の中央部に配列形成された各配線基板領域２は、その上面
中央部に電子部品を搭載するための略四角凹状の搭載部２ａを有しており、この
搭載部２ａ内に電子部品がろう材やガラス・樹脂等の接着材を介して接合される
。また、搭載部２ａの内部から下面にかけてはタングステンやモリブデン・銅・
銀等の金属粉末メタライズから成る複数のメタライズ配線導体４が被着形成され
ており、このメタライズ配線導体４には搭載部２ａ内に搭載される電子部品の電
極が例えば半田バンプやボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して電気的
に接続される。
【００２５】
さらに、各配線基板領域２の上面には、搭載部２ａを取り囲むようにしてタン
グステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成るろう付け用メタ
ライズ層５が被着されている。
ここまでは、従来の多数個取り配線基板の製造方法と同じである。
【００２６】
本発明に使用する多数個取り配線基板は前述のように電極端子部１１とこの
電極端子部１１と縦または横一列に形成されている金属枠体６間を接続する導通
領域１２とを備えることを特徴としている。
【００２７】
この電極端子部１１は溶接電源２１からの電極を機械的に容易に接続可能なよ
うに略半円状の凹部の形状をしており、タングステンやモリブデン・銅・銀等の
金属粉末メタライズから成るメタライズ配線導体として被着形成されている。
また、導通領域１２も縦または横一列に形成されているメタライズ層５間を接
続するようにタングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成
るメタライズ配線導体として被着形成されている。
【００２８】
ろう付け用メタライズ層５は、各配線基板領域２の上面に封止用の金属枠体６
を接合するための下地金属層として機能し、その上面には封止用の金属枠体６が
銀−銅合金等のろう材を介して接合されている。
【００２９】
各配線基板領域２の上面に接合された金属枠体６は、例えば鉄−ニッケル−コ
バルト合金等の金属から成り、搭載部２ａ内に搭載された電子部品を封止するた
めの金属蓋体を溶接するための下地金属部材として機能する。
このようにして、本発明に使用する多数個取り配線基板が完成する。
【００３０】
次に、図１を用いてこのような多数個取り配線基板上に形成された小型配線基
板の封止方法について説明する。
この封止作業においては、公知の搬送手段を用いて多数個取り配線基板（以下
配線基板Ａと略称する。）を所定の位置に搬送し、公知の固定手段を用いて配線
基板Ａを固定する。このとき、固定手段の一部に溶接電源２１からの溶接電流を
通電する電極２３が形成されており、この電極２３が配線基板Ａ上に形成された
電極端子部１１と接続されるようになっている。
また、蓋２４の搬送も公知の搬送手段を用いて搬送し、これも公知の位置決め
手段を用いて配線基板Ａ上に形成された所定の小型配線基板の金属枠体６上に載
置される。
【００３１】
続いて、溶接電源２１からの溶接電流を通電するローラ電極２２，２２を公知
の移動手段と位置決め手段を用いて、前述の蓋２４上に接触させる。
こうして、封止の準備が完了する。
【００３２】
続いて、ローラ電極２２，２２に蓋２４を金属枠体６に押し付けるように加圧
しつつ、溶接電源２１から所定のタイミングで間欠的に低電圧で大電流の溶接電
力を供給する。この間欠的な溶接電流が一方のローラ電極２２，２２から、蓋２
４とローラ電極２２，２２の接触部、金属枠体６、メタライズ層５、導通領域１
２、電極端子部１１、もう一方の電極２３の順に流れる。もちろん、この逆の順
に流してもよい。
【００３３】
そして溶接電流が間欠的に流れている間ローラ電極２２，２２は蓋２４の全周
を回動する。こうして、間欠的に通電されたときに、接合部で発生するジュール
熱により、金属枠体６と蓋２４をロールスポット型の接合部形成方式によりシー
ム接合し、小型配線基板を気密封止するのである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明になる多数個取り配線基板上の小型配線基板の封止方法の概要を説明する模式図である。
【図２】本発明に用いられる多数個取り配線基板の上面図である。
【図３】従来の多数個取り配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図４】図３に示す多数個取り配線基板の上面図である。
【図５】マイクロパラレルシーム溶接法の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  セラミック母基板
２  配線基板領域
３  分割溝
６  金属枠体
７  ダミー領域
７ａ  貫通孔
９  金属枠体
１１  電極端子部
１２  導通領域
２１  直流溶接電源
２２  ローラ電極
２３  電極
２４  蓋
３１  ターンテーブル
３２  蓋
３３  半導体素子等を内蔵する非導電性のパッケージ
３４  シールフレーム
３６ａ、３６ｂ  ローラ電極
【図１】
2007134542.tif 000003
【図２】
2007134542.tif 000004
【図３】
2007134542.tif 000005
【図４】
2007134542.tif 000006
【図５】
2007134542.tif 000007