CN101730935A - 电子部件封装体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子部件封装体，在形成于电子部件封装体主体上的金属化区域上配置盖固定环。进而，对盖固定环的一部分进行点加热，使焊料发生局部熔融，以将该盖固定环暂时固定在金属化区域上。其后，对电子部件封装体主体加热使整个焊料熔融，以将盖固定环固定在金属化区域上。由此，能够高精度地制造出电子部件封装体，以适应电子部件的小型化。

Description

电子部件封装体的制造方法
技术领域
本发明涉及一种电子部件封装体(electronic component package)的制造方法等。
背景技术
晶体振子等各种电子部件通过在电子部件封装体的内部容置水晶等各种功能构件来构成。如JP特开平8-46075号公报中所公开那样，该电子部件封装体主要具有：由陶瓷构成的封装体主体、形成在该封装体主体上的金属化区域(metallize area)、通过焊料固定在该金属化区域上的接缝环(seamring)、通过缝焊被固定在接缝环上的盖。封装体主体为箱状构件，在其中央设有用于容置功能构件的凹部。金属化区域形成在该封装体主体的凹部开口周围，通过对钨、钼等实施镀镍来构成。
如图11所示，在制造该电子部件封装体时，使用了基座上设有向上方突出的凸部的封装体专用夹具。相对于该凸部依次层叠有环状的接缝环、焊料，进而，将封装体主体的凹部保持为向下状态，并将该凹部嵌合在专用夹具的凸部上。在该状态下，利用加热炉对整体进行加热，若焊料发生熔融，则将接缝环钎焊在电子部件封装体的金属化区域上。
另外，封装体专用夹具采用了碳原料，以免加热时发生焊料附着。
在固定有接缝环的电子部件封装体主体的凹部等适当配置功能构件，通过对盖进行缝焊使内部密闭，由此制成电子部件。
发明内容
发明要解决的课题
当前，电子部件的小型化有了显著的发展。其结果，也存在接缝环的宽度方向尺寸缩小、例如该尺寸为0.2～0.3mm程度那样的电子部件。若接缝环的宽度缩小，则必须提高接缝环对封装体主体(金属化区域)的定位精度。
但是，在以往的制造方法中，为了实现电子部件封装体的顺利组装，必须确保在专用夹具的凸部与接缝环之间以及该凸部与封装体主体的凹部之间存在一定程度的间隙，这样存在难以提高定位精度的问题。
另外，在电子部件封装体的大量生产工序中，大多使用被分割为封装体主体之前的中间板材(所谓集合基板)。即，需要在陶瓷板上形成有多个凹部的中间板材上将接缝环一并固定起来，其后，分割该中间板材来获得电子部件封装体。在该情况下，也需要将专用夹具设置为对应于该中间板材的结构，必须具有与中间板材各凹部相对应的多个凸部。在大量生产工序中，在专用夹具的所有凸部上设有接缝环和焊料的状态下，从上方来嵌合中间板材，在该状态下搬入至加热炉来一并固定接缝环。
但是，由于该中间板材是通过陶瓷的烧制而制成的，因烧制时发生收缩会产生最大达百分之几的形状误差。为了解决所述形状误差，需要将中间板材的各凹部与专用夹具的凸部的间隙设定得大，或将中间板材的形状误差分级来预先准备与各等级误差对应的专用夹具，总之，这成为使组装精度恶化或制造成本增加的主要原因。
进而，由于所述专用夹具由碳原料构成，因为该夹具与封装体主体、接缝环之间的接触而发生磨损，造成异物而无法对接缝环进行适当的钎焊等，这成为使制造品质下降的主要原因。
本发明鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种具有高品质且能够灵活地应对电子部件小型化的电子部件封装体的制造方法。
用于解决问题的手段
经过本发明者的深入研究，采取后述的手段能够达到上述目的。
用于达到上述目的本发明是一种电子部件封装体制造方法，其特征在于，包括：环配置步骤，向形成于电子部件封装体主体上的金属化区域配置盖固定环；环暂时固定步骤，对所述盖固定环的一部分进行点加热，利用焊料将所述盖固定环暂时固定在所述金属化区域上；环固定步骤，对暂时固定有所述盖固定环的所述电子部件封装体主体进行加热，使所述焊料整体熔融，以使所述盖固定环固定在所述金属化区域上。
用于达到上述目的的电子部件封装体的制造方法，在上述发明的基础上，其特征在于，预先在所述盖固定环上涂敷有所述焊料。
用于达到上述目的的电子部件封装体的制造方法，在上述发明的基础上，其特征在于，还具有焊料配置步骤，向形成于电子部件封装体主体上的金属化区域配置焊料，在所述环配置步骤中，在所述焊料上配置盖固定环。
用于达到上述目的的电子部件封装体的制造方法，在上述发明的基础上，其特征在于，所述金属化区域形成在电子部件封装体主体的凹部附近。
用于达到上述目的的电子部件封装体的制造方法，在上述发明的基础上，其特征在于，在所述环暂时固定步骤中，使焊接电极与所述盖固定环抵接，利用焊接电流使所述焊料局部熔融。
用于达到上述目的的电子部件封装体的制造方法，在上述发明的基础上，其特征在于，所述盖固定环构成为方形的环状，在所述环暂时固定步骤中，对所述盖固定环的角部进行局部加热，以使所述盖固定环暂时固定在所述金属化区域上。
用于达到上述目的的电子部件封装体的制造方法，在上述发明的基础上，其特征在于，在所述环暂时固定步骤中，在氮气环境中对所述盖固定环进行局部加热，以使所述盖固定环暂时固定在所述金属化区域上。
用于达到上述目的的电子部件封装体，其特征在于，通过上述发明中的任一种电子部件封装体的制造方法来制成。
用于达到上述目的的电子部件封装体的制造装置，其特征在于，具有：环配置机构，其搬送盖固定环，并将该盖固定环定位配置在形成于电子部件封装体主体上的金属化区域上；点加热机构，其对所述盖固定环的一部分进行点加热，使焊料局部熔融，以使所述盖固定环暂时固定在所述金属化区域上；环固定用加热机构，其对暂时固定有所述盖固定环的所述电子部件封装体主体整体进行加热，使所述焊料整体熔融，以使所述盖固定环固定在所述金属化区域上。
发明的效果
根据本发明，能够具有可获得小型且高品质的电子部件封装体的良好效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的电子部件封装体制造装置的概略结构的主视图。
图2是表示使用上述同一制造装置制造的电子部件封装体的结构的组装立体图。
图3是表示作为上述同一电子部件封装体的中间板材的集合基板的立体图。
图4是表示上述同一电子部件封装体的制造工序的剖视图。
图5是表示上述同一电子部件封装体的制造工序的剖视图。
图6是表示上述同一电子部件封装体的点加热区域的立体图。
图7是表示上述同一制造装置的其他结构例的局部放大图。
图8是表示上述同一制造装置的其他结构例的局部放大图。
图9是表示上述同一电子部件封装体的其他结构例的组装立体图。
图10是表示上述同一电子部件封装体的其他结构例的组装立体图。
图11表示以往的电子部件封装体的制造方法的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式实例进行详细说明。
图1表示本发明的实施方式的电子部件封装体制造装置1(以下简称制造装置1)的整体结构。该制造装置1具有集合基板装载台2、焊料配置臂3、环配置臂4、点焊装置5、加热炉6(省略图示)和隔离盖7。在集合基板装载台2上定位配置有集合基板50。
焊料配置臂3具有：用于把持被搬送物的卡盘部3A；用于使该卡盘部3A上下运动的Z轴部3B；用于使卡盘部3A沿平面方向移动的X-Y轴部3C；用于检测集合基板50的凹部50A或金属化区域5B位置的位置检测部3D。环配置臂4具有：用于夹持被搬送物的卡盘部4A；用于使该卡盘部4A上下运动的Z轴部4B；用于使卡盘部4A沿平面方向移动的X-Y轴部4C；用于检测集合基板50的凹部50A或金属化区域5B位置的位置检测部4D。另外，在本实施方式中，作为位置检测部3D、4D使用了CCD等摄像装置，根据影像来检测对象物的位置。
焊料配置臂3从容置有环状的焊料52的盒30中把持焊料52向上方(Z轴上方)取出，并将该焊料52向平面方向(X-Y平面方向)搬送，高精度定位后再使该焊料52下降并配置在集合基板50的凹部50A的周围的金属化区域50B上。
环配置臂4从容置有环状的接缝环54的盒32中把持接缝环54向上方(Z轴上方)取出，将该接缝环54向平面方向(X-Y平面方向)搬送，将其定位配置为重叠在集合基板50上的焊料52上。
点焊装置5相当于本发明的点加热机构，具有：接缝焊接辊单元5A、向接缝焊接辊单元5A供给焊接电流的电源单元5B、使接缝焊接辊单元5A沿上下方向移动的垂直滑块5C、以及使接缝焊接辊单元5A沿平面方向移动的水平滑块5D。接缝焊接辊单元5A具有可自由旋转的焊接辊5E。另外，垂直滑块5C具有未特别图示的弹簧等加载机构，以规定的载荷将焊接辊5E推压在集合基板50上。另外，在集合基板50发生变形或电子部件封装体的固定状态产生误差的情况下，使各焊接辊5E单独地上下运动以吸收该误差。
因此，使焊接辊5E与装载于集合基板50上的接缝环54抵接，并流通焊接电流，由此对接缝环54与焊接辊5E的接点进行加热，使该接点附近的焊料52发生局部熔融。其结果，使接缝环54局部地钎焊在集合基板50的金属化区域5B上。
加热炉6相当于本发明的环固定用加热机构，容置暂时固定有接缝环54的集合基板50，进行整体加热。其结果，使焊料52整体熔融，利用该焊料52将接缝环54的整周完全钎焊在金属化区域5B上。
隔离盖7覆盖了集合基板装载台2、焊料配置臂3、环配置臂4和点焊装置5等周围。通过将氮气导入该隔离盖7的内部，使集合基板装载台2的附近处于氮气环境状态。由此，能够抑制点加热时金属化区域50B及接缝环54发生氧化。
接着，参照图2以及图3对电子部件封装体62进行说明。
电子部件封装体60具有陶瓷封装体主体62、焊料52和接缝环54。陶瓷封装体主体62是将作为中间板材的集合基板50分割为立方体形状而构成的，在6个面中的一个面上形成凹部50A。在凹部50A的开口周围形成呈长方形的环状金属化区域50B。该金属化区域50B由钨、钼等金属材料构成，并对该金属材料上实施镀镍。另外，陶瓷封装体主体62的尺寸优选例如长度方向为2.5mm、宽度方向为2.0mm左右，或小于上述尺寸的大小。
焊料52可以根据融点选择各种材料，可以使用例如在约850度熔融的Cu-Ag合金材料。此外，也可以选择例如Sn-Ag材料、Pd-Sn材料、Au-Sn材料和Cu-Ag-In材料等。该焊料52是与金属化区域50B形状相对应的长方形环状的板材。
接缝环54为科瓦尔(Koval)材料的直径0.2～0.3mm的金属环，通过实施镀镍来获得。该接缝环54的大小与金属化区域50B一致。
如图3所示，作为陶瓷封装体主体62的中间板材的集合基板50构成为，在一张陶瓷薄板上矩阵状地形成有多个凹部50A。另外，如上所述，在该凹部50A的周围形成有金属化区域50B(在图3中省略图示)。该金属化区域50B通过以高度7～14μm的厚度印刷金属原料，并将其加热至大约1300度而形成。进而，在该凹部50A之间呈网眼状地形成有分割用的槽50C，当施加外力时，则沿着该槽50C分割开。另外，如下所述，将接缝环54预先固定在该集合基板50上。由此，沿着该槽50C分割集合基板50，便能够获得预先固定有接缝环54的电子部件封装体60。
接下来，对使用了制造装置1的电子部件封装体60的制造方法进行说明。
首先，在如图4的(A)状态所示的准备步骤中，将凹部50A朝上方开口的集合基板50定位固定在集合基板装载台2上。另外，预先使集合基板装载台2的周围处于氮气环境状态。其后，在图4的(B)状态所示的焊料配置步骤中，利用焊料配置臂3，将焊料52定位配置在金属化区域50B上。焊料52的定位如下进行，即，通过例如对金属化区域50B照射闪光(flash)，由位置检测部3D对其反射光进行拍摄，以高精度地检测出金属化区域50B的位置以及角度。
接着，在如图5(A)状态所示的环配置步骤中，利用环配置臂4，将接缝环54定位配置在焊料52上。该定位也同样通过由定位检测部4D高精度检测金属化区域50B和焊料52的位置来进行。
其后，在如图5(B)状态所示的环暂时固定步骤中，使点焊装置5的焊接辊5E下降，以使该焊接辊5E与接缝环54的相对的各边抵接。此时，使焊接辊5E不移动，并以100～150A左右的脉冲电流作为焊接电流流通3～6毫秒。其结果，对接缝环54与焊接辊5E的接点进行点加热，使接点附近的焊料52熔融。其后，停止焊接电流，若使接缝环54升高，则所熔融的焊料52固化，以使金属化区域50和接缝环54局部钎焊。由此，在高精度定位的状态下，使接缝环54暂时固定在金属化区域50上，并且，能够使焊料52的一部分处于所谓“湿润状态”。与集合基板50的各凹部50A的金属化区域50B相对应地反复实施所述的焊料配置步骤、环配置步骤和环暂时固定步骤，从而在所有金属化区域50B上暂时固定接缝环54。
其后，在环固定步骤中，将暂时固定有接缝环54的集合基板50搬入加热炉6中，以对整体进行加热。当温度上升到规定温度时，则焊料5以暂时固定时处于湿润状态的部分为起点(触发点)而开始熔融，并使该湿润状态整体扩展。特别是在接缝环54与金属化区域50B之间受到了表面张力的作用，由此能够自然而然地实现高精度的定位。其后，使加热炉6的温度逐渐降低，由此一边除去包含于焊料52内部的气泡，一边使焊料52冷却固化。其结果，将接缝环54的整周钎焊在金属化区域50B上。其后，通过分割集合基板50来获得固定有接缝环54的电子部件封装体60。
根据本实施方式，对接缝环54进行高精度的定位并暂时固定，其后，利用加热炉6来固定该接缝环54整周，因此，能够高精度地将接缝环54固定在金属化区域50B上。另外，通过环暂时固定步骤使焊料52的一部分预先处于“湿润状态”后，使用加热炉6对整体进行加热，由此能够以该湿润状态为起点使湿润状态在整个焊料扩展，并且能够提高钎焊品质。结果能够提高制造时的成品率。即使在电子部件封装体小型化的情况下，也能够高精度地制造出电子部件封装体60。
另外，在本实施方式中，如图6(A)所示，示出了对接缝环54的相对的2条边的中间区域X进行点加热而使该接缝环54固定在金属化区域50B的情况，但本发明并不局限于此，也可以如图6(B)所示对方形的接缝环54的角部Y进行加热，以使接缝环54暂时固定起来。因为对表面实施了电镀处理，因而封装体主体侧的金属化区域50B的角部容易因表面张力等隆起。因此，若对金属化区域50B的壁厚部分(角部)钎焊接缝环54，则能够使接缝环54的暂时固定状态变稳定。
另外，在本实施方中，示出了将相对的一对焊接辊5E配置为内侧为小直径且外侧为大直径的情况，但也优选如图7所示那样使内侧为大直径且使外侧为小直径。这样一来，能够使焊接辊5E的大径侧进入到凹部50A内，从而能够可靠地避免焊接辊5E与集合基板50相接触。
进而，在本实施方中，仅示出了使用集合基板50来制造电子部件封装体60的情况，但本发明并不局限于此，也可以将接缝环54钎焊在预先被分割后的封装体主体62上。在该情况下，如图8所示那样，优选利用能够装载多个封装体主体62的托盘(tray)70。通过在托盘70的定位用凹部70A设置封装体主体62，能够与集合基板50的情况同样将接缝环54固定在各封装体主体62上。
再者，在本实施方中，仅示出了在封装体主体62形成凹部50A的情况，但本发明并不仅限定于此。随着近年来器件的小型化、薄型化，如图9所示，也可以使封装体主体62(或集合基板50)由平坦的板材构成，且借助焊料52将接缝环54固定在该封装体主体62的环状金属化区域50B上。可以借助该接缝环54的厚度形成实质性的凹部。
另外，在本实施方中，作为用于使接缝环54暂时固定在金属化区域50B上的装置，使用了接缝焊接型的点焊装置5，但本发明并不局限于此，也可以通过激光等照射来进行点加热而钎焊。即，在本发明中，若能够对接缝环54进行局部加热而使焊料52处于湿润状态，则可以选择各种装置。进而，在本实施方式中，在使接缝环54最终固定下来时，使用了加热炉，但本发明并不局限于此，也可以使用其它加热装置来加热。
进而，在本实施方中，例示了在将焊料52配置于金属化区域50B后，在该焊料52上放置接缝环54的情况，但本发明并不仅限于此。例如，如图10的(A)所示，在对接缝环54涂敷焊料52的情况下，如图10的(B)所示，只要将该接缝环54直接在放置在金属化区域50B上即可。若对接缝环54进行点加热，则能够使焊料52熔融，以将接缝环54钎焊在金属化区域50B上。
此外，本发明的电子部件封装体制造方法等并不仅限于所述的实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内理应能够进行各种变更。
产业上的可利用性
本发明能够广泛地被应用于电子部件的制造领域。

Claims (9)

1.一种电子部件封装体的制造方法，其特征在于，包括：
环配置步骤，向形成于电子部件封装体主体上的金属化区域配置盖固定环；
环暂时固定步骤，对所述盖固定环的一部分进行点加热，利用焊料将所述盖固定环暂时固定在所述金属化区域上；
环固定步骤，对暂时固定有所述盖固定环的所述电子部件封装体主体进行加热，使所述焊料整体熔融，以使所述盖固定环固定在所述金属化区域上。
2.根据权利要求1所述的电子部件封装体的制造方法，其特征在于，
预先在所述盖固定环上涂敷有所述焊料。
3.根据权利要求1所述的电子部件封装体的制造方法，其特征在于，
还具有焊料配置步骤，向形成于电子部件封装体主体上的金属化区域配置焊料，
在所述环配置步骤中，在所述焊料上配置盖固定环。
4.根据权利要求1、2或3所述的电子部件封装体的制造方法，其特征在于，
所述金属化区域形成在电子部件封装体主体的凹部附近。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子部件封装体的制造方法，其特征在于，
在所述环暂时固定步骤中，使焊接电极与所述盖固定环抵接，利用焊接电流使所述焊料局部熔融。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电子部件封装体的制造方法，其特征在于，
所述盖固定环构成为方形的环状，
在所述环暂时固定步骤中，对所述盖固定环的角部进行局部加热，以使所述盖固定环暂时固定在所述金属化区域上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子部件封装体的制造方法，其特征在于，
在所述环暂时固定步骤中，在氮气环境中对所述盖固定环进行局部加热，以使所述盖固定环暂时固定在所述金属化区域上。
8.一种电子部件封装体，其特征在于，通过如权利要求1至7中任一项所述的电子部件封装体的制造方法来制成。
9.一种电子部件封装体的制造装置，其特征在于，具有：
环配置机构，其搬送盖固定环，并将该盖固定环定位配置在形成于电子部件封装体主体上的金属化区域上；
点加热机构，其对所述盖固定环的一部分进行点加热，使焊料局部熔融，以使所述盖固定环暂时固定在所述金属化区域上；
环固定用加热机构，其对暂时固定有所述盖固定环的所述电子部件封装体主体整体进行加热，使所述焊料整体熔融，以使所述盖固定环固定在所述金属化区域上。
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