CN102318060A - 真空密封封装、具有真空密封封装的印刷电路基板、电子仪器以及真空密封封装的制造方法 - Google Patents

真空密封封装、具有真空密封封装的印刷电路基板、电子仪器以及真空密封封装的制造方法 Download PDF

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佐野雅彦
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Abstract

一种真空密封封装，具有将第一主体部和第二主体部经由中空部接合而成的封装主体部、以及设置在中空部内的吸气剂材料和电子器件，在经由连通中空部的内部和外部的贯通孔将中空部抽成真空的状态下，用密封部件密封封装主体部，其中，吸气剂材料以及电子器件与第一导体焊盘以及第二导体焊盘连接，第一导体焊盘经由热传导材料与第三导体焊盘连接，第二导体焊盘与形成在配线基板上的第四导体焊盘电连接。

Description

真空密封封装、具有真空密封封装的印刷电路基板、电子仪器以及真空密封封装的制造方法
技术领域
本发明涉及将电子器件真空密封的真空密封封装及其制造方法。
背景技术
最近，在真空密封了红外线传感器、陀螺仪传感器(角速度传感器)、温度传感器、压力传感器、加速度传感器等电子器件的封装或装置中要求小型、高性能化、低成本化。其中，在安装有用于夜间的安全用监视摄像头、计算并显示温度分布的热红外图像仪(thermography)等的红外线传感器(红外线受光元件)的封装或装置中，要求内部被高真空密封。
通常，作为红外线受光元件有量子型和热型。其中，虽然热型与量子型相比其跟踪性差，但是热型是一种检测相对热量的方式，因此，可以为非冷却方式，可以使其结构变得简单。因此，通过热型，能够将生产成本抑制成较低。
在安装有该热型红外线传感器的封装或装置中，通过由检测元件的受光部吸收透过窗口的红外线，受光部周围的温度发生变化。另外，检测与此温度变化相伴的电阻变化作为信号。
为了高灵敏度地检测信号，需要将受光部热绝缘。为此，以往通过将受光部形成为浮在半空的结构或者将检测元件自身配置在真空容器内来确保该热绝缘性。
但是，为了确保热绝缘性，一旦将电子器件密封到真空中之后，吸附在真空密封封装主体部内的表面上的气体分子(H2O、O2、N2等)随着时间的经过慢慢地释放到封装主体部内的空间中，从而产生封装主体部内的真空度下降的现象。其结果，存在电子器件的性能下降(例如在红外线传感器中，输出信号的灵敏度下降)的问题。
因此，在现有的真空密封封装中，为了改善上述问题，在封装的内部安装被称为“GETTER：吸气剂”的材料，即使在发生如上所述的封装主体部内的释气的情况下，也可以通过该吸气剂吸附气体分子来防止真空度的下降。
作为吸气剂材料例如使用锆、钒、铁或者这些的合金等，但是如果放置在大气中，则气体分子吸附到表面，从而变成无法再吸附气体的饱和状态。因此，在将吸气剂安装在真空密封封装内部并真空密封之前，需要对吸气剂实施所谓的“活化”处理并在进行活化之后在真空中密封吸气剂。所谓“活化”处理是指将吸气剂加热至大约400℃～900℃而释放表面的分子。
作为安装有这种吸气剂的热型的非冷却红外线传感器装置及其制造方法，例如有专利文献1所公开的技术。图65是表示该专利文献1的非冷却红外线传感器装置的截面结构。在本结构中，成为真空封装的封装主体部100由金属板101和金属罩102构成。吸气剂105连接在设置于该封装主体部100的内部以及外部的端子103以及104之间。通过从封装外部对该端子104流过电流，对内置于吸气剂105的加热器106进行加热。如图66所示，该加热器66与端子104电连接，通过对加热器106的通电，吸气剂105同时被加热而被活化。
另外，在该专利文献1中作为其他技术公开了如图67所示的以下方法，即，将吸气剂105接合在金属罩102的内面，通过使被加热的外部加热器107与金属罩102接触来加热吸气剂105而使其活化。
此外，在图65～图67所示的装置上设置有：红外线受光元件108、用于使封装主体部100内变成真空的排气管109、用于使红外线透过的红外线透过窗110。
关于安装有吸气剂的热型的非冷却红外线传感器装置及其制造方法，除了上述的专利文件1之外，还公开在以下的专利文献2以及3中。
如图68所示，专利文献2所示的技术为如下：穿过在红外线透过窗110设置的抽成真空用的贯通孔111而配线的吸气剂105，被配置在与下部板一体的基板112和红外线透过窗110之间的空隙113内，通过对穿过贯通孔111的配线114进行通电来加热内部的吸气剂105，从而使其活化。
如图68所示，专利文献3所示的技术为如下：在放置在真空腔室115内的状态下，使安装在红外线透过窗110上的吸气剂105与加热器116、117接触而对其进行加热，从而使其活化，之后，在真空中接合红外线透过窗110和上部的基板118。
另外，除了如上所述的专利文献1至3之外，在专利文献4中也公开了真空封装技术。该真空封装如图70所示，在突出于封装主体部100内的遮光板120上设置相当于上述吸气剂的环形的气体吸附剂121，通过上部的红外线透过窗110对该气体吸附剂121照射光能，由此吸附内部的气体而使其变成真空。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平2003-139616号公报
专利文献2：日本专利特开平11-326037号公报
专利文献3：日本专利特开2006-10405号公报
专利文献4：日本专利特开2007-073721号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在图65～图70所示的现有的真空密封封装中存在以下问题。
例如，在图65以及图66所示的真空密封封装中，需要在吸气剂105中内置加热器，无法将吸气剂的制造自动化，从而导致吸气剂105本身变得高价。因此，存在使用该吸气剂的真空密封封装的制造成本变高的问题。
另外，在图67或图69所示真空密封封装的制造方法中，需要设置能够使机械部件在真空装置内部进行升降的特殊机构、自动机械的操作机构等，以便使金属罩102或红外线透过窗110在真空中进行升降而与基板112连接。因此，真空装置本身变得高价，存在导致制造装置的设备投资成本变高的问题。
另外，在图68所示的真空密封封装的制造方法中，对每一个封装需要使与吸气剂105连结的配线114穿过形成在红外线透过窗110上的贯通孔111。因此，在这种方法中存在生产率较低且无法降低真空密封封装的制造成本的问题。
另外，在图70所示的真空封装中，虽然不使用如上述的图65至图69那样的用于真空密封封装的特别的装置，但存在无法获得充分的真空度的问题。
另外，在此，引用专利文献1至4，作为真空密封封装的代表例而举出了在电子器件上安装有红外线传感器的真空密封封装，在对电子器件使用红外线传感器以外的器件的情况下，当然也存在上述的问题。
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种真空密封封装及其制造方法，在预先将内部变成真空的状态下进行封装主体部的密封的形式的封装中，不使用内部设置有像可动的机械部件、自动机械的操作机构等那样的高价的真空装置，且能够以简易方式进行封装主体部的真空密封。另外，本发明的目的在于提供一种能够容易维持密封后的真空状态的、具有优异的生产率的真空密封封装及其制造方法。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明提出以下的方案。
即，本发明为一种真空密封封装，该真空密封封装具有将第一主体部和第二主体部经由中空部接合而成的封装主体部、以及设置在上述封装主体部的中空部内的吸气剂材料和电子器件，在经由连通上述中空部的内部和上述封装主体部的外部的贯通孔将上述中空部抽成真空的状态下，用密封部件密封上述封装主体部内，其中，上述第一主体部具有配线基板，上述吸气剂材料以及电子器件分别与第一导体焊盘以及第二导体焊盘连接，该第一导体焊盘以及第二导体焊盘分别位于上述中空部内并形成在上述配线基板上，上述第一导体焊盘经由热传导材料与位于上述中空部外并形成在上述配线基板上的第三导体焊盘电连接，上述第二导体焊盘与位于上述中空部外并形成在上述配线基板上的第四导体焊盘电连接。
另外，在本发明中，真空密封封装具有将第一主体部和第二主体部经由中空部接合而成的封装主体部、以及设置在上述封装主体部的中空部内的吸气剂材料和电子器件，在经由连通上述中空部内和上述封装主体部的外部的贯通孔将上述中空部抽成真空的状态下，用密封部件密封上述贯通孔，其中，上述密封材料通过局部加热上述封装主体部的上述贯通孔的附近并将上述贯通孔的附近熔融而形成。
发明效果
根据本发明，第三导体焊盘位于封装主体部的中空部外，经由热传导材料与位于上述封装主体部的中空部内并形成在配线基板上的第一导体焊盘连接，因此，如果在将封装主体部的中空部内抽成真空并密封之后，例如对上述第三导体焊盘照射激光束等，则经由热传导材料而对第一导体焊盘以及上述第一导体焊盘上的吸气剂材料加热。由此，能够将存在于封装主体部的中空部内的气体分子吸附到吸气剂材料，从而能够防止上述中空部内的真空度的下降。即，在本发明中，在将封装主体部的中空部内抽成真空并密封之后，能够经由热传导材料加热位于封装主体部的中空部内的第一导体焊盘上的吸气剂材料。因此，在预先将内部变成真空的状态下进行封装主体部的密封的封装中，能够以简易方式维持封装主体部的密封后的真空状态，因此能够大幅提高其生产率。
另外，在本发明中，密封封装主体部的中空部内和外部的贯通孔的密封部件是通过局部加热贯通孔的附近并使上述封装主体部的构成材料熔融而构成的，因此，例如通过使该密封部件与上述封装主体部相比为低熔点材料，能够用低功率的激光装置进行贯通孔的密封，其结果，能够降低制造成本。
另外，在本实施方式中，在贯通孔的附近设置由熔点低于上述封装主体部的低熔点金属材料构成的低熔点部，上述低熔点部被加热熔融而形成封住上述贯通孔的上述密封部件。在现有的结构体中，上述贯通孔的内部无低熔点金属的皮膜，封装主体部的主材料自身露出，因此发生润湿不良，封住贯通孔时花费时间。对此，在本发明的实施方式中，通过加热低熔点部，上述低熔点部较好地润湿扩散到贯通孔的内部，因此具有能够可靠地封住上述贯通孔的优点。即，在预先将内部抽成真空的状态下进行封装主体部的密封的方式的封装中，能够用简易方式进行封装主体部的密封，从而能够大幅提高封装的生产率。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1涉及的真空密封封装中封住贯通孔之前的状态的截面图。
图2是表示在本发明的实施例1中封住贯通孔的状态的截面图。
图3是表示在本发明的实施例1中间接加热吸气剂材料的方法的截面图。
图4是表示在本发明的实施例1中间接加热吸气剂材料的其他方法的截面图。
图5是表示本发明的实施例1的真空密封封装的制造工序，并表示在配线基板的一个主面设置有电子器件的状态的截面图。
图6是表示本发明的实施例1的制造工序，并且表示电子器件和配线基板上的第二导体焊盘连接的状态的截面图。
图7是表示本发明的实施例1的制造工序，并且表示在第一导体焊盘上安装或形成有吸气剂材料的状态的截面图。
图8是表示本发明的实施例1的真空密封封装的其他制造工序，并且表示在配线基板上的第一导体焊盘上安装或形成有吸气剂材料的截面图。
图9是表示本发明的实施例1的制造工序，并且表示将第二主体部(盖部件)接合在配线基板的状态的截面图。
图10表示本发明的实施例1的制造工序，并且表示用真空泵将封装主体部的中空部抽成真空的状态的截面图。
图11是表示本发明的实施例1的制造工序，并且表示间接加热吸气剂材料而在真空中使吸气剂材料活化的方法的截面图。
图12是表示本发明的实施例1的制造工序，并且表示间接加热吸气剂材料而在真空中使吸气剂材料活化的其他方法的说明图。
图13是表示本发明的实施例1的制造工序，并且表示封住在抽成真空部分的中心部所形成的贯通孔的状态的截面图。
图14是表示本发明的实施例1的制造工序，并且表示已完成的真空密封封装的截面图。
图15是表示在本发明的实施例2涉及的真空密封封装中封住贯通孔之前的状态的截面图。
图16是表示在本发明的实施例2中封住贯通孔的状态的截面图。
图17是表示本发明的实施例2的变形例的截面图。
图18是表示在本发明的实施例2的变形例中封住贯通孔的状态的截面图。
图19是表示本发明的实施例2的其他变形例的截面图。
图20是表示在本发明的实施例2的其他变形例中封住贯通孔的状态的截面图。
图21是表示本发明的实施例2的真空密封封装的制造工序，并且表示间接加热吸气剂材料而使其活化的方法的截面图。
图22是表示本发明的实施例2的制造工序，并表示熔融贯通孔周围的低熔点金属材料而封住贯通孔的方法的截面图。
图23是表示本发明的实施例2的制造工序，并表示对形成在第二主体部(盖部件)或配线基板上的低熔点金属材料照射激光束的状态的截面图。
图24是表示本发明的实施例2的制造工序，并且表示低熔点金属材料封住贯通孔的状态的截面图。
图25是表示作为本发明的实施例2的变形例而电子器件为红外线传感器(红外线受光元件)的情况的结构的截面图。
图26A是表示本发明的实施例3涉及的真空密封封装的上面图。
图26B是表示本发明的实施例3涉及的真空密封封装的变形例的上面图。
图27是表示在图26A所示的本发明的实施例3中第二主体部(盖部件)和配线基板的接合状态的截面图。
图28是表示在图26A所示的本发明的实施例3中第二主体部(盖部件)和配线基板的接合部分的截面图。
图29是表示本发明的实施例4涉及的真空密封封装中的贯通孔的第一形状的截面图。
图30是表示本发明的实施例4涉及的真空密封封装中的贯通孔的第二形状的截面图。
图31是表示本发明的实施例4涉及的真空密封封装中的贯通孔的第三形状的截面图。
图32是表示在本发明的实施例5涉及的真空密封封装中封住贯通孔之前的状态的截面图。
图33是表示在本发明的实施例5中使吸气剂材料活化的方法的截面图。
图34是表示在本发明的实施例5中封住贯通孔的状态的截面图。
图35是表示在本发明的实施例6涉及的真空密封封装中封住贯通孔之前的状态的截面图。
图36是表示在本发明的实施例6中加热吸气剂材料而使其活化方法的截面图。
图37是表示在本发明的实施例6中封住贯通孔的状态的截面图。
图38是表示本发明的实施例6的变形例的截面图。
图39是表示在本发明的实施例6的变形例中加热吸气剂材料而使其活化的方法的截面图。
图40是表示在本发明的实施例6的变形例中贯通孔被形成在贯通孔周围的低熔点金属材料所封住的状态的截面图。
图41是表示在本发明的实施例7涉及的真空密封封装中封住贯通孔之前的状态的截面图。
图42是表示在本发明的实施例7中使吸气剂材料活化的方法的截面图。
图43是表示在本发明的实施例7中封住贯通孔的状态的截面图。
图44是表示在本发明的实施例7中封住贯通孔的方法的截面图。
图45是表示在本发明的实施例7中贯通孔被封住的状态的截面图。
图46是表示在本发明的实施例7的变形例中封住贯通孔之前的状态的截面图。
图47是表示在本发明的实施例7的变形例中使吸气剂材料活化的状态的截面图。
图48是表示本发明的实施例7的其他变形例的截面图。
图49是表示在本发明的实施例7的其他变形例中使吸气剂材料活化的状态的截面图。
图50是表示在本发明的实施例7的其他变形例中贯通孔被封住的状态的截面图。
图51是表示在本发明的实施例8涉及的真空密封封装中，封住贯通孔之前的状态的截面图。
图52是表示在本发明的实施例8中封住贯通孔的状态的截面图。
图53是表示本发明的实施例8中的板部件的俯视图。
图54是表示本发明的实施例8中的框架部件的俯视图。
图55是表示本发明的实施例8中的红外线透过窗的俯视图。
图56是表示本发明的实施例8的变形例中的板部件的俯视图。
图57是表示本发明的实施例8的变形例中的框架部件的俯视图。
图58是表示在本发明的实施例8中封住贯通孔的状态的截面图。
图59是表示本发明的实施例9涉及的真空密封封装的截面图。
图60是表示本发明的实施例10涉及的真空密封封装的截面图。
图61是表示本发明的实施例11涉及的真空密封封装的截面图。
图62是表示在本发明的实施例12涉及的真空密封封装中封住贯通孔之前的状态的截面图。
图63是表示本发明的实施例13涉及的印刷基板的说明图。
图64是表示本发明的实施例13的变形例的说明图。
图65是表示现有的真空密封封装的第一例的截面图。
图66是表示在现有的真空密封封装的第一例中使用的吸气剂的说明图。
图67是表示现有的真空密封封装的第二例的截面图。
图68是表示现有的真空密封封装的第三例的截面图。
图69是表示现有的真空密封封装的第四例的截面图。
图70是表示现有的真空密封封装的第五例的截面图。
附图标记说明
1：第一主体部；
2：第二主体部；
2A：开口部；
3：中空部；
4：封装主体部；
5：贯通孔；
6：排气管；
7：密封部件；
10：配线基板；
11：第一导体焊盘；
12：第二导体焊盘；
13：热传导材料；
14：第三导体焊盘；
15：第四导体焊盘；
20：激光装置；
21：激光束；
30：密封部件；
31：低熔点部；
40：真空腔室；
42：真空泵；
43：玻璃透过窗；
44：红外线受光元件；
50：导体图案；
52：接合面；
53：接合部；
60：框架部件；
60A：开口；
61：板部件；
P：真空密封封装；
G：吸气剂材料；
E：电子器件；
H：加热器。
具体实施方式
下面，参照图1至图14说明本发明的实施例1中的真空密封封装。
首先，在这些图中，图1是表示用排气管将封装内变成真空的状态的截面图。图2是表示将变成真空的封装密封的状态的截面图。
在这些图中，真空密封封装P具备：封装主体部4，将在上面一体地具有配线基板10(后述)的第一主体部1和成为盖部件的第二主体部2经由中空部3接合而成；和在该封装主体部4内的中空部3内设置的吸气剂材料G以及电子器件E。
在封装主体部4上形成有连通中空部3和封装主体部4的外侧的贯通孔5，经由插入在贯通孔5中的抽成真空用排气管6(图1)将中空部3内抽成真空。由抽成真空用排气管6抽成真空之后，贯通孔5被密封部件7封住而保持真空状态。
位于上述封装主体部4的中空部3内且在第一主体部1的上面设置配线基板10。在配线基板10上设置有成为气体分子(H2O、O2、N2等)吸附部件的吸气剂材料G以及电子器件E。
吸气剂材料G以及电子器件E分别与形成在配线基板10上的第一导体焊盘11以及第二导体焊盘12连接。第一导体焊盘11经由热传导材料13与位于中空部3的外部且形成在配线基板10上的第三导体焊盘14连接。第二导体焊盘12经由配线16与位于封装主体部4的中空部3的外部且形成在配线基板10上的第四导体焊盘15电连接。
吸气剂材料G位于与配线基板10的主面(安装有电子器件E的面)相同的面上，并且安装或直接形成在形成于中空部3内的第一导体焊盘11上。吸气剂材料G是为了防止制作真空密封封装P之后吸附在真空密封封装主体部4的内部表面(第一主体部或第二主体部的内部表面)的微量的气体分子(H2O、N2、O2、Ar等)释放到封装中空部3而使真空度下降而设置的。在进行真空密封之前，将封装主体部4内充分抽成真空，并且通过烘烤来尽量去除吸附在封装主体部4内表面的气体分子。但是，即使这样未完全去除的气体分子在长时间之后也有可能释放到中空部3内，但吸气剂材料G会吸附该气体分子而防止封装主体部4内的真空度下降。
作为吸气剂材料G无特别限制，例如可以使用锆、钛、钒、铁或者这些的合金等。
另外，安装有吸气剂材料G的第一导体焊盘11设置在配线基板10的主面且与安装有电子器件E、吸气剂材料G的面相同的面上。第一导体焊盘11经由热传导材料13与形成在封装中空部3外部的第三导体焊盘14连接。
作为热传导材料13优选使用例如以Cu、Al、Au、Ag、Pd、Pt为主成分的金属材料。该热传导材料13周围优选被玻璃陶瓷、氧化铝、玻璃等绝缘材料所包围。以Cu、Al、Au、Ag、Pd、Pt等为主成分的金属材料通常热传导率较高，另一方面，玻璃陶瓷、氧化铝、玻璃等绝缘材料通常热传导率较低。因此，在加热位于封装主体部4的外部的第三导体焊盘14的情况下，热能够经由热传导材料13高效地传递到第一导体焊盘11上的吸气剂材料G，从而能够间接加热吸气剂材料G。
另外，通过使用作为这种绝缘材料而使用了玻璃陶瓷、氧化铝、玻璃的电路基板10，能够实现在长时间内具有较高可靠性的封装。其理由为：由于上述绝缘材料的线膨胀率较小(约3～4ppm)，因此配线基板10和电子器件E(通常以Si为基底基板而形成电路)的线膨胀率的差较小。
如果使用上述的绝缘材料，则与使用树脂材料的情况相比具有以下优点：从绝缘材料产生的释放气体较少，能够防止制作真空密封封装之后的真空度的恶化。
作为第三导体焊盘14的加热方法可以使用例如，从激光光源20将激光束21直接照射到第三导体焊盘14的方法(图3)；将加热后的金属加热器或者陶瓷加热器H直接接触到第三导体焊盘14的方法(图4)等。
作为热传导材料13使用的以Cu、Al、Au、Ag、Pd、Pt为主成分的金属材料、玻璃陶瓷、氧化铝、玻璃等绝缘材料的耐热温度较高，因此即使暴露在使吸气剂材料G活化所需的温度和时间(在约400℃～900℃下约数10秒～10分钟)下，也不会产生变形、变质。
电子器件E通常为矩形板状，设置在第一主体部1的主面上、且封装主体部4的中空部3内。电子器件E通过环氧树脂类的粘接薄膜、金属焊接材料等接合材料(在图中省略)固定在第一主体部1的主面。
在用粘接剂、接合材料固定电子器件E和配线基板10时，在配线基板10的表面上形成例如Cu、Al、Au、Ag、Pd、Pt等金属材料17。这是为了提高配线基板10所使用的绝缘材料与粘接剂或者接合材料的粘接强度。根据对用于配线基板10的绝缘材料使用哪一种材料，与粘接剂或者粘接材料的粘接强度不同，因此根据材料的选择条件也存在不形成金属材料17也可以的情况。
另外，电子器件E与第二导体焊盘12电连接，该第二导体焊盘12形成在位于中空部3内的配线基板10的主面、且与安装有电子器件E的面相同的面上。例如，在图1所示的例中，电子器件E和第二导体焊盘12通过以Al、Au等为主材料的导线22电连接。在图1、图2中示出通过导线22电连接电子器件E的外部端子和第二导体焊盘12的结构，但电连接方法没有特别限制。
也可以使用用TAB胶带连接法、将电子器件E的电路形成面E1安装成与配线基板10相向的朝向的倒装芯片安装，通过焊接凸起、Au凸起等金属凸起来连接的方法。
第二导体焊盘12与位于中空部3外部并形成在配线基板上的第四导体焊盘15电连接。使用该第四导体焊盘进行真空密封封装与主板基板或模块基板的连接。作为该电子器件E，没有特别限制，例如可以使用DRAM、闪存等存储元件(存储器)、各种运算处理元件(处理器)、电源元件以及传感器元件(红外线传感器、陀螺仪传感器(角速度传感器)、温度传感器、压力传感器、加速度传感器、油压传感器)等。
对于构成真空密封封装主体部4的第一主体部1和第二主体部2的材料，没有特别限制，但优选真空密封之后不容易释放气体的材料。具体而言，第一主体部1以及第二主体部2优选为Si、Ge等半导体材料、Ni、Fe、Co、Cr、Ti、Au、Ag、Cu、Al、Pd、Pt等金属、以这些为主成分的合金材料、或者SiO2、Al2O3等玻璃、陶瓷材料。优选避免使用树脂材料作为主体部1以及主体部2的材料。这是由于，树脂材料容易吸收水分，真空密封之后水分子容易释放到封装主体部4内。
另外，封装主体部4，尤其是第二主体部2优选由至少含有Ni的合金材料(例如，可伐(Kovar)合金和42合金(Alloy 42)等)制造。可伐合金、42合金等至少含有Ni的合金材料的线膨胀率较小(约3～4ppm)，因此能够实现在长时间内具有高可靠性的封装。另外，可伐合金、42合金等合金材料为磁性体，因此具有磁屏蔽效果，不受到来自安装在密封电子器件E的结构体外部的其他电子器件的电磁干扰，具有能够实现稳定动作的优点。相反地，在被结构体所密封的电子器件E发出较强电磁波的情况下，具有能够防止对安装在封装主体部4的外部的其他电子器件产生电磁干扰的优点。再有，这些材料为金属且为导体，因此想要在表面形成与这些材料不同种类的金属层(金属膜)的情况下，具有可以使用与溅射法、蒸镀法相比能够在短时间内形成低廉且较厚的金属层的电(电解)镀法。
第一主体部1和第二主体部2的接合可以通过例如Sn、Pb、SnPb、SnAg、SnCu、SnAgCu、SnIn、SnZn、SnBi、SnZnBi、Bi、In、InAg等焊接材料来接合。在此情况下，优选在相互接合第一主体部1和第二主体部2的部分的表面上通过溅射法、蒸镀法、镀敷法预先形成防止焊接材料的扩散或促进焊接材料的润湿性的Ni、NiP、Au、Cu、Ag、Fe、Co、Pd、Ti、Cr、Pt、以这些为主成分的合金等。对这些金属膜之间供给上述的焊接材料，通过用回焊炉(reflow furnace)、热板(hotplate)等加热熔融而连接第一主体部1和第二主体部2。
除此之外，还有多种不使用上述的焊接材料而接合第一主体部1和第二主体部2的方法。例如，在构成第一主体部1和第二主体部2的材料的组合为Si-Si、SiO2-SiO2、Si-玻璃、玻璃-玻璃等的情况下，也可以通过阳极接合等来直接接合。另外，在Si-Si、玻璃-玻璃、金属-金属等的情况下，也可以使用表面活化接合。另外，在金属-金属的组合的情况下，不仅可以通过表面活化接合，还可以通过热压接法、焊接法来接合。另外，将Au成膜在第一主体部1和第二主体部2的表面，通过Au-Au热压接法、超声波接合、表面活化接合等处理来接合第一主体部1和第二主体部2。
如上所述，在第二主体部2上形成有抽成真空用的贯通孔5。图1是表示真空密封之前的状态的封装主体部4，在成为盖部件的第二主体部2的顶面上设置有贯通孔5。经由该贯通孔5连接与第二主体部2接合成一体的圆筒状或方柱状的抽成真空用排气管6。
该抽成真空用排气管6在与第二主体部2的贯通孔5连接的状态下，经由配管23与真空泵24(后述)连接，以此将封装主体部4内抽成真空。
抽成真空用排气管6优选为以Cu、Al等为主成分的金属材料，通过与第二主体部2的焊接来气密接合。
在图1中，抽成真空用排气管6以及贯通孔5形成在第二主体部2的顶面上，但抽成真空用排气管6也可以形成在第二主体部2的侧面部、配线基板10。
抽成真空之后，在抽成真空用排气管6与真空泵24连接的状态下，例如通过敛缝压接法等将抽成真空用排气管6的一部分金属压接密封而形成密封部件7，由此制作真空密封封装P。
此外，在上述实施例1中用附图标记50表示的是导体图案，对此，在下面的实施例3中进行说明。
接着，说明在这样构成的本实施例中的真空密封封装的制造方法。
首先，如图5所示，使用环氧树脂类的粘接薄膜、金属焊接材料等接合材料，在配线基板10上(在图5中在配线基板10上所形成的金属材料17上)安装(粘接固定)电子器件E。接着，如图6所示，将电子器件E的外部端子20和配线基板10上的第二导体焊盘电连接。在图6中电子器件E的外端部20和配线基板10上的第二导体焊盘的电连接是用以Al、Au等为主材料的导线22连接，但没有特别限制，也可以用其他方法电连接两者。
接着，如图7所示，使用例如导电性粘接剂等导电性材料(在图7中省略)将例如以锆、钒、铁、或者其合金为主成分的吸气剂材料G安装到配线基板10上的第一导体焊盘1上。吸气剂材料G的主要部分为薄膜材料，为了便于安装，例如可以使用形成在Si、金属等基板上的材料。这些基板材料的热传导率较高，在之后叙述的吸气剂的活化处理时，能够将传递到第一导体焊盘11的热有效地传递至吸气剂材料G的主要部分(薄膜部)。
在图5～图7中，将电子器件E与配线基板10电连接之后，安装吸气剂材料G。但是，也可以如图8所示，先将吸气剂材料G安装在配线基板10上的第一导体焊盘11上，或者通过溅射法、蒸镀法等方法直接形成在第一导体焊盘11上。
接着，如图9所示，在将电子器件E容纳在被配线基板10和成为盖部件的第二主体部2所包围的中空部3内的状态下，接合配线基板10和第二主体部2。接合方法的例子为如上所述。如图9所示，在第二主体部2上接合有抽成真空用排气管6，该抽成真空用排气管6在中心部设置有从封装主体部4的中空部的内部贯通到外部的贯通孔5。
接着，如图10所示，将抽成真空用排气管6和真空泵24经由抽成真空用配管23连接，将封装主体部4内的中空部3抽成真空。真空泵24作为粗抽用可以使用旋转泵、油扩散泵、低温泵、涡轮分子泵或者这些泵的组合。
在对电子器件E使用红外线传感器(红外线受光元件)的情况下，通常作为刚真空密封后的真空度需要或者优选约10-6Torr～10-7Torr(10-4Pa～10-5Pa)以下的高真空度，因此，优选以旋转泵和低温泵的组合或者旋转泵和涡轮分子泵的组合来准备真空泵。
另外，在到达真空度进入到约10-4Pa左右的范围之后，主要释放吸附在封装主体部4的中空部3的表面的水分子而抽成真空，因此，优选引入将封装主体部4加热到大约100℃～200℃以上的烘焙工序。另外，该烘焙工序也可以在此后叙述的吸气剂的活化工序之后进行。
接着，如图11所示，使用激光光源20对配线基板10上的第三导体焊盘14照射激光束21。由此，加热第三导体焊盘14，经由热传导材料13将热传递到第一导体焊盘11，以此加热安装或形成在第一导体焊盘上的吸气剂材料G。作为激光光源20可以使用二氧化碳气体激光器、YAG激光器、准分子激光器等。
另外，如图12所示，也可以将加热的加热器H与配线基板10上的第三导体焊盘14接触而加热第三导体焊盘14。由此，相同地，热经由热传导材料13而传递到第一导体焊盘11，从而可以加热安装或形成在第一导体焊盘上的吸气剂材料G。
通常需要将吸气剂材料G加热到约400℃～900℃。因此，在如图11所示的使用激光束21的间接加热方法、如图12所示的使用加热器H的间接加热方法中，预先求出吸气剂材料G成为约400℃～900℃的条件(在照射激光束的情况下为功率、光束直径、照射时间等。在加热器加热的情况下为加热器的温度)。另外，虽然根据目标温度而不同，但吸气剂材料G的活化(释放吸附在表面的分子)所需的时间为数10秒～10分钟左右。温度越高，活化时间越短。
接着，如图13所示，使用敛缝压接工具25对抽成真空用排气管6进行金属压接，并将封装主体部4的中空部3内部抽成真空，由此完成如图14所示的真空密封封装。
如以上所详细说明，根据本发明的实施例1中的真空密封封装P，第三导体焊盘14位于封装主体部4的中空部3之外，并经由热传导材料13与位于封装主体部4的中空部3内的形成在配线基板上的第一导体焊盘11连接。将封装主体部4的中空部3内抽成真空而密封之后，例如，如果对上述第三导体焊盘14照射激光束21，则经由热传导材料13对第一导体焊盘11加热，并且第一导体焊盘11上的吸气剂材料G被加热。由此，能够将存在于封装主体部4的中空部3内的气体分子吸附到吸气剂材料G，从而能够防止中空部3内的真空度的下降。
即，在上述真空密封封装P中，将封装主体部4的中空部3内抽成真空而密封之后，能够经由热传导材料13加热存在于封装主体部4的中空部3内的第一导体焊盘11上的吸气剂材料G，因此在预先将内部变成真空的状态下进行封装主体部4的密封的方式的封装中，能够以不使用如专利文献1～3所示的高价的真空装置(内部设置有使机械部件动作的机构或者自动机械的操作机构等的真空装置)的简易方式，维持封装主体部4的密封后的真空状态，从而能够大幅提高封装的生产率。
实施例2
接着，参照图15～图25说明本发明的实施例2。在图15以及图16中，对于与图1～图14记载的结构要素相同的部分标上了相同的附图标记，省略对其说明。该实施例2与上述实施例1具有共同的结构，因此主要说明不同点。此外，图15是表示密封贯通孔5之前的状态的截面图，图16是表示密封贯通孔5之后的截面图。
在该实施例2中，在成为真空密封封装主体部4的盖部件的第二主体部2上预先形成有抽成真空用的贯通孔5。封住该贯通孔5的方法与实施例1不同。贯通孔5的个数可以为一个，但为了提高抽成真空的效率而优选形成有多个。优选根据贯通孔5的形成成本和与抽成真空时间相关的工艺成本的观点，设置最优的贯通孔5的个数。
贯通孔5是例如通过各向异性蚀刻(anisotropic etching)、各向同性蚀刻(isotropic etching)、干蚀刻、钻孔(drilling)、喷砂(sand blasting)、超声波加工、导线放电等方法来形成。在形成贯通孔5的基材为Si的情况下，可以通过各向异性蚀刻或者各向同性蚀刻来形成贯通孔5。即，在不形成贯通孔5的部分形成由SiO2、SiN、SiON、金属等组成的掩模或者耐碱性抗蚀膜，之后，通过KOH、TMAH(四甲基氢氧化铵)、肼、EPW(乙二胺-邻苯二酚-水)等进行蚀刻，能够形成贯通孔5。另外，在基材不是Si而是金属等的情况下，使用光致抗蚀剂作为掩模材料，也可以使用酸、碱等作为蚀刻液。贯通孔5的形成方法在以后说明的实施方式中也相同。
贯通孔5被密封部件30所封住，该密封部件由构成第二主体部2的材料构成、或者由与形成在贯通孔5的附近或第二主体部2的整个表面上的构成第二主体部2的材料相比低熔点的材料构成。在图15以及图16中，作为代表例显示了在第二主体部2的整个表面上形成有低熔点材料的结构。
另外，虽然未显示于图15以及图16中，但贯通孔5也可以设置在一体地具有配线基板10的第一主体部1上，并且形成为被密封部件30封住的结构，该密封部件30由构成配线基板10的材料构成、或者由与构成配线基板10的材料相比低熔点的材料构成。
例如，使用激光装置将贯通孔5的周围局部加热到材料的熔点以上的温度来熔解密封部件30，并在封住贯通孔5的状态下使其固化，由此封住贯通孔5。此时，封住贯通孔5的地方成为密封部件30。在构成第二主体部2的材料为金属、Si的情况下，通常熔点高到约1000℃以上，因此，在第二主体部2的表面(贯通孔5的附近、或者第二主体部2的整个表面)预先形成例如Sn或者含有Sn的合金材料(熔点约为100℃～300℃：Sn、SnPb、SnAg、SnAgCu、SnCu、SnIn、SnZn、SnBi、SnZnBi等)等，用激光局部加热该焊接材料，用焊接材料密封贯通孔5。该方法能够进一步降低激光装置的功率，从而能够降低制造成本。这种焊接材料例如通过电解镀法、非电解镀法、溅射法、蒸镀法等来形成。如果第二主体部2为像金属那样的导体，则从制造成本的方面来讲优选用电解镀法制作。另外，由于这些焊接材料的激光束的能量吸收率较高，因此从热吸收效率的观点来讲，使用激光束局部加热时，可以使用更低功率规格的激光装置来熔融，因此能够降低制造装置的设备投资费用。其结果，能够缩短激光照射时间，能够消减工艺成本。
低熔点的焊接材料可以形成在第二主体部2的整个表面(包括贯通孔5的内部)，也可以只形成在贯通孔5的周围和贯通孔5的内部。从制造成本的方面来讲，在第二主体部2的整个表面形成由低熔点金属材料构成的膜状的低熔点部(用附图标记31来表示)的方式由于不需要掩模费用，因此能够以低价制造，较为优选。即，通过在包括贯通孔5在内的第二主体部2的整个表面上形成膜状的低熔点部31，与局部形成低熔点金属材料的结构相比不需要使用掩模的工艺，因此能够实现低价的真空密封封装。
如图15所示，通过将低熔点部31形成在第二主体部2的整个表面上，不仅使低熔点部31起到封住贯通孔5的材料的作用，而且能够使其起到接合第二主体部2和配线基板10的材料的作用。因此，仅靠形成低熔点金属材料这一个工艺，与另外形成接合第二主体部2和配线基板10的固定材料的情况相比，能够以低价制造真空密封封装。
另外，如图15所示，如果该低熔点部31也形成在贯通孔5的内部，则因加热而熔融的低熔点部31也容易润湿扩散到贯通孔5的内部，从而具有能够可靠地封住贯通孔5的优点。如果在此在贯通孔5的内部无低熔点部31而第二主体部2的主材料其本身露出，则发生与低熔点部31的润湿不良，从而导致在封住贯通孔5的内部时花费时间。
另外，在低熔点部31未形成在第二主体部2的整个表面或者包括贯通孔5的内部的周围的结构的情况下，为了可靠地封住贯通孔5而需要将贯通孔5的尺寸设为约100μm以下的较小的尺寸(如果孔较大，则难以封住)，但考虑钻孔的齿的强度，例如用机械加工来打开100μm以下的贯通孔是比较困难的。
另一方面，如图15所示，在将低熔点部31形成在第二主体部2的整个表面或者包括贯通孔5的内部的周围的结构的情况下，将能够容易用机械加工形成的直径设为200μm左右，之后，如果将低熔点31以70μm形成在包括贯通孔5之内在内的第二主体部2的表面，则能够容易形成60μm的孔，如果孔的直径为60μm，则通过熔融低熔点部31能够容易封住贯通孔5。
虽然对贯通孔5的尺寸没有特别限制，但越小越好。这是因为：如果贯通孔5较大，则用于封住贯通孔5所需的时间变得较长，需要加大用于封住贯通孔5的激光装置的功率，因此制造成本上升。另一方面，如果贯通孔5的尺寸过于小，则存在抽成真空所需的时间变得较长的问题，优选根据总的工艺成本来决定贯通孔5的尺寸。
在图15以及图16中显示了在第二主体部2的顶面上形成有贯通孔5的例子，但不限定于此，贯通孔5的位置可以适当变更。例如，也可以如图17所示将贯通孔5形成在第二主体部2的侧面，并如图18所示与上述相同地封住贯通孔5。
也可以如图19所示在一体地具有配线基板10的第一主体部1上形成贯通孔5，并如图20所示与上述相同地封住贯通孔5。这样，在本发明的实施例2中，与实施例1相同地将封装主体部4的中空部3抽成真空，因此能够将电子器件E密封到几乎没有氧气、水蒸气的环境中，其结果，能够实现长期具有优异可靠性的故障率低的封装。另外，在电子器件E为红外线传感器(红外线受光元件)的情况下，通过使封装主体部4的中空部3保持高真空状态，能够有效地接受来自封装主体部4外部的红外线，能够实现长期无性能劣化的封装。
下面，说明本发明的实施例2的制造方法。制造工序的开始阶段与本发明的实施例2相同，因此省略，从进行抽成真空的工序开始说明。
如图21所示，在封住贯通孔5之前的状态、即在中空部3中安装电子器件E和吸气剂材料G且第二主体部2和配线基板10接合的状态下，将真空密封之前的封装主体部4设置到真空腔室40内的工作台41上。接着，通过真空泵42将真空腔室40内抽成真空，并且经由贯通孔5将封装主体部4的中空部3内部抽成真空。一边进行抽真空，一边将工作台41、腔室整体加热到100℃以上(水的沸点以上的温度)，由此去除真空腔室40内部以及封装主体部4内部的水分。
接着，如图21所示，使用设置在真空腔室40外部的激光装置20，使激光束21透过设置在真空腔室40的上部的玻璃透过窗43而照射第三电极焊盘14。由此，加热第三电极焊盘14，经由与第三电极焊盘连接的热传导材料13而将激光束21的热传递至第一导体焊盘11。安装或形成在第一导体焊盘11上的吸气剂材料G被间接加热而活化。即，释放吸附在吸气剂材料G的表面的分子。
接着，如图22所示，使设置在真空腔室40外部的激光装置20的位置移动，使激光束21透过设置在真空腔室40的玻璃透过窗43而照射到封装主体部4的贯通孔5的周围。由此，只对贯通孔5周围进行局部加热，加热到构成第二主体部2的材料的熔点以上的温度，熔融材料而封住贯通孔5。由此，制造如图16所示的真空密封封装。
此外，照射激光束21而仅加热第三导体焊盘14的方法、以及仅加热贯通孔5周围的方法，不会将电子器件E暴露在高温下，不会使电子器件E的特性劣化。再有，不会因热而剥离接合第二主体部2和配线基板10的地方、用接合材料粘接电子器件E和配线基板10的地方，因此制造上具有较大优点。
另外，即使不将激光装置配置在真空中，也能够将激光束21照射到在真空腔室40内部设置的封装(封住贯通孔5之前)的贯通孔5的周围，因此，能够实现更小型的真空腔室40，能够实现更低价的真空腔室40。其结果，能够制造更低制造成本的真空密封封装。
另外，虽然没有特别限制，但优选激光束21的直径大于贯通孔5的直径。在激光束21的直径小于贯通孔5的直径的情况下，变成将激光束21按顺序沿着贯通孔5的外周进行照射而逐渐封住贯通孔5的方法，在该方法中，封住贯通孔5所需的时间变长，因此具有制造工序成本变高的倾向。
另一方面，如果激光束21的直径大于贯通孔5，则能够将激光束21的光点直径的中心对准到贯通孔5的中心。由此，不需要将激光束21按顺序沿着贯通孔5的外周进行照射，而能够一下子将激光束21照射到贯通孔5的周围，因此能够缩短封住贯通孔5的时间。
在将激光束21的光点直径的中心对准贯通孔5的中心而照射激光束21的情况下，由于激光束21通过贯通孔5的中心，因此预先设计贯通孔5的位置，以便激光束21不与电子器件E、导线22、配线等接触。
作为激光器优选YAG激光器，但除此之外，也可以是红宝石激光器、准分子激光器、二氧化碳气体激光器、液体激光器、半导体激光器、自由电子激光器等，只要是具有能够熔融想要熔融的材料的能力的激光器即可。关于激光器，在本说明书中的所有实施方式中相同。
另外，在本发明的实施方式的情况下，如图23所示，如果将低熔点部31的厚度设为A，将形成低熔点部31之后的贯通孔5的直径设为B，将开有贯通孔5的第二主体部2或者配线基板10的厚度设为C，将激光束21的光点直径设为D，则A、B、C以及D的尺寸优选以满足条件“CB2/(D2-B2)≤A”、“B＜D”的尺寸来定义。
关于上述不等式，使用图23以及图24在下面详细叙述。图23是将激光束21照射到在第二主体部2或配线基板的表面上形成的低熔点部31的状态的截面图。图24是表示被激光束21加热的低熔点部31封住贯通孔5的状态的截面图。
A、B、C、D分别为低熔点部31的厚度、形成低熔点部31之后的贯通孔5的直径、开有贯通孔5的第二主体部2或者配线基板10的厚度、激光束21的光点直径。
如果假设激光束21和低熔点部31接触的部分为直径D的圆，则被照射激光束21而被加热到熔点以上的温度而熔融并封住贯通孔5的低熔点部31的体积31(VD-B)表示为VD-B＝πA(D2-B2)/4(式1)。
被低熔点部31封住的贯通孔5的体积32(VB)表示为VB＝πCB2/4(式2)。在此，为了用低熔点部31完全填埋贯通孔5而需要VB≤VD-B(式3)。为此，如果将式1和式2代入到式3而整理，则导出CB2/(D2-B2)≤A(式4)。
为了加热贯通孔5周围的低熔点部31，需要激光束21的光点直径D大于贯通孔5的直径B。因此需要满足B＜D(式5)表示的条件。
即，低熔点部31的厚度A被设定成使低熔点部31熔融的体积(VD-B)为贯通孔5的体积(VB)以上，激光束21的光点直径D被设定为大于贯通孔5的直径B。
如上所述，通过以满足式4和式5的方式预先设计低熔点部31的厚度A、低熔点部31形成后的贯通孔5的直径B、开有贯通孔5的第二主体部2或配线基板10的厚度C、激光束21的光点直径D，能够用低熔点部31可靠地封住贯通孔5，能够实现制造成品率较高的封装。
另外，上述方法是能够将激光束21的照射时间缩短为最小且封住贯通孔5的方法。但是，在想使用现有的设备制作封装而不是能够满足式5的装置规格的情况等、与贯通孔5的直径B相比激光束21的光点直径D较小(B＞D)的情况下，通过以在贯通孔5的入口周围画圆的方式照射激光束21，也能够封住贯通孔5。在此方法中，因画圆而激光束21的发射数增加，封住贯通孔5的时间长于上述的方法。
另外，根据本实施例中的真空密封封装，通过照射激光束那样的局部加热来直接熔融贯通孔5周围的构成材料而封住贯通孔5，因此可以不需要像现有技术那样的、将用于封住贯通孔5的第三固定材料配置到贯通孔5之上的工序，从而能够削减制造成本。
在到此为止所述的如图1至图14所示的本发明的实施例1、图15至图22所示的本发明的实施例2中假设了各种电子器件E，但例如在电子器件E为红外线受光元件(红外线传感器)44的情况下，成为在第二主体部2上设置有红外线透过窗45的形状。
例如，如果以本发明的实施例2的变形例表示，则如图25所示成为以下的结构：设有与预先设置在第二主体部2的抽成真空用的孔不同大小的贯通孔5(与红外线受光元件44或红外线受光元件44的受光部的尺寸几乎相等的尺寸的孔、以后称为“开口部2A”)，并接合有红外线透过窗45以便封住该贯通孔5。
在此，详细说明作为红外线传感器的红外线受光元件44。红外线受光元件44具有“量子型”和“热型”两种。结构简单且制造成本低廉的为“热型”，因此从制造成本的观点来讲，优选使用热型的红外线受光元件44。另外，为了提高热型的红外线受光元件44的灵敏度，在红外线照射到红外线受光元件44时，为了使在红外线检测部产生的热尽量不泄漏到外部以加大红外线检测部的温度变化，需要提高热绝缘性。因此，为了使热型红外线受光元件44发挥最低限的性能，通常作为周围的环境需要10-2Torr以下的真空状态。即，需要在封装主体部4内几乎不存在气体分子的真空环境。另外，为了保持长期的器件的稳定性，还期望进一步提高刚真空密封之后的真空度，优选在将封装主体部4内抽真空到10-6Torr以下之后，将贯通孔5高气密性地进行密封。即使称为真空密封，但密封之后内部的真空度一点都不下降是几乎不可能的，必然具有有限值的泄漏率。刚真空密封之后的真空度越高，即使是相同的泄漏率，真空度恶化到能够发挥最低限的性能的10-2Torr为止所用的时间也就越长，其结果，能够实现搭载长期性高可靠性的红外线受光元件44的封装。
在具备红外线受光元件44的本实施方式的真空密封封装中，在第二主体部2中的、位于红外线受光元件44的受光部正上方的部分(相向的部分)设置有矩形的开口部2A，以封住该红外线透过窗35的方式接合有由红外线透过窗材料(能够透过红外线的材料)构成的红外线透过窗45。
红外线受光元件44虽然安装在真空密封的封装主体部4内，但需要使红外线从封装外部透过到封装主体部4内，因此作为红外线透过窗45的材料，除了Si、Ge、ZnS、ZnSe、Al2O3、SiO2等之外，优选LiF、NaCl、KBr、CsI、CaF2、BaF2、MgF2等碱金属卤化物类材料、碱土卤化物类材料、以Ge、As、Se、Te、Sb等为主成分的硫属化物类玻璃等材料，以便能够使红外线透过。
根据该结构，红外线受光元件44在真空中等被密封，并且红外线透过窗45安装在位于红外线受光元件44的受光部的正上方的部分，因此，红外线从密封封装的外部通过红外线透过窗45而到达红外线受光元件44的受光部。因此，能够实现高灵敏度的红外线传感器封装。另外，虽然未在本实施例中图示，在红外线透过窗45的表面预先形成有防反射膜。另外，在本说明书中，作为压力的单位使用Torr，但可以通过1Torr＝133.3Pa变换为SI单位。
如以上所详细说明，根据本发明的实施例2中的真空密封封装P，在将封装主体部4的中空部3内抽成真空而密封之后，通过经由连结位于封装主体部4的中空部3内外的第一、第三导体焊盘14的热传导材料13而加热吸气剂材料G，能够维持封装主体部4的中空部3内的真空状态，因此，在预先将内部变成真空的状态下进行封装主体部4的密封的方式的封装中，能够以不使用像专利文献1至3所示的高价的真空装置(在内部设置有可动机械部件或者自动机械的操作机构等)的简易方式维持封装主体部4的密封之后的真空状态，从而能够大幅提高封装的生产率。
在实施例2中的真空密封封装P中，通过局部加热贯通孔5附近而使封装主体部4的构成材料熔融，来构成密封封装主体部4的中空部3内和外部的贯通孔5的密封部件30，例如，通过将该密封部件30设为与上述封装主体部4相比低熔点的材料，能够用较低功率的激光装置密封贯通孔5，其结果，能够将降低制造成本。
在本实施例中，在上述贯通孔5附近设置由熔点低于上述封装主体部4的低熔点金属材料构成的低熔点部31，低熔点部31被加热熔融而形成封住上述贯通孔5的上述密封部件30的一部或全部。
在上述贯通孔5的内部没有低熔点金属的皮膜而使封装主体部4的主材料本身露出的现有结构体中，发生润湿不良，封住贯通孔5的内部时花费时间。对此，在本实施例中，通过加热低熔点部31，低熔点部31很好地润湿扩散到贯通孔5的内部，能够可靠地密封上述贯通孔5。即，在预先将内部变成真空的状态下进行封装主体部4的密封的方式的封装中，能够通过简易方式进行封装主体部4的密封，从而能够大幅提高其生产率。
实施例3
接着，参照图26A至图28说明上述实施例3。在这些图中，对于与之前的图1至图25所记载的构成要素相同的部分标上了相同的附图标记而省略对其说明。下面，说明不同于上述实施例的点。此外，实施例3的图26A是第一导体焊盘11和第二导体焊盘12设置在夹着电子器件E而相向的位置的例，图26B是第一导体焊盘11和第二导体焊盘12电子器件E的侧部位置设置在相邻的位置的例。
说明作为本发明的实施例3的特征的、围绕形成在配线基板10的电子器件E的周围的导体焊盘50的宽度51。
如本发明的实施例1以及2所示，在使用配线基板10作为封装的第一主体部1的情况下，在配线基板10的表面形成有围绕电子器件E的周围的连续的导体图案50。如与图26A对应的图27以及图28所示，该导体图案的宽度51大于与配线基板10接合的第二主体部2的接合宽度52。
通过使用这种结构，以围绕电子器件E的周围的方式形成在配线基板10的表面的、连续的导体图案50与第二主体部2接合，导体图案50的宽度51变成宽于第二主体部2的接合宽度52。因此，经由通过接合第二主体部2和配线基板10的接合材料(例如低熔点金属皮膜)形成的接合部53，能够充分覆盖第二主体部2的周围，从而能够实现更高可靠性的封装。
虽然未在图26A至图28中显示，但优选将在形成于配线基板10上的导体图案50的表面以及导体焊盘11、12、14以及15的表面、或者任一方的表面形成Au。
在真空密封封装P中，需要避免在真空密封封装主体部4内之后，由于发生释气而使电子器件E的长期可靠性下降、因真空度的下降而导致性能的劣化。为此，第二主体部2和电路基板13的接合优选不使用焊剂(flux)的工艺。在不使用焊剂的工艺中，由于接合部表面的氧化妨碍气密接合，因此为了防止这种氧化，预先在导体图案50的表面或者导体焊盘11、12、14以及15的表面的至少一方表面上形成有Au。
根据此结构，能够防止导体图案50、导体焊盘11、12、14以及15的表面的氧化，能够实现与焊接的良好的润湿性。另外，具有能够使用以Au、Al等金属为主材料的导线来进行导线接合的优点，能够实现制造成品率较高且设计自由度较高的封装。
实施例4
接着，参照图29至图31说明本发明的实施例4。在这些图29至图31中，对于与图1至图28所记载的构成要素相当的地方标上了相同的附图标记，省略对其说明。下面，说明不同于上述实施例的点。
本实施例4中的贯通孔5形成为孔的直径随着从第二主体部2或者配线基板10的一侧面的最表面朝向相反侧面而逐渐变小的锥形形状。
这样，如果贯通孔5的直径形成为随着从第二主体部2或者配线基板10的一侧面的最表面朝向相反侧面而孔的直径逐渐变小的锥形形状，则不仅能够对第二主体部2或者配线基板10的一侧面的最表面(孔的直径最大的地方)，也能够对贯通孔5的内部表面直接照射激光束21。因此，能够加热熔融贯通孔5的内部材料，因此能够更容易封住贯通孔5，能够实现较高制造成品率的封装。
作为具有这种锥形的贯通孔5的形成方法的一种有蚀刻法。尤其是，如果使用各向异性蚀刻，则能够形成具有各种锥形的贯通孔5形状。此外，贯通孔5的形状可以适当变更。
例如，如图30所示，也可以将贯通孔5形成为：孔的直径随着从第二主体部2或配线基板10的两面的最表面朝向孔的深度方向的中心而逐渐变小的锥形形状。如果贯通孔5形成为这种形状，则不仅得到与图29的贯通孔5相同的效果，还具有即使在形成有贯通孔5的第二主体部2或者配线基板10的厚度更厚的情况下最终也能够容易形成贯通孔5(如果变厚，则在锥形形状上打不开贯通孔5)的优点。即，在贯通孔5的内部为锥形形状的情况下，随着向孔的深度方向前进，直径逐渐变小，但在封装的整体设计以及制造费用的方面上存在第二主体部2或配线基板10的厚度必须为较厚的情况。此时，出现最终无法形成贯通孔5的情况，但由于形成为孔的直径随着从结构体两面的最表面朝向孔的厚度方向的中心而逐渐变小的锥形形状，因此能够改善此问题。
如图31所示，也可以将贯通孔5相对于第二主体部2或者配线基板10的厚度方向斜着形成。如果将贯通孔5形成为这种形状，则能够改善以下问题，即，在加热贯通孔5的表面以及贯通孔5的内部表面而熔融材料时，熔融的材料在封住贯通孔5之前，因重力而泄漏到孔之外的问题。因此，能够实现更高制造成品率的孔密封。此外，贯通孔越大，发生上述问题的几率越高。
在图29至图31中，举出了在第二主体部2或配线基板10的表面形成有低熔点部31的例子，但这些贯通孔5的内部形状不限定于该例子，当然也可以适用于例如在形成有低熔点部31的情况、其他的实施例。
实施例5
接着，参照图32至图34说明本发明的实施例5。在这些图32至图34中，对于与图1至图31记载的构成要素相当的地方标上了相同的附图标记，省略对其说明。下面，说明不同于上述实施例的点。此外，图32表示封住抽成真空用的贯通孔5之前。
如图32所示，本发明的实施例5的真空密封封装P具备：具有真空的中空部的封装主体部4，将第一主体部1和包括红外线透过窗45的第二主体部2经由中空部3接合而构成；设置在封装主体部4中的中空部3内的电子器件E(包括红外线受光元件44)和吸气剂材料G。
在封装主体部4形成有连通中空部3和封装主体部4的外方的抽成真空用的贯通孔5，经由贯通孔5将中空部3内抽成真空，在贯通孔5上设置有在保持真空状态下被低熔点部31封住的密封部件30(省略密封的图)。
第一主体部1例如优选配线基板。吸气剂材料G以及电子器件E(包括红外线受光元件44)分别与位于中空部3内且形成在配线基板10上的第一导体焊盘11以及第二导体焊盘12连接。第二导体焊盘12与位于封装主体部4的中空部3的外部且形成在配线基板10上的第四导体焊盘15电连接。
吸气剂材料G安装在能够与从封装主体部4的外部照射且通过红外线透过窗45而到达中空部3内的激光束21接触的位置。
如图33所示，将封住这种贯通孔5之前的真空密封封装设置在真空腔室40的工作台41上，并将真空腔室40内部抽成真空。由此，经由贯通孔5将封装主体部4的中空部3内部抽成真空。此时，通过将激光束21从真空腔室40的外部通过玻璃透过窗43和红外线透过窗45而照射到安装或形成在中空部3内的第一导体焊盘11上的吸气剂材料G，能够加热吸气剂材料G而使其活化。如图33所示，激光装置20可以配置在吸气剂材料G的正上方，也可以从斜方向通过红外线透过窗45照射。
这样，一边进行抽真空，一边加热吸气剂材料G而使其活化之后，如图34所示，将激光束21从真空腔室40的外部通过红外线透过窗45而照射到在贯通孔5的周围表面形成的低熔点部31。由此，贯通孔5被低熔点部31封住，完成本发明的实施例5的真空密封封装P(省略封住贯通孔5之后的图)。
在图32至图35中，描写了低熔点部形成在第二主体部2的表面的例子，但低熔点部31不是一定必要的，也可以为：提高激光束21的功率，将贯通孔5的周围加热至构成第二主体部2的金属材料的熔点以上，用第二主体部2的构成材料来封住贯通孔5的方法。关于本说明书的其他的实施例，也全部相同，也可以用构成第二主体部2的金属材料来封住贯通孔5。
实施例6
接着，参照图35至图40说明本发明的实施例6。在这些图35至图40中，对于与图1至图34记载的构成要素相当的地方标上了相同的附图标记，省略对其说明。下面，说明不同于上述实施例的点。图35表示封住抽成真空用的贯通孔5之前。
实施例6与之前的实施例5的结构的不同点在于：吸气剂材料G安装或形成在封装主体部4的中空部3内、且红外线透过窗45的内表面。安装或形成吸气剂材料G的方法没有特别限制，但优选焊接在例如由Ge、Si等材料构成的红外线透过窗45的表面、或者使用溅射法、蒸镀法等薄膜形成技术成膜到红外线透过窗45的表面。
如图36所示，在实施例6中，在封住抽成真空用的贯通孔5之前，设置在真空腔室40的工作台41上，将真空腔室40的内部抽成真空，并经由贯通孔5将封装主体部4的中空部3内部抽成真空。此时，使激光束21从真空腔室40的外部通过玻璃透过窗43和红外线透过窗45而照射到安装或形成在红外线透过窗45的表面的吸气剂材料G，从而加热吸气剂材料G而使其活化。此时，如图36所示，激光束21的照射位置可以是从吸气剂材料G的正上方，也可以从斜上方照射。
这样，一边进行抽真空，一边加热吸气剂材料G而使其活化之后，如图37所示，使激光束21从真空腔室40的外部通过红外线透过窗45照射到形成在贯通孔5周围的第二主体部2的表面上的低熔点部31。由此，贯通孔5被低熔点部31封住，完成真空密封封装P(省略了封住贯通孔5之后的图)。
另外，图38以及图39表示该实施例6的变形例。在本变形例的说明中，对于与图1至图37记载的构成要素相同的部分标上了相同的附图标记，省略对其说明。另外，存在基本构成相同的部分，在此主要说明不同点。
在实施例6的变形例中，如图38所示，在封装主体部4的中空部3内且在红外线透过窗45的表面安装或形成的吸气剂材料G的附近，形成用于将封装主体部4内抽成真空的贯通孔5。贯通孔5形成在第二主体部2的顶面、且红外线透过窗45的相邻位置。
在实施例6的另一变形例中，如图39所示，在封住抽成真空用的贯通孔5之前，设置在真空腔室40的工作台41上，将真空腔室40内部抽成真空，并经由贯通孔5将封装主体部4的中空部3内部抽成真空。此时，通过使激光束21从真空腔室40的外部通过玻璃透过窗43和红外线透过窗45照射到安装或形成在红外线透过窗45的表面上的吸气剂材料G，加热吸气剂材料G而使其活化。如图39所示，激光束21的照射位置可以是从吸气剂材料G的正上方，也可以从斜上方照射。
在本处理中，如果将激光束21持续照射到吸气剂材料G，则激光束21的能量的一部分被红外线透过窗45吸收。其结果，与激光束21接触的红外线透过窗45的一部分被加热，如箭头A(图40)所示，热传递到在靠近与激光束21接触的红外线透过窗45的一部分的地方形成的贯通孔5的周围。因此，形成在贯通孔5的周围以及内部的低熔点部31熔融，贯通孔5被低熔点部31封住。在实施例6的变形例中，即使不改变激光束21的照射位置，通过照射到吸气剂材料G，通过其余热，随着时间的经过而使贯通孔5的周围温度上升。在温度达到低熔点部31的熔点以上的时刻，低熔点部31熔融而能够用低熔点部31封住贯通孔5。之后，中止激光束21的照射。
由于也可以不改变激光束21的照射位置，因此能够缩短吸气剂材料G的加热和活化以及封住贯通孔5的一系列的处理时间。
实施例7
接着，参照图41至图50说明本发明的实施例7。在这些图41至图50中，对于与图1至图40记载的构成要素相当的地方标上了相同的附图标记，省略对其说明。下面，说明不同于上述实施例的点。图41表示封住抽成真空用的贯通孔5之前。
在该实施例7中，吸气剂材料G安装或形成在封装主体部4的中空部3内、且第二主体部2的内面。具体而言，如图41所示，吸气剂材料G安装或形成在第二主体部2的内侧侧面。此点为与之前的图32所示的实施例5的结构不同的点。
优选为以下结构，即，如图41所示，在第二主体部2的表面、尤其是安装或形成(成膜)吸气剂材料G的地方，不形成像在其他实施例中所述那样的低熔点部31。这是由于：如果在低熔点部31之上安装或形成(成膜)吸气剂材料G，则在用约400℃～900℃加热吸气剂材料G而使其活化时，发生低熔点部31熔融而吸气剂材料G从第二主体部2的表面剥离的问题。
吸气剂材料G的安装或形成方法没有特别限制，但优选为：例如焊接到以可伐合金、42合金等为主材料的第二主体部2的表面，或者用溅射法、蒸镀法等薄膜形成技术成膜到第二主体部2的表面。
如图42所示，将本实施例7的封住抽成真空用的贯通孔5之前的真空密封封装设置在真空腔室24的工作台41上，将真空腔室40内部抽成真空，并经由贯通孔5将封装主体部4的中空部3内部抽成真空。此时，使激光束21从真空腔室40的外部通过玻璃透过窗43和红外线透过窗45而照射到安装或形成在第二主体部2的表面的吸气剂材料G，加热吸气剂材料G而使其活化。
这种一边进行抽真空，一边加热吸气剂材料G而使其活化之后，如图43所示，从真空腔室40的外部通过红外线透过窗45对贯通孔5的周围的盖表面照射激光束21，而加热到构成贯通孔5的周围的第二主体部2的材料的熔点以上。由此，贯通孔5被熔融的第二主体部2的构成材料封住，完成本发明的实施例7的真空密封封装P(省略封住贯通孔5之后的图)。
如图44所示，预先仅在贯通孔5的周围形成低熔点部31，或者将封装主体部4设置到真空腔室内时将低熔点部31设置到贯通孔5的周围。在此情况下，加热吸气剂材料G而使其活化之后，对贯通孔5的周围的低熔点部31，从真空腔室40的外部通过红外线透过窗45照射激光束21而熔融低熔点部31，用低熔点部31封住贯通孔5。使用这种方法，可以制作本发明的实施例7的真空密封封装P。图45表示通过用低熔点部31封住贯通孔5而形成的密封部件。
图46是表示本发明的实施例7的变形例的真空密封封装中的、封住抽成真空用的贯通孔5之前的状态。在本变形例中，吸气剂材料G安装在第二主体部2的内侧顶面。在图47中将之前的图46所示的变形例设置在真空腔室40的工作台41上，而将真空腔室40的内部抽成真空，一边经由贯通孔5将封装主体部4的中空部3内部抽成真空，一边对安装或形成在红外线透过窗45的表面的吸气剂材料G从真空腔室40的外部通过玻璃透过窗43和红外线透过窗45照射激光束21。由此，加热吸气剂材料G而使其活化。如图47所示，激光束21从斜上方照射吸气剂材料G。
之后，省略图的描写，但如上所述地一边进行抽真空，一边加热吸气剂材料而使其活化。之后，与图43至图45所示的实施例7相同地，对贯通孔5的周围的盖表面从真空腔室40的外部通过红外线透过窗45照射激光束21，而加热到构成贯通孔5的周围的第二主体部2的材料或者低熔点部31的熔点以上。由此，贯通孔5被熔融的材料封住，完成本发明的实施例7的变形例。
在图46以及图47所示本发明的实施例7的变形例中，表示封装主体部4的抽成真空用的贯通孔5位于离开吸气剂材料G的位置的样子，作为与此相类似的另一个变形例，如图48所示可以为贯通孔5设置在吸气剂材料G的附近的结构。
根据图48所示的结构，如图49所示，将封装主体部4设置到真空腔室24的工作台上，将真空腔室40内部抽成真空，并经由贯通孔5将封装主体部4的中空部3内抽成真空。此时，对安装或形成在第二主体部2的表面的吸气剂材料G从真空腔室40的外部通过玻璃透过窗43和红外线透过窗45照射激光束21，加热吸气剂材料G而使其活化。由此，被加热的吸气剂材料G的热传递到位于吸气剂材料G的附近贯通孔5的周围，熔融安装或形成在贯通孔5的周围的低熔点部31，最终，如图50所示，能够用低熔点部31封住贯通孔5。
在如图48所示的实施例7的变形例中，能够得到与图38至图40所示的本发明的实施例6的变形例相同的效果。即使不改变激光束21的照射位置，也能够照射到吸气剂材料G，从而随着时间的经过贯通孔5的周围的温度上升，在达到低熔点部31的熔点以上的时刻低熔点部31熔融。之后，通过中止照射激光束21，能够用低熔点部31封住贯通孔5。由于可以不改变激光束21的照射位置，因此能够缩短吸气剂材料G的加热和活化、以及封住贯通孔5这样的一系列的处理时间。
实施例8
接着，参照图51至图58说明本发明的实施例8。在这些图51至图58中，对于与图1至图50记载的构成要素相当的地方标上了相同的附图标记，省略对其说明。下面，说明不同于上述实施例的点。
图51表示封住抽成真空用的贯通孔5之前，图52表示封住了贯通孔5的状态。另外，图53至图55表示构成成为本实施例所使用的封装主体部4的盖部件的第二主体部2的部件。
在本实施例8的真空密封封装P中，围绕红外线受光元件44的周围的盖部件即第二主体部2，通过将框架部件60(图54所示)、板部件61(图53所示)以及红外线透过窗45接合而构成。框架部件60以围绕中空部2A的方式在中心形成开口60A，具有能够将红外线受光元件44容纳到开口60A内部的大小和厚度。另外，吸气剂材料G预先安装或形成在红外线透过窗45的表面上。
在此，环状的框架部件60和板部件61通过预先形成在各自的表面上且与构成各自的结构体的材料相比熔点低的低熔点部31接合。
通常，不容易制造具有能够容纳红外线受光元件44的中空部的第二主体部2。例如，虽然有通过蚀刻形成能够容纳红外线受光元件44的中空部3的部分的方法，但高精度尺寸地制作空间形状较困难。对此，根据本实施例的真空密封封装P，接合框架部件60和板部件61而制造第二主体部2，因此能够容易以低成本制作第二主体部2，其中，该框架部件60在中心形成开口60A，具有能够将红外线受光元件44容纳到开口60A的内部的大小和厚度。
在图51至图54中表示在框架部件60以及矩形板状的板部件61的表面形成有低熔点部31的例子。也可以适用于无该低熔点部31的情况(例如，本发明的实施例7所示的例子)、其他实施方式中所述的例子。
在表面无低熔点部31的情况下，例如在环状的框架部件60和板部件61的表面随后形成焊锡等固定材料并使之熔融，或者，如果彼此是相同材料，则使用表面活化接合、热压接法、超声波接合法、阳极接合等接合方法来接合两者。
在上述实施例中，说明了真空密封红外线受光元件44的例子，但在使用红外线受光元件44以外的电子器件E的情况下，不需要图55所示的红外线透过窗45。因此，使如图56所示的未设置开口部的板部件61和图57所示的框架部件60接合而制作第二主体部2即可。
在图58中表示本实施例的变形例的真空密封封装P(封住抽成真空用的贯通孔5之后的状态)的截面图。该真空密封封装P使用红外线受光元件44以外的电子器件E。在本实施例中，由于没有红外线透过窗45，因此与本发明的实施例1以及实施例2相同地，通过加热设置在封装主体部4的外部的第三导体焊盘14，从第三导体焊盘14经由热传导材料13将热传递至第一导体焊盘11，间接加热安装或形成在第一导体焊盘11上的吸气剂材料G而使其活化。详细情况在实施例1或实施例2中已说明，因此省略。
实施例9
接着，参照图59说明本发明的实施例9。图59表示本发明的实施例9涉及的真空密封封装P(封住抽成真空用的贯通孔5之后的状态)。关于本实施例，对于与之前的图1至图58记载的构成要素相同的部分也标上了相同的附图标记，省略对其说明。另外，在此主要说明不同点。
在上述实施例1至实施例8中，表示电子器件E(包括红外线受光元件44)通过接合材料安装在第一封装主体部4或配线基板10上的例子。在图59所示的本发明的实施例9涉及的真空密封封装P中，在第一封装主体部4上直接形成有作为电子器件E(包括红外线受光元件44)的主要部分的集成电路。成为配线基板的基底的基底基板材料如果使用Si，则能够在Si晶圆上一并形成多个集成电路，从而能够降低单个配线基板10(包括集成电路)的制造成本。在图59中省略了从作为电子器件使用的红外线受光元件44到成为封装主体部4的外部端子的第四导体焊盘15为止的电配线的描写，但电子器件E(包括红外线受光元件44)的集成电路和第四导体焊盘15电连接。
在本实施例的情况下，形成在第一封装主体部4上的电子器件E(包括红外线受光元件44)的集成电路的厚度较薄(数10μm)，因此具有以下优点：能够使真空密封封装P变薄；由于不需要使用接合材料，因此真空密封之后在内部不容易释放气体。
实施例10
接着，说明本发明的实施例10。图60是表示本发明的实施例10涉及的真空密封封装P(封住抽成真空用的贯通孔5之后的状态)。关于说明本实施例的图60，对于与图1至图59记载的构成要素相同的部分也标上了相同的附图标记，省略对其说明。另外，在此主要说明不同点。
在到此为止叙述的本发明的实施例1至9中，成为封装主体部4的外部端子的第四导体焊盘15形成在封装主体部4的包括配线基板10的第一主体部1中的、与安装或形成有电子器件E(包括红外线受光元件44)的面相同的一面侧。在本实施例10中，第四导体焊盘(成为封装主体部4的外部端子的焊盘)15形成在与安装或形成有电子器件E(在图60中为红外线受光元件44)的面表里相反侧。通过回流焊等在第四导体焊盘15形成焊球(由Sn、SnPb、SnAg、SnAgCu、SnCu、SnIn、SnZn、SnBi、SnZnBi等材料做成的导体球)，实现能够安装倒装芯片的封装。
根据此结构，不需要将第四导体焊盘15设置在与成为封装主体部4的盖部件的第二主体部2相比还外侧的位置，因此在本发明的实施例1至9中能够做成更小型。另外，在如图60所示的本实施例中，与本发明的实施例9相同地，电子器件E(在图60中为红外线受光元件44)直接形成在封装主体部4的第一主体部1上，因此能够将封装主体部4做成较薄。即，能够实现小型且薄型的真空密封封装P。
实施例11
接着，说明本发明的实施例11。图61是表示本发明的实施例11涉及的真空密封封装P(封住抽成真空用的贯通孔5之后的状态)。关于图61，对于与之前的图1至图60记载的构成要素相同的部分也标上了相同的附图标记，省略对其说明。另外，在此主要说明不同点。
本实施例11也类似于实施例10，第四导体焊盘15形成在与安装或形成有电子器件E(包括红外线受光元件44)的面表里相反侧。与实施例10略微不同点在于，第二导体焊盘12经由销状导体65与第四导体焊盘15电连接。销状导体65贯通封装主体部4的第一主体部1，而从中空部3的内侧延伸到封装主体部4的外部。封装主体部4的第一主体部1和销状导体65通过焊接等紧密接合。
根据此构成，与本发明的实施例10相同地，不需要将第四导体焊盘15设置到与第二主体部2相比还外侧的位置，因此与本发明的实施例1至9相比能够做成更小型。
实施例12
接着，说明本发明的实施例12。图62是表示本发明的实施例12涉及的真空密封封装P(封住抽成真空用的贯通孔5之前的状态)。关于图62，对于与之前的图1至图61记载的构成要素相同的部分也标上了相同的附图标记，省略对其说明。另外，在此主要说明不同点。
本实施例12与其他实施例不同点仅在于封住贯通孔5的方法。即，将封装主体部4设置到真空腔室内，在贯通孔5之上放置例如包括Sn的焊接合金球这样的球状的低熔点金属材料70，从球状的低熔点金属材料70和贯通孔5之间的缝隙进行抽真空。之后，用与实施例1以及实施例2相同的方法活化吸气剂6之后，用相同的方法对贯通孔5上的球状的低熔点金属材料70照射激光束21，熔融球状的低熔点金属材料70而封住贯通孔5。
实施例13
接着，说明本发明的实施例13。图63是表示本发明的实施例13涉及的真空密封封装P。在图63中，对于与图1至图62记载的构成要素相同的部分也标上了相同的附图标记，省略对其说明。另外，该实施例的基本构成与上述实施例1相同，在此主要说明不同点。
本实施例构成为搭载了真空密封封装P的印刷电路基板80。即，印刷电路基板80具备使用电子器件E(包括红外线受光元件44)的真空密封封装P。
作为真空密封封装P，能够适用在上面所述的实施例中的真空密封封装P。另外，如图64所示，也可以为搭载无红外线透过窗45的类型的真空密封封装P的印刷电路基板80。不管哪一种情况，通过搭载这些真空密封封装P，都能够制造结构设计的自由度更高且低成本的印刷基板80。
此外，使用上述实施例12中的真空密封封装P或上述实施例13中的印刷电路基板80，能够组装电子仪器。即，可以构成具备上述真空密封封装P或印刷电路基板80的电子仪器，在这种电子仪器中与现有技术相比可以实现更低的制造成本。作为适用的电子仪器，例如有：红外线受光元件(红外线传感器)44的真空密封封装P、或者安装了具有真空密封封装P的模块基板(印刷电路基板)的红外线摄像头、或者能够使物体的温度分布可视化的热红外图像仪等。另外，在电子器件E为红外线受光元件(红外线传感器)44以外的情况下，优选例如即使在高温、高湿的环境也不容许误动作的车载式的电子仪器(导航仪、汽车音响、ETC装置等)、不允许浸水的水中用的电子仪器(水中摄像头、水中声纳装置等)等。以上，叙述了多种实施方式。此外，本发明在不脱离其思想的范围内，不限定于上述的实施方式。
实施例14
作为本发明的实施例14，参照图35、图36、图37、图53、图54、图55说明使用红外线受光元件(红外线传感器)44的真空密封封装P。
首先，作为红外线透过窗45，准备大小为10mm×13mm、厚度为0.2mm的Si基板(图55)。预先在Si基板上形成有防反射膜。自Si基板的最外周宽度1mm内侧的区域中用非电解镀法形成有Ni(3μm)/Au(0.05μm)。这是为了即使不使用焊剂也润湿性良好地容易接合到在成为之后接合的盖部件的第二主体部2的表面形成的SnAg膜。另外，在形成Ni/Au膜之后，如图35所示，通过真空溅射法在Si基板的外周部成膜吸气剂材料G。
接着准备：如图53所示的外径15mm×15mm、内径8mm×11mm(开口部2A的开口直径)、厚度为0.2mm的板部件61；以及如图54所示的外径15mm×15mm、内径13mm×13mm、厚度为1.5mm的环状的框架部件60，其在中心形成有开口60A，具有能够将电子器件E容纳到开口60A的内部的大小和厚度。
图53以及图54所示的材料是使用42合金(Ni和Fe的合金)制作的。图53所示的贯通孔5通过使用了掩模的药品蚀刻来形成直径最大为0.2mm的贯通孔。形成四个贯通孔(在图53中记载为形成有8个)。贯通孔5的内部的形状通过蚀刻法形成为略微锥形，贯通孔5的最小直径为0.17mm。另外，使用电解镀法在这些材料的表面以及贯通孔5的内部成膜约50μm的SnAg(3.5％)膜。其结果，使微小贯通孔5的开口直径为0.07mm～0.1mm。
另外，作为图35所示的主体部1使用将玻璃陶瓷作为绝缘性基材的外径18mm×18mm、厚度0.5mm的配线基板。通过非电解镀法在电路基板上的导体图案50、第二导体焊盘12、第四导体焊盘15的表面形成Ni(3μm)/Au(0.05μm)。另外，将与环状的框架部件60接合的电路基板上的导体图案的宽度51设为1.2mm，设计成大于环状的框架部件60的接合宽度1.0mm(实际上加上镀SnAg的厚度，成为约1.1mm)。
接着，将电子器件E(在本实施例中为红外线受光元件44)通过接合材料粘接固定到包括配线基板10的第一主体部21，之后，用以Al为材料的导线22来连接红外线受光元件44和配线基板10上的第二导体焊盘12。
接着，将配线基板10上的导体图案50、环状的框架部件60、板部件61、和红外线透过窗45对位并层叠，并使用氮气回焊炉一并接合而制作图35所示的封装主体部4(在真空中封住贯通孔5之前)。
接着，将图35所示的真空密封前的封装主体部4设置在如图36所示的真空腔室40内。通过使用旋转泵、涡轮分子泵来将真空腔室40内抽成真空，经由贯通孔5将封装主体部4的内部抽成真空到10-6Torr。一边进行抽真空，一边加热真空腔室40整体以及工作台到约150℃，使吸附在真空腔室40内部表面以及封装主体部4内部表面的水分蒸发。再有，通过用真空泵抽成真空，尽量去除水分。此外，在真空腔室40的周围缠绕有加热器，真空腔室40被该加热器加热。
之后，使激光束21从设置在真空腔室40外部的激光装置20通过位于封装主体部4的红外线透过窗45照射到吸气剂材料G(位于封装主体部4的内部且配置在红外线透过窗45的表面)，将吸气剂材料G加热到约800℃，使其在约数十秒之内活化。激光束21从吸气剂材料G的正上方照射。
之后，如图37所示，将激光装置20的激光束21照射部移动到在封装主体部4设置的贯通孔5的大致正上方，使激光束21从激光装置20通过玻璃透过窗43照射到封装的贯通孔5的周围，熔融形成于贯通孔5的周围的成为低熔点部31的SnAg膜，封住贯通孔5，制造真空密封的封装。
在此，激光束21的光点直径为0.4mm。在将SnAg膜的厚度设为A(＝0.05mm)、将SnAg膜形成后的贯通孔5的直径设为B(＝0.1mm(最大值))、将开有贯通孔5的结构体的厚度设为C(＝0.2mm)、将激光束21的光点直径设为D(＝0.4mm)的情况下，A、B、C以及D的尺寸优选为CB2/(D2-B2)≤A、B＜D。通过将A、B、C以及D的尺寸设为由上述式定义的范围，能够用SnAg膜可靠地封住贯通孔5。
将本真空密封封装P搭载到红外线摄像头，能够确认得到所要的图像。再有，在制作本真空密封封装P之后，能够确认一年之后也相同地得到所要的图像。
如以上详细说明，在本发明的实施例14中，将封装主体部4的中空部3内抽成真空而进行密封之后，能够经由热传导材料13加热位于封装主体部4的中空部3内的第一导体焊盘11上的吸气剂材料G，因此，在预先将内部变成真空的状态下进行封装主体部4的密封的方式的封装中，能够以不使用像专利文献1至3所示那样的高价真空装置(内部设置有可动机械部件或者自动机械的操作机构等的真空装置)的简易方式，维持封装主体部4的密封之后的真空状态，因此能够大幅提高封装的生产率。
另外，在本发明的实施例中，在上述贯通孔5的附近设置由熔点低于上述封装主体部4的低熔点金属材料构成的低熔点部31，低熔点部31被加热熔融而形成封住上述贯通孔5的上述密封部件30的一部分或全部。由此，在上述贯通孔5的内部无低熔点金属的皮膜且封装主体部4的主材料本身露出的现有的结构体中，发生润湿不良，封装贯通孔5的内部时花费时间，与此相对，本实施例具有以下的优点，即，通过加热低熔点部31，低熔点部31容易润湿扩散到贯通孔5的内部，从而能够可靠地密封上述贯通孔5。即，在预先将内部变成真空的状态下进行封装主体部4的密封的形式的封装中，能够以简易方式进行封装主体部4的密封，能够大幅提高其生产率。
以上，参照附图详细说明了本发明的实施例，但具体构成不限定于该实施例，包括不脱离本发明思想的范围的设计变更等。
本申请基于2009年2月19日在日本提出申请的特愿2009-36511号而主张优先权，在此援用其内容。
工业利用性
本发明适用于电子器件的真空密封封装，该电子器件为在热红外图像仪、汽车导航仪、汽车音响、ETC装置、水中摄像头、水中声纳装置等中适用的红外线受光元件(红外线传感器)、陀螺仪传感器(角速度传感器)、温度传感器、压力传感器、加速度传感器等。

Claims (38)

1.一种真空密封封装，具有将第一主体部和成为上述第一主体部的盖部件的第二主体部经由中空部接合而成的封装主体部、以及设置在上述封装主体部的中空部内的吸气剂材料和电子器件，在经由连通上述中空部的内部和上述封装主体部的外部的贯通孔将上述中空部抽成真空的状态下，用密封部件密封上述封装主体部内，该真空密封封装的特征在于，
上述第一主体部具有配线基板，
上述吸气剂材料以及电子器件分别与第一导体焊盘以及第二导体焊盘连接，该第一导体焊盘以及第二导体焊盘分别位于上述中空部内并形成在上述配线基板上，
上述第一导体焊盘经由热传导材料与位于上述中空部外并形成在上述配线基板上的第三导体焊盘电连接，
上述第二导体焊盘与位于上述中空部外并形成在上述配线基板上的第四导体焊盘电连接。
2.根据权利要求1所述的真空密封封装，其特征在于，上述热传导材料为金属材料。
3.根据权利要求1或2所述的真空密封封装，其特征在于，上述热传导材料的周围被绝缘材料所包围。
4.根据权利要求3所述的真空密封封装，其特征在于，上述绝缘材料为玻璃陶瓷、氧化铝、玻璃中的任一种。
5.一种真空密封封装，具有将第一主体部和包含红外线透过窗的第二主体部经由中空部接合而成的封装主体部、以及设置在上述封装主体部的中空部内的吸气剂材料和电子器件，在经由连通上述中空部内和上述封装主体部的外部的贯通孔将上述中空部抽成真空的状态下，用密封部件密封上述贯通孔，该真空密封封装的特征在于，
上述吸气剂材料安装在使其至少一部分能够与激光束接触的位置，该激光束从上述封装主体部的外部照射并透过上述红外线透过窗而到达上述中空部，
上述密封部件通过局部加热上述封装主体部的上述贯通孔的附近并将上述贯通孔的附近熔融而形成。
6.根据权利要求5所述的真空密封封装，其特征在于，上述吸气剂材料配置在上述中空部内，并且安装或成膜于上述第一主体部、上述红外线透过窗以及上述第二主体部的表面中的至少任一处。
7.根据权利要求5或6所述的真空密封封装，其特征在于，上述密封部件由熔点低于上述封装主体部的材料的低熔点材料构成。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，上述密封部件通过激光束局部加热并熔融上述贯通孔的附近。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，
在上述贯通孔的附近设置有由熔点低于上述封装主体部的低熔点金属材料构成的低熔点部，
上述低熔点部形成通过对上述贯通孔附近局部加热熔融而封住上述贯通孔的上述密封部件。
10.根据权利要求9所述的真空密封封装，其特征在于，上述低熔点部被激光束局部加热并熔融。
11.根据权利要求5至10中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，成为上述密封部件的材料为Sn或含有Sn的合金材料。
12.一种真空密封封装，具有将第一主体部和第二主体部经由中空部接合而成的封装主体部、以及设置在上述封装主体部的中空部内的吸气剂材料和电子器件，在经由连通上述中空部内和上述封装主体部的外部的贯通孔将上述中空部抽成真空的状态下，用密封部件密封上述封装主体部内，该真空密封封装的特征在于，
在上述贯通孔的附近设置有由熔点低于上述封装主体部的低熔点材料构成的低熔点部，在上述贯通孔中设置有通过对上述贯通孔的附近的低熔点部局部加热、将上述低熔点部熔融而在真空中封住上述贯通孔的上述密封部件，
上述吸气剂材料安装或成膜于上述贯通孔的附近且上述封装主体部的中空部内表面上，
上述吸气剂材料和上述贯通孔的距离被设定为上述低熔点部能够被通过加热上述吸气剂材料产生的热的余热所熔融的距离。
13.根据权利要求12所述的真空密封封装，其特征在于，在上述第二主体部形成有贯通孔，上述低熔点部形成在包括贯通孔的内周部在内的上述第二主体部的整个面上。
14.根据权利要求12或13所述的真空密封封装，其特征在于，上述低熔点部被激光束局部加热并熔融，上述低熔点部的厚度被设计成上述低熔点部被熔融的体积为上述贯通孔的体积以上，上述激光束的光点直径被设定成大于上述贯通孔的直径。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，上述低熔点部为Sn或含有Sn的合金材料。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，上述贯通孔形成为直径随着从上述封装主体部的表面朝向相反侧的面而逐渐变小的锥形形状。
17.根据权利要求1至15中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，上述贯通孔形成为直径随着从上述封装主体部的表面朝向上述贯通孔的深度方向的中心而逐渐变小的锥形形状。
18.根据权利要求1至15中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，上述贯通孔相对于上述封装主体部的厚度方向斜着形成。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，上述第二封装主体部具备形成为框架状的框架部件和形成为板状的板部件，上述板部件和上述框架部件被接合成上述板部件封住上述框架部件的开口。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，上述电子器件为红外线受光元件，在上述封装主体部中的与上述红外线受光元件的至少受光部相向的部分设置红外线透过窗，并以封住上述红外线透过孔的方式接合红外线透过窗材料。
21.根据权利要求1至20中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，上述封装主体部具备配线基板，上述电子器件与上述配线基板电连接。
22.根据权利要求1至21中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，上述电子器件或红外线受光元件以电路面朝上的方式安装到上述配线基板上，在上述配线基板的表面、在上述电子器件或红外线受光元件与上述配线基板之间形成有金属材料。
23.根据权利要求1至22中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，在上述配线基板的表面形成有围绕上述电子器件的周围的连续的导体图案，上述导体图案的宽度宽于与上述配线基板接合的结构体的接合宽度。
24.根据权利要求1至23中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，在上述配线基板中的与设置有上述电子器件或红外线受光元件的面相同的面上、且在上述中空部的内部以及外部，设置有与上述电子器件电连接的外部端子。
25.根据权利要求1至24中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，在上述配线基板中的与设置有上述电子器件或红外线受光元件的面表里相反面上，设置有与上述电子器件电连接的外部端子。
26.根据权利要求1至25中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，在上述配线基板上形成的上述导体图案的表面或上述外部端子的表面的至少任一面上形成有Au。
27.根据权利要求1至26中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，上述配线基板以陶瓷材料或Si为基材。
28.根据权利要求1至27中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，除了上述配线基板的上述封装主体部由至少含有Ni的合金材料构成。
29.根据权利要求1至28中的任一项所述的真空密封封装，其特征在于，上述封装主体部由半导体材料、或者Ni、Fe、Co、Cr、Ti、Au、Ag、Cu、Al、Pd、Pt等金属或以这些金属为主要成分的合金材料、或者玻璃、陶瓷材料构成。
30.一种印刷电路基板，其特征在于，具备权利要求1至29中的任一项所述的真空密封封装。
31.一种电子仪器，其特征在于，具备权利要求1至29中的任一项所述的真空密封封装或者权利要求30所述的印刷电路基板。
32.一种真空密封封装的制造方法，该真空密封封装具有将第一主体部和第二主体部经由中空部接合而成的封装主体部、以及在上述封装主体部中的上述中空部设置的电子器件和吸气剂材料，该真空密封封装的制造方法的特征在于，
将上述吸气剂材料连接到第一导体焊盘，该第一导电焊盘位于在上述第一主体部设置的配线基板上的上述中空部内，
将上述电子器件电连接到第二导体焊盘，该第二导体焊盘位于上述配线基板上的上述中空部内，
将上述第二主体部接合到设置有上述吸气剂材料以及上述电子器件的上述第一导体部，使得上述吸气剂材料以及电子器件配置在中空部内，
在上述第一主体部和上述第二主体部接合的状态下，经由在上述第二主体部形成的贯通孔将上述中空部内抽成真空，
通过加热第三导体焊盘来间接加热吸气剂材料而使其活化，其中，该第三导体焊盘位于上述配线基板上的上述中空部外且经由热传导材料与上述第一电极焊盘连接，
封住上述贯通孔。
33.根据权利要求32所述的真空密封封装的制造方法，其特征在于，上述第三导体焊盘的加热通过对上述第三导体焊盘照射激光束来进行。
34.根据权利要求32所述的真空密封封装的制造方法，其特征在于，上述第三导体焊盘的加热通过使热源体与上述第三导体焊盘接触来进行。
35.一种真空密封封装的制造方法，该真空密封封装具有将第一主体部和包含红外线透过窗材料的第二主体部经由中空部接合而成的封装主体部、以及在上述封装主体部中的上述中空部设置的电子器件和吸气剂材料，该真空密封封装的制造方法的特征在于，
将电子器件安装到上述第一主体部，
将吸气剂材料安装或成膜于上述中空部内的上述第一主体部、上述红外线透过窗以及上述第二主体部中的任一处，
将上述第二主体部2接合到上述第一主体部，使得上述电子器件配置在上述中空部内，
在上述第一主体部和上述第二主体部接合的状态下，经由在上述第二主体部形成的贯通孔将上述中空部内抽成真空，
使激光束通过上述红外线透过窗而照射，加热上述吸气剂材料而使其活化，
对形成在上述第二主体部的上述贯通孔的附近局部加热，熔融上述第二主体部，从而封住上述贯通孔。
36.根据权利要求32至35中的任一项所述的真空密封封装的制造方法，其特征在于，对设置于在上述第二主体部形成的贯通孔的附近且熔点低于上述第二主体部的低熔点部局部加热，熔融上述低熔点部，从而封住上述贯通孔。
37.一种真空密封封装的制造方法，该真空密封封装具有将第一主体部和第二主体部经由中空部接合而成的封装主体部、以及在上述封装主体部中的上述中空部设置的电子器件和吸气剂材料，该真空密封封装的制造方法的特征在于，
将电子器件安装到上述第一主体部，
将吸气剂材料安装或成膜于在上述第二主体部设置的抽成真空用的贯通孔的附近，
接合上述第一主体部和上述第二主体部，使得上述电子器件以及吸气剂材料配置在上述中空部内，
在上述第一主体部和上述第二主体部接合的状态下，经由形成于上述第二主体部的贯通孔将上述中空部内抽成真空，
加热上述吸气剂材料，
一边加热上述吸气剂材料，一边通过其余热熔融低熔点部而在真空中封住上述贯通孔，其中，该低熔点部形成在上述贯通孔的周围、熔点低于构成上述第二主体部的材料。
38.根据权利要求32至37中的任一项所述的真空密封封装的制造方法，其特征在于，包括以下工序，在封住上述贯通孔之前，一边将上述封装主体部的上述中空部抽成真空，一边将封装主体部加热到100℃以上。
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