JP2000301326A - パッケージ封止装置とこれを用いた弾性表面波デバイスの製造方法 - Google Patents
パッケージ封止装置とこれを用いた弾性表面波デバイスの製造方法Info
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パッケージ破損を防止することのできるパッ
ケージ封止装置とこれを用いた弾性表面波デバイスの製
造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 パッケージ２の開口部を封止するリッド
３を加熱するためのヒータチップ４と、このヒータチッ
プ４に熱を供給するためのパルスヒート電源１０と、こ
のヒータチップ４の温度を検知しパルスヒート電源１０
へフィードバッグし、パルスヒート電源１０の発熱温度
をコントロールするための熱電対１１と、ヒータチップ
４を位置制御するクランプレバー８とを備え、ヒータチ
ップ４はシャンク部４ａと発熱部４ｂとからなり、リッ
ド３との接触面を電気抵抗が大きくかつ熱伝導性に劣る
金属で形成したパッケージ封止装置を用いて封止工程を
行うものである。
ケージ封止装置とこれを用いた弾性表面波デバイスの製
造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 パッケージ２の開口部を封止するリッド
３を加熱するためのヒータチップ４と、このヒータチッ
プ４に熱を供給するためのパルスヒート電源１０と、こ
のヒータチップ４の温度を検知しパルスヒート電源１０
へフィードバッグし、パルスヒート電源１０の発熱温度
をコントロールするための熱電対１１と、ヒータチップ
４を位置制御するクランプレバー８とを備え、ヒータチ
ップ４はシャンク部４ａと発熱部４ｂとからなり、リッ
ド３との接触面を電気抵抗が大きくかつ熱伝導性に劣る
金属で形成したパッケージ封止装置を用いて封止工程を
行うものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は素子をパッケージ内
に気密封止した弾性表面波デバイスなどのパッケージ封
止装置とこれを用いた弾性表面波デバイスの製造方法に
関するものである。
に気密封止した弾性表面波デバイスなどのパッケージ封
止装置とこれを用いた弾性表面波デバイスの製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来圧電基板にＩＤＴ電極などを形成し
た弾性表面素子をアルミナ製パッケージ内に樹脂で仮固
定して収納し、次に弾性表面波素子とパッケージに設け
た外部端子とをワイヤで電気的に接続し、次いでパッケ
ージ開口部を金属製のリッドで封止して弾性表面波デバ
イスを得ていた。
た弾性表面素子をアルミナ製パッケージ内に樹脂で仮固
定して収納し、次に弾性表面波素子とパッケージに設け
た外部端子とをワイヤで電気的に接続し、次いでパッケ
ージ開口部を金属製のリッドで封止して弾性表面波デバ
イスを得ていた。
【０００３】このパッケージの封止は、パッケージの開
口部とリッドとの間に設けた半田をリフロー炉を用いて
溶融させて行うものであった。
口部とリッドとの間に設けた半田をリフロー炉を用いて
溶融させて行うものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この方法によると、長
時間高温でパッケージ全体を加熱することになり、弾性
表面波素子をパッケージに固定している樹脂からガスが
発生するなどの問題点を有していた。
時間高温でパッケージ全体を加熱することになり、弾性
表面波素子をパッケージに固定している樹脂からガスが
発生するなどの問題点を有していた。
【０００５】そのため弾性表面波素子を固定するための
樹脂選択に大きな制限があった。
樹脂選択に大きな制限があった。
【０００６】そこで本発明は、弾性表面波素子をパッケ
ージ内に固定する樹脂に悪影響を及ぼさないようなパッ
ケージ封止装置とこれを用いた弾性表面波デバイスの製
造方法を提供することを目的とするものである。
ージ内に固定する樹脂に悪影響を及ぼさないようなパッ
ケージ封止装置とこれを用いた弾性表面波デバイスの製
造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のパッケージ封止装置は、パッケージを加熱す
るための加熱手段と、この加熱手段に接続し熱を供給す
るための発熱手段と、前記加熱手段及び発熱手段に接続
して加熱手段の温度を検知すると共に発熱手段の発熱温
度をコントロールするための温度制御手段と、前記加熱
手段の位置をコントロールするための位置決め制御手段
とを備え、前記加熱手段は少なくとも二種類の金属を組
み合わせて形成したものであり、パッケージとの接触面
を電気抵抗が大きくかつ熱伝導性に劣る金属で形成した
ことを特徴とするものであり、加熱手段は熱応答性及び
温度再現性に優れたものであるので短時間でパッケージ
を封止することができ、素子を固定する樹脂に悪影響を
及ぼさないものとすることができる。
に本発明のパッケージ封止装置は、パッケージを加熱す
るための加熱手段と、この加熱手段に接続し熱を供給す
るための発熱手段と、前記加熱手段及び発熱手段に接続
して加熱手段の温度を検知すると共に発熱手段の発熱温
度をコントロールするための温度制御手段と、前記加熱
手段の位置をコントロールするための位置決め制御手段
とを備え、前記加熱手段は少なくとも二種類の金属を組
み合わせて形成したものであり、パッケージとの接触面
を電気抵抗が大きくかつ熱伝導性に劣る金属で形成した
ことを特徴とするものであり、加熱手段は熱応答性及び
温度再現性に優れたものであるので短時間でパッケージ
を封止することができ、素子を固定する樹脂に悪影響を
及ぼさないものとすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、パッケージを加熱するための加熱手段と、この加熱
手段に接続し熱を供給するための発熱手段と、前記加熱
手段及び発熱手段に接続して加熱手段の温度を検知する
と共に発熱手段の発熱温度をコントロールするための温
度制御手段と、前記加熱手段の位置をコントロールする
ための位置決め制御手段とを備え、前記加熱手段は少な
くとも二種類の金属を組み合わせて形成したものであ
り、パッケージとの接触面を電気抵抗が大きくかつ熱伝
導性に劣る金属で形成したことを特徴とするパッケージ
封止装置であり、短時間でパッケージ封止を行うことが
できるので、弾性表面波素子を固定する樹脂に悪影響を
及ぼさないものである。
は、パッケージを加熱するための加熱手段と、この加熱
手段に接続し熱を供給するための発熱手段と、前記加熱
手段及び発熱手段に接続して加熱手段の温度を検知する
と共に発熱手段の発熱温度をコントロールするための温
度制御手段と、前記加熱手段の位置をコントロールする
ための位置決め制御手段とを備え、前記加熱手段は少な
くとも二種類の金属を組み合わせて形成したものであ
り、パッケージとの接触面を電気抵抗が大きくかつ熱伝
導性に劣る金属で形成したことを特徴とするパッケージ
封止装置であり、短時間でパッケージ封止を行うことが
できるので、弾性表面波素子を固定する樹脂に悪影響を
及ぼさないものである。
【０００９】請求項２に記載の発明は、加熱手段を形成
する金属はステンレスとベリウム銅であり、パッケージ
との接触面をステンレスで形成した請求項１に記載のパ
ッケージ封止装置であり、熱応答性及び温度再現性に優
れた加熱手段を有するパッケージ封止装置となる。
する金属はステンレスとベリウム銅であり、パッケージ
との接触面をステンレスで形成した請求項１に記載のパ
ッケージ封止装置であり、熱応答性及び温度再現性に優
れた加熱手段を有するパッケージ封止装置となる。
【００１０】請求項３に記載の発明は、加熱手段のパッ
ケージへの接触面はパッケージよりも大きくした請求項
１または請求項２に記載のパッケージ封止装置であり、
封止材料への均一な加熱を行うことができる。
ケージへの接触面はパッケージよりも大きくした請求項
１または請求項２に記載のパッケージ封止装置であり、
封止材料への均一な加熱を行うことができる。
【００１１】請求項４に記載の発明は、開口部を有する
パッケージの下部内に弾性表面波素子を収納する第１の
工程と、次にパッケージの上部を前記パッケージ下部の
開口部に封止材料を介して設置する第２の工程と、次い
で請求項１または請求項２に記載のパッケージ封止装置
の加熱手段により前記パッケージの上部を加熱して前記
封止材料を溶融し、前記パッケージを封止する第３の工
程とを備えた弾性表面波デバイスの製造方法であり、封
止工程における膨張及び収縮におけるパッケージの破損
のない弾性表面波デバイスを得ることができる。
パッケージの下部内に弾性表面波素子を収納する第１の
工程と、次にパッケージの上部を前記パッケージ下部の
開口部に封止材料を介して設置する第２の工程と、次い
で請求項１または請求項２に記載のパッケージ封止装置
の加熱手段により前記パッケージの上部を加熱して前記
封止材料を溶融し、前記パッケージを封止する第３の工
程とを備えた弾性表面波デバイスの製造方法であり、封
止工程における膨張及び収縮におけるパッケージの破損
のない弾性表面波デバイスを得ることができる。
【００１２】請求項５に記載の発明は、第３の工程にお
いてパッケージを設置する支持台は封止材料の融点より
も低く加熱されたものを用いる請求項４に記載の弾性表
面波デバイスの製造方法であり、封止材料の溶融をより
短時間で行うことができる。
いてパッケージを設置する支持台は封止材料の融点より
も低く加熱されたものを用いる請求項４に記載の弾性表
面波デバイスの製造方法であり、封止材料の溶融をより
短時間で行うことができる。
【００１３】請求項６に記載の発明は、第３の工程にお
いて、封止材料を溶融後加熱手段を更にパッケージの上
部に圧接する請求項４または請求項５に記載の弾性表面
波デバイスの製造方法であり、パッケージの上部の沈み
込みによる不完全な封止を防止することができる。
いて、封止材料を溶融後加熱手段を更にパッケージの上
部に圧接する請求項４または請求項５に記載の弾性表面
波デバイスの製造方法であり、パッケージの上部の沈み
込みによる不完全な封止を防止することができる。
【００１４】請求項７に記載の発明は、第３の工程にお
いて、加熱手段からパッケージの上部への荷重はパッケ
ージの内部の圧力が溶融した封止材料の表面張力を越え
ないようにする請求項４から請求項６のいずれか一つに
記載の弾性表面波デバイスの製造方法であり、封止材料
がパッケージの外部へ突出するのを防止できる。
いて、加熱手段からパッケージの上部への荷重はパッケ
ージの内部の圧力が溶融した封止材料の表面張力を越え
ないようにする請求項４から請求項６のいずれか一つに
記載の弾性表面波デバイスの製造方法であり、封止材料
がパッケージの外部へ突出するのを防止できる。
【００１５】請求項８に記載の発明は、第３の工程にお
いて、加熱手段は封止材料を溶融後パッケージの上部と
接触した状態で冷却する請求項４から請求項７のいずれ
か一つに記載の弾性表面波デバイスの製造方法であり、
加熱手段が半田の熱を奪い半田を急速に冷却し硬化させ
ることができる。
いて、加熱手段は封止材料を溶融後パッケージの上部と
接触した状態で冷却する請求項４から請求項７のいずれ
か一つに記載の弾性表面波デバイスの製造方法であり、
加熱手段が半田の熱を奪い半田を急速に冷却し硬化させ
ることができる。
【００１６】以下本発明の一実施の形態について図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【００１７】図１は本実施の形態におけるヒーターチッ
プの斜視図であり、４はヒーターチップ、４ａはシャン
ク部、４ｂは発熱部である。また、図２は本実施の形態
に用いるパッケージ防止装置であり、１は下面ヒータ
ー、２は下面ヒーター１に設置したパッケージ、３はパ
ッケージ２の開口部に仮固定されたリッド、４はリッド
３を直接加熱するためのヒーターチップ、５はヒーター
チップ４を上下運動させる偏心カム、６は偏心カム５を
回転させるためのパルスモータ、７はヒーターチップ４
のユニットの上下運動をスムーズに行うためのＬＭガイ
ド、８は偏心カム５のユニットとヒーターチップ４のユ
ニットを一つのユニットとして動作させるためのクラン
プレバーで、９はクランプレバー８を動作させるための
シリンダ、１０はヒーターチップ４を加熱するためのパ
ルスヒート電源、１１は熱電対で、一端をヒーターチッ
プ４の先端に、他端をパルスヒート電源１０に接続した
ものであり、１００はヒーターチップ４に電流を流すケ
ーブル対で、パルスヒート電源１０に接続されている。
プの斜視図であり、４はヒーターチップ、４ａはシャン
ク部、４ｂは発熱部である。また、図２は本実施の形態
に用いるパッケージ防止装置であり、１は下面ヒータ
ー、２は下面ヒーター１に設置したパッケージ、３はパ
ッケージ２の開口部に仮固定されたリッド、４はリッド
３を直接加熱するためのヒーターチップ、５はヒーター
チップ４を上下運動させる偏心カム、６は偏心カム５を
回転させるためのパルスモータ、７はヒーターチップ４
のユニットの上下運動をスムーズに行うためのＬＭガイ
ド、８は偏心カム５のユニットとヒーターチップ４のユ
ニットを一つのユニットとして動作させるためのクラン
プレバーで、９はクランプレバー８を動作させるための
シリンダ、１０はヒーターチップ４を加熱するためのパ
ルスヒート電源、１１は熱電対で、一端をヒーターチッ
プ４の先端に、他端をパルスヒート電源１０に接続した
ものであり、１００はヒーターチップ４に電流を流すケ
ーブル対で、パルスヒート電源１０に接続されている。
【００１８】このパッケージ封止装置は、パルスヒート
方式、すなわち、高抵抗材料で形成したヒーターチップ
４にパルスヒート電源１０からパルス状の大電流を流
し、ここで発生したジュール熱を利用して加熱する方式
を用いてパッケージ２とリッド３間の半田等の封止材料
を溶融することによりパッケージの開口部をリッド３で
封止するものである。
方式、すなわち、高抵抗材料で形成したヒーターチップ
４にパルスヒート電源１０からパルス状の大電流を流
し、ここで発生したジュール熱を利用して加熱する方式
を用いてパッケージ２とリッド３間の半田等の封止材料
を溶融することによりパッケージの開口部をリッド３で
封止するものである。
【００１９】また、熱電対１１によりヒーターチップ４
の熱起電力をパルスヒート電源１０にフィードバックし
て、パルスヒート電源１０の設定温度とヒーターチップ
４のリッド３との接触面の温度とが一致するようにパル
スヒート電源１０で電流をリアルタイムに制御し、ヒー
ターチップ４が設定時間、設定温度を保持するようにし
ている。
の熱起電力をパルスヒート電源１０にフィードバックし
て、パルスヒート電源１０の設定温度とヒーターチップ
４のリッド３との接触面の温度とが一致するようにパル
スヒート電源１０で電流をリアルタイムに制御し、ヒー
ターチップ４が設定時間、設定温度を保持するようにし
ている。
【００２０】また、パルスモータ６は、正転、逆転のい
ずれも可能で、１回転（３６０°）あたり、５００パル
ス（１パルス＝０．７２°）で構成した。
ずれも可能で、１回転（３６０°）あたり、５００パル
ス（１パルス＝０．７２°）で構成した。
【００２１】下面ヒータ１は、パッケージ２の封止を確
実に行うための補助加熱手段となるように加熱してお
く。下面ヒータ１の温度は、封止材料の融点よりも低く
する。なぜならば封止材料を冷却し、パッケージ２の開
口部にリッド３が固定されるまで下面ヒータ１上にパッ
ケージ２が存在するからである。また、パッケージ２の
支持台として下面ヒータ１を用いることにより、パッケ
ージ封止温度が安定し、封止材料を確実に溶融すること
ができるのである。
実に行うための補助加熱手段となるように加熱してお
く。下面ヒータ１の温度は、封止材料の融点よりも低く
する。なぜならば封止材料を冷却し、パッケージ２の開
口部にリッド３が固定されるまで下面ヒータ１上にパッ
ケージ２が存在するからである。また、パッケージ２の
支持台として下面ヒータ１を用いることにより、パッケ
ージ封止温度が安定し、封止材料を確実に溶融すること
ができるのである。
【００２２】さらに偏心カム５は、ヒータチップ４を±
０．１ｍｍの幅で上下運動できるようにしている。
０．１ｍｍの幅で上下運動できるようにしている。
【００２３】以下、本発明のパッケージ封止装置におい
て最大の特徴であるヒータチップ４について説明する。
て最大の特徴であるヒータチップ４について説明する。
【００２４】ヒータチップ４は、シャンク部４ａと発熱
部４ｂからなり、発熱部４ｂすなわちリッド３に接触す
る部分は、均一な熱分布を有するように放熱性に劣る、
すなわち高抵抗の材料で形成することが望ましい。しか
しながら放熱性に劣るということは、繰り返し行うこと
による温度の再現性が悪くなるということである。従っ
て温度再現性に優れたヒータチップ４を実現するために
シャンク部４ｂは、冷却部としても働くように抵抗値が
小さい、すなわち放熱性に優れた材料を用いて形成する
ことが望ましい。また、発熱部４ｂを放熱性に劣る材料
で形成することにより、発熱部４ｂは均一な熱分布を維
持できるので、リッド３と接触する発熱部４ｂの面積を
大きくすることができる。従って、一種類のヒータチッ
プ４で他品種のパッケージ２を封止することができる。
部４ｂからなり、発熱部４ｂすなわちリッド３に接触す
る部分は、均一な熱分布を有するように放熱性に劣る、
すなわち高抵抗の材料で形成することが望ましい。しか
しながら放熱性に劣るということは、繰り返し行うこと
による温度の再現性が悪くなるということである。従っ
て温度再現性に優れたヒータチップ４を実現するために
シャンク部４ｂは、冷却部としても働くように抵抗値が
小さい、すなわち放熱性に優れた材料を用いて形成する
ことが望ましい。また、発熱部４ｂを放熱性に劣る材料
で形成することにより、発熱部４ｂは均一な熱分布を維
持できるので、リッド３と接触する発熱部４ｂの面積を
大きくすることができる。従って、一種類のヒータチッ
プ４で他品種のパッケージ２を封止することができる。
【００２５】しかしながら、温度再現性に優れたヒータ
チップ４とするために発熱部４ｂの大きさは、パッケー
ジ２とリッド３との間の封止材料が溶融するだけの十分
な温度を維持できる範囲でできるだけ小さくすることが
望ましい。本実施の形態においては、発熱部４ｂはステ
ンレスで形成し、シャンク部４ａはベリリウム銅合金で
形成した後金メッキを施した。その結果、熱応答性及び
温度再現性に優れたヒーターチップ４となる。
チップ４とするために発熱部４ｂの大きさは、パッケー
ジ２とリッド３との間の封止材料が溶融するだけの十分
な温度を維持できる範囲でできるだけ小さくすることが
望ましい。本実施の形態においては、発熱部４ｂはステ
ンレスで形成し、シャンク部４ａはベリリウム銅合金で
形成した後金メッキを施した。その結果、熱応答性及び
温度再現性に優れたヒーターチップ４となる。
【００２６】また、シャンク部４ａと発熱部４ｂと接合
の接触不良防止（火花防止）に注意することが大切であ
る。この接合は、ネジ止めあるいはロウ付けにより行う
ことができる。ロウ付けで行う場合は、パッケージ２と
リッド３との間の封止材料よりも高い融点を有するロウ
を用いてロウ付けすることが必要である。
の接触不良防止（火花防止）に注意することが大切であ
る。この接合は、ネジ止めあるいはロウ付けにより行う
ことができる。ロウ付けで行う場合は、パッケージ２と
リッド３との間の封止材料よりも高い融点を有するロウ
を用いてロウ付けすることが必要である。
【００２７】また本実施の形態ではネジ止めにより接合
を行っているが、シャンク部４ａの発熱部４ｂとの接合
面にも金メッキ層を設けることにより、接触不良を防止
している。
を行っているが、シャンク部４ａの発熱部４ｂとの接合
面にも金メッキ層を設けることにより、接触不良を防止
している。
【００２８】さらに、図３に示すようにヒータチップ４
にシャフト１２を介して重り１３を設けることにより、
パッケージ２を封止する際にリッド３等の傾きなどがあ
る場合、ヒータチップ４の発熱部４ｂがリッド３の上面
全体に接触するようにヒータチップ４の位置を重り１３
で微調整することができる。
にシャフト１２を介して重り１３を設けることにより、
パッケージ２を封止する際にリッド３等の傾きなどがあ
る場合、ヒータチップ４の発熱部４ｂがリッド３の上面
全体に接触するようにヒータチップ４の位置を重り１３
で微調整することができる。
【００２９】このパッケージ封止装置を用いた弾性表面
波デバイスの製造方法について説明する。図４〜図６
は、本実施の形態におけるパッケージ２をリッド３での
封止工程を説明するための断面図であり、２０はシリコ
ン樹脂、２１は弾性表面波素子、２２はワイヤ、２３は
半田層である。
波デバイスの製造方法について説明する。図４〜図６
は、本実施の形態におけるパッケージ２をリッド３での
封止工程を説明するための断面図であり、２０はシリコ
ン樹脂、２１は弾性表面波素子、２２はワイヤ、２３は
半田層である。
【００３０】まず、酸化アルミニウムを主成分とするパ
ッケージ２内にシリコン樹脂２０を用いて弾性表面波素
子２１を固定する。このパッケージ２は開口部となる上
端面に金属メッキ層を形成して、封止材料となる半田層
２３となじむようにしている。次いでパッケージ２に設
けた外部端子と弾性表面波素子２１とをワイヤ２２で電
気的に接続する。次いでパッケージ２の開口部を封止す
るようにリッド３を位置合わせし、大気中で、加圧ブロ
ックにより３ｋｇの加圧を約１秒かけて、リッド３とパ
ッケージ２を仮固定する。またこのときの加圧ブロック
は約３００℃に設定している。
ッケージ２内にシリコン樹脂２０を用いて弾性表面波素
子２１を固定する。このパッケージ２は開口部となる上
端面に金属メッキ層を形成して、封止材料となる半田層
２３となじむようにしている。次いでパッケージ２に設
けた外部端子と弾性表面波素子２１とをワイヤ２２で電
気的に接続する。次いでパッケージ２の開口部を封止す
るようにリッド３を位置合わせし、大気中で、加圧ブロ
ックにより３ｋｇの加圧を約１秒かけて、リッド３とパ
ッケージ２を仮固定する。またこのときの加圧ブロック
は約３００℃に設定している。
【００３１】このリッド３はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金であ
るコバール材を用いて形成したものであり、パッケージ
２側の表面に半田層２３を形成したものである。また、
このときの半田層２３の温度は、約１８０〜２００℃く
らいになるようにする。この仮固定は、半田層２３が溶
融して固定されたものでなく、加圧ブロックを用いて加
熱することにより、パッケージ２の上端部の金属メッキ
層、半田層２３の金属間の拡散接合を促し、さらに加圧
により半田層２３の変形によりパッケージ２の上端面に
半田を食い込ませる二つの機能で構成されている。この
接合状態は、パッケージ封止部分の一部のみ半田で固定
されているものである。また、確実に仮固定させるため
にパッケージ２を約１５０℃、リッド３を約６０℃に予
備加熱を行っている。
るコバール材を用いて形成したものであり、パッケージ
２側の表面に半田層２３を形成したものである。また、
このときの半田層２３の温度は、約１８０〜２００℃く
らいになるようにする。この仮固定は、半田層２３が溶
融して固定されたものでなく、加圧ブロックを用いて加
熱することにより、パッケージ２の上端部の金属メッキ
層、半田層２３の金属間の拡散接合を促し、さらに加圧
により半田層２３の変形によりパッケージ２の上端面に
半田を食い込ませる二つの機能で構成されている。この
接合状態は、パッケージ封止部分の一部のみ半田で固定
されているものである。また、確実に仮固定させるため
にパッケージ２を約１５０℃、リッド３を約６０℃に予
備加熱を行っている。
【００３２】次いで仮固定後、直ちに図４に示すように
窒素雰囲気にしたチャンバ内に設けたパッケージ封止装
置の下面ヒータ１上にパッケージ２を設置し、ヒータチ
ップ４の発熱部４ｂをリッド３に当接させる。この位置
はセンサで検知する。このときすでにヒータチップ４は
パルスヒート電源１０により半田層２３の融点以下であ
る３００℃に加熱されている。これはリッド３に当接後
できるだけ早く半田層２３を溶融するためである。
窒素雰囲気にしたチャンバ内に設けたパッケージ封止装
置の下面ヒータ１上にパッケージ２を設置し、ヒータチ
ップ４の発熱部４ｂをリッド３に当接させる。この位置
はセンサで検知する。このときすでにヒータチップ４は
パルスヒート電源１０により半田層２３の融点以下であ
る３００℃に加熱されている。これはリッド３に当接後
できるだけ早く半田層２３を溶融するためである。
【００３３】まずヒータチップ４をリッド３に当接させ
た後、シリンダ９によってクランプレバー８を動作させ
てヒータチップユニットと偏心カムユニットとを一体化
させて、ヒータチップ４の上下運動を可能にする。次
に、ヒータチップ４の温度を半田層２３の溶融温度以上
の３７０℃まで上昇させる（昇温速度約６００℃／
秒）。次いで図５に示すようにヒータチップ４自身をさ
らに下降させてリッド３を加圧する（ヒータチップ４の
下降は、（原点に対して）５０μｍを０．０３秒で行
う。）。その後、図６に示すように再びヒータチップ４
を上昇させる。ヒータチップ４を上昇させるタイミング
は、パッケージ２の内部圧力が上昇し始めた時がもっと
も好ましい。
た後、シリンダ９によってクランプレバー８を動作させ
てヒータチップユニットと偏心カムユニットとを一体化
させて、ヒータチップ４の上下運動を可能にする。次
に、ヒータチップ４の温度を半田層２３の溶融温度以上
の３７０℃まで上昇させる（昇温速度約６００℃／
秒）。次いで図５に示すようにヒータチップ４自身をさ
らに下降させてリッド３を加圧する（ヒータチップ４の
下降は、（原点に対して）５０μｍを０．０３秒で行
う。）。その後、図６に示すように再びヒータチップ４
を上昇させる。ヒータチップ４を上昇させるタイミング
は、パッケージ２の内部圧力が上昇し始めた時がもっと
も好ましい。
【００３４】ヒータチップ４を更に下降させて、再び上
昇させるのは以下のような理由である。すなわち、半田
溶融後リッド３は一旦沈み、封止が完了するとパッケー
ジ２の内部圧力が上昇し、リッド３を押し上げようとす
る。ヒータチップ４の高さを当初の位置に固定したまま
封止を行うと、半田層２３に十分に伝わらず不完全な封
止となったり、完全に封止した場合でもパッケージ２の
内部圧力の影響により、半田の表面張力を越えてしま
い、パッケージ２の外部に半田が突出したいわゆる半田
コブが発生する。
昇させるのは以下のような理由である。すなわち、半田
溶融後リッド３は一旦沈み、封止が完了するとパッケー
ジ２の内部圧力が上昇し、リッド３を押し上げようとす
る。ヒータチップ４の高さを当初の位置に固定したまま
封止を行うと、半田層２３に十分に伝わらず不完全な封
止となったり、完全に封止した場合でもパッケージ２の
内部圧力の影響により、半田の表面張力を越えてしま
い、パッケージ２の外部に半田が突出したいわゆる半田
コブが発生する。
【００３５】従って、半田層２３に十分な熱が加わるよ
うに半田溶融後さらにヒータチップ４を下降させ、パッ
ケージ２の内部圧力が上昇し始めるとヒータチップ４を
上昇させて封止がうまくいくようにするのである。
うに半田溶融後さらにヒータチップ４を下降させ、パッ
ケージ２の内部圧力が上昇し始めるとヒータチップ４を
上昇させて封止がうまくいくようにするのである。
【００３６】しかしながら、たとえ半田コブが発生した
としても、本発明においてはパッケージ２の内部圧力が
上昇し始めるとヒータチップ４を上昇させることによ
り、リッド３とともに半田も上昇するため、まだ硬化し
ていない半田コブを吸収して消滅させることができる。
としても、本発明においてはパッケージ２の内部圧力が
上昇し始めるとヒータチップ４を上昇させることによ
り、リッド３とともに半田も上昇するため、まだ硬化し
ていない半田コブを吸収して消滅させることができる。
【００３７】またこのヒータチップ４を上昇させている
間に、パルスヒート電源１０によるヒータチップ４の３
７０℃での保持が終了する。このヒータチップ４の３７
０℃での保持終了と共にヒータチップ４が半田層２３の
熱を奪うこととなり、半田層２３が急激に冷却されて、
パッケージ２の開口部はリッド３で封止完了となる。
間に、パルスヒート電源１０によるヒータチップ４の３
７０℃での保持が終了する。このヒータチップ４の３７
０℃での保持終了と共にヒータチップ４が半田層２３の
熱を奪うこととなり、半田層２３が急激に冷却されて、
パッケージ２の開口部はリッド３で封止完了となる。
【００３８】リッド３を仮固定したパッケージ２をパッ
ケージ封止装置に配置してから、封止完了までは１パッ
ケージあたりわずか約６秒である。
ケージ封止装置に配置してから、封止完了までは１パッ
ケージあたりわずか約６秒である。
【００３９】以下、本発明の弾性表面波デバイスの製造
方法におけるポイントについて記載する。
方法におけるポイントについて記載する。
【００４０】（１）熱応答性及び温度再現性に優れたシ
ャンク部４ａと発熱部４ｂとからなるヒータチップ４を
用いているので、局部的かつ瞬間的な加熱で封止でき
る。
ャンク部４ａと発熱部４ｂとからなるヒータチップ４を
用いているので、局部的かつ瞬間的な加熱で封止でき
る。
【００４１】従って、非常に短時間で封止を完了するこ
とができるので、従来のようにリフロー炉を用いてパッ
ケージ封止工程を行っていた場合のように、弾性表面波
素子２１や弾性表面波素子２１をパッケージ２に固定し
ているシリコン樹脂２０への悪影響を防止することがで
きる。
とができるので、従来のようにリフロー炉を用いてパッ
ケージ封止工程を行っていた場合のように、弾性表面波
素子２１や弾性表面波素子２１をパッケージ２に固定し
ているシリコン樹脂２０への悪影響を防止することがで
きる。
【００４２】（２）パッケージ２とリッド３との仮固定
は大気中で行い、パッケージ封止装置を用いた封止工程
のみ窒素雰囲気中のチャンバ内で行うので、チャンバサ
イズを小さくでき、チャンバ内の雰囲気制御が容易にな
る。
は大気中で行い、パッケージ封止装置を用いた封止工程
のみ窒素雰囲気中のチャンバ内で行うので、チャンバサ
イズを小さくでき、チャンバ内の雰囲気制御が容易にな
る。
【００４３】（３）均一に加熱するためにリッド３の面
積よりも、リッド３との接触面積が大きなヒータチップ
４を用いることが必要である。
積よりも、リッド３との接触面積が大きなヒータチップ
４を用いることが必要である。
【００４４】（４）パッケージ２を封止するための封止
材料として半田層２３を用いたが、低融点ガラスを用い
ても構わない。
材料として半田層２３を用いたが、低融点ガラスを用い
ても構わない。
【００４５】（５）ヒータチップ４に接続した熱電対１
１により、常に発熱部４ｂの温度を検知し、パルスヒー
ト電源１０にフィードバックしてパルスヒート電源１０
からの発熱部４への熱供給を調整し、常に所望となるよ
うにする。
１により、常に発熱部４ｂの温度を検知し、パルスヒー
ト電源１０にフィードバックしてパルスヒート電源１０
からの発熱部４への熱供給を調整し、常に所望となるよ
うにする。
【００４６】（６）半田層２３が溶融してリッド３が沈
み込むのに対応してヒータチップ４を下降させることに
より、リッド３とヒータチップ４とが非接触の状態とな
り、ヒータチップ４の熱が半田層２３に伝わりにくくな
るのを防止している。
み込むのに対応してヒータチップ４を下降させることに
より、リッド３とヒータチップ４とが非接触の状態とな
り、ヒータチップ４の熱が半田層２３に伝わりにくくな
るのを防止している。
【００４７】
【発明の効果】以上本発明によると、短時間でパッケー
ジの封止を行うことができるため、封止後のパッケージ
破損を防止することのできる弾性表面波デバイスの製造
方法を提供することができる。
ジの封止を行うことができるため、封止後のパッケージ
破損を防止することのできる弾性表面波デバイスの製造
方法を提供することができる。
【００４８】さらにパッケージ一つ一つについてヒータ
チップの位置決めを行うので、不完全な封止状態が発生
することを防止できる。
チップの位置決めを行うので、不完全な封止状態が発生
することを防止できる。
【図１】本発明の一実施の形態におけるヒータチップの
斜視図
斜視図
【図２】本発明の一実施の形態におけるパッケージ封止
装置の模式図
装置の模式図
【図３】本発明の他の実施の形態におけるヒータチップ
の正面図
の正面図
【図４】本発明の一実施の形態におけるパッケージ封止
工程を説明するための断面図
工程を説明するための断面図
【図５】本発明の一実施の形態におけるパッケージ封止
工程を説明するための断面図
工程を説明するための断面図
【図６】本発明の一実施の形態におけるパッケージ封止
工程を説明するための断面図
工程を説明するための断面図
１ 下面ヒータ ２ パッケージ ３ リッド ４ ヒータチップ ４ａ シャンク部 ４ｂ 発熱部 ５ 偏心カム ６ パルスモータ ７ ＬＭガイド ８ クランプレバー ９ シリンダ １０ パルスヒート電源 １１ 熱電対 １２ シャフト １３ 重り ２０ シリコン樹脂 ２１ 弾性表面波素子 ２２ ワイヤ ２３ 半田層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０３Ｈ 9/25 Ｈ０３Ｈ 9/25 Ａ // Ｂ２３Ｋ 101:12 101:36 (72)発明者 松尾 聡 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5J097 AA28 AA34 HA04 HA10 JJ01
Claims (8)
- 【請求項１】 パッケージを加熱するための加熱手段
と、この加熱手段に接続し熱を供給するための発熱手段
と、前記加熱手段及び発熱手段に接続して加熱手段の温
度を検知すると共に発熱手段の発熱温度をコントロール
するための温度制御手段と、前記加熱手段の位置をコン
トロールするための位置決め制御手段とを備え、前記加
熱手段は少なくとも二種類の金属を組み合わせて形成し
たものであり、パッケージとの接触面を電気抵抗の大き
な金属で形成したパッケージ封止装置。 - 【請求項２】 加熱手段を形成する金属は、ステンレス
とベリウム銅であり、パッケージとの接触面をステンレ
スで形成した請求項１に記載のパッケージ封止装置。 - 【請求項３】 加熱手段のパッケージへの接触面は、パ
ッケージよりも大きくした請求項１または請求項２に記
載のパッケージ封止装置。 - 【請求項４】 開口部を有するパッケージの下部内に弾
性表面波素子を収納する第１の工程と、次にパッケージ
の上部を前記パッケージの下部の開口部に封止材料を介
して設置する第２の工程と、次いで請求項１あるいは請
求項２に記載のパッケージ封止装置の加熱手段により前
記パッケージの上部を加熱して前記封止材料を溶融して
前記パッケージを封止する第３の工程とを備えた弾性表
面波デバイスの製造方法。 - 【請求項５】 第３の工程において、パッケージを設置
する支持台は封止材料の融点よりも低く加熱されたもの
を用いる請求項４に記載の弾性表面波デバイスの製造方
法。 - 【請求項６】 第３の工程において、封止材料を溶融
後、加熱手段を更にパッケージの上部に圧接する請求項
４または請求項５に記載の弾性表面波デバイスの製造方
法。 - 【請求項７】 第３の工程において、加熱手段からパッ
ケージの上部への荷重はパッケージの内部の圧力が溶融
した封止材料の表面張力を越えないようにする請求項４
から請求項６のいずれか一つに記載の弾性表面波デバイ
スの製造方法。 - 【請求項８】 第３の工程において、加熱手段は封止材
料を溶融後パッケージの上部と接触した状態で冷却する
請求項４から請求項７のいずれか一つに記載の弾性表面
波デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11204899A JP3371848B2 (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | パッケージ封止装置とこれを用いた弾性表面波デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11204899A JP3371848B2 (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | パッケージ封止装置とこれを用いた弾性表面波デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000301326A true JP2000301326A (ja) | 2000-10-31 |
| JP3371848B2 JP3371848B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=14576727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11204899A Expired - Fee Related JP3371848B2 (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | パッケージ封止装置とこれを用いた弾性表面波デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3371848B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007013594A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Kyocera Kinseki Corp | 圧電デバイスの製造方法 |
| JP2016082024A (ja) * | 2014-10-15 | 2016-05-16 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2019220672A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US11600757B2 (en) | 2018-06-15 | 2023-03-07 | Nichia Corporation | Semiconductor laser device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006108162A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 気密封止方法及び該方法を用いた気密封止体、並びに該方法に用いる加熱装置 |
-
1999
- 1999-04-20 JP JP11204899A patent/JP3371848B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2007013594A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Kyocera Kinseki Corp | 圧電デバイスの製造方法 |
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| JP7174242B2 (ja) | 2018-06-15 | 2022-11-17 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US11600757B2 (en) | 2018-06-15 | 2023-03-07 | Nichia Corporation | Semiconductor laser device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3371848B2 (ja) | 2003-01-27 |
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