JP2000332140A - 枠状ガラスシールの形成方法 - Google Patents
枠状ガラスシールの形成方法Info
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- JP2000332140A JP2000332140A JP11137284A JP13728499A JP2000332140A JP 2000332140 A JP2000332140 A JP 2000332140A JP 11137284 A JP11137284 A JP 11137284A JP 13728499 A JP13728499 A JP 13728499A JP 2000332140 A JP2000332140 A JP 2000332140A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラスペーストに混入する気泡を除去し、高
い真空度を維持できる、高品質で低コストの枠状ガラス
シールの形成方法を提供する。 【解決手段】 中央部に素子搭載部２１を有するセラミ
ック基板２０の表面周囲に形成する枠状ガラスシール１
０の形成方法であって、枠状ガラスシール１０は、スク
リーン印刷によりガラスペースト１１をセラミック基板
２０に薄く印刷し、１００〜１２０℃で乾燥し、更に２
００〜３９０℃で焼成する工程を、複数回繰り返すこと
によって所定厚みの枠状ガラスシール１０を形成する。
い真空度を維持できる、高品質で低コストの枠状ガラス
シールの形成方法を提供する。 【解決手段】 中央部に素子搭載部２１を有するセラミ
ック基板２０の表面周囲に形成する枠状ガラスシール１
０の形成方法であって、枠状ガラスシール１０は、スク
リーン印刷によりガラスペースト１１をセラミック基板
２０に薄く印刷し、１００〜１２０℃で乾燥し、更に２
００〜３９０℃で焼成する工程を、複数回繰り返すこと
によって所定厚みの枠状ガラスシール１０を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣや水晶振動子
などの素子をセラミック基板に搭載して封止するための
枠状ガラスシールの形成方法に関する。
などの素子をセラミック基板に搭載して封止するための
枠状ガラスシールの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩＣや水晶振動子などの素子をセ
ラミックパッケージに封止する場合、中央部に凹部から
なる素子搭載部を有するアルミナのセラミック基板の表
面にタングステンメタライズを行い、その素子搭載部に
ＩＣや水晶振動子などの素子を搭載している。そして、
その上にコバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）の枠状のフ
レームを銀ろう付けし、コバール材の金属キャップを枠
状のフレームの上に載せて、例えばシームウエルド法に
より１０００℃程度でセラミック基板に熱圧着して、素
子を封入したセラミックパッケージを形成している。し
かし、この方法ではコバールや銀ろうを使用するためコ
スト高になり、また厚みが厚くなって薄型化の要求に応
えられないことがあった。そのため、アルミナのセラミ
ック基板の素子搭載部に素子を搭載してセラミックキャ
ップで覆い、セラミック基板とセラミックキャップとを
ガラスペーストで封止する方法が採られている。すなわ
ち、セラミック基板の上にガラスペーストをスクリーン
印刷により印刷した後、１００〜１２０℃で乾燥し、更
に複数回印刷、乾燥を繰り返して所定の厚みに積層した
あと、３５０℃程度で焼成してセラミック基板にガラス
ペーストを固定して枠状ガラスシールを形成している。
そして、セラミック基板の素子搭載部に素子を搭載した
後、枠状ガラスシールの上にセラミックキャップを載せ
て枠状ガラスシールを溶融し、素子の封止を行ってい
る。
ラミックパッケージに封止する場合、中央部に凹部から
なる素子搭載部を有するアルミナのセラミック基板の表
面にタングステンメタライズを行い、その素子搭載部に
ＩＣや水晶振動子などの素子を搭載している。そして、
その上にコバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）の枠状のフ
レームを銀ろう付けし、コバール材の金属キャップを枠
状のフレームの上に載せて、例えばシームウエルド法に
より１０００℃程度でセラミック基板に熱圧着して、素
子を封入したセラミックパッケージを形成している。し
かし、この方法ではコバールや銀ろうを使用するためコ
スト高になり、また厚みが厚くなって薄型化の要求に応
えられないことがあった。そのため、アルミナのセラミ
ック基板の素子搭載部に素子を搭載してセラミックキャ
ップで覆い、セラミック基板とセラミックキャップとを
ガラスペーストで封止する方法が採られている。すなわ
ち、セラミック基板の上にガラスペーストをスクリーン
印刷により印刷した後、１００〜１２０℃で乾燥し、更
に複数回印刷、乾燥を繰り返して所定の厚みに積層した
あと、３５０℃程度で焼成してセラミック基板にガラス
ペーストを固定して枠状ガラスシールを形成している。
そして、セラミック基板の素子搭載部に素子を搭載した
後、枠状ガラスシールの上にセラミックキャップを載せ
て枠状ガラスシールを溶融し、素子の封止を行ってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の枠状ガラスシールの形成方法では、パッケージの一
辺の大きさが、例えば１５〜２５ｍｍ程度の四角形であ
ればガラスペーストの幅を１ｍｍ程度にする事が出来る
ので、ガラスペーストの中にスクリーン印刷の網目によ
って生じる気泡が多少混入していてもパッケージの中の
真空度を保つことは可能であった。しかし、素子の大き
さが、例えば一辺が２ｍｍ以下の四角形に小さくなり、
パッケージの一辺の大きさが３ｍｍ程度の四角形に小さ
くなると、ガラスペーストの幅を１ｍｍ程度にする事が
出来ず、０．３〜０．４５ｍｍ程度と狭くする必要があ
る。ところが、ガラスペーストの幅が狭くなるため、ガ
ラスペーストの中に気泡があると、焼成したときにガラ
スペーストの膜が破れてパッケージの真空度が低下する
という問題があり、特に水晶振動子は雰囲気の真空度が
低下することにより発振周波数が変わるという問題があ
った。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、ガラスペーストに混入する気泡を除去し、高い真空
度を維持できる、高品質で低コストの枠状ガラスシール
の形成方法を提供することを目的とする。
来の枠状ガラスシールの形成方法では、パッケージの一
辺の大きさが、例えば１５〜２５ｍｍ程度の四角形であ
ればガラスペーストの幅を１ｍｍ程度にする事が出来る
ので、ガラスペーストの中にスクリーン印刷の網目によ
って生じる気泡が多少混入していてもパッケージの中の
真空度を保つことは可能であった。しかし、素子の大き
さが、例えば一辺が２ｍｍ以下の四角形に小さくなり、
パッケージの一辺の大きさが３ｍｍ程度の四角形に小さ
くなると、ガラスペーストの幅を１ｍｍ程度にする事が
出来ず、０．３〜０．４５ｍｍ程度と狭くする必要があ
る。ところが、ガラスペーストの幅が狭くなるため、ガ
ラスペーストの中に気泡があると、焼成したときにガラ
スペーストの膜が破れてパッケージの真空度が低下する
という問題があり、特に水晶振動子は雰囲気の真空度が
低下することにより発振周波数が変わるという問題があ
った。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、ガラスペーストに混入する気泡を除去し、高い真空
度を維持できる、高品質で低コストの枠状ガラスシール
の形成方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る枠状ガラスシールの形成方法は、中央部に素子搭載
部を有するセラミック基板の表面周囲に形成する枠状ガ
ラスシールの形成方法であって、枠状ガラスシールは、
スクリーン印刷によりガラスペーストをセラミック基板
に薄く印刷し、１００〜１２０℃で乾燥し、更に２００
〜３９０℃で焼成する工程を、複数回繰り返すことによ
って所定厚みの枠状ガラスシールを形成する。これによ
り、１回に印刷するガラスペーストの厚みは例えば１０
〜８０μｍ程度に薄く、幅は０．３〜０．４５ｍｍ程度
であり、それをガラスペーストのバインダーの種類によ
って１００〜１２０℃で乾燥して溶剤を蒸発させ、更に
枠状ガラスシールの母材の種類によって２００〜３９０
℃程度で焼成すると、厚みが薄いために簡単に気泡が破
れて、気泡は除去される。更にガラスペーストの印刷、
乾燥、焼成を例えば３〜４回繰り返して、印刷、乾燥す
る毎に焼成することによってガラスペーストの気泡を除
去するので、例えば焼成後、０．２０〜０．３ｍｍ程度
に積み重ねて形成したガラスシールには気泡は殆ど残る
ことはない。ここで、ガラスペーストはホウケイ酸鉛ガ
ラス粉末を母材とした低融点ガラスとセラミック粉末と
をバインダーに混合してペースト状にしてもよい。この
場合、このようなガラスペーストによって形成された枠
状ガラスシールは、低融点ガラスとセラミック粉末の割
合を適宜決めることにより融点（作用温度）が例えば３
５０℃程度に低く、作業性がよくなり、しかも、熱膨張
率はセラミックスの熱膨張率に近い値（例えば７〜８×
１０-6／℃）にすることが出来るので、セラミック基板
の温度が変化しても、枠状ガラスシールが変形して剥離
したり破損することがない。
係る枠状ガラスシールの形成方法は、中央部に素子搭載
部を有するセラミック基板の表面周囲に形成する枠状ガ
ラスシールの形成方法であって、枠状ガラスシールは、
スクリーン印刷によりガラスペーストをセラミック基板
に薄く印刷し、１００〜１２０℃で乾燥し、更に２００
〜３９０℃で焼成する工程を、複数回繰り返すことによ
って所定厚みの枠状ガラスシールを形成する。これによ
り、１回に印刷するガラスペーストの厚みは例えば１０
〜８０μｍ程度に薄く、幅は０．３〜０．４５ｍｍ程度
であり、それをガラスペーストのバインダーの種類によ
って１００〜１２０℃で乾燥して溶剤を蒸発させ、更に
枠状ガラスシールの母材の種類によって２００〜３９０
℃程度で焼成すると、厚みが薄いために簡単に気泡が破
れて、気泡は除去される。更にガラスペーストの印刷、
乾燥、焼成を例えば３〜４回繰り返して、印刷、乾燥す
る毎に焼成することによってガラスペーストの気泡を除
去するので、例えば焼成後、０．２０〜０．３ｍｍ程度
に積み重ねて形成したガラスシールには気泡は殆ど残る
ことはない。ここで、ガラスペーストはホウケイ酸鉛ガ
ラス粉末を母材とした低融点ガラスとセラミック粉末と
をバインダーに混合してペースト状にしてもよい。この
場合、このようなガラスペーストによって形成された枠
状ガラスシールは、低融点ガラスとセラミック粉末の割
合を適宜決めることにより融点（作用温度）が例えば３
５０℃程度に低く、作業性がよくなり、しかも、熱膨張
率はセラミックスの熱膨張率に近い値（例えば７〜８×
１０-6／℃）にすることが出来るので、セラミック基板
の温度が変化しても、枠状ガラスシールが変形して剥離
したり破損することがない。
【０００５】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る枠状ガラ
スシールの形成方法の製造工程を示す側断面図、図２
（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同枠状ガラスシールの形成方
法に用いたセラミック基板に素子を搭載した状態を示す
平面図、側断面図、図３は同枠状ガラスシールの形成方
法に用いる製造設備の構成を示す平面図である。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る枠状ガラ
スシールの形成方法の製造工程を示す側断面図、図２
（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同枠状ガラスシールの形成方
法に用いたセラミック基板に素子を搭載した状態を示す
平面図、側断面図、図３は同枠状ガラスシールの形成方
法に用いる製造設備の構成を示す平面図である。
【０００６】図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すよう
に、本発明の一実施の形態に係る枠状ガラスシール１０
の形成方法に用いるセラミック基板２０は、アルミナセ
ラミックからなり、平面視して四角形に形成され、中央
部に凹部からなる素子搭載部２１を有し、素子搭載部２
１の表面周囲には平面状の枠部２２を形成している。素
子搭載部２１には図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、例
えば水晶振動子３０を収納するようにしている。枠部２
２上にはガラスペースト１１を焼成して形成した枠状ガ
ラスシール１０を介してアルミナセラミックからなる蓋
部材３１を載置して素子搭載部２１内を封止するように
している。
に、本発明の一実施の形態に係る枠状ガラスシール１０
の形成方法に用いるセラミック基板２０は、アルミナセ
ラミックからなり、平面視して四角形に形成され、中央
部に凹部からなる素子搭載部２１を有し、素子搭載部２
１の表面周囲には平面状の枠部２２を形成している。素
子搭載部２１には図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、例
えば水晶振動子３０を収納するようにしている。枠部２
２上にはガラスペースト１１を焼成して形成した枠状ガ
ラスシール１０を介してアルミナセラミックからなる蓋
部材３１を載置して素子搭載部２１内を封止するように
している。
【０００７】ここで、セラミック基板２０に枠状ガラス
シール１０を形成する方法について説明する。先ず、ガ
ラスペースト１１を準備する。ガラスペースト１１は、
低融点ガラスであるホウケイ酸鉛ガラス粉末、例えば結
晶性はんだガラスとして知られているホウケイ酸鉛ガラ
ス５０〜８０重量％を母材とし、例えばチタン酸鉛系等
のセラミック粉末２０〜５０重量％との混合物を、アク
リル系樹脂又はニトロセルローズを有機溶剤に溶かした
容積割合で３０％程度のバインダー（結合剤）に混入し
てペースト状にする。また、図３に示すように、ステン
レス鋼板にセラミック基板２０を１個ずつ収納する複数
（例えば１０００個程度）の凹部からなる収納部４１を
等間隔に設けた焼成トレー４０を準備し、自動ガラスシ
ール形成装置５０に設けた循環コンベア６０上に載置す
る。焼成トレー４０の各収納部４１には、循環コンベア
６０上に設けた基板供給装置６１からセラミック基板２
０を収納する。そして、循環コンベア６０によって焼成
トレー４０を印刷ステージ６２に送り、図１（Ａ）に示
すように、網の目が１００メッシュ程度のスクリーン印
刷機６３によってガラスペースト１１を各セラミック基
板２０の枠部２２上に枠状に、例えば厚みが１０〜８０
μｍ程度になるように印刷する。印刷後に循環コンベア
６０によって焼成トレー４０を乾燥炉６４に送り、１０
０〜１２０℃で乾燥して溶剤を蒸発する。続いて循環コ
ンベア６０によって焼成トレー４０を３５０〜３８０℃
の焼成炉６５に５〜１０分入れてガラスペースト１１を
焼成、溶融する。焼成によりガラスペースト１１の厚み
は８０％程度減少するが、ガラスペースト１１内部の気
泡は蒸発して除去される。
シール１０を形成する方法について説明する。先ず、ガ
ラスペースト１１を準備する。ガラスペースト１１は、
低融点ガラスであるホウケイ酸鉛ガラス粉末、例えば結
晶性はんだガラスとして知られているホウケイ酸鉛ガラ
ス５０〜８０重量％を母材とし、例えばチタン酸鉛系等
のセラミック粉末２０〜５０重量％との混合物を、アク
リル系樹脂又はニトロセルローズを有機溶剤に溶かした
容積割合で３０％程度のバインダー（結合剤）に混入し
てペースト状にする。また、図３に示すように、ステン
レス鋼板にセラミック基板２０を１個ずつ収納する複数
（例えば１０００個程度）の凹部からなる収納部４１を
等間隔に設けた焼成トレー４０を準備し、自動ガラスシ
ール形成装置５０に設けた循環コンベア６０上に載置す
る。焼成トレー４０の各収納部４１には、循環コンベア
６０上に設けた基板供給装置６１からセラミック基板２
０を収納する。そして、循環コンベア６０によって焼成
トレー４０を印刷ステージ６２に送り、図１（Ａ）に示
すように、網の目が１００メッシュ程度のスクリーン印
刷機６３によってガラスペースト１１を各セラミック基
板２０の枠部２２上に枠状に、例えば厚みが１０〜８０
μｍ程度になるように印刷する。印刷後に循環コンベア
６０によって焼成トレー４０を乾燥炉６４に送り、１０
０〜１２０℃で乾燥して溶剤を蒸発する。続いて循環コ
ンベア６０によって焼成トレー４０を３５０〜３８０℃
の焼成炉６５に５〜１０分入れてガラスペースト１１を
焼成、溶融する。焼成によりガラスペースト１１の厚み
は８０％程度減少するが、ガラスペースト１１内部の気
泡は蒸発して除去される。
【０００８】焼成炉６５を出たセラミック基板２０は循
環コンベア６０上で冷却され、取出しステージ６６を通
り越して、再び印刷ステージ６２に自動的に運ばれ、図
１（Ｂ）に示すように、順次印刷、乾燥、焼成の工程を
行う。これを３〜４回繰り返すことにより、図１（Ｃ）
に示すように、所定の厚み、例えば０．２５ｍｍ程度の
枠状ガラスシール１０を形成する。印刷、乾燥、焼成の
工程を所定回数完了して枠状ガラスシール１０を形成し
た後、取出しステージ６６で焼成トレー４０からセラミ
ック基板２０を取外し、セラミック基板２０を次の素子
搭載ステージ（図示しない）に送る。空の焼成トレー４
０は基板供給装置６１に送られ、基板供給装置６１によ
って焼成トレー４０の収納部４１に新しい複数のセラミ
ック基板２０を収納し、枠状ガラスシール１０の形成を
繰り返す。
環コンベア６０上で冷却され、取出しステージ６６を通
り越して、再び印刷ステージ６２に自動的に運ばれ、図
１（Ｂ）に示すように、順次印刷、乾燥、焼成の工程を
行う。これを３〜４回繰り返すことにより、図１（Ｃ）
に示すように、所定の厚み、例えば０．２５ｍｍ程度の
枠状ガラスシール１０を形成する。印刷、乾燥、焼成の
工程を所定回数完了して枠状ガラスシール１０を形成し
た後、取出しステージ６６で焼成トレー４０からセラミ
ック基板２０を取外し、セラミック基板２０を次の素子
搭載ステージ（図示しない）に送る。空の焼成トレー４
０は基板供給装置６１に送られ、基板供給装置６１によ
って焼成トレー４０の収納部４１に新しい複数のセラミ
ック基板２０を収納し、枠状ガラスシール１０の形成を
繰り返す。
【０００９】このように、ガラスペースト１１を印刷、
乾燥する毎に焼成することによってガラスペーストの気
泡を除去するので、複数回印刷、乾燥、焼成を繰り返し
て、０．２〜０．３ｍｍ程度に積み重ねて形成したガラ
スシールの気泡は確実に除去することができる。また、
印刷、焼成の工程は循環コンベア６０によって繰り返し
行うことが出来るので、印刷の都度焼成を行う工程を繰
り返しても、人手がかからず、自動化が可能である。な
お、ガラスペースト１１を低融点ガラスとセラミック粉
末の混合物をバインダーに溶かして作成することによ
り、このガラスペースト１１によって形成される枠状ガ
ラスシール１０は融点（粘度が１０4 ＣＰＳとなる作用
温度）が３５０℃程度になり、熱膨張率はセラミックス
の熱膨張率に近い値（例えば７〜８×１０-6）になる。
したがって、ガラスペースト１１によって形成された枠
状ガラスシール１０は、融点が低く、作業性が良くな
り、しかも、熱膨張率はセラミックスの熱膨張率に近い
値にすることが出来るので、セラミック基板２０の温度
が変化しても、枠状ガラスシール１０が変形して剥離し
たり破損することがない。
乾燥する毎に焼成することによってガラスペーストの気
泡を除去するので、複数回印刷、乾燥、焼成を繰り返し
て、０．２〜０．３ｍｍ程度に積み重ねて形成したガラ
スシールの気泡は確実に除去することができる。また、
印刷、焼成の工程は循環コンベア６０によって繰り返し
行うことが出来るので、印刷の都度焼成を行う工程を繰
り返しても、人手がかからず、自動化が可能である。な
お、ガラスペースト１１を低融点ガラスとセラミック粉
末の混合物をバインダーに溶かして作成することによ
り、このガラスペースト１１によって形成される枠状ガ
ラスシール１０は融点（粘度が１０4 ＣＰＳとなる作用
温度）が３５０℃程度になり、熱膨張率はセラミックス
の熱膨張率に近い値（例えば７〜８×１０-6）になる。
したがって、ガラスペースト１１によって形成された枠
状ガラスシール１０は、融点が低く、作業性が良くな
り、しかも、熱膨張率はセラミックスの熱膨張率に近い
値にすることが出来るので、セラミック基板２０の温度
が変化しても、枠状ガラスシール１０が変形して剥離し
たり破損することがない。
【００１０】
【実施例】ここで、自動ガラスシール形成装置５０を使
用して枠状ガラスシールを形成した実験の結果を説明す
る。セラミック基板は、Ａｌ2 Ｏ2 が８５重量％のもの
を用い、ガラスペーストは、例えばＰｂＯが８５重量
％、Ｂ2 Ｏ3 が１２重量％、ＳｉＯ2 が１．０重量％、
Ａｌ2 Ｏ3 が０．５重量％、ＺｎＯが１．４重量％、Ｂ
ｉ2 Ｏ3 が０．１重量％のホウケイ酸鉛ガラス粉末を母
材として使用した。そして、このようなホウケイ酸鉛ガ
ラスを７０重量％、チタン酸鉛系、コージェライト系、
ウーレマイト系又は酸化錫固溶体系などのセラミック粉
末を３０重量％として混合したものを、アクリル系樹脂
（例えば５重量％）を有機溶剤に溶かした３０容積％の
バインダーに混入してペースト状に形成した。印刷は網
の目を１００メッシュとしてスクリーン印刷し、乾燥温
度１２０℃で乾燥、焼成温度３５０℃で焼成する工程を
４回繰り返した。ガラスペーストの厚みは０．２５ｍｍ
に形成し、各焼成回数後の気孔率を１０００個のテスト
ピースについて測定した。気孔率は、焼成後の枠状ガラ
スシールの断面を顕微鏡で観察し、不良となる気孔が存
在するか否かを調べ、全体のテストピースの数に対する
気孔の存在するテストピースの割合を気孔率として表し
た。その結果、焼成回数と気孔率（％）との関係は、次
の表１の通りであった。
用して枠状ガラスシールを形成した実験の結果を説明す
る。セラミック基板は、Ａｌ2 Ｏ2 が８５重量％のもの
を用い、ガラスペーストは、例えばＰｂＯが８５重量
％、Ｂ2 Ｏ3 が１２重量％、ＳｉＯ2 が１．０重量％、
Ａｌ2 Ｏ3 が０．５重量％、ＺｎＯが１．４重量％、Ｂ
ｉ2 Ｏ3 が０．１重量％のホウケイ酸鉛ガラス粉末を母
材として使用した。そして、このようなホウケイ酸鉛ガ
ラスを７０重量％、チタン酸鉛系、コージェライト系、
ウーレマイト系又は酸化錫固溶体系などのセラミック粉
末を３０重量％として混合したものを、アクリル系樹脂
（例えば５重量％）を有機溶剤に溶かした３０容積％の
バインダーに混入してペースト状に形成した。印刷は網
の目を１００メッシュとしてスクリーン印刷し、乾燥温
度１２０℃で乾燥、焼成温度３５０℃で焼成する工程を
４回繰り返した。ガラスペーストの厚みは０．２５ｍｍ
に形成し、各焼成回数後の気孔率を１０００個のテスト
ピースについて測定した。気孔率は、焼成後の枠状ガラ
スシールの断面を顕微鏡で観察し、不良となる気孔が存
在するか否かを調べ、全体のテストピースの数に対する
気孔の存在するテストピースの割合を気孔率として表し
た。その結果、焼成回数と気孔率（％）との関係は、次
の表１の通りであった。
【００１１】
【表１】
【００１２】この結果、４回の印刷、乾燥、焼成の繰り
返しを行い、気孔率は初回の印刷、乾燥、焼成工程では
１５％であったのに対し、４回目の工程では３％に低減
し、初回の工程の５分の１になった。また、１０００個
のテストピースを１グループとして１０グループについ
て、ヘリウムガスのリーク量（例えば、１０-10 ｃｃＡ
ｔｍ／ｓｅｃ以下であれば合格）を調べるテスト封止テ
ストを行った結果、不良率は０％であった。なお、従来
のガラスペーストを０．２５ｍｍの厚みに印刷し、１回
の焼成を行ったものでは、３〜５％の不良率であった。
このように、ガラスペーストをスクリーン印刷する度に
焼成を行うことにより、気泡の発生を防ぐことができ、
微小素子のセラミックパッケージでも高い真空度を維持
できることがわかった。
返しを行い、気孔率は初回の印刷、乾燥、焼成工程では
１５％であったのに対し、４回目の工程では３％に低減
し、初回の工程の５分の１になった。また、１０００個
のテストピースを１グループとして１０グループについ
て、ヘリウムガスのリーク量（例えば、１０-10 ｃｃＡ
ｔｍ／ｓｅｃ以下であれば合格）を調べるテスト封止テ
ストを行った結果、不良率は０％であった。なお、従来
のガラスペーストを０．２５ｍｍの厚みに印刷し、１回
の焼成を行ったものでは、３〜５％の不良率であった。
このように、ガラスペーストをスクリーン印刷する度に
焼成を行うことにより、気泡の発生を防ぐことができ、
微小素子のセラミックパッケージでも高い真空度を維持
できることがわかった。
【００１３】
【発明の効果】請求項１、２記載の枠状ガラスシールの
形成方法においては、枠状ガラスシールは、スクリーン
印刷によりガラスペーストをセラミック基板に薄く印刷
し、１００〜１２０℃で乾燥し、更に２００〜３９０℃
で焼成する工程を、複数回繰り返すことによって所定厚
みの枠状ガラスシールを形成するので、１回ごとに形成
するガラスペーストの厚みが薄いために簡単に気泡が破
れて、中の気体が消滅する。その上に、更にガラスペー
ストを印刷、焼成し、これを例えば３〜４回繰り返す
と、０．２５〜０．３ｍｍ程度に形成したガラスシール
には気泡は殆ど残ることはなく、微小素子を搭載する小
型のセラミックパッケージでも高い真空度を維持でき
る。
形成方法においては、枠状ガラスシールは、スクリーン
印刷によりガラスペーストをセラミック基板に薄く印刷
し、１００〜１２０℃で乾燥し、更に２００〜３９０℃
で焼成する工程を、複数回繰り返すことによって所定厚
みの枠状ガラスシールを形成するので、１回ごとに形成
するガラスペーストの厚みが薄いために簡単に気泡が破
れて、中の気体が消滅する。その上に、更にガラスペー
ストを印刷、焼成し、これを例えば３〜４回繰り返す
と、０．２５〜０．３ｍｍ程度に形成したガラスシール
には気泡は殆ど残ることはなく、微小素子を搭載する小
型のセラミックパッケージでも高い真空度を維持でき
る。
【００１４】特に、請求項２記載の枠状ガラスシールの
形成方法においては、ガラスペーストはホウケイ酸鉛ガ
ラス粉末を母材とした低融点ガラスとセラミック粉をバ
インダーに混合してペースト状にしているので、このよ
うなガラスペーストによって形成された枠状ガラスシー
ルは、融点が低く、作業性がよくなり、しかも、熱膨張
率はセラミックスの熱膨張率に近い値にすることが出
来、セラミック基板の温度が変化しても、枠状ガラスシ
ールが変形して剥離したり破損することがなく、高品
質、低コストで枠状ガラスシールを形成することができ
る。
形成方法においては、ガラスペーストはホウケイ酸鉛ガ
ラス粉末を母材とした低融点ガラスとセラミック粉をバ
インダーに混合してペースト状にしているので、このよ
うなガラスペーストによって形成された枠状ガラスシー
ルは、融点が低く、作業性がよくなり、しかも、熱膨張
率はセラミックスの熱膨張率に近い値にすることが出
来、セラミック基板の温度が変化しても、枠状ガラスシ
ールが変形して剥離したり破損することがなく、高品
質、低コストで枠状ガラスシールを形成することができ
る。
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ本発明の一
実施の形態に係る枠状ガラスシールの形成方法の製造工
程を示す側断面図である。
実施の形態に係る枠状ガラスシールの形成方法の製造工
程を示す側断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同枠状ガラスシール
の形成方法に用いたセラミック基板に素子を搭載した状
態を示す平面図、側断面図である。
の形成方法に用いたセラミック基板に素子を搭載した状
態を示す平面図、側断面図である。
【図３】同枠状ガラスシールの形成方法に用いる製造設
備の構成を示す平面図である。
備の構成を示す平面図である。
１０：枠状ガラスシール、１１：ガラスペースト、２
０：セラミック基板、２１：素子搭載部、２２：枠部、
３０：水晶振動子、３１：蓋部材、４０：焼成トレー、
４１：収納部、５０：自動ガラスシール形成装置、６
０：循環コンベア、６１：基板供給装置、６２：印刷ス
テージ、６３：スクリーン印刷機、６４：乾燥炉、６
５：焼成炉、６６：取出しステージ
０：セラミック基板、２１：素子搭載部、２２：枠部、
３０：水晶振動子、３１：蓋部材、４０：焼成トレー、
４１：収納部、５０：自動ガラスシール形成装置、６
０：循環コンベア、６１：基板供給装置、６２：印刷ス
テージ、６３：スクリーン印刷機、６４：乾燥炉、６
５：焼成炉、６６：取出しステージ
Claims (2)
- 【請求項１】 中央部に素子搭載部を有するセラミック
基板の表面周囲に形成する枠状ガラスシールの形成方法
であって、前記枠状ガラスシールは、スクリーン印刷に
よりガラスペーストを前記セラミック基板に薄く印刷
し、１００〜１２０℃で乾燥し、更に２００〜３９０℃
で焼成する工程を、複数回繰り返すことによって所定厚
みの前記枠状ガラスシールを形成することを特徴とする
枠状ガラスシールの形成方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の枠状ガラスシールの形成
方法において、前記ガラスペーストはホウケイ酸鉛ガラ
ス粉末を母材とした低融点ガラスと、セラミック粉末と
をバインダーに混合してペースト状にしたことを特徴と
する枠状ガラスシールの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11137284A JP2000332140A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 枠状ガラスシールの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11137284A JP2000332140A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 枠状ガラスシールの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000332140A true JP2000332140A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15195096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11137284A Pending JP2000332140A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 枠状ガラスシールの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000332140A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007073771A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Kyoritsu Elex Co Ltd | 発光ダイオードや発光ダイオード用パッケージなどの電子部品並びにその製造方法 |
| JP2008086004A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-04-10 | Seiko Instruments Inc | 電子デバイスの製造方法、電子デバイス、発振器および電子機器 |
| JP2009141581A (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Seiko Instruments Inc | パッケージの製造方法、パッケージ、電子デバイス、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計 |
| WO2009104293A1 (ja) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | セイコーインスツル株式会社 | 圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計 |
| CN102594291A (zh) * | 2012-03-02 | 2012-07-18 | 厦门克莱斯特电子有限公司 | 一种石英谐振器盖板的玻璃封焊方法 |
| JP2015012452A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | 水晶デバイス |
| US9370106B2 (en) | 2012-08-18 | 2016-06-14 | Seiko Epson Corporation | Method for producing package, method for producing electronic device, and electronic device |
-
1999
- 1999-05-18 JP JP11137284A patent/JP2000332140A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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