JP2001185656A - Method for manufacturing hermetically sealed electronic component - Google Patents

Method for manufacturing hermetically sealed electronic component

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JP2001185656A
JP2001185656A JP36788199A JP36788199A JP2001185656A JP 2001185656 A JP2001185656 A JP 2001185656A JP 36788199 A JP36788199 A JP 36788199A JP 36788199 A JP36788199 A JP 36788199A JP 2001185656 A JP2001185656 A JP 2001185656A
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gas
electronic component
sealing
manufacturing
package
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Masato Nunokawa
真人 布川
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Kyocera Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a hermetically sealed electronic component capable of simplifying manufacturing steps, reducing its cost and manufacturing in a mass production. SOLUTION: The method for manufacturing the hermetically sealed electronic component comprises a temporarily sealing step 11 of sealing the part of a cover 4 in a package 2, a gas injecting step 12 of injecting a mixed gas in a cavity 21 from the site of the cover 4 not sealed in a mixed gas atmosphere of a first gas 17 (one type of inert gas selected from the air, N2 and an Ar) and a second gas 18 (He), a completely sealing step 14 of sealing the site of the cover not sealed in the first gas atmosphere, and a leakage hole detecting step 20 of detecting the second gas and extracting a leakage hole fault component.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動子、IC
チップ等の電子部品素子を外装ケース(パッケージ)に
収納し、そのキャビティ開口を気密的に封止した気密型
電子部品及びその製造方法に関するものである。
The present invention relates to a crystal oscillator, an IC,
The present invention relates to a hermetic electronic component in which an electronic component element such as a chip is housed in an outer case (package) and a cavity opening thereof is hermetically sealed, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体部品等の電子部品素子では、その
素子自体が外気にさらされると、経時変化を起こし、特
性的に大きな変化を起こしてしまう場合があり、このよ
うな異常を防ぐために、パッケージ内部にN2等の安価
なガスを封入し、1×10-8atm・cc/sec程度の高い気
密性で部品素子を封止して電子部品を製造していた。ま
た、その後の工程では、ケースが密閉できたかどうかの
試験が必要となり、様々なリーク穴を想定して、リーク
穴検出試験を行っていた。
2. Description of the Related Art When an electronic component element such as a semiconductor component is exposed to the outside air, the element itself may change with time and cause a large change in characteristics. In order to prevent such abnormalities, An inexpensive gas such as N 2 is sealed in the package, and the component element is sealed with high airtightness of about 1 × 10 −8 atm · cc / sec to manufacture an electronic component. Further, in the subsequent steps, it is necessary to test whether or not the case was able to be sealed, and a leak hole detection test was performed assuming various leak holes.

【0003】この気密封止の方法及びリーク穴検出方法
の一例を図5により説明する。図5は、例えば圧電素子
の1つである水晶振動子をセラミックパッケージに収納
し、金属製蓋体で気密封止した電子部品装置である水晶
発振子の断面図である。
An example of the hermetic sealing method and the leak hole detecting method will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a crystal resonator, which is an electronic component device in which a crystal resonator, which is one of the piezoelectric elements, is housed in a ceramic package and hermetically sealed with a metal lid.

【0004】例えば、水晶発振子は、水晶振動子53、
セラミックパッケージ52、金属製蓋体54とから主に
構成されている。セラミックパッケージ52には、平板
状のセラミック層52a、枠体状のセラミック層52
b,52cが積層して、全体として、上面が開口したキ
ャビティー部521が形成されている。このキャビティ
ー部521の内壁面には、水晶振動子53を固定し、且
つ電気的な接続を達成する段差部522が形成されてい
る。
For example, a crystal oscillator is a crystal oscillator 53,
It is mainly composed of a ceramic package 52 and a metal lid 54. The ceramic package 52 includes a plate-like ceramic layer 52a, a frame-like ceramic layer 52a.
b and 52c are laminated to form a cavity portion 521 having an open top surface as a whole. On the inner wall surface of the cavity portion 521, a step portion 522 for fixing the crystal oscillator 53 and achieving electrical connection is formed.

【0005】また、セラミックパッケージ52のキャビ
ティー部521の開口周囲には、シールリングなどの封
止用導体57が配置されている。例えば、封止用導体5
7は、キャビティー部521の開口周囲に被着形成した
封止用導体膜上にろう付けなどにより固定されている。
[0005] A sealing conductor 57 such as a seal ring is arranged around the opening of the cavity 521 of the ceramic package 52. For example, the sealing conductor 5
Numeral 7 is fixed by brazing or the like on the sealing conductor film formed around the opening of the cavity 521.

【0006】また、この封止用導体57の上面側には、
メッキ手法により形成されたメッキ層が被着されてい
る。さらに、セラミックパッケージ52のキャビティー
部521を封止する金属製蓋体54は、両面にNiによ
りメッキ層が形成されている。
On the upper surface side of the sealing conductor 57,
A plating layer formed by a plating technique is applied. Further, the metal lid 54 for sealing the cavity 521 of the ceramic package 52 has a plating layer formed of Ni on both surfaces.

【0007】まず、上述の構成のセラミックパッケージ
52に形成されたキャビティー部521内に、水晶振動
子53を収納する。その後、N2雰囲気の中、又は真空
中で、封止用導体57上に、金属製蓋体54を載置し、
両者をシーム溶接等により封着する。この場合、水晶発
振子の内部にはN2が封入されているか、又は真空にな
っている。
First, a quartz oscillator 53 is housed in a cavity 521 formed in the ceramic package 52 having the above-described structure. Thereafter, the metal lid 54 is placed on the sealing conductor 57 in an N 2 atmosphere or in a vacuum,
Both are sealed by seam welding or the like. In this case, N 2 is sealed in the inside of the crystal oscillator, or a vacuum is created.

【0008】次にリーク穴検出試験を行う。この検出試
験はHeガスを内部に注入してリーク穴を検出する方法
が一般的に行われている。即ち、図6に示すようにリー
ク穴検出用のHeガスを注入するために、Heガス注入
用容器63に水晶発振子61を少量入れた後、そのHe
ガス注入用容器63内にHeガス64を充填し、4〜5
気圧程に2〜3時間かけて加圧する。
Next, a leak hole detection test is performed. In this detection test, a method of detecting a leak hole by injecting He gas into the inside is generally performed. That is, as shown in FIG. 6, in order to inject He gas for leak hole detection, a small amount of the crystal oscillator 61 is put in the He gas injection container 63, and then the He gas is injected.
The gas injection container 63 is filled with He gas 64, and 4 to 5
Pressurize to about atmospheric pressure over 2-3 hours.

【0009】すると、気密された部品であっても、内外
圧力差に応じて、Heガス64が微少リーク穴62より
進入する。次に、Heガス64を検出するHeリーク検
出器の容器65に入れると、1気圧差のもとで、1秒間
に1ccの気体が通過する穴についての単位を1atm・c
c/sec.とすると、1×10-8atm・cc/sec程度以上の大
きさの穴がある水晶発振子61をHeガス検出用吸引口
66からHeを検出することができる。
Then, the He gas 64 enters through the minute leak hole 62 in accordance with the pressure difference between the inside and outside, even if the part is airtight. Next, when put into a container 65 of a He leak detector for detecting the He gas 64, the unit for the hole through which 1 cc of gas passes per second under 1 atmospheric pressure difference is 1 atm · c.
c / sec., He can be detected from the He gas detection suction port 66 of the crystal oscillator 61 having a hole having a size of about 1 × 10 −8 atm · cc / sec or more.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
水晶発振器のリーク穴検出試験において、Heを注入す
る際に水晶発振器自体を4〜5気圧かけて2〜3時間加
圧する工程を有しているために連続生産することができ
ないばかりか、He注入の際に用いる容器を準備しなけ
ればならず、購入コストがかかるという問題点を有して
いた。
However, the above-described test for detecting a leak hole of a crystal oscillator has a step of pressurizing the crystal oscillator itself at 4 to 5 atmospheres for 2 to 3 hours when injecting He. Therefore, not only cannot continuous production be performed, but also a container used for He injection must be prepared, which has a problem that the purchase cost is high.

【0011】一方、特開昭58−210644に示すよ
うに、セラミックパッケージ52のキャビティー部52
1内に、電子部品素子を収納した後に、He雰囲気中で
キャビティー部521の開口を金属製蓋体54で封止
し、両者をシーム溶接等により封着することにより、予
め、キャビティ部521内にHeガスを注入しておく方
法が開示されている。
On the other hand, as shown in JP-A-58-210644, a cavity 52 of a ceramic package 52 is provided.
1, the opening of the cavity 521 is sealed with a metal lid 54 in a He atmosphere, and the two are sealed by seam welding or the like, so that the cavity 521 is prepared in advance. A method of injecting He gas into the inside is disclosed.

【0012】この構成によれば、電子部品自体を加圧す
る工程を省略してHeリーク検出器にてリーク穴を検出
することができ、これにより、生産効率を向上させるこ
とができるものである。
According to this configuration, the step of pressing the electronic component itself can be omitted, and the leak hole can be detected by the He leak detector, whereby the production efficiency can be improved.

【0013】しかしながら、電子部品を内部に配置する
槽内にHeガスを充満させて封止作業を行うためにリー
ク穴検出用のトレーサガスであるHeガスを大量に消費
し、コストが上がるという問題点を有していた。
[0013] However, a problem is that a large amount of He gas, which is a tracer gas for detecting leak holes, is consumed in order to perform sealing work by filling a tank in which electronic components are disposed with He gas, thereby increasing costs. Had a point.

【0014】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、本発明は、Heガスの消費量を極力少なく
してリーク穴検出試験が行える気密型電子部品の製造方
法を提供することにある。
The present invention has been devised in view of the above problems, and the present invention provides a method for manufacturing an airtight electronic component capable of performing a leak hole detection test while minimizing He gas consumption. Is to do.

【0015】また、本発明の他の目的は、リーク穴検出
試験を行なう前に電子部品を加圧することなく、工程を
簡略化し、かつ、リーク穴検出試験の誤検知を少なくし
た気密型電子部品の製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a hermetic electronic component which simplifies the process and reduces erroneous detection of the leak hole detection test without pressurizing the electronic component before performing the leak hole detection test. It is to provide a manufacturing method of.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、パッケージ内に電子部品素子を気密に収
納して成る気密型電子部品の製造方法において、前記パ
ッケージ内に前記電子部品素子を収納後、前記パッケー
ジの開口の一部を前記蓋体で封止する仮封止工程と、該
仮封止工程後、湿度30%以下の空気,N2,Arのう
ちの一つからなる第1のガス及びHeからなる第2のガ
スの混合ガス雰囲気下で、前記パッケージの開口を封止
していない部位から前記混合ガスを注入するガス注入工
程と、前記第1のガス雰囲気中で、封止していない前記
パッケージの開口を完全に封止する完全密封工程とから
成ることを特徴とする気密型電子部品の製造方法を提供
する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a method for manufacturing an airtight electronic component in which electronic components are hermetically housed in a package. After housing the element, a temporary sealing step of sealing a part of the opening of the package with the lid, and after the temporary sealing step, one of air, N 2 , and Ar having a humidity of 30% or less. A gas injection step of injecting the mixed gas from a portion of the package not sealing the opening under a mixed gas atmosphere of a first gas and a second gas of He; And a complete sealing step of completely sealing the unsealed opening of the package.

【0017】本発明の構成によれば、完全に蓋体をパッ
ケージに密封する完全密封工程において、湿度30%以
下の空気,N2,Arから選ばれる1種の不活性ガス雰囲
気下で完全密封が行われるために、リーク穴を検出する
工程で使用するHeガスの使用量を極力抑えることがで
き、これにより、製造コストの増大を防止することがで
きる。
According to the structure of the present invention, in the complete sealing step of completely sealing the lid to the package, the lid is completely sealed in an atmosphere of one kind of inert gas selected from air, N 2 , and Ar having a humidity of 30% or less. Is performed, the amount of He gas used in the step of detecting a leak hole can be minimized, whereby an increase in manufacturing cost can be prevented.

【0018】また、ガス注入工程において、第2のガス
であるHeガスを混合ガスの1〜25%としたために、
さらに製造コストの増大を防ぐだけでなく、その後の仮
封止工程〜完全密封工程の間にパッケージ内部からHe
ガスの流出を抑えることができ、これにより、次のリー
ク穴検出工程の際に完全密封工程で流出したHeガスを
間違って検出することが防止され、その結果、リーク穴
検出工程を完全密封工程に連続して行うことができる。
従って、生産効率が向上する。
Further, in the gas injection step, the He gas as the second gas is set to 1 to 25% of the mixed gas.
In addition to preventing an increase in manufacturing cost, He is also used to remove He from inside the package during the subsequent temporary sealing step to complete sealing step.
Gas outflow can be suppressed, thereby preventing erroneous detection of He gas flowing out in the complete sealing step in the next leak hole detecting step. As a result, the leak hole detecting step can be performed in the complete sealing step. Can be performed continuously.
Therefore, production efficiency is improved.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の気密型電子部品の
製造方法について図面を用いて説明する。なお、以下
は、気密型電子部品の一例として水晶発振子を用いて説
明するものとする。まず、水晶発振子の構成について説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing an airtight electronic component according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Hereinafter, a description will be given using a crystal oscillator as an example of an airtight electronic component. First, the configuration of the crystal oscillator will be described.

【0020】図1は、水晶発振子の断面図であり、図2
は水晶発振子を封止する状態を示した図であり、図3は
水晶発振子の製造工程について順を追って示した図であ
る。図1において水晶発振子1は、セラミックパッケー
ジ2、電子部品素子である水晶振動子3、金属製蓋体4
で主に構成されている。
FIG. 1 is a sectional view of a crystal oscillator, and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a state in which the crystal oscillator is sealed, and FIG. 3 is a diagram sequentially showing a manufacturing process of the crystal oscillator. In FIG. 1, a crystal oscillator 1 includes a ceramic package 2, a crystal oscillator 3 as an electronic component element, and a metal lid 4.
It is mainly composed of

【0021】このようなセラミックパッケージ2は、周
知の多層配線基板の技術を用いて形成されている。例え
ば、セラミックパッケージ2は、平板状のセラミック層
2a、中央部が開口したセラミック層2b、2cとが積
層してなり、セラミック層2bの開口面積が、セラミッ
ク層2cの開口形状に比較して小さくなって構成されて
いる。これにより、セラミックパッケージ2は、上面開
口を有するキャビティ21が形成されるとともに、上述
のセラミック層2bと2cの開口寸法の違いから、キャ
ビティ21の内壁面には段差部22、23が形成され
る。ここで、段差部22は、不図示であるが水晶振動子
3が機械的に固定及び電気的に接続される電極パッドと
セラミックパッケージ2の底面には、不図示であるが上
記電極パッドに導通する端子電極とが形成されている。
Such a ceramic package 2 is formed by using a well-known multilayer wiring board technique. For example, the ceramic package 2 is formed by laminating a plate-shaped ceramic layer 2a and ceramic layers 2b and 2c having an opening at the center, and the opening area of the ceramic layer 2b is smaller than the opening shape of the ceramic layer 2c. It is configured. Thus, the ceramic package 2 has the cavity 21 having the upper surface opening, and the steps 22 and 23 are formed on the inner wall surface of the cavity 21 due to the difference in the opening size between the ceramic layers 2b and 2c. . Here, the step 22 is electrically connected to the electrode pad (not shown) on the bottom surface of the ceramic package 2 and an electrode pad (not shown) to which the crystal unit 3 is mechanically fixed and electrically connected. Terminal electrodes are formed.

【0022】また、セラミックパッケージ2のキャビテ
ィ21の開口周囲に封止用導体5が形成され、封止用導
体5上には、42アロイやコバール、リン青銅などの封
止用導体膜が被着されている。
A sealing conductor 5 is formed around the opening of the cavity 21 of the ceramic package 2, and a sealing conductor film such as 42 alloy, Kovar, phosphor bronze, etc. is deposited on the sealing conductor 5. Have been.

【0023】このような電極パッド、端子電極、封止用
導体膜は、所定セラミックグリーンシートにモリブデン
やタングステンなどの高融点金属材料から成る導電性ペ
ーストを充填印刷するとともに、シート表面に所定形状
に導電性ペーストを印刷する。その後、セラミックグリ
ーンシートを積層圧着した後、所定雰囲気で焼成するこ
とにより形成される。なお、上述の形成方法は、グリー
ンシートの積層による方法で示したが、これに限定され
ず、例えば、セラミック粉末によるプレス成型で形成し
ても良い。
Such an electrode pad, terminal electrode, and sealing conductor film are formed by filling a predetermined ceramic green sheet with a conductive paste made of a high melting point metal material such as molybdenum or tungsten, and forming a predetermined shape on the sheet surface. Print conductive paste. Thereafter, the ceramic green sheets are laminated and pressed, and then fired in a predetermined atmosphere. Although the above-described forming method has been described by a method of laminating green sheets, the present invention is not limited to this, and may be formed by, for example, press molding using ceramic powder.

【0024】水晶振動子3は、所定結晶軸でカットされ
た短冊状の水晶基板と、該水晶基板の両主面に形成され
る励振電極と、該励振電極から水晶基板の一方の端部に
延びる引き出し電極を具備している。
The quartz oscillator 3 is a rectangular quartz substrate cut along a predetermined crystal axis, excitation electrodes formed on both main surfaces of the quartz substrate, and one end of the quartz substrate from the excitation electrode. An extended lead electrode is provided.

【0025】金属製蓋体4は、蓋体本体となる矩形状の
金属板と、その金属板の表面に被着したメッキ層とから
構成されている。例えば、金属板は50〜100μmの
厚みであり、表面メッキ層は、厚み5〜15μmのNi
メッキなどで構成されている。
The metal cover 4 is composed of a rectangular metal plate serving as a cover main body, and a plating layer adhered to the surface of the metal plate. For example, the metal plate has a thickness of 50 to 100 μm, and the surface plating layer has a thickness of 5 to 15 μm.
It is composed of plating.

【0026】このような金属製蓋体4は、セラミックパ
ッケージ2の上面に固定し封止用導体5に載置した時、
その外縁の一部が、金属製蓋体4の周囲から露出するよ
うな寸法となっている。この外縁の露出幅dは50〜3
00μm程度露出させることが望ましい。露出幅が50
μm未満では、この金属製蓋体4の端面部分に適正なフ
ィレットが形成されず溶着状態を目視にて確認すること
が困難となる。また、露出幅が300μmを超えるとキ
ャビティ21の壁面と金属製蓋体4の端面との距離が小
さくなり、セラミックパッケージ2にクラックが発生し
やすくなる。
When such a metal lid 4 is fixed on the upper surface of the ceramic package 2 and placed on the sealing conductor 5,
A part of the outer edge is dimensioned so as to be exposed from the periphery of the metal lid 4. The exposed width d of this outer edge is 50 to 3
It is desirable to expose about 00 μm. Exposure width is 50
If it is less than μm, an appropriate fillet is not formed at the end face portion of the metal lid 4, and it is difficult to visually confirm the welded state. If the exposed width exceeds 300 μm, the distance between the wall surface of the cavity 21 and the end surface of the metal lid 4 becomes small, and cracks are easily generated in the ceramic package 2.

【0027】以上の構成の水晶発振子1によれば、その
キャビティ21内には第1のガスと第2のガスとの混合
ガスが封入されている。第1のガスとしては安全で安価
なガス、即ち、空気,N2,Arから1種が選択される。
また、第2のガスとしてはHeが用いられる。
According to the crystal oscillator 1 having the above-described structure, the cavity 21 is filled with a mixed gas of the first gas and the second gas. As the first gas, a safe and inexpensive gas, that is, one selected from air, N 2 , and Ar is selected.
He is used as the second gas.

【0028】なお、全てのガスについて、水蒸気を多く
含むと水晶発振子の信頼性を大きく低下させてしまうた
めに、空気,N2,Arについては湿度を、例えば30
%以下と低くしたものが用いられ、さらに好ましくは湿
度0〜20%が良い。この30%を上回ると、励振電極
が汚染され特性が経時的に変化してしまう。
It should be noted that if all the gases contain a large amount of water vapor, the reliability of the crystal oscillator is greatly reduced. Therefore, the humidity of air, N 2 and Ar is set to, for example, 30.
% Or less, more preferably 0 to 20% humidity. If the ratio exceeds 30%, the excitation electrode is contaminated and the characteristics change over time.

【0029】次に本発明の気密型電子部品の製造方法に
ついて説明する。まず、セラミックパッケージ2を用意
し、そのキャビティ21の段差部上に形成した電極パッ
ドにAgを含有する導電性樹脂ペーストを供給し、水晶
振動子3の引き出し電極が電極パッドと接続するよう
に、導電性樹脂ペーストに、水晶振動子3を載置する。
そして、導電性樹脂ペーストを硬化して、セラミックパ
ッケージ2に水晶振動子3を固定する。
Next, a method for manufacturing an airtight electronic component of the present invention will be described. First, a ceramic package 2 is prepared, a conductive resin paste containing Ag is supplied to an electrode pad formed on a step portion of the cavity 21, and a lead electrode of the crystal unit 3 is connected to the electrode pad. The quartz oscillator 3 is placed on the conductive resin paste.
Then, the conductive resin paste is cured, and the crystal resonator 3 is fixed to the ceramic package 2.

【0030】次に、水晶振動子3の周波数調整した後、
金属製蓋体4をセラミックパッケージ2の封止用導体5
上に載置する。その後、図2に示すシーム溶接器9が金
属製蓋体4の周囲にローラヘッド9aが当接して溶接が
行われ、これにより、水晶振動子3が収納されたキャビ
ティ21を気密封止するのだが、以下に示すように、3
段階に分けて封止を行なう。
Next, after adjusting the frequency of the crystal resonator 3,
The metal lid 4 is connected to the sealing conductor 5 of the ceramic package 2.
Place on top. Thereafter, the seam welder 9 shown in FIG. 2 is brought into contact with the roller head 9a around the metal lid 4 to perform welding, thereby hermetically sealing the cavity 21 in which the quartz oscillator 3 is housed. However, as shown below,
Sealing is performed in stages.

【0031】まず、第1の段階として、仮密封室11
(仮封止工程)で作業を行う。即ち、シーム溶接器9に
より金属製蓋体4をセラミックパッケージ2に接合させ
る。この場合、金属製蓋体4の周囲全体を封止せず、一
部分を封止してなる。従って、封止しない金属製蓋体4
の部位は穴あき状態なっている。
First, as the first stage, the temporary sealing chamber 11
The work is performed in (temporary sealing step). That is, the metal lid 4 is joined to the ceramic package 2 by the seam welder 9. In this case, the entire periphery of the metal lid 4 is not sealed, but a part is sealed. Therefore, the metal lid 4 which is not sealed
Is a perforated state.

【0032】その後、第2の段階として、減圧室12
(ガス注入工程)で作業を行う。即ち、減圧室12にて
真空減圧をおこなう。この時には、減圧室12内に配置
した水晶発振子1内部(キャビティ21内部)の空気は
吸い出されて真空状態となる。この後、N2ガスとリー
ク検出用のHeガスを一定比率で減圧室12内に注入す
る。この時、水晶発振子1の内部にはN2ガスとHeガ
スの混合ガスが進入する。
Then, as a second stage, the pressure reducing chamber 12
The operation is performed in (gas injection step). That is, vacuum decompression is performed in the decompression chamber 12. At this time, the air inside the crystal oscillator 1 (the inside of the cavity 21) arranged in the decompression chamber 12 is sucked out and brought into a vacuum state. Thereafter, N2 gas and He gas for leak detection are injected into the decompression chamber 12 at a constant ratio. At this time, a mixed gas of N 2 gas and He gas enters the inside of the crystal oscillator 1.

【0033】第3の段階として、減圧室12とは境界壁
13を介して併設された密封室14(完全密封工程)に
移る。移る際は境界壁13が適宜開閉させながら移動す
る。密封室14は、減圧室12でHeガスと同時に注入
した第1のガスと同じガス、例えば、N2ガス等で充満さ
れており、その雰囲気下で金属製蓋体4の残された一部
分の穴を気密する。その後、密封室14と境界壁15を
介して併設された予備室16に移動させる。これも同様
に境界壁15を適宜開閉させながら移動する。この予備
室16にて水晶発振子1を減圧した状態から大気圧の状
態に戻して取り出す。これにより、水晶発振子1は内部
のキャビティ21に第1のガス、例えばN2ガスとHeガ
スが注入された状態で完成する。
As a third step, the process proceeds to a sealed chamber 14 (complete sealing step) provided adjacent to the decompression chamber 12 via a boundary wall 13. When moving, the boundary wall 13 moves while opening and closing appropriately. The sealed chamber 14 is filled with the same gas as the first gas injected simultaneously with the He gas in the decompression chamber 12, for example, N 2 gas or the like, and under the atmosphere, a part of the remaining metal lid 4 is left. Seal the hole. After that, it is moved to the auxiliary chamber 16 provided side by side through the sealed chamber 14 and the boundary wall 15. This also moves while opening and closing the boundary wall 15 appropriately. In the preliminary chamber 16, the crystal oscillator 1 is returned from the reduced pressure state to the atmospheric pressure state and taken out. As a result, the crystal oscillator 1 is completed in a state where the first gas, for example, the N 2 gas and the He gas are injected into the internal cavity 21.

【0034】次に、予備室16の直後にHeリーク穴検
出器を用いて、リーク穴検出試験を行なう工程が入る。
水晶発振子1を予備室16から出してHeリーク検出器
へ入るようにするとともに真空減圧後にHe検出を行な
う。このリーク穴検出試験はHeガスのみを検知して、
1気圧差のもとで、1秒間に1ccの気体が通過する穴
があった場合に単位を1atm・cc/sec.とすると、1×
10-8atm・cc/sec程度以上の大きさの穴がある水晶発
振子1からでるHeガスを検出するものである。
Next, immediately after the preliminary chamber 16, a step of performing a leak hole detection test using a He leak hole detector is performed.
The crystal oscillator 1 is taken out of the preparatory chamber 16 to enter the He leak detector, and He is detected after decompression in vacuum. This leak hole detection test detects only He gas,
If there is a hole through which 1 cc of gas passes per second under a pressure difference of 1 atmosphere, the unit is 1 atm · cc / sec.
This is for detecting He gas emitted from the crystal oscillator 1 having a hole having a size of about 10 −8 atm · cc / sec or more.

【0035】なお、仮封止室11で行われる封止状況と
しては、最低限、金属製蓋体がシールリングに1個所以
上で仮止めされていればよい。しかし、より好ましく
は、金属製蓋体の周囲における各辺のうち、3辺は完全
に封止し、かつ、それ以外の1辺は封止させないように
するのが好ましい。その際、一辺のうち0.1mm以上、
最大では1辺の全てにわたって封止させずにいる方が良
い。その理由としては原子量の小さいHeを入れたまま
穴空き状態にしておくため、Heが外部に漏れにくくし
なければならないためである。
The condition of the sealing performed in the temporary sealing chamber 11 may be at least as long as the metal lid is temporarily fixed to the seal ring at one or more places. However, more preferably, among the sides around the metal lid, it is preferable that three sides are completely sealed and one other side is not sealed. At that time, 0.1mm or more of one side,
At the maximum, it is better not to seal all over one side. The reason for this is that in order to keep He with a small atomic weight in a hole and leave it, it is necessary to make He hard to leak to the outside.

【0036】なお、減圧室12に注入する混合ガスの
内、Heが占める割合は1〜25%が好ましく、より好
ましくは、1〜20%とするのが良い。この理由は、注
入するHeの比率が1%未満では最終工程であるリーク
穴検出試験においてHeを検出することが困難となる。
また、注入するHeの比率が25%を超えると、空気等
の雰囲気中で行われる完全密封工程でHeが漏れてしま
う場合があり、もしもHeが漏れて完全密封工程で入り
込んでしまった場合、引き続いて、水晶振動子のリーク
穴検出試験を行なっても、図4に示すように、誤判定を
起こしてしまうことがある。誤判定を避けようとする
と、リーク穴検出試験器の距離を十分おいて試験をしな
ければならず、それによって、工程、設備を分けなけれ
ばならなくなる。
The proportion of He in the mixed gas injected into the decompression chamber 12 is preferably 1 to 25%, more preferably 1 to 20%. The reason is that if the ratio of He to be injected is less than 1%, it becomes difficult to detect He in the leak hole detection test which is the final step.
If the ratio of He to be injected exceeds 25%, He may leak in the complete sealing process performed in an atmosphere such as air, and if He leaks and enters the complete sealing process, Subsequently, even if a leak hole detection test of the crystal unit is performed, an erroneous determination may occur as shown in FIG. In order to avoid an erroneous determination, the test must be performed with a sufficient distance from the leak hole detection tester, and accordingly, the process and equipment must be separated.

【0037】しかしながら、混合ガスの内、Heガスを
全体の25%以下にすると、例えば、完全密封工程の直
後にリーク穴検出器を設置しても誤判定が軽減されHe
リーク検出器まで一連の工程をライン化し、さらに生産
の効率を上げることも可能になる。なお、混合ガス全体
の1〜20%以下にすることで、完全に誤判定がない製
造工程にすることができる。
However, if the He gas in the mixed gas is 25% or less of the whole gas, for example, even if a leak hole detector is installed immediately after the complete sealing step, erroneous determination is reduced and He gas is reduced.
It is also possible to line up a series of processes up to the leak detector, further improving production efficiency. By setting the content of the mixed gas to 1% to 20% or less, a manufacturing process in which erroneous determination is completely avoided can be achieved.

【0038】上述のように水晶発振子1を気密封止する
のは、もし気密封止されていないで外気にさらされてい
ると、経時変化を起こし、特性的に大きな変化が生じて
しまう。そのため、このような異常が起こることを防ぐ
ために、1×10-8atm・cc/sec.程度の高い気密性で
気密封止する方法をとっている。
As described above, if the crystal oscillator 1 is hermetically sealed, if it is not air-tightly sealed and is exposed to the outside air, it will change with time, causing a large change in characteristics. Therefore, in order to prevent such abnormalities from occurring, 1 × 10 −8 atm · cc / sec. A method of hermetically sealing with a high degree of hermeticity is employed.

【0039】また、上述のように、水晶発振子1を例に
説明してきたが、それ以外にも半導体素子やコンデンサ
ー等、その他の電子部品を同時にセラミックパッケージ
等の容器に配置・封入し、複合部品を形成させることも
できる。
As described above, the crystal oscillator 1 has been described as an example. In addition, other electronic components such as a semiconductor element and a capacitor are simultaneously placed and enclosed in a container such as a ceramic package to form a composite. Parts can also be formed.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上により、本発明の気密型電子部品の
製造方法によれば、蓋体の一部をパッケージに封止する
仮封止工程、第1のガス(湿度30%以下の空気,
2,Arから選ばれる1種の不活性ガス)と第2のガス
(He)の混合ガス雰囲気下で、封止していない蓋体の
部位からキャビティ内に混合ガスを注入するガス注入工
程、第1のガス雰囲気中で、封止していない蓋体の部位
を封止する完全密封工程とを順次行って製造される。従
って、完全に蓋体をパッケージに密封する完全密封工程
において、空気,N2,Arから選ばれる1種の不活性ガ
ス雰囲気下で完全密封が行われるために、Heガスの使
用量を極力抑えることができ、これにより、製造コスト
の増大を防止することができる、製品の低コスト化が実
現される。
As described above, according to the method for manufacturing an airtight electronic component of the present invention, a temporary sealing step of sealing a part of the lid in a package, the first gas (air having a humidity of 30% or less,
A gas injection step of injecting a mixed gas into the cavity from a part of the lid that is not sealed under a mixed gas atmosphere of one type of inert gas selected from N 2 and Ar) and a second gas (He). And a complete sealing step of sealing an unsealed portion of the lid in the first gas atmosphere. Therefore, in the complete sealing step of completely sealing the lid in the package, the complete sealing is performed in an atmosphere of one kind of inert gas selected from air, N 2 , and Ar, so that the amount of He gas used is minimized. As a result, a reduction in the cost of the product, which can prevent an increase in the manufacturing cost, is realized.

【0041】また、ガス注入工程において、第2のガス
であるHeガスを全体の1〜20%としたために、その
後の完全密封工程の際にキャビティ内部からHeガスの
流出を抑えることができ、これにより、次に続いて第2
のガスを検出してリーク穴不良品を抽出するリーク穴検
出工程を順次おこなっても完全密封工程で流出したHe
ガスを間違って検出することが防止され、その結果、リ
ーク穴検出工程を完全密封工程後に連続して行うことが
できる。従って、生産効率、歩留まり、生産に関わる費
用を最小限に抑えることができる。
Further, in the gas injection step, the He gas as the second gas is set to 1 to 20% of the whole, so that the outflow of the He gas from the inside of the cavity can be suppressed in the subsequent complete sealing step. This allows the second
Even if the leak hole detection step of detecting the gas of the above and extracting the leak hole defective product is sequentially performed, the He leaked out in the complete sealing step.
Incorrect detection of gas is prevented, so that the leak hole detection step can be performed continuously after the complete sealing step. Therefore, production efficiency, yield, and production costs can be minimized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の気密型電子部品である水晶発振子の断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a crystal oscillator that is an airtight electronic component of the present invention.

【図2】本発明の気密型電子部品である水晶発振子を封
止している状態を示す透過図である。
FIG. 2 is a transparent view showing a state in which a crystal oscillator which is an airtight electronic component of the present invention is sealed.

【図3】本発明の気密型電子部品である水晶発振子を封
止する製造工程を説明する図である。
FIG. 3 is a view for explaining a manufacturing process for sealing a crystal oscillator which is an airtight electronic component of the present invention.

【図4】He含有率とHeリーク検出器の誤判定率を示
したグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a He content rate and an erroneous determination rate of a He leak detector.

【図5】従来の気密型電子部品である水晶発振子の断面
図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a crystal oscillator which is a conventional hermetic electronic component.

【図6】従来の気密型電子部品である水晶発振子のHe
注入、及びHeリーク試験の状態を示す図である。
FIG. 6 shows a crystal oscillator He as a conventional hermetic electronic component.
It is a figure which shows the state of injection | pouring and a He leak test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・水晶振動子 2・・・セラミックパッケージ 3・・・水晶振動子 4・・・金属製蓋体 5・・・封止用導体(シールリング) 11・・・仮密封室 12・・・減圧室 13・・・境界壁 14・・・密封室 15・・・境界壁 16・・・予備室 17・・・N2ガス(第1のガス) 18・・・Heガス(第2のガス)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Crystal oscillator 2 ... Ceramic package 3 ... Crystal oscillator 4 ... Metal lid 5 ... Conductor for sealing (seal ring) 11 ... Temporary sealing room 12 ...・ Decompression chamber 13 ・ ・ ・ Boundary wall 14 ・ ・ ・ Sealed chamber 15 ・ ・ ・ Boundary wall 16 ・ ・ ・ Preparatory chamber 17 ・ ・ ・ N 2 gas (first gas) 18 ・ ・ ・ He gas (second gas) gas)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パッケージ内に電子部品素子を気密に収
納して成る気密型電子部品の製造方法において、 前記パッケージ内に前記電子部品素子を収納後、前記パ
ッケージの開口の一部を前記蓋体で封止する仮封止工程
と、 該仮封止工程後、湿度30%以下の空気,N2,Arの
うちの一つからなる第1のガス及びHeからなる第2の
ガスの混合ガス雰囲気下で、前記パッケージの開口を封
止していない部位から前記混合ガスを注入するガス注入
工程と、 前記第1のガス雰囲気中で、封止していない前記パッケ
ージの開口を完全に封止する完全密封工程とから成るこ
とを特徴とする気密型電子部品の製造方法。
1. A method for manufacturing an airtight electronic component in which an electronic component element is hermetically housed in a package, wherein after the electronic component element is housed in the package, a part of an opening of the package is partially covered with the lid. And a mixed gas of a first gas composed of one of air, N 2 , and Ar having a humidity of 30% or less and a second gas composed of He after the temporary sealing step. A gas injecting step of injecting the mixed gas from an unsealed portion of the package under an atmosphere; and completely sealing the unsealed opening of the package in the first gas atmosphere. A method for manufacturing an airtight electronic component, comprising:
【請求項2】 前記ガス注入工程における第2のガスは
前記混合ガスに対して1〜25%とすることを特徴とす
る請求項1記載の気密型電子部品の製造方法。
2. The method for manufacturing an airtight electronic component according to claim 1, wherein the second gas in the gas injection step is 1% to 25% of the mixed gas.
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Cited By (2)

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JP2003092813A (en) * 2001-09-19 2003-03-28 Mitsubishi Electric Corp Gas-insulated switch gear
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