JP2004172206A - 電子部品パッケージへのリッド溶接方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】溶接を容易且つ確実に品質良く行うことができ、またその真空（又は不活性ガス）封止が容易に安価に行なえる電子部品パッケージへのリッド溶接方法を提供すること。
【解決手段】電子部品パッケージ１０の周縁部１３上にリッド３０を載置することで収納部１１を塞ぎ、リッド３０の外周と周縁部１３間を溶接することで収納部１１内を密封する。溶接は、レーザ光をリッド３０の上方であってリッド３０の面に垂直な方向よりもリッド３０の外方に所定角度θ傾けた方向からリッド３０の外周辺３１に向けて照射することで行なう。リッド３０は矩形状であり、リッド３０の平行に対向する一対の外周辺３１，３１に一対のレーザ光を走らせて一次溶接した後に、リッド３０の平行に対向する他方の一対の外周辺３５，３５に一対のレーザ光を走らせて二次溶接して収納部１１内を密封する。
【選択図】 図４
【解決手段】電子部品パッケージ１０の周縁部１３上にリッド３０を載置することで収納部１１を塞ぎ、リッド３０の外周と周縁部１３間を溶接することで収納部１１内を密封する。溶接は、レーザ光をリッド３０の上方であってリッド３０の面に垂直な方向よりもリッド３０の外方に所定角度θ傾けた方向からリッド３０の外周辺３１に向けて照射することで行なう。リッド３０は矩形状であり、リッド３０の平行に対向する一対の外周辺３１，３１に一対のレーザ光を走らせて一次溶接した後に、リッド３０の平行に対向する他方の一対の外周辺３５，３５に一対のレーザ光を走らせて二次溶接して収納部１１内を密封する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品パッケージへのリッド溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水晶振動子，水晶発振器，水晶フィルタ等の圧電素子は、その電極を外気から保護する等の目的のため、電子部品パッケージ内に密封される。圧電素子を電子部品パッケージ内に封止する方法としては従来、電子部品パッケージの上面に設けた凹状の収納部内に圧電素子を収納・固定し、収納部周囲の周縁部上に収納部を塞ぐ平板状のリッドを載置して押え付け、その状態でリッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間を溶接する方法が用いられてきた。そしてこの溶接に用いられる一般的な溶接方法はシーム溶接である。
【０００３】
シーム溶接は、リッドの外周の溶接しようとしている部分にローラ電極を押し付けて移動することで行なわれる。しかしながらローラ電極の小型化には限界があるため、電子部品パッケージがさらに小型化された場合はこれに対応できないという問題があった。
【０００４】
これに対してレーザ光を用いた溶接は、リッドに対して非接触で溶接が行なえ、電子部品パッケージの小型化にも対応できる。しかしながら単にレーザ光をリッドの外周近傍に当ててこれを電子部品パッケージに溶接しようとしても、その溶接を容易且つ確実に品質良く行うことはできなかった。
【０００５】
一方電子部品パッケージが小型化されると、内部に封止した窒素ガスが圧電素子の動作に悪影響を及ぼす恐れがあるので、これを真空に置換することが行なわれている。しかしながら電子部品パッケージ内を真空封止する場合は、真空チャンバー内に溶接用の各種機器を収納しなければならないので、真空装置が大型化して高価な装置になってしまうという問題点もあった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−４６０７５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、電子部品パッケージが小型化してもその溶接を容易且つ確実に品質良く行うことができ、また電子部品パッケージの真空（又は不活性ガス）封止が容易に安価に行なえる電子部品パッケージへのリッド溶接方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本願の請求項１にかかる発明は、電子部品を収納する収納部を有する有底の電子部品パッケージの前記収納部周囲の周縁部上にリッドを載置することで収納部を塞ぎ、リッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間を溶接することで前記収納部内を密封する電子部品パッケージへのリッド溶接方法において、前記溶接はレーザー光によって行ない、且つこのレーザ光を、リッドの上方であってリッドの面に垂直な方向よりもリッドの外方に所定角度傾けた方向からリッドの外周辺又は外周側面に向けて照射することで前記溶接を行なうことを特徴とする電子部品パッケージへのリッド溶接方法にある。
【０００９】
また本願の請求項２にかかる発明は、電子部品を収納する収納部を有する有底の電子部品パッケージの前記収納部周囲の周縁部上にリッドを載置することで収納部を塞ぎ、リッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間を溶接することで前記収納部内を密封する電子部品パッケージへのリッド溶接方法において、前記リッドは矩形状であり、このリッドの平行に対向する一対の外周辺又は外周側面にレーザ光を走らせて一次溶接した後に、リッドの平行に対向する他方の一対の外周辺又は外周側面にレーザ光を走らせて二次溶接し、これによって前記収納部内を密封することを特徴とする電子部品パッケージへのリッド溶接方法にある。なお一台のレーザ溶接機本体から発射したレーザ光を複数に分岐し、分岐したレーザ光をそれぞれリッドの一次溶接と二次溶接とに用いれば、効率的である。
【００１０】
また本願の請求項３にかかる発明は、電子部品を収納する収納部を有する有底の電子部品パッケージの前記収納部周囲の周縁部上にリッドを載置することで収納部を塞ぎ、リッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間を溶接することで前記収納部内を密封する電子部品パッケージへのリッド溶接方法において、前記リッドの外周辺又は外周側面に一本のレーザ光を走らせて溶接することによって、前記収納部内を密封することを特徴とする電子部品パッケージへのリッド溶接方法にある。
【００１１】
また本願の請求項４にかかる発明は、前記リッドの外周辺又は外周側面へのレーザ光による溶接は、リッドの上部に設置した遮蔽板の開口部を介して行い、レーザ光の照射開始点は遮蔽板上であり、その後レーザ光を走査することで開口部内に導いてリッドの外周辺又は外周側面上を移動してこれを溶接した後に、遮蔽板上の照射終了点で前記走査を終了させることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の電子部品パッケージへのリッド溶接方法にある。
【００１２】
また本願の請求項５にかかる発明は、前記一次，二次溶接を不活性ガス雰囲気中又は真空中で行ない、これによって収納部内を真空又は不活性ガス充填状態で密封することを特徴とする請求項２又は３に記載の電子部品パッケージへのリッド溶接方法にある。
【００１３】
また本発明の請求項６にかかる発明は、電子部品パッケージとリッドとをレーザ光を透過する材質からなる窓を有する容器内に収納し、その窓を介してその外部からレーザ光をリッドの外周辺又は外周側面に照射することで溶接を行うことを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の電子部品パッケージへのリッド溶接方法にある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明を適用してなる電子部品パッケージへのリッド溶接装置１００の一例を示す全体概略構成図である。同図に示すようにこの電子部品パッケージへのリッド溶接装置１００は、窒素置換部１１０と、短手方向溶接部１２０と、窒素置換部１４０，１５０と、真空置換部１７０と、長手方向溶接部１８０と、真空置換部２００とを具備して構成されている。各室間はシャッター２１１，２１３，２１５，２１９，２２１，２２３，２２５，２２７，２２９，２３１によって開閉されるように構成されている。
【００１５】
窒素置換部１１０，１４０，１５０は窒素雰囲気と大気とを置換する部屋であり、真空置換部１７０は窒素雰囲気と真空とを置換する部屋であり、真空置換部２００は大気と真空とを置換する部屋である。
【００１６】
短手方向溶接部１２０は窒素雰囲気で密閉されており、その内部に搬送キャリア３００上に載置した溶接前の電子部品パッケージ１０を溶接キャリア３１０上に移し替えるキャリア間ワーク移動部１２１と、短手方向レーザ射出部１２３と、リッド供給装置１２５とを具備して構成されている。なお真空置換部２００の後段には溶接キャリア３１０上に載置した溶接終了後の電子部品パッケージ１０を搬送キャリア３００上に移し替えるキャリア間ワーク移動部２１０が設置されている。また長手方向溶接部１８０はレーザ光を透過する材質からなる窓（無反射ガラス製等）１８５を有する容器１８３内を真空にし、その窓１８５の上部に長手方向レーザ照射部１８１を設置して構成されている。
【００１７】
搬送キャリア３００はその上面に複数（例えば２列×２０個＝４０個）の電子部品パッケージ１０を載置できるように構成されており、ベルトコンベア等によって窒素置換部１１０、短手方向溶接部１２０、窒素置換部１４０、キャリア間ワーク移動部２１０を通過した後に外部に搬出される。一方溶接キャリア３１０もその上面に複数（例えば２列×２０個＝４０個）の電子部品パッケージ１０を位置決めした状態で載置できるように構成されており、ベルトコンベア等によって短手方向溶接部１２０、真空置換部１７０、長手方向溶接部１８０、真空置換部２００、キャリア間ワーク移動部２１０、窒素置換部１５０を通過して再び短手方向溶接部１２０に戻るように搬送される。
【００１８】
この電子部品パッケージへのリッド溶接装置１００の動作を説明すると、まずシャッター２１１を開いて装置外部から搬送キャリア３００を窒素置換部１１０内に搬入し、シャッター２１１を閉じてその内部を窒素ガスで置換した後、シャッター２１３を開いて短手方向溶接部１２０内のキャリア間ワーク移動部１２１近傍に移送する。ここでこの搬送キャリア３００上には、溶接前の電子部品パッケージ１０が複数（２列×２０個＝４０個）載置されている。
【００１９】
次に位置ａにおいて搬送キャリア３００に隣接するように溶接キャリア３１０を移動し、キャリア間ワーク移動部１２１に設置した図示しない吸着ヘッドによって搬送キャリア３００上の複数の電子部品パッケージ１０をそれぞれ溶接キャリア３１０上に移送して位置決めする。位置決め方法は種々あるが、例えば図２に示すように溶接キャリア３１０の表面にＬ字状に屈曲する位置決め突起３１１を設け（位置決め突起３１１は実際は２列×２０個＝４０個設けられている）、位置決め突起３１１の両辺に電子部品パッケージ１０の二つの辺を押し付けて当接することで機械的に位置決めする。位置決め方法はその他にも種々あり、例えば電子部品パッケージ１０を画像に撮影してその画像処理によって位置決めを行なってもよい。
【００２０】
図１に戻って電子部品パッケージ１０がなくなった搬送キャリア３００は、窒素置換部１４０を介してキャリア間ワーク移動部２１０近傍に搬送される。
【００２１】
一方電子部品パッケージ１０を載置した溶接キャリア３１０は短手方向レーザ射出部１２３に移送され、リッド供給装置１２５から一枚ずつ供給されるリッド３０を電子部品パッケージ１０の上に被せて一対の短手方向の辺を溶接する。短手方向レーザ射出部１２３は下記するレーザ光射出部８０，８０等を具備している。リッド供給装置１２５としては例えばパーツフィーダーやリッド３０を多数枚重ねて収納するリッドカセット等を用いる。図２は電子部品パッケージ１０上にリッド３０を載置する方法の一例を示す図である。前述したように溶接キャリア３１０の上面には複数の位置決め突起３１１が設けられており予め電子部品パッケージ１０の位置決めが行なわれている。一方リッド３０はリッド供給装置１２５によって一旦一枚ずつ図２に示す位置決め載置部１２７の上に載置され、位置決め載置部１２７表面に設けたＬ字状に屈曲する位置決め突起１２９の両辺にリッド３０の二つの辺を押し付けて当接することで位置決めする（もちろん他の各種方法によって位置決めしても良い）。
【００２２】
そしてリッド３０を吸着ヘッド４０に吸着して電子部品パッケージ１０上に移送して載置する。リッド３０と電子部品パッケージ１０は何れも予め位置決めされているので、たとえ両者の寸法が小さくても精度良く載置できる。吸着ヘッド４０の材質は、溶接時に熱を奪わないために断熱性セラミックやプリヒート用セラミックを用いることが好ましい。
【００２３】
ここで電子部品パッケージ１０はセラミックス製であり、圧電素子等の電子部品９０を収納する凹状有底の収納部１１を有し、その周囲の周縁部１３上には溶接を確実に行なうためのタングステンメタライズ層とニッケルメッキ層と金メッキ層が積層されている。なお周縁部１３上にはメタライズ層とニッケルメッキ層の上にコバール製のシールリングを設置する等、他の種々の積層構造としても良い。何れの積層構造でも本発明の溶接は行なえるが、シールリングを設置しない溶接の方が材料コスト、部品コストを安価にできる。一方リッド３０はコバール製であり、平板状で前記収納部１１を覆う寸法（電子部品パッケージ１０の外周寸法と同じ又はそれよりも小さい寸法）に形成され、その少なくとも下面にはニッケルメッキ層が形成されている。収納部１１内には予め圧電素子等の電子部品９０が収納され固定されている。
【００２４】
吸着ヘッド４０は、その下部に遮蔽板４１を固定している。遮蔽板４１は平板状の例えばリン青銅製であってその外形寸法をリッド３０の外形寸法よりも大きく形成し、その内部に開口部４３を設けて構成されている。開口部４３の幅はリッド３０の短手方向の長さとほぼ同一に形成され、これによって吸着ヘッド４０がリッド３０を吸着した際にリッド３０の短手方向の一対の外周辺３１，３１が開口部４３内に露出し且つこれら外周辺３１，３１の延長線上の両外側を塞ぐ寸法形状に形成されている。
【００２５】
図３はリッド３０の短手方向の溶接を行なう状態を示す概略斜視図であり、図４はその要部概略断面図である。但し図４では溶接キャリア３１０の記載を省略している。両図に示すようにこの溶接（一次溶接）は、吸着ヘッド４０によってリッド３０を電子部品パッケージ１０上に載置した状態のまま行なう。即ち吸着ヘッド４０によってリッド３０を電子部品パッケージ１０に押し付けて固定した状態で、遮蔽板４１の上方に設置した一対のレーザ光射出部８０，８０からレーザ光を発射し、発射されたレーザ光をそれぞれ開口部４３を介してリッド３０の短手方向の外周辺３１，３１に走査していく。走査は例えばレーザ光射出部８０，８０を短手方向に平行移動していくことによって行なう。このときレーザ光の照射開始点ｓ１は遮蔽板４１上にあり、その後レーザ光を走査することで開口部４３内に導かれてリッド３０の両外周辺３１，３１上を移動して両外周辺３１，３１を周縁部１３に溶接した後、さらに遮蔽板４１上まで移動して照射終了点ｓ２で走査を終了する。遮蔽板４１を設置したのは、レーザ照射不要部分にレーザ光が当たらないようにするためであり、また照射開始点ｓ１と照射終了点ｓ２とを遮蔽板４１上としたのは、レーザ照射開始及び終了時のレーザ光の不安定領域を塞ぐためである。なお他の手段によって正確にレーザ光をリッド３０の外周辺３１，３１に走査できるのであれば、遮蔽板４１は必ずしも必要ない。
【００２６】
またこの溶接においては、図３，図４に示すように、一対のレーザ光射出部８０，８０から発射されたレーザ光を、リッド３０の面に対して垂直上方よりもリッド３０の外方に所定角度θ（１°〜３０°）だけ傾けた方向からリッド３０の外周辺３１，３１に向けて照射することで前記溶接を行なうようにしている。このように構成したのは、リッド３０の側辺のみを効果的に加熱して確実な溶接ができるようにするためであると同時に、レーザの戻り光がレーザ光射出部８０，８０に入射しないようにするためである。即ちレーザ光を図４に点線矢印で示すように垂直上方から照射した場合は、リッド３０の厚み分全体を加熱した上でその下側の周縁部１３も加熱して溶接することとなるので大量の熱エネルギーが必要になるが、この実施の形態のようにリッド３０の外周辺３１，３１に向けて照射すると、外周側面３３，３３の表面を介してリッド３０を加熱した熱が即座に周縁部１３に伝達され、両者間の溶接が少ない熱エネルギーで確実に行なえるからである。従ってレーザ光を照射するのは、リッド３０の外周辺３１，３１の他に、リッド３０の外周側面３３，３３に対して行なってもよい。またリッド３０の外周辺３１（又は外周側面３３）を局部的に溶接するので、リッド３０下面と周縁部１３上面の当接面全体を溶接する他の溶接方法に比べて溶接時に飛び散るスプラッシュが収納部１１内に入り込みにくい。
【００２７】
なお場合によってはレーザ光を、リッド３０の面に対して垂直上方、又はリッド３０の面に対して垂直上方よりもリッド３０の内方に所定角度θ（１°〜３０°）だけ傾けた方向からリッド３０の外周辺３１，３１に向けて照射することで前記溶接を行なってもよい。
【００２８】
以上のようにして溶接キャリア３１０上に位置決め載置されていた全ての電子部品パッケージ１０上にリッド３０を溶接した後、この溶接キャリア３１０を図１に示すように真空置換部１７０を介して長手方向溶接部１８０を構成する容器１８３内のレーザ光を透過する材質からなる窓１８５の位置に搬送する。その窓１８５上には長手方向レーザ射出部１８１が位置する。長手方向レーザ射出部１８１は下記するレーザ光射出部８５，８５等を具備している。長手方向溶接部１８０を構成する容器１８３は真空なので、電子部品パッケージ１０の収納部１１内も真空に置換されている。
【００２９】
図５はリッド３０の長手方向の溶接を行なう状態を示す要部概略斜視図であり、図６はその要部概略断面図である。但し図５では容器１８３と窓１８５の記載を省略し、図６では溶接キャリア３１０の記載を省略している。図６に示すようにリッド３０を取り付けた電子部品パッケージ１０は、密閉された容器１８３内のレーザ光を透過する材質からなる窓１８５の下に溶接キャリア３１０上に載置された状態で位置し、窓１８５の上に長手方向レーザ射出部１８１のレーザ光射出部８５，８５を設置している。容器１８３内には、リッド３０上にある間隙を持った位置とそれ以外の待避位置との間を往復する遮蔽板４５及びそのアーム４７とが収納されている。この溶接（二次溶接）を行なう場合、既にリッド３０は電子部品パッケージ１０に溶接されているのでリッド３０を押える必要はない。そして遮蔽板４５の上方の窓１８５上に設置した一対のレーザ光射出部８５，８５から発射されたレーザ光を、それぞれ遮蔽板４５に設けた開口部４８を介してリッド３０の長手方向の外周辺３５，３５に走査していく。走査は例えばレーザ光射出部８５，８５を平行移動することによって行なう。このときレーザ光の照射開始点ｓ３は遮蔽板４５上にあり、その後レーザ光を走査することで開口部４８内に導かれてリッド３０の両外周辺３５，３５上を移動して両外周辺３５，３５を周縁部１３に溶接した後、さらに遮蔽板４５上まで移動して照射終了点ｓ４で走査を終了する。
【００３０】
またこの溶接においても前記一次溶接と同様に、一対のレーザ光射出部８５，８５から発射されたレーザ光を、リッド３０の面に対して垂直上方よりもリッド３０の外方に所定角度θ（１°〜３０°）だけ傾けた方向からリッド３０の外周辺３５，３５に向けて照射することで前記溶接を行なうようにしている。レーザ光を照射するのは、リッド３０の外周辺３５，３５の他に、リッド３０の外周側面３７，３７に対して行なってもよい。これによってリッド３０の外周四辺が全て確実に周縁部１３に溶接され、収納部１１内は真空状態で密封される。
【００３１】
ところで前記一次溶接においてレーザ光射出部８０，８０から発射されるレーザ光と、前記二次溶接においてレーザ光射出部８５，８５から発射されるレーザ光は、一台の図示しないレーザ溶接機本体より発射されたレーザ光を４分岐させたものである。即ち４分岐したレーザ光の内２分岐ずつをそれぞれ前記リッド３０の一次溶接と二次溶接とに用いている。また一次溶接と二次溶接におけるレーザ光の走査速度は同一としている。これによって全く同じ出力のレーザ光をリッド３０の各辺の溶接に用いることができ、各辺の溶接状態を全く均質にすることができる。
【００３２】
以上のようにして溶接キャリア３１０上に位置決め載置されていた全ての電子部品パッケージ１０上へのリッド３０の溶接が完了した後、この溶接キャリア３１０を図１に示すように真空置換部２００を介してキャリア間ワーク移動部２１０近傍に移動し、溶接キャリア３１０上の電子部品パッケージ１０を全て空の搬送キャリア３００上に図示しない搬送手段（例えば吸着ヘッド）によって移し替え、移し替えが完了した搬送キャリア３００を外部に取り出す。一方空になった溶接キャリア３１０は再び窒素置換部１５０を介して短手方向溶接部１２０内に搬送される。
【００３３】
ところで従来電子部品パッケージ１０の収納部１１内が確実に密閉されているか否かを検査する方法として、予め収納部１１内にヘリウムガスを導入しておき、その後この電子部品パッケージ１０を真空チャンバ内に導入して真空引きして排気の中にヘリウムガスが存在していたら密閉不良と判断する方法がある。そこでこの方法を用いる場合は、収納部１１内を真空状態で密封するのではなく、前記長手方向溶接部１８０内にヘリウムガス（ヘリウムガスと窒素ガスの混合ガス）を充填することで収納部１１内にヘリウムガス（ヘリウムガスと窒素ガスの混合ガス）を充填・密封するようにしても良い。
【００３４】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば上記実施の形態においては、収納部１１内を真空又はヘリウムガスを充填したが、その代わりに二次溶接を窒素ガス雰囲気内で行なうことで、窒素ガスを充填するようにしても良い。また上記実施の形態では窒素ガスを用いたが、その代わりに他の不活性ガスを用いても良い。また本発明を用いてリッドを電子部品パッケージへ仮溶接のみ行ない（例えば一次溶接のみを仮固定として行ない）、本溶接についてはパラレルシーム溶接を用いても良い。
【００３５】
また上記実施の形態では、矩形状のリッド３０の平行に対向する一対の外周辺３１，３１又は外周側面３３，３３にレーザ光を走らせて一次溶接した後に、リッド３０の平行に対向する他方の一対の外周辺３５，３５又は外周側面３７，３７にレーザ光を走らせて二次溶接し、これによって収納部１１内を密封するようにしたが、その代わりに、リッド３０の全外周辺３１，３１，３５，３５又は全外周側面３３，３３，３７，３７に沿って全体に一本のレーザ光をリング状に走らせて溶接することによって、収納部１１内を密封するようにしてもよい。
【００３６】
また上記実施の形態では、リッド３０の上部に遮蔽板４１，４５を設置したが、遮蔽板４１，４５を設置せず、直接リッド３０の外周辺３１，３５又は外周側面３３，３７上の所定のポイントからポイントまで必要な部分にレーザ光を照射して溶接するようにしても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば以下のような優れた効果を有する。
▲１▼レーザ光を、リッドの上方であってリッドの面に垂直な方向よりもリッドの外方に所定角度傾けた方向からリッドの外周辺又は外周側面に向けて照射することでリッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間の溶接を行なうので、リッドの側面を局部的に効果的に溶かして確実な溶接ができ、同時にレーザの戻り光のレーザ光源への入射を防止できる。
【００３８】
▲２▼矩形状のリッドの平行に対向する一対の外周辺又は外周側面にレーザ光を走らせて一次溶接した後に、リッドの平行に対向する他方の一対の外周辺又は外周側面にレーザ光を走らせて二次溶接し、これによって電子部品パッケージの収納部内を密封することとしたので、効率的に溶接できる。
【００３９】
▲３▼リッドの外周辺又は外周側面へのレーザ光による溶接を、遮蔽板の開口部を介して行ったので、リッド周辺部に不要な熱をかけることなく、溶接したい部分だけ確実に溶接することができる。
【００４０】
▲４▼レーザ光の照射開始点と照射終了点を遮蔽板上としたので、レーザ照射開始及び終了時のレーザ光の不安定領域での溶接を防止でき、確実な溶接が実現できる。
【００４１】
▲５▼一次，二次溶接を不活性ガス雰囲気中又は真空中で行ない、これによって収納部内を真空又は不活性ガス充填状態で密封するので、容易且つ確実に収納部内を真空又は所望の不活性ガス充填状態で密封することができる。
【００４２】
▲６▼電子部品パッケージとリッドとをレーザ光を透過する材質からなる窓を有する容器内に収納し、その窓を介してその外部からレーザ光をリッドの外周辺又は外周側面に照射することで溶接を行うようにすれば、レーザ照射装置を容器の外部に設置できて容器の小型化が図れ、装置設備の小型化、コストダウンが図れる。特に予め一次溶接によって電子部品パッケージとリッド間を溶接して仮固定しておいた場合は、二次溶接の際はリッドの吸着手段などは不要で吸着手段などを容器内に設置する必要はなく、さらに装置の小型化、簡略化、低コスト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる電子部品パッケージへのリッド溶接装置１００の全体概略構成図である。
【図２】電子部品パッケージ１０上にリッド３０を載置する方法の一例を示す図である。
【図３】リッド３０の短手方向の溶接を行なう状態を示す要部概略斜視図である。
【図４】リッド３０の短手方向の溶接を行なう状態を示す要部概略断面図である。
【図５】リッド３０の長手方向の溶接を行なう状態を示す要部概略斜視図である。
【図６】リッド３０の長手方向の溶接を行なう状態を示す要部概略断面図である。
【符号の説明】
１００ 電子部品パッケージへのリッド溶接装置
１１０ 窒素置換部
１２０ 短手方向溶接部
１２１ キャリア間ワーク移動部
１２３ 短手方向レーザ射出部
１２５ リッド供給装置
１２７ 位置決め載置部
１２９ 位置決め突起
１４０，１５０ 窒素置換部
１７０ 真空置換部
１８０ 長手方向溶接部
１８１ 長手方向レーザ射出部
１８３ 容器
１８５ 窓
２００ 真空置換部
２１０ キャリア間ワーク移動部
２１１，２１３，２１５，２１９，２２１，２２３，２２５，２２７，２２９，２３１ シャッター
３００ 搬送キャリア
３１０ 溶接キャリア
３１１ 位置決め突起
１０ 電子部品パッケージ
１１ 収納部
１３ 周縁部
３０ リッド
３１ 外周辺
３３ 外周側面
３５ 外周辺
３７ 外周側面
４０ 吸着ヘッド
４１ 遮蔽板
４３ 開口部
ｓ１ 照射開始点
ｓ２ 照射終了点
４５ 遮蔽板
４８ 開口部
ｓ３ 照射開始点
ｓ４ 照射終了点
８０，８５ レーザ光射出部
９０ 電子部品
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品パッケージへのリッド溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水晶振動子，水晶発振器，水晶フィルタ等の圧電素子は、その電極を外気から保護する等の目的のため、電子部品パッケージ内に密封される。圧電素子を電子部品パッケージ内に封止する方法としては従来、電子部品パッケージの上面に設けた凹状の収納部内に圧電素子を収納・固定し、収納部周囲の周縁部上に収納部を塞ぐ平板状のリッドを載置して押え付け、その状態でリッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間を溶接する方法が用いられてきた。そしてこの溶接に用いられる一般的な溶接方法はシーム溶接である。
【０００３】
シーム溶接は、リッドの外周の溶接しようとしている部分にローラ電極を押し付けて移動することで行なわれる。しかしながらローラ電極の小型化には限界があるため、電子部品パッケージがさらに小型化された場合はこれに対応できないという問題があった。
【０００４】
これに対してレーザ光を用いた溶接は、リッドに対して非接触で溶接が行なえ、電子部品パッケージの小型化にも対応できる。しかしながら単にレーザ光をリッドの外周近傍に当ててこれを電子部品パッケージに溶接しようとしても、その溶接を容易且つ確実に品質良く行うことはできなかった。
【０００５】
一方電子部品パッケージが小型化されると、内部に封止した窒素ガスが圧電素子の動作に悪影響を及ぼす恐れがあるので、これを真空に置換することが行なわれている。しかしながら電子部品パッケージ内を真空封止する場合は、真空チャンバー内に溶接用の各種機器を収納しなければならないので、真空装置が大型化して高価な装置になってしまうという問題点もあった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−４６０７５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、電子部品パッケージが小型化してもその溶接を容易且つ確実に品質良く行うことができ、また電子部品パッケージの真空（又は不活性ガス）封止が容易に安価に行なえる電子部品パッケージへのリッド溶接方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本願の請求項１にかかる発明は、電子部品を収納する収納部を有する有底の電子部品パッケージの前記収納部周囲の周縁部上にリッドを載置することで収納部を塞ぎ、リッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間を溶接することで前記収納部内を密封する電子部品パッケージへのリッド溶接方法において、前記溶接はレーザー光によって行ない、且つこのレーザ光を、リッドの上方であってリッドの面に垂直な方向よりもリッドの外方に所定角度傾けた方向からリッドの外周辺又は外周側面に向けて照射することで前記溶接を行なうことを特徴とする電子部品パッケージへのリッド溶接方法にある。
【０００９】
また本願の請求項２にかかる発明は、電子部品を収納する収納部を有する有底の電子部品パッケージの前記収納部周囲の周縁部上にリッドを載置することで収納部を塞ぎ、リッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間を溶接することで前記収納部内を密封する電子部品パッケージへのリッド溶接方法において、前記リッドは矩形状であり、このリッドの平行に対向する一対の外周辺又は外周側面にレーザ光を走らせて一次溶接した後に、リッドの平行に対向する他方の一対の外周辺又は外周側面にレーザ光を走らせて二次溶接し、これによって前記収納部内を密封することを特徴とする電子部品パッケージへのリッド溶接方法にある。なお一台のレーザ溶接機本体から発射したレーザ光を複数に分岐し、分岐したレーザ光をそれぞれリッドの一次溶接と二次溶接とに用いれば、効率的である。
【００１０】
また本願の請求項３にかかる発明は、電子部品を収納する収納部を有する有底の電子部品パッケージの前記収納部周囲の周縁部上にリッドを載置することで収納部を塞ぎ、リッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間を溶接することで前記収納部内を密封する電子部品パッケージへのリッド溶接方法において、前記リッドの外周辺又は外周側面に一本のレーザ光を走らせて溶接することによって、前記収納部内を密封することを特徴とする電子部品パッケージへのリッド溶接方法にある。
【００１１】
また本願の請求項４にかかる発明は、前記リッドの外周辺又は外周側面へのレーザ光による溶接は、リッドの上部に設置した遮蔽板の開口部を介して行い、レーザ光の照射開始点は遮蔽板上であり、その後レーザ光を走査することで開口部内に導いてリッドの外周辺又は外周側面上を移動してこれを溶接した後に、遮蔽板上の照射終了点で前記走査を終了させることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の電子部品パッケージへのリッド溶接方法にある。
【００１２】
また本願の請求項５にかかる発明は、前記一次，二次溶接を不活性ガス雰囲気中又は真空中で行ない、これによって収納部内を真空又は不活性ガス充填状態で密封することを特徴とする請求項２又は３に記載の電子部品パッケージへのリッド溶接方法にある。
【００１３】
また本発明の請求項６にかかる発明は、電子部品パッケージとリッドとをレーザ光を透過する材質からなる窓を有する容器内に収納し、その窓を介してその外部からレーザ光をリッドの外周辺又は外周側面に照射することで溶接を行うことを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の電子部品パッケージへのリッド溶接方法にある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明を適用してなる電子部品パッケージへのリッド溶接装置１００の一例を示す全体概略構成図である。同図に示すようにこの電子部品パッケージへのリッド溶接装置１００は、窒素置換部１１０と、短手方向溶接部１２０と、窒素置換部１４０，１５０と、真空置換部１７０と、長手方向溶接部１８０と、真空置換部２００とを具備して構成されている。各室間はシャッター２１１，２１３，２１５，２１９，２２１，２２３，２２５，２２７，２２９，２３１によって開閉されるように構成されている。
【００１５】
窒素置換部１１０，１４０，１５０は窒素雰囲気と大気とを置換する部屋であり、真空置換部１７０は窒素雰囲気と真空とを置換する部屋であり、真空置換部２００は大気と真空とを置換する部屋である。
【００１６】
短手方向溶接部１２０は窒素雰囲気で密閉されており、その内部に搬送キャリア３００上に載置した溶接前の電子部品パッケージ１０を溶接キャリア３１０上に移し替えるキャリア間ワーク移動部１２１と、短手方向レーザ射出部１２３と、リッド供給装置１２５とを具備して構成されている。なお真空置換部２００の後段には溶接キャリア３１０上に載置した溶接終了後の電子部品パッケージ１０を搬送キャリア３００上に移し替えるキャリア間ワーク移動部２１０が設置されている。また長手方向溶接部１８０はレーザ光を透過する材質からなる窓（無反射ガラス製等）１８５を有する容器１８３内を真空にし、その窓１８５の上部に長手方向レーザ照射部１８１を設置して構成されている。
【００１７】
搬送キャリア３００はその上面に複数（例えば２列×２０個＝４０個）の電子部品パッケージ１０を載置できるように構成されており、ベルトコンベア等によって窒素置換部１１０、短手方向溶接部１２０、窒素置換部１４０、キャリア間ワーク移動部２１０を通過した後に外部に搬出される。一方溶接キャリア３１０もその上面に複数（例えば２列×２０個＝４０個）の電子部品パッケージ１０を位置決めした状態で載置できるように構成されており、ベルトコンベア等によって短手方向溶接部１２０、真空置換部１７０、長手方向溶接部１８０、真空置換部２００、キャリア間ワーク移動部２１０、窒素置換部１５０を通過して再び短手方向溶接部１２０に戻るように搬送される。
【００１８】
この電子部品パッケージへのリッド溶接装置１００の動作を説明すると、まずシャッター２１１を開いて装置外部から搬送キャリア３００を窒素置換部１１０内に搬入し、シャッター２１１を閉じてその内部を窒素ガスで置換した後、シャッター２１３を開いて短手方向溶接部１２０内のキャリア間ワーク移動部１２１近傍に移送する。ここでこの搬送キャリア３００上には、溶接前の電子部品パッケージ１０が複数（２列×２０個＝４０個）載置されている。
【００１９】
次に位置ａにおいて搬送キャリア３００に隣接するように溶接キャリア３１０を移動し、キャリア間ワーク移動部１２１に設置した図示しない吸着ヘッドによって搬送キャリア３００上の複数の電子部品パッケージ１０をそれぞれ溶接キャリア３１０上に移送して位置決めする。位置決め方法は種々あるが、例えば図２に示すように溶接キャリア３１０の表面にＬ字状に屈曲する位置決め突起３１１を設け（位置決め突起３１１は実際は２列×２０個＝４０個設けられている）、位置決め突起３１１の両辺に電子部品パッケージ１０の二つの辺を押し付けて当接することで機械的に位置決めする。位置決め方法はその他にも種々あり、例えば電子部品パッケージ１０を画像に撮影してその画像処理によって位置決めを行なってもよい。
【００２０】
図１に戻って電子部品パッケージ１０がなくなった搬送キャリア３００は、窒素置換部１４０を介してキャリア間ワーク移動部２１０近傍に搬送される。
【００２１】
一方電子部品パッケージ１０を載置した溶接キャリア３１０は短手方向レーザ射出部１２３に移送され、リッド供給装置１２５から一枚ずつ供給されるリッド３０を電子部品パッケージ１０の上に被せて一対の短手方向の辺を溶接する。短手方向レーザ射出部１２３は下記するレーザ光射出部８０，８０等を具備している。リッド供給装置１２５としては例えばパーツフィーダーやリッド３０を多数枚重ねて収納するリッドカセット等を用いる。図２は電子部品パッケージ１０上にリッド３０を載置する方法の一例を示す図である。前述したように溶接キャリア３１０の上面には複数の位置決め突起３１１が設けられており予め電子部品パッケージ１０の位置決めが行なわれている。一方リッド３０はリッド供給装置１２５によって一旦一枚ずつ図２に示す位置決め載置部１２７の上に載置され、位置決め載置部１２７表面に設けたＬ字状に屈曲する位置決め突起１２９の両辺にリッド３０の二つの辺を押し付けて当接することで位置決めする（もちろん他の各種方法によって位置決めしても良い）。
【００２２】
そしてリッド３０を吸着ヘッド４０に吸着して電子部品パッケージ１０上に移送して載置する。リッド３０と電子部品パッケージ１０は何れも予め位置決めされているので、たとえ両者の寸法が小さくても精度良く載置できる。吸着ヘッド４０の材質は、溶接時に熱を奪わないために断熱性セラミックやプリヒート用セラミックを用いることが好ましい。
【００２３】
ここで電子部品パッケージ１０はセラミックス製であり、圧電素子等の電子部品９０を収納する凹状有底の収納部１１を有し、その周囲の周縁部１３上には溶接を確実に行なうためのタングステンメタライズ層とニッケルメッキ層と金メッキ層が積層されている。なお周縁部１３上にはメタライズ層とニッケルメッキ層の上にコバール製のシールリングを設置する等、他の種々の積層構造としても良い。何れの積層構造でも本発明の溶接は行なえるが、シールリングを設置しない溶接の方が材料コスト、部品コストを安価にできる。一方リッド３０はコバール製であり、平板状で前記収納部１１を覆う寸法（電子部品パッケージ１０の外周寸法と同じ又はそれよりも小さい寸法）に形成され、その少なくとも下面にはニッケルメッキ層が形成されている。収納部１１内には予め圧電素子等の電子部品９０が収納され固定されている。
【００２４】
吸着ヘッド４０は、その下部に遮蔽板４１を固定している。遮蔽板４１は平板状の例えばリン青銅製であってその外形寸法をリッド３０の外形寸法よりも大きく形成し、その内部に開口部４３を設けて構成されている。開口部４３の幅はリッド３０の短手方向の長さとほぼ同一に形成され、これによって吸着ヘッド４０がリッド３０を吸着した際にリッド３０の短手方向の一対の外周辺３１，３１が開口部４３内に露出し且つこれら外周辺３１，３１の延長線上の両外側を塞ぐ寸法形状に形成されている。
【００２５】
図３はリッド３０の短手方向の溶接を行なう状態を示す概略斜視図であり、図４はその要部概略断面図である。但し図４では溶接キャリア３１０の記載を省略している。両図に示すようにこの溶接（一次溶接）は、吸着ヘッド４０によってリッド３０を電子部品パッケージ１０上に載置した状態のまま行なう。即ち吸着ヘッド４０によってリッド３０を電子部品パッケージ１０に押し付けて固定した状態で、遮蔽板４１の上方に設置した一対のレーザ光射出部８０，８０からレーザ光を発射し、発射されたレーザ光をそれぞれ開口部４３を介してリッド３０の短手方向の外周辺３１，３１に走査していく。走査は例えばレーザ光射出部８０，８０を短手方向に平行移動していくことによって行なう。このときレーザ光の照射開始点ｓ１は遮蔽板４１上にあり、その後レーザ光を走査することで開口部４３内に導かれてリッド３０の両外周辺３１，３１上を移動して両外周辺３１，３１を周縁部１３に溶接した後、さらに遮蔽板４１上まで移動して照射終了点ｓ２で走査を終了する。遮蔽板４１を設置したのは、レーザ照射不要部分にレーザ光が当たらないようにするためであり、また照射開始点ｓ１と照射終了点ｓ２とを遮蔽板４１上としたのは、レーザ照射開始及び終了時のレーザ光の不安定領域を塞ぐためである。なお他の手段によって正確にレーザ光をリッド３０の外周辺３１，３１に走査できるのであれば、遮蔽板４１は必ずしも必要ない。
【００２６】
またこの溶接においては、図３，図４に示すように、一対のレーザ光射出部８０，８０から発射されたレーザ光を、リッド３０の面に対して垂直上方よりもリッド３０の外方に所定角度θ（１°〜３０°）だけ傾けた方向からリッド３０の外周辺３１，３１に向けて照射することで前記溶接を行なうようにしている。このように構成したのは、リッド３０の側辺のみを効果的に加熱して確実な溶接ができるようにするためであると同時に、レーザの戻り光がレーザ光射出部８０，８０に入射しないようにするためである。即ちレーザ光を図４に点線矢印で示すように垂直上方から照射した場合は、リッド３０の厚み分全体を加熱した上でその下側の周縁部１３も加熱して溶接することとなるので大量の熱エネルギーが必要になるが、この実施の形態のようにリッド３０の外周辺３１，３１に向けて照射すると、外周側面３３，３３の表面を介してリッド３０を加熱した熱が即座に周縁部１３に伝達され、両者間の溶接が少ない熱エネルギーで確実に行なえるからである。従ってレーザ光を照射するのは、リッド３０の外周辺３１，３１の他に、リッド３０の外周側面３３，３３に対して行なってもよい。またリッド３０の外周辺３１（又は外周側面３３）を局部的に溶接するので、リッド３０下面と周縁部１３上面の当接面全体を溶接する他の溶接方法に比べて溶接時に飛び散るスプラッシュが収納部１１内に入り込みにくい。
【００２７】
なお場合によってはレーザ光を、リッド３０の面に対して垂直上方、又はリッド３０の面に対して垂直上方よりもリッド３０の内方に所定角度θ（１°〜３０°）だけ傾けた方向からリッド３０の外周辺３１，３１に向けて照射することで前記溶接を行なってもよい。
【００２８】
以上のようにして溶接キャリア３１０上に位置決め載置されていた全ての電子部品パッケージ１０上にリッド３０を溶接した後、この溶接キャリア３１０を図１に示すように真空置換部１７０を介して長手方向溶接部１８０を構成する容器１８３内のレーザ光を透過する材質からなる窓１８５の位置に搬送する。その窓１８５上には長手方向レーザ射出部１８１が位置する。長手方向レーザ射出部１８１は下記するレーザ光射出部８５，８５等を具備している。長手方向溶接部１８０を構成する容器１８３は真空なので、電子部品パッケージ１０の収納部１１内も真空に置換されている。
【００２９】
図５はリッド３０の長手方向の溶接を行なう状態を示す要部概略斜視図であり、図６はその要部概略断面図である。但し図５では容器１８３と窓１８５の記載を省略し、図６では溶接キャリア３１０の記載を省略している。図６に示すようにリッド３０を取り付けた電子部品パッケージ１０は、密閉された容器１８３内のレーザ光を透過する材質からなる窓１８５の下に溶接キャリア３１０上に載置された状態で位置し、窓１８５の上に長手方向レーザ射出部１８１のレーザ光射出部８５，８５を設置している。容器１８３内には、リッド３０上にある間隙を持った位置とそれ以外の待避位置との間を往復する遮蔽板４５及びそのアーム４７とが収納されている。この溶接（二次溶接）を行なう場合、既にリッド３０は電子部品パッケージ１０に溶接されているのでリッド３０を押える必要はない。そして遮蔽板４５の上方の窓１８５上に設置した一対のレーザ光射出部８５，８５から発射されたレーザ光を、それぞれ遮蔽板４５に設けた開口部４８を介してリッド３０の長手方向の外周辺３５，３５に走査していく。走査は例えばレーザ光射出部８５，８５を平行移動することによって行なう。このときレーザ光の照射開始点ｓ３は遮蔽板４５上にあり、その後レーザ光を走査することで開口部４８内に導かれてリッド３０の両外周辺３５，３５上を移動して両外周辺３５，３５を周縁部１３に溶接した後、さらに遮蔽板４５上まで移動して照射終了点ｓ４で走査を終了する。
【００３０】
またこの溶接においても前記一次溶接と同様に、一対のレーザ光射出部８５，８５から発射されたレーザ光を、リッド３０の面に対して垂直上方よりもリッド３０の外方に所定角度θ（１°〜３０°）だけ傾けた方向からリッド３０の外周辺３５，３５に向けて照射することで前記溶接を行なうようにしている。レーザ光を照射するのは、リッド３０の外周辺３５，３５の他に、リッド３０の外周側面３７，３７に対して行なってもよい。これによってリッド３０の外周四辺が全て確実に周縁部１３に溶接され、収納部１１内は真空状態で密封される。
【００３１】
ところで前記一次溶接においてレーザ光射出部８０，８０から発射されるレーザ光と、前記二次溶接においてレーザ光射出部８５，８５から発射されるレーザ光は、一台の図示しないレーザ溶接機本体より発射されたレーザ光を４分岐させたものである。即ち４分岐したレーザ光の内２分岐ずつをそれぞれ前記リッド３０の一次溶接と二次溶接とに用いている。また一次溶接と二次溶接におけるレーザ光の走査速度は同一としている。これによって全く同じ出力のレーザ光をリッド３０の各辺の溶接に用いることができ、各辺の溶接状態を全く均質にすることができる。
【００３２】
以上のようにして溶接キャリア３１０上に位置決め載置されていた全ての電子部品パッケージ１０上へのリッド３０の溶接が完了した後、この溶接キャリア３１０を図１に示すように真空置換部２００を介してキャリア間ワーク移動部２１０近傍に移動し、溶接キャリア３１０上の電子部品パッケージ１０を全て空の搬送キャリア３００上に図示しない搬送手段（例えば吸着ヘッド）によって移し替え、移し替えが完了した搬送キャリア３００を外部に取り出す。一方空になった溶接キャリア３１０は再び窒素置換部１５０を介して短手方向溶接部１２０内に搬送される。
【００３３】
ところで従来電子部品パッケージ１０の収納部１１内が確実に密閉されているか否かを検査する方法として、予め収納部１１内にヘリウムガスを導入しておき、その後この電子部品パッケージ１０を真空チャンバ内に導入して真空引きして排気の中にヘリウムガスが存在していたら密閉不良と判断する方法がある。そこでこの方法を用いる場合は、収納部１１内を真空状態で密封するのではなく、前記長手方向溶接部１８０内にヘリウムガス（ヘリウムガスと窒素ガスの混合ガス）を充填することで収納部１１内にヘリウムガス（ヘリウムガスと窒素ガスの混合ガス）を充填・密封するようにしても良い。
【００３４】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば上記実施の形態においては、収納部１１内を真空又はヘリウムガスを充填したが、その代わりに二次溶接を窒素ガス雰囲気内で行なうことで、窒素ガスを充填するようにしても良い。また上記実施の形態では窒素ガスを用いたが、その代わりに他の不活性ガスを用いても良い。また本発明を用いてリッドを電子部品パッケージへ仮溶接のみ行ない（例えば一次溶接のみを仮固定として行ない）、本溶接についてはパラレルシーム溶接を用いても良い。
【００３５】
また上記実施の形態では、矩形状のリッド３０の平行に対向する一対の外周辺３１，３１又は外周側面３３，３３にレーザ光を走らせて一次溶接した後に、リッド３０の平行に対向する他方の一対の外周辺３５，３５又は外周側面３７，３７にレーザ光を走らせて二次溶接し、これによって収納部１１内を密封するようにしたが、その代わりに、リッド３０の全外周辺３１，３１，３５，３５又は全外周側面３３，３３，３７，３７に沿って全体に一本のレーザ光をリング状に走らせて溶接することによって、収納部１１内を密封するようにしてもよい。
【００３６】
また上記実施の形態では、リッド３０の上部に遮蔽板４１，４５を設置したが、遮蔽板４１，４５を設置せず、直接リッド３０の外周辺３１，３５又は外周側面３３，３７上の所定のポイントからポイントまで必要な部分にレーザ光を照射して溶接するようにしても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば以下のような優れた効果を有する。
▲１▼レーザ光を、リッドの上方であってリッドの面に垂直な方向よりもリッドの外方に所定角度傾けた方向からリッドの外周辺又は外周側面に向けて照射することでリッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間の溶接を行なうので、リッドの側面を局部的に効果的に溶かして確実な溶接ができ、同時にレーザの戻り光のレーザ光源への入射を防止できる。
【００３８】
▲２▼矩形状のリッドの平行に対向する一対の外周辺又は外周側面にレーザ光を走らせて一次溶接した後に、リッドの平行に対向する他方の一対の外周辺又は外周側面にレーザ光を走らせて二次溶接し、これによって電子部品パッケージの収納部内を密封することとしたので、効率的に溶接できる。
【００３９】
▲３▼リッドの外周辺又は外周側面へのレーザ光による溶接を、遮蔽板の開口部を介して行ったので、リッド周辺部に不要な熱をかけることなく、溶接したい部分だけ確実に溶接することができる。
【００４０】
▲４▼レーザ光の照射開始点と照射終了点を遮蔽板上としたので、レーザ照射開始及び終了時のレーザ光の不安定領域での溶接を防止でき、確実な溶接が実現できる。
【００４１】
▲５▼一次，二次溶接を不活性ガス雰囲気中又は真空中で行ない、これによって収納部内を真空又は不活性ガス充填状態で密封するので、容易且つ確実に収納部内を真空又は所望の不活性ガス充填状態で密封することができる。
【００４２】
▲６▼電子部品パッケージとリッドとをレーザ光を透過する材質からなる窓を有する容器内に収納し、その窓を介してその外部からレーザ光をリッドの外周辺又は外周側面に照射することで溶接を行うようにすれば、レーザ照射装置を容器の外部に設置できて容器の小型化が図れ、装置設備の小型化、コストダウンが図れる。特に予め一次溶接によって電子部品パッケージとリッド間を溶接して仮固定しておいた場合は、二次溶接の際はリッドの吸着手段などは不要で吸着手段などを容器内に設置する必要はなく、さらに装置の小型化、簡略化、低コスト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる電子部品パッケージへのリッド溶接装置１００の全体概略構成図である。
【図２】電子部品パッケージ１０上にリッド３０を載置する方法の一例を示す図である。
【図３】リッド３０の短手方向の溶接を行なう状態を示す要部概略斜視図である。
【図４】リッド３０の短手方向の溶接を行なう状態を示す要部概略断面図である。
【図５】リッド３０の長手方向の溶接を行なう状態を示す要部概略斜視図である。
【図６】リッド３０の長手方向の溶接を行なう状態を示す要部概略断面図である。
【符号の説明】
１００ 電子部品パッケージへのリッド溶接装置
１１０ 窒素置換部
１２０ 短手方向溶接部
１２１ キャリア間ワーク移動部
１２３ 短手方向レーザ射出部
１２５ リッド供給装置
１２７ 位置決め載置部
１２９ 位置決め突起
１４０，１５０ 窒素置換部
１７０ 真空置換部
１８０ 長手方向溶接部
１８１ 長手方向レーザ射出部
１８３ 容器
１８５ 窓
２００ 真空置換部
２１０ キャリア間ワーク移動部
２１１，２１３，２１５，２１９，２２１，２２３，２２５，２２７，２２９，２３１ シャッター
３００ 搬送キャリア
３１０ 溶接キャリア
３１１ 位置決め突起
１０ 電子部品パッケージ
１１ 収納部
１３ 周縁部
３０ リッド
３１ 外周辺
３３ 外周側面
３５ 外周辺
３７ 外周側面
４０ 吸着ヘッド
４１ 遮蔽板
４３ 開口部
ｓ１ 照射開始点
ｓ２ 照射終了点
４５ 遮蔽板
４８ 開口部
ｓ３ 照射開始点
ｓ４ 照射終了点
８０，８５ レーザ光射出部
９０ 電子部品
Claims (6)
- 電子部品を収納する収納部を有する有底の電子部品パッケージの前記収納部周囲の周縁部上にリッドを載置することで収納部を塞ぎ、リッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間を溶接することで前記収納部内を密封する電子部品パッケージへのリッド溶接方法において、
前記溶接はレーザー光によって行ない、且つこのレーザ光を、リッドの上方であってリッドの面に垂直な方向よりもリッドの外方に所定角度傾けた方向からリッドの外周辺又は外周側面に向けて照射することで前記溶接を行なうことを特徴とする電子部品パッケージへのリッド溶接方法。 - 電子部品を収納する収納部を有する有底の電子部品パッケージの前記収納部周囲の周縁部上にリッドを載置することで収納部を塞ぎ、リッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間を溶接することで前記収納部内を密封する電子部品パッケージへのリッド溶接方法において、
前記リッドは矩形状であり、このリッドの平行に対向する一対の外周辺又は外周側面にレーザ光を走らせて一次溶接した後に、リッドの平行に対向する他方の一対の外周辺又は外周側面にレーザ光を走らせて二次溶接し、これによって前記収納部内を密封することを特徴とする電子部品パッケージへのリッド溶接方法。 - 電子部品を収納する収納部を有する有底の電子部品パッケージの前記収納部周囲の周縁部上にリッドを載置することで収納部を塞ぎ、リッドの外周と電子部品パッケージの周縁部間を溶接することで前記収納部内を密封する電子部品パッケージへのリッド溶接方法において、
前記リッドの外周辺又は外周側面に一本のレーザ光を走らせて溶接することによって、前記収納部内を密封することを特徴とする電子部品パッケージへのリッド溶接方法。 - 前記リッドの外周辺又は外周側面へのレーザ光による溶接は、リッドの上部に設置した遮蔽板の開口部を介して行い、レーザ光の照射開始点は遮蔽板上であり、その後レーザ光を走査することで開口部内に導いてリッドの外周辺又は外周側面上を移動してこれを溶接した後に、遮蔽板上の照射終了点で前記走査を終了させることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の電子部品パッケージへのリッド溶接方法。
- 前記一次，二次溶接を不活性ガス雰囲気中又は真空中で行ない、これによって収納部内を真空又は不活性ガス充填状態で密封することを特徴とする請求項２又は３に記載の電子部品パッケージへのリッド溶接方法。
- 電子部品パッケージとリッドとをレーザ光を透過する材質からなる窓を有する容器内に収納し、その窓を介してその外部からレーザ光をリッドの外周辺又は外周側面に照射することで溶接を行うことを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の電子部品パッケージへのリッド溶接方法。
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