JP2006129185A - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水晶振動子等圧電部品のパッケージを行う工程であって、電磁高周波誘導加熱による封止装置に関するものである。 The present invention relates to a sealing device using electromagnetic high-frequency induction heating, which is a process of packaging a piezoelectric component such as a crystal resonator.
昨今の電子機器の高機能、高精度化、小型化、軽量化に伴い、これらの電子機器に搭載する電子部品にも同様の課題が要求されてきている。例えば電子部品の容器構造をとってみても、従来の金属容器に代わり、セラミック材料を用いたものへの展開で前述する要求課題の改善に取り組んできている現状にある。一般的なセラミック材料を用いた気密容器は、セラミック材料を凹状に積層しコバール金属フタにニッケルメッキ処理を施したものとをシーム溶接で溶着したものが気密性の観点からみても最も一般的な手法で気密容器を構成している。 With the recent high functionality, high precision, miniaturization, and weight reduction of electronic devices, similar problems have been demanded for electronic components mounted on these electronic devices. For example, even when taking a container structure of an electronic component, the present invention has been addressed to improve the above-described requirements by developing a ceramic material instead of a conventional metal container. An airtight container using a general ceramic material is the most common from the viewpoint of airtightness, in which a ceramic material is laminated in a concave shape and a Kovar metal lid is nickel-plated and welded by seam welding. An airtight container is constructed by the method.
従来から用いられているセラミック容器と金属フタとをシーム溶接で溶着する手法は、最も一般的なシーム溶接を一例に説明すると、気密容器は溶着部にあたるセラミック容器にタングステンのメタライズ処理を行いメタライズ膜を形成し、その上にニッケルメッキ処理し、更にその上に金メッキ処理を行い、金メッキの上に銀ろう付けによりコバールリングを配置してある。このコバールリングには(金属フタと接する面に)ニッケルメッキ処理とその上に金メッキ処理がなされている。 The conventional method of welding a ceramic container and a metal lid by seam welding is explained by taking the most common seam welding as an example. In an airtight container, a metallized film is formed by performing tungsten metallization on the ceramic container corresponding to the welded portion. , A nickel plating process is performed thereon, a gold plating process is further performed thereon, and a Kovar ring is disposed on the gold plating by silver brazing. The Kovar ring is subjected to nickel plating (on the surface in contact with the metal lid) and gold plating thereon.
一方、金属フタはコバール材の全面にニッケルメッキ処理がなされている。従って、金属フタの全面にニッケルメッキ処理を施すために金属フタは所定寸法に切断(型抜き)がなされていなければならない。これら凹状のセラミック容器と金属フタとをシーム溶接で溶着することにより気密容器を構成することができる。 On the other hand, the metal lid is nickel-plated on the entire surface of the Kovar material. Accordingly, in order to perform nickel plating on the entire surface of the metal lid, the metal lid must be cut (die-cut) to a predetermined size. An airtight container can be formed by welding these concave ceramic container and metal lid by seam welding.
そしてシーム溶接で不可欠なことは、セラミック容器と金属フタとをシーム溶接で溶着する場合には、金属フタ上部からシーム溶接ヘッドにより加圧と電流を流すことにより、金属フタ表面のニッケルメッキ処理とコバールリングとの接触部とが溶着し、実際には金属フタのニッケルメッキ処理とコバールリングの金メッキとで金属フタとセラミック容器とを接合する格好となる。 What is indispensable for seam welding is that when a ceramic container and a metal lid are welded by seam welding, pressurization and electric current are passed from the upper part of the metal lid by a seam welding head, and nickel plating treatment on the surface of the metal lid is performed. The contact portion with the Kovar ring is welded, and in reality, the metal lid and the ceramic container are joined by nickel plating of the metal lid and gold plating of the Kovar ring.
要するに、溶着部は溶着外周面に沿って接合された気密容器構造を成すものであり、シーム溶接に必要な電流はセラミック容器に配置されるコバールリング全体にも供給する必要がある。また昨今の電子部品は外形寸法が極小化傾向にあることから、上述するシーム溶接ヘッドを用いた気密容器を構成する封止方法では不可能となっている。 In short, the welded portion forms an airtight container structure joined along the outer peripheral surface of the weld, and the current required for seam welding needs to be supplied to the entire Kovar ring arranged in the ceramic container. In addition, since recent electronic components tend to be miniaturized in outer dimensions, it is impossible with the above-described sealing method for forming an airtight container using a seam welding head.
そこで小型の電子部品の封止技術の一例として、セラミックパッケージの封止面にメッキ処理を行い、金フラッシュメッキを施したリング状の封止材を配置し、コバール金属にニッケルメッキ処理と、金フラッシュメッキを施した金属蓋を搭載し、高熱の温度炉中で熱融着封止する手法が用いられている。
上述するように昨今の水晶振動子は小型化が進むことで、従来多用されていたシーム溶接封止に代わり、封止工程の簡略化と機械的制約、封止精度の信頼性を考慮し向上した製造方法が必要となっている。また、上述する技術の中で融着封止という製造方法も取り入れられているが、水晶振動子の外形寸法の小型化が極端に早く展開する上で多くの課題も山積されているのが現状ある。 As described above, with the progress of miniaturization of recent quartz resonators, it has been improved in consideration of the simplification of the sealing process, mechanical constraints, and reliability of sealing accuracy instead of the seam welding sealing that has been widely used. An improved manufacturing method is needed. In addition, a manufacturing method called fusion sealing has been incorporated in the above-described technology, but there are many problems that are currently encountered when the miniaturization of the external dimensions of the crystal unit is developed extremely quickly. is there.
とりわけ、現状では水晶を用いた振動子をはじめ、水晶発振器や弾性表面波フィルタは、従来の技術であるシーム溶接封止や、熱融着炉にて封止を行っているが、上述する水晶部品が極小型化することから、従来技術のような個片による製造、封止が難しくなってきている。 In particular, crystal oscillators and surface acoustic wave filters, including crystal oscillators, are currently sealed using seam welding sealing and heat fusion furnaces, which are conventional techniques. Since the parts are extremely miniaturized, it is difficult to manufacture and seal them by individual pieces as in the prior art.
従来技術による課題の具体的な項目としては、シーム封止にあっては、各電子部品、水晶部品を1個づつ個別に封止を行う必要があるため生産性が悪いという点である。また、シーム封止に用いるローラ電極が使用頻度により劣化するため、定期的な保守作業が必要となる。 As a specific item of the problems with the prior art, in the seam sealing, it is necessary to individually seal each electronic component and crystal component one by one, so that productivity is poor. Further, since the roller electrode used for seam sealing deteriorates with the frequency of use, regular maintenance work is required.
また、熱融着による封止にあっては、ヒータによってジグを加熱しそれを伝わる熱によってロウ材を溶かすため、加熱に時間が掛かる点と、加熱時間で長時間高温にさらされることから、水晶部品自体の特性の劣化を招くおそれがあるという点である。 In addition, in sealing by heat fusion, the jig is heated by a heater and the brazing material is melted by the heat transmitted through it, so that it takes time to heat and because it is exposed to high temperature for a long time in the heating time, There is a possibility of deteriorating the characteristics of the quartz component itself.
上記課題を解決するため本発明は、電子部品を収納する容器体と、前記容器体に蓋体を被せて電磁高周波誘導加熱により封止し密閉容器を実現する封止装置において、前記封止装置は圧電部品を構成する金属の蓋体に施すロウ材を、1×105パスカル以下の真空雰囲気あるいは、95%以上の窒素雰囲気で直接加熱封止を行うことを特徴とする封止装置である。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a container body for storing an electronic component, and a sealing device that covers the container body with a lid and seals it by electromagnetic high frequency induction heating to realize a sealed container. Is a sealing device characterized by directly heat-sealing a brazing material applied to a metal lid constituting a piezoelectric component in a vacuum atmosphere of 1 × 10 5 Pa or less or a nitrogen atmosphere of 95% or more. .
従って封止工程を電磁高周波誘導加熱を用い、封止時の雰囲気と条件を従来に挙げる技術に対して改善することで、封止対象となる例えば、水晶振動子に与えるダメージを低減すこことにより水晶振動子そのものの周波数特性の悪化を軽減することができる。 Therefore, by using electromagnetic high frequency induction heating for the sealing process and improving the atmosphere and conditions at the time of sealing with respect to the conventional techniques, the damage to the sealing target, for example, the crystal resonator is reduced. The deterioration of the frequency characteristics of the crystal unit itself can be reduced.
また本装置は、外観検査機能と特性検査を含む完成検査までを行うことができるため、封止工程に留まらず最終工程までの製造を一括処理できることから、全体の作業時間を短縮することもでき、従来の課題を解決するものである。 In addition, since this device can perform the final inspection including the appearance inspection function and the characteristic inspection, the entire process time can be shortened because the manufacturing process is not limited to the sealing process but the final process. It solves the conventional problem.
以上のように本発明によれば封止工程の大幅な簡略ができることで、金属の蓋体を本封止前の仮付け作業が不要となる。また、電磁高周波誘導加熱装置を用いることで、高速加熱、高温加熱が可能であり生産性の向上と、製品特性劣化を軽減できる。加えて工程の簡略化により装置保守を低減することができる。上述のように仮付け封止工程を必要としないため、仮付け時のスプラッシュも無く品質の向上と生産性の向上、製造コストの低減も実現できる。また、従来の封止工程が個片工程であるのに対して、マトリックス状に水晶部品を配置したシート状基板による一括封止を可能にできる。 As described above, according to the present invention, the sealing process can be greatly simplified, so that the metal lid is not required to be temporarily attached before the main sealing. In addition, by using an electromagnetic high frequency induction heating device, high-speed heating and high-temperature heating are possible, improving productivity and reducing product characteristic deterioration. In addition, apparatus maintenance can be reduced by simplifying the process. As described above, since the temporary sealing step is not required, there is no splash at the time of temporary mounting, and improvement in quality, improvement in productivity, and reduction in manufacturing cost can be realized. Further, while the conventional sealing process is a single-piece process, it is possible to perform batch sealing with a sheet-like substrate in which crystal parts are arranged in a matrix.
以下、添付図面に従ってこの発明の実施例を説明する。なお、各図において同一の符号は同様の対象を示すものとする。
図1は本発明の封止部を示す電子部品容器3の要部断面図である。図1は封止前のセラミック材から成るセラミック容器体1と、蓋体2の部分断面図である。セラミック容器体1にはその内側に電子部品を収納する凹部空間があり、この凹部を封止するように蓋体2を載せ熱融着でセラミック容器体1と蓋体2とを接合し密閉容器構造を得るものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same numerals indicate the same objects.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of an
セラミック容器体1の蓋体2との溶着工程は図2に示す通りであるが、本発明の電磁高周波加熱封止時の条件が、1×105パスカル以下の真空雰囲気で封止を行うことあるいは、95%以上の窒素雰囲気で封止を行うことにより、気密容器に収納する水晶部品に対する気密容器内部の雰囲気も良好状態を保持できることから、経時変化による周波数変動を軽減することで品質の維持ができる。
The welding process of the ceramic container body 1 with the
また、本発明では従来の技術では難しかった封止工程を複数の水晶部品を一括に処理する封止方法を採用できることから、特に最近の極小型化する水晶部品の外形寸法製品を密閉容器封止処理する場合に、マトリックス状に水晶部品を配置したシート状基板による一括封止を可能にできる。 In addition, the present invention can employ a sealing method in which a plurality of crystal parts are processed in a lump in a sealing process that was difficult with the prior art. When processing, batch sealing with a sheet-like substrate in which crystal parts are arranged in a matrix can be made possible.
また、外観検査機能と特性検査を含む完成検査までを行うことができるため、封止工程に留まらず最終工程までの製造を一括処理できることから、全体の作業時間も短縮できる。 In addition, since it is possible to perform a final inspection including an appearance inspection function and a characteristic inspection, it is possible to process not only the sealing process but also the final process, thereby reducing the overall work time.
1 容器体
2 蓋体
3 電子部品容器
1
Claims (2)
前記封止装置は圧電部品を構成する金属の蓋体に施すロウ材を、1×105パスカル以下の真空雰囲気あるいは、95%以上の窒素雰囲気で直接加熱封止を行うことを特徴とする封止装置。 In a sealing device that realizes a sealed container by storing a container body for storing electronic components, and covering the container body with a lid body and sealing by electromagnetic high frequency induction heating,
The sealing device is characterized in that a brazing material applied to a metal lid constituting a piezoelectric component is directly heat sealed in a vacuum atmosphere of 1 × 10 5 Pascal or less or a nitrogen atmosphere of 95% or more. Stop device.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100891821B1 (en) | 2007-11-07 | 2009-04-07 | 삼성전기주식회사 | Method for manufacturing of crystal device package |
JP2010038719A (en) * | 2008-08-05 | 2010-02-18 | Miwa Seisakusho:Kk | Manufacturing method of sample housing container made of quartz and manufacturing apparatus of sample housing container made of quartz |
US9628046B2 (en) | 2013-11-16 | 2017-04-18 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, oscillator, electronic apparatus, and mobile object |
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2004
- 2004-10-29 JP JP2004316072A patent/JP2006129185A/en active Pending
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