JP2009000731A

JP2009000731A - リッドの仮止め装置

Info

Publication number: JP2009000731A
Application number: JP2007165755A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Iwatsuki; 忠宏岩月; Katsumi Yahagi; 勝己矢萩
Original assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Current assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2009-01-08

Abstract

【課題】封止すべきパッケージの小型化に対応するリッドの仮止め装置を提供する。
【解決手段】パッケージ開口部の所定の位置にリッドを載置し、このリッドをパッケージにスポット接合することで両者を仮止めするリッドの仮止め装置において、一対のローラ電極６とその間隙に配置された吸着ノズル７とを備え、この吸着ノズル７は、リッド１１を吸着する吸着作用端にかけて大径部からテーパ状に小径となるように形成し、一対のローラ電極６を、回転軸方向の吸着ノズル７側の一端面が前記テーパの角度と略平行になるように回転軸を傾斜させて回動自由に支持するようにした。

【選択図】図１

Description

本発明は、水晶振動子、弾性表面波フィルタ等の電子部品を収納したパッケージの開口部に、リッドをシーム溶接することで該パッケージを気密封止する封止作業の際、事前に該パッケージと該リッドをスポット接合で仮止めする装置に関する。

従来から、水晶振動子、弾性表面波フィルタ等の電子部品をパッケージに気密封止する方法として、マイクロパラレルシーム接合法が広く用いられている。図３は従来からあるシールリング付きパッケージの断面図であり、まずセラミック基板５１に金属製シールリング５２をろう接してなるパッケージ５３の内部に水晶振動子等の電子部品５４を収納し、この電子部品５４をワイヤ５５によって外リード５６に電気的に接続したものを準備する。そしてこのパッケージ５３の開口部にはコバール等からなるリッド５７が位置決めされて載置される。

このとき、位置決めされたリッド５７がシーム接合されるまでに何らかの外力で位置ずれしてしまったり、シーム接合を開始するためにローラ電極が接触することで位置ずれしてしまうことを避けるために、リッドは通常スポット接合によってパッケージ開口部に仮止めされる。このようにリッドをパッケージに載置しスポット接合を行なう仮止め装置が特許文献１で開示されている。

特許文献１で開示されたリッドの仮止め装置を図４に基づいて説明する。図４において、５８は吸着ノズルであり図示しない排気手段と接続され、その負圧により先端にリッド５７を吸着保持している。また５９は一対の電極であり吸着ノズル５８と連動して下降し、一対の電極５９がパッケージ５３上に載置されたリッド５７に接触して通電することでそのジュール熱を利用して仮止めを行なう。このとき電極５９がリッド５７に接触するより先に、リッド５７がパッケージ５３に当接することで下降動作が停止した吸着ノズル５８は、仮止め接合が終了するまでその先端でリッド５７を下方に押圧し続ける。

ここで一対の電極５９の形状は単なる棒状のものでも一応の目的は果たすが、常に同じ部分がリッド５７と接することで、異物の付着や磨耗がその作用部に集中し、電極としての寿命が短いものになる。そこで従来から、図５で示すように電極としてテーパ付きのローラ電極６０を一対設け、その間隙に吸着ノズル６１を配置する構造が採用されてきた。このような電極を使用すれば、ある一定のスポット接合回数の度にローラを微小角度回転させることでローラ部分の全周がリッドと接触する作用部として使用できるので、電極交換の頻度が激減する。この微小角度の回転はローラ電極の移動中に適当な他の固定部材に接触するようにすれば容易に自動化も可能である。

そして更に近年では高密度実装の要求からパッケージの小型化が進み、そのサイズは上面視で２．５×２．０ｍｍ程度にまで縮小してきている。このようなことから、一対のローラ電極の間隙に吸着ノズルを配置しつつローラ電極の間隔を縮小することに工夫が必要となり、特許文献２では図６のように吸着ノズル６２が一方の電極を兼ねるように構成し、他方の電極をローラ電極６３とし、吸着ノズル６２とローラ電極６３との間に通電することで、ローラ電極６３とリッド５７との接触点のみをスポット接合する技術が開示されている。

また特許文献３では、吸着ノズルと一対のローラ電極の構成は図５で示したものと同様だが、矩形のリッドの対向する辺の略中央部ではなく対角をスポット接合し、少しでも小型のパッケージに対応しようとする技術が開示されている。さらに特許文献４では図７で示すように、吸着ノズル６４と一対のローラ電極６５との意図せぬ通電を防ぐためにそれぞれのローラ電極の先端部に絶縁部材６５Ａを備えるようにした技術が開示されている。

特開平９−６４２２０号公報（第３頁、図３）特開２００２−３７３９４９号公報（第３頁、図４）特開２００３−１４２８号公報（第３頁、図１）特開２００６−８６４６３号公報（第４頁、図１）

しかしながら、図６のような方法では、スポット接合箇所はローラ電極６３がリッド５７に接触した１ヶ所のみとなり、その接合箇所の対辺側あるいは対角側にリッド５７の浮きが生じる可能性が高くなる。その結果不均一なシーム接合が行なわれ封止の信頼性が低下すると言う問題が生じる。また、矩形のリッドの対角をスポット接合する技術では、その差が最大となる正方形のリッドに使用した場合でも一辺の長さが約１／１．４のリッドに対応できるのが限界で、一般に広く用いられている長方形のパッケージ（リッド）に適用した場合は、その効果は更に小さくなる。

さらに図７のように吸着ノズル６４と一対のローラ電極６５との間隙に絶縁部材６５Ａを設けることは、接合のための電流が意図せず短絡することを防ぐ効果はあるが、小型のパッケージの仮止めを行なうという課題の根本的な解決には結びつかない。そこで直接的に考えられるのは、吸着ノズルを注射器やディスペンサのニードルのように細くすることであるが、この場合吸着ノズル全体の剛性が低下し、また吸着ノズルを装置へ精度良く取付けることが困難になるので数μｍオーダーの繰り返し精度が要求される小型パッケージへのリッド搭載には到底採用し難い。また小径の空気流路が長くなる分空気抵抗が増加し、リッドの吸着動作の信頼性も低下する。また、スポット接合のためにリッドを押圧するための剛性も持ち合わせない。

そこで本発明はこのような課題を解決すべく、吸着ノズルの機械的強度や吸着の信頼性を維持しつつ一対のローラ電極の間隔を更に小さくすることを目的とした仮止め装置を提供するものである。

本発明は第１の態様として、電子部品を収納するパッケージの開口部にリッドを載置し、一対のローラ電極を転接させつつ両電極間に通電し、前記リッドの縁辺とパッケージの開口部縁辺とをシーム接合するパッケージの封止作業に先立って、パッケージ開口部の所定の位置にリッドを載置し、このリッドをパッケージにスポット接合することで両者を仮止めするリッドの仮止め装置において、一対のローラ電極とその間隙に配置された吸着ノズルとを備え、この吸着ノズルは、前記リッドを吸着する吸着作用端にかけて大径部からテーパ状に小径となるように形成されており、前記一対のローラ電極は、回転軸方向の前記吸着ノズル側の一端面が前記テーパの角度と略平行になるように回転軸を傾斜させて回動自由に支持されたものあるとことを特徴とするリッドの仮止め装置を提供する。

また本発明は第２の態様として、前記吸着ノズルは内部に軸方向に貫通する空間を有し、この空間は吸着ノズルの外形が大径の部分では大径であり、外形が小径になるに従って連続的あるいは段階的に小径に形成されていることを特徴とする前記第１の態様として記載のリッドの仮止め装置を提供する。

本発明の第１の態様によれば、一対のローラ電極の間隔を狭めても吸着ノズルの剛性を高く保てるので、リッドを吸着搬送し仮止め作業中リッドがずれないように位置決めして押圧する動作を精度良く行なえ高い耐久性も得られる。また、吸着ノズルの大径部を装置に固定するので取付け作業が容易になり、高い取付け精度を得ることができる。

本発明の第２の態様によれば、空気流露の小径部を短くすることができ、吸引のための空気抵抗を低減できる。また、大径部には大径部側端から大径の有底穴を加工し、その後吸着作用端（小径部側端）から小径の穴を加工し前記大径の有底穴に連通させることで、加工が容易になりその分加工精度も向上する。

次に、添付図面を参照して本発明に係るリッドの仮止め装置の実施形態を詳細に説明する。

図１はリッドの仮止め装置の正面図であり、符号１は図示しないガイド機構と駆動機構により紙面を見て左右の方向に移動可能であると共に、吸着ノズルおよびローラ電極を支持するベースである。２はカムプレート、３はカムプレート２に連動するカムフォロア、４はアーム、５はカムフォロア３をカムプレート２の半径の変化に追従させるためにベース１とアーム左端４Ａとの間に装架された引っ張りコイルばね、６は一対のローラ電極、７は一対のローラ電極の間隙に配置された吸着ノズルである。

７Ａはベース１に上下動自在に支持された吸着ノズル本体部であり、排気孔７Ｂから図示しない排気装置に接続され排気が行なわれることにより吸着ノズルの下端である吸着作用端に負圧を生じさせる。８は吸着ノズル本体の上端７Ｃとアーム４の右端４Ｂ間に装架された引っ張りコイルばね、９はベース１に上下動自在に支持された一対の絶縁ブロック、１０は絶縁ブロック９にそれぞれ固定され、図示しない電源と給電ケーブルで接続されている給電ブロック、１１は吸着ノズル７に吸着されたリッド、１２は図示しないステージ上に位置決めして載置されたパッケージである。

次に、スポット接合によるリッドの仮止め動作を図１および図２に基づいて説明する。図１は、図示しないリッド供給部から吸着ノズル７によりリッド１１を吸着し、仮止めステージまで移動した状態を示す。ここで、図示しないモータの駆動に伴いその回転軸２Ａを中心にカムプレート２が回転する。カムプレート２はモータのシャフトの回転軸２Ａに対して偏心しており、その回転により半径の小さい部分が回転軸２Ａの下方に来ると、アーム４に軸着され、引っ張りコイルばね６によりカムプレート２側に付勢されているカムフォロア３は上方に移動する。

カムフォロア３の上昇に伴い、アームの左端４Ａは支点４Ｃを中心に上昇し、同時にアームの右端４Ｂが下降する。ここでアームの右端４Ｂは、吸着ノズル本体の上端７Ｃと一対の絶縁ブロック９を下方から支持しており、アームの右端４Ｂが下降するのに伴い吸着ノズル７と一対のローラ電極６も同時に下降する。吸着ノズル７が下降することにより、その吸着作用端に吸着保持されたリッド１１はパッケージ１２の上面に当接する。これより吸着ノズル７は下降せず静止するが、カムプレート２は回転を続け、アームの右端４Ｂは更に下降し続ける。

ここで、下降するアームの右端４Ｂと下降が停止した状態の吸着ノズル本体の上端７Ｃとの相対的変位は、引っ張りコイルばね８の伸びが吸収するとともに所定の押圧力で吸着ノズル７がリッド１１を押圧するようにしている。また、一方吸着ノズル７が静止した後も一対のローラ電極６はアームの右端４Ｂの下降に伴って下降を続け、リッド１１の２箇所に当接し所定の押圧力を加える。この状態で一対のローラ電極６間に電流が流されリッド１１はパッケージ１２の仮止めされる。

図２は図１の要部拡大図であり、図２（ａ）はリッド１１がパッケージ１２に載置される前の状態、図２（ｂ）はリッド１１がパッケージ１２上に載置され、その後一対のローラ電極６がリッドに当接した状態を示している。ここで吸着ノズル７の形状は上部が大径で下部はテーパ形状をなして下端である吸着作用端に至り、この吸着作用端が最も小径となっている。微小なリッド１１を仮止めするにはローラ電極の間隔を小さくしなければならないが、実際スポット接合でリッド１１に接触するのはローラ電極６の下端であるため、この下端のみの間隔が小さくなるようにしたものである。したがって吸着ノズル７も吸着作用端方向のみを小径にすればよく、これに伴い吸着ノズル７全体の剛性を高く保つことが可能になる。

また図２（ａ）の吸着ノズル７には破線で内部の空気流路の様子が示してあるが、この空気流路である空間は吸着ノズルの大径の部分では大径の穴が形成され、テーパ状に外形が縮小している部分で小径の穴に変化して下端の吸着作用端まで貫通するようになっている。これは、まず大径の穴を吸着ノズル７の上部側からテーパ部に達するまで加工し、次に下端の吸着作用端側から小径の穴を加工することで貫通穴を形成したものである。このようにすることで、加工が困難な小径の穴も加工開始部である吸着作用端の位置だけを精度良くすれば良く、大径の穴と連通する部分の位置精度は高く要求されない。さらに小径の穴の長さを極力短くすることでその分加工難易度も低下する。

また、一対のローラ電極６の回転軸がこれらの間隙に配置された吸着ノズル７の方向に向かって上向きに傾斜していることから、これらローラの接合作用面も同様に傾斜し、回転軸を水平方向にして軸着された従来のローラ電極のように接合作用面をテーパ状に形成する必要がない。さらに、吸着ノズル７はセラミック等の絶縁体を加工して作成することや、金属等の導電体を加工したのちに絶縁体でコーティングすることで、意図せぬ外力で通電中のローラ電極６から吸着ノズル７に電流が短絡する事故を防ぐこともできる。

本発明の実施形態を示す側面図本発明の実施形態を示す要部側面図従来の技術を示す断面図従来の技術を示す則面図従来の技術を示す側面図従来の技術を示す側面図従来の技術を示す側面図

符号の説明

１ベース
２カムプレート
３カムフォロア
４アーム
５、８引っ張りコイルバネ
６ローラ電極
７吸着ノズル
９絶縁ブロック
１０給電ブロック
１１リッド
１２パッケージ

Claims

電子部品を収納するパッケージの開口部にリッドを載置し、一対のローラ電極を転接させつつ両電極間に通電し、前記リッドの縁辺とパッケージの開口部縁辺とをシーム接合するパッケージの封止作業に先立って、パッケージ開口部の所定の位置にリッドを載置し、このリッドをパッケージにスポット接合することで両者を仮止めするリッドの仮止め装置において、一対のローラ電極とその間隙に配置された吸着ノズルとを備え、この吸着ノズルは、前記リッドを吸着する吸着作用端にかけて大径部からテーパ状に小径となるように形成されており、前記一対のローラ電極は、回転軸方向の前記吸着ノズル側の一端面が前記テーパの角度と略平行になるように回転軸を傾斜させて回動自由に支持されたものであるとことを特徴とするリッドの仮止め装置。
前記吸着ノズルは内部に軸方向に貫通する空間を有し、この空間は吸着ノズルの外形が大径の部分では大径であり、外形が小径になるに従って連続的あるいは段階的に小径に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリッドの仮止め装置。