JP2009295703A - デバイス収納装置 - Google Patents

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    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
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Abstract

【課題】気密封止される中空パッケージ内で部品固定用に使用する接着剤から発生する水分などのアウトガス成分量を抑制すること。
【解決手段】デバイスを中空パッケージに収納して気密封止するように構成されたデバイス収納装置において、前記中空パッケージ内に前記デバイスを固定するための接着剤が、離散的なパターンで塗布されていることを特徴とするもの。
【選択図】 図１

Description

本発明はデバイス収納装置に関し、詳しくは、半導体デバイスや光学デバイスなどを中空パッケージに収納して気密封止する構成における中空パッケージ内部で発生する水分などのアウトガス成分量の抑制に関するものである。
一般に、半導体デバイスや光学デバイスは、周囲温度や湿度が変化したり、細かいゴミやほこりが付着するとその特性が微妙に変化してしまうことや、機械的振動や衝撃を受けるとこわれやすいことなどから、デバイスを長期間にわたって安定動作させるためにパッケージ内部に収納封止し、外部雰囲気から遮断することが行われている。
このようなパッケージ方式は、大別して気密封止と樹脂封止とに分けられるが、空間光伝送を行う光学デバイスは、中空パッケージに収納して気密封止される。
図２は、従来から行われている気密封止工程の一例を示す工程説明図である。
はじめに、（Ａ）に示すように、中空パッケージのケース本体１の内部底面に、エポキシ系接着剤２を塗布する（ステップ１）。このときのエポキシ系接着剤２の塗布量は、収納対象となるデバイス３を載置して押圧することにより、デバイス３の裏面のほぼ全面に押し広げられる程度である。
次に、（Ｂ）に示すように、塗布されたエポキシ系接着剤２の上に収納対象となるデバイス３を載置してデバイス３を押圧し、エポキシ系接着剤２をデバイス３の裏面のほぼ全面に押し広げた後、エポキシ系接着剤２を加熱して硬化させ、デバイス３を中空パッケージのケース本体１の底面に固着する（ステップ２）。この状態で、ケース本体１の底面に固着されたデバイス３と外部との間で電気的、光学的な接続を行うが、図示しない。
その後、（Ｃ）に示すように、ケース本体１の開口面にふた４を取り付けて開口面を閉じ、中空パッケージとして全体を気密封止する（ステップ３）。なお、気密封止にあたっては、シーム溶接、はんだシール、冷間圧着などが行われる。
このような気密封止を行うことにより、中空パッケージの内部に固着されたデバイス３は、外部環境の影響を受けにくくなる。ところで、中空パッケージの内部で使用しているエポキシ系接着剤２には水分などのアウトガス成分が含まれていて、これらのアウトガス成分は加熱硬化時に中空パッケージの外側に排出されるが、一部アウトガス成分は接着剤内部に残留する。
中空パッケージの内部においてこれらのアウトガス成分がある濃度に達すると、収納されているデバイス３などの腐食反応を引き起こし、デバイス３の特性を変化させたり、信頼性を劣化させることになる。
エポキシ系接着剤２から発生する水分などのアウトガスは、エポキシ系接着剤２の塗布面積の大きさと使用環境温度の高さに応じて多くなる。図２の構成では、エポキシ系接着剤２をデバイス３の裏面のほぼ全面に押し広げられるように塗付されているので、加熱硬化時にエポキシ系接着剤２から相当量のアウトガス成分が発生し、中空パッケージの外側に排出されるが、一部はデバイス３の周辺部分から放散されるのみで、大半は空中に放散するための逃げ道がないので再びエポキシ系接着剤２に吸収されることになる。
特許文献１には、中空パッケージ構造を有する光半導体装置において、パッケージの中空部分の底面と固体撮像素子とを接着する電子部品固着剤に１０〜９０重量％の乾燥剤を含有させることにより、中空部分の湿度増加を防止し、外部からの光を透過する透光性部における結露を防止する技術が記載されている。
特開平１０−２４２３３６号公報
本発明は、上記のような問題点を解決するものであり、気密封止される中空パッケージ内で部品固定用に使用する接着剤から発生する水分などのアウトガス成分量を抑制することを目的とする。
上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１では、
デバイスを中空パッケージに収納して気密封止するように構成されたデバイス収納装置において、
前記中空パッケージ内に前記デバイスを固定するための接着剤が、離散的なパターンで塗布されていることを特徴とする。
請求項２では、請求項１記載のデバイス収納装置において、
前記接着剤の塗布パターンは、ストライプ状あるいはドット状であることを特徴とする。
請求項３では、請求項１または２記載のデバイス収納装置において、
前記接着剤は、使用環境温度より高いガラス転移温度のものであることを特徴とする。
請求項４では、請求項１〜３いずれかに記載のデバイス収納装置において、
前記接着剤の塗布面積は、１ｍｍ２以上であることを特徴とする。
デバイスをパッケージに固定する接着剤を離散的なパターンで塗布することにより、加熱硬化の際に発生する水分などのアウトガス成分が空中に放散するための逃げ道を十分に確保でき、気密封止される中空パッケージ内部に残留する水分などのアウトガス成分量を従来よりも削減できる。
また、製品の使用環境温度より高いガラス転移温度の接着剤を選択することで、エポキシ系の接着剤の成分の分解、不純物による水分などのアウトガスの発生を防ぐことができる。
以下、図面を用いて、本発明を説明する。図１は、本発明の一実施例を示す工程説明図であり、図２と共通する部分には同一符号を付している。
図１において、はじめに、（Ａ）に示すように、中空パッケージのケース本体１の内部底面に、エポキシ系接着剤２を離散的（本実施例ではストライプ状）に塗布する（ステップ１）。このときの各ストライプの間隔とエポキシ系接着剤２の塗布量は、収納対象となるデバイス３を載置して押圧したとき、隣接するパターン相互間が繋がらないでケース本体１の内部底面とデバイス３の裏面との間に空間部が形成されてエポキシ系の接着剤２を加熱硬化させる時に発生するアウトガス成分が空中に放散しやすくするとともに、ケース本体１の内部底面とデバイス３の裏面に撓みや反りがあっても互いの面に接触してデバイス３にかかる衝撃荷重に耐えられるように適正な長さと分量に設定する。
次に、（Ｂ）に示すように、塗布されたエポキシ系接着剤２の上に収納対象となるデバイス３を載置してデバイス３を押圧し、エポキシ系接着剤２をデバイス３の裏面のほぼ全面に押し広げた後、エポキシ系接着剤２を加熱して硬化させ、デバイス３を中空パッケージのケース本体１の底面に固着する（ステップ２）。この状態で、ケース本体１の底面に固着されたデバイス３と外部との間で電気的、光学的な接続を行うが、図示しない。
その後、（Ｃ）に示すように、ケース本体１の開口面にふた４を取り付けて開口面を閉じ、中空パッケージとして全体を気密封止する（ステップ３）。なお、気密封止にあたっては、従来と同様に、シーム溶接、はんだシール、冷間圧着などが行われる。
このように構成することにより、ケース本体１の内部底面とデバイス３の裏面との間には、デバイス３をケース本体１の内部底面に固定するために使用するエポキシ系の接着剤２が離散的なパターンで塗付されて隣接するパターン相互間が繋がらないように空間部が形成されているので、エポキシ系の接着剤２を加熱硬化させる時に発生するアウトガス成分はこれらの空間部を逃げ道として効率よく空中に放散されることになる。したがって、図２の従来構成に比べて、再びエポキシ系接着剤２に吸収されるアウトガス成分を大幅に削減でき、気密封止後の水分などのアウトガス成分の発生を大きく抑制できる。
また、製品の使用環境温度より高いガラス転移温度の接着剤２を選択することで、エポキシ系の接着剤２の成分の分解による水分などのアウトガスの発生を防ぐことができる。
また、接着剤２の塗布パターンは、ストライプ状に限らず、ドットパターンなどのように加熱硬化時に発生するアウトガスが逃げやすい離散的なパターンであればよい。
また、接着剤２は、エポキシ系に限るものではなく、使用環境温度より高いガラス転移温度の接着剤２であればよい。
また、接着剤２による水分などのアウトガス成分が発生しにくくする構成は、ケース本体１の内部底面とデバイス３の間だけではなく、たとえばデバイス３の上にさらに他のデバイスを固定する場合や、ふた４の内面にデバイス３を固定する場合など、中空パッケージ内にある１ｍｍ２以上の貼り合せ面積を有する個所に効果的である。
なお、気密封止された中空パッケージ内部の残留水分をさらに減少させるためには、デバイス３とともに中空パッケージ内部に吸湿剤や吸湿シートを収納したり、内壁に吸湿塗料を塗付してもよい。
以上説明したように、本発明によれば、気密封止される中空パッケージ内で部品固定用に使用する接着剤から発生する水分などのアウトガス成分量を抑制することができ、半導体デバイスや光学デバイスなどの収納装置として好適である。
本発明の一実施例を示す工程説明図である。 従来から行われている気密封止工程の一例を示す工程説明図である。
符号の説明
１ ケース本体
２ 接着剤
３ デバイス
４ ふた

Claims (4)

  1. デバイスを中空パッケージに収納して気密封止するように構成されたデバイス収納装置において、
    前記中空パッケージ内に前記デバイスを固定するための接着剤が、離散的なパターンで塗布されていることを特徴とするデバイス収納装置。
  2. 前記接着剤の塗布パターンは、ストライプ状あるいはドット状であることを特徴とする請求項１記載のデバイス収納装置。
  3. 前記接着剤は、使用環境温度より高いガラス転移温度のものであることを特徴とする請求項１または２記載のデバイス収納装置。
  4. 前記接着剤の塗布面積は、１ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のデバイス収納装置。
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