JP2010177445A

JP2010177445A - パッケージの製造方法

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Publication number: JP2010177445A
Application number: JP2009018408A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Kiyohara; 敏史清原; Masaru Nagata; 優永田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2010-08-12

Abstract

【課題】
フリットにより封止されたパッケージのレーザによる封止工程で多発していたクラックの発生を抑制した、信頼性の高いパッケージの製造方法を提供する。
【解決手段】
２枚の基体が重なる方向から見たときに、第１張出部と第１張出部と一端同士が鋭角をなすように接続される第２張出部とを含み、第１張出部と第２張出部との接続箇所の線幅が第１張出部及び第２張出部の接続箇所以外の線幅に比べて太くなっている張出パターン部と、張出パターン部と合わせてリング状の閉空間を形成するように、第１張出部及び第２張出部にそれぞれ接続されるリング本体パターン部と、で構成されるリング状のパターンにフリットを配置するフリット配置工程と、レーザを、張出パターン部の第１張出部と第２張出部との接続箇所からリング状のフリットをトレースさせて接続箇所に戻るように走査させるレーザ照射工程と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は周囲の環境に敏感な電子部品等を保護するための封止された空間を有するパッケージの製造方法に関するものである。

従来から、色素増感型太陽電池素子や、有機ＥＬ素子など、周囲の環境に敏感な電子部品を保護するパッケージの製造方法として、上下２枚のガラス間にフリットをリング状に設置し、このフリットで溶着する方法が知られている。

例えば、電子部品として、有機ＥＬ素子や色素増感型太陽電池素子がある。これらは有機物質であるため、熱に弱く、一般的には、１３０℃程度の温度にしか耐えられない。これに対して、フリットの融点は低融点のものであっても４００℃程度であり、全体を均一に加熱する方法では素子を破壊してしまうため、局所的な加熱が求められる。この局所的な加熱の方法としてフリット部分にのみレーザを短時間照射し、局所的に温度を上昇させることで、素子部を高温とならないようにしながら封止するレーザ溶着の方法が提案されている。

従来のパッケージの製造方法を図５を用いて説明する。図５はパッケージの要部平面図である、なお、封止すべき電子部品の図示を省略している。

上ガラス１０１、下ガラス１０２をリング上のフリット１０３を介して積層し、ａ部からｂ部，ｃ部，ｄ部を経てａ部に戻るように上ガラス１０１上からレーザを照射しながら移動させ、フリットを溶融させることで上ガラス１０１と下ガラス１０２とを溶着させ、フリット１０３が固化することでフリット１０３に囲まれた領域に封止された空間を有するパッケージを製造することができる。

ここで、レーザをａ点に戻し溶着が完了する直前にガラス基板１０１，１０２やフリット１０３にクラックが多発するため、その対策として、レーザの出力を弱めたり、フォーカスをぼかしたり、移動速度を遅くする方法等が提案されていた。

特開２００８−５２７６５５号公報

しかしながら、従来の方法では、クラックを回避しようとして、レーザの出力を弱めるとフリットをその融点まで高めるのに時間がかかり、その間に熱が電子部品にまで伝わり、電子部品を熱損傷させてしまうという問題がある。また、レーザのフォーカスをぼかしたり、レーザの移動速度を遅くしたりすると、フリット１０３やガラス基板１０１，１０２のクラックは防止できるが、電子部品の温度も上昇してしまい、電子部品を熱損傷させてしまうという問題がある。つまり、電子部品の熱損傷を防ぐ方法と、フリット１０３やガラス基板１０１，１０２のクラックを防ぐ方法とは、同時に満たされないという問題を有していた。このように、従来の方法では、内部に収容する電子部品によっては適用できない場合があるという問題点があった。

本発明は上記事情に鑑みて案出されたものであり、その目的は、クラックの発生を抑制した、信頼性の高く汎用性の高いパッケージの製造方法を提供することにある。

本発明のパッケージの製造方法は、２枚の基体間にリング状に配置されたフリットをレーザ照射により加熱して前記２枚の基体を接合することで、両者の間に封止空間を有するパッケージを製造する方法であって、
前記２枚の基体が重なる方向から見たときに、第１張出部と前記第１張出部と一端同士が鋭角をなすように接続される第２張出部とを含み、前記第１張出部と前記第２張出部との接続箇所の線幅が前記第１張出部及び前記第２張出部の接続箇所以外の線幅に比べて太くなっている張出パターン部と、前記張出パターン部と合わせてリング状の閉空間を形成するように、前記第１張出部及び前記第２張出部にそれぞれ接続されるリング本体パターン部と、で構成されるリング状のパターンに前記フリットを配置するフリット配置工程と、
レーザを、前記張出パターン部の前記第１張出部と前記第２張出部との接続箇所からリング状の前記フリットをトレースさせて前記接続箇所に戻るように走査させるレーザ照射工程と、を有するものである。

また、本発明のパッケージの製造方法は、２枚の基体間にリング状に配置されたフリットをレーザ照射により加熱して前記２枚の基体を接合することで、両者の間に封止空間を有するパッケージを製造する方法であって、
前記２枚の基体が重なる方向から見たときに、第１張出部と前記第１張出部と一端同士が鋭角をなすように接続される第２張出部とを含む張出パターン部と、前記張出パターン部と合わせてリング状の閉空間を形成するように、前記第１張出部及び前記第２張出部にそれぞれ接続されるリング本体パターン部と、で構成されるリング状のパターンに前記フリットを配置するフリット配置工程と、
レーザを、前記張出パターン部の前記第１張出部と前記第２張出部との接続箇所からリング状の前記フリットをトレースさせて前記接続箇所に戻るように走査させるレーザ照射工程であって、前記接続箇所に照射するレーザ径を、前記フリットのそれ以外の箇所を照射するレーザ径に比べて小さくするレーザ照射工程と、を有するパッケージの製造方ものである。

本発明のパッケージの製造方法によれば、フリットと封止部材とで閉空間を形成するので、これにより２枚の基体を接合するとともに、フリットと封止部材と２枚の基体とで囲まれた領域に封止された空間（以後、単に封止空間という）を形成することができる。

ここで、従来のパッケージの製造方法においてクラックが発生するメカニズムについて、鋭意検討を重ねた結果、クラックの発生は、レーザを走査させて図５のａ部に戻る直前の、レーザを中心としたフリット１０３における温度分布が原因であることを突き止めた。つまり、レーザ照射部のフリット１０３は高温で、その周囲は同心円上に温度分布を有し、照射部に比べ低温となる。

この温度分布について更に検討すると、レーザは移動しているため、図５（ａ）に示すように進行方法の前側では特に温度勾配が急になる。この温度勾配は、図５（ｂ）に示すように、レーザの進行方向前側で最も大きく、進行方向後ろ側で小さくなる特徴を有する。
この温度の高いレーザ照射部ではフリット１０３が膨張し、温度が低くなる周囲ではフリット１０３が収縮しようとする。すなわち、レーザ照射部の周囲のフリット１０３には、同心円状に引っ張り応力が高く働く。そして、この応力は、温度勾配の大きさの差の影響で、レーザの進行方向前側で特に大きくなる。

ここで、レーザ照射部の後方（レーザ走査方向に対して後方）では、フリット１０３が溶融した状態でまだ完全に固化していないうえに、温度勾配も緩やかなのでクラックは生じないが、すでに溶着されたレーザ照射のスタート地点であるａ部では温度勾配が急なため強い応力が発生するにもかかわらずフリット１０３は温度が低下し完全に固化されているので変形することができず、引っ張り応力によりクラックが発生してしまっていることが分かった。つまり、レーザ照射において、一度固化したフリットに再度レーザによる温度分布が生じて引っ張り応力が生じることが原因であり、それはレーザ照射の始点及び終点で発生することが分かった。そして、このような現象は、レーザにより局所的な温度分布が発生する場合に特有なものであることが分かった。

上述のようなメカニズムの判明を受けて、本発明においては、レーザを、線幅が他の部位に比べて太い張出パターン部の第１張出部と第２張出部との接続箇所からリング状のフリットをトレースさせて接続箇所に戻るように走査させることで、レーザが接続箇所に戻ってきたときには、レーザの進行方向前側の高い温度勾配を発生させる部位に、クラックを生じさせる固化された部位の存在を無くして、レーザ照射終点においても、クラックの発生を回避することができる。

また、レーザが接続箇所に戻ってきたときには、接続箇所の一部がまだレーザ照射されていない状態であるため、既に２枚の基体を接合して固化しているフリットに再度レーザが照射されることがない。したがって、レーザ照射の終点においても、一度固化したフリットに再度レーザ照射による温度分布が生じることはなく、それに伴う引っ張り応力が発生することを抑制することができる。

このように、フリットおよび２枚の基体におけるクラックの発生を抑制することができ、信頼性の高いパッケージの製造方法を提供することができる。

また、従来のようにレーザの出力を弱めたり、焦点をぼかしたり、走査速度を遅くしたりするなど、レーザの照射時間や照射面積を必要以上に設ける必要がなくなるので、レーザによる熱がフリットを中心とした局所的な部分のみに伝達され、中に収容すべき電子部品が熱損傷を受けることを抑制することができる。このため、中に収容する電子部品によらず、クラックの発生を抑制したパッケージを製造することができるので、汎用性の高いパッケージの製造方法を提供することができる。

また、本発明のパッケージの製造方法によれば、レーザを、張出パターン部の第１張出部と第２張出部との接続箇所に照射するレーザ径を、フリットのそれ以外の箇所を照射するレーザ径に比べて小さくすることで、レーザが接続箇所に戻ってきたときには、レーザの進行方向前側の高い温度勾配を発生させる部位に、クラックを生じさせる固化された部位の存在を無くして、レーザ照射終点においても、クラックの発生を回避することができる。

また、レーザが接続箇所に戻ってきたときには、接続箇所の一部がまだレーザ照射されていない状態であるため、既に２枚の基体を接合して固化しているフリットに再度レーザが照射されることがない。したがって、レーザ照射の終点においても、一度固化したフリットに再度レーザ照射による温度分布が生じることはなく、それに伴う引っ張り応力が発生することを抑制することができる。このため、フリットおよび２枚の基体におけるクラックの発生を抑制することができ、信頼性の高いパッケージの製造方法を提供することができる。

（ａ），（ｂ）はそれぞれ、フリットにより封止されたパッケージを示す平面図および断面図である。（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明および従来方法のパッケージの製造方法における封止部材の要部を示す模式的な平面図である。（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、本発明のパッケージの封止方法の変形例を示す模式的な平面図である。本発明のパッケージの封止方法のさらに他の例を示す模式的な平面図である。従来のパッケージの製造方法を示す平面図である。（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ第１張出部と第２張出部とのなす角について説明する、フリットのパターンの要部拡大図である。

以下、本発明のパッケージの製造方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明のパッケージの製造方法により製造したパッケージの（ａ）は上方透視図，（ｂ）は（ａ）のI―I線による断面図である。図１において、１、２は、２枚の基体である第１基体，第２基体、３は２枚の基体１，２間に配置されたフリットである。ここで、フリット３は、リング状の一部が外側に張り出した形状となっており、具体的には、
第１張出部３ａと第２張出部３ｂとで構成される張出パターン部３Ａと、これに接続されるリング本体パターン３Ｂとで合わせてリング状の閉空間を形成している。フリット３と第１および第２の基体１，２との間の封止空間には、色素増感型太陽電池素子や、有機ＥＬ素子等の電子部品が配設されているが、図示を省略している。なお、理解を容易にするために、フリット３に網掛けパターンを付している。また、以下の図面についても同様であるが、同様の箇所には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本発明のパッケージの製造方法は大きく分けて２つの工程からなる。以下、各工程について詳述する。

〔フリット配置工程〕
基体１，２の間にフリット３を配置する。
第１基体１は、封止空間を保つ強度を有していれば特に限定されず、セラミック基板，ガラス基板，有機樹脂基板等を用いることができる。

第２基体２は、封止空間を保つ強度を有しているとともに、レーザ照射による熱を後述するフリット３に伝達することができれば特に限定されず、例えば、ガラス基板等を用いることができる。第２基体２は、第１基体１と同じ材料でもよいし、異なる材料でもよいが、両者の熱膨張係数が近いことが好ましい。また、図では、第２基体２は、第１基体１と同一形状であるが、両者の間に封止空間を形成できれば異なる形状であってもよい。

また、第１および第２基体１，２は、内部に収容する電子部品に応じて選択すればよい。例えば、電子部品として色素増感型太陽電池素子や、有機ＥＬ素子を用いる場合には、透光性を有するものを選択し、第１または第２基体１，２を電子部品を形成する基板として用いる場合には、電子部品の製造に適したものを選択する。

フリット３は、ガラス技術分野では、添加剤が含まれたパウダー状のガラス原料を指すが、ガラス技術分野以外では、一般的にガラス原料が溶融されて形成されたガラスを指すので、本明細書では、この両方を示すものとする。フリット３は、レーザを効率よく吸収して、溶融、あるいは軟化するために、光吸収材が含まれることが望ましい。また、低融点であることが望ましく、第１及び第２基体１，２との熱膨張差を小さくするよう組成を調整してもよい。とくにフリット３の材料や、その組成は、レーザ照射により加熱され溶融し、その後固化することで第１および第２基体１、２を接合できれば特に限定はされず、例えば低融点のはんだガラス，ソーダガラスなどを用いることができる。

フリット３は第１基体１，第２基体２の間にリング状の閉空間を形成するパターンに配置されればよく、第１基体１上に配置しても、第２基体２上に配置してもよい。

フリット３のパターンは、張出パターン部３Ａとリング本体パターン部３Ｂとを含んで構成される。

張出パターン部３Ａは、第１張出部３ａと第２張出部３ｂとを含んでいる。第２張出部３ｂは、第１張出部３ａと一端同士が接続されている。ここで、第１張出部３ａと第２張出部３ｂとは近接対向しながら徐々に一端の側面同士が接するように接続されており、一端同士で成す角θは鋭角となっている。そして一端同士の接続箇所３ｃの線幅ｃは、第１張出部３ａ，第２張出部３ｂの接続箇所３ｃ以外での線幅ａ，ｂに比べ太くなっている。なお、接続箇所３ｃの線幅ｃとは、第１張出部３ａと第２張出部３ｂとが接続された部分のうち最も幅の広い部分をさすものとする。また、この明細書において第１張出部３ａ，第２張出部３ｂのなす角とは、以下のように定義するものとする。すなわち、第１張出部３ａ，第２張出部３ｂの線幅の中心線がなす角度とする。ただし、接続箇所３ｃにおける中心線は、接続箇所３ｃにおいて、接続箇所３ｃに至る前の第１張出部３ａ，第２張出部３ｂの線幅と同等の線幅を有すると仮定して設定する。以下、図６を用いて、第１張出部３ａ，第２張出部３ｂのなす角について説明する。図６は、フリット３のパターンのうち、張出パターン部３Ａの要部（例えば、図１（ａ）において破線で囲った領域）拡大図であり、中心線を一点破線で示している。図１に示すパターンの場合は、図６（ａ）に示すように、中心線同士を重ねたときになす角度αが、第１張出部３ａ，第２張出部３ｂのなす角であり、鋭角となっている。また、図６（ｂ）に示すように、第１張出部３ａ，第２張出部３ｂとは一端の側面同士が接続箇所３ｃのリング本体パターン部３Ｂ側で接していなくてもよく、平坦部を介して接続されていてもよい。この場合であっても中心線同士は、鋭角であるα_１をなしており、これが第１張出部３ａ，第２張出部３ｂのなす角となる。ただし、この平坦部は第１張出部３ａ，第２張出部３ｂの線幅以下であることが好ましい。さらに、図６（ｃ）に示すように、リング本体パターン部３Ｂと第１張出部３ａ，第２張出部３ｂとの区別が難しい場合には、外側に向けてパターンが曲がる、変曲点を有する部分からを第１張出部３ａ，第２張出部３ｂとし（図中の点線部分）、それぞれの中心線がなす角α_２を、第１張出部３ａ，第２張出部３ｂのなす角とする。

接続箇所３ｃの線幅ｃは、後述するレーザ照射工程において、接続箇所３ｃにレーザが照射されたときに１回の照射では未照射部分が生じるようにレーザ照射径より大きいことが必要であるが、例えば、後述の理由より、第１張出部３ａ，第２張出部３ｂの接続箇所３ｃ以外での線幅ａ，ｂを合わせた太さ、もしくはそれぞれの線幅ａ，ｂの２倍の太さやレーザ照射径の２倍の太さとすることが好ましい。

そして、リング本体パターン部３Ｂは、第１張出部３ａと第２張出部３ｂとの他端にそれぞれ接続されて、張出パターン部３Ａと合わせてリング状の閉空間を形成している。なお、図面ではリング本体パターン３Ｂは略直方形状であるが、楕円状でも多角形状でもよい。

また、フリット３の接続箇所３ｃ以外の場所における線幅は、０．３ｍｍから３．０ｍｍであることが望ましい。フリット３の線幅が０．３ｍｍ以上の場合には、十分な接着面積を確保できるので、フリット３に不連続部や隙間が発生することにより封止が不完全となることに起因する密閉不良の発生を抑制することができる。また、十分な接着力で確実に基体１，２と接続されるので、信頼性の高いパッケージを提供できる。フリット３の幅が３．０ｍｍ以下であることから、溶融に多くの熱を必要としないため好ましい。特に、熱に弱い電子部品を封止空間に収容する場合にも、フリット３の周辺部分が高温にならないので、フリット３溶融時の熱が電子部品に伝達してしまうことを抑制することができる。よって、フリット３の接続箇所３ｃ以外の場所における線幅は、０．３ｍｍから３．０ｍｍの範囲が望ましい。また、フリット３の高さは、３μｍから５００μｍの間が望ましい。フリット３の高さが３μｍ以上であれば、基体１，２を間隔を開けて保持することができると共に、フリット３における隙間や不連続部分の発生を抑制することで安定して封止空間を保持することができる。一方、高さが５００μｍ以下であれば、レーザ照射による熱が厚み方向にも伝達しやすく、溶融に必要な熱量を抑制することができる。これにより、熱に弱い電子部品を封止空間に収容する場合においても、フリット３の周辺部分が高温にならず、レーザ照射による熱が電子部品に伝達することを抑制できるので、収容する電子部品によらず適用可能な汎用性の高いパッケージの製造方法を提供できる。従って、フリット３の高さは３μｍから５００μｍの間が望ましい。

〔レーザ照射工程〕
このように第１基体１，第２基体２を、フリット３を介して積層した状態で、第２基体２を介してフリット３にレーザが照射されるようにレーザを走査する。レーザ照射によりフリット３を溶融した後固化することで、第１基体１と第２基体２とを接合する。

レーザの走査方法は、接続箇所３ｃから第１張出部３ａ、リング本体パターン部３Ｂ、第２張出部３ｂと、パターンをトレースさせて、接続箇所３ｃに戻るようにすればよい。

ここで、接続箇所３ｃにおけるレーザ照射について詳述する。
図２（ａ）は、図１に破線で囲んだ領域を示す模式的な平面図であり、図２（ｂ）は従来例である図５のａ部を中心とした領域を示す模式的な平面図である。いずれも、レーザ走査の始点および終点となる部分であり、理解を容易とするためにフリット３の始点側の領域に網掛けパターンを付し、照射するレーザ径を実線の丸，レーザによる温度勾配を破線の丸で示している。

従来までの手法では、図２（ｂ）に示すように、フリット１０３のパターンを全てトレースしようとすると、レーザ走査の終点部分で既に固化した始点部分のフリット１０３にレーザを再照射させることになる。また、レーザによる温度分布の勾配が大きく、それに伴う応力も強く生じる部分である、レーザ走査方向の前方部分に既に固化したフリット１０３がある。これにより、一度固化したフリット１０３に再度レーザによる温度分布が生じて引っ張り応力が生じ、クラックを発生させていた。

これに対して、本実施の形態では、図２（ａ）に示すように、レーザを接続箇所３ｃから第１張出部３ａのリング本体パターン３Ｂに接続された側へと走査し（網掛けパターン部分）、リング本体パターン３Ｂ，第２張出部３ｂをトレースし接続箇所３ｃに戻るように走査する。ここで、レーザが接続箇所３ｃに戻ってきたときに、接続箇所３ｃの線幅ｃが太いため、第１張出部３ａ側の接続箇所３ｃは既に固化しているが、第２張出部３ｂ側の接続箇所３ｃはレーザ照射されていないので溶融・固化しておらず、始点付近のフリット３を再溶融させることなく、閉空間を形成するフリット３の全パターンをトレースすることができる。また、レーザによる温度分布の勾配が大きく、それに伴う応力も強く生じる部分である、レーザ走査方向の前方部分に既に固化したフリット３が存在しない。これにより、クラックの発生を抑制しつつ、封止空間を形成することができる。

上述のようにレーザを照射して封止空間を形成するため、照射するレーザの径とフリット３の接続箇所３ｃの線幅ｃ，接続箇所３ｃ以外の線幅との関係は、以下のように設定することが好ましい。照射するレーザの径は、フリット３の線幅全体を十分に発熱させ、線幅全体において溶融させるために、フリット３の接続箇所３ｃを除く場所での線幅とレーザの径とを同程度とすることが好ましい。これにより、レーザをフリット３の線幅全体に当てることができ、部分的に未溶着となることに起因する密閉不良の発生を抑制できる。また、照射したエネルギーを効率的に利用できるとともに、フリット３の外側に漏洩するレーザ照射面を小さく抑えることができるので、レーザ漏洩部による周囲部材の高温化を抑制し、熱的な不安定の発生を抑制することもできる。また、接続箇所３ｃにおける線幅ｃは、照射するレーザの径の約２倍とすることが好ましい。このようにすることで、未溶着部分をなくして確実に封止するとともに、既に固化したフリット３へレーザを再照射することを防ぎ、クラックの発生を抑制することができる。この接続箇所３ｃにおける線幅ｃの好ましい線幅を言い換えると、第１張出部３ａ，第２張出部３ｂの線幅ａ，ｂを合わせた幅ということができる。

上記２つの工程を経ることで、基体１，２，フリット３で囲まれる封止空間を有するパッケージを提供することができる。

このようにして、従来のような、一度固化したフリット３が温度勾配による応力をうけたり再溶融したりすることに起因するフリット３及び基体１，２に生じるクラック発生を抑制しつつ、封止空間を形成することができるので、信頼性の高いパッケージの製造方法を提供することができる。

特に、従来のようにレーザの出力を弱めたり、焦点をぼかしたり、走査速度を遅くしたりするなど、レーザの照射時間や照射面積を必要以上に長くしたり、広範囲にしたりするなどする必要がなくなるので、必要最小限のレーザ照射によりパッケージを製造することができる。すなわち、レーザによる熱がフリット３を中心とした局所的な部分のみに伝達され、中に収容すべき電子部品が熱損傷を受けることを抑制することができる。このため、例え、熱に弱い有機物を用いた電子部品、例えば、有機ＥＬ素子や色素増感型胎動電池素子などを封止空間の内部に収容した場合においても、レーザ照射の熱が電子部品に伝達することなく、パッケージを製造することができる。つまり、熱に対する耐性の低い電子部品に対しても、電子部品が熱損傷を受けることなくパッケージを製造することができるので、このような電子部品の封止に適している。このように、内部に収容する電子部品によらずクラックの発生を抑制した、汎用性の高いパッケージの製造方法を提供できる。

本発明のパッケージの製造方法は、レーザの軌跡の始点および終点付近においてレーザの軌跡が並進できるようにフリット３の線幅を広くすることで、既に固化したフリット３に温度勾配による応力をかけたり再溶融させたりすることを防ぐことが重要であり、その他のリング本体パターン部,張出パターン部、基体等の構成は適宜自由に設定できる。

例えば、図１（ａ）では、同等の長さ,形状を有する第１張出部３ａと第２張出部３ｂとが対称配置されているが、両者の長さ,形状は異なってもよい。例えば、湾曲部を有するような形状でもよい。

また、図１では、第１基体１，第２基体２として平らな基板状のものを例に説明したが、一方がキャップ状となっていてもよい。この場合には、基板状の一方の基体が、キャップ状の他方の基体の蓋をするように両者を対向させ、キャップ状の基体の開口部側上面にフリット３を配置すればよい。

次に、本発明のパッケージの製造方法の他の例について説明する。

図３（ａ）〜（ｃ）はフリット３の接続箇所３ｃ近傍の形状を示す模式的な平面図である。図３（ａ）に示すように、張出パターン部３Ａは、接続箇所３ｃの先に、リング状の閉空間から更に張り出す方向に延在する線状の延在部３ｄを有していてもよい。そして、レーザ照射工程においては、この延在部３ｄから接続箇所３ｃを通り、第１張出部３ａ,リング本体パターン３Ａ,第２張出部３ｂ，接続箇所３ｃをトレースして延在部３ｄに戻るようにレーザを照射させる。これにより、フリット３により確実に封止空間を形成させることはできる。

また、更に確実に封止空間を形成するために、図３（ｂ）に示すように、延在部３ｄの線幅ｄを接続箇所３ｃの線幅ｃに比べて狭くしてもよい。同様に、図３（ｃ）に示すように、延在部３ｄが接続箇所３ｃの線幅ｃから徐々に狭くなっていくような線幅変化部３ｄ’を有するようにしてもよい。このように構成することで、確実にレーザの軌跡が延在部３ｄで重なるように走査されるので、確実に閉空間を形成し封止空間を実現することができる。

さらに、レーザ照射工程に続いて、延在部３ｄのうち、確実に封止空間を形成できている位置より先（リング状の閉空間から更に張り出す方向）に位置する部分の基体１,２およびフリット３を除去する除去工程をも受けてもよい。具体的には、図３（ｄ）に示すように、基体１，２が重なる方向から見たときに、図の破線で示す位置で、ダイシング等の通常の切断技術で、基体１，２毎、延在部３ｄの一部を除去すればよい。これにより、パッケージのサイズを必要最小限の大きさとすることができるので、小型なパッケージを提供することができる。

また、延在部３ｄでは、図３（ｂ）,（ｃ）のように線幅ｄが狭くなる部位ではレーザの軌跡が重なり、既に固化したフリット３に再度レーザが照射され、引っ張り応力が発生し、基体１，２,フリット３にクラックが発生する恐れがある。また、図３（ａ）のように、線幅ｄが接続箇所３ｃの線幅ｃと同程度であっても、レーザの軌跡が並進する距離が長くなる。これにより、フリット３のパターンをトレースしてきたレーザが延在部３ｄに戻ってきたときに、フリット３の既に固化した部分に隣接する部分に照射される距離が長くなることで、レーザによる温度分布が既に固化したフリット３に伝わり、基体１，２,フリット３にクラックが発生する恐れがある。これに対して、例え、延在部３ｄの一部で基体１，２,フリット３にクラックが発生しても、その部分を除去工程で除去すれば、パッケージおよびパッケージで封止された空間の素子にはクラックの影響はなくなるので、より信頼性の高いパッケージを提供することができる。

さらに、延在部３ｄの線幅ｄが図３（ｂ）,（ｃ）のように、接続箇所３ｃに比べ細くなっている場合には、その先端部に応力が集中する傾向があるため、延在部３ｄのうち封止空間から最も離れた部分でクラックが発生するため、その部分のみを除去することで、クラックのないパッケージを提供することができる。

ここで、図３（ｅ）に示すように、基体１，２を角部（ここでは長方形状の基体１，２の角）が平面視で重なるように配置して、フリット３の張出パターン部３Ａを角部に位置するようにフリット３を配置すれば、除去工程において除去する部分（図中の破線部）を少なくすることができるので好ましい。また、除去工程を設けない場合においても、張出パターン部３Ａの配置スペースを別途設ける必要がなく、パッケージの大きさを封止空間の大きさと同程度とすることができるので、小型なパッケージを提供することができるので好ましい。

次に、本発明の実施の形態のさらに他の例について図４を用いて説明する。図４は、フリット３のパターンと照射するレーザの径との関係を示す模式的な平面図である。図４に示すフリット３のパターンは、図１に示すパターンと、接続箇所３ｃ’の線幅ｃ’が接続箇所３ｃ’以外の第１張出部３ａ，第２張出部３ｂの線幅ａ，ｂより広くなっていない点で異なる。

具体的には、接続箇所３ｃ’は、第１張出部３ａ，第２張出部３が徐々に重なるように接続されており、その線幅ｃ’は、接続箇所３ｃ’以外の第１張出部３ａ，第２張出部３ｂの線幅ａ，ｂの線幅ａ，ｂと同程度の太さとなっている。（図４では、徐々に細くなっている）。

このようなフリット３のパターンにレーザを、接続箇所３ｃ’から第１張出部３ａ、リング本体パターン部３Ｂ、第２張出部３ｂと、パターンをトレースさせて、接続箇所３ｃ’に戻るように走査するが、接続箇所３ｃ’において他の部分に比べてレーザ照射径を小さくする。このようにレーザを照射することで、レーザがフリット３をトレースして接続箇所３ｃ’に戻ってきても、接続箇所３ｃ’の一部はまだレーザ未照射の状態となっているので、一度固化したフリット３が温度分布による効力を受けたり、再溶融したりすることに起因するフリット３及び基体１，２に生じるクラック発生を抑制しつつ、封止空間を形成することができるので、信頼性の高いパッケージの製造方法を提供することができる。

なお、レーザの軌跡の始点および終点付近においてレーザの軌跡が並進できるように照射するレーザの径を小さくすることが重要であるので、その他の部分については適宜変更することができる。例えば、図３に示す例に準じて、延在部を設けてもよいし、不要部分の除去工程を設けてもよいし、平面視で基体の角部に張出パターン部を配置してもよい。

上述のように、本発明のパッケージの製造方法によれば、レーザの軌跡の始点および終点付近においてレーザの軌跡が並進できるようにフリット３の線幅を広くする、もしくは照射するレーザの径を小さくすることで、既に固化したフリット３を再溶融させることを防ぐことできるので、クラックの発生を抑制したパッケージの製造方法を提供することができる。

外形寸法６０×６０×厚み１．１ｍｍのガラス基板２枚を第１及び第２基体１，２として、図３（ｅ）に示すようなパターンのフリット３を介して積層し、このガラスフリット３をレーザで溶着することで、パッケージを製造した。フリット３は上下ガラス間の３０×３０ｍｍの領域に張出パターン部３Ａの接続箇所３ｃ以外の線幅を１ｍｍでほぼリング状に形成した。張出パターン部３Ａの接続箇所３ｃの線幅は２ｍｍとし、延在部３ｄの長さを２ｍｍとした。この基本条件のもと、フリット３のパターンをトレースするように約１ｍｍのレーザ径に設定してレーザ照射を行ない、延在部３ｄの一部をダイシングでカットする、除去工程を経てパッケージを１００個製造した。その結果、延在部３ｄにおいてクラックが発生するものもあったが除去工程を経て、１００個すべてについてクラックのないパッケージを得ることができた。

比較のため、従来と同一の製造方法で１００個のパッケージを製造した。その結果、１００個すべてのパッケージにクラックの発生が見られた。

１第１基体
２第２基体
３フリット
３Ａ張出パターン部
３Ｂリング本体パターン部
３ａ第１張出部
３ｂ第２張出部
３ｃ接続箇所

Claims

２枚の基体間にリング状に配置されたフリットをレーザ照射により加熱して前記２枚の基体を接合することで、両者の間に封止空間を有するパッケージを製造する方法であって、
前記２枚の基体が重なる方向から見たときに、第１張出部と前記第１張出部と一端同士が鋭角をなすように接続される第２張出部とを含み、前記第１張出部と前記第２張出部との接続箇所の線幅が前記第１張出部及び前記第２張出部の接続箇所以外の線幅に比べて太くなっている張出パターン部と、前記張出パターン部と合わせてリング状の閉空間を形成するように、前記第１張出部及び前記第２張出部にそれぞれ接続されるリング本体パターン部と、で構成されるリング状のパターンに前記フリットを配置するフリット配置工程と、
レーザを、前記張出パターン部の前記第１張出部と前記第２張出部との接続箇所からリング状の前記フリットをトレースさせて前記接続箇所に戻るように走査させるレーザ照射工程と、を有するパッケージの製造方法。
前記フリット配置工程において、前記２枚の基体が重なる方向から見たときに、前記張出パターン部は、前記第1張出部と前記第２張出部との接続箇所の先に線状の延在部をさらに含むように前記フリットを配置し、
前記レーザ照射工程において、レーザを、前記延在部からの前記張出パターン部の前記第１張出部と前記第２張出部との接続箇所を通り、リング状の前記フリットをトレースさせて前記接続箇所を通り前記延在部へ戻るように走査させる、請求項１記載のパッケージの製造方法。
前記レーザ照射工程に続いて、
前記２枚の基体が重なる方向から見たときに、前記２枚の基体および前記フリットのうち、前記延在部の一部が位置する部位を除去する除去工程をさらに有する、請求項２に記載のパッケージの製造方法。
前記延在部の線幅は、前記２枚の基体が重なる方向から見たときに、前記接続箇所の線幅に比べ狭い、請求項２または３記載のパッケージの製造方法。
前記接続箇所の線幅は、前記第１張出部及び前記第２張出部との線幅を合わせた線幅と略同一であり、
前記延在部は、前記接続箇所の線幅から徐々に狭くなるような線幅変化部を有する、請求項２乃至４のいずれかに記載のパッケージの製造方法。
前記２枚の基体が重なる方向から見たときに、
前記２枚の基体は角部を有し、前記角部同士が重なるように配置されており、
前記張出パターン部は、前記２枚の基体の前記角部の位置に配置されている、請求項１乃至５のいずれかに記載のパッケージの製造方法。
前記レーザ照射工程において、
前記張出パターン部を照射するレーザの径を、前記第１張出部または前記第２張出部の前記接続箇所以外の線幅と略同一とする、請求項１乃至６のいずれかに記載のパッケージの製造方法。
２枚の基体間にリング状に配置されたフリットをレーザ照射により加熱して前記２枚の基体を接合することで、両者の間に封止空間を有するパッケージを製造する方法であって、
前記２枚の基体が重なる方向から見たときに、第１張出部と前記第１張出部と一端同士が鋭角をなすように接続される第２張出部とを含む張出パターン部と、前記張出パターン部と合わせてリング状の閉空間を形成するように、前記第１張出部及び前記第２張出部にそれぞれ接続されるリング本体パターン部と、で構成されるリング状のパターンに前記フリットを配置するフリット配置工程と、
レーザを、前記張出パターン部の前記第１張出部と前記第２張出部との接続箇所からリング状の前記フリットをトレースさせて前記接続箇所に戻るように走査させるレーザ照射工程であって、前記接続箇所に照射するレーザ径を、前記フリットのそれ以外の箇所を照射するレーザ径に比べて小さくするレーザ照射工程と、を有するパッケージの製造方法。