JP2014216403A - 電子デバイス、パッケージ、電子機器および電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】低融点ガラスの使用量が少なくても内部の気密性を確保することができる電子デバイスを提供する。【解決手段】第1孔2aと第1孔2aより大きな第2孔2bとが設置されたベース基板2と、ベース基板2に第1の低融点ガラス4により接合され第1孔2aを塞ぐ第1蓋体3と、ベース基板2に第2の低融点ガラス6により接合され第2孔2bを塞ぐ第2蓋体5と、を備え、第1の低融点ガラス4により接合された場所の面積を第1面積とし、第2の低融点ガラス6により接合された場所の面積を第2面積とするとき、第1面積は第2面積より広く、第1の低融点ガラス4の厚さを第1厚さ4aとし、第2の低融点ガラス6の厚さを第2厚さ6aとするとき、第1厚さ4aは第2厚さ6aより薄くする。【選択図】図2
Description
本発明は、電子デバイス、パッケージ、電子機器および電子デバイスの製造方法に関するものである。
光スイッチ素子、撮像素子、圧電振動子、加速度センサーや波長可変干渉フィルター等の電子素子や半導体素子は安定して動作させるためにパッケージ内に気密封止して用いられる。例えば、半導体素子がパッケージ内に気密封止された電子部品が特許文献1に開示されている。それによると、シリコンパッケージに半導体素子が設置されている。シリコンパッケージの側壁にはセラミックパッケージが蓋をするように設置されている。そして、セラミックパッケージには透明ガラスが設置されている。
シリコンパッケージとセラミックパッケージとは低融点ガラスを用いて接着されている。さらに、セラミックパッケージと透明ガラスとは低融点ガラスを用いて接着されている。低融点ガラスを用いた封止は気密性、耐水性、耐湿性等の信頼性が高いので各種のパッケージに用いられている。
低融点ガラスは330℃〜410℃で溶融するガラスである。接着するときには粉末状のガラスとバインダーと溶剤とが混成されたペースト状の接着剤を用いる。そして、ベース基板または、蓋体に接着剤を塗布する。次にバインダーと溶剤を除去するための仮焼成を施し、ベース基板と蓋体を合わせる。次に、加熱しながら圧力を加えてガラスを溶融して冷却する。
特許文献1に開示された電子部品では、シリコンパッケージ、セラミックパッケージ、透明ガラスの材質が異なっているので熱膨張係数が異なっている。そして、シリコンパッケージとセラミックパッケージとを接着する場所の最大幅はセラミックパッケージと透明ガラスとを接着する場所の長さより長くなっている。従って、接着する場所を同時に加熱して冷却するときに各部材が伸長して収縮する長さが異なっている。その結果、接着した場所では低融点ガラスにクラックが入り易くなる。クラックが入るとパッケージの気密が保たれなくなる。
低融点ガラスの厚みを厚くするとクラックが入ることを防止することができる。低融点ガラスは製造し難い材料であり、低融点ガラスを多量に使用すると製造し難い電子デバイスとなる。そこで、低融点ガラスの使用量が少なくても内部の気密性を確保することができる電子デバイスが望まれていた。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本適用例にかかる電子デバイスであって、第1孔と前記第1孔より大きな第2孔とが設置されたベース基板と、前記ベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され前記第1孔を塞ぐ第1蓋体と、前記ベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され前記第2孔を塞ぐ第2蓋体と、を備え、前記第1の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第1面積とし、前記第2の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第2面積とするとき、前記第1面積は前記第2面積より広く、前記第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし、前記第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき、前記第1厚さは前記第2厚さより薄いことを特徴とする。
本適用例にかかる電子デバイスであって、第1孔と前記第1孔より大きな第2孔とが設置されたベース基板と、前記ベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され前記第1孔を塞ぐ第1蓋体と、前記ベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され前記第2孔を塞ぐ第2蓋体と、を備え、前記第1の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第1面積とし、前記第2の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第2面積とするとき、前記第1面積は前記第2面積より広く、前記第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし、前記第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき、前記第1厚さは前記第2厚さより薄いことを特徴とする。
本適用例によれば、ベース基板には第1孔と第2孔とが設置されている。第2孔は第1孔より大きな孔である。第1孔には第1蓋体がベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され、第1蓋体が第1孔を塞いでいる。第1の低融点ガラスの厚みは第1厚さで面積は第1面積となっている。第2孔には第2蓋体がベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され、第2蓋体が第2孔を塞いでいる。第2の低融点ガラスの厚みは第2厚さで面積は第2面積となっている。第1面積は第2面積より広くなっており、第1厚さは第2厚さより薄くなっている。
第1蓋体をベース基板に接合するときに第1蓋体及びベース基板が加熱される。第1孔は第2孔より小さいので、第1蓋体とベース基板との熱膨張の差による位置ずれは第2孔より小さい。さらに、第1面積は第2面積より広いため、第1厚さが第2厚さより薄くても第1の低融点ガラスを貫通するクラックができ難い。従って、電子デバイスは内部の気密性を確保することができる。そして、第1厚さが第2厚さと同じ厚さにするときに比べて第1の低融点ガラスの使用量を少なくすることができる。
第2蓋体をベース基板に接合するときに第2蓋体及びベース基板が加熱される。第2孔は第1孔より大きいので、第2蓋体とベース基板と熱膨張の差による位置ずれは第1孔より大きい。第2厚さは第1厚さより厚いので、冷却時に収縮する速度に追従して変形することができる。この為、第2の低融点ガラスにはクラックが入り難い。そして、第2面積を第1面積と同じ広さにするときに比べて第2の低融点ガラスを少なくすることができる。従って、電子デバイスは第1の低融点ガラス及び第2の低融点ガラスの使用量を少なくして内部の気密性を確保することができる。
[適用例2]
本適用例にかかる電子デバイスであって、第1孔と前記第1孔より大きな第2孔とが設置されたベース基板と、前記ベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され前記第1孔を塞ぐ第1蓋体と、前記ベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され前記第2孔を塞ぐ第2蓋体と、を備え、前記第1の低融点ガラスは前記第1孔の外周に沿って配置され、前記第2の低融点ガラスは前記第2孔の外周に沿って配置され、前記第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし、前記第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき、前記第1厚さは前記第2厚さより薄く、前記第1の低融点ガラスの幅を第1ガラス幅とし、前記第2の低融点ガラスの幅を第2ガラス幅とするとき、前記第1ガラス幅は前記第2ガラス幅より広いことを特徴とする。
本適用例にかかる電子デバイスであって、第1孔と前記第1孔より大きな第2孔とが設置されたベース基板と、前記ベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され前記第1孔を塞ぐ第1蓋体と、前記ベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され前記第2孔を塞ぐ第2蓋体と、を備え、前記第1の低融点ガラスは前記第1孔の外周に沿って配置され、前記第2の低融点ガラスは前記第2孔の外周に沿って配置され、前記第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし、前記第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき、前記第1厚さは前記第2厚さより薄く、前記第1の低融点ガラスの幅を第1ガラス幅とし、前記第2の低融点ガラスの幅を第2ガラス幅とするとき、前記第1ガラス幅は前記第2ガラス幅より広いことを特徴とする。
本適用例によれば、ベース基板には第1孔と第2孔とが設置されている。第2孔は第1孔より大きな孔である。第1孔では第1蓋体がベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され、第1蓋体が第1孔を塞いでいる。第1の低融点ガラスの厚みは第1厚さで幅は第1ガラス幅となっている。第2孔では第2蓋体がベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され、第2蓋体が第2孔を塞いでいる。第2の低融点ガラスの厚みは第2厚さで幅は第2ガラス幅となっている。第1ガラス幅は第2ガラス幅より広くなっている。尚、第1ガラス幅が一定でないとき、この第1ガラス幅は最も狭い場所における幅を示す。そして、第2ガラス幅が一定でないとき、この第2ガラス幅は最も広い場所における幅を示す。第1厚さは第2厚さより薄くなっている。
第1蓋体をベース基板に接合するときに加熱される。第1孔は第2孔より小さいので、第1蓋体とベース基板と熱膨張の差による位置ずれは第2孔より小さい。さらに、第1ガラス幅は第2ガラス幅より広いため、第1厚さが第2厚さより薄くても第1の低融点ガラスを貫通するクラックができ難い。従って、電子デバイスは内部の気密性を確保することができる。そして、第1厚さが第2厚さと同じ厚さにするときに比べて第1の低融点ガラスの使用量を少なくすることができる。
第2蓋体をベース基板に接合するときに加熱される。第2孔は第1孔より大きいので、第2蓋体とベース基板と熱膨張の差による位置ずれは第1孔より大きい。第2厚さは第1厚さより厚いので、冷却時に収縮する速度に追従して変形することができる。この為、第2の低融点ガラスにはクラックが入り難い。そして、第2ガラス幅を第1ガラス幅と同じ広さにするときに比べて第2の低融点ガラスの使用量を少なくすることができる。従って、第1の低融点ガラス及び第2の低融点ガラスの使用量を少なくして内部の気密性を確保することができる。
[適用例3]
上記適用例にかかる電子デバイスにおいて、前記第1の低融点ガラスは第1粒子を含み、前記第2の低融点ガラスは第2粒子を含み、前記第1粒子の直径は前記第2粒子の直径より小さいことを特徴とする。
上記適用例にかかる電子デバイスにおいて、前記第1の低融点ガラスは第1粒子を含み、前記第2の低融点ガラスは第2粒子を含み、前記第1粒子の直径は前記第2粒子の直径より小さいことを特徴とする。
本適用例によれば、第1の低融点ガラスは第1粒子を含むので、第1粒子はベース基板と第1蓋体とに挟まれる。従って、第1粒子は第1の低融点ガラスの第1厚さを規制することができる。同じく、第2の低融点ガラスは第2粒子を含むので、第2粒子はベース基板と第2蓋体とに挟まれる。従って、第2粒子は第2の低融点ガラスの第2厚さを規制することができる。そして、第1粒子の直径は第2粒子の直径より小さくなっている。従って、第1厚さが第2厚さより薄くなるように制御することができる。
[適用例4]
本適用例にかかるパッケージは、光学素子を収納するパッケージであって、前記光学素子が設置され第1孔と前記第1孔より大きな第2孔とが設置されたベース基板と、前記ベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され前記第1孔を塞ぐ第1蓋体と、前記ベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され前記第2孔を塞ぐ第2蓋体と、を備え、前記第1の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第1面積とし、前記第2の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第2面積とするとき、前記第1面積は前記第2面積より広く、前記第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし、前記第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき、前記第1厚さは前記第2厚さより薄いことを特徴とする。
本適用例にかかるパッケージは、光学素子を収納するパッケージであって、前記光学素子が設置され第1孔と前記第1孔より大きな第2孔とが設置されたベース基板と、前記ベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され前記第1孔を塞ぐ第1蓋体と、前記ベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され前記第2孔を塞ぐ第2蓋体と、を備え、前記第1の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第1面積とし、前記第2の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第2面積とするとき、前記第1面積は前記第2面積より広く、前記第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし、前記第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき、前記第1厚さは前記第2厚さより薄いことを特徴とする。
本適用例によれば、ベース基板には第1孔と第2孔とが設置されている。第2孔は第1孔より大きな孔である。第1孔の周囲では第1蓋体がベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され第1孔を塞いでいる。第1の低融点ガラスの厚みは第1厚さで面積は第1面積となっている。第2孔の周囲では第2蓋体がベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され第2孔を塞いでいる。第2の低融点ガラスの厚みは第2厚さで面積は第2面積となっている。第1面積は第2面積より広くなっている。第1厚さは第2厚さより薄くなっている。
第1蓋体をベース基板に接合するときに加熱された後で冷却される。第1孔は第2孔より小さいので、第1蓋体とベース基板との熱膨張の差による位置ずれは第2孔より小さい。さらに、第1面積は第2面積より広いため、第1厚さが第2厚さより薄くても貫通するクラックができ難い。そして、第1厚さが第2厚さと同じ厚さにするときに比べて第1の低融点ガラスの使用量を少なくすることができる。
第2蓋体をベース基板に接合するときに加熱された後で冷却される。第2孔は第1孔より大きいので、第2蓋体とベース基板との熱膨張の差による位置ずれは第1孔より大きい。第2厚さは第1厚さより厚いので、冷却時に収縮する速度に追従して変形することができる。この為、第2の低融点ガラスにはクラックが入り難い。そして、第2面積を第1面積と同じ広さにするときに比べて第2の低融点ガラスの使用量を少なくすることができる。従って、第1の低融点ガラス及び第2の低融点ガラスの使用量を少なくして内部の気密性を確保することができる。
[適用例5]
本適用例にかかる電子機器は、電子デバイスを備える電子機器であって、前記電子デバイスは、第1孔と前記第1孔より大きな第2孔とが設置されたベース基板と、前記ベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され前記第1孔を塞ぐ第1蓋体と、前記ベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され前記第2孔を塞ぐ第2蓋体と、を備え、前記第1の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第1面積とし、前記第2の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第2面積とするとき、前記第1面積は前記第2面積より広く、前記第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし、前記第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき、前記第1厚さは前記第2厚さより薄いことを特徴とする。
本適用例にかかる電子機器は、電子デバイスを備える電子機器であって、前記電子デバイスは、第1孔と前記第1孔より大きな第2孔とが設置されたベース基板と、前記ベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され前記第1孔を塞ぐ第1蓋体と、前記ベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され前記第2孔を塞ぐ第2蓋体と、を備え、前記第1の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第1面積とし、前記第2の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第2面積とするとき、前記第1面積は前記第2面積より広く、前記第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし、前記第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき、前記第1厚さは前記第2厚さより薄いことを特徴とする。
本適用例によれば、電子機器は電子デバイスを備えている。電子デバイスのベース基板には第1孔と第2孔とが設置されている。第2孔は第1孔より大きな孔である。第1孔の周囲では第1蓋体がベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され第1孔を塞いでいる。第1の低融点ガラスの厚みは第1厚さで面積は第1面積となっている。第2孔の周囲では第2蓋体がベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され第2孔を塞いでいる。第2の低融点ガラスの厚みは第2厚さで面積は第2面積となっている。第1面積は第2面積より広くなっている。第1厚さは第2厚さより薄くなっている。
第1蓋体をベース基板に接合するときに加熱された後で冷却される。第1孔は第2孔より小さいので、第1蓋体とベース基板と熱膨張の差による位置ずれは第2孔より小さい。さらに、第1面積は第2面積より広いため、第1厚さが第2厚さより薄くても第1の低融点ガラスを貫通するクラックができ難い。そして、第1厚さが第2厚さと同じ厚さにするときに比べて第1の低融点ガラスの使用量を少なくすることができる。
第2蓋体をベース基板に接合するときに加熱された後で冷却される。第2孔は第1孔より大きいので、第2蓋体とベース基板との熱膨張の差による位置ずれは第1孔より大きい。第2厚さは第1厚さより厚いので、冷却時に収縮する速度に追従して変形することができる。この為、第2の低融点ガラスにはクラックが入り難い。そして、第2面積を第1面積と同じ広さにするときに比べて第2の低融点ガラスを少なくすることができる。従って、第1の低融点ガラス及び第2の低融点ガラスの使用量を少なくして内部の気密性を確保することができる。その結果、電子機器は気密性が確保でき低融点ガラスの使用量が少ない電子デバイスを備えた装置とすることができる。
[適用例6]
本適用例にかかる電子デバイスの製造方法であって、第1孔、前記第1孔より大きな第2孔及び電子素子が設置されたベース基板の前記第1孔を囲んで第1の低融点ガラスの材料を塗布し、前記第1の低融点ガラスの材料を前記ベース基板とで挟むように第1蓋体を設置する工程と、前記ベース基板の第2孔を囲んで第2の低融点ガラスの材料を塗布し、前記第2の低融点ガラスの材料を前記ベース基板とで挟むように第2蓋体を設置する工程と、前記第1蓋体及び前記第2蓋体を前記ベース基板に押圧し、前記第1蓋体及び前記第2蓋体を介して前記第1の低融点ガラス及び前記第2の低融点ガラスを加熱する工程と、前記第1の低融点ガラス及び前記第2の低融点ガラスを冷却して固化する工程と、を有し、前記第1の低融点ガラスは第1粒子を含み、前記第2の低融点ガラスは第2粒子を含み、前記第1粒子の直径は前記第2粒子の直径より小さく、前記第1の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第1面積とし、前記第2の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第2面積とするとき、前記第1面積は前記第2面積より広いことを特徴とする。
本適用例にかかる電子デバイスの製造方法であって、第1孔、前記第1孔より大きな第2孔及び電子素子が設置されたベース基板の前記第1孔を囲んで第1の低融点ガラスの材料を塗布し、前記第1の低融点ガラスの材料を前記ベース基板とで挟むように第1蓋体を設置する工程と、前記ベース基板の第2孔を囲んで第2の低融点ガラスの材料を塗布し、前記第2の低融点ガラスの材料を前記ベース基板とで挟むように第2蓋体を設置する工程と、前記第1蓋体及び前記第2蓋体を前記ベース基板に押圧し、前記第1蓋体及び前記第2蓋体を介して前記第1の低融点ガラス及び前記第2の低融点ガラスを加熱する工程と、前記第1の低融点ガラス及び前記第2の低融点ガラスを冷却して固化する工程と、を有し、前記第1の低融点ガラスは第1粒子を含み、前記第2の低融点ガラスは第2粒子を含み、前記第1粒子の直径は前記第2粒子の直径より小さく、前記第1の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第1面積とし、前記第2の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第2面積とするとき、前記第1面積は前記第2面積より広いことを特徴とする。
本適用例によれば、ベース基板には第1孔、第2孔及び電子素子が設置されている。第2孔は第1孔より大きな孔である。第1孔の周囲ではベース基板に第1の低融点ガラスの材料が塗布される。そして、ベース基板と第1蓋体とで第1の低融点ガラスの材料を挟む。第2孔の周囲ではベース基板に第2の低融点ガラスの材料が塗布される。そして、ベース基板と第2蓋体とで第2の低融点ガラスの材料を挟む。
第1蓋体及び第2蓋体がベース基板に押圧され加熱される。これにより、第1の低融点ガラス及び第2の低融点ガラスが加熱され溶融する。次に、第1の低融点ガラス及び第2の低融点ガラスが冷却され固化する。このとき、ベース基板と第1蓋体とが接合され、ベース基板と第2蓋体とが接合される。
第1の低融点ガラスに含まれる第1粒子の直径は第2の低融点ガラスに含まれる第2粒子の直径より小さい。従って、第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき第1厚さは第2厚さより薄くなる。第1面積は第2面積より広くなっている。
第1蓋体及びベース基板は加熱された後で冷却される。第1孔は第2孔より小さいので、第1蓋体とベース基板との熱膨張の差による位置ずれは第2孔より小さい。さらに、第1面積は第2面積より広いため、第1厚さが第2厚さより薄くても第1の低融点ガラスを貫通するクラックができ難い。そして、第1厚さが第2厚さと同じ厚さにするときに比べて第1の低融点ガラスの使用量を少なくすることができる。
第2蓋体及びベース基板も加熱された後で冷却される。第2孔は第1孔より大きいので、第2蓋体とベース基板との熱膨張の差による位置ずれは第1孔より大きくなる。第2厚さは第1厚さより厚いので、冷却時に収縮する速度に追従して変形することができる。この為、第2の低融点ガラスにはクラックが入り難い。そして、第2面積を第1面積と同じ広さにするときに比べて第2の低融点ガラスの使用量を少なくすることができる。従って、第1の低融点ガラス及び第2の低融点ガラスの使用量を少なくして内部の気密性を確保することができる。
[適用例7]
本適用例にかかる電子デバイスの製造方法であって、第1孔、前記第1孔より大きな第2孔及び電子素子が設置されたベース基板の前記第1孔を囲んで第1の低融点ガラスの材料を塗布し、前記第1の低融点ガラスの材料を前記ベース基板とで挟むように第1蓋体を設置する工程と、前記ベース基板の第2孔を囲んで第2の低融点ガラスの材料を塗布し、前記第2の低融点ガラスの材料を前記ベース基板とで挟むように第2蓋体を設置する工程と、前記第1蓋体及び前記第2蓋体を前記ベース基板に押圧し、前記第1蓋体及び前記第2蓋体を介して前記第1の低融点ガラス及び前記第2の低融点ガラスを加熱する工程と、前記第1の低融点ガラス及び前記第2の低融点ガラスを冷却して固化する工程と、を有し、前記第1の低融点ガラスは第1粒子を含み、前記第2の低融点ガラスは第2粒子を含み、前記第1粒子の直径は前記第2粒子の直径より小さく、前記第1の低融点ガラスの幅を第1ガラス幅とし、前記第2の低融点ガラスの幅を第2ガラス幅とするとき、前記第1ガラス幅は前記第2ガラス幅より広いことを特徴とする。
本適用例にかかる電子デバイスの製造方法であって、第1孔、前記第1孔より大きな第2孔及び電子素子が設置されたベース基板の前記第1孔を囲んで第1の低融点ガラスの材料を塗布し、前記第1の低融点ガラスの材料を前記ベース基板とで挟むように第1蓋体を設置する工程と、前記ベース基板の第2孔を囲んで第2の低融点ガラスの材料を塗布し、前記第2の低融点ガラスの材料を前記ベース基板とで挟むように第2蓋体を設置する工程と、前記第1蓋体及び前記第2蓋体を前記ベース基板に押圧し、前記第1蓋体及び前記第2蓋体を介して前記第1の低融点ガラス及び前記第2の低融点ガラスを加熱する工程と、前記第1の低融点ガラス及び前記第2の低融点ガラスを冷却して固化する工程と、を有し、前記第1の低融点ガラスは第1粒子を含み、前記第2の低融点ガラスは第2粒子を含み、前記第1粒子の直径は前記第2粒子の直径より小さく、前記第1の低融点ガラスの幅を第1ガラス幅とし、前記第2の低融点ガラスの幅を第2ガラス幅とするとき、前記第1ガラス幅は前記第2ガラス幅より広いことを特徴とする。
本適用例によれば、第1の低融点ガラスに含まれる第1粒子の直径は第2の低融点ガラスに含まれる第2粒子の直径より小さい。従って、第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき第1厚さは第2厚さより薄くなる。第1ガラス幅は第2ガラス幅より長くなっている。尚、第1ガラス幅が一定でないとき、この第1ガラス幅は最も狭い場所における幅を示す。そして、第2ガラス幅が一定でないとき、この第2ガラス幅は最も広い場所における幅を示す。
第1蓋体及びベース基板は加熱された後で冷却される。第1孔は第2孔より小さいので、第1蓋体とベース基板と熱膨張の差による位置ずれは第2孔より小さい。さらに、第1ガラス幅は第2ガラス幅より広いため、第1厚さが第2厚さより薄くても第1の低融点ガラスには貫通するクラックができ難い。そして、第1厚さが第2厚さと同じ厚さにするときに比べて第1の低融点ガラスの使用量を少なくすることができる。
第2蓋体及びベース基板も加熱された後で冷却される。第2孔は第1孔より大きいので、第2蓋体とベース基板と熱膨張の差による位置ずれは第1孔より大きくなる。第2厚さは第1厚さより厚いので、冷却時に収縮する速度に追従して変形することができる。この為、第2の低融点ガラスにはクラックが入り難い。そして、第2ガラス幅を第1ガラス幅と同じ長さにするときに比べて第2の低融点ガラスの使用量を少なくすることができる。従って、第1の低融点ガラス及び第2の低融点ガラスの使用量を少なくして内部の気密性を確保することができる。
(第1の実施形態)
本実施形態では、特徴的な構造を有する電子デバイスと、この電子デバイスの製造方法の実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。第1の実施形態にかかわる電子デバイスについて図1〜図6に従って説明する。図1(a)及び図1(b)は電子デバイスの構造を示す概略斜視図である。図1(a)は電子デバイスの第1蓋体側から見た図であり、図1(b)は電子デバイスの第2蓋体側から見た図である。図1(c)は電子デバイスの構造を示す模式側断面図である。図1(a)に示すように、電子デバイス1は略直方体の形状となっている。電子デバイス1の図中下方向をZ方向とし、Z方向と直交する2方向をX方向及びY方向とする。X方向、Y方向、Z方向はそれぞれ電子デバイス1の辺に沿う方向であり、直交する方向となっている。
本実施形態では、特徴的な構造を有する電子デバイスと、この電子デバイスの製造方法の実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。第1の実施形態にかかわる電子デバイスについて図1〜図6に従って説明する。図1(a)及び図1(b)は電子デバイスの構造を示す概略斜視図である。図1(a)は電子デバイスの第1蓋体側から見た図であり、図1(b)は電子デバイスの第2蓋体側から見た図である。図1(c)は電子デバイスの構造を示す模式側断面図である。図1(a)に示すように、電子デバイス1は略直方体の形状となっている。電子デバイス1の図中下方向をZ方向とし、Z方向と直交する2方向をX方向及びY方向とする。X方向、Y方向、Z方向はそれぞれ電子デバイス1の辺に沿う方向であり、直交する方向となっている。
電子デバイス1は枠状のベース基板2を備え、ベース基板2の−Z方向には円形の第1孔2aが形成されている。そして、第1孔2aを塞ぐように第1蓋体3が設置されている。ベース基板2と第1蓋体3とは第1の低融点ガラス4により接合されている。
図1(b)に示すように、ベース基板2のZ方向には四角形の第2孔2bが形成されている。第2孔2bは第1孔2aより大きな孔となっている。そして、第2孔2bを塞ぐように第2蓋体5が設置されている。ベース基板2と第2蓋体5とは第2の低融点ガラス6により接合されている。
図1(c)に示すように、ベース基板2、第1蓋体3及び第2蓋体5に囲まれた内部は空洞になっており、空洞には電子素子としての波長可変干渉フィルター7が設置されている。電子デバイス1のうち波長可変干渉フィルター7を除いた部分をパッケージ1aと称す。パッケージ1aは主にベース基板2、第1蓋体3及び第2蓋体5により構成されている。パッケージ1a内の空洞は波長可変干渉フィルター7を収納するための収納部8である。波長可変干渉フィルター7はエタロンフィルターとも称され、通過する光の波長を電気信号にて制御する光学フィルターである。第2蓋体5から進入した光は波長可変干渉フィルター7を照射する。そして、所定の波長の光のみ波長可変干渉フィルター7を通過し第1蓋体3から射出される。
ベース基板2の材質は耐熱性、耐湿性、剛性のある材質であればよく、本実施形態では例えば積層セラミックが用いられている。第1蓋体3及び第2蓋体5の材質は、光透過性、耐熱性、耐湿性、剛性のある材質であればよく例えば、ガラス基板、水晶板、シリコン板、ゲルマニウム板等の中から透過させる光の波長に合わせて選定することができる。本実施形態では第1蓋体3及び第2蓋体5の材質に例えば耐熱ガラス板を用いている。
図2(a)は、電子デバイスの構造を示す模式底面図である。図2(a)に示すように、−Z方向から見たとき第1孔2aは円形であり、第1蓋体3は四角形となっている。そして、第1孔2aと第1蓋体3の外周との間の範囲に第1の低融点ガラス4が配置されている。第1の低融点ガラス4が配置されている場所は図中ハッチングが記載されている場所である。第1の低融点ガラス4はベース基板2と第1蓋体3とが対向する総ての範囲に配置されている。そして、第1の低融点ガラス4が設置された場所の面積が広くなるように第1蓋体3は第1孔2aに比べて大きな面積を占めるように設定されている。
図2(b)は、電子デバイスの構造を示す模式上面図である。図2(b)に示すように、Z方向から見たとき第2孔2bは四角形であり、第2蓋体5も四角形となっている。そして、第2孔2bと第2蓋体5との間の範囲に第2の低融点ガラス6が配置されている。第2の低融点ガラス6が配置されている場所は図中ハッチングが記載されている場所である。第1の低融点ガラス4に比べて第2の低融点ガラス6はXY方向の幅が狭い枠状に配置されている。Z方向から見たときの第1の低融点ガラス4の面積を第1面積とし、第2の低融点ガラス6の面積を第2面積とする。第1面積は第2面積よりも広くなっている。従って、第1の低融点ガラス4にクラックが入っても第1孔2aと第1蓋体3の外周との間でクラックが貫通し難くなっている。この為、収納部8を負圧にしても収納部8内の圧力は変動し難くなっている。
図2(c)は電子デバイスの構造を示す模式側断面図である。図2(c)に示すように、第1の低融点ガラス4の厚さを第1厚さ4aとし第2の低融点ガラス6の厚さを第2厚さ6aとする。第1厚さ4aは第2厚さ6aより薄い厚さとなっている。これにより、第1の低融点ガラス4の使用量が少なくなっている。
図3(a)は第1の低融点ガラスの構造を示す要部模式断面図であり、図3(b)は第2の低融点ガラスの構造を示す要部模式断面図である。図3(a)にしめすように、第1の低融点ガラス4には第1粒子9が含まれている。第1粒子9の直径を第1直径9aとするとき第1直径9aは第1厚さ4aと略同じ長さとなっている。電子デバイス1の製造工程中でベース基板2と第1蓋体3とは互いに押し付け合うような圧力が加えられる。そのときベース基板2と第1蓋体3とは第1粒子9を押圧する。第1粒子9は剛性の高い材料から形成されているので変形し難くなっている。従って、第1厚さ4aは第1直径9aと略同じ長さとなる。
同様に、図3(b)にしめすように、第2の低融点ガラス6には第2粒子11が含まれている。第2粒子11の直径を第2直径11aとする。第2直径11aは第2厚さ6aと略同じ長さとなっている。電子デバイス1の製造工程中でベース基板2と第2蓋体5とは互いに押し付け合うように圧力が加えられる。そのときベース基板2と第2蓋体5とは第2粒子11を押圧する。第2粒子11は剛性の高い材料から形成されているので変形し難くなっている。従って、第2厚さ6aは第2直径11aと略同じ長さとなる。第1直径9aは第2直径11aより小さい長さとなっている。従って、第1厚さ4aは第2厚さ6aより薄くなっている。
次に上述した電子デバイス1の製造方法について図4〜図6にて説明する。図4は、電子デバイスの製造方法のフローチャートであり、図5および図6は電子デバイスの製造方法を説明するための模式図である。図4のフローチャートにおいて、ステップS1は接着剤調合工程に相当し、第1の低融点ガラス4及び第2の低融点ガラス6の材料を調合する工程である。次にステップS2に移行する。ステップS2は、接着剤塗布工程に相当する。第1蓋体3に第1の低融点ガラス4を塗布し、第2蓋体5に第2の低融点ガラス6を塗布する工程である。次にステップS3に移行する。ステップS3は、仮焼成工程に相当する。この工程は、電子デバイス1を乾燥して接着剤のバインダー成分を除去する工程である。次にステップS4に移行する。ステップS4は、組立工程に相当する。この工程は、ベース基板2に第1蓋体3及び第2蓋体5を組み立てる工程である。次にステップS5に移行する。ステップS5は、圧着封止工程に相当する。この工程は、第1の低融点ガラス4及び第2の低融点ガラス6を溶融した後冷やして固化する工程である。ステップS6は、封止工程に相当する。この工程は、パッケージ1aの内部を減圧して気体の出入口を遮蔽する工程である。以上の工程により電子デバイス1が完成する。
次に、図5及び図6を用いて、図4に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。ステップS1の接着剤調合工程では、低融点ガラスペーストを用意する。低融点ガラスペーストの種類は特に限定されない。酸化鉛含有ガラス、鉛フッ素系超低融点ガラス、リン酸塩系ガラス、ビスマス酸塩系ガラス、ホウ珪酸塩系ガラス等を用いることができる。尚、バナジウム系の低融点ガラスペーストが好ましい。有害な鉛を含まないので人体の健康を阻害し難い。また、希少金属であるビスマスを含まないので入手し易くなっている。低融点ガラスペーストは低融点ガラスを粉末にしたガラスフリットに有機バインダー、有機溶剤を調合したものである。有機バインダーにはエチルセルロースを用いることができる。有機溶剤は粘度を調整するための溶剤であり、例えば、ブチルカルビトールアセテートやターピネオールを用いることができる。さらに、低融点ガラスペーストにその他(セラミック・シリカ・金属)の粉末を加えても良い。その他の粉末量を調整することにより低融点ガラスペーストの熱膨張係数を調整することができる。
次に、第1粒子9及び第2粒子11を用意する。第1粒子9及び第2粒子11は耐熱性ガラスを原料とするガラスビーズである。第1直径9aは第2直径11aより短く設定されている。その長さは特に限定されないが、第1直径9aは分布の中心が5μm〜15μmであるのが好ましく、15μmであるのがさらに好ましい。第2直径11aは分布の中心が10μm〜30μmであるのが好ましく、30μmであるのがさらに好ましい。
低融点ガラスペーストに第1粒子9を調合し混合させて第1接着剤を製造する。同様に、低融点ガラスペーストに第2粒子11を調合し混合させて第2接着剤を製造する。調合量としては、熱膨張係数に影響を与えない程度の量を考慮するとともに、封止時の圧力に耐えることも考慮し、量的には0.1w%〜5w%が好ましく、1w%〜3%がより好ましい。
図5(a)及び図5(b)はステップS2の接着剤塗布工程及びステップS3の仮焼成工程に対応する図である。ステップS2の接着剤塗布工程において図5(a)に示すように第1蓋体3に第1接着剤12を塗布する。第1接着剤12には第1粒子9が含まれている。同様に、図5(b)に示すように、第2蓋体5に第2接着剤13を塗布する。第1接着剤12及び第2接着剤13の塗布方法は特に限定されない。スクリーン印刷法、凸版印刷法、オフセット印刷法、ディスペンサーや筆を用いた塗布方法を用いることができる。本実施形態では、例えば、スクリーン印刷法を用いて第1接着剤12及び第2接着剤13を塗布した。
ステップS3の仮焼成工程では、第1接着剤12及び第2接着剤13から有機バインダー及び有機溶剤が除去される。加熱条件は特に限定されないが、本実施形態では例えば、330℃〜360℃の雰囲気に5分〜30分程度放置した。雰囲気は大気中で焼成することが好ましいが、接着剤中に発生する気泡を取り除くため、減圧下での脱泡焼成がより好ましい。その結果、第1接着剤12が第1脱バイ後接着剤14となり、第2接着剤13が第2脱バイ後接着剤15となる。
図5(c)はステップS4の組立工程に対応する図である。図5(c)に示すように、ステップS4においてベース基板2を用意する。ベース基板2には予め波長可変干渉フィルター7が設置されている。波長可変干渉フィルター7の製造方法は公知であり、説明を省略する。ベース基板2の第1孔2aを塞ぐように第1蓋体3をベース基板2に接触させる。そして、第2孔2bを塞ぐように第2蓋体5をベース基板2に接触させる。
図6(a)及び図6(b)はステップS5の圧着封止工程に対応する図である。図6(a)に示すように、ステップS5において、加熱加圧装置16を用意する。加熱加圧装置16は下加圧板17を備えている。下加圧板17の内部には下ヒーター17aが設置されている。下加圧板17の上には2つの油圧シリンダー18が平行に並んで立設されている。油圧シリンダー18の上には支持部19を介して上加圧板21が設置されている。上加圧板21は支持部19に固定されている。油圧シリンダー18は支持部19を介して上加圧板21を昇降させることができる。上加圧板21の内部には上ヒーター21aが設置されている。尚、油圧シリンダー18には図示しない冷却装置が設置されおり下ヒーター17a及び上ヒーター21aが加熱しても熱の影響を受けずに上加圧板21を昇降させることができる。
操作者は加熱加圧装置16を操作して上加圧板21を上昇させる。そして、操作者は下加圧板17と上加圧板21との間に電子デバイス1を配置する。このときの電子デバイス1はベース基板2と第1蓋体3との間に第1脱バイ後接着剤14が位置し、ベース基板2と第2蓋体5との間に第2脱バイ後接着剤15が位置している。
次に、操作者は上加圧板21を下降させる。そして、下加圧板17と上加圧板21とで電子デバイス1を挟んで加圧する。次に、操作者は下ヒーター17aと上ヒーター21aとを加熱する。加熱温度は接着剤の特性に合わせて設定すれば良く特に限定されない。本実施形態では例えば加熱温度は330℃〜360℃となっている。
第1脱バイ後接着剤14及び第2脱バイ後接着剤15が溶融した後で下ヒーター17aと上ヒーター21aとの加熱を停止する。そして、電子デバイス1を徐冷する。急速に冷却すると第1脱バイ後接着剤14及び第2脱バイ後接着剤15にクラックが入りやすくなるので徐々に冷却するのが好ましい。
第2孔2bは第1孔2aより大きい。よって、第2脱バイ後接着剤15は第1脱バイ後接着剤14よりベース基板2と第2蓋体5との熱膨張の差の影響をうけ易くなっている。一方、第2脱バイ後接着剤15の厚さとなる第2厚さ6aは第1脱バイ後接着剤14の厚さとなる第1厚さ4aより厚くなっている。従って、電子デバイス1が冷却するときベース基板2と第2蓋体5との収縮に応じて第2脱バイ後接着剤15が変形することができる。その結果、第2脱バイ後接着剤15はクラックを発生させずに第2の低融点ガラス6に移行することができる。
第1脱バイ後接着剤14は第2脱バイ後接着剤15よりベース基板2と第1蓋体3との熱膨張の差の影響をうけ難くなっている。第1脱バイ後接着剤14の厚さとなる第1厚さ4aは第2脱バイ後接着剤15の厚さとなる第2厚さ6aはより薄くなっている。従って、第1接着剤12の使用量を減らすことができる。電子デバイス1が常温まで冷却された結果、図6(b)に示すようにパッケージ1aが完成する。
次に、ステップS6の封止工程が行われる。ベース基板2には図示しない貫通孔が形成されている。そして、貫通孔に球状の封止部材が載置される。封止部材の材質には例えば有機樹脂、金属や無機ガラス材等を用いることができる。封止部材の材質に金属を用いるときには例えば金ゲルマニウム合金を用いることができる。パッケージ1aはチャンバー内に設置され、チャンバー内が減圧される。次に、封止部材が加熱されて溶融した後、封止部材は冷却されて貫通孔を遮蔽する。チャンバー内の気圧が大気圧に戻されて、パッケージ1aがチャンバーから取り出される。貫通孔が遮蔽されているのでパッケージ1a内は減圧した状態を維持している。以上の工程により電子デバイス1が完成し電子デバイス1を製造する工程を終了する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、第1蓋体3をベース基板2に接合するときに加熱される。第1孔2aは第2孔2bより小さいので、第1蓋体3とベース基板2と熱膨張の差による位置ずれは第2孔2bより小さい。さらに、第1の低融点ガラス4が占める面積である第1面積は第2の低融点ガラス6が占める面積である第2面積より広い。このため、第1厚さ4aが第2厚さ6aより薄くてもパッケージ1a内とパッケージ1a外とで貫通するクラックができ難い。そして、第1厚さ4aが第2厚さ6aと同じ厚さにするときに比べて第1の低融点ガラス4の使用量を少なくすることができる。従って、第1の低融点ガラス4の使用量を少なくして貫通するクラックができることを抑制することができる。
(1)本実施形態によれば、第1蓋体3をベース基板2に接合するときに加熱される。第1孔2aは第2孔2bより小さいので、第1蓋体3とベース基板2と熱膨張の差による位置ずれは第2孔2bより小さい。さらに、第1の低融点ガラス4が占める面積である第1面積は第2の低融点ガラス6が占める面積である第2面積より広い。このため、第1厚さ4aが第2厚さ6aより薄くてもパッケージ1a内とパッケージ1a外とで貫通するクラックができ難い。そして、第1厚さ4aが第2厚さ6aと同じ厚さにするときに比べて第1の低融点ガラス4の使用量を少なくすることができる。従って、第1の低融点ガラス4の使用量を少なくして貫通するクラックができることを抑制することができる。
(2)本実施形態によれば、第2蓋体5をベース基板2に接合するときに加熱される。第2孔2bは第1孔2aより大きいので、第2蓋体5とベース基板2と熱膨張の差による位置ずれは第1孔2aより大きい。第2厚さ6aは第1厚さ4aより厚いので、冷却時に収縮する速度に追従して変形することができる。この為、第2の低融点ガラス6にクラックを入り難くすることができる。そして、第2面積を第1面積と同じ広さにするときに比べて第2の低融点ガラス6を少なくすることができる。従って、第2の低融点ガラス6の使用量を少なくしてクラックが入ることを抑制することができる。
(第2の実施形態)
次に、電子デバイスの一実施形態について図7を用いて説明する。図7(a)は、電子デバイスの構造を示す模式底面図であり、図7(b)は、電子デバイスの構造を示す模式上面図である。図7(c)は電子デバイスの構造を示す模式側断面図である。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、第1の低融点ガラス4の平面形状が異なる点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、電子デバイスの一実施形態について図7を用いて説明する。図7(a)は、電子デバイスの構造を示す模式底面図であり、図7(b)は、電子デバイスの構造を示す模式上面図である。図7(c)は電子デバイスの構造を示す模式側断面図である。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、第1の低融点ガラス4の平面形状が異なる点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図7(a)に示すように、電子デバイス22には第1孔2aの外側と第1蓋体3の外周との間の範囲に第1の低融点ガラス23が配置されている。図中第1の低融点ガラス23が配置されている場所はハッチングが記載されている場所である。第1の低融点ガラス23はベース基板2と第1蓋体3との間で円環状に配置されている。そして、第1の低融点ガラス23において内周と外周との間の幅を第1ガラス幅23bとする。尚、第1の低融点ガラス23において内周と外周との間に幅の広い場所と狭い場所があるときには、狭い場所を第1ガラス幅23bとする。ステップS2の接着剤塗布工程において第1蓋体3に第1接着剤12が塗布される。このとき、第1接着剤12は図中の第1の低融点ガラス23のように円環状に塗布される。その他の製造方法は第1の実施形態と同じであり、説明を省略する。
図7(b)に示すように、Z方向から見たときの第2の低融点ガラス6の幅を第2ガラス幅6bとする。尚、第2の低融点ガラス6の幅が広い場所と狭い場所があるときには、広い場所を第2ガラス幅6bとする。第1ガラス幅23bに比べて第2ガラス幅6bは狭くなっている。第1ガラス幅23bは広い為、第1の低融点ガラス23にクラックが入っても電子デバイス22の外側と収納部8との間でクラックが貫通しないようになっている。この為、収納部8を負圧にしても第1の低融点ガラス23を気体が通過できないので収納部8内の圧力は変動し難くなっている。
図7(c)に示すように、第1の低融点ガラス23の厚さを第1厚さ23aとする。第1厚さ23aは第2厚さ6aより薄い厚さとなっている。従って、第1の低融点ガラス23の使用量を少なくすることができる。電子デバイス22のうち波長可変干渉フィルター7を除いた部分がパッケージ22aである。パッケージ22aは主にベース基板2、第1蓋体3及び第2蓋体5から構成されている。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、第1ガラス幅23bは第2ガラス幅6bより広くなっている。第1厚さ23aは第2厚さ6aより薄くなっている。第1蓋体をベース基板に接合するときに加熱される。第1ガラス幅23bは第2ガラス幅6bより広いため、第1厚さ23aが第2厚さ6aより薄くても第1の低融点ガラス23を貫通するクラックができ難い。そして、第1厚さ23aが第2厚さ6aと同じ厚さにするときに比べて第1の低融点ガラス23を少なくすることができる。従って、第1の低融点ガラス23の使用量を少なくして第1の低融点ガラス23に貫通するクラックができることを抑制することができる。
(1)本実施形態によれば、第1ガラス幅23bは第2ガラス幅6bより広くなっている。第1厚さ23aは第2厚さ6aより薄くなっている。第1蓋体をベース基板に接合するときに加熱される。第1ガラス幅23bは第2ガラス幅6bより広いため、第1厚さ23aが第2厚さ6aより薄くても第1の低融点ガラス23を貫通するクラックができ難い。そして、第1厚さ23aが第2厚さ6aと同じ厚さにするときに比べて第1の低融点ガラス23を少なくすることができる。従って、第1の低融点ガラス23の使用量を少なくして第1の低融点ガラス23に貫通するクラックができることを抑制することができる。
(2)本実施形態によれば、第2厚さ6aは第1厚さ23aより厚くなっている。第2蓋体5をベース基板2に接合するときに加熱される。第2孔2bは第1孔2aより大きいので、第2蓋体5とベース基板2と熱膨張の差による位置ずれは第1孔2aより大きい。第2厚さ6aは第1厚さ23aより厚いので、冷却時に収縮する速度に追従して変形することができる。この為、第2の低融点ガラス6にはクラックが入り難い。そして、第2ガラス幅6bを第1ガラス幅23bと同じ広さにするときに比べて第2の低融点ガラス6の体積を小さくすることができる。従って、第2の低融点ガラス6の使用量を少なくして第2の低融点ガラス6にクラックが入ることを抑制することができる。
(第3の実施形態)
次に、電子デバイスが設置された測色装置について説明する。尚、上述した実施形態と同じ点についての説明は省略する。
次に、電子デバイスが設置された測色装置について説明する。尚、上述した実施形態と同じ点についての説明は省略する。
図8は、測色装置の構成を示すブロック図である。図8に示すように、電子機器としての測色装置26は検査対象27に光を射出する光源装置28と、測色センサー29と、測色装置26の全体動作を制御する制御装置30とを備える。光源装置28は光を検査対象27に照射する。照射された光は検査対象27にて反射する。反射された光を測色センサー29が受光し制御装置30に検出信号を出力する。検出信号に基づいて制御装置30は検査対象27に反射した光の色度を分析する。
光源装置28は、光源31及び投射レンズ32を備えている。光源装置28は検査対象27に白色光を射出する。また、投射レンズ32は複数のレンズからなり、投射レンズ32にはコリメーターレンズが含まれてもよい。このとき、光源装置28は光源31から射出された白色光をコリメーターレンズにより平行光とし、投射レンズ32から検査対象27に向かって射出する。尚、本実施形態では、光源装置28を備える測色装置26を例示するが、例えば検査対象27が液晶パネル等の発光部材である場合、光源装置28を含まない構成としてもよい。
測色センサー29は、光学フィルターデバイス33を備えている。この測色センサー29は、光学フィルターデバイス33、検出部34及び電圧制御部35を備える。検査対象27にて反射した光は光学フィルターデバイス33を通過して検出部34を照射する。検査対象27にて反射した光を検査対象光と称す。電圧制御部35は光学フィルターデバイス33で透過させる光の波長を可変する。そして、光学フィルターデバイス33に第1の実施形態における電子デバイス1または第2の実施形態における電子デバイス22が用いられている。
測色センサー29は、光学フィルターデバイス33と検査対象27との間に入射光学レンズ36を備えている。入射光学レンズ36は検査対象光を光学フィルターデバイス33に導光する。そして、光学フィルターデバイス33は検査対象光のうち所定波長の光を分光し、検出部34は分光した光を受光する。光学フィルターデバイス33と入射光学レンズ36との間には遮光板37が配置されている。遮光板37は光学フィルターデバイス33に対する迷光の入射を防いでいる。測色センサー29の筐体の構造や入射光学レンズ36が工夫され迷光の入射が抑制されているときには遮光板37を省略してもよい。
検出部34は、複数の光電交換素子により構成されており、受光量に応じた電気信号を生成する。検出部34は生成した電気信号を受光信号として制御装置30に出力する。検出部34及び光学フィルターデバイス33は回路基板38に設置され、検出部34及び光学フィルターデバイス33は回路基板38を介して電圧制御部35に接続されている。そして、電圧制御部35は、制御装置30からの入力される制御信号に基づいて、光学フィルターデバイス33に所定の電圧を印加することで、分光する所定の波長を設定することが可能となっている。
制御装置30は測色装置26の全体動作を制御する。制御装置30としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや携帯情報端及び測色専用コンピューター等を用いることができる。制御装置30は、光源制御部41、測色センサー制御部42、及び測色処理部43等により構成されている。光源制御部41は光源装置28に接続されており、例えば利用者の設定入力に基づいて光源装置28に所定の制御信号を出力し、光源装置28から所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部42は測色センサー29に接続されており、例えば、操作者の設定入力に基づいて測色センサー29にて受光させる光の波長を設定する。そして、制御装置30は設定した波長の光の受光量を検出する指示を示す制御信号を測色センサー29に出力する。制御信号に基づいて測色センサー29の電圧制御部35は光学フィルターデバイス33への印加電圧を設定する。この印加電圧は、操作者が設定入力した波長の光のみを光学フィルターデバイス33が透過させる電圧となっている。測色処理部43は、検出部34により検出された受光量のデータを用いて検査対象27の色度を分析する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、測色装置26は光学フィルターデバイス33に第1の実施形態における電子デバイス1または第2の実施形態における電子デバイス22が用いられている。電子デバイス1は第1の低融点ガラス4及び第2の低融点ガラス6の使用量を少なくして内部の気密性を確保することができる。同様に、電子デバイス22は第1の低融点ガラス23及び第2の低融点ガラス6の使用量を少なくして内部の気密性を確保することができる。その結果、測色装置26は気密性が確保でき低融点ガラスの使用量が少ない電子デバイス1または電子デバイス22を備えた装置を提供することができる。
(1)本実施形態によれば、測色装置26は光学フィルターデバイス33に第1の実施形態における電子デバイス1または第2の実施形態における電子デバイス22が用いられている。電子デバイス1は第1の低融点ガラス4及び第2の低融点ガラス6の使用量を少なくして内部の気密性を確保することができる。同様に、電子デバイス22は第1の低融点ガラス23及び第2の低融点ガラス6の使用量を少なくして内部の気密性を確保することができる。その結果、測色装置26は気密性が確保でき低融点ガラスの使用量が少ない電子デバイス1または電子デバイス22を備えた装置を提供することができる。
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)
上記第1の実施形態では、第1粒子9を用いて第1厚さ4aを制御し、第2粒子11を用いて第2厚さ6aを制御した。低融点ガラスの厚さを制御する方法はこれに限らない。例えば、ベース基板2や第1蓋体3に低融点ガラスの厚さに相当する凸部を形成しても良い。凸部はフォトリソグラフィ法を用いて形成しても良く、各種の印刷法を用いて形成しても良い。
上記第1の実施形態では、第1粒子9を用いて第1厚さ4aを制御し、第2粒子11を用いて第2厚さ6aを制御した。低融点ガラスの厚さを制御する方法はこれに限らない。例えば、ベース基板2や第1蓋体3に低融点ガラスの厚さに相当する凸部を形成しても良い。凸部はフォトリソグラフィ法を用いて形成しても良く、各種の印刷法を用いて形成しても良い。
(変形例2)
上記第1の実施形態では、ベース基板2、第1蓋体3及び第2蓋体5の平面形状が四角形であったが他の形状でもよい。ベース基板2、第1蓋体3及び第2蓋体5の平面形状は丸、楕円、多角形にすることができる。このときにも、第1の低融点ガラス4の面積を第2の低融点ガラス6の面積より広くし、第1厚さ4aを第2厚さ6aより薄くする。これにより、パッケージ1a内の気密性を確保して第1の低融点ガラス4の使用量を少なくすることができる。
上記第1の実施形態では、ベース基板2、第1蓋体3及び第2蓋体5の平面形状が四角形であったが他の形状でもよい。ベース基板2、第1蓋体3及び第2蓋体5の平面形状は丸、楕円、多角形にすることができる。このときにも、第1の低融点ガラス4の面積を第2の低融点ガラス6の面積より広くし、第1厚さ4aを第2厚さ6aより薄くする。これにより、パッケージ1a内の気密性を確保して第1の低融点ガラス4の使用量を少なくすることができる。
(変形例3)
上記第1の実施形態では、パッケージ1aの内部に波長可変干渉フィルター7が設置されたが、他の素子が設置されても良い。パッケージ1aの内部には、光スイッチ素子、撮像素子、圧電振動子、加速度センサー等の電子素子や半導体素子を設置することができる。パッケージ1a内は気密性が高いので品質良く電子素子や半導体素子を駆動させることができる。
上記第1の実施形態では、パッケージ1aの内部に波長可変干渉フィルター7が設置されたが、他の素子が設置されても良い。パッケージ1aの内部には、光スイッチ素子、撮像素子、圧電振動子、加速度センサー等の電子素子や半導体素子を設置することができる。パッケージ1a内は気密性が高いので品質良く電子素子や半導体素子を駆動させることができる。
(変形例4)
上記第1の実施形態では、第1蓋体3及び第2蓋体5はガラスであったが、低融点ガラスにより接着可能な素材であればよい。また、パッケージ1a内に設置する電子素子が光学素子でないときには、光透過性でなくでも良い。例えば、各種金属や鉱物等を用いることができる。素材の性能を生かすことにより耐熱性、耐湿性、光透過性を向上させることができる。
上記第1の実施形態では、第1蓋体3及び第2蓋体5はガラスであったが、低融点ガラスにより接着可能な素材であればよい。また、パッケージ1a内に設置する電子素子が光学素子でないときには、光透過性でなくでも良い。例えば、各種金属や鉱物等を用いることができる。素材の性能を生かすことにより耐熱性、耐湿性、光透過性を向上させることができる。
(変形例5)
上記第1の実施形態では、ステップS6の封止工程でパッケージ1a内を減圧させるために貫通孔を設けた。減圧する圧力が低くないときには、貫通孔を設けなくても良い。第1脱バイ後接着剤14及び第2脱バイ後接着剤15を通して気体を流動させてパッケージ1a内を減圧させても良い。貫通孔を設けないので生産性良く電子デバイス1を製造することができる。
上記第1の実施形態では、ステップS6の封止工程でパッケージ1a内を減圧させるために貫通孔を設けた。減圧する圧力が低くないときには、貫通孔を設けなくても良い。第1脱バイ後接着剤14及び第2脱バイ後接着剤15を通して気体を流動させてパッケージ1a内を減圧させても良い。貫通孔を設けないので生産性良く電子デバイス1を製造することができる。
(変形例6)
上記第2の実施形態では、Z方向から見たときに第1の低融点ガラス23が円環状に設置された。第1の低融点ガラス23の平面形状は四角形の枠形状でも良く、多角形の枠形状でも良い。他にも楕円形の枠形状でも良い。第1孔2aの形状に合わせて形状を変えても良い。このときにも第1ガラス幅23bを第2ガラス幅6bより広くすることにより、第1の低融点ガラス23を貫通するクラックをでき難くすることができる。
上記第2の実施形態では、Z方向から見たときに第1の低融点ガラス23が円環状に設置された。第1の低融点ガラス23の平面形状は四角形の枠形状でも良く、多角形の枠形状でも良い。他にも楕円形の枠形状でも良い。第1孔2aの形状に合わせて形状を変えても良い。このときにも第1ガラス幅23bを第2ガラス幅6bより広くすることにより、第1の低融点ガラス23を貫通するクラックをでき難くすることができる。
1a…パッケージ、1…電子デバイス、2…ベース基板、2a…第1孔、2b…第2孔、3…第1蓋体、4,23…第1の低融点ガラス、4a…第1厚さ、5…第2蓋体、6…第2の低融点ガラス、6a…第2厚さ、6b…第2ガラス幅、9…第1粒子、11…第2粒子、23b…第1ガラス幅、26…電子機器としての測色装置。
Claims (7)
- 第1孔と前記第1孔より大きな第2孔とが設置されたベース基板と、
前記ベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され前記第1孔を塞ぐ第1蓋体と、
前記ベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され前記第2孔を塞ぐ第2蓋体と、を備え、
前記第1の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第1面積とし、前記第2の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第2面積とするとき、前記第1面積は前記第2面積より広く、
前記第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし、前記第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき、前記第1厚さは前記第2厚さより薄いことを特徴とする電子デバイス。 - 第1孔と前記第1孔より大きな第2孔とが設置されたベース基板と、
前記ベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され前記第1孔を塞ぐ第1蓋体と、
前記ベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され前記第2孔を塞ぐ第2蓋体と、を備え、
前記第1の低融点ガラスは前記第1孔の外周に沿って配置され、前記第2の低融点ガラスは前記第2孔の外周に沿って配置され、
前記第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし、前記第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき、前記第1厚さは前記第2厚さより薄く、
前記第1の低融点ガラスの幅を第1ガラス幅とし、前記第2の低融点ガラスの幅を第2ガラス幅とするとき、前記第1ガラス幅は前記第2ガラス幅より広いことを特徴とする電子デバイス。 - 請求項1または2に記載の電子デバイスであって、
前記第1の低融点ガラスは第1粒子を含み、前記第2の低融点ガラスは第2粒子を含み、
前記第1粒子の直径は前記第2粒子の直径より小さいことを特徴とする電子デバイス。 - 光学素子を収納するパッケージであって、
前記光学素子が設置され第1孔と前記第1孔より大きな第2孔とが設置されたベース基板と、
前記ベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され前記第1孔を塞ぐ第1蓋体と、
前記ベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され前記第2孔を塞ぐ第2蓋体と、を備え、
前記第1の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第1面積とし、前記第2の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第2面積とするとき、前記第1面積は前記第2面積より広く、
前記第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし、前記第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき、前記第1厚さは前記第2厚さより薄いことを特徴とするパッケージ。 - 電子デバイスを備える電子機器であって、
前記電子デバイスは、第1孔と前記第1孔より大きな第2孔とが設置されたベース基板と、
前記ベース基板に第1の低融点ガラスにより接合され前記第1孔を塞ぐ第1蓋体と、
前記ベース基板に第2の低融点ガラスにより接合され前記第2孔を塞ぐ第2蓋体と、を備え、
前記第1の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第1面積とし、前記第2の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第2面積とするとき、前記第1面積は前記第2面積より広く、
前記第1の低融点ガラスの厚さを第1厚さとし、前記第2の低融点ガラスの厚さを第2厚さとするとき、前記第1厚さは前記第2厚さより薄いことを特徴とする電子機器。 - 第1孔、前記第1孔より大きな第2孔及び電子素子が設置されたベース基板の前記第1孔を囲んで第1の低融点ガラスの材料を塗布し、前記第1の低融点ガラスの材料を前記ベース基板とで挟むように第1蓋体を設置する工程と、
前記ベース基板の第2孔を囲んで第2の低融点ガラスの材料を塗布し、前記第2の低融点ガラスの材料を前記ベース基板とで挟むように第2蓋体を設置する工程と、
前記第1蓋体及び前記第2蓋体を前記ベース基板に押圧し、前記第1蓋体及び前記第2蓋体を介して前記第1の低融点ガラス及び前記第2の低融点ガラスを加熱する工程と、
前記第1の低融点ガラス及び前記第2の低融点ガラスを冷却して固化する工程と、を有し、
前記第1の低融点ガラスは第1粒子を含み、前記第2の低融点ガラスは第2粒子を含み、前記第1粒子の直径は前記第2粒子の直径より小さく、
前記第1の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第1面積とし、前記第2の低融点ガラスにより接合された場所の面積を第2面積とするとき、前記第1面積は前記第2面積より広いことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 第1孔、前記第1孔より大きな第2孔及び電子素子が設置されたベース基板の前記第1孔を囲んで第1の低融点ガラスの材料を塗布し、前記第1の低融点ガラスの材料を前記ベース基板とで挟むように第1蓋体を設置する工程と、
前記ベース基板の第2孔を囲んで第2の低融点ガラスの材料を塗布し、前記第2の低融点ガラスの材料を前記ベース基板とで挟むように第2蓋体を設置する工程と、
前記第1蓋体及び前記第2蓋体を前記ベース基板に押圧し、前記第1蓋体及び前記第2蓋体を介して前記第1の低融点ガラス及び前記第2の低融点ガラスを加熱する工程と、
前記第1の低融点ガラス及び前記第2の低融点ガラスを冷却して固化する工程と、を有し、
前記第1の低融点ガラスは第1粒子を含み、前記第2の低融点ガラスは第2粒子を含み、前記第1粒子の直径は前記第2粒子の直径より小さく、
前記第1の低融点ガラスの幅を第1ガラス幅とし、前記第2の低融点ガラスの幅を第2ガラス幅とするとき、前記第1ガラス幅は前記第2ガラス幅より広いことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
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JP2013091040A JP2014216403A (ja) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | 電子デバイス、パッケージ、電子機器および電子デバイスの製造方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101662558B1 (ko) * | 2015-08-10 | 2016-10-05 | 칩본드 테크놀러지 코포레이션 | 중공 캐비티를 구비한 반도체 패키지 구조 및 이의 하부기판 및 제조공정 |
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2013
- 2013-04-24 JP JP2013091040A patent/JP2014216403A/ja active Pending
Cited By (2)
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KR101662558B1 (ko) * | 2015-08-10 | 2016-10-05 | 칩본드 테크놀러지 코포레이션 | 중공 캐비티를 구비한 반도체 패키지 구조 및 이의 하부기판 및 제조공정 |
US9508676B1 (en) | 2015-08-10 | 2016-11-29 | Chipbond Technology Corporation | Semiconductor package structure having hollow chamber and bottom substrate and package process thereof |
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