JP2018064081A - Airtight package and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To create an airtight package that has high airtight reliability and prevents light reflected on the surface of a glass lid from being projected as a video.SOLUTION: An airtight package of the present invention is an airtight package in which a ceramic substrate and a glass lid are airtightly sealed with a sealant material layer therebetween. The ceramic substrate has a base and a frame part provided on the base; the sealant material layer is arranged between the top of the frame part and the glass lid; the glass lid is arranged on the top of the frame part of the ceramic substrate with the sealant material layer therebetween; all or part of the surface of an area on the top of the frame part of the ceramic substrate in which the glass lid is arranged is inclined with respect to a bottom face of the ceramic substrate at an angle of 1° or more and 45° or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、気密パッケージ及びその製造方法に関し、具体的には、セラミック基体とガラス蓋とが封着材料層を介して気密封着された気密パッケージ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an airtight package and a method for manufacturing the same, and more particularly to an airtight package in which a ceramic substrate and a glass lid are hermetically sealed via a sealing material layer and a method for manufacturing the same.

圧電振動素子が実装された気密パッケージは、熱伝導性の観点から、基体としてセラミックが使用されると共に、光透過性の観点から、蓋材としてガラスが使用される。圧電振動素子は、周囲環境の酸素や水分により容易に劣化する敏感な素子である。   In the hermetic package on which the piezoelectric vibration element is mounted, ceramic is used as a base from the viewpoint of thermal conductivity, and glass is used as a lid from the viewpoint of light transmission. A piezoelectric vibration element is a sensitive element that easily deteriorates due to oxygen and moisture in the surrounding environment.

従来まで、気密パッケージの接着材料として、低温硬化性を有する有機樹脂系接着剤が使用されていた。しかし、有機樹脂系接着剤は、気密パッケージの気密性を経時的に劣化させる虞がある。また、有機樹脂系接着剤の代わりに金錫半田を用いると、気密性の経時劣化を防止することができる。しかし、金錫半田は、材料コストが高いという問題がある。   Conventionally, an organic resin adhesive having low temperature curability has been used as an adhesive material for an airtight package. However, the organic resin adhesive may deteriorate the airtightness of the airtight package over time. Further, when gold-tin solder is used instead of the organic resin adhesive, it is possible to prevent deterioration of the airtightness with time. However, gold-tin solder has a problem that the material cost is high.

一方、ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含む複合粉末は、周囲環境の酸素や水分で劣化し難く、材料コストが低いという特長を有している。   On the other hand, the composite powder containing glass powder and refractory filler powder is characterized by being hardly deteriorated by oxygen and moisture in the surrounding environment and having a low material cost.

しかし、ガラス粉末は、有機樹脂系接着剤よりも軟化温度が高いため、封着時に圧電振動素子を熱劣化させる虞がある。このような事情から、近年、レーザー封着が注目されている。レーザー封着によれば、封着すべき部分のみを局所的に加熱することが可能であり、圧電振動素子を熱劣化させることなく、セラミック基体とガラス蓋を気密封着することができる。   However, since the glass powder has a higher softening temperature than the organic resin adhesive, there is a possibility that the piezoelectric vibration element is thermally deteriorated during sealing. In recent years, laser sealing has attracted attention in recent years. According to laser sealing, only the portion to be sealed can be locally heated, and the ceramic base and the glass lid can be hermetically sealed without causing thermal degradation of the piezoelectric vibration element.

特開2013−239609号公報JP 2013-239609 A 特開2014−236202号公報JP 2014-236202 A

ところで、小型プロジェクター等に用いる気密パッケージ内には、圧電振動素子で動く光反射部材が収容されている。この光反射部材は、外部から入射した光を所定の方向に反射させることにより、映像を投影させる機能を有している。   Incidentally, a light reflecting member that is moved by a piezoelectric vibration element is accommodated in an airtight package used for a small projector or the like. The light reflecting member has a function of projecting an image by reflecting light incident from the outside in a predetermined direction.

しかし、この用途の気密パッケージでは、外部から入射した光の一部がガラス蓋の表面で反射し、その反射光が、光反射部材で反射された光と同時に投影されて、映像が不鮮明になるという問題が生じる。   However, in the airtight package for this application, a part of the light incident from the outside is reflected on the surface of the glass lid, and the reflected light is projected simultaneously with the light reflected by the light reflecting member, so that the image becomes unclear. The problem arises.

そこで、本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その技術的課題は、気密信頼性が高く、且つガラス蓋の表面で反射した光が映像として投影され難い気密パッケージを創案することである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and the technical problem thereof is to create an airtight package that is highly airtight and that is difficult to project light reflected on the surface of the glass lid as an image. is there.

本発明者等は、基部と基部上に設けられた枠部とを有するセラミック基体を用い、その枠部に傾斜面を形成することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明の気密パッケージは、セラミック基体とガラス蓋とが封着材料層を介して気密封着された気密パッケージにおいて、セラミック基体が、基部と基部上に設けられた枠部とを有し、セラミック基体の枠部の頂部とガラス蓋の間に封着材料層が配されており、且つセラミック基体の枠部の頂部側に、封着材料層を介してガラス蓋が配されると共に、セラミック基体の枠部の頂部におけるガラス蓋が配される領域の表面の全部又は一部が、セラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾いていることを特徴とする。   The present inventors have found that the above technical problem can be solved by using a ceramic base having a base and a frame provided on the base, and forming an inclined surface on the frame. As proposed. That is, the hermetic package of the present invention is a hermetic package in which a ceramic base and a glass lid are hermetically sealed via a sealing material layer, and the ceramic base has a base and a frame portion provided on the base. The sealing material layer is disposed between the top of the frame portion of the ceramic substrate and the glass lid, and the glass lid is disposed on the top side of the frame portion of the ceramic substrate via the sealing material layer, The whole or part of the surface of the region where the glass lid is disposed at the top of the frame portion of the ceramic substrate is inclined at an angle of 1 ° or more and 45 ° or less with respect to the bottom surface of the ceramic substrate. To do.

本発明の気密パッケージは、基部と基部上に設けられた枠部とを有するセラミック基体を有する。このようにすれば、気密パッケージ内に圧電振動素子等を収容し易くなる。   The hermetic package of the present invention has a ceramic substrate having a base and a frame provided on the base. In this way, it becomes easy to accommodate the piezoelectric vibration element and the like in the hermetic package.

また、本発明の気密パッケージは、セラミック基体の枠部の頂部におけるガラス蓋が配される領域の表面の全部又は一部が、セラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾いている。これにより、ガラス蓋の表面(上面及び下面)で反射した光が、光反射部材で反射された光と異なる方向に進行するため、両者の光が同時に投影され難くなり、結果として、鮮明な映像を得ることができる。   In the hermetic package of the present invention, the whole or part of the surface of the region where the glass lid is arranged at the top of the frame portion of the ceramic substrate is 1 ° or more and 45 ° or less with respect to the bottom surface of the ceramic substrate. Tilt to an angle. As a result, since the light reflected on the surface (upper surface and lower surface) of the glass lid travels in a different direction from the light reflected by the light reflecting member, it becomes difficult to project both lights at the same time, resulting in a clear image. Can be obtained.

以下、図面を参照しながら、本発明を説明する。図1は、本発明の一実施形態を説明するための斜視概略図である。気密パッケージ1は、セラミック基体10とガラス蓋11を備えている。セラミック基体10は基部12を有し、更に基部12の外周端縁上に枠部13を有している。また、セラミック基体10の枠部13内には、圧電振動素子14が収容されている。そして、この枠部13の頂部15の表面全体は、枠部13の底面から見て約10°傾いており、その表面粗さRaが1.0μm未満になっている。なお、セラミック基体10内には、圧電振動素子14と外部を電気的に接続する電気配線(図示されていない)が形成されている。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining an embodiment of the present invention. The hermetic package 1 includes a ceramic base 10 and a glass lid 11. The ceramic substrate 10 has a base portion 12 and further has a frame portion 13 on the outer peripheral edge of the base portion 12. A piezoelectric vibration element 14 is accommodated in the frame portion 13 of the ceramic base 10. And the whole surface of the top part 15 of this frame part 13 inclines about 10 degree seeing from the bottom face of the frame part 13, and the surface roughness Ra is less than 1.0 micrometer. An electrical wiring (not shown) that electrically connects the piezoelectric vibration element 14 and the outside is formed in the ceramic base 10.

ガラス蓋11の表面には、額縁状の封着材料層16が形成されている。封着材料層16は、ビスマス系ガラスと耐火性フィラー粉末を含んでいるが、実質的にレーザー吸収材を含んでいない。そして、封着材料層16の幅は、セラミック基体10の枠部13の頂部15の幅よりも若干小さくなっている。更に封着材料層16の平均厚みは8.0μm未満なっている。   A frame-shaped sealing material layer 16 is formed on the surface of the glass lid 11. The sealing material layer 16 includes bismuth glass and refractory filler powder, but does not substantially include a laser absorber. The width of the sealing material layer 16 is slightly smaller than the width of the top portion 15 of the frame portion 13 of the ceramic base 10. Furthermore, the average thickness of the sealing material layer 16 is less than 8.0 μm.

レーザー照射装置17から出射したレーザー光Lは、ガラス蓋11側から封着材料層16に沿って照射される。これにより、封着材料層16が軟化流動し、セラミック基体10の表層と反応することで、酸化アルミニウム基体10とガラス蓋11が気密一体化されて、気密パッケージ1の気密構造が形成される。   The laser beam L emitted from the laser irradiation device 17 is irradiated along the sealing material layer 16 from the glass lid 11 side. As a result, the sealing material layer 16 softens and flows and reacts with the surface layer of the ceramic substrate 10, whereby the aluminum oxide substrate 10 and the glass lid 11 are hermetically integrated, and the hermetic structure of the hermetic package 1 is formed.

図2は、気密パッケージにおける光の反射方向を説明するための断面概略図である。図2(a)から分かるように、セラミック基体10xの枠部13xの頂部15xが傾いていないと、ガラス蓋11xの表面で反射した光Rx1は、光反射部材(圧電振動素子)14xで反射された光Rx2と同じ方向に進行するため、両者の光Rx1,Rx2が同時に投影されてしまい、映像が不鮮明になる。一方、図2(b)から分かるように、セラミック基体10の枠部13の頂部15が傾いていると、ガラス蓋11の表面で反射した光R1は、光反射部材(圧電振動素子)14で反射された光R2と異なる方向に進行するため、両者の光R1,R2が同時に投影されず、映像が鮮明になる。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the light reflection direction in the hermetic package. As can be seen from FIG. 2A, when the top portion 15x of the frame portion 13x of the ceramic substrate 10x is not inclined, the light Rx1 reflected by the surface of the glass lid 11x is reflected by the light reflecting member (piezoelectric vibration element) 14x. Since the light travels in the same direction as the light Rx2, both the light Rx1 and Rx2 are projected at the same time, and the image becomes unclear. On the other hand, as can be seen from FIG. 2 (b), when the top portion 15 of the frame portion 13 of the ceramic substrate 10 is inclined, the light R 1 reflected by the surface of the glass lid 11 is reflected by the light reflecting member (piezoelectric vibration element) 14. Since the light travels in a different direction from the reflected light R2, the lights R1 and R2 are not projected at the same time, and the image becomes clear.

第二に、本発明の気密パッケージは、セラミック基体の枠部の頂部における封着材料層が配される表面の表面粗さRaが1.0μm未満であることが好ましい。ここで、「表面粗さRa」は、例えば、触針式又は非接触式のレーザー膜厚計や表面粗さ計により測定することができる。   Secondly, in the hermetic package of the present invention, the surface roughness Ra of the surface on which the sealing material layer at the top of the frame portion of the ceramic substrate is disposed is preferably less than 1.0 μm. Here, the “surface roughness Ra” can be measured by, for example, a stylus type or non-contact type laser film thickness meter or surface roughness meter.

第三に、本発明の気密パッケージは、封着材料層が、少なくともビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含む複合粉末の焼結体であることが好ましい。ビスマス系ガラスは、他のガラス系と比較して、レーザー封着時にセラミック基体の表層に反応層を形成し易いという特長を有する。また、耐火性フィラー粉末は、封着材料層の熱膨張係数を低下させつつ、封着材料層の機械的強度を高めることができる。なお、「ビスマス系ガラス」とは、Biを主成分とするガラスを指し、具体的にはガラス組成中にBiを25モル%以上含むガラスを指す。 Thirdly, in the hermetic package of the present invention, the sealing material layer is preferably a sintered body of a composite powder containing at least a bismuth glass powder and a refractory filler powder. Bismuth glass has a feature that a reaction layer can be easily formed on the surface layer of a ceramic substrate at the time of laser sealing as compared with other glass systems. Further, the refractory filler powder can increase the mechanical strength of the sealing material layer while reducing the thermal expansion coefficient of the sealing material layer. The “bismuth-based glass” refers to a glass mainly composed of Bi 2 O 3 , and specifically refers to a glass containing 25 mol% or more of Bi 2 O 3 in the glass composition.

第四に、本発明の気密パッケージは、封着材料層の厚み方向の波長808nmにおける全光線透過率が5%以上、且つ80%以下であることが好ましい。ここで、「全光線透過率」は、市販の透過率測定装置により測定可能である。   Fourth, the hermetic package of the present invention preferably has a total light transmittance of 5% or more and 80% or less at a wavelength of 808 nm in the thickness direction of the sealing material layer. Here, the “total light transmittance” can be measured by a commercially available transmittance measuring device.

第五に、本発明の気密パッケージは、封着材料層が実質的にレーザー吸収材を含んでいないことが好ましい。ここで、「実質的にレーザー吸収材を含んでいない」とは、封着材料層中のレーザー吸収材の含有量が0.1体積%以下の場合を指す。   Fifth, in the hermetic package of the present invention, it is preferable that the sealing material layer does not substantially contain a laser absorber. Here, “substantially does not contain a laser absorber” refers to a case where the content of the laser absorber in the sealing material layer is 0.1% by volume or less.

第六に、本発明の気密パッケージは、封着材料層の平均厚みが8.0μm未満であることが好ましい。このようにすれば、気密パッケージ内での残留応力が小さくなるため、気密パッケージの気密信頼性を高めることができる。   Sixth, the hermetic package of the present invention preferably has an average thickness of the sealing material layer of less than 8.0 μm. In this way, since the residual stress in the hermetic package is reduced, the hermetic reliability of the hermetic package can be improved.

第七に、本発明の気密パッケージは、セラミック基体の熱伝導率が100W/(m・K)以上であることが好ましい。セラミック基体の熱伝導率が高いと、セラミック基体が放熱し易くなるため、デバイスが過度に発熱する事態を防止することができる。   Seventhly, in the hermetic package of the present invention, the thermal conductivity of the ceramic substrate is preferably 100 W / (m · K) or more. When the thermal conductivity of the ceramic substrate is high, the ceramic substrate can easily dissipate heat, so that it is possible to prevent the device from excessively generating heat.

第八に、本発明の気密パッケージは、セラミック基体が、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、ガラスセラミックの何れかであることが好ましい。   Eighth, in the hermetic package of the present invention, the ceramic base is preferably any one of aluminum nitride, aluminum oxide, and glass ceramic.

第九に、本発明の気密パッケージは、ガラス蓋の片面又は両面に反射防止膜が形成されていることが好ましい。   Ninthly, in the hermetic package of the present invention, it is preferable that an antireflection film is formed on one side or both sides of the glass lid.

第十に、本発明の気密パッケージは、セラミック基体の枠部内に、圧電振動素子が収容されていることが好ましい。   10thly, it is preferable that the hermetic package of this invention accommodates the piezoelectric vibration element in the frame part of a ceramic base | substrate.

第十一に、本発明の気密パッケージは、セラミック基体が、照射すべきレーザー光を吸収する性質を有することが好ましい。   Eleventhly, in the hermetic package of the present invention, it is preferable that the ceramic substrate has a property of absorbing the laser beam to be irradiated.

第十二に、本発明の気密パッケージは、セラミック基体とガラス蓋とが封着材料層を介して気密封着された気密パッケージにおいて、セラミック基体が、基部と基部上に設けられた枠部とを有し、セラミック基体の枠部の頂部とガラス蓋の間に封着材料層が配されており、且つセラミック基体の枠部の頂部側に、封着材料層を介してガラス蓋が配されると共に、ガラス蓋の外側表面の全部又は一部が、セラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾いていることを特徴とする。   Twelfth, the hermetic package of the present invention is a hermetic package in which a ceramic base and a glass lid are hermetically sealed via a sealing material layer, and the ceramic base includes a base portion and a frame portion provided on the base. A sealing material layer is disposed between the top of the frame portion of the ceramic substrate and the glass lid, and a glass lid is disposed on the top side of the frame portion of the ceramic substrate via the sealing material layer. And all or part of the outer surface of the glass lid is inclined at an angle of 1 ° or more and 45 ° or less with respect to the bottom surface of the ceramic substrate.

第十三に、本発明の気密パッケージは、ガラス蓋の内側表面の全部又は一部が、セラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾いていることが好ましい。   Thirteenthly, in the hermetic package of the present invention, it is preferable that all or part of the inner surface of the glass lid is inclined at an angle of 1 ° or more and 45 ° or less with respect to the bottom surface of the ceramic substrate.

第十四に、本発明の気密パッケージの製造方法は、ガラス蓋を用意する工程と、基部と基部上に設けられた枠部とを有するセラミック基体を用意する工程と、セラミック基体の枠部の頂部におけるガラス蓋が配されるべき領域の表面の全部又は一部をセラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾斜させる工程と、セラミック基体の枠部の頂部上又はガラス蓋上に封着材料層を形成する工程と、封着材料層を介して、ガラス蓋とセラミック基体とを積層配置する工程と、ガラス蓋側から封着材料層に向けてレーザー光を照射し、封着材料層を軟化変形させることにより、セラミック基体とガラス蓋とを気密封着して、気密パッケージを得る工程と、を備えることを特徴とする。   14thly, the manufacturing method of the airtight package of this invention WHEREIN: The process of preparing a glass cover, the process of preparing the ceramic base | substrate which has a base part and the frame part provided on the base part, The frame part of a ceramic base | substrate, Inclining all or part of the surface of the area where the glass lid is to be disposed at the top to an angle of 1 ° or more and 45 ° or less with respect to the bottom surface of the ceramic substrate, and on the top of the frame portion of the ceramic substrate Alternatively, a step of forming a sealing material layer on the glass lid, a step of laminating and arranging the glass lid and the ceramic substrate via the sealing material layer, and laser light from the glass lid side toward the sealing material layer Irradiating and softening and deforming the sealing material layer to hermetically seal the ceramic substrate and the glass lid to obtain an airtight package.

第十五に、本発明の気密パッケージの製造方法は、物理研磨により、セラミック基体の枠部の頂部におけるガラス蓋が配されるべき領域の表面の全部又は一部をセラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾斜させることが好ましい。   Fifteenth, in the method for manufacturing an airtight package of the present invention, the whole or part of the surface of the region where the glass lid is to be disposed on the top of the frame portion of the ceramic substrate is physically polished to the bottom surface of the ceramic substrate. It is preferable to incline at an angle of 1 ° or more and 45 ° or less.

本発明の一実施形態を説明するための斜視概略図である。It is a perspective schematic diagram for explaining one embodiment of the present invention. 気密パッケージにおける光の反射方向を説明するための断面概略図である。It is the cross-sectional schematic for demonstrating the reflection direction of the light in an airtight package. マクロ型DTA装置で測定した時の複合粉末の軟化点を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the softening point of the composite powder when measured with a macro type DTA apparatus.

本発明の気密パッケージは、上記の通り、セラミック基体とガラス蓋とが封着材料層を介して気密封着された気密パッケージにおいて、セラミック基体が、基部と基部上に設けられた枠部とを有し、セラミック基体の枠部の頂部とガラス蓋の間に封着材料層が配されており、且つセラミック基体の枠部の頂部の上方にガラス蓋が配されると共に、セラミック基体の枠部の頂部におけるガラス蓋が配される領域の表面の全部又は一部が、セラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾いていることを特徴とする。   As described above, the hermetic package of the present invention is a hermetic package in which a ceramic base and a glass lid are hermetically sealed via a sealing material layer. The ceramic base includes a base and a frame provided on the base. A sealing material layer is disposed between the top of the frame portion of the ceramic substrate and the glass lid, and a glass lid is disposed above the top of the frame portion of the ceramic substrate, and the frame portion of the ceramic substrate. The whole or part of the surface of the region where the glass lid is arranged at the top of the substrate is inclined at an angle of 1 ° or more and 45 ° or less with respect to the bottom surface of the ceramic substrate.

本発明の気密パッケージにおいて、セラミック基体は、基部と基部上に設けられた枠部とを有する。このようにすれば、セラミック基体の枠部内に圧電振動素子等を収容し易くなる。   In the hermetic package of the present invention, the ceramic substrate has a base portion and a frame portion provided on the base portion. In this way, it becomes easy to accommodate the piezoelectric vibration element or the like in the frame portion of the ceramic substrate.

セラミック基体の枠部は、セラミック基体の外周端縁領域に沿って、額縁状に形成されていることが好ましい。このようにすれば、デバイスとして機能する有効面積を広げることができる。また圧電振動素子等をセラミック基体の枠部内に収容し易くなる。   The frame portion of the ceramic base is preferably formed in a frame shape along the outer peripheral edge region of the ceramic base. In this way, the effective area that functions as a device can be expanded. In addition, the piezoelectric vibration element or the like can be easily accommodated in the frame portion of the ceramic substrate.

本発明の気密パッケージにおいて、セラミック基体の枠部の頂部におけるガラス蓋が配される領域の表面は、セラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾いており、好ましくは3°以上、且つ30°以下の角度に傾いており、より好ましくは5°以上、且つ25°以下の角度に傾いており、更に好ましくは7°以上、且つ20°以下の角度に傾いている。この傾斜角度が小さいと、ガラス蓋の表面で反射した光が映像として投影され易くなる。一方、この傾斜角度が大きいと、セラミック基体の枠部の壁面により、光反射部材で反射された光が映像として投影され難くなる。   In the hermetic package of the present invention, the surface of the region where the glass lid is arranged at the top of the frame portion of the ceramic substrate is inclined at an angle of 1 ° or more and 45 ° or less with respect to the bottom surface of the ceramic substrate. Is inclined at an angle of 3 ° or more and 30 ° or less, more preferably at an angle of 5 ° or more and 25 ° or less, more preferably at an angle of 7 ° or more and 20 ° or less. Yes. When this inclination angle is small, the light reflected on the surface of the glass lid is easily projected as an image. On the other hand, when the inclination angle is large, the light reflected by the light reflecting member is hardly projected as an image by the wall surface of the frame portion of the ceramic base.

セラミック基体の枠部の頂部の表面において、セラミック基体の底面に対して傾斜している表面の面積割合は、好ましくは40%以上、60%以上、80%以上、90%以上、特に好ましくは100%、つまり枠部の頂部の表面全体が傾斜面である。上記傾斜面の面積割合が小さいと、ガラス蓋を枠部の頂部上に固定し難くなる。   In the surface of the top of the frame portion of the ceramic substrate, the area ratio of the surface inclined with respect to the bottom surface of the ceramic substrate is preferably 40% or more, 60% or more, 80% or more, 90% or more, and particularly preferably 100. %, That is, the entire top surface of the frame portion is an inclined surface. When the area ratio of the inclined surface is small, it is difficult to fix the glass lid on the top of the frame portion.

セラミック基体の枠部の頂部における封着材料層が配される表面の表面粗さRaが1.0μm未満であることが好ましい。この表面の表面粗さRaが大きくなると、レーザー封着の精度が低下し易くなる。   The surface roughness Ra of the surface on which the sealing material layer at the top of the frame portion of the ceramic substrate is disposed is preferably less than 1.0 μm. If the surface roughness Ra of the surface increases, the accuracy of laser sealing tends to decrease.

セラミック基体は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、ガラスセラミックの何れかであることが好ましい。窒化アルミニウムと酸化アルミニウムは、放熱性が良好であるため、気密パッケージが過度に発熱する事態を適正に防止することができる。また、ガラスセラミックは、サーマルビアを容易に形成し得るため、気密パッケージが過度に発熱する事態を適正に防止することができる。   The ceramic substrate is preferably any one of aluminum nitride, aluminum oxide, and glass ceramic. Since aluminum nitride and aluminum oxide have good heat dissipation, it is possible to appropriately prevent the heat generation of the airtight package. Moreover, since glass ceramic can form a thermal via easily, the situation which an airtight package heats excessively can be prevented appropriately.

セラミック基体の熱伝導率は100W/(m・K)以上、150W/(m・K)以上、特に200W/(m・K)以上が好ましい。セラミック基体の熱伝導率が高いと、セラミック基体が放熱し易くなるため、レーザー封着時にセラミック基体と封着材料層の界面で封着材料層の温度が上がり難くなる。   The thermal conductivity of the ceramic substrate is preferably 100 W / (m · K) or more, 150 W / (m · K) or more, and particularly preferably 200 W / (m · K) or more. If the thermal conductivity of the ceramic substrate is high, the ceramic substrate is likely to dissipate heat, and therefore the temperature of the sealing material layer is difficult to rise at the interface between the ceramic substrate and the sealing material layer during laser sealing.

セラミック基体は、黒色顔料が分散されている(黒色顔料が分散された状態で焼結されてなる)ことが好ましい。このようにすれば、セラミック基体が、封着材料層を透過したレーザー光を吸収することができる。その結果、レーザー封着時にセラミック基体が加熱されるため、封着材料層とセラミック基体の界面で反応層の形成を促進することができる。   The ceramic substrate is preferably dispersed with a black pigment (sintered with the black pigment dispersed). In this way, the ceramic substrate can absorb the laser light transmitted through the sealing material layer. As a result, since the ceramic substrate is heated during laser sealing, the formation of the reaction layer can be promoted at the interface between the sealing material layer and the ceramic substrate.

セラミック基体は、照射すべきレーザー光を吸収する性質を有すること、つまり厚み0.5mm、照射すべきレーザー光の波長における全光線透過率が10%以下(望ましくは5%以下)であることが好ましい。同様にして、セラミック基体は、厚み0.5mm、波長808nmにおける全光線透過率が10%以下(望ましくは5%以下)であることが好ましい。このようにすれば、セラミック基体と封着材料層の界面で封着材料層の温度が上がり易くなる。   The ceramic substrate has the property of absorbing the laser beam to be irradiated, that is, the thickness is 0.5 mm, and the total light transmittance at the wavelength of the laser beam to be irradiated is 10% or less (preferably 5% or less). preferable. Similarly, the ceramic substrate preferably has a total light transmittance of 10% or less (desirably 5% or less) at a thickness of 0.5 mm and a wavelength of 808 nm. If it does in this way, it will become easy to raise the temperature of a sealing material layer in the interface of a ceramic base | substrate and a sealing material layer.

セラミック基体は、レーザー吸収材(例えば黒色顔料)を含んだ状態で焼結されていることが好ましい。このようにすれば、セラミック基体に対して、照射すべきレーザー光を吸収する性質を付与することができる。   The ceramic substrate is preferably sintered in a state containing a laser absorber (for example, a black pigment). If it does in this way, the property which absorbs the laser beam which should be irradiated can be provided with respect to a ceramic base | substrate.

セラミック基体の基部の厚みは0.1〜2.5mm、特に0.2〜1.5mmが好ましい。これにより、気密パッケージの薄型化を図ることができる。   The thickness of the base portion of the ceramic substrate is preferably 0.1 to 2.5 mm, particularly preferably 0.2 to 1.5 mm. Thereby, thickness reduction of an airtight package can be achieved.

封着材料層は、レーザー封着時に軟化変形して、セラミック基体の表層に反応層を形成するものである。   The sealing material layer is softened and deformed during laser sealing to form a reaction layer on the surface of the ceramic substrate.

封着材料層の平均厚みは、8.0μm未満、特に6.0μm未満が好ましい。封着材料層の平均厚みが小さい程、封着材料層とガラス蓋の熱膨張係数が不整合である時に、レーザー封着後に封着部分に残留する応力を低減することができる。またレーザー封着の精度を高めることもできる。なお、上記のように封着材料層の平均厚みを規制する方法としては、複合粉末ペーストを薄く塗布する方法、封着材料層の表面を研磨処理する方法が挙げられる。   The average thickness of the sealing material layer is preferably less than 8.0 μm, particularly preferably less than 6.0 μm. The smaller the average thickness of the sealing material layer, the lower the stress remaining in the sealing portion after laser sealing when the thermal expansion coefficients of the sealing material layer and the glass lid are mismatched. In addition, the accuracy of laser sealing can be increased. Examples of the method for regulating the average thickness of the sealing material layer as described above include a method of thinly applying the composite powder paste and a method of polishing the surface of the sealing material layer.

封着材料層の表面粗さRaは0.5μm未満、0.2μm以下、特に0.01〜0.15μmが好ましい。また、封着材料層の表面粗さRMSは1.0μm未満、0.5μm以下、特に0.05〜0.3μmが好ましい。このようにすれば、セラミック基体と封着材料層の密着性が向上し、レーザー封着の精度が向上する。なお、上記のように封着材料層の表面粗さRa、RMSを規制する方法としては、封着材料層の表面を研磨処理する方法、耐火性フィラー粉末の粒度を小さくする方法が挙げられる。なお、「表面粗さRMS」は、例えば、触針式又は非接触式のレーザー膜厚計や表面粗さ計により測定することができる。   The surface roughness Ra of the sealing material layer is preferably less than 0.5 μm and not more than 0.2 μm, particularly preferably 0.01 to 0.15 μm. Further, the surface roughness RMS of the sealing material layer is preferably less than 1.0 μm and 0.5 μm or less, particularly preferably 0.05 to 0.3 μm. In this way, the adhesion between the ceramic substrate and the sealing material layer is improved, and the accuracy of laser sealing is improved. As described above, examples of the method for regulating the surface roughness Ra and RMS of the sealing material layer include a method of polishing the surface of the sealing material layer and a method of reducing the particle size of the refractory filler powder. The “surface roughness RMS” can be measured by, for example, a stylus type or non-contact type laser film thickness meter or surface roughness meter.

封着材料層の線幅は、好ましくは350μm以下、300μm以下、250μm以下、特に200μm以下が好ましい。封着材料層の線幅が大き過ぎると、気密パッケージに残留する応力が大きくなり易い。   The line width of the sealing material layer is preferably 350 μm or less, 300 μm or less, 250 μm or less, and particularly preferably 200 μm or less. If the line width of the sealing material layer is too large, the stress remaining in the hermetic package tends to increase.

封着材料層の厚み方向の波長808nmにおける全光線透過率は、好ましくは5%以上、10%以上、15%以上、20%以上、特に25%以上である。封着材料層の厚み方向の波長808nmにおける全光線透過率が低過ぎると、ガラス蓋側から封着材料層に向けてレーザー光を照射した場合に、封着材料層のガラス蓋側の領域が優先的に軟化流動してしまい、セラミック基体と封着材料層の界面で温度が上昇し難くなって、セラミック基体の表層で反応層が形成され難くなる。一方、封着材料層の厚み方向の波長808nmにおける全光線透過率は、好ましくは80%以下、60%以下、50%以下、45%以下、特に40%以下である。封着材料層の厚み方向の波長808nmにおける全光線透過率が高過ぎると、ガラス蓋側から封着材料層に向けてレーザー光を照射しても、封着材料層がレーザー光を的確に吸収せず、封着材料層の温度が上がり難くなり、セラミック基体の表層で反応層が形成され難くなる。   The total light transmittance at a wavelength of 808 nm in the thickness direction of the sealing material layer is preferably 5% or more, 10% or more, 15% or more, 20% or more, particularly 25% or more. If the total light transmittance at a wavelength of 808 nm in the thickness direction of the sealing material layer is too low, the region on the glass lid side of the sealing material layer when the laser beam is irradiated from the glass lid side toward the sealing material layer It preferentially softens and flows, and it becomes difficult for the temperature to rise at the interface between the ceramic substrate and the sealing material layer, and it becomes difficult to form a reaction layer on the surface layer of the ceramic substrate. On the other hand, the total light transmittance at a wavelength of 808 nm in the thickness direction of the sealing material layer is preferably 80% or less, 60% or less, 50% or less, 45% or less, particularly 40% or less. If the total light transmittance at a wavelength of 808 nm in the thickness direction of the sealing material layer is too high, the sealing material layer accurately absorbs the laser light even if laser light is irradiated from the glass lid side toward the sealing material layer. Accordingly, the temperature of the sealing material layer is hardly increased, and the reaction layer is hardly formed on the surface layer of the ceramic substrate.

封着材料層は、少なくともガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含む複合粉末の焼結体が好ましい。複合粉末として、種々の材料が使用可能である。その中でも、封着強度を高める観点から、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含む複合粉末を用いることが好ましい。特に、複合粉末として、55〜95体積%のビスマス系ガラスと5〜45体積%の耐火性フィラー粉末を含有する複合粉末を用いることが好ましく、60〜85体積%のビスマス系ガラスと15〜40体積%の耐火性フィラー粉末を含有する複合粉末を用いることが更に好ましく、60〜80体積%のビスマス系ガラスと20〜40体積%の耐火性フィラー粉末を含有する複合粉末を用いることが特に好ましい。耐火性フィラー粉末を添加すれば、封着材料層の熱膨張係数が、ガラス蓋とセラミック基体の熱膨張係数に整合し易くなる。その結果、レーザー封着後に封着部分に不当な応力が残留する事態を防止し易くなる。一方、耐火性フィラー粉末の含有量が多過ぎると、ビスマス系ガラス粉末の含有量が相対的に少なくなるため、封着材料層の表面平滑性が低下して、レーザー封着の精度が低下し易くなる。   The sealing material layer is preferably a sintered body of a composite powder containing at least a glass powder and a refractory filler powder. Various materials can be used as the composite powder. Among these, from the viewpoint of increasing the sealing strength, it is preferable to use a composite powder containing a bismuth-based glass powder and a refractory filler powder. In particular, it is preferable to use a composite powder containing 55 to 95% by volume of bismuth glass and 5 to 45% by volume of refractory filler powder as the composite powder, and 60 to 85% by volume of bismuth glass and 15 to 40%. It is more preferable to use a composite powder containing a volume% refractory filler powder, and it is particularly preferable to use a composite powder containing 60 to 80 volume% bismuth glass and 20 to 40 volume% refractory filler powder. . If the refractory filler powder is added, the thermal expansion coefficient of the sealing material layer is easily matched with the thermal expansion coefficient of the glass lid and the ceramic substrate. As a result, it becomes easy to prevent a situation in which undue stress remains in the sealed portion after laser sealing. On the other hand, if the content of the refractory filler powder is too large, the content of the bismuth-based glass powder becomes relatively small, so that the surface smoothness of the sealing material layer is lowered and the accuracy of laser sealing is lowered. It becomes easy.

複合粉末の軟化点は、好ましくは500℃以下、480℃以下、特に450℃以下である。複合粉末の軟化点が高過ぎると、封着材料層の表面平滑性を高め難くなる。複合粉末の軟化点の下限は特に設定されないが、ガラス粉末の熱的安定性を考慮すれば、複合粉末の軟化点は350℃以上が好ましい。ここで、「軟化点」は、マクロ型DTA装置で測定した際の第四変曲点であり、図3中のTsに相当する。   The softening point of the composite powder is preferably 500 ° C. or lower, 480 ° C. or lower, particularly 450 ° C. or lower. When the softening point of the composite powder is too high, it is difficult to increase the surface smoothness of the sealing material layer. The lower limit of the softening point of the composite powder is not particularly set, but considering the thermal stability of the glass powder, the softening point of the composite powder is preferably 350 ° C. or higher. Here, the “softening point” is the fourth inflection point when measured with a macro-type DTA apparatus, and corresponds to Ts in FIG.

ビスマス系ガラスは、ガラス組成として、モル%で、Bi 28〜60%、B 15〜37%、ZnO 1〜30%含有することが好ましい。各成分の含有範囲を上記のように限定した理由を以下に説明する。なお、ガラス組成範囲の説明において、%表示はモル%を指す。 The bismuth glass preferably contains 28% to 60% Bi 2 O 3 , 15 to 37% B 2 O 3 , and 1 to 30% ZnO as a glass composition. The reason for limiting the content range of each component as described above will be described below. In the description of the glass composition range,% display indicates mol%.

Biは、軟化点を低下させるための主要成分であり、その含有量は28〜60%、33〜55%、特に35〜45%が好ましい。Biの含有量が少な過ぎると、軟化点が高くなり過ぎて、流動性が低下し易くなる。一方、Biの含有量が多過ぎると、レーザー封着時にガラスが失透し易くなり、この失透に起因して、流動性が低下し易くなる。 Bi 2 O 3 is a main component for lowering the softening point, and its content is preferably 28 to 60%, 33 to 55%, particularly preferably 35 to 45%. When Bi 2 content of O 3 is too small, too high softening point, the fluidity tends to decrease. On the other hand, when the content of Bi 2 O 3 is too large, the glass is liable to be devitrified at the time of laser sealing, and fluidity is liable to decrease due to the devitrification.

は、ガラス形成成分として必須の成分であり、その含有量は15〜37%、19〜33%、特に22〜30%が好ましい。Bの含有量が少な過ぎると、ガラスネットワークが形成され難くなるため、レーザー封着時にガラスが失透し易くなる。一方、Bの含有量が多過ぎると、ガラスの粘性が高くなり、流動性が低下し易くなる。 B 2 O 3 is an essential component as a glass forming component, and its content is preferably 15 to 37%, 19 to 33%, particularly preferably 22 to 30%. If the content of B 2 O 3 is too small, it becomes difficult to form a glass network, so that the glass is easily devitrified at the time of laser sealing. On the other hand, when the content of B 2 O 3 is too large, the viscosity of the glass becomes high, the fluidity tends to decrease.

ZnOは、耐失透性を高める成分であり、その含有量は1〜30%、3〜25%、5〜22%、特に7〜20%が好ましい。ZnOの含有量が上記範囲外になると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、耐失透性が低下し易くなる。   ZnO is a component that enhances devitrification resistance, and its content is preferably 1 to 30%, 3 to 25%, 5 to 22%, and particularly preferably 7 to 20%. When the content of ZnO is out of the above range, the component balance of the glass composition is impaired, and the devitrification resistance tends to decrease.

上記成分以外にも、例えば、以下の成分を添加してもよい。   In addition to the above components, for example, the following components may be added.

SiOは、耐水性を高める成分であり、その含有量は0〜5%、0〜3%、0〜2%、特に0〜1%が好ましい。SiOの含有量が多過ぎると、軟化点が不当に上昇する。またレーザー封着時にガラスが失透し易くなる。 SiO 2 is a component which enhances the water resistance, the content thereof is 0 to 5%, 0-3%, 0-2%, in particular 0 to 1% is preferred. When the content of SiO 2 is too large, the softening point is unduly increased. In addition, the glass is easily devitrified during laser sealing.

Alは、耐水性を高める成分であり、その含有量は0〜10%、0.1〜5%、特に0.5〜3%が好ましい。Alの含有量が多過ぎると、軟化点が不当に上昇する虞がある。 Al 2 O 3 is a component that increases water resistance, and its content is preferably 0 to 10%, 0.1 to 5%, and particularly preferably 0.5 to 3%. When the content of Al 2 O 3 is too large, there is a possibility that the softening point is unduly increased.

LiO、NaO及びKOは、耐失透性を低下させる成分である。よって、LiO、NaO及びKOの含有量は、それぞれ0〜5%、0〜3%、特に0〜1%未満である。 Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are components that reduce devitrification resistance. Therefore, the contents of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are 0 to 5%, 0 to 3%, particularly 0 to less than 1%, respectively.

MgO、CaO、SrO及びBaOは、耐失透性を高める成分であるが、軟化点を上昇させる成分である。よって、MgO、CaO、SrO及びBaOの含有量は、それぞれ0〜20%、0〜10%、特に0〜5%である。   MgO, CaO, SrO and BaO are components that increase devitrification resistance, but are components that increase the softening point. Therefore, the contents of MgO, CaO, SrO and BaO are 0 to 20%, 0 to 10%, particularly 0 to 5%, respectively.

ビスマス系ガラスの軟化点を下げるためには、ガラス組成中にBiを多量に導入する必要があるが、Biの含有量を増加させると、レーザー封着時にガラスが失透し易くなり、この失透に起因して流動性が低下し易くなる。特に、Biの含有量が30%以上になると、その傾向が顕著になる。この対策として、CuOを添加すれば、Biの含有量が30%以上であっても、ガラスの失透を効果的に抑制することができる。更にCuOを添加すれば、レーザー封着時のレーザー吸収特性を高めることができる。CuOの含有量は0〜40%、5〜35%、10〜30%、特に13〜25%が好ましい。CuOの含有量が多過ぎると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆に耐失透性が低下し易くなる。また封着材料層の全光線透過率が低くなり過ぎる。 In order to lower the softening point of bismuth glass, it is necessary to introduce a large amount of Bi 2 O 3 into the glass composition. However, if the content of Bi 2 O 3 is increased, the glass is devitrified at the time of laser sealing. The fluidity tends to decrease due to this devitrification. In particular, when the Bi 2 O 3 content is 30% or more, the tendency becomes remarkable. As a countermeasure, if CuO is added, devitrification of the glass can be effectively suppressed even if the content of Bi 2 O 3 is 30% or more. Furthermore, if CuO is added, the laser absorption characteristic at the time of laser sealing can be improved. The content of CuO is preferably 0 to 40%, 5 to 35%, 10 to 30%, particularly 13 to 25%. When there is too much content of CuO, the component balance of a glass composition will be impaired and devitrification resistance will fall easily conversely. Further, the total light transmittance of the sealing material layer becomes too low.

Feは、耐失透性とレーザー吸収特性を高める成分であり、その含有量は0〜10%、0.1〜5%、特に0.4〜2%が好ましい。Feの含有量が多過ぎると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆に耐失透性が低下し易くなる。 Fe 2 O 3 is a component that enhances devitrification resistance and laser absorption characteristics, and its content is preferably 0 to 10%, 0.1 to 5%, particularly preferably 0.4 to 2%. When the content of Fe 2 O 3 is too large, balance of components the glass composition is impaired, the devitrification resistance is liable to decrease conversely.

MnOは、レーザー吸収特性を高める成分であり、その含有量は0〜25%、特に5〜15%が好ましい。MnOの含有量が多過ぎると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、耐失透性が低下し易くなる。   MnO is a component that enhances laser absorption characteristics, and its content is preferably 0 to 25%, particularly preferably 5 to 15%. When there is too much content of MnO, the component balance of a glass composition will be impaired and devitrification resistance will fall easily.

Sbは、耐失透性を高める成分であり、その含有量は0〜5%、特に0〜2%が好ましい。Sbの含有量が多過ぎると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆に耐失透性が低下し易くなる。 Sb 2 O 3 is a component that increases devitrification resistance, and its content is preferably 0 to 5%, particularly preferably 0 to 2%. When the content of Sb 2 O 3 is too large, balance of components the glass composition is impaired, the devitrification resistance is liable to decrease conversely.

ガラス粉末の平均粒径D50は15μm未満、0.5〜10μm、特に1〜5μmが好ましい。ガラス粉末の平均粒径D50が小さい程、ガラス粉末の軟化点が低下する。 The average particle diameter D50 of the glass powder is preferably less than 15 μm, 0.5 to 10 μm, particularly 1 to 5 μm. As the average particle diameter D 50 of the glass powder is small, the softening point of the glass powder is lowered.

耐火性フィラー粉末として、コーディエライト、ジルコン、酸化錫、酸化ニオブ、リン酸ジルコニウム系セラミック、ウイレマイト、β−ユークリプタイト、β−石英固溶体から選ばれる一種又は二種以上を用いることが好ましく、特にβ−ユークリプタイト又はコーディエライトが好ましい。これらの耐火性フィラー粉末は、熱膨張係数が低いことに加えて、機械的強度が高く、しかもビスマス系ガラスとの適合性が良好である。   As the refractory filler powder, it is preferable to use one or more selected from cordierite, zircon, tin oxide, niobium oxide, zirconium phosphate ceramic, willemite, β-eucryptite, β-quartz solid solution, In particular, β-eucryptite or cordierite is preferable. These refractory filler powders have a low thermal expansion coefficient, high mechanical strength, and good compatibility with bismuth glass.

耐火性フィラー粉末の平均粒径D50は、好ましくは2μm未満、特に1.5μm未満である。耐火性フィラー粉末の平均粒径D50が2μm未満であると、封着材料層の表面平滑性が向上すると共に、封着材料層の平均厚みを8.0μm未満に規制し易くなり、結果として、レーザー封着の精度を高めることができる。 The average particle size D 50 of the refractory filler powder is preferably less than 2 μm, in particular less than 1.5 μm. When the average particle diameter D 50 of the refractory filler powder is less than 2 [mu] m, together with the surface smoothness of the sealing material layer is improved, easily regulate the average thickness of the sealing material layer less than 8.0 .mu.m, as a result The accuracy of laser sealing can be increased.

耐火性フィラー粉末の99%粒径D99は、好ましくは5μm未満、4μm以下、特に3μm以下である。耐火性フィラー粉末の99%粒径D99が5μm未満であると、封着材料層の表面平滑性が向上すると共に、封着材料層の平均厚みを8.0μm未満に規制し易くなり、結果として、レーザー封着の精度を高めることができる。ここで、「平均粒径D50」と「99%粒径D99」は、レーザー回折法により体積基準で測定した値を指す。 The 99% particle size D 99 of the refractory filler powder is preferably less than 5 μm, 4 μm or less, in particular 3 μm or less. When the 99% particle size D 99 of the refractory filler powder is less than 5 μm, the surface smoothness of the sealing material layer is improved and the average thickness of the sealing material layer is easily regulated to less than 8.0 μm. As a result, the accuracy of laser sealing can be increased. Here, “average particle diameter D 50 ” and “99% particle diameter D 99 ” indicate values measured on a volume basis by a laser diffraction method.

封着材料層は、光吸収特性を高めるために、更にレーザー吸収材を含んでもよいが、レーザー吸収材は、封着材料層の光吸収特性を過剰に高めると共に、ビスマス系ガラスの失透を助長する作用を有する。よって、封着材料層中のレーザー吸収材の含有量は、好ましくは10体積%以下、5体積%以下、1体積%以下、0.5体積%以下、特に実質的に含有しないことが好ましい。なお、レーザー吸収材として、Cu系酸化物、Fe系酸化物、Cr系酸化物、Mn系酸化物及びこれらのスピネル型複合酸化物等が使用可能である。   The sealing material layer may further contain a laser absorbing material in order to enhance the light absorption characteristics. However, the laser absorbing material excessively increases the light absorbing characteristics of the sealing material layer and reduces devitrification of the bismuth-based glass. It has a promoting effect. Therefore, the content of the laser absorbing material in the sealing material layer is preferably 10% by volume or less, 5% by volume or less, 1% by volume or less, and 0.5% by volume or less, particularly preferably substantially not contained. As the laser absorber, Cu-based oxides, Fe-based oxides, Cr-based oxides, Mn-based oxides, spinel-type composite oxides, and the like can be used.

封着材料層の熱膨張係数は、好ましくは60×10−7〜95×10−7/℃、65×10−7〜82×10−7/℃、特に68×10−7〜76×10−7/℃である。このようにすれば、封着材料層の熱膨張係数がガラス蓋やセラミック基体の熱膨張係数に整合して、封着部分に残留する応力が小さくなる。なお、「熱膨張係数」は、30〜300℃の温度範囲において、TMA(押棒式熱膨張係数測定)装置で測定した値である。 The thermal expansion coefficient of the sealing material layer is preferably 60 × 10 −7 to 95 × 10 −7 / ° C., 65 × 10 −7 to 82 × 10 −7 / ° C., particularly 68 × 10 −7 to 76 × 10. -7 / ° C. In this way, the thermal expansion coefficient of the sealing material layer matches the thermal expansion coefficient of the glass lid or the ceramic base, and the stress remaining in the sealing portion is reduced. The “thermal expansion coefficient” is a value measured with a TMA (push bar thermal expansion coefficient measurement) device in a temperature range of 30 to 300 ° C.

封着材料層は、種々の方法により形成可能であるが、その中でも、複合粉末ペーストの塗布、焼結により形成することが好ましい。そして、複合粉末ペーストの塗布は、ディスペンサーやスクリーン印刷機等の塗布機を用いることが好ましい。このようにすれば、封着材料層の寸法精度を高めることができる。ここで、複合粉末ペーストは、複合粉末とビークルの混合物である。そして、ビークルは、通常、溶媒と樹脂を含む。樹脂は、ペーストの粘性を調整する目的で添加される。また、必要に応じて、界面活性剤、増粘剤等を添加することもできる。   The sealing material layer can be formed by various methods. Among them, it is preferable to form the sealing material layer by applying and sintering a composite powder paste. The composite powder paste is preferably applied by using a coating machine such as a dispenser or a screen printing machine. In this way, the dimensional accuracy of the sealing material layer can be increased. Here, the composite powder paste is a mixture of composite powder and vehicle. The vehicle usually contains a solvent and a resin. The resin is added for the purpose of adjusting the viscosity of the paste. Moreover, surfactant, a thickener, etc. can also be added as needed.

複合粉末ペーストは、セラミック基体の枠部の頂部上に塗布してもよいが、ガラス蓋の外周端縁領域に沿って、額縁状に塗布することが好ましい。このようにすれば、圧電振動素子の熱劣化を抑制しつつ、圧電振動素子等から反射される光を広範囲に投影することができる。   The composite powder paste may be applied on the top of the frame portion of the ceramic substrate, but is preferably applied in a frame shape along the outer peripheral edge region of the glass lid. In this way, it is possible to project light reflected from the piezoelectric vibration element or the like over a wide range while suppressing thermal deterioration of the piezoelectric vibration element.

複合粉末ペーストは、通常、三本ローラー等により、複合粉末とビークルを混練することにより作製される。ビークルは、通常、樹脂と溶剤を含む。ビークルに用いる樹脂として、アクリル酸エステル(アクリル樹脂)、エチルセルロース、ポリエチレングリコール誘導体、ニトロセルロース、ポリメチルスチレン、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート、メタクリル酸エステル等が使用可能である。ビークルに用いる溶剤として、N、N’−ジメチルホルムアミド(DMF)、α−ターピネオール、高級アルコール、γ−ブチルラクトン(γ−BL)、テトラリン、ブチルカルビトールアセテート、酢酸エチル、酢酸イソアミル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ベンジルアルコール、トルエン、3−メトキシ−3−メチルブタノール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N−メチル−2−ピロリドン等が使用可能である。   The composite powder paste is usually produced by kneading the composite powder and vehicle with a three-roller or the like. A vehicle usually includes a resin and a solvent. As the resin used for the vehicle, acrylic ester (acrylic resin), ethyl cellulose, polyethylene glycol derivative, nitrocellulose, polymethylstyrene, polyethylene carbonate, polypropylene carbonate, methacrylic ester and the like can be used. Solvents used in the vehicle include N, N′-dimethylformamide (DMF), α-terpineol, higher alcohol, γ-butyllactone (γ-BL), tetralin, butyl carbitol acetate, ethyl acetate, isoamyl acetate, diethylene glycol monoethyl Ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, benzyl alcohol, toluene, 3-methoxy-3-methylbutanol, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether , Tripropylene glycol monobutyl ether, propylene carbonate, dimethyl sulfoxide (DM O), N-methyl-2-pyrrolidone and the like can be used.

ガラス蓋として、種々のガラスが使用可能である。例えば、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラスが使用可能である。特に、紫外波長領域の全光線透過率を高めるために、低鉄含有ガラス蓋(ガラス組成中のFeの含有量が0.015質量%以下、特に0.010質量%未満)を用いることが好ましい。 Various glasses can be used as the glass lid. For example, alkali-free glass, borosilicate glass, and soda lime glass can be used. In particular, in order to increase the total light transmittance in the ultraviolet wavelength region, a low iron-containing glass lid (the content of Fe 2 O 3 in the glass composition is 0.015% by mass or less, particularly less than 0.010% by mass) is used. It is preferable.

ガラス蓋の片面又は両面に各種機能膜を形成してもよい。特に、ガラス蓋の片面又は両面に反射防止膜が形成されていることが好ましい。これにより、ガラス蓋の表面で反射する光が少なくなり、鮮明な映像を得易くなる。   Various functional films may be formed on one side or both sides of the glass lid. In particular, an antireflection film is preferably formed on one side or both sides of the glass lid. Thereby, the light reflected on the surface of the glass lid is reduced, and a clear image is easily obtained.

ガラス蓋の板厚は0.01〜2.0mm、0.1〜1mm、特に0.2〜0.7mmが好ましい。これにより、気密パッケージの薄型化を図ることができる。また紫外波長領域の全光線透過率を高めることができる。   The plate thickness of the glass lid is preferably 0.01 to 2.0 mm, 0.1 to 1 mm, particularly preferably 0.2 to 0.7 mm. Thereby, thickness reduction of an airtight package can be achieved. Further, the total light transmittance in the ultraviolet wavelength region can be increased.

封着材料層とガラス蓋の熱膨張係数差は40×10−7/℃未満、特に25×10−7/℃以下が好ましい。これらの熱膨張係数差が大き過ぎると、封着部分に残留する応力が不当に高くなり、気密パッケージの気密信頼性が低下し易くなる。 The difference in thermal expansion coefficient between the sealing material layer and the glass lid is preferably less than 40 × 10 −7 / ° C., particularly preferably 25 × 10 −7 / ° C. or less. If these thermal expansion coefficient differences are too large, the stress remaining in the sealed portion becomes unduly high, and the hermetic reliability of the hermetic package tends to be lowered.

本発明の気密パッケージは、セラミック基体とガラス蓋とが封着材料層を介して気密封着された気密パッケージにおいて、セラミック基体が、基部と基部上に設けられた枠部とを有し、セラミック基体の枠部の頂部とガラス蓋の間に封着材料層が配されており、且つセラミック基体の枠部の頂部側に、封着材料層を介してガラス蓋が配されると共に、ガラス蓋の外側表面の全部又は一部が、セラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾いていることを特徴とする。本発明の気密パッケージは、上記の通り、セラミック基体の枠部に傾斜面を形成することにより、ガラス蓋の外側表面をセラミック基体の底面に対して傾斜させているが、それ以外にも、ガラス蓋の外側表面を傾斜させる方法として、例えば、セラミック基体の枠部に傾斜面を形成せずに、ガラス蓋を研磨加工、熱加工等することにより、ガラス蓋の外側表面をセラミック基体の底面に対して傾斜させてもよい。また、セラミック基体の枠部に傾斜面を形成せずに、封着材料層の厚みを調整することにより、ガラス蓋の外側表面をセラミック基体の底面に対して傾斜させてもよい。前者の方法の場合は、セラミック基体の生産効率を高めることができる。後者の方法の場合は、ガラス蓋について別途の加工が不要になり、ガラス蓋の外側表面と内側表面は略同等の傾斜角度になる。   The hermetic package of the present invention is a hermetic package in which a ceramic base and a glass lid are hermetically sealed via a sealing material layer. The ceramic base has a base and a frame provided on the base. A sealing material layer is disposed between the top of the frame portion of the substrate and the glass lid, and a glass lid is disposed on the top of the frame portion of the ceramic substrate via the sealing material layer. All or part of the outer surface of the ceramic substrate is inclined at an angle of 1 ° or more and 45 ° or less with respect to the bottom surface of the ceramic substrate. In the hermetic package of the present invention, as described above, the outer surface of the glass lid is inclined with respect to the bottom surface of the ceramic substrate by forming an inclined surface in the frame portion of the ceramic substrate. As a method of inclining the outer surface of the lid, for example, the outer surface of the glass lid is made to be the bottom surface of the ceramic base by polishing or heat-processing the glass lid without forming an inclined surface in the frame portion of the ceramic base. You may make it incline with respect to. Further, the outer surface of the glass lid may be inclined with respect to the bottom surface of the ceramic substrate by adjusting the thickness of the sealing material layer without forming the inclined surface on the frame portion of the ceramic substrate. In the former method, the production efficiency of the ceramic substrate can be increased. In the case of the latter method, a separate process is not required for the glass lid, and the outer surface and the inner surface of the glass lid have substantially the same inclination angle.

本発明の気密パッケージの製造方法は、ガラス蓋を用意する工程と、基部と基部上に設けられた枠部とを有するセラミック基体を用意する工程と、セラミック基体の枠部の頂部におけるガラス蓋が配されるべき領域の表面の全部又は一部をセラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾斜させる工程と、セラミック基体の枠部の頂部上又はガラス蓋上に封着材料層を形成する工程と、封着材料層を介して、ガラス蓋とセラミック基体とを積層配置する工程と、ガラス蓋側から封着材料層に向けてレーザー光を照射し、封着材料層を軟化変形させることにより、セラミック基体とガラス蓋とを気密封着して、気密パッケージを得る工程と、を備えることを特徴とする。本発明の気密パッケージの製造方法の技術的特徴は、本発明の気密パッケージの技術的特徴と重複している。本明細書では、その重複部分について、便宜上、詳細な説明を省略する。   The manufacturing method of the hermetic package of the present invention includes a step of preparing a glass lid, a step of preparing a ceramic base having a base and a frame provided on the base, and a glass lid at the top of the frame of the ceramic base. Inclining all or part of the surface of the region to be disposed with respect to the bottom surface of the ceramic substrate at an angle of 1 ° or more and 45 ° or less, and on the top of the frame portion of the ceramic substrate or on the glass lid A step of forming a sealing material layer, a step of laminating and arranging a glass lid and a ceramic substrate via the sealing material layer, and applying a laser beam from the glass lid side toward the sealing material layer for sealing And a step of airtightly sealing the ceramic substrate and the glass lid by softening and deforming the material layer to obtain an airtight package. The technical characteristics of the manufacturing method of the hermetic package of the present invention overlap with the technical characteristics of the hermetic package of the present invention. In the present specification, detailed description of the overlapping portions is omitted for convenience.

本発明の気密パッケージの製造方法において、物理研磨により、セラミック基体の枠部の頂部におけるガラス蓋が配されるべき領域の表面の全部又は一部をセラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾斜させることが好ましい。このようにすれば、傾斜表面の寸法精度を高めることができる。なお、物理研磨に用いる研磨粉、研磨装置は、公知の研磨粉、研磨装置を適宜使用することができる。   In the manufacturing method of the hermetic package of the present invention, by physical polishing, all or part of the surface of the region where the glass lid is to be disposed at the top of the frame portion of the ceramic substrate is 1 ° or more with respect to the bottom surface of the ceramic substrate, And it is preferable to incline at an angle of 45 ° or less. In this way, the dimensional accuracy of the inclined surface can be increased. In addition, the well-known polishing powder and polishing apparatus can be used suitably for the polishing powder and polishing apparatus used for physical polishing.

本発明の気密パッケージの製造方法は、ガラス蓋側から封着材料層に向けてレーザー光を照射し、封着材料層を軟化変形させることにより、セラミック基体とガラス蓋とを気密封着して、気密パッケージを得る工程を有する。この場合、ガラス蓋をセラミック基体の下方に配置してもよいが、レーザー封着の効率の観点から、ガラス蓋をセラミック基体の上方に配置することが好ましい。   The manufacturing method of the hermetic package of the present invention is to hermetically seal the ceramic substrate and the glass lid by irradiating laser light from the glass lid side toward the sealing material layer and softening and deforming the sealing material layer. And obtaining a hermetic package. In this case, the glass lid may be disposed below the ceramic substrate, but it is preferable to dispose the glass lid above the ceramic substrate from the viewpoint of laser sealing efficiency.

レーザーとして、種々のレーザーを使用することができる。特に、半導体レーザー、YAGレーザー、COレーザー、エキシマレーザー、赤外レーザーは、取扱いが容易な点で好ましい。 Various lasers can be used as the laser. In particular, a semiconductor laser, a YAG laser, a CO 2 laser, an excimer laser, and an infrared laser are preferable in terms of easy handling.

レーザー封着を行う雰囲気は特に限定されず、大気雰囲気でもよく、窒素雰囲気等の不活性雰囲気でもよい。   The atmosphere for laser sealing is not particularly limited, and may be an air atmosphere or an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere.

レーザー封着を行う際に、(100℃以上、且つセラミック基体内の圧電振動素子等の耐熱温度以下)の温度でガラス蓋を予備加熱すると、サーマルショックによるガラス蓋の割れを抑制することができる。またレーザー封着直後に、ガラス蓋側からアニールレーザーを照射すると、サーマルショックによるガラス蓋の割れを抑制することができる。   When performing laser sealing, preheating the glass lid at a temperature (100 ° C. or higher and below the heat resistance temperature of the piezoelectric vibration element or the like in the ceramic substrate) can suppress breakage of the glass lid due to thermal shock. . Moreover, if an annealing laser is irradiated from the glass lid side immediately after laser sealing, it is possible to suppress breakage of the glass lid due to thermal shock.

ガラス蓋を押圧した状態でレーザー封着を行うことが好ましい。これにより、レーザー封着時に封着材料層の軟化変形を促進することができる。   Laser sealing is preferably performed with the glass lid pressed. Thereby, the softening deformation of the sealing material layer can be promoted at the time of laser sealing.

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例は、単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。   Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated in detail. The following examples are merely illustrative. The present invention is not limited to the following examples.

まずビスマス系ガラス粉末と、耐火性フィラー粉末とを表1に記載の割合で混合して、表1に記載の複合粉末を作製した。ここで、ビスマス系ガラス粉末の平均粒径D50は1.0μm、99%粒径D99は2.5μmであった。耐火性フィラー粉末の平均粒径D50は1.0μm、99%粒径D99は2.5μmであった。 First, bismuth-based glass powder and refractory filler powder were mixed at a ratio shown in Table 1 to produce composite powders shown in Table 1. The average particle diameter D 50 of the bismuth-based glass powder 1.0 .mu.m, 99% particle size D 99 was 2.5 [mu] m. The average particle diameter D 50 of the refractory filler powder is 1.0 .mu.m, 99% particle size D 99 was 2.5 [mu] m.

得られた複合粉末につき、熱膨張係数を測定した。その結果を表1に示す。なお、熱膨張係数は、押棒式TMA装置で測定した値であり、測定温度範囲は30〜300℃である。   About the obtained composite powder, the thermal expansion coefficient was measured. The results are shown in Table 1. In addition, a thermal expansion coefficient is the value measured with the push rod type | mold TMA apparatus, and a measurement temperature range is 30-300 degreeC.

次に、上記複合粉末を用いて、ガラス蓋(縦10mm×横10mm×厚み0.2mm、アルカリホウケイ酸ガラス基板、熱膨張係数66×10−7/℃)の外周端縁上に額縁状の封着材料層を形成した。詳述すると、まず粘度が約100Pa・s(25℃、Shear rate:4)になるように、表1に記載の複合粉末、ビークル及び溶剤を混練した後、更に三本ロールミルで粉末が均一に分散するまで混錬して、ペースト化し、複合粉末ペーストを得た。ビークルにはグリコールエーテル系溶剤にエチルセルロース樹脂を溶解させたものを使用した。次に、ガラス蓋の外周端縁に沿って、スクリーン印刷機により上記の複合粉末ペーストを額縁状に印刷した。更に、大気雰囲気下にて、120℃で10分間乾燥した後、大気雰囲気下にて、500℃で10分間焼成して、5.0μm厚、幅200μmの封着材料層をガラス蓋上に形成した。 Next, using the composite powder, a frame shape is formed on the outer peripheral edge of a glass lid (length 10 mm × width 10 mm × thickness 0.2 mm, alkali borosilicate glass substrate, coefficient of thermal expansion 66 × 10 −7 / ° C.). A sealing material layer was formed. In detail, first, after kneading the composite powder, vehicle, and solvent shown in Table 1 so that the viscosity is about 100 Pa · s (25 ° C., Shear rate: 4), the powder is evenly mixed with a three-roll mill. The mixture was kneaded until dispersed to obtain a composite powder paste. A vehicle in which an ethyl cellulose resin was dissolved in a glycol ether solvent was used. Next, the composite powder paste was printed in a frame shape by a screen printer along the outer peripheral edge of the glass lid. Furthermore, after drying at 120 ° C. for 10 minutes in an air atmosphere, baking is performed at 500 ° C. for 10 minutes in an air atmosphere to form a sealing material layer having a thickness of 5.0 μm and a width of 200 μm on the glass lid. did.

また、酸化アルミニウム基体(縦10mm×横10mm×基部厚み0.7mm、熱膨張係数70×10−7/℃)を用意した。枠部は、幅600μm、高さ400μmの額縁状であり、酸化アルミニウム基体の基部の外周端縁上に沿って形成されている。 In addition, an aluminum oxide substrate (length 10 mm × width 10 mm × base thickness 0.7 mm, thermal expansion coefficient 70 × 10 −7 / ° C.) was prepared. The frame portion has a frame shape with a width of 600 μm and a height of 400 μm, and is formed along the outer peripheral edge of the base portion of the aluminum oxide base.

次に、酸化アルミニウム基体の枠部の頂部の表面全体を研磨して、酸化アルミニウム基体の枠部の頂部の表面全体をセラミック基体の底面に対して表中に記載の角度に傾斜させた。なお、この傾斜表面の表面粗さRaは何れも0.5μmであった。   Next, the entire surface of the top portion of the frame portion of the aluminum oxide substrate was polished, and the entire surface of the top portion of the frame portion of the aluminum oxide substrate was inclined with respect to the bottom surface of the ceramic substrate at an angle shown in the table. The inclined surface had a surface roughness Ra of 0.5 μm.

続いて、酸化アルミニウム基体の枠部内に圧電振動素子を収容した。最後に、酸化アルミニウム基体の枠部の頂部と封着材料層が接触するように、酸化アルミニウム基体とガラス蓋を積層配置した後、ガラス蓋側から封着材料層に向けて波長808nm、7Wの半導体レーザーを照射して、封着材料層を軟化変形させることにより、酸化アルミニウム基体とガラス蓋とを気密封着して、各気密パッケージ(試料No.1〜4)を得た。 Subsequently, the piezoelectric vibration element was accommodated in the frame portion of the aluminum oxide substrate. Finally, after laminating and arranging the aluminum oxide substrate and the glass lid so that the top of the frame portion of the aluminum oxide substrate and the sealing material layer are in contact with each other, the wavelength of 808 nm and 7 W from the glass lid side toward the sealing material layer By irradiating the semiconductor laser to soften and deform the sealing material layer, the aluminum oxide substrate and the glass lid were hermetically sealed to obtain respective hermetic packages (Sample Nos. 1 to 4).

得られた気密パッケージについて、封着強度を評価した。詳述すると、得られた気密パッケージから酸化アルミニウム基体を分離した後、酸化アルミニウム基体の枠部の頂部に配された封着材料層を除去し、枠部の頂部の表層を目視観察したところ、反応痕が認められたものを「○」、反応痕が認められなかったものを「×」として、封着強度を評価した。   The sealing strength was evaluated about the obtained airtight package. Specifically, after separating the aluminum oxide substrate from the obtained airtight package, the sealing material layer disposed on the top of the frame portion of the aluminum oxide substrate was removed, and the surface layer on the top of the frame portion was visually observed, The sealing strength was evaluated with “◯” indicating that the reaction mark was observed and “X” indicating that no reaction mark was observed.

得られた気密パッケージについて、気密信頼性を評価した。詳述すると、得られた気密パッケージに対して、高温高湿高圧試験:HAST試験(Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress test)を行った後、封着材料層の近傍を観察したところ、変質、クラック、剥離等が全く認められなかったものを「○」、変質、クラック、剥離等が認められたものを「×」として気密信頼性を評価した。なお、HAST試験の条件は、121℃、湿度100%、2atm、24時間である。   The airtight reliability of the obtained airtight package was evaluated. More specifically, after the high-temperature, high-humidity and high-pressure test: HAST test (Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress test) was performed on the obtained hermetic package, the vicinity of the sealing material layer was observed. The airtight reliability was evaluated with “◯” indicating that no peeling or the like was observed, and “X” indicating that alteration, cracking, peeling or the like was observed. The conditions of the HAST test are 121 ° C., humidity 100%, 2 atm, and 24 hours.

得られた気密パッケージについて、外部から45°の角度で光を圧電振動素子に向けて入射した時に、ガラス蓋での反射光が映像として投影されなかったものを「○」、映像として投影されたものを「×」として評価した。   The obtained airtight package was projected as an image when the light reflected from the glass lid was not projected as an image when light was incident on the piezoelectric vibration element at an angle of 45 ° from the outside. Things were evaluated as “x”.

表1から明らかなように、試料No.1〜3は、封着強度と気密信頼性の評価が良好であり、更に酸化アルミニウム基体の枠部の頂部が適正に傾いているため、ガラス蓋の表面で反射した光が映像として投影されなかった。一方、試料No.4は、酸化アルミニウム基体の枠部の頂部が傾いていないため、ガラス蓋の表面で反射した光が映像として投影されてしまった。   As is clear from Table 1, sample No. Nos. 1 to 3 have good evaluation of sealing strength and airtight reliability, and furthermore, the top of the frame portion of the aluminum oxide substrate is appropriately tilted, so that the light reflected on the surface of the glass lid is not projected as an image. It was. On the other hand, sample No. In No. 4, since the top part of the frame part of the aluminum oxide base was not inclined, the light reflected by the surface of the glass lid was projected as an image.

本発明の気密パッケージは、圧電振動素子が実装された気密パッケージに好適であるが、それ以外にも量子ドットを分散させた樹脂等を収容する気密パッケージ等にも好適に適用可能である。   The hermetic package of the present invention is suitable for an airtight package on which a piezoelectric vibration element is mounted, but can also be suitably applied to an airtight package that contains a resin or the like in which quantum dots are dispersed.

1 気密パッケージ
10 セラミック基体
11 ガラス蓋
12 基部
13 枠部14 光反射部材(圧電振動素子)
15 枠部の頂部
16 封着材料層
17 レーザー照射装置
L レーザー光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Airtight package 10 Ceramic base | substrate 11 Glass cover 12 Base part 13 Frame part 14 Light reflection member (piezoelectric vibration element)
15 Top 16 of frame part 16 Sealing material layer 17 Laser irradiation apparatus L Laser beam

Claims (15)

セラミック基体とガラス蓋とが封着材料層を介して気密封着された気密パッケージにおいて、
セラミック基体が、基部と基部上に設けられた枠部とを有し、
セラミック基体の枠部の頂部とガラス蓋の間に封着材料層が配されており、
且つセラミック基体の枠部の頂部側に、封着材料層を介してガラス蓋が配されると共に、セラミック基体の枠部の頂部におけるガラス蓋が配される領域の表面の全部又は一部が、セラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾いていることを特徴とする気密パッケージ。
In an airtight package in which a ceramic substrate and a glass lid are hermetically sealed via a sealing material layer,
The ceramic base has a base and a frame provided on the base,
A sealing material layer is disposed between the top of the frame of the ceramic substrate and the glass lid;
And the glass lid is arranged on the top side of the frame portion of the ceramic substrate via the sealing material layer, and all or part of the surface of the region where the glass lid is arranged on the top portion of the frame portion of the ceramic substrate, An airtight package characterized by being inclined at an angle of 1 ° or more and 45 ° or less with respect to the bottom surface of the ceramic substrate.
セラミック基体の枠部の頂部における封着材料層が配される表面の表面粗さRaが1.0μm未満であることを特徴とする請求項1に記載の気密パッケージ。   2. The airtight package according to claim 1, wherein the surface roughness Ra of the surface on which the sealing material layer is arranged at the top of the frame portion of the ceramic substrate is less than 1.0 [mu] m. 封着材料層が、少なくともビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含む複合粉末の焼結体であることを特徴とする請求項1又は2に記載の気密パッケージ。   The hermetic package according to claim 1 or 2, wherein the sealing material layer is a composite powder sintered body containing at least a bismuth-based glass powder and a refractory filler powder. 封着材料層の厚み方向の波長808nmにおける全光線透過率が5%以上、且つ80%以下であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の気密パッケージ。   The hermetic package according to any one of claims 1 to 3, wherein the total light transmittance at a wavelength of 808 nm in the thickness direction of the sealing material layer is 5% or more and 80% or less. 封着材料層が実質的にレーザー吸収材を含んでいないことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の気密パッケージ。   The hermetic package according to any one of claims 1 to 4, wherein the sealing material layer does not substantially contain a laser absorber. 封着材料層の平均厚みが8.0μm未満であることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の気密パッケージ。   6. The hermetic package according to claim 1, wherein an average thickness of the sealing material layer is less than 8.0 μm. セラミック基体の熱伝導率が100W/(m・K)以上であることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の気密パッケージ。   The hermetic package according to any one of claims 1 to 6, wherein the ceramic substrate has a thermal conductivity of 100 W / (m · K) or more. セラミック基体が、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、ガラスセラミックの何れかであることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の気密パッケージ。   The hermetic package according to any one of claims 1 to 7, wherein the ceramic substrate is any one of aluminum nitride, aluminum oxide, and glass ceramic. ガラス蓋の片面又は両面に反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の気密パッケージ。   The airtight package according to any one of claims 1 to 8, wherein an antireflection film is formed on one side or both sides of the glass lid. セラミック基体の枠部内に、圧電振動素子が収容されていることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の気密パッケージ。   The hermetic package according to any one of claims 1 to 9, wherein a piezoelectric vibration element is accommodated in a frame portion of the ceramic substrate. セラミック基体が、照射すべきレーザー光を吸収する性質を有することを特徴とする請求項1〜10の何れかに記載の気密パッケージ。   The hermetic package according to any one of claims 1 to 10, wherein the ceramic substrate has a property of absorbing laser light to be irradiated. セラミック基体とガラス蓋とが封着材料層を介して気密封着された気密パッケージにおいて、
セラミック基体が、基部と基部上に設けられた枠部とを有し、
セラミック基体の枠部の頂部とガラス蓋の間に封着材料層が配されており、
且つセラミック基体の枠部の頂部側に、封着材料層を介してガラス蓋が配されると共に、ガラス蓋の外側表面の全部又は一部が、セラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾いていることを特徴とする気密パッケージ。
In an airtight package in which a ceramic substrate and a glass lid are hermetically sealed via a sealing material layer,
The ceramic base has a base and a frame provided on the base,
A sealing material layer is disposed between the top of the frame of the ceramic substrate and the glass lid;
In addition, a glass lid is disposed on the top side of the frame portion of the ceramic substrate via a sealing material layer, and all or part of the outer surface of the glass lid is 1 ° or more with respect to the bottom surface of the ceramic substrate, And an airtight package which is inclined at an angle of 45 ° or less.
ガラス蓋の内側表面の全部又は一部が、セラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾いていることを特徴とする請求項1〜12の何れかに記載の気密パッケージ。   The whole or part of the inner surface of the glass lid is inclined at an angle of 1 ° or more and 45 ° or less with respect to the bottom surface of the ceramic substrate. Airtight package. ガラス蓋を用意する工程と、
基部と基部上に設けられた枠部とを有するセラミック基体を用意する工程と、
セラミック基体の枠部の頂部におけるガラス蓋が配されるべき領域の表面の全部又は一部をセラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾斜させる工程と、
セラミック基体の枠部の頂部上又はガラス蓋上に封着材料層を形成する工程と、
封着材料層を介して、ガラス蓋とセラミック基体とを積層配置する工程と、
ガラス蓋側から封着材料層に向けてレーザー光を照射し、封着材料層を軟化変形させることにより、セラミック基体とガラス蓋とを気密封着して、気密パッケージを得る工程と、を備えることを特徴とする気密パッケージの製造方法。
Preparing a glass lid;
Providing a ceramic substrate having a base and a frame provided on the base;
Inclining the whole or part of the surface of the region where the glass lid is to be disposed at the top of the frame portion of the ceramic substrate at an angle of 1 ° or more and 45 ° or less with respect to the bottom surface of the ceramic substrate;
Forming a sealing material layer on the top of the frame of the ceramic substrate or on the glass lid;
A step of laminating and arranging a glass lid and a ceramic substrate via a sealing material layer;
Irradiating a laser beam from the glass lid side toward the sealing material layer to soften and deform the sealing material layer, thereby hermetically sealing the ceramic base and the glass lid to obtain an airtight package. An airtight package manufacturing method characterized by the above.
物理研磨により、セラミック基体の枠部の頂部におけるガラス蓋が配されるべき領域の表面の全部又は一部をセラミック基体の底面に対して、1°以上、且つ45°以下の角度に傾斜させることを特徴とする請求項14に記載の気密パッケージの製造方法。   By physical polishing, all or part of the surface of the region where the glass lid is to be disposed at the top of the frame portion of the ceramic substrate is inclined at an angle of 1 ° or more and 45 ° or less with respect to the bottom surface of the ceramic substrate. The method of manufacturing an airtight package according to claim 14.
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