JP2550667B2 - ハーメチックシール蓋の製造方法 - Google Patents
ハーメチックシール蓋の製造方法Info
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- JP2550667B2 JP2550667B2 JP63151376A JP15137688A JP2550667B2 JP 2550667 B2 JP2550667 B2 JP 2550667B2 JP 63151376 A JP63151376 A JP 63151376A JP 15137688 A JP15137688 A JP 15137688A JP 2550667 B2 JP2550667 B2 JP 2550667B2
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- Japan
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- thin plate
- solder
- solder thin
- lid
- coating layer
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Casings For Electric Apparatus (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、IC等のパッケージに素子を収納した後、こ
のパッケージの開口部を封止するためのハーメチックシ
ール蓋の製造方法に関する。
のパッケージの開口部を封止するためのハーメチックシ
ール蓋の製造方法に関する。
「従来の技術」 この種のハーメチックシール蓋としては、従来から金
属製のものが多く使用されている。これは、金属製板状
の蓋本体の外周縁に沿って、厚さ数10〜100μｍ程度の
はんだ薄板を予め数箇所スポット溶接したもので、この
はんだ薄板側をパッケージの素子収容部の外周に沿って
形成された金属製シール固定部に重ねて、オーブン等で
加熱することにより、はんだ薄板を溶かしてパッケージ
に蓋を接合するようになっている。
属製のものが多く使用されている。これは、金属製板状
の蓋本体の外周縁に沿って、厚さ数10〜100μｍ程度の
はんだ薄板を予め数箇所スポット溶接したもので、この
はんだ薄板側をパッケージの素子収容部の外周に沿って
形成された金属製シール固定部に重ねて、オーブン等で
加熱することにより、はんだ薄板を溶かしてパッケージ
に蓋を接合するようになっている。
このようにはんだ薄板を予め蓋本体に接合しておくの
は、はんだ薄板の変形を防止し、組立作業性を向上する
ためである。
は、はんだ薄板の変形を防止し、組立作業性を向上する
ためである。
「発明が解決しようとする課題」 ところが、上記のスポット溶接を用いた製造方法で
は、はんだ薄板のスポット電極を押し当てた箇所に凹み
が形成され、同時にこの凹みの周縁部が若干盛り上がる
ことが避けられず、これら凹部および凸部が以下のよう
な問題を引き起こすことがあった。
は、はんだ薄板のスポット電極を押し当てた箇所に凹み
が形成され、同時にこの凹みの周縁部が若干盛り上がる
ことが避けられず、これら凹部および凸部が以下のよう
な問題を引き起こすことがあった。
製造したシール蓋を、素子パッケージのシール固定部
に重ねる際、前記凸部によりシール蓋の座りが悪化し、
シール蓋にずれが生じる。
に重ねる際、前記凸部によりシール蓋の座りが悪化し、
シール蓋にずれが生じる。
凹部と凸部とにより溶融後のはんだ層の厚みが不均一
になり、最終製品の寸法精度を低下させる。
になり、最終製品の寸法精度を低下させる。
前記凸部がシール固定部の表面に傷を付けるおそれが
あるうえ、はんだ薄板を溶融した際に前記凹みに気泡が
残り、これら傷や気泡のためシールの気密性が低下す
る。一方、最近では、素子の高集積化・大形化や紫外線
透視窓を有するEPROMの普及に伴い、前記の金属製蓋本
体に代わって、パッケージと熱膨張率などの物性が等し
いセラミックス製蓋本体が多用されつつある。このセラ
ミックス蓋本体は、その裏面の外周縁に金属被覆層を形
成したものであるが、蓋本体が導電性を持たないため、
前記スポット溶接を用いる方法では蓋本体にはんだ薄板
を固定できなかった。このため、シールを行なう場合に
は、蓋本体，はんだ薄板，パッケージを３層に重ねてピ
ンセット等で位置決めする手間がかかり、生産性が低い
うえ、はんだ薄板の位置誤差が生じてこれらの接合強度
低下を招いたり、はんだ薄板の汚れ等によるシール性の
低下が頻発する欠点があった。
あるうえ、はんだ薄板を溶融した際に前記凹みに気泡が
残り、これら傷や気泡のためシールの気密性が低下す
る。一方、最近では、素子の高集積化・大形化や紫外線
透視窓を有するEPROMの普及に伴い、前記の金属製蓋本
体に代わって、パッケージと熱膨張率などの物性が等し
いセラミックス製蓋本体が多用されつつある。このセラ
ミックス蓋本体は、その裏面の外周縁に金属被覆層を形
成したものであるが、蓋本体が導電性を持たないため、
前記スポット溶接を用いる方法では蓋本体にはんだ薄板
を固定できなかった。このため、シールを行なう場合に
は、蓋本体，はんだ薄板，パッケージを３層に重ねてピ
ンセット等で位置決めする手間がかかり、生産性が低い
うえ、はんだ薄板の位置誤差が生じてこれらの接合強度
低下を招いたり、はんだ薄板の汚れ等によるシール性の
低下が頻発する欠点があった。
本発明は、これらの課題を共に解決することを目的と
している。
している。
「課題を解決するための手段」 以下、本発明に係わるハーメチックシール蓋の製造方
法を、セラミックス製蓋本体を用いた場合を例に挙げて
具体的に説明する。
法を、セラミックス製蓋本体を用いた場合を例に挙げて
具体的に説明する。
第１図はハーメチックシール蓋の製造工程の一例を示
す斜視図であり、符号１は片面の外周縁に金属被覆層1A
が形成されたセラミックス製蓋本体、２は前記金属被覆
層1Aに接合される同形状のはんだ薄板である。なお勿
論、図示の形状は一例であって、他に円形等であっても
よい。金属被覆層1Aの材質としては、Mo−MnやＷ等が被
覆され、その上にNi,Au等がめっきされた材質等、はん
だ薄板２としてはAu−20％Sn合金はんだ,Pb−10％Sn等
が好適である。はんだ薄板２の厚さは20〜100μｍ程度
とされ、この範囲を外れると、はんだが過少または過多
となり、シール性が低下するおそれがある。
す斜視図であり、符号１は片面の外周縁に金属被覆層1A
が形成されたセラミックス製蓋本体、２は前記金属被覆
層1Aに接合される同形状のはんだ薄板である。なお勿
論、図示の形状は一例であって、他に円形等であっても
よい。金属被覆層1Aの材質としては、Mo−MnやＷ等が被
覆され、その上にNi,Au等がめっきされた材質等、はん
だ薄板２としてはAu−20％Sn合金はんだ,Pb−10％Sn等
が好適である。はんだ薄板２の厚さは20〜100μｍ程度
とされ、この範囲を外れると、はんだが過少または過多
となり、シール性が低下するおそれがある。
はんだ薄板２を金属被覆層1Aに接合するにはまず、は
んだ薄板２を金属被覆層1Aに隙間なく重ね、このはんだ
薄板２の四隅部分（矢印位置）に非接触状態でレーザを
照射する。その際、はんだ薄板２と蓋本体１とを被照射
部分を露出させて相対的に固定する治具を用いてもよ
い。
んだ薄板２を金属被覆層1Aに隙間なく重ね、このはんだ
薄板２の四隅部分（矢印位置）に非接触状態でレーザを
照射する。その際、はんだ薄板２と蓋本体１とを被照射
部分を露出させて相対的に固定する治具を用いてもよ
い。
レーザ照射にはYAGまたはCO2レーザ発振装置を用い、
出力を0.2〜1J/パルス、パルス長を0.02〜10msec.に設
定し、レーザ焦点をはんだ薄板２の表面から0.5〜3mm上
方に合わせ、１接合箇所あたり１〜10回に亙ってレーザ
をパルス照射する。これにより、はんだ薄板２をその融
点以上、かつ金属被覆層1Aの融点未満に加熱し、はんだ
薄板２の照射部のみを溶融して金属被覆層1Aに接合す
る。なお、レーザを連続照射すると、金属被覆層1Aを溶
かさずにはんだ薄板２だけを溶融させることが困難にな
る。金属被覆層1Aまでも溶融すると、接合箇所において
金属被覆層1Aとはんだ薄板２とが金属間化合物を生じ、
次工程においてはんだ付けが不十分となり、パッケージ
のシール性が悪化する。
出力を0.2〜1J/パルス、パルス長を0.02〜10msec.に設
定し、レーザ焦点をはんだ薄板２の表面から0.5〜3mm上
方に合わせ、１接合箇所あたり１〜10回に亙ってレーザ
をパルス照射する。これにより、はんだ薄板２をその融
点以上、かつ金属被覆層1Aの融点未満に加熱し、はんだ
薄板２の照射部のみを溶融して金属被覆層1Aに接合す
る。なお、レーザを連続照射すると、金属被覆層1Aを溶
かさずにはんだ薄板２だけを溶融させることが困難にな
る。金属被覆層1Aまでも溶融すると、接合箇所において
金属被覆層1Aとはんだ薄板２とが金属間化合物を生じ、
次工程においてはんだ付けが不十分となり、パッケージ
のシール性が悪化する。
また、前記の各照射条件範囲は、はんだ薄板２のみを
溶解しうる最適範囲を示し、これら範囲内で実現される
照射エネルギー密度を下回ると、いずれの場合もはんだ
溶融が不十分となり、逆の場合は金属被覆層1Aまでをも
溶融するおそれが生じる。さらに、レーザ焦点位置が薄
板２の上方0.5mm未満では、はんだ溶融が局所的かつ不
安定になり、他方3mmを越えるとエネルギー密度が低く
なりすぎてはんだを溶融できなくなる。
溶解しうる最適範囲を示し、これら範囲内で実現される
照射エネルギー密度を下回ると、いずれの場合もはんだ
溶融が不十分となり、逆の場合は金属被覆層1Aまでをも
溶融するおそれが生じる。さらに、レーザ焦点位置が薄
板２の上方0.5mm未満では、はんだ溶融が局所的かつ不
安定になり、他方3mmを越えるとエネルギー密度が低く
なりすぎてはんだを溶融できなくなる。
そして、以上の工程を経て得られたハーメチックシー
ル蓋３は、第２図に示すように、セラミックスパッケー
ジ４の素子収容部５を囲むシールリング６の上にはんだ
薄板２側を下向きにして載置され、さらにオーブン等の
周知手段によりはんだ薄板２が加熱溶融され、シールリ
ング６に強固に固定される。
ル蓋３は、第２図に示すように、セラミックスパッケー
ジ４の素子収容部５を囲むシールリング６の上にはんだ
薄板２側を下向きにして載置され、さらにオーブン等の
周知手段によりはんだ薄板２が加熱溶融され、シールリ
ング６に強固に固定される。
なお、上記実施例ではセラミックス製蓋本体を用いて
いたが、本発明は金属製等、他の材質からなる蓋本体を
用いる場合にも適用できる。
いたが、本発明は金属製等、他の材質からなる蓋本体を
用いる場合にも適用できる。
「実施例」 次に、実施例を挙げて本発明の効果を実証する。
12.5mm×12.5mm×0.75mmの正方形セラミックス板の片
面外周縁に沿ってM0−20％Mnの金属被覆層を1.2mm幅で
形成し、その上に厚さ４μｍのNiめっき、および１μｍ
のAuめっきを施し、多数の蓋本体を作成した。
面外周縁に沿ってM0−20％Mnの金属被覆層を1.2mm幅で
形成し、その上に厚さ４μｍのNiめっき、および１μｍ
のAuめっきを施し、多数の蓋本体を作成した。
次に、前記金属被覆層上に、厚さ50μｍで金属被覆層
と同形状のはんだ薄板（Au−20％Sn）を載置した。この
はんだ薄板は、箔状に圧延したものを矩形に打ち抜き、
予め十分に洗浄しておいたものである。
と同形状のはんだ薄板（Au−20％Sn）を載置した。この
はんだ薄板は、箔状に圧延したものを矩形に打ち抜き、
予め十分に洗浄しておいたものである。
そして、比較例１以外の、レーザ接合を行なうサンプ
ルについては、前記蓋本体に重ねたはんだ薄板の四隅部
分を、2mmφの孔を空けた押さえ治具で固定し、前記孔
を通し所定の条件でYAGレーザを照射した。なお、比較
例２ではレーザをパルス状ではなく連続発振させた。
ルについては、前記蓋本体に重ねたはんだ薄板の四隅部
分を、2mmφの孔を空けた押さえ治具で固定し、前記孔
を通し所定の条件でYAGレーザを照射した。なお、比較
例２ではレーザをパルス状ではなく連続発振させた。
さらに、こうして得られたセラミックス製ハーメチッ
クシール蓋を、同一のセラミックスパッケージの金属製
シールリング上に載置し、He＋５％H2雰囲気中において
320℃に加熱し、はんだ薄板を溶融して蓋を固定した。
なお比較例１では、はんだ薄板を蓋本体に接合していな
いため、従来通りこれらをピンセットで位置決めして溶
融接合を行なった。次に、完成したパッケージを、各25
個づつ125℃に加温したフロロカーボン中に浸漬し、蓋
接合部からの気泡発生の有無を観察した。そして気泡が
発生しなかったものについては、さらに各25個のパッケ
ージを質量分析型ヘリウムリーク検出器にかけてリーク
の有無を調べた。その結果を第１表（実施例）および第
２表（比較例）に示す。
クシール蓋を、同一のセラミックスパッケージの金属製
シールリング上に載置し、He＋５％H2雰囲気中において
320℃に加熱し、はんだ薄板を溶融して蓋を固定した。
なお比較例１では、はんだ薄板を蓋本体に接合していな
いため、従来通りこれらをピンセットで位置決めして溶
融接合を行なった。次に、完成したパッケージを、各25
個づつ125℃に加温したフロロカーボン中に浸漬し、蓋
接合部からの気泡発生の有無を観察した。そして気泡が
発生しなかったものについては、さらに各25個のパッケ
ージを質量分析型ヘリウムリーク検出器にかけてリーク
の有無を調べた。その結果を第１表（実施例）および第
２表（比較例）に示す。
各表から明らかなように、実施例１〜７のパッケージ
では、各比較例に比して極めて良好な気密性が得られ
た。なお、比較例３では、はんだ薄板を蓋本体に接合で
きず、比較例5,9では蓋とパッケージとの接合不良が発
生したため、気泡テストおよびリークテストを行なわな
かった。
では、各比較例に比して極めて良好な気密性が得られ
た。なお、比較例３では、はんだ薄板を蓋本体に接合で
きず、比較例5,9では蓋とパッケージとの接合不良が発
生したため、気泡テストおよびリークテストを行なわな
かった。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明のハーメチックシール蓋
の製造方法によれば、レーザー等の光学的熱源を用いて
非接触状態ではんだ薄板を溶融するので、従来のスポッ
ト溶接を用いた圧迫加熱方法と異なり、はんだ薄板の接
合部表面に凹み、および接合部周縁に盛り上がりが生じ
ることがなく、この種の凹凸に起因するシール性の低
下、寸法精度の低下等を防ぐことができる。
の製造方法によれば、レーザー等の光学的熱源を用いて
非接触状態ではんだ薄板を溶融するので、従来のスポッ
ト溶接を用いた圧迫加熱方法と異なり、はんだ薄板の接
合部表面に凹み、および接合部周縁に盛り上がりが生じ
ることがなく、この種の凹凸に起因するシール性の低
下、寸法精度の低下等を防ぐことができる。
また、本発明の方法はセラミックス製蓋本体に対して
も実施可能であり、セラミックス製蓋本体を用いたパッ
ケージ組立の生産性を格段に向上することができ、はん
だ薄板の位置誤差やはんだ薄膜の汚れを防いで、高い接
合強度およびシール性が得られ、素子の歩留まり向上が
図れる。
も実施可能であり、セラミックス製蓋本体を用いたパッ
ケージ組立の生産性を格段に向上することができ、はん
だ薄板の位置誤差やはんだ薄膜の汚れを防いで、高い接
合強度およびシール性が得られ、素子の歩留まり向上が
図れる。
第１図は本発明に係わるハーメチックシール蓋の製造方
法の主要工程を示す斜視図、第２図はハーメチックシー
ル蓋の固定工程を示す斜視図である。 １……セラミックス製蓋本体、 1A……金属被覆層（金属面）、 ２……はんだ薄板、 ３……ハーメチックシール蓋、 ４……素子パッケージ、 ５……素子収容部、 ６……金属被覆層（金属面）。
法の主要工程を示す斜視図、第２図はハーメチックシー
ル蓋の固定工程を示す斜視図である。 １……セラミックス製蓋本体、 1A……金属被覆層（金属面）、 ２……はんだ薄板、 ３……ハーメチックシール蓋、 ４……素子パッケージ、 ５……素子収容部、 ６……金属被覆層（金属面）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 茂 大阪府大阪市北区天満橋１―８―41 三 菱金属株式会社大阪製錬所内 (72)発明者 内山 直樹 大阪府大阪市北区天満橋１―８―41 三 菱金属株式会社大阪製錬所内 (56)参考文献 特開 昭60−81843（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−258456（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−43578（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】蓋本体の外周縁を構成する金属面上に、略
同形のはんだ薄板を重ねた後、このはんだ薄板とは非接
触のレーザー等光学的熱源を用いて、前記はんだ薄板の
表面をはんだの融点以上かつ前記金属面を構成する金属
の融点未満の温度に局部的に加熱し、前記はんだ薄板を
前記金属面に接合することを特徴とするハーメチックシ
ール蓋の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63151376A JP2550667B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | ハーメチックシール蓋の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63151376A JP2550667B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | ハーメチックシール蓋の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01318250A JPH01318250A (ja) | 1989-12-22 |
| JP2550667B2 true JP2550667B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=15517208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63151376A Expired - Lifetime JP2550667B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | ハーメチックシール蓋の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2550667B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101900481B (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-28 | 溧阳市超强链条制造有限公司 | 可倾滚筒式电阻回转炉炉盖密封结构 |
| JP7138026B2 (ja) * | 2018-11-28 | 2022-09-15 | 京セラ株式会社 | 光学装置用蓋体および光学装置用蓋体の製造方法 |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP63151376A patent/JP2550667B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01318250A (ja) | 1989-12-22 |
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