JP3699847B2 - 電子部品封止体の製造方法 - Google Patents

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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水晶又はICチップより成る気密封止を要する部品を密封した水晶振動子、SAWフィルター等の電子部品封止体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
水晶振動子,SAWフィルター等の電子部品は、セラミックを素材とする容器と、これを閉鎖する金属製の蓋とで構成するパッケージの内部に気密状態で収納するのが一般的である。
ところで、水晶等の特性は熱ストレス等によって変化してしまうので、蓋を容器に封着する方法としては、比較的溶接時間の短いシーム溶接等を用いていた。
【0003】
しかし、蓋を容器にシーム溶接するには、容器の開口縁に銀ろう材を介して高価なコバールリングをろう付けしてから、コバールリングの上に蓋を載せ、その後、蓋の周縁に沿ってシーム溶接を施すので、工程数及び部品点数が多く、コストが高くつくばかりか、容器にクラックが入らないようにコバールリングを厚くするので、パッケージを十分に小型・低背化できないという欠点がある。
【0004】
そこで、シーム溶接に代わり、ろう材を介して載置した蓋の周縁に沿って真空雰囲気内で電子ビーム溶接を施すことにより、蓋を容器に封着することが考えられる。この方法によれば、高価なコバールリングが不要となるので、コストが低くて済み、部品点数が少なくなると共に、これをろう付けする手間を省くことができる。また、溶接位置の正確な位置決めが可能であり、パッケージがさらに小型・低背化でき、気密封止に要する時間も圧倒的に短縮される。
しかし、蓋の周縁に沿って一気に電子ビーム溶接すると、発生したガスが容器内に残ってしまう。上記のような電子部品では、容器内を高度の真空状態(10-2Torr以下)に保たないと、その作動に問題が生ずるため、容器内へのガスの残留は非常に不都合である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、容器内のガスを抜いて高度の真空状態を確保できる、水晶振動子,SAWフィルター等の気密封止を要する密封した電子部品封止体の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、容器に水晶又はICチップを収納すると共に、その開口縁にろう材を介して蓋を載置し、該蓋の周縁に沿って電子ビームを付与することにより、ろう材を溶融して蓋を容器に固着する電子部品封止体の製造方法であって、治具に前記容器を複数配置し、真空雰囲気内で蓋の周縁の一部に電子ビーム非付与部分を設けて順次隣接する容器に対して電子ビームを付与することにより容器内のガスを排出し、その後、最初の容器に戻って電子ビーム非付与部分に電子ビームを付与して、容器を蓋で密封する。
容器に対して電子ビームを付与している間に、それ以前に蓋の周縁に沿って電子ビームを付与した容器内のガスが電子ビーム非付与部分から抜ける。
治具が、下治具とこれを被覆する上治具とから成り、下治具の上に複数の容器を載置すると共に、上治具の容器と対応する位置に貫通孔を形成し、該貫通孔を通して電子ビームを付与することも可能である。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3に示すように、電子部品封止体1は、容器3の内部にそれぞれ水晶又はICチップより成る部品4を収納すると共に、容器3の開口部を蓋5で密封して構成される。
容器3はセラミック、金属、樹脂等を素材とし、図2に示すように、その上面が開口している。また、容器3の開口縁の上面には、図3に示すように、タングステン、モリブデン等の金属を同時焼成してなるメタライズ層6が形成され、メタライズ層6の表面にニッケル鍍金層7が形成され、さらにその表面に金鍍金層8が形成されている。
【0008】
蓋5は、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属を素材とし、容器3の上面とほぼ同形に形成してある。また、蓋5の下面全面には、銀合金等の金属材料より成るろう材9を圧延被覆してある。
そして、蓋5を容器3の開口部に被せた後、蓋5の上からその周縁に沿って真空雰囲気内で電子ビームを照射し、ろう材9を溶融して蓋5を容器3に固着する。
【0009】
図4は、蓋5を容器3に溶着する電子ビーム加工機10を示す。
電子ビーム加工機10は、電子ビーム溶接を行う装置として一般的な構成を有し、電子銃室11と、その下方に設けた加工室12と、加工室12の両側に水平に配置されると共に、加工室12内に挿入されるカセットチューブ13,13’と、カセットチューブ13の両端部に設けられたカセット昇降装置14,14’とを備える。
電子銃室11と加工室12とは、その中央が連通してあり、電子銃室11の内部には電子銃16が筒先を加工室12に向けて設置されている。また、電子銃16の直下において加工室2の中央部に、昇降装置15が設置されている。
【0010】
電子銃室11と加工室12との間には、その連通部分を囲むように収束レンズ17が配置され、収束レンズ17の下方に偏向器18が配置されている。また、電子銃室11及び加工室12はそれぞれ強制排気されて、電子銃室11は3×10-5Torr以下、加工室12は5×10-3Torr以下の真空状態に保たれている。
そして、一方のカセット昇降装置14、一方のカセットチューブ13、加工室12、他方のカセットチューブ13’及び他方のカセット昇降装置14’を通り、再度一方のカセット昇降装置14に至る循環路を、複数のカセット19が間欠的に循環するようになっている。これらのカセット19の上面には、水晶振動子装着体1を嵌合載置するための凹部20が形成され、凹部20の中央に昇降装置15を挿通するための透孔21が穿設される。なお、一方のカセットチューブ13においても予備排気が行われ、加工室12及び電子銃室11内の高真空を確保できるようになっている。
【0011】
電子部品封止体1は次のように製造される。
電子ビーム加工機10に搬入される前の工程において、専用の治具2に容器3が複数配置され、容器3内にそれぞれ部品4が収納されると共に、容器3の上面に蓋5が載置される。
この治具2は、図5に示すように、下治具24とこれを被覆する上治具25とから成る。下治具24の上面には、それぞれ容器3を嵌合するための係合凹部26が縦横複数列状に並べて形成されている。上治具25は下治具24とほぼ同じ平面形状を有し、下治具24の係合凹部26の各列と対応する長孔状の貫通孔27が穿設されている。従って、図6のように、下治具24の係合凹部26にそれぞれ容器3を嵌合してから、下治具24の上に上治具25を被せると、全ての容器3が貫通孔28を通して露出するようになっている。
【0012】
容器3の内部に部品4を収納し、さらに容器3の上に蓋5を載置した状態まで加工された半製品22が1個の治具2に複数配置されて、コンベア等により電子ビーム加工機10に搬入される。
一方のカセット昇降装置14によってリフトアップされた空のカセット19の凹部20に、複数の半製品22を配置した治具2を載置し、これを一方のカセットチューブ13によって加工室12の中央部まで送り込む。すると、昇降装置15が上昇してカセット19の透孔21を通り、この治具2を持ち上げる。
【0013】
次いで、電子銃16を作動させて、治具2の一隅寄りに配置された容器3を照射対象とし、図1(a)及び図6に示すように、その上面に載置された蓋5の四隅に、上治具25の貫通孔27を通して電子ビームを付与して、蓋5を容器3に仮止めする。
次いで、図1(b)及び図6に示すように、同じく上治具25の貫通孔27を介して蓋5の周縁に沿って電子ビームを付与し、その周縁のいずれか1辺に電子ビーム非付与部分23を残して、蓋5を容器3に固着する。すなわち、電子ビーム非付与部分23においては、蓋5の周縁が容器5に溶着されずに、隙間が形成されている。なお、周縁の1辺全長に亘って電子ビーム非付与部分23を形成せずに、その一部のみを電子ビーム非付与部分23とすることもできる。
【0014】
次に、電子ビーム照射対象を隣接する容器3に移し、その蓋5の四隅を仮止めした後、蓋5の周縁を、一部に電子ビーム非付与部分23を残して容器5にろう付けする。この作業を順次隣接する容器5に対して繰り返し、1個の治具2に配置した全ての容器3の開口縁に蓋5の周縁を、一部に電子ビーム非付与部分23を残して固着する。
その後、最初の容器3に戻って、図1(c)及び図6に示すように、貫通孔27を通して電子ビーム非付与部分23に電子ビームを付与し、蓋5の周縁を容器3に完全に固着して、容器3を密封する。次いで、この電子ビーム非付与部分23を塞ぐ作業を、前工程と同じ順序で全ての容器5に対して施し、治具2に配置した全ての容器3に蓋5を完全に固着する。
【0015】
このようにすると、他の容器3に対して電子ビームを付与している間の数秒の時間を介して、これより先に蓋5の周縁に沿って電子ビームを付与した容器3内のガスが、電子ビーム非付与部分23から抜けるので、蓋5を完全に固着して密封した容器3内が高真空状態に保たれる。
なお、この間、昇降装置15を動かして治具2を移動させる必要はなく、偏光器18によって電子ビームの軌跡を偏向させれば良い。また、電子ビームの照射を開始してから蓋5を固着する作業が完了するまで、電子銃16を停止させずに、傍らのコレクタに向けて電子ビームを偏向させるだけで済む。
【0016】
全ての容器3の封止作業が完了したら、昇降装置15を降下させて治具2をカセット19の凹部20に戻した後、このカセット19を他方のカセットチューブ13’によって他方のカセット昇降装置14’の上方まで搬出する。
そして、カセット19の凹部20から複数の電子部品封止体1を配置した治具2を取り出し、次いで、空になったカセット19を他方のカセットチューブ14’によって降下させてから、一方のカセット昇降装置14の下端部まで移送する。そして、電子ビーム加工機10から搬出された治具2の上治具25を外して、下治具24の係合凹部26から完成した電子部品封止体1を取り出す。
【0017】
なお、上記工程において、全ての蓋5の四隅を容器3に仮止めしてから、最初の容器3に戻って、蓋5の周縁に沿って電子ビームを照射しても良い。また、必ずしも蓋5を仮止めする必要はない。
さらに、電子ビーム加工機は、一定条件下で電子ビームによる溶接を行うことができる加工室と電子銃とを備えるものであれば、上記の形態に限定されるものではない。例えば、偏光器18の下方に2次電子検出板を配置すると共に、この2次電子検出板を画像処理装置に連絡し、2次電子検出板によって電子ビームの照射点から反射される2次電子を測定することにより、電子部品封止体1の形状、位置等に関する情報を得てテレビ画像に表示し、電子ビーム照射位置を補正することも可能である。
【0018】
また、循環する複数のカセット19を用いず、1直線上を同方向に水平移動する1対のコンベアの間に昇降パレット15を配置し、一方のコンベアによって搬入された治具2をロボットアーム等によって昇降装置15上に移動させ、電子ビームによる溶接が終了した後、昇降装置15上の治具2を同じロボットアーム等によって他方のコンベア上に移送し、電子ビーム加工機の外部に搬出することもできる。
【0019】
【発明の効果】
請求項1に記載の構成によれば、容器に対して電子ビームを付与している間に、これより先に、蓋の周縁に沿って電子ビームを付与した容器内のガスが、電子ビーム非付与部分を通して容器外に脱出するので、気密封止を要する水晶、ICチップ等を収納した容器内を高度の真空状態に保つことができ、このため、電子部品を誤差無く確実に作動させることが可能である。
請求項2に記載の構成によれば、容器の位置がずれず、正確な位置に電子ビームを付与できるので、高精度の電子部品封止体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】蓋と容器との封着工程を示す斜視図
【図2】電子部品を収納した容器の斜視図
【図3】図2のA部の断面図
【図4】電子ビーム加工機の断面図
【図5】治具の斜視図
【図6】電子部品封止体の製造途中の斜視図
【符号の説明】
1 電子部品封止体
2 治具
3 容器
4 部品
5 蓋
6 メタライズ層
7 ニッケル鍍金層
8 金鍍金層
9 ろう材
10 電子ビーム加工機
11 電子銃室
12 加工室
13,13’ カセットチューブ
14,14’ カセット昇降装置
15 昇降装置
16 電子銃
17 収束レンズ
18 偏向器
19 カセット
20 凹部
21 透孔
22 半製品
23 電子ビーム非付与部分
24 下治具
25 上治具
26 係合凹部
27 貫通孔

Claims (2)

  1. 容器に水晶又はICチップを収納すると共に、その開口縁にろう材を介して蓋を載置し、該蓋の周縁に沿って電子ビームを付与することにより、前記ろう材を溶融して前記蓋を前記容器に固着する電子部品封止体の製造方法において、治具に前記容器を複数配置し、真空雰囲気内で蓋の周縁の一部に電子ビーム非付与部分を設けて順次隣接する容器に対して電子ビームを付与することにより容器内のガスを排出し、その後、最初の容器に戻って前記電子ビーム非付与部分に電子ビームを付与して、前記容器を蓋で密封することを特徴とする電子部品封止体の製造方法。
  2. 前記治具が、下治具とこれを被覆する上治具とから成り、前記下治具の上に前記複数の容器を載置すると共に、前記上治具の容器と対応する位置に貫通孔を形成し、該貫通孔を通して電子ビームを付与する請求項1に記載の電子部品封止体の製造方法。
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