JP6955207B2 - ガラスセラミックス積層板、その製造方法、電子部品パッケージ、及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、図2(b)に示すガラスセラミックス積層板の1−1線に沿った断面図を示している。図1及び図2(b)示すように、ガラスセラミックス積層板11は、ガラスセラミックスの積層構造を有する基板12と、基板12の積層構造の層間を封止するように基板12の端面に設けられたガラス質層13とを備えている。本実施形態の基板12は、基板12の両主面のうち一方の主面に開口する凹部14を有している。
図2(a)及び図2(b)に示すように、ガラスセラミックス積層板11の製造方法は、ガラスセラミックス積層板11の母材15を準備する準備工程と、母材15を切断する切断予定線CLに沿って母材15を溶断するレーザー光を走査することでガラス質層13を形成するガラス質層形成工程とを備えている。
ここで、ガラス質形成工程では、ガラスセラミックス積層板11の母材15の溶断時にドロス(溶断によって生成した不要物)が形成される。ドロスは、レーザー光LAの照射側とは反対となる主面側に形成される。すなわち、本実施形態では、ガラスセラミックス積層板11の両主面のうち、凹部14を有する主面側にドロスが形成される。
図1に示すように、電子部品パッケージ18は、ガラスセラミックス積層板11と電子部品19と蓋材20とを備えている。ガラスセラミックス積層板11は、上述したように積層された基板12とガラス質層13とを備えている。基板12の主面に開口する凹部14には、電子部品19が収容される。電子部品19としては、例えば、ICチップ、撮像素子、発光素子等が挙げられる。電子部品19は、例えば、ワイヤーボンディング等で基板12に実装することができる。
図4に示すように、電子部品パッケージ18の製造方法は、ガラスセラミックス積層板11の母材15を準備する準備工程S1と、パッケージ工程S2とを備えている。
(試験例1)
ガラスセラミックス積層板の母材を準備し、この母材に対してレーザー光を走査することでガラス質層形成工程を行った。まず、複数のグリーンシートを積層した後にプレスし、ガラスの軟化温度以上の温度で焼成することで、ガラスセラミックス積層板の母材(厚さ:3.7mm)を作製した。
平均出力:120W
パルス幅:400μs
パルスエネルギー:600mJ
繰り返し周波数は、200Hz
集光位置:ガラスセラミックス積層板の母材の主面から1mmの深さ
レーザー光の集光径:20μm
走査速度:5mm/s
アシストガス:窒素ガス(18気圧)
(試験例2)
試験例2では、ガラス質層形成工程においてレーザー光の条件のうち、パルス幅、パルスエネルギー、及び繰り返し周波数を以下のように変更した以外は、試験例1と同様にガラスセラミックス積層板を作製した。
パルスエネルギー:50mJ
繰り返し周波数は、2400Hz
(試験例3)
試験例3では、ガラス質層形成工程を市販のダイサーを用いた切断工程に変更した以外は、試験例1と同様にガラスセラミックス積層板を作製した。なお、試験例3の切断工程では、切断速度を1mm/sに設定した。この切断速度よりも速いと、上記ガラスセラミックス積層板の母材を切断することは困難である。
図5に示すように、試験例1で得られたガラスセラミックス積層板11の端部WをZ軸方向から走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した。その写真を図6に示す。
試験例2で得られたガラスセラミックス積層板11の端部Wについても同様に走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した結果、ガラスセラミックス積層板11の端部Wには、基板12を構成するガラスセラミックスよりも緻密なガラス質層13が形成されていた。
(1)ガラスセラミックス積層板11は、ガラスセラミックスの積層構造を有する基板12と、基板12の積層構造の層間を封止するように基板12の端面に設けられたガラス質層13とを備えている。この構成によれば、ガラスセラミックスの積層構造を有する基板12の端面から基板12の層間に気体等が侵入することをガラス質層13によって抑えることができる。従って、ガラスセラミックス積層板11の気密性を高めることができる。
また、ガラスセラミックス積層板11の端面の平滑性が高まることで、ピッキング等の搬送時のエラーが発生し難くなる。
(6)ガラスセラミックス積層板11の製造方法は、ガラスセラミックス積層板11の母材15の溶断時に形成されたドロスをガラス質層形成工程の後に除去する除去工程をさらに備えることが好ましい。この場合、ドロスを要因とした不具合を抑えることができる。
(変更例)
上記実施形態を次のように変更してもよい。
・ガラス質形成工程で用いるレーザー光LAは、ガラスセラミックス積層板11の母材15の両主面のうち、いずれか一方の主面側から照射することができる。
・電子部品パッケージ18の製造方法において、パッケージ工程では、上記収容工程と装着工程とを行った後にガラス質層形成工程を行うこともできる。
Claims (8)
- ガラスセラミックスの積層構造を有する基板と、前記基板の積層構造の層間を封止するように前記基板の端面に設けられたガラス質層と、を備え、
前記ガラスセラミックスは、ガラスマトリックス中に粒子状態のセラミックスフィラーが分散されてなり、
前記ガラス質層は、前記粒子状態のセラミックスフィラーを実質的に含まないことを特徴とするガラスセラミックス積層板。 - 前記基板は、当該基板の主面に開口する凹部を有することを特徴とする請求項1に記載のガラスセラミックス積層板。
- 前記ガラス質層の厚さは、5μm以上、50μm以下の範囲であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガラスセラミックス積層板。
- ガラスセラミックスの積層構造を有する基板と、前記基板の積層構造の層間を封止するように前記基板の端面に設けられたガラス質層と、を備えるガラスセラミックス積層板の製造方法であって、
前記ガラスセラミックスは、ガラスマトリックス中に粒子状態のセラミックスフィラーが分散されてなり、
前記ガラス質層は、前記粒子状態のセラミックスフィラーを実質的に含まないものであり、
前記ガラスセラミックス積層板の母材を準備する準備工程と、
前記母材を切断する切断予定線に沿って前記母材を溶断するレーザー光を走査することで前記ガラス質層を形成するガラス質層形成工程と、を備えることを特徴とするガラスセラミックス積層板の製造方法。 - 前記母材の溶断時に形成されたドロスを前記ガラス質層形成工程の後に除去する除去工程をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のガラスセラミックス積層板の製造方法。
- 前記ガラスセラミックス積層板の母材は、当該母材の両主面のうち一方の主面に開口する凹部を有し、
前記ガラス質層形成工程において、前記母材の両主面のうち他方の主面側から前記レーザー光を照射することを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のガラスセラミックス積層板の製造方法。 - ガラスセラミックス積層板と電子部品と蓋材とを備える電子部品パッケージであって、
前記ガラスセラミックス積層板は、ガラスセラミックスの積層構造を有する基板と、前記基板の積層構造の層間を封止するように前記基板の端面に設けられたガラス質層と、を備え、
前記ガラスセラミックスは、ガラスマトリックス中に粒子状態のセラミックスフィラーが分散されてなり、
前記ガラス質層は、前記粒子状態のセラミックスフィラーを実質的に含まないものであり、
前記基板は、当該基板の主面に開口する凹部を有し、前記凹部に前記電子部品が収容されるとともに、前記凹部の開口は、前記蓋材により封止されていることを特徴とする電子部品パッケージ。 - ガラスセラミックス積層板と電子部品と蓋材とを備える電子部品パッケージの製造方法であって、
前記ガラスセラミックス積層板は、ガラスセラミックスの積層構造を有する基板と、前記基板の積層構造の層間を封止するように前記基板の端面に設けられたガラス質層と、を備え、
前記ガラスセラミックスは、ガラスマトリックス中に粒子状態のセラミックスフィラーが分散されてなり、
前記ガラス質層は、前記粒子状態のセラミックスフィラーを実質的に含まないものであり、
前記基板は、当該基板の主面に開口する凹部を有し、
前記製造方法は、前記ガラスセラミックス積層板の母材を準備する準備工程と、パッケージ工程とを備え、
前記パッケージ工程は、前記凹部に前記電子部品を収容する収容工程と、前記電子部品が収容された前記凹部の開口を封止するための蓋材を装着する装着工程と、前記母材を切断する切断予定線に沿って前記母材を溶断するレーザー光を走査することで前記ガラス質層を形成するガラス質層形成工程と、を備えることを特徴とする電子部品パッケージの製造方法。
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JP2017195091A JP6955207B2 (ja) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | ガラスセラミックス積層板、その製造方法、電子部品パッケージ、及びその製造方法 |
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