JPH05243411A - 封止方法および封止用部材ならびに封止装置 - Google Patents
封止方法および封止用部材ならびに封止装置Info
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- JPH05243411A JPH05243411A JP4044525A JP4452592A JPH05243411A JP H05243411 A JPH05243411 A JP H05243411A JP 4044525 A JP4044525 A JP 4044525A JP 4452592 A JP4452592 A JP 4452592A JP H05243411 A JPH05243411 A JP H05243411A
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
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- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 接合部のろう材の断面形状を適切なものにす
ることができ、かつ接合される部材間の気密を確実に保
持することができるようにする。 【構成】 ２つの封止用部材のうち少なくとも一方に微
小穴を設けておき、２つの封止用部材をろう材で接合し
た後、所定のガス雰囲気中で前記微小穴にろう材を供給
し、このろう材を加熱して前記微小穴を塞ぐことによっ
て２つの封止用部材の内部空間を気密封止する。
ることができ、かつ接合される部材間の気密を確実に保
持することができるようにする。 【構成】 ２つの封止用部材のうち少なくとも一方に微
小穴を設けておき、２つの封止用部材をろう材で接合し
た後、所定のガス雰囲気中で前記微小穴にろう材を供給
し、このろう材を加熱して前記微小穴を塞ぐことによっ
て２つの封止用部材の内部空間を気密封止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子計算機等の
一般電子機器に使用されている電子回路部品等をハンダ
等の低融点ろう材によって接合した後、接合部内部空間
を気密封止する封止方法に関するものである。
一般電子機器に使用されている電子回路部品等をハンダ
等の低融点ろう材によって接合した後、接合部内部空間
を気密封止する封止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子計算機等に使用されている電
子回路部品として、図４（ａ）の断面図に示すように、
例えばＡｌ2Ｏ3やＳｉＣ材等からなるＩＣ（集積回路）
１を多数実装したＡｌ2Ｏ3やムライト材等からなるセラ
ミック基板２に対し、ＩＣ１の周囲の雰囲気を不活性で
且つ伝熱効果のあるＨｅ等のガス雰囲気にするために、
四面が囲われた例えば銅合金やＡｌＮ等からなるキャッ
プ３をＳｕ−Ｐｂ等のろう材であるハンダ４によって押
付け接合し、ＩＣ１の周囲がＨｅ等のガス雰囲気に維持
されるように気密封止してなる電子回路部品がある。
子回路部品として、図４（ａ）の断面図に示すように、
例えばＡｌ2Ｏ3やＳｉＣ材等からなるＩＣ（集積回路）
１を多数実装したＡｌ2Ｏ3やムライト材等からなるセラ
ミック基板２に対し、ＩＣ１の周囲の雰囲気を不活性で
且つ伝熱効果のあるＨｅ等のガス雰囲気にするために、
四面が囲われた例えば銅合金やＡｌＮ等からなるキャッ
プ３をＳｕ−Ｐｂ等のろう材であるハンダ４によって押
付け接合し、ＩＣ１の周囲がＨｅ等のガス雰囲気に維持
されるように気密封止してなる電子回路部品がある。
【０００３】このような電子回路部品において、セラミ
ック基板２とキャップ３とをハンダ４によって押付け接
合する場合、従来においては、気密性を重視するため、
セラミック基板２、キャップ３とも、その向い合わせた
面にＳｎ−Ｐｂ材等の低融点ろう材からなるハンダ４を
拡散可能とするメタライズ処理を予め施しておき、該ハ
ンダ４を付着させておき、その後、カーボンヒータ等に
より全体を加熱し、ハンダ４が安定して溶けた所定の温
度状態で、セラミック基板２の押上げ、またはキャップ
３の押下げによってハンダ４を共に接合させることによ
り、ＩＣ１の周囲がＨｅ等のガス雰囲気に維持されるよ
うに気密封止するという封止方法を実施していた。
ック基板２とキャップ３とをハンダ４によって押付け接
合する場合、従来においては、気密性を重視するため、
セラミック基板２、キャップ３とも、その向い合わせた
面にＳｎ−Ｐｂ材等の低融点ろう材からなるハンダ４を
拡散可能とするメタライズ処理を予め施しておき、該ハ
ンダ４を付着させておき、その後、カーボンヒータ等に
より全体を加熱し、ハンダ４が安定して溶けた所定の温
度状態で、セラミック基板２の押上げ、またはキャップ
３の押下げによってハンダ４を共に接合させることによ
り、ＩＣ１の周囲がＨｅ等のガス雰囲気に維持されるよ
うに気密封止するという封止方法を実施していた。
【０００４】この場合、封止内圧力Ｐ1と外圧Ｐ2が同じ
となるように、圧力コントローラで圧力を調整しなが
ら、接合を行っている。
となるように、圧力コントローラで圧力を調整しなが
ら、接合を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の封止方法では、セラミック基板２とキャップ３
の双方のハンダ４が付着して密閉状態となった後から最
終押付位置までの内圧Ｐ1が、接合部内部の体積収縮率
または冷却時の温度変化に対する追従性に起因してばら
ついてしまい、外圧Ｐ2が内圧Ｐ1より小さくなった条件
では、図４（ａ）に示すように、ハンダ４が接合部内側
に押し込まれ、逆の条件では図４（ｂ）に示すように、
ハンダ４が接合部外側に押し出され、その断面形状が適
切なものにならず、いずれの場合もセラミック基板２と
キャップ３の向い合わせ面に存在していたハンダ４が薄
くなってクラックが生じ、キャップ３の内部の気密が破
壊してしまうという問題があった。
た従来の封止方法では、セラミック基板２とキャップ３
の双方のハンダ４が付着して密閉状態となった後から最
終押付位置までの内圧Ｐ1が、接合部内部の体積収縮率
または冷却時の温度変化に対する追従性に起因してばら
ついてしまい、外圧Ｐ2が内圧Ｐ1より小さくなった条件
では、図４（ａ）に示すように、ハンダ４が接合部内側
に押し込まれ、逆の条件では図４（ｂ）に示すように、
ハンダ４が接合部外側に押し出され、その断面形状が適
切なものにならず、いずれの場合もセラミック基板２と
キャップ３の向い合わせ面に存在していたハンダ４が薄
くなってクラックが生じ、キャップ３の内部の気密が破
壊してしまうという問題があった。
【０００６】また、ハンダ４が外側に押し出された場
合、接合部で保持しきれないハンダ４が図４（ｂ）に示
すように外部へ飛散し、基板２の外周部分に形成されて
いる電源パタ−ン等に付着し、電気的な短絡事故を起す
などの問題があった。
合、接合部で保持しきれないハンダ４が図４（ｂ）に示
すように外部へ飛散し、基板２の外周部分に形成されて
いる電源パタ−ン等に付着し、電気的な短絡事故を起す
などの問題があった。
【０００７】これは、ハンダ４が固化するまで接合部内
部の体積収縮に伴う内圧Ｐ1を制御することができない
ことが基本的な原因である。
部の体積収縮に伴う内圧Ｐ1を制御することができない
ことが基本的な原因である。
【０００８】なお、特開平３−４８４４６号にキャップ
の接合部の端面を凸形、基板の接合部を凹形として、ろ
う材の接合部内側への流れ込みを防止する方法がある
が、接合部のハンダ形状が変形してしまうことには適用
できない。
の接合部の端面を凸形、基板の接合部を凹形として、ろ
う材の接合部内側への流れ込みを防止する方法がある
が、接合部のハンダ形状が変形してしまうことには適用
できない。
【０００９】本発明の目的は、接合部のろう材の断面形
状を適切なものにすることができ、かつ接合される部材
間の気密を確実に保持することができる封止方法および
封止用部材ならびに封止装置を提供することである。
状を適切なものにすることができ、かつ接合される部材
間の気密を確実に保持することができる封止方法および
封止用部材ならびに封止装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の封止方法は、内部に空間を有す２つの封止用
部材をハンダ材等のろう材を用いて気密封止する封止方
法において、２つの封止用部材のうち少なくとも一方に
微小穴を設けておき、２つの封止用部材をろう材で接合
した後、所定のガス雰囲気中で前記微小穴にろう材を供
給し、このろう材を加熱して前記微小穴を塞ぐことによ
って２つの封止用部材の内部空間を気密封止するように
した。
に本発明の封止方法は、内部に空間を有す２つの封止用
部材をハンダ材等のろう材を用いて気密封止する封止方
法において、２つの封止用部材のうち少なくとも一方に
微小穴を設けておき、２つの封止用部材をろう材で接合
した後、所定のガス雰囲気中で前記微小穴にろう材を供
給し、このろう材を加熱して前記微小穴を塞ぐことによ
って２つの封止用部材の内部空間を気密封止するように
した。
【００１１】また、本発明の封止用部材は、少なくとも
一方に、ろう材によって閉塞可能な微小穴を形成したも
ので構成した。
一方に、ろう材によって閉塞可能な微小穴を形成したも
ので構成した。
【００１２】さらに、本発明の封止装置は、２つの封止
用部材の一方に予め形成した微小穴に、該２つの封止用
部材の接合冷却後にろう材を供給し、この状態の２つの
封止用部材を所定のガス雰囲気中に保持するチャンバ
と、このチャンバに保持された封止用部材の前記微小穴
に供給されたろう材を局所加熱して該微小穴を塞ぐ局所
加熱機構とを具備させた。
用部材の一方に予め形成した微小穴に、該２つの封止用
部材の接合冷却後にろう材を供給し、この状態の２つの
封止用部材を所定のガス雰囲気中に保持するチャンバ
と、このチャンバに保持された封止用部材の前記微小穴
に供給されたろう材を局所加熱して該微小穴を塞ぐ局所
加熱機構とを具備させた。
【００１３】
【作用】上記手段によれば、一方の封止用部材に微小穴
が形成されているため、押付け終了位置に到るまで、内
圧と外圧を同じ状態に保持することができる。このた
め、内圧と外圧との差に起因するろ材の飛び出しや変形
がなくなり、適切な断面形状の接合部にすることができ
る。そして、その後に微小穴を塞ぐため、２つの封止用
部材の内部空間を確実に気密封止することができる。
が形成されているため、押付け終了位置に到るまで、内
圧と外圧を同じ状態に保持することができる。このた
め、内圧と外圧との差に起因するろ材の飛び出しや変形
がなくなり、適切な断面形状の接合部にすることができ
る。そして、その後に微小穴を塞ぐため、２つの封止用
部材の内部空間を確実に気密封止することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づき詳細
に説明する。
に説明する。
【００１５】図１ないし図３は本発明の封止方法の一実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【００１６】まず、この実施例にあっては、図１（ａ）
に示すように、キャップ３及び基板２の接合部（メタラ
イズ部分）に予め、一定量のハンダ４を炉中で溶融させ
て供給しておき、Ｈｅガス雰囲気炉中で、双方のハンダ
３を加熱溶融させながら、互いの接合部を図１（ｂ）に
示すように一定の圧力で押付ける。
に示すように、キャップ３及び基板２の接合部（メタラ
イズ部分）に予め、一定量のハンダ４を炉中で溶融させ
て供給しておき、Ｈｅガス雰囲気炉中で、双方のハンダ
３を加熱溶融させながら、互いの接合部を図１（ｂ）に
示すように一定の圧力で押付ける。
【００１７】この場合、キャップ３の側面の１ヶ所に
は、周囲にメタライズ部６を施したスリバチ状のテーパ
加工を行った例えば径φ１〜φ２ｍｍ程度の微小穴７が
予め形成されている。図２（ａ）にその拡大断面を示し
ている。
は、周囲にメタライズ部６を施したスリバチ状のテーパ
加工を行った例えば径φ１〜φ２ｍｍ程度の微小穴７が
予め形成されている。図２（ａ）にその拡大断面を示し
ている。
【００１８】次に、キャップ３と基板２の加熱を停止
し、ハンダ４が凝固するのを待つ。ハンダ４が凝固した
ならば、接合終了となる。
し、ハンダ４が凝固するのを待つ。ハンダ４が凝固した
ならば、接合終了となる。
【００１９】この場合、キャップ３の接合部の底面に
は、図２（ｂ）の拡大断面図に示すように、微小長さ
（０．２ｍｍ程度）のスペーサ突起８が形成されている
が、微小穴７の存在により、内圧Ｐ１と外圧Ｐ２とが常
に等しい状態で接合が行われるので、ハンダ４の量は、
内と外ではほぼ均等となり、ハンダ４の飛散も発生せず
に、ほぼ対称形の接合部形状を全域にわたって得ること
ができる。
は、図２（ｂ）の拡大断面図に示すように、微小長さ
（０．２ｍｍ程度）のスペーサ突起８が形成されている
が、微小穴７の存在により、内圧Ｐ１と外圧Ｐ２とが常
に等しい状態で接合が行われるので、ハンダ４の量は、
内と外ではほぼ均等となり、ハンダ４の飛散も発生せず
に、ほぼ対称形の接合部形状を全域にわたって得ること
ができる。
【００２０】この段階では、圧力コントローラによる圧
力コントロールが不要であるため、実験によると約２０
分で終了することができる。
力コントロールが不要であるため、実験によると約２０
分で終了することができる。
【００２１】次に、キャップ３と基板２のハンダ接合が
終了すると、図３に示すようなチャンバ１１内に移し、
微小穴７のメタライズ部６にハンダボール９を供給す
る。
終了すると、図３に示すようなチャンバ１１内に移し、
微小穴７のメタライズ部６にハンダボール９を供給す
る。
【００２２】この状態で、チャンバ１１内を真空状態に
した後にＨｅガスを供給し、接合部内部までＨｅガスを
十分に充填させる。この後、図１（ｃ）および図３にに
示すように、ハンダボール９に対し、ガラス窓１２を介
してレ−ザヘッド１３から例えばＹＡＧレーザ光１０を
デフォーカスし、例えばビーム径約φ５．０ｍｍで５秒
間照射して局所加熱し、ハンダボール９を溶融させ、微
小穴７を塞ぐ。
した後にＨｅガスを供給し、接合部内部までＨｅガスを
十分に充填させる。この後、図１（ｃ）および図３にに
示すように、ハンダボール９に対し、ガラス窓１２を介
してレ−ザヘッド１３から例えばＹＡＧレーザ光１０を
デフォーカスし、例えばビーム径約φ５．０ｍｍで５秒
間照射して局所加熱し、ハンダボール９を溶融させ、微
小穴７を塞ぐ。
【００２３】この場合、局所加熱で短時間でリフローす
るため、キャップ３と基板２の接合部に影響を与えな
い。しかも非接触加熱方式であるため、固化した後の形
状は山型となり、微小穴７を確実に塞ぐことができる。
これにより、接合部内部のＨｅガスの気密封止が完了す
る。
るため、キャップ３と基板２の接合部に影響を与えな
い。しかも非接触加熱方式であるため、固化した後の形
状は山型となり、微小穴７を確実に塞ぐことができる。
これにより、接合部内部のＨｅガスの気密封止が完了す
る。
【００２４】なお、図３において、１４は排気口、１５
はＨｅガスの取り入れ口である。
はＨｅガスの取り入れ口である。
【００２５】このように本実施例によれば、キャップ３
に微小穴７を設けてあるので、接合部内圧Ｐ1と外圧Ｐ2
とが常に等しい状態で接合が行われるので、ハンダ４の
量は、内と外ではほぼ均等となり、ハンダ４の飛散も発
生せずに、ほぼ対称形の接合部形状を全域にわたって得
ることができる。
に微小穴７を設けてあるので、接合部内圧Ｐ1と外圧Ｐ2
とが常に等しい状態で接合が行われるので、ハンダ４の
量は、内と外ではほぼ均等となり、ハンダ４の飛散も発
生せずに、ほぼ対称形の接合部形状を全域にわたって得
ることができる。
【００２６】この結果、接合部のハンダの断面形状を適
切なものにすることができ、かつ接合される基板２とキ
ャップ３間の気密を確実に保持することができる。
切なものにすることができ、かつ接合される基板２とキ
ャップ３間の気密を確実に保持することができる。
【００２７】また、接合後に電気回路の変更等が生じ、
封止したものを開封する必要が生じた場合、全体の接合
部を溶融する前に、微小穴７を局所加熱して除去した
後、全体の接合部を溶融させるという手順を実施するこ
とができるので、開封の際に、接合部内部の圧力をコン
トロールすることなく、内部へハンダが飛散するといっ
た不具合も防止できる。
封止したものを開封する必要が生じた場合、全体の接合
部を溶融する前に、微小穴７を局所加熱して除去した
後、全体の接合部を溶融させるという手順を実施するこ
とができるので、開封の際に、接合部内部の圧力をコン
トロールすることなく、内部へハンダが飛散するといっ
た不具合も防止できる。
【００２８】なお、図３においてはチャンバー１１内で
基板２とキャップ３の接合体を垂直に立てて支持してい
るが、穴塞ぎ用のハンダボ−ル９の位置決め、および溶
融する際に問題がなければ、その支持角度は自由であ
る。
基板２とキャップ３の接合体を垂直に立てて支持してい
るが、穴塞ぎ用のハンダボ−ル９の位置決め、および溶
融する際に問題がなければ、その支持角度は自由であ
る。
【００２９】また、微小穴７はキャップ３の側面に設け
ているが、その位置はどこでもよい。
ているが、その位置はどこでもよい。
【００３０】以上、本発明を実施例にもとづき具体的に
説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可
能であることは言うまでもない。
説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可
能であることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、２
つの封止用部材のうち少なくとも一方に微小穴を設けて
おき、２つの封止用部材をろう材で接合した後、所定の
ガス雰囲気中で前記微小穴にろう材を供給し、このろう
材を加熱して前記微小穴を塞ぐことによって２つの封止
用部材の内部空間を気密封止するようにしたため、接合
部のろう材の断面形状を適切なものにすることができ、
かつ接合される部材間の気密を確実に保持することがで
きる。
つの封止用部材のうち少なくとも一方に微小穴を設けて
おき、２つの封止用部材をろう材で接合した後、所定の
ガス雰囲気中で前記微小穴にろう材を供給し、このろう
材を加熱して前記微小穴を塞ぐことによって２つの封止
用部材の内部空間を気密封止するようにしたため、接合
部のろう材の断面形状を適切なものにすることができ、
かつ接合される部材間の気密を確実に保持することがで
きる。
【００３２】また、圧力コントロールを行う必要が無い
ので、接合に要する時間を短縮することができる。
ので、接合に要する時間を短縮することができる。
【図１】本発明の封止方法の一実施例を示す工程説明図
である。
である。
【図２】封止部材の微小穴の拡大断面および接合部のス
ペ−サ突起の拡大断面を示す図である。
ペ−サ突起の拡大断面を示す図である。
【図３】２つの封止部材を接合する際、封止内外の圧力
が異なった場合に起こる問題を説明するための断面図で
ある。
が異なった場合に起こる問題を説明するための断面図で
ある。
【図４】微小穴を塞ぐ装置の断面図である。
１…集積回路、２…セラミック基板、３…キャップ、４
…ハンダ、６…メタライズ部、７…微小穴、９…ハンダ
ボ−ル、１０…レ−ザ光、１１…チャンバ、Ｐ1…内
圧、Ｐ2…外圧。
…ハンダ、６…メタライズ部、７…微小穴、９…ハンダ
ボ−ル、１０…レ−ザ光、１１…チャンバ、Ｐ1…内
圧、Ｐ2…外圧。
Claims (3)
- 【請求項１】 内部に空間を有す２つの封止用部材をハ
ンダ材等のろう材を用いて気密封止する封止方法におい
て、２つの封止用部材のうち少なくとも一方に微小穴を
設けておき、２つの封止用部材をろう材で接合した後、
所定のガス雰囲気中で前記微小穴にろう材を供給し、こ
のろう材を加熱して前記微小穴を塞ぐことによって２つ
の封止用部材の内部空間を気密封止することを特徴とす
る封止方法。 - 【請求項２】 内部に空間を有す２つの部材から成り、
ハンダ材等のろう材を用いて内部空間を気密封止する封
止用部材において、前記２つの部材のうち少なくとも一
方には、ろう材によって閉塞可能な微小穴が形成されて
いることを特徴とする封止用部材。 - 【請求項３】 内部に空間を有す２つの封止用部材をハ
ンダ材等のろう材を用いて気密封止する封止装置におい
て、２つの封止用部材の一方に予め形成した微小穴に、
該２つの封止用部材の接合冷却後にろう材を供給し、こ
の状態の２つの封止用部材を所定のガス雰囲気中に保持
するチャンバと、このチャンバに保持された封止用部材
の前記微小穴に供給されたろう材を局所加熱して該微小
穴を塞ぐ局所加熱機構を備えたことを特徴とする封止装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4044525A JPH05243411A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 封止方法および封止用部材ならびに封止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4044525A JPH05243411A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 封止方法および封止用部材ならびに封止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243411A true JPH05243411A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12693940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4044525A Pending JPH05243411A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 封止方法および封止用部材ならびに封止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05243411A (ja) |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
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-
1992
- 1992-03-02 JP JP4044525A patent/JPH05243411A/ja active Pending
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