KR102400344B1 - Package airframe and airtight package using it - Google Patents

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마사유키 히로세
요시오 우마야하라
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니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 패키지 기체는 대략 직사각형의 기부와, 당해 기부의 외주를 따라 형성된 대략 액자상의 프레임부를 갖고, 당해 프레임부의 내벽 모서리부의 전부 또는 일부에 응력 완충부를 갖는 것을 특징으로 한다.The package base of the present invention is characterized in that it has a substantially rectangular base, a substantially frame-like frame portion formed along an outer periphery of the base, and a stress buffer portion in all or a part of an inner wall corner of the frame portion.

Description

패키지 기체 및 그것을 사용한 기밀 패키지Package airframe and airtight package using it

본 발명은 패키지 기체 및 그것을 사용한 기밀 패키지에 관하며, 구체적으로는 내부 소자를 수용하기 위한 캐비티를 갖는 패키지 기체 및 그것을 사용한 기밀 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a package base and a hermetic package using the same, and more particularly, to a package base having a cavity for accommodating internal elements, and a hermetic package using the same.

기밀 패키지는 일반적으로 패키지 기체와, 광투과성을 갖는 유리 덮개와, 그들의 내부에 수용되는 내부 소자를 구비하고 있다.The hermetic package generally includes a package base, a glass cover having light transmission properties, and internal elements accommodated therein.

기밀 패키지의 내부에 실장되는 센서 소자 등의 내부 소자는 주위 환경으로부터 침입하는 수분에 의해 열화될 우려가 있다. 종래까지 패키지 기체와 유리 덮개를 일체화하기 위해서 저온 경화성을 갖는 유기 수지계 접착제가 사용되어 있었다. 그러나 유기 수지계 접착제는 수분이나 기체를 완전히 차폐할 수 없기 때문에 내부 소자를 경시적으로 열화시킬 우려가 있다.Internal elements such as a sensor element mounted inside the hermetic package may be deteriorated by moisture entering from the surrounding environment. Conventionally, in order to integrate a package base and a glass cover, the organic resin adhesive which has low-temperature curability has been used. However, since the organic resin-based adhesive cannot completely shield moisture or gas, there is a risk of deterioration of internal elements over time.

한편, 유리 분말과 내화성 필러 분말을 포함하는 봉착 재료에 사용하면 봉착 부분이 주위 환경의 수분으로 열화되기 어려워져 기밀 패키지의 기밀 신뢰성을 확보하기 쉬워진다.On the other hand, when used for a sealing material containing glass powder and refractory filler powder, the sealing portion is less likely to be deteriorated by moisture in the surrounding environment, so that it is easy to secure the airtight reliability of the hermetic package.

그러나 유리 분말은 유기 수지계 접착제보다도 연화 온도가 높기 때문에 봉착 시에 내부 소자를 열열화시킬 우려가 있다. 이러한 사정으로부터 최근 레이저 봉착이 주목받고 있다. 레이저 봉착에 의하면 봉착해야 할 부분만을 국소적으로 가열하는 것이 가능하며, 내부 소자를 열열화시키는 일 없이 패키지 기체와 유리 덮개를 기밀 일체화할 수 있다.However, since the glass powder has a higher softening temperature than the organic resin adhesive, there is a risk of thermal deterioration of the internal element during sealing. Due to these circumstances, laser sealing has recently been attracting attention. According to the laser sealing, it is possible to locally heat only the portion to be sealed, and the package body and the glass cover can be hermetically integrated without thermally deteriorating the internal elements.

일본 특허공개 2013-239609호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2013-239609 일본 특허공개 2014-236202호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2014-236202

그런데 패키지 기체는 일반적으로 대략 직사각형의 기부와, 당해 기부의 외주를 따라 설치된 대략 액자상의 프레임부를 갖고 있다. 이 기부와 프레임부로 형성되는 내부 공간(캐비티)에 내부 소자가 수용된다.By the way, the package body generally has a substantially rectangular base and a substantially frame-shaped frame part provided along the outer periphery of the said base. An internal element is accommodated in the internal space (cavity) formed by this base part and a frame part.

최근 기밀 패키지의 소형화의 진전에 의해 프레임부의 폭이 협소화되어 오고 있다. 프레임부의 폭이 협소화되면 패키지 기체의 전구체를 소성, 소결해서 패키지 기체를 얻을 때에 패키지 기체가 변형되기 쉬워지고, 경우에 따라서는 패키지 기체에 크랙이 발생하여 기밀 패키지를 제작했을 때에 기밀 신뢰성을 확보할 수 없을 우려가 발생한다.In recent years, the width of the frame portion has been narrowed due to progress in miniaturization of the hermetic package. When the width of the frame part is narrowed, the package body is easily deformed when the precursor of the package body is fired and sintered to obtain the package body. There is a fear that it will not be possible.

그래서 본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 기술적 과제는 프레임부의 폭이 협소화되어도 변형이나 크랙이 발생하기 어려운 패키지 기체를 창안하는 것이다.Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and its technical object is to create a package body that is hardly deformed or cracked even when the width of the frame portion is narrowed.

본 발명자들은 캐비티의 내벽의 모서리부에 응력 완충부를 형성함으로써 상기 기술적 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명으로서 제안하는 것이다. 즉, 본 발명의 패키지 기체는 대략 직사각형의 기부와, 당해 기부의 외주를 따라 형성된 대략 액자상의 프레임부를 갖고, 당해 프레임부의 내벽 모서리부의 전부 또는 일부에 응력 완충부를 갖는 것을 특징으로 한다.The present inventors discover that the said technical problem can be solved by forming a stress buffer part in the edge part of the inner wall of a cavity, and propose as this invention. That is, the package base of the present invention is characterized in that it has a substantially rectangular base, a substantially frame-like frame portion formed along the outer periphery of the base, and a stress buffer portion in all or a part of an edge portion of an inner wall of the frame portion.

본 발명의 패키지 기체는 대략 직사각형의 기부와, 당해 기부의 외주를 따라 형성된 대략 액자상의 프레임부를 갖고 있다. 이와 같이 하면 캐비티 내에 센서 소자 등의 내부 소자를 수용하기 쉬워진다.The package base of the present invention has a substantially rectangular base and a substantially frame-like frame portion formed along the outer periphery of the base. In this way, it becomes easy to accommodate internal elements, such as a sensor element, in a cavity.

본 발명자들의 조사에 의하면 패키지 기체의 전구체의 소성, 소결한 후에 패키지 기체의 프레임부의 내벽 모서리부에 패임이나 크랙이 발생하기 쉬운 것에 착목하여 그 내벽 모서리부에 응력 완충부를 형성하면 그 패임이나 크랙이 발생하기 어려워지는 것을 발견했다. 그래서 본 발명의 패키지 기체는 프레임부의 내벽 모서리부의 전부 또는 일부에 응력 완충부를 갖고, 즉 프레임부의 4개소의 내벽 모서리부 중 적어도 1개소의 내벽 모서리부에 응력 완충부를 갖는다.According to the investigation of the present inventors, after firing and sintering of the precursor of the package body, if a stress buffer is formed at the edge of the inner wall by paying attention to the fact that dents or cracks are likely to occur in the edge of the frame of the frame of the package body, the dents or cracks found to be more difficult to occur. Therefore, the package base of the present invention has a stress buffering portion at all or a part of the inner wall corners of the frame portion, that is, at least one of the four inner wall corners of the frame portion has a stress buffering portion at the inner wall corner portions.

제 2로 본 발명의 패키지 기체는 프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 응력 완충부가 원호상인 것이 바람직하다.Second, in the package base of the present invention, when viewed from the top of the frame portion, it is preferable that the stress buffer portion has an arc shape.

제 3으로 본 발명의 패키지 기체는 프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 응력 완충부가 직선상이며, 또한 당해 응력 완충부와 인접하는 내벽이 이루는 각도가 100°~160°인 것이 바람직하다.Third, in the package base of the present invention, when viewed from the top of the frame portion, it is preferable that the stress buffer portion is linear, and the angle between the stress buffer portion and the adjacent inner wall is 100° to 160°.

제 4로 본 발명의 패키지 기체는 프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 프레임부의 외벽 모서리부가 모따기되어 있지 않는 것이 바람직하다. 즉, 프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 프레임부의 외벽 모서리부의 외형이 대략 직사각형인 것이 바람직하다.Fourth, in the package body of the present invention, when viewed from the top side of the frame portion, it is preferable that the outer wall corner of the frame portion is not chamfered. That is, it is preferable that the outer shape of the edge portion of the outer wall of the frame portion is substantially rectangular when viewed from the top portion side of the frame portion.

제 5로 본 발명의 패키지 기체는 패키지 기체가 유리 세라믹, 질화알루미늄, 산화알루미늄 중 어느 하나이거나 또는 이들의 복합 재료인 것이 바람직하다.Fifth, in the package substrate of the present invention, it is preferable that the package substrate be any one of glass ceramic, aluminum nitride, and aluminum oxide, or a composite material thereof.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 패키지 기체를 설명한다. 도 1(a)는 종래의 패키지 기체의 실시형태를 설명하기 위한 개략 사시도이며, 도 1(b)는 종래의 패키지 기체의 실시형태의 요부(X)를 확대한 개략 사시도이다. 도 1(a)로부터 알 수 있는 바와 같이 패키지 기체(1)는 대략 직사각형의 기부(2)와, 기부(2)의 외주를 따라 형성된 대략 액자상의 프레임부(3)를 갖고 있다. 프레임부(3)의 내벽 모서리부(4)는 인접하는 내벽끼리가 이루는 각도가 90°가 되도록 형성되어 있다. 프레임부(3)의 외벽 모서리부(5)는 인접하는 외벽끼리가 이루는 각도가 90°가 되도록 형성되어 있다. 도 1(b)로부터 알 수 있는 바와 같이 패키지 기체(1)의 전구체의 소성, 소결 시의 수축에 기인하여 화살표의 방향의 응력이 발생하고, 프레임부(3)의 내벽 모서리부(4)에 응력이나 변형의 집중 개소가 발생한다. 그리고 이 응력이나 변형량의 집중에 의해 프레임부(3)의 내벽 모서리부(4)로부터 크랙(6)이 발생되어 있다.Hereinafter, the package base body of this invention is demonstrated, referring drawings. Fig. 1 (a) is a schematic perspective view for explaining an embodiment of a conventional package base body, and Fig. 1 (b) is an enlarged schematic perspective view of the main part X of an embodiment of a conventional package base body. As can be seen from FIG. The inner wall edge portion 4 of the frame portion 3 is formed so that the angle between the adjacent inner walls is 90°. The edge part 5 of the outer wall of the frame part 3 is formed so that the angle formed between adjacent outer walls may become 90 degrees. As can be seen from Fig. 1(b), due to the firing of the precursor of the package body 1 and shrinkage during sintering, stress in the direction of the arrow is generated, and the inner wall edge portion 4 of the frame portion 3 is A point of concentration of stress or strain occurs. And the crack 6 is generate|occur|produced from the edge part 4 of the inner wall of the frame part 3 by this concentration of stress and deformation|transformation amount.

도 2(a)는 본 발명의 패키지 기체의 일실시형태를 설명하기 위한 개략도이며, 프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때의 개략도이고, 도 2(b)는 본 발명의 패키지 기체의 다른 실시형태를 설명하기 위한 개략도이며, 프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때의 개략도이다. 도 2(a)로부터 알 수 있는 바와 같이 패키지 기체(10)는 대략 직사각형의 기부(11)와, 기부(11)의 외주를 따라 형성된 대략 액자상의 프레임부(12)를 갖고 있다. 프레임부(12)의 내벽 모서리부(13)는 모두 응력 완충부(14)를 갖고 있다. 응력 완충부(14)는 프레임부(12)의 정상부측으로부터 보았을 때에 φ0.5㎜ 이상의 원호상으로 되어 있다. 이 응력 완충부(14)에 의해 프레임부(12)의 내벽 모서리부(13)에 응력이나 변형량이 집중되기 어려워진다. 또한, 프레임부(12)의 외벽 모서리부(15)는 프레임부(12)의 정상부측으로부터 보았을 때에 외벽끼리가 이루는 각도가 90°가 되도록 형성되어 있으며, 모따기되어 있지 않다.Fig. 2(a) is a schematic diagram for explaining one embodiment of the package body of the present invention, and is a schematic view when viewed from the top side of the frame part, and Fig. 2(b) is a schematic diagram for explaining another embodiment of the package body of the present invention. It is a schematic diagram for doing so, and is a schematic diagram when it sees from the top part side of a frame part. As can be seen from FIG. 2A , the package base 10 has a substantially rectangular base 11 and a substantially frame-shaped frame portion 12 formed along the outer periphery of the base 11 . The inner wall edge portions 13 of the frame portion 12 all have the stress buffer portion 14 . The stress buffer portion 14 has an arc shape of 0.5 mm or more when viewed from the top of the frame portion 12 . This stress buffering portion 14 makes it difficult to concentrate stress or deformation on the inner wall edge portion 13 of the frame portion 12 . In addition, the outer wall edge part 15 of the frame part 12 is formed so that the angle which the outer walls make|form becomes 90 degrees when seen from the top part side of the frame part 12, and is not chamfered.

도 2(b)로부터 알 수 있는 바와 같이 패키지 기체(20)는 대략 직사각형의 기부(21)와, 기부(21)의 외주를 따라 형성된 대략 액자상의 프레임부(22)를 갖고 있다. 프레임부(22)의 내벽 모서리부(23)에는 응력 완충부(24)를 갖고 있다. 응력 완충부(24)는 프레임부(22)의 정상부측으로부터 보았을 때에 응력 완충부(24)와 인접하는 내벽과 135°의 각도로 연결되어 있다. 이 응력 완충부(24)에 의해 프레임부(22)의 내벽 모서리부(23)에 응력이나 변형량이 집중되기 어려워진다. 또한, 프레임부(22)의 외벽 모서리부(25)는 모두 프레임부(22)의 정상부측으로부터 보았을 때에 외벽끼리가 이루는 각도가 90°가 되도록 형성되어 있으며, 모따기되어 있지 않다.The package base 20 has the substantially rectangular base 21 and the substantially frame-shaped frame part 22 formed along the outer periphery of the base 21 so that FIG.2(b) may show. The inner wall edge portion 23 of the frame portion 22 has a stress buffer portion 24 . The stress buffer part 24 is connected to the inner wall adjacent to the stress buffer part 24 at an angle of 135 degrees when seen from the top side of the frame part 22. As shown in FIG. This stress buffering part 24 makes it difficult to concentrate stress or deformation on the edge part 23 of the inner wall of the frame part 22 . In addition, all of the outer wall edge portions 25 of the frame portion 22 are formed so that the angle between the outer walls is 90° when viewed from the top of the frame portion 22 , and are not chamfered.

제 6으로 본 발명의 기밀 패키지는 패키지 기체와 유리 덮개가 봉착 재료층을 개재하여 기밀 봉착된 기밀 패키지에 있어서, 당해 패키지 기체가 상기 패키지 기체인 것이 바람직하다.Sixth, in the hermetic package of the present invention, in which the package base and the glass lid are hermetically sealed through a sealing material layer, it is preferable that the package base is the package base.

제 7로 본 발명의 기밀 패키지는 봉착 재료층의 평균 두께가 8.0㎛ 미만인 것이 바람직하다. 이렇게 하면 레이저 봉착의 정밀도를 높일 수 있다.Seventh, in the hermetic package of the present invention, it is preferable that the average thickness of the sealing material layer is less than 8.0 µm. In this way, the precision of laser sealing can be increased.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 기밀 패키지를 설명한다. 도 3은 본 발명의 기밀 패키지의 일실시형태를 설명하기 위한 개략 단면도이다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 기밀 패키지(30)는 패키지 기체(31)와 유리 덮개(32)를 구비하고 있다. 또한, 패키지 기체(31)는 대략 직사각형의 기부(33)와, 기부(33)의 외주를 따라 형성된 대략 액자상의 프레임부(34)를 갖고 있다. 그리고 프레임부(34)의 4개소의 내벽 모서리부에는 응력 완충부(도시되어 있지 않다)가 형성되어 있다.Hereinafter, the hermetic package of the present invention will be described with reference to the drawings. It is a schematic sectional drawing for demonstrating one Embodiment of the hermetic package of this invention. The hermetic package 30 is equipped with the package base|substrate 31 and the glass cover 32 so that FIG. 3 may show. Further, the package body 31 has a substantially rectangular base 33 and a substantially frame-shaped frame portion 34 formed along the outer periphery of the base 33 . In addition, stress buffering portions (not shown) are formed at the corners of the inner wall at four places of the frame portion 34 .

패키지 기체(31)의 프레임부(34) 내(프레임부(34), 기부(33), 및 유리 덮개(32)로 구성되는 공간 내)에는 내부 소자(35)가 수용되어 있다. 또한, 패키지 기체(31) 내에는 내부 소자(35)와 외부를 전기적으로 접속하는 전기 배선(도시되어 있지 않다)이 형성되어 있다.The internal element 35 is accommodated in the frame part 34 of the package body 31 (in the space comprised by the frame part 34, the base 33, and the glass lid 32). In addition, an electric wiring (not shown) electrically connecting the internal element 35 and the outside is formed in the package body 31 .

봉착 재료층(36)은 패키지 기체(31)의 프레임부(34)의 정상부와 유리 덮개(32)의 내부 소자(35)측의 표면 사이에 프레임부(34)의 정상부의 전체 둘레에 걸쳐서 배치되어 있다. 또한, 봉착 재료층(36)은 비스무트계 유리와 내화성 필러 분말을 포함하고 있지만, 실질적으로 레이저 흡수재를 포함하고 있지 않다. 그리고 봉착 재료층(36)의 폭은 패키지 기체(31)의 프레임부(34)의 정상부의 폭보다도 작고, 또한 유리 덮개(32)의 끝 가장자리로부터 이간되어 있다. 또한, 봉착 재료층(36)의 평균 두께는 8.0㎛ 미만으로 되어 있다.The sealing material layer 36 is disposed over the entire perimeter of the top of the frame portion 34 between the top of the frame portion 34 of the package body 31 and the surface of the glass lid 32 on the inner element 35 side. has been Further, the sealing material layer 36 contains bismuth-based glass and refractory filler powder, but does not substantially contain a laser absorber. The width of the sealing material layer 36 is smaller than the width of the top of the frame portion 34 of the package body 31 , and is spaced apart from the edge of the glass lid 32 . In addition, the average thickness of the sealing material layer 36 is less than 8.0 mu m.

또한, 상기 기밀 패키지(30)는 다음과 같이 해서 제작할 수 있다. 우선, 봉착 재료층(36)과 프레임부(34)의 정상부가 접하도록 봉착 재료층(36)이 미리 형성된 유리 덮개(32)를 패키지 기체(31) 상에 재치한다. 계속해서, 압압 지그를 사용하여 유리 덮개(32)를 압압하면서 유리 덮개(32)측으로부터 봉착 재료층(36)을 따라 레이저 조사 장치로부터 출사한 레이저광(L)을 조사한다. 이것에 의해 봉착 재료층(36)이 연화 유동하고, 패키지 기체(31)의 프레임부(34)의 정상부의 표층과 반응함으로써 패키지 기체(31)와 유리 덮개(32)가 기밀 일체화되어 기밀 패키지(30)의 기밀 구조가 형성된다.In addition, the hermetic package 30 can be produced as follows. First, the glass lid 32 on which the sealing material layer 36 is previously formed is placed on the package base 31 so that the sealing material layer 36 and the top of the frame portion 34 come into contact with each other. Then, the laser beam L emitted from the laser irradiation apparatus is irradiated along the sealing material layer 36 from the glass cover 32 side, pressing the glass cover 32 using a press jig|tool. As a result, the sealing material layer 36 softens and flows and reacts with the surface layer of the top portion of the frame portion 34 of the package body 31 so that the package body 31 and the glass lid 32 are hermetically integrated into the hermetic package ( 30) is formed.

도 1(a)는 종래의 패키지 기체의 실시형태를 설명하기 위한 개략 사시도이며, 도 1(b)는 종래의 패키지 기체의 실시형태의 요부(X)를 확대한 개략 사시도이다.
도 2(a)는 본 발명의 패키지 기체의 일실시형태를 설명하기 위한 개략도이며, 프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때의 개략도이고, 도 2(b)는 본 발명의 패키지 기체의 다른 실시형태를 설명하기 위한 개략도이며, 프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 기밀 패키지의 일실시형태를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 4는 매크로형 DTA 장치로 측정했을 때의 봉착 재료의 연화점을 나타내는 모식도이다.
Fig. 1 (a) is a schematic perspective view for explaining an embodiment of a conventional package base, and Fig. 1 (b) is an enlarged schematic perspective view of the main part X of an embodiment of a conventional package base.
Fig. 2(a) is a schematic diagram for explaining one embodiment of the package body of the present invention, and is a schematic diagram when viewed from the top side of the frame part, and Fig. 2(b) is a schematic diagram for explaining another embodiment of the package body of the present invention. It is a schematic diagram for doing so, and is a schematic diagram when it sees from the top part side of a frame part.
It is a schematic sectional drawing for demonstrating one Embodiment of the hermetic package of this invention.
Fig. 4 is a schematic diagram showing the softening point of the sealing material as measured by a macro-type DTA device.

본 발명의 패키지 기체는 대략 직사각형의 기부와, 당해 기부의 외주를 따라 형성된 대략 액자상의 프레임부를 갖는다. 이렇게 하면 패키지 기체의 프레임부 내에 센서 소자 등의 내부 소자를 수용하기 쉬워진다. 또한, 디바이스로서 기능하는 유효 면적을 확대할 수 있다.The package base of the present invention has a substantially rectangular base and a substantially frame-like frame portion formed along the outer periphery of the base. In this way, it becomes easy to accommodate internal elements, such as a sensor element, in the frame part of a package body. Moreover, the effective area functioning as a device can be enlarged.

본 발명의 패키지 기체는 프레임부의 내벽 모서리부의 전부 또는 일부에 응력 완충부를 갖고, 바람직하게는 프레임부의 내벽 모서리부의 전부에 응력 완충부를 갖는다. 이렇게 하면 패키지 기체의 전구체의 소성, 소결한 후에 패키지 기체에 변형이나 크랙이 발생하기 어려워진다.The package base of the present invention has a stress-absorbing portion on all or a part of the inner wall edge of the frame portion, and preferably has a stress-absorbing portion on all of the inner wall edge of the frame portion. In this way, after firing and sintering the precursor of the package base, deformation or cracks are less likely to occur in the package base.

응력 완충부는 프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 원호상인 것이 바람직하며, 곡률 반경 0.5㎜ 이상, 1.0㎜ 이상, 특히 1.5㎜ 이상의 원호상인 것이 바람직하다. 이렇게 하면 패키지 기체의 전구체의 소성, 소결한 후에 패키지 기체에 변형이나 크랙이 발생하기 어려워진다.It is preferable that the stress buffer part has an arc shape when seen from the top side of a frame part, and it is preferable that it is an arc shape with a radius of curvature of 0.5 mm or more, 1.0 mm or more, especially 1.5 mm or more. In this way, after firing and sintering the precursor of the package base, deformation or cracks are less likely to occur in the package base.

응력 완충부는 프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 직선상이며, 또한 이웃하는 내벽과 100°~160°의 각도, 특히 125~145°의 각도로 연결되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 패키지 기체의 전구체의 소성, 소결한 후에 패키지 기체에 변형이나 크랙이 발생하기 어려워진다.It is preferable that the stress buffer portion is linear when viewed from the top of the frame portion and is connected to the adjacent inner wall at an angle of 100° to 160°, in particular, an angle of 125 to 145°. In this way, after firing and sintering the precursor of the package base, deformation or cracks are less likely to occur in the package base.

프레임부의 외벽 모서리부는 프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 모따기되어 있지 않는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 패키지 기체의 강도를 높일 수 있다.It is preferable that the edge portion of the outer wall of the frame portion is not chamfered when viewed from the top side of the frame portion. In this way, the strength of the package body can be increased.

프레임부의 정상부의 폭은 바람직하게는 100~6000㎛, 500~4500㎛, 특히 1000~3000㎛이다. 프레임부의 정상부의 폭이 지나치게 좁으면 패키지 기체의 전구체를 소성, 소결했을 때에 변형이나 크랙이 발생하기 쉬워진다. 한편, 프레임부의 정상부의 폭이 지나치게 넓으면 디바이스로서 기능하는 유효 면적이 작아진다. 또한, 프레임부의 정상부의 폭이 좁을수록 패키지 기체의 전구체를 소성, 소결할 때에 프레임부의 내벽 모서리부에 패임이나 크랙이 발생하기 쉬워지기 때문에 프레임부의 내벽 모서리부에 응력 완충부를 형성하는 메리트가 상대적으로 커진다.The width of the top of the frame portion is preferably 100 to 6000 μm, 500 to 4500 μm, particularly 1000 to 3000 μm. If the width of the top of the frame is too narrow, deformation or cracks are likely to occur when the precursor of the package base is fired and sintered. On the other hand, when the width of the top of the frame portion is too wide, the effective area functioning as a device becomes small. In addition, as the width of the top of the frame is narrower, dents or cracks are more likely to occur at the edge of the inner wall of the frame when the precursor of the package base is fired and sintered. get bigger

패키지 기체의 프레임부의 높이, 즉 패키지 기체로부터 기부의 두께를 뺀 높이는 바람직하게는 200~4000㎛, 특히 500~3000㎛이다. 이렇게 하면 내부 소자를 적정하게 수용하면서 기밀 패키지의 박형화를 도모하기 쉬워진다.The height of the frame portion of the package base, that is, the height obtained by subtracting the thickness of the base from the package base, is preferably 200 to 4000 µm, particularly 500 to 3000 µm. In this way, it becomes easy to achieve thickness reduction of an airtight package, accommodating an internal element appropriately.

패키지 기체의 기부의 두께는 0.1~6.0㎜, 특히 0.2~4.5㎜가 바람직하다. 이것에 의해 기밀 패키지의 박형화를 도모할 수 있다.The thickness of the base of the package base is preferably 0.1 to 6.0 mm, particularly preferably 0.2 to 4.5 mm. Thereby, thickness reduction of an airtight package can be aimed at.

프레임부의 정상부의 표면 거칠기 Ra는 2.0㎛ 미만인 것이 바람직하다. 이 표면 거칠기 Ra가 커지면 레이저 봉착의 정밀도가 저하되기 쉬워진다. 여기에서 「표면 거칠기 Ra」는, 예를 들면 촉침식 또는 비접촉식의 레이저 막후계나 표면 거칠기계에 의해 측정할 수 있다.It is preferable that the surface roughness Ra of the top part of a frame part is less than 2.0 micrometers. When this surface roughness Ra becomes large, the precision of laser sealing will fall easily. Here, "surface roughness Ra" can be measured by, for example, a stylus type or non-contact type laser film thickness meter or surface roughness meter.

패키지 기체는 유리 세라믹, 질화알루미늄, 산화알루미늄 중 어느 하나이거나 또는 이들의 복합 재료(예를 들면, 기부를 질화알루미늄, 프레임부를 유리 세라믹으로 하여 양자를 일체화한 것)인 것이 바람직하다. 유리 세라믹은 그린 시트 적층체의 소성에 의해 제작 가능하기 때문에 형상의 자유도가 높아져 패키지 기체의 내벽 모서리부에 응력 완충부를 형성하기 쉽다는 이점을 갖는다. 질화알루미늄과 산화알루미늄은 방열성이 양호하기 때문에 기밀 패키지가 과도하게 온도 상승하는 사태를 적정하게 방지할 수 있다.It is preferable that the package base is any one of glass ceramic, aluminum nitride, and aluminum oxide, or a composite material thereof (for example, one in which the base is made of aluminum nitride and the frame is made of glass ceramic and both are integrated). Since the glass ceramic can be manufactured by firing the green sheet laminate, the degree of freedom in shape is increased, and thus it is easy to form the stress buffer portion at the edge of the inner wall of the package body. Since aluminum nitride and aluminum oxide have good heat dissipation properties, it is possible to appropriately prevent a situation in which the temperature of the hermetic package excessively rises.

유리 세라믹, 질화알루미늄, 산화알루미늄은 흑색 안료가 분산되어 있는(흑색 안료가 분산된 상태로 소성, 소결되어 이루어진다) 것이 바람직하다. 이렇게 하면 패키지 기체가 봉착 재료층을 투과한 레이저광을 흡수할 수 있다. 그 결과, 레이저 봉착 시에 패키지 기체의 봉착 재료층과 접촉하는 개소가 가열되기 때문에 봉착 재료층과 패키지 기체의 프레임부의 정상부의 계면에서 반응층의 형성을 촉진할 수 있다.Glass ceramics, aluminum nitride, and aluminum oxide are preferably those in which a black pigment is dispersed (it is formed by firing and sintering in a state in which the black pigment is dispersed). In this way, the package base can absorb the laser light passing through the sealing material layer. As a result, since the portion in contact with the sealing material layer of the package body is heated during laser sealing, the formation of the reaction layer at the interface between the sealing material layer and the top of the frame portion of the package body can be promoted.

흑색 안료가 분산되어 있는 패키지 기체는 조사해야 할 레이저광을 흡수하는 성질을 갖는 것, 즉 두께 0.5㎜, 조사해야 할 레이저광의 파장(808㎚)에 있어서의 전체 광선 투과율이 10% 이하(바람직하게는 5% 이하)인 것이 바람직하다. 이렇게 하면 패키지 기체와 봉착 재료층의 프레임부의 정상부의 계면에서 봉착 재료층의 온도가 올라가기 쉬워진다.The package base in which the black pigment is dispersed has a property of absorbing the laser light to be irradiated, that is, the total light transmittance at a thickness of 0.5 mm and the wavelength (808 nm) of the laser light to be irradiated is 10% or less (preferably is 5% or less). In this way, the temperature of the sealing material layer tends to rise at the interface between the package base and the top of the frame portion of the sealing material layer.

본 발명의 기밀 패키지는 상기와 같이 패키지 기체의 프레임부의 정상부와 유리 덮개 사이에 봉착 재료층이 배치되어 있는 기밀 패키지로서, 당해 패키지 기체가 상기 패키지 기체인 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 기밀 패키지에 대해서 상세하게 설명한다.The hermetic package of the present invention is an hermetic package in which a sealing material layer is disposed between the top of the frame portion of the package body and the glass lid as described above, and the package body is the package body. Hereinafter, the hermetic package of this invention is demonstrated in detail.

패키지 기체는 상기 실시형태가 적합하며, 여기에서는 편의상 중복 부분의 기재를 생략한다.The above embodiment is suitable for the package base, and description of overlapping portions is omitted here for convenience.

유리 덮개로서 여러 가지의 유리가 사용 가능하다. 예를 들면, 무알칼리 유리, 알칼리붕규산 유리, 소다석회 유리가 사용 가능하다. 또한, 유리 덮개는 복수 장의 유리판을 접합한 적층 유리이어도 좋다.Various types of glass can be used as the glass cover. For example, alkali-free glass, alkali borosilicate glass, and soda-lime glass can be used. Moreover, the laminated glass which laminated|stacked the glass plate of several sheets may be sufficient as a glass cover.

유리 덮개의 내부 소자측의 표면에 기능막을 형성해도 좋고, 유리 덮개의 외측의 표면에 기능막을 형성해도 좋다. 특히, 기능막으로서 반사 방지막이 바람직하다. 이것에 의해 유리 덮개의 표면에서 반사되는 광을 저감할 수 있다.A functional film may be formed on the surface of the inner element side of a glass lid, and a functional film may be formed in the surface of the outer side of a glass lid. In particular, an antireflection film is preferable as the functional film. Thereby, the light reflected by the surface of a glass cover can be reduced.

유리 덮개의 두께는 바람직하게는 0.1㎜ 이상, 0.15~2.0㎜, 특히 0.2~1.0㎜이다. 유리 덮개의 두께가 작으면 기밀 패키지의 강도가 저하되기 쉬워진다. 한편, 유리 덮개의 두께가 크면 기밀 패키지의 박형화를 도모하기 어려워진다.The thickness of the glass cover is preferably 0.1 mm or more, 0.15-2.0 mm, and particularly 0.2-1.0 mm. When the thickness of a glass cover is small, the intensity|strength of an airtight package will fall easily. On the other hand, when the thickness of a glass cover is large, it will become difficult to achieve thickness reduction of an airtight package.

유리 덮개와 봉착 재료층의 열팽창 계수 차는 50×10-7/℃ 미만, 40×10-7/℃ 미만, 특히 30×10-7/℃ 이하가 바람직하다. 이 열팽창 계수 차가 지나치게 크면 봉착 부분에 잔류하는 응력이 부당하게 높아져 기밀 패키지의 기밀 신뢰성이 저하되기 쉬워진다.The difference in the coefficient of thermal expansion between the glass cover and the sealing material layer is preferably less than 50×10 -7 /°C, less than 40×10 -7 /°C, and particularly preferably 30×10 -7 /°C or less. When this difference in thermal expansion coefficient is too large, the stress remaining in a sealing part will become high unreasonably, and it will become easy to fall the airtight reliability of an airtight package.

봉착 재료층은 레이저 봉착 시에 연화 변형되고, 패키지 기체의 표층에 반응층을 형성하여 패키지 기체와 유리 덮개를 기밀 일체화하는 기능을 갖고 있다.The sealing material layer is softened and deformed at the time of laser sealing, and has a function of forming a reaction layer on the surface layer of the package substrate to airtightly integrate the package substrate and the glass lid.

봉착 재료층은 프레임부와의 접촉 위치가 프레임부의 정상부의 내측단 가장자리로부터 이간되도록 형성됨과 아울러, 프레임부의 정상부의 외측단 가장자리로부터 이간되도록 형성하는 것이 바람직하고, 프레임부의 정상부의 내측단 가장자리로부터 50㎛ 이상, 60㎛ 이상, 70~2000㎛, 특히 80~1000㎛ 이간된 위치에 형성되는 것이 더 바람직하다. 프레임부의 정상부의 내측단 가장자리와 봉착 재료층의 이간 거리가 지나치게 짧으면 레이저 봉착 시에 국소 가열로 발생한 열이 배출되기 어려워지기 때문에 냉각 과정에서 유리 덮개가 파손되기 쉬워진다. 한편, 프레임부의 정상부의 내측단 가장자리와 봉착 재료층의 이간 거리가 지나치게 길면 기밀 패키지의 소형화가 곤란해진다. 또한, 프레임부의 정상부의 외측단 가장자리로부터 50㎛ 이상, 60㎛ 이상, 70~2000㎛, 특히 80~1000㎛ 이간된 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 프레임부의 정상부의 외측단 가장자리와 봉착 재료층의 이간 거리가 지나치게 짧으면 레이저 봉착 시에 국소 가열로 발생한 열이 배출되기 어려워지기 때문에 냉각 과정에서 유리 덮개가 파손되기 쉬워진다. 한편, 프레임부의 정상부의 외측단 가장자리와 봉착 재료층의 이간 거리가 지나치게 길면 기밀 패키지의 소형화가 곤란해진다.Preferably, the sealing material layer is formed so that the contact position with the frame is spaced apart from the inner edge of the top of the frame, and is spaced apart from the edge of the outer edge of the top of the frame, and 50 from the inner edge of the top of the frame. ㎛ or more, 60㎛ or more, 70 to 2000㎛, more preferably formed in a position spaced apart from 80 to 1000㎛. If the distance between the inner end edge of the top of the frame and the sealing material layer is too short, heat generated by local heating during laser sealing is difficult to be discharged, so that the glass cover is easily damaged in the cooling process. On the other hand, when the distance between the inner end edge of the top of the frame portion and the sealing material layer is too long, it becomes difficult to reduce the size of the hermetic package. Further, it is preferably formed at a position spaced apart from the outer edge of the frame portion by 50 µm or more, 60 µm or more, 70 to 2000 µm, and particularly 80 to 1000 µm. If the distance between the outer edge of the top of the frame and the sealing material layer is too short, heat generated by local heating during laser sealing is difficult to be discharged, so that the glass cover is easily damaged during the cooling process. On the other hand, when the distance between the outer edge of the top of the frame and the sealing material layer is too long, it becomes difficult to reduce the size of the hermetic package.

봉착 재료층은 유리 덮개와의 접촉 위치가 유리 덮개의 끝 가장자리로부터 50㎛ 이상, 60㎛ 이상, 70~1500㎛, 특히 80~800㎛ 이간되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 유리 덮개의 끝 가장자리와 봉착 재료층의 이간 거리가 지나치게 짧으면 레이저 봉착 시에 유리 덮개의 끝 가장자리 영역에 있어서 유리 덮개의 내부 소자측의 표면과 외측의 표면의 표면 온도차가 커져 유리 덮개가 파손되기 쉬워진다.It is preferable that the sealing material layer is formed so that the contact position with the glass cover is 50 µm or more, 60 µm or more, 70 to 1500 µm, particularly 80 to 800 µm, from the edge of the glass cover. If the distance between the edge of the glass cover and the sealing material layer is too short, the temperature difference between the inner element side surface and the outer surface of the glass cover becomes large in the edge region of the glass cover during laser sealing, and the glass cover is easily damaged. lose

봉착 재료층은 프레임부의 정상부의 폭 방향의 중심선 상에 형성되어 있는, 즉 프레임부의 정상부의 중앙 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 레이저 봉착 시에 국소 가열로 발생한 열이 배출되기 쉬워지기 때문에 유리 덮개가 파손되기 어려워진다. 또한, 프레임부의 정상부의 폭이 충분히 클 경우에는 프레임부의 정상부의 폭 방향의 중심선 상에 봉착 재료층을 형성하지 않아도 좋다.It is preferable that the sealing material layer is formed on the center line in the width direction of the top of the frame portion, that is, it is formed in the central region of the top of the frame portion. In this way, since heat generated by local heating during laser sealing is easily discharged, the glass cover is less likely to be damaged. In addition, when the width of the top of the frame portion is sufficiently large, it is not necessary to form the sealing material layer on the center line in the width direction of the top of the frame portion.

봉착 재료층의 평균 두께는 바람직하게는 8.0㎛ 미만, 특히 1.0㎛ 이상이며 또한 6.0㎛ 미만이다. 봉착 재료층의 평균 두께가 작을수록 봉착 재료층과 유리 덮개의 열팽창 계수가 부정합일 때에 레이저 봉착 후에 봉착 부분에 잔류하는 응력을 저감할 수 있다. 또한, 레이저 봉착의 정밀도를 높일 수도 있다. 또한, 상기와 같이 봉착 재료층의 평균 두께를 규제하는 방법으로서는 복합 분말 페이스트를 얇게 도포하는 방법, 봉착 재료층의 표면을 연마 처리하는 방법을 들 수 있다.The average thickness of the sealing material layer is preferably less than 8.0 mu m, in particular not less than 1.0 mu m, and less than 6.0 mu m. As the average thickness of the sealing material layer is smaller, the stress remaining in the sealing portion after laser sealing can be reduced when the thermal expansion coefficients of the sealing material layer and the glass lid are mismatched. In addition, it is also possible to increase the precision of laser sealing. In addition, as a method of regulating the average thickness of the sealing material layer as described above, a method of thinly coating a composite powder paste and a method of polishing the surface of the sealing material layer are exemplified.

봉착 재료층의 평균 폭은 바람직하게는 1㎛ 이상이며 또한 2000㎛ 이하, 10㎛ 이상이며 또한 1000㎛ 이하, 50㎛ 이상이며 또한 800㎛ 이하, 특히 100㎛ 이상이며 또한 600㎛ 이하이다. 봉착 재료층의 평균 폭을 좁게 하면 봉착 재료층을 프레임부의 끝 가장자리로부터 이간시키기 쉬워지기 때문에 레이저 봉착 후에 봉착 부분에 잔류하는 응력을 저감하기 쉬워진다. 또한, 패키지 기체의 프레임부의 폭을 좁게 할 수 있고, 디바이스로서 기능하는 유효 면적을 확대할 수 있다. 한편, 봉착 재료층의 평균 폭이 지나치게 좁으면, 봉착 재료층에 큰 전단 응력이 가해지면 봉착 재료층이 벌크 파괴되기 쉬워진다. 또한, 레이저 봉착의 정밀도가 저하되기 쉬워진다.The average width of the sealing material layer is preferably 1 µm or more, 2000 µm or less, 10 µm or more, 1000 µm or less, 50 µm or more, and 800 µm or less, particularly 100 µm or more, and 600 µm or less. When the average width of the sealing material layer is narrowed, the sealing material layer is easily separated from the edge of the frame portion, so that it is easy to reduce the stress remaining in the sealing portion after laser sealing. In addition, the width of the frame portion of the package body can be narrowed, and the effective area functioning as a device can be enlarged. On the other hand, if the average width of the sealing material layer is too narrow, bulk fracture of the sealing material layer is likely to be applied when a large shear stress is applied to the sealing material layer. In addition, the accuracy of laser sealing tends to decrease.

봉착 재료층의 표면 거칠기 Ra는 바람직하게는 0.5㎛ 미만, 0.2㎛ 이하, 특히 0.01~0.15㎛이다. 또한, 봉착 재료층의 표면 거칠기 RMS는 바람직하게는 1.0㎛ 미만, 0.5㎛ 이하, 특히 0.05~0.3㎛이다. 이렇게 하면 패키지 기체와 봉착 재료층의 밀착성이 향상하고, 레이저 봉착의 정밀도가 향상한다. 여기에서 「표면 거칠기 RMS」는, 예를 들면 촉침식 또는 비접촉식의 레이저 막후계나 표면 거칠기계에 의해 측정할 수 있다. 또한, 상기와 같이 봉착 재료층의 표면 거칠기 Ra, RMS를 규제하는 방법으로서는 봉착 재료층의 표면을 연마 처리하는 방법, 내화성 필러 분말의 입도를 작게 하는 방법을 들 수 있다.The surface roughness Ra of the sealing material layer is preferably less than 0.5 mu m, 0.2 mu m or less, particularly 0.01 to 0.15 mu m. Further, the surface roughness RMS of the sealing material layer is preferably less than 1.0 µm, 0.5 µm or less, particularly 0.05 to 0.3 µm. In this way, the adhesion between the package base and the sealing material layer is improved, and the precision of laser sealing is improved. Here, "surface roughness RMS" can be measured by, for example, a stylus type or non-contact type laser film thickness meter or a surface roughness meter. In addition, as a method of regulating the surface roughness Ra and RMS of the sealing material layer as described above, a method of polishing the surface of the sealing material layer and a method of reducing the particle size of the refractory filler powder are exemplified.

봉착 재료층은 적어도 유리 분말과 내화성 필러 분말을 포함하는 복합 분말의 소결체로 이루어지는 것이 바람직하다. 유리 분말은 레이저 봉착 시에 연화 변형되어 패키지 기체와 유리 덮개를 기밀 일체화하는 성분이다. 내화성 필러 분말은 골재로서 작용하고, 봉착 재료의 열팽창 계수를 저하시키면서 기계적 강도를 높이는 성분이다. 또한, 봉착 재료층에는 유리 분말과 내화성 필러 분말 이외에도 광흡수 특성을 높이기 위해서 레이저 흡수재를 포함하고 있어도 좋다.The sealing material layer is preferably formed of a sintered body of a composite powder including at least a glass powder and a refractory filler powder. The glass powder is a component that is softened and deformed during laser sealing to airtightly integrate the package body and the glass cover. The refractory filler powder acts as an aggregate and is a component that increases mechanical strength while lowering the thermal expansion coefficient of the sealing material. In addition to the glass powder and the refractory filler powder, the sealing material layer may contain a laser absorbing material in order to improve light absorption characteristics.

복합 분말로서 여러 가지의 재료가 사용 가능하다. 그 중에서도 봉착 강도를 높이는 관점으로부터 비스무트계 유리 분말과 내화성 필러 분말을 포함하는 복합 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 복합 분말로서 55~95체적%의 비스무트계 유리 분말과 5~45체적%의 내화성 필러 분말을 함유하는 복합 분말을 사용하는 것이 바람직하고, 60~85체적%의 비스무트계 유리 분말과 15~40체적%의 내화성 필러 분말을 함유하는 복합 분말을 사용하는 것이 더 바람직하고, 60~80체적%의 비스무트계 유리 분말과 20~40체적%의 내화성 필러 분말을 함유하는 복합 분말을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 내화성 필러 분말을 첨가하면 봉착 재료층의 열팽창 계수가 유리 덮개와 패키지 기체의 열팽창 계수로 정합하기 쉬워진다. 그 결과, 레이저 봉착 후에 봉착 부분에 부당한 응력이 잔류하는 사태를 방지하기 쉬워진다. 한편, 내화성 필러 분말의 함유량이 지나치게 많으면 유리 분말의 함유량이 상대적으로 적어지기 때문에 봉착 재료층의 표면 평활성이 저하되고, 레이저 봉착의 정밀도가 저하되기 쉬워진다.Various materials can be used as the composite powder. Among them, it is preferable to use a composite powder containing a bismuth-based glass powder and a refractory filler powder from the viewpoint of increasing the sealing strength. As the composite powder, it is preferable to use a composite powder containing 55 to 95% by volume of bismuth-based glass powder and 5 to 45% by volume of refractory filler powder, and 60 to 85% by volume of bismuth-based glass powder and 15 to 40% by volume. It is more preferred to use a composite powder containing . When the refractory filler powder is added, it becomes easy to match the thermal expansion coefficient of the sealing material layer to the thermal expansion coefficient of the glass lid and the package base. As a result, it is easy to prevent a situation in which unreasonable stress remains in the sealed portion after laser sealing. On the other hand, when the content of the refractory filler powder is too large, the content of the glass powder is relatively small, so that the surface smoothness of the sealing material layer is lowered, and the precision of laser sealing is easily lowered.

복합 분말의 연화점은 바람직하게는 510℃ 이하, 480℃ 이하, 특히 450℃ 이하이다. 복합 분말의 연화점이 지나치게 높으면 봉착 재료층의 표면 평활성을 높이기 어려워진다. 복합 분말의 연화점의 하한은 특별히 설정되지 않지만, 유리 분말의 열적 안정성을 고려하면 복합 분말의 연화점은 350℃ 이상이 바람직하다. 여기에서 「연화점」은 매크로형 DTA 장치로 측정했을 때의 제 4 변곡점이며, 도 4 중 Ts에 상당한다.The softening point of the composite powder is preferably 510°C or less, 480°C or less, in particular 450°C or less. When the softening point of the composite powder is too high, it becomes 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, a "softening point" is a 4th inflection point at the time of measuring with a macro-type DTA apparatus, and it corresponds to Ts in FIG.

비스무트계 유리는 유리 조성으로서 ㏖%로 Bi2O3 28~60%, B2O3 15~37%, ZnO 1~30% 함유하는 것이 바람직하다. 각 성분의 함유 범위를 상기와 같이 한정한 이유를 이하에 설명한다. 또한, 유리 조성 범위의 설명에 있어서 % 표시는 ㏖%를 가리킨다.The bismuth-based glass preferably contains 28 to 60% of Bi 2 O 3 , 15 to 37% of B 2 O 3 , and 1 to 30% of ZnO in mol% as a glass composition. The reason for limiting the content range of each component as mentioned above is demonstrated below. In addition, in description of a glass composition range, % indication points out mol%.

Bi2O3는 연화점을 저하시키기 위한 주요 성분이다. Bi2O3의 함유량은 바람직하게는 28~60%, 33~55%, 특히 35~45%이다. Bi2O3의 함유량이 지나치게 적으면 연화점이 지나치게 높아져서 연화 유동성이 저하되기 쉬워진다. 한편, Bi2O3의 함유량이 지나치게 많으면 레이저 봉착 시에 유리가 실투되기 쉬워지고, 이 실투에 기인하여 연화 유동성이 저하되기 쉬워진다.Bi 2 O 3 is a main component for lowering the softening point. The content of Bi 2 O 3 is preferably 28 to 60%, 33 to 55%, and particularly 35 to 45%. When there is too little content of Bi2O3, a softening point becomes high too much, and softening fluidity|liquidity will fall easily. On the other hand, when there is too much content of Bi2O3, it will become easy to devitrify glass at the time of laser sealing, and it originates in this devitrification and softening fluidity|liquidity will fall easily.

B2O3는 유리 형성 성분으로서 필수 성분이다. B2O3의 함유량은 바람직하게는 15~37%, 19~33%, 특히 22~30%이다. B2O3의 함유량이 지나치게 적으면 유리 네트워크가 형성되기 어려워지기 때문에 레이저 봉착 시에 유리가 실투되기 쉬워진다. 한편, B2O3의 함유량이 지나치게 많으면 유리의 점성이 높아져 연화 유동성이 저하되기 쉬워진다.B 2 O 3 is an essential component as a glass-forming component. The content of B 2 O 3 is preferably 15 to 37%, 19 to 33%, particularly 22 to 30%. When there is too little content of B2O3 , since a glass network becomes difficult to form, it becomes easy to devitrify glass at the time of laser sealing. On the other hand, when there is too much content of B2O3 , the viscosity of glass will become high and softening fluidity will fall easily.

ZnO는 내실투성을 높이는 성분이다. ZnO의 함유량은 바람직하게는 1~30%, 3~25%, 5~22%, 특히 5~20%이다. ZnO의 함유량이 상기 범위 외가 되면 유리 조성의 성분 밸런스가 무너져 도리어 내실투성이 저하되기 쉬워진다.ZnO is a component which improves devitrification resistance. The content of ZnO is preferably 1 to 30%, 3 to 25%, 5 to 22%, particularly 5 to 20%. When content of ZnO becomes outside the said range, the component balance of a glass composition will crumble, and devitrification resistance will fall easily on the contrary.

상기 성분 이외에도, 예를 들면 이하의 성분을 첨가해도 좋다.In addition to the above components, for example, the following components may be added.

SiO2는 내수성을 높이는 성분이다. SiO2의 함유량은 바람직하게는 0~5%, 0~3%, 0~2%, 특히 0~1%이다. SiO2의 함유량이 지나치게 많으면 연화점이 부당하게 상승할 우려가 있다. 또한, 레이저 봉착 시에 유리가 실투되기 쉬워진다.SiO2 is a component which improves water resistance. The content of SiO 2 is preferably 0 to 5%, 0 to 3%, 0 to 2%, and particularly 0 to 1%. When there is too much content of SiO2, there exists a possibility that a softening point may rise unreasonably. In addition, the glass tends to be devitrified at the time of laser sealing.

Al2O3는 내수성을 높이는 성분이다. Al2O3의 함유량은 0~10%, 0.1~5%, 특히 0.5~3%가 바람직하다. Al2O3의 함유량이 지나치게 많으면 연화점이 부당하게 상승할 우려가 있다.Al 2 O 3 is a component that improves water resistance. The content of Al 2 O 3 is preferably 0 to 10%, 0.1 to 5%, and particularly preferably 0.5 to 3%. When there is too much content of Al2O3 , there exists a possibility that a softening point may rise unreasonably.

Li2O, Na2O, 및 K2O는 내실투성을 저하시키는 성분이다. 따라서, Li2O, Na2O, 및 K2O의 함유량은 각각 0~5%, 0~3%, 특히 0~1% 미만이 바람직하다.Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are components that reduce devitrification resistance. Accordingly, the contents of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are preferably 0 to 5%, 0 to 3%, and particularly preferably less than 0 to 1%, respectively.

MgO, CaO, SrO, 및 BaO는 내실투성을 높이는 성분이지만 연화점을 상승시키는 성분이다. 따라서, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 함유량은 각각 0~20%, 0~10%, 특히 0~5%가 바람직하다.MgO, CaO, SrO, and BaO are components which increase devitrification resistance, but are components which raise a softening point. Therefore, the content of MgO, CaO, SrO, and BaO is preferably 0 to 20%, 0 to 10%, and particularly preferably 0 to 5%, respectively.

비스무트계 유리의 연화점을 내리기 위해서는 유리 조성 중에 Bi2O3를 다량으로 도입할 필요가 있지만 Bi2O3의 함유량을 증가시키면 레이저 봉착 시에 유리가 실투되기 쉬워지고, 이 실투에 기인하여 연화 유동성이 저하되기 쉬워진다. 특히, Bi2O3의 함유량이 30% 이상이 되면 그 경향이 현저해진다. 이 대책으로서 CuO를 첨가하면 Bi2O3의 함유량이 30% 이상이어도 내실투성의 저하를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, CuO를 첨가하면 레이저 봉착 시의 레이저 흡수 특성을 높일 수 있다. CuO의 함유량은 바람직하게는 0~40%, 1~40%, 5~35%, 10~30%, 특히 13~25%이다. CuO의 함유량이 지나치게 많으면 유리 조성의 성분 밸런스가 손상되어 도리어 내실투성이 저하되기 쉬워진다. 또한, 봉착 재료층의 전체 광선 투과율이 지나치게 낮아져서 패키지 기체와 봉착 재료층의 경계 영역을 국소 가열하기 어려워진다.In order to lower the softening point of bismuth-based glass, it is necessary to introduce a large amount of Bi 2 O 3 into the glass composition, but if the content of Bi 2 O 3 is increased, the glass tends to devitrify during laser sealing, and due to this devitrification, softening fluidity It becomes easy to fall. In particular, when the content of Bi 2 O 3 is 30% or more, the tendency becomes remarkable. When CuO is added as this countermeasure, the fall of devitrification resistance can be suppressed effectively even if content of Bi2O3 is 30 % or more. In addition, the addition of CuO can enhance the laser absorption characteristics at the time of laser encapsulation. The content of CuO is preferably 0 to 40%, 1 to 40%, 5 to 35%, 10 to 30%, and 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 on the contrary. In addition, the total light transmittance of the sealing material layer becomes too low, making it difficult to locally heat the boundary region between the package base and the sealing material layer.

Fe2O3는 내실투성과 레이저 흡수 특성을 높이는 성분이다. Fe2O3의 함유량은 바람직하게는 0~10%, 0.1~5%, 특히 0.4~2%이다. Fe2O3의 함유량이 지나치게 많으면 유리 조성의 성분 밸런스가 무너져 도리어 내실투성이 저하되기 쉬워진다.Fe 2 O 3 is a component that improves devitrification resistance and laser absorption characteristics. The content of Fe 2 O 3 is preferably 0 to 10%, 0.1 to 5%, and particularly 0.4 to 2%. When there is too much content of Fe2O3, the component balance of a glass composition will collapse, and devitrification resistance will fall easily on the contrary.

MnO는 레이저 흡수 특성을 높이는 성분이다. MnO의 함유량은 바람직하게는 0~25%, 특히 5~15%이다. MnO의 함유량이 지나치게 많으면 내실투성이 저하되기 쉬워진다.MnO is a component that enhances laser absorption characteristics. The content of MnO is preferably 0 to 25%, particularly 5 to 15%. When there is too much content of MnO, devitrification resistance will fall easily.

Sb2O3는 내실투성을 높이는 성분이다. Sb2O3의 함유량은 바람직하게는 0~5%, 특히 0~2%이다. Sb2O3의 함유량이 지나치게 많으면 유리 조성의 성분 밸런스가 무너져 도리어 내실투성이 저하되기 쉬워진다. Sb2O3 is a component which improves devitrification resistance. The content of Sb 2 O 3 is preferably 0 to 5%, particularly 0 to 2%. When there is too much content of Sb2O3 , the component balance of a glass composition will collapse, and devitrification resistance will fall easily on the contrary.

유리 분말의 평균 입경 D50은 바람직하게는 15㎛ 미만, 0.5~10㎛, 특히 1~5㎛이다. 유리 분말의 평균 입경 D50이 작을수록 유리 분말의 연화점이 저하된다. 여기에서 「평균 입경 D50」은 레이저 회절법에 의해 체적 기준으로 측정한 값을 가리킨다.The average particle diameter D 50 of the glass powder is preferably less than 15 µm, 0.5 to 10 µm, and particularly 1 to 5 µm. The softening point of a glass powder falls, so that average particle diameter D50 of a glass powder is small. Here, "average particle diameter D50" refers to the value measured on a volume basis by the laser diffraction method.

내화성 필러 분말로서 코디어라이트, 지르콘, 산화주석, 산화니오브, 인산 지르코늄계 세라믹, 윌레마이트, β-유클립타이트, β-석영 고용체로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상이 바람직하며, 특히 β-유클립타이트 또는 코디어라이트가 바람직하다. 이들 내화성 필러 분말은 열팽창 계수가 낮은 것에 추가하여 기계적 강도가 높고, 또한 비스무트계 유리와의 적합성이 양호하다.As the refractory filler powder, one or more selected from cordierite, zircon, tin oxide, niobium oxide, zirconium phosphate ceramics, willemite, β-eucliptite, and β-quartz solid solution is preferable, and in particular, β- Eucliptite or cordierite is preferred. These refractory filler powders have a high mechanical strength in addition to a low coefficient of thermal expansion, and have good compatibility with bismuth-based glass.

내화성 필러 분말의 평균 입경 D50은 바람직하게는 2㎛ 미만, 특히 0.1㎛ 이상이며 또한 1.5㎛ 미만이다. 내화성 필러 분말의 평균 입경 D50이 지나치게 크면 봉착 재료층의 표면 평활성이 저하되기 쉬워짐과 아울러, 봉착 재료층의 평균 두께가 커지기 쉽고, 결과적으로 레이저 봉착의 정밀도가 저하되기 쉬워진다.The average particle diameter D 50 of the refractory filler powder is preferably less than 2 µm, particularly 0.1 µm or more, and less than 1.5 µm. If the average particle diameter D 50 of the refractory filler powder is too large, the surface smoothness of the sealing material layer tends to decrease, and the average thickness of the sealing material layer tends to increase, and consequently, the laser sealing accuracy tends to decrease.

내화성 필러 분말의 99% 입경 D99는 바람직하게는 5㎛ 미만, 4㎛ 이하, 특히 0.3㎛ 이상이며 또한 3㎛ 이하이다. 내화성 필러 분말의 99% 입경 D99가 지나치게 크면 봉착 재료층의 표면 평활성이 저하되기 쉬워짐과 아울러, 봉착 재료층의 평균 두께가 커지기 쉽고, 결과적으로 레이저 봉착의 정밀도가 저하되기 쉬워진다. 여기에서 「99% 입경 D99」는 레이저 회절법에 의해 체적 기준으로 측정한 값을 가리킨다.The 99% particle size D 99 of the refractory filler powder is preferably less than 5 μm, 4 μm or less, particularly 0.3 μm or more, and 3 μm or less. If the 99% particle diameter D 99 of the refractory filler powder is too large, the surface smoothness of the sealing material layer tends to decrease, and the average thickness of the sealing material layer tends to increase, and as a result, the accuracy of laser sealing tends to decrease. Here, "99% particle size D 99 " refers to a value measured on a volume basis by laser diffraction method.

봉착 재료층은 광흡수 특성을 높이기 위해서 추가로 레이저 흡수재를 포함해도 좋지만, 레이저 흡수재는 비스무트계 유리의 실투를 조장하는 작용을 갖는다. 따라서, 봉착 재료층 중의 레이저 흡수재의 함유량은 바람직하게는 15체적% 이하, 10체적% 이하, 5체적% 이하, 1체적% 이하, 0.5체적% 이하, 특히 실질적으로 함유하지 않는 것(0.1체적% 이하)이 바람직하다. 비스무트계 유리의 내실투성이 양호할 경우에는 레이저 흡수 특성을 높이기 위해서 레이저 흡수재를 1체적% 이상, 특히 3체적% 이상 도입해도 좋다. 또한, 레이저 흡수재로서 Cu계 산화물, Fe계 산화물, Cr계 산화물, Mn계 산화물, 및 이들의 스피넬형 복합 산화물 등이 사용 가능하다.The sealing material layer may further contain a laser absorber in order to enhance light absorption characteristics, but the laser absorber has an action of promoting devitrification of the bismuth-based glass. Therefore, the content of the laser absorbing material in the sealing material layer is preferably 15% by volume or less, 10% by volume or less, 5% by volume or less, 1% by volume or less, 0.5% by volume or less, particularly substantially free (0.1% by volume). hereinafter) is preferred. When the devitrification resistance of the bismuth-based glass is good, the laser absorbing material may be introduced in an amount of 1% by volume or more, particularly 3% by volume or more, in order to improve the laser absorption characteristics. In addition, Cu-based oxides, Fe-based oxides, Cr-based oxides, Mn-based oxides, and spinel-type composite oxides thereof can be used as the laser absorber.

봉착 재료층의 열팽창 계수는 바람직하게는 55×10-7~95×10-7/℃, 60×10-7~82×10-7/℃, 특히 65×10-7~76×10-7/℃이다. 이렇게 하면 봉착 재료층의 열팽창 계수가 유리 덮개나 패키지 기체의 열팽창 계수에 정합하여 전단 응력에 의해 봉착 재료층이 벌크 파괴되기 어려워진다. 또한, 「열팽창 계수」는 30~300℃의 온도 범위에 있어서 TMA(압봉식 열팽창 계수 측정) 장치로 측정한 값이다.The thermal expansion coefficient of the sealing material layer is preferably 55×10 -7 to 95×10 -7 /°C, 60×10 -7 to 82×10 -7 /°C, particularly 65×10 -7 to 76×10 -7 /°C. In this way, the thermal expansion coefficient of the sealing material layer matches that of the glass cover or the package base, so that the sealing material layer is less likely to be bulk broken by shear stress. In addition, the "coefficient of thermal expansion" is the value measured with the TMA (press-bar type|mold coefficient of thermal expansion measurement) apparatus in the temperature range of 30-300 degreeC.

봉착 재료층은 여러 가지의 방법에 의해 형성 가능하지만 그 중에서도 복합 분말 페이스트의 도포, 소결에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 복합 분말 페이스트의 도포는 디스펜서나 스크린 인쇄기 등의 도포기를 사용하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 봉착 재료층의 치수 정밀도(봉착 재료층의 폭의 치수 정밀도)를 높일 수 있다. 여기에서 복합 분말 페이스트는 복합 분말과 비이클의 혼합물이다. 그리고 비이클은 통상 용매와 수지를 포함한다. 수지는 페이스트의 점성을 조정할 목적으로 첨가된다. 또한, 필요에 따라서 계면활성제, 증점제 등을 첨가할 수도 있다.Although the sealing material layer can be formed by various methods, it is preferable to form it by application|coating and sintering of a composite powder paste among them. And it is preferable to use an applicator such as a dispenser or a screen printing machine for application of the composite powder paste. In this way, the dimensional accuracy of the sealing material layer (the dimensional accuracy of the width of the sealing material layer) can be increased. Here, the composite powder paste is a mixture of the composite powder and vehicle. And the vehicle usually includes a solvent and a resin. The resin is added for the purpose of adjusting the viscosity of the paste. In addition, if necessary, a surfactant, a thickener, and the like may be added.

복합 분말 페이스트는 통상 3개 롤러 등에 의해 복합 분말과 비이클을 혼련함으로써 제작된다. 비이클은 통상 수지와 용제를 포함한다. 비이클에 사용하는 수지로서 아크릴산 에스테르(아크릴 수지), 에틸셀룰로오스, 폴리에틸렌글리콜 유도체, 니트로셀룰로오스, 폴리메틸스티렌, 폴리에틸렌카보네이트, 폴리프로필렌카보네이트, 메타크릴산 에스테르 등이 사용 가능하다. 비이클에 사용하는 용제로서 N,N'-디메틸포름아미드(DMF), α-테르피네올, 고급 알코올, γ-부틸락톤(γ-BL), 테트랄린, 부틸카르비톨아세테이트, 아세트산 에틸, 아세트산 이소아밀, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 벤질알코올, 톨루엔, 3-메톡시-3-메틸부탄올, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌카보네이트, 디메틸술폭시드(DMSO), N-메틸-2-피롤리돈 등이 사용 가능하다.The composite powder paste is usually produced by kneading the composite powder and the vehicle by means of three rollers or the like. A vehicle usually contains a resin and a solvent. As the resin used for the vehicle, acrylic acid ester (acrylic resin), ethyl cellulose, polyethylene glycol derivative, nitrocellulose, polymethyl styrene, polyethylene carbonate, polypropylene carbonate, methacrylic acid ester, etc. can be used. As a solvent used in the vehicle, N,N'-dimethylformamide (DMF), α-terpineol, higher alcohol, γ-butyllactone (γ-BL), tetralin, butylcarbitol acetate, ethyl acetate, acetic acid Isoamyl, 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 mono Methyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, propylene carbonate, dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone and the like can be used.

복합 분말 페이스트는 패키지 기체의 프레임부의 정상부 상에 도포해도 좋지만, 유리 덮개의 외주단 가장자리 영역을 따라 액자상으로 도포하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 패키지 기체로의 봉착 재료층의 굽기가 불필요해져 심자외(深紫外) LED 소자 등의 내부 소자의 열열화를 억제할 수 있다.The composite powder paste may be applied on the top of the frame portion of the package body, but is preferably applied in a frame shape along the outer peripheral edge region of the glass lid. In this way, baking of the sealing material layer with the package base becomes unnecessary, and thermal deterioration of internal elements such as deep ultraviolet LED elements can be suppressed.

본 발명의 기밀 패키지를 제조하는 방법으로서는 유리 덮개측으로부터 봉착 재료층을 향해서 레이저광을 조사하고, 봉착 재료층을 연화 변형시킴으로써 패키지 기체와 유리 덮개를 기밀 봉착하여 기밀 패키지를 얻는 것이 바람직하다. 이 경우 유리 덮개를 패키지 기체의 하방에 배치해도 좋지만, 레이저 봉착의 효율의 관점으로부터 유리 덮개를 패키지 기체의 상방에 배치하는 것이 바람직하다.As a method for manufacturing the hermetic package of the present invention, it is preferable to hermetically seal the package base 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 to obtain an airtight package. In this case, although the glass lid may be disposed below the package base, it is preferable to arrange the glass lid above the package base from the viewpoint of laser sealing efficiency.

레이저로서 여러 가지의 레이저를 사용할 수 있다. 특히 반도체 레이저, YAG 레이저, CO2 레이저, 엑시머 레이저, 적외 레이저는 취급이 용이한 점에서 바람직하다.Various lasers can be used as the laser. In particular, a semiconductor laser, a YAG laser, a CO2 laser, an excimer laser, and an infrared laser are preferable at the point of handling.

레이저 봉착을 행하는 분위기는 특별히 한정되지 않고, 대기 분위기이어도 좋고, 질소 분위기 등의 불활성 분위기이어도 좋다.The atmosphere in which laser sealing is performed is not specifically limited, An atmospheric atmosphere may be sufficient, and an inert atmosphere, such as a nitrogen atmosphere, may be sufficient.

유리 덮개를 압압한 상태로 레이저 봉착을 행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 레이저 봉착의 강도를 높일 수 있다.It is preferable to perform laser sealing in the state which pressed the glass cover. Thereby, the intensity|strength of laser sealing can be raised.

실시예Example

이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시예는 단순한 예시이다. 본 발명은 이하의 실시예에 조금도 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples. In addition, the following examples are mere examples. The present invention is not limited in any way to the following examples.

최초에 유리 조성으로서 ㏖%로 Bi2O3 39%, B2O3 23.7%, ZnO 14.1%, Al2O3 2.7%, CuO 20%, Fe2O3 0.6%를 함유하도록 각종 산화물, 탄산염 등의 원료를 조합한 유리 배치를 준비하고, 이것을 백금 도가니에 넣어서 1200℃에서 2시간 용융했다. 이어서, 얻어진 용융 유리를 수냉 롤러에 의해 박편상으로 성형했다. 최후에 박편상의 비스무트계 유리를 볼 밀로 분쇄 후 공기 분급하여 비스무트계 유리 분말을 얻었다.Initially, various oxides and carbonates to contain 39% of Bi 2 O 3 , 23.7% of B 2 O 3 , 14.1% of ZnO, 2.7% of Al 2 O 3 , 20% of CuO, and 0.6% of Fe 2 O 3 in mol% as a glass composition. The glass batch which combined raw materials, such as these, was prepared, this was put into a platinum crucible, and it melted at 1200 degreeC for 2 hours. Next, the obtained molten glass was shape|molded into flake shape with the water-cooling roller. Finally, the flaky bismuth-based glass was pulverized with a ball mill and air-classified to obtain a bismuth-based glass powder.

또한, 비스무트계 유리 분말을 90.0질량%, 내화성 필러 분말을 10.0질량%의 비율로 혼합하여 복합 분말을 제작했다. 여기에서 비스무트계 유리 분말의 평균 입경 D50을 1.0㎛, 99% 입경 D99를 2.5㎛로 하고, 내화성 필러 분말의 평균 입경 D50을 1.0㎛, 99% 입경 D99를 2.5㎛로 했다. 또한, 내화성 필러 분말은 β-유클립타이트이다.Furthermore, 90.0 mass % of bismuth-type glass powder and 10.0 mass % of refractory filler powder were mixed in the ratio, and the composite powder was produced. Here, the average particle diameter D 50 of the bismuth-based glass powder was 1.0 μm, and the 99% particle diameter D 99 was 2.5 μm, the average particle diameter D 50 of the refractory filler powder was 1.0 μm, and the 99% particle diameter D 99 was 2.5 μm. Also, the refractory filler powder is β-eucliptite.

얻어진 복합 분말에 대해서 열팽창 계수를 측정한 결과, 그 열팽창 계수는 71×10-7/℃이었다. 또한, 열팽창 계수는 압봉식 TMA 장치로 측정한 것이며, 그 측정 온도 범위는 30~300℃이다.As a result of measuring the coefficient of thermal expansion of the obtained composite powder, the coefficient of thermal expansion was 71 × 10 -7 /°C. In addition, the thermal expansion coefficient is measured with a press-bar type TMA apparatus, and the measurement temperature range is 30-300 degreeC.

또한, 붕규산 유리로 이루어지는 유리 덮개(Nippon Electric Glass Co., Ltd.제 BDA, 30㎜×20㎜×두께 0.2㎜)의 외주단 가장자리를 따라 상기 복합 분말을 사용해서 액자상의 봉착 재료층을 형성했다. 상세하게 설명하면 우선 점도가 약 100Pa·s(25℃, Shear rate: 4)가 되도록 상기 복합 분말, 비이클, 및 용제를 혼련한 후 추가로 3개 롤 밀로 분말이 균일하게 분산될 때까지 혼련해서 페이스트화하여 복합 분말 페이스트를 얻었다. 비이클에는 글리콜에테르계 용제에 에틸셀룰로오스 수지를 용해시킨 것을 사용했다. 이어서, 유리 덮개의 외주단 가장자리를 따라 스크린 인쇄기에 의해 상기 복합 분말 페이스트를 액자상으로 인쇄했다. 또한, 대기 분위기하에서 120℃에서 10분간 건조한 후, 대기 분위기하에서 500℃에서 10분간 소성함으로써 평균 폭 400㎛, 평균 두께 6㎛의 봉착 재료층을 유리 덮개 상에 형성했다.Further, along the outer periphery of a glass cover made of borosilicate glass (BDA manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., 30 mm × 20 mm × thickness 0.2 mm), the composite powder was used to form a frame-like sealing material layer. . In detail, first, the composite powder, vehicle, and solvent are kneaded so that the viscosity is about 100 Pa·s (25°C, Shear rate: 4), and then kneaded with a 3 roll mill until the powder is uniformly dispersed. It was paste-formed, and the composite powder paste was obtained. As the vehicle, an ethyl cellulose resin dissolved in a glycol ether-based solvent was used. Then, along the outer peripheral edge of the glass lid, the composite powder paste was printed in the form of a frame by a screen printing machine. Further, a sealing material layer having an average width of 400 µm and an average thickness of 6 µm was formed on the glass cover by drying at 120° C. for 10 minutes in an atmospheric atmosphere and then baking at 500° C. for 10 minutes in an atmospheric atmosphere.

이어서, 대략 직사각형의 기부와, 당해 기부의 외주를 따라 형성된 대략 액자상의 프레임부를 갖는 패키지 기체를 제작했다. 상세하게 설명하면 외형 30㎜×20㎜, 프레임부의 폭 2.5㎜, 프레임부의 높이 2.5㎜, 기부의 두께 1.0㎜의 치수를 갖는 패키지 기체가 얻어지도록 그린 시트(Nippon Electric Glass Co., Ltd.제 MLB-26B)를 적층, 압착한 후 870℃에서 20분간 소성하여 유리 세라믹으로 이루어지는 패키지 기체를 얻었다. 여기에서 프레임부의 내벽 모서리부에는 평면으로부터 보았을 때 모두 곡률 반경 2㎜의 응력 완충부가 형성되어 있으며, 그 응력 완충부에 패임이나 크랙의 발생은 확인되지 않았다. 또한, 패키지 기체의 프레임부의 정상부의 표면 거칠기 Ra는 0.2㎛이었다.Next, a package base having a substantially rectangular base and a substantially frame-shaped frame portion formed along the outer periphery of the base was produced. In detail, a green sheet (MLB manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) is obtained to obtain a package base having dimensions of 30 mm × 20 mm in outer shape, 2.5 mm in width of the frame, 2.5 mm in height of the frame, and 1.0 mm in thickness of the base. -26B) was laminated and pressed, and then fired at 870° C. for 20 minutes to obtain a package base made of glass ceramic. Here, a stress buffer portion having a curvature radius of 2 mm is formed in all of the corner portions of the inner wall of the frame portion in a plan view, and no dents or cracks were observed in the stress buffer portion. In addition, the surface roughness Ra of the top part of the frame part of a package base|substrate was 0.2 micrometer.

최후에 봉착 재료층을 개재하여 패키지 기체와 유리 덮개를 적층 배치했다. 그 후 압압 지그를 사용해서 유리 덮개를 압압하면서 유리 덮개측으로부터 봉착 재료층을 향해 파장 808㎚, 출력 4W, 조사 지름 φ 0.5㎜의 반도체 레이저를 조사 속도 15㎜/초로 조사하고, 봉착 재료층을 연화 변형시킴으로써 패키지 기체와 유리 덮개를 기밀 일체화하여 기밀 패키지를 얻었다.Finally, the package base and the glass lid were laminated with the sealing material layer interposed therebetween. Then, while pressing the glass cover using a pressing jig, a semiconductor laser having a wavelength of 808 nm, an output of 4 W, and an irradiation diameter of φ 0.5 mm is irradiated from the glass cover side toward the sealing material layer at an irradiation rate of 15 mm/sec, and the sealing material layer is irradiated with By softening and deforming, the package base and the glass cover were hermetically integrated to obtain an hermetic package.

얻어진 기밀 패키지에 대해서 크랙과 기밀 신뢰성을 평가했다. 우선, 광학 현미경으로 봉착 부분과 패키지 기체의 내벽 모서리부를 관찰한 결과, 크랙의 발생은 확인되지 않았다. 이어서, 얻어진 기밀 패키지에 대하여 고온 고습 고압 시험: HAST 시험(Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress test)을 행한 후 봉착 재료층의 근방을 관찰한 결과 변질, 크랙, 박리 등이 전혀 확인되지 않았다. 또한, HAST 시험의 조건은 121℃, 습도 100%, 2atm, 24시간이다.Cracks and hermetic reliability were evaluated for the obtained hermetic package. First, as a result of observing the sealing portion and the edge portion of the inner wall of the package body with an optical microscope, the occurrence of cracks was not confirmed. Then, after performing a high-temperature, high-humidity and high-pressure test: HAST test (Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress test) on the obtained airtight package, the vicinity of the sealing material layer was observed. As a result, deterioration, cracks, peeling, etc. were not confirmed at all. In addition, the conditions of a HAST test are 121 degreeC, 100% of humidity, 2 atm, and 24 hours.

(산업상 이용가능성)(industrial applicability)

본 발명의 패키지 기체는 센서 소자 등의 내부 소자가 실장된 기밀 패키지에 적합하게 적용 가능하지만, 그 이외에도 심자외 LED 소자, 압전 진동 소자, 수지 중에 양자 도트를 분산시킨 파장 변환 소자 등을 수용하는 기밀 패키지 등에도 적합하게 적용 가능하다.The package base of the present invention can be suitably applied to an airtight package in which internal elements such as a sensor element are mounted, but in addition to that, a deep ultraviolet LED element, a piezoelectric vibration element, a wavelength conversion element in which quantum dots are dispersed in a resin, etc. It can be suitably applied to packages, etc.

1, 10, 20, 31: 패키지 기체 2, 11, 21, 33: 기부
3, 12, 22, 34: 프레임부 4, 13, 23: 내벽 모서리부
5, 15, 25: 외벽 모서리부 6: 크랙
14, 24: 응력 완충부 30: 기밀 패키지
32: 유리 덮개 35: 내부 소자
36: 봉착 재료층 L: 레이저광
1, 10, 20, 31: package gas 2, 11, 21, 33: donation
3, 12, 22, 34: frame portion 4, 13, 23: inner wall corner portion
5, 15, 25: outer wall edge part 6: crack
14, 24: stress buffer 30: airtight package
32: glass cover 35: internal element
36: sealing material layer L: laser beam

Claims (7)

직사각형의 기부와, 당해 기부의 외주를 따라 형성된 액자상의 프레임부를 갖고, 당해 프레임부의 내벽 모서리부의 전부 또는 일부에 응력 완충부를 갖는 패키지 기체와,
상기 패키지 기체의 프레임부의 정상부와 유리 덮개 사이에 적어도 유리 분말과 평균 입경 D50이 2㎛ 미만인 내화성 필러 분말을 포함하는 복합 분말의 소결체로 이루어지는 봉착 재료층을 갖는 것을 특징으로 하는 기밀 패키지.
A package body comprising: a rectangular base; a frame part formed along the outer periphery of the base part;
A sealing material layer comprising at least a glass powder and a sintered body of a composite powder comprising a refractory filler powder having an average particle diameter D 50 of less than 2 μm is provided between the top of the frame portion of the package body and the glass lid.
제 1 항에 있어서,
프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 응력 완충부가 원호상인 것을 특징으로 하는 기밀 패키지.
The method of claim 1,
An airtight package characterized in that the stress buffer portion has an arc shape when viewed from the top of the frame portion.
제 1 항에 있어서,
프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 응력 완충부가 직선상이며, 또한 당해 응력 완충부와 인접하는 내벽이 이루는 각도가 100°~160°인 것을 특징으로 하는 기밀 패키지.
The method of claim 1,
An airtight package, characterized in that the stress buffer portion is linear when viewed from the top of the frame portion, and the angle between the stress buffer portion and the adjacent inner wall is 100° to 160°.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 프레임부의 외벽 모서리부가 모따기되어 있지 않는 것을 특징으로 하는 기밀 패키지.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
An airtight package characterized in that the edge portion of the outer wall of the frame portion is not chamfered when viewed from the top side of the frame portion.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
패키지 기체가 유리 세라믹, 질화알루미늄, 산화알루미늄 중 어느 하나이거나 또는 이들의 복합 재료인 것을 특징으로 하는 기밀 패키지.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Airtight package, characterized in that the package base is any one of glass ceramic, aluminum nitride, aluminum oxide, or a composite material thereof.
삭제delete 제 5 항에 있어서,
봉착 재료층의 평균 두께가 8.0㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 기밀 패키지.
6. The method of claim 5,
An airtight package, characterized in that the average thickness of the sealing material layer is less than 8.0 μm.
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