KR20190022448A - 기밀 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents

기밀 패키지 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190022448A
KR20190022448A KR1020187027050A KR20187027050A KR20190022448A KR 20190022448 A KR20190022448 A KR 20190022448A KR 1020187027050 A KR1020187027050 A KR 1020187027050A KR 20187027050 A KR20187027050 A KR 20187027050A KR 20190022448 A KR20190022448 A KR 20190022448A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sealing material
material layer
container
glass
frame portion
Prior art date
Application number
KR1020187027050A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102556591B1 (ko
Inventor
다쿠지 오카
고이치 야부우치
도루 시라가미
Original Assignee
니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 filed Critical 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
Publication of KR20190022448A publication Critical patent/KR20190022448A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102556591B1 publication Critical patent/KR102556591B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/10—Containers; Seals characterised by the material or arrangement of seals between parts, e.g. between cap and base of the container or between leads and walls of the container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/291—Oxides or nitrides or carbides, e.g. ceramics, glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4803—Insulating or insulated parts, e.g. mountings, containers, diamond heatsinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/06—Containers; Seals characterised by the material of the container or its electrical properties
    • H01L23/08—Containers; Seals characterised by the material of the container or its electrical properties the material being an electrical insulator, e.g. glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2924/161—Cap
    • H01L2924/1615—Shape
    • H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/005—Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

봉착 재료층과 용기의 접합 강도를 높일 수 있는 기밀 패키지 및 그 제조 방법을 제공한다. 프레임부 (3) 를 갖는 용기 (2) 와, 프레임부 (3) 상에 배치되고, 용기 (2) 를 봉지하는 유리 덮개 (4) 와, 프레임부 (3) 와 유리 덮개 (4) 사이에 배치되고, 유리 덮개 (4) 와 용기 (2) 를 접합하는 봉착 재료층 (5) 을 구비한 기밀 패키지 (1) 에 있어서, 봉착 재료층 (5) 에 있어서, 봉착 재료층 (5) 과 용기 (2) 의 접합면 (5b) 이, 봉착 재료층 (5) 과 유리 덮개 (4) 의 접합면 (5a) 보다 큰 것을 특징으로 하고 있다.

Description

기밀 패키지 및 그 제조 방법
본 발명은, 소자를 탑재하여 봉지하기 위한 기밀 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
LED 등의 소자를 탑재하여 봉지하기 위해서, 기밀 패키지가 사용되고 있다. 이와 같은 기밀 패키지는, 소자를 탑재할 수 있는 용기와, 용기 내를 봉지하기 위한 커버 부재가 봉착 재료를 개재하여 접합됨으로써 구성된다.
하기의 특허문헌 1 에는, 유리 세라믹스로 이루어지는 용기와, 유리 덮개가, 봉착 재료를 개재하여 접합되어 이루어지는 기밀 패키지가 개시되어 있다. 특허문헌 1 에서는, 상기 봉착 재료로서, 저융점 유리로 이루어지는 유리 플릿이 사용되고 있다. 또, 특허문헌 1 에서는, 상기 봉착 재료를 소성하여, 용융시킴으로써, 유리 세라믹스 기판과 유리 덮개가 접합되어 있다.
그러나, 심자외선 LED 소자와 같은 내열성이 낮은 소자가 탑재되는 경우, 특허문헌 1 과 같이 유리 플릿을 소성하여 용융시키면, 소성시의 가열에 의해 소자 특성이 열 열화될 우려가 있다.
이것을 해소하는 방법으로서, 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료에 레이저광을 조사하고, 국소적으로 가열함으로써 유리 플릿을 용융하는 방법이 생각된다 (특허문헌 2).
일본 공개특허공보 2014-236202호 일본 공개특허공보 2016-86049호
그러나, 봉착 재료층이 레이저 흡수재를 포함하므로, 레이저광이 봉착 재료층에서 흡수되고, 용기와 봉착 재료층의 계면을 충분히 가열할 수 없고, 유리 덮개와 봉착 재료층의 접합 강도는 높지만, 봉착 재료층과 용기의 접합 강도가 낮다는 과제가 있는 것을 본 발명자들은 알아냈다.
본 발명의 목적은, 봉착 재료층과 용기의 접합 강도를 높일 수 있는 기밀 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 기밀 패키지는, 프레임부를 갖는 용기와, 프레임부 상에 배치되고, 용기를 봉지하는 유리 덮개와, 프레임부와 유리 덮개 사이에 배치되고, 유리 덮개와 용기를 접합하는 봉착 재료층을 구비한 기밀 패키지에 있어서, 봉착 재료층에 있어서, 봉착 재료층과 용기의 접합면이, 봉착 재료층과 유리 덮개의 접합면보다 큰 것을 특징으로 하고 있다.
봉착 재료층의 두께는, 1 ∼ 100 ㎛ 의 범위 내인 것이 바람직하다.
봉착 재료층은, Fe, Mn, 및 Cu 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 또는 그 금속의 산화물의 함유량이 5 질량％ 이하인 것이 바람직하다.
용기는, 질화 알루미늄으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 전자 디바이스는, 상기 본 발명의 기밀 패키지와, 기밀 패키지 내에 수용되어 있는 소자를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 기밀 패키지의 제조 방법은, 프레임부를 갖는 용기와, 용기를 봉지하는 유리 덮개와, 유리 덮개와 용기를 접합하는 봉착 재료층을 준비하는 공정과, 프레임부와 유리 덮개 사이에 봉착 재료층을 배치하여, 용기 상에 유리 덮개를 겹치는 공정과, 프레임부와 봉착 재료층의 계면 근방에 초점을 맞추도록, 유리 덮개측으로부터 레이저광을 조사하여 봉착 재료층에 의해 유리 덮개와 용기를 접합하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 봉착 재료층은, 레이저광의 파장에 대해 10 ％ 이상의 투과율을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 봉착 재료층이 형성된 유리 덮개를 용기 상에 겹침으로써, 프레임부와 유리 덮개 사이에 봉착 재료층을 배치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에서는, 용기 상에 유리 덮개를 겹친 상태에 있어서, 봉착 재료층이 프레임부의 내측에 들어가도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 봉착 재료층과 용기의 접합 강도를 높일 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태의 기밀 패키지를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 실시형태의 기밀 패키지를 제조하는 공정을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 3 은, 비교예의 기밀 패키지를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 비교예의 기밀 패키지를 제조하는 공정을 나타내는 모식적 단면도이다.
이하, 바람직한 실시형태에 대해 설명한다. 단, 이하의 실시형태는 단순한 예시이며, 본 발명은 이하의 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또, 각 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능을 갖는 부재는 동일한 부호로 참조하는 경우가 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태의 기밀 패키지를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 기밀 패키지 (1) 는, 프레임부 (3) 를 갖는 용기 (2) 와, 프레임부 (3) 상에 배치되고, 용기 (2) 를 봉지하는 유리 덮개 (4) 와, 프레임부 (3) 와 유리 덮개 (4) 사이에 배치되고, 유리 덮개 (4) 와 용기 (2) 를 접합하는 봉착 재료층 (5) 을 구비하고 있다. 용기 (2) 내에는, 소자 (6) 가 수용되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 봉착 재료층 (5) 은, 용기 (2) 와의 접합면 (5b) 이, 유리 덮개 (4) 와의 접합면 (5a) 보다 커지도록 유리 덮개 (4) 와 용기 (2) 를 접합하고 있다. 봉착 재료층 (5) 은, 일반적으로 유리를 포함하고 있기 때문에, 유리 덮개 (4) 와의 접착성은 양호하다. 그 때문에, 유리 덮개 (4) 와의 접합면 (5a) 이 상대적으로 작아도 필요한 접합 강도를 얻을 수 있다. 본 실시형태에서는, 용기 (2) 와의 접합면 (5b) 을 상대적으로 크게 함으로써, 용기 (2) 와 봉착 재료층 (5) 의 접합 강도를 높이고 있다.
봉착 재료층 (5) 이 프레임부 (3) 를 따라 연장되는 방향에 수직인 방향에 있어서의 봉착 재료층 (5) 의 단면 형상은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 접합면 (5a) 으로부터 접합면 (5b) 을 향하여 확대되는 테이퍼 형상을 갖고 있다. 봉착 재료층 (5) 의 상기 단면 형상은, 구체적으로는, 사다리꼴의 형상을 갖고 있다. 따라서, 접합면 (5b) 에 있어서의 봉착 재료층 (5) 의 폭 (W2) 은, 접합면 (5a) 에 있어서의 봉착 재료층 (5) 의 폭 (W1) 보다 크게 되어 있다. 봉착 재료층 (5) 의 폭 (W2) 은, 봉착 재료층 (5) 의 폭 (W1) 의 1.05 배 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 봉착 재료층 (5) 과 용기 (2) 의 접합 강도를 보다 확실하게 높일 수 있다. 봉착 재료층 (5) 의 폭 (W2) 은, 봉착 재료층 (5) 의 폭 (W1) 의 1.05 ∼ 1.5 배의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 봉착 재료층 (5) 의 폭 (W1) 에 대한 봉착 재료층 (5) 의 폭 (W2) 의 비율이 지나치게 커지면, 유리 덮개 (4) 와 봉착 재료층 (5) 의 접합 강도가 지나치게 낮아지는 경우가 있다.
봉착 재료층 (5) 의 두께는, 1 ∼ 100 ㎛ 의 범위 내인 것이 바람직하다. 봉착 재료층 (5) 의 두께가 지나치게 얇으면, 충분한 접합 강도가 얻어지지 않는 경우가 있다. 봉착 재료층 (5) 의 두께가 지나치게 두꺼우면, 봉착 재료층 (5) 의 허용 전단 응력이 저하되고, 충분한 접합 강도가 얻어지지 않는 경우가 있다. 봉착 재료층 (5) 두께는, 3 ∼ 20 ㎛ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.
봉착 재료층 (5) 을 형성하기 위한 봉착 재료로는, 저융점 유리 분말을 포함하는 유리 플릿을 사용하는 것이 바람직하다. 저융점 유리 분말을 포함하고 있는 경우, 보다 저온에서 봉착 재료를 연화시킬 수 있고, 소자의 열 열화를 보다 더 억제할 수 있다. 저융점 유리 분말로는, 예를 들어 Bi2O3 계 유리 분말이나, SnO-P2O5 계 유리 분말, V2O5-TeO2 계 유리 분말 등을 사용할 수 있다.
봉착 재료층 (5) 은, 후술하는 제조 공정에 있어서, 봉착 재료층 (5) 을 가열하여 연화시키기 위한 레이저광에 대해 투과성을 갖는 것이 바람직하게 사용된다. 봉착 재료층 (5) 의 레이저광의 파장에 대한 투과율은, 10 ％ 이상인 것이 바람직하고, 20 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 30 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 레이저광의 파장에 대한 투과율을 높임으로써, 프레임부 (3) 와 봉착 재료층 (5) 의 계면 근방을 효율적으로 가열할 수 있고, 봉착 재료층 (5) 과 용기 (2) 의 접합 강도를 높일 수 있다. 봉착 재료층 (5) 의 레이저광의 파장에 대한 투과율의 상한값은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 80 ％ 정도까지이다.
레이저광에 대한 투과성을 높이는 관점에서, 봉착 재료층 (5) 에는, 레이저광 흡수재가 실질적으로 포함되어 있지 않은 것이 바람직하다. 레이저광 흡수재로는, 일반적으로 Fe, Mn, 및 Cu 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 또는 그 금속의 산화물이 알려져 있다. 따라서, 봉착 재료층 (5) 은, Fe, Mn, 및 Cu 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 또는 그 금속의 산화물의 함유량이, 5 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 3 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
봉착 재료층 (5) 에는, 레이저광의 파장에 대한 원하는 투과율이 얻어지는 범위이면, 저팽창 내화성 필러가 함유되어 있어도 된다. 저팽창 내화성 필러로는, 예를 들어 코디어라이트, 윌레마이트, 알루미나, 인산지르코늄계 화합물, 지르콘, 지르코니아, 산화 주석, 석영 유리, β－석영 고용체, β－유크립타이트, 스포듀민을 들 수 있다.
유리 덮개 (4) 를 구성하는 유리로는, 레이저광에 대해 투과성을 갖는 것이 바람직하고, 레이저광의 파장에 대한 투과율은 80 ％ 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 유리로는, 예를 들어, SiO2-B2O3-RO (R 은 Mg, Ca, Sr 또는 Ba) 계 유리, SiO2-B2O3-R'2O (R' 는 Li, Na 또는 Ka) 계 유리, SiO2-B2O3-RO-R'2O 계 유리, SnO-P2O5 계 유리, TeO2 계 유리 또는 Bi2O3 계 유리 등이 있고, 유리 덮개 (4) 로서 이들 유리를 사용할 수 있다.
용기 (2) 는, 예를 들어, 세라믹, 유리 세라믹, 또는 유리 등으로 구성된다. 세라믹으로는, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 지르코니아, 멀라이트 등을 들 수 있다. 유리 세라믹으로는, LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) 등을 들 수 있다. LTCC 의 구체예로는, 산화 티탄이나 산화 니오브 등의 무기 분말과 유리 분말의 소결체 등을 들 수 있다. 유리 분말로는, 예를 들어 유리 덮개 (4) 와 동일한 유리를 사용할 수 있다.
질화 알루미늄은, 유리재와의 젖음성이 나쁜 재료로서 알려져 있고, 유리를 포함하는 봉착 재료층을 사용하는 경우, 용기와 봉착 재료층의 접합 강도가 충분히 얻어지지 않는다는 문제가 있다. 본 발명에 의하면, 용기 (2) 와의 접합면 (5b) 이 상대적으로 커지도록 봉착 재료층 (5) 을 형성하므로, 용기 (2) 와 봉착 재료층 (5) 의 접합 강도를 개선할 수 있다.
종래, 유리재와의 젖음성을 개선하기 위해, 질화 알루미늄으로 이루어지는 용기의 표면에, 가열 처리 등에 의해 산화물층을 형성하는 것 등이 검토되고 있다. 그러나, 소자가 탑재되는 질화 알루미늄의 표면에 산화물층을 형성하면, 방열성이 저하되는 것 등의 문제가 발생하고, 방열성이 우수한 질화 알루미늄의 특성이 저해된다. 본 발명에 의하면, 표면에 산화물층을 형성하지 않아도, 용기와 봉착 재료층의 접합 강도를 높일 수 있다. 단, 본 발명에 있어서도, 질화 알루미늄으로 이루어지는 프레임부 (3) 의 표면에 산화물층을 형성하고, 봉착 재료층 (5) 으로 봉착해도 된다.
소자 (6) 는, 본 발명에 있어서 특별히 한정되는 것은 아니다. 그러나, 상기 서술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 방열성이 우수한 질화 알루미늄 등을 사용할 수 있기 때문에, 내열성이 낮은 소자, 즉 사용 상한 온도가 낮은 소자를 소자 (6) 로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 사용 상한 온도가 350 ℃ 이하인 소자를, 본 발명의 기밀 패키지에 수용할 수 있다. 이와 같은 소자로서, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), 심자외선 LED (Light Emitting Diode) 등을 들 수 있다.
그러나, 소자 (6) 는, 상기의 것으로 한정되는 것은 아니고, 상기 이외의 LED, LD (Laser Diode) 등의 발광 소자, CCD (Charge Coupled Device) 등의 수광 소자나, 그 밖의 소자도 사용할 수 있다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 실시형태의 기밀 패키지를 제조하는 공정을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 유리 덮개 (4) 의 이면에, 유리 플릿 등의 봉착 재료를 도포하여 봉착 재료층 (5) 을 형성한다. 다음으로, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 소자 (6) 를 수용한 용기 (2) 의 프레임부 (3) 상에 봉착 재료층 (5) 이 위치하도록, 유리 덮개 (4) 를 용기 (2) 상에 재치 (載置) 한다.
다음으로, 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 레이저광 (10) 을 유리 덮개 (4) 측으로부터 조사하고, 봉착 재료층 (5) 을 가열하여 연화시키고, 봉착 재료층 (5) 에 의해 유리 덮개 (4) 와 용기 (2) 를 접합한다. 이 때, 프레임부 (3) 와 봉착 재료층 (5) 의 계면 근방에 초점을 맞추도록 레이저광 (10) 을 조사한다. 봉착 재료층 (5) 은, 레이저광 (10) 에 대해 높은 투과성을 갖고 있으므로, 레이저광 (10) 은, 프레임부 (3) 와 봉착 재료층 (5) 의 계면 근방에까지 도달하고, 프레임부 (3) 와 봉착 재료층 (5) 의 계면 근방에 초점을 맞출 수 있다. 이로써, 프레임부 (3) 와 봉착 재료층 (5) 의 계면 근방을 중심으로 하여 봉착 재료층 (5) 및 프레임부 (3) 가 가열되기 때문에, 프레임부 (3) 와 봉착 재료층 (5) 의 접합 강도를 높일 수 있다. 또, 봉착 재료층 (5) 은, 프레임부 (3) 에 가까운 부분이 연화되어 유동하기 쉬워지기 때문에, 그 단면 형상은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 프레임부 (3) 를 향하여 확대되는 테이퍼 형상이 된다.
또한, 레이저광의 파장은, 600 ∼ 1600 ㎚ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 이와 같은 레이저광을 출사하는 광원으로서, 예를 들어 반도체 레이저를 사용할 수 있다.
도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 용기 (2) 상에 유리 덮개 (4) 를 겹친 상태에 있어서, 봉착 재료층 (5) 은 프레임부 (3) 의 내측에 들어가도록 배치되어 있다. 이로써, 가열 연화한 봉착 재료층 (5) 이 주위로 비어져 나오는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 질화 알루미늄으로 이루어지는 용기 (2) 를 사용하고 있다. 질화 알루미늄은, 상기 서술한 바와 같이, 유리재와의 젖음성이 좋지 않기 때문에, 프레임부 (3) 상에 봉착 재료를 도포하여 봉착 재료층 (5) 을 형성하는 것이 아니라, 유리 덮개 (4) 에 봉착 재료층 (5) 을 형성하고 있다.
이상과 같이 하여, 도 1 에 나타내는, 용기 (2) 와의 접합면 (5b) 이 유리 덮개 (4) 와의 접합면 (5a) 보다 큰 봉착 재료층 (5) 을 갖는 기밀 패키지 (1) 를 제조할 수 있다.
도 3 은, 비교예의 기밀 패키지를 나타내는 모식적 단면도이다. 이 비교예의 기밀 패키지 (11) 는, 특허문헌 2 와 같이, 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료를 사용하여, 용기 (2) 에 유리 덮개 (4) 를 접합하고 있다. 그 때문에, 봉착 재료층 (5) 의 단면 형상은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 접합면 (5b) 으로부터 접합면 (5a) 을 향하여 확대되는, 본 발명과는 반대의 테이퍼 형상을 갖고 있다. 따라서, 접합면 (5b) 에 있어서의 봉착 재료층 (5) 의 폭 (W2) 은, 접합면 (5a) 에 있어서의 봉착 재료층 (5) 의 폭 (W1) 보다 작게 되어 있다. 그 때문에, 용기 (2) 와 봉착 재료층 (5) 의 사이에서 충분한 접합 강도를 얻을 수 없다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 비교예의 기밀 패키지를 제조하는 공정을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 소자 (6) 를 수용한 용기 (2) 의 프레임부 (3) 상에, 레이저 흡수재를 포함하는 봉착 재료를 도포하여 봉착 재료층 (5) 을 형성한다. 다음으로, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 소자 (6) 를 수용한 용기 (2) 의 프레임부 (3) 상에 봉착 재료층 (5) 이 위치하도록, 유리 덮개 (4) 를 용기 (2) 상에 재치한다.
다음으로, 도 4(c) 에 나타내는 바와 같이, 레이저광 (10) 을 유리 덮개 (4) 측으로부터 조사하고, 봉착 재료층 (5) 을 가열하여 연화시키고, 봉착 재료층 (5) 에 의해 유리 덮개 (4) 와 용기 (2) 를 접합한다. 또한, 봉착 재료층 (5) 은, 레이저 흡수재를 포함하고 있으므로, 레이저광 (10) 은, 프레임부 (3) 와 봉착 재료층 (5) 의 계면 근방에까지 도달할 수 없기 때문에, 유리 덮개 (4) 와 봉착 재료층 (5) 의 계면 근방에 초점을 맞추도록 레이저광 (10) 이 조사된다. 그 때문에, 봉착 재료층 (5) 은, 유리 덮개 (4) 에 가까운 부분이 연화되어 유동하기 쉬워진다. 이 결과, 봉착 재료층 (5) 의 단면 형상은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 유리 덮개 (4) 를 향하여 확대되는 반대의 테이퍼 형상이 된다.
따라서, 비교예의 기밀 패키지 (11) 에서는, 용기 (2) 와 봉착 재료층 (5) 의 사이에서 충분한 접합 강도를 얻을 수 없고, 신뢰성이 열등하다. 또, 용기 (2) 의 재질로서 질화 알루미늄을 사용한 경우, 용기 (2) 와 봉착 재료층 (5) 사이의 접합 강도는 더욱 낮은 것이 된다.
본 발명에 따라, 용기 (2) 와의 접합면 (5b) 이 유리 덮개 (4) 와의 접합면 (5a) 보다 커지도록 봉착 재료층 (5) 을 형성함으로써, 유리 덮개 (4) 와 용기 (2) 의 접합 강도를 높일 수 있고, 신뢰성이 높은 기밀 패키지로 할 수 있다.
1 : 기밀 패키지
2 : 용기
3 : 프레임부
4 : 유리 덮개
5 : 봉착 재료층
5a : 유리 덮개와의 접합면
5b : 용기와의 접합면
6 : 소자
10 : 레이저광
W1 : 유리 덮개와의 접합면에 있어서의 봉착 재료층의 폭
W2 : 용기와의 접합면에 있어서의 봉착 재료층의 폭

Claims (9)

  1. 프레임부를 갖는 용기와,
    상기 프레임부 상에 배치되고, 상기 용기를 봉지하는 유리 덮개와,
    상기 프레임부와 상기 유리 덮개 사이에 배치되고, 상기 유리 덮개와 상기 용기를 접합하는 봉착 재료층을 구비한 기밀 패키지에 있어서,
    상기 봉착 재료층에 있어서, 상기 봉착 재료층과 상기 용기의 접합면이, 상기 봉착 재료층과 상기 유리 덮개의 접합면보다 큰, 기밀 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉착 재료층의 두께가 1 ∼ 100 ㎛ 의 범위 내인, 기밀 패키지.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 봉착 재료층은, Fe, Mn, 및 Cu 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 또는 그 금속의 산화물의 함유량이 5 질량％ 이하인, 기밀 패키지.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기가 질화 알루미늄으로 구성되어 있는, 기밀 패키지.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 기밀 패키지와, 상기 기밀 패키지 내에 수용되어 있는 소자를 구비하는, 전자 디바이스.
  6. 프레임부를 갖는 용기와, 상기 용기를 봉지하는 유리 덮개와, 상기 유리 덮개와 상기 용기를 접합하는 봉착 재료층을 준비하는 공정과,
    상기 프레임부와 상기 유리 덮개 사이에 상기 봉착 재료층을 배치하여, 상기 용기 상에 상기 유리 덮개를 겹치는 공정과,
    상기 프레임부와 상기 봉착 재료층의 계면 근방에 초점을 맞추도록, 상기 유리 덮개측으로부터 레이저광을 조사하여 상기 봉착 재료층에 의해 상기 유리 덮개와 상기 용기를 접합하는 공정을 구비하는, 기밀 패키지의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 봉착 재료층이, 상기 레이저광의 파장에 대해 10 ％ 이상의 투과율을 갖는, 기밀 패키지의 제조 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 봉착 재료층이 형성된 상기 유리 덮개를 상기 용기 상에 겹침으로써, 상기 프레임부와 상기 유리 덮개 사이에 상기 봉착 재료층을 배치하는, 기밀 패키지의 제조 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기 상에 상기 유리 덮개를 겹친 상태에 있어서, 상기 봉착 재료층이 상기 프레임부의 내측에 들어가도록 배치되어 있는, 기밀 패키지의 제조 방법.
KR1020187027050A 2016-06-29 2017-02-20 기밀 패키지 및 그 제조 방법 KR102556591B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-128838 2016-06-29
JP2016128838A JP6747101B2 (ja) 2016-06-29 2016-06-29 気密パッケージ及びその製造方法
PCT/JP2017/006086 WO2018003164A1 (ja) 2016-06-29 2017-02-20 気密パッケージ及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190022448A true KR20190022448A (ko) 2019-03-06
KR102556591B1 KR102556591B1 (ko) 2023-07-17

Family

ID=60786796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187027050A KR102556591B1 (ko) 2016-06-29 2017-02-20 기밀 패키지 및 그 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10586745B2 (ko)
JP (1) JP6747101B2 (ko)
KR (1) KR102556591B1 (ko)
CN (1) CN109417053A (ko)
TW (1) TWI660927B (ko)
WO (1) WO2018003164A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7152666B2 (ja) 2019-03-08 2022-10-13 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
DE102019208373A1 (de) * 2019-06-07 2020-12-10 Infineon Technologies Ag Herstellen eines MEMS-Bauelements mit Glasabdeckung und MEMS-Bauelement
JP7387978B2 (ja) * 2021-04-20 2023-11-29 日亜化学工業株式会社 発光装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003158208A (ja) * 2001-11-20 2003-05-30 Seiko Epson Corp 圧電デバイス及びその製造方法
JP2013165367A (ja) * 2012-02-10 2013-08-22 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法
JP2014236202A (ja) 2013-06-05 2014-12-15 旭硝子株式会社 発光装置
US20150380330A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-31 Asahi Glass Company, Limited Package substrate, package, and electronic device
US20160120051A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-28 Seiko Epson Corporation Package, manufacturing method of package, electronic device, electronic apparatus, and moving object

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000013170A (ja) * 1998-06-24 2000-01-14 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 表面実装用の水晶振動子
US6414236B1 (en) * 1999-06-30 2002-07-02 Canon Kabushiki Kaisha Solar cell module
JP2002359535A (ja) * 2001-03-27 2002-12-13 Seiko Epson Corp 圧電デバイス
JP3854180B2 (ja) * 2002-03-25 2006-12-06 京セラ株式会社 電子部品収納用容器
JP3968782B2 (ja) * 2002-07-15 2007-08-29 株式会社大真空 電子部品用パッケージおよび当該パッケージを用いた圧電振動デバイスおよび圧電振動デバイスの製造方法
JP2007234834A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Kyocera Kinseki Corp 圧電デバイス
JP5277843B2 (ja) * 2008-01-07 2013-08-28 セイコーエプソン株式会社 パッケージ本体及び電子デバイス
US8492893B1 (en) * 2011-03-16 2013-07-23 Amkor Technology, Inc. Semiconductor device capable of preventing dielectric layer from cracking
JP5653329B2 (ja) * 2011-03-23 2015-01-14 京セラ株式会社 電子装置
JP2013182977A (ja) * 2012-03-01 2013-09-12 Seiko Epson Corp 電子デバイスのパッケージの封止方法及び電子デバイス
JP2013203047A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Sumitomo Chemical Co Ltd 中空成形体および中空成形体の製造方法
CN107030957B (zh) * 2012-03-29 2019-05-28 住友化学株式会社 中空成形体的制造方法、中空成形体及制造装置
JP5733279B2 (ja) * 2012-07-30 2015-06-10 日立化成株式会社 電子部品及びその製法、並びにそれに用いる封止材料ペースト
JPWO2014092013A1 (ja) * 2012-12-10 2017-01-12 旭硝子株式会社 封着材料、封着材料層付き基板、積層体および電子デバイス
CN204230245U (zh) * 2014-12-09 2015-03-25 昆山国显光电有限公司 一种显示面板

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003158208A (ja) * 2001-11-20 2003-05-30 Seiko Epson Corp 圧電デバイス及びその製造方法
JP2013165367A (ja) * 2012-02-10 2013-08-22 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法
JP2014236202A (ja) 2013-06-05 2014-12-15 旭硝子株式会社 発光装置
US20150380330A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-31 Asahi Glass Company, Limited Package substrate, package, and electronic device
US20160120051A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-28 Seiko Epson Corporation Package, manufacturing method of package, electronic device, electronic apparatus, and moving object
JP2016086049A (ja) 2014-10-24 2016-05-19 セイコーエプソン株式会社 パッケージ、パッケージの製造方法、電子デバイス、電子機器及び移動体

Also Published As

Publication number Publication date
TWI660927B (zh) 2019-06-01
WO2018003164A1 (ja) 2018-01-04
US20190096778A1 (en) 2019-03-28
CN109417053A (zh) 2019-03-01
JP2018006456A (ja) 2018-01-11
US10586745B2 (en) 2020-03-10
TW201808854A (zh) 2018-03-16
JP6747101B2 (ja) 2020-08-26
KR102556591B1 (ko) 2023-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10011525B2 (en) Glass sealing with transparent materials having transient absorption properties
JP4540669B2 (ja) フリットにより密封された有機発光ダイオードディスプレイおよびその製造方法
US9181126B2 (en) Glass fusion method
TWI687381B (zh) 氣密封裝之製造方法及氣密封裝
KR102556591B1 (ko) 기밀 패키지 및 그 제조 방법
KR102478227B1 (ko) 기밀 패키지의 제조 방법
CN109003971B (zh) 用于光电器件的外壳及其生产方法、以及用于外壳的盖
CN114206771A (zh) 严密密封的玻璃封装件
WO2017199491A1 (ja) 気密パッケージの製造方法及び気密パッケージ
TW201806088A (zh) 氣密封裝之製造方法及氣密封裝
US20070000600A1 (en) Seal of fluid port
WO2017203795A1 (ja) 気密パッケージ及び気密パッケージの製造方法
CN108962829B (zh) 用于光发射器的盖
WO2018185997A1 (ja) 半導体パッケージ及び半導体デバイス
Stenchly et al. Hermetic packaging concept for laser diodes on wafer level
KR20220161256A (ko) 접합체의 제조 방법 및 접합체

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant