KR20190118150A - Package gas and hermetic package using it - Google Patents
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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 by having a substantially rectangular base and a substantially frame-shaped frame portion formed along the outer periphery of the base, and a stress buffer portion at all or part of the inner wall edge portion of the frame portion.
Description
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 an internal element 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 transparency, and internal elements housed 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 sensor elements mounted inside the hermetic package may be deteriorated by moisture invading 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 was used. However, since the organic resin adhesive cannot completely shield moisture or gas, there is a risk of deteriorating the internal element 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 the sealing material containing a glass powder and a fire resistant filler powder, a sealing part becomes hard to deteriorate with the moisture of surrounding environment, and it becomes easy to ensure the airtight reliability of an airtight 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 concern that the internal element deteriorates during sealing. In recent years, laser sealing has attracted attention. According to the laser encapsulation, only the portion to be encapsulated can be locally heated, and the package body and the glass cover can be hermetically integrated without deteriorating the internal elements.
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 base generally has a substantially rectangular base and the substantially frame-shaped frame part provided along the outer periphery of the said base. An internal element is accommodated in an internal space (cavity) formed by the base and the frame portion.
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.Recently, the width of the frame portion has been narrowed due to the progress of miniaturization of the hermetic package. When the width of the frame portion is narrowed, the package base is easily deformed when the precursor of the package base is fired and sintered to obtain the package base, and in some cases, cracks may occur in the package base to ensure the airtight reliability when the airtight package is manufactured. There is no concern.
그래서 본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 기술적 과제는 프레임부의 폭이 협소화되어도 변형이나 크랙이 발생하기 어려운 패키지 기체를 창안하는 것이다.Therefore, this invention is made | formed in view of the said situation, The technical subject is creating the package base which is hard to produce a deformation | transformation or a crack, even if the width | variety of a frame part narrows.
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.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors discover that the said technical subject 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 has a substantially rectangular base and a substantially frame-shaped frame portion formed along the outer periphery of the base, and has a stress buffer portion at all or part of the inner wall edge portion 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-shaped 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, when the precursor of the package gas is fired and sintered, and the stress buffer part is formed at the inner wall edge part of the frame part of the package body, it is easy to cause pits or cracks. I found it difficult to occur. Therefore, the package base of this invention has a stress buffer part in all or a part of the inner wall edge part of a frame part, ie, has a stress buffer part in the inner wall edge part of at least 1 place of four inner wall edge parts of a frame part.
제 2로 본 발명의 패키지 기체는 프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 응력 완충부가 원호상인 것이 바람직하다.Secondly, the package body of the present invention preferably has a stress buffer portion arcuate when viewed from the top of the frame portion.
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.Thirdly, it is preferable that the package body of the present invention has a straight line of the stress buffer when viewed from the top of the frame portion, and the angle formed by the inner wall adjacent to the stress buffer 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, it is preferable that the package base of the present invention does not chamfer the outer wall edge of the frame when viewed from the top of the frame. That is, it is preferable that the external shape of the outer wall edge part of a frame part is substantially rectangular as seen from the top part side of a frame part.
제 5로 본 발명의 패키지 기체는 패키지 기체가 유리 세라믹, 질화알루미늄, 산화알루미늄 중 어느 하나이거나 또는 이들의 복합 재료인 것이 바람직하다.Fifthly, it is preferable that the package base of the present invention is any one of glass ceramics, aluminum nitride, 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.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the package base of this invention is demonstrated, referring drawings. 1: (a) is a schematic perspective view for demonstrating embodiment of the conventional package base | substrate, and FIG. 1 (b) is the schematic perspective view which expanded the main part X of embodiment of the conventional package base | substrate. As can be seen from FIG. 1A, the package base 1 has a substantially
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 view for explaining one embodiment of the package base of the present invention, and a schematic view when seen from the top side of the frame portion, and Fig. 2 (b) illustrates another embodiment of the package base of the present invention. It is a schematic diagram for following, and is a schematic diagram seen from the top part of a frame part. As can be seen from FIG. 2A, the
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.As can be seen from FIG. 2B, the
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.Sixthly, in the hermetic package of the present invention, in the hermetic package in which the package base and the glass lid are hermetically sealed via the sealing material layer, the package base is preferably 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.Seventhly, in the hermetic package of the present invention, the average thickness of the sealing material layer is preferably less than 8.0 µm. In this way, the precision of laser sealing can be improved.
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.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the airtight package of this invention is demonstrated, referring drawings. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining an embodiment of the hermetic package of the present invention. As can be seen from FIG. 3, the
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
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
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 said
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.1: (a) is a schematic perspective view for demonstrating embodiment of the conventional package base | substrate, and FIG. 1 (b) is the schematic perspective view which expanded the main part X of embodiment of the conventional package base | substrate.
Fig. 2 (a) is a schematic view for explaining one embodiment of the package base of the present invention, and a schematic view when seen from the top side of the frame portion, and Fig. 2 (b) illustrates another embodiment of the package base of the present invention. It is a schematic diagram for following, and is a schematic diagram seen from the top part of a frame part.
3 is a schematic cross-sectional view for explaining an embodiment of the hermetic package of the present invention.
It is a schematic diagram which shows the softening point of the sealing material as measured by a macro type DTA apparatus.
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 an approximately frame-shaped frame portion formed along the outer periphery of the base. This makes it easy to accommodate internal elements such as sensor elements in the frame portion of the package body. Moreover, the effective area which functions 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 buffer at all or part of the inner wall edge of the frame portion, and preferably has a stress buffer at all of the inner wall edge of the frame portion. This makes it difficult to generate deformation or cracks in the package base after firing and sintering the precursor of 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 a stress buffer part is circular arc shape, when seen from the top part side of a frame part, and it is preferable that it is circular arc shape with a curvature radius of 0.5 mm or more, 1.0 mm or more, especially 1.5 mm or more. This makes it difficult to generate deformation or cracks in the package base after firing and sintering the precursor of 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 a stress buffer part is linear when viewed from the top part side of a frame part, and is connected with the adjacent inner wall at the angle of 100 degrees-160 degrees, especially 125-145 degrees. This makes it difficult to generate deformation or cracks in the package base after firing and sintering the precursor of 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 outer wall edge of the frame portion is not chamfered when viewed from the top of the frame portion. This can increase the strength of the package gas.
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.Preferably the width | variety of the top part of a frame part is 100-6000 micrometers, 500-4500 micrometers, especially 1000-3000 micrometers. When the width | variety of the top part of a frame part is too narrow, it will become easy to produce a deformation | transformation and a crack when baking and sintering the precursor of a package base | substrate. On the other hand, if the width of the top of the frame portion is too wide, the effective area functioning as a device is reduced. In addition, the narrower the top of the frame part, the easier it is to cause pits or cracks in the inner wall edge of the frame part when firing and sintering the precursor of the package gas. Grows
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. This makes it easy to thin the airtight package while properly accommodating the internal elements.
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. This makes it possible to thin the airtight package.
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 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, for example by a stylus type or non-contact laser film thickness meter or surface roughness machine.
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.The package base is preferably any one of glass ceramics, aluminum nitride and aluminum oxide, or a composite material thereof (e.g., the base is made of aluminum nitride and the frame portion is made of glass ceramic to integrate both). Since glass ceramics can be produced by firing the green sheet laminate, the degree of freedom in shape is increased, and the glass ceramics have an advantage of easily forming a stress buffer at the inner wall edge of the package base. Since aluminum nitride and aluminum oxide have good heat dissipation, it is possible to appropriately prevent a situation in which the airtight package excessively rises in temperature.
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.It is preferable that glass ceramics, aluminum nitride, and aluminum oxide disperse | distribute (it is baked and sintered in the state which disperse | distributed black pigment). In this way, the package base can absorb the laser beam transmitted through the sealing material layer. As a result, since the part which contacts the sealing material layer of a package base is heated at the time of laser sealing, formation of a reaction layer can be promoted at the interface of the sealing material layer and the top part of the frame part of a package base.
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 laser light to be irradiated, that is, a thickness of 0.5 mm and a total light transmittance of 10% or less (preferably at a wavelength (808 nm) of the laser light to be irradiated). Is 5% or less). This makes it easy to raise the temperature of the sealing material layer 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 this invention is an hermetic package in which the sealing material layer is arrange | positioned between the top part of the frame part of a package base | substrate, and a glass lid as mentioned above, It is characterized by the said package base | substrate being said package base | substrate. Hereinafter, the airtight 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 the description of the overlapping portion 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 glass can be used as a glass cover. For example, alkali free glass, alkali borosilicate glass, and soda-lime glass can be used. In addition, the glass cover may be laminated glass which bonded several sheets of glass plates.
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 side of a glass lid, and a functional film may be formed on 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 lid 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 lid is preferably 0.1 mm or more and 0.15 to 2.0 mm, particularly 0.2 to 1.0 mm. When the thickness of the glass lid is small, the strength of the hermetic package tends to decrease. On the other hand, when the thickness of a glass cover is large, it becomes difficult to reduce thickness 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 thermal expansion coefficient between the glass lid and the sealing material layer is preferably less than 50 × 10 −7 / ° C., less than 40 × 10 −7 / ° C., particularly 30 × 10 −7 / ° C. or less. If the thermal expansion coefficient difference is too large, the stress remaining in the sealing portion is unduly high, and the airtight reliability of the airtight package is easily lowered.
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 softens and deforms at the time of laser sealing, and has a function of forming a reaction layer on the surface layer of the package base to tightly integrate the package base and the glass cover.
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.The sealing material layer is preferably formed so that the contact position with the frame portion is spaced apart from the inner edge of the top of the frame portion, and is spaced apart from the outer edge of the top portion of the frame portion. It is more preferable that it is formed in the position separated by 60 micrometers or more and 60 micrometers or more, 70-2000 micrometers, especially 80-1000 micrometers. If the distance between the inner edge of the top of the frame portion and the sealing material layer is too short, heat generated by local heating at the time of laser sealing becomes difficult to be discharged, and thus the glass cover is easily broken during the cooling process. On the other hand, if the separation distance between the inner edge of the top of the frame portion and the sealing material layer is too long, miniaturization of the airtight package becomes difficult. Moreover, it is preferable that it is formed in the position spaced 50 micrometers or more, 60 micrometers or more, 70-2000 micrometers, especially 80-1000 micrometers from the outer edge of the top part of a frame part. If the distance between the outer edge of the top of the frame portion and the sealing material layer is too short, heat generated by local heating at the time of laser sealing becomes difficult to be discharged, and thus the glass cover is easily broken during the cooling process. On the other hand, if the distance between the outer edge of the top of the frame portion and the sealing material layer is too long, miniaturization of the airtight package becomes difficult.
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 a glass cover may space 50 micrometers or more, 60 micrometers or more, 70-1500 micrometers, especially 80-800 micrometers from the edge of a glass cover. If the distance between the end edge of the glass cover and the sealing material layer is too short, the surface temperature difference between the surface of the inner element side of the glass cover and the outer surface of the glass cover is large in the end 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 centerline of the width direction of the top part of a frame part, ie, is formed in the center area | region of the top part of a frame part. In this case, since the heat generated by local heating at the time of laser sealing is easy to be discharged, the glass cover is less likely to be broken. In addition, when the width | variety of the top part of a frame part is large enough, the sealing material layer does not need to be formed on the centerline of the width direction of the top part of a frame part.
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 μm, in particular more than 1.0 μm and less than 6.0 μm. 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 coefficient of the sealing material layer and the glass lid is inconsistent. Moreover, the precision of laser sealing can also be raised. Moreover, as a method of restricting the average thickness of a sealing material layer as mentioned above, the method of apply | coating a thin composite powder paste thinly, and the method of grind | polishing the surface of a sealing material layer are mentioned.
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, 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 end edge of the frame portion, so that the stress remaining in the sealing portion after laser sealing is easily reduced. In addition, the width of the frame portion of the package body can be reduced, and the effective area functioning as the device can be enlarged. On the other hand, if the average width of the sealing material layer is too narrow, when a large shear stress is applied to the sealing material layer, the sealing material layer tends to be easily broken. Moreover, the precision of laser sealing will fall easily.
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.Surface roughness Ra of a sealing material layer becomes like this. Preferably it is less than 0.5 micrometer, 0.2 micrometer or less, especially 0.01-0.15 micrometer. Moreover, the surface roughness RMS of a sealing material layer becomes like this. Preferably it is less than 1.0 micrometer, 0.5 micrometer or less, especially 0.05-0.3 micrometer. This improves the adhesion between the package base and the sealing material layer, and improves the accuracy of laser sealing. Here, "surface roughness RMS" can be measured, for example by a stylus type or non-contact laser film thickness meter or surface roughness machine. Moreover, as a method of regulating the surface roughness Ra and RMS of a sealing material layer as mentioned above, the method of grind | polishing the surface of a sealing material layer, and the method of making the particle size of a refractory filler powder small are mentioned.
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.It is preferable that a sealing material layer consists of a sintered compact of the composite powder containing a glass powder and a fire resistant filler powder at least. The glass powder is a component that softens and deforms at the time of laser sealing to tightly integrate the package base and the glass cover. The refractory filler powder is a component that acts as an aggregate and increases the mechanical strength while lowering the coefficient of thermal expansion of the sealing material. In addition, in addition to glass powder and fire-resistant filler powder, a sealing material layer may contain the laser absorbing material in order to improve light absorption characteristic.
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. Especially, it is preferable to use the composite powder containing bismuth type glass powder and a fire resistant filler powder from a viewpoint of raising 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 fire-resistant filler powder, and 60 to 85% by volume of bismuth-based glass powder and 15 to 40% by volume. It is more preferable to use a composite powder containing% of the refractory filler powder, and it is particularly preferable to use a composite powder containing 60 to 80% by volume of the bismuth-based glass powder and 20 to 40% by volume of the refractory filler powder. . When the refractory filler powder is added, the thermal expansion coefficient of the sealing material layer is easily matched with the thermal expansion coefficient of the glass lid and the package base. As a result, it becomes easy to prevent the situation where an unfair stress remains in a sealing part 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 accuracy 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, especially 450 ° C or less. If the softening point of the composite powder is too high, it is 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, "softening point" is a 4th inflection point measured by a macro type DTA apparatus, and 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.Bismuth-based glass preferably contains Bi 2 O 3 28 ~ 60% in the glass composition as ㏖%, B 2 O 3 15 ~ 37 %, ZnO 1 ~ 30%. The reason which limited the content range of each component as mentioned above is demonstrated below. In addition, in description of a glass composition range,% display 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%, particularly 35 to 45%. If the content of Bi 2 O 3 is too small, the softening point tends to be too high and the softening fluid is lowered. On the other hand, is likely to be the content of Bi 2 O 3 is a glass devitrification at the time of laser sealing is too large, due to the devitrification is apt to soften the fluidity decreases.
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 the glass forming component. The content of B 2 O 3 is preferably 15 to 37%, 19 to 33%, particularly 22 to 30%. When the content of B 2 O 3 is too small, the glass network becomes difficult to be formed, and thus the glass is easily devitrified at the time of laser sealing. On the other hand, when the content of B 2 O 3 is too large, the higher the viscosity of the glass is apt to soften the fluidity is lowered.
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 that improves the devitrification resistance. The content of ZnO is preferably 1 to 30%, 3 to 25%, 5 to 22%, and particularly 5 to 20%. When content of ZnO falls out of the said range, the component balance of a glass composition will fall, and devitrification resistance will fall easily.
상기 성분 이외에도, 예를 들면 이하의 성분을 첨가해도 좋다.In addition to the said component, you may add the following components, for example.
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.SiO 2 is a component that improves water resistance. The content of SiO 2 is preferably 0 to 5%, 0 to 3%, 0 to 2%, and particularly 0 to 1%. If the content of SiO 2 is too large, there is a fear that the softening point is unduly increased. In addition, glass is easily 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 0 to 10%, 0.1 to 5%, in particular 0.5 to 3% are preferred. If the content of Al 2 O 3 is too large, there is a fear that the softening point is unduly increased.
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 lower the devitrification resistance. Therefore, the content of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O is preferably 0 to 5%, 0 to 3%, particularly less than 0 to 1%.
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 that increase the devitrification resistance but increase the softening point. Therefore, the content of MgO, CaO, SrO, and BaO is preferably 0 to 20%, 0 to 10%, particularly 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 in the glass composition, but if the content of Bi 2 O 3 is increased, the glass is easily devitrified at the time of laser encapsulation. This tends to be reduced. In particular, when the content of Bi 2 O 3 is 30% or more, the tendency becomes remarkable. As a countermeasure, when CuO is added, the fall of the devitrification resistance can be effectively suppressed even if the content of Bi 2 O 3 is 30% or more. Moreover, addition of CuO can improve the laser absorption characteristic at the time of laser sealing. 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 a devitrification resistance will fall easily. In addition, the total light transmittance of the sealing material layer becomes too low, making it difficult to locally heat the boundary region of 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 enhances devitrification resistance and laser absorption characteristics. The content of Fe 2 O 3 is preferably 0 to 10%, 0.1 to 5%, particularly 0.4 to 2%. The content of Fe 2 O 3 is too large, balance components of the glass composition is apt to collapse rather substantial teeming reduced.
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.Sb 2 O 3 is a component that improves the devitrification resistance. The content of Sb 2 O 3 is preferably 0 to 5%, particularly 0 to 2%. The content of Sb 2 O 3 is too large, balance components of the glass composition is apt to collapse rather substantial teeming reduced.
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, particularly 1 to 5 μm. The smaller the average particle diameter D 50 of the glass powder is, the lower the softening point of the glass powder is. Here, "average particle diameter D 50" refers to a value measured on the 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 two or more selected from cordierite, zircon, tin oxide, niobium oxide, zirconium phosphate-based ceramics, willemite, β-eucliptite, and β-quartz solid solution are preferable, in particular β- Eucliptite or cordierite is preferred. In addition to having a low coefficient of thermal expansion, these refractory filler powders have high mechanical strength and 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, especially 0.1 μm or more and less than 1.5 μm. When 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 be large, and as a result, the accuracy of laser sealing 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, especially 0.3 μm or more and 3 μm or less. When 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 be large, and as a result, the accuracy of laser sealing is likely to decrease. Here, "99% particle diameter D 99 " points out the value measured on the basis of volume by the 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 include a laser absorbing material in order to enhance light absorption characteristics, but the laser absorbing material has an action of promoting devitrification of 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 of 0.1% by volume. Below) is preferable. When the devitrification resistance of bismuth type glass is favorable, in order to improve a laser absorption characteristic, you may introduce | transduce 1 volume% or more, especially 3 volume% or more. As the laser absorbing material, Cu-based oxides, Fe-based oxides, Cr-based oxides, Mn-based oxides, and spinel-type composite oxides thereof can be used.
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 coefficient of thermal expansion of the sealing material layer is preferably 55 × 10 −7 to 95 × 10 −7 / ° C., 60 × 10 −7 to 82 × 10 −7 / ° C., in particular 65 × 10 −7 to 76 × 10 −7 / ° C. In this case, the thermal expansion coefficient of the sealing material layer matches the thermal expansion coefficient of the glass lid or package base, and the sealing material layer is less likely to be broken by the shear stress. In addition, a "coefficient of thermal expansion" is the value measured with the TMA (compression coefficient of thermal expansion coefficient) 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 by application | coating and sintering of a composite powder paste especially. And it is preferable to apply | coat the composite powder paste using an applicator, such as a dispenser and a screen printing machine. In this way, the dimensional precision (the dimensional precision of the width of a sealing material layer) of a sealing material layer can be improved. The composite powder paste here is a mixture of composite powder and vehicle. And the vehicle usually contains a solvent and a resin. The resin is added for the purpose of adjusting the viscosity of the paste. Moreover, surfactant, a thickener, etc. can also be added as needed.
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 with three rollers or the like. The vehicle usually contains a resin and a solvent. As the resin used for the vehicle, acrylic acid ester (acrylic resin), ethyl cellulose, polyethylene glycol derivatives, nitrocellulose, polymethylstyrene, polyethylene carbonate, polypropylene carbonate, methacrylic acid ester and the like can be used. As solvent for 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, etc. 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.Although the composite powder paste may be applied on the top of the frame portion of the package base, it is preferable to apply the composite powder paste in a frame shape along the outer peripheral edge region of the glass lid. In this way, baking of the sealing material layer to a package base | substrate becomes unnecessary, and the thermal deterioration of internal elements, such as a deep ultraviolet LED element, 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 of manufacturing the hermetic package of the present invention, it is preferable to obtain a hermetic package by hermetically sealing the package base and the glass cover by irradiating a laser beam from the glass lid side toward the sealing material layer and softening and deforming the sealing material layer. In this case, although a glass cover may be arrange | positioned under a package base, it is preferable to arrange | position a glass cover above a package base from a viewpoint of the efficiency of laser sealing.
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, semiconductor lasers, YAG lasers, CO 2 lasers, excimer lasers, and infrared lasers are preferable in terms of easy handling.
레이저 봉착을 행하는 분위기는 특별히 한정되지 않고, 대기 분위기이어도 좋고, 질소 분위기 등의 불활성 분위기이어도 좋다.The atmosphere which performs laser sealing is not specifically limited, It may be atmospheric atmosphere, and inert atmosphere, such as 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 lid. 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.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail based on an Example. In addition, the following embodiment is a mere illustration. This invention is not limited to a following example at all.
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.Various oxides and carbonates, initially containing 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 as glass compositions. The glass batch which combined raw materials, such as these, was prepared, it put in the platinum crucible, and it melted at 1200 degreeC for 2 hours. Next, the obtained molten glass was shape | molded in flake shape by the water cooling roller. Finally, the thin bismuth-based glass was pulverized with a ball mill, followed by air classification to obtain 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 powders and the refractory filler powder were mixed at the ratio of 10.0 mass%, and the composite powder was produced. Here, the average particle diameter D 50 of the bismuth-based glass powder was 1.0 μm, the 99% particle size D 99 was 2.5 μm, and the average particle diameter D 50 of the refractory filler powder was 1.0 μm, and the 99% particle size D 99 was 2.5 μm. In addition, 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.The thermal expansion coefficient was measured about the obtained composite powder, and the thermal expansion coefficient was 71x10 <-7> / degreeC. In addition, a thermal expansion coefficient is measured with the push rod 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, a frame-shaped sealing material layer was formed using the composite powder along the outer circumferential edge of a glass lid made of borosilicate glass (BDA, manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., 30 mm x 20 mm x thickness 0.2 mm). . In detail, first, the composite powder, the vehicle, and the solvent are kneaded so that the viscosity becomes about 100 Pa · s (25 ° C., Shear rate: 4), followed by kneading until the powder is uniformly dispersed with three roll mills. Pasting to obtain a composite powder paste. As the vehicle, one obtained by dissolving an ethyl cellulose resin in a glycol ether solvent was used. Subsequently, the composite powder paste was printed in a frame by a screen printer along the outer circumferential edge of the glass lid. Furthermore, after drying at 120 degreeC for 10 minutes in air | atmosphere, it baked at 500 degreeC for 10 minutes in air | atmosphere, and the sealing material layer of average width 400 micrometers and average thickness 6 micrometers was formed on the glass cover.
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 circumference of the base was produced. In detail, a green sheet (MLB manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) is obtained so that a package body having dimensions of 30 mm by 20 mm in width, 2.5 mm in width of the frame part, 2.5 mm in height of the frame part, and 1.0 mm in thickness of the base is obtained. -26B) was laminated and pressed, and then fired at 870 占 폚 for 20 minutes to obtain a package base made of glass ceramic. Here, in the inner wall edge portion of the frame portion, a stress buffer having a radius of curvature of 2 mm was formed in all cases when viewed from the plane, and no occurrence of dents or cracks was found in the stress buffer. In addition, the surface roughness Ra of the top part of the frame part of the package base 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 | stacked and disposed through the sealing material layer. Then, the semiconductor laser of wavelength 808nm, output 4W, irradiation diameter (phi) 0.5mm is irradiated from the glass lid side toward the sealing material layer at the irradiation speed of 15 mm / sec, pressing a glass cover using a press jig, and a sealing material layer is irradiated. By softening and deforming, the package base and the glass cover were hermetically integrated to obtain an airtight 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.The crack and the airtight reliability were evaluated about the obtained airtight package. First, as a result of observing the sealed portion and the inner wall edge portion of the package base with an optical microscope, no occurrence of cracks was confirmed. Subsequently, after the high temperature, high humidity, high pressure test: HAST test (Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress test) was performed on the obtained airtight package, the vicinity of the sealing material layer was observed, and no deterioration, cracks, or peeling were observed. In addition, the conditions of a HAST test are 121 degreeC, 100% of humidity, 2atm, and 24 hours.
(산업상 이용가능성)(Industrial availability)
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 hermetic packages in which internal elements such as sensor elements are mounted, but in addition, hermetic air containing a deep ultraviolet LED element, a piezoelectric vibrating element, a wavelength conversion element in which quantum dots are dispersed in a resin, and the like. Applicable to a package etc. suitably.
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: 레이저광1, 10, 20, 31:
3, 12, 22, 34:
5, 15, 25: outer wall edge portion 6: crack
14, 24: stress buffer 30: airtight package
32: glass cover 35: internal element
36: sealing material layer L: laser light
Claims (7)
당해 프레임부의 내벽 모서리부의 전부 또는 일부에 응력 완충부를 갖는 것을 특징으로 하는 패키지 기체.A substantially rectangular base and a substantially frame-shaped frame portion formed along the outer periphery of the base,
The package base body which has a stress buffer part in all or part of the inner-wall edge part of the said frame part.
프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 응력 완충부가 원호상인 것을 특징으로 하는 패키지 기체.The method of claim 1,
A package base, wherein the stress buffer portion is arcuate when viewed from the top of the frame portion.
프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 응력 완충부가 직선상이며, 또한 당해 응력 완충부와 인접하는 내벽이 이루는 각도가 100°~160°인 것을 특징으로 하는 패키지 기체.The method of claim 1,
The package body, characterized in that the stress buffer portion is linear when viewed from the top of the frame portion, and the angle formed by the inner wall adjacent to the stress buffer portion is 100 ° to 160 °.
프레임부의 정상부측으로부터 보았을 때에 프레임부의 외벽 모서리부가 모따기되어 있지 않는 것을 특징으로 하는 패키지 기체.The method according to any one of claims 1 to 3,
A package base, wherein the outer wall edges of the frame portion are not chamfered when viewed from the top of the frame portion.
패키지 기체가 유리 세라믹, 질화알루미늄, 산화알루미늄 중 어느 하나이거나 또는 이들의 복합 재료인 것을 특징으로 하는 패키지 기체.The method according to any one of claims 1 to 4,
The package base, characterized in that the package base is any one of glass ceramics, aluminum nitride, aluminum oxide, or a composite material thereof.
봉착 재료층의 평균 두께가 8.0㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 기밀 패키지.The method of claim 6,
An airtight package, wherein the average thickness of the sealing material layer is less than 8.0 μm.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06144937A (en) * | 1992-11-03 | 1994-05-24 | Sumitomo Kinzoku Ceramics:Kk | Production of ceramic substrate |
| JPH06506321A (en) * | 1991-03-29 | 1994-07-14 | オリン コーポレイション | High thermal conductivity mounting device |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06506321A (en) * | 1991-03-29 | 1994-07-14 | オリン コーポレイション | High thermal conductivity mounting device |
| JPH06144937A (en) * | 1992-11-03 | 1994-05-24 | Sumitomo Kinzoku Ceramics:Kk | Production of ceramic substrate |
| JP2013239609A (en) | 2012-05-16 | 2013-11-28 | Asahi Glass Co Ltd | Airtight member and method for manufacturing the same |
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