TW201911690A - 氣密封裝的製造方法及氣密封裝 - Google Patents

Abstract

本發明的氣密封裝的製造方法，其特徵為具備： 　　準備玻璃蓋，且在玻璃蓋上形成第一密封材料層之工程； 　　準備封裝基體，且在封裝基體上形成第二密封材料層之工程； 　　以第一密封材料層與第二密封材料層會接觸的方式，層疊配置玻璃蓋與封裝基體之工程；及 　　從玻璃蓋側照射雷射光，使第一密封材料層與第二密封材料層軟化變形，藉此將第一密封材料層與第二密封材料層氣密密封，而取得氣密封裝之工程， 　　使第二密封材料層的平均寬度成為比第一密封材料層的平均寬度更大，且使雷射光的照射徑成為比第二密封材料層的平均寬度更小。

Description

氣密封裝的製造方法及氣密封裝

本發明是有關氣密封裝的製造方法及氣密封裝。

一般，氣密封裝是具備：具有基部及被設在基部上的框部之封裝基體、及具有光透過性的玻璃蓋、以及被收容於以該等所包圍的內部空間之內部元件。

被安裝於氣密封裝的內部之MEMS(微小電氣機械系統)元件等的內部元件是恐有因從周圍環境浸入的水分而劣化之虞。以往，為了將封裝基體與玻璃蓋一體化，而使用具有低溫硬化性的有機樹脂系黏著劑。但，由於有機樹脂系黏著劑無法完全遮蔽水分或氣體，因此有使內部元件歷時性地劣化之虞。

另一方面，若將含玻璃粉末的複合粉末用在密封材料，則密封部分不易因周圍環境的水分而劣化，可容易確保氣密封裝的氣密可靠度。但，由於玻璃粉末是軟化溫度比有機樹脂系黏著劑更高，因此恐有在密封時使內部元件熱劣化之虞。

基於如此的情事，雷射密封備受注目。一般，雷射密封是具有近紅外光域的波長之雷射光被照射至密封材料層之後，密封材料層會軟化變形，玻璃蓋與封裝基體會被氣密一體化。而且，雷射密封是可只將應密封的部分局部性地加熱，不使內部元件熱劣化，可將玻璃蓋與封裝基體氣密一體化。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2014-224006號公報 　　[專利文獻2]日本特開2014-177356號公報

(發明所欲解決的課題)

雷射密封玻璃蓋與封裝基體的情況，若在玻璃蓋側與封裝基體側的雙方形成密封材料層，則在雷射密封時，密封材料層彼此間會軟化變形，而被氣密一體化，因此可提高氣密封裝的氣密可靠度與雷射密封強度。

但，使用陶瓷基體等作為封裝基體的情況，若在玻璃蓋側與封裝基體側的雙方形成密封材料層，則在雷射密封時，在密封材料層產生熱變形，有無法確保所望的氣密可靠度與雷射密封強度的情況。

本發明是有鑑於上述情事而研發者，其技術的課題是在於提供一種即使是使用陶瓷基體等作為封裝基體的情況，也可有效地確保氣密可靠度及雷射密封強度的方法。 (用以解決課題的手段)

本發明者重複各種的實驗的結果，發現藉由使封裝基體側的密封材料層的寬度成為比玻璃蓋側的密封材料層的寬度更大，使雷射光的照射徑成為比封裝基體側的密封材料層的寬度更小，可解決上述課題，作為本發明提案。 　　亦即，本發明的氣密封裝的製造方法，其特徵為具備： 　　準備玻璃蓋，且在玻璃蓋上形成第一密封材料層之工程； 　　準備封裝基體，且在封裝基體上形成第二密封材料層之工程； 　　以第一密封材料層與第二密封材料層會接觸的方式，層疊配置玻璃蓋與封裝基體之工程；及 　　從玻璃蓋側照射雷射光，使第一密封材料層與第二密封材料層軟化變形，藉此將第一密封材料層與第二密封材料層氣密密封，而取得氣密封裝之工程， 　　使第二密封材料層的平均寬度成為比第一密封材料層的平均寬度更大，且使雷射光的照射徑成為比第二密封材料層的平均寬度更小。

本發明的氣密封裝的製造方法，其特徵係以第一密封材料層與第二密封材料層會接觸的方式，層疊配置玻璃蓋與封裝基體之後，從玻璃蓋側照射雷射光，使第一密封材料層與第二密封材料層軟化變形，藉此將第一密封材料層與第二密封材料層氣密密封。若成為如此般，則在雷射密封時，密封材料層彼此間會軟化變形，被氣密一體化，因此可提高雷射密封強度。

另一方面，第二密封材料層是被形成於難確保潤濕性的封裝基體上，因此短時間進行燒結時，其端緣部容易形成凸起的形狀。此傾向是在以雷射照射來形成第二密封材料層時顯著。若第二密封材料層的端緣部形成凸起的形狀，則在雷射密封時，該凸起部分會軟化流動，而繞進第一密封材料層的外側，直接接觸於玻璃蓋而被密封。其結果，在第一密封材料層與玻璃蓋的界面、及第二密封材料層與玻璃蓋的界面，由於熱平衡不同，因此恐有玻璃蓋藉由不當的熱變形而破損之虞。

於是，本發明的氣密封裝的製造方法，其特徵係使第二密封材料層的平均寬度成為比第一密封材料層的平均寬度更大，且使雷射光的照射徑成為比第二密封材料層的平均寬度更小。若成為如此般，則在雷射密封時，由於雷射光不被照射於第二密封材料層的端緣部，因此第二密封材料層的端緣部的凸起部分不會軟化流動，不與玻璃蓋直接密封。其結果，玻璃蓋難破損。

圖1是用以說明本發明的氣密封裝的製造方法的剖面概念圖。如由圖1所知般，在玻璃蓋1上是形成有第一密封材料層2，在封裝基體3上是形成有第二密封材料層4，第二密封材料層4的端緣部5是形成凸起的形狀。而且，第二密封材料層4的平均寬度是比第一密封材料層2的平均寬度更大。

玻璃蓋1與封裝基體3是以第一密封材料層2與第二密封材料層4會接觸的方式被層疊配置。然後，從玻璃蓋1側照射雷射光6，使第一密封材料層2與第二密封材料層4軟化變形，將第一密封材料層2與第二密封材料層4氣密密封，取得氣密封裝。在此，雷射光6的照射徑W是比第一密封材料層2的平均寬度更大，比第二密封材料層4的平均寬度更小。藉此，在第二密封材料層4的端緣部5是不被照射雷射光6，因此玻璃蓋1與第二密封材料層4的端緣部5是不被直接密封，防止玻璃蓋的破損。

又，本發明的氣密封裝的製造方法，理想是使第二密封材料層的平均寬度成為比第一密封材料層的平均寬度更大200μm以上。

又，本發明的氣密封裝的製造方法，理想是使雷射光的照射徑成為比第一密封材料層的平均寬度更大。

又，本發明的氣密封裝的製造方法，理想是第一密封材料層與第二密封材料層的合計厚度為1.0~10.0μm。

又，本發明的氣密封裝的製造方法，理想是使用具有基部及被設在基部上的框部之封裝基體，在框部的頂部形成第二密封材料層。

又，本發明的氣密封裝的製造方法，理想是封裝基體為玻璃陶瓷、氮化鋁、氧化鋁的任一個，或該等的複合材料。

本發明的氣密封裝是具有玻璃蓋及封裝基體的氣密封裝，其特徵為： 　　在玻璃蓋上形成有第一密封材料層， 　　封裝基體具有基部及被設在基部上的框部， 　　在封裝基體的框部的頂部上形成有第二密封材料層， 　　第二密封材料層的平均寬度比第一密封材料層的平均寬度更大， 　　且在第一密封材料層與第二密封材料層被接觸配置的狀態下被氣密一體化。

又，本發明的氣密封裝，理想是第二密封材料層的平均寬度比第一密封材料層的平均寬度更大200μm以上。

又，本發明的氣密封裝，理想是第一密封材料層與第二密封材料層的合計厚度為1.0~12.0μm。

又，本發明的氣密封裝，理想是第二密封材料層的波長808nm的單色光的吸收率為每1μm厚度5~50%。在此，「在波長808nm的單色光的光吸收率」是意指以分光光度計來測定反射率與透過率，從100%減去其合計値的値。

又，本發明的氣密封裝，理想是封裝基體為玻璃陶瓷、氮化鋁、氧化鋁的任一個，或該等的複合材料。

本發明的氣密封裝的製造方法是具有：準備玻璃蓋，且在玻璃蓋上形成第一密封材料層的工程。

可使用各種的玻璃，作為玻璃蓋。例如，可使用無鹼性玻璃、硼矽酸玻璃、鈉鈣玻璃。

玻璃蓋的板厚是0.01~2.0mm，0.1~1.5mm，特別是0.15~1.2mm為理想。藉此，可謀求氣密封裝的薄型化。

亦可在玻璃蓋的內部元件側的表面形成機能膜，或在玻璃蓋的外側的表面形成機能膜。尤其機能膜是反射防止膜為理想。藉此，可減低在玻璃蓋的表面反射的光。

本發明的氣密封裝的製造方法是具有：準備封裝基體，且在封裝基體上形成第二密封材料層的工程。

使用具有基部及被設在基部上的框部之封裝基體作為封裝基體，且在框部的頂部形成第二密封材料層為理想。若形成如此般，則容易在以封裝基體的框部所包圍的空間收容紫外LED元件等的發光元件。

封裝基體的框部的頂部的寬度是理想為100~3000μm，200~2500μm，特別是300~2000μm。若框部的頂部的寬度過窄，則難以在框部的頂部上形成第二密封材料層。另一方面，若框部的頂部的寬度過寬，則作為裝置機能的有效面積會變小。

封裝基體的框部的高度，亦即從封裝基體減去基部的厚度的高度是理想為100~3500μm，特別是200~3000μm。若如此形成，則容易一面適當地收容內部元件，一面謀求氣密封裝的薄型化。

封裝基體的基部的厚度是0.1~4.5mm，特別是0.2~3.5mm為理想。藉此，可謀求氣密封裝的薄型化。

封裝基體是玻璃陶瓷、氮化鋁、氧化鋁的任一或該等的複合材料(例如將氮化鋁與玻璃陶瓷一體化者)。由於玻璃陶瓷是容易與第二密封材料層形成反應層，因此可在封裝基體與第二密封材料層的界面確保強固的密封強度。由於可更容易形成散熱孔，因此可適當地防止氣密封裝過度地溫度上昇的事態。氮化鋁與氧化鋁，由於放熱性良好，因此可適當地防止氣密封裝過度地溫度上昇的事態。

玻璃陶瓷、氮化鋁、氧化鋁是分散有黑色顔料(在分散有黑色顔料的狀態下被燒結而成)為理想。若形成如此般，則封裝基體可吸收透過第二密封材料層後的雷射光。其結果，在雷射密封時，由於封裝基體之與第二密封材料層接觸之處會被加熱，因此可在第二密封材料層與封裝基體的界面促進反應層的形成。

第二密封材料層的燒結是局部加熱為理想，特別是雷射照射為理想。此雷射照射是可使用各種的雷射。尤其近紅外線半導體雷射是處理容易的點為理想。雷射光的照射徑，為了將燒結狀態均一化，比乾燥膜的寬度更大為理想。照射雷射光時的外部環境是未被特別加以限定，可為大氣環境，亦可為氮環境等的惰性環境。往乾燥膜之雷射的掃描是可以一定的速度進行，或亦可在任意的區域變更速度。

第二密封材料層是被形成為與框部的接觸位置從框部的頂部的內側端緣分離，且被形成為從框部的頂部的外側端緣分離為理想，被形成於從框部的頂部的內側端緣分離50μm以上、60μm以上、70~2000μm、特別是80~1000μm的位置更理想。若框部的頂部的內側端緣與第二密封材料層的分離距離過短，則在雷射密封時，由於在局部加熱產生的熱難逃，因此在冷卻過程玻璃蓋容易破損。另一方面，若框部的頂部的內側端緣與第二密封材料層的分離距離過長，則氣密封裝的小型化困難。又，被形成於從框部的頂部的外側端緣分離50μm以上、60μm以上、70~2000μm、特別是80~1000μm分離的位置為理想。若框部的頂部的外側端緣與第二密封材料層的分離距離過短，則在雷射密封時，在局部加熱產生的熱難逃，因此在冷卻過程玻璃蓋容易破損。另一方面，若框部的頂部的外側端緣與第二密封材料層的分離距離過長，則、氣密封裝的小型化困難。

在本發明的氣密封裝的製造方法中，將第二密封材料層的平均寬度設為比第一密封材料層的平均寬度更大。而且，第二密封材料層的平均寬度是比第一密封材料層的平均寬度更大200μm以上，300μm以上，400μm以上，特別是500~5000μm為理想。若形成如此般，則在雷射密封時，由於第二密封材料層的端緣部不易軟化流動，因此玻璃蓋難破損。

第一密封材料層與第二密封材料層的合計厚度是理想為1.0~12.0μm，特別是2.0~10.0μm為理想。第一密封材料層與第二密封材料層的合計厚度越小，當第一密封材料層、第二密封材料層及玻璃蓋的熱膨脹係數為不整合時，越可減低在雷射密封後殘留於密封部分的應力。並且，亦可提高雷射密封精度。另外，作為如上述般限制密封材料層的平均厚度的方法，可舉薄薄地塗佈密封材料糊劑的方法、研磨處理密封材料層(第一密封材料層及/第二密封材料層)的表面的方法。

第一密封材料層與第二密封材料層是不須材料構成為相同，亦可為材料構成不同。

密封材料層(第一密封材料層及/第二密封材料層)是藉由塗佈混練密封材料與媒介物(vehicle)後的密封材料糊劑來形成。密封材料是一般為包含玻璃粉末與耐火性填充物粉末的複合材料粉末，因應所需，有添加著色顔料等的雷射吸收材的情況。而且，密封材料是在雷射密封時，軟化流動，將玻璃蓋與封裝基體氣密一體化的材料。媒介物是一般意指樹脂與溶媒的混合物，亦即樹脂溶解後的黏性溶液，用以分散密封材料來均一地塗佈密封材料糊劑的材料。並且，在媒介物中，因應所需，也有添加界面活性劑、增黏劑等的情況。

可使用各種的材料，作為密封材料。其中，從提高雷射密封強度的觀點，使用包含鉍系玻璃粉末與耐火性填充物粉末的複合粉末為理想。作為複合粉末，是使用含有55~100體積%的鉍系玻璃粉末與0~45體積%的耐火性填充物粉末的複合粉末為理想，使用含有60~100體積%的鉍系玻璃粉末與0~40體積%的耐火性填充物粉末的複合粉末更為理想，使用含有60~85體積%的鉍系玻璃粉末與15~40體積%的耐火性填充物粉末的複合粉末特別理想。若添加耐火性填充物粉末，則密封材料層的熱膨脹係數容易整合成玻璃蓋與封裝基體的熱膨脹係數。其結果，容易防止在雷射密封後不當的應力殘留於密封部分的事態。另一方面，若耐火性填充物粉末的含有量過多，則鉍系玻璃粉末的含有量相對地變少，因此密封材料層的表面平滑性會降低，雷射密封精度容易降低。

密封材料的軟化點是理想為510℃以下，480℃以下，特別是450℃以下。若密封材料的軟化點過高，則難提高密封材料層的表面平滑性。密封材料的軟化點的下限是未被特別加以設定，但若考慮玻璃粉末的熱的安定性，則密封材料的軟化點是350℃以上為理想。在此，「軟化點」是相當於以Macro型DTA裝置所測定時際的第四變曲點。

鉍系玻璃是以莫耳%，含有Bi₂ O₃ 28~60%，B₂ O₃ 15~37%，ZnO 0~30%，CuO+MnO(CuO與MnO的合量) 1~40%，作為玻璃組成為理想。以下說明將各成分的含有範圍如上述般限定的理由。另外，在玻璃組成範圍的說明中，顯示%是指莫耳%。

Bi₂ O₃ 是用以使軟化點降低的主要成分。Bi₂ O₃ 的含有量是理想為28~60%，33~55%，特別是35~45%。若Bi₂ O₃ 的含有量過少，則軟化點會過高，軟化流動性容易降低。另一方面，若Bi₂ O₃ 的含有量過多，則在雷射密封時，玻璃容易失透，起因於此失透，軟化流動性容易降低。

B₂ O₃ 是作為玻璃形成成分必須的成分。B₂ O₃ 的含有量是理想為15~37%，19~33%，特別是22~30%。若B₂ O₃ 的含有量過少，則難形成玻璃網絡，因此在雷射密封時，玻璃容易失透。另一方面，若B₂ O₃ 的含有量多過，則玻璃的黏性變高，軟化流動性容易降低。

ZnO是提高耐失透性的成分。ZnO的含有量是理想為0~30%，3~25%，5~22%，特別是5~20%。若ZnO的含有量過多，則玻璃組成的成分平衡會崩潰，反倒耐失透性容易降低。

CuO與MnO是大幅度提高雷射吸收能的成分。CuO與MnO的合量是理想為1~40%，3~35%，10~30%，特別是15~30%。若CuO與MnO的合量過少，則雷射吸收能容易降低。另一方面，若CuO與MnO的合量過多，則軟化點會過高，即使照射雷射光，玻璃也難以軟化流動。並且，玻璃會熱性地形成不安定，在雷射密封時，玻璃容易失透。另外，CuO的含有量是理想為1~30%，特別是10~25%。MnO的含有量是理想為0~25%，1~25%，特別是3~15%。

在上述成分以外，例如，亦可添加以下的成分。

SiO₂ 是提高耐水性的成分。SiO₂ 的含有量是理想為0~5%，0~3%，0~2%，特別是0~1%。若SiO₂ 的含有量過多，則有軟化點不當地上昇之虞。並且，在雷射密封時，玻璃容易失透。

Al₂ O₃ 是提高耐水性的成分。Al₂ O₃ 的含有量是0~10%，0.1~5%，特別是0.5~3%為理想。若Al₂ O₃ 的含有量過多，則有軟化點不當地上昇之虞。

Li₂ O，Na₂ O及K₂ O是使耐失透性降低的成分。因此，Li₂ O，Na₂ O及K₂ O的含有量是分別為0~5%，0~3%，特別是未滿0~1%為理想。

MgO，CaO，SrO及BaO是提高耐失透性的成分，但使軟化點上昇的成分。因此，MgO，CaO，SrO及BaO的含有量是分別為0~20%，0~10%，特別是0~5%為理想。

Fe₂ O₃ 是提高耐失透性與雷射吸收能的成分。Fe₂ O₃ 的含有量是理想為0~10%，0.1~5%，特別是0.4~2%。若Fe₂ O₃ 的含有量過多，則玻璃組成的成分平衡會崩潰，反倒耐失透性容易降低。

Sb₂ O₃ 是提高耐失透性的成分。Sb₂ O₃ 的含有量是理想為0~5%，特別是0~2%。若Sb₂ O₃ 的含有量過多，則玻璃組成的成分平衡會崩潰，反倒耐失透性容易降低。

玻璃粉末的平均粒徑D₅₀ 是理想為未滿15μm，0.5~10μm，特別是1~5μm。玻璃粉末的平均粒徑D₅₀ 越小，玻璃粉末的軟化點越降低。在此，「平均粒徑D₅₀ 」是意指藉由雷射繞射法來以體積基準所測定的値。

作為耐火性填充物粉末，由堇青石，鋯石，氧化錫，氧化鈮，磷酸鋯系陶瓷，矽酸鋅，β-鋰霞石，β-石英固溶體所選擇的一種或二種以上為理想，特別是β-鋰霞石或堇青石為理想。該等的耐火性填充物粉末是除了熱膨脹係數低之外，機械性強度高，且與鉍系玻璃的適合性良好。

耐火性填充物粉末的平均粒徑D₅₀ 是理想為未滿2μm，特別是0.1μm以上，且未滿1.5μm。若耐火性填充物粉末的平均粒徑D₅₀ 過大，則密封材料層的表面平滑性容易降低，且密封材料層的平均厚度容易變大，結果，雷射密封精度容易降低。

耐火性填充物粉末的99%粒徑D₉₉ 是理想為未滿5μm，4μm以下，特別是0.3μm以上，且3μm以下。若耐火性填充物粉末的99%粒徑D₉₉ 過大，則密封材料層的表面平滑性容易降低，且密封材料層的平均厚度容易變大，結果，雷射密封精度容易降低。在此，「99%粒徑D₉₉ 」是意指藉由雷射繞射法來以體積基準所測定的値。

密封材料是為了提高光吸收特性，亦可更含雷射吸收材，但雷射吸收材是具有助長鉍系玻璃的失透之作用。因此，密封材料層中的雷射吸收材的含有量是理想為10體積%以下，5體積%以下，1體積%以下，0.5體積%以下，特別是實質不含有為理想。鉍系玻璃的耐失透性為良好時，為了提高雷射吸收能，亦可將雷射吸收材導入1體積%以上，特別是3體積%以上。另外，可使用Cu系氧化物，Fe系氧化物，Cr系氧化物，Mn系氧化物及該等的尖晶石型複合氧化物等，作為雷射吸收材。

密封材料的熱膨脹係數是理想為55×10^-7 ~110×10^-7 /℃，60×10^-7 ~105×10^-7 /℃，特別是65×10^-7 ~100×10^-7 /℃。若形成如此般，則密封材料的熱膨脹係數會整合成玻璃蓋或封裝基體的熱膨脹係數，殘留於密封部分的應力會變小。另外，「熱膨脹係數」是在30~300℃的溫度範圍中，以TMA(推桿式熱膨脹係數測定)裝置所測定的値。

密封材料糊劑是通常藉由三個滾輪(roller)等來混練密封材料與媒介物，藉此製作。媒介物是如上述般，通常包含樹脂與溶劑。樹脂是以調整糊劑的黏性之目的而被添加。但，高分子量的樹脂是在雷射光的照射時，由於產生大的分解熱，因此乾燥膜的燒結困難。

若密封材料糊劑中的樹脂量過多，則在藉由雷射光的照射來使乾燥膜燒結時，由於樹脂的分解熱的能耗變大，因此無法使用低輸出的雷射光。結果，有內部元件熱劣化之虞。更在藉由雷射光的照射來使乾燥膜燒結時，樹脂會殘存於密封材料層中，因此在雷射密封時，恐有在密封材料層中產生樹脂的再分解，而發生密封材料層的流動不良或發泡等的狀態不佳之虞。因此，密封材料糊劑是最好使用實質不含樹脂的媒介物(樹脂量為未滿0.1質量%的媒介物)，但在媒介物添加少量樹脂時，可使用丙烯酸酯(丙烯酸樹脂)，乙基纖維素，聚乙二醇衍生物，硝化棉，甲基苯乙烯，聚碳酸乙烯酯，聚碳酸丙烯酯，甲基丙烯酸甲酯等，作為樹脂。使用於媒介物的溶劑，可使用N,N’-二甲基甲醯胺(DMF)，α-松油醇，高級乙醇，γ-丁內酯(γ-BL)，四氫化萘，萜烯，二乙二醇丁醚醋酸酯，乙酸乙酯，乙酸異丁酯，二乙二醇單乙醚，二乙二醇單乙醚乙酸酯，苯甲醇，甲苯，3-甲氧基-3-甲基丁醇，三乙二醇單甲醚，三乙二醇二甲醚，二丙二醇單甲醚，二丙二醇單丁醚，三丙二醇單甲醚，三丙二醇單丁醚，碳酸丙烯酯，二甲基亞碸(DMSO)，N-甲基-2-吡咯烷酮等。

密封材料糊劑的塗佈是使用分配器(dispenser)或網版印刷機等的塗佈機為理想。若形成如此般，則可提高塗佈膜或乾燥膜的尺寸精度。塗佈膜的乾燥是比密封材料糊劑中的溶媒揮發的下限溫度高，比內部元件的耐熱溫度低的溫度為理想。

本發明的氣密封裝的製造方法是具備： 　　以第一密封材料層與第二密封材料層會接觸的方式，層疊配置封裝基體與玻璃蓋之工程； 　　從玻璃蓋側照射雷射光，使第一密封材料層與第二密封材料層軟化變形，藉此將第一密封材料層與第二密封材料層氣密密封，而取得氣密封裝之工程。 　　在本發明的氣密封裝的製造方法中，以第一密封材料層與第二密封材料層的中心線彼此間會重疊的方式，層疊配置封裝基體與玻璃蓋為理想。如形成如此般，則可同時提高雷射密封精度與雷射密封強度。

本發明的氣密封裝的製造方法是以將雷射光的照射徑設為比第二密封材料層的平均寬度更小作為特徵。若形成如此般，則在雷射密封時，由於雷射光不會被照射至第二密封材料層的端緣部，因此第二密封材料層的端緣部的凸起部分不會軟化流動，未與玻璃蓋與直接密封。其結果，玻璃蓋難破損。

本發明的氣密封裝的製造方法是將雷射光的照射徑設為比第一密封材料層的平均寬度更大為理想。藉此，雷射光會被照射於第一密封材料層全體，因此可提高氣密可靠度與雷射密封強度。

進行雷射密封的環境並無特別加以限定，可為大氣環境，亦可為氮環境等的惰性環境。

在推壓玻璃蓋的狀態下進行雷射密封為理想。藉此，在雷射密封時，可提高密封材料層(第一密封材料層及/或第二密封材料層)的軟化流動性。

本發明的氣密封裝是具有玻璃蓋及封裝基體的氣密封裝，其特徵為：在玻璃蓋上形成有第一密封材料層，封裝基體具有基部及被設在基部上的框部，在封裝基體的框部的頂部上形成有第二密封材料層，第二密封材料層的平均寬度會比第一密封材料層的平均寬度更大，且在第一密封材料層與第二密封材料層接觸配置的狀態下被氣密一體化。本發明的氣密封裝的技術的特徵是在本發明的氣密封裝的製造方法的說明欄中幾乎記載完畢，有關其重複部分是省略詳細的說明。

第二密封材料層的波長808nm的單色光的吸收率(厚度方向)是理想為20~90%，特別是30~60%。並且，第二密封材料層的波長808nm的單色光的吸收率是理想為每1μm厚，5~50%，特別是7~30%為理想。若波長808nm的單色光的吸收率過低，則第二密封材料層難軟化變形，有須過度提高雷射輸出。結果，產生內部元件熱劣化之虞。並且，若波長808nm的單色光的吸收率過高，則在雷射密封時，由於在封裝基體與第二密封材料層的界面不被賦予充分的熱，因此恐有第二密封材料層的軟化流動性不充分之虞。

以下，一邊參照圖面，一邊說明本發明。圖2是用以說明本發明之一實施形態的剖面概念圖。氣密封裝10是具備玻璃蓋11及封裝基體12。封裝基體12是具有基部13，更在基部13的外周端緣上具有框部14。並且，在封裝基體12的框部14內收容有內部元件15。

在玻璃蓋11的表面是形成有畫框狀的第一密封材料層16。第一密封材料層16是藉由電氣爐燒成來使密封材料燒結，該密封材料是含有：在玻璃組成中含遷移金屬氧化物的鉍系玻璃，及耐火性填充物粉末。而且，第一密封材料層16的平均寬度是比第二密封材料層17的平均寬度更小200μm以上。

在封裝基體12的框部14的頂部18是形成有第二密封材料層17。其頂部18的表面是預先被研磨處理，其表面粗度Ra為形成0.5μm以下。而且，第二密封材料層17的寬度是比框部14的寬度更若干小。更加，第二密封材料層17是將密封材料糊劑塗佈，乾燥，製作乾燥膜之後，對該乾燥膜照射雷射光，使燒結者。該密封材料糊劑是藉由以三個滾輪等來混練密封材料與媒介物而被製作。該密封材料是含有：在玻璃組成中含遷移金屬氧化物的鉍系玻璃，及耐火性填充物粉末。另外，在封裝基體12內是形成有電性連接內部元件15與外部的電氣配線(未被圖示)。

並且，以玻璃蓋11會形成上方，且第一密封材料層16與第二密封材料層17的寬度方向的中心線彼此間會接觸的方式，層疊配置玻璃蓋11與封裝基體12。然後，從雷射照射裝置19射出的雷射光20會從玻璃蓋11側沿著第一密封材料層16與第二密封材料層17來照射。此雷射光20的照射徑是比第一密封材料層16的平均寬度更大，比第二密封材料層17的平均寬度更小。藉此，第一密封材料層16與第二密封材料層17會軟化流動，被氣密密封之後，玻璃蓋11與封裝基體12會被氣密一體化，而形成氣密封裝10的氣密構造。 [實施例]

以下，根據實施例說明本發明。另外，以下的實施例只是舉列說明。本發明並非限於以下的實施例。

表1是表示本發明的實施例(試料No.1~5)與比較例(試料No.6~8)。

首先，以能形成所望的玻璃組成之方式，準備調合了各種氧化物，碳酸鹽等的原料之玻璃配合料，予以放入白金坩堝而以1200℃熔融2小時。其次，藉由水冷滾輪來將分別取得的熔融玻璃成形成薄片狀。最後，以輥軋機來將薄片狀的鉍系玻璃粉碎後，空氣分級而取得鉍系玻璃粉末。另外，關係到玻璃蓋側的密封材料層的鉍系玻璃粉末，是莫耳%含有Bi₂ O₃ 39%，B₂ O₃ 23%，ZnO 14%，Al₂ O₃ 3%，CuO 20%，Fe₂ O₃ 1%，作為玻璃組成，且關係到封裝基體側的密封材料層的鉍系玻璃粉末，是莫耳%含有Bi₂ O₃ 45%，B₂ O₃ 27%，ZnO 19%，Al₂ O₃ 4%，CuO 4%，Fe₂ O₃ 1%，作為玻璃組成。

其次，以取得的鉍系玻璃粉末為70.0體積%，耐火性填充物粉末為30.0體積%的比例混合，製作密封材料(複合粉末)。在此，將鉍系玻璃粉末的平均粒徑D₅₀ 設為1.0μm，將99%粒徑D₉₉ 設為2.5μm，將耐火性填充物粉末的平均粒徑D₅₀ 設為1.0μm，將99%粒徑D₉₉ 設為2.5μm。另外，耐火性填充物粉末是β-鋰霞石。

有關取得的密封材料，測定熱膨脹係數時，該熱膨脹係數分別為71×10^-7 /℃。另外，熱膨脹係數是以推桿式TMA裝置所測定者，其測定溫度範圍是30~300℃。

其次，在外形29.8mm×29.8mm，厚度0.3mm的硼矽酸玻璃(Nippon Electric Glass Co., Ltd.製BDA)的一方的表面，以具有表中的平均寬度，且封裝基體側的密封材料層與中心線會重疊的類型之方式，塗佈密封材料糊劑，在大氣環境中，以100℃乾燥10分鐘之後，藉由電氣爐來以520℃燒成10分鐘，形成平均厚度成為5.0μm的密封材料層(第一密封材料層)。並且，準備氧化鋁製的封裝基體(外形30mm×30mm，基部厚度0.7mm，框部的高度3mm，框部寬度2mm)，沿著該框部的頂部的中心線，以具有表中的平均寬度，且燒結後的平均厚度會成為5.0μm的方式形成密封材料層(第二密封材料層)。

若詳述，則首先以黏度會形成約100Pa･s(25℃，Shear rate：4)的方式，將上述的密封材料與媒介物混練之後，更以三個輥軋機來混練至粉末均一地分散為止，而糊劑化，取得密封材料糊劑。其次，以封裝基體的框部的頂部的中心線與密封材料層的寬度方向的中心線會一致的方式，藉由網版印刷機來印刷上述密封材料糊劑之後，在大氣環境下，以100℃乾燥10分鐘，藉此在封裝基體的框部的頂部上形成乾燥膜。更加以乾燥膜會形成上方的方式，以治具來固定封裝基體，照射波長808nm的半導體雷射，使乾燥膜軟化變形，而使燒結，藉此在封裝基體的框部的頂部上形成密封材料層。同樣，在玻璃蓋的周圍塗佈密封材料糊劑之後，在玻璃蓋上形成乾燥膜。

最後，以玻璃蓋側的密封材料層的中心線與封裝基體側的密封材料層的中心線會重疊的方式，層疊配置玻璃蓋與封裝基體。然後，一邊利用推壓治具來推壓玻璃蓋，一邊從玻璃蓋側朝向密封材料層，照射波長808nm的半導體雷射，使雙方的密封材料層軟化變形，藉此將玻璃蓋與封裝基體氣密一體化，取得氣密封裝。另外，調整雷射照射徑與雷射輸出，而使從雷射密封後的玻璃蓋側的密封材料層上看的平均寬度形成為在雷射密封前從密封材料層的上方看的平均寬度的110%。

針對取得的氣密封裝來評價氣密可靠度。詳細是對於取得的氣密封裝進行高溫高濕高壓試驗(溫度85℃，相對濕度85%，1000小時)之後，觀察密封材料層的附近時，以在玻璃蓋完全未認出龜裂，破損等者為「○」，以不至於氣密洩漏，但在玻璃蓋些微認出微小龜裂者為「△」，且以在玻璃蓋認出龜裂，破損等者為「×」，評價氣密可靠度。

由表可知，試料No.1~4是封裝基體側的密封材料層(第二密封材料層)的平均寬度會比玻璃蓋側的密封材料層的平均寬度更大，因此氣密可靠度的評價為良好。又，由於試料No.5是封裝基體側的密封材料層的平均寬度會比玻璃蓋側的密封材料層的平均寬度更稍微大，因此在高溫高濕高壓試驗不至於氣密洩漏。另一方面，試料No.6~8是封裝基體側的密封材料層的平均寬度會與玻璃蓋側的密封材料層的平均寬度相同，因此封裝基體側的密封材料層直接黏著於玻璃蓋的情況被觀察出，且在氣密可靠度試驗後，在該接觸處的玻璃蓋部分產生龜裂。 [產業上的利用可能性]

本發明的氣密封裝是適於安裝有MEMS(微小電氣機械系統)元件等的內部元件之氣密封裝，但除此以外，也可適用於收容壓電振動元件或使量子點分散於樹脂中的波長變換元件等之氣密封裝等。

1、11‧‧‧玻璃蓋

2、16‧‧‧第一密封材料層

3、12‧‧‧封裝基體

4、17‧‧‧第二密封材料層

5‧‧‧端緣部

6、20‧‧‧雷射光

10‧‧‧氣密封裝

13‧‧‧基部

14‧‧‧框部

15‧‧‧內部元件

18‧‧‧框部的頂部

19‧‧‧雷射照射裝置

圖1是用以說明本發明的氣密封裝的製造方法的剖面概念圖。 　　圖2是用以說明本發明的一實施形態的剖面概念圖。

Claims (11)

1. 一種氣密封裝的製造方法，其特徵係具備： 　　準備玻璃蓋，且在玻璃蓋上形成第一密封材料層之工程； 　　準備封裝基體，且在封裝基體上形成第二密封材料層之工程； 　　以第一密封材料層與第二密封材料層會接觸的方式，層疊配置玻璃蓋與封裝基體之工程；及 　　從玻璃蓋側照射雷射光，使第一密封材料層與第二密封材料層軟化變形，藉此將第一密封材料層與第二密封材料層氣密密封，而取得氣密封裝之工程， 　　使第二密封材料層的平均寬度成為比第一密封材料層的平均寬度更大，且使雷射光的照射徑成為比第二密封材料層的平均寬度更小。
2. 如申請專利範圍第1項之氣密封裝的製造方法，其中，使第二密封材料層的平均寬度成為比第一密封材料層的平均寬度更大200μm以上。
3. 如申請專利範圍第1或2項之氣密封裝的製造方法，其中，使雷射光的照射徑成為比第一密封材料層的平均寬度更大。
4. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之氣密封裝的製造方法，其中，第一密封材料層與第二密封材料層的合計厚度為1.0~10.0μm。
5. 如申請專利範圍第1~4項中的任一項所記載之氣密封裝的製造方法，其中，使用具有基部及被設在基部上的框部之封裝基體，在框部的頂部形成第二密封材料層。
6. 如申請專利範圍第1~5項中的任一項所記載之氣密封裝的製造方法，其中，封裝基體為玻璃陶瓷、氮化鋁、氧化鋁的任一個，或該等的複合材料。
7. 一種氣密封裝，係具有玻璃蓋及封裝基體的氣密封裝，其特徵為： 　　在玻璃蓋上形成有第一密封材料層， 　　封裝基體具有基部及被設在基部上的框部， 　　在封裝基體的框部的頂部上形成有第二密封材料層， 　　第二密封材料層的平均寬度比第一密封材料層的平均寬度更大， 　　且在第一密封材料層與第二密封材料層被接觸配置的狀態下被氣密一體化。
8. 如申請專利範圍第7項之氣密封裝，其中，第二密封材料層的平均寬度比第一密封材料層的平均寬度更大200μm以上。
9. 如申請專利範圍第7或8項之氣密封裝，其中，第一密封材料層與第二密封材料層的合計厚度為1.0~10.0μm。
10. 如申請專利範圍第7~9項中的任一項所記載之氣密封裝，其中，第二密封材料層的波長808nm的單色光的吸收率按每1μm厚為5~50%。
11. 如申請專利範圍第7~10項中的任一項所記載之氣密封裝，其中，封裝基體為玻璃陶瓷、氮化鋁、氧化鋁的任一個，或該等的複合材料。