TW201742272A - 氣密封裝之製造方法及氣密封裝 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種即便不利用按壓構件按壓玻璃蓋，而藉由雷射照射亦可使玻璃蓋密接並接合於容器之氣密封裝之製造方法。 本發明之氣密封裝之製造方法之特徵在於包括：於容器3之側壁部3b與玻璃蓋5A之間配置密封材料4A，並於側壁部3b上載置玻璃蓋5A之步驟；藉由將玻璃蓋5A向凹部3方向吸引而使玻璃蓋5A密接於側壁部3b上之密封材料4A之步驟；及於使玻璃蓋5A密接於密封材料4A之狀態下，照射雷射光L而使密封材料4A熔融，從而將側壁部3b與玻璃蓋5A接合之步驟。

Description

氣密封裝之製造方法及氣密封裝

本發明係關於一種用以搭載並密封元件之氣密封裝之製造方法及氣密封裝。

先前，為了搭載LED等元件並密封而使用氣密封裝。此種氣密封裝係藉由將可搭載元件之容器與用以將容器內密封之罩蓋構件接合而構成。正在研究藉由將元件密封於氣密封裝，而抑制水分等與元件接觸，從而提高可靠性。 於下述專利文獻1中，揭示有包含玻璃陶瓷之容器與玻璃蓋經由密封材料接合而成之氣密封裝。於專利文獻1中，作為上述密封材料使用包含低熔點玻璃之玻璃料。又，於專利文獻1中，藉由燒成上述密封材料並使之熔融而將玻璃陶瓷基板與玻璃蓋接合。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2014-236202號公報

[發明所欲解決之問題] 然而，於搭載耐熱性較低之元件之情形時，若如專利文獻1般燒成玻璃料並使之熔融，則有因燒成時之加熱導致元件特性熱劣化之虞。作為消除該情況之方法，考慮藉由對玻璃料照射雷射局部地進行加熱而將玻璃料熔融之方法。 然而，為了提高封裝之氣密性，較佳為於將玻璃蓋按壓至容器之狀態下將玻璃料熔融，從而使玻璃蓋與容器接合。於燒成玻璃料並使之熔融之情形時，可藉由於玻璃蓋上載置按壓構件，於利用按壓構件將玻璃蓋按壓至容器側之狀態下進行燒成，從而使玻璃蓋密接並接合於容器。然而，於藉由雷射照射使玻璃料熔融之情形時，必須將供雷射光透過之構件用作按壓構件。例如，必須將玻璃板用作按壓構件，於將玻璃板載置於玻璃蓋上之狀態下，自上方照射雷射光。 本發明者們發現，根據上述方法，會產生如下問題。 即，產生如下課題等：1)於玻璃蓋中，僅與玻璃料接觸之側之玻璃蓋表面被加熱，玻璃蓋內部之溫度差變大，因熱應力而導致玻璃蓋產生龜裂；2)存在因玻璃板導致玻璃蓋之表面受損傷之情形；3)難以將玻璃板作為按壓構件而對玻璃蓋均勻地施加荷重。 本發明之目的在於提供一種即便不利用按壓構件按壓玻璃蓋，而藉由雷射照射亦可使玻璃蓋密接並接合於容器之氣密封裝之製造方法及氣密封裝。 [解決問題之技術手段] 本發明之氣密封裝之製造方法之特徵在於：其係用以搭載並密封元件者，且包括：準備容器之步驟，該容器具有搭載上述元件之底部及配置於該底部上之框狀之側壁部，且具有由上述底部及上述側壁部包圍之凹部；準備密封上述凹部之玻璃蓋之步驟；於上述側壁部與上述玻璃蓋之間配置密封材料，並於上述容器之上述側壁部上載置上述玻璃蓋之步驟；藉由將上述玻璃蓋向上述凹部方向吸引而使上述玻璃蓋密接於上述側壁部上之上述密封材料之步驟；及於使上述玻璃蓋密接於上述密封材料之狀態下，照射雷射光而使上述密封材料熔融，從而將上述側壁部與上述玻璃蓋接合之步驟。 於本發明中，於在上述側壁部上載置上述玻璃蓋時，亦可為上述玻璃蓋具有向較上述側壁部更外側突出之外周部，藉由吸引上述外周部而使上述玻璃蓋密接於上述側壁部上之上述密封材料。於此情形時，較佳為進而具有如下步驟於將上述側壁部與上述玻璃蓋接合之後將上述玻璃蓋之上述外周部切斷。 於本發明中，較佳為進而具有如下步驟，即，於載置有上述玻璃蓋之上述容器填充惰性氣體。 於本發明中，較佳為於吸引上述玻璃蓋之步驟中對上述容器內進行減壓。 於本發明中，較佳為上述玻璃蓋之厚度為0.1 mm以上。 本發明之氣密封裝之特徵在於：其係用以搭載並密封元件者，且包括：容器，其具有搭載上述元件之底部及配置於該底部上之框狀之側壁部，且具有由上述底部及上述側壁部包圍之凹部；玻璃蓋，其配置於上述側壁部上，且將上述凹部密封；及密封材料層，其配置於上述側壁部與上述玻璃蓋之間；且上述容器內為置換為惰性氣體之狀態及/或經減壓之狀態。 於本發明之氣密封裝中，較佳為上述玻璃蓋之厚度為0.1 mm以上。 [發明之效果] 根據本發明之製造方法，即便不利用按壓構件按壓玻璃蓋而藉由雷射照射亦可使玻璃蓋密接並接合於容器。 根據本發明之氣密封裝，可製成氣密性較高之封裝，從而可提高封裝之可靠性。

以下，對較佳之實施形態進行說明。但是，以下之實施形態僅為例示，本發明並不限定於以下之實施形態。又，於各圖式中，存在具有實質上相同之功能之構件以相同符號進行參照之情形。 (第1實施形態) 圖1係第1實施形態之氣密封裝之前視剖面圖。如圖1所示，氣密封裝1為用以搭載並密封元件2之氣密封裝。氣密封裝1具備密封元件2之容器3。容器3具備搭載元件2之底部3a及配置於底部3a上之框狀之側壁部3b。容器3具有由底部3a及側壁部3b包圍之凹部3c。容器3例如包含陶瓷、玻璃陶瓷等。作為陶瓷可列舉氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯、富鋁紅柱石等。作為玻璃陶瓷可列舉LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics，低溫共燒陶瓷)等。作為LTCC之具體例，可列舉氧化鈦或氧化鈮等無機粉末與玻璃粉末之燒結體等。底部3a及側壁部3b亦可一體地形成。或者亦可由不同體之底部3a及側壁部3b形成。 於底部3a搭載有元件2。元件2並不受特別限定，例如為MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統)、LD(Laser Diode，雷射二極體)、CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)、深紫外線LED(Light Emitting Diode，發光二極體)、其他LED等電子零件。 氣密封裝1包含：玻璃蓋5，其配置於側壁部3b之上部且用以密封凹部3c；及密封材料層4，其配置於側壁部3b及玻璃蓋5之間。側壁部3b之上部與玻璃蓋5由密封材料層4接合。 密封材料層4包含含有低熔點玻璃粉末之密封材料。低熔點玻璃粉末能以更低溫使密封材料熔融，從而可更進一步抑制元件之熱劣化。作為低熔點玻璃粉末例如可使用Bi₂ O₃ 系玻璃粉末、或SnO-P₂ O₅ 系玻璃粉末、V₂ O₅ -TeO₂ 系玻璃粉末等。如下述般，於藉由雷射光之照射而使密封材料熔融時，為了提高雷射光之吸收，亦可於玻璃中包含選自CuO、Cr₂ O₃ 、Fe₂ O₃ 、MnO₂ 等之至少一種顏料。又，密封材料除了上述低熔點玻璃粉末以外亦可包含低膨脹耐火性填料或雷射光吸收材料等。作為低膨脹耐火性填料例如可列舉堇青石、矽鋅礦、氧化鋁、磷酸鋯系化合物、鋯英石、氧化鋯、氧化錫、石英玻璃、β-石英固溶體、β-鋰霞石、鋰輝石。又，作為雷射光吸收材料例如可列舉選自Fe、Mn、Cu等之至少1種金屬或包含該金屬之氧化物等化合物。本實施形態之容器3與玻璃蓋5如下述般藉由雷射光之照射而使密封材料熔融從而形成密封材料層4。 較理想為玻璃蓋5之厚度較佳為0.1 mm以上，更佳為0.2 mm以上。藉此，不易破損且可小型化。較理想為玻璃蓋5之厚度較佳為0.7 mm以下，更佳為0.5 mm以下。藉此，可小型化。 凹部3c內亦可置換為惰性氣體。作為惰性氣體例如可列舉N₂ 或Ar等。藉此，元件2不易劣化且可提高可靠性。 凹部3c內亦可被減壓。於此情形時，可有效地提高氣密性。由此，元件2不易劣化，且可提高可靠性。較理想為較佳為凹部3c內置換為惰性氣體，且被減壓。藉此，可進一步提高可靠性。 (製造方法) 圖2(a)及(b)係用以說明第1實施形態之氣密封裝之製造方法之前視剖面圖。準備圖2(a)所示之容器3。又，準備圖2(b)所示之玻璃蓋5A。 其次，於側壁部3b上配置密封材料4A。本實施形態之密封材料4A係含有雷射光吸收材料之玻璃料。密封材料4A之配置例如可將密封材料4A與適當之有機黏合劑混合而成之糊劑藉由印刷而進行。再者，密封材料4A亦可配置於玻璃蓋5A上之對應區域。其次，以400℃以上且600℃以下之溫度進行燒成。再者，於在側壁部3b上配置密封材料4A並進行燒成之情形時，元件2向容器3之底部3a之搭載係於燒成後實施。 另一方面，準備用以吸引玻璃蓋5A之治具6。圖2(a)所示之治具6具有載置容器3之治具底部6a、及配置於治具底部6a上之框狀之治具側壁部6b。治具6具有由治具底部6a及治具側壁部6b包圍之治具凹部6c、及設置於治具側壁部6b之通氣孔6d。通氣孔6d以可對治具凹部6c內進行排氣之方式設置。於治具側壁部6b之上部設置有封裝材6e。 再者，治具6為用以進行上述吸引之治具之一例，治具6之構成並不受特別限定。 其次，如圖2(a)所示，將容器3載置於治具底部6a。其次，如圖2(b)所示，於側壁部3b上介置密封材料4A並載置玻璃蓋5A。玻璃蓋5A具有外周部5Aa，該外周部5Aa於載置於側壁部3b上時，向較側壁部3b更外側突出。外周部5Aa載置於治具側壁部6b上且覆蓋治具凹部6c。由於治具6具有封裝材6e，故而可較佳地固定玻璃蓋5A。 其次，藉由自治具6之通氣孔6d吸引玻璃蓋5A之外周部5Aa而使玻璃蓋5A密接於側壁部3b上之密封材料4A。由於治具凹部6c內被減壓，故而可使玻璃蓋5A更確實地密接於密封材料4A。由此，可有效地提高氣密封裝1之氣密性，從而可有效地提高可靠性。 較佳為藉由上述吸引，容器3內亦減壓。藉此，可使氣密封裝1為容器3內經減壓之氣密封裝，從而可提高氣密性。除此以外，元件2不易與氧或水分反應，因此，可提高可靠性。 亦可於容器3內填充惰性氣體。例如，亦可預先將載置有玻璃蓋5A之凹部3c內置換為惰性氣體，其後吸引玻璃蓋5A。藉由預先於容器3內填充惰性氣體，可使氣密封裝1為容器3內置換為惰性氣體之氣密封裝，從而可進一步提高可靠性。 其次，如圖2(b)所示，將雷射光L自玻璃蓋5A側照射至密封材料4A。藉此，使密封材料4A熔融，而將側壁部3b與玻璃蓋5A接合。此時，形成圖1所示之密封材料層4。 其次，藉由將玻璃蓋5A之外周部5Aa切斷而獲得圖1所示之氣密封裝1。上述切斷後之玻璃蓋5之大小並不受特別限定，較佳為以於俯視下側壁部3b之外周緣與玻璃蓋5之外周緣一致之方式進行切斷。藉此，可將氣密封裝1較佳地小型化。 再者，如圖3所示之製造方法之變化例般，亦可使用於治具底部16a之載置容器3之部分具有彈簧構件16f之治具16。於此情形時，於吸引玻璃蓋5A之外周部5Aa之步驟中，藉由彈簧構件16f容器3被按壓至玻璃蓋5A側。因此，可使玻璃蓋5A更確實地密接於密封材料4A。 以下，藉由對本實施形態之氣密封裝之製造方法與比較例進行比較，而更詳細地說明本發明之效果。 圖4係用以說明氣密封裝之製造方法之比較例之前視剖面圖。如圖4所示，於比較例中，藉由於玻璃蓋25上載置包含玻璃板之按壓構件27，而將玻璃蓋25向容器23側按壓。藉此，謀求玻璃蓋25與密封材料24A之密接。然而，於此情形時，產生於按壓構件27所相接之玻璃蓋25之部分形成損傷等上述1)～3)之問題。 相對於此，於本實施形態之氣密封裝之製造方法中，藉由吸引玻璃蓋5A而使玻璃蓋5A密接於密封材料4A。因此，可不產生上述1)～3)之問題而高效率地生產氣密性較高之封裝。 於上述實施形態中，藉由吸引玻璃蓋之外周部而吸引玻璃蓋，但本發明並不限定於此。例如，亦可採用如下方法，即，預先於容器之側壁部形成通氣孔，藉由通過該通氣孔對載置有玻璃蓋之容器內進行排氣而吸引玻璃蓋，於接合後將側壁部之通氣孔密封。

1‧‧‧氣密封裝 2‧‧‧元件 3‧‧‧容器 3a‧‧‧底部 3b‧‧‧側壁部 3c‧‧‧凹部 4‧‧‧密封材料層 4A‧‧‧密封材料 5‧‧‧玻璃蓋 5A‧‧‧玻璃蓋 5Aa‧‧‧外周部 6‧‧‧治具 6a‧‧‧治具底部 6b‧‧‧治具側壁部 6c‧‧‧治具凹部 6d‧‧‧通氣孔 6e‧‧‧封裝材 16‧‧‧治具 16a‧‧‧治具底部 16f‧‧‧彈簧構件 23‧‧‧容器 24A‧‧‧密封材料 25‧‧‧玻璃蓋 27‧‧‧按壓構件 L‧‧‧雷射光

圖1係本發明之第1實施形態之氣密封裝之前視剖面圖。 圖2(a)及(b)係用以說明本發明之第1實施形態之氣密封裝之製造方法之前視剖面圖。 圖3係用以說明本發明之第1實施形態之氣密封裝之製造方法之變化例之前視剖面圖。 圖4係用以說明氣密封裝之製造方法之比較例之前視剖面圖。

2‧‧‧元件

3‧‧‧容器

3a‧‧‧底部

3b‧‧‧側壁部

3c‧‧‧凹部

4A‧‧‧密封材料

5A‧‧‧玻璃蓋

5Aa‧‧‧外周部

6‧‧‧治具

6a‧‧‧治具底部

6b‧‧‧治具側壁部

6c‧‧‧治具凹部

6d‧‧‧通氣孔

6e‧‧‧封裝材

L‧‧‧雷射光

Claims (8)

1. 一種氣密封裝之製造方法，其係用以搭載並密封元件者，且包括： 準備容器之步驟，該容器具有搭載上述元件之底部及配置於該底部上之框狀之側壁部，且具有由上述底部及上述側壁部包圍之凹部； 準備密封上述凹部之玻璃蓋之步驟； 於上述側壁部與上述玻璃蓋之間配置密封材料，並於上述容器之上述側壁部上載置上述玻璃蓋之步驟； 藉由將上述玻璃蓋向上述凹部方向吸引而使上述玻璃蓋密接於上述側壁部上之上述密封材料之步驟；及 於使上述玻璃蓋密接於上述密封材料之狀態下，照射雷射光而使上述密封材料熔融，從而將上述側壁部與上述玻璃蓋接合之步驟。
2. 如請求項1之氣密封裝之製造方法，其中上述玻璃蓋具有在將上述玻璃蓋載置於上述側壁部上時突出到上述側壁部之外側的外周部，且藉由吸引上述外周部而使上述玻璃蓋密接於上述側壁部上之上述密封材料。
3. 如請求項2之氣密封裝之製造方法，其進而具備於將上述側壁部與上述玻璃蓋接合之後，將上述玻璃蓋之上述外周部切斷之步驟。
4. 如請求項1至3中任一項之氣密封裝之製造方法，其進而具備於載置有上述玻璃蓋之上述容器填充惰性氣體之步驟。
5. 如請求項1至4中任一項之氣密封裝之製造方法，其中於吸引上述玻璃蓋之步驟中，對上述容器內進行減壓。
6. 如請求項1至5中任一項之氣密封裝之製造方法，其中上述玻璃蓋之厚度為0.1 mm以上。
7. 一種氣密封裝，其係用以搭載並密封元件者，且包括： 容器，其具有搭載上述元件之底部及配置於該底部上之框狀之側壁部，且具有由上述底部及上述側壁部包圍之凹部； 玻璃蓋，其配置於上述側壁部上，且將上述凹部密封；及 密封材料層，其配置於上述側壁部與上述玻璃蓋之間；且 上述容器內為置換為惰性氣體之狀態及/或經減壓之狀態。
8. 如請求項7之氣密封裝，其中上述玻璃蓋之厚度為0.1 mm以上。