阅读说明：本技术 气密封装体的制造方法 (Method for manufacturing hermetic package ) 是由 荒川浩士 于 2018-02-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供气密封装体的制造方法,其在使玻璃盖和容器可靠地密合于密封材料上的状态下,能够利用激光的照射将玻璃盖和容器接合,并能够提高气密性。该方法用于制造利用玻璃盖(5)密封容器(3A～3C)而成的气密封装体,其特征在于,包括：准备用于与玻璃盖(5)密合的透明基板(7)的工序；在容器(3A～3C)与玻璃盖(5)之间配置有密合材料(4A)的状态下,利用柱塞(12)(施力部件)对容器(3A～3C)进行施力而使玻璃盖(5)与透明基板(7)密合的工序；在使玻璃盖(5)与透明基板(7)密合的状态下,从透明基板(7)侧向密封材料(4A)照射激光(L),利用密合材料(4A)将容器(3A～3C)与玻璃盖(5)接合的工序。(The invention provides a method for manufacturing an airtight package, which can bond a glass cover and a container by laser irradiation under the condition that the glass cover and the container are reliably sealed on a sealing material, and can improve the airtightness. The method is used for manufacturing an airtight package in which containers (3A-3C) are sealed with a glass lid (5), and is characterized by comprising: a step for preparing a transparent substrate (7) for bonding with the glass cover (5); a step in which the glass cover (5) and the transparent substrate (7) are brought into intimate contact by urging the containers (3A-3C) with a plunger (12) (urging member) in a state in which the intimate contact material (4A) is disposed between the containers (3A-3C) and the glass cover (5); and a step of irradiating the sealing material (4A) with a laser beam (L) from the transparent substrate (7) side in a state where the glass lid (5) and the transparent substrate (7) are in close contact with each other, and joining the containers (3A-3C) and the glass lid (5) by the sealing material (4A).)

气密封装体的制造方法

技术领域

本发明涉及一种气密封装体的制造方法。

背景技术

目前，为了搭载并密封LED等元件等，使用有气密封装体。这样的气密封装体通过将能够配置元件等的容器与用于密封容器的盖部件接合而构成。通过将元件等密封在气密封装体中，抑制水分等与元件等接触，提高可靠性的方法正在被研究。

在下述的专利文献1中公开了利用密封材料将由玻璃陶瓷形成的容器与玻璃盖接合而成的气密封装体。在专利文献1中，作为上述密合材料，使用了由低熔点玻璃形成的玻璃料。另外，在专利文献1中，对上述密合材料进行烧制，来使其软化，由此将由玻璃陶瓷形成的容器与玻璃盖接合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－236202号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在搭载耐热性低的元件的情况下，如专利文献1那样对玻璃料进行烧制而使其软化时，由于烧制时的加热，元件特性可能发生热劣化。作为消除该问题的方法，可以考虑对玻璃料照射激光进行局部加热而将玻璃料软化的方法。

然而，由于容器的形状实际上存在不均匀，照射激光时，难以形成使玻璃盖和容器可靠地密合于密封材料上的状态。因此，有时无法充分地提高封装体的气密性。

本发明的目的在于：提供一种气密封装体的制造方法，其在使玻璃盖和容器可靠地密合于密封材料上的状态下，能够利用激光的照射将玻璃盖和容器接合，并能够提高气密性。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的气密封装体的制造方法是制造利用玻璃盖密封容器而成的气密封装体的方法，该制造方法的特征在于，包括：准备用于使玻璃盖密合的透明基板的工序；在容器与玻璃盖之间配置有密封材料的状态下，利用施力部件对容器进行施力而使玻璃盖与透明基板密合的工序；和在使玻璃盖与透明基板密合的状态下，从透明基板侧向密封材料照射激光，利用密封材料将容器与玻璃盖接合的工序。

在本发明中，该方法用于制造多个气密封装体，可以利用与多个容器中的各个容器分别对应地设置的多个施力部件，对容器的各个进行独立地施力，使多个玻璃盖与透明基板密合。

在本发明中，优选通过对容器的底部的大致中央部进行施力，以能够使容器的底部倾斜的状态进行施力，使玻璃盖与透明基板密合。

在本发明中，可以在容器的底部与施力部件之间设置承力部件，利用施力部件对承力部件进行施力，由此对容器进行施力。优选承力部件的与容器的底部相接的第一表面形成为与底部密合。优选在承力部件的施力部件侧的第二表面形成有凹部，使施力部件与凹部接触而进行施力，由此在底部能够倾斜的状态下对承力部件和容器进行施力，使玻璃盖与透明基板密合。

在本发明中，施力部件可以具有棒状部和与棒状部连接的弹簧部件。

发明效果

利用本发明，能够提供一种如下的气密封装体的制造方法，其在使玻璃盖和容器可靠地密合于密封材料上的状态下，能够利用激光的照射将玻璃盖和容器接合，并能够提高气密性。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的气密封装体的示意主视截面图。

图2(a)和(b)是用于对第一实施方式的气密封装体的制造方法进行说明的示意主视截面图。

图3是用于对本发明的第一实施方式的气密封装体的制造方法进行说明的示意断面俯视图。

图4(a)和(b)是用于对本发明的第一实施方式的气密封装体的制造方法进行说明的示意主视截面图。

图5(a)和(b)是用于对本发明的第一实施方式的气密封装体的制造方法进行说明的示意主视截面图。

图6(a)和(b)是用于对第一实施方式的变形例的气密封装体的制造方法进行说明的示意主视截面图。

图7(a)和(b)是用于对本发明的第二实施方式的气密封装体的制造方法进行说明的示意主视截面图。

图8(a)和(b)是用于对比较例的气密封装体的制造方法进行说明的示意主视截面图。

具体实施方式

以下，对优选的实施方式进行说明。但是，以下的实施方式只是例示，本发明并不限定于以下的实施方式。另外，在各附图上，实质上具有相同功能的部件有时利用相同的符号进行参照。

(气密封装体)

图1是本发明的一个实施方式的气密封装体的示意主视截面图。如图1所示，气密封装体1具有容器3和密封容器3的玻璃盖5。容器3具有底部3a和配置于底部3a上的框状的侧壁部3b。

容器3例如由陶瓷、玻璃陶瓷等构成。作为陶瓷，例如可以列举氧化铝、氮化铝、氧化锆、多铝红柱石等。作为玻璃陶瓷，可以列举LTCC(低温共烧陶瓷：Low Temperature Co－fired Ceramics)等。作为LTCC的具体例，可以列举氧化钛和氧化铌等无机粉末和玻璃粉末的烧结体等。底部3a和侧壁部3b可以一体形成。或者，容器3也可以由分体的底部3a和侧壁部3b形成。

玻璃盖5的材料可以使用各种玻璃。作为玻璃，例如可以列举无碱玻璃、硼硅酸玻璃、钠钙玻璃等。

气密封装体1具有配置于容器3的侧壁部3b与玻璃盖5之间的密封材料层4。容器3和玻璃盖5被密封材料层4接合。

密封材料层4由含有低熔点玻璃粉末的密封材料形成。低熔点玻璃粉末能够以较低温使密封材料软化，并能够进一步抑制元件的热劣化。作为低熔点玻璃粉末，例如能够使用Bi₂O₃系玻璃粉末、SnO－P₂O₅系玻璃粉末、V₂O₅－TeO₂系玻璃粉末等。如下所述，利用激光的照射使密封材料软化时，为了提高激光的吸收，玻璃中可以含有选自CuO、Cr₂O₃、Fe₂O₃、MnO₂等中的至少1种颜料。另外，除了上述的低熔点玻璃粉末以外，密封材料还可以含有低膨胀耐火性填料、激光吸收材等。作为低膨胀耐火性填料，例如可以列举堇青石、硅锌矿、氧化铝、磷酸锆系化合物、锆石、氧化锆、氧化锡、石英玻璃、β－石英固溶体、β－锂霞石、锂辉石。另外，作为激光吸收材料，例如可以列举选自Fe、Mn、Cu等中的至少1种金属或含有该金属的氧化物等化合物。本实施方式的容器3和玻璃盖5如下所述，利用激光的照射使密封材料软化，形成密封材料层4。

(制造方法)

(第一实施方式)

图2(a)和(b)是用于对第一实施方式的气密封装体的制造方法进行说明的示意主视截面图。图3是用于对第一实施方式的气密封装体的制造方法进行说明的示意俯视截面图。图4(a)和(b)是用于对第一实施方式的气密封装体的制造方法进行说明的示意主视截面图。其中，在图4(a)中，以概略图的方式显示了容器3A～3C。在图4(b)中，以概略图的方式显示了后述的柱塞12。

如图2(a)所示，准备多个玻璃盖5。另一方面，也准备图4(a)所示的多个容器3A～3C。理想的情况是希望多个容器3A～3C全部是相同的形状。然而，实际上由于制造偏差等，存在容器的厚度不同的情况或者成为底部倾斜的状态的情况。在本实施方式中，容器3A的底部倾斜，容器3B的厚度比容器3C的厚度厚。其中，在本说明书中，容器的厚度是指沿着侧壁部延伸的方向的容器的最大尺寸。

接着，如图2(a)所示，在各玻璃盖5上配置密封材料4A。密封材料4A配置于玻璃盖5的与容器接合的部分。本实施方式的密封材料4A为含有激光吸收材料的玻璃料。密封材料4A的配置例如可以通过印刷将密封材料4A和合适的有机粘合剂混合而成的糊剂而进行。接着，以400℃以上600℃以下的温度进行烧制。其中，密封材料4A也可以配置于容器的侧壁部上。

接着，如图2(b)所示，准备具有透明基板7的第一夹具6。第一夹具6具有用于进行玻璃盖5的定位的第一夹具侧壁部8a。如图3所示，俯视时第一夹具侧壁部8a具有格子状的形状。第一夹具侧壁部8a的上述格子状的形状是与各玻璃盖5的俯视形状相对应的形状。将多个玻璃盖5配置于透明基板7上时，第一夹具侧壁部8a设置为包围各玻璃盖5。由此，能够进行多个玻璃盖5的定位。

返回图2(b)，第一夹具6具有用于进行各容器的定位的第二夹具侧壁部8b。第二夹具侧壁部8b与第一夹具侧壁部8a同样，俯视时具有格子状的形状。另外，第一夹具6具有后述的用于固定第二夹具的夹具固定部6a。俯视时，夹具固定部6a设置为包围透明基板7。其中，第一夹具6可以具有透明基板7即可，第一夹具6的构成没有特别限定。

接着，如图2(b)和图3所示，以被第一夹具侧壁部8a包围的方式，将各玻璃盖5配置在透明基板7上。接着，如图4(a)所示，在各玻璃盖5上，使密封材料4A介于其间地放上容器3A～3C。

另一方面，如图4(b)所示，准备第二夹具9。第二夹具9具有夹具底部9a、以贯通夹具底部9a的方式配置的多个施力部件和设置于夹具底部9a上的第三夹具侧壁部9b。在本实施方式中，上述施力部件为柱塞12。

柱塞12具有主体13、从主体13突出的棒状部14和收容于主体13内且与棒状部14连接的弹簧部件。棒状部14的前端的形状没有特别限定，在本实施方式中为大致半球状。各柱塞12配置于图4(a)所示的第一夹具6中与配置有容器3A～3C的位置相对应的位置。其中，第二夹具9是用于将容器3A～3C推向玻璃盖5侧并将玻璃盖5推向透明基板7侧的夹具的一个例子，第二夹具9的构成没有特别限定。

图5(a)和(b)是用于对第一实施方式的气密封装体的制造方法进行说明的示意主视截面图。其中，在图5(a)和(b)中，以概略图的方式表示了容器3A～3C和柱塞12。

接着，如图5(a)所示，以第三夹具侧壁部9b与第一夹具6的夹具固定部6a在夹具固定部6a上相接的方式，并且以各柱塞12的棒状部14分别与容器3A～3C的底部相接的方式，配置第二夹具9。各棒状部14所接触的容器3A～3C的底部的位置没有特别限定，在本实施方式中，与底部的大致中央部接触。接着，将第一夹具6与第二夹具9固定。在本实施方式中，利用螺丝固定第一夹具6和第二夹具9，但上述固定方法并不限定于此。

其中，在图4(b)所示的工序中，各柱塞12的棒状部14的从主体13突出的部分的长度比第一夹具6和第二夹具9固定时的各主体13与容器3A～3C的距离长。由此，如图5(a)所示地固定第一夹具6和第二夹具9时，各柱塞12的棒状部14被容器3A～3C的底部压入主体13内。此时，各柱塞12的弹簧部件收缩，利用弹簧部件的恢复力，各柱塞12将容器3A～3C推向各玻璃盖5侧，将各玻璃盖5推向透明基板7侧。这样，利用与容器3A～3C的各个分别对应地设置的各柱塞12，对容器3A～3C的各个分别独立地进行施力，使各玻璃盖5与透明基板7密合。

在本实施方式中，根据容器3A～3C的厚度或底部的形状，各柱塞12的弹簧部件收缩，各柱塞12对容器3A～3C进行施力。由此，即使在容器3A～3C的厚度不同的情况下或者底部倾斜的情况下，也能够使各玻璃盖5与透明基板7可靠地密合。

此时，在各玻璃盖5与透明基板7密合的状态下，容器3A～3C被各柱塞12推向各玻璃盖5侧。因此，能够使玻璃盖5和容器3A～3C更可靠地密合于密封材料4A。

接着，如图5(b)所示，在使各玻璃盖5与透明基板7密合的状态下，从透明基板7侧向密封材料4A照射激光L。由此，使密封材料4A软化，将各玻璃盖5与容器3A～3C接合。此时，能够形成图1所示的密封材料层4，得到多个气密封装体。

在本实施方式中，能够使容器3A～3C和各玻璃盖5更可靠地密合于密封材料4A，利用激光L的照射将容器3A～3C和各玻璃盖5接合。因此，能够有效地提高各气密封装体的气密性，并能够有效地提高可靠性。此外，还能够同时得到多个气密封装体，并能够提高生产率。

以下，通过对本实施方式和比较例进行比较，对本实施方式的效果进行更详细地说明。

图8(a)和(b)是用于对比较例的气密封装体的制造方法进行说明的示意主视截面图。在比较例中，如图8(a)所示，准备第二夹具109。第二夹具109与本实施方式的第二夹具同样具有夹具底部9a和第三夹具侧壁部9b，但不具有施力部件。在比较例的第二夹具109中，在夹具底部9a上设置有载置台109c。在载置台109c上设置有与本实施方式的第一夹具相同的第一夹具侧壁部8a和第二夹具侧壁部8b。

接着，在载置台109c上载置侧壁部上配置有密封材料4A的容器3A～3C。接着，在容器3A～3C上，使密封材料4A介于其间后，分别载置玻璃盖5。

另一方面，准备图8(b)所示的具有透明基板7的第一夹具106。第一夹具106除了不具有第一夹具侧壁部8a和第二夹具侧壁部8b以外，与本实施方式的第一夹具同样地构成。接着，如图8(b)所示，在利用透明基板7按压各玻璃盖5的状态下，向密封材料4A照射激光L，由此将容器3A～3C与各玻璃盖5接合。

在比较例中，如图8(b)所示，由于容器3C的厚度比容器3B薄，使容器3C上的玻璃盖5与透明基板7密合是困难的。由于容器3A的底部倾斜，在载置台109c上从底部侧配置的状态下，容器3A上的玻璃盖5成为倾斜的状态。因此，使容器3A上的玻璃盖5与透明基板7充分密合是困难的。因此，使各玻璃盖5和容器3A、3C可靠地密合于密封材料4A是困难的，有时无法使气密封装体的气密性充分变高。

与之相对，在本实施方式中，如图5(a)所示，包括在容器3A～3C与各玻璃盖5之间配置有密封材料4A的状态下，利用各柱塞12对容器3A～3C进行施力，使各玻璃盖5与透明基板7密合的工序。由此，如图5(b)所示，能够在使各玻璃盖5和容器3A～3C可靠地密合于密封材料4A的状态下，利用激光L的照射将各玻璃盖5和容器3A～3C接合。因此，能够得到气密性高的气密封装体。

另外，在本实施方式中，通过对容器3A～3C的底部的大致中央部进行施力，以能够使容器3A～3C的底部倾斜的状态进行施力。因此，能够使玻璃盖5与透明基板7进一步可靠地密合，并能够使各玻璃盖5和容器3A～3C进一步可靠地密合于密封材料4A。

在图5(a)和(b)中，例示了利用1个柱塞12对容器3A进行施力的例子，但也可以利用多个柱塞12对容器3A进行施力。此时，能够提高施加给容器3A的底部的力的面内方向的均匀性。利用多个柱塞12对容器3B和容器3C进行施力时也相同。由此，能够使容器3A～3C和各玻璃盖5进一步可靠地密合于密封材料4A。

柱塞12的棒状部14的前端优选如本实施方式那样为大致半球等的曲面形状。由此，即使如容器3A那样底部倾斜时，也能够使棒状部14与底部合适地接触，并能够更可靠地进行施力。因此，能够使玻璃盖5和容器3A更可靠地密合于密封材料4A。

在第二夹具9中，施力部件为具有弹簧部件的柱塞12，但施力部件并不限定于此。施力部件例如可以为空压式的柱塞，或者也可以为弹簧部件等。

另外，本实施方式的制造方法是制造多个气密封装体的方法，但本发明也能够适用作为制造1个气密封装体的方法。此时，与本实施方式同样，即使在容器3A的底部倾斜时等，也能够在使玻璃盖5和容器3A可靠地密合于密封材料4A的状态下，利用激光L的照射将玻璃盖5和容器3A接合。因此，能够得到气密性高的气密封装体。

在本实施方式中，包括在透明基板7上配置玻璃盖5的工序，因此能够使玻璃盖5与透明基板7进一步可靠地密合。因此，能够在使玻璃盖5和容器3A～3C更可靠地密合于密封部件4A的状态下，利用激光L的照射将玻璃盖5和容器3A～3C接合。其中，并不是必须包括在透明基板7上配置玻璃盖5的工序。

图6(a)和(b)是用于对第一实施方式的变形例的气密封装体的制造方法进行说明的示意主视截面图。

在本变形例中，准备图6(a)所示的具有多个柱塞12的第二夹具39。第二夹具39除了第一实施方式的第二夹具侧壁部8b经由支撑部件9c、9d设置在夹具底部9a上以外，与第一实施方式的第二夹具同样地构成。另一方面，准备侧壁部上配置有密封部件4A的容器3A～3C。

接着，如图6(a)所示，以被第二夹具侧壁部8b和各柱塞12的棒状部14支撑的方式，配置容器3A～3C。接着，在容器3A～3C上，使密封材料4A介于其间地分别载置玻璃盖5。此时，由于容器3A～3C和各玻璃盖5的重量，各柱塞12的弹簧部件处于收缩状态。

另外，在本变形例中，在容器3A～3C上的玻璃盖5中，容器3B上的玻璃盖5距离夹具底部9a最远。由于容器3A的底部倾斜，容器3A和容器3A上的盖部5倾斜而配置。

另一方面，准备图6(b)所示的具有透明基板7的第一夹具36。第一夹具36除了不具有图5(b)所示的第一夹具侧壁部8a和第二夹具侧壁部8b以外，与第一实施方式的第一夹具同样地构成。接着，如图6(b)所示，利用透明基板7按压各玻璃盖5。此时，透明基板7最初按压容器3B上的玻璃盖5。由此，柱塞12的弹簧部件收缩，透明基板7和上述玻璃盖5向柱塞12侧移动。由于该移动，透明基板7也与容器3A上的玻璃盖5和容器3C上的玻璃盖5接触，透明基板7按压容器3A～3C上的各玻璃盖5。

利用透明基板7按压各玻璃盖5的力，各柱塞12的弹簧部件处于收缩状态，利用弹簧部件的恢复力，将容器3A～3C推向各玻璃盖5侧，将各玻璃盖5推向透明基板7侧。由此，使各玻璃盖5与透明基板7密合。另外，容器3A上的玻璃盖5相对于透明基板7倾斜而配置，通过上述的施力，以玻璃盖5与透明基板7密合的方式，容器3A和容器3A上的玻璃盖5旋转。由此，容器3A上的玻璃盖5也与透明基板7密合。

接着，在使各玻璃盖5与透明基板7密合的状态下，向密封材料4A照射激光L，将容器3A～3C与各玻璃盖5接合。

在本变形例中，也能够在使各玻璃盖5和容器3A～3C可靠地密合于密封材料4A的状态下，利用激光L的照射将各玻璃盖5和容器3A～3C接合。当然，如第一实施方式那样，包括在透明基板7上配置玻璃盖5的工序时，能够使各玻璃盖5与透明基板7更加容易地密合，并能够使各玻璃盖5和容器3A～3C更加容易地密合于密封材料4A。

(第二实施方式)

图7(a)和(b)是用于对第二实施方式的气密封装体的制造方法进行说明的示意主视截面图。在本实施方式的制造方法中，在图4(b)所示的工序之前，进行与第一实施方式相同的工序。

接着，如图7(a)所示，在容器3A～3C的底部分别配置各承力部件25。各承力部件25具有位于容器3A～3C侧的第一表面25a和与第一表面25a相背的第二表面25b。各第一表面25a设置为与容器3A～3C的底部分别密合。

在各承力部件25的第二表面25b分别设置有凹部25c。各凹部25c分别设置于在对容器3A～3C进行施力时各柱塞12的棒状部14所接触的位置。凹部25c的形状没有特别限定，在本实施方式中，为与棒状部14的前端的形状相对应的形状。更具体而言，凹部25c的形状为大致半球状。

接着，如图7(b)所示，以第三夹具侧壁部9b相接于第一夹具6的夹具固定部6a上的方式，并且以各柱塞12的棒状部14与各承力部件25的凹部25c分别接触的方式，配置第二夹具9。接着，将第一夹具6与第二夹具9固定。由此，通过使各柱塞12与各承力部件25的凹部25c接触并进行施力，以底部能够倾斜的状态对各承力部件25和容器3A～3C进行施力，使玻璃盖5与透明基板7密合。

在本实施方式中，在容器3A～3C的底部与各柱塞12之间设置各承力部件25，对各承力部件25进行施力，由此对容器3A～3C进行施力，因此，能够使施加给容器3A～3C的底部的力分散。另外，由于各承力部件25的第一表面25a与容器3A～3C的底部密合，能够使施加给底部的力有效地分散。因此，容器3A～3C不易破损。

承力部件25的凹部25c的形状为与柱塞12的棒状部14的前端的形状相对应的形状，因此，能够使棒状部14与承力部件25的接触面积变大。由此，在对容器3A～3C进行施力时，能够进一步可靠地成为底部能够倾斜的状态。另外，能够使施加给容器3A～3C的底部的力进一步分散。其中，承力部件25中也可以不设置凹部25c。此时，也能够利用各柱塞12，使施加给容器3A～3C的底部的力分散。

接着，在使各玻璃盖5与透明基板7密合的状态下，从透明基板7侧照射激光L。

在本实施方式中，也能够在使各玻璃盖5和容器3A～3C可靠地密合于密封材料4A的状态下，利用激光L的照射将各玻璃盖5和容器3A～3C接合。因此，能够得到气密性高的气密封装体。

符号说明

1…气密封装体

3、3A～3C…容器

3a…底部

3b…侧壁部

4…密封材料层

4A…密封材料

5…玻璃盖

6…第一夹具

6a…夹具固定部

7…透明基板

8a、8b…第一、第二夹具侧壁部

9…第二夹具

9a…夹具底部

9b…第三夹具侧壁部

9c、9d…支撑部件

12…柱塞

13…主体

14…棒状部

25…承力部件

25a、25b…第一、第二表面

25c…凹部

36…第一夹具

39…第二夹具

106…第一夹具

109…第二夹具

109c…载置台