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WO2010095367A1 - 真空封止パッケージ、真空封止パッケージを有するプリント回路基板、電子機器、及び真空封止パッケージの製造方法 - Google Patents

真空封止パッケージ、真空封止パッケージを有するプリント回路基板、電子機器、及び真空封止パッケージの製造方法 Download PDF

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WO2010095367A1
WO2010095367A1 PCT/JP2010/000451 JP2010000451W WO2010095367A1 WO 2010095367 A1 WO2010095367 A1 WO 2010095367A1 JP 2010000451 W JP2010000451 W JP 2010000451W WO 2010095367 A1 WO2010095367 A1 WO 2010095367A1
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WO
WIPO (PCT)
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main body
hole
package
vacuum
sealed package
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/000451
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
山崎隆雄
佐野雅彦
倉科晴次
Original Assignee
日本電気株式会社
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 日本電気株式会社 filed Critical 日本電気株式会社
Priority to US13/148,524 priority Critical patent/US20120106085A1/en
Priority to JP2011500481A priority patent/JPWO2010095367A1/ja
Priority to EP10743499.5A priority patent/EP2400540A4/en
Priority to CN2010800082105A priority patent/CN102318060A/zh
Publication of WO2010095367A1 publication Critical patent/WO2010095367A1/ja
Priority to US14/033,672 priority patent/US20140022718A1/en

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Definitions

  • the present invention relates to a vacuum sealed package obtained by vacuum-sealing an electronic device and a manufacturing method thereof.
  • packages or apparatuses in which electronic devices such as an infrared sensor, a gyro sensor (angular velocity sensor), a temperature sensor, a pressure sensor, and an acceleration sensor are vacuum-sealed are required to be small in size, high in performance, and low in cost.
  • packages or devices equipped with an infrared sensor (infrared light receiving element) used for nighttime security surveillance cameras and thermography for indexing and displaying the temperature distribution are required to be sealed in high vacuum. It is done.
  • infrared light receiving elements include a quantum type and a thermal type. Of these, the thermal type is less followable than the quantum type, but is a method for detecting the relative amount of heat, and therefore, a non-cooling method is possible and the structure can be simplified. Therefore, according to the thermal type, the manufacturing cost can be reduced.
  • the infrared light transmitted through the window is absorbed by the light receiving portion of the detection element, so that the temperature around the light receiving portion changes. And the resistance change accompanying the temperature change is detected as a signal.
  • the getter adsorbs gas molecules to prevent the vacuum degree from decreasing.
  • the getter material for example, zirconium, vanadium, iron, or an alloy thereof is used, but if left in the atmosphere, gas molecules are adsorbed on the surface, and no more gas can be adsorbed. It becomes a state. Therefore, before mounting the getter inside the vacuum-sealed package and vacuum-sealing, it is necessary to perform a so-called “activation” process on the getter, and after the activation, the getter needs to be sealed in vacuum There is.
  • the “activation” process is the heating of the getter to about 400 ° C. to 900 ° C. to release surface molecules.
  • FIG. 65 shows a cross-sectional structure of the uncooled infrared sensor device of Patent Document 1.
  • the package main body 100 serving as a vacuum package includes a metal plate 101 and a metal cap 102.
  • a getter 105 is connected between terminals 103 and 104 provided inside and outside the package main body 100.
  • the heater 106 built in the getter 105 is heated.
  • the heater 106 is electrically connected to the terminal 104, and the getter 105 is simultaneously heated and activated by energizing the heater 106.
  • a getter 105 is bonded to the inner surface of a metal cap 102 and a heated external heater 107 is brought into contact with the metal cap 102, as shown in FIG. A method of activation by heating is also disclosed.
  • 65 to 67 are provided with an infrared light receiving element 108, an exhaust pipe 109 for evacuating the inside of the package main body 100, and an infrared transmission window 110 for transmitting infrared light.
  • Patent Documents 2 and 3 A heat-type uncooled infrared sensor device mounted with a getter and a manufacturing method thereof are known from Patent Documents 2 and 3 below in addition to Patent Document 1 described above.
  • the technique disclosed in Patent Document 2 is such that a getter 105 wired through a vacuum evacuating through-hole 111 provided in an infrared transmission window 110 has a substrate 112 integrated with a lower plate and an infrared transmission.
  • the getter 105 inside is heated and activated by energizing the wiring 114 disposed in the gap 113 with the window 110 and passing through the through hole 111.
  • FIG. 68 the technique disclosed in Patent Document 2 is such that a getter 105 wired through a vacuum evacuating through-hole 111 provided in an infrared transmission window 110 has a substrate 112 integrated with a lower plate and an infrared transmission.
  • the getter 105 inside is heated and activated by energizing the wiring 114 disposed in the gap 113 with the
  • Patent Document 3 activates the getter 105 mounted on the infrared transmission window 110 while being placed in a vacuum chamber 115 by contact heating with heaters 116 and 117. After that, the infrared transmission window 110 and the upper substrate 118 are bonded in a vacuum.
  • this vacuum package is provided with a donut-shaped gas adsorbent 121 corresponding to the getter on a light shielding plate 120 projecting into the package main body 100, Then, light energy is irradiated through the upper infrared transmission window 110, thereby adsorbing the internal gas to make a vacuum.
  • the conventional vacuum sealed package shown in FIGS. 65 to 70 has the following problems.
  • the vacuum sealed package shown in FIG. 65 and FIG. 66 it is necessary to incorporate a heater in the getter 105, the manufacture of the getter cannot be automated, and the getter 105 itself becomes expensive. Therefore, there exists a subject that the manufacturing cost of the vacuum sealing package using this will become high.
  • the mechanical component is placed inside the vacuum device so that the metal cap 102 or the infrared transmitting window 110 can be moved up and down in vacuum and connected to the substrate 112.
  • a special mechanism that can move the robot up and down, a robot handling mechanism, etc. must be installed. Therefore, there is a problem that the vacuum apparatus itself becomes expensive and the equipment investment cost of the manufacturing apparatus becomes high.
  • the vacuum package shown in FIG. 70 does not use a special device for the vacuum sealed package as shown in FIGS. 65 to 69, but there is a problem that a sufficient degree of vacuum cannot be obtained. there were.
  • Patent Documents 1 to 4 are cited, and a vacuum sealed package in which an infrared sensor is mounted on an electronic device is cited as a typical example of a vacuum sealed package.
  • a vacuum sealed package in which an infrared sensor is mounted on an electronic device is cited as a typical example of a vacuum sealed package.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and in a package of a type in which the package main body is sealed in a state where the interior is previously evacuated, a mechanical part movable inside, a handling mechanism of a robot, and the like It is an object of the present invention to provide a vacuum sealed package that can perform vacuum sealing of a package main body portion in a simple manner without using an expensive vacuum device provided with the above, and a manufacturing method thereof. It is another object of the present invention to provide a vacuum-sealed package excellent in productivity that can easily maintain a vacuum state after sealing, and a method for manufacturing the same.
  • the present invention proposes the following means. That is, the present invention includes a package main body part in which a first main body part and a second main body part are joined via a hollow part, and a getter material and an electronic device provided in the hollow part of the package main body part.
  • a vacuum sealed package that seals the inside of the package body with a sealing member in a state in which the hollow is evacuated through a through hole that communicates the inside of the hollow with the outside of the package body
  • the first main body portion includes a wiring board, and the getter material and the electronic device are respectively formed on the wiring board located in the hollow portion.
  • the first conductor pad is connected to a third conductor pad formed on the wiring board located outside the hollow portion via a heat conductive material, and the second conductor pad. De is connected fourth and electrically conductive pad formed on the wiring board positioned on said hollow outer.
  • a package main body part in which the first main body part and the second main body part are joined via a hollow part, and a getter material and an electronic device provided in the hollow part of the package main body part are provided.
  • a vacuum-sealed package that seals the through-hole with a sealing member in a state where the hollow portion is evacuated through a through-hole that communicates the inside of the hollow portion with the outside of the package main body portion.
  • the sealing member is formed by partially heating the vicinity of the through hole of the package main body to melt the vicinity of the through hole.
  • the third conductor pad is located outside the hollow portion of the package body portion, and the first conductor pad formed on the wiring board located within the hollow portion of the package body portion and the heat conducting material are provided.
  • the third conductor pad is irradiated with a laser beam or the like after the inside of the hollow portion of the package main body is vacuum-sealed and sealed, the first conductive layer via the heat conductive material is used.
  • the conductor pad and the getter material on the first conductor pad are heated. Thereby, the gas molecules in the hollow part of the package main body part can be adsorbed to the getter material, and it is possible to prevent the vacuum degree in the hollow part from being lowered.
  • the getter material on the first conductor pad in the hollow portion of the package main body can be heated via the heat conductive material. Therefore, in a package of a type that seals the package body in a state where the interior is previously evacuated, the vacuum state after sealing the package body can be maintained with a simple method, greatly increasing the productivity. Can be improved.
  • the sealing member for sealing the through hole between the inside and outside of the package body part is partially heated in the vicinity of the through hole, and the constituent material of the package body part is melted.
  • the sealing member is made of a material having a melting point lower than that of the package main body, so that the through hole can be sealed with a low-power laser device, resulting in a reduction in manufacturing cost. Can be lowered.
  • a low melting point portion made of a low melting point metal material having a melting point lower than that of the package main body portion is provided in the vicinity of the through hole, and the low melting point portion is heated and melted so that the through hole is formed.
  • the sealing member for closing is formed.
  • the low melting point portion is well spread also inside the through hole, and there is an advantage that the through hole can be reliably closed. . That is, in a package in which the package main body is sealed in a state where the interior is previously evacuated, the package main body can be sealed by a simple method, and the productivity of the package is greatly improved. Is possible.
  • Example 1 of this invention In the vacuum sealing package by Example 1 of this invention, it is sectional drawing which shows the state before plugging a through-hole. In Example 1 of this invention, it is sectional drawing which shows the state which plugged up the through-hole. In Example 1 of this invention, it is sectional drawing which shows the method of heating a getter material indirectly. In Example 1 of this invention, it is sectional drawing which shows another method of heating a getter material indirectly. It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the vacuum sealing package of Example 1 of this invention, and shows the state which provided the electronic device in the one main surface of a wiring board. It is sectional drawing which shows the manufacturing process of Example 1 of this invention, and shows the state with which the electronic device and the 2nd conductor pad on a wiring board were connected.
  • Example 2 of this invention it is sectional drawing which shows the state which plugged up the through-hole. It is sectional drawing which shows the modification of Example 2 of this invention. In the modification of Example 2 of this invention, it is sectional drawing which shows the state which plugged up the through-hole. It is sectional drawing which shows another modification of Example 2 of this invention. In another modification of Example 2 of this invention, it is sectional drawing which shows the state which plugged up the through-hole. It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the vacuum sealing package of Example 2 of this invention, and shows the method of heating a getter material indirectly and activating.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a structure when the electronic device is an infrared sensor (infrared light receiving element) as a modification of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 26B is a cross-sectional view showing a joined state between the second main body (lid member) and the wiring board in the third embodiment of the present invention shown in FIG. 26A.
  • FIG. 26B is a cross-sectional view showing a joint portion between the second main body (lid member) and the wiring board in the third embodiment of the present invention shown in FIG. 26A.
  • Example 5 of this invention It is sectional drawing which shows the 3rd shape of the through-hole in the vacuum sealing package by Example 4 of this invention.
  • Example 5 of this invention it is sectional drawing which shows the state before plugging a through-hole.
  • Example 5 of this invention it is sectional drawing which shows the method of activating a getter material.
  • Example 5 of this invention it is sectional drawing which shows the state which plugged up the through-hole.
  • Example 6 of this invention it is sectional drawing which shows the state before plugging a through-hole.
  • Example 6 of this invention it is sectional drawing which shows the method of heating and activating a getter material.
  • Example 6 of this invention it is sectional drawing which shows the state which plugged up the through-hole. It is sectional drawing which shows the modification of Example 6 of this invention. It is sectional drawing which shows the method of heating and activating a getter material in the modification of Example 6 of this invention. In the modification of Example 6 of this invention, it is sectional drawing which shows the state by which the through-hole was block
  • Example 7 of this invention it is sectional drawing which shows the state which plugged up the through-hole. In Example 7 of this invention, it is sectional drawing which shows the method of plugging a through-hole. In Example 7 of this invention, it is sectional drawing which shows the state by which the through-hole was block
  • Example 7 of this invention it is sectional drawing which shows the state by which the through-hole was block
  • Example 8 of this invention it is sectional drawing which shows the state before plugging a through-hole.
  • Example 8 of this invention it is sectional drawing which shows the state which plugged up the through-hole.
  • Example 8 of this invention it is sectional drawing which shows the state which plugged up the through-hole. It is sectional drawing which shows the vacuum sealing package by Example 9 of this invention. It is sectional drawing which shows the vacuum sealing package by Example 10 of this invention. It is sectional drawing which shows the vacuum sealing package by Example 11 of this invention. In the vacuum sealing package by Example 12 of this invention, it is sectional drawing which shows the state before plugging a through-hole. It is explanatory drawing which shows the printed circuit board by Example 13 of this invention. It is explanatory drawing which shows the modification of Example 13 of this invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first example of a conventional vacuum sealed package.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which the inside of a package is evacuated by an exhaust pipe.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the vacuum package is sealed.
  • the vacuum sealed package P includes a first main body 1 having a wiring substrate 10 (described later) integrally on its upper surface and a second main body 2 serving as a lid member via a hollow portion 3.
  • the package main body 4 is formed with a through hole 5 that allows the hollow portion 3 and the outside of the package main body 4 to communicate with each other via a vacuum exhaust pipe 6 (FIG. 1) inserted into the through hole 5.
  • a vacuum exhaust pipe 6 FOG. 1
  • a wiring substrate 10 is provided on the upper surface of the first main body 1 and located in the hollow portion 3 of the package main body 4.
  • a getter material G and an electronic device E that are adsorption members for gas molecules (H 2 O, O 2 , N 2 , etc.) are provided.
  • the getter material G and the electronic device E are respectively connected to the first conductor pad 11 and the second conductor pad 12 formed on the wiring board 10.
  • the first conductor pad 11 is located outside the hollow portion 3 and connected to a third conductor pad 14 formed on the wiring board 10 via a heat conductive material 13.
  • the second conductor pad 12 is electrically connected via a wiring 16 to a fourth conductor pad 15 that is located outside the hollow portion 3 of the package body 4 and formed on the wiring board 10.
  • the getter material G is mounted on or directly on the first conductor pad 11 that is located on the same plane as the main surface (the surface on which the electronic device E is mounted) of the wiring substrate 10 and is formed in the hollow portion 3. Is formed. A small amount of getter material G was adsorbed on the inner surface of the vacuum sealed package main body 4 (the inner surface of the first main body 1 or the second main body 2) after the vacuum sealed package P was produced. It is provided to prevent gas molecules (H 2 O, N 2 , O 2 , Ar, etc.) from being released into the package hollow portion 3 and reducing the degree of vacuum. Before vacuum sealing, the inside of the package body 4 is sufficiently evacuated, and gas molecules adsorbed on the inner surface of the package body 4 are removed by baking as much as possible. However, gas molecules that could not be removed still may be released into the hollow portion 3 after a long period of time, but this is adsorbed by the getter material G to prevent the vacuum degree in the package body portion 4 from being lowered. .
  • the getter material G For example, zirconium, titanium, vanadium, iron, or an alloy containing these can be used.
  • the first conductor pad 11 on which the getter material G is mounted is provided on the main surface of the wiring board 10 and on the same surface as the surface on which the electronic device E and the getter material G are mounted. .
  • the first conductor pad 11 is connected to a third conductor pad 14 formed outside the cage hollow portion 3 via a heat conductive material 13.
  • the heat conductive material 13 it is preferable to use a metal material mainly composed of Cu, Al, Au, Ag, Pd, Pt, for example.
  • the periphery of the heat conductive material 13 is preferably surrounded by an insulating material such as glass ceramics, alumina, or glass.
  • Metal materials mainly composed of Cu, Al, Au, Ag, Pd, Pt and the like generally have high thermal conductivity, while insulating materials such as glass ceramics, alumina, and glass generally have low thermal conductivity. For this reason, when the third conductor pad 14 located outside the package body 4 is heated, heat is efficiently transferred to the getter material G on the first conductor pad 11 via the heat conductive material 13.
  • the getter material G can be heated indirectly.
  • circuit board 10 using glass ceramics, alumina, or glass as an insulating material in this way, a highly reliable package can be realized over a long period of time.
  • the above-mentioned insulating material has a low coefficient of linear expansion (about 3 to 4 ppm), so that there is a difference in coefficient of linear expansion between the wiring board 10 and the electronic device E (generally, a circuit is formed using Si as a base substrate). Because it is small.
  • the use of the insulating material as described above has the advantage that less outgas is generated from the insulating material than in the case of using the resin material, and the deterioration of the degree of vacuum after manufacturing the vacuum sealed package can be prevented. is there.
  • a method of heating the third conductor pad 14 for example, a method of directly irradiating the third conductor pad 14 with a laser beam 21 from the laser light source 20 (FIG. 3), a heated metal heater or ceramic heater H directly, 3 (FIG. 4) or the like can be used.
  • the electronic device E generally has a rectangular plate shape, and is provided on the main surface of the first main body 1 and in the hollow portion 3 of the package main body 4.
  • the electronic device E is fixed to the main surface of the first main body 1 via a bonding material (not shown in the drawing) such as an epoxy resin adhesive film or a metal solder material.
  • a metal material 17 such as Cu, Ni, Au, Al, Pd or the like is formed on the surface of the wiring board 10. This is to increase the adhesive strength between the insulating material used for the wiring board 10 and the adhesive or bonding material. Depending on what kind of material is used for the insulating material used for the wiring substrate 10, the adhesive strength with the adhesive or the bonding material differs. Therefore, the metal material 17 may not be formed depending on the selection conditions of the material.
  • the electronic device E is electrically connected to the second conductor pad 12 formed on the same surface as the surface on which the electronic device E is mounted, which is the main surface of the wiring board 10 located in the hollow portion 3. Connected.
  • the electronic device E and the second conductor pad 12 are electrically connected by a wire line 22 whose main material is Al, Au, or the like.
  • 1 and 2 illustrate a structure in which the external terminal of the electronic device E and the second conductor pad 12 are electrically connected by the wire line 22, but the electrical connection method is not particularly limited.
  • the second conductor pad 12 is electrically connected to the fourth conductor pad 15 formed on the wiring board 10 located outside the hollow portion 3.
  • the fourth conductive pad is used to connect the vacuum sealed package and the motherboard or module substrate.
  • memory storage elements (memory), such as DRAM and flash memory, various arithmetic processing elements (processor), a power supply element, and a sensor element (an infrared sensor, a gyro sensor (angular measurement sensor) ), Temperature sensor, pressure sensor, acceleration sensor, hydraulic sensor, etc.).
  • the material of the first main body 1 and the second main body 2 constituting the vacuum-sealed package main body 4 may be a material that does not easily release gas after being vacuum-sealed.
  • the first and second body portions 1 and 2 are made of a semiconductor material such as Si or Ge, or a metal such as Ni, Fe, Co, Cr, Ti, Au, Ag, Cu, Al, Pd, or Pt.
  • an alloy material containing them as a main component, or a glass or ceramic material such as SiO 2 or Al 2 O 3 is desirable.
  • the package main body 4, in particular, the second main body 2 is made of an alloy material containing at least Ni (for example, Kovar, 42 alloy).
  • An alloy material containing at least Ni, such as Kovar or 42 alloy has a small linear expansion coefficient (about 3 to 4 ppm), and therefore, a highly reliable package can be realized over a long period of time.
  • the alloy material such as Kovar and 42 alloy alloy is a magnetic material, it has a magnetic shielding effect, and from other electronic devices mounted outside the structure that seals the electronic device E. Therefore, there is an advantage that stable operation can be realized.
  • the electronic device E sealed with the structure emits a strong electromagnetic wave
  • electromagnetic interference with other electronic devices mounted outside the package body 4 can be prevented.
  • these materials are metals and conductors, if you want to form a metal layer (metal film) of a different type from those materials on the surface, a thick metal layer that is cheaper than sputtering or vapor deposition in a shorter time.
  • an electric (electrolytic) plating method capable of forming the film can be used.
  • first main body 1 and the second main body 2 For joining the first main body 1 and the second main body 2, for example, Sn, Pb, SnPb, SnAg, SnCu, SnAgCu, SnIn, SnZn, SnBi, SnZnBi, Bi, In, InAg, or the like is used. You may join via. In that case, Ni, NiP, Au, Cu, which prevents the diffusion of the solder material or promotes the wetting of the solder material on the surface of the portion where the first main body 1 and the second main body 2 are joined to each other. It is preferable to previously form Ag, Fe, Co, Pd, Ti, Cr, Pt, or an alloy containing them as a main component by sputtering, vapor deposition, or plating. The first main body 1 and the second main body 2 are connected by supplying the solder material between these metal films and heating and melting them in a reflow furnace or a hot plate.
  • first main body 1 and the second main body 2 there are a plurality of other methods for joining the first main body 1 and the second main body 2 without using the solder material.
  • the combination of materials constituting the first main body 1 and the second main body is Si—Si, SiO 2 —SiO 2 , Si—glass, glass-glass, etc.
  • direct bonding is performed by anodic bonding or the like. Also good.
  • surface activated bonding may be used.
  • bonding may be performed not only by surface activation bonding but also by bonding by thermocompression bonding or welding.
  • Au is formed on the surfaces of the first main body 1 and the second main body 2, and the first main body is processed by a process such as Au-Au thermocompression bonding, ultrasonic bonding, surface activation bonding, or the like. 1 and the 2nd main-body part 2 may be joined.
  • FIG. 1 shows the package main body 4 in a state before vacuum sealing, but a through-hole 5 is provided on the top surface of the second main body 2 serving as a lid member.
  • a cylindrical or prismatic vacuum exhaust pipe 6 joined to and integrated with the second main body 2 is connected through the through hole 5.
  • the exhaust pipe 6 for evacuation is connected to a vacuum pump 24 (described later) through a pipe 23 in a state where the exhaust pipe 6 is connected to the through hole 5 of the second main body 2, thereby evacuating the inside of the package main body 4. Pull.
  • the evacuation exhaust pipe 6 is preferably made of a metal material mainly composed of Cu, Al, etc., and is hermetically joined to the second main body 2 by welding.
  • the evacuation exhaust pipe 6 and the through hole 5 are depicted as being formed on the top surface of the second main body 2, but the evacuation exhaust pipe 6 is the second main body 2. It may be formed on the side surface portion or on the wiring board 10.
  • the evacuation exhaust pipe 6 is connected to the vacuum pump 24 and, for example, a part of the evacuation exhaust pipe 6 is metal-bonded and sealed by caulking pressure bonding or the like to form the sealing member 7.
  • the vacuum sealed package P is manufactured.
  • symbol 50 in the said Example 1 is a conductor pattern, this is demonstrated in the following Example 3.
  • FIG. 5 using a bonding material such as an epoxy resin adhesive film or a metal solder material, on the wiring board 10 (in FIG. 5, on the metal material 17 formed on the wiring board 10).
  • the electronic device E is mounted (adhesion fixed).
  • FIG. 6 the external terminals 20 of the electronic device E and the second conductor pads on the wiring board 10 are electrically connected.
  • the electrical connection between the external terminal 20 of the electronic device E and the second conductor pad on the wiring substrate 10 is depicted as being bonded by a wire line 22 mainly composed of Al, Au, or the like.
  • a wire line 22 mainly composed of Al, Au, or the like.
  • both may be electrically connected by another means.
  • a getter material G mainly composed of zirconium, vanadium, iron, or an alloy thereof is formed on the first conductor pad 11 on the wiring substrate 10, for example, a conductive material such as a conductive adhesive. Mounting is performed using a material (omitted in FIG. 7).
  • the main part of the getter material G is a thin film material, for example, a material formed on a substrate such as Si or metal so as to be easily mounted can be used. These substrate materials have a high thermal conductivity, and heat transferred to the first conductor pad 11 can be efficiently transferred to the main part (thin film part) of the getter material G during the getter activation process described later. it can.
  • the getter material G is mounted after the electronic device E is electrically connected to the wiring board 10. However, as shown in FIG. 8, the getter material G is first mounted on the first conductor pad 11 on the wiring substrate 10 or directly on the first conductor pad 11 by a method such as sputtering or vapor deposition. May be formed.
  • the wiring substrate 10 and the second main body portion are accommodated in a state where the electronic device E is accommodated in the hollow portion 3 surrounded by the wiring substrate 10 and the second main body portion 2 serving as a lid member. 2 is joined.
  • An example of the joining method is as described above.
  • a vacuum exhaust pipe 6 provided with a through hole 5 penetrating from the inside to the outside of the hollow portion of the package body 4 at the center is joined to the second body 2. Has been.
  • the evacuation exhaust pipe 6 and the vacuum pump 24 are connected via the evacuation pipe 23, and the hollow part 3 in the package body 4 is evacuated.
  • the vacuum pump 24 a rotary pump, an oil diffusion pump, a cryopump, a turbo molecular pump, or a combination of these pumps is used for roughing.
  • an infrared sensor infrared light receiving element
  • the degree of vacuum immediately after vacuum sealing is generally about 10 ⁇ 6 Torr to 10 ⁇ 7 Torr (10 ⁇ 4 Pa to 10 ⁇ 5 Pa) or less.
  • a vacuum pump by a combination of a rotary pump and a cryopump or a combination of a rotary pump and a turbo molecular pump.
  • the package is mainly used to release the water molecules adsorbed on the surface of the hollow portion 3 of the package main body portion 4 and perform vacuum drawing.
  • a baking process in which the main body 4 is heated to about 100 ° C. to 200 ° C. or more. Further, this baking step may be performed after the getter activation step described later.
  • a laser beam 21 is irradiated onto the third conductor pad 14 on the wiring substrate 10 using a laser light source 20.
  • the third conductor pad 14 is heated, heat is transferred to the first conductor pad 11 via the heat conductive material 13, and the getter material G mounted or formed on the first conductor pad is heated.
  • the laser light source 20 a carbon dioxide laser, a YAG laser, an excimer laser, or the like can be used.
  • the third conductor pad 14 may be heated by bringing a heated heater H into contact with the third conductor pad 14 on the wiring board 10.
  • heat can be transmitted to the first conductor pad 11 through the heat conductive material 13 and the getter material G mounted or formed on the first conductor pad can be heated.
  • the getter material G generally needs to be heated to about 400 ° C to 900 ° C. Therefore, in the indirect heating method using the laser beam 21 as shown in FIG. 11 and the indirect heating method using the heater H as shown in FIG. 12, the condition that the getter material G is about 400 ° C. to 900 ° C. in advance. (In the case of laser beam irradiation, power, beam diameter, irradiation time, etc.
  • the temperature of the heater is obtained. Further, although depending on the target temperature, the time required for the activation of the getter material G (releasing molecules adsorbed on the surface) is about several tens of seconds to 10 minutes. The higher the temperature, the shorter the activation time.
  • the vacuuming exhaust pipe 6 is metal-crimped using a caulking crimping tool 25, and the inside of the hollow portion 3 of the package body 4 is vacuum sealed, as shown in FIG. 14. A vacuum sealed package is completed.
  • the third conductor pad 14 is outside the hollow portion 3 of the package main body portion 4 and the package main body portion 4 is hollow.
  • the first conductive pads 11 formed on the wiring board in the portion 3 are connected to the heat conductive material 13.
  • the first conductor pad 11 is interposed via the heat conductive material 13. Is heated, and the getter material G on the first conductor pad 11 is heated.
  • the gas molecules in the hollow part 3 of the package main body part 4 can be adsorbed to the getter material G, and the vacuum degree in the hollow part 3 can be prevented from being lowered.
  • FIGS. 15 and 16 are cross-sectional views showing a state before sealing the through-hole 5
  • FIG. 16 is a cross-sectional view after sealing the through-hole 5.
  • a through-hole 5 for evacuation is formed in advance in the second main body portion 2 which is a lid member of the vacuum sealed package main body portion 4.
  • the method for closing the through hole 5 is different from that of the first embodiment.
  • the number of through holes 5 may be one, but a plurality of through holes 5 are preferably formed in order to increase the efficiency of evacuation. From the viewpoint of the formation cost of the through hole 5 and the process cost related to the evacuation time, it is preferable to design the optimum number of the through holes 5.
  • the through-hole 5 is formed by a method such as anisotropic etching, isotropic etching, dry etching, drill, sand blaster, ultrasonic processing, wire discharge, or the like.
  • the base material for forming the through holes 5 is Si
  • the through holes 5 can be formed by anisotropic etching or isotropic etching.
  • a mask or an alkali-resistant resist made of SiO 2 , SiN, SiON, metal, or the like is formed in a portion where the through hole 5 is not formed, and then KOH, TMAH (tetramethylammonium hydroxysite), hydrazine, EPW (ethylenediamine—
  • the through-hole 5 can be formed by etching with pyrocatechol-water) or the like.
  • a photoresist may be used as a mask material, and an acid or an alkali may be used as an etchant.
  • the method for forming the through hole 5 is common to the embodiments described below.
  • the through-hole 5 is a material constituting the second main body 2 or a material constituting the second main-body 2 formed in the vicinity of the through-hole 5 or on the entire surface of the second main-body 2.
  • the sealing member 30 is made of a material having a lower melting point. 15 and 16 show a structure in which a low melting point material is formed on the entire surface of the second main body 2 as a representative example. *
  • the through-hole 5 may be provided in the first main body 1 integrally including the wiring substrate 10, or the material constituting the wiring substrate 10, or The structure is closed by a sealing member 30 made of a material having a lower melting point than the material constituting the wiring substrate 10.
  • the sealing member 30 is melted by locally heating the periphery of the through hole 5 to a temperature equal to or higher than the melting point of the material, for example, using a laser device, and is solidified in a state in which the through hole 5 is closed. 5 is blocked. At this time, a portion where the through hole 5 is blocked becomes the sealing member 30.
  • the material constituting the second main body 2 is metal or Si
  • the melting point is generally as high as about 1000 ° C. or higher, the surface of the second main body 2 (in the vicinity of the through hole 5 or the second main body 2).
  • Sn or Sn containing alloy material melting point is about 100 ° C.
  • solder material is locally heated with a laser to seal the through hole 5 with the solder material. This method can further reduce the power of the laser device and reduce the manufacturing cost.
  • a solder material is formed by, for example, electrolytic plating, electroless plating, sputtering, or vapor deposition. If the 2nd main-body part 2 is a conductor like a metal, it is preferable from the surface of manufacturing cost to produce with the electrolytic plating method. In addition, these solder materials have a high energy absorption rate of the laser beam.
  • solder materials can be melted using a laser device with low power specifications when locally heated using a laser beam.
  • Equipment investment costs can be reduced.
  • the laser irradiation time can be shortened and the process cost can be reduced.
  • the low melting point solder material may be formed on the entire surface of the second main body 2 (including the inside of the through hole 5) or only around the through hole 5 and inside the through hole 5. From the viewpoint of manufacturing cost, it is cheaper to form a film-like low melting point portion (indicated by reference numeral 31) made of a low melting point metal material on the entire surface of the second main body portion 2 because the mask cost is unnecessary. It is preferable because it is possible. That is, a process using a mask as compared with a structure in which a low-melting-point metal material is partially formed by forming a film-like low-melting-point portion 31 on the entire surface of the second main body 2 including the through-hole 5. Is unnecessary, and an inexpensive vacuum sealed package can be realized.
  • the low melting point portion 31 is formed on the entire surface of the second main body portion 2, so that the low melting point portion 31 not only functions as a material for closing the through hole 5, It can be made to function also as a material which joins the main-body part 2 and the wiring board 10.
  • FIG. Therefore, a vacuum-sealed package can be manufactured at a lower cost compared to the case where a fixing material for joining the second main body 2 and the wiring substrate 10 is separately formed by only one process of forming a low melting point metal material. it can.
  • the low melting point portion 31 when the low melting point portion 31 is also formed inside the through hole 5, the low melting point portion 31 melted by heating spreads well in the through hole 5 and penetrates. There is an advantage that the hole 5 can be reliably closed. If there is no low melting point portion 31 inside the through hole 5 and the main material itself of the second main body portion 2 is exposed, wetting failure with the low melting point portion 31 occurs, and the through hole 5 It takes time to close the inside of the hole. In the case where the low melting point portion 31 has a structure in which the entire surface of the second main body portion 2 or the inside of the through hole 5 is not formed in the periphery, the size of the through hole 5 can be reliably closed.
  • the through hole 5 can be easily machined. If the low melting point portion 31 is formed on the surface of the second main body portion 2 including the inside of the through hole 5 with a diameter of about 200 ⁇ m, a hole with a diameter of 60 ⁇ m can be easily formed. If the diameter is 60 ⁇ m, the through-hole 5 can be easily closed by melting the low melting point portion 31.
  • the through-hole 5 There are no particular restrictions on the dimensions of the through-hole 5, but it is preferable that it be as small as possible. This is because if the through-hole 5 is large, the time required to close the through-hole 5 becomes long, or the power of the laser device for closing the through-hole 5 needs to be increased, resulting in an increase in manufacturing cost. On the other hand, if the size of the through-hole 5 is too small, there is a problem that it takes a long time to vacuum, and it is also preferable to determine the size of the through-hole 5 at a total process cost.
  • the through hole 5 is formed on the top surface of the second main body 2, but the present invention is not limited to this, and the position of the through hole 5 can be changed as appropriate.
  • the through-hole 5 may be formed in the side surface of the 2nd main-body part 2, and as shown in FIG.
  • the through hole 5 may be formed in the first main body portion 1 integrally having the wiring substrate 10 and the through hole 5 may be closed in the same manner as described above as shown in FIG.
  • the electronic device E since the hollow portion 3 of the package body 4 is evacuated, the electronic device E is in an environment where there is almost no oxygen or water vapor. As a result, it is possible to realize a package with excellent reliability over a long period of time and a low failure rate.
  • the electronic device E is an infrared sensor (infrared light receiving element)
  • the hollow portion 3 of the package body 4 infrared light receiving element
  • Example 2 of the present invention Since the first stage of the manufacturing process is the same as that of the second embodiment of the present invention, the description thereof will be omitted, starting from the process of vacuuming.
  • FIG. 21 in a state before the through-hole 5 is closed, that is, in a state where the electronic device E and the getter material G are mounted in the hollow portion 3 and the second main body portion 2 and the wiring board 10 are joined.
  • the package body 4 before vacuum sealing is placed on the stage 41 in the vacuum chamber 40.
  • the inside of the vacuum chamber 40 is evacuated by the vacuum pump 42, and the inside of the hollow portion 3 of the package body 4 is evacuated through the through hole 5. While evacuating, the stage 41 and the entire chamber are heated to 100 ° C. or higher (temperature equal to or higher than the boiling point of water) to remove moisture inside the vacuum chamber 40 and the package main body 4.
  • the laser beam 21 is transmitted through the glass transmission window 43 installed at the upper part of the vacuum chamber 40, so that the third The electrode pad 14 is irradiated.
  • the third electrode pad 14 is heated, and the heat of the laser beam 21 is transmitted to the first conductor pad 11 through the heat conductive material 13 connected to the third electrode pad.
  • the getter material G mounted or formed on the first conductor pad 11 is indirectly heated and activated. That is, the molecules adsorbed on the surface of the getter material G are released.
  • the position of the laser device 20 installed outside the vacuum chamber 40 is moved, and the laser beam 21 is transmitted through the glass transmission window 43 installed in the vacuum chamber 40 to penetrate the package body 4. Irradiate around the hole 5.
  • the periphery of the through-hole 5 is locally heated, heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the material constituting the second main body 2, and the material is melted to close the through-hole 5.
  • the vacuum sealed package shown in FIG. 16 is manufactured.
  • the method of heating only the third conductor pad 14 by irradiating the laser beam 21 and the method of heating only the periphery of the through hole 5 do not expose the electronic device E to a high temperature. Does not degrade the characteristics. Further, since the portion where the second main body 2 and the wiring substrate 10 are bonded together and the portion where the electronic device E and the wiring substrate 10 are bonded together with the bonding material are not peeled off by heat, the merit in manufacturing is great.
  • the laser beam 21 can be irradiated around the through-hole 5 of the package (before the through-hole 5 is closed) installed in the vacuum chamber 40 without arranging the laser device in vacuum, so that the size can be further reduced.
  • the vacuum chamber 40 can be realized, and a cheaper vacuum chamber 40 can be realized. As a result, a vacuum sealed package with a lower manufacturing cost can be manufactured.
  • the diameter of the laser beam 21 is preferably larger than the diameter of the through hole 5.
  • the diameter of the laser beam 21 is smaller than the diameter of the through hole 5, the laser beam 21 is irradiated so as to follow the outer periphery of the through hole 5 in order, and the through hole 5 is gradually closed. Then, it takes a long time to close the through-hole 5 and the manufacturing process cost tends to increase.
  • the diameter of the laser beam 21 is larger than that of the through hole 5, the center of the spot diameter of the laser beam 21 can be matched with the center of the through hole 5.
  • the laser beam 21 passes through the center of the through hole 5, so that the laser beam 21 is transmitted to the electronic device E or the wire.
  • the position of the through hole 5 is designed in advance so as not to contact the line 22 or the wiring.
  • a YAG laser is suitable as the laser, but other lasers that have the ability to melt the material you want to melt, such as ruby laser, excimer laser, carbon dioxide laser, liquid laser, semiconductor laser, and free electron laser. If it is okay.
  • the laser is the same in all the embodiments in this specification.
  • the thickness of the low melting point portion 31 is A
  • the diameter of the through hole 5 after forming the low melting point portion B is B
  • the through hole 5 is opened.
  • the thickness of the second main body 2 or the wiring substrate 10 is C and the spot diameter of the laser beam 21 is D
  • the dimensions of A, B, C, and D are “CB 2 / (D 2 -B 2). ) ⁇ A ”and“ B ⁇ D ”.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing a state in which the low melting point portion 31 formed on the surface of the second main body portion 2 or the wiring substrate is irradiated with the laser beam 21.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing a state where the low melting point portion 31 heated by the laser beam 21 blocks the through hole 5.
  • V B ⁇ CB 2/4 (Equation 2)
  • the thickness A of the low melting point portion 31 is set so that the melted volume (V DB ) of the low melting point portion 31 is equal to or larger than the volume (V B ) of the through hole 5.
  • the spot diameter D is set to be larger than the diameter B of the through hole 5.
  • the through hole 5 can be reliably closed by the low melting point portion 31, and a package with a high manufacturing yield can be obtained. Can be realized.
  • the above method is a method in which the irradiation time of the laser beam 21 can be shortened and the through hole 5 is closed.
  • the spot diameter D of the laser beam 21 is smaller than the diameter B of the through-hole 5 when it is desired to produce a package using existing equipment but the apparatus specification does not satisfy “Formula 5”.
  • the laser beam 21 may be irradiated so as to draw a circle around the entrance of the through hole 5 to close the through hole 5.
  • the number of shots of the laser beam 21 is increased to draw a circle, and the time for closing the through hole 5 is longer than that in the above method.
  • the constituent material around the through hole 5 is directly melted by local heating such as laser beam irradiation to close the through hole 5, so that the through hole is provided as in the prior art.
  • the process of disposing the third fixing material for closing the hole 5 on the through hole 5 can be eliminated, and the manufacturing cost can be reduced.
  • E is an infrared light receiving element (infrared sensor) 44
  • an infrared transmission window 45 is provided in the second main body 2.
  • a large through hole 5 (infrared light receiving element 44) different from the vacuuming hole provided in advance in the second main body 2 is used.
  • a hole having a size substantially equal to the size of the light receiving portion of the infrared light receiving element 44, hereinafter referred to as an opening 2A), and an infrared transmitting window 45 is joined so as to close the through hole 5.
  • the infrared light receiving element 44 which is an infrared sensor will be described in detail.
  • the thermal type infrared light receiving element 44 Since the one with the simple structure and the low manufacturing cost is the “thermal type”, it is preferable to use the thermal type infrared light receiving element 44 from the viewpoint of the manufacturing cost. In order to increase the sensitivity of the thermal infrared light receiving element 44, when the infrared light receiving element 44 is irradiated with infrared rays, the temperature change of the infrared detecting part is prevented so as not to let the heat generated in the infrared detecting part escape to the outside as much as possible. In order to increase the thickness, it is necessary to improve the thermal insulation. Therefore, in order for the heat-type infrared light receiving element 44 to provide the minimum performance, a vacuum state of 10 ⁇ 2 Torr or less is generally required as the surrounding environment.
  • the package body 4 is evacuated to 10 ⁇ 6 Torr or less and then penetrated It is desirable to seal the hole 5 with high airtightness. Even if it is called vacuum sealing, it is almost impossible that the degree of vacuum inside is not lowered after sealing, and it always has a finite leak rate. The higher the degree of vacuum immediately after vacuum sealing, the longer it takes for the degree of vacuum to deteriorate to 10 ⁇ 2 Torr, which can exhibit the minimum performance even at the same leak rate. A package having the infrared light receiving element 44 with high performance reliability can be realized.
  • a portion (opposing portion) of the second main body 2 that is located immediately above the light receiving portion of the infrared light receiving element 44 is rectangular.
  • An opening 2A having a shape is provided, and an infrared transmission window 45 made of an infrared transmission window material (a material capable of transmitting infrared rays) is joined so as to close the infrared transmission hole 35.
  • the infrared light receiving element 44 is mounted in a vacuum sealed package main body 4, but it is necessary to transmit infrared light into the package main body 4 from the outside of the package.
  • alkali halides such as LiF, NaCl, KBr, CsI, CaF 2 , BaF 2 , MgF 2, etc.
  • a material such as a material, an alkaline earth halide material, a chalcogenite glass mainly containing Ge, As, Se, Te, Sb or the like is desirable.
  • the infrared light receiving element 44 is sealed in a vacuum or the like, and the infrared transmission window 45 is mounted on a portion located directly above the light receiving portion of the infrared light receiving element 44, the sealed package
  • the infrared rays reach the light receiving portion of the infrared light receiving element 44 through the infrared transmission window 45 from the outside. Therefore, a highly sensitive infrared sensor package can be realized.
  • an antireflection film is formed in advance on the surface of the infrared transmission window 45.
  • the hollow portion 3 of the package main body portion 4 is then sealed. Since the getter material G is heated via the heat conductive material 13 that connects the first and third conductor pads 14 inside and outside, the vacuum state in the hollow portion 3 of the package body portion 4 can be maintained.
  • the sealing member 30 for sealing the through hole 5 between the inside and the outside of the hollow part 3 of the package main body 4 is partially heated in the vicinity of the through hole 5, and the package Since the constituent material of the main body 4 is melted, for example, the sealing member 30 is made of a material having a melting point lower than that of the package main body 4. Sealing can be performed, and as a result, the manufacturing cost can be reduced.
  • a low melting point portion 31 made of a low melting point metal material having a melting point lower than that of the package body portion 4 is provided in the vicinity of the through hole 5, and the low melting point portion 31 is heated and melted so that the through hole 5 is formed. Part or all of the sealing member 30 to be closed is formed.
  • the package body 4 can be sealed by a simple method in a package in which the package body 4 is sealed in a vacuum in advance, and the productivity is greatly improved. It becomes possible.
  • FIG. 26A of Example 3 is an example in which the first conductor pad 11 and the second conductor pad 12 are provided at positions facing each other across the electronic device E, and FIG. 26B is the first conductor pad. 11 and the second conductor pad 12 are examples provided at positions adjacent to each other at the side position of the electronic device E.
  • the width 51 of the conductor pattern 50 surrounding the electronic device E formed on the wiring board 10, which is a feature of the third embodiment of the present invention, will be described.
  • the continuous conductor pattern 50 surrounding the periphery of the electronic device E on the surface of the wiring board 10. Is formed.
  • the width 51 of the conductor pattern is larger than the bonding width 52 of the second main body portion 2 bonded to the wiring board 10.
  • the continuous conductor pattern 50 formed on the surface of the wiring substrate 10 so as to surround the periphery of the electronic device E and the second main body portion 2 are joined, and the width of the conductor pattern 50 is thereby increased. 51 is wider than the bonding width 52 of the second main body 2. Therefore, the periphery of the second main body portion 2 can be sufficiently covered through the bonding portion 53 formed by a bonding material (for example, a low melting point metal film) for bonding the second main body portion 2 and the wiring board 10. A highly reliable package can be realized.
  • a bonding material for example, a low melting point metal film
  • Au is formed on the surface of the conductor pattern 50 formed on the wiring substrate 10 and / or the surfaces of the conductor pads 11, 12, 14 and 15. It is preferable.
  • the bonding of the second main body 2 and the circuit board 13 is preferably a process using no flux.
  • the oxidation of the surface of the joint hinders the hermetic bonding. Therefore, in order to prevent such oxidation, at least one of the surface of the conductor pattern 50 or the surfaces of the conductor pads 11, 12, 14 and 15 is previously used. It is preferable that Au is formed on one surface.
  • the surface of the conductor pattern 50 and the conductor pads 11, 12, 14 and 15 can be prevented from being oxidized, and good wettability with the solder can also be realized. Further, there is an advantage that wire bonding can be performed using a wire wire mainly made of metal such as Au or Al, and a package with a high manufacturing yield and a high degree of design freedom can be realized.
  • FIGS. 29 to 31 portions corresponding to the components shown in FIGS. 1 to 28 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • differences from the above embodiment will be described.
  • the through hole 5 in the fourth embodiment is formed in a tapered shape such that the diameter of the hole gradually decreases from the outermost surface of one surface of the second main body 2 or the wiring substrate 10 toward the opposite surface. Yes.
  • the diameter of the through hole 5 is formed in a tapered shape so that the diameter of the hole gradually decreases from the outermost surface of one surface of the second main body 2 or the wiring substrate 10 to the opposite surface.
  • the laser beam 21 can be directly irradiated not only on the outermost surface (the portion having the largest hole diameter) of one surface of the second main body 2 or the wiring substrate 10 but also on the inner surface of the through hole 5. it can. Therefore, since the material inside the through hole 5 can be heated and melted, the through hole 5 can be closed more easily, and a package with a high manufacturing yield can be realized.
  • One method for forming the through hole 5 having such a taper is an etching method.
  • the shape of the through hole 5 having various tapers can be formed.
  • the shape of the through-hole 5 can be changed suitably.
  • the through-hole 5 is tapered so that the diameter of the hole gradually decreases from the outermost surface of both surfaces of the second main body 2 or the wiring substrate 10 toward the center in the depth direction of the hole. You may form in a shape. If the through hole 5 is formed in such a shape, not only the same effect as the through hole 5 of FIG. 29 is obtained, but also the second main body 2 or the wiring board 10 in which the through hole 5 is formed.
  • the through hole 5 can be easily formed finally (when the thickness is increased, the through hole 5 cannot be opened in the tapered shape). That is, when the inside of the through hole 5 has a tapered shape, the diameter gradually decreases as it proceeds in the depth direction of the hole, but the thickness of the second main body 2 or the wiring substrate 10 is set to the overall design of the package. In some cases, the thickness must be increased due to manufacturing costs. In this case, there may be cases where the through-hole 5 cannot be finally formed, but the taper shape is formed so that the diameter of the hole gradually decreases from the outermost surface of both surfaces of the structure toward the center in the thickness direction of the hole. This can be improved.
  • the through hole 5 may be formed obliquely with respect to the thickness direction of the second main body 2 or the wiring substrate 10.
  • the through hole 5 is formed in such a shape, when the material is melted by heating the surface of the through hole 5 and the inner surface of the through hole 5, before the melted material closes the through hole 5, The problem of escaping out of the hole due to gravity can be improved. Therefore, it is possible to realize hole sealing with a higher manufacturing yield. In addition, the probability that the said malfunction will generate
  • FIGS. 29 to 31 an example in which the low melting point portion 31 is formed on the surface of the second main body portion 2 or the wiring substrate 10 is shown, but the shape inside these through holes 5 is only in this example. Needless to say, the present invention is not limited to this example. For example, the present invention is applicable to the case where the low melting point portion 31 is not formed or to other embodiments.
  • FIG. 32 shows the state before the through-hole 5 for vacuuming is closed.
  • the first main body 1 and the second main body 2 including the infrared transmission window 45 are joined via the hollow portion 3.
  • the package body part 4 is formed with a through-hole 5 for evacuation for communicating the hollow part 3 and the outside of the package body part 4, and the inside of the hollow part 3 is evacuated through the through-hole 5.
  • the first main body 1 is preferably a wiring board, for example.
  • the getter material G and the electronic device E are connected to the first conductor pad 11 and the second conductor pad 12 formed in the hollow portion 3 and formed on the wiring board 10, respectively.
  • the second conductor pad 12 is located outside the hollow portion 3 of the package body 4 and is electrically connected to the fourth conductor pad 15 formed on the wiring board 10.
  • the getter material G is mounted at a position where it can come into contact with the laser beam 21 that is irradiated from the outside of the package body 4 and passes through the infrared transmission window 45 and reaches the hollow portion 3.
  • the vacuum sealed package before closing the through hole 5 is placed on the stage 41 of the vacuum chamber 40, and the vacuum chamber 40 is evacuated. Thereby, the inside of the hollow part 3 of the package body part 4 is evacuated through the through hole 5.
  • the laser beam 21 is irradiated from the outside of the vacuum chamber 40 to the getter material G mounted or formed on the first conductor pad 11 in the hollow portion 3 through the glass transmission window 43 and the infrared transmission window 45.
  • the getter material G can be heated and activated.
  • the laser device 20 may be disposed immediately above the getter material G, or may be irradiated through the infrared transmission window 45 from an oblique direction.
  • FIGS. 32 to 35 illustrate an example in which the low melting point portion 31 is formed on the surface of the second main body portion 2, but the low melting point portion 31 is not always necessary, and the power of the laser beam 21 is increased. Then, a method may be used in which the periphery of the through hole 5 is heated to the melting point or higher of the metal material constituting the second main body 2 and the through hole 5 is closed with the constituent material of the second main body 2. The same applies to the other embodiments of the present specification, and the through hole 5 may be closed with the metal material constituting the second main body 2.
  • FIG. 35 shows a state before the through-hole 5 for vacuuming is closed.
  • Example 6 differs from the structure of Example 5 above in that the getter material G is mounted or formed in the hollow portion 3 of the package body 4 and on the inner surface of the infrared transmission window 45.
  • the method for mounting or forming the getter material G is not particularly limited.
  • the getter material G is welded to the surface of the infrared transmission window 45 made of a material such as Ge or Si, or the surface of the infrared transmission window 45 is sputtered or deposited. It is preferable to form a film using the thin film forming technique.
  • the vacuum chamber 40 is evacuated by installing it on the stage 41 of the vacuum chamber 40, and the through hole 5 is formed.
  • the inside of the hollow part 3 of the package main body part 4 is evacuated.
  • the getter material G mounted or formed on the surface of the infrared transmission window 45 is irradiated with the laser beam 21 from the outside of the vacuum chamber 40 through the glass transmission window 43 and the infrared transmission window 45 to thereby obtain the getter material G.
  • the irradiation position of the laser beam 21 may be from right above the getter material G as shown in FIG.
  • the getter material G is heated and activated, and then the low melting point portion 31 formed on the surface of the second main body portion 2 around the through hole 5 as shown in FIG.
  • the laser beam 21 is irradiated from the outside of the vacuum chamber 40 through the infrared transmission window 45.
  • the through hole 5 is closed by the low melting point portion 31, and the vacuum sealed package P (the figure after closing the through hole 5 is omitted) is completed.
  • FIGS. 1 to 37 A modification of the sixth embodiment is shown in FIGS.
  • the same components as those shown in FIGS. 1 to 37 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • a through hole 5 for evacuating the inside is formed.
  • the through hole 5 is formed on the top surface of the second main body 2 and at a position adjacent to the infrared transmission window 45.
  • the vacuum chamber 40 is evacuated by installing it on the stage 41 of the vacuum chamber 40 before closing the evacuating through hole 5.
  • the inside of the hollow portion 3 of the package body 4 is evacuated through the through hole 5.
  • the getter material G mounted or formed on the surface of the infrared transmission window 45 is irradiated with the laser beam 21 from the outside of the vacuum chamber 40 through the glass transmission window 43 and the infrared transmission window 45 to thereby obtain the getter material G.
  • the irradiation position of the laser beam 21 may be from right above the getter material G as shown in FIG.
  • the getter material G is continuously irradiated with the laser beam 21 in this process, part of the energy of the laser beam 21 is absorbed by the infrared transmission window 45.
  • a part of the infrared transmission window 45 in contact with the laser beam 21 is heated, and the arrow A (see FIG. 5) extends to the periphery of the through-hole 5 formed near the part of the infrared transmission window 45 in contact with the laser beam 21.
  • Heat is transmitted as shown in 40). Therefore, the low melting point portion 31 formed around and inside the through hole 5 is melted, and the through hole 5 is closed by the low melting point portion 31.
  • Example 6 even if the irradiation position of the laser beam 21 is not changed, by irradiating the getter material G, the temperature around the through-hole 5 rises with time due to the remaining heat. When the temperature becomes equal to or higher than the melting point of the low melting point portion 31, the low melting point portion 31 is melted, and the through hole 5 can be closed with the low melting point portion 31. Thereafter, the irradiation of the laser beam 21 is stopped. Since it is not necessary to change the irradiation position of the laser beam 21, a series of process times for heating and activating the getter material G and closing the through-hole 5 can be shortened.
  • FIG. 41 shows the state before the through-hole 5 for vacuuming is closed.
  • the getter material G is mounted or formed in the hollow portion 3 of the package main body 4 and on the inner surface of the second main body 2. More specifically, as shown in FIG. 41, the getter material G is mounted or formed on the inner side surface of the second main body 2. This point is different from the structure of the fifth embodiment shown in FIG.
  • the getter material G is mounted or formed (film formation) on the low melting point portion 31, when the getter material G is heated and activated at about 400 ° C. to 900 ° C., the low melting point portion 31 is melted and the getter material G is melted. This is because a problem that G peels off from the surface of the second main body 2 occurs.
  • the method for mounting or forming the getter material G is not particularly limited.
  • the getter material G is welded to the surface of the second main body 2 made of Kovar, 42 alloy, or the like, or is formed on the surface of the second main body 2. It is preferable to form a film using a thin film forming technique such as sputtering or vapor deposition.
  • a thin film forming technique such as sputtering or vapor deposition.
  • the getter material G mounted or formed on the surface of the second main body 2 is irradiated with the laser beam 21 from the outside of the vacuum chamber 40 through the glass transmission window 43 and the infrared transmission window 45, thereby obtaining the getter material.
  • G is activated by heating.
  • the getter material G is heated and activated, and then the infrared transmission window 45 from the outside of the vacuum chamber 40 is applied to the lid surface around the through hole 5 as shown in FIG.
  • the laser beam 21 is radiated through and heated to the melting point or more of the material constituting the second main body 2 around the through hole 5.
  • the through hole 5 is closed by the constituent material of the melted second main body 2, and the vacuum sealed package P of Example 7 of the present invention (the figure after closing the through hole 5 is omitted). ) Is completed.
  • the low melting point portion 31 is formed in advance only around the through hole 5 or the low melting point portion 31 is placed around the through hole 5 when the package body portion 4 is installed in the vacuum chamber.
  • FIG. 45 shows a sealing member formed by closing the through hole 5 with the low melting point portion 31.
  • FIG. 46 shows a state before the through-hole 5 for evacuation is closed in the vacuum sealed package of the modified example of the seventh embodiment of the present invention.
  • the getter material G is mounted on the inner top surface of the second main body 2.
  • the modified example shown in FIG. 46 is placed on the stage 41 of the vacuum chamber 40 to evacuate the inside of the vacuum chamber 40, and the inside of the hollow portion 3 of the package body 4 is inserted through the through hole 5.
  • the laser beam 21 is irradiated from the outside of the vacuum chamber 40 to the getter material G mounted or formed on the surface of the infrared transmission window 45 through the glass transmission window 43 and the infrared transmission window 45.
  • the getter material G is heated and activated.
  • the laser beam 21 irradiates the getter material G from an obliquely upward direction.
  • the getter material G is heated and activated while evacuating in this way.
  • the lid 21 around the through hole 5 is irradiated with the laser beam 21 from the outside of the vacuum chamber 40 through the infrared transmission window 45 to form the through hole 5. It heats to the material which comprises the surrounding 2nd main-body part 2, or more than melting
  • FIG. Thereby, the through-hole 5 is blocked by the molten material, and the modified example of the seventh embodiment of the present invention is completed.
  • the modification of the seventh embodiment of the present invention shows a form in which the through-hole 5 for evacuation of the package body 4 is located away from the getter material G, but it is similar to this.
  • the package body 4 is placed on the stage 41 of the vacuum chamber 24 to evacuate the inside of the vacuum chamber 40, and the package body 4 is inserted through the through hole 5.
  • the vacuum inside of the hollow part 3 of 4 is evacuated.
  • the getter material G mounted or formed on the surface of the second main body 2 is irradiated with the laser beam 21 from the outside of the vacuum chamber 40 through the glass transmission window 43 and the infrared transmission window 45, thereby obtaining the getter.
  • the material G is heated and activated. Thereby, the heat of the heated getter material G is transmitted to the periphery of the through hole 5 located in the vicinity of the getter material G, and the low melting point portion 31 mounted or formed around the through hole 5 is melted.
  • the through hole 5 can be closed with the low melting point portion 31.
  • the modification of the seventh embodiment shown in FIG. 48 has the same effect as the modification of the sixth embodiment of the present invention shown in FIGS. Even if the irradiation position of the laser beam 21 is not changed, by irradiating the getter material G, the temperature around the through-hole 5 rises with time and becomes low when the melting point of the low melting point portion 31 is exceeded. The melting point portion 31 melts. Thereafter, the through-hole 5 can be closed with the low melting point portion 31 by stopping the irradiation of the laser beam 21. Since it is not necessary to change the irradiation position of the laser beam 21, it is possible to shorten a series of process times of heating and activating the getter material G and closing the through hole 5.
  • FIG. 51 shows a state before the through-hole 5 for vacuuming is closed
  • FIG. 52 shows a state after the through-hole 5 is closed
  • FIGS. 53 to 55 show components constituting the second main body 2 that is a lid member of the package main body 4 used in this embodiment.
  • the second main body 2 which is a lid member surrounding the infrared light receiving element 44 includes the frame member 60 (shown in FIG. 54) and the plate member 61 (shown in FIG. 53). ) And the infrared transmission window 45 are joined together.
  • the frame member 60 has an opening 60A at the center so as to surround the hollow portion 2A, and has a size and a thickness that allow the infrared light receiving element 44 to be accommodated in the opening 60A.
  • the getter material G is mounted or formed in advance on the surface of the infrared transmission window 45.
  • the ring-shaped frame member 60 and the plate member 61 are formed in advance on the respective surfaces, and are joined by the low melting point portion 31 having a melting point lower than that of the material constituting each structure.
  • the second main body portion 2 having a hollow portion that can accommodate the infrared light receiving element 44.
  • the frame member 60 having a size and thickness capable of accommodating the infrared light receiving element 44 inside the opening 60A with the opening 60A formed in the center, and a plate member Since the second main body 2 is manufactured by joining 61, the second main body 2 can be easily manufactured at low cost.
  • the low melting point portion 31 is formed on the surface of the frame member 60 and the rectangular plate-like plate member 61.
  • the present invention can be applied to the case where the low melting point portion 31 is not provided (for example, the example shown in Example 7 of the present invention) and the examples described in other embodiments.
  • a fixing material such as solder is later formed on the surfaces of the ring-shaped frame member 60 and the plate member 61 and fused, or if the same material is used, the surface activity Both are bonded using bonding means such as chemical bonding, thermocompression bonding, ultrasonic bonding, and anodic bonding.
  • the second main body 2 may be manufactured by joining the plate member 61 provided with no opening as shown in FIG. 56 and the frame member 60 shown in FIG.
  • FIG. 58 shows a cross-sectional view of a vacuum sealed package P (a state after the evacuating through hole 5 is closed) according to a modification of the present embodiment.
  • This vacuum sealed package P uses an electronic device E other than the infrared light receiving element 44. Since there is no infrared transmission window 45 in the present modification, the third conductor pad 14 provided outside the package main body 4 is heated in the same manner as in the first and second embodiments of the present invention. Heat is transmitted from the conductor pad 14 to the first conductor pad 11 through the heat conductive material 13, and the getter material G mounted or formed on the first conductor pad 11 is indirectly heated to be activated. Details have been described in the first or second embodiment, and will be omitted.
  • FIG. 59 shows a vacuum-sealed package P according to the ninth embodiment of the present invention (the state after the through-hole 5 for vacuuming is closed). Also in this embodiment, the same components as those shown in FIGS. 1 to 58 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Here, only different points will be mainly described. *
  • the integrated circuit of the electronic device E (including the infrared light receiving element 44) formed on the first package body 4 is thin (several tens of ⁇ m). Since there is no merit that it can be used and there is no need to use a bonding material, there is an advantage that gas is hardly released inside after vacuum sealing.
  • FIG. 60 shows a vacuum sealed package P according to the tenth embodiment of the present invention (the state after the through-hole 5 for vacuuming is closed). Also in FIG. 60 illustrating the present embodiment, the same components as those described in FIGS. 1 to 59 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Here, only different points will be mainly described. *
  • the fourth conductor pad 15 serving as the external terminal of the package main body 4 is included in the first main body 1 including the wiring substrate 10 of the package main body 4.
  • the electronic device E including the infrared light receiving element 44
  • the fourth conductor pad (the pad serving as the external terminal of the package body 4) 15 is opposite to the surface on which the electronic device E (infrared light receiving element 44 in FIG. 60) is mounted or formed. Formed on the side.
  • a solder ball (a conductor ball made of a material such as Sn, SnPb, SnAg, SnAgCu, SnCu, SnIn, SnZn, SnBi, or SnZnBi) is formed on the fourth conductor pad 15 by reflow or the like, and flip chip mounting is performed. A possible package is realized.
  • the fourth conductor pad 15 is more than in the first to ninth embodiments of the present invention. It can be made small.
  • the electronic device E infrared light receiving element 44 in FIG. 60
  • the package body 4 can be made thin. That is, a small and thin vacuum sealed package P can be realized.
  • FIG. 61 shows a vacuum-sealed package P according to Example 11 of the present invention (a state after the vacuuming through hole 5 is closed). Also in FIG. 61, the same components as those shown in FIGS. 1 to 60 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Here, only different points will be mainly described.
  • the eleventh embodiment is also similar to the tenth embodiment, and the fourth conductor pads 15 are formed on the opposite side of the surface on which the electronic device E (including the infrared light receiving element 44) is mounted or formed. .
  • the second conductor pad 12 is electrically connected to the fourth conductor pad 15 via a pin-shaped conductor 65.
  • the pin-shaped conductor 65 passes through the first main body 1 of the package main body 4 and extends from the inside of the hollow portion 3 to the outside of the package main body 4.
  • the first main body portion 1 of the package main body portion 4 and the pin-shaped conductor 65 are closely joined by welding or the like.
  • FIG. 62 shows the vacuum sealed package P according to the twelfth embodiment of the present invention (the state before the through hole 5 for vacuuming is closed). Also in FIG. 62, the same components as those shown in FIGS. 1 to 61 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Here, only different points will be mainly described.
  • This example 12 differs from the other examples only in the method of closing the through hole 5. That is, the package body 4 is placed in a vacuum chamber, and a spherical low-melting-point metal material 70 such as a solder alloy ball containing Sn is placed on the through-hole 5. Evacuate from the gap with 5. Thereafter, after the getter 6 is activated by the same method as in the first and second embodiments, the spherical low melting point metal material 70 on the through hole 5 is irradiated with the laser beam 21 by the same method, and the spherical low The through-hole 5 is closed by melting the melting point metal material 70.
  • a spherical low-melting-point metal material 70 such as a solder alloy ball containing Sn
  • FIG. 63 shows a vacuum sealed package P according to the thirteenth embodiment of the present invention. Also in FIG. 63, the same components as those shown in FIGS. 1 to 62 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the basic configuration of this embodiment is the same as that of the above-described first embodiment, and different points will be mainly described here.
  • the present embodiment is configured as a printed circuit board 80 on which a vacuum sealed package P is mounted. That is, the printed circuit board 80 includes a vacuum sealed package P using the electronic device E (including the infrared light receiving element 44). As the vacuum sealed package P, the vacuum sealed package P in the embodiment described above can be applied. Further, as shown in FIG. 64, a printed circuit board 80 on which a vacuum sealed package P of a type without the infrared transmission window 45 is mounted may be used. In any case, mounting these vacuum sealed packages P makes it possible to manufacture a printed circuit board 80 with a higher degree of freedom in structural design and at a lower cost.
  • an electronic device can be assembled using the vacuum-sealed package P in Example 12 or the printed circuit board 80 in Example 13. That is, it is possible to configure an electronic device including the vacuum-sealed package P or the printed circuit board 80. With such an electronic device, the manufacturing cost can be reduced as compared with the conventional case.
  • the electronic device E is other than the infrared light receiving element (infrared sensor) 44, for example, in-vehicle electronic devices (car navigation, car audio, ETC device, etc.) that are not allowed to malfunction even in a high temperature and high humidity environment,
  • An electronic device for underwater use (underwater camera, underwater sonar device, etc.) that does not allow water to enter is suitable.
  • Example 14 of the present invention a vacuum sealed package P using an infrared light receiving element (infrared sensor) 44 will be described with reference to FIGS. 35, 36, 37, 53, 54, and 55.
  • FIG. 35, 36, 37, 53, 54, and 55 a vacuum sealed package P using an infrared light receiving element (infrared sensor) 44 will be described with reference to FIGS. 35, 36, 37, 53, 54, and 55.
  • a Si substrate (FIG. 55) having a size of 10 mm ⁇ 13 mm and a thickness of 0.2 mm was prepared as the infrared transmission window 45.
  • An antireflection film was previously formed on the Si substrate.
  • Ni (3 ⁇ m) / Au (0.05 ⁇ m) was formed by an electroless plating method in an area 1 mm wide from the outermost periphery of the Si substrate. This is because the SnAg film formed on the surface of the second main body portion 2 to be a lid member to be joined later can be easily joined with good wettability without using a flux.
  • a getter material G was formed on the outer periphery of the Si substrate by vacuum sputtering as shown in FIG.
  • a plate member 61 having an outer diameter of 15 mm ⁇ 15 mm, an inner diameter of 8 mm ⁇ 11 mm ⁇ (opening diameter of the opening 2A) and a thickness of 0.2 mm shown in FIG. 53, and an outer diameter of 15 mm ⁇ 15 mm shown in FIG.
  • a ring-shaped frame member 60 having an inner diameter of 13 mm ⁇ 13 mm and a thickness of 1.5 mm, an opening 60A formed in the center, and a size and thickness that can accommodate the electronic device E inside the opening 60A was prepared.
  • FIG. 53 and 54 were produced using 42 alloy (Ni and Fe alloy).
  • a through hole having a maximum diameter of 0.2 mm was formed by etching with a chemical using a mask.
  • Four through holes were formed (in FIG. 53, they are described as having been formed eight).
  • the internal shape of the through hole 5 was slightly tapered by the etching method, and the minimum diameter of the through hole 5 was 0.17 mm.
  • an SnAg (3.5%) film was formed on the surface of these materials and the inside of the through hole 5 by an electrolytic plating method to a thickness of about 50 ⁇ m.
  • the opening diameter of the minute through hole 5 was set to 0.07 mm to 0.1 mm.
  • a wiring board having an outer diameter of 18 mm ⁇ 18 mm and a thickness of 0.5 mm using glass ceramics as an insulating base material was used.
  • Ni (3 ⁇ m) / Au (0.05 ⁇ m) was formed on the surfaces of the conductor pattern 50, the second conductor pad 12, and the fourth conductor pad 15 on the circuit board by electroless plating.
  • the width 51 of the conductor pattern on the circuit board to be bonded to the ring-shaped frame member 60 is 1.2 mm
  • the bonding width of the ring-shaped frame member 60 is 1.0 mm (actually, the thickness of SnAg plating is added, Designed to be larger than about 1.1 mm).
  • the electronic device E (infrared light receiving element 44 in this embodiment) is bonded and fixed to the first main body 21 including the wiring board 10 with a bonding material, and then the infrared light receiving element 44 and the first on the wiring board 10 are fixed.
  • the two conductor pads 12 were bonded by wire wires 22 using Al as a material.
  • the conductor pattern 50 on the wiring board 10, the ring-shaped frame member 60, the plate member 61, and the infrared transmission window 45 are aligned and laminated, and are collectively bonded using a nitrogen reflow furnace, as shown in FIG.
  • the package main body 4 (before closing the through hole 5 in a vacuum) was produced.
  • the package body 4 before vacuum sealing shown in FIG. 35 was placed in a vacuum chamber 40 as shown in FIG.
  • the vacuum chamber 40 was evacuated by using a rotary pump and a turbo molecular pump, and the inside of the package body 4 was evacuated to 10 ⁇ 6 Torr or less through the through hole 5. While vacuuming, the entire vacuum chamber 40 and the stage 41 were heated to about 150 ° C. to evaporate water adsorbed on the surface inside the vacuum chamber 40 and the surface inside the package body 4. Furthermore, water was removed as much as possible by vacuuming with a vacuum pump.
  • a heater is wound around the vacuum chamber 40, and the vacuum chamber 40 is heated by this heater.
  • the laser beam 21 from the laser device 20 installed outside the vacuum chamber 40 is passed through the infrared transmission window 45 in the package main body 4 to getter material G (inside the package main body 4 and the infrared transmission window 45.
  • the getter material G was heated to about 800 ° C. and activated for about several tens of seconds.
  • the laser beam 21 was irradiated from directly above the getter material G.
  • the laser beam 21 irradiation part of the laser device 20 is moved almost directly above the through hole 5 provided in the package body 4, and the laser beam 21 is emitted from the laser device 20 through the glass transmission window 43.
  • a package sealed in a vacuum was manufactured by irradiating the periphery of the through-hole 5 of the package, melting the SnAg film to be the low melting point portion 31 formed around the through-hole 5, and closing the through-hole 5. .
  • the spot diameter of the laser beam 21 was 0.4 mm.
  • the thickness of the structure in which the through hole 5 is opened is
  • the dimensions of A, B, C, and D are “CB 2 / (D 2 ⁇ B 2 ) ⁇ A ”and“ B ⁇ D ”are preferable.
  • the fourteenth embodiment of the present invention after the inside of the hollow portion 3 of the package main body portion 4 is evacuated and sealed, the first conductor pads 11 in the hollow portion 3 of the package main body portion 4 are sealed. Since the upper getter material G can be heated via the heat conductive material 13, in a package of a type in which the package body 4 is sealed in a state where the interior is previously evacuated, as shown in Patent Documents 1 to 3 , An expensive vacuum device (mainly movable mechanical parts are provided, or a simple method without using a robot handling mechanism or the like is used, and the vacuum state after sealing the package body 4 is maintained. Thus, the productivity of the package can be greatly improved.
  • a low melting point portion 31 made of a low melting point metal material having a melting point lower than that of the package main body portion 4 is provided in the vicinity of the through hole 5, and the low melting point portion 31 is heated and melted. A part or all of the sealing member 30 that closes the through hole 5 is formed.
  • the low melting point portion 31 wets and spreads well inside the through hole 5, and reliably plugs the through hole 5.
  • thermography is applied to thermography, car navigation, car audio, ETC device, underwater camera, underwater sonar device, etc., infrared light receiving element (infrared sensor), gyro sensor (angular velocity sensor), temperature sensor, pressure sensor, acceleration sensor It can be applied to a vacuum sealed package of an electronic device such as.

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Abstract

 第1の本体部と第2の本体部とが中空部を介して接合されたパッケージ本体部と、中空部内に設けられたゲッター材料及び電子デバイスとを有し、中空部の内部と外部とを連通させる貫通孔を介して中空部が真空引された状態で、パッケージ本体部を封止部材で封止する真空封止パッケージであって、ゲッター材料及び電子デバイスは第1の導体パッドおよび第2の導体パッドと接続され、第1の導体パッドは、第3の導体パッドと熱伝導材料を介して接続され、第2の導体パッドは、配線基板上の第4の導体パッドと電気的に接続される。

Description

真空封止パッケージ、真空封止パッケージを有するプリント回路基板、電子機器、及び真空封止パッケージの製造方法
 本発明は、電子デバイスを真空封止した真空封止パッケージ及びその製造方法に関する。
 近年、赤外線センサー、ジャイロセンサー(角速度センサー)、温度センサー、圧力センサー、加速度センサー、などの電子デバイスを真空封止したパッケージ又は装置では、小型、高性能化、低コスト化が要求されている。その中でも、夜間のセキュリティ用監視カメラや、温度分布を割り出し表示するサーモグラフィなどに用いられる赤外線センサー(赤外線受光素子)を実装したパッケージ又は装置では、内部が高真空に封止されていることが求められる。
 一般に、赤外線受光素子としては、量子型と熱型とがある。このうち熱型は、量子型に比べ追随性に劣るものの、相対的な熱量を検出する方式であるため、非冷却方式も可能であり、構造を単純にすることができる。そのため、熱型によれば、製造コストを安く抑えることができる。
 この熱型赤外線センサーを実装したパッケージ又は装置では、ウィンドウを透過した赤外線が検出素子の受光部に吸収されることによって、受光部周辺の温度が変化する。そして、その温度変化に伴う抵抗変化を信号として検出する。
 高感度に信号を検出するには、受光部を熱的に絶縁する必要がある。そのため、従来から、受光部を中空に浮かせた構造にするか、又は検出素子自体を真空容器内に配置することにより、この熱的絶縁性を確保してきた。
 ところが、熱的絶縁性の確保のために、一旦、電子デバイスを真空中で封止した後で、真空封止パッケージ本体部内の表面に吸着していた気体分子(H2O、O2、N2、等)が時間の経過と共にゆっくりとパッケージ本体部内の空間に放出され、パッケージ本体部内の真空度が低下するという現象が起きる。その結果、電子デバイスの性能が低下する(例えば赤外線センサーでは、出力信号の感度が低下する)という問題がある。
 そこで、従来の真空封止パッケージでは、このような不具合を改善するため、パッケージの内部に「GETTER:ゲッター」と呼ばれる材料を実装し、前記のようなパッケージ本体部内のアウトガスが発生した場合でも、そのゲッターが気体分子を吸着することによって、真空度の低下を防止するようにしている。
 ゲッターの材料としては、例えばジルコニウム、バナジウム、鉄、又はこれらの合金などが使用されるが、大気中に放置しておくと表面に気体分子が吸着してしまい、これ以上はガスを吸着できない飽和状態になってしまう。そこで真空封止パッケージ内部にゲッターを実装して、真空封止する前には、ゲッターに、いわゆる「活性化」プロセスを実施し、活性化させた後で、ゲッターを真空中で封止する必要がある。「活性化」プロセスとは、ゲッターを約400℃~900℃に加熱して、表面の分子を放出させることである。
 このようなゲッターを実装した、熱型の非冷却赤外線センサー装置、及びその製造方法としては、例えば、特許文献1に開示された技術がある。図65は、その特許文献1の非冷却赤外線センサー装置の断面構造を示す。本構造では、真空パッケージとなるパッケージ本体部100はメタルプレート101とメタルキャップ102とから構成される。このパッケージ本体部100の内部および外部に設けられた端子103および104間にゲッター105が接続される。この端子104にパッケージ外部から電流を流すことによって、ゲッター105に内蔵されたヒーター106を加熱する。このヒーター106は、図66に示すように、端子104と電気的に接続され、ヒーター106への通電によって同時にゲッター105が加熱されて活性化される。
 また、この特許文献1には、その他の技術として図67に示すように、メタルキャップ102の内面にゲッター105を接合し、加熱した外部ヒーター107をメタルキャップ102に接触させることにより、ゲッター105を加熱して活性化させるという方法も開示されている。
 なお、図65~図67に示す装置には、赤外線受光素子108、パッケージ本体部100内を真空にするための排気管109、赤外線を透過させるための赤外線透過窓110が設けられる。
 ゲッターを実装した、熱型の非冷却赤外線センサー装置、及びその製造方法は、先の特許文献1の他に、以下の特許文献2及び3によっても知られている。
 特許文献2に示される技術は、図68に示されるように、赤外線透過窓110に設けられた真空引き用の貫通孔111を通して配線されたゲッター105が、下部プレートと一体な基板112と赤外線透過窓110との空隙113内に配置され、貫通孔111を通した配線114に通電することにより内部のゲッター105を加熱し、活性化させる。
 特許文献3に示される技術は、図69に示されるように、真空チャンバー115内に置かれた状態で、赤外線透過窓110に実装されたゲッター105を、ヒーター116・117に接触加熱して活性化させ、その後、赤外線透過窓110と上部の基板118をと真空中で接合させる。
 また、上述したような特許文献1~3とともに特許文献4に示される真空パッケージの技術も知られている。この真空パッケージは、図70に示されるように、パッケージ本体部100内に張り出した遮光板120上に、上記ゲッターに相当するドーナッツ形状のガス吸着剤121を設け、このガス吸着剤121に対して、上部の赤外線透過窓110を通じて光エネルギーを照射し、これによって内部のガスを吸着して真空にする。
特開平2003-139616号公報 特開平11-326037号公報 特開2006-10405号公報 特開2007-073721号公報
 しかしながら、図65~図70に示す従来の真空封止パッケージでは、以下のような課題がある。
 例えば図65および図66に示す真空封止パッケージでは、ゲッター105にヒーターを内蔵させる必要があり、ゲッターの製造を自動化できず、ゲッター105自身が高価になってしまう。したがって、これを用いた真空封止パッケージの製造コストが高くなってしまうという課題がある。
 また、図67又は図69に示す真空封止パッケージの製造方法では、真空中でメタルキャップ102又は赤外線透過窓110を上下させ、基板112と接続させることができるように、真空装置内部で機械部品を上下させることができるような特別な機構や、ロボットのハンドリング機構等を設置しなければならない。したがって、真空装置自体が高価になってしまい、製造装置の設備投資コストが高くなってしまうという課題がある。
 また、図68に示す真空封止パッケージの製造方法では、パッケージ1個1個について、ゲッター105と連結した配線114を赤外線透過窓110に形成した貫通孔111に通す必要がある。したがって、このような方法では生産性に乏しく真空封止パッケージの製造コストを安くすることが難しいという課題がある。
 また、図70に示す真空パッケージでは、上述した図65~図69のような真空封止パッケージのための特別な装置を使用しないが、その分、十分な真空度を得ることができないという問題もあった。
 また、ここでは特許文献1~4を引用し、真空封止パッケージの代表例として電子デバイスに赤外線センサーを実装した真空封止パッケージを挙げたが、電子デバイスに赤外線センサー以外のデバイスを用いた場合でも上記のような課題があることは言うまでもない。 
 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、予め内部を真空にした状態でパッケージ本体部の封止を行う形式のパッケージにおいて、内部に可動な機械部品やロボットのハンドリング機構等が設けられたような高価な真空装置を用いずに、かつ簡易な方式で、パッケージ本体部の真空封止を行うことができる真空封止パッケージ、及びその製造方法を提供することを目的とする。また、封止後の真空状態の維持も容易に行うことができる生産性に優れた真空封止パッケージ、及びその製造方法を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
 すなわち、本発明は、第1の本体部と第2の本体部とが中空部を介して接合されたパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部の中空部内に設けられたゲッター材料及び電子デバイスとを有し、前記中空部の内部と前記パッケージ本体部の外部とを連通させる貫通孔を介して前記中空部が真空引きされた状態で前記パッケージ本体部内を封止部材で封止する真空封止パッケージであって、前記第1の本体部は配線基板を有し、前記ゲッター材料及び電子デバイスはそれぞれ前記中空部内に位置する前記配線基板上に形成された第1の導体パッド及び第2の導体パッドとそれぞれ接続されており、前記第1の導体パッドは前記中空部外に位置する前記配線基板上に形成された第3の導体パッドと熱伝導材料を介して接続され、前記第2の導体パッドは前記中空部外に位置する前記配線基板上に形成された第4の導体パッドと電気的に接続されている。
 また、本発明では、第1の本体部と第2の本体部とが中空部を介して接合されたパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部の中空部内に設けられたゲッター材料及び電子デバイスとを有し、前記中空部内と前記パッケージ本体部の外部とを連通させる貫通孔を介して前記中空部が真空引きされた状態で前記貫通孔を封止部材で封止する真空封止パッケージであって、前記封止部材は、前記パッケージ本体部の前記貫通孔の近傍を部分的に加熱することによって前記貫通穴の近傍が溶融されて形成される。
 本発明によれば、第3の導体パッドがパッケージ本体部の中空部外に位置し、前記パッケージ本体部の中空部内に位置する配線基板上に形成された第1の導体パッドと熱伝導材料を介して接続されているので、パッケージ本体部の中空部内を真空引きして封止した後、例えば、前記第3の導体パッドにレーザービーム等を照射すれば、熱伝導材料を介して第1の導体パッドおよび前記第1の導体パッド上のゲッター材料が加熱される。これにより、ゲッター材料に、パッケージ本体部の中空部内にある気体分子を吸着させることでき、前記中空部内の真空度の低下を防止することが可能となる。すなわち、本発明では、パッケージ本体部の中空部内を真空引きして封止した後、パッケージ本体部の中空部内ある第1の導体パッド上のゲッター材料を、熱伝導材料を介して加熱できる。したがって、予め内部を真空にした状態でパッケージ本体部の封止を行う形式のパッケージにおいて、簡易な方式で、パッケージ本体部の封止後の真空状態を維持することができ、その生産性を大幅に向上させることが可能となる。
 また、本発明では、パッケージ本体部の中空部内と外部との貫通孔を封止する封止部材を、貫通孔の近傍を部分的に加熱し、前記パッケージ本体部の構成材料が溶融されることによって構成したので、例えば、当該封止部材を、前記パッケージ本体部よりも低融点材料とすることにより、低いパワーのレーザー装置で貫通孔の封止を行うことができ、結果的に製造コストを下げることが可能となる。
 また、本発明の実施形態では、前記貫通孔の近傍に、前記パッケージ本体部よりも融点の低い低融点金属材料からなる低融点部を設け、前記低融点部が加熱溶融されて前記貫通孔を塞ぐ前記封止部材を形成するようにした。従来の構造体では、前記貫通孔の内部に低融点金属の皮膜がなく、パッケージ本体部の主材料そのものが露出しているため、濡れ不良が起こって貫通孔の内部を塞ぐ場合に時間がかかっていた。これに対して、本発明の実施形態では、低融点部を加熱することによって、前記低融点部が貫通孔の内部にも良く濡れ広がり、前記貫通孔を確実に塞ぐことができるというメリットがある。すなわち、予め内部を真空にした状態でパッケージ本体部の封止を行う形式のパッケージにおいて、簡易な方式で、パッケージ本体部の封止を行うことができ、パッケージの生産性を大幅に向上させることが可能となる。
本発明の実施例1による真空封止パッケージにおいて、貫通孔を塞ぐ前の状態を示す断面図である。 本発明の実施例1において、貫通孔を塞いだ状態を示す断面図である。 本発明の実施例1において、ゲッター材料を間接的に加熱する方法を示す断面図である。 本発明の実施例1において、ゲッター材料を間接的に加熱する別の方法を示す断面図である。 本発明の実施例1の真空封止パッケージの製造工程を示し、配線基板の一方の主面に電子デバイスを設けた状態を示す断面図である。 本発明の実施例1の製造工程を示し、電子デバイスと配線基板上の第2の導体パッドとが接続された状態を示す断面図である。 本発明の実施例1の製造工程を示し、第1の導体パッドにゲッター材料を実装又は形成した状態を示す断面図である。 本発明の実施例1の真空封止パッケージの別の製造工程を示し、配線基板上の第1の導体パッドにゲッター材料を実装又は形成した状態を示す断面図である。 本発明の実施例1の製造工程を示し、配線基板に第2の本体部(蓋部材)を接合した状態を示す断面図である。 本発明の実施例1の製造工程を示し、真空ポンプでパッケージ本体部の中空部を真空引きしている状態を示す断面図である。 本発明の実施例1の製造工程を示し、ゲッター材料を間接的に加熱し、真空中でゲッター材料を活性化させる方法を示す断面図である。 本発明の実施例1の製造工程を示し、ゲッター材料を間接的に加熱し、真空中でゲッター材料を活性化させる別の方法を示す説明図である。 本発明の実施例1の製造工程を示し、真空引き部分の中心部に形成された貫通孔を塞ぐ状態を示す断面図である。 本発明の実施例1の製造工程を示し、完成した真空封止パッケージを示す断面図である。 本発明の実施例2による真空封止パッケージにおいて、貫通孔を塞ぐ前の状態を示す断面図である。 本発明の実施例2において、貫通孔を塞いだ状態を示す断面図である。 本発明の実施例2の変形例を示す断面図である。 本発明の実施例2の変形例において、貫通孔を塞いだ状態を示す断面図である。 本発明の実施例2の別の変形例を示す断面図である。 本発明の実施例2の別の変形例において、貫通孔を塞いだ状態を示す断面図である。 本発明の実施例2の真空封止パッケージの製造工程を示し、ゲッター材料を間接的に加熱して活性化する方法を示す断面図である。 本発明の実施例2の製造工程を示し、貫通孔の周囲の低融点金属材料を溶融させて貫通孔を塞ぐ方法を示す断面図である。 本発明の実施例2の製造工程を示し、第2の本体部(蓋部材)又は配線基板上に形成された低融点金属材料にレーザービームを照射している状態を示す断面図である。 本発明の実施例2の製造工程を示し、低融点金属材料が貫通孔を塞いだ状態を示す断面図である。 本発明の実施例2の変形例として、電子デバイスが赤外線センサー(赤外線受光素子)である場合の構造を示す断面図である。 本発明の実施例3による真空封止パッケージを示す上面図である。 本発明の実施例3による真空封止パッケージの変形例を示す上面図である。 図26Aに示された本発明の実施例3において、第2の本体部(蓋部材)と配線基板との接合状態を示す断面図である。 図26Aに示された本発明の実施例3において、第2の本体部(蓋部材)と配線基板との接合部分を示す断面図である。 本発明の実施例4による真空封止パッケージにおける貫通孔の第1の形状を示す断面図である。 本発明の実施例4による真空封止パッケージにおける貫通孔の第2の形状を示す断面図である。 本発明の実施例4による真空封止パッケージにおける貫通孔の第3の形状を示す断面図である。 本発明の実施例5による真空封止パッケージにおいて、貫通孔を塞ぐ前の状態を示す断面図である。 本発明の実施例5において、ゲッター材料を活性化する方法を示す断面図である。 本発明の実施例5において、貫通孔を塞いだ状態を示す断面図である。 本発明の実施例6による真空封止パッケージにおいて、貫通孔を塞ぐ前の状態を示す断面図である。 本発明の実施例6において、ゲッター材料を加熱し、活性化する方法を示す断面図である。 本発明の実施例6において、貫通孔を塞いだ状態を示す断面図である。 本発明の実施例6の変形例を示す断面図である。 本発明の実施例6の変形例において、ゲッター材料を加熱し、活性化する方法を示す断面図である。 本発明の実施例6の変形例において、貫通孔の周囲に形成された低融点金属材料によって貫通孔が塞がれた状態を示す断面図である。 本発明の実施例7による真空封止パッケージにおいて、貫通孔を塞ぐ前の状態を示す断面図である。 本発明の実施例7において、ゲッター材料を活性化させる方法を示す断面図である。 本発明の実施例7において、貫通孔を塞いだ状態を示す断面図である。 本発明の実施例7において、貫通孔を塞ぐ方法を示す断面図である。 本発明の実施例7において、貫通孔が塞がれた状態を示す断面図である。 本発明の実施例7の変形例において、貫通孔を塞ぐ前の状態を示す断面図である。 本発明の実施例7の変形例において、ゲッター材料を活性化する状態を示す断面図である。 本発明の実施例7の別の変形例を示す断面図である。 本発明の実施例7の別の変形例において、ゲッター材料を活性化する状態を示す断面図である。 本発明の実施例7の別の変形例において、貫通孔が塞がれた状態を示す断面図である。 本発明の実施例8による真空封止パッケージにおいて、貫通孔を塞ぐ前の状態を示す断面図である。 本発明の実施例8において、貫通孔を塞いだ状態を示す断面図である。 本発明の実施例8における板部材を示す平面図である。 本発明の実施例8における枠部材を示す平面図である。 本発明の実施例8における赤外線透過窓を示す平面図である。 本発明の実施例8の変形例における板部材を示す平面図である。 本発明の実施例8の変形例における枠部材を示す平面図である。 本発明の実施例8の変形例において、貫通孔を塞いだ状態を示す断面図である。 本発明の実施例9による真空封止パッケージを示す断面図である。 本発明の実施例10による真空封止パッケージを示す断面図である。 本発明の実施例11による真空封止パッケージを示す断面図である。 本発明の実施例12による真空封止パッケージにおいて、貫通孔を塞ぐ前の状態を示す断面図である。 本発明の実施例13によるプリント基板を示す説明図である。 本発明の実施例13の変形例を示す説明図である。 従来の真空封止パッケージの第1例を示す断面図である。 従来の真空封止パッケージの第1例に用いているゲッターを示す説明図である。 従来の真空封止パッケージの第2例を示す断面図である。 従来の真空封止パッケージの第3例を示す断面図である。 従来の真空封止パッケージの第4例を示す断面図である。 従来の真空封止パッケージの第5例を示す断面図である。
 以下、本発明の実施例1における真空封止パッケージについて、図1~図14を参照して説明する。
 まず、これらの図において、図1はパッケージ内を排気管により真空にしている状態を示す断面図である。図2は、真空となったパッケージを封止した状態を示す断面図である。
 これらの図において、真空封止パッケージPは、配線基板10(後述する)を上面に一体に有する第1の本体部1と、蓋部材となる第2の本体部2とが中空部3を介して接合されたパッケージ本体部4と、このパッケージ本体部4内の中空部3内に設けられたゲッター材料G及び電子デバイスEとを備える。
 パッケージ本体部4には、中空部3とパッケージ本体部4の外方とを連通させる貫通孔5が形成されており、貫通孔5に挿入された真空引き用排気管6(図1)を介して中空部3内が真空引きされる。真空引き用排気管6による真空引き後、貫通孔5は封止部材7により閉じられて、真空状態が保持される。
 前記パッケージ本体部4の中空部3内に位置しかつ第1の本体部1の上面には配線基板10が設けられる。配線基板10上には、気体分子(H2O、O2、N2、等)の吸着部材となるゲッター材料G及び電子デバイスEが設けられている。
 ゲッター材料G及び電子デバイスEは、配線基板10上に形成された第1の導体パッド11及び第2の導体パッド12にそれぞれ接続されている。第1の導体パッド11は、中空部3の外部に位置し配線基板10上に形成された第3の導体パッド14に熱伝導材料13を介して接続されている。第2の導体パッド12は、パッケージ本体部4の中空部3の外部に位置し配線基板10上に形成された第4の導体パッド15に配線16を介して電気的に接続されている。
 ゲッター材料Gは、配線基板10の主面(電子デバイスEが実装されている面)と同一面上に位置し、中空部3内に形成されている第1の導体パッド11上に実装又は直接形成されている。ゲッター材料Gは、真空封止パッケージPを作製後、真空封止パッケージ本体部4の内部表面(第1の本体部1、又は第2の本体部2の内部表面)に吸着していた微量の気体分子(HO、N、O、Arなど)がパッケージ中空部3に放出され、真空度が低下するのを防ぐために設けられる。真空封止を行う前には、パッケージ本体部4内を十分に真空引きし、かつ、ベーキングによってできるだけパッケージ本体部4内表面に吸着している気体分子を除去する。しかしながら、それでも除去しきれなかった気体分子は長期間後に中空部3内に放出される可能性があるが、これをゲッター材料Gが吸着してパッケージ本体部4内の真空度の低下を防止する。
 ゲッター材料Gとしては、特に制限は無いが、例えばジルコニウム、チタン、バナジウム、鉄、又はこれらを含む合金などを用いることができる。
 また、ゲッター材料Gが実装されている第1の導体パッド11は、配線基板10の主面であって、かつ、電子デバイスEやゲッター材料Gが実装されている面と同一面上に設けられる。第1の導体パッド11は、ケージ中空部3の外部に形成された第3の導体パッド14と熱伝導材料13を介して接続されている。
 熱伝導材料13としては、例えばCu、Al、Au、Ag、Pd、Ptを主成分とする金属材料を用いることが好ましい。この熱伝導材料13の周囲はガラスセラミックス、アルミナ、ガラス、などの絶縁材料で囲まれていることが好ましい。Cu、Al、Au、Ag、Pd、Ptなどを主成分とする金属材料は一般に熱伝導率が高く、一方でガラスセラミックス、アルミナ、ガラスなどの絶縁材料は一般に熱伝導率が低い。このため、パッケージ本体部4の外部に位置する第3の導体パッド14を加熱した場合、熱伝導材料13を介して第1の導体パッド11上のゲッター材料Gに対し効率良く熱が伝えることができ、ゲッター材料Gを間接的に加熱することができる。
 また、このように絶縁材料にガラスセラミックス、アルミナ、ガラスを用いた回路基板10を用いることにより、長期間に渡って信頼性の高いパッケージを実現することができる。この理由は、上記絶縁材料は線膨張率が小さい(約3~4ppm)ので、配線基板10と電子デバイスE(一般にSiをベース基板として回路形成がされている)との線膨張率の差が小さいためである。
 上記のような絶縁材料を用いると、樹脂材料を用いた場合と比較して、絶縁材料から発生するアウトガスが少なく、真空封止パッケージを作製後の真空度の悪化を防ぐことができるというメリットがある。
 第3の導体パッド14の加熱方法としては、例えばレーザー光源20からレーザービーム21を第3の導体パッド14に直接照射する方法(図3)や、加熱した金属ヒーター又はセラミックヒーターHを直接、第3の導体パッド14に接触させる方法(図4)などを用いることができる。
 熱伝導材料13として用いられるCu、Al、Au、Ag、Pd、Ptを主成分とする金属材料や、ガラスセラミックス、アルミナ、ガラス等の絶縁材料は耐熱温度が高いため、ゲッター材料Gを活性化させるために必要な温度と時間(約400℃~900℃で約数10秒~10分)にさらしても変形や変質を生じることが無い。
 電子デバイスEは、一般に矩形板状であり、第1の本体部1の主面上であって、かつパッケージ本体部4の中空部3内に設けられている。電子デバイスEは、エポキシ樹脂系の接着フィルムや、金属はんだ材料などの接合材(図中では省略している)を介して第1の本体部1の主面に固定されている。
 電子デバイスEと配線基板10とを接着剤や接合材で固定する際、配線基板10の表面上に例えばCu、Ni、Au、Al、Pd、などの金属材料17を形成しておく。これは、配線基板10に用いる絶縁材料と接着剤、又は接合材との接着強度を高めるためである。配線基板10に用いる絶縁材料にどのような材料を用いるかによって、接着剤、又は接合材との接着強度は異なるため、材料の選択条件によっては金属材料17を形成しなくとも良い場合もある。
 また、電子デバイスEは、中空部3内に位置する配線基板10の主面であって、かつ電子デバイスEが実装されている面と同一面上に形成された第2の導体パッド12と電気的に接続される。例えば図1に示す例では、電子デバイスEと第2の導体パッド12とが、Al、Auなどを主材料とするワイヤー線22によって電気的に接続される。図1、図2では、電子デバイスEの外部端子と第2の導体パッド12とをワイヤー線22によって電気的に接続する構造を示しているが、特に電気的な接続方法は制約されない。
 TABテープ接続法や、電子デバイスEの回路形成面E1を配線基板10と対向するように向けて実装するフリップチップ実装を用いて、はんだバンプ、Auバンプ、等の金属バンプによって接続する方法を用いても良い。
 第2の導体パッド12は、中空部3の外部に位置する配線基板10上に形成された第4の導体パッド15と電気的に接続される。この第4の導体パッドを用いて、真空封止パッケージとマザーボード基板、又はモジュール基板との接続を行う。この電子デバイスEとしては、特に制限は無いが、例えばDRAM、フラッシュメモリなどの記憶素子(メモリ)、各種演算処理素子(プロセッサー)、電源素子、及びセンサー素子(赤外線センサー、ジャイロセンサー(角測度センサー)、温度センサー、圧力センサー、加速度センサー、油圧センサー、)などを用いることができる。  
 真空封止パッケージ本体部4を構成する第1の本体部1と第2の本体部2との材料には特に制限はないが、真空封止した後に、ガスを放出しにくい材料であることが好ましい。具体的には第1および第2の本体部1および2は、SiやGeなどの半導体材料や、Ni、Fe、Co、Cr、Ti、Au、Ag、Cu、Al、Pd、Ptなどの金属や、それらを主成分とする合金材料、あるいはSiO、Alなどのガラスやセラミックス材料であることが望ましい。本体部1および2の材料に樹脂材料を用いることは避けることが好ましい。なぜなら、樹脂材料は水分を吸水しやすく、真空封止後に水分子がパッケージ本体部4内に放出されやすいからである。
 また、パッケージ本体部4、特に、第2の本体部2が少なくともNiを含む合金材料(例えばコバール、42アロイ合金など)から作製されるのが好ましい。コバール、42アロイ合金など、少なくともNiを含む合金材料は、線膨張率も小さい(約3~4ppm)ため、長期間に渡り信頼性の高いパッケージを実現することができる。また、コバール、42アロイ合金などの合金材料は磁性体であるため、これが磁気シールド効果を有しており、電子デバイスEを密閉している構造体の外部に実装されている他の電子デバイスからの電磁干渉を受けずに済むので、安定した動作を実現できるというメリットがある。逆に、構造体で密閉された電子デバイスEが強い電磁波を発する場合は、パッケージ本体部4の外部に実装されている他の電子デバイスへの電磁干渉を防止することができというメリットもある。さらに、それらの材料は金属であり導体であるため、表面にそれらの材料とは種類の異なる金属層(金属膜)を形成したい場合は、スパッタ法や蒸着法よりも短時間で安く厚い金属層を形成できる電気(電解)メッキ法を用いることができるというメリットもある。
 第1の本体部1と第2の本体部2との接合は、例えばSn、Pb、SnPb、SnAg、SnCu、SnAgCu、SnIn、SnZn、SnBi、SnZnBi、Bi、In、InAg、などのはんだ材料を介して接合しても良い。その場合、第1の本体部1と第2の本体部2を互いに接合させる部分の表面に、はんだ材料の拡散を防止し、又は、はんだ材料の濡れを促進するNi、NiP、Au、Cu、Ag、Fe、Co、Pd、Ti、Cr、Ptや、それらを主成分とする合金などを、スパッタ法、蒸着法、メッキ法によって、予め形成しておくことが好ましい。これらの金属膜の間に、上記のはんだ材料を供給して、リフロー炉やホットプレートなどで加熱溶融することにより、第1の本体部1と第2の本体部2とを接続する。
 上記のはんだ材料を用いずに第1の本体部1と第2の本体部2とを接合する方法はその他にも複数ある。例えば第1の本体部1と第2の本体部を構成する材料の組み合わせがSi-Si、SiO-SiO、Si-ガラス、ガラス-ガラスなどの場合は、陽極接合などによって直接接合してもよい。また、Si-Si、ガラス-ガラス、金属-金属などの場合は表面活性化接合を用いてもよい。また、金属-金属の組み合わせの場合は、表面活性化接合だけでなく熱圧着法による接合や溶接法によって接合してもよい。また第1の本体部1と第2の本体部2の表面にAuを成膜しておき、Au-Au熱圧着法、超音波接合、表面活性化接合、などのプロセスによって第1の本体部1と第2の本体部2を接合してもよい。
 第2の本体部2には、上述したように真空引き用の貫通孔5が形成されている。図1は、真空封止前の状態のパッケージ本体部4を示しているが、蓋部材となる第2の本体部2の天面には貫通孔5が設けられる。この貫通孔5を介して、第2の本体部2と接合され一体化された円筒状又は角柱状の真空引き用排気管6が接続される。
 この真空引き用排気管6は、第2の本体部2の貫通孔5に接続した状態で、配管23を介して真空ポンプ24(後述する)と接続することによって、パッケージ本体部4内を真空引きする。
 真空引き用排気管6は、Cu、Al、などを主成分とする金属材料とし、第2の本体部2と溶接により気密接合されているのが好ましい。
 図1では真空引き用排気管6、及び貫通孔5は、第2の本体部2の天面に形成されている描写になっているが、真空引き用排気管6が第2の本体部2の側面部や、配線基板10に形成されていても良い。
 真空引き後、真空引き用排気管6は真空ポンプ24と接続したまま、例えば、かしめ圧着法等により真空引き用排気管6の一部を金属圧着封止して、封止部材7を形成することにより、真空封止パッケージPが作製される。
 なお、上記実施例1において符号50で示すものは、導体パターンであるが、これについては、以下の実施例3にて説明する。
 次に、このように構成された本実施例における真空封止パッケージの製造方法について説明する。
 まず、図5に示すように、エポキシ樹脂系の接着フィルムや金属はんだ材料などの接合材を用いて、配線基板10上に(図5中では配線基板10上に形成した金属材料17上に)電子デバイスEを実装(接着固定)する。次に、図6に示すように、電子デバイスEの外部端子20と、配線基板10上の第2の導体パッドとを電気的に接続する。図6では電子デバイスEの外部端子20と配線基板10上の第2の導体パッドとの電気的な接続は、Al、Auなどを主材料とするワイヤー線22でボンディングしているように描写しているが、特に制限は無く、別の手段で電気的に両者を接続しても構わない。
 次いで、図7に示すように例えばジルコニウム、バナジウム、鉄、又はこれらの合金を主成分とするゲッター材料Gを配線基板10上の第1の導体パッド11上に例えば導電性接着剤などの導電性材料(図7中では省略している)を用いて実装する。ゲッター材料Gの主要部は薄膜材料であるが、例えば実装しやすいようにSiや金属などの基板上に形成されたものを用いることができる。これらの基板材料は熱伝導率が高く、この後述べるゲッターの活性化プロセスの際に、第1の導体パッド11に伝わった熱を効率良くゲッター材料Gの主要部(薄膜部)に伝えることができる。
 図5~図7においては、電子デバイスEを配線基板10と電気的に接続した後でゲッター材料Gを実装している。しかしながら、図8に示すように初めにゲッター材料Gを配線基板10上の第1の導体パッド11上に実装するか、あるいは第1の導体パッド11上に直接、スパッタ法、蒸着法などの方法によって形成しても良い。
 次いで、図9に示すように、配線基板10と蓋部材となる第2の本体部2とによって囲まれる中空部3内に電子デバイスEを収容した状態で、配線基板10と第2の本体部2とを接合する。接合方法の例は上述したとおりである。図9に示すように、第2の本体部2には、中心部にパッケージ本体部4の中空部の内部から外部まで貫通している貫通孔5が設けられた真空引き用排気管6が接合されている。
 次いで、図10に示すように真空引き用排気管6と真空ポンプ24とを、真空引き配管23を介して接続し、パッケージ本体部4内の中空部3を真空引きする。真空ポンプ24には粗引き用としてロータリーポンプ、油拡散ポンプ、クライオポンプ、ターボ分子ポンプ、又は、これらのポンプを組み合わせたものを用いる。
 電子デバイスEに赤外線センサー(赤外線受光素子)を用いる場合は、一般的に真空封止直後の真空度として、約10-6Torr~10-7Torr(10-4Pa~10-5Pa)以下の高い真空度が必要又は好ましいため、ロータリーポンプとクライオポンプの組み合わせ、又はロータリーポンプとターボ分子ポンプとの組み合わせで真空ポンプを準備することが好ましい。
 また到達真空度が約10-4Pa台の範囲に入った後は、パッケージ本体部4の中空部3の表面に吸着している主に水分子を放出させて、真空引きを行うため、パッケージ本体部4を約100℃~200℃以上に加熱するベーキング工程も取り入れることが好ましい。また、このベーキング工程は、この後述べるゲッターの活性化工程の後で行っても構わない。
 次いで、図11に示すように、配線基板10上の第3の導体パッド14にレーザー光源20を用いてレーザービーム21を照射する。これによって、第3の導体パッド14を加熱し、熱伝導材料13を介して熱を第1の導体パッド11に伝え、第1の導体パッド上に実装又は形成されたゲッター材料Gを加熱する。レーザー光源20には、炭酸ガスレーザー、YAGレーザー、エキシマレーザーなどを用いることができる。
 また図12に示すように、配線基板10上の第3の導体パッド14に加熱したヒーターHを接触させて第3の導体パッド14を加熱してもよい。これによって、同様に熱伝導材料13を介して熱を第1の導体パッド11に伝え、第1の導体パッド上に実装又は形成されたゲッター材料Gを加熱することができる。
 ゲッター材料Gは一般に約400℃~900℃に加熱する必要がある。したがって、図11に示すようなレーザービーム21を用いた間接加熱方法や図12に示すようなヒーターHを用いた間接加熱方法では、予めゲッター材料Gが約400℃~900℃になるような条件(レーザービーム照射の場合は、パワー、ビーム径、照射時間など。ヒーター加熱の場合は、ヒーターの温度)を求めておく。また目標の温度によって異なるが、ゲッター材料Gの活性化(表面に吸着した分子を放出させる)に要する時間は、数10秒~10分程度である。温度が高いほど、活性化時間は短くて済む。
 次いで、図13に示すように真空引き用排気管6を、かしめ圧着工具25を用いて金属圧着し、パッケージ本体部4の中空部3内部を真空封止することにより、図14に示すような真空封止パッケージが完成する。
 以上詳細に説明したように、本発明の実施例1における真空封止パッケージPによれば、第3の導体パッド14がパッケージ本体部4の中空部3の外にあり、パッケージ本体部4の中空部3内にある配線基板上に形成された第1の導体パッド11と熱伝導材料13を介して接続されている。パッケージ本体部4の中空部3内を真空引きして封止した後、例えば、前記第3の導体パッド14にレーザービーム21を照射すれば、熱伝導材料13を介して第1の導体パッド11が加熱されるとともに、第1の導体パッド11上のゲッター材料Gが加熱される。これにより、ゲッター材料Gに、パッケージ本体部4の中空部3内にある気体分子を吸着させることでき、中空部3内の真空度の低下を防止することが可能となる。
 すなわち、上記の真空封止パッケージPでは、パッケージ本体部4の中空部3内を真空引きして封止した後、パッケージ本体部4の中空部3内ある第1の導体パッド11上のゲッター材料Gを、熱伝導材料13を介して加熱できるので、予め内部を真空にした状態でパッケージ本体部4の封止を行う形式のパッケージにおいて、特許文献1~3に示されるような、高価な真空装置(内部に機械部品を動かす機構、又はロボットのハンドリング機構等が設けられている真空装置)を用いない簡易な方式で、パッケージ本体部4の封止後の真空状態を維持することができ、パッケージの生産性を大幅に向上させることが可能となる。
 次に、本発明の実施例2について図15~図25を参照して説明する。これら図15及び図16において、図1~図14に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。この実施例2と上述した実施例1とは共通する構成を有するので、主として異なる点について説明する。なお、図15は貫通孔5を封止する前の状態を示す断面図、図16は、貫通孔5を封止した後の断面図である。
 この実施例2では、真空封止パッケージ本体部4の蓋部材となる第2の本体部2に予め真空引き用の貫通孔5が形成されている。この貫通孔5を塞ぐ方法が実施例1と異なる。貫通孔5の数は、1つであっても構わないが、真空引きの効率を高めるため複数形成されているのが好ましい。貫通孔5の形成コストと真空引き時間に係わるプロセスコストの観点から、最適な貫通孔5の数を設計するのが好ましい。
 貫通孔5は、例えば異方性エッチング、等方性エッチング、ドライエッチング、ドリル、サンドブラスタ、超音波加工、ワイヤー放電などの方法によって形成される。貫通孔5を形成する基材がSiの場合は、異方性エッチング、又は等方性エッチングによって貫通孔5を形成することが可能である。すなわち、貫通孔5を形成しない部分にSiO、SiN、SiONや金属などからなる、マスク又は耐アルカリレジストを形成し、その後、KOH、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロキシサイト)、ヒドラジン、EPW(エチレンジアミン-ピロカテコール-水)などによるエッチングを行い、貫通孔5を形成することができる。また、基材がSiではなく金属などの場合は、マスク材料にフォトレジストを用い、エッチング液に酸やアルカリなどを用いてもよい。貫通孔5の形成方法は、以後説明する実施の形態でも共通である。
 貫通孔5は、第2の本体部2を構成している材料、又は貫通孔5の近傍又は第2の本体部2の表面全体に形成された第2の本体部2を構成している材料よりも低融点材料からなる封止部材30によって塞がれている。図15および図16では代表例として第2の本体部2の表面全体に、低融点材料が形成されている構造を示している。 
 また図15及び図16では示されていないが、貫通孔5は、配線基板10を一体に有する第1の本体部1に設けられていても良く、配線基板10を構成している材料、又は配線基板10を構成する材料よりも低融点材料からなる封止部材30によって塞がれている構造となる。
 封止部材30は、例えばレーザー装置を用いて、貫通孔5の周囲を材料の融点以上の温度まで局所的に加熱することにより溶かし、貫通孔5を塞いだ状態で固められることにより、貫通孔5が塞がれる。このとき、貫通孔5を塞いだ箇所が封止部材30となる。第2の本体部2を構成する材料が金属やSiの場合、一般に融点が約1000℃以上と高いので、第2の本体部2の表面(貫通孔5の近傍、又は第2の本体部2の表面全体)に例えばSn又はSnを含んだ合金材料(融点が約100℃~300℃:Sn、SnPb、SnAg、SnAgCu、SnCu、SnIn、SnZn、SnBi、SnZnBiなど)等を予め形成し、このはんだ材料をレーザーで局所的に加熱して、貫通孔5をはんだ材料で封止する。この方法は、よりレーザー装置のパワーを低減でき、製造コストを下げることができる。このようなはんだ材料は、例えば電解メッキ法、無電解メッキ法、スパッタ法、蒸着法などによって形成される。第2の本体部2が金属のような導体であれば電解メッキ法で作製するのが製造コストの面から好ましい。またこれらのはんだ材料は、レーザービームのエネルギー吸収率が高いので、熱吸収効率の観点からもレーザービームを用いて局所加熱する際により低パワー仕様のレーザー装置を用いて溶融させることができ、製造装置の設備投資費用を安くすることができる。その結果、レーザー照射時間を短縮でき、プロセスコストも削減できる。
 低融点のはんだ材料は、第2の本体部2の表面全体(貫通孔5の内部も含む)に形成されていても、貫通孔5の周囲と貫通孔5の内部にだけ形成されもよい。製造コストの面からは、第2の本体部2の表面全体に低融点金属材料からなる膜状の低融点部(符号31で示す)を形成する方が、マスク代が不要であるため安価でできるので好ましい。すなわち、貫通孔5を含めて第2の本体部2の表面全体に膜状の低融点部31を形成することにより、部分的に低融点金属材料を形成した構造と比べてマスクを用いたプロセスが不要となり、安価な真空封止パッケージを実現可能となる。
 低融点部31は、図15に示すように、第2の本体部2の表面全体に形成することにより、低融点部31を、貫通孔5を塞ぐ材料として機能させるだけでなく、第2の本体部2と配線基板10とを接合する材料としても機能させることができる。そのため、低融点金属材料を形成するという1つのプロセスだけで、第2の本体部2と配線基板10とを接合する固着材を別途形成する場合と比較して、安価に真空封止パッケージを製造できる。
 また、この低融点部31は、図15に示すように、貫通孔5の内部にも形成されていると、加熱によって溶融した低融点部31が貫通孔5の内部にも良く濡れ広がり、貫通孔5を確実に塞ぐことができるというメリットがある。もし、ここで貫通孔5の内部に低融点部31がなく、第2の本体部2の主材料そのものが露出している場合には、低融点部31との濡れ不良が起こり、貫通孔5孔の内部を塞ぐ場合に時間がかかってしまう。
 また、低融点部31が第2の本体部2の表面全体もしくは貫通孔5の内部も含めて周囲に形成されていない構造の場合、貫通孔5を確実に塞ぐには貫通孔5のサイズを約100μm以下の小さいサイズにする必要があるが(孔が大きいと塞ぐことが困難)、ドリルの歯の強度を考慮すると、100μm以下の貫通孔5を例えば機械加工で開けることは、困難である。
 一方、図15に示すように低融点部31を第2の本体部2の表面全体もしくは貫通孔5の内部も含めて周囲に形成した構造の場合は、貫通孔5を、容易に機械加工で形成できる直径200μm程度とし、その後、貫通孔5の中も含めて第2の本体部2の表面に低融点部31を70μm形成すれば、直径60μmの孔を容易に形成することができ、孔の直径が60μmであれば、低融点部31を溶融させることによって容易に貫通孔5を塞ぐことができる。
 貫通孔5の寸法については特に制約は無いが、できるだけ小さい方が好ましい。なぜなら、貫通孔5が大きいと貫通孔5を塞ぐために要する時間が長くなることや、貫通孔5を塞ぐためのレーザー装置のパワーを大きくする必要があり製造コストが高くなるためである。一方、貫通孔5の寸法が小さすぎると、真空引きに時間が長くかかるという問題があり、こちらもトータル的なプロセスのコストで貫通孔5のサイズを決めることが好ましい。
 図15及び図16では、第2の本体部2の天面に、貫通孔5が形成された例を示したが、これに限ることはなく、貫通孔5の位置は適宜変更可能である。例えば、図17に示すように、第2の本体部2の側面に貫通孔5を形成し、図18に示すように、上記と同様にして貫通孔5を塞いでもよい。
 図19に示すように、配線基板10を一体に有する第1の本体部1に貫通孔5を形成し、図20に示すように、上記と同様にして貫通孔5を塞いでも良い。このように、本発明の実施例2においても、実施例1と同様に、パッケージ本体部4の中空部3が、真空引きされているので、酸素や水蒸気がほとんどない環境の中に電子デバイスEを密閉することができ、その結果、長期間にわたり信頼性に優れた故障率の低いパッケージを実現することができる。また、電子デバイスEが赤外線センサー(赤外線受光素子)の場合は、パッケージ本体部4の中空部3を高真空状態に保つことによって、パッケージ本体部4外部からの赤外線を効率良く受け入れることができ、長期的にも性能の劣化の無いパッケージを実現することができる。
 以下に本発明の実施例2の製造方法を説明する。製造工程の始めの段階は、本発明の実施例2と同様であるので省略し、真空引きを行う工程から説明する。
 図21に示すように貫通孔5を塞ぐ前の状態、すなわち中空部3には電子デバイスEとゲッター材料Gは実装され、第2の本体部2と配線基板10とは接合されている状態において、真空封止前のパッケージ本体部4を真空チャンバー40内のステージ41に設置する。次に、真空チャンバー40内を真空ポンプ42によって真空引きすると共に、貫通孔5を介して、パッケージ本体部4の中空部3内部の真空引きを行う。真空引きを行いながら、ステージ41やチャンバー全体を100℃以上(水の沸点以上の温度)に加熱することにより、真空チャンバー40内部、及びパッケージ本体部4内部の水分を除去する。
 次に、図21に示すように、真空チャンバー40の外部に設置したレーザー装置20を用いて、レーザービーム21を、真空チャンバー40の上部に設置したガラス透過窓43を透過させて、第3の電極パッド14に照射させる。これによって、第3の電極パッド14を加熱し、第3の電極パッドと接続された熱伝導材料13を介してレーザービーム21の熱を第1の導体パッド11に伝える。第1の導体パッド11上に実装又は形成されたゲッター材料Gは間接的に加熱され活性化する。すなわち、ゲッター材料Gの表面に吸着した分子が放出される。
 次いで、図22に示すように真空チャンバー40の外部に設置したレーザー装置20の位置を移動させ、レーザービーム21を真空チャンバー40に設置したガラス透過窓43を透過させて、パッケージ本体部4の貫通孔5の周囲に照射する。これにより、貫通孔5の周囲だけ局所加熱を行い、第2の本体部2を構成する材料の融点以上の温度まで加熱し、材料を溶融させて貫通孔5を塞ぐ。こうして図16に示す真空封止パッケージが製造される。
 なお、レーザービーム21を照射して第3の導体パッド14だけを加熱するという方法、及び貫通孔5の周囲だけを加熱するという方法は、電子デバイスEを高温にさらすことがなく、電子デバイスEの特性を劣化させない。さらに、第2の本体部2と配線基板10とを接合させた箇所や電子デバイスEと配線基板10とを接合材で接着させた箇所を熱によって剥離させないため、製造上のメリットが大きい。
 また、真空中にレーザー装置を配置させなくても、真空チャンバー40内部に設置したパッケージ(貫通孔5を塞ぐ前)の貫通孔5の周囲にレーザービーム21を照射させることができるので、より小型の真空チャンバー40を実現することができ、より安価な真空チャンバー40を実現させることができる。その結果、より製造コストが安い真空封止パッケージを製造することができる。
 また、特に制約は無いが、レーザービーム21の直径は貫通孔5の直径よりも大きい方が好ましい。レーザービーム21の直径が貫通孔5の直径よりも小さい場合は、レーザービーム21を貫通孔5の外周を順番にたどるように照射させ、段々と貫通孔5を塞ぐという方法になるが、この方法では貫通孔5を塞ぐのに要する時間が長くなり製造プロセスコストが高くなる傾向ある。
 一方、レーザービーム21の直径が貫通孔5よりも大きければ、レーザービーム21のスポット径の中心を貫通孔5の中心に合わせることができる。これにより、レーザービーム21を貫通孔5の外周を順番にたどるように照射させる必要なく、一気に貫通孔5の周囲にレーザービーム21を照射させることができるので、貫通孔5を塞ぐ時間を短縮できる。
 レーザービーム21のスポット径の中心と貫通孔5の中心とを合わせてレーザービーム21を照射する場合は、貫通孔5の中心をレーザービーム21が通過するため、レーザービーム21が電子デバイスEやワイヤー線22や、配線などに接触しないように貫通孔5の位置を予め設計しておく。 
 レーザーとしてはYAGレーザーが適しているが、そのほかにもルビーレーザー、エキシマレーザー、炭酸ガスレーザー、液体レーザー、半導体レーザー、自由電子レーザーなど、溶融させたい材料を溶融させることができる能力を持ったレーザーであれば構わない。レーザーについては、本明細書の中の全ての実施の形態において同様である。
 また、本発明の実施の形態の場合、図23に示すように、低融点部31の厚さをA、低融点部31を形成後の貫通孔5の直径をB、貫通孔5が開けられた第2の本体部2又は配線基板10の厚さをC、レーザービーム21のスポット直径をDとすると、A、B、C、及びDの寸法は、「CB/(D-B)≦A」、「B<D」の条件を満たす寸法で定義されることが好ましい。
 上記の不等式について、図23と図24を用いて以下に詳しく述べる。図23は、レーザービーム21を第2の本体部2又は配線基板の表面に形成した低融点部31に照射している状態の断面図である。図24は、レーザービーム21によって加熱された低融点部31が、貫通孔5を塞いだ状態を示す断面図である。
 A、B、C、Dはそれぞれ、低融点部31の厚さ、低融点部31形成後の貫通孔5の直径、貫通孔5が開けられた第2の本体部2又は配線基板10の厚さ、レーザービーム21のスポット直径である。
 レーザービーム21と低融点部31とが接触した部分を直径Dの円と仮定すると、レーザービーム21が照射され融点以上の温度に加熱されて溶融し、貫通孔5を塞ぐ低融点部31の体積31(VD-B)は、 「VD-B=πA(D-B)/4(式1)」で示される。
 低融点部31で塞いだ貫通孔5の体積32(V)は、「V=πCB/4(式2)」で示される。ここで、低融点部31によって貫通孔5を全て埋め尽くすためには、「V≦VD-B(式3)」である必要がある。そのため「式3」に「式1」と「式2」を代入し、整理すると、「CB/(D-B)≦A(式4)」が導かれる。
 レーザービーム21のスポット直径Dは、貫通孔5の周囲の低融点部31を加熱するために、貫通孔5の直径Bよりも大きくする必要があるため、「B<D(式5)」で示される条件を満たす必要がある。
 すなわち、低融点部31の厚さAは、低融点部31の溶融される体積(VD-B)が、貫通孔5の体積(V)以上になるように設定され、レーザービーム21のスポット直径Dは、貫通孔5の直径Bよりも大きくなるよう設定されている。
 以上より、「式4」と「式5」を満たすように、予め低融点部31の厚さA、低融点部31形成後の貫通孔5の直径B、貫通孔5が開けられた第2の本体部2又は配線基板10の厚さC、レーザービーム21のスポット直径Dを設計しておくことにより、確実に貫通孔5を低融点部31によって塞ぐことができ、製造歩留まりの高いパッケージを実現することができる。
 また上記の方法は、レーザービーム21の照射時間を最も短くでき、かつ貫通孔5を塞ぐ方法である。しかしながら、既存の設備を使ってパッケージを作製したいが「式5」を満足できるような装置仕様で無い場合など、貫通孔5の直径Bよりもレーザービーム21のスポット径Dの方が小さくなってしまう(B>D)場合は、貫通孔5の入り口周囲に円を描くようにレーザービーム21を照射し、貫通孔5を塞ぐこともできる。この方法では円を描くためにレーザービーム21のショット数が増え、貫通孔5を塞ぐ時間は上記の方法よりも長くなる。
 また、本実施例における真空封止パッケージによれば、レーザービーム照射のような局所加熱によって貫通孔5周囲の構成材料を直接溶融させて、貫通孔5を塞ぐため、従来技術のように、貫通孔5を塞ぐための第3の固着材を貫通孔5の上に配置させるというプロセスを不要とすることができ、製造コストを削減することができる。
 これまでに述べた図1~図14に示す本発明の実施例1や、図15~図22に示す本発明の実施例2では、色々な種類の電子デバイスEを想定したが、例えば電子デバイスEが赤外線受光素子(赤外線センサー)44の場合は、第2の本体部2に赤外線透過窓45が設けられる形態になる。
 例えば、本発明の実施例2の変形例で示せば、図25に示すように、第2の本体部2に予め設けられた真空引き用の孔とは異なる大きい貫通孔5(赤外線受光素子44、もしくは赤外線受光素子44の受光部のサイズとほぼ同等のサイズの孔で以後、開口部2Aと称す)が設けられており、その貫通孔5を塞ぐように赤外線透過窓45が接合されている構造になっている。
 ここで赤外線センサーである赤外線受光素子44について詳しく説明する。赤外線受光素子44には、「量子型」と「熱型」の2種類ある。構造が簡単で製造コストが安い方は「熱型」であるので、熱型の赤外線受光素子44を用いる方が製造コストの観点から好ましい。また熱型の赤外線受光素子44の感度を高めるためには、赤外線が赤外線受光素子44に照射された時に、赤外線検出部で発生する熱を外部にできるだけ逃がさないようにして赤外線検出部の温度変化を大きくするために、熱絶縁性を高める必要がある。そこで、熱型の赤外線受光素子44が最低限の性能を出すには、周囲の環境として一般に10-2Torr以下の真空状態が必要とされる。つまり、パッケージ本体部4内に気体の分子がほとんどない真空環境が必要とされる。また、長期間のデバイスの安定性を保つためには、さらに真空封止直後の真空度をさらに高めることが望ましく、好ましくは10-6Torr以下までパッケージ本体部4内を真空引きした後、貫通孔5を気密性高く封止されることが望ましい。真空封止と言っても、封止後に全く内部の真空度が低下しないということはほぼありえず、必ず有限の値のリークレートを有している。真空封止直後の真空度が高ければ高いほど、同じリークレートであっても最低限の性能を発揮できる10-2Torrまで真空度が悪化するのに長い時間を要することになり、結局、長期性能信頼性の高い赤外線受光素子44を搭載したパッケージが実現できる。
 赤外線受光素子44を備えた本実施施形態における真空封止パッケージにおいては、第2の本体部2のうち赤外線受光素子44の受光部の真上に位置する部分(対向する部分)には、矩形状の開口部2Aが設けられ、その赤外線透過孔35を塞ぐように赤外線透過窓材料(赤外線を透過可能な材料)からなる赤外線透過窓45が接合されている。
 赤外線受光素子44は、真空封止されたパッケージ本体部4内に実装されているが、パッケージの外部からパッケージ本体部4内に赤外線を透過させる必要があるため、赤外線透過窓45の材料としては、赤外線を透過させることができるようにSi、Ge、ZnS、ZnSe、Al、SiOなどのほか、LiF、NaCl、KBr、CsI、CaF、BaF、MgFなどのアルカリハライド系材料やアルカリ土類ハライド系材料、Ge、As、Se、Te、Sbなどを主成分とするカルコゲナイト系ガラスなどの材料が望ましい。
 この構成によれば、赤外線受光素子44が真空中等で封止されており、かつ赤外線透過窓45が赤外線受光素子44の受光部の真上に位置する部分に実装されているので、封止パッケージの外部から赤外線透過窓45を通って赤外線が赤外線受光素子44の受光部まで到達する。そのため、高い感度の赤外線センサーパッケージを実現することができる。また、本実施例では図示しないが、赤外線透過窓45の表面には、予め反射防止膜が形成されている。また本明細書中では圧力の単位としてTorrを用いているが、1Torr=133.3PaでSI単位に変換することができる。
 以上詳細に説明したように本発明の実施例2における真空封止パッケージPによれば、パッケージ本体部4の中空部3内を真空引きして封止した後、パッケージ本体部4の中空部3の内外ある第1、第3の導体パッド14を連結する熱伝導材料13を介してゲッター材料Gを加熱することで、パッケージ本体部4の中空部3内の真空状態を維持することができるので、予め内部を真空にした状態でパッケージ本体部4の封止を行う形式のパッケージにおいて、特許文献1~3に示されるような、高価な真空装置(内部に機械部品可動が設けられている、又はロボットのハンドリング機構等が設けられているもの)を用いない簡易な方式で、パッケージ本体部4の封止後の真空状態の維持を行うことができ、パッケージの生産性を大幅に向上させることが可能となる。
 実施例2における真空封止パッケージPでは、パッケージ本体部4の中空部3内と外部との貫通孔5を封止する封止部材30を、貫通孔5の近傍を部分的に加熱し、パッケージ本体部4の構成材料が溶融されることによって構成したので、例えば、当該封止部材30を、前記パッケージ本体部4よりも低融点材料とすることにより、低いパワーのレーザー装置で貫通孔5の封止を行うことができ、結果的に製造コストを下げることが可能となる。
 本実施例では、前記貫通孔5の近傍に、前記パッケージ本体部4よりも融点の低い低融点金属材料からなる低融点部31を設け、低融点部31が加熱溶融されて前記貫通孔5を塞ぐ前記封止部材30の一部又は全てを形成するようにした。
 前記貫通孔5の内部に低融点金属の皮膜がなく、パッケージ本体部4の主材料そのものが露出している従来の構造体では、濡れ不良が起こって貫通孔5の内部を塞ぐ場合に時間がかかってしまう。これに対して、本実施例では、低融点部31を加熱することによって、低融点部31が貫通孔5の内部にも良く濡れ広がり、前記貫通孔5を確実に塞ぐことができるというメリットがある。すなわち、予め内部を真空にした状態でパッケージ本体部4の封止を行う形式のパッケージにおいて、簡易な方式で、パッケージ本体部4の封止を行うことができ、その生産性を大幅に向上させることが可能となる。
 次に、上記実施例3について図26A~図28を参照して説明する。これらの図において、先の図1~図25に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。以下、上記実施例と異なる点について説明する。なお、実施例3の図26Aは、第1の導体パッド11と第2の導体パッド12とが電子デバイスEを挟んで対向する位置に設けられている例、図26Bは、第1の導体パッド11と第2の導体パッド12とが電子デバイスEの側部位置にて隣接する位置に設けられている例である。
 本発明の実施例3の特徴である、配線基板10に形成された電子デバイスEの周囲を囲う導体パターン50の幅51について説明する。
 本発明の実施例1および2のように、パッケージの第1の本体部1に配線基板10を用いている場合は、配線基板10の表面に電子デバイスEの周囲を囲う連続的な導体パターン50が形成される。図26Aに対応した図27及び図28に示すように、この導体パターンの幅51は、配線基板10と接合される第2の本体部2の接合幅52よりも大きくなっている。
 このような構造を用いることにより、配線基板10の表面に電子デバイスEの周囲を囲うように形成された連続的な導体パターン50と第2の本体部2とが接合され、導体パターン50の幅51は第2の本体部2の接合幅52よりも広くなる。したがって、第2の本体部2と配線基板10を接合する接合材料(例えば低融点金属皮膜)によって形成した接合部53を介して、第2の本体部2の周囲を十分覆うことができ、より信頼性の高いパッケージを実現することができる。
 図26A~図28には示さないが、配線基板10上に形成された導体パターン50の表面、及び導体パッド11、12、14および15の表面、又はいずれか一方の表面にAuが形成されることが好ましい。
 真空封止パッケージPでは、パッケージ本体部4内を真空封止した後、アウトガスが発生し、電子デバイスEの長期信頼性の低下や、真空度の低下による性能の劣化を招くということを避けなければならない。そのため、第2の本体部2と回路基板13の接合は、フラックスを用いないプロセスが好ましい。フラックスを用いないプロセスでは、接合部表面の酸化が気密接合を妨げるので、そのような酸化を防止するため、予め導体パターン50の表面又は導体パッド11、12、14および15の表面の少なくともいずれか一方の表面にAuが形成されていることが好ましい。
 この構成によれば、導体パターン50や導体パッド11、12、14および15の表面の酸化を防止でき、はんだとの良好な濡れ性も実現できる。また、AuやAlなどの金属を主材料とするワイヤー線を用いてワイヤーボンディングすることができるというメリットがあり、製造歩留まりが高く、設計自由度の高いパッケージを実現することができる。
 次に、本発明の実施例4について図29~図31を参照して説明する。これら図29~図31において、図1~図28に記載の構成要素に相当する箇所について同一符号を付し、その説明を省略する。以下、上記実施例と異なる点について説明する。
 本実施例4における貫通孔5は、第2の本体部2又は配線基板10の一方の面の最表面から反対側の面に向かって孔の直径が漸次小さくなるようなテーパー形状に形成されている。
 このように貫通孔5の直径が第2の本体部2又は配線基板10の一方の面の最表面から反対側の面に向かって孔の直径が漸次小さくなるようなテーパー形状に形成されていると、第2の本体部2又は配線基板10の一方の面の最表面(孔の直径が最も大きい箇所)だけでなく、貫通孔5の内部の表面にもレーザービーム21を直接照射することができる。そのため、貫通孔5の内部の材料が加熱され、溶融させることができるので、より容易に貫通孔5を塞ぐことができ、高い製造歩留まりのパッケージを実現することができる。
 このようなテーパーを有する貫通孔5の形成方法の1つとしてはエッチング法がある。特に異方性エッチングを用いるとさまざまなテーパーを有する貫通孔5形状が形成できる。なお、貫通孔5の形状は、適宜変更可能である。
 例えば、図30に示すように、貫通孔5を、第2の本体部2又は配線基板10の両面の最表面から孔の深さ方向の中心に向かって孔の直径が漸次小さくなるようなテーパー形状に形成してもよい。このような形状に貫通孔5が形成されていると、図29の貫通孔5と同様の効果が得られるだけでなく、貫通孔5が形成された第2の本体部2又は配線基板10の厚さがより厚くなった場合でも、最終的に貫通孔5を容易に形成することができる(厚くなるとテーパー形状では貫通孔5が開かなくなる)というメリットがある。すなわち、貫通孔5の内部がテーパー形状の場合、孔の深さ方向に進むに従って、直径が漸次小さくなっていくが、第2の本体部2又は配線基板10の厚さをパッケージの全体設計、及び製造費用の都合上、どうしてもより厚くしなければならないという場合がある。この場合、貫通孔5が最終的に形成できないケースが出てくるが、構造体の両面の最表面から孔の厚さ方向の中心に向かって孔の直径が段々小さくなるようなテーパー形状に形成されているのでこれを改善できる。
 図31に示すように、貫通孔5を、第2の本体部2又は配線基板10の厚さ方向に対して斜めに形成してもよい。このような形状に貫通孔5が形成されていると、貫通孔5の表面及び貫通孔5の内部表面を加熱して材料を溶融させた時に、溶融した材料が貫通孔5を塞ぐ前に、重力によって孔の外へ逃げてしまうという不具合を改善できる。そのため、より製造歩留まりの高い孔封止を実現することができる。なお、前記の不具合は貫通孔が大きいほど発生する確率が高い。
 図29~図31では、第2の本体部2又は配線基板10の表面に低融点部31が形成されている例を挙げているが、これらの貫通孔5の内部の形状はこの例のみに限定されるものではなく、例えば低融点部31が形成されていない場合や、その他の実施例についても適用されることは言うまでもない。
 次に、本発明の実施例5について図32~図34を参照して説明する。これらの図32~図34において、図1~図31に記載の構成要素に相当する箇所について同一符号を付し、その説明を省略する。以下、上記実施例と異なる点について説明する。なお、図32は、真空引き用の貫通孔5を塞ぐ前を示したものである。
 本発明の実施例5の真空封止パッケージPは、図32に示すように、第1の本体部1と赤外線透過窓45を含んだ第2の本体部2とが中空部3を介して接合されて構成された真空の中空部を有するパッケージ本体部4と、パッケージ本体部4のうち中空部3内に設けられた電子デバイスE(赤外線受光素子44を含む)とゲッター材料Gとを備えている。
 パッケージ本体部4には中空部3とパッケージ本体部4の外方とを連通させる真空引き用の貫通孔5が形成され、貫通孔5を介して中空部3内が真空引きされ、貫通孔5には、真空状態を保ったまま低融点部31で塞がれた封止部材30が設けられる(封止された図は省略)。
 第1の本体部1は、例えば配線基板が好ましい。ゲッター材料G及び電子デバイスE(赤外線受光素子44を含む)は中空部3内にあり配線基板10上に形成された第1の導体パッド11及び第2の導体パッド12とそれぞれ接続されている。第2の導体パッド12は、パッケージ本体部4の中空部3の外部に位置し配線基板10上に形成された第4の導体パッド15と電気的に接続されている。
 ゲッター材料Gはパッケージ本体部4の外部から照射され赤外線透過窓45を通過して中空部3内に至るレーザービーム21と接触可能な位置に実装されている。
 図33に示すように、このような貫通孔5を塞ぐ前の真空封止パッケージを真空チャンバー40のステージ41上に設置して、真空チャンバー40内部の真空引きを行う。これにより、貫通孔5を介してパッケージ本体部4の中空部3内部の真空引きが行われる。このとき、中空部3内の第1の導体パッド11上に実装又は形成されたゲッター材料Gに対して真空チャンバー40の外部からレーザービーム21をガラス透過窓43と赤外線透過窓45を通して照射することにより、ゲッター材料Gを加熱して活性化させることができる。図33に示すようにレーザー装置20は、ゲッター材料Gの真上に配置させても良いし、斜め方向から赤外線透過窓45を通して照射させても良い。
 このように、真空引きを行いながら、ゲッター材料Gを加熱して活性化させた後、図34に示すように貫通孔5の周囲の表面に形成された低融点部31に対して、真空チャンバー40の外部から赤外線透過窓45を通してレーザービーム21を照射する。これにより、貫通孔5が低融点部31で塞がれ、本発明の実施例5の真空封止パッケージP(貫通孔5を塞いだ後の図は省略している)が完成する。
 図32~図35では、第2の本体部2の表面に低融点部31が形成されている例を描写しているが、低融点部31は必ずしも必要ではなく、レーザービーム21のパワーを高めて、第2の本体部2を構成している金属材料の融点以上まで貫通孔5の周囲を加熱し、貫通孔5を第2の本体部2の構成材料で塞ぐという方法でも構わない。本明細書のその他の実施例についても全て同様であり、貫通孔5を第2の本体部2を構成している金属材料で塞いでもよい。
 次に、本発明の実施例6について図35~図40を参照して説明する。これら図35~図40において、図1~図34に記載の構成要素に相当する箇所について同一符号を付し、その説明を省略する。以下、上記実施例と異なる点について説明する。図35は、真空引き用の貫通孔5を塞ぐ前を示したものである。
 実施例6では、ゲッター材料Gが、パッケージ本体部4の中空部3内で、かつ赤外線透過窓45の内表面に実装又は形成されているところが、先の実施例5の構造と異なる。ゲッター材料Gの実装又は形成方法は、特に制約は無いが、例えばGe、Siなどの材料から成る赤外線透過窓45の表面に溶接する、あるいは赤外線透過窓45の表面に、スパッタ法や蒸着法などの薄膜形成技術を用いて成膜するのが好ましい。
 この実施例6では、図36に示すように、真空引き用の貫通孔5を塞ぐ前に、真空チャンバー40のステージ41上に設置して真空チャンバー40内部の真空引きを行い、貫通孔5を介したパッケージ本体部4の中空部3内部の真空引きを行う。このとき、赤外線透過窓45の表面に実装又は形成されたゲッター材料Gに対して真空チャンバー40の外部からレーザービーム21をガラス透過窓43と赤外線透過窓45を通して照射することにより、ゲッター材料Gを加熱して活性化させる。このとき、レーザービーム21の照射位置は、図36に示すようにゲッター材料Gの真上からでも良いし、斜め上方向から照射しても構わない。
 このように真空引きを行いながら、ゲッター材料Gを加熱して活性化させた後、図37に示すように貫通孔5の周囲の第2の本体部2の表面に形成された低融点部31に対して、真空チャンバー40の外部から赤外線透過窓45を通してレーザービーム21を照射する。これにより、貫通孔5が低融点部31で塞がれ、真空封止パッケージP(貫通孔5を塞いだ後の図は省略している)が完成する。
 また、この実施例6の変形例を図38および図39に示す。本変形例の説明においても図1~図37に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。また、基本構成が同一な部分もあり、ここでは主として異なる点について説明する。 
 実施例6の変形例では、図38に示すように、パッケージ本体部4の中空部3内で、かつ赤外線透過窓45の表面に実装又は形成されているゲッター材料Gの近傍にパッケージ本体部4内を真空引きするための貫通孔5が形成される。貫通孔5は第2の本体部2の天面で、かつ赤外線透過窓45の隣接位置に形成されている。
 実施例6のもう一つの変形例では、図39に示すように、真空引き用の貫通孔5を塞ぐ前に、真空チャンバー40のステージ41上に設置して真空チャンバー40内部の真空引きを行い、貫通孔5を介してパッケージ本体部4の中空部3内部の真空引きを行う。このとき、赤外線透過窓45の表面に実装又は形成されたゲッター材料Gに対して真空チャンバー40の外部からレーザービーム21をガラス透過窓43と赤外線透過窓45を通して照射することにより、ゲッター材料Gを加熱して活性化させる。レーザービーム21の照射位置は、図39に示すようにゲッター材料Gの真上からでも良いし、斜め上方向から照射しても構わない。
 本プロセスにおいてレーザービーム21をゲッター材料Gに照射し続けると、赤外線透過窓45にレーザービーム21のエネルギーの一部が吸収される。その結果、レーザービーム21と接触した赤外線透過窓45の一部分が加熱され、レーザービーム21と接触した赤外線透過窓45の一部分に近い箇所に形成されている貫通孔5の周囲にまで矢印A(図40)で示すように熱が伝わる。したがって、貫通孔5の周囲及び内部に形成してある低融点部31が溶融し、貫通孔5が低融点部31で塞がれる。実施例6の変形例では、レーザービーム21の照射位置を変更しなくても、ゲッター材料Gに照射することにより、その余熱で、時間の経過と共に貫通孔5の周囲の温度が上昇する。温度が低融点部31の融点以上になった時点で低融点部31が溶融し、貫通孔5を低融点部31で塞ぐことができる。その後、レーザービーム21の照射は中止される。
 レーザービーム21の照射位置を変更しなくて良いため、ゲッター材料Gの加熱と活性化、及び貫通孔5を塞ぐという一連のプロセス時間を短縮することができる。
 次に、本発明の実施例7について図41~図50を参照して説明する。これら図41~図50において、図1~図40に記載の構成要素に相当する箇所について同一符号を付し、その説明を省略する。以下、上記実施例と異なる点について説明する。図41は、真空引き用の貫通孔5を塞ぐ前を示したものである。
 この実施例7では、ゲッター材料Gが、パッケージ本体部4の中空部3内で、かつ第2の本体部2の内面に実装又は形成されている。より具体的には、図41に示すように、ゲッター材料Gは第2の本体部2の内側側面に実装又は形成されている。この点が、先の図32に示す実施例5の構造と異なる点である。
 第2の本体部2の表面で、特にゲッター材料Gを実装又は形成(成膜)する箇所には、図41に示すように他の実施例で述べたような低融点部31を形成しない構造とするのが好ましい。低融点部31の上にゲッター材料Gを実装又は形成(成膜)すると、ゲッター材料Gを約400℃~900℃で加熱、活性化させた時、低融点部31が溶融して、ゲッター材料Gが第2の本体部2の表面から剥がれてしまうという不具合が発生するためである。
 ゲッター材料Gの実装又は形成方法は、特に制約は無いが、例えばコバール、42アロイ合金などを主材料とする第2の本体部2の表面に溶接する、あるいは第2の本体部2の表面に、スパッタ法や蒸着法などの薄膜形成技術を用いて成膜するのが好ましい。
 図42に示すように、本実施例7の真空引き用の貫通孔5を塞ぐ前の真空封止パッケージは、真空チャンバー24のステージ41上に設置されて真空チャンバー40内部の真空引きが行なわれ、貫通孔5を介してパッケージ本体部4の中空部3内部の真空引きが行なわれる。このとき、第2の本体部2の表面に実装又は形成されたゲッター材料Gに対して真空チャンバー40の外部からレーザービーム21をガラス透過窓43と赤外線透過窓45を通して照射することにより、ゲッター材料Gを加熱して活性化させる。
 このように真空引きを行いながら、ゲッター材料Gを加熱して活性化させた後、図43に示すように貫通孔5の周囲の蓋表面に対して、真空チャンバー40の外部から赤外線透過窓45を通してレーザービーム21を照射して貫通孔5の周囲の第2の本体部2を構成する材料の融点以上まで加熱する。これにより、貫通孔5が溶融した第2の本体部2の構成材料によって塞がれ、本発明の実施例7の真空封止パッケージP(貫通孔5を塞いだ後の図は省略している)が完成する。
 図44に示すように、貫通孔5の周囲にだけ低融点部31を予め形成しておくか、真空チャンバー内にパッケージ本体部4を設置する時に貫通孔5の周囲に低融点部31を乗せておく。この場合、ゲッター材料Gを加熱して活性化させた後で、貫通孔5の周囲の低融点部31に対して、真空チャンバー40の外部から赤外線透過窓45を通してレーザービーム21を照射し、低融点部31を溶融させることにより、貫通孔5を低融点部31で塞ぐ。このような手段を用いて、本発明の実施例7の真空封止パッケージPを作製しても良い。図45に貫通孔5を低融点部31で塞ぐことによって形成された封止部材を示す。
 図46は、本発明の実施例7の変形例の真空封止パッケージにおける真空引き用の貫通孔5を塞ぐ前の状態を示す。本変形例では、ゲッター材料Gが第2の本体部2の内側天面に実装されている。図47では、先の図46に示す変形例を真空チャンバー40のステージ41上に設置して真空チャンバー40内部の真空引きを行い、貫通孔5を介してパッケージ本体部4の中空部3内部の真空引きを行いながら、赤外線透過窓45の表面に実装又は形成されたゲッター材料Gに対してレーザービーム21を、真空チャンバー40の外部からガラス透過窓43と赤外線透過窓45を通して照射する。これにより、ゲッター材料Gを加熱して活性化させている。レーザービーム21は、図47に示すようにゲッター材料Gに対して斜め上方向から照射する。
 以後、図での描写は省略するが、このように真空引きを行いながら、ゲッター材料Gを加熱して活性化させる。この後、図43~図45に示す実施例7と同様に貫通孔5の周囲の蓋表面に対して、真空チャンバー40の外部から赤外線透過窓45を通してレーザービーム21を照射して貫通孔5の周囲の第2の本体部2を構成する材料、又は低融点部31の融点以上まで加熱する。これにより、貫通孔5が溶融した材料によって塞がれ、本発明の実施例7の変形例が完成する。
 図46及び図47に示す本発明の実施例7の変形例では、パッケージ本体部4の真空引き用の貫通孔5がゲッター材料Gから離れた位置にある形態を示しているが、これに類似したもう一つの変形例として、図48に示すように貫通孔5がゲッター材料Gの近傍に設けられている構造でも良い。
 図48に示す構造にすると、図49に示すように、パッケージ本体部4を真空チャンバー24のステージ41上に設置して真空チャンバー40内部の真空引きを行い、貫通孔5を介してパッケージ本体部4の中空部3内部の真空引きを行う。このとき、第2の本体部2の表面に実装又は形成されたゲッター材料Gに対してレーザービーム21を、真空チャンバー40の外部からガラス透過窓43と赤外線透過窓45を通して照射することにより、ゲッター材料Gを加熱して活性化させる。これにより、加熱されたゲッター材料Gの熱がゲッター材料Gの近傍に位置する貫通孔5の周囲に伝わり、貫通孔5の周囲に実装又は形成しておいた低融点部31を溶融させ、最終的には、図50に示すように貫通孔5を低融点部31で塞ぐことができる。
 図48に示す実施例7の変形例では、図38~図40に示す本発明の実施例6の変形例と同じような効果が得られる。レーザービーム21の照射位置を変更しなくても、ゲッター材料Gに照射することにより、時間の経過と共に貫通孔5の周囲の温度が上昇し、低融点部31の融点以上になった時点で低融点部31が溶融する。その後、レーザービーム21の照射を中止することにより、貫通孔5を低融点部31で塞ぐことができる。レーザービーム21の照射位置を変更しないで良いため、ゲッター材料Gの加熱と活性化、及び貫通孔5を塞ぐという一連のプロセス時間を短縮することができる。
 次に、本発明の実施例8について図51~図58を参照して説明する。これら図51~図58において、図1~図50に記載の構成要素に相当する箇所について同一符号を付し、その説明を省略する。以下、上記実施例と異なる点について説明する。
 図51は、真空引き用の貫通孔5を塞ぐ前を示したものであり、図52は貫通孔5を塞いだ後の状態を示している。また、図53~図55は、本実施例に用いるパッケージ本体部4の蓋部材となる第2の本体部2を構成する部品を示す。
 本実施例8における真空封止パッケージPでは、赤外線受光素子44の周囲を取り囲む蓋部材である第2の本体部2を、枠部材60(図54に示す)、板部材61(図53に示す)および赤外線透過窓45を接合させることによって構成している。枠部材60は、中空部2Aを取り囲むように、中心に開口60Aが形成され赤外線受光素子44を開口60Aの内部に収容できる大きさと厚さを有する。また、ゲッター材料Gは、予め赤外線透過窓45の表面上に実装又は形成されている。
 ここで、リング形状の枠部材60と板部材61とは、それぞれの表面に予め形成され、それぞれの構造体を構成している材料よりも融点の低い低融点部31によって接合されている。
 一般的に、赤外線受光素子44を収容できる中空部を有した第2の本体部2を製造することは容易ではない。例えば、赤外線受光素子44を収容できる中空部3の部分をエッチングで形成するという手段もあるが、寸法精度よくスペースの形状を作ることが難しい。それに対して、本実施例の真空封止パッケージPによれば、中心に開口60Aが形成され、赤外線受光素子44を開口60Aの内部に収容できる大きさと厚さを有する枠部材60と、板部材61とを接合して第2の本体部2を製造するので、容易に第2の本体部2を低コストで製造することができる。
 図51~図54では、枠部材60、及び矩形板状の板部材61の表面に低融点部31が形成されている例を示している。この低融点部31が無い場合(例えば本発明の実施例7に示す例)やその他の実施の形態で述べる例にも、適用できる。
 表面に低融点部31が無い場合は、例えばリング状の枠部材60と板部材61の表面に後からはんだ等の固着材を形成して融着させるか、あるいは同じ材料同士であれば表面活性化接合、熱圧着法、超音波接合法、陽極接合、などの接合手段を用いて両者を接合させる。
 上記実施例では、赤外線受光素子44を真空封止した例を説明したが、赤外線受光素子44以外の電子デバイスEを用いる場合は、図55に示す赤外線透過窓45は不要である。したがって、図56に示すような開口部が設けられない板部材61と、図57に示す枠部材60とを接合させて第2の本体部2を作製すれば良い。
 図58に本実施例の変形例の真空封止パッケージP(真空引き用の貫通孔5を塞いだ後の状態)の断面図を示す。この真空封止パッケージPは、赤外線受光素子44以外の電子デバイスEを用いている。本変形例では赤外線透過窓45が無いので、本発明の第1及び実施例2と同様に、パッケージ本体部4の外部に設けられた第3の導体パッド14を加熱することにより、第3の導体パッド14から熱伝導材料13を介して第1の導体パッド11に熱を伝え、第1の導体パッド11上に実装又は形成されているゲッター材料Gを間接的に加熱して活性化させる。詳細は第1又は実施例2で説明しているので省略する。
 次に、本発明の実施例9について図59を参照して説明する。図59は、本発明の実施例9による真空封止パッケージP(真空引き用の貫通孔5を塞いだ後の状態)を示す。本実施例についても、先の図1~図58に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。また、ここでは主として異なる点についてだけ説明する。 
 上述した実施例1~実施例8では、電子デバイスE(赤外線受光素子44を含む)が第1のパッケージ本体部4又は、配線基板10上に接合材を介して実装された例を示した。図59に示す本発明の実施例9における真空封止パッケージPでは、第1のパッケージ本体部4上に直接、電子デバイスE(赤外線受光素子44を含む)の主要部である集積回路が形成されている。配線基板のベースとなる下地基板材料は、例えばSiを用いれば、Siウエハ上に複数の集積回路を一括で形成することができ、1個当たりの配線基板10(集積回路を含んだ)の製造コストを安くすることができる。図59では電子デバイスとして用いる赤外線受光素子44からパッケージ本体部4の外部端子となる第4の導体パッド15までの電気的な配線の描写を省略しているが、電子デバイスE(赤外線受光素子44を含む)の集積回路と第4の導体パッド15は電気的に接続されている。
 本実施例の場合、第1のパッケージ本体部4上に形成された電子デバイスE(赤外線受光素子44を含む)の集積回路は厚さが薄い(数10μm)ため、真空封止パッケージPを薄くできるというメリットや、接合材を用いる必要が無いため、真空封止した後、内部でガスが放出されにくいというメリットがある。
 次に、本発明の実施例10について説明する。図60は、本発明の実施例10による真空封止パッケージP(真空引き用の貫通孔5を塞いだ後の状態)を示す。本実施例を説明する図60についても、先の図1~図59に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。また、ここでは主として異なる点についてだけ説明する。 
 これまでに述べた本発明の実施例1~9では、パッケージ本体部4の外部端子となる第4の導体パッド15は、パッケージ本体部4の配線基板10を含む第1の本体部1のうち、電子デバイスE(赤外線受光素子44を含む)が実装又は形成されている面と同一面側に形成されている。本実施例10においては、第4の導体パッド(パッケージ本体部4の外部端子となるパッド)15が、電子デバイスE(図60では赤外線受光素子44)が実装又は形成されている面と表裏反対側に形成されている。第4の導体パッド15に、はんだボール(Sn、SnPb、SnAg、SnAgCu、SnCu、SnIn、SnZn、SnBi、SnZnBiなどの材料で作られた導体ボール)をリフローなどによって形成して、フリップチップ実装が可能なパッケージを実現している。
 この構成によれば、第4の導体パッド15を、パッケージ本体部4の蓋部材となる第2の本体部2よりも外側に設ける必要が無いため、本発明の実施例1~9でよりも小型にすることができる。また、図60に示す本実施例では、本発明の実施例9と同様に、電子デバイスE(図60では赤外線受光素子44)がパッケージ本体部4の第1の本体部1上に直接形成されているので、パッケージ本体部4を薄くすることができる。つまり、小型でかつ薄型の真空封止パッケージPを実現できる。
 次に、本発明の実施例11について説明する。図61は、本発明の実施例11による真空封止パッケージP(真空引き用の貫通孔5を塞いだ後の状態)を示す。図61についても、先の図1~図60に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。また、ここでは主として異なる点についてだけ説明する。
 本実施例11も実施例10と類似しており、第4の導体パッド15が、電子デバイスE(赤外線受光素子44を含む)が実装又は形成されている面と表裏反対側に形成されている。実施例10と若干異なり、第2の導体パッド12は、ピン状の導体65を介して、第4の導体パッド15と電気的に接続されている。ピン状の導体65は、パッケージ本体部4の第1の本体部1を貫通して、中空部3の内側からパッケージ本体部4の外部まで延びている。パッケージ本体部4の第1の本体部1とピン状の導体65とは溶接などにより、密着して接合されている。
 この構成によれば、本発明の実施例10と同様に、第4の導体パッド15を第2の本体部2よりも外側に設ける必要が無いため、本発明の実施例1~9よりも小型にすることができる。
 次に、本発明の実施例12について説明する。図62は、本発明の実施例12による真空封止パッケージP(真空引き用の貫通孔5を塞ぐ前の状態)を示す。図62についても、先の図1~図61に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。また、ここでは主として異なる点についてだけ説明する。
 本実施例12では、貫通孔5を塞ぐ方法だけが他の実施例と異なる。すなわち、パッケージ本体部4を真空チャンバー内に設置し、貫通孔5の上に例えばSnを含む半田合金ボールのような球状の低融点金属材料70を置き、球状の低融点金属材料70と貫通孔5との隙間から真空引きを行う。この後、ゲッター6を第1及び実施例2と同様な方法で活性化させた後、同様な方法で貫通孔5上の球状の低融点金属材料70にレーザービーム21を照射し、球状の低融点金属材料70を溶融させて貫通孔5を塞ぐ。
 次に、本発明の実施例13について説明する。図63は、本発明の実施例13による真空封止パッケージPを示したものである。図63においても、図1~図62に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。この実施例と上記実施例1とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。
 本実施例は、真空封止パッケージPを搭載したプリント回路基板80として構成されるものである。すなわち、プリント回路基板80は、電子デバイスE(赤外線受光素子44を含む)を用いた真空封止パッケージPを備えている。
 真空封止パッケージPとしては、上記で述べた実施例における真空封止パッケージPを適用することができる。また、図64に示すように、赤外線透過窓45が無いタイプの真空封止パッケージPを搭載したプリント回路基板80であってもよい。いずれの場合でも、それらの真空封止パッケージPを搭載することにより、より構造設計の自由度が高く、低コストなプリント回路基板80を製造することができる。
 なお、上記実施例12における真空封止パッケージP、又は上記実施例13におけるプリント回路基板80を用いて、電子機器を組み立てることができる。すなわち、上記真空封止パッケージP又はプリント回路基板80を備える電子機器を構成することが可能であり、このような電子機器では、従来よりも製造コストを安くすることができる。適用される電子機器としては、例えば赤外線受光素子(赤外線センサー)44の真空封止パッケージP、又は真空封止パッケージPを有するモジュール基板(プリント回路基板)が実装された赤外線カメラ、又は物体の温度分布を可視化できるサーモグラフィなどがある。また、電子デバイスEが赤外線受光素子(赤外線センサー)44以外の場合でも、例えば高温、高湿の環境でも誤動作が許されない車載向けの電子機器(カーナビゲーション、カーオーディオ、ETC装置、など)や、水の浸入が許されない水中使用向けの電子機器(水中カメラ、水中ソナー装置、など)等が好適である。以上、実施の形態を複数述べたが、その他、本発明はその要旨を超えない限り、上記の実施の形態に限定されるものではない。
 本発明の実施例14として、赤外線受光素子(赤外線センサー)44を用いた真空封止パッケージPについて、図35、図36、図37、図53、図54、図55を参照して説明する。
 まず、赤外線透過窓45として、大きさが10mm×13mmで厚さが0.2mmのSi基板(図55)を準備した。Si基板には予め反射防止膜を形成した。Si基板の最外周から幅1mm内側のエリアには、無電解メッキ法によってNi(3μm)/Au(0.05μm)を形成した。これは、後で接合する蓋部材となる第2の本体部2の表面に形成したSnAg膜に対して、フラックスを用いなくても濡れ性良く、容易に接合させるためである。また、Ni/Au膜を形成した後、図35に示すようにSi基板の外周部にゲッター材料Gを真空スパッタ法により成膜した。
 次に、図53に示す、外径15mm×15mm、内径8mm×11mm×(開口部2Aの開口径)で厚さが0.2mmの板部材61と、図54に示す、外径15mm×15mm、内径13mm×13mmで厚さが1.5mmの、中心に開口60Aが形成され、電子デバイスEを開口60Aの内部に収容できる大きさと厚さを有するリング形状の枠部材60を準備した。
 図53、及び図54に示す材料は、42アロイ(NiとFeの合金)を用いて作製した。図53に示す貫通孔5は、マスクを用いた薬品によるエッチングにより直径最大0.2mmの貫通孔を形成した。貫通孔は4個形成した(図53では8個形成されたように記載されている)。貫通孔5の内部の形状はエッチング法により、若干のテーパー形状となり、貫通孔5の最小直径は0.17mmとなった。また、これらの材料の表面、及び貫通孔5の内部には電解メッキ法を用いてSnAg(3.5%)膜を約50μm成膜した。その結果、微小貫通孔5の開口径を0.07mm~0.1mmとした。
 また図35に示す第1の本体部1としては、ガラスセラミックスを絶縁性基材とする外径18mm×18mm、厚さ0.5mmの配線基板を用いた。回路基板上の導体パターン50、第2の導体パッド12、第4の導体パッド15の表面には無電解メッキ法により、Ni(3μm)/Au(0.05μm)を形成しておいた。また、リング形状の枠部材60と接合させる回路基板上の導体パターンの幅51は、1.2mmとし、リング形状の枠部材60の接合幅1.0mm(実際にはSnAgメッキの厚さも加わり、約1.1mmとなる)よりも大きく設計した。
 次に、配線基板10を含む第1の本体部21に電子デバイスE(本実施例では赤外線受光素子44)を接合材料によって接着固定し、その後、赤外線受光素子44と、配線基板10上の第2の導体パッド12とをAlを材料に用いたワイヤー線22でボンディングした。
 次に、配線基板10上の導体パターン50とリング形状の枠部材60と板部材61と赤外線透過窓45とを位置合わせして積層し、窒素リフロー炉を用いて一括接合させ、図35に示すパッケージ本体部4(真空中で貫通孔5を塞ぐ前)を作製した。
 次に、図35に示す真空封止前のパッケージ本体部4を図36に示すような真空チャンバー40内に設置した。真空チャンバー40内をロータリーポンプとターボ分子ポンプを用いることにより真空引きし、貫通孔5を介してパッケージ本体部4の内部を10-6Torr以下まで真空引きした。真空引きを行いながら、真空チャンバー40全体およびステージ41を約150℃に加熱し、真空チャンバー40内部の表面、及びパッケージ本体部4内部の表面に吸着している水分を蒸発させた。さらに、真空ポンプによる真空引きにより、できるだけ水分を除去した。なお、真空チャンバー40の周囲にはヒーターが巻かれており、このヒーターにより真空チャンバー40は加熱される。
 その後、真空チャンバー40の外部に設置したレーザー装置20からレーザービーム21を、パッケージ本体部4にある赤外線透過窓45を通して、ゲッター材料G(パッケージ本体部4の内部にあり、かつ赤外線透過窓45の表面に配置させた)に照射させ、ゲッター材料Gを約800℃に加熱し、約数十秒間活性化させた。レーザービーム21はゲッター材料Gの真上から照射した。
 その後、図37に示すようにレーザー装置20のレーザービーム21照射部をパッケージ本体部4に設けた貫通孔5のほぼ真上に移動させ、レーザー装置20から、ガラス透過窓43を通してレーザービーム21をパッケージの貫通孔5の周囲に照射させ、貫通孔5の周囲に形成しておいた低融点部31となるSnAg膜を溶融させ、貫通孔5を塞ぐことにより、真空封止したパッケージを製造した。
 ここでレーザービーム21のスポット直径は0.4mmとした。SnAg膜の厚さをA(=0.05mm)、SnAg膜形成後の貫通孔5の直径をB(=0.1mm(最大値))、貫通孔5が開けられた構造体の厚さをC(=0.2mm)、レーザービーム21のスポット直径をD(=0.4mm)とした場合、A、B、C、及びDの寸法は、「CB/(D-B)≦A」、「B<D」とすることが好ましい。A、B、C、Dの寸法を前記の式で定義される範囲にすることによって、貫通孔5をSnAg材料で確実に塞ぐことができた。 
 本真空封止パッケージPを赤外線カメラに搭載したところ、所要の画像が得られることを確認できた。さらには本真空封止パッケージPを作製後、1年後も同様に所要の画像が得られることを確認できた。
 以上詳細に説明したように本発明の実施例14では、パッケージ本体部4の中空部3内を真空引きして封止した後、パッケージ本体部4の中空部3内ある第1の導体パッド11上のゲッター材料Gを、熱伝導材料13を介して加熱できるので、予め内部を真空にした状態でパッケージ本体部4の封止を行う形式のパッケージにおいて、特許文献1~3に示されるような、高価な真空装置(内部に機械部品可動が設けられている、又はロボットのハンドリング機構等が設けられているものを用いない簡易な方式で、パッケージ本体部4の封止後の真空状態を維持することができ、パッケージの生産性を大幅に向上させることが可能となる。
 また、本発明の実施例では、前記貫通孔5の近傍に、前記パッケージ本体部4よりも融点の低い低融点金属材料からなる低融点部31を設け、低融点部31が加熱溶融されて前記貫通孔5を塞ぐ前記封止部材30の一部又は全てを形成するようにした。これにより、前記貫通孔5の内部に低融点金属の皮膜がなく、パッケージ本体部4の主材料そのものが露出している従来の構造体では、濡れ不良が起こって貫通孔5の内部を塞ぐ場合に時間がかかってしまうのに対して、本実施例では、低融点部31を加熱することによって、低融点部31が貫通孔5の内部にも良く濡れ広がり、前記貫通孔5を確実に塞ぐことができるというメリットがある。すなわち、予め内部を真空にした状態でパッケージ本体部4の封止を行う形式のパッケージにおいて、簡易な方式で、パッケージ本体部4の封止を行うことができ、その生産性を大幅に向上させることが可能となる。
 以上、本発明の実施例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
 本願は、2009年2月19日に、日本に出願された特願2009-36511号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。 
 本発明は、サーモグラフィ、カーナビゲーション、カーオーディオ、ETC装置、水中カメラ、水中ソナー装置などに適用される、赤外線受光素子(赤外線センサー)、ジャイロセンサー(角速度センサー)、温度センサー、圧力センサー、加速度センサーなどの電子デバイスの真空封止パッケージに適用することができる。
1 第1の本体部
2 第2の本体部
2A 開口部
3 中空部
4 パッケージ本体部
5 貫通孔
6 排気管
7 封止部材
10 配線基板
11 第1の導体パッド
12 第2の導体パッド
13 熱伝導材料
14 第3の導体パッド
15 第4の導体パッド
20 レーザー装置
21 レーザービーム
30 封止部材
31 低融点部
40 真空チャンバー
42 真空ポンプ
43 ガラス透過窓
44 赤外線受光素子
50 導体パターン
52 接合面
53 接合部
60 枠部材
60A 開口
61 板部材
P 真空封止パッケージ
G ゲッター材料
E 電子デバイス
H ヒーター

Claims (38)

  1.  第1の本体部と前記第1の本体部の蓋部材となる第2の本体部とが中空部を介して接合されたパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部の中空部内に設けられたゲッター材料及び電子デバイスとを有し、前記中空部の内部と前記パッケージ本体部の外部とを連通させる貫通孔を介して、前記中空部が真空引きされた状態で、前記パッケージ本体部内を封止部材で封止する真空封止パッケージであって、
     前記第1の本体部は配線基板を有し、
     前記ゲッター材料及び電子デバイスはそれぞれ前記中空部内に位置する前記配線基板上に形成された第1の導体パッド及び第2の導体パッドとそれぞれ接続されており、
     前記第1の導体パッドは前記中空部外に位置する前記配線基板上に形成された第3の導体パッドと熱伝導材料を介して接続され、
     前記第2の導体パッドは前記中空部外に位置する前記配線基板上に形成された第4の導体パッドと電気的に接続されている真空封止パッケージ。
  2.  前記熱伝導材料は金属材料である請求項1に記載の真空封止パッケージ。
  3.  前記熱伝導材料はその周りを絶縁材料によって囲まれている請求項1又は2に記載の真空封止パッケージ。
  4.  前記絶縁材料はガラスセラミックス、アルミナ、ガラスのうちのいずれかである請求項3に記載の真空封止パッケージ。
  5.  第1の本体部と赤外線透過窓を含んだ第2の本体部とが中空部を介して接合されたパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部の中空部内に設けられたゲッター材料及び電子デバイスとを有し、前記中空部内と前記パッケージ本体部の外部とを連通させる貫通孔を介して前記中空部が真空引きされた状態で前記貫通孔を封止部材で封止する真空封止パッケージであって、
     前記ゲッター材料はその少なくとも一部分が前記パッケージ本体部の外部から照射され前記赤外線透過窓を透過して前記中空部に至るレーザービームと接触可能な位置に実装されており、 
     前記封止部材は前記パッケージ本体部の前記貫通孔の近傍を部分的に加熱することによって、前記貫通孔の近傍が溶融されて形成される真空封止パッケージ。 
  6.  前記ゲッター材料が前記中空部内に配置され、且つ前記第1の本体部、前記赤外線透過窓、および前記第2の本体部の表面のうち、少なくともいずれか1つの箇所に実装または成膜されている請求項5に記載の真空封止パッケージ。
  7.  前記封止部材は前記パッケージ本体部の材料よりも低融点材料からなる請求項5または請求項6のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  8.  前記封止部材はレーザービームによって前記貫通孔の近傍が部分的に加熱および溶融される請求項5から請求項7のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  9.  前記貫通孔の近傍には前記パッケージ本体部よりも融点の低い低融点金属材料からなる低融点部が設けられており、
     前記低融点部は前記貫通孔の近傍が部分的に加熱溶融されることによって、前記貫通孔を塞ぐ前記封止部材を形成する請求項5から請求項8のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  10.  前記低融点部はレーザービームによって部分的に加熱および溶融される請求項9に記載の真空封止パッケージ。
  11.  前記封止部材となる材料はSn又はSnを含んだ合金材料である請求項5から請求項10のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  12.  第1の本体部と第2の本体部とが中空部を介して接合されたパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部の中空部内に設けられたゲッター材料及び電子デバイスとを有し、前記中空部内と前記パッケージ本体部の外部とを連通させる貫通孔を介して前記中空部が真空引きされた状態で前記パッケージ本体部内を封止部材で封止する真空封止パッケージであって、
     前記貫通孔の近傍に前記パッケージ本体部よりも融点の低い低融点材料からなる低融点部が設けられており、前記貫通孔には前記貫通孔の近傍の低融点部が部分的に加熱されて前記低融点部が溶融されることによって前記貫通孔を真空中で塞ぐ前記封止部材が設けられており、
     前記ゲッター材料は前記貫通孔の近傍でありかつ前記パッケージ本体部の中空部内表面に実装又は成膜され、
     前記ゲッター材料と前記貫通孔との距離は、前記ゲッター材料を加熱することによって発生する熱の余熱によって、前記低融点部が溶融可能である距離に設定される真空封止パッケージ。
  13.  前記第2の本体部に貫通孔が形成されており、前記低融点部は前記貫通孔の内周部も含めて前記第2の本体部の全面に形成される請求項12に記載の真空封止パッケージ。
  14.  前記低融点部はレーザービームによって部分的に加熱および溶融され、前記低融点部の厚さは前記低融点部の溶融される体積が前記貫通孔の体積以上になるように設計され、前記レーザービームのスポット直径は前記貫通孔の直径よりも大きくなるように設定される請求項12又は請求項13のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  15.  前記低融点部はSn又はSnを含んだ合金材料である請求項12から請求項14のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  16.  前記貫通孔は前記パッケージ本体部の表面から反対側の面に向かって直径が漸次小さくなるようなテーパー形状に形成される請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  17.  前記貫通孔は前記パッケージ本体部の表面から前記貫通孔の深さ方向の中心に向かって直径が漸次小さくなるようなテーパー形状に形成される請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  18.  前記貫通孔は前記パッケージ本体部の厚さ方向に対して斜めに形成される請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  19.  前記第2のパッケージ本体部は、枠状に形成された枠部材と、板状に形成された板部材とを備えており、前記板部材が前記枠部材の開口を塞ぐように前記板部材と前記枠部材とが接合されている請求項1から請求項18のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  20.  前記電子デバイスが赤外線受光素子であり、前記パッケージ本体部のうち前記赤外受光素子の少なくとも受光部に対向する部分に赤外線透過孔が設けられ、前記赤外線透過孔を塞ぐように赤外線透過窓材料が接合されている請求項1から請求項19のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  21.  前記パッケージ本体部は配線基板を備え、前記電子デバイスは前記配線基板と電気的に接続されている請求項1から請求項20のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  22.  前記電子デバイス又は赤外線受光素子は、前記配線基板に対して回路面が上向きになるように実装され、前記配線基板の表面で前記電子デバイス又は赤外線受光素子と前記配線基板との間には金属材料が形成されている請求項1から請求項21のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  23.  前記配線基板の表面には、前記電子デバイスの周囲を囲う連続的な導体パターンが形成されており、前記導体パターンの幅は前記配線基板と接合される構造体の接合幅よりも広くなっている請求項1から請求項22のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  24.  前記配線基板のうち、前記電子デバイス又は赤外線受光素子が設けられている面と同一面上であってかつ前記中空部の内部及び外部に、前記電子デバイスと電気的に接続された外部端子が設けられている請求項1から請求項23のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  25.  前記配線基板のうち前記電子デバイス又は赤外線受光素子が設けられている面とは表裏反対面に、前記電子デバイスと電気的に接続された外部端子が設けられている請求項1から請求項24のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  26.  前記配線基板上に形成された前記導体パターンの表面又は前記外部端子の表面の少なくともいずれか一方の面に、Auが形成されている請求項1から請求項25のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  27.  前記配線基板はセラミックス材料又はSiを基材に用いた請求項1から請求項26のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  28.  前記配線基板を除く前記パッケージ本体部は少なくともNiを含む合金材料からなる請求項1から請求項27のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  29.  前記パッケージ本体部は、半導体材料、又はNi、Fe、Co、Cr、Ti、Au、Ag、Cu、Al、Pd、Ptなどの金属又はそれらを主成分とする合金材料、又はガラスやセラミックス材料からなる請求項1から請求項28のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ。
  30.  請求項1から請求項29のいずれか一項に記載の真空封止パッケージを備えるプリント回路基板。
  31.  請求項1から請求項29のいずれか一項に記載の真空封止パッケージ、又は、請求項30に記載のプリント回路基板を備える電子機器。
  32.  第1の本体部と第2の本体部とが中空部を介して接合されて構成されたパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部のうち前記中空部に設けられた電子デバイスおよびゲッター材料とを備える真空封止パッケージの製造方法であって、
     前記第1の本体部に設けられた配線基板上の前記中空部内に位置する第1の導体パッドに前記ゲッター材料を接続させ、
     前記配線基板上の前記中空部内に位置する第2の導体パッドに前記電子デバイスを電気的に接続させ、
     前記ゲッター材料及び前記電子デバイスが設けられた前記第1の本体部に、前記電ゲッター材料及び電子デバイスが中空部内に配されるようにして前記第2の本体部を接合し、
     前記第1の本体部と前記第2の本体部とが接合された状態で、前記第2の本体部に形成された貫通孔を介して前記中空部内を真空引きし、
     前記配線基板上の前記中空部外に位置し、かつ前記第1の電極パッドと熱伝導材料を介して接続された第3の導体パッドを加熱することにより、ゲッター材料を間接的に加熱し、活性化させ、
     前記貫通孔を塞ぐ
     真空封止パッケージの製造方法。
  33.  前記第3の導体パッドの加熱は、前記第3の導体パッドにレーザービームを照射させることによって行われる請求項32に記載の真空封止パッケージの製造方法。
  34.  前記第3の導体パッドの加熱は、前記第3の導体パッドに熱源体を接触させることによって行われる請求項32に記載の真空封止パッケージの製造方法。
  35.  第1の本体部と赤外線透過窓材料を含んだ第2の本体部とが中空部を介して接合されて構成されたパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部のうち前記中空部に設けられた電子デバイスおよびゲッター材料とを備える真空封止パッケージの製造方法であって、
     前記第1の本体部に電子デバイスを実装し、
     前記中空部内の、前記第1の本体部、前記赤外線透過窓、および前記第2の本体部のうち、いずれかの箇所にゲッター材料を実装または成膜し、
     前記第1の本体部に、前記電子デバイスが前記中空部内に配置されるように前記第2の本体部を接合し、
     前記第1の本体部と前記第2の本体部とが接合された状態で、前記第2の本体部に形成された貫通孔を介して前記中空部内を真空引きし、
     前記赤外線透過窓を通過させてレーザービームを照射させ、前記ゲッター材料を加熱して活性化させ、
     前記第2の本体部に形成された前記貫通孔の近傍を部分的に加熱して、前記第2の本体部を溶融することによって前記貫通孔を塞ぐ
     真空封止パッケージの製造方法。
  36.  前記第2の本体部に形成された貫通孔の近傍に設けられ、前記第2の本体部よりも融点の低い低融点部を部分的に加熱して、前記低融点部を溶融することによって前記貫通孔が塞ぐ請求項32から請求項35のいずれか一項に記載の真空封止パッケージの製造方法。
  37.  第1の本体部と第2の本体部とが中空部を介して接合されて構成されたパッケージ本体部と、前記パッケージ本体部のうち前記中空部に設けられた電子デバイスおよびゲッター材料とを備える真空封止パッケージの製造方法であって、
     前記第1の本体部に電子デバイスを実装し、
     前記第2の本体部に設けられた真空引き用の貫通孔の近傍にゲッター材料を実装又は成膜し、
     前記電子デバイス及びゲッター材料が前記中空部内に配されるように前記第1の本体部と第2の本体部とを接合し、
     前記第1の本体部と前記第2の本体部とが接合された状態で、前記第2の本体部に形成された貫通孔を介して前記中空部内を真空引きし、
     前記ゲッター材料を加熱し、
     前記ゲッター材料を加熱しながら、その余熱により、前記貫通孔の周囲に形成された前記第2の本体部を構成する材料よりも融点の低い低融点部を溶融して前記貫通孔を真空中で塞ぐ
     真空封止パッケージの製造方法。
  38.  前記貫通孔を塞ぐ前に、前記パッケージ本体部の前記中空部を真空引きしながら、パッケージ本体部を100℃以上に加熱する工程を含む請求項32から請求項37のいずれか一項に記載の真空封止パッケージの製造方法。
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