JP3588573B2 - Solder-sealed package temperature monitoring method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミックパッケージのはんだ封止に係り、パッケージ温度監視方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミックパッケージを気密封止するには、封止方法に合わせてパッケージおよびリッドを準備する。例えば、シーム溶接による封止の場合は、セラミックパッケージの封止部をメタライズしてシールリングをロー付けし、コバール製リッドはニッケルめっきを施す。シーム溶接によらない、はんだ封止の場合はセラミックパッケージの封止部をメタライズし、シールリングを取り付けずに該メタライズ部にニッケルめっき後金めっきを施し、リッドはニッケルめっき後封止面だけはんだの圧接またはめっき処理をする。
以降、はんだ封止に限定して説明する。
はんだ封止の方法として、図２に示すようにパッケージ全体を炉に入れて加熱する方法がある。しかしながら、この方法はパッケージ内の素子等も長時間高温に曝されてしまうため素子等の特性が変化し、製品の性能が満足されなくなってしまう場合があった。
【０００３】
そこで、パルスヒートツールを使用して短時間に封止する方法が用いられる。図３に封止に使用するパルスヒートツールの例を示す。図３で、９はヒータ、１０はヒータを支持する絶縁台、１１はヒータ加熱のためのパルス電流を制御、供給する電源部、１２はヒータ部に取り付けた熱電対等の測温手段、１３はワークすなわち被封止セラミックパッケージを示す。パルスヒートによる封止は、図では省略している押圧手段によりワーク１３を押圧し、測温手段１２により予め封止に最適なツール加熱温度と加熱時間を設定した電源部１１からヒータ９へパルス電流を供給する。ヒータ９はモリブデン等の高抵抗材を使用し、熱容量が小さくなるように薄片で作られ、通電とともに瞬時に昇温し、通電終了とともに急速に降温する。したがって、このパルスヒートによる封止はパッケージ内の素子等への熱の影響が少ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リッドを含むパッケージの外形仕上がり精度によっては、パッケージとパルスヒートツールとの接触が不均一となり、単純にツール加熱温度と加熱時間の制御だけでは封止品質を管理できない場合が起きる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、パルスヒートツールによってパッケージをはんだ封止する場合に、封止品質が保証できるようにするためのパッケージ温度監視方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１のはんだ封止のパッケージ温度監視方法は、パルスヒートツールのヒータ上に表面を下向きにしたリッドを載置し、該リッド上に底面を上にしたセラミックパッケージ本体を載置し、該セラミックパッケージの底面をノズルで加圧しながら前記ヒータに加熱電流を流すセラミックパッケージのはんだ封止作業において、ノズルの先端に測温手段を取り付け、該測温手段の出力で前記セラミックパッケージの底面の昇温状況を監視することを特徴とする。
【０００６】
請求項１のはんだ封止のパッケージ温度監視方法によれば、パッケージの仕上がり精度のバラツキによるヒータからの熱伝導に差があっても、パッケージ底面の昇温状況を監視するので、封止部に必要な封止温度が得られたか否かを確認することができる。
【０００７】
請求項２のはんだ封止のパッケージ温度監視方法は、前記測温手段の出力をパルスヒート装置に接続し、予め設定した封止完了温度と前記セラミックパッケージの底面の昇温状況とを自動比較判定し、該装置の電源からの通電時間を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項２のはんだ封止のパッケージ温度監視方法によれば、予め実験により得られたパッケージ底部の昇温状況と封止部の昇温状況との関係から、封止部が封止に最適な温度に到達するまで自動で通電時間を調整することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の１実施形態を示す側面模式図である。図１において、１はパルスヒートツールのヒータ、２はセラミックパッケージ本体、３はリッド、４はセラミックパッケージのメタライズ部分、５はノズル、６は測温手段を示す。測温手段６には熱電対を使用するが、サーミスタ、赤外線素子でも可能である。まず、パルスヒートツールのヒータ１上に表面を下向きにしてリッド３を載置し、該リッド３にセラミックパッケージのメタライズ部分４を重ねるようにセラミックパッケージ本体２を載置する。先端に測温手段６を取り付けたノズル５で前記パッケージ２の底面を加圧（７）しながらリッド３とセラミックパッケージ本体２の位置合わせを行ない、図では省略しているがパルスヒート装置からヒータ１に対し予め設定した加熱電流を流す。この時、ノズル５の先端に取り付けた測温手段６の出力でパッケージ２の底面温度を計測し、予め実験済みの封止に必要な昇温が得られたことを確認する。パッケージの仕上がり精度によっては予め設定した加熱電流で封止に必要な昇温が得られない場合がありうるが、その場合は必要な温度に達するまで通電時間を延長する。
【００１０】
また、前記測温手段６の出力をパルスヒート装置の制御部へフィードバックすることで、予め実験により設定した封止完了温度が得られたか否かを自動判定し、封止が完了するまで該装置の電源からの通電時間延長を制御することも可能である。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、パッケージの仕上がり精度に影響されることなく封止部の加熱状況を監視できるので、封止品質を保証することが容易である。また、封止品質を保証するように通電時間を自動制御することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を示す側面模式図である。
【図２】従来の、パッケージ全体を炉に入れて封止する方法の模式図を示す。
【図３】パルスヒートツールの例を示す。
【符号の説明】
１ パルスヒートツールのヒータ
２ セラミックパッケージ本体
３ リッド
４ セラミックパッケージのメタライズ部分（メタライズ＋Ｎｉ＋Ａｕ）
５ ノズル
６ 測温手段（熱電対等）
７ 加圧
８ 炉
９ ヒータ
１０ ヒータを支持する絶縁台
１１ ヒータ加熱のためのパルス電流を制御、供給する電源部
１２ ヒータ部に取り付けた熱電対等の測温手段
１３ ワーク（被封止セラミックパッケージ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to solder sealing of a ceramic package, and relates to a package temperature monitoring method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to hermetically seal a ceramic package, a package and a lid are prepared in accordance with a sealing method. For example, in the case of sealing by seam welding, the sealing portion of the ceramic package is metallized and a seal ring is brazed, and the Kovar lid is nickel-plated. In the case of solder sealing without using seam welding, the sealing part of the ceramic package is metallized, and the metallized part is plated with gold after nickel plating without attaching a seal ring. Apply pressure welding or plating.
Hereinafter, description will be limited to solder sealing.
As a solder sealing method, there is a method of heating the entire package in a furnace as shown in FIG. However, in this method, the elements in the package are exposed to a high temperature for a long time, so that the characteristics of the elements change and the performance of the product may not be satisfied.
[0003]
Therefore, a method of sealing in a short time using a pulse heat tool is used. FIG. 3 shows an example of a pulse heat tool used for sealing. In FIG. 3, 9 is a heater, 10 is an insulating stand for supporting the heater, 11 is a power supply unit for controlling and supplying a pulse current for heating the heater, 12 is a temperature measuring means such as a thermocouple attached to the heater unit, and 13 is A workpiece, that is, a sealed ceramic package is shown. Sealing by pulse heat is performed by applying a pulse from the power source 11 to the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, depending on the accuracy of the outer shape of the package including the lid, the contact between the package and the pulse heat tool becomes non-uniform, and the sealing quality may not be managed simply by controlling the tool heating temperature and heating time.
The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a package temperature monitoring method for ensuring the sealing quality when a package is solder-sealed by a pulse heat tool. And
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the solder sealing package temperature monitoring method according to
[0006]
According to the solder sealing package temperature monitoring method of
[0007]
The package temperature monitoring method for solder sealing according to
[0008]
According to the package temperature monitoring method for solder sealing of
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic side view showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a heater of a pulse heat tool, 2 is a ceramic package body, 3 is a lid, 4 is a metallized portion of the ceramic package, 5 is a nozzle, and 6 is a temperature measuring means. A thermocouple is used for the temperature measuring means 6, but a thermistor or an infrared element is also possible. First, the
[0010]
Further, by feeding back the output of the temperature measuring means 6 to the control unit of the pulse heat device, it is automatically determined whether or not a sealing completion temperature set in advance by an experiment is obtained, and the device until the sealing is completed. It is also possible to control the extension of the energization time from the power source.
[0011]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the heating state of the sealing portion can be monitored without being influenced by the finishing accuracy of the package, it is easy to guarantee the sealing quality. It is also possible to automatically control the energization time so as to guarantee the sealing quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a conventional method for sealing an entire package in a furnace.
FIG. 3 shows an example of a pulse heat tool.
[Explanation of symbols]
1 Heater of
5
7
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