JP2001313346A - Manufacturing method of electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子デバイスの製
造方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing an electronic device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ジャイロ素子、フォトダイオード、ＣＣ
Ｄ、電子リレー、水晶振動子等の電子デバイスは、その
特性を発揮する機能素子を外界から遮蔽し、水分や有害
ガス、ホコリ等から保護するためにパッケージに封入さ
れた形として製造されることが多い。その場合、パッケ
ージ内にゴミが混入されたまま封入すると機能不良や短
絡等を起こし製品歩留り低下の原因となる。2. Description of the Related Art Gyro element, photodiode, CC
Electronic devices such as D, electronic relays, and crystal units must be manufactured in a form that is sealed in a package to shield functional elements that exhibit their characteristics from the outside world and protect them from moisture, harmful gases, dust, etc. There are many. In this case, if the package is filled with dust mixed therein, a malfunction, a short circuit, or the like occurs, which causes a reduction in product yield.
【０００３】そこで従来は、パッケージングの前工程に
おいて、機能素子を超音波ブローやイオンブロー、高圧
エアブロー等により機能素子に付着するゴミを吹き飛ば
して洗浄する工程があった。また、これと同様にパッケ
ージも洗浄されることがあったが、機能素子よりは簡単
な洗浄であり、一般的には、洗浄コストが比較的かから
ない高圧エアブローによる洗浄が行われていた。[0003] Conventionally, in the pre-packaging process, there has been a step of cleaning the functional element by blowing off dust adhering to the functional element by ultrasonic blowing, ion blowing, high pressure air blowing or the like. Similarly, the package may be cleaned in the same manner. However, the cleaning is simpler than that of the functional element, and generally, the cleaning is performed by a high-pressure air blow at a relatively low cleaning cost.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、パッケージ内部表面に付着しているゴミの洗浄が
不十分であり、機能素子を封入後の電子デバイスが装置
に組み込まれて振動を受けたときに、あるいは、経時的
に、ゴミがパッケージから剥がれ落ちて機能素子の表面
に落ち、機能素子の動作不良や、短絡等を引き起こすこ
とがあった。However, in the above-mentioned prior art, the dust adhering to the inner surface of the package is not sufficiently cleaned, and the electronic device after the encapsulation of the functional element is built into the apparatus and subjected to vibration. In some cases, or over time, dust may come off from the package and fall on the surface of the functional element, resulting in malfunction of the functional element or short circuit.
【０００５】特に内部に金属表面が形成されたパッケー
ジにおいては、表面に数μｍから数十μｍの大きさのゴ
ミとしての金属粉が付着している。このような金属粉
は、錆防止や電気伝導度の確保を目的とした金属パッケ
ージ表面の金属メッキ処理時に生成されるメッキ斑など
のバリ状のもの、あるいは、クラッド材などでは高温加
圧する延伸ロール工程において表面に圧着されたもので
あり、金属パッケージ表面に強固に付着している。In particular, in a package having a metal surface formed therein, metal powder as dust having a size of several μm to several tens μm adheres to the surface. Such metal powder is a burr-like material such as spots generated during metal plating on the surface of a metal package for the purpose of preventing rust and ensuring electrical conductivity, or a stretching roll that presses at a high temperature in the case of a clad material. It is crimped to the surface in the process and is firmly attached to the surface of the metal package.
【０００６】また、パッケージが金属、非金属に関わら
ず、そのパッケージを工場内外搬送中に、環境中に浮遊
しているゴミが静電気力などで吸い寄せられパッケージ
内部表面に付着することもある。[0006] Regardless of whether the package is metallic or non-metallic, while the package is transported inside and outside the factory, dust floating in the environment may be attracted by electrostatic force or the like and adhere to the inner surface of the package.
【０００７】これらのゴミをエアブローで洗浄すること
は困難であり、また、エアブローによって発生する静電
気によって逆にゴミを吸着してしまうこともあり、これ
らの洗浄のためには、例えば、超音波ブローにより洗浄
を行うなどの大掛かりな洗浄工程を備える必要があると
いう問題点があった。[0007] It is difficult to clean these dusts by air blow, and the dusts may be absorbed by the static electricity generated by the air blow. Therefore, there is a problem that it is necessary to provide a large-scale cleaning step such as cleaning.
【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、簡便にパッケージ内部表面のゴミを洗浄するこ
とが可能な、電子デバイスの製造方法を提供することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a method of manufacturing an electronic device capable of easily cleaning dust on the inner surface of a package.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、機能素子をパ
ッケージ内に封入して成る電子デバイスの製造方法であ
って、機能素子をパッケージ内に封入する工程の前に、
そのパッケージ内部表面の全面または一部にレーザを照
射して洗浄する工程を備えることを特徴とする。これに
より、パッケージの内部表面が金属、非金属に関わら
ず、パッケージ内部表面に付着しているゴミはレーザの
表面吸収により発生する光衝撃波により剥離され、ある
いは、レーザの光エネルギーによる分子結合の破壊作用
を受けることにより分解し、洗浄される。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method for manufacturing an electronic device in which a functional element is encapsulated in a package, wherein the method comprises the steps of:
The method includes a step of irradiating the entire surface or a part of the inner surface of the package with a laser beam to clean the package. As a result, regardless of whether the inner surface of the package is metallic or non-metallic, dust adhering to the inner surface of the package is separated by an optical shock wave generated by surface absorption of the laser, or the molecular bond is broken by the optical energy of the laser. Decomposed and washed by the action.
【００１０】また、パッケージ内部表面の全面または一
部が金属である場合には、レーザ照射によるその金属表
面の洗浄により、特に強固に固着している金属粉のゴミ
が溶解されパッケージ内部表面の金属中に溶け込むこと
により固定化される溶融固着もなされる。Further, when the entire surface or a part of the inner surface of the package is made of metal, cleaning of the metal surface by laser irradiation dissolves particularly strongly adhered dust of metal powder and removes the metal on the inner surface of the package. Melt fixation, which is immobilized by dissolving into it, is also performed.
【００１１】また、レーザ光源はパルスレーザであるこ
とが好ましい。レーザ光源が連続発振レーザであると、
金属粉やパッケージ内部表面が徐々に加熱されるため、
金属粉をパッケージ内部表面に溶融固着させるために必
要とされる照射時間が長くなって加熱範囲がパッケージ
の深部に達し、パッケージ内部表面の変色や、酸化膜の
形成が促進されることによりパッケージを封止するため
の接合（溶接）が困難になる、などの悪影響が引き起こ
される。一方、パルスレーザをレーザ光源として用いた
場合、パルスレーザはエネルギーを瞬間的なパルスとし
て出力するためピークのエネルギー出力が極めて高く、
照射されると短時間にパッケージ内部や金属粉の表面近
傍のみが効率よく加熱・溶融され、溶融部の最表面は気
化されその反動で金属粉がパッケージ内部表面に押しつ
けられ、溶融した金属が金属粉とパッケージとの間に流
れ込むので比較的大きな粒径の金属粉の溶融固着も容易
とされ、また、パッケージ内部表面への熱影響も最小限
に抑制される。Further, the laser light source is preferably a pulse laser. When the laser light source is a continuous wave laser,
Since the metal powder and the package inner surface are gradually heated,
The irradiation time required to melt and fix the metal powder on the package inner surface becomes longer, the heating range reaches the deep part of the package, and discoloration of the package inner surface and formation of an oxide film are promoted. Adverse effects such as difficulty in joining (welding) for sealing are caused. On the other hand, when a pulse laser is used as the laser light source, the peak energy output is extremely high because the pulse laser outputs energy as an instantaneous pulse,
When irradiated, only the inside of the package and the vicinity of the surface of the metal powder are efficiently heated and melted in a short time, the outermost surface of the molten portion is vaporized, and the metal powder is pressed against the inner surface of the package by the reaction, and the molten metal is turned into metal. Since the metal powder flows between the powder and the package, melting and fixing of the metal powder having a relatively large particle size is facilitated, and the influence of heat on the inner surface of the package is minimized.
【００１２】さらに、レーザ照射により金属粉を溶融固
着させるとともに、レーザ照射によりパッケージ内部表
面をアニーリングすることが好ましい。これによりその
金属表面の微細な凹凸が平滑化されゴミの再付着が抑制
される。さらに、ゴミが再付着した場合でも、金属表面
が平滑化されていることから、例えば、パッケージング
工程でのエアブロー、または、窒素ブローと吸引を実施
することで簡単にゴミの洗浄が可能とされる。Further, it is preferable that the metal powder is melted and fixed by laser irradiation, and the inner surface of the package is annealed by laser irradiation. As a result, fine irregularities on the metal surface are smoothed, and reattachment of dust is suppressed. Furthermore, even when dust re-adheres, since the metal surface is smoothed, it is possible to easily clean the dust by performing, for example, air blowing or nitrogen blowing and suction in a packaging process. You.
【００１３】また、金属表面はニッケルを含む材料でメ
ッキされていることが好ましい。この場合、金属粉のゴ
ミがレーザ照射により溶解されてニッケルメッキ中に溶
け込むことにより固定化される。Preferably, the metal surface is plated with a material containing nickel. In this case, the dust of the metal powder is fixed by being melted by the laser irradiation and dissolved in the nickel plating.
【００１４】また、金属表面は機能素子表面の対向面で
あることが好ましい。通常、機能素子に悪影響を及ぼす
ゴミは、パッケージ内部表面のうち機能素子表面と対向
する面から剥がれ落ちる場合が多く、当該面のゴミをレ
ーザ照射により洗浄することにより効果的に目的が達成
される。Preferably, the metal surface is a surface facing the functional element surface. In general, dust that adversely affects the functional element often peels off from the surface of the package inner surface facing the functional element surface, and the object is effectively achieved by cleaning the dust on the surface by laser irradiation. .
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明に係る電子デバイスの製造方法の好適な実施形態
について詳細に説明する。なお、図面の説明において、
同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説
明は省略する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
Preferred embodiments of the method for manufacturing an electronic device according to the present invention will be described in detail. In the description of the drawings,
The same or corresponding elements have the same reference characters allotted, and overlapping description will be omitted.
【００１６】図１は、本発明による電子デバイスの製造
方法を示す工程フロー図である。この製造方法では、パ
ッケージ材搬送工程２により送られてくるベースやカバ
ーなどのパッケージ部材は、レーザ洗浄工程３（詳しく
は後述）にて、その内部表面の洗浄が行なわれたあと、
組立封入工程４に搬送され、一方、機能素子製造工程１
で完成した機能素子も組立封入工程４に搬送され、組立
封入工程４で、パッケージ内に機能素子が組付られて封
入される。この封入された電子デバイスの完成品は次工
程に搬送される。FIG. 1 is a process flow chart showing a method for manufacturing an electronic device according to the present invention. In this manufacturing method, a package member such as a base and a cover sent in the package material transporting step 2 is cleaned in an inner surface thereof in a laser cleaning step 3 (described in detail later).
It is transported to the assembly and enclosing step 4, while the functional element manufacturing step 1
The functional element completed in is also transported to the assembling / enclosing step 4, where the functional element is assembled and enclosed in a package. The completed product of the enclosed electronic device is transported to the next step.
【００１７】つぎに、本実施形態の特徴をなすレーザ洗
浄工程３におけるレーザ照射法の概略について図２を参
照しながら説明する。Next, an outline of a laser irradiation method in the laser cleaning step 3 which is a feature of the present embodiment will be described with reference to FIG.
【００１８】図２（ａ）に示すような、平板状のパッケ
ージ部材１０ａをレーザ照射により洗浄する場合、レー
ザ発生装置１１から出力するレーザビーム１５をビーム
エキスパンダ１３によってパッケージ部材１０ａの照射
面に合ったビーム形状に調節し、そのレーザビーム１５
をパッケージ部材１０ａに向かうように反射ミラー１２
で反射させ、パッケージ部材１０ａの表面を一括照射し
て洗浄する。When a flat package member 10a as shown in FIG. 2A is cleaned by laser irradiation, a laser beam 15 output from a laser generator 11 is applied to an irradiation surface of the package member 10a by a beam expander 13. Adjust the beam shape to match the laser beam 15
Mirror 12 so as to face the package member 10a.
And collectively irradiates the surface of the package member 10a for cleaning.
【００１９】また、図２（ｂ）に示すような側面部を持
つパッケージ部材１０ｂをレーザ照射により洗浄する場
合、レーザ発生装置１１から出力するレーザビーム１５
をビームエキスパンダ１３によってパッケージ部材１０
ｂ内部表面を回転走査するのに適切な帯状のビームに調
節し、そのレーザビーム１５を回転ミラー１４で反射さ
せてパッケージ部材１０ｂの内側に斜めに入射し、さら
に回転ミラー１４を回転することでパッケージ部材１０
ｂの内部表面を走査し洗浄する。When cleaning a package member 10b having a side surface as shown in FIG. 2B by laser irradiation, a laser beam 15 output from a laser generator 11 is used.
By the beam expander 13
b. Adjustment to a belt-like beam suitable for rotational scanning of the inner surface, the laser beam 15 is reflected by the rotating mirror 14 and obliquely enters the inside of the package member 10b, and the rotating mirror 14 is further rotated. Package member 10
Scan and clean the inner surface of b.
【００２０】つぎに、このレーザ洗浄方法をフォトダイ
オードの製造工程に適用した場合を説明する。図３は、
フォトダイオードの構造図であり、フォトダイオード２
０は、パッケージの一方を構成するベース２２、パッケ
ージの他方を構成するカバー２３、および、フォトダイ
オードチップ（機能素子）２１を備える。ベース２２
は、円板状をなし、ニッケルまたは金メッキされた鉄系
の材料で形成されており、上側中央部にフォトダイオー
ドチップ２１が装着され、また周辺部にフォトダイオー
ドチップ２１からの信号を取り出すための端子２９が挿
通配置されている。端子２９はセラミックまたはガラス
などの絶縁体２８によりベース２２に支持され、かつ、
ベース２２に対して電気的に絶縁されている。カバー２
３は、ベース２２を覆う一方端が閉塞された中空円筒形
状をなし、フォトダイオードチップ２１を外界から遮蔽
して、水分や有機ガス、ホコリから保護するためのもの
である。カバー２３は、組立後に内部に光を誘導すべく
フォトダイオードチップ２１と対向する面に、光を透過
するガラスで形成された入力面窓２７を備えている。カ
バー２３の入力面窓２７以外の部分は鉄系の板に錆を防
止するためと電気伝導度を確保する目的でニッケルまた
は金メッキを施した材料で形成されている。フォトダイ
オードチップ２１は、上側に、入力面窓２７を介して光
が入射する受光面３０を有し、この受光面で光電変換し
た信号を外部に取り出すべくボンディングワイヤー２６
によりベース２２の端子２９と電気的に接続され、カバ
ー２３により封止されている。Next, a case where this laser cleaning method is applied to a photodiode manufacturing process will be described. FIG.
FIG. 2 is a structural diagram of a photodiode, showing a photodiode 2
0 includes a base 22 forming one of the packages, a cover 23 forming the other of the package, and a photodiode chip (functional element) 21. Base 22
Has a disk shape and is formed of a nickel or gold-plated iron-based material. Terminal 29 is inserted and arranged. The terminal 29 is supported on the base 22 by an insulator 28 such as ceramic or glass, and
It is electrically insulated from the base 22. Cover 2
Reference numeral 3 denotes a hollow cylindrical shape having one end closed to cover the base 22, for shielding the photodiode chip 21 from the outside to protect it from moisture, organic gas, and dust. The cover 23 has an input surface window 27 made of glass that transmits light on a surface facing the photodiode chip 21 so as to guide light inside after assembly. The portion other than the input surface window 27 of the cover 23 is formed of a material plated with nickel or gold for the purpose of preventing rust on the iron-based plate and ensuring electric conductivity. The photodiode chip 21 has, on the upper side, a light receiving surface 30 on which light enters via an input surface window 27, and a bonding wire 26 for taking out a signal photoelectrically converted on the light receiving surface to the outside.
Are electrically connected to the terminals 29 of the base 22, and are sealed by the cover 23.
【００２１】図４は、図２のレーザ洗浄工程で採用され
たレーザ照射法を図３で説明したフォトダイオードの製
造工程に実施したときの構成図である。本製造工程で
は、ベース２２は搬送装置に載せられて連続的に前工程
から送られてくる。ベース２２が所定の位置に達すると
ベース２２の上側（フォトダイオードチップ２１を搭載
する側）に、図２（ａ）で説明したのと同様にレーザ発
生装置１１からレーザビーム１５を照射してベース２２
を洗浄する。FIG. 4 is a configuration diagram when the laser irradiation method employed in the laser cleaning process of FIG. 2 is applied to the photodiode manufacturing process described with reference to FIG. In the present manufacturing process, the base 22 is placed on a transfer device and continuously sent from the preceding process. When the base 22 reaches a predetermined position, the upper side of the base 22 (the side on which the photodiode chip 21 is mounted) is irradiated with the laser beam 15 from the laser generator 11 in the same manner as described with reference to FIG. 22
Wash.
【００２２】これにより、ベース２２内部表面に付着し
ているゴミはレーザの表面吸収により発生する光衝撃波
により剥離され、あるいは、レーザの光エネルギーによ
る分子結合の破壊作用を受けることにより分解し、洗浄
される。また、図５（ａ）に示すように、鉄系材料から
成るベース基材４２に施されたニッケルメッキ４１の表
面に強固に付着している、特にメッキ班などのバリ状の
ものや表面に圧着されたような金属粉４３は、レーザ照
射により溶融し、図５（ｂ）に示すようにニッケルメッ
キ４１中に溶け込み、溶融固着された金属粉４４として
固定化される。As a result, dust adhering to the inner surface of the base 22 is separated by an optical shock wave generated by the surface absorption of the laser, or decomposed by the destruction of molecular bonds by the light energy of the laser, and washed. Is done. Further, as shown in FIG. 5 (a), a burr-like object such as a plating spot or the like, which adheres firmly to the surface of a nickel plating 41 applied to a base substrate 42 made of an iron-based material, The pressed metal powder 43 is melted by laser irradiation, melts into the nickel plating 41 as shown in FIG. 5B, and is fixed as the melt-fixed metal powder 44.
【００２３】ここで、レーザ光源は特にパルス幅が１０
０ｍｓ以下のパルスレーザが好ましい。短いパルス幅の
レーザビームはエネルギーピークが大きく、金属粉やベ
ース２２の表面近傍の層を短時間に効率的に加熱するこ
とができ、ベース２２表面の変色等の悪影響を最小限に
することができ、また、特に、強固に固着している大粒
径の金属粉も容易に溶融固着することができる。例え
ば、パルス幅１０ｎｓのＱスイッチＹＡＧレーザを使用
すると、ピークパワーは連続発振レーザの１０8倍にも
なり、金属粉やベース２２内部表面の深さ１μｍ程度の
領域が急速に加熱されて溶融されるとともに、特に強固
に固着している大粒径の金属粉の最表面は気化されその
反動で金属粉がベース２２内部表面に押しつけられ、溶
融した金属が金属粉とベース２２との間に流れ込み、溶
融固着される。本実施形態では、レーザ光源を波長１．
０６４μｍのＱスイッチＹＡＧレーザとし、パルス幅を
１０ｎｓとしている。In this case, the laser light source particularly has a pulse width of 10
A pulse laser of 0 ms or less is preferable. A laser beam having a short pulse width has a large energy peak, can efficiently heat metal powder and a layer near the surface of the base 22 in a short time, and minimizes adverse effects such as discoloration of the surface of the base 22. In particular, a metal powder having a large particle diameter, which is firmly fixed, can be easily melted and fixed. For example, when a Q-switched YAG laser having a pulse width of 10 ns is used, the peak power becomes 10 8 times that of a continuous wave laser, and the metal powder and a region of about 1 μm deep inside the base 22 are rapidly heated and melted. At the same time, the outermost surface of the large-sized metal powder, which is particularly firmly fixed, is vaporized and the metal powder is pressed against the inner surface of the base 22 by the reaction, and the molten metal flows between the metal powder and the base 22. , Melted and fixed. In the present embodiment, the laser light source has a wavelength of 1.
A Q-switched YAG laser of 064 μm is used, and the pulse width is 10 ns.
【００２４】因みに、レーザ光源が連続発振レーザであ
ると、金属粉やベース２２内部表面が徐々に加熱される
ため、金属粉をベース２２内部表面に溶融固着させるた
めに必要とされる照射時間が長くなって加熱範囲がベー
ス２２の深部に達し、ベース２２内部表面の変色や、酸
化膜の形成が促進されることによりカバー２３との接合
（溶接）が困難になる、などの悪影響が引き起こされ
る。Incidentally, if the laser light source is a continuous wave laser, the metal powder and the inner surface of the base 22 are gradually heated, so that the irradiation time required for melting and fixing the metal powder to the inner surface of the base 22 is increased. As the heating range becomes longer, the heating range reaches the deep part of the base 22, and discoloration of the inner surface of the base 22 and the formation of an oxide film are promoted, so that adverse effects such as difficulty in joining (welding) with the cover 23 are caused. .
【００２５】また、本実施形態ではＱスイッチＹＡＧレ
ーザのエネルギー密度ρの範囲を１．０Ｊ／ｃｍ2＜ρ
＜１．４Ｊ／ｃｍ2以下としている。これは、エネルギ
ー密度範囲が１．０Ｊ／ｃｍ2未満では金属粉が溶けき
れず表面に付着している残量が多く、また、１．４Ｊ／
ｃｍ2を超えると溶融が進みすぎて、かえって金属ゴミ
を表面に発生させてしまう傾向があり好ましくないから
である。In this embodiment, the range of the energy density ρ of the Q-switched YAG laser is set to 1.0 J / cm 2 <ρ.
<1.4 J / cm 2 or less. This means that when the energy density range is less than 1.0 J / cm 2 , the metal powder cannot be completely melted and the remaining amount adhering to the surface is large, and 1.4 J / cm 2.
If it exceeds cm 2 , the melting will proceed too much and metal dust tends to be generated on the surface, which is not preferable.
【００２６】パルス照射数は２〜５ショットが好適であ
る。これは、１ショット目はプレヒートの役割を果た
し、２ショット目以降で追加発熱させることで熱すぎず
冷えすぎず最適な融点をある時間維持できるからだと考
えられる。The number of pulse irradiation is preferably 2 to 5 shots. It is considered that this is because the first shot plays a role of preheating, and by generating additional heat after the second shot, the optimum melting point can be maintained for a certain time without being too hot or too cold.
【００２７】また、このレーザ照射によりベース２２内
部表面がアニーリングされる。このためその金属表面の
微細な凹凸が平滑化されゴミの再付着が抑制される。The inner surface of the base 22 is annealed by the laser irradiation. Therefore, the fine irregularities on the metal surface are smoothed, and the reattachment of dust is suppressed.
【００２８】さらに、ゴミが再付着した場合でも、金属
表面が平滑化されていることから、図４の窒素ブロー装
置２４によるブローとガス吸引装置２５によるゴミの吸
引を行うことで簡単にゴミの洗浄が可能とされている。Further, even if dust re-adheres, the metal surface is smoothed, so that the dust is easily blown by the nitrogen blowing device 24 and the dust suction by the gas suction device 25 shown in FIG. Washing is possible.
【００２９】そして、このようにレーザ洗浄されたベー
ス２２にフォトダイオードチップ２１を固定し、ワイヤ
ーボンディングでベース２２上の端子と接続する。Then, the photodiode chip 21 is fixed to the base 22 thus laser-cleaned, and connected to terminals on the base 22 by wire bonding.
【００３０】一方、前記カバー２３も搬送装置で連続的
に前工程から搬送されてくる。カバー２３が所定の位置
に達するとカバー２３の内側に、図２（ｂ）で説明した
のと同様に、レーザ発生装置１１からのレーザビーム１
５を回転ミラー１４により走査照射し、カバー２３内部
表面を洗浄する。On the other hand, the cover 23 is also continuously conveyed from the previous step by the conveying device. When the cover 23 reaches a predetermined position, the laser beam 1 from the laser generator 11 is placed inside the cover 23 in the same manner as described with reference to FIG.
5 is scanned and irradiated by the rotating mirror 14 to clean the inner surface of the cover 23.
【００３１】このレーザ照射により、レーザ照射による
ベース２２の洗浄と同様の洗浄が行われる。By this laser irradiation, the same cleaning as the cleaning of the base 22 by the laser irradiation is performed.
【００３２】このようにレーザ照射されたカバー２３は
窒素ブローと吸引操作の後、直ちにベース２２と組付け
て封止する。このとき、パッケージ内部に水分やゴミが
入らないように内部には窒素等の不活性ガスを充填し、
また、シールもゴミが発生しないような溶接方法を用い
る。The cover 23 thus irradiated with the laser is immediately assembled with the base 22 and sealed after the nitrogen blowing and suction operation. At this time, the inside is filled with an inert gas such as nitrogen to prevent moisture and dust from entering the package.
Also, a welding method that does not generate dust is used for the seal.
【００３３】つぎに、前記レーザ洗浄方法を、振動式ジ
ャイロの製造工程に適用した場合を説明する。図６
（ａ）は振動式ジャイロの封止前の状態を示す斜視図で
あり、図６（ｂ）は振動式ジャイロチップの拡大斜視図
である。振動式ジャイロ３２は、ベース３３、カバー３
４、および、振動式ジャイロチップ３１を備える。振動
式ジャイロチップ３１は、一対の検出片５３と一対の駆
動片５４を有し、一対の検出片５３と一対の駆動片５４
は結合部５５によりＸ−Ｙ平面において結合されてい
る。また、駆動片５４には、電圧の印可により駆動片を
振動させるべく駆動用の電極５６が形成されている。検
出片５３には、検出片の振動を検出すべく検出用の電極
５７が形成されている。さらに、支持部５８ａ、５８ｂ
には、駆動電圧の入力のための駆動用の電極パッド５
９、および、検出した信号を出力すべく検出用の電極パ
ッド６０がそれぞれ形成されており、この電極パッド５
９，６０と駆動用の電極５６および検出用の電極５７と
をそれぞれ接続する金属配線６１が結合部５５と支持部
５８ａ、５８ｂに各々形成されている。Next, a case where the laser cleaning method is applied to a manufacturing process of a vibrating gyro will be described. FIG.
FIG. 6A is a perspective view showing a state before the vibrating gyroscope is sealed, and FIG. 6B is an enlarged perspective view of the vibrating gyroscope chip. The vibrating gyro 32 includes a base 33, a cover 3
4 and a vibrating gyro tip 31. The vibrating gyro chip 31 has a pair of detecting pieces 53 and a pair of driving pieces 54, and the pair of detecting pieces 53 and the pair of driving pieces 54
Are coupled in the XY plane by the coupling unit 55. In addition, a driving electrode 56 is formed on the driving piece 54 so as to vibrate the driving piece by applying a voltage. The detection piece 53 is provided with a detection electrode 57 for detecting vibration of the detection piece. Further, the support portions 58a, 58b
Has a driving electrode pad 5 for inputting a driving voltage.
9 and an electrode pad 60 for detection to output a detected signal.
Metal wires 61 for connecting the electrodes 9 and 60 with the driving electrode 56 and the detecting electrode 57 are formed on the coupling portion 55 and the support portions 58a and 58b, respectively.
【００３４】ベース３３は、セラミック等の非金属で形
成されており、上面が開放された扁平箱形をなし、内側
底部中央に上記振動式ジャイロチップ３１が積載され
る。また、ベース３３は、その周辺部に振動式ジャイロ
チップ３１からの信号を取り出すための端子５０を有
し、この端子５０と振動式ジャイロチップ３１の電極パ
ッド５９および６０とがボンディングワイヤー２６によ
り電気的に接続され、駆動片５４を駆動する電圧入力
と、検出片からの電気信号の出力が可能にされている。The base 33 is made of a non-metal such as ceramics, has a flat box shape with an open upper surface, and has the vibrating gyro chip 31 mounted on the center of the inner bottom. The base 33 has a terminal 50 at a peripheral portion thereof for extracting a signal from the vibrating gyro chip 31. The terminal 50 and the electrode pads 59 and 60 of the vibrating gyro chip 31 are electrically connected by the bonding wire 26. And a voltage input for driving the driving piece 54 and an output of an electric signal from the detecting piece are enabled.
【００３５】平板状のカバー３４は、フォトダイオード
と同じように振動式ジャイロチップ３１を外界から遮蔽
し水分や有機ガス、ホコリから保護するために使用され
るもので、ニッケルまたは金メッキを施した金属材料か
ら成り、ベース３３に装着することで、振動式ジャイロ
チップ３１が封止されている。The flat cover 34 is used to shield the vibrating gyro chip 31 from the outside world and protect it from moisture, organic gas, and dust in the same manner as the photodiode, and is made of nickel- or gold-plated metal. The vibrating gyro chip 31 is sealed by being attached to the base 33 made of a material.
【００３６】ここで、振動式ジャイロの原理を簡単に説
明する。駆動片５４に電圧が印可されると、駆動片５４
はＸ方向にその共振周波数で振動する。その状態で振動
式ジャイロチップ３１がＹ軸周りに回転すると、駆動片
５４の振動方向と直角にコリオリの力が作用し、駆動片
５４はＺ方向に振動するとともに、この振動は検出片５
３に伝播して検出片５３を共振周波数で振動させる。こ
れを検出片５３に形成された電極５７で検出することに
より、回転加速度とその方向を求め得る。Here, the principle of the vibrating gyro will be briefly described. When a voltage is applied to the driving piece 54, the driving piece 54
Vibrates at its resonance frequency in the X direction. When the vibrating gyro chip 31 rotates about the Y axis in this state, Coriolis force acts at right angles to the vibration direction of the driving piece 54, and the driving piece 54 vibrates in the Z direction.
3, and vibrates the detection piece 53 at the resonance frequency. By detecting this with the electrode 57 formed on the detecting piece 53, the rotational acceleration and its direction can be obtained.
【００３７】図７は、図２のレーザ洗浄工程で採用され
たレーザ照射法を図６で説明した振動式ジャイロの製造
工程に実施したときの構成図である。本製造工程では、
ベース３３は搬送装置に載せられて連続的に前工程から
送られてくる。ベース３３が所定の位置に達するとベー
ス３３の上側（振動式ジャイロチップ３１を搭載する
側）に、図２（ｂ）で説明したのと同様にレーザ発生装
置１１からレーザビーム１５を照射して、回転ミラー１
４により走査照射しベース３３を洗浄する。FIG. 7 is a configuration diagram when the laser irradiation method adopted in the laser cleaning step of FIG. 2 is applied to the manufacturing step of the vibrating gyro described in FIG. In this manufacturing process,
The base 33 is placed on a transfer device and continuously sent from the previous process. When the base 33 reaches a predetermined position, the upper side of the base 33 (the side on which the vibrating gyro chip 31 is mounted) is irradiated with the laser beam 15 from the laser generator 11 in the same manner as described with reference to FIG. , Rotating mirror 1
Then, the base 33 is cleaned by irradiating with a scan 4.
【００３８】これにより、非金属のベース３３の内部表
面に付着しているゴミはレーザの表面吸収により発生す
る光衝撃波により剥離され、あるいは、レーザの光エネ
ルギーによる分子結合の破壊作用を受けることにより分
解し、洗浄される。As a result, dust adhering to the inner surface of the non-metallic base 33 is separated by an optical shock wave generated by the surface absorption of the laser, or is subjected to an action of breaking molecular bonds by the light energy of the laser. Decomposed and washed.
【００３９】そして、このようにレーザ洗浄されたベー
ス３３に振動式ジャイロチップ３１を固定し、ワイヤー
ボンディングで電気的に接続する。Then, the vibrating gyro chip 31 is fixed to the base 33 thus laser-cleaned, and is electrically connected by wire bonding.
【００４０】一方、前記カバー３４も搬送装置で連続的
に前工程から搬送されてくる。カバー３４が所定の位置
に達するとカバー３４の内側に、図２（ａ）で説明した
のと同様に、レーザ発生装置１１からのレーザビーム１
５を照射して、カバー３４内部表面を洗浄する。On the other hand, the cover 34 is also continuously conveyed from the previous step by the conveying device. When the cover 34 reaches a predetermined position, the laser beam 1 from the laser generator 11 is placed inside the cover 34 in the same manner as described with reference to FIG.
5 is applied to clean the inner surface of the cover 34.
【００４１】このレーザ照射により、レーザ照射による
ベース３３の洗浄と同様の洗浄が行われ、カバー３４内
部表面に付着しているゴミはレーザの表面吸収により発
生する光衝撃波により剥離され、あるいは、レーザの光
エネルギーによる分子結合の破壊作用を受けることによ
り分解し、洗浄される。さらに、図５で説明したのと同
様に、金属材料から成るカバー３４の表面に強固に付着
している、特にメッキ班などのバリ状のものや表面に圧
着されたような金属粉は、レーザ照射により溶融し、カ
バー３４の内部表面中に溶融固着され固定化される。By the laser irradiation, the same cleaning as the cleaning of the base 33 by the laser irradiation is performed, and the dust adhering to the inner surface of the cover 34 is separated by an optical shock wave generated by the surface absorption of the laser, or Is decomposed and washed by the action of breaking the molecular bonds by the light energy of Further, as described with reference to FIG. 5, in particular, burrs such as plating spots and metal powder pressed onto the surface are strongly adhered to the surface of the cover 34 made of a metal material by laser. It is melted by irradiation, and is melted and fixed in the inner surface of the cover 34 to be fixed.
【００４２】また、このレーザ照射によりパッケージ内
部表面がアニーリングされるため、その金属表面の微細
な凹凸が平滑化されゴミの再付着が抑制される。Further, since the inner surface of the package is annealed by the laser irradiation, fine irregularities on the metal surface are smoothed, and reattachment of dust is suppressed.
【００４３】さらに、ゴミが再付着した場合でも、金属
表面が平滑化されていることから、図７の窒素ブロー装
置２４によるブローとガス吸引装置２５によるゴミの吸
引を行うことで簡単にゴミの洗浄が可能とされる。Further, even when dust adheres again, since the metal surface is smoothed, the dust is easily blown by the nitrogen blow device 24 and the gas suction device 25 shown in FIG. Washing is enabled.
【００４４】このようにレーザ照射されたカバー３４
は、窒素ブローと吸引操作の後、直ちにベース３３と組
付けて封止する。このとき、パッケージ内部に水分やゴ
ミが入らないように内部には窒素等の不活性ガスを充填
し、また、シールもゴミが発生しないような溶接方法を
用いる。The cover 34 thus irradiated with the laser beam
Is immediately assembled with the base 33 and sealed after the nitrogen blow and the suction operation. At this time, the inside of the package is filled with an inert gas such as nitrogen to prevent moisture and dust from entering, and a welding method is used so that dust is not generated in the seal.
【００４５】なお、上記実施形態では、レーザ光源とし
てパルスレーザが特に好ましいとしているが、他のレー
ザでも構わない。In the above embodiment, a pulse laser is particularly preferable as the laser light source, but another laser may be used.
【００４６】さらに、上記実施形態はパッケージ内部表
面全面にレーザを照射しているが、機能素子表面に対向
する面のみをレーザ照射しても良い。通常、機能素子に
悪影響を及ぼすゴミは、パッケージ内部表面のうち機能
素子表面と対向する面から剥がれ落ちる場合が多く、当
該面のゴミをレーザ照射により洗浄することで効果的に
目的が達成される。Further, in the above embodiment, the laser is irradiated on the entire surface inside the package, but the laser may be irradiated only on the surface facing the surface of the functional element. In general, dust that adversely affects the functional element often peels off from a surface of the package inner surface facing the functional element surface, and the object is effectively achieved by cleaning the dust on the surface by laser irradiation. .
【００４７】なお、本発明に係る電子デバイスの製造方
法は、上記実施形態に記載の態様に限定されるものでは
なく、他の条件等に応じて種々の変形態様をとることが
可能である。例えば、電子デバイスはフォトダイオード
や振動式ジャイロに限定されず、水晶振動子、ＣＣＤ、
電子リレー等、機能素子がパッケージ内に封入されるタ
イプの電子デバイスなら種類を問わない。また、パッケ
ージの形態も、本実施形態で用いた形態に限定されず、
種々の形態が可能である。The method for manufacturing an electronic device according to the present invention is not limited to the embodiment described in the above embodiment, but may take various modifications in accordance with other conditions and the like. For example, electronic devices are not limited to photodiodes and vibrating gyros, but include quartz oscillators, CCDs,
Any type of electronic device such as an electronic relay can be used as long as it is a type of electronic device in which a functional element is enclosed in a package. Also, the form of the package is not limited to the form used in the present embodiment,
Various configurations are possible.
【００４８】なお、特開平５−２１３８７、特開平８−
７１７７３には金属薄膜をレーザ照射してアニーリング
することによる金属薄膜表面の平坦化が、特開平６０−
１２６８３７には、レーザ照射によるウエーハの揮発洗
浄が、また、特開平９−２８５８８３には、レーザ照射
による電気接点の表面の洗浄が記載されているが、これ
らはパッケージから出るゴミを解決するものではない。It should be noted that Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 5-21387 and Hei 8-
No. 71773 discloses a method of flattening the surface of a metal thin film by irradiating the metal thin film with laser and annealing.
No. 126837 describes the volatilization cleaning of the wafer by laser irradiation, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-285883 describes cleaning of the surface of the electrical contact by laser irradiation. However, these methods do not solve the dust coming out of the package. Absent.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ照射による洗浄工程を採用しているため簡便にパ
ッケージ内部表面のゴミを洗浄することが可能である。
特に、金属パッケージを洗浄する場合、レーザ照射によ
る金属粉の溶融固着による洗浄が達成され、また、レー
ザ照射によるアニーリングに伴う表面平坦化作用によっ
てゴミの再付着抑制も可能となり効果的である。As described above, according to the present invention,
Since a cleaning step by laser irradiation is employed, dust on the inner surface of the package can be easily cleaned.
In particular, when cleaning a metal package, cleaning by melting and fixing of metal powder by laser irradiation is achieved, and re-adhesion of dust can be suppressed by the surface flattening effect accompanying annealing by laser irradiation, which is effective.
【図１】本発明による電子デバイスの製造方法を示す工
程フロー図である。FIG. 1 is a process flow chart showing a method for manufacturing an electronic device according to the present invention.
【図２】図１中のレーザ洗浄工程でのレーザ照射法を説
明するための模式図であり、（ａ）は平板状のパッケー
ジ部材にレーザを照射する方法を示す模式図、（ｂ）
は、側面部を持つパッケージ部材にレーザを照射する方
法を示す模式図である。FIGS. 2A and 2B are schematic diagrams for explaining a laser irradiation method in a laser cleaning step in FIG. 1, wherein FIG. 2A is a schematic diagram showing a method of irradiating a flat package member with laser, and FIG.
FIG. 4 is a schematic view showing a method of irradiating a package member having a side surface portion with laser.
【図３】フォトダイオードの構造図であり、（ａ）は半
断面正面図、（ｂ）は平面図である。FIGS. 3A and 3B are structural views of a photodiode, in which FIG. 3A is a front view in half cross section, and FIG. 3B is a plan view.
【図４】図２のレーザ洗浄工程で採用されたレーザ照射
法を図３で説明したフォトダイオードの製造工程に実施
したときの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram when the laser irradiation method adopted in the laser cleaning step of FIG. 2 is applied to the photodiode manufacturing step described with reference to FIG.
【図５】図２のレーザ洗浄工程において金属粉が溶融固
着されるときの様子を表す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state where metal powder is melted and fixed in the laser cleaning step of FIG. 2;
【図６】振動式ジャイロの構造図であり、（ａ）は振動
式ジャイロの封止前の状態を示す斜視図、（ｂ）は振動
式ジャイロチップの拡大斜視図である。6A and 6B are structural views of the vibrating gyroscope, FIG. 6A is a perspective view showing a state before the vibrating gyroscope is sealed, and FIG. 6B is an enlarged perspective view of the vibrating gyroscope tip.
【図７】図２のレーザ洗浄工程で採用されたレーザ照射
法を図６で説明した振動式ジャイロの製造工程に実施し
たときの構成図である。7 is a configuration diagram when the laser irradiation method adopted in the laser cleaning step of FIG. 2 is applied to the manufacturing step of the vibrating gyro described with reference to FIG.
１…機能素子製造工程、２…パッケージ材搬送工程、３
…レーザ洗浄工程、４…組立封入工程、１０ａ…平板状
パッケージ部材、１０ｂ…側面部を持つパッケージ部
材、１１…レーザ発生装置、１２…反射ミラー、１３…
ビームエキスパンダ、１４…回転ミラー、１５…レーザ
ビーム、２０…フォトダイオード、２１…フォトダイオ
ードチップ、２２…ベース、２３…カバー、２４…窒素
ブロー装置、２５…ガス吸引装置、２６…ボンディング
ワイヤー、２７…入力面窓、２８…絶縁体、２９…端
子、３０…受光面、３１…振動式ジャイロチップ、３２
…振動式ジャイロ、３３…側面部を持つベース、３４…
平板状のカバー、４１…ベース内側のニッケルメッキ、
４２…鉄系材料から成るベース基材、４３…強固に付着
している金属粉、４４…溶融固着された金属粉、５０…
端子、５３…検出片、５４…駆動片、５５…結合部、５
６…駆動片電極、５７…検出用電極、５８ａ，５８ｂ…
支持部、５９…駆動用電極パッド、６０…検出用電極パ
ッド、６１…金属配線。1 ... Functional element manufacturing process, 2 ... Package material transfer process, 3
... Laser cleaning step, 4 ... Assembly and enclosing step, 10a ... Plate-shaped package member, 10b ... Package member with side face, 11 ... Laser generator, 12 ... Reflection mirror, 13 ...
Beam expander, 14 rotating mirror, 15 laser beam, 20 photodiode, 21 photodiode chip, 22 base, 23 cover, 24 nitrogen blow device, 25 gas suction device, 26 bonding wire, 27: input surface window, 28: insulator, 29: terminal, 30: light receiving surface, 31: vibrating gyro chip, 32
... vibrating gyro, 33 ... base with side part, 34 ...
Flat cover, 41 ... nickel plating inside the base,
Reference numeral 42: a base material made of an iron-based material; 43, a metal powder adhered firmly; 44, a metal powder fused and fixed;
Terminal, 53: detection piece, 54: drive piece, 55: coupling part, 5
6: drive electrode, 57: detection electrode, 58a, 58b ...
Supporting part, 59 ... drive electrode pad, 60 ... detection electrode pad, 61 ... metal wiring.
Claims (6)
電子デバイスの製造方法であって、前記機能素子を前記
パッケージ内に封入する工程の前に、そのパッケージ内
部表面の全面または一部にレーザを照射して洗浄する工
程を備えることを特徴とする、電子デバイスの製造方
法。1. A method of manufacturing an electronic device comprising a functional element encapsulated in a package, wherein a laser is applied to the entire surface or a part of the inner surface of the package before the step of encapsulating the functional element in the package. A method for manufacturing an electronic device, comprising a step of irradiating and cleaning.
部が金属であり、前記レーザ照射によりその金属表面を
洗浄して金属粉を溶融固着させることを特徴とする、請
求項１記載の電子デバイスの製造方法2. The electronic device according to claim 1, wherein the entire surface or a part of the inner surface of the package is made of metal, and the metal surface is washed by the laser irradiation to melt and fix metal powder. Production method
あることを特徴とする、請求項２記載の電子デバイスの
製造方法。3. The method for manufacturing an electronic device according to claim 2, wherein the light source for the laser irradiation is a pulse laser.
浄して前記金属粉を溶融固着させるとともに、このレー
ザ照射によりアニーリングすることを特徴とする、請求
項２または３記載の電子デバイスの製造方法。4. The method for manufacturing an electronic device according to claim 2, wherein the metal surface is washed by the laser irradiation to melt and fix the metal powder, and annealing is performed by the laser irradiation.
ッキされていることを特徴とする、請求項２〜４の何れ
か一項に記載の電子デバイスの製造方法。5. The method of manufacturing an electronic device according to claim 2, wherein the metal surface is plated with a material containing nickel.
面であることを特徴とする、請求項２〜５の何れか一項
に記載の電子デバイスの製造方法。6. The method of manufacturing an electronic device according to claim 2, wherein the metal surface is a surface facing the functional element surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000131096A JP2001313346A (en) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | Manufacturing method of electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004230750A (en) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Mold cleaning method and device |
| JP2008287816A (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Nhk Spring Co Ltd | Device and method for cleaning suspension for disk device |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000131096A patent/JP2001313346A/en active Pending
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| JP2008287816A (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Nhk Spring Co Ltd | Device and method for cleaning suspension for disk device |
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