JP6987376B2 - 封止機構 - Google Patents

Description

本発明は、容器を封止する封止機構に関する。

圧電素子などの電子部品を容器本体に挿入してリッドを被せ、容器本体とリッドとを封止材で封止する封止機構が知られている。特許文献１の図１０に示すように、容器本体とリッドを組合せた容器６４が、パレット６３の凹部に搭載される。パレット６３の上下には一対の加熱手段６７が配置され、一対の加熱手段６７でパレット６３を挟んでパレット６３が加熱される。そして、加熱手段６７には、容器６４の一部を上から押さえる押圧突起６８としてピンが取り付けられ、ピンを容器６４に押し付けて、加熱された容器６４を封止している。

特開２０１１−１４６４９１号公報

しかしながら、特許文献１の封止機構は、ピンにより容器を押さえるので、構造が複雑となり、装置の成形コストが高い。また、長時間ピンを使用すると、ピンが摩耗又は変形し、動作不良を起こす恐れがあった。したがって、装置を定期的に点検してピンを交換する必要があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ピンを用いずに容器を封止することで、装置構造が簡単となりコストが低減できるとともに、装置の点検の回数が減少することで、長期間の連続運転ができる封止機構を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係る封止機構は、
開口部を有しワークを収容する容器本体と、前記開口部を塞ぐリッドと、を備える四角形の容器を、封止材により封止する封止機構であって、
対向する一対の主面を有し、一方の主面に形成され前記容器を収容する第１の凹部と、前記第１の凹部の底部から他方の主面まで貫通する第１の貫通孔と、を備えるトレイと、
対向する第１の面と第２の面を有し、前記トレイの一方の主面と前記第１の面とが当接することで、前記トレイに収容された前記容器が前記トレイから離脱することを阻止する容器押さえ板であって、前記第１の面から前記第２の面まで貫通して、前記トレイの第１の凹部に連通する第２の貫通孔を備える容器押さえ板と、
前記トレイの他方の主面に当接して配置された第１のヒートブロックと、
前記容器押さえ板の第２の面に当接して配置された第２のヒートブロックと、を備え、
前記第１のヒートブロックは、前記第１の貫通孔を介して、熱放射により前記第１の凹部に収容された前記容器を加熱し、
前記第２のヒートブロックは、前記第２の貫通孔を介して、熱放射により前記第１の凹部の収容された前記容器を加熱し、
前記第２の貫通孔は、貫通方向と垂直な断面形状が一対の長辺を備える長孔形状に形成され、
前記トレイと前記容器押さえ板を前記第２のヒートブロックから見たとき、前記第２の貫通孔の一対の長辺は、前記トレイに収容された前記容器の隣り合う２つの辺と交差するように傾斜して配置され、前記容器の一方の対角の２つの角部は、前記一対の長辺の外側に位置し、他方の２つの対角の角部は、前記一対の長辺の内側に位置し、前記容器押さえ板は、前記容器の一方の対角の２つの角部を押さえる。

前記第１のヒートブロックには、前記トレイの第１の貫通孔に対向して第２の凹部が形成されてもよい。

前記第２のヒートブロックには、前記容器押さえ板の第２の貫通孔に対向して第３の凹部が形成されてもよい。

前記第２のヒートブロックには、前記容器押さえ板の第２の貫通孔と対向して一方が開口する第３の貫通孔が形成され、
当該第３の貫通孔の他方の開口に、放射温度計が配置されてもよい。

本発明の第２の観点に係る封止機構は、
開口部を有しワークを収容する容器本体と、前記開口部を塞ぐリッドと、を備える四角形の容器を、封止材により封止する封止機構であって、
対向する一対の主面を有し、一方の主面にマトリクス状に配列され前記容器を収容する複数の凹部と、当該複数の凹部の底部から他方の主面まで貫通する複数の第１の貫通孔と、を備えるトレイと、
対向する第１の面と第２の面を有し、前記トレイの一方の主面と前記第１の面とが当接することで、前記トレイに収容された前記容器が前記トレイから離脱することを阻止する容器押さえ板であって、前記第１の面から前記第２の面まで貫通して、前記複数の凹部に連通する複数の第２の貫通孔を備える容器押さえ板と、
前記トレイの他方の主面に当接して配置された第１のヒートブロックと、
前記容器押さえ板の第２の面に当接して配置された第２のヒートブロックと、を備え、
前記複数の第２の貫通孔は、貫通方向と垂直な断面形状が一対の長辺を備える長孔形状に形成され、
前記トレイと前記容器押さえ板を前記第２のヒートブロックから見たとき、前記複数の第２の貫通孔の一対の長辺は、マトリクス状に配列された前記複数の凹部の列の方向に対して傾斜して配置され、各前記容器の一方の対角の２つの角部は、前記一対の長辺の外側に位置し、他方の対角の２つの角部は、前記一対の長辺の内側に位置し、前記容器押さえ板は、前記容器の一方の対角の２つの角部を押さえる。

本発明によれば、ピンを用いずに容器を封止することで、装置構造が簡単となりコストが低減できるとともに、装置の点検の回数が減少することで、長期間の連続運転ができる封止機構を提供することができる。

実施の形態１に係る封止機構を含む封止装置の概念図である。 トレイの上面図である。 封止機構の要部断面図である。 （ａ）は、凹部に容器が収容されたトレイと容器押さえ板とを第２のヒートブロックから見た図であり、（ｂ）は、凹部の容器が取り除かれたトレイと容器押さえ板とを第２のヒートブロックから見た図である。 実施の形態２に係る封止機構を含む封止装置の概念図である。 封止機構の要部断面図である。 第２の凹部、第３の凹部、及び第３の貫通孔が形成された封止機構の概略断面図である。 放射温度計を備える封止機構の要部断面図である。

以下、本発明に係る封止機構の実施の形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施の形態を採用することが可能であるが、これらの実施の形態も本発明の範囲に含まれる。

（実施の形態１）
本発明の一実施の形態に係る封止機構を備える封止装置について、図１を参照して説明する。

本実施の形態に係る封止装置１は、図１に示すように、第１の予備加熱機構１１０と、第２の予備加熱機構１２０と、封止機構１３０と、容器２００を搭載したトレイ１４０を一定の方向に搬送する搬送機構１５０と、を備える。第１の予備加熱機構１１０と、第２の予備加熱機構１２０と、封止機構１３０と、搬送機構１５０は、真空チャンバ１００の中に収容される。

真空チャンバ１００は、容器２００を搭載したトレイ１４０を搬入する搬入口１０１と、封止処理が終了したトレイ１４０を搬出する搬出口１０２とを備える。真空ポンプ（図示せず）により、内部は真空雰囲気となっている。搬入口１０１と搬出口１０２は、ゲートバルブを備え、真空チャンバ１００内の真空を保持する。容器２００を搭載したトレイ１４０は、図示のＸ方向に搬送されながら容器２００の封止処理が行われる。

トレイ１４０には、図２に示すように、容器を収容する複数の第１の凹部１４１がマトリクス状に並べられて形成される。トレイ１４０は、体積比熱が小さく、強度のあるチタンを使用して形成される。ここで、トレイ１４０の長手方向をＬ方向とし、短手方向をＭ方向とする。トレイ１４０は、トレイ１４０のＬ方向を、封止装置１のＸ方向と平行にして搬送される。

容器２００は、図３に示すように、開口部を有し、内部に水晶振動子等のワーク２０１を収容する容器本体２０２と、容器本体２０２の開口部を塞ぐリッド２０３とを備える。容器本体２０２とリッド２０３との間には、封止材が挿入される。封止材として、低融点ガラス、金錫、銀ろう、半田等が使用される。容器本体２０２は、セラミック材料により形成され、リッド２０３は、コバール等の金属、又はセラミック材料により形成される。

第１の予備加熱機構１１０は、上下に配置された一対のヒートブロック１１１を備える。一対のヒートブロック１１１は、下側ヒートブロック１１１ａと上側ヒートブロック１１１ｂとから構成される。ヒートブロック１１１は、熱源１１２を備え、熱源１１２からの熱伝導により全体が加熱される。一対のヒートブロック１１１の間に、容器２００を搭載したトレイ１４０が搬送され、トレイ１４０が加熱される。

第２の予備加熱機構１２０は、上下に配置された一対のヒートブロック１２１を備える。一対のヒートブロック１２１は、下側ヒートブロック１２１ａと上側ヒートブロック１２１ｂとから構成される。ヒートブロック１２１は、熱源１２２を備え、熱源１２２からの熱伝導により全体が加熱される。一対のヒートブロック１２１の間に、第１の予備加熱機構１１０により加熱されたトレイ１４０が搬送され、トレイ１４０はさらに加熱される。

第１と第２の予備加熱機構１１０、１２０は、容器本体２０２とリッド２０３の間に挿入される封止材の融点より低い温度で、トレイ１４０を予備加熱する。予備加熱により、加熱による脱ガスを促進させ、次工程の封止機構１３０における加熱時間を短縮でき、長時間加熱されることに起因する封止材の拡散が防止される。

封止機構１３０は、上下に配置された一対のヒートブロック１３１を備える。ヒートブロック１３１は、熱源１３２を備え、熱源１３２からの熱伝導により全体が加熱される。一対のヒートブロック１３１の間に、第２の予備加熱機構１２０により加熱されたトレイ１４０が搬送され、トレイ１４０はさらに加熱され、封止材が溶融し容器２００が封止される。

第１の予備加熱機構１１０、第２の予備加熱機構１２０、及び封止機構１３０は、それぞれ、下側のヒートブロックを上下に移動させる昇降駆動装置１１３、１２３、１３３を備える。昇降駆動装置１１３、１２３、１３３により下側のヒートブロックが上昇し、上側のヒートブロックとの間に搬送されたトレイ１４０を、上下のヒートブロックの間で挟む。

搬送機構１５０は、トレイ１４０を搬送方向であるＸ方向に沿って並べられた複数のローラ１５１と、当該ローラ１５１を回転させる駆動装置（図示せず）とを備える。複数のローラ１５１は、トレイ１４０を搬送するＸ方向に垂直な方向に回転軸が配置される円筒状のローラである。ローラ１５１が駆動装置により回転されることで、ローラ１５１の上に載置されたトレイ１４０が、Ｘ方向に搬送される。

なお、封止機構１３０の下流側に、冷却装置（図示せず）を配置してもよい。冷却装置は、例えば、一対の冷却ブロックからなり、一対の冷却ブロックの間に封止処理が完了したトレイ１４０を挿入して挟み込む。挟み込まれたトレイ１４０は、冷却ブロックにより冷却され、封止材を固めることができる。

次に、封止機構１３０を、図３を用いて説明する。図３は、トレイ１４０の１つの第１の凹部１４１に載置された容器が、ヒートブロックにより挟まれた状態を示す概要断面図である。

トレイ１４０は、一対の主面を備え、一方の主面１４２に第１の凹部１４１が形成される。トレイ１４０には、第１の凹部１４１の底面からトレイ１４０の他方の主面１４３まで貫通する第１の貫通孔１４４が形成されている。第１の貫通孔１４４は、本実施の形態では円筒状の孔である。第１の貫通孔１４４の直径は、第１の凹部１４１の底面に載置される容器２００の幅より小さい。

第１の貫通孔１４４は、封止処理中に発生するガスを排出する、ガス抜き用の孔として使用してもよい。また、第１の貫通孔１４４は、封止処理が終了した容器２００を第１の凹部１４１から取り出すための、ピンが通過する孔として使用してもよい。

トレイ１４０の一方の主面１４２には、容器押さえ板１６０が取り付けられ、トレイ１４０の第１の凹部１４１に収容された容器２００が、トレイ１４０の第１の凹部１４１から離脱することを阻止する。

具体的には、容器押さえ板１６０は、図３に示すように、トレイ１４０の一方の主面１４２と対向する第１の面１６１を有し、一方の主面１４２と第１の面１６１が当接することで、容器２００がトレイ１４０から離脱することを阻止する。

容器押さえ板１６０には、図１、３に示すように、第１の面１６１から第１の面１６１と対向する面である第２の面１６２まで貫通する第２の貫通孔１６３が形成されている。

図４（ａ）、（ｂ）は、第２の貫通孔１６３を第２のヒートブロック１３１ｂから見た図であり、トレイ１４０と容器押さえ板１６０を、トレイ１４０のＭ方向に沿って一部を切り取った状態を示す図である。（ａ）は、第１の凹部１４１に容器２００が収容された状態を示す図であり、（ｂ）は、第１の凹部１４１から容器２００が取り除かれた状態を示す図である。

第２の貫通孔１６３は、図３、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、孔の貫通方向と垂直な断面が、長孔形状に形成された筒状の孔である。、第２の貫通孔１６３は、当接するトレイ１４０のＭ方向に沿って形成された複数の第１の凹部１４１が並べられた方向と、第２の貫通孔１６３の長孔の長辺とのなす角度がα度となるように、傾斜されて形成されている。

第１の凹部１４１に収容された容器２００は、図４（ａ）に示すように、周縁部の一部が第２の貫通孔１６３の外側に配置される。具体的には、第２の貫通孔１６３の傾斜する長孔の辺より外側に、容器２００の周縁部の一部が配置されることで、容器２００は、容器押さえ板１６０により押さえられる。

容器２００を第１の凹部１４１から取り除いたトレイ１４０には、図４（ｂ）に示すように、第１の凹部１４１の底面に第１の貫通孔１４４が形成されている。第２の貫通孔１６３が第１の凹部１４１に開口するように形成されるので、第１の貫通孔１４４と第２の貫通孔１６３とは連通する。

一対のヒートブロック１３１は、図１に示すように、トレイ１４０と容器押さえ板１６０とを両側から挟みこむように配置される。図３に示すように、トレイ１４０の他方の主面１４３に当接するヒートブロックを第１のヒートブロック１３１ａとし、容器押さえ板１６０の第２の面１６２と当接するヒートブロックを第２のヒートブロック１３１ｂとする。第１のヒートブロック１３１ａと第２のヒートブロック１３１ｂとは、熱伝導性の良い銅などの金属により成形されている。

第１のヒートブロック１３１ａは、図１に示す熱源１３２により加熱され、第１のヒートブロック１３１ａと接触するトレイ１４０に熱を伝える。トレイ１４０に伝導された熱により、第１の凹部１４１に収容された容器２００が加熱される。

また、容器２００は、第１のヒートブロック１３１ａの熱放射によっても、加熱される。熱放射は、第１のヒートブロック１３１ａが熱源１３２により加熱されることにより、第１のヒートブロック１３１ａの表面から赤外線等の電磁波を放射する現象である。放射された電磁波が加熱対象物に当たることで、加熱対象物が加熱される。本実施の形態では、第１のヒートブロック１３１ａから放射された電磁波は、一定の軌跡を描きながら、第１のヒートブロック１３１ａの電磁波発生面と直交する方向に伝播される。具体的には、第１のヒートブロック１３１ａから放射された電磁波は、トレイ１４０に形成された第１の貫通孔１４４の内部を容器２００に向けて伝播し、伝播する途中で、第１の貫通孔１４４の内壁に反射しながら容器２００に当たる。

第１のヒートブロック１３１ａから放射される電磁波は、第１の貫通孔１４４の内壁の表面積が大きいほど、内壁に多く反射して、容器２００に当たる。したがって、電磁波が、第１の貫通孔１４４を介して容器２００に放射されると、容器２００に大きな放射熱を発生させる。

第２のヒートブロック１３１ｂは、熱源１３２により加熱され、第２のヒートブロック１３１ｂと接触する容器押さえ板１６０に熱を伝える。容器押さえ板１６０に伝導された熱は、容器押さえ板１６０と接触するトレイ１４０に伝導され、第１の凹部１４１に収容された容器２００を加熱する。

また、容器２００は、第２のヒートブロック１３１ｂから熱放射によっても、加熱される。第２のヒートブロック１３１ｂが熱源１３２により加熱されることにより、第２のヒートブロック１３１ｂの表面から赤外線等の電磁波を放射する。放射された電磁波は、容器押さえ板１６０に形成された第２の貫通孔１６３の内部を容器２００に向けて伝播し、伝播する途中で、第２の貫通孔１６３の内壁に反射しながら容器２００に当たる。

第２のヒートブロック１３１ｂから放射される電磁波は、第２の貫通孔１６３の内壁の表面積が大きいほど、内壁に多く反射する。したがって、電磁波が、第２の貫通孔１６３を介して容器２００に放射されると、容器２００に大きな放射熱を発生させる。ここで、第２の貫通孔１６３は、貫通方向と垂直な断面が長孔形状で形成されているので、第２の貫通孔１６３の内壁の表面積を、円筒の断面形状の貫通孔より大きくとることができる。したがって、第２のヒートブロック１３１ｂから放射された電磁波により、大きな放射熱を容器２００に与えることができる。また、第２の貫通孔１６３は、図４（ａ）に示すように、当接するトレイ１４０のＭ方向に沿って形成された複数の第１の凹部１４１が並べられた方向と、第２の貫通孔１６３の長孔の長辺とのなす角度がα度となるように、傾斜されて形成されている。このような形状に第２の貫通孔１６３を形成することで、限られた容器押さえ板１６０の板面の面積を有効に使用しつつ、第２の貫通孔１６３の内壁の表面積を大きくとることができる。

次に、封止機構１３０を含む封止装置１により、容器２００を封止する方法について説明する。

図１に示すように、容器２００を搭載したトレイ１４０は、真空チャンバ１００の搬入口１０１から搬入されて、搬送機構１５０により第１の予備加熱機構１１０まで搬送される。

第１の予備加熱機構１１０まで搬送されたトレイ１４０は、第１の予備加熱機構１１０の上下に配置された一対のヒートブロック１１１の間に配置される。昇降駆動装置１１３が下側のヒートブロック１１１ａを上昇させることで、トレイ１４０は、一対のヒートブロック１１１の間に挟まれる。ヒートブロック１１１は、トレイ１４０を、容器本体２０２とリッド２０３の間に挿入されている封止材が溶解しない程度に加熱する。

次に、トレイ１４０は、搬送機構１５０により第２の予備加熱機構１２０まで搬送される。第２の予備加熱機構１２０は、第１の予備加熱機構１１０と同様に、昇降駆動装置１２３が下側のヒートブロック１２１ａを上昇させることで、トレイ１４０は、一対のヒートブロック１２１の間に挟まれる。ヒートブロック１２１は、トレイ１４０を、容器本体２０２とリッド２０３の間に挿入されている封止材が溶解する直前まで加熱する。

次に、トレイ１４０は、搬送機構１５０により封止機構１３０まで搬送される。封止機構１３０では、図３に示すように、容器２００は、トレイ１４０の第１の凹部１４１の底面に載置された状態で、第１のヒートブロック１３１ａと、容器押さえ板１６０を介して第２のヒートブロック１３１ｂと、によって挟まれる。

容器２００は、第１のヒートブロック１３１ａによりトレイ１４０に伝導された伝導熱と、第１のヒートブロック１３１ａが放射する電磁波が第１の貫通孔１４４を伝播することにより発生する放射熱と、により、加熱される。また、容器２００は、第２のヒートブロック１３１ｂにより容器押さえ板１６０を介してトレイ１４０に伝導された伝導熱と、第２のヒートブロック１３１ｂが放射する電磁波が第２の貫通孔１６３を伝播することにより発生する放射熱と、により、加熱される。

第１のヒートブロック１３１ａと第２のヒートブロック１３１ｂにより生成される伝導熱と放射熱により、容器２００は加熱され、容器本体２０２とリッド２０３との間に挿入された封止材は溶解し、容器本体２０２とリッド２０３とが接合される。容器本体２０２とリッド２０３が接合されることにより、容器２００は気密封止される。

本実施の形態によれば、トレイ１４０に第１の貫通孔１４４を形成し、容器押さえ板１６０に第２の貫通孔１６３を形成することで、第１のヒートブロック１３１ａと第２のヒートブロック１３１ｂの熱放射により、容器２００に大きな放射熱を与えることができる。したがって、ピンがなくても、容器本体２０２とリッド２０３を簡単に接合して容器２００を封止することができる。また、ピンがないことから、長時間、装置の点検をしなくてもよく、継続して運転することが可能である。

（実施の形態２）
実施の形態１では、トレイ１４０に第１の貫通孔１４４を形成し、容器押さえ板１６０に第２の貫通孔１６３を形成したが、第１の貫通孔１４４と第２の貫通孔１６３に加えて、第１のヒートブロック１３１ａ又は第２のヒートブロック１３１ｂに、凹部を形成してもよい。

本実施の形態に係る封止機構を備える封止装置１を図５に示す。図５に示すように、封止装置１は、第１の予備加熱機構１１０と、第２の予備加熱機構１２０と、封止機構３００と、容器２００を搭載したトレイ１４０を一定の方向に搬送する搬送機構１５０と、を備える。第１の予備加熱機構１１０と、第２の予備加熱機構１２０と、封止機構３００と、搬送機構１５０とは、真空チャンバ１００の中に収容される。

ここで、第１の予備加熱機構１１０と、第２の予備加熱機構１２０と、搬送機構１５０は、実施の形態１と同一の構成であり、本実施の形態では、詳述しない。

封止機構３００を、図５、図６を用いて説明する。図６は、封止機構３００の１つの第１の凹部１４１に載置された容器２００がヒートブロックにより挟まれた状態を示す概要断面図である。

封止機構３００は、トレイ１４０と、トレイ１４０に収容された容器２００の離脱を阻止する容器押さえ板１６０と、トレイ１４０と容器押さえ板１６０とを両側から挟みこむ一対のヒートブロック１３１が配置される。トレイ１４０と容器押さえ板１６０の構造は実施の形態１と同様であり、本実施の形態では、詳述しない。

一対のヒートブロック１３１は、図６に示すように、トレイ１４０の他方の主面１４３に当接するヒートブロックを第１のヒートブロック１３１ａとし、容器押さえ板１６０の第２の面１６２と当接するヒートブロックを第２のヒートブロック１３１ｂとする。

第１のヒートブロック１３１ａには、トレイ１４０の他方の主面１４３と対向する面に、第２の凹部３０１が形成される。第２のヒートブロック１３１ｂには、容器押さえ板１６０の第２の面１６２と対向する面に第３の凹部３０２が形成される。第２の凹部３０１と第３の凹部３０２は、それぞれ円筒形状の孔である。

第１のヒートブロック１３１ａは、実施の形態１と同様に、熱源１３２を有し、熱源１３２により加熱され、第１のヒートブロック１３１ａと接触するトレイ１４０に熱を伝える。トレイ１４０に伝導された伝導熱により、第１の凹部１４１に収容された容器２００は加熱される。

また、容器２００は、第１のヒートブロック１３１ａの熱放射によっても、加熱される。第１のヒートブロック１３１ａの第２の凹部３０１の内表面から放射された電磁波は、第２の凹部３０１に形成された空間と、トレイ１４０に形成された第１の貫通孔１４４を介して容器２００に向けて伝播する。電磁波は、伝播する途中で、第２の凹部３０１の内表面と第１の貫通孔１４４の内壁に反射しながら容器２００に当たる。

第１のヒートブロック１３１ａから放射された電磁波は、第２の凹部３０１の内表面の面積と第１の貫通孔１４４の内壁の面積が大きいほど多く反射して、容器２００に大きな放射熱を発生させる。

第２のヒートブロック１３１ｂは、熱源１３２により加熱され、第２のヒートブロック１３１ｂと接触する容器押さえ板１６０に熱を伝える。容器押さえ板１６０に伝導された伝導熱は、容器押さえ板１６０に接触するトレイ１４０に伝導され、伝導された熱により第１の凹部１４１に収容された容器２００は加熱される。

また、容器２００は、第２のヒートブロック１３１ｂの熱放射によっても、加熱される。第２のヒートブロック１３１ｂの第３の凹部３０２の内表面から放射された電磁波は、第３の凹部３０２に形成された空間と、容器押さえ板１６０に形成された第２の貫通孔１６３を介して容器２００に向けて伝播する。電磁波は、伝播する途中で、第３の凹部３０２の内表面と第２の貫通孔１６３の内壁に反射しながら容器２００に当たる。

第２のヒートブロック１３１ｂから放射される電磁波は、第３の凹部３０２の内表面の面積と第２の貫通孔１６３の内壁の面積が大きいほど多く反射して、容器２００に大きな放射熱を発生させる。

第１のヒートブロック１３１ａに第２の凹部３０１を形成し、第２のヒートブロック１３１ｂに第３の凹部３０２を形成したので、双方のヒートブロックから放射される電磁波が反射する面積が、実施の形態１の場合より大きくなり、容器２００に大きな放射熱を生じさせることができる。

本実施の形態で使用される封止機構３００は、複数の第１の凹部１４１が形成されたトレイ１４０を使用する場合、複数の第１の凹部１４１のそれぞれに対応する第２の凹部３０１と第３の凹部３０２を形成してもよい。

図７に示すように、トレイ１４０には、複数の第１の凹部１４１に対応して、複数の第１の貫通孔１４４が形成されている。トレイ１４０と対向する第１のヒートブロック１３１ａには、複数の第１の貫通孔１４４と対向する位置に、複数の第２の凹部３０１が形成される。

また、容器押さえ板１６０には、複数の第１の凹部１４１に対応して、複数の第２の貫通孔１６３が形成されている。容器押さえ板１６０と対向する第２のヒートブロック１３１ｂには、複数の第２の貫通孔１６３と対向する位置に、複数の第３の凹部３０２が形成される。

複数の第２の凹部３０１と複数の第３の凹部３０２は、円筒状の凹部である。複数の第２の凹部３０１の円筒の深さ及び直径は、等しい方が好ましい。また、複数の第３の凹部３０２の深さ及び直径も、等しい方が好ましい。円筒の深さと直径を揃えることにより、電磁波が反射する表面積を等しくすることができ、容器２００に加わる放射熱を均一にすることができる。

また、複数の第３の凹部３０２のうち、いずれか１つの第３の凹部３０２を、第２のヒートブロック１３１ｂを貫通する第３の貫通孔３０３とし、図５、８に示すように、第３の貫通孔３０３の開口部分に、放射温度計４００を配置してもよい。具体的には、第３の貫通孔３０３の一方の開口は、容器押さえ板１６０の第２の貫通孔１６３に開口し、他方の開口は、第２のヒートブロック１３１ｂの容器押さえ板１６０と対向する面と反対の面に開口する。第３の貫通孔３０３の他方の開口に、放射温度計４００が配置される。

放射温度計４００は、物体が放射する放射エネルギーの強度を測定することで物体の温度を測定する温度計である。放射温度計は、光に由来する熱放射を測定する温度計であるので、高速に温度の測定が可能である。

放射温度計４００は、真空チャンバ１００に赤外線を透過する覗窓等を取付け、真空チャンバ１００の外側に配置してもよいし、真空チャンバ１００の内部に配置してもよい。

従来は、第１の凹部１４１に収容した容器２００の温度は、測定することが困難であった。実験としては、容器２００の温度の代わりに、トレイ１４０に取り付けた熱電対によりトレイ１４０の温度を測定できても、このような方法では生産中の温度を測定することはできない。また、トレイ１４０をヒートブロック１３１により加熱した場合、トレイ１４０と容器２００の熱容量、熱伝達率の違いによって温度上昇に時間差が生じる。特に、本実施形態による放射伝熱による熱伝達では、トレイ１４０が上昇する温度より容器２００の上昇する温度が早く、容器２００の温度を正確に把握することは困難であった。

本実施の形態によれば、第２のヒートブロック１３１ｂに第３の貫通孔３０３を形成し、第３の貫通孔３０３の他方の開口に放射温度計４００を配置して、一方の開口が開口する第２の貫通孔１６３を介して、直接、容器２００の温度を測定することができる。容器２００の温度を直接測定することで、封止処理中の容器２００をリアルタイムで測定しながら、封止処理に反映することができる。

ピンを使用した封止機構では、容器がヒートブロックにより挟まれており、容器の温度を測定することは困難であった。本実施の形態によれば、温度を測定しながら、封止処理ができるので、精度よく封止処理を行うことができる。

本実施の形態によれば、第１の貫通孔１４４、第２の貫通孔１６３に加えて、第１のヒートブロック１３１ａに第２の凹部３０１、第２のヒートブロック１３１ｂに第３の凹部３０２を形成した。実施の形態１に比較して、第１のヒートブロック１３１ａ及び第１のヒートブロック１３１ａから放射される電磁波が反射できる表面積が増加するので、より大きな放射熱を容器２００に加えることができる。

実施の形態１、２において封止される容器は、ワークとして水晶振動子を使用した場合、水晶振動子の実装サイズが、２０１６タイプ（２．０ｍｍ×１．６ｍｍ）以下の実装サイズ、例えば、１６１２タイプ（１．６ｍｍ×１．２ｍｍ）、１２１０タイプ（１．２ｍｍ×１．０ｍｍ）である水晶振動子を使用すると、本発明の効果は更に大きい。水晶振動子が小さくなると熱容量も小さくなるため、ピンによる荷重を受けなくても、伝導熱及び放射熱のみで封止材を溶融して、容器を封止できる。

実施の形態１、２では、第１の予備加熱機構１１０と第２の予備加熱機構１２０を備え、封止機構１３０にトレイ１４０が搬送される前に、トレイ１４０を予備加熱していた。本発明は、予備加熱機構を２つ備える封止装置１に限定されない。予備加熱機構は１または３つ以上あってもよい。また、水晶振動子の実装サイズが小さい場合、予備加熱機構はなくてもよい。

実施の形態１、２において、第１の貫通孔１４４は、円筒形状であり、第２の貫通孔１６３は、断面が長孔の筒状形状であると説明した。本願発明は、第１の貫通孔１４４と第２の貫通孔１６３の形状が筒状である形状に限定されない。円錐形状、半球形状など、孔の内壁の表面積を大きくすることができる形状であれば、いかなる形状で形成してもよい。

実施の形態１、２において、第２の貫通孔１６３は、当接するトレイ１４０の短手方向に沿って形成された複数の第１の凹部１４１が並べられた方向と、第２の貫通孔１６３の長孔の長辺とのなす角度がα度となるように、傾斜して形成すると説明した。本発明において、α度は、容器２００の一部が第２の貫通孔１６３の外側に位置するように形成されれば、いかなる角度も取ることができる。

実施の形態２において、第２の凹部３０１と第３の凹部３０２は、それぞれ円筒形状の孔であると説明したが、本願発明は、円筒形状に限定されない。第１の貫通孔１４４と第２の貫通孔１６３と同様に、円錐形状、半球形状など、凹部の内壁の表面積を大きくすることができる形状であれば、いかなる形状で形成してもよい。

実施の形態２において、第２の凹部３０１と第３の凹部３０２の双方がヒートブロック１３１に形成されていると説明したが、本発明は、第２の凹部３０１と第３の凹部３０２のどちらか一方をヒートブロック１３１に形成してもよい。

実施の形態２において、第２のヒートブロック１３１ｂに第３の貫通孔３０３を形成し、他方の開口に放射温度計を配置することを説明したが、実施の形態１における第２のヒートブロック１３１ｂに第３の貫通孔３０３を形成し、他方の開口に放射温度計を配置してもよい。

実施の形態２において、第３の凹部３０２と第３の貫通孔３０３を配置することを説明したが、第３の凹部３０２を全て第３の貫通孔３０３としてもよい。トレイ１４０に搭載された容器２００全てが第３の貫通孔３０３に連通することになるため、容器２００を全て同じ条件で加熱封止することができる。更に、第３の貫通孔３０３を介し、放射温度計４００によりトレイ１４０に搭載された容器２００全てを測温することも可能となる。放射温度計４００の一部を真空チャンバ１００内部に導入し、所望の第３の貫通孔３０３に対面する位置に放射温度計４００の一部移動させてもよいし、トレイ１４０及びヒーターブロックを一体にＸＹステージ等により移動させ、放射温度計４００の位置に第３の貫通孔３０３を対面させてもよい。

本発明は、ワークが収容された容器を封止する封止機構に利用することができる。

１ 封止装置
１００ 真空チャンバ
１０１ 搬入口
１０２ 搬出口
１１０ 第１の予備加熱機構
１２０ 第２の予備加熱機構
１３０ 封止機構
１１１，１２１，１３１ ヒートブロック
１１２，１２２，１３２ 熱源
１１３，１２３，１３３ 昇降駆動装置
１１１ａ，１２１ａ 下側ヒートブロック
１１１ｂ，１２１ｂ 上側ヒートブロック
１３１ａ 第１のヒートブロック
１３１ｂ 第２のヒートブロック
１４０ トレイ
１４１ 第１の凹部
１４２ 一方の主面
１４３ 他方の主面
１４４ 第１の貫通孔
１５０ 搬送機構
１５１ ローラ
１６０ 容器押さえ板
１６１ 第１の面
１６２ 第２の面
１６３ 第２の貫通孔
２００ 容器
２０１ ワーク
２０２ 容器本体
２０３ リッド
３００ 封止機構
３０１ 第２の凹部
３０２ 第３の凹部
３０３ 第３の貫通孔
４００ 放射温度計

Claims (5)

1. 開口部を有しワークを収容する容器本体と、前記開口部を塞ぐリッドと、を備える四角形の容器を、封止材により封止する封止機構であって、
   対向する一対の主面を有し、一方の主面に形成され前記容器を収容する第１の凹部と、前記第１の凹部の底部から他方の主面まで貫通する第１の貫通孔と、を備えるトレイと、
   対向する第１の面と第２の面を有し、前記トレイの一方の主面と前記第１の面とが当接することで、前記トレイに収容された前記容器が前記トレイから離脱することを阻止する容器押さえ板であって、前記第１の面から前記第２の面まで貫通して、前記トレイの第１の凹部に連通する第２の貫通孔を備える容器押さえ板と、
   前記トレイの他方の主面に当接して配置された第１のヒートブロックと、
   前記容器押さえ板の第２の面に当接して配置された第２のヒートブロックと、を備え、
   前記第１のヒートブロックは、前記第１の貫通孔を介して、熱放射により前記第１の凹部に収容された前記容器を加熱し、
   前記第２のヒートブロックは、前記第２の貫通孔を介して、熱放射により前記第１の凹部の収容された前記容器を加熱し、
   前記第２の貫通孔は、貫通方向と垂直な断面形状が一対の長辺を備える長孔形状に形成され、
   前記トレイと前記容器押さえ板を前記第２のヒートブロックから見たとき、前記第２の貫通孔の一対の長辺は、前記トレイに収容された前記容器の隣り合う２つの辺と交差するように傾斜して配置され、前記容器の一方の対角の２つの角部は、前記一対の長辺の外側に位置し、他方の２つの対角の角部は、前記一対の長辺の内側に位置し、前記容器押さえ板は、前記容器の一方の対角の２つの角部を押さえる、
   封止機構。
2. 前記第１のヒートブロックには、前記トレイの第１の貫通孔に対向して第２の凹部が形成された、
   請求項１に記載の封止機構。
3. 前記第２のヒートブロックには、前記容器押さえ板の第２の貫通孔に対向して第３の凹部が形成された、
   請求項１又は２に記載の封止機構。
4. 前記第２のヒートブロックには、前記容器押さえ板の第２の貫通孔と対向して一方が開口する第３の貫通孔が形成され、
   当該第３の貫通孔の他方の開口に、放射温度計が配置された、
   請求項１に記載の封止機構。
5. 開口部を有しワークを収容する容器本体と、前記開口部を塞ぐリッドと、を備える四角形の容器を、封止材により封止する封止機構であって、
   対向する一対の主面を有し、一方の主面にマトリクス状に配列され前記容器を収容する複数の凹部と、当該複数の凹部の底部から他方の主面まで貫通する複数の第１の貫通孔と、を備えるトレイと、
   対向する第１の面と第２の面を有し、前記トレイの一方の主面と前記第１の面とが当接することで、前記トレイに収容された前記容器が前記トレイから離脱することを阻止する容器押さえ板であって、前記第１の面から前記第２の面まで貫通して、前記複数の凹部に連通する複数の第２の貫通孔を備える容器押さえ板と、
   前記トレイの他方の主面に当接して配置された第１のヒートブロックと、
   前記容器押さえ板の第２の面に当接して配置された第２のヒートブロックと、を備え、
   前記複数の第２の貫通孔は、貫通方向と垂直な断面形状が一対の長辺を備える長孔形状に形成され、
   前記トレイと前記容器押さえ板を前記第２のヒートブロックから見たとき、前記複数の第２の貫通孔の一対の長辺は、マトリクス状に配列された前記複数の凹部の列の方向に対して傾斜して配置され、各前記容器の一方の対角の２つの角部は、前記一対の長辺の外側に位置し、他方の対角の２つの角部は、前記一対の長辺の内側に位置し、前記容器押さえ板は、前記容器の一方の対角の２つの角部を押さえる、
   封止機構。

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