JPH0969585A - Electronic part mounting device and its airtight sealing method - Google Patents
Electronic part mounting device and its airtight sealing methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体素子等の
電子部品を搭載する電子部品搭載装置、特に光デバイス
の気密封止を行うパッケージとその気密封止方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component such as a semiconductor element, and more particularly to a package for hermetically sealing an optical device and a hermetic sealing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は、１９９３年電子情報通信学会春
季大会で発表されたＬＤアレイモジュールの構成図であ
る。図において、１はＳｉ基板、２はファイバアレイ、
３はＬＤアレイ、４はＡｕ電極、５はＳｉＯ2 膜をそれ
ぞれ示す。この図６に示すものは、４c ｈＬＤアレイ３
と単一モード光ファイバアレイ２を同一Ｓｉ基板１上に
実装し、金属固定した一体型モジュールであるが、チッ
プ（ＬＤアレイ）３の気密をとるためには、図６に示す
ようなＬＤアレイモジュールを、図７に示すようなパッ
ケージ内に固定し、パッケージカバー８を取り付けて気
密封止を行う必要がある。図７において、６はファイバ
アレイ押さえ板、７はパッケージ、８はパッケージカバ
ー、９はパッケージのファイバ取り出し口をそれぞれ示
す。また、従来のファイバ取り出し口９を示す斜視図を
図８に示す。気密封止の方法としては、ろう材（Ａｕ・
Ｓｎ）によるろう材封止法、低融点ガラスを用いたガラ
ス封止法、樹脂を用いた樹脂モールド封止法等がある。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a block diagram of an LD array module announced at the 1993 Spring Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. In the figure, 1 is a Si substrate, 2 is a fiber array,
3 is an LD array, 4 is an Au electrode, and 5 is a SiO 2 film. The one shown in FIG. 6 is a 4c hLD array 3
The single-mode optical fiber array 2 and the single-mode optical fiber array 2 are mounted on the same Si substrate 1 and fixed to a metal, but this is an integrated module. It is necessary to fix the module in a package as shown in FIG. 7, attach a package cover 8 and perform hermetic sealing. In FIG. 7, 6 is a fiber array pressing plate, 7 is a package, 8 is a package cover, and 9 is a fiber outlet of the package. FIG. 8 is a perspective view showing the conventional fiber outlet 9. As a method for hermetically sealing, a brazing material (Au.
There are a brazing filler metal sealing method using Sn), a glass sealing method using a low melting point glass, a resin mold sealing method using a resin, and the like.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】パッケージからファイ
バ２を取り出すファイバ取り出し口９の封止を行うに
は、以上のような方法があるが、ろう封止法では、ファ
イバアレイ２にメタライズを施す必要があるため、処理
工程の増加からコストアップの要因となる。また、ガラ
ス封止法では、封止温度を４３０〜４７０℃まで上げる
必要があり、ＬＤアレイ３のボンディング材が溶け出す
という問題があった。また、樹脂封止法では、ファイバ
アレイ２にメタライズを施す必要がなく、処理温度は１
７０〜１８０℃と比較的低温であるが、パッケージを処
理温度まで加熱すると、樹脂は硬化する前にまず液化さ
れ、流動体となる性質をもつため、パッケージ内の気体
（Ｎ2ガス）の熱膨張により、液化した樹脂が図９に示
すようにパッケージ外部に押し出された後硬化するた
め、ファイバ取り出し口９は封止されず、ＬＤアレイ３
の気密封止が非常に困難であるという問題があった。There are the following methods for sealing the fiber outlet 9 for taking out the fiber 2 from the package. In the brazing method, it is necessary to metallize the fiber array 2. Therefore, the increase in the number of processing steps causes a cost increase. Further, in the glass sealing method, it is necessary to raise the sealing temperature to 430 to 470 ° C., which causes a problem that the bonding material of the LD array 3 is melted out. Further, in the resin encapsulation method, it is not necessary to perform metallization on the fiber array 2, and the processing temperature is 1
Although it is a relatively low temperature of 70 to 180 ° C, when the package is heated to the processing temperature, the resin is first liquefied before hardening and has the property of becoming a fluid, so the thermal expansion of the gas (N2 gas) in the package As a result, the liquefied resin is pushed out of the package and then cured as shown in FIG. 9, so that the fiber outlet 9 is not sealed and the LD array 3
There is a problem that it is very difficult to hermetically seal.
【０００４】この発明は、上記のような問題を解消する
ためになされたもので、容易に、しかも確実に気密封止
を行うことができる半導体搭載装置すなわち半導体素子
等のパッケージを提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a package of a semiconductor mounted device, that is, a semiconductor element or the like, which can perform hermetic sealing easily and surely. To aim.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明に係わる電子部
品搭載装置は、半導体素子を含む電子部品構成部材を収
納し、この電子部品構成部材の一部を外部に取り出すた
めの開口部を有する気密保持用の容器、この容器の開口
部近傍の内壁側に塗布された熱硬化性の封止用樹脂、容
器の開口部に設けられ、加熱によって液化した封止用樹
脂を溜める溝を備え、電子部品構成部材の一部が取り出
された容器の開口部を、この開口部の溝に溜まって硬化
した封止用樹脂によって気密封止するよう構成したもの
である。また、開口部に設けられた溝の容積は、加熱に
よる容器内部の気体の体積増加量とほぼ等しく形成され
ているものである。さらに、封止用樹脂として熱硬化性
エポキシ樹脂を用いるものである。An electronic component mounting apparatus according to the present invention is an airtight device that accommodates an electronic component constituent member including a semiconductor element and has an opening for taking out a part of the electronic component constituent member to the outside. A container for holding, a thermosetting sealing resin applied to the inner wall side near the opening of the container, a groove provided in the opening of the container for storing the sealing resin liquefied by heating, The opening of the container from which a part of the component forming member has been taken out is hermetically sealed by a sealing resin that is hardened and accumulated in the groove of the opening. Further, the volume of the groove provided in the opening is formed to be substantially equal to the volume increase of the gas inside the container due to heating. Further, a thermosetting epoxy resin is used as the sealing resin.
【０００６】この発明に係わる電子部品搭載装置の気密
封止方法は、半導体素子を含む電子部品構成部材を収納
する気密保持用の容器の開口部近傍の内壁側に熱硬化性
エポキシ樹脂等の封止用樹脂を塗布する工程、上記開口
部より上記電子部品構成部材の一部を取り出した状態で
上記容器を加熱し、上記封止用樹脂を液化させるととも
に上記容器内部の気体の熱膨張により、上記液化した封
止用樹脂を上記容器外部方向に押し出し、上記開口部に
設けられた溝に溜めて硬化させて開口部を気密封止する
工程を含むものである。また、加熱温度は熱硬化性樹脂
が液化する１７０〜１８０℃としたものである。According to the method for hermetically sealing an electronic component mounting apparatus according to the present invention, a thermosetting epoxy resin or the like is sealed on the inner wall side near the opening of a hermetically sealed container for accommodating electronic component constituent members including semiconductor elements. Step of applying a stopping resin, heating the container in a state where a part of the electronic component constituting member is taken out from the opening, liquefying the sealing resin and thermal expansion of gas inside the container, The method includes a step of extruding the liquefied sealing resin toward the outside of the container, accumulating it in a groove provided in the opening and curing the resin to hermetically seal the opening. The heating temperature is set to 170 to 180 ° C at which the thermosetting resin is liquefied.
【０００７】[0007]
実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１である電
子部品搭載装置すなわちパッケージを示す断面図であ
る。図において、１はＶ溝加工を施したファイバアレイ
整列用のＳｉ基板、２はファイバアレイ、３はＬＤアレ
イ、６はファイバアレイを上部から固定するための押さ
え板、７はパッケージ、８はパッケージカバー、９はパ
ッケージ７およびパッケージカバー８に形成されたファ
イバ取り出し口、１０はファイバ取り出し口９に形成さ
れた、封止用樹脂が埋め込まれる液化樹脂溜め用溝、１
１は予めパッケージ７およびパッケージカバー８の内壁
側の凹部に塗布されている封止用樹脂で、例えば熱硬化
性エポキシ樹脂である。図２はファイバ取り出し口部の
拡大図である。液化樹脂溜め用溝１０は、加熱により液
化した樹脂がパッケージ外部に漏れだすことなく留めて
おくことができるように設けられた溝であり、溝の容積
Ｖ１は、パッケージを封止温度まで加熱した時のパッケ
ージ内の例えばＮ2 ガスの体積増加量ｖ（ｖ＝Ｖ２−Ｖ
２’： Ｖ２：封止温度でのＮ2 体積、Ｖ２’：室温で
のＮ2 体積）とはほぼ等しい関係にある。Embodiment 1. FIG. 1 is a sectional view showing an electronic component mounting device, that is, a package according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a Si substrate for V-grooved fiber array alignment, 2 is a fiber array, 3 is an LD array, 6 is a holding plate for fixing the fiber array from above, 7 is a package, and 8 is a package. A cover, 9 is a fiber take-out port formed in the package 7 and the package cover 8, 10 is a groove for storing a liquefied resin in which a sealing resin is embedded, formed in the fiber take-out port 9, 1
Reference numeral 1 denotes a sealing resin which is previously applied to the recesses on the inner wall side of the package 7 and the package cover 8, and is, for example, a thermosetting epoxy resin. FIG. 2 is an enlarged view of the fiber outlet. The liquefied resin reservoir groove 10 is a groove provided so that the liquefied resin by heating can be retained without leaking out of the package, and the groove volume V1 heats the package to the sealing temperature. Volume increase amount v (v = V2-V) of N 2 gas in the package
2 ': V2: N 2 volume at the sealing temperature, V2': is approximately equal relationship with N 2 volume) at room temperature.
【０００８】以上のように構成されたパッケージにおい
て気密封止を行う手順を説明する。ＬＤアレイモジュー
ルは、例えばＡｕＳｎハンダでパッケージ７に固定され
る。ＬＤアレイモジュールに付属しているアレイファイ
バ２はファイバ取り出し口９よりパッケージ外部に出せ
るようにセットされており、次にパッケージカバー８を
パッケージ７の上方より固定する。パッケージ７および
パッケージカバー８のファイバ取り出し部には予め封止
用樹脂１１が塗布されている。封止の際は、まずパッケ
ージ全体を約８０〜９０℃に予熱する。これにより塗布
された樹脂１１は軟化する。次に封止温度である１７０
〜１８０℃に加熱すると、樹脂１１は完全に液化し、流
動体となる。このときパッケージ内部のガスは体積膨張
を起こし、パッケージ内部は陽圧となり、流動化した樹
脂１１をパッケージ外部に押し出す。流動化した樹脂
は、パッケージのファイバ取り出し口９に設けられた液
化樹脂溜め用溝１０にたまり、この状態で時間経過によ
り樹脂系の化学反応が進行して硬化し、ファイバ取り出
し口９の気密封止が完了する。図３は、気密封止完了後
のファイバ取り出し部の断面図であり、１２は溝部で硬
化した樹脂を示す。A procedure for hermetically sealing the package configured as described above will be described. The LD array module is fixed to the package 7 with AuSn solder, for example. The array fiber 2 attached to the LD array module is set so that it can be taken out of the package through the fiber outlet 9, and then the package cover 8 is fixed from above the package 7. A sealing resin 11 is applied in advance to the fiber take-out portions of the package 7 and the package cover 8. At the time of sealing, first, the entire package is preheated to about 80 to 90 ° C. As a result, the applied resin 11 is softened. Next, the sealing temperature is 170
When heated to ˜180 ° C., the resin 11 is completely liquefied and becomes a fluid. At this time, the gas inside the package undergoes volume expansion, the inside of the package becomes positive pressure, and the fluidized resin 11 is pushed out of the package. The fluidized resin accumulates in the liquefied resin reservoir groove 10 provided in the fiber outlet 9 of the package, and in this state, the chemical reaction of the resin system proceeds and hardens over time, and the fiber outlet 9 is hermetically sealed. Stop is complete. FIG. 3 is a cross-sectional view of the fiber take-out portion after the hermetic sealing is completed, and 12 shows the resin cured in the groove portion.
【０００９】以上のように、本発明によれば、ファイバ
アレイ２が付属したＬＤアレイモジュールの樹脂による
気密封止を容易に行うことができ、しかも従来のように
封止用樹脂がパッケージ外部に押し出される等の失敗が
なく、確実に気密封止ができる光デバイス用パッケージ
を得ることができる。なお、本発明は、光デバイス等の
半導体素子に限らず、その他の電子素子や部品等を包囲
し、気密封止するための容器にも適用できることは言う
までもない。As described above, according to the present invention, the LD array module to which the fiber array 2 is attached can be easily hermetically sealed with the resin, and the sealing resin is provided outside the package as in the conventional case. It is possible to obtain an optical device package that can be reliably hermetically sealed without failure such as extrusion. Needless to say, the present invention can be applied not only to semiconductor elements such as optical devices, but also to containers for enclosing other electronic elements and parts and hermetically sealing them.
【００１０】実施の形態２．図４は、本発明の実施の形
態２を示すパッケージのファイバ取り出し部を示す斜視
図である。実施の形態１では、液化樹脂溜め用溝１０を
ファイバ取り出し口９の上下面に形成したが、本実施の
形態では、液化樹脂溜め用溝１３を、ファイバ取り出し
口９の上下面の外に、さらに両側面にも形成したもので
ある。本実施の形態のパッケージ構造においても、実施
の形態１と同様に、容易でしかも確実に気密封止を行う
ことができる。Embodiment 2 FIG. 4 is a perspective view showing a fiber take-out portion of a package showing Embodiment 2 of the present invention. In the first embodiment, the liquefied resin reservoir groove 10 is formed on the upper and lower surfaces of the fiber outlet 9, but in the present embodiment, the liquefied resin reservoir groove 13 is provided outside the upper and lower surfaces of the fiber outlet 9. Further, it is formed on both sides. Also in the package structure of the present embodiment, the airtight sealing can be performed easily and surely as in the first embodiment.
【００１１】実施の形態３．図５は、本発明の実施の形
態３を示すパッケージのファイバ取り出し部を示す斜視
図である。実施の形態１、２では、ファイバ取り出し口
９は矩形であったが、本実施の形態ではファイバ取り出
し口９を円形とし、円形の取り出し口９の内面に液化樹
脂溜め用溝１４を形成したものである。本実施の形態の
パッケージ構造においても、実施の形態１および２と同
様に、容易でしかも確実に気密封止を行うことができ
る。Embodiment 3 FIG. 5 is a perspective view showing a fiber take-out portion of a package showing Embodiment 3 of the present invention. In the first and second embodiments, the fiber outlet 9 is rectangular, but in the present embodiment, the fiber outlet 9 is circular, and the liquefied resin reservoir groove 14 is formed on the inner surface of the circular outlet 9. Is. Also in the package structure of the present embodiment, the airtight sealing can be performed easily and surely as in the first and second embodiments.
【図１】 この発明の一実施の形態であるパッケージを
示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a package according to an embodiment of the present invention.
【図２】 この発明の一実施の形態である封止前のパッ
ケージのファイバ取り出し口を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a fiber extraction port of a package before sealing which is an embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の一実施の形態である封止後のパッ
ケージのファイバ取り出し口を示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial sectional view showing a fiber take-out port of the package after sealing which is an embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態２であるパッケージの
ファイバ取り出し口を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a fiber outlet of a package which is Embodiment 2 of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態３であるパッケージの
ファイバ取り出し口を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a fiber outlet of a package which is Embodiment 3 of the present invention.
【図６】 ＬＤアレイモジュールの構成を示す斜視図で
ある。FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of an LD array module.
【図７】 従来のパッケージを示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional package.
【図８】 従来のパッケージのファイバ取り出し口を示
す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a fiber outlet of a conventional package.
【図９】 従来の樹脂封止法による封止後のパッケージ
を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a package after sealing by a conventional resin sealing method.
１ Ｓｉ基板、２ ファイバアレイ、３ レーザアレ
イ、４ Ａｕ電極、５ ＳｉＯ2 、６ ファイバアレイ
押さえ板、７ パッケージ、８ パッケージカバー、９
ファイバ取り出し口、１０ 液化樹脂溜め用溝、１１
封止用樹脂、１２ 硬化樹脂、１３ ファイバ取り出
し口上下側面に形成された液化樹脂溜め用溝、１４ 円
形のファイバ取り出し口側面に形成された液化樹脂溜め
用溝。1 Si substrate, 2 fiber array, 3 laser array, 4 Au electrode, 5 SiO 2 , 6 fiber array pressing plate, 7 package, 8 package cover, 9
Fiber outlet, 10 Liquefied resin reservoir groove, 11
Sealing resin, 12 Cured resin, 13 Liquefied resin reservoir grooves formed on the upper and lower sides of the fiber outlet, 14 Circular liquefied resin reservoir grooves formed on the side of the fiber outlet.
Claims (5)
納し、この電子部品構成部材の一部を外部に取り出すた
めの開口部を有する気密保持用の容器、 この容器の開口部近傍の内壁側に塗布された熱硬化性の
封止用樹脂、 上記容器の開口部に設けられ、加熱によって液化した上
記封止用樹脂を溜める溝を備え、上記電子部品構成部材
の一部が取り出された容器の開口部を、この開口部の溝
に溜まって硬化した封止用樹脂によって気密封止するよ
う構成したことを特徴とする電子部品搭載装置。1. An airtight container for accommodating an electronic component forming member including a semiconductor element and having an opening for taking out a part of the electronic component forming member to the outside, and an inner wall side near the opening of the container. A thermosetting sealing resin applied to the container, a container provided with an opening of the container for storing the sealing resin liquefied by heating, and a part of the electronic component constituting member being taken out The electronic component mounting apparatus is characterized in that the opening is formed to be hermetically sealed by a sealing resin which is accumulated in a groove of the opening and hardened.
よる容器内部の気体の体積増加量とほぼ等しく形成され
ていることを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装
置。2. The electronic component mounting apparatus according to claim 1, wherein the volume of the groove provided in the opening is formed to be substantially equal to the volume increase of the gas inside the container due to heating.
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子
部品搭載装置。3. The electronic component mounting apparatus according to claim 1, wherein the sealing resin is a thermosetting epoxy resin.
納する気密保持用の容器の開口部近傍の内壁側に熱硬化
性エポキシ樹脂等の封止用樹脂を塗布する工程、 上記開口部より上記電子部品構成部材の一部を取り出し
た状態で上記容器を加熱し、上記封止用樹脂を液化させ
るとともに上記容器内部の気体の熱膨張により、上記液
化した封止用樹脂を上記容器外部方向に押し出し、上記
開口部に設けられた溝に溜めて硬化させ、開口部を気密
封止する工程を含むことを特徴とする電子部品搭載装置
の気密封止方法。4. A step of applying a sealing resin such as a thermosetting epoxy resin to an inner wall side near an opening of an airtight container for accommodating an electronic component constituent member including a semiconductor element; The container is heated in a state in which a part of the electronic component component is taken out, and the sealing resin is liquefied and the thermal expansion of the gas inside the container causes the liquefied sealing resin toward the container outside direction. A method of hermetically sealing an electronic component mounting apparatus, comprising a step of extruding, accumulating in a groove provided in the opening, curing the groove, and hermetically sealing the opening.
を特徴とする請求項４記載の電子部品搭載装置の気密封
止方法。5. The method for hermetically sealing an electronic component mounting apparatus according to claim 4, wherein the heating temperature is 170 to 180 ° C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22434395A JPH0969585A (en) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Electronic part mounting device and its airtight sealing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22434395A JPH0969585A (en) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Electronic part mounting device and its airtight sealing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0969585A true JPH0969585A (en) | 1997-03-11 |
Family
ID=16812280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22434395A Pending JPH0969585A (en) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Electronic part mounting device and its airtight sealing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0969585A (en) |
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-
1995
- 1995-08-31 JP JP22434395A patent/JPH0969585A/en active Pending
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