特開 2024-83123 電子チップパッケージ及び電子チップパッケージの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024083123

(43)【公開日】2024-06-20

(54)【発明の名称】電子チップパッケージ及び電子チップパッケージの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/02218 20210101AFI20240613BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20240613BHJP

   B23K 3/04 20060101ALI20240613BHJP

   H01S 5/02212 20210101ALI20240613BHJP

   H01L 33/62 20100101ALI20240613BHJP

   H01S 5/02253 20210101ALI20240613BHJP

   H01S 5/0231 20210101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

H01S5/02218

B23K1/00 S

B23K1/00 330Z

B23K3/04 F

H01S5/02212

H01L33/62

H01S5/02253

H01S5/0231

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022197465

(22)【出願日】2022-12-09

(71)【出願人】

【識別番号】000103976

【氏名又は名称】株式会社オリジン

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木村 昌裕

【テーマコード（参考）】

5F142

5F173

【Ｆターム（参考）】

5F142AA82

5F142CF02

5F142CF23

5F142CF27

5F142FA50

5F173MB01

5F173MB05

5F173MC12

5F173MC23

5F173MD05

5F173MD07

5F173ME03

5F173ME14

5F173ME22

5F173ME32

5F173ME65

5F173MF03

5F173MF39

(57)【要約】

【課題】簡便な構成で放熱性能に優れた電子チップパッケージ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】電子チップパッケージ１は、電子チップ１０と、電子チップ１０が搭載されたベース２１を有するステム２０と、ベース２１に接続して電子チップ１０の周囲を封止するキャップ３０とを備える。ベース２１は、導電率が３５％ＩＡＣＳ以上の金属で形成されている。キャップ３０は、ベース２１よりも導電率が低い金属で形成された母材３２と、母材３２よりも融点が低い低融点金属３３とを積層したクラッド材で形成されている。ステム２１とキャップ３０とは、低融点金属３３がベース２１に接触して抵抗溶接で接合されている。電子チップパッケージ１の製造方法は、低融点金属３３とベース２１とが接触した部分でキャップ３０とステム２０とを第１の電極と第２の電極とで挟み、この挟んでいる部分を加圧しながら通電させて、キャップ３０とステム２０とを接合する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子チップと、
前記電子チップが搭載されたベースを有するステムと、
前記電子チップを内部に収容するキャップであって、前記ベースに接続して前記電子チップの周囲を封止するキャップと、を備え、
前記ベースは、導電率が３５％ＩＡＣＳ以上の金属で形成されており、
前記キャップは、前記ベースよりも導電率が低い金属で形成された母材と、前記母材よりも融点が低い低融点金属と、を積層したクラッド材で形成されており、
前記ステムと前記キャップとは、前記低融点金属が前記ベースに接触して抵抗溶接によって接合されている、
電子チップパッケージ。

【請求項2】

前記キャップは、板状の前記クラッド材をプレス加工して形成されたものである、
請求項１に記載の電子チップパッケージ。

【請求項3】

前記キャップは、前記低融点金属よりも融点が低いガラスで形成されたレンズを有する、
請求項１に記載の電子チップパッケージ。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電子チップパッケージを製造する方法であって、
前記ベースに前記電子チップが搭載された前記ステムと、前記キャップとを、前記低融点金属と前記ベースとを接触させた状態で、第１の電極に供給する工程と、
前記低融点金属と前記ベースとが接触した部分で、前記キャップと前記ステムとを、前記第１の電極と第２の電極とで挟む工程と、
前記第１の電極と前記第２の電極とで挟んでいる部分の前記キャップ及び前記ステムを加圧しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記キャップ及び前記ステムを介して通電させて、前記キャップと前記ステムとを接合する工程と、を備える、
電子チップパッケージの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は電子チップパッケージ及び電子チップパッケージの製造方法に関し、特に放熱性能に優れた電子チップパッケージ及び電子チップパッケージの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

さまざまな種類が存在する半導体パッケージの中に、発光ダイオードなどの電子チップを実装したステムに対して、電子チップを覆うキャップを取り付けた電子チップパッケージがある。電子チップパッケージを構成するステムのうち、電子チップが搭載されるベースは、鉄又は鉄－ニッケル合金によって形成されていることが多い。他方、電子チップは発熱があり、電子チップの性能維持のために放熱が必要であることを考慮して、放熱性向上のためにステムのベースを銅又は銅系の合金で形成したものがある（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－３５８３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

銅は熱伝導率が大きく、溶接による接合が難しいため、特許文献１に記載のパッケージは、キャップが溶接接合されるステムの部分に、鉄系の材料で形成された溶接補助部材を設けている。特許文献１における溶接補助部材は、ステムに形成された段部に嵌め込まれて銀鑞付けでステムに固着されている。このように、特許文献１では、銅系のステムを採用するに際し、溶接補助部材を取り付けるためステムに段部を形成し、溶接補助部材をステムにロウ付けするという追加の工程が必要になる。

【0005】

本開示は上述の課題に鑑み、簡便な構成で放熱性能に優れた電子チップパッケージ及び電子チップパッケージの製造方法を提供することに関する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１の態様に係る電子チップパッケージは、電子チップと、前記電子チップが搭載されたベースを有するステムと、前記電子チップを内部に収容するキャップであって、前記ベースに接続して前記電子チップの周囲を封止するキャップと、を備え、前記ベースは、導電率が３５％ＩＡＣＳ以上の金属で形成されており、前記キャップは、前記ベースよりも導電率が低い金属で形成された母材と、前記母材よりも融点が低い低融点金属と、を積層したクラッド材で形成されており、前記ステムと前記キャップとは、前記低融点金属が前記ベースに接触して抵抗溶接によって接合されている。

【0007】

このように構成すると、低融点金属を含むクラッド材で形成されたキャップと導電率が比較的高い金属で形成されたステムとを抵抗溶接によって接合しているので、簡便な構成で放熱性能に優れた電子チップパッケージを得ることができる。

【0008】

また、本開示の第２の態様に係る電子チップパッケージは、上記本開示の第１の態様に係る電子チップパッケージにおいて、前記キャップは、板状の前記クラッド材をプレス加工して形成されたものである。

【0009】

このように構成すると、キャップの製造を簡便に行うことができ、電子チップパッケージを簡便に得ることができる。

【0010】

また、本開示の第３の態様に係る電子チップパッケージは、上記本開示の第１の態様又は第２の態様に係る電子チップパッケージにおいて、前記キャップは、前記低融点金属よりも融点が低いガラスで形成されたレンズを有する。

【0011】

このように構成すると、電子チップが搭載されたステムとキャップとを接合する際にステム及びキャップを高温の炉内に投入してロウ付けするとレンズが溶融する可能性があるため、ステムとキャップとの抵抗溶接による接合に適した電子チップパッケージとなる。

【0012】

また、本開示の第４の態様に係る電子チップパッケージの製造方法は、上記本開示の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る電子チップパッケージを製造する方法であって、前記ベースに前記電子チップが搭載された前記ステムと、前記キャップとを、前記低融点金属と前記ベースとを接触させた状態で、第１の電極に供給する工程と、前記低融点金属と前記ベースとが接触した部分で、前記キャップと前記ステムとを、前記第１の電極と第２の電極とで挟む工程と、前記第１の電極と前記第２の電極とで挟んでいる部分の前記キャップ及び前記ステムを加圧しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記キャップ及び前記ステムを介して通電させて、前記キャップと前記ステムとを接合する工程と、を備える。

【0013】

このように構成すると、キャップと導電率が比較的高いステムとを抵抗溶接によって接合した電子チップパッケージを製造することができる。

【発明の効果】

【0014】

本開示によれば、低融点金属を含むクラッド材で形成されたキャップと導電率が比較的高い金属で形成されたステムとを抵抗溶接によって接合しているので、簡便な構成で放熱性能に優れた電子チップパッケージを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（Ａ）は一実施の形態に係る電子チップパッケージの斜視図、（Ｂ）は一実施の形態に係る電子チップパッケージの分解部分断面側面図である。

【図2】各種の金属の導電率を示すテーブルの図である。

【図3】一実施の形態に係る電子チップパッケージの接合時の状況を示す概略構成図である。

【図4】一実施の形態に係る電子チップパッケージの製造の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

【0017】

まず図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を参照して、一実施の形態に係る電子チップパッケージ１（以下、単に「パッケージ１」という。）を説明する。図１（Ａ）はパッケージ１の斜視図、図１（Ｂ）はパッケージ１の分解部分断面側面図である。パッケージ１は、ＣＡＮタイプのパッケージであり、図１（Ａ）に示すように外観はステム２０及びキャップ３０が表れている。キャップ３０の内部には、図１（Ｂ）に示すように電子チップ１０が存在している。なお、図１（Ｂ）では、パッケージ１となる前のステム２０とキャップ３０とが分離した状態を示しており、電子チップ１０及びステム２０を側面で、キャップ３０を断面で、それぞれ表している。

【0018】

電子チップ１０は、典型的には光半導体であり、発光ダイオードやレーザーダイオード等の発光素子が好適に用いられるが、フォトダイオード等の受光素子、その他の光半導体も用いられ得る。電子チップ１０は、駆動時に熱が発生する。電子チップ１０は、一般に、動作に適正な温度を超えると誤作動や損傷の原因となり得るため、適正温度を維持するための放熱措置が施されている。電子チップ１０は、近年、高出力のものが開発されてきている。電子チップ１０は、一般に、消費電力の概ね半分以上が熱になるため、高出力になるほど多くの放熱が必要になる。本実施の形態に係るパッケージ１は、比較的簡便な構成で優れた放熱性能を持たせるために、後述する工夫を行っている。電子チップ１０は、ステム２０に搭載されている。

【0019】

ステム２０は、電子チップ１０が搭載されるベース２１と、電子チップ１０に出入りする電流を流すためのリード２３とを有している。ベース２１は、電子チップ１０が搭載されると共にリード２３を支持する部材である。ベース２１は、典型的には板状に形成されており、本実施の形態では円板状に形成されている。ベース２１の大きさは、電子チップ１０を包含することができる大きさであることはもちろん、平面視においてキャップ３０を包含することができる大きさに形成されている。ベース２１の厚さは、要求される強度や熱容量等を勘案して、適宜決定するとよい。電子チップ１０は、典型的には、ベース２１の一方の面の図心部分に設けられている。電子チップ１０は、その種類に応じて、ベース２１に対して、直接固定されている場合と、サブマウントを介して固定されている場合とがあり得る。

【0020】

ベース２１は、導電率が３５％ＩＡＣＳ以上の金属で形成されている。ここで、導電率を示す単位「％ＩＡＣＳ」は、国際標準軟銅（抵抗率＝１．７２４１×１０^－８Ωｍ）の導電率を１００％とした指標であり、１００％ＩＡＣＳ＝５．８×１０^７Ｓ／ｍでもある。ベース２１を、導電率が３５％ＩＡＣＳ以上の金属で形成するのは、電子チップ１０で発生した熱を、ベース２１を介してパッケージ１の外に効果的に放出するためである。金属においては、ウィーデマン・フランツの法則により、熱伝導率と導電率との間に正の相関があることが知られており、導電率が大きいほど放熱性能に優れているといえる。このような観点から、導電率が３５％ＩＡＣＳというのは下限の目安であり、放熱性能を向上させるためには、導電率が高いほど好ましい。したがって、ベース２１を形成する金属の導電率（％ＩＡＣＳ）は、５０以上が好ましく、６０以上がより好ましく、７０以上がさらに好ましく、８０以上がさらにより好ましい。熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）で見れば、１００以上が好ましく、２００以上がより好ましい。なお、ベース２１を形成する金属の導電率（％ＩＡＣＳ）の上限は、特に定めていないが、１１０や１２０としてもよい。本実施の形態では、ベース２１全体が、導電率が３５％ＩＡＣＳ以上の金属で形成されている。

【0021】

図２に、例示の金属とその導電率との関係の一例を示す。図２から分かるように、導電率の観点からベース２１として採用し得る金属は、銀、銅、金、アルミニウム等が挙げられる。また、アルミニウム合金（７０７５）や黄銅についても、これらの一部はベース２１の材料として採用し得る。例えば、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系（７０００系）のアルミニウム合金は、アルミニウムの含有量等によって導電率が３５％ＩＡＣＳ未満にも３５％ＩＡＣＳ以上にもなり得るが、ベース２１の材料として用いる場合は３５％ＩＡＣＳ以上のものを採用するとよい。黄銅についても同様に、銅の含有量によって導電率が変わるが、ベース２１の材料として用いる場合は３５％ＩＡＣＳ以上のもの（例えば銅の含有量が８４％以上のもの）を採用するとよい。なお、ベース２１の材料として採用するにあたっては、上述した導電率以外の、例えば強度等の、パッケージ１に要求される要素を勘案して、要求を満たす材料を選定するとよい。また、ベース２１の材料は、接合されるキャップ３０の材質との相性を勘案して、例えばキャップ３０と接合した状態で電解腐食が実質的に生じないようにする観点から、選択するとよい。ベース２１の材料とする金属は、上記の条件を満たすものであれば、図２に例示したもの以外の金属を採用してもよい。ベース２１は、必要な放熱性を阻害しない範囲であれば、めっきが施されていてもよい。例えば、腐食を防ぐ観点からベース２１の表面の全体又は部分的に約１μｍ～約１０μｍ（好ましくは約２μｍ～約５μｍ）の厚さのニッケルめっきを施してもよい。あるいは、このニッケルめっきを下地めっきとし、この下地めっきの上にさらに仕上げめっきとして約０．１μｍ～約１．０μｍ（好ましくは約０．２μｍ～約０．５μｍ）の厚さの金めっきを施してもよい。比較的厚さが小さいめっきがベース２１の表面に施されていても、ベース２１を構成する主要な金属の熱伝導が大きく阻害されることはない。このように、必要な放熱性を阻害しない範囲のめっきが施されているベース２１は、実質的に導電率が３５％ＩＡＣＳ以上の金属で形成されているといえ、導電率が３５％ＩＡＣＳ以上の金属で形成されていることに含まれる。ベース２１は、放熱性能を向上させる目的で表面積を増加させるため、電子チップ１０が搭載された面とは反対側の面（裏面）に、凹凸が形成されていてもよい。

【0022】

図１（Ｂ）において側面図として表されているステム２０には明示されていない挿通孔が、ベース２１には形成されている。挿通孔（不図示）は、ベース２１を厚さ方向に貫通するようにベース２１に形成されている。リード２３は、挿通孔に挿通されている。リード２３は、本実施の形態では、ベース２１の表側から裏側にわたって、ベース２１の面に対して直角に延びている。挿通孔は、リード２３の数の分だけベース２１に形成されており、本実施の形態では、３つの挿通孔がベース２１に形成されている。３つの挿通孔は、電子チップ１０が取り付けられたベース２１の部分を囲むように形成されている。また、各挿通孔を通った３つのリード２３がキャップ３０に収容される位置に、各挿通孔が形成されている。挿通孔を通っているリード２３の部分の周囲は、ガラス等の絶縁性を有する充填材が充填されている。充填材が充填された部分は、絶縁端子部となる。充填材により、リード２３はベース２１に固定されている。また、リード２３が挿通されている挿通孔に充填材を充填することで、ベース２１の面内における表側と裏側との間の流体の連絡を防ぐことができる。リード２３は、コバールで形成されていてもよい。ステム２０には、キャップ３０が取り付けられている。

【0023】

キャップ３０は、ステム２０に搭載された電子チップ１０を収容する部品である。キャップ３０は、概ね筒状の外観を呈しており、本実施の形態では概ね円筒状の外観を呈している。キャップ３０は、円筒状の内径が、ステム２０に搭載された電子チップ１０とベース２１を貫通している各リード２３のすべてとを収容することができる大きさに形成されている。キャップ３０は、円筒状の側面に相当する外周部３４に対して、一方の端面が閉塞しており、他方の端面が開口している。キャップ３０における円筒状の閉塞した端面を端面部３５ということとする。キャップ３０は、円筒状の開口した端面の周囲に、円筒状の外側に広がる縁部３６が設けられている。縁部３６は、円筒状の外周全体に設けられている。縁部３６は、その外径が、ベース２１の外径以下に（典型的にはベース２１の外径未満に）形成されている。縁部３６は、開口端面と同一面上にある部分が、ベース２１に接合する部分となる。このため、開口端面と同一面上にある縁部３６の部分の円筒状の半径方向の長さが、適切な強度でベース２１に接合できる長さに形成されている。また、キャップ３０は、本実施の形態では、端面部３５にレンズ３８が設けられている。レンズ３８は、電子チップ１０から出射された光を透過させるようになっている。レンズ３８は、典型的には、端面部３５の図心を含む位置に設けられている。レンズ３８は、さまざまな融点のガラスを用いることができるが、本実施の形態では、融点が約４００℃～５５０℃のガラスで形成されている。

【0024】

レンズ３８を除くキャップ３０を本体３１ということとする。本体３１は、母材３２と、母材よりも融点が低い低融点金属３３と、を積層したクラッド材で形成されている。母材３２は、ベース２１よりも導電率が低い金属で形成されており、導電率が１％ＩＡＣＳ～２８％ＩＡＣＳの金属で形成されていてもよい。母材３２として導電率が比較的低い金属を採用しているのは、キャップ３０よりもステム２０のベース２１の方に、電子チップ１０における発熱のより多くを伝達させるためである。母材３２として採用し得る金属は、導電率の観点からは、図２に例示されたものの中では、ニッケル、鉄、クロム、ＳＵＳ３０４等が挙げられるが、入手容易性を含む種々の要因を総合的に勘案して、鉄鋼やステンレス鋼を用いるとよい。なお、本体３１の母材３２の材料として採用するにあたっては、導電率以外の、例えば強度やステム２０との相性等の、パッケージ１に要求される要素を勘案して、要求を満たす材料を選定するとよい。母材３２の材料とする金属は、上記の条件を満たすものであれば、図２に例示したもの以外の金属を採用してもよい。

【0025】

低融点金属３３は、キャップ３０がステム２０に取り付けられたときにベース２１に接触する部分となる。本体３１が、母材３２とは別に低融点金属３３を用いている理由は、導電率が比較的高い金属で形成されたベース２１に対して溶接しやすくするためである。一般に、溶接を行う際、材料の導電率（熱伝導率）が高いほど、溶接を行うために局部に加えた熱が拡散してしまって溶接部に十分な溶け込みを得ることが難しくなる。本実施の形態では、ベース２１の導電率が比較的高いため、溶接に必要な溶け込みをキャップ３０の側で得るべく、ベース２１に接触する部分のキャップ３０に低融点金属３３を採用している。低融点金属３３は、母材３２と協働してクラッド材を形成するために、母材３２との間で相互に拡散し合う材料を用いるとよい。低融点金属３３としては、ベース２１及び母材３２に悪影響を与えない範囲で、融点が１０００℃以下の材料を用いることが好ましい。低融点金属３３は、融点が５００℃以上又は６００℃以上の材料を用いてもよい。低融点金属３３を例示すると、銀ロウ、金－すず合金、りん銅ロウ等が挙げられる。なお、ここで例示した銀ロウやりん銅ロウは、ロウ材として利用されるものと同様の成分を有する金属であることを意味している。

【0026】

キャップ３０の本体３１は、本実施の形態では、母材３２と低融点金属３３とを積層した板状のクラッド材をプレス加工することによって形成されている。このとき、低融点金属３３が本体３１の円筒状の内側になるようにプレス加工が行われる。板状のクラッド材をプレス加工することによって、概ね円筒状で、当該円筒状の一方の端面に端面部３５が形成され、他方の開口端面から外側に広がる縁部３６が形成された、本体３１となる。キャップ３０は、プレス加工して概ね円筒状に形成された本体３１の端面部３５のレンズ３８が取り付けられる位置に孔が形成され、その孔にレンズ３８が取り付けられて製造されている。本体３１の材料となる板状のクラッド材は、母材３２及び低融点金属３３以外の材料が積層されていてもよいが、一方の表面に低融点金属３３が表れるものが用いられる。本実施の形態では、母材３２と低融点金属３３とを含む板状のクラッド材をプレス加工して本体３１を製造しているので、比較的簡便にベース２１との溶接に適した本体３１を得ることができる。例えば、低融点金属３３を含まないキャップにおけるベース２１に接触する部分に事後的に低融点金属３３を設ける場合に比べて、簡便に本体３１を得ることができる。なお、クラッド材をプレス加工以外の加工、例えば板金加工して、本体３１を形成してもよいが、プレス加工とすると、簡便に大量の本体３１を製造できて好ましい。

【0027】

次に図３及び図４を参照して、ステム２０にキャップ３０を接合する要領を説明する。図３は、ステム２０とキャップ３０とを接合する際の状況を示す概略構成図であり、主要部を側面断面で示している。図４は、ステム２０にキャップ３０を接合する手順を示すフローチャートである。電子チップ１０が搭載されたステム２０に対してキャップ３０を接合すると、パッケージ１となる。したがって、以下に示す、ステム２０にキャップ３０を接合する要領の説明は、電子チップパッケージの製造方法の説明を兼ねている。ステム２０とキャップ３０とは、抵抗溶接によって接合される。

【0028】

図３に示すように、ステム２０及びキャップ３０は、下電極５１と上電極５５とに挟まれた状態で接合される。下電極５１は、本実施の形態では、ステム２０を支持するように構成されている。下電極５１は、その天面でベース２１の裏面（電子チップ１０が搭載されている面とは反対側の面）の外周付近の全体を支えるように構成されている。下電極５１の天面には、ステム２０の各リード２３を収容する下窪み５２が、鉛直下方に延びるように形成されている。上電極５５は、本実施の形態では、キャップ３０を支持するように構成されている。上電極５５は、その底面に、キャップ３０の円筒状の部分を収容可能な上窪み５６が、鉛直上方に延びるように形成されている。上窪み５６は、円柱状に形成されており、その直径は、外周部３４の外径よりも大きく、縁部３６の外周直径よりも小さくなっている。上電極５５は、キャップ３０を端面部３５から上窪み５６に入れたときに縁部３６は上窪み５６に入ることができず、縁部３６の周方向全体が上電極５５の底面に接触するように構成されている。上電極５５は、上窪み５６の内部の空間を負圧にする真空吸着機構（不図示）を有している。上電極５５は、真空吸着機構（不図示）を作動させることで、縁部３６の周方向全体が上電極５５の底面に接触しているキャップ３０を吸着保持することができ、真空吸着機構（不図示）を停止させることでキャップ３０を解放することができるようになっている。上電極５５は、本実施の形態では、移動装置（不図示）によって鉛直上下に移動することができるようになっている。

【0029】

下電極５１及び上電極５５は、典型的には、抵抗溶接の電極に適した金属で形成されている。下電極５１及び上電極５５は、電線６５によって電気的に接続されている。電線６５には、電源６１が設けられている。電源６１は、下電極５１及び上電極５５に電圧を印加して電流を供給するものである。電源６１は、典型的には商用電源から電力の供給を受けるものであるが、自家発電機から電力の供給を受けることとしてもよい。電源６１は、入力された交流電力を直流電力に変換する整流器、電圧を変換するトランス、蓄電するコンデンサ等を含んでいてもよい。電源６１は、ステム２０とキャップ３０との抵抗溶接に適した電流を供給することができるように構成されている。上述した上電極５５における真空吸着機構（不図示）の動作、移動装置（不図示）による上電極５５の上下動、電源６１からの電力の供給の有無は、制御装置７０によって制御されるようになっている。本実施の形態では、上述した、下電極５１、上電極５５、電源６１、及び制御装置７０を含む抵抗溶接機を用いて、ステム２０にキャップ３０を接合する。

【0030】

図４に示すように、ステム２０とキャップ３０とを接合する一連の工程の最初は、電子チップ１０が搭載されたステム２０を、下電極５１に載置する（Ｓ１）。このとき、ステム２０のすべてのリード２３を下窪み５２に入れ、ベース２１の裏面の外周部分全体が下電極５１の天面に接するように、ステム２０を下電極５１に載置する。下電極５１へのステム２０の載置は、ロボットハンド（不図示）によって行われることとしてもよい。次に、上電極５５がキャップ３０を保持する（Ｓ２）。このとき、上窪み５６に端面部３５の側からキャップ３０を入れ、縁部３６が周方向全体にわたって上電極５５の底面に接触した状態で、真空吸着機構（不図示）を作動させる。こうすることで、キャップ３０が上電極５５に保持される。上電極５５の上窪み５６へのキャップ３０の挿入は、ロボットハンド（不図示）によって行われることとしてもよい。

【0031】

次に、キャップ３０を保持した上電極５５を、移動装置（不図示）によって下電極５１の方に移動させて、キャップ３０をステム２０に接触させる（Ｓ３）。このとき、キャップ３０の内部に電子チップ１０や各リード２３が収容されると共に、縁部３６の低融点金属３３が表れた面の全体がベース２１に接触することとなる。このことにより、電子チップ１０が搭載されたステム２０とキャップ３０とが、低融点金属３３とベース２１とを接触させた状態で、下電極５１に供給されることとなる。本実施の形態では、下電極５１が第１の電極に相当する。また、キャップ３０がステム２０に接触すると、接触部分におけるステム２０とキャップ３０とが下電極５１と上電極５５とに挟まれることとなる。本実施の形態では、上電極５５が第２の電極に相当する。本実施の形態では、電子チップ１０が搭載されたステム２０とキャップ３０とを第１の電極に供給する工程と、ステム２０とキャップ３０とを第１の電極と第２の電極とで挟む工程とが、同時に行われることとなる。キャップ３０をステム２０に接触させたら、上電極５５を下電極５１の方にさらに押圧して、ステム２０とキャップ３０との接触部分を加圧する（Ｓ４）。その後、ステム２０とキャップ３０との接触部分を加圧した状態で電源６１を投入して、当該接触部分に通電させる（Ｓ５）。

【0032】

電源６１を投入して電圧を印加すると、電源６１からの電流が、電線６５を介して、上電極５５、キャップ３０、ステム２０のベース２１、下電極５１と流れる（あるいはこの逆方向に流れる）。ステム２０とキャップ３０との接触部分が加圧された状態で、当該接触部分に電流が流れることにより、当該接触部分の抵抗溶接が行われる（Ｓ６）。このとき、ステム２０に接触しているキャップ３０の部分は、低融点金属３３で形成されているので、鉄系の材料で形成されている場合に比べて低い温度で溶融する。したがって、キャップ３０が接合する相手であるステム２０のベース２１が導電率の比較的高い材料で形成されていても、キャップ３０の接触部分を溶融させることができて、ステム２０とキャップ３０とを適切に接合することができる。また、当該接触部分の温度上昇を比較的低く抑えることができるので、当該接触部分にかかる熱負荷が軽減されて、ベース２１の熱による変形を抑制することができる。ステム２０への負荷が減少して変形が抑制されることにより、絶縁端子部（ベース２１の挿通孔に充填材が充填された部分）への負荷が軽減されて絶縁端子部に隙間が生じることを避けることができ、キャップ３０内部の高い気密性を確保することができる。また、ステム２０とキャップ３０とを抵抗溶接によって接合することで、接触部分以外の部分の温度上昇を抑制することができ、特に、融点が低いレンズ３８の保護を図ることができる。例えば、仮に、ステム２０とキャップ３０とをロウ付けするために、ステム２０及びキャップ３０とロウ材とを、ロウ材の溶融温度よりも高い温度の炉内に入れると、レンズ３８が溶けてしまうため、この手法でロウ付けすることができない。これに対し、本実施の形態のように抵抗溶接によって接合する場合は、融点が比較的低いレンズ３８を有するキャップ３０をステム２０に接合することができ、大量生産に適している。電子チップ１０を有するステム２０とキャップ３０との抵抗溶接が行われると、パッケージ１が製造される。本実施の形態に係るパッケージ１は、低融点金属３３が表れた縁部３６の部分が、縁部３６の周方向全体でベース２１に溶接されているので、キャップ３０の内部の電子チップ１０まわりの空間の気密性を確保した封止を行うことができる。

【0033】

パッケージ１が製造されたら、真空吸着機構（不図示）を停止させてキャップ３０の保持を解除し、上電極５５を上方に移動させて、パッケージ１を下電極５１から取り出す（Ｓ７）。これで、１つのパッケージ１の製造が完了する。続いて新たにパッケージ１を製造する場合は、図４に示す上述した工程を繰り返す。

【0034】

以上で説明したように、本実施の形態によれば、母材３２と低融点金属３３とを積層したクラッド材をプレス加工してキャップ３０の本体３１を製造しているので、ベース２１との接触部分に低融点金属３３が表れるキャップ３０を簡便に得ることができる。キャップ３０は、ベース２１との接触部分に低融点金属３３が表れているので、導電率が比較的高いベース２１に対して抵抗溶接による接合を適切に行うことができる。つまり、キャップ３０が、ベース２１との接触部分に低融点金属３３が表れるように形成されていることで、ベース２１のキャップ３０との接触部分に対して溶接に適した部材を事後的に埋め込むことなく、キャップ３０をベース２１に溶接することができる。ベース２１として導電率が比較的高い材料を用いることができることで、ヒートシンクやペルチェ素子等の特別な放熱措置を施すことなく、電子チップ１０が発生した熱をパッケージ１の外に放出することができる。

【0035】

以上の説明では、実質的にベース２１の全体が導電率３５％ＩＡＣＳ以上の金属で形成されているとした。しかし、必要な放熱を行うことができる程度に、少なくともベース２１の表面の電子チップ１０に接続された部分と、キャップ３０に塞がれていないベース２１の部分と、これらの部分を接続するベース２１の部分とが、導電率３５％ＩＡＣＳ以上の金属で形成されていればよい。つまり、キャップ３０で封止された内部にある電子チップ１０で発生した熱を、キャップ３０で封止された部分の外側に、導電率３５％ＩＡＣＳ以上の金属を介して伝導させて、パッケージ１の外に放出できればよい。しかしながら、電子チップ１０で発生した熱を迅速にパッケージ１の外に放出させる観点から、実質的にベース２１の全体が導電率３５％ＩＡＣＳ以上の金属で形成されていることが好ましい。

【0036】

以上の説明では、下電極５１が固定されている一方で上電極５５が下電極５１に対して接近し及び離れるように移動することとしたが、上電極５５を固定して下電極５１を移動させるようにしてもよく、下電極５１及び上電極５５の双方を移動可能にしてもよい。

【符号の説明】

【0037】

１ パッケージ（電子チップパッケージ）
１０ 電子チップ
２０ ステム
２１ ベース
３０ キャップ
３１ 本体
３２ 母材
３３ 低融点金属
３８ レンズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】