CN111727513A - 电子部件搭载用封装件、电子装置以及电子模块 - Google Patents

电子部件搭载用封装件、电子装置以及电子模块 Download PDF

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Abstract

电子部件搭载用封装件具有：绝缘基体，具有主面，包含在主面开口的凹部；以及金属图案，包含从凹部的侧面到主面配置的多个金属层，金属图案在内层具有从钨层、镍层以及金层中选择至少一个金属层，在最外层具有铝层，在绝缘基体的主面具有内层的金属层露出的露出部。

Description

电子部件搭载用封装件、电子装置以及电子模块
技术领域
本发明涉及例如搭载有发光元件等电子部件的电子部件搭载用封装件、电子装置以及电子模块。
背景技术
以往，已知有具有用于搭载发光元件和部件的凹部的发光元件收纳用封装件以及发光装置(例如，参照日本特开2002-232017号公报。)。
发明内容
本公开的电子部件搭载用封装件具有：具有主面并包含在该主面开口的凹部的绝缘基体；和从所述凹部的侧面配置到所述主面且包含多个金属层的金属图案，该金属图案在内层具有选自钨层、镍层以及金层中的至少一个金属层，在最外层具有铝层，在所述主面具有露出所述金属层的露出部。
本公开的电子装置具有：上述结构的电子部件搭载用封装件；被搭载于该电子部件搭载用封装件的电子部件；以及与所述电子部件搭载用封装件的所述露出部接合的盖体。
本公开的电子模块具有：具有连接焊盘的模块用基板；和经由焊料而与所述连接焊盘连接的上述结构的电子装置。
附图说明
图1是表示实施方式中的除了盖体之外的电子装置的俯视图。
图2是图1的A-A线处的纵剖视图。
图3是图2的B部的主要部位放大纵剖视图。
图4是表示实施方式中的电子模块的纵剖视图。
图5是表示实施方式中的除了盖体之外的电子装置的其他例子的主要部位放大纵剖视图。
图6是表示实施方式中的除了盖体之外的电子装置的其他例子的俯视图。
图7是表示实施方式中的除了盖体之外的电子装置的其他例子的主要部位放大俯视图。
图8是表示实施方式中的除了盖体之外的电子装置的其他例子的主要部位放大俯视图。
图9是表示实施方式中的除了盖体之外的电子装置的其他例子的主要部位放大俯视图。
图10是表示实施方式中的除了盖体之外的电子装置的其他例子的主要部位放大俯视图。
图11是表示实施方式中的除了盖体之外的电子装置的其他例子的主要部位放大俯视图。
具体实施方式
参照附图对本公开的例示性的实施方式进行说明。
参照图1～图11对本公开的实施方式中的电子装置进行说明。本实施方式中的电子装置包含电子部件搭载用封装件1、电子部件2和盖体4。如图4所示，电子装置例如使用焊料6连接于构成电子模块的模块用基板5上。
本实施方式的电子部件搭载用封装件1具有例如有主面11a且包含在主面11a开口的凹部11b的绝缘基体11、和从凹部11b的侧面11ba配置到主面11a的金属图案12。
绝缘基体11例如能够使用氧化铝质烧结体(氧化铝陶瓷)、氮化铝质烧结体、莫来石质烧结体或者玻璃陶瓷烧结体等陶瓷。
此外，在绝缘基体11使用树脂材料制作的情况下，例如能够使用环氧树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、或者四氟乙烯树脂为首的氟系树脂等。
绝缘基体11例如如果是由氮化铝质烧结体构成的情况下，则作为主成分添加混合氮化铝、作为烧结助剂的氧化钇、芥子等原料粉末中适当的有机粘合剂以及溶剂等，制成泥浆状，将其通过刮刀法、压延辊法等成形为片状，得到陶瓷生片，然后，对陶瓷生片实施适当的冲裁加工，并且将其层叠多片而形成绝缘基体11用的原始层叠体，在高温(约1800℃)下进行烧成来制作。另外，主成分的氮化铝是指，在将绝缘基体11整体的质量设为100质量％时，在绝缘基体11中含有氮化铝的质量80质量％以上。绝缘基体11中的氮化铝可以含有95质量％以上。如果含有95质量％以上的氮化铝，则容易使绝缘基体11的热传导率为150W/mK以上，能够成为热发散性优异的电子部件搭载用封装件1。
凹部11b用于收纳发光元件等电子部件2并搭载于底面，位于绝缘基体11的第1主面。在图1～11所示的例子中，凹部11b在俯视时呈方形状。
上述的凹部11b通过对绝缘基体11用的陶瓷生片进行激光加工、基于模具的冲裁加工等，在多个陶瓷生片形成作为凹部11b的侧面11ba(侧壁)的贯通孔，能够通过将这些陶瓷生片层叠于未形成贯通孔的陶瓷生片来形成。此外，在绝缘基体11的厚度薄的情况下，成为凹部11b的贯通孔在层叠陶瓷生片后，通过激光加工、基于模具的冲裁加工等形成时能够高精度地进行加工。
此外，如图1～11所示的例子那样，如果凹部11b的侧面11ba向开口侧倾斜，则例如在电子部件2为发光元件的情况下，能够使从发光元件横向放射的光在侧壁向上方良好地反射，从而提高电子装置的亮度。另外，凹部11b的侧壁与凹部11b的底面(第1主面11a)所成的角度θ为钝角，特别是优选为110度～145度。如果将角度θ设为上述的范围，则容易通过冲裁加工稳定并且高效地形成贯通孔的内侧的倾斜，容易使使用了电子部件搭载用封装件1的电子装置小型化。
成为上述的角度θ的凹部11b的侧壁通过使用将冲头的直径与冲模的孔的直径的间隙设定得较大的冲裁模具冲裁陶瓷生片而形成。即，通过将冲模的孔的直径的间隙相对于冲裁模具的冲头的直径设定得较大，从而在从主面侧向另一个主面侧对陶瓷生片进行冲裁时，生片从与冲头的接触面的缘朝向与冲模的孔的接触面的缘被剪断，贯通孔的直径被形成为从主面侧向另一个主面侧扩展。在上述中，通过根据陶瓷生片的厚度等设定冲头的直径与冲模的孔的直径的间隙，能够调节形成于陶瓷生片的贯通孔的内侧面的角度。
此外，也可以在通过冲头的直径与冲模的孔的直径的间隙小的冲裁模具的加工而形成角度约90度的贯通孔之后，在贯通孔的内侧面按压圆锥台形状或者棱锥台形状的模具，从而形成具有从上述那样的一个主面侧向另一个主面侧扩展的角度θ的贯通孔。
布线导体13是用于将搭载电子部件搭载用封装件1的电子部件2与模块用基板5电连接的部件，位于绝缘基体11的表面以及内部。布线导体13的一端部例如导出到凹部11b的底面，布线导体13的另一端部导出到绝缘基体11的下表面。布线导体13用于将搭载于电子部件搭载用封装件1的电子部件2与外部的电路基板电连接。布线导体13包含位于绝缘基体11的表面或者内部的布线导体和贯通构成绝缘基体11的绝缘层并将位于上下的布线导体彼此电连接的贯通导体。
布线导体13能够使用钨(W)、钼(Mo)、锰(Mn)、银(Ag)或者铜(Cu)等金属材料。例如，如果是绝缘基体11由氧化铝质烧结体构成的情况，则将在W、Mo或者Mn等高熔点金属粉末中添加混合适当的有机粘合剂以及溶剂等而得到的布线导体13用的导体膏，预先通过丝网印刷法在成为绝缘基体11的陶瓷生片印刷涂敷规定的图案，通过与成为绝缘基体11的陶瓷生片同时进行烧成，从而覆盖形成于绝缘基体11的规定位置。在布线导体13为贯通导体情况下，通过利用模具、冲头的冲裁加工、激光加工在生片形成贯通孔，通过印刷法在贯通孔填充布线导体13用的导体膏而形成。
在布线导体13的露出的表面，进一步通过电解镀覆法或者无电解镀覆法覆盖镀层。镀层由镍、铜、金或者银等耐腐蚀性、与连接构件的连接性优异的金属构成，例如，依次覆盖厚度0.5～5μm左右的镍镀层和0.1～3μm左右的金镀层。由此，能够有效地抑制布线导体13腐蚀，并且能够使布线导体13与电子部件2的连接构件3的接合、布线导体13与接合线等连接构件的接合、布线导体13与外部的模块用基板5的布线的接合牢固。
此外，也可以在布线导体13的从绝缘基体11露出的表面覆盖1～10μm左右的银镀层。如果在布线导体13的最表面覆盖银镀层，则能够成为例如能够良好地反射从发光元件发散到布线导体13侧的光的电子装置。
此外，也可以夹设由上述以外的金属构成的镀层，例如，钯镀层等。
此外，也可以在布线导体13的最表面覆盖银镀层，在其他布线导体13的最表面覆盖金镀层。这是因为，金镀层与银镀层相比，与连接构件、外部电路基板的布线的接合性优异，银镀层与金镀层相比，对光的反射率较高。此外，也可以将布线导体13的最表面作为银与金的合金镀层，例如，设为银和金的全率固溶的合金镀层。
金属图案12与布线导体13不接触地分离配置，从凹部11b的四个侧面11ba配置到主面11a。在此，金属图案12与布线导体13分离表示布线导体13与金属图案12相互电独立。例如，金属图案12例如从凹部11b的底面起具有0.05mm～0.2mm左右的间隙，从凹部11b的侧面11ba的中途起配置。金属图案12的凹部11b的底面侧的端部也可以在凹部11b的底面搭载电子部件2时，例如位于比发光元件的发光面更靠近凹部11b的底面侧。
金属图案12包含从凹部11b的侧面11ba配置到主面11a的多个金属层，在内层具有从钨层、镍层以及金层中选择的至少一个金属层12b，在最外层12a具有铝层。在金属图案12的最外层12a，使用例如对于发光元件发出的光的反射率比绝缘基体11优异的金属即铝层。金属图案12例如通过采用蒸镀法、离子镀法、溅射法等薄膜形成技术，被设置为从凹部11b的侧面11ba朝向绝缘基体11a的主面11a。此外，为了提高绝缘基体11与作为金属图案12的最外层12a的铝层的紧贴性，在绝缘基体11与铝层之间，在内层具有从钨层、镍层以及金层中选择的至少一个金属层12b。此外，在铝层的最外层12a与钨层、镍层以及金层的金属层12b之间，也可以具有钛层作为抑制钨、镍以及金扩散到铝层的阻挡层。另外，内层的金属层12b的厚度为0.1μm～50μm，阻挡层的厚度为0.05μm～0.5μm，最外层12a的厚度为0.05μm～3μm。
金属图案12在绝缘基体11的主面11a具有露出内层的金属层12b的露出部12c，由后述的玻璃、树脂、陶瓷等构成，设置金层、白金层、铬层等的盖体4在密封部经由AuSn等接合材料与金属图案12的露出部12c接合而被密封。另外，AuSn等接合材料以被作为金属图案12的最外层12a的铝层润湿，容易被内层的钨层、镍层以及金层润湿。另外，露出部12c为框状，在俯视时从凹部11b侧的内缘配置到绝缘基体11的外缘。
如上所述，金属图案12包含从绝缘基体11的凹部11b的侧面11ba配置到主面11a的多个金属层，在内层具有钨层、镍层以及金层中选择的至少一个金属层12b，在最外层12a具有铝层，在绝缘基体11的主面11a具有露出内层的金属层12b的露出部12c。通过设为上述的结构，例如，在将盖体4与电子部件搭载用封装件1的露出部12c接合的情况下，将发光元件收纳用封装件1的露出部12c与盖体4接合的接合材料通过不易被接合材料润湿的最外层12a的铝层，容易停留在露出部12c，不易向凹部11b流动，不易阻碍接合材料反射光，成为光被铝层反射的部件，成为光良好地反射的电子部件搭载用封装件1。
另外，也可以在绝缘基体11形成金属图案12之前，在布线导体13的露出的表面形成预先覆盖有上述的镀层的状态。由此，在制作发光元件搭载用基板1时，能够抑制金属图案12的表面因镀覆液等而变质。
此外，在电子部件搭载用封装件1为小型的情况下，为了使处理变得容易，高效地制造多个封装件，也能够使用纵横排列有多个成为绝缘基体11的区域112的多联用基板来制作。在上述中，沿着成为各个绝缘基体11的区域的外缘形成V字状的槽，通过在成为多个绝缘基体11的区域同时形成金属图案12，能够高效地形成从凹部11b的侧面11ba到主面11a具有金属图案12的电子部件搭载用封装件1。
此外，如图5～11所示的例子那样，铝层具有从凹部11b的侧面11ba配置到凹部11b侧的主面11a的部分。通过设为上述的结构，例如，在将盖体4与电子部件搭载用封装件1的露出部12c接合的情况下，在不易被接合材料润湿的铝层从凹部11b的侧面11ba配置到凹部11b侧的主面11a的部分，接合材料不易位于凹部11b侧的主面11a，不易阻碍接合材料反射光，成为光被铝层反射的部件，成为光良好地反射的电子部件搭载用封装件1。另外，铝层也可以具有从凹部11b的四个侧面11ba整体配置到凹部11b侧的主面11a整体的部分。
此外，如图6～11所示的例子那样，露出部12c为框状，具有露出部12c的宽度较窄的狭窄部12ca。通过设为上述的结构，例如，在将盖体4与电子部件搭载用封装件1的露出部12c接合的情况下，通过位于狭窄部12ca的凹部11b侧的外侧的、不易被接合材料润湿的铝层、接合材料不易位于狭窄部12ca的凹部11b侧的外侧，不易阻碍接合材料反射光，成为光被铝层反射的部件，成为光良好地反射的电子部件搭载用封装件1。
此外，如图6所示的例子那样，狭窄部12ca位于露出部12c的边部。通过设为上述的结构，例如在将盖体4与电子部件搭载用封装件1的露出部12c接合的情况下，通过与位于框状的露出部12c的边部的狭窄部12ca对应地配置的不易被接合材料润湿的铝层，接合材料难以扩展流动到与露出部12c的边部对应的凹部11b的侧面11ba，难以阻碍接合材料反射光，成为光被铝层反射的部件，成为光良好地反射的电子部件搭载用封装件1。另外，狭窄部12ca也可以位于露出部12c的四个边部。
此外，如图7～10所示的例子那样，狭窄部12ca位于露出部12c的角部。通过设为上述的结构，例如，在将盖体4与电子部件搭载用封装件1的露出部12c接合的情况下，即使将发光元件收纳用封装件1的露出部12c与盖体4接合的接合材料有可能向凹部11b的角部流动而积存，也能够通过与位于框状的露出部12c的角部的狭窄部12ca对应地配置的接合材料不易被润湿的铝层，抑制接合材料向凹部11b的角部流动，接合材料难以阻碍反射光，光能够被铝层反射，成为光良好地反射的电子部件搭载用封装件1。另外，狭窄部12ca也可以位于露出部12c的四个角部。
此外，如图6～11所示的例子那样，在俯视时，铝层具有向露出部12c侧突出的突出部12aa。通过设为上述的结构，例如，在将盖体4与电子部件搭载用封装件1的露出部12c接合的情况下，在俯视时，通过向露出部12c侧突出的不易被接合材料润湿的铝层的突出部12aa，接合材料不易位于突出部12aa，不易阻碍接合材料反射光，成为光被铝层反射的部件，成为光良好地反射的电子部件搭载用封装件1。另外，既可以在突出部12aa位于边部的情况下位于四个边部，也可以在突出部12aa位于角部的情况下位于四个角部。此外，在突出部12aa的外形的形状中，可以如图6所示的例子那样为长圆弧状，也可以如图7所示的例子那样为圆弧状，还可以如图8所示的例子那样，是前端突出、前端所成的角为锐角的形状，还可以如图9所示的例子那样，前端是突出的方形，还可以如图10所示的例子那样，前端是突出的圆弧状。
此外，如图11所示的例子那样，在俯视时，突出部12aa也可以从边部到角部逐渐大幅突出。通过设为上述的结构，例如，在将盖体4与电子部件搭载用封装件1的露出部12c接合的情况下，在俯视时，通过向露出部12c侧突出的不易被接合材料润湿的铝层的突出部12aa，接合材料不易位于从边部到角部逐渐大幅突出的突出部12aa，更不易阻碍接合材料反射光，成为光被铝层反射的部件，成为光被更良好地反射的电子部件搭载用封装件1。
此外，如图6～11所示的例子那样，在俯视时，铝层的外形为方形，铝层的外形中的边部与突出部12aa所成的角θ1为钝角。通过设为上述的结构，例如，在将盖体4与电子部件搭载用封装件1的露出部12c接合的情况下，容易被接合材料润湿的金属层12b的露出部12c具有成为钝角的部分，接合材料容易因露出部12c而停留，抑制了难以被接合材料润湿的最外层12a的铝层向凹部11b流动的情况，成为不易阻碍接合材料反射光、光被铝层反射的部件，成为光良好地反射的电子部件搭载用封装件1。另外，由于铝层的突出部12aa的外形有时包含曲线，因此铝层的外形中的边部与突出部12aa所成的角θ1如下定义。即，角度θ1是铝层的外形的边部与突出部12aa的边部侧的近似直线所成的角度。在此，近似直线是指通过最小二乘法得到的直线。
电子部件搭载用封装件1通过在搭载部搭载有发光元件等电子部件2来制作电子装置。在搭载于电子部件搭载用封装件1的电子部件2为倒装芯片型的情况下，电子部件2的电极与布线导体13经由焊料凸块或者金凸块等连接构件3而被电连接以及机械连接，从而搭载于电子部件搭载用封装件1。在电子部件2为引线接合型的情况下，电子部件2通过焊料等接合材料固定于布线导体13上之后，经由接合线等连接构件将电子部件2的电极与布线导体13电连接，从而搭载于电子部件搭载用封装件1。
电子部件2是发出可见光、红外线、紫外线的各种发光二极管(Light EmittingDiode：发光二极管)等发光元件等。另外，电子部件2由AuSn等接合材料、以及玻璃、树脂、陶瓷等构成，通过在密封部具有金层、白金层、铬层等的盖体4而被密封。
电子装置经由焊料6而与模块用基板5的连接焊盘41连接，成为电子模块。
本实施方式的电子部件搭载用封装件1具有：具有主面11a且包含在主面11a开口的凹部11b的绝缘基体11；从凹部11b的侧面11ba配置到主面11a且包含多个金属层的金属图案12，金属图案12在内层具有选自钨层、镍层以及金层中的至少一个金属层12b，由于在最外层12a具有铝层，在绝缘基体11的主面11a具有露出内层的金属层12b的露出部12c，因此，例如，在将盖体4与电子部件搭载用封装件1的露出部12c接合的情况下，将发光元件收纳用封装件1的露出部12c与盖体4接合的接合材料通过不易被接合材料湿润的最外层12a的铝层，容易停留在露出部12c，不易向凹部11b流动，不易阻碍接合材料反射光，成为光被铝层反射的部件，成为光良好地反射的电子部件搭载用封装件1。
本实施方式的电子装置具有上述结构的电子部件搭载用封装件1、搭载于电子部件搭载用封装件1的电子部件2、以及与电子部件搭载用封装件1的露出部12c接合的盖体4，因此能够将光良好地放射到外部。
本实施方式的电子模块具有模块用基板5及与模块用基板5连接的上述结构的电子装置，因此能够形成能够将光良好地放射到外部的电子模块。
本公开并不限定于上述的实施方式的例子，能够进行各种变更。例如，绝缘基体11、凹部11b在俯视时呈方形状，但也可以是圆形状。此外，在电子部件搭载用封装件1中，可以搭载多个电子部件2，也可以根据需要搭载齐纳二极管、电阻元件或者电容元件等小型的电子部件。

Claims (9)

1.一种电子部件搭载用封装件，其特征在于，具有：
绝缘基体，具有主面，包含在该主面开口的凹部；以及
金属图案，从所述凹部的侧面配置到所述主面且包含多个金属层，
该金属图案在内层具有选自钨层、镍层以及金层中的至少一个金属层，在最外层具有铝层，在所述主面具有所述金属层露出的露出部。
2.根据权利要求1所述的电子部件搭载用封装件，其特征在于，
所述铝层具有从所述凹部的侧面配置到所述凹部侧的所述主面的部分。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件搭载用封装件，其特征在于，
所述露出部为框状，且具有所述露出部的宽度较窄的狭窄部。
4.根据权利要求3所述的电子部件搭载用封装件，其特征在于，
所述狭窄部位于所述露出部的边部。
5.根据权利要求3所述的电子部件搭载用封装件，其特征在于，
所述狭窄部位于所述露出部的角部。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电子部件搭载用封装件，其特征在于，
在俯视时，所述铝层具有向所述露出部侧突出的突出部。
7.根据权利要求6所述的电子部件搭载用封装件，其特征在于，
在俯视时，所述铝层的外形呈方形状，
所述铝层的外形中的边部与所述突出部所成的角为钝角。
8.一种电子装置，其特征在于，具有：
权利要求1～7中任一项所述的电子部件搭载用封装件；
被搭载于该电子部件搭载用封装件的电子部件；以及
与所述电子部件搭载用封装件的所述露出部接合的盖体。
9.一种电子模块，其特征在于，具有：
具有连接焊盘的模块用基板；以及
经由焊料而与所述连接焊盘连接的权利要求8所述的电子装置。
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