DE112011102296T5

DE112011102296T5 - Elektronische Oberflächenbefestigungskomponente

Info

Publication number: DE112011102296T5
Application number: DE112011102296T
Authority: DE
Inventors: Koji Hayashi; Masatoshi Arishiro; Seiichi MORITA
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2013-05-02
Anticipated expiration: 2031-03-10
Also published as: US20130094163A1; JP5464215B2; DE112011102296B4; JPWO2012005024A1; US9161473B2; CN102934221A; WO2012005024A1; CN102934221B

Abstract

Bereitgestellt wird eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente, die einen hohlen Umhüllungsteil in einer sicheren Weise hermetisch abdichten kann und verhindern kann, dass der interne Druck des hohlen Umhüllungsteils bei Erwärmung während des Vorgangs des Aufschmelzlötens oder des Vorgangs des Anbringen mittels eines leitfähigen Haftmittels ansteigt. Eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente 1 umfasst ein Harzgehäuse 2, Metallanschlüsse 4, 5 und 6 und eine Abdichtungsmetallplatte 3, die einstückig durch Einfügungsformen geformt sind. Ein hohler Umhüllungsteil 2a und ein Durchgangsloch 2b sind in dem Gehäuse 2 gebildet. Das Loch 2b führt von dem Teil 2a zu einer Oberfläche des Gehäuses 2. Die Platte 3 dichtet das Loch 2b ab. Die Platte 3 weist einen linearen Ausdehnungskoeffizienten auf, der sich von einem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Gehäuses 2 unterscheidet, sodass eine Verformung zum Aufheben der Abdichtung des Lochs 2b bei Erwärmung entsteht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente, die auf einem Substrat oder dergleichen befestigt werden soll. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente, die eine Struktur aufweist, bei der Metallanschlüsse und ein Harzgehäuse, das einen hohlen Umhüllungsteil aufweist, einstückig durch Einfügungsformen geformt sind.
Hintergrundtechnik
Mit dem Fortschritt der hochdichten Befestigung in elektronischer Ausrüstung werden heutzutage verschiedene elektronische Oberflächenbefestigungskomponenten verwendet. Einige Elektronikkomponentenchips erfordern eine hermetische Abdichtung. Um einen derartigen Elektronikkomponentenchip einzuschließen, wurde bisher in der Technik eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente verwendet, die ein Harzgehäuse umfasst, das einen hohlen Umhüllungsteil aufweist.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die die Befestigungsstruktur einer elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente darstellt, die in der Patentliteratur (PTL 1), die unten gezeigt ist, offenbart ist. Eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente 1001 ist auf einem Substrat 1002 befestigt. Elektroden 1003 und 1004 sind auf dem Substrat 1002 gebildet. Die Metallanschlüsse 1005 und 1006 der elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente 1001 sind mittels Lötmittelperlen 1007 und 1008 an den Elektroden 1003 bzw. 1004 angebracht. Ein Aufschmelzlötverfahren wird für das Anbringen verwendet.
Die elektronische Oberflächenbefestigungskomponente 1001 weist folgende Struktur auf: ein oberes Abdeckbauteil 1010 ist an einem oben offenen Gehäusekörper 1009 angebracht; ein Anbringungsmaterial 1011 ist sandwichartig zwischen der Abdeckung 1010 und dem Gehäuse 1009 angeordnet, um dieselben aneinander zu fixieren. Deshalb weist die elektronische Oberflächenbefestigungskomponente 1001 eine Umhüllungsstruktur auf, die einen Innenraum umfasst, der als ein Umhüllungsraum fingiert. Ein Elektronikkomponentenchip, der nicht dargestellt ist, ist in diesem hohlen Umhüllungsteil umschlossen. Die Metallanschlüsse 1005 und 1006 sind mit dem Elektronikkomponentenchip verbunden.
Wenn die elektronische Oberflächenbefestigungskomponente 1001 durch Verwendung des Aufschmelzlötverfahrens an dem Substrat 1002 befestigt ist, wird Lötmittel auf eine Temperatur erwärmt, bei der es schmilzt, beispielsweise etwa 260°C. Der interne Druck der elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente 1001 nimmt aufgrund der Erwärmung zu. Um zu verhindern, dass das Gehäuse aufgrund der Erhöhung des internen Drucks beschädigt wird, ist ein Durchgangsloch 1012 gebildet, wie in 9 dargestellt ist. Das Loch 1012 ist durch eine Seitenwand des Gehäusekörpers 1009 gebildet. Der Metallanschluss 1005 erstreckt sich von innerhalb des Durchgangslochs 1012 auf die untere Oberfläche des Gehäusekörpers 1009, und zwar mittels der Seitenoberfläche desselben. Bei dem Vorgang des Anhebens des internen Drucks aufgrund der Wärme, die zu dem Zeitpunkt des Aufschmelzlötens angewendet wird, entweicht Luft aus dem Inneren des Gehäusekörpers 1009 durch das Durchgangsloch 1012 nach draußen. Hierdurch ist es möglich, ein wesentliches Ansteigen des internen Drucks des Gehäuses zu verhindern. Nach einem Erwärmen während des Vorgangs des Aufschmelzlötens kann sich die befestigte Komponente auf Raumtemperatur abkühlen. Bei dem Kühlschritt härtet das Lötmittel 1007, das in einem geschmolzenen Zustand ist. Folglich werden, wie in 9 dargestellt ist, der Metallanschluss 1005 und die Elektrode 1003 aneinander angebracht. Da ein Teil des Lötmittels 1007 in dem geschmolzenen Zustand in das Durchgangsloch 1012 fließt, wird das Durchgangsloch 1012 als ein Ergebnis der Verfestigung des geschmolzenen Lötmittels abgedichtet. Deshalb ist das Gehäuse, das einem Aufschmelzlöten unterworfen wurde, hermetisch abgedichtet.
Zitatliste
Patent Literatur

PTL 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2006-294757

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In der elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente 1001, die in der PTL 1 offenbart ist, wird der interne Druck des hohlen Umhüllungsteils im Inneren des Gehäuses, wenn dasselbe auf Raumtemperatur abkühlt, nachdem es während des Vorgangs des Aufschmelzlötens erwärmt wurde, negativ. Aus diesem Grund besteht das Risiko, dass, wenn das geschmolzene Lötmittel 1007 in das Durchgangsloch 1012 fließt, ein Teil desselben über das Durchgangsloch 1012 hinaus in den hohlen Umhüllungsteil fließt. Wenn das Lötmittel 1007 in den hohlen Umhüllungsteil gelangt, besteht das Risiko, dass es an dem inneren Elektronikkomponentenchip, der Verdrahtung und dergleichen klebt. Das Kleben des Lötmittels an denselben macht es schwierig, ein erwünschtes elektrisches Verhalten zu erzielen, was ein Problem bei einem Rückgang einer Nicht-Fehlerhaft-Rate bewirkt.
Das gleiche Problem entsteht, wenn ein elektrisch leitfähiges Haftmittel, das bei Erwärmung härtet, als Ersatz für Lötmittel verwendet wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente bereitzustellen, die es möglich macht, einen hohlen Umhüllungsteil in einer sicheren Art und Weise hermetisch abzudichten, und die weniger anfällig für das Fließen von Lötmittel oder eines elektrisch leitfähigen Haftmittels in den hohlen Umhüllungsteil nach der Befestigung an einem Substrat ist.
Lösung des Problems
Eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente gemäß einem bestimmten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Harzgehäuse, das einen hohlen Umhüllungsteil umfasst; einen Metallanschluss, der einstückig durch Einfügungsformen zusammen mit dem Harzgehäuse geformt ist, wobei sich der Metallanschluss von dem hohlen Umhüllungsteil zu einem Äußeren des Harzgehäuses erstreckt; und eine Abdichtungsmetallplatte, die einstückig durch Einfügungsformen zusammen mit dem Harzgehäuse geformt ist. Ein Durchgangsloch, das von dem hohlen Umhüllungsteil des Harzgehäuses zu einer Oberfläche des Harzgehäuses führt, ist in dem Harzgehäuse gebildet. Die Abdichtungsmetallplatte dichtet das Durchgangsloch ab. Die Abdichtungsmetallplatte besitzt einen linearen Ausdehnungskoeffizienten, der sich von einem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Harzgehäuses unterscheidet, sodass eine Verformung zum Aufheben der Abdichtung des Durchgangslochs bei Erwärmung auftritt.
In einer elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente gemäß dem obigen Aspekt der Erfindung kann der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte höher sein als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses.
Der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte kann niedriger sein als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses.
Dies bedeutet, dass es unabhängig davon, ob der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte höher oder niedriger ist als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses, möglich ist, zu bewirken, dass die Abdichtungsmetallplatte und das Durchgangsloch verformt werden, um eine Abdichtung des Durchgangslochs aufzuheben, und zwar aufgrund eines Unterschieds zwischen den linearen Ausdehnungskoeffizienten, was durch erfinderisches Entwerfen der Form und der Struktur der Abdichtungsmetallplatte und des Durchgangslochs erzielt wird.
Bei einer elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Durchgangsloch einen ersten Durchgangslochteil, der an einer Seite des hohlen Umhüllungsteils gebildet ist, und umfasst ferner einen zweiten oder den ersten Durchgangslochteil, der in Kommunikation mit dem ersten Durchgangslochteil steht und an einer Position gebildet ist, die verglichen mit dem ersten Durchgangslochteil näher an der Oberfläche des Harzgehäuses ist; ein Öffnungsbereich des zweiten Durchgangslochteils an einem Ende, das näher an dem ersten Durchgangslochteil ist, ist größer als ein Öffnungsbereich des ersten Durchgangslochteils an einem Ende, das näher an dem zweiten Durchgangslochteil ist, oder alternativ ist ein Öffnungsbereich des ersten Durchgangslochteils an einem Ende, das näher an dem zweiten Durchgangslochteil ist, größer als ein Öffnungsbereich des zweiten Durchgangslochteils an einem Ende, das näher an dem ersten Durchgangslochteil ist; und ein abgestufter Teil, der eine Sperroberfläche umfasst, die sich in einer Richtung erstreckt, die eine Richtung schneidet, in der sich das Durchgangsloch erstreckt, ist zwischen dem ersten Durchgangslochteil und dem zweiten Durchgangslochteil gebildet. Mit einer derartigen Struktur ist es möglich, das Durchgangsloch sicher zwischen dem ersten Durchgangslochteil und dem zweiten Durchgangslochteil abzudichten, und zwar durch Verwenden des Kontakts einer Oberfläche der Metallplatte mit der Sperroberfläche. Deshalb wird es bevorzugt, dass die Oberfläche der Metallplatte in Kontakt mit der Sperroberfläche steht.
Bei einer elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente gemäß wiederum einem weiteren Aspekt der Erfindung fungiert die Abdichtungsmetallplatte außerdem auch als Metallanschluss. Wie oben erwähnt wurde, kann die Abdichtungsmetallplatte auch als der Metallanschluss der elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente fungieren. Mit einer derartigen Struktur ist es nicht notwendig, die Abdichtungsmetallplatte als ein Bauteil vorzusehen, das von dem Metallanschluss getrennt ist. Deshalb ist es möglich, die Anzahl von Komponenten zu reduzieren.
Eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente gemäß wiederum einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ferner ein Elektronikkomponentenelement, das in dem hohlen Umhüllungsteil eingeschlossen ist. So kann mit einer Auswahl aus verschiedenen Elektronikkomponentenelementen eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente bereitgestellt werden, die verschiedene elektrische Charakteristika mit einer hohen Nicht-Fehlerhaft-Rate bietet.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Bei einer elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente gemäß einem bestimmten Aspekt der Erfindung dichtet die Abdichtungsmetallplatte das Durchgangsloch, das in dem Harzgehäuse gebildet ist, ab. Deshalb ist es möglich, den hohlen Umhüllungsteil hermetisch abzudichten. Zusätzlich ist es, da die Abdichtungsmetallplatte einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der sich von einem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Harzgehäuses unterscheidet, sodass die Abdichtungsmetallplatte, um eine Abdichtung des Durchgangslochs aufzuheben, bei Erwärmung verformt wird, möglich, den internen Druck des hohlen Umhüllungsteils während des Verfahrens der Oberflächenbefestigung zu reduzieren, und zwar beispielsweise unter Verwendung von Aufschmelzlöten oder Anbringen (Bonden) mittels eines leitfähigen Haftmittels, das bei Erwärmung härtet. So ist das Harzgehäuse weniger anfällig gegenüber Beschädigung usw. Wenn die Temperatur nach dem Erwärmen abnimmt, kehrt die Abdichtungsmetallplatte in einen Zustand zurück, in dem sie das Durchgangsloch abdichtet. So ist es möglich, den hohlen Umhüllungsteil der elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente nach der Befestigung sicher abzudichten.
Figurenkurzbeschreibung
1(a) ist eine Frontschnittansicht einer elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1(b) ist eine Hinteransicht derselben;
2 ist eine Frontschnittansicht eines Teils, der in 1(a) durch II gezeigt ist, als wesentlicher Teil einer elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei der Teil in einer vergrößerten Ansicht mit einem Teilausschnitt zum Erklären eines Zustands gezeigt ist, in dem eine Abdichtungsmetallplatte ein Durchgangsloch abdichtet;
3 ist eine teilausgeschnittene und vergrößerte Frontschnittansicht zum Erklären, bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, eines Zustands, in dem die Abdichtung des Durchgangslochs aufgrund der Verformung der Abdichtungsmetallplatte bei Erwärmung während des Vorgangs des Aufschmelzlötens aufgehoben ist;
4 ist eine teilausgeschnittene und vergrößerte Frontschnittansicht zum Erklären, bei einem abweichenden Beispiel eines exemplarischen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, eines Zustands, in dem die Abdichtung des Durchgangslochs aufgrund der Verformung der Abdichtungsmetallplatte bei Erwärmung während des Vorgangs des Aufschmelzlötens aufgehoben ist;
5 ist eine Frontschnittansicht einer elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine teilausgeschnittene und vergrößerte Frontschnittansicht zum Erklären eines Zustands, bei dem eine Abdichtungsmetallplatte einer elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Durchgangsloch derselben abdichtet;
7 ist eine teilausgeschnittene und vergrößerte Frontschnittansicht zum Erklären eines Zustands, bei dem die Abdichtungsmetallplatte der elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Abdichtung des Durchgangslochs derselben aufhebt;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand schematisch darstellt, bei dem eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente gemäß dem Stand der Technik auf einem Substrat befestigt ist; und
9 ist eine teilausgeschnittene und vergrößerte Seitenschnittansicht, die einen wesentlichen Teil einer Struktur darstellt, bei der die elektronische Oberflächenbefestigungskomponente gemäß dem Stand der Technik auf dem Substrat befestigt ist.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden nun exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert, wodurch deren Aspekte verdeutlicht werden.
1(a) ist eine Frontschnittansicht einer elektronischen Komponente gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1(b) ist eine Unteransicht derselben.
Eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente 1 umfasst ein Harzgehäuse 2. Das Harzgehäuse 2 ist ein Harzformkörper, der einen hohlen Umhüllungsteil 2a aufweist. Das Material des Harzgehäuses 2 ist auf kein spezifisches Harz eingeschränkt. Beispielsweise könnte es ein wärmebeständiger technischer Kunststoff, wie z. B. PPS (Polyphenylensulfid-Harz) sein. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird LCP (Liquid Crystal Polymer = Flüssigkristallpolymer) als Material des Harzgehäuses 2 verwendet.
Das Harzgehäuse 2, eine Abdichtungsmetallplatte 3 und Metallanschlüsse 4 und 5 bilden eine einzelne geformte Struktur. Insbesondere wird Einfügungsformen zum einstückigen Formen derselben wie folgt verwendet. Die Abdichtungsmetallplatte 3 und die Metallanschlüsse 4 und 5 werden im Inneren einer Metallform platziert. Dann wird Harz, das sich zu dem Harzgehäuse 2 bilden wird, zum Einfügungsformen in die Metallform injiziert.
Ein Elektronikkomponentenelement 7 ist in dem hohlen Umhüllungsteil 2a eingeschlossen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Infrarotstrahlung-Sensorelement als das Elektronikkomponentenelement 7 verwendet. Das Elektronikkomponentenelement 7 ist nicht auf ein Infrarotstrahlung-Sensorelement eingeschränkt. Beispielsweise kann ein FET in dem hohlen Umhüllungsteil 2a als das Elektronikkomponentenelement 7 eingeschlossen sein. Eine Mehrzahl von Elektronikkomponentenelementen kann in dem hohlen Umhüllungsteil 2a eingeschlossen sein.
Jeder der Metallanschlüsse 4 und 5 ist an einem Teil, der in 1(a) nicht dargestellt ist, elektrisch mit dem Elektronikkomponentenelement 7 verbunden. Deshalb erstreckt sich jeder der Metallanschlüsse 4 und 5 von innerhalb des hohlen Umhüllungsteils 2a auf eine Oberfläche des Harzgehäuses 2.
Wie der Metallanschluss 4 in 1(a) gezeigt ist, scheint es, dass er sich nicht auf die untere Oberfläche der elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente 1 erstreckt. Der Metallanschluss erstreckt sich jedoch in Wirklichkeit in eine Richtung in Richtung der Rückseite des Blatts, und zwar so, dass, wie in 1(b) dargestellt ist, ein Teil des Metallanschlusses auf der unteren Oberfläche der elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente 1 gebildet ist. Zusätzlich zu den Metallanschlüssen 4 und 5, die in 1(a) dargestellt sind, erstreckt sich ein weiterer Metallanschluss 6, der in 1(a) nicht dargestellt ist, von innerhalb des hohlen Umhüllungsteils 2a auf die untere Oberfläche der elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente 1, was bedeutet, dass ein Teil des Metallanschlusses auch auf der unteren Oberfläche gebildet ist.
Die Metallanschlüsse 4, 5 und 6 der elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente 1 sind durch Verwendung eines leitfähigen Anbringungsmaterials, wie z. B. von Aufschmelzlötmittel oder eines leitfähigen Haftmittels, an der Oberfläche eines Substrats angebracht.
Die Metallanschlüsse 4, 5 und 6 sind aus dem gleichen Metallmaterial hergestellt wie die Abdichtungsmetallplatte 3, die später beschrieben wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Metallanschlüsse 4, 5 und 6 und die Abdichtungsmetallplatte 3 aus einer CU-Legierung hergestellt, die einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 18,2 ppm/°C aufweist.
Ungeachtet von Obigem können die Metallanschlüsse 4, 5 und 6 aus einem Metallmaterial hergestellt sein, das sich von demjenigen der Abdichtungsmetallplatte 3 unterscheidet.
Ein Durchgangsloch 2b ist zwischen dem hohlen Umhüllungsteil 2a und der unteren Oberfläche des Harzgehäuses 2 gebildet. Wie in 3 dargestellt ist, umfasst das Durchgangsloch 2b einen ersten Durchgangslochteil 2c und einen zweiten Durchgangslochteil 2d. Der erste Durchgangslochteil 2c ist an einer Seite des hohlen Umhüllungsteils gebildet, d. h. an einer Position, die näher an dem hohlen Umhüllungsteil 2a ist. Der zweite Durchgangslochteil 2d steht in Kommunikation mit dem ersten Durchgangslochteil 2c. Der zweite Durchgangslochteil 2d ist an einer Position gebildet, die näher an der unteren Oberfläche des Harzgehäuses 2 ist. Die Flächengröße der Öffnung des ersten Durchgangslochteils 2c an dessen einem Ende, das näher an dem zweiten Durchgangslochteil 2d ist, ist kleiner als die Flächengröße der Öffnung des zweiten Durchgangslochteils 2d an dessen einem Ende, das näher an dem ersten Durchgangslochteil 2c ist. Deshalb ist ein abgestufter Teil, der eine Sperroberfläche 2e umfasst, zwischen dem ersten Durchgangslochteil 2c und dem zweiten Durchgangslochteil 2d gebildet.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Querschnittsform des ersten Durchgangslochteils 2c ein Kreis. Die Querschnittsform des ersten Durchgangslochteils 2c jedoch ist nicht darauf eingeschränkt. Sie kann beispielsweise viereckig sein.
Andererseits ist die Querschnittsform des zweiten Durchgangslochteils 2d ein Rechteck. Die Querschnittsform des zweiten Durchgangslochteils 2d jedoch ist nicht darauf eingeschränkt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung führt das Durchgangsloch 2b von dem hohlen Umhüllungsteil 2a zu der unteren Oberfläche des Harzgehäuses 2. Ungeachtet von Obigem kann das Durchgangsloch 2b in einer derartigen Weise gebildet sein, um zu einer anderen Oberfläche als der unteren Oberfläche des Harzgehäuses 2 zu führen. Beispielsweise kann das Durchgangsloch 2b zu einer Seitenoberfläche oder der oberen Oberfläche führen.
Die Abdichtungsmetallplatte 3 dichtet das Durchgangsloch 2b ab. Insbesondere steht, wie in 2 dargestellt ist, ein Teil nahe an der Spitze 3a der Abdichtungsmetallplatte 3 in den Raum des Durchgangslochs 2b vor. Eine Hauptoberfläche der Abdichtungsmetallplatte 3 steht in Kontakt mit der Sperroberfläche 2e, die oben erwähnt wurde. Der spitzenseitige Teil der Abdichtungsmetallplatte 3 befindet sich in derselben in einer derartigen Weise, um die Öffnung am unteren Ende des ersten Durchgangslochteils 2c abzudichten. Deshalb ist die Größe W der Abdichtungsmetallplatte 3 in der Breitenrichtung größer als der Durchmesser des ersten Durchgangslochteils 2c. Die Breitenrichtung, entlang der die Größe W der Abdichtungsmetallplatte 3 hierin definiert ist, ist eine Richtung orthogonal zu einer Richtung in Richtung der Spitze 3a der Abdichtungsmetallplatte 3.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Abdichtungsmetallplatte 3 in einer derartigen Weise vorgesehen, dass ihre Hauptoberfläche in Kontakt mit der Sperroberfläche 2e steht und zusätzlich die Oberfläche den ersten Durchgangslochteil 2c schließt. Deshalb ist der Raum im Inneren des hohlen Umhüllungsteils 2a bei Normaltemperatur, die von etwa 10–30°C reicht, in einer sicheren Weise hermetisch abgedichtet.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte 3 18,2 ppm/°C, wie bereits beschrieben wurde. Andererseits beträgt der lineare Ausdehnungskoeffizient von LCP (Flüssigkristallpolymer), das das Harzmaterial des Harzgehäuses 2 ist, 16 ppm/°C. Deshalb ist der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte 3 höher als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses 2.
Das Material der Abdichtungsmetallplatte 3 ist unter der Bedingung, dass der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte 3 höher ist als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses 2, auf kein spezifisches Metall eingeschränkt. Deshalb könnte beispielsweise Aluminium mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 24 ppm/°C oder Zink mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 39 ppm/°C als Ersatz für die Cu-Legierung verwendet werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung öffnet die oben beschriebene Abdichtungsmetallplatte 3, die den hohlen Umhüllungsteil 2a bei Normaltemperatur in einer sicheren Weise hermetisch abdichtet, das Durchgangsloch 2b zum Aufheben der Abdichtung bei Erwärmung während des Vorgangs des Aufschmelzlötens oder des Vorgangs des Anbringens mittels eines leitfähigen Haftmittels. Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 wird nun das obige Verhalten der Abdichtungsmetallplatte 3 zum Abdichten und Aufheben der Abdichtung detaillierter erläutert.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte 3 höher gesetzt als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses 2, sodass bei Erwärmung die Abdichtungsmetallplatte 3 in einer derartigen Weise verformt werden kann, dass die Spitze 3a der Abdichtungsmetallplatte 3 von der Sperroberfläche 2e abhebt, um ein Entweichen von Luft im Inneren zu ermöglichen, wie durch einen Pfeil B gezeigt ist.
Unter Normaltemperaturbedingungen, beispielsweise bei Raumtemperatur von etwa 25°C, wird der erste Durchgangslochteil 2c durch die Abdichtungsmetallplatte 3 geschlossen, wie in 2 dargestellt ist. Deshalb ist der hohle Umhüllungsteil 2a hermetisch abgedichtet.
Wenn die elektronische Oberflächenbefestigungskomponente 1 durch die Verwendung von Aufschmelzlöten an einem Substrat befestigt wird, wird diese auf eine Temperatur von etwa 260–280°C erwärmt. Da Lötmittel bei diesem Vorgang aufgrund des Erwärmen schmilzt, werden die Metallanschlüsse 4, 5 und 6, die vorher beschrieben wurden, mit Elektroden, die auf der Oberfläche des Substrats gebildet sind, verbunden. Bei diesem Vorgang wird die Abdichtungsmetallplatte 3 ebenso auf eine Temperatur von etwa 260–280°C erwärmt.
Wie oben beschrieben wurde, ist der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte 3 höher als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses 2. Aus diesem Grund wird, wie in 3 dargestellt ist, der zuvor erwähnte Teil der Abdichtungsmetallplatte 3, der in den Raum des Durchgangslochs 2b vorsteht, aufgrund der Ausdehnung verformt. Folglich dehnt sich der vorstehende Teil der Abdichtungsmetallplatte 3 im Inneren des Durchgangslochs 2b. Da die Spitze 3a der Abdichtungsmetallplatte 3 vor dem Erwärmen in Oberflächenkontakt mit der Innenwand des zweiten Durchgangslochteils 2d stand, wird diese, da die Länge des vorstehenden Teils der Abdichtungsmetallplatte 3 im Inneren des Durchgangslochs 2b zunimmt, verformt, wie in 3 dargestellt ist. Dies bedeutet, dass der vorstehende Teil der Abdichtungsmetallplatte 3 im Inneren des Durchgangslochs 2b in einer derartigen Weise verformt wird, dass die konvexseitige Oberfläche des verformten Teils in Richtung des ersten Durchgangslochteils 2c orientiert ist, was bedeutet, dass die Spitze 3a der Abdichtungsmetallplatte 3 von der Sperroberfläche 2e abhebt. Folglich wird ein Zwischenraum A zwischen der Sperroberfläche 2e und der Abdichtungsmetallplatte 3 gebildet. Folglich kann Luft im Inneren, die aufgrund des Erwärmens unter Druck steht, aus dem ersten Durchgangslochteil 2c durch den Zwischenraum A in den zweiten Durchgangslochteil 2d entweichen, wie durch den Pfeil B gezeigt ist. So ist es möglich, den internen Druck des Harzgehäuses 2 ohne Fehler zu reduzieren.
Nach dem Erwärmen während des Vorgangs des Anbringens sinkt die Temperatur des Harzgehäuses 2, das an dem Substrat befestigt ist, allmählich in Richtung Normaltemperatur. Bei diesem Vorgang kehrt die Form der Abdichtungsmetallplatte 3 aus dem in 3 dargestellten Zustand in den in 2 dargestellten Zustand zurück. Deshalb fungiert die Abdichtungsmetallplatte 3, um den ersten Durchgangslochteil 2c nach Abschluss der Befestigung wieder zu schließen. Dies bedeutet, dass der hohle Umhüllungsteil 2a sicher abgedichtet ist.
So ist es möglich, den internen Druck des Harzgehäuses 2 ohne Fehler zu reduzieren und zusätzlich den hohlen Umhüllungsteil 2a sowohl vor als auch nach dem Befestigen in einer sicheren Weise hermetisch abzudichten.
In 1(a) ist das Durchgangsloch 2b zu dem Zweck einer Erleichterung des Verständnisses als ein Loch gezeigt, das einen ziemlich großen Durchmesser aufweist. Ein Unterschied zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten der Abdichtungsmetallplatte 3 und dem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Harzgehäuses 2 jedoch wird hierin verwendet, um eine Verformung zu bewirken; zusätzlich ist die Menge an Verformung der Abdichtungsmetallplatte 3 und des Harzgehäuses 2 aufgrund der Erwärmung sehr klein, was in der Größenordnung von einigen Mikrometern oder dergleichen ist. Deshalb ist der tatsächliche Durchmesser des Durchgangslochs 2b sehr klein. Wenn die Größe des Harzgehäuses 2 beispielsweise etwa 2–10 mm beträgt, betragen ein geeigneter Öffnungsdurchmesser des ersten Durchgangslochteils 2c und ein geeigneter Öffnungsdurchmesser des zweiten Durchgangslochteils 2d 0,5 mm bzw. 0,6 mm.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte 3 niedriger als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses 2. Ungeachtet von Obigem, kann der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte 3 kleiner sein als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses 2. Bei der in 4 dargestellten Abdichtungsmetallplatte 3 ist der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte 3 niedriger gesetzt als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses 2, sodass bei Erwärmung die Abdichtungsmetallplatte 3 in einer derartigen Weise verformt werden kann, dass ein Zwischenraum C gebildet wird.
In diesem Fall schrumpft, wie in 4 dargestellt ist, die ein Variationsbeispiel zeigt, die Abdichtungsmetallplatte 3 aus dem anfänglichen Zustand, der in 2 dargestellt ist, bei Erwärmung. Folglich wird der Zwischenraum C vor der Spitze 3a der Abdichtungsmetallplatte 3 gebildet. Deshalb macht es das Variationsbeispiel des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung auch möglich, den internen Druck des Harzgehäuses 2 zu reduzieren. Wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung kehrt die Form der Abdichtungsmetallplatte 3, wenn die Temperatur nach dem Erwärmen abnimmt, in den in 2 dargestellten Zustand zurück. So ist es möglich, den hohlen Umhüllungsteil 2 sowohl vor als auch nach dem Befestigen in einer sicheren Weise hermetisch abzudichten.
Titan mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 8 ppm/°C oder Platin mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 9 ppm/°C kann beispielsweise als ein Metallmaterial mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten, der niedriger ist als derjenige des Harzgehäuses 2, verwendet werden.
Es wird angemerkt, dass die einzige Anforderung diejenige ist, dass der lineare Ausdehnungskoeffizient von entweder dem Harzgehäuse 2 oder der Abdichtungsmetallplatte 3 höher ist als derjenige des jeweils anderen. Das Material des Harzgehäuses 2 und das Material der Abdichtungsmetallplatte 3 können aus verschiedenen Arten von Harzmaterialien und Metallmaterialien, die die obige Beziehung zwischen den Koeffizienten erfüllen, ausgewählt werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Abdichtungsmetallplatte 3 als ein Bauteil vorgesehen, das von den Metallanschlüssen 4, 5 und 6 getrennt ist. Die Abdichtungsmetallplatte 3 kann jedoch auch als ein Metallanschluss fungieren.
Wie beispielsweise in 1(a) durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie II gezeigt ist, kann die Abdichtungsmetallplatte 3 eine modifizierte Struktur aufweisen, bei der der untere Teil der Abdichtungsmetallplatte 3 sich auf die untere Oberfläche des Harzgehäuses 2 erstreckt und insbesondere einen unteren Anschlussteil 3b auf und entlang der unteren Oberfläche des Harzgehäuses 2 aufweist. Zusätzlich kann die Abdichtungsmetallplatte 3 elektrisch mit Verdrahtung, die mit dem Elektronikkomponentenelement 7 verbunden ist, das im Inneren des Harzgehäuses 2 gehäust ist, verbunden sein. Bei der oben beschriebenen Struktur fungiert die Abdichtungsmetallplatte 3 auch als ein Metallanschluss. In diesem Fall ist es nicht nötig, einen Metallanschluss, der von der Abdichtungsmetallplatte getrennt ist, vorzusehen. Deshalb ist es möglich, die Anzahl von Komponenten zu reduzieren.
Die Abdichtungsmetallplatte 3 mit dem Anschlussteil 3b kann ein Abschirmmaterial sein, das nicht mit dem Elektronikkomponentenelement 7 verbunden ist. In diesem Fall fungiert ein Metallanschluss, der die Funktion eines elektromagnetischen Schilds aufweist, außerdem als die Abdichtungsmetallplatte 3.
5 ist eine Frontschnittansicht einer elektronischen Oberflächenbefestigungskomponente gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das vorliegende Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Beziehung zwischen dem Durchmesser des ersten Durchgangslochteils 2c und dem Durchmesser des zweiten Durchgangslochteils 2d umgekehrt ist. Insbesondere ist die Flächengröße der Öffnung des zweiten Durchgangslochteils 2d kleiner als die Flächengröße der Öffnung des ersten Durchgangslochteils 2c, der an einer Position gebildet ist, die näher an dem hohlen Umhüllungsteil 2a ist. Die Hauptoberfläche der Abdichtungsmetallplatte 3 steht in Kontakt mit der Sperroberfläche 2e. Deshalb dichtet die Abdichtungsmetallplatte 3 die Öffnung am oberen Ende des zweiten Durchgangslochteils 2d ab. Wie oben beschrieben wurde, kann in dem Durchgangsloch 2b die Flächengröße der Öffnung des ersten Durchgangslochteils 2c kleiner sein als die Flächengröße der Öffnung des zweiten Durchgangslochteils 2d. Selbst in diesem Fall ist es, da die Öffnung am oberen Ende des zweiten Durchgangslochteils 2d unter Normaltemperaturbedingungen mittels der Abdichtungsmetallplatte 3 geschlossen ist, wie in 6 dargestellt ist, möglich, den hohlen Umhüllungsteil 2a hermetisch abzudichten.
Wenn die Struktur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung angenommen wird, ist der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte 3 niedriger gesetzt als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses 2 für die Aufhebung der Abdichtung bei Erwärmung. Aus diesem Grund hebt die Spitze 3a der Abdichtungsmetallplatte 3, wie in 7 dargestellt ist, als ein Ergebnis des Erwärmen während des Vorgangs des Aufschmelzlötens oder des Vorgangs des Anbringens mittels eines leitfähigen Haftmittels von der Sperroberfläche 2e ab. Deshalb ist der Zwischenraum B vor der Spitze 3a gebildet, wie in 4. Es ist möglich zu verhindern, dass der interne Druck des hohlen Umhüllungsteils 2a bei Erwärmung zunimmt. Wenn die Temperatur nach dem Erwärmen sinkt, kehrt die Form der Abdichtungsmetallplatte 3 zu dem in 6 dargestellten Zustand zurück. So ist es möglich, den hohlen Umhüllungsteil 2a sowohl vor als auch nach dem Befestigen in einer sicheren Weise hermetisch abzudichten.
Bezugszeichenliste

1: elektronische Oberflächenbefestigungskomponente
2: Harzgehäuse
2a: hohler Umhüllungsteil
2b: Durchgangsloch
2c, 2d: erster, zweiter Durchgangslochteil
2e: Sperroberfläche
3: Abdichtungsmetallplatte
3a: Spitze
3b: Anschlussteil
4, 5, 6: Metallanschluss
7: Elektronikkomponentenelement

Claims

Eine elektronische Oberflächenbefestigungskomponente, die folgende Merkmale aufweist: ein Harzgehäuse, das einen hohlen Umhüllungsteil aufweist; einen Metallanschluss, der einstückig durch Einfügungsformen zusammen mit dem Harzgehäuse geformt ist, wobei sich der Metallanschluss von dem hohlen Umhüllungsteil zu einem Äußeren des Harzgehäuses erstreckt; und eine Abdichtungsmetallplatte, die einstückig durch Einfügungsformen zusammen mit dem Harzgehäuse geformt ist, wobei ein Durchgangsloch, das von dem hohlen Umhüllungsteil des Harzgehäuses zu einer Oberfläche des Harzgehäuses führt, in dem Harzgehäuse gebildet ist, die Abdichtungsmetallplatte das Durchgangsloch abdichtet, und die Abdichtungsmetallplatte einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der sich von einem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Harzgehäuses unterscheidet, sodass eine Verformung zur Aufhebung der Abdichtung des Durchgangslochs bei Erwärmung entsteht.
Die elektronische Oberflächenbefestigungskomponente gemäß Anspruch 1, bei der der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte höher ist als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses.
Die elektronische Oberflächenbefestigungskomponente gemäß Anspruch 1, bei der der lineare Ausdehnungskoeffizient der Abdichtungsmetallplatte niedriger ist als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzgehäuses.
Die elektronische Oberflächenbefestigungskomponente gemäß einem der Ansprüche 1, 2 und 3, bei der das Durchgangsloch einen ersten Durchgangslochteil, der an einer Seite des hohlen Umhüllungsteils gebildet ist, umfasst und ferner einen zweiten Durchgangslochteil umfasst, der in Kommunikation mit dem ersten Durchgangslochteil steht und an einer Position gebildet ist, die verglichen mit dem ersten Durchgangslochteil näher an der Oberfläche des Harzgehäuses ist; ein Öffnungsbereich des zweiten Durchgangslochteils an einem Ende, das näher an dem ersten Durchgangslochteil ist, größer ist als ein Öffnungsbereich des ersten Durchgangslochteils an einem Ende, das näher an dem zweiten Durchgangslochteil ist, oder alternativ ein Öffnungsbereich des ersten Durchgangslochteils an einem Ende, das näher an dem zweiten Durchgangslochteil ist, größer ist als ein Öffnungsbereich des zweiten Durchgangslochteils an einem Ende, das näher an dem ersten Durchgangsloch ist; und ein abgestufter Teil, der eine Sperroberfläche umfasst, die sich in einer Richtung erstreckt, die eine Richtung schneidet, in der sich das Durchgangsloch erstreckt, zwischen dem ersten Durchgangslochteil und dem zweiten Durchgangslochteil gebildet ist.
Die elektronische Oberflächenbefestigungskomponente gemäß Anspruch 4, bei der die Abdichtungsmetallplatte in Kontakt mit der Sperroberfläche steht, um den ersten Durchgangslochteil oder den zweiten Durchgangslochteil abzudichten.
Die elektronische Oberflächenbefestigungskomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Abdichtungsmetallplatte außerdem als Metallanschluss fungiert.
Die elektronische Oberflächenbefestigungskomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner ein Elektronikkomponentenelement aufweist, das in dem hohlen Umhüllungsteil eingeschlossen ist.