【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子や圧電振動子・チップコンデンサ等の電子部品を多数個、気密封止した状態で小さな投影面積で外部回路基板上に実装することのできる電子部品収納用パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子や圧電素子・容量素子・抵抗器等の電子部品を配線基板上に搭載電気的に接続するとともに気密封止して成る電子装置は、近年、半導体集積回路（ＩＣ）素子の集積度の大幅向上によって小型高密度化が著しく促進されたが、電子装置に対する、多機能化や高精度化等の要求に応じて、複数の電子部品を気密封止することが求められるようになって来ている。
【０００３】
このように複数の電子部品を気密封止してなる電子装置、（例えば、水晶振動子と、この温度補償を行なうための半導体集積回路素子とを気密封止してなる温度補償型の水晶デバイス等）を形成する場合に用いられる手法としては、電子部品を収納するための凹部を、セラミックス等からなる絶縁基体の上下面にそれぞれ形成したものや、電子部品を収納するための凹部の内側を２段構造にしておき、その下段および上段にそれぞれ電子部品を搭載し凹部内に収納するようにした構造の電子部品収納用パッケージを用いる手法が一般化している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２８８２０１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように、電子部品を収納するための凹部を、セラミックス等からなる絶縁基体の上下面にそれぞれ形成したものや、電子部品を収納するための凹部の内側を２段構造にしておき、その下段および上段にそれぞれ電子部品を搭載し凹部内に収納するようにしたとしても、多数の電子部品を気密に収納することや、同じ大きさの電子部品を複数個気密に収納することは困難である。
【０００６】
また、絶縁基体の上下面に電子部品収納用の凹部を形成した電子部品収納用パッケージのような場合には、このパッケージを用いてなる電子装置を外部回路基板に接続するための接続パッドを形成する部位の面積を大きく取ることができず、多数の接続パッドを形成することが困難であるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、半導体素子等の能動素子や圧電振動子・容量素子・抵抗器等の電子部品を、小さな平面積に多数個、気密封止することが可能で、平面視したときの面積、すなわち外部回路基板上に占める投影面積の小さい電子装置を形成することが可能な電子部品収納用パッケージを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品収納用パッケージは、内部に多数の配線導体を有する立方体状の絶縁基体と、この絶縁基体の上面および側面の少なくとも２面以上に形成された、電子部品を収納するための凹部と、この凹部の底面に形成された、前記電子部品の電極が電気的に接続される電極パッドと、前記絶縁基体の下面に形成され、前記配線導体を介して前記電極パッドと電気的に接続された、外部回路基板の回路導体に電気的に接続される接続パッドと、前記絶縁基体の表面に前記凹部を塞ぐようにして取着される蓋体とを具備することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、以上のような構成により、絶縁基体の上面および側面の２面以上に電子部品を収納するための凹部を設けているので、電子部品収納用パッケージの外部回路基板上に占める投影面積を大きくすることなく、電子部品を接続する面積を大きくすることができ、半導体素子等の能動素子や圧電振動子・容量素子・抵抗器等の電子部品を外部回路基板上への投影面積が小さい状態で高密度に搭載収容して気密封止することができる。
【００１０】
したがって、電子部品収納用パッケージにおける容積活用率を非常に高くして、このような電子部品収納用パッケージを用いてなる電子装置の小型化・高密度化・高精度化を極めて容易なものとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板を添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す斜視図である。図１において、１は絶縁基体、２は蓋体である。これら絶縁基体１および蓋体２により電子部品３を搭載し収容する電子部品収納用パッケージ４が構成されている。
【００１３】
絶縁基体１は、立方体状であり、その上面および側面の２面以上に電子部品３を気密に収納するための凹部が形成される基体として機能する。
【００１４】
このような絶縁基体１は、ガラスセラミックス焼結体・酸化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体等から成る。例えばガラスセラミックス焼結体から成る場合であれば、ガラス粉末とセラミック粉末とを有機溶剤・バインダとともにシート状に成形して得た複数のグリーンシートを立方体状に積層するとともに、この積層体を約１０００℃で焼成することにより形成される。
【００１５】
この際、グリーンシートの積層体のうち、上面および側面の２面以上となる部位に、開口部や切り欠き部等を形成しておくことにより、絶縁基体１の上面および側面の２面以上に凹部が形成される。
【００１６】
この絶縁基体１は、内部に多数の配線導体（図示せず）を有している。
【００１７】
また、絶縁基体１の各凹部の底面には、電子部品３の電極を接続するための電極パッドが形成されている。
【００１８】
また、絶縁基体１の下面には、外部回路基板の回路導体に電気的に接続される接続パッド（図示せず）が設けられている。
【００１９】
そして、電極パッドと接続パッドとは、絶縁基体１の内部に形成された配線導体を介して電気的に接続されている。
【００２０】
この電極パッドに電子部品３の電極を半田等を介して接続するとともに、接続パッドを外部回路基板の回路導体に半田等を介して接続することにより、絶縁基体１の凹部内に収納された電子部品３が電極パッド・配線導体および接続パッドを介して外部回路基板の回路導体と電気的に接続される。
【００２１】
これらの配線導体・電極パッドおよび接続パッドは、銅・銀等の金属材料から成る。例えば、銅から成る場合であれば、銅粉末および有機溶剤を混練して得た金属ペーストを絶縁基体１となるグリーンシートにスクリーン印刷法等で印刷塗布することにより形成される。
【００２２】
また、絶縁基体１の表面に凹部を塞ぐように取着され、電子部品３を気密に封止する蓋体２は、鉄−ニッケル−コバルト合金・鉄−ニッケル合金等の金属材料や、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料から成る。例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金から成る場合であれば、鉄−ニッケル−コバルト合金のインゴット（塊）に圧延加工や打ち抜き加工等の金属加工を施し、所定の形状および寸法の板状に加工することにより製作される。
【００２３】
絶縁基体１の上面への蓋体２の取着は、ろう材・ガラス・有機樹脂等の接合材を介して接合することによって行なうことができる。
【００２４】
本発明の電子部品収納用パッケージ４によれば、絶縁基体１を立方体状とすることにより、上面だけでなく、側面にも電子部品３を気密に収納するための凹部を設けることができ、電子部品収納用パッケージ４の平面積、すなわち外部回路基板上に実装する場合の投影面積を小さくして、高密度で電子部品３を搭載し実装することができる。
【００２５】
また、この立方体状の絶縁基体１の内部に多数の配線導体を有することから、絶縁基体１の表面に形成した電極パッドや接続パッドを効率良く互いに電気的に接続させることができる。
【００２６】
また、このような本発明の電子部品収納用パッケージ４において、電子部品３を気密に収納するための凹部を設ける表面は、絶縁基板１の外部回路基板上に実装する場合の投影面積を小さくし、従来のような、電子部品を収納する凹部が通常は上面のみに設けられている平板状の絶縁基体を用いた電子部品収納用パッケージに比べて多数の電子部品３を気密封止して電子部品収納用パッケージの容積利用率を向上させるため、上面および側面の２面以上とすることが必要である。また、電極パッドは、電子部品３の電極を各凹部から外部に導出するため、各凹部の底面に設ける必要がある。
【００２７】
次に、絶縁基体１を酸化アルミニウム質焼結体によって形成し、電極パッドや配線導体・接続パッドをタングステンを用いて形成して成る電子部品収納用パッケージ４を製造するための方法について具体的に説明する。
【００２８】
まず、アルミナ粉末に対して、焼結助剤として酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・有機溶剤・可塑剤・分散剤等を添加混合してはい土を調製し、押し出し成形法や射出成形法にて立方体状の絶縁基体１を形成する。
【００２９】
また、上記原料粉末に適当な有機バインダ・有機溶剤・可塑剤・分散剤等を添加混合して泥漿状となすとともに、この泥漿物をドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート成形法を採用してシート状となすことにより、１層または複数層の接続層用シートを得る。しかる後、これらの接続層用シートに、適宜、打ち抜き加工によって貫通孔を形成し、その貫通孔内にタングステン等の導体粉末を含有する導電性ペーストを充填するとともに、この接続層用シートの表面に、導電性ペーストをスクリーン印刷等によって内部の配線導体あるいは電極パッドや接続パッドのパターンに印刷形成する。
【００３０】
その後、それら接続層用シートを積層して積層構造体を形成し、この積層構造体を緻密化可能な温度、具体的には１５００〜１７００℃で焼成することによって、配線基板４を作製することができる。
【００３１】
また、絶縁基体１の凹部の底面に設けられた電極パッド、および接続パッドの表面には、Ｎｉ・Ａｕ・Ｃｕ等のめっき層（図示せず）が施され、半田等の導電性接着剤を介して、電極パッドに電子部品３を半田実装する。電子部品３の実装にあたっては、電子部品３を仮止めした後に、治具によって全ての電子部品３を固定した状態でリフロー炉に投入して加熱することによって、電極パッド２に電子部品３を一括に接合してもよく、実装のための半田接続の温度が高いものから順次実装するようにしてもよい。
【００３２】
なお、モジュール部品の接続パッドと電子部品収納用パッケージ４との接続に対しては、電子部品３を搭載実装した後に、電子部品３の実装用に用いた半田よりも溶融温度の高い半田を用いて接合することが望ましい。
【００３３】
なお、本発明は以上の実施の形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、絶縁基体１は、完全な立方体状でなく、側面視で多少の台形状や高さ方向または幅方向等にやや長い形状等としてもよい。また、絶縁基体は、セラミックスから成るものに限られず、有機絶縁樹脂や、セラミック粉末を有機絶縁樹脂で結合して成る複合材料から成るものであってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、内部に多数の配線導体を有する立方体状の絶縁基体と、この絶縁基体の上面および側面の少なくとも２面以上に形成された、電子部品を収納するための凹部と、この凹部の底面に形成された、電子部品の電極が電気的に接続される電極パッドと、絶縁基体の下面に形成され、配線導体を介して電極パッドと電気的に接続された、外部回路基板の回路導体に電気的に接続される接続パッドと、絶縁基体の表面に凹部を塞ぐようにして取着される蓋体とを具備することから、絶縁基体の上面および側面の２面以上に電子部品を収納するための凹部を設けているので、電子部品収納用パッケージの外部回路基板上に占める投影面積を大きくすることなく、電子部品を接続する面積を大きくすることができ、半導体素子等の能動素子や圧電振動子・容量素子・抵抗器等の電子部品を外部回路基板上への投影面積が小さい状態で高密度に搭載収容して気密封止することができる。
【００３５】
したがって、電子部品収納用パッケージにおける容積活用率を非常に高くして、このような電子部品収納用パッケージを用いてなる電子装置の小型化・高密度化・高精度化を極めて容易なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品収納用パッケージの実施の形態の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：絶縁基体
２：蓋体
３：電子部品
４：電子部品収納用パッケージ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component storage package that can be mounted on an external circuit board with a small projection area in a hermetically sealed state with a large number of electronic components such as semiconductor elements, piezoelectric vibrators and chip capacitors. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, an electronic device in which electronic components such as a semiconductor element, a piezoelectric element, a capacitive element, and a resistor are mounted on a wiring board and electrically connected and hermetically sealed has been recently developed. The remarkable improvement has greatly promoted miniaturization and high-density, but it has been required to hermetically seal a plurality of electronic components in response to demands for multifunctional and high-precision electronic devices. ing.
[0003]
An electronic device in which a plurality of electronic components are hermetically sealed as described above (for example, a temperature-compensated crystal device in which a crystal oscillator and a semiconductor integrated circuit element for performing temperature compensation are hermetically sealed) For example, the method used when forming the electronic component is to form a concave portion for accommodating an electronic component on the upper and lower surfaces of an insulating base made of ceramics or the like, or a method for forming the concave portion for accommodating an electronic component. 2. Description of the Related Art A method of using an electronic component storage package having a two-stage structure, in which electronic components are mounted on lower and upper stages, respectively, and accommodated in recesses, has been generalized.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2-288201
[Problems to be solved by the invention]
However, in this way, the recess for accommodating the electronic component is formed on the upper and lower surfaces of the insulating base made of ceramics or the like, and the inside of the recess for accommodating the electronic component has a two-stage structure, Even if electronic components are mounted in the lower and upper stages, respectively, and stored in the recess, it is difficult to air-tightly store many electronic components and air-tightly store multiple electronic components of the same size. It is.
[0006]
Also, in the case of an electronic component storage package in which concave portions for storing electronic components are formed on the upper and lower surfaces of the insulating base, connection pads for connecting an electronic device using this package to an external circuit board are formed. However, there is also a problem that it is difficult to form a large number of connection pads because the area of the connecting portion cannot be large.
[0007]
The present invention is capable of hermetically sealing a large number of electronic components such as active elements such as semiconductor elements and piezoelectric vibrators, capacitive elements, and resistors in a small plane area, and the area when viewed in plan, that is, It is an object of the present invention to provide an electronic component housing package capable of forming an electronic device having a small projected area on an external circuit board.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An electronic component housing package according to the present invention includes: a cubic insulating base having a large number of wiring conductors therein; and a recess formed on at least two of the upper surface and side surfaces of the insulating base for housing electronic components. An electrode pad formed on the bottom surface of the recess, to which the electrode of the electronic component is electrically connected; and an electrode pad formed on the lower surface of the insulating base, electrically connected to the electrode pad via the wiring conductor. A connection pad electrically connected to a circuit conductor of an external circuit board, and a lid attached to a surface of the insulating base so as to cover the recess. is there.
[0009]
According to the electronic component housing package of the present invention, the concave portion for housing the electronic component is provided on at least two of the upper surface and the side surface of the insulating base with the above configuration. The area for connecting electronic components can be increased without increasing the projected area occupied on the external circuit board, and active components such as semiconductor devices and electronic components such as piezoelectric vibrators, capacitors and resistors can be connected to external circuits. It can be mounted and housed at high density and hermetically sealed in a state where the projected area on the substrate is small.
[0010]
Therefore, the volume utilization rate of the electronic component storage package is extremely increased, and miniaturization, high density, and high accuracy of the electronic device using such an electronic component storage package are extremely easy. be able to.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the wiring board of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment of a wiring board of the present invention. In FIG. 1, 1 is an insulating base, and 2 is a lid. The insulating base 1 and the lid 2 constitute an electronic component housing package 4 for mounting and housing the electronic component 3.
[0013]
The insulating base 1 has a cubic shape, and functions as a base in which a concave portion for housing the electronic component 3 in an airtight manner is formed on two or more of the upper surface and the side surface.
[0014]
Such an insulating substrate 1 is made of a glass ceramic sintered body, an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, an aluminum nitride sintered body, or the like. For example, in the case of a glass ceramic sintered body, a plurality of green sheets obtained by forming a glass powder and a ceramic powder together with an organic solvent and a binder into a sheet shape are laminated in a cubic shape. It is formed by firing at 1000 ° C.
[0015]
At this time, by forming an opening, a notch, or the like in a portion of the laminated body of the green sheets that has two or more upper surfaces and side surfaces, the upper surface and two or more surfaces of the insulating base 1 can be formed. A recess is formed.
[0016]
The insulating base 1 has a number of wiring conductors (not shown) inside.
[0017]
An electrode pad for connecting an electrode of the electronic component 3 is formed on the bottom surface of each concave portion of the insulating base 1.
[0018]
In addition, connection pads (not shown) that are electrically connected to circuit conductors of the external circuit board are provided on the lower surface of the insulating base 1.
[0019]
The electrode pads and the connection pads are electrically connected via wiring conductors formed inside the insulating base 1.
[0020]
By connecting the electrodes of the electronic component 3 to the electrode pads via solder or the like, and connecting the connection pads to the circuit conductors of the external circuit board via solder or the like, the electronic components housed in the concave portions of the insulating base 1 are connected. The component 3 is electrically connected to the circuit conductor of the external circuit board via the electrode pad / wiring conductor and the connection pad.
[0021]
These wiring conductor / electrode pads and connection pads are made of a metal material such as copper and silver. For example, in the case of copper, it is formed by printing and applying a metal paste obtained by kneading copper powder and an organic solvent to a green sheet serving as the insulating substrate 1 by a screen printing method or the like.
[0022]
The cover 2 attached to the surface of the insulating base 1 so as to close the recess and hermetically seals the electronic component 3 is made of a metal material such as an iron-nickel-cobalt alloy or an iron-nickel alloy, or aluminum oxide. It is made of a ceramic material such as a sintered compact. For example, in the case of an iron-nickel-cobalt alloy, the ingot (lumps) of the iron-nickel-cobalt alloy is subjected to metal processing such as rolling or punching to be processed into a plate shape having a predetermined shape and dimensions. Produced by
[0023]
Attachment of the lid 2 to the upper surface of the insulating base 1 can be performed by joining via a joining material such as brazing material, glass, and organic resin.
[0024]
According to the electronic component housing package 4 of the present invention, by forming the insulating base 1 into a cubic shape, not only the upper surface but also the side surface can be provided with a concave portion for hermetically housing the electronic component 3. The planar area of the component storage package 4, that is, the projected area when mounted on an external circuit board is reduced, and the electronic components 3 can be mounted and mounted at a high density.
[0025]
In addition, since a large number of wiring conductors are provided inside the cubic insulating substrate 1, the electrode pads and the connection pads formed on the surface of the insulating substrate 1 can be efficiently electrically connected to each other.
[0026]
In the electronic component housing package 4 of the present invention, the surface provided with the concave portion for hermetically housing the electronic component 3 reduces the projected area when the insulating substrate 1 is mounted on an external circuit board. In comparison with a conventional package for electronic component storage using a flat insulating substrate in which a concave portion for storing electronic components is usually provided only on the upper surface, a larger number of electronic components 3 are hermetically sealed. In order to improve the volume utilization rate of the component storage package, it is necessary to provide two or more surfaces, that is, an upper surface and side surfaces. In addition, the electrode pads need to be provided on the bottom surface of each recess in order to lead the electrodes of the electronic component 3 out of each recess.
[0027]
Next, a method for manufacturing the electronic component housing package 4 in which the insulating base 1 is formed of an aluminum oxide sintered body and the electrode pads and the wiring conductors / connection pads are formed using tungsten will be specifically described. explain.
[0028]
First, an appropriate organic binder, an organic solvent, a plasticizer, a dispersing agent, etc. are added to a raw material powder such as silicon oxide, magnesium oxide, calcium oxide, etc. as a sintering aid with respect to the alumina powder to prepare an earth. Then, the cubic insulating substrate 1 is formed by an extrusion molding method or an injection molding method.
[0029]
In addition, a suitable organic binder, an organic solvent, a plasticizer, a dispersant, etc. are added to the raw material powder and mixed to form a slurry, and the slurry is formed by a sheet forming method such as a doctor blade method or a calendar roll method. To form a connection layer sheet having one or more layers. Thereafter, through holes are formed in these connection layer sheets as appropriate by punching, and the through holes are filled with a conductive paste containing a conductive powder such as tungsten. Then, a conductive paste is printed and formed on the internal wiring conductors, electrode pads and connection pad patterns by screen printing or the like.
[0030]
After that, the connection layer sheets are laminated to form a laminated structure, and the laminated structure is fired at a temperature capable of densification, specifically, at 1500 to 1700 ° C. to produce the wiring substrate 4. Can be.
[0031]
In addition, a plating layer (not shown) of Ni, Au, Cu or the like is provided on the surfaces of the electrode pads and the connection pads provided on the bottom surface of the concave portion of the insulating base 1, and a conductive adhesive such as solder is applied thereto. Then, the electronic component 3 is solder-mounted on the electrode pad. In mounting the electronic components 3, after temporarily fixing the electronic components 3, the electronic components 3 are put into a reflow furnace with all the electronic components 3 fixed by a jig and heated, so that the electronic components 3 are collectively mounted on the electrode pads 2. And may be sequentially mounted in ascending order of solder connection temperature for mounting.
[0032]
For connection between the connection pad of the module component and the electronic component storage package 4, after mounting the electronic component 3, a solder having a higher melting temperature than the solder used for mounting the electronic component 3 is used. It is desirable to join them.
[0033]
Note that the present invention is not limited to the above-described example of the embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the insulating base 1 may not have a complete cubic shape, but may have a slightly trapezoidal shape or a slightly longer shape in the height direction or the width direction in a side view. Further, the insulating base is not limited to the one made of ceramics, but may be made of an organic insulating resin or a composite material formed by bonding ceramic powder with the organic insulating resin.
[0034]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the electronic component storage package of this invention, in order to accommodate the electronic component formed in at least two or more of the cubic-shaped insulating base | substrate which has many wiring conductors inside, and the upper surface and the side surface of this insulating base. And an electrode pad formed on the bottom surface of the recess and electrically connected to the electrode of the electronic component, and formed on the lower surface of the insulating base and electrically connected to the electrode pad via a wiring conductor. A connection pad electrically connected to the circuit conductor of the external circuit board, and a lid attached to the surface of the insulating base so as to cover the recess, so that the upper surface and the side surface of the insulating base are provided. Since the recess for accommodating the electronic components is provided above the surface, the area for connecting the electronic components can be increased without increasing the projected area of the package for storing the electronic components on the external circuit board. , It can be hermetically sealed by mounting housed at high density in a state projected area is small active elements or piezoelectric transducer, capacitance elements, resistors and electronic components such as semiconductor devices to an external circuit board.
[0035]
Therefore, the volume utilization rate of the electronic component storage package is extremely increased, and miniaturization, high density, and high accuracy of the electronic device using such an electronic component storage package are extremely easy. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment of an electronic component storage package according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Insulating substrate 2: Lid 3: Electronic component 4: Electronic component storage package
