JP2005101376A - Package for housing electronic part, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品を搭載し収容するための電子部品収納用パッケージおよびそれを用いた電子装置に関するものである。 The present invention relates to an electronic component storage package for mounting and storing an electronic component, and an electronic apparatus using the same.
従来、圧電振動子や半導体素子等の電子部品は、これらの電子部品を気密に収容するための電子部品収納用パッケージ(以下、パッケージともいう)内に気密封止されて電子装置となり、携帯電話やコンピュータ等の各種電子機器の部品として使用される。 2. Description of the Related Art Conventionally, electronic components such as piezoelectric vibrators and semiconductor elements are hermetically sealed in an electronic component storage package (hereinafter also referred to as a package) for accommodating these electronic components in an airtight manner, thereby becoming an electronic device. Used as a part of various electronic devices such as computers.
このような電子部品を気密に収容するパッケージにおいて、最も信頼性の高いとされるものは、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成り、上面の中央部に電子部品を収容し搭載するための凹部を有する絶縁基板と、絶縁基板の凹部内から外表面にかけて導出された複数の配線導体と、絶縁基板の上面に凹部を取り囲むように被着された枠状の封止用メタライズ層と、封止用メタライズ層にろう付けされた鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等から成る封止用の金属枠体と、金属枠体の上面にシーム溶接により接合される鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金から成る蓋体とから構成されるタイプのものである。 In such a package for accommodating electronic components in an airtight manner, the most reliable one is made of ceramics such as an aluminum oxide sintered body, and is used for accommodating and mounting the electronic components in the center of the upper surface. An insulating substrate having a recess; a plurality of wiring conductors led out from the inside of the recess to the outer surface; a frame-like sealing metallization layer deposited on the upper surface of the insulating substrate so as to surround the recess; Metal frame for sealing made of iron-nickel-cobalt alloy or iron-nickel alloy brazed to the metallization layer for fastening, and iron-nickel alloy or iron joined to the upper surface of the metal frame by seam welding A type composed of a lid made of a nickel-cobalt alloy;
このタイプのパッケージの場合、絶縁基板の凹部内に電子部品を搭載し収容するとともに電子部品の電極とメタライズ配線導体とを電気的に接続した後、金属枠体に蓋体を載置し、この蓋体の外周縁にシーム溶接機の一対のローラー電極を接触させながら転動させるとともに、この一対のローラー電極間に溶接のための大電流を流し金属枠体と蓋体とを直接的にシーム溶接することによって、内部に電子部品が気密に収納された製品としての電子装置となる。この電子装置は、配線導体のうち絶縁基板の外表面に導出された部位を外部電気回路に接続することにより外部電気回路基板に実装されて使用される。
近年、上記従来の電子装置を実装する外部電気回路基板は、電子機器の小型化の要求にともない、電子装置に加えてその他の容量素子や抵抗器等のいわゆる表面実装型の電子部品を高密度で実装する必要が生じている。そのため、電子装置用のパッケージは、外部電気回路基板の実装表面に占める占有面積を小さくするために、絶縁基板の外形寸法を極力小さくすることが求められている。 In recent years, external electric circuit boards on which the above-described conventional electronic devices are mounted have a high density of so-called surface mount type electronic components such as other capacitive elements and resistors in addition to the electronic devices in response to the demand for downsizing of electronic devices. Need to be implemented. Therefore, the package for an electronic device is required to reduce the outer dimension of the insulating substrate as much as possible in order to reduce the occupied area on the mounting surface of the external electric circuit board.
しかしながら、従来のパッケージおよび電子装置においては、金属枠体と蓋体とを溶接して強固に接合するために、金属枠体と蓋体との間の接合幅を確保する必要があり、金属枠体の上面の幅をあまり狭くすることができない。そのため、金属枠体が上面に接合される絶縁基板の外形寸法を小型化することが難しいという問題があった。 However, in the conventional package and electronic device, in order to weld and firmly join the metal frame body and the lid body, it is necessary to secure a joining width between the metal frame body and the lid body. The width of the upper surface of the body cannot be made too narrow. Therefore, there is a problem that it is difficult to reduce the outer dimension of the insulating substrate to which the metal frame is bonded to the upper surface.
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、金属枠体に蓋体を強固に接合することができるとともに、絶縁基板の外形寸法を小型化することが可能な、気密封止の信頼性に優れた小型で高信頼性の電子部品収納用パッケージおよび電子装置を提供することにある。 The present invention has been completed in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to firmly bond a lid to a metal frame and to reduce the external dimensions of an insulating substrate. An object of the present invention is to provide a small and highly reliable electronic component storage package and an electronic device which are excellent in reliability of hermetic sealing.
本発明の電子部品収納用パッケージは、上面に電子部品の搭載部が形成された絶縁基板と、該絶縁基板の上面の外周部に前記搭載部を囲繞するように接合された金属枠体とを具備しており、該金属枠体は、上端に鍔部が全周にわたって形成されていることを特徴とするものである。 An electronic component storage package according to the present invention includes an insulating substrate having an electronic component mounting portion formed on an upper surface, and a metal frame bonded to the outer peripheral portion of the upper surface of the insulating substrate so as to surround the mounting portion. The metal frame body is characterized in that a collar portion is formed at the upper end over the entire circumference.
また本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記金属枠体は、前記鍔部よりも下側の外面が上端から下端に向かうに伴って内側に傾斜していることを特徴とするものである。 In the electronic component storage package of the present invention, it is preferable that the metal frame body is inclined inward as the outer surface below the flange portion moves from the upper end to the lower end. It is.
また本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、前記搭載部に搭載された電子部品と、前記金属枠体の上面に接合されて前記電子部品を気密封止する蓋体とを具備していることを特徴とするものである。 An electronic device according to the present invention includes an electronic component storage package having the above-described configuration, an electronic component mounted on the mounting portion, and a lid that is bonded to an upper surface of the metal frame and hermetically seals the electronic component. It is characterized by comprising.
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、絶縁基板の上面に搭載部を囲繞するようにして接合された金属枠体は、上端に鍔部が全周にわたって形成されていることから、鍔部の分だけ上端で幅が広くなるため、蓋体を強固に接合するための幅を有効に確保することができる。また、蓋体を接合するための幅を鍔部により確保することができるため、下端部分の幅を広くする必要はなく、金属枠体が接合される絶縁基板を小型化することができる。 According to the electronic component storage package of the present invention, the metal frame joined so as to surround the mounting portion on the upper surface of the insulating substrate has the collar portion formed on the entire upper end. Therefore, the width becomes wider at the upper end, so that a width for firmly joining the lid can be effectively secured. Moreover, since the width | variety for joining a cover body can be ensured with a collar part, it is not necessary to widen the width | variety of a lower end part, and the insulated substrate to which a metal frame is joined can be reduced in size.
また本発明の電子部品収納用パッケージにおいて好ましくは、金属枠体は、鍔部よりも下側の外面が上端から下端に向かうに伴って内側に傾斜していることから、金属枠体の鍔部より下側の下端の外形寸法をより一層小さくすることができ、絶縁基板をより一層容易に小型化することができる。また、鍔部の下面が金属枠体の側面に対して一定の角度を成して斜めになっているので、鍔部の金属枠体に対する強度をより強くすることができ、蓋体の幅をより大きくして蓋体との接合幅をより有効に確保し、より気密封止の信頼性に優れた電子部品収納用パッケージを提供することができる。 In the electronic component storage package according to the present invention, preferably, the metal frame body is inclined inward as the outer surface on the lower side of the flange portion moves from the upper end to the lower end, so that the flange portion of the metal frame body The outer dimension of the lower end on the lower side can be further reduced, and the insulating substrate can be further reduced in size. In addition, since the lower surface of the collar portion is inclined with a certain angle with respect to the side surface of the metal frame body, the strength of the collar portion with respect to the metal frame body can be increased, and the width of the lid body can be increased. It is possible to provide an electronic component storage package that is larger in size and more effectively secures the bonding width with the lid body and is more excellent in hermetic sealing reliability.
本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、搭載部に搭載された電子部品と、金属枠体の上面に接合されて電子部品を気密封止する蓋体とを具備していることから、気密封止の信頼性に優れた小型で高信頼性のものとなる。 An electronic device of the present invention includes an electronic component storage package having the above-described configuration, an electronic component mounted on the mounting portion, and a lid that is bonded to the upper surface of the metal frame and hermetically seals the electronic component. Therefore, it is small and highly reliable with excellent reliability of hermetic sealing.
本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置を添付の図面を基に説明する。図1は本発明のパッケージおよび電子装置9の実施の形態の一例を示す断面図である。図1において、1は絶縁基板、2は金属枠体である。これらの絶縁基板1および金属枠体2とにより主にパッケージが構成される。また、絶縁基板1の上面の搭載部1aに電子部品3を搭載するとともに、金属枠体2の上面に蓋体4を接合して電子部品3を気密封止することにより電子装置が構成される。
An electronic component storage package and an electronic device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of a package and an
絶縁基板1は、上面に電子部品の搭載部1aが形成されており、酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミックス,窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体等の絶縁材料により形成される。
The
なお、図1の例では絶縁基板1は平板状であるが、上面に凹部を有する直方体状等の形状で、この凹部の底面に搭載部1aが設けられた形状のものでもよい。
In the example of FIG. 1, the
絶縁基板1は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム,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ー,溶剤を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法によりシート状とすることによって絶縁基板1用のセラミックグリーンシートを得、しかる後、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに複数枚積層し、高温で焼成することによって製作される。
When the
また、絶縁基板1は、上面の搭載部1aまたはその周辺から側面や下面等の外表面にかけて複数の配線導体5が導出されている。
Further, in the
搭載部1aに搭載される電子部品3は、その電極が、配線導体5のうち搭載部1aやその周辺に露出した部位にボンディングワイヤや半田等を介して電気的に接続される。
The electrode of the
配線導体5は、タングステン,モリブデン,マンガン,銅,銀,金等の金属材料からなり、例えばタングステンから成る場合、タングステン粉末に適当な有機バインダー,溶剤を添加混合して得たタングステンペーストを、絶縁基板1となるセラミックグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布し、これを絶縁基板1となるセラミックグリーンシートとともに焼成することによって、所定のパターンに被着形成される。
The
また、絶縁基板1は、上面の外周部に搭載部1aを囲繞するようにして金属枠体2が接合されている。金属枠体2は、電子部品3の搭載部1aを気密封止するためのものであり、金属枠体2の上面に蓋体4を接合することにより、搭載部1aに搭載された電子部品3が絶縁基板1と金属枠体2と蓋体4とから成る容器の内部に気密封止される。金属枠体2の形状は四角枠状である。これにより、半導体集積回路素子や圧電振動子等の一般に四角形状である電子部品3を無駄なスペースを取ることなく効率よく取り囲むものとなっている。この場合、金属枠体2は、各角部が円弧状に面取りされて角部で欠け等が生じることを防止することが好ましい。
The
金属枠体2は、鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料からなり、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金からなる場合、鉄−ニッケル−コバルト合金の板材に適当な圧延加工や打抜き加工、エッチング加工等の加工を施すことにより形成される。
The
また、金属枠体2の絶縁基板1に対する接合は、例えば、絶縁基板1の上面の外周部に搭載部1aを囲繞するようにして枠状のメタライズ層を形成しておき、この枠状のメタライズ層に金属枠体2の下端面を銀ろう等のろう材を介して接合すること等により行なうことができる。
The
また、金属枠体2に対する蓋体4の接合は、金属枠体2の上面に蓋体4の下面の外周部を位置合わせして載せ、蓋体4の外周部に沿ってシーム溶接や電子ビーム溶接等の加熱溶接を施すこと等により行なうことができる。
The lid 4 is bonded to the
そして、パッケージの搭載部1aに電子部品3を搭載するとともにその電極を配線導体5に電気的に接続し、その後、金属枠体2の上面に蓋体4を接合して電子部品3を気密封止することにより、電子装置9が構成される。
Then, the
本発明のパッケージおよび電子装置9において、金属枠体2は上端に鍔部2aが全周にわたって形成されている。これにより、鍔部2aの分だけ金属枠体2の幅が上端で広くなるため、蓋体4を強固に接合するための幅を有効に確保することができる。また、蓋体4を接合するための幅を鍔部2aにより確保することができるため、金属枠体2の下端部の幅を広くする必要はなく、金属枠体2が接合される絶縁基板1を容易に小型化することができる。
In the package and the
鍔部2aの幅は0.5〜3mmが好ましい。0.5mm未満では、蓋体4の接合を有効に強くすることが難しくなる傾向にあり、3mmを超えると、パッケージが必要以上に大きくなり、また鍔部2aの良好な平坦度が得られず、かえって蓋体4の接合が難しくなって気密封止の信頼性が低下するおそれがある。また、外部電気回路基板のうち鍔部2aの下方に位置する部位に表面実装型の電子部品を実装する際の位置決め等が鍔部2aに遮られて難しくなるおそれもある。
The width of the
また、鍔部2aの幅は全周で同じ幅でよいが、金属枠体2の形状等に応じてより蓋体4の接合を強くすることができるように鍔部2aの幅を部分的に変えてもよい。例えば、金属枠体2が長方形状である場合、蓋体4の接合強度が低下しやすい長辺側の中央部付近の幅を他の部分の幅よりも広くしてもよい。また、応力等の歪が集中しやすい角部分で幅を広くしてもよい。
Further, the width of the
また、鍔部2aの厚みは全周で同じでよいが、外周側から中心側に向かうにつれて厚くなるようにしてもよい。この場合、鍔部2aの上面に蓋体4を接合する際に、鍔部2aが変形しにくくなるので、気密封止の信頼性がよりいっそう優れたものとなる。
Moreover, although the thickness of the
また、鍔部2aは、金属枠体2と一体成形されたものであることが好ましい。鍔部2aを金属枠体2と一体成形されたものとしておくと、鍔部2aが金属枠体2の上端に強固に設けられたものとなり、金属枠体2の鍔部2aの上面に蓋体4を溶接する際、鍔部2aが欠けたり、亀裂を生じたりすることが効果的に防止され、より一層気密封止の信頼性に優れたパッケージおよび電子装置9を提供することができる。
Moreover, it is preferable that the
鍔部2aが一体成形された金属枠体2は、例えば、圧延加工や打抜き加工、エッチング加工等の加工を施すことにより形成する際、金属枠体2の上端に鍔部2aが形成されるように打抜き金型やエッチング加工用のマスク材を作製しておくことにより形成することができる。
When the
この金属枠体2は、鍔部2aよりも下側の外面が上端から下端に向かうに伴って内側に傾斜していることが好ましい。これにより、金属枠体2の下端の外形寸法をより一層小さくすることができ、絶縁基板1をより一層容易に小型化することができる。また、鍔部2aの下面が金属枠体2の側面と一定の角度を成して斜めに交わることになるので、鍔部2aの金属枠体2に対する強度をより強くすることができ、蓋体4の幅をより大きくして蓋体4との接合幅をより有効に確保し、より気密封止の信頼性に優れたパッケージおよび電子装置9を提供することができる。
It is preferable that this
金属枠体2が鍔部2aよりも下側の外面が上端から下端に向かうに伴って内側に傾斜している場合の傾斜角度は、厚さが0.5〜2mm程度の金属枠体2の場合、金属枠体2の側面と下端面とのなす角度が45〜85度であることが好ましい。この角度が45度未満では、鍔部2aの強度を向上させることが難しくなる傾向があり、45度を超えて大きく傾かせると、金属枠体2の下端の幅が小さくなり絶縁基板1に対する接合強度が低くなるおそれがある。
The inclination angle when the
また、この傾斜の角度は、金属枠体2の全周にわたって同じ角度とする必要はなく、蓋体4の接合をより効果的に補強するために鍔部2aの幅を大きく確保したい部位(熱応力が大きく作用する角部分や、長方形の金属枠体の場合の長辺側の中央部分等)で傾斜を大きくするようにしてもよい。
Further, the angle of the inclination does not need to be the same angle over the entire circumference of the
また、蓋体4と金属枠体2との接合性を高めるうえで、鍔部2aは上面が平坦面であることが好ましい。
Moreover, when improving the joining property of the cover body 4 and the
なお、本発明は上述の実施の形態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内であれば種々の変更が可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1・・・絶縁基板
1a・・・搭載部
2・・・金属枠体
2a・・・鍔部
3・・・電子部品
4・・・蓋体
5・・・配線導体
9・・・電子装置
DESCRIPTION OF
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