JP2005210027A - 電子部品収納用パッケージおよび電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓋体にて封止する場合、その位置合せが容易で封止の信頼性を全周にわたって均等に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。
【解決手段】 上面に電子部品５の搭載部が形成された絶縁基板１と、絶縁基板１の上面に搭載部を取り囲むようにして取着された第１の枠体１ａと、第１の枠体１ａの上面の外周部に取着された第２の枠体１ｂとを具備しており、第１の枠体１ａの上面の内周部に蓋体４の下面の外周端部が載置されて取着される電子部品収納用パッケージ６であって、第２の枠体１ｂは、内側面に蓋体４の側面に接する複数の突起部３が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品の搭載部を有する絶縁基板の上面に、搭載部を取り囲むようにして枠体を取着して成り、枠体に蓋体が取着される電子部品収納用パッケージに関するものである。

従来、半導体素子や圧電振動子等の電子部品を収納する電子部品収納用パッケージは、たとえば、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成り、上面に電子部品が搭載される搭載部を有する絶縁基板と、絶縁基板の上面に搭載部を取り囲むようにして取着された第１の枠体と、第１の枠体の上面の外周部に取着された第２の枠体とを具備した構造である。

絶縁基板の搭載部またはその周辺には、通常、タングステンやモリブデン，銅，銀等の金属材料から成る電極パッドが形成され、電極パッドから絶縁基体の側面や下面等の外表面に配線導体が導出されている。

絶縁基板の搭載部に電子部品を搭載するとともに、ガラス，樹脂，ロウ材等の接着剤を介して接着固定し、電子部品の各電極（接地電極，電源電極，信号電極）を、対応する電極パッドにボンディングワイヤー等の電気的な接続材を介して電気的に接続し、しかる後、蓋体を第１の枠体の上面の露出している内周部に載置し、樹脂接着材やガラス，ろう材等を介して接合し取着して電子部品を気密封止することによって電子装置となる。

そして、配線導体のうち絶縁基体の表面に導出した部位を外部電気回路基板の回路導体に接続することによって、電子部品の各電極が、接続材と電極パッドと配線導体とを介して外部電気回路に電気的に接続される。

なお、枠体を上記のように第１の枠体と第２の枠体とにより形成し、第１の枠体の上面の内周部に蓋体を載置し取着するのは、最近の電子装置の小型化、薄型化の要求に対応するためである。すなわち、第１の枠体の上面の内周部に接合、取着される蓋体は、それを囲むように横に第２の枠体の側面があるので横方向にずれ難く、小型化された場合でも、確実に搭載部を塞ぐようにして取着されることになる。また、蓋体を第１の枠体に接合する接合材が第２の枠体の側面にも付着するとともに、接合部位に接合材の溜まりを大きく形成することができるため、蓋体を第１の枠体の上面および第２の枠体の側面に接合材を介して強固に接合、取着することができ、気密封止の信頼性を良好にすることができる。また、蓋体が第１の枠体の上面に接合されるので、蓋体が電子装置の上側に大きく突出することはなく、電子装置の薄型化が容易なものとなる。

このような電子部品収納用パッケージは、例えば、セラミックグリーンシート積層法等によって製作される。絶縁基板および枠体が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、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セラミック原料粉末を適当な樹脂バインダ，溶剤等とともにシート状に成形して複数のセラミックグリーンシートを形成し、次に、必要に応じてセラミックグリーンシートに打抜き加工を施して所定位置に貫通孔を形成し、次に、タングステン等の金属ペーストをセラミックグリーンシートの表面に所定の電極パッドおよび配線導体のパターンに印刷塗布するとともに、貫通孔内に充填し、最後に、これらセラミックグリーンシートを積層し、焼成することによって製作される。
特開２０００−３０７３６８号公報

しかしながら、このような従来の電子部品収納用パッケージは、蓋体を第１の枠体に接合材を介して接合すること等により取着する場合、第２の枠体の側面と蓋体の間に接合材としての封止用の樹脂接着剤が流れ込む隙間を設けていることから、蓋体が横方向に移動して一方向に片寄り易く、樹脂接着剤が蓋体の全周に均等に流れないので、封止強度（蓋体と第１および第２の枠体との接合強度）が蓋体の位置により異なり易い。その結果、封止強度の弱い部位から蓋体と第１の枠体や第２の枠体との接合部分が破壊され易く、気密封止の信頼性が悪くなるという問題が発生するようになってきた。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、小型化、薄型化が容易で、第１および第２の枠体に蓋体を全周にわたって均一かつ強固に接合し取着することが可能な、気密封止の信頼性に優れた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。

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、該絶縁基板の上面に前記搭載部を取り囲むようにして取着された第１の枠体と、該第１の枠体の上面の外周部に取着された第２の枠体とを具備しており、前記第１の枠体の上面の内周部に蓋体の下面の外周端部が載置されて取着される電子部品収納用パッケージであって、前記第２の枠体は、内側面に前記蓋体の側面に接する複数の突起が形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記突起は、平面視形状が半円状であることを特徴とするものである。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記第２の枠体は平面視形状が四角形状であり、前記突起は前記第２の枠体の各内側面にそれぞれ形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記突起は前記第２の枠体の各内側面の両端側にそれぞれ形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の電子装置は、上記本発明の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、前記第１の枠体の上面の内周部に下面の外周端部が載置されて取着された蓋体とを具備していることを特徴とするものである。

本発明の電子部品収納用パッケージによれば、第２の枠体の内側面に、蓋体の側面に接する複数の突起が形成されていることから、突起により蓋体の位置合せが容易となる。また、蓋体を第１の枠体に載置して接合、取着するときに、蓋体が一方向に片寄ろうとするのを突起で遮って防止することができ、蓋体の全周にわたって、突起の突出している長さの分だけ隙間を確保して良好に接合材等を接合させることができ、蓋体の全周にわたって均一かつ強固に蓋体を第１の枠体の上面に接合することができる。その結果、蓋体の全周にわたって封止強度が均一となり、気密封止の信頼性を優れたものとすることができる。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、突起は、平面視形状が半円状であることから、突起の側面に沿って接合材を、気泡等を介在させることなく良好に流し込むことができ、接合材を介した蓋体と第１、第２の枠体との接合をより一層確実かつ強固なものとし、気密封止の信頼性をより一層優れたものとすることができる。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、第２の枠体は平面視形状が四角形状であり、突起は第２の枠体の各内側面にそれぞれ形成されていることから、四角板状の電子部品を効率良く収納することができるとともに、各辺の間で封止強度を均一に確保することができ、電子部品の実装の作業性が良好に確保されるとともに、気密封止の信頼性をより優れたものとすることができる。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、突起は第２の枠体の各内側面の両端側にそれぞれ形成されていることから、ずれが生じやすい蓋体の各側面の両端を突起で確実に止めて位置ずれを防止することができ、気密封止の信頼性の向上をより一層確実なものとすることができる。

また、本発明の電子装置は、上記本発明の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、第１の枠体の上面の内周部に下面の外周端部が載置されて取着された蓋体とを具備していることから、小型化、薄型化が容易で、第１および第２の枠体に蓋体が全周にわたって均一かつ強固に接合され取着された、気密封止の信頼性に優れたものとすることができる。

本発明の電子部品収納用パッケージについて添付図面に基づき説明する。図１（ａ），（ｂ）は、本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の実施の形態の一例を示す平面図および断面図である。図１において、１は絶縁基板、１ａは第１の枠体、１ｂは第２の枠体、２は電極パッド、３は突起、４は蓋体、５は電子部品である。これらの絶縁基板１、第１の枠体１ａ、第２の枠体１ｂ、電極パッド２、突起３および蓋体４により、本発明の電子部品収納用パッケージ６が主に構成され、電子部品５を収納することにより電子装置が構成される。

本発明における電子部品５は、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路素子、ＬＤ（半導体レーザ），ＬＥＤ（発光ダイオード），ＰＤ（フォトダイオード），ＣＣＤ，ラインセンサ，イメージセンサ等の光半導体素子、圧電振動子，水晶振動子等の振動子、その他の種々の電子部品である。

絶縁基板１は、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，窒化珪素質焼結体，炭化珪素質焼結体，ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料から成り、上面の中央部に電子部品５を搭載する。この絶縁基板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，酸化カルシウム，酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ，溶剤を添加混合して泥漿状のセラミックスラリーを作製し、このセラミックスラリー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技術でシート状となすことによって複数のセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得て、しかる後、セラミックグリーンシートの一部のものに適当な打ち抜き加工を施して枠状とするとともに、これらを積層して、還元雰囲気中で約１６００℃の高温で焼成することによって製作される。

絶縁基板１の上面には電子部品５の搭載部が形成され、この搭載部に電子部品５が搭載される。この搭載部は、電子部品５が搭載される領域であり、電子部品５の下面にロウ材等を介して接合されるメタライズ層等の導体層から構成されていたり、絶縁基板１の上面の所定領域であったりする。

電極パッド２は、搭載部に搭載される電子部品５の電極とボンディングワイヤー等の接続材を介して電気的に接続される。

第１の枠体の内面に形成されて電子部品５に電気的に接続される電極パッド２は、例えば、絶縁基板１の内部や表面に形成された配線導体（図示せず）を介して絶縁基板１の側面や下面等の外表面に導出される。これらの電極パッド２および配線導体は、電子部品５の電極を外部に導出する等のための導電路として機能し、電極パッド２に接続された電子部品５の電極は配線導体を介して絶縁基板１の外部に導出される。そして、配線導体のうち、絶縁基板１の外部に導出した部分を外部電気回路に半田等を介して接続することにより、電子部品５の電極が外部の電気回路に電気的に接続される。

なお、電極パッド２および配線導体はタングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金等の金属材料からなる。例えば、タングステンからなる場合であれば、タングステンの粉末を有機バインダー等と混練してなる金属ペーストを、絶縁基板１となるセラミックグリーンシートに印刷することにより形成される。

なお、図１では、後述する第１の枠体１ａの内面の上下方向中央部に段差を設け、この段差に電極パッド２を形成した例を示しているが、電極パッド２は、絶縁基板１の搭載部やその周囲に形成してもよい。

絶縁基板１の上面には搭載部を取り囲むようにして第１の枠体１ａが取着され、第１の枠体１ａの上面の外周部に第２の枠体１ｂが取着されている。この第１の枠体１ａの上面の内周部に蓋体４の下面の外周端部が載置されて取着され、これにより搭載部が蓋体４で塞がれて電子部品５が気密封止される。

第１および第２の枠体１ａ，１ｂは、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，窒化珪素質焼結体，炭化珪素質焼結体，ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料や、鉄−ニッケル−コバルト合金，鉄−ニッケル合金等の金属材料等により形成される。

第１および第２の枠体１ａ，１ｂ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，酸化カルシウム，酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な樹脂バインダ，溶剤を添加混合して泥漿状のセラミックスラリーを作製し、このセラミックスラリー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技術でシート状となすことによって複数のセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得て、しかる後、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施して開口寸法の異なる枠状のものを複数形成するとともに、絶縁基板１となるセラミックグリーンシートの上面に、開口寸法の小さいものから順次積層し、還元雰囲気中で約１６００℃の高温で一体焼成することによって製作される。

なお、第１および第２の枠体１ａ，１ｂを金属材料で形成する場合、電極パッド２は、絶縁基板１の搭載部やその周囲等に形成する必要がある。

本発明の電子部品収納用パッケージ６においては、第２の枠体１ｂの内側面に蓋体４の側面に接する複数の突起３が形成されている。

本発明の電子部品収納用パッケージ６によれば、第２の枠体１ｂの内側面に蓋体４の側面に接する複数の突起３が形成されていることから、突起３により蓋体４の位置合せが容易となる。また、蓋体４を第１の枠体１ａに載置して接合、取着するときに、蓋体４が一方向に片寄ろうとするのを突起３で遮って防止することができ、蓋体４の全周にわたって、突起３の突出長さの分だけ隙間を確保して良好に接合材によって接合させることができ、蓋体４の全周にわたって均一かつ強固に蓋体４を第１の枠体１ａの上面に接合することができる。その結果、蓋体４の全周にわたって封止強度が均一となり、気密封止の信頼性を優れたものとすることがきる。

突起３は、たとえば第２の枠体１ｂと同じ材料から成り、例えば、第２の枠体１ｂとなる枠状のセラミックグリーンシートを打ち抜き形成する際に、その内側面に突起３が形成されるようにして打ち抜くこと等により形成される。また、突起３は第２の枠体１ｂと異なる材料で別体として形成されていてもよい。

突起３は、突出している長さを１００μｍ以上とすることが好ましい。１００μｍ未満では、突起３の長さを高い精度で均一にすることが難しいため、蓋体４の位置が片寄り易くなり、蓋体４の接合強度を全周にわたって均一かつ強固とすることが困難となる傾向がある。

また、突起３は、突出している長さが１００μｍ以上で、第１の枠体１ａの上面の内周部の全周にわたって合計で２５０μｍ以上の幅が確保され、かつ蓋体４の接合幅を確保できるような幅以下とすることがより一層好ましい。

また、本発明の電子部品収納用パッケージ６において、突起３は、平面視形状が半円状であることが好ましい。突起３を、平面視形状が半円状とした場合、突起３の側面に沿って接合材を、気泡等を介在させることなく良好に流し込むことができ、接合材を介した蓋体４と第１、第２の枠体１ａ，１ｂとの接合をより一層確実かつ強固なものとし、気密封止の信頼性をより一層優れたものとすることができる。

また、突起３は、その高さが第２の枠体１ｂの高さよりも低いことが好ましい。この場合、突起３の上面をも樹脂接着剤等の接合材で覆うことができるため、電子部品５の気密封止の信頼性が向上するとともに、蓋体４の接合強度も向上する。

また、第２の枠体１ｂは平面視形状が四角形状であり、突起３は第２の枠体１ｂの各内側面にそれぞれ形成されていることが好ましい。第２の枠体１ｂの平面視形状を四角形状とし、突起３を第２の枠体１ｂの各内側面にそれぞれ形成した場合、四角板状の電子部品５を効率良く収納することができるとともに、その各辺の間で封止強度を均一に確保することができ、電子部品５の実装の作業性が良好になるとともに、気密封止の信頼性をより優れたものとすることができる。

また、第２の枠体１ｂは平面視形状が四角形状であり、突起３は第２の枠体１ｂの各内側面にそれぞれ形成されている場合、突起３は第２の枠体１ｂの各内側面の両端側にそれぞれ形成されていることが好ましい。突起３を、第２の枠体１ｂの各内側面の両端側にそれぞれ形成した場合、ずれが生じやすい蓋体４の角部付近の各側面の両端を突起３で確実に止めて位置ずれを防止することができ、気密封止の信頼性の向上をより一層確実なものとすることができる。

そして、上記構成の電子部品収納用パッケージ６の搭載部に電子部品５を搭載するとともに、電子部品５の電極を電極パッド２にボンディングワイヤー等の接続材を介して電気的に接続し、第１の枠体１ａの上面の内周部に蓋体４の下面の外周端部を載置して取着することにより、本発明の電子装置が作製される。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６と、搭載部に搭載された電子部品５と、第１の枠体１ａの上面の内周部に下面の外周端部が載置されて取着された蓋体４とを具備していることから、小型化、薄型化が容易で、第１の枠体１ａに蓋体４が全周にわたって均一かつ強固に接合され取着された、気密封止の信頼性に優れたものとすることができる。

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は可能である。例えば、突起部３は、第２の枠体１ｂの一側面に何個あってもよく、また形状についても四角形状、三角形状にしてもよい。

（ａ），（ｂ）は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平面図および断面図である。

符号の説明

１・・・絶縁基板
１ａ・・第１の枠体
１ｂ・・第２の枠体
２・・・電極パッド
３・・・突起
４・・・蓋体
５・・・電子部品
６・・・電子部品収納用パッケージ

Claims (5)

1. 上面に電子部品の搭載部が形成された絶縁基板と、該絶縁基板の上面に前記搭載部を取り囲むようにして取着された第１の枠体と、該第１の枠体の上面の外周部に取着された第２の枠体とを具備しており、前記第１の枠体の上面の内周部に蓋体の下面の外周端部が載置されて取着される電子部品収納用パッケージであって、前記第２の枠体は、内側面に前記蓋体の側面に接する複数の突起が形成されていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
2. 前記突起は、平面視形状が半円状であることを特徴とする請求項１記載の電子部品収納用パッケージ。
3. 前記第２の枠体は平面視形状が四角形状であり、前記突起は前記第２の枠体の各内側面にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子部品収納用パッケージ。
4. 前記突起は前記第２の枠体の各内側面の両端側にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項３記載の電子部品収納用パッケージ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載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、前記第１の枠体の上面の内周部に下面の外周端部が載置されて取着された蓋体とを具備していることを特徴とする電子装置。

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