JP2006156448A - 電子部品素子収納用パッケージ、電子装置及び電子装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子部品素子への異物付着を防止できる電子部品素子収納用パッケージ、電子装置、また、そのための電子装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 電子部品素子収納用パッケージは、上面に電子部品素子３を収容し搭載するための凹部１ａを有する絶縁基体１と、絶縁基体１の凹部１ａの内側から外側に導出された配線導体２とを具備しており、絶縁基体１は上面に凹部１ａを塞ぐように蓋体４が取着される電子部品素子収納用パッケージであって、蓋体４は、下面の凹部１ａの内側に露出する部位に粘着層５が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品素子を収容し搭載するための電子部品素子収納用パッケージ、およびそれを用いた電子装置、および電子装置の製造方法に関するものである。
従来より、ＣＰＵやメモリ等に使用される電子部品素子等を気密に収納するための電子部品素子収納用パッケージとして、電子部品素子を収容するための凹部が上面に形成された絶縁基体と、絶縁基体の凹部の内側から外側に導出された配線導体とを具備した構造のものが知られている。
電子部品素子は、例えば、電子回路基板の上面の外周部以外の部分に電子回路を有し、外周部等に電極が設けられている。
かかる電子部品素子は絶縁基体の凹部内に収容されるとともに、凹部の底面に樹脂接着剤やＡｕＳｉ材、ＡｕＳｎ材の金属共晶接合材等の接合材により接合され、電子部品素子の電極と配線導体のうち凹部の内側に露出した部位とが、Ａｕ，Ａｌ等から成るボンディングワイヤにより電気的に接続される。
また、上述した絶縁基体の上面には、凹部を塞ぐようにして平板状の蓋体が取着され、絶縁基体の凹部と蓋体とで構成される密閉空間内に電子部品素子が気密に収納され、電子装置となる。
そして、電子部品素子の電子回路で生じた電気信号は、配線導体を介して電子装置の外部に配置された各種の機器や素子などに送られる。
特開２０００−１８３２０５号公報 実開平７−１６４２４号公報
ところで、上述した従来の電子装置においては、その製造にあたり、クリーンルーム内で製造を行うなどして、凹部内にゴミなどの異物が入り込まないよう十分な注意が払われている。
しかしながら、実際には電子装置の内部空間に異物が進入することを防止するのは困難であり、その異物が電子部品素子上に付着することは防げないのが実状である。
すなわち、いかにクリーンルーム内で電子装置の製造を行ったとしても、製造工程を構成する装置からは金属屑、ミスト状のオイルなどが異物として発生し、また、作業者からも衣服屑、皮膚片などが異物として発生するのは避けられない。かかる装置や作業者などから発生した異物は、製造工程上にある電子の周辺雰囲気中に浮遊している。そのため、電子装置においては、電子部品素子を絶縁基体の凹部に収容する際、雰囲気中に浮遊する異物を凹部内に取り込んでしまうことは避けられない。また、絶縁基体の上面に凹部を覆って蓋体を取着する場合にも、蓋体を取着する前に開放状態の凹部内に異物が進入する。
特に近年、上記の電子部品素子として、マイクロマシン（ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System））と呼ばれる、電子部品素子の表面が物理的に動くものが採用され始めている。
このマイクロマシンは、微小な機械的作動を高精度で行なわせる必要があることから、少しの異物が付着しただけでも誤動作を起すため、より一層の異物の進入を防ぐ措置を施さねばならなくなってきている。
本発明は、上述の問題点に鑑み案出されたもので、その目的は、電子部品素子への異物付着を有効に防止することができる電子部品素子収納用パッケージ、電子装置を提供すること、また、そのための電子装置の製造方法を提供することにある。
本発明の電子部品素子収納用パッケージは、上面に電子部品素子を収容するための凹部を有する絶縁基体と、前記凹部内から凹部外に導出された配線導体とを具備し、前記絶縁基体上に前記凹部の開口部を塞ぐ蓋体が取着される電子部品素子収納用パッケージであって、前記凹部上に位置する前記蓋体の下面に粘着層を形成したことを特徴とするものである。
また、本発明の電子部品素子収納用パッケージは、前記粘着層が熱硬化性樹脂の未硬化物から成るとともに、その外周部が前記蓋体の外周部まで延出されていることを特徴とするものである。
さらに、本発明の電子装置は、上述した電子部品素子収納用パッケージを構成する絶縁基体の凹部内に、前記配線導体と電気的に接続される電子部品素子を収容するとともに、前記絶縁基体上に前記凹部を塞ぐようにして前記蓋体を取着してなることを特徴とするものである。
またさらに本発明の電子装置は、前記粘着層が前記延在部で前記蓋体と前記絶縁基体とを接合することを特徴とするものである。
そして、本発明の電子装置の製造方法は、上面に凹部を有し、該凹部内から凹部外に配線導体が導出されている絶縁基体を準備する工程と、前記凹部内に電子部品素子を収容するとともに前記電子部品素子の電極を前記配線導体に電気的に接続する工程と、下面に粘着層を有した蓋体を、前記粘着層の少なくとも一部が前記凹部上に位置し、且つ前記凹部の開口部を塞ぐようにして前記絶縁基体上に取着させる工程と、前記蓋体が取着された前記絶縁基体を、該絶縁基体が回転の中心側、前記蓋体が回転の外側に位置するようにして回転体に設置するとともに、該回転体を軸回りに回転させながら前記粘着層を硬化させる工程と、を含むことを特徴とするものである。
本発明の電子部品素子収納用パッケージによれば、絶縁基体の凹部を塞ぐ蓋体の下面で、凹部上に位置する部位に粘着層を形成したことから、凹部内に異物が入り込んだとしても、その異物は粘着層に付着して、凹部内で浮遊することが防止される。そのため、電子部品素子への異物付着を効果的に防止でき、電子部品素子が、マイクロマシン等の可動部を有するものであったとしても、信頼性の優れたものとすることができる。
また、本発明の電子部品素子収納用パッケージによれば、粘着層を熱硬化性樹脂の未硬化物により形成するとともに、その外周部を前記蓋体の外周部まで延出させておくことにより、接合材や粘着層となる樹脂等を塗布する工程は１回ですみ、また、粘着層は、例えば蓋体の下面の全面に塗布してもかまわないようになるので粘着層となる樹脂塗布時の印刷位置の位置合わせも精度を厳しくする必要は無く、生産性の向上に供することができる。
さらに、本発明の電子装置によれば、上述した電子部品素子収納用パッケージを構成する絶縁基体の凹部内に、配線導体と電気的に接続される電子部品素子を収容するとともに、前記絶縁基体上に前記凹部を塞ぐようにして前記蓋体を取着させることにより、蓋体下面の凹部上に形成された粘着層が電子部品素子収納用パッケージの凹部と蓋体との間に形成される空間内に残った異物を付着して、電子部品素子の可動部への異物付着は効果的に防止され、信頼性の優れた電子装置を得ることができる。
またさらに、本発明の電子装置の製造方法は、上面に電子部品素子を収容し搭載するための凹部を有する絶縁基体と、絶縁基体の凹部の内側から外側に導出された配線導体とを具備する電子部品素子収納用パッケージを作製する工程と、電子部品素子を凹部に収容して搭載するとともに電子部品素子の電極を配線導体に電気的に接続する工程と、凹部を塞ぐための蓋体の下面の凹部の内側に露出する部位に粘着層を形成する工程と、蓋体を絶縁基体の上面に位置決め載置し凹部を蓋体で塞ぐ工程と、電子部品素子が凹部に収容された電子部品素子収納用パッケージを、絶縁基体が回転の中心側、蓋体が回転の外側となるように回転体に設置する工程と、回転体を回転させる工程とを具備することから、電子部品素子収納用パッケージ内に異物が残っていたとしても、その異物を遠心力で蓋体側に移動させて粘着層に付着させることができ、電子部品素子の可動部への異物付着を防止でき、信頼性に優れた電子装置を製造することができる。
さらにまた、本発明の電子装置の製造方法によれば、回転体を回転させる工程において、回転体を回転させながら粘着層を硬化させることから、電子部品素子収納用パッケージ内の異物を遠心力で、粘着層に付着させながら、付着させた異物を樹脂の硬化とともに粘着層に強固に固定することができる。そのため、いったん粘着層に付着させた異物が再浮遊して電子部品素子に付着する、というようなことをより確実に防止することができ、より一層信頼性に優れた電子装置を製造することができる。
また、例えば、粘着層を熱硬化性樹脂の未硬化物により形成するとともに、蓋体の下面の絶縁基板との取着部に延出するように形成して、蓋体と絶縁基体とを接合する接合材としておけば、異物の付着、除去と同時に蓋体を絶縁基体に接合して封止でき、製造工程の単純化が可能となる。
本発明の電子部品素子収納用パッケージ（以下、パッケージともいう）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、上面に電子部品素子を収容し搭載するための凹部１ａを有する絶縁基体、２は絶縁基体１の凹部１ａの内側から外側に導出された配線導体２であり、これらの絶縁基体１、配線導体２、凹部１ａにより主にパッケージが構成される。
また、絶縁基体１の凹部１ａに電子部品素子３を収容し、絶縁基体１の上面に、下面の凹部１ａの内側に露出する部位に粘着層５が形成された蓋体４を接合して電子部品素子３を気密封止することにより電子装置９が構成される。
絶縁基体１は、上面に電子部品素子３を収容するための凹部１ａが形成されており、凹部１ａの底面が電子部品素子の搭載部１ｂとなっている。
絶縁基体１は、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。絶縁基体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体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して凹部１ａを形成する開口部等を形成するとともに複数枚積層し、１６００℃程度の高温で焼成することによって製作される。
また、絶縁基体１は、凹部１ａの内側から外側にかけて配線導体２が導出されている。
配線導体２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、絶縁基体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、これを絶縁基体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。
また、絶縁基体１の搭載部１ｂに搭載される電子部品素子３としては、センサや，アクチュエータ，スイッチ等の機能を有するマイクロマシンや、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電子部品素子、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素子が用いられる。
電子部品素子３は、搭載部１ｂに搭載された後、その電極が配線導体２のうち搭載部１ｂ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。
このような絶縁基体１に、鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料、有機材料あるいはセラミックスから成る蓋体４を取着することにより、搭載部１ｂが蓋体４で塞がれ、絶縁基体１と蓋体４とから成る容器の内部に電子部品素子３が気密封止される。
そして、パッケージの搭載部１ｂに電子部品素子３を搭載するとともにその電極を配線導体２に電気的に接続し、その後、絶縁基体１の上面に蓋体４を取着して電子部品素子３を気密封止することにより、電子装置９が作製される。
蓋体４の絶縁基体１に対する取着は、例えば、蓋体４の下面の外周部と絶縁基体１の上面の凹部１ａを取り囲む部位とを、間に樹脂やろう材等の接合材（図示せず）を介して位置合わせし、接合材を加熱することにより行なわれる。
このような、本形態の電子部品素子収納用パッケージおよび電子装置によれば、蓋体４は、下面の凹部１ａの内側に露出する部位に粘着層５が形成されていることから、凹部１ａ内に異物が入り込んだとしても、その異物は粘着層５に付着して、凹部１ａ内で浮遊することが防止される。そのため、電子部品素子３への異物付着を効果的に防止でき、電子部品素子３が、マイクロマシン等の可動部を有するものであったとしても、信頼性の優れたものとすることができる。
また本形態の電子装置９は、上記電子部品素子収納用パッケージと、凹部１ａに収容されて搭載されるとともに電極が配線導体２に電気的に接続された電子部品素子３と、絶縁基体の上面に凹部１を塞ぐように取着された蓋体４とを具備し、蓋体４は、下面の凹部の内側に露出する部位に粘着層５が形成されていることから、粘着層５は電子部品素子収納用パッケージに残った異物を付着して、電子部品素子３の可動部への異物付着を防止でき、信頼性の優れたものとすることができる。
さらに、上述した電子部品素子収納用パッケージおよび電子装置において、粘着層５を熱硬化性樹脂の未硬化物により形成するとともに、その外周部を蓋体４の外周部まで延出させておけば、粘着層５の一部が蓋体４と絶縁基体１とを接合する接合材として機能することから、粘着層５や接合材となる樹脂を塗布する工程は１回ですみ、また、粘着層５は、例えば蓋体４の下面の全面に塗布してもかまわないようになるので粘着層５となる樹脂塗布時の印刷位置の位置合わせも精度を厳しくする必要もなく、樹脂等を蓋体に印刷する作業を、容易で、生産性が良好なものとすることができる。また蓋体４を粘着層５の粘着性で絶縁基体１の上面に簡単に載置できる。そのため、生産性に優れた電子部品素子収納用パッケージ、および電子装置が得られる。
このような粘着層５としては、例えば、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂およびポリエーテルアミド系樹脂のいずれか１種、またはその混合物が用いられ、これらは未硬化の状態での粘着性に優れているので好ましい。
また、上述した電子装置９を製造するには、まず上面に電子部品素子３を収容し搭載するための凹部１ａを有する絶縁基体１と、絶縁基体１の凹部１ａの内側から外側に導出された配線導体２とを具備する電子部品素子収納用パッケージを作製する工程と、電子部品素子３を凹部１ａに収容して搭載するとともに電子部品素子３の電極を配線導体２に電気的に接続する工程と、凹部１ａを塞ぐための蓋体４の下面の凹部の内側に露出する部位に粘着層５を形成する工程と、蓋体４を絶縁基体１の上面に位置決め載置し凹部１ａを蓋体４で塞ぐ工程と、電子部品素子３が凹部１ａに収容された電子部品素子収納用パッケージを、絶縁基体１が回転の中心側、蓋体４が回転の外側となるように回転体に設置する工程と、回転体を回転させる工程と、を経る。
なお、電子部品素子収納用パッケージは、例えば、上述のように、複数のセラミックグリーンシートを作製し、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して凹部１ａを形成する開口部等を形成するとともにタングステンペースト等の金属ペーストを所定パターンに印刷し、その後、これらの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作製される。
電子部品素子３の凹部１ａへの収容，搭載は、例えば、絶縁基体１の上面にあらかじめ位置合わせ用のマークを形成しておいて、このマークを基準にして電子部品素子３を搭載部１ｂの所定位置に位置合わせしながら凹部１ａ内に収容することにより行われる。
また、電子部品素子３の電極と配線導体２との電気的な接続は、電子部品素子３の電極と配線導体２の露出部分との間を、ボンディングワイヤ等の導電性の接続材で接続することにより行なわれる。
蓋体４の下面に粘着層５を形成するには、例えば、粘着層５が、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエーテルアミド系樹脂等の樹脂材料から成る場合、このような樹脂の未硬化物（流動性を有するもの）を、蓋体４の下面のうち、少なくとも凹部１ａの内側に露出する部位にスクリーン印刷やスピンコート等の塗布手段で塗布することにより行われる。
蓋体４は、例えば、画像処理装置等の位置合わせ機構を備えた装置により絶縁基体１の上面に位置決め載置され、凹部１ａを塞いで、凹部１ａとの間に気密封止された容器を形成する。この容器の内部に電子部品素子３が気密に収容される。
そして、電子部品素子３が凹部１ａに収容された電子部品素子収納用パッケージを、絶縁基体１が回転の中心側、蓋体４が回転の外側となるように回転体（図示せず）に設置するとともに回転体を回転させることにより、電子部品素子３が収容されている容器内部の異物（製造工程を構成する装置から発生する金属屑、ミスト状のオイルや、作業者から発生する衣服屑、皮膚片等）は、遠心力により蓋体４側に移動するとともに、凹部１ａに露出している蓋体４の下面に形成された粘着層５に付着する。
その結果、電子部品素子３の可動部への異物付着を防止でき、信頼性の優れた電子装置を製造することができる。
回転体としては、例えば、遠心分離機を用いることができ、その回転部分にパッケージを上述のように載置し、機械を運転させることにより、電子部品素子３が凹部１ａ内に収容された電子部品素子収納用パッケージを上記のように回転させることができる。
また、上述の工程では、回転体を回転させながら粘着層を硬化させることが好ましい。
この場合、電子部品素子収納用パッケージ内の異物を遠心力で、粘着層５に付着させながら、その付着させた異物を樹脂の硬化とともに粘着層５に強固に固定することができる。そのため、いったん粘着層５に付着させた異物が再浮遊して電子部品素子３に付着する、というようなことをより確実に防止することができ、より一層信頼性に優れた電子装置が得られる。
また、例えば、粘着層５について、熱硬化性樹脂の未硬化物から成るとともに、蓋体４の下面の絶縁基体１との取着部に延出するように形成して、蓋体４と絶縁基体１とを接合する接合材としておくと、異物を付着させながら同時に蓋体４を絶縁基体１に接合して封止でき、製造工程の単純化が可能となる。
この場合の粘着層５および接合材の硬化は、上記搭載部１ｂの温度を、粘着層５の硬化温度まで加熱することにより行なわれる。
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が可能である。例えば、配線導体２等の露出表面をニッケル、金等のめっき層で被覆して、酸化腐食を防止するようなものとしてもよい。
本発明の電子装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
符号の説明
１・・・絶縁基体
１ａ・・・凹部
１ｂ・・・搭載部
２・・・配線導体
３・・・電子部品素子
４・・・蓋体
５・・・粘着層
９・・・電子装置

Claims (5)

  1. 上面に電子部品素子を収容するための凹部を有する絶縁基体と、前記凹部内から凹部外に導出された配線導体とを具備し、前記絶縁基体上に前記凹部の開口部を塞ぐ蓋体が取着される電子部品素子収納用パッケージであって、前記凹部上に位置する前記蓋体の下面に粘着層を形成したことを特徴とする電子部品素子収納用パッケージ。
  2. 前記粘着層が熱硬化性樹脂の未硬化物から成るとともに、その外周部が前記蓋体の外周部まで延出されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品素子収納用パッケージ。
  3. 請求項１または請求項２に記載の電子部品素子収納用パッケージを構成する絶縁基体の凹部内に、前記配線導体と電気的に接続される電子部品素子を収容するとともに、前記絶縁基体上に前記凹部を塞ぐようにして前記蓋体を取着してなる電子装置。
  4. 前記粘着層が前記延在部で前記蓋体と前記絶縁基体とを接合することを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
  5. 上面に凹部を有し、該凹部内から凹部外に配線導体が導出されている絶縁基体を準備する工程と、
    前記凹部内に電子部品素子を収容するとともに前記電子部品素子の電極を前記配線導体に電気的に接続する工程と、
    下面に粘着層を有した蓋体を、前記粘着層の少なくとも一部が前記凹部上に位置し、且つ前記凹部の開口部を塞ぐようにして前記絶縁基体上に取着させる工程と、
    前記蓋体が取着された前記絶縁基体を、該絶縁基体が回転の中心側、前記蓋体が回転の外側に位置するようにして回転体に設置するとともに、該回転体を軸回りに回転させながら前記粘着層を硬化させる工程と、を含む電子装置の製造方法。
JP2004340340A 2004-11-25 2004-11-25 電子部品素子収納用パッケージ、電子装置及び電子装置の製造方法 Pending JP2006156448A (ja)

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