JP2006179847A - Package for housing electronic component and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体素子や圧電素子等の電子部品を搭載するための電子部品収納用パッケージ、および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 an electronic component such as a semiconductor element or a piezoelectric element, and an electronic device.
従来、半導体素子や圧電素子等の電子部品を搭載するための電子部品収納用パッケージは、図3に平面図および図3(b)のC−C’線における断面図である(c)で示すように、絶縁基体201と絶縁基体201の上面に取着される四角平板状の金属から成る蓋体213とから構成されている。絶縁基体201は、セラミックスや樹脂等の絶縁材料から成る四角平板状の底板202の上面に、同じく絶縁材料からなり、底板202と同じ外形寸法を有する四角枠状の枠体203が積層されて成る。そして、絶縁基体201には、その内部から側面にかけて、電子部品214の電極が電気的に接続される複数の配線導体204が形成されている。
Conventionally, an electronic component storage package for mounting an electronic component such as a semiconductor element or a piezoelectric element is shown in FIG. 3 as a plan view and a cross-sectional view taken along line CC ′ in FIG. Thus, it is comprised from the
絶縁基体201の側面のうち配線導体204が導出された部位には、枠体203の上面から底板202の下面に達する複数の切り欠き部205(キャスタレーション)が形成されており、この切り欠き部205の表面には側面導体207が被着されている。また、絶縁基体201の下面の外周部には接続パッド212が被着されている。配線導体204、側面導体207および接続パッド212は、それぞれ電気的に接続され、電子部品214の電極を外部に導出する導電路を形成している。また、枠体203の上面には、蓋体213が接合される略四角枠状の封止用メタライズ層210が被着されている。
A plurality of cutout portions 205 (castellation) reaching the lower surface of the
そして、この電子部品収納用パッケージの凹部206に電子部品214が搭載され、電子部品214の各電極がボンディングワイヤ等を介して配線導体204に電気的に接続され、絶縁基体201に蓋体213が接合されることにより電子装置となる。この電子装置の接続パッド212を外部電気回路基板の配線導体に半田等の接合材を介して接合することにより、電子装置が外部電気回路基板上に実装される。
しかしながら、近年の電子装置の高密度化に伴って、接続パッド212の面積が小さくなってきている。そのため、側面導体212と接合材との接合面積が小さくなり、電子部品収納用パッケージと外部電気回路基板との接続強度が低下するという問題があった。
However, as the density of electronic devices in recent years has increased, the area of the
また、接続パッド212および側面導体207の面積が小さくなってきていることにより、電子装置と外部電気回路基板との接合状態を確認することが困難となっていきた。すなわち、電子装置と外部電気回路基板との接合状態の確認は、画像認識装置等により接合材の這い上がり状態を確認することにより行われるが、接続パッド212および側面導体207の面積が小さくなってきていることにより、這い上がってくる接合材の量も少なくなり、電子装置の実装状態の確認が困難となってきている。
In addition, since the areas of the
本発明は、かかる問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、外部電気回路基板との接合強度を向上させるとともに、外部電気回路基板との接合状態の確認を容易なものとし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。 The present invention has been devised in view of such problems, and its purpose is to improve the bonding strength with the external electric circuit board and facilitate the confirmation of the bonding state with the external electric circuit board. An object is to provide an electronic component storage package and an electronic device.
本発明の電子部品収納用パッケージは、上面に電子部品が搭載される絶縁基体と、該絶縁基体の側面に形成され、前記電子部品の電極に電気的に接続される側面導体と、前記絶縁基体の下面の外周部に、前記側面導体に接して形成された接続パッドとを備え、前記側面導体は、平面視において、前記絶縁基体の前記下面側の端部の表面が前記絶縁基体の前記上面側の端部の表面より外側に出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 base on which an electronic component is mounted on an upper surface, a side conductor formed on a side surface of the insulating base and electrically connected to an electrode of the electronic component, and the insulating base. A connection pad formed in contact with the side conductor on the outer periphery of the lower surface of the insulating base, and the side conductor has a surface at an end portion on the lower surface side of the insulating base in plan view. It protrudes outside the surface of the end part on the side.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記側面導体は、前記絶縁基体の前記下面側の端部の表面が前記絶縁基体の前記下面に向かうに伴って漸次外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 according to the present invention, it is preferable that the side conductor is gradually inclined outward as the surface of the end portion on the lower surface side of the insulating base faces the lower surface of the insulating base. It is characterized by being.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記側面導体は、前記絶縁基体の前記下面側の端部の表面が前記絶縁基体の前記下面に向かうに伴って外側に広がる階段状となっ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 side conductor has a stepped shape that spreads outward as the surface of the end portion on the lower surface side of the insulating base toward the lower surface of the insulating base. It is characterized by becoming.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記側面導体は、前記絶縁基体の前記下面側の端部が前記絶縁基体の前記上面側の端部より厚いことを特徴とするものである。 In the electronic component storage package according to the present invention, preferably, the side conductor has an end on the lower surface side of the insulating base that is thicker than an end on the upper surface of the insulating base. is there.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記絶縁基体は、前記下面側の端部の側面が、前記上面側の端部の側面よりも外側に出ていることを特徴とするものである。 In the electronic component storage package according to the present invention, preferably, the insulating base has a side surface of the end portion on the lower surface side protruding outside a side surface of the end portion on the upper surface side. Is.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記側面導体は、前記絶縁基体の前記側面に上下方向に延びるように形成された切り欠き部に設けられ、前記絶縁基体の前記下面において、前記切り欠き部の面積の半分以下の面積に前記側面導体が形成され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 side conductor is provided in a notch formed so as to extend in the vertical direction on the side surface of the insulating base, and on the lower surface of the insulating base. The side conductors are formed in an area of half or less of the area of the notch.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記配線導体、前記側面導体、および前記接続パッドは、高融点金属からなり、外部に露出した前記配線導体、前記側面導体、および前記接続パッドの表面に1〜20μmのニッケルめっき層と0.1〜3.0μmの金めっき層が被着され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, preferably, the wiring conductor, the side conductor, and the connection pad are made of a refractory metal, and the wiring conductor, the side conductor, and the connection exposed to the outside. A nickel plating layer of 1 to 20 μm and a gold plating layer of 0.1 to 3.0 μm are deposited on the surface of the pad.
本発明の電子装置は、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載された電子部品収納用パッケージと、該電子部品収納用パッケージに搭載された電子部品とを備えていることを特徴とするものである。 An electronic device of the present invention includes the electronic component storage package according to any one of claims 1 to 6 and an electronic component mounted on the electronic component storage package. Is.
本発明の電子部品収納用パッケージは、側面導体における絶縁基体の下面側の端部の表面が絶縁基体の上面側の端部の表面より外側に出ていることにより、外部電気回路との接合強度を向上させることができる。すなわち、本発明の電子部品収納用パッケージは、接続パッドから側面導体に接合材を回り込ませるように接合することができ、電子装置と外部電気回路基板との接合強度を向上させることができる。また、外側に出ている側面導体の表面に半田が這い上がることにより、側面導体に形成される接合材のフィレットの厚みが外側に出ている部位の上方において厚く形成されることによるアンカー効果を得ることができ、電子装置と外部電気回路基板との接合強度を向上させることができる。 In the electronic component storage package of the present invention, the surface of the end portion on the lower surface side of the insulating base in the side conductor protrudes outside the surface of the end portion on the upper surface of the insulating base, so that the bonding strength with the external electric circuit is increased. Can be improved. That is, the electronic component storage package of the present invention can be bonded so that the bonding material is wrapped around the side conductor from the connection pad, and the bonding strength between the electronic device and the external electric circuit board can be improved. In addition, since the solder crawls up on the surface of the side conductor that protrudes to the outside, the anchor effect due to the fact that the thickness of the fillet of the bonding material formed on the side conductor is formed thick above the portion that protrudes to the outside. And the bonding strength between the electronic device and the external electric circuit board can be improved.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、このような構成により、電子装置と外部電気回路基板との接合状態を容易に確認することができる。すなわち、本発明の電子部品収納用パッケージは、側面導体のうち絶縁基体の下面側の端部の表面が絶縁基体の上面側の端部の表面より外側に出ているので、その外側に出ている部分に這い上がった接合材を画像認識装置等で容易に確認することができ、電子装置の実装状態を容易に確認することが可能となる。 Moreover, the electronic component storage package of this invention can confirm easily the joining state of an electronic apparatus and an external electric circuit board | substrate with such a structure. That is, in the electronic component storage package of the present invention, since the surface of the end portion on the lower surface side of the insulating base out of the side conductors protrudes outside the surface of the end portion on the upper surface side of the insulating base, It is possible to easily confirm the bonding material climbed up to the portion where the electronic device is present with an image recognition device or the like, and it is possible to easily confirm the mounting state of the electronic device.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、側面導体は、絶縁基体の下面側の端部の表面が絶縁基体の下面に向かうに伴って漸次外側に傾斜していることにより、傾斜した側面導体の表面に沿ってスムーズに、溶融した接合材を這い上がらせることができ、接合材を介した絶縁基体と外部電気回路基板との間の強固な接合を、より一層容易に行なうことができる。 In the electronic component storage package of the present invention, it is preferable that the side surface conductor is inclined because the surface of the end portion on the lower surface side of the insulating base gradually inclines toward the lower surface of the insulating base. The molten bonding material can be smoothly rubbed up along the surface of the side conductor, and the strong bonding between the insulating base and the external electric circuit board via the bonding material can be performed more easily. Can do.
また、例えば、絶縁基体の側面に切り欠き部(キャスタレーション)を形成するとともに、その切り欠き部に側面導体を設けるような場合、側面導体に電解めっき法でめっき層を被着させる際に、切り欠き部の側面導体に良好にめっき液を循環させることができ、めっき厚みのばらつきの少ない電子部品収納用パッケージを提供することができる。 Also, for example, when forming a notch (castellation) on the side surface of the insulating base and providing a side conductor in the notch, when depositing a plating layer on the side conductor by electrolytic plating, A plating solution can be circulated satisfactorily through the side conductor of the notch, and an electronic component storage package with little variation in plating thickness can be provided.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、側面導体は絶縁基体の下面側の端部の表面が絶縁基体の前記下面に向かうに伴って外側に広がる階段状となっていることにより、側面導体のうち、絶縁基体の下面側の端部、つまり接合材が這い上がる部分を階段状とすることにより、側面導体と接合材との接合の面積をより確実に大きく確保することができるとともに、その接合面について、絶縁基体と外部電気回路基板と間に生じる熱応力の作用する方向(ほぼ横方向)に対して直交する面を含んで構成することができ、熱応力に起因する接合材と側面導体との間の剥がれをより効果的に防止し、接合の信頼性をさらに向上させることができる。 In the electronic component storage package of the present invention, it is preferable that the side surface conductor has a stepped shape in which the surface of the end portion on the lower surface side of the insulating base spreads outwardly toward the lower surface of the insulating base. In the side conductor, the end of the insulating base on the lower surface side, that is, the portion where the joining material crawls is formed in a stepped shape, so that a large area of joining between the side conductor and the joining material can be ensured more reliably. In addition, the bonding surface can be configured to include a surface orthogonal to the direction (almost lateral direction) in which the thermal stress generated between the insulating base and the external electric circuit board acts, and the bonding is caused by the thermal stress. Peeling between the material and the side conductor can be prevented more effectively, and the bonding reliability can be further improved.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、側面導体は絶縁基体の下面側の端部が絶縁基体の上面側の端部より厚いことにより、側面導体のうち、応力が大きく作用する傾向のある接続パッドに近い部位において側面導体の厚さを十分に確保し、側面導体を絶縁基体により確実、強固に接合させておくことができ、外部電気回路基板に対する接合の信頼性をより一層優れたものとすることができる。 In the electronic component storage package of the present invention, it is preferable that the side conductor has a larger stress on the side conductor because the lower end of the insulating base is thicker than the upper end of the insulating base. The thickness of the side conductor can be sufficiently secured in the part close to the connection pad with a tendency, and the side conductor can be securely and firmly bonded to the insulating base, further increasing the reliability of bonding to the external electric circuit board. It can be excellent.
また、例えば、側面導体を、金属ペーストの塗布で形成するような場合、ペーストの粘度を調整し、重力に従って下側にペーストを垂れ下がらせるだけで所定の形状に形成することができるため、電子部品収納用パッケージの生産性を向上させることができる。 Also, for example, when the side conductor is formed by applying a metal paste, it can be formed into a predetermined shape simply by adjusting the viscosity of the paste and allowing the paste to hang down according to gravity. Productivity of the component storage package can be improved.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記絶縁基体は、前記下面側の端部の側面が、前記上面側の端部の側面よりも外側に出ていることにより、側面導体が形成される絶縁基体の側面そのものが、絶縁基体の下面側において絶縁基体の上面側の端部より外側に出ている構造となるので、側面導体について、絶縁基体の下面側の端部の表面が絶縁基体の上面側の端部の表面より外側に出ている構造を、より容易に、かつ確実に実現することができる。 In the electronic component storage package of the present invention, it is preferable that the insulating base has a side conductor in which a side surface of the end portion on the lower surface side protrudes outside a side surface of the end portion on the upper surface side. Since the side surface of the insulating base on which the insulating substrate is formed protrudes outside the end on the upper surface side of the insulating base on the lower surface side of the insulating base, the surface of the side conductor on the lower end side of the insulating base Can be realized more easily and reliably in a structure in which the outer surface protrudes outside the surface of the end portion on the upper surface side of the insulating base.
また、この場合、側面導体の厚さを、絶縁基体の側面の下端から上端にかけて同じような厚さとすることもできるため、例えば、電子部品収納用パッケージを、このような電子部品収納用パッケージとなる配線基板領域を複数個、縦横に配列した、いわゆる多数個取り基板の形態で製造するとき、次のような効果がある。 Further, in this case, since the thickness of the side conductor can be the same thickness from the lower end to the upper end of the side surface of the insulating base, for example, an electronic component storage package is used as such an electronic component storage package. When manufacturing in the form of a so-called multi-chip substrate in which a plurality of wiring board regions are arranged vertically and horizontally, the following effects are obtained.
すなわち、通常は、延性を有する金属材料から成る側面導体が、厚さの厚い部位を有して隣り合う配線基板領域の間に介在すると、多数個取り基板を各配線基板領域に分割するときに、その側面導体の厚い部分同士が配線基板領域間でつながって延びて、分割の妨げになるおそれがある。特に、各配線基板領域が、例えば1辺の長さが3〜5mm程度の矩形状等の非常に小さいものである場合等、隣接する配線基板領域同士の間に、十分な分割代(分割用の分割溝を入れる幅等)を確保することが難しい場合、このようなメタライズ層の介在による不具合が顕著になる傾向がある。これに対し、側面導体の厚さに、特に厚い部分が無いような場合には、上記のような側面導体の厚さが厚い部分の延びに起因する不具合を効果的に抑えることができる。 That is, normally, when a side conductor made of a ductile metal material has a thick portion and is interposed between adjacent wiring board regions, when dividing a multi-chip substrate into each wiring board region, The thick portions of the side conductors may be connected and extend between the wiring board regions, which may hinder division. In particular, when each wiring board area is very small, for example, a rectangular shape having a side length of about 3 to 5 mm, a sufficient division allowance (for division) is provided between adjacent wiring board areas. When it is difficult to ensure a width for inserting the divided grooves, etc., there is a tendency that such a problem due to the intervention of the metallized layer becomes remarkable. On the other hand, when there is no particularly thick part in the thickness of the side conductor, the above-described problems caused by the extension of the thick part of the side conductor can be effectively suppressed.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、側面導体は、絶縁基体の側面に上下方向に延びるように形成された切り欠き部に設けられ、絶縁基体の下面において、切り欠き部の面積の半分以下の面積に側面導体が形成されていることから、絶縁基体の下面から上面にかけて貫通する開口部を大きく形成することができるとともに、その開口部の内側に側面導体が位置することから、例えば、側面導体にニッケルや金のめっき層を被着させるような場合、開口部内へのめっき液の循環を確実なものとすることができることから、側面導体にめっき皮膜を、めっき液の循環不良に起因するムラ、カケ等の不具合を誘発することなく、良好に形成することができる。 In the electronic component storage package of the present invention, the side conductor is provided in a notch portion formed on the side surface of the insulating base so as to extend in the vertical direction, and is half the area of the notch on the lower surface of the insulating base. Since the side conductor is formed in the following area, an opening that penetrates from the lower surface to the upper surface of the insulating base can be formed large, and the side conductor is located inside the opening. When a plating layer of nickel or gold is applied to the side conductor, the plating solution can be reliably circulated into the opening. Therefore, a plating film is applied to the side conductor due to poor circulation of the plating solution. It can be formed satisfactorily without inducing defects such as unevenness and chipping.
また、側面導体が、切り欠き部の面積の半分以下であることから、側面導体の面積が不要に大きくなり過ぎることはなく、接合材が側面導体に取られて接続パッドと外部電気回路基板の回路導体との間に介在する接合材が不足するようなことなく、接合の信頼性をさらに向上させることができる。 Further, since the side conductor is less than half of the area of the notch, the area of the side conductor does not become unnecessarily large, and the bonding material is taken by the side conductor and the connection pad and the external electric circuit board The bonding reliability can be further improved without a shortage of the bonding material interposed between the circuit conductors.
また、側面導体を有する電子部品収納用パッケージとしての生産性を向上させることができる。つまり、このような電子部品収納用パッケージとなる配線基板領域を母基板に多数縦横に配列形成して成る多数個取り配線基板の形態で電子部品収納用パッケージを製作するとともに、その配線基板領域の境界に跨って、内側面に導体が設けられた貫通孔を形成しておくことにより、配線基板領域の境界に沿って分割するだけで、個片の絶縁基体の側面に導体を有する電子部品収納用パッケージを一括して製作することができる。 Moreover, productivity as an electronic component storage package having a side conductor can be improved. That is, an electronic component storage package is manufactured in the form of a multi-piece wiring substrate formed by arranging a large number of wiring board regions in a vertical and horizontal direction on a mother board, and the wiring board region of the wiring board region is formed. By forming a through-hole with a conductor on the inner surface across the boundary, it can be stored along the boundary of the wiring board area, and the electronic component housing the conductor on the side surface of the individual insulating substrate Package can be manufactured at once.
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、配線導体、側面導体、および接続パッドは、高融点金属からなり、外部に露出した配線導体、側面導体、および接続パッドの表面に1〜20μmのニッケルめっき層と0.1〜3.0μmの金めっき層が被着されていることにより、露出した配線導体の酸化腐食を有効に防止することができるとともに、封止用メタライズ層と金属枠体とのろう材による接合を良好なものとすることができ、配線導体と電子部品の各電極との接続および外部電気回路基板の配線導体との接続を強固なものとすることができる。 In the electronic component storage package of the present invention, the wiring conductor, the side conductor, and the connection pad are made of a refractory metal, and the surface of the wiring conductor, the side conductor, and the connection pad exposed to the outside has a nickel content of 1 to 20 μm. Since the plating layer and the gold plating layer of 0.1 to 3.0 μm are applied, the oxidative corrosion of the exposed wiring conductor can be effectively prevented, and the metallization layer for sealing, the metal frame, The bonding with the brazing filler metal can be made good, and the connection between the wiring conductor and each electrode of the electronic component and the connection with the wiring conductor of the external electric circuit board can be made strong.
また、めっき層は、最表層が適度な厚さの金めっき層であることから、下地の金属を確実に被覆して、その酸化腐食を効果的に防止することができる。また、金めっき層は、その色調が半田等の接合材と大きく異なるため、接合材が側面導体に這い上がっているか否かの検知がより一層容易かつ確実なものとなる。 Further, since the outermost layer is a gold plating layer having an appropriate thickness, the plating layer can be reliably covered with the underlying metal and effectively prevent the oxidative corrosion. Moreover, since the color tone of the gold plating layer is significantly different from that of the bonding material such as solder, it becomes even easier and more reliable to detect whether or not the bonding material has crawled up to the side conductor.
本発明の電子装置は、上記のいずれかに記載された電子部品収納用パッケージと、電子部品収納用パッケージに搭載された電子部品とを備えていることにより、接続パッドおよび側面導体の大きさが小さくなり外部電気回路基板との接合面積が小さくなったとしても、絶縁基体を外部電気回路基板に強固に接合することが可能であり、外部電気回路基板に対する接合材を介した接合の状態を容易に確認することが可能な電子装置を提供することができる。 The electronic device according to the present invention includes the electronic component storage package described in any one of the above and the electronic component mounted on the electronic component storage package, thereby reducing the size of the connection pad and the side conductor. Even if the bonding area with the external electric circuit board is reduced, the insulating base can be firmly bonded to the external electric circuit board, and the state of bonding to the external electric circuit board through the bonding material is easy. It is possible to provide an electronic device that can be confirmed.
本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置について、図面を参照して詳細に説明する。図1(a)は、本発明の電子部品収納用パッケージの構造を示す側面図であり、図1(b)は、図1(a)に示した本発明の電子部品収納用パッケージの平面図である。図1(c)は、図1(b)に示した本発明の電子部品収納用パッケージのA−A’線における断面図であり、図1(d)は、図1(c)に示した断面図の要部拡大図である。 The electronic component storage package and the electronic apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a side view showing the structure of the electronic component storage package of the present invention, and FIG. 1B is a plan view of the electronic component storage package of the present invention shown in FIG. It is. 1C is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the electronic component storage package of the present invention shown in FIG. 1B, and FIG. 1D is shown in FIG. It is a principal part enlarged view of sectional drawing.
本発明の電子部品収納用パッケージは、上面に電子部品114が搭載される絶縁基体101と、絶縁基体101の側面に形成され、電子部品114の電極に電気的に接続される側面導体107と、絶縁基体101の下面の外周部に、側面導体107に接して形成された接続パッド112とを備えている。側面導体107は、絶縁基体101の下面側の端部の表面が絶縁基体101の上面側の端部の表面より外側に出ている。
The electronic component storage package of the present invention includes an
図1に示した例では、電子部品114が収容される凹部106が絶縁基体101の上面に形成されている。そして、凹部106の内側から絶縁基体101の側面にかけて配線導体104が形成され、配線導体104が側面導体107に電気的に接続されている。また、絶縁基体101の上面には凹部106を取り囲んで封止用メタライズ層110が形成され、封止用メタライズ層110上に金属枠体111が接合されている。
In the example shown in FIG. 1, a
この絶縁基体101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,ガラスセラミックス等の絶縁材料から成る。絶縁基体101は、例えば、このような絶縁材料から成る複数の絶縁層が上下に積層されることにより形成されている。
The insulating
図1(a)〜図1(d)に示した電子部品収納用パッケージにおいて、絶縁基体101は、電子部品114の電極が電気的に接続される配線導体104が形成された底板102と、凹部106を取り囲むように形成された枠体103とから構成されている。また、絶縁基体101は、例えば、一辺の長さが3.0〜20.0mm程度で厚み(高さ)が0.5〜3.0mm程度の四角形状である。
In the electronic component storage package shown in FIGS. 1A to 1D, the insulating
絶縁基体101は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成るセラミック層が積層されて成る場合であれば、次のようにして形成される。まず、酸化アルミニウム,ガラス等の原料粉末を有機溶剤,バインダーとともにドクターブレード法等によりシート状に成形して、複数のセラミックグリーンシート(以下、単にグリーンシートという)を形成する。次に、これら複数のグリーンシートを積層した後、約1500℃〜1600℃の温度で焼成する。絶縁基体101の凹部106は、最上層または最上層から下側に数層に位置するグリーンシートに打抜き加工を施して、中央部に四角形状の開口部を形成しておくことにより形成される。
For example, if the insulating
絶縁基体101の上面には、電子部品114が搭載される。電子部品114は、水晶振動子や弾性表面波素子等の圧電素子、半導体集積回路素子や光半導体素子等の半導体素子、容量素子等である。電子部品114は、例えば、ガラス,接着剤,ろう材等を介して絶縁基体101の上面に接合される。この絶縁基体101の側面には側面導体107が形成され、下面の外周部には側面導体107に接して接続パッド112が形成されている。
An
本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、側面導体107は、平面視において、絶縁基体101の下面側の端部の表面が絶縁基体101の上面側の端部の表面より外側に出ている。すなわち、本発明の電子部品収納用パッケージは、図1(d)に示すように、側面導体107の下端部の表面位置Xが、側面導体107の上端部の表面位置Yよりも外側にある。このように、本発明の電子部品収納用パッケージは、平面視において、側面導体107の下端部の表面が側面導体107の上端部の表面より外側に位置するように形成されている。ここで、平面視とは、図1(a)、(c)、(d)に示した電子部品収納用パッケージを上面側から見ることを意味し、図1(b)のように示されるものである。
In the electronic component storage package of the present invention, the
側面導体107は、電子部品114の電極(図示せず)に電気的に接続される。側面導体107と電子部品114の電極との電気的な接続は、例えば配線導体104を介して行なわれる。この場合、配線導体104の一部を凹部106の内側に露出させておくとともに、絶縁基体101の側面に導出された部分で側面導体107と接続されるようにしておく。絶縁基体101の凹部106の内側に露出された部分に、電子部品114の電極をボンディングワイヤ等の導電性接続材を介して接続することにより、電子部品114の電極と側面導体107とが電気的に接続される。
そして、接続パッド112を外部電気回路基板の配線導体(図示せず)にはんだ等の接合材(図示せず)を介して接続することにより、電子部品114の電極が外部電気回路基板の配線導体と電気的に接続される。
The
側面導体107,接続パッド112,配線導体104は、タングステン,モリブデン,マンガン,銅,銀,パラジウム,金,白金等の金属材料から成る。側面導体107,接続パッド112,配線導体104は、例えばタングステンからなる場合であれば、タングステンの金属ペーストを絶縁基体101となるグリーンシートにスクリーン印刷法等の手段により所定パターンに印刷しておくことにより形成される。
The
本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、側面導体107は、絶縁基体101の下面側の端部の表面が絶縁基体101の上面側の端部の表面より外側に出ている。本発明の電子部品収納用パッケージは、このような構成により、接続パッド112の面積が小さくなっても、接続パッド112から側面導体107(絶縁基体101の下面側の端部の表面)にかけて接合材を回り込ませるように連続して接合させることができる。また、側面導体107のうち絶縁基体101の下面側の端部の表面が絶縁基体101の上面側の端部の表面より外側に出ていることにより、側面導体107と接合材との接合面積を大きくすることができる。また、この外側に出ている側面導体107の表面に半田が這い上がることにより、側面導体107に形成される接合材のフィレットの厚みが外側に出ている部位の上方において厚く形成されることによるアンカー効果を得ることもできる。その結果、接続パッド112から側面導体107の下端部にかけて接合材を強固に接合させることができ、絶縁基体101を外部電気回路基板に強固に接合することができる。
In the electronic component storage package of the present invention, the
また、側面導体107のうち絶縁基体101の下面側の端部の表面が絶縁基体101の上面側の端部の表面より外側に出ていることにより、その外側に出ている部分に這い上がった半田等の接合材は、上面視で画像認識装置等により容易に確認することができる。そのため、側面導体107の面積が小さな場合においても、接合材が確実に側面導体107にまで這い上がっているか否かを容易かつ確実に検知することができ、外部電気回路基板に対する接合の確認を容易に行うことができる。
Further, the surface of the
なお、絶縁基体101の下面側の端部の表面が絶縁基体101の上面側の端部の表面より外側に出ているように側面導体107を形成するには、例えば、側面導体107となる金属ペーストの粘度を調整し、重力に従って下側にペーストを垂れ下がらせて、絶縁基体101の下側で厚くなるようにすればよい。
In order to form the
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、側面導体107の絶縁基体101の下面側の端部の表面が絶縁基体101の下面に向かうに伴って漸次外側に傾斜していることが好ましい。
Further, in the electronic component storage package of the present invention, it is preferable that the surface of the end portion of the
本発明の電子部品収納用パッケージは、傾斜した側面導体107の表面に沿って、溶融した接合材をスムーズに這い上がらせることができ、接合材を介する絶縁基体101と外部電気回路基板との接合をより強固にすることができる。
The electronic component storage package according to the present invention can smoothly scoop up the molten bonding material along the surface of the
また、例えば、絶縁基体101の側面に切り欠き部(キャスタレーション)105を形成するとともにその切り欠き部105に側面導体107を設けるような構成の場合、側面導体107に電解めっき法でめっき層を被着させる際に、切り欠き部105の側面導体107にめっき液を良好に循環させることができ、めっき厚みのばらつきの少ない電子部品収納用パッケージを提供することができる。
Further, for example, in the case where the cutout portion (castellation) 105 is formed on the side surface of the insulating
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、側面導体107の絶縁基体101の下面側の端部の表面が絶縁基体101の下面に向かうに伴って外側に広がる階段状となっていることが好ましい。
The electronic component storage package of the present invention preferably has a stepped shape in which the surface of the end portion of the
本発明の電子部品収納用パッケージは、このように接合材が這い上がる部分を階段状とすることにより、側面導体107と接合材との接合の面積をより大きく確保することができるとともに、その接合面において、絶縁基体101と外部電気回路基板と間に生じる熱応力の作用する方向(ほぼ横方向)に対して直交する面を有することができ、熱応力に起因する接合材と側面導体107との剥がれをより効果的に防止し、接合の信頼性をさらに向上させることができる。
The electronic component storage package of the present invention can secure a larger bonding area between the
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、側面導体107は絶縁基体101の下面側の端部が絶縁基体101の上面側の端部より厚いことが好ましい。
In the electronic component storage package of the present invention, it is preferable that the
本発明の電子部品収納用パッケージは、このような構成により、側面導体107のうち応力が大きく作用する傾向にある接続パッド112に近い部位において、側面導体107の厚さを十分に確保し、側面導体107を絶縁基体101により確実かつ強固に接合させることができ、外部電気回路基板との接合の信頼性をより一層優れたものとすることができる。
With such a configuration, the electronic component storage package of the present invention sufficiently secures the thickness of the
また、例えば、側面導体107を金属ペーストを塗布する方法で形成するような場合、ペーストの粘度を調整し、重力に従って下側にペーストを垂れ下がらせるだけで所定の形状に形成することができることから、電子部品収納用パッケージの生産性を向上させることができる。
Also, for example, when the
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、絶縁基体101は、下面側の端部の側面が、上面側の端部の側面よりも外側に出ていることが好ましい。
In the electronic component storage package of the present invention, it is preferable that the insulating
図2(a)は、本発明の電子部品収納用パッケージの本構造を示す側面図であり、図2(b)は、図2(a)に示した本発明の電子部品収納用パッケージの平面図である。 2A is a side view showing the main structure of the electronic component storage package of the present invention, and FIG. 2B is a plan view of the electronic component storage package of the present invention shown in FIG. FIG.
図2(c)は、図2(b)に示した本発明の電子部品収納用パッケージのB−B’線における断面図であり、図2(d)は、図2(c)に示した断面図の要部拡大図である。 2C is a cross-sectional view taken along line BB ′ of the electronic component storage package of the present invention shown in FIG. 2B, and FIG. 2D is shown in FIG. It is a principal part enlarged view of sectional drawing.
側面導体107が形成される絶縁基体101の側面そのものが、絶縁基体101の下面側において絶縁基体101の上面側の端部より外側に出ている構造となるので、側面導体107について、絶縁基体101の下面側の端部の表面が絶縁基体101の上面側の端部の表面より外側に出ている構造を、より容易に、かつ確実に実現することができる。
Since the side surface itself of the insulating
また、この場合、側面導体107の厚さを、絶縁基体101の側面の下端から上端にかけて同じような厚さとすることもできるため、例えば、電子部品収納用パッケージ(絶縁基体101)を、このような電子部品収納用パッケージとなる配線基板領域を複数個、縦横に配列した、いわゆる多数個取り基板の形態で製造するとき、次のような効果がある。
Further, in this case, since the thickness of the
すなわち、通常は、延性を有する金属材料から成る側面導体107が、厚さの厚い部位を有して隣り合う配線基板領域の間に介在すると、多数個取り基板を各配線基板領域に分割するときに、その側面導体107の厚い部分同士が配線基板領域間でつながって延びて、分割の妨げになるおそれがある。特に、各配線基板領域が、例えば1辺の長さが1〜23〜5mm程度の矩形状等の非常に小さいものである場合等、隣接する配線基板領域同士の間に、十分な分割代(分割用の分割溝を入れる幅等)を確保することが難しい場合、このようなメタライズ層の介在による不具合が顕著になる傾向がある。これに対し、側面導体107の厚さに、特に厚い部分が無いような場合には、上記のような側面導体107の厚さが厚い部分の延びに起因する不具合を効果的に抑えることができる。
That is, normally, when the
なお、絶縁基体101について、下面側の端部の側面が、上面側の端部の側面よりも外側に出ているような構造とするには、例えば、絶縁基体101を形成するセラミック層(セラミックグリーンシート)について、最下層のものの外形寸法を他のセラミック層の外形寸法よりも大きくしておいて、最下層のセラミック層となるセラミックグリーンシートの外縁が、他のセラミック層の外縁よりも外側に位置するように積層すればよい。
In order to obtain a structure in which the side surface of the end portion on the lower surface side of the insulating
ここで、絶縁基体101の下面側の端部に形成される側面導体107の表面が接合材が這い上がる部分となるように、底板102の厚みを切り欠き部105の大きさ・接合材のフィレット形状に合わせて厚み調整することにより、側面導体107に形成される接合材のフィレットの厚みが外側に出ている部位の上方において厚く形成されることによるアンカー効果をより効果的に得ることができる。接合材のフィレットの厚みは、絶縁基体101の一辺の長さが3.0〜20.0mm程度、また、その厚みが0.5〜3.0mm程度の四角形状であれば、0.2〜0.5mm程度の厚みの底板102となるように厚み調整することにより、側面導体107に形成される接合材のフィレットの厚みが外側に出ている部位の上方において厚く形成されることによるアンカー効果をより効果的に得ることができる。
Here, the thickness of the
また、本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、側面導体107は、絶縁基体101の側面に上下方向に延びるように形成された切り欠き部105に設けられ、絶縁基体101の下面において、切り欠き部105の面積の半分以下の面積に側面導体107が形成されていることが好ましい。
In the electronic component storage package of the present invention, the
本発明の電子部品収納用パッケージは、このような構成により、絶縁基体101の下面から上面にかけて貫通する開口部を大きく形成することができるとともに、その開口部の内側に側面導体107が位置することから、例えば、側面導体107にニッケルや金のめっき層を被着させる場合、開口部内へのめっき液の循環を確実なものとすることができ、めっき液の循環不良に起因するムラ、カケ等の不具合を誘発することなく、側面導体107にめっき皮膜を形成することができる。
With such a configuration, the electronic component storage package of the present invention can have a large opening that penetrates from the lower surface to the upper surface of the insulating
また、側面導体107が、切り欠き部105の面積の半分以下であることから、側面導体107の面積が不要に大きくなり過ぎることはなく、接合材が側面導体107に取られて接続パッド112と外部電気回路基板の回路導体との間に介在する接合材が不足するようなことなく、接合の信頼性をさらに向上させることができる。
Further, since the
切り欠き部105は、例えば、以下のようにして形成することができる。すなわち、このような電子部品収納用パッケージとなる配線基板領域を母基板に多数縦横に配列形成して成る多数個取り配線基板の形態で電子部品収納用パッケージを製作するとともに、その配線基板領域の境界に跨って貫通孔を形成しておくことにより、配線基板領域の境界に沿って分割するだけで、個片の絶縁基体の側面に貫通孔を形成することができる。
The
また、側面導体は、上記貫通孔の内側面に金属ペーストを、真空吸引を併用したスクリーン印刷法で塗布しておくことにより形成することができる。このようにした場合、絶縁基体101となるグリーンシートの側面に、1個ずつ側面導体107となる金属ペーストを印刷するような手間が不要で、側面導体107を有する電子部品収納用パッケージを一括して製作することができ、生産性も良好なものとすることができる。
The side conductor can be formed by applying a metal paste to the inner side surface of the through hole by a screen printing method using vacuum suction. In this case, there is no need to print the metal paste that becomes the
また、本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、配線導体104、側面導体107、および接続パッド112は、高融点金属からなり、外部に露出した配線導体104、側面導体107、および接続パッド112の表面に1〜20μmのニッケルめっき層(図示せず)と0.1〜3.0μmの金めっき層(図示せず)が被着されていることが好ましい。
In the electronic component storage package of the present invention, the
本発明の電子部品収納用パッケージは、このような構成により、露出した配線導体104、側面導体107、および接続パッド112の酸化腐食を有効に防止することができるとともに、封止用メタライズ層110と金属枠体111とのろう材による接合を良好なものとすることができ、配線導体104と電子部品114の各電極との接続および外部電気回路基板の配線導体との接続を強固なものとすることができる。
With such a configuration, the electronic component storage package of the present invention can effectively prevent oxidative corrosion of the exposed
また、めっき層は、最表層が最適な厚さの金めっき層で構成されていることにより、下地の金属を確実に被覆して、その酸化腐食を効果的に防止することができる。また、金めっき層は、その色調が半田等の接合材と大きく異なるため、接合材が側面導体107に這い上がっているか否かの検知がより一層容易かつ確実なものとなる。
In addition, since the outermost layer is composed of a gold plating layer having an optimum thickness, the plating layer can reliably cover the underlying metal and effectively prevent its oxidative corrosion. Moreover, since the color tone of the gold plating layer is significantly different from that of the bonding material such as solder, it becomes easier and more reliable to detect whether or not the bonding material has crawled up to the
ニッケルめっき層および金めっき層は、電解めっき法や無電解めっき法等の手段で形成される。例えば、電解めっき法で形成される場合であれば、配線導体104、側面導体107および接続パッド112と接続し、絶縁基体101の外周に導出する共通の引き出し線を形成しておいて、ニッケルや金の電解めっき液中で、引き出し線の導出部分にめっき用治具を介して電源から電流を供給することにより形成される。
The nickel plating layer and the gold plating layer are formed by means such as an electrolytic plating method or an electroless plating method. For example, in the case of being formed by an electrolytic plating method, a common lead wire that is connected to the
なお、上記ニッケルめっき層は、1層で形成することに限らず、複数の層で形成するようにしてもよい。また、添加成分(コバルト、リン等)を添加し、若しくは、複数の層間で添加成分の添加量を変えるようにしてもよい。 The nickel plating layer is not limited to being formed by a single layer, and may be formed by a plurality of layers. Moreover, you may make it add additive components (cobalt, phosphorus, etc.) or change the addition amount of an additive component between several layers.
上記の電子部品収納用パッケージについて、絶縁基体101に電子部品114が搭載され、必要に応じて電子部品114が蓋体113や封止用の樹脂等の封止手段で封止されることにより、本発明の電子装置が形成される。
For the electronic component storage package described above, the
本発明の電子装置によれば、上記構成を備えることにより、接続パッド112および側面導体107の大きさが小さくなり外部電気回路基板との接合面積が小さくなったとしても、絶縁基体101を外部電気回路基板に強固に接合することが可能であり、外部電気回路基板に対する接合材を介した接合の状態を容易に確認することが可能な電子装置とすることができる。
According to the electronic device of the present invention, even if the size of the
この電子装置について、接続パッド112を外部電気回路基板の回路導体に半田等の接合材を介して電気的,機械的に接続することにより、電子装置が外部電気回路基板に実装される。封止された電子部品114は、側面導体107および接続パッド107を介して外部電気回路基板の回路導体と電気的に接続され、信号の授受や接地電圧および電源電圧の供給等が行なわれる。
The electronic device is mounted on the external electric circuit board by electrically and mechanically connecting the
例えば、電子装置の側面導体107を外部電気回路基板の回路導体に半田により接合する場合、半田ペーストが熱の印加により溶融して内部に含有するフラックスが外部電気回路基板の配線導体、および接続パッド112の表面の酸化膜を除去しながら外部電気回路基板の配線導体、および接続パッド112に広がっていき、半田の表面張力によりさらに接続パッド112と接続される側面導体107の上部に這い上がっていくことになる。側面導体107は半田と色調の異なる全面に金めっきが被着されており、側面導体107は絶縁基体101の下面側の端部の表面が絶縁基体101の上面側の端部の表面より外側に出ているように形成されていることから、上面視での這い上がる半田の面積が見かけ上広くなることから、電子部品収納用パッケージの外部電気回路基板の配線導体への接合状態の検知が容易となる。
For example, when the
また、絶縁基体101の上面に蓋体113を接合して凹部106を塞ぎ、絶縁基体101と蓋体113とで形成される容器の内部に電子部品114を気密封止する場合、絶縁基体101の上面の蓋体113が接合される部分には、封止用メタライズ層110を形成しておくことが好ましい。
In addition, when the
封止用メタライズ層110は、側面導体107や接続パッド112と同様の金属材料で形成することができ、例えば、絶縁基体101となるグリーンシートのうち凹部106を取り囲む部位に、タングステンの金属ペーストをスクリーン印刷法で印刷しておくことにより形成される。
The sealing
また、封止用メタライズ層110に金属枠体111を取着してもよい。金属枠体111を取着しておくと、蓋体113を鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成るものとしたときに、シーム溶接や電子ビーム溶接等の接合手段で絶縁基体101に蓋体113を強固に取着することができ、気密封止の信頼性をさらに高くすることができる。
Further, the
金属枠体111は、例えば、銀ろう等のろう材を介して封止用メタライズ層110に接合されている。金属枠体111を封止用メタライズ層110にろう付けするには、枠板状に成形された銀ろう等のろう材(いわゆるプレフォーム)を、間に挟んで封止用メタライズ層110上に金属枠体111を位置決め配置し、連続炉等を用いてろう材を加熱溶融させて接合する等の方法が用いられる。
The
なお、本発明の電子部品収納等用パッケージおよび電子装置は上記の例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更を加えてもかまわない。例えば、上記実施の形態の例では、絶縁基体101を構成する絶縁層を3層構造としたが、これ以外の構成の絶縁層を用いた電子部品収納用パッケージとしてもよい。また、本発明の電子部品収納等用パッケージおよび電子装置の実施の形態の例では、基板の側面に形成された側面導体107を、長辺側にそれぞれ2箇所としたが、短辺側に形成してもよい。
The electronic component storage package and the electronic device according to the present invention are not limited to the above example, and various modifications may be made as long as they do not depart from the gist of the present invention. For example, in the example of the above embodiment, the insulating layer constituting the insulating
101・・・・・絶縁基体
102・・・・・底板
103・・・・・枠体
104・・・・・配線導体
105・・・・・切り欠き部
106・・・・・凹部
107・・・・・側面導体
110・・・・・封止用メタライズ層
111・・・・・金属枠体
112・・・・・接続パッド
113・・・・・蓋体
114・・・・・電子部品
101 ... Insulating
Claims (8)
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JP2021118325A (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-10 | Ngkエレクトロデバイス株式会社 | Wiring board |
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2005
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