JP2010199195A

JP2010199195A - Ceramic package with metallic lead terminal

Info

Publication number: JP2010199195A
Application number: JP2009040634A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Hidaka; 明弘日高
Original assignee: Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Current assignee: Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2010-09-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic package with a metallic lead terminal which can be used for an apparatus incorporated in an operating body having extreme vibration and can prevent cracks or breakage of a portion where the metallic lead terminal is attached on the ceramic substrate or the lead terminal itself. <P>SOLUTION: The ceramic package 10 with a metallic lead terminal having a metallic lead terminal 12 on the surface of the ceramic substrate 11 has a notch 18 on a width direction side surface on the midway of a protruding portion from the ceramic substrate 11 of the metallic lead terminal 12, wherein a distance between an intermediate point position of a support 20 for griping the width direction between the notch 18 and the ceramic substrate 11 and an intermediate point position of the notch 18 is 0.2-0.35 mm, and the metallic lead terminal 12 is bent in a thickness direction on the notch 18 while having a flexure from the end position of the support 20. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、パッケージに半導体素子等の電子部品を収納した後、パッケージに設けられた金属製リード端子を介して実装して装置に組み込んで用いる金属製リード端子付きセラミックパッケージに関し、より詳細には、装置を組み込んだ稼動体から発生する振動が大きくても金属製リード端子に生ずる振動を小さくできる金属製リード端子付きセラミックパッケージに関する。 The present invention relates to a ceramic package with a metal lead terminal that is used by incorporating an electronic component such as a semiconductor element in the package and then mounting it through a metal lead terminal provided in the package and incorporating it into a device. The present invention relates to a ceramic package with a metal lead terminal that can reduce the vibration generated in the metal lead terminal even if the vibration generated from the operating body incorporating the device is large.

近年、ＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓ）用として半導体素子や、音叉型水晶等の電子部品を一度に収納させるための金属製リード端子付きセラミックパッケージには、セラミック基体の両面に電子部品を実装するためのキャビティ部を設ける場合がある。この金属製リード端子付きセラミックパッケージは、キャビティ部に半導体素子等を実装してキャビティ部を気密に封止した後、セラミック基体から突出させた金属製リード端子を折り曲げ、セラミック基体部を中空状態として金属製リード端子の先端部をボード基板等に取り付けて装置に組み込んでいる。そして、この金属製リード端子付きセラミックパッケージを取り付けた装置は、例えば、自動車や、飛行機等のような非常に激しい振動を伴うような稼動体に組み込まれて用いられる場合がある。 In recent years, ceramic packages with metal lead terminals for storing electronic components such as semiconductor elements and tuning-fork type crystals for MEMS (micro electro mechanical systems) at the same time are mounted on both sides of the ceramic substrate. In some cases, a cavity portion is provided. In this ceramic package with metal lead terminals, a semiconductor element or the like is mounted in the cavity portion and the cavity portion is hermetically sealed, and then the metal lead terminal protruding from the ceramic base is bent to make the ceramic base portion hollow. The tip of the metal lead terminal is attached to a board substrate or the like and incorporated in the apparatus. And the apparatus which attached this ceramic package with a metal lead terminal may be integrated and used for the operating body which accompanies very severe vibrations, such as a motor vehicle or an airplane, for example.

図５に示すように、上記の従来の金属製リード端子付きセラミックパッケージ５０は、四角形状のセラミック基体５１のいずれか一方の表面の相対向する２辺のそれぞれの周辺部に、リードフレームからなる板状の金属製リード端子５２の一方の先端部をフラット状態でろう付け接合している。そして、金属製リード端子付きセラミックパッケージ５０は、金属製リード端子５２のセラミック基体５１から中空に延設する突出部を支持体５３で把持して突出部に荷重をかけて押圧して略直角方向に折り曲げられた後に用いられている。しかしながら、金属製リード端子付きセラミックパッケージ５０は、金属製リード端子５２を支持体５３で把持して突出部に荷重をかけて折り曲げる際にセラミック基体５１との接合部に大きな歪みが生じて、接合部に亀裂を発生させたり、金属製リード端子５２がセラミック基体５１から剥がれるという問題を有している。従って、金属製リード端子付きセラミックパッケージ５０は、金属製リード端子５２の厚さを幅寸法より小さくすると共に、厚さをできるだけ薄くして折り曲げる際に接合部に歪みが生じないようにしている。 As shown in FIG. 5, the above-described conventional ceramic package 50 with metal lead terminals is composed of a lead frame at each peripheral portion of two opposing sides of one surface of a rectangular ceramic base 51. One end of the plate-like metal lead terminal 52 is brazed and joined in a flat state. In the ceramic package 50 with metal lead terminals, the protrusions extending from the ceramic base 51 of the metal lead terminals 52 are held by the support 53, and the protrusions are loaded and pressed to form a substantially perpendicular direction. It is used after it is bent. However, in the ceramic package 50 with metal lead terminals, when the metal lead terminals 52 are gripped by the support 53 and bent by applying a load to the projecting portion, a large distortion occurs in the joint portion with the ceramic base 51, and the joining is performed. There is a problem that a crack is generated in the portion or the metal lead terminal 52 is peeled off from the ceramic base 51. Therefore, in the ceramic package 50 with metal lead terminals, the thickness of the metal lead terminals 52 is made smaller than the width dimension, and the joint is prevented from being distorted when bent with the thickness made as thin as possible.

なお、金属製リード端子５２の厚さは、セラミック基体５１との接合部の応力にどのような影響を及ぼすかのシミュレーションを行ってみた。図６に示すように、その結果は、金属製リード端子５２の厚さが例えば、０．３ｍｍとするときの接合部にかかる応力を１００％としたときの相対値で示している。接合部にかかる応力は、金属製リード端子５２の厚さが厚くなればなるほど大きくなり、接合部に大きな歪みが出てくることが確認された。従って、金属製リード端子付きセラミックパッケージ５０は、厚さの厚い金属製リード端子５２を折り曲げようとすると反力が増大して金属製リード端子５２がセラミック基体１１から剥がれやすくなることが確認できる。 A simulation was performed to see how the thickness of the metal lead terminal 52 affects the stress at the joint with the ceramic substrate 51. As shown in FIG. 6, the result is shown as a relative value when the stress applied to the joint when the thickness of the metal lead terminal 52 is 0.3 mm, for example, is 100%. It was confirmed that the stress applied to the joint portion increases as the thickness of the metal lead terminal 52 increases, and a large strain appears in the joint portion. Therefore, it can be confirmed that the ceramic package 50 with metal lead terminals increases the reaction force when the thick metal lead terminals 52 are bent, and the metal lead terminals 52 are easily peeled off from the ceramic substrate 11.

従来の金属製リード端子付きパッケージには、折り曲げ加工時に接合部にかかる歪みを緩和させて、クラックの発生を防止するために、基体の側面上端部からは金属製リード端子の下面に接して折り曲げ加工時に接合部にかかる歪みを受けて塑性変形するリブ片が突出しているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来の金属製リード端子付きパッケージには、吊りリードに連接するダイパッドの高さばらつきを低減するために、吊りリードの途中部分に狭い幅の折り曲げ部を設けるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
更には、従来の金属製リード端子付きパッケージの製造方法には、ダイパッドに連接するダイパッド支持リードを剪断後に、このリードにカッティング代が接合部の外部に露出しないようにするために、ダイパッド支持リードのパッケージの外周に当たる部分の厚みが薄肉となるハーフカットラインを設け、これに沿って切断する製造方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。 Conventional packages with metal lead terminals are bent from the upper end of the side of the substrate in contact with the lower surface of the metal lead terminals in order to alleviate distortion applied to the joint during bending and prevent cracking. There has been proposed a rib piece that is plastically deformed due to distortion applied to a joint portion during processing (see, for example, Patent Document 1).
In addition, a conventional package with a metal lead terminal has been proposed in which a bent portion having a narrow width is provided in the middle of the suspension lead in order to reduce the height variation of the die pad connected to the suspension lead (for example, , See Patent Document 2).
Furthermore, in the conventional method for manufacturing a package with a metal lead terminal, after the die pad supporting lead connected to the die pad is sheared, the die pad supporting lead is not exposed to the outside of the joint portion after the shearing. A manufacturing method has been proposed in which a half-cut line is formed in which the thickness of the portion corresponding to the outer periphery of the package is thin, and cutting is performed along this line (see, for example, Patent Document 3).

特開２００２−３１４００１号公報JP 2002-31401 A 特開平８−２８８４４９号公報JP-A-8-288449 特開平５−１９０７４８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-190748

しかしながら、前述したような従来の金属製リード端子付きセラミックパッケージは、次のような問題がある。
（１）従来の金属製リード端子付きセラミックパッケージは、金属製リード端子の厚さが例えば、０．３０ｍｍ以下と比較的薄くなっているので、これをボード基板等に取り付けて装置に組み込み、例えば、自動車や、飛行機等のような非常に激しい振動を伴うような稼動体に組み込まれた場合には、稼動体の振動によって、金属製リード端子が振動し、取り付け部や、金属製リード端子そのものに亀裂や、破壊が発生するという極めて致命的な問題を抱えている。
（２）特開２００２−３１４００１号公報に開示されているような、基体の側面上端部からは金属製リード端子の下面に接して折り曲げ加工時に接合部にかかる歪みを受けて塑性変形するリブ片を設けるパッケージは、リブ片をセラミック基体の側面上端部から設けるのが難しく、セラミック基体には採用することができないので、折り曲げる際にセラミック基体との接合部に大きな歪みが生じて、接合部に亀裂を発生させたり、金属製リード端子がセラミック基体から剥がれるという問題を解消させることができない。
（３）特開平８−２８８４４９号公報に開示されているような、吊りリードの途中部分に狭い幅の折り曲げ部を設けるパッケージは、折り曲げ加工時に吊りリードに変形や、反り等の不具合を発生させることなくダイパッドに高さ位置ばらつきを低減するものであり、インナーリードである金属製リード端子には狭い幅の折り曲げ部が設けられていない。また、このパッケージは、金属製リード端子が基体と接合されてなく、金属製リード端子に途中部分に狭い幅の折り曲げ部を設けなくても折り曲げ加工時には歪みの発生がなく、金属製リード端子そのものに亀裂や、破壊が発生するという問題がおこらないので、金属製リード端子に途中部分に狭い幅の折り曲げ部を設けるための発想の必要性がない。
（４）特開平５−１９０７４８号公報に開示されているような製造方法で作製されるダイパッド支持リードのパッケージの外周に当たる部分の厚みが薄肉となるハーフカットラインを設けるパッケージは、ダイパッド支持リードを剪断後に、このリードにカッティング代が接合部の外部に露出しないようにするためのものであり、折り曲げ加工が必要なアウターリードである金属製リード端子には設けられていない。 However, the conventional ceramic package with metal lead terminals as described above has the following problems.
(1) In the conventional ceramic package with metal lead terminals, the thickness of the metal lead terminals is relatively thin, for example, 0.30 mm or less. When installed in an operating body with extremely strong vibration such as an automobile or airplane, the metal lead terminal vibrates due to the vibration of the operating body, and the mounting part or the metal lead terminal itself Have extremely fatal problems such as cracks and destruction.
(2) As disclosed in JP 2002-31401 A, a rib piece that deforms plastically by receiving a strain applied to the joint portion during bending by contacting the lower surface of the metal lead terminal from the upper end portion of the side surface of the substrate. Since it is difficult to provide a rib piece from the upper end of the side surface of the ceramic base and cannot be used for the ceramic base, a large distortion occurs in the joint with the ceramic base when bending, and the joint The problem of generating cracks and peeling of the metal lead terminals from the ceramic substrate cannot be solved.
(3) A package in which a bent portion having a narrow width is provided at an intermediate portion of a suspension lead as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-288449 causes deformation such as deformation and warping of the suspension lead during bending. Therefore, the metal pad terminal which is the inner lead is not provided with a bent portion having a narrow width. In addition, this package has no metal lead terminal joined to the base, and even if the metal lead terminal is not provided with a bent portion with a narrow width in the middle, there is no distortion during bending, and the metal lead terminal itself Therefore, there is no need for the idea of providing a bent portion with a narrow width in the middle portion of the metal lead terminal.
(4) A package provided with a half-cut line in which the thickness of the portion corresponding to the outer periphery of the package of the die pad support lead manufactured by the manufacturing method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-190748 is thin. This is to prevent the cutting margin of this lead from being exposed to the outside of the joint after shearing, and is not provided on a metal lead terminal that is an outer lead that needs to be bent.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、非常に激しい振動を伴うような稼動体に組み込まれた場合の装置に用いることができ、金属製リード端子とセラミック基体との取り付け部や、金属製リード端子そのものに亀裂や、破壊が発生するするのを防止できる金属製リード端子付きセラミックパッケージを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can be used in an apparatus when incorporated in an operating body with extremely intense vibration, and is a mounting portion between a metal lead terminal and a ceramic base. Another object of the present invention is to provide a ceramic package with a metal lead terminal that can prevent the metal lead terminal itself from being cracked or broken.

前記目的に沿う本発明に係る金属製リード端子付きセラミックパッケージは、セラミック基体の表面にリードフレームからなる金属製リード端子をろう付け接合して有する金属製リード端子付きセラミックパッケージにおいて、金属製リード端子のセラミック基体からの突出部の途中の幅方向側面に切り欠き部を有し、切り欠き部とセラミック基体との間の幅方向を把持する支持体の中点位置から切り欠き部の中点位置までの距離を０．２〜０．３５ｍｍ有すると共に、金属製リード端子が支持体の端面位置から屈曲を備えながら切り欠き部で厚さ方向に折り曲げられる。 A ceramic package with a metal lead terminal according to the present invention that meets the above-mentioned object is a ceramic package with a metal lead terminal having a metal lead terminal comprising a lead frame brazed to the surface of a ceramic substrate. A notch on the side surface in the width direction in the middle of the protrusion from the ceramic base, and the midpoint position of the notch from the midpoint position of the support that grips the width direction between the notch and the ceramic base The metal lead terminal is bent in the thickness direction at the notch while being bent from the end surface position of the support.

ここで、上記の金属製リード端子付きセラミックパッケージは、切り欠き部が平面視して半長円形、又は半楕円形に設けられているのがよい。 Here, in the above-described ceramic package with metal lead terminals, the notch is preferably provided in a semi-oval or semi-elliptical shape in plan view.

また、上記の金属製リード端子付きセラミックパッケージは、切り欠き部が幅方向両側面に相対向して、又は幅方向両側面のいずれか一方に設けられているのがよい。 In the ceramic package with metal lead terminals, the cutouts may be provided opposite to both sides in the width direction or on either side of the width direction.

上記本発明、又はこれに従属する発明の金属製リード端子付きセラミックパッケージは、金属製リード端子のセラミック基体からの突出部の途中の幅方向側面に切り欠き部を有し、切り欠き部とセラミック基体との間の幅方向を把持する支持体の中点位置から切り欠き部の中点位置までの距離を０．２〜０．３５ｍｍ有すると共に、金属製リード端子が支持体の端面位置から屈曲を備えながら切り欠き部で厚さ方向に折り曲げられるので、パッケージの金属製リード端子に設ける切り欠き部によって、金属製リード端子の厚さが厚くてもセラミック基体との取り付け部や、金属製リード端子そのものに亀裂や、破壊が発生するのを防止しながら、支持体と切り欠き部との適正な位置間隔によって支持体の端面位置から容易に屈曲を設けて折り曲げることができる。また、金属製リード端子付きセラミックパッケージは、金属製リード端子の厚さの厚いものを採用できるので、これをボード基板等に取り付けて装置に組み込み、例えば、自動車や、飛行機等のような非常に激しい振動を伴うような稼動体に組み込まれたとしても、稼動体の振動で金属製リード端子の振動を誘発させることなく、取り付け部や、金属製リード端子そのものに亀裂や、破壊が発生するのを防止することができる。 The ceramic package with a metal lead terminal according to the present invention or the invention dependent thereon has a notch on the side surface in the width direction in the middle of the protruding portion of the metal lead terminal from the ceramic base, and the notch and the ceramic The distance from the midpoint position of the support holding the width direction to the base to the midpoint position of the notch is 0.2 to 0.35 mm, and the metal lead terminal is bent from the end face position of the support The notch is bent in the thickness direction at the notch, so that the notch provided on the metal lead terminal of the package can be attached to the ceramic base or the metal lead even if the metal lead terminal is thick. While preventing the terminal itself from cracking or breaking, it can be easily bent from the end face position of the support by the appropriate position interval between the support and the notch. It can gel. In addition, since the metal lead terminal ceramic package with a thick metal lead terminal can be adopted, it is mounted on a board substrate or the like and incorporated in the apparatus, for example, in an automobile, an airplane, etc. Even if it is installed in an operating body that involves intense vibration, the vibration of the operating body does not induce vibration of the metal lead terminal, and cracks and breakage occur in the mounting part and the metal lead terminal itself. Can be prevented.

特に、本発明に従属する発明の金属製リード端子付きセラミックパッケージは、切り欠き部が平面視して半長円形、又は半楕円形に設けられているので、金属製リード端子の厚さが厚くても金属製リード端子の切り欠き部での折り曲げを容易にすることができると共に、金属製リード端子を折り曲げるときにセラミック基板との接合部にかかる歪みを小さくして接合部に発生しやすい亀裂や、金属製リード端子のセラミック基体からの剥がれを防止することができる。 In particular, in the ceramic package with a metal lead terminal according to the invention dependent on the present invention, the cutout portion is provided in a semi-oval or semi-elliptical shape in plan view, so that the thickness of the metal lead terminal is large. However, it is easy to bend at the notch of the metal lead terminal, and cracks that are likely to occur at the joint by reducing the strain applied to the joint with the ceramic substrate when bending the metal lead terminal. In addition, peeling of the metal lead terminal from the ceramic substrate can be prevented.

また、特に、金属製リード端子付きセラミックパッケージは、切り欠き部が幅方向両側面に相対向して、又は幅方向両側面のいずれか一方に設けられているので、金属製リード端子の切り欠き部での折り曲げ位置を特定して設けることができる。 In particular, in the ceramic package with a metal lead terminal, the notch portion is provided opposite to both sides in the width direction or on either side surface in the width direction. The bending position at the portion can be specified and provided.

（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る金属製リード端子付きセラミックパッケージの平面図、正面図である。(A), (B) is the top view and front view of a ceramic package with a metal lead terminal which concern on one embodiment of this invention, respectively. 同金属製リード端子付きセラミックパッケージの金属製リード端子を折り曲げるときの説明図である。It is explanatory drawing when bending the metal lead terminal of the ceramic package with the metal lead terminal. （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同金属製リード端子付きセラミックパッケージの切り欠き部の拡大平面図である。(A), (B) is an enlarged plan view of the notch part of the ceramic package with a lead terminal made of the same metal, respectively. 同金属製リード端子付きセラミックパッケージの支持体の中点位置から切り欠き部の中点位置までの距離による接合部の応力シミュレーション結果である。It is the stress simulation result of the junction part by the distance from the midpoint position of the support body of the ceramic package with the lead terminal made of the same metal to the midpoint position of the notch. 従来の金属製リード端子付きセラミックパッケージの説明図である。It is explanatory drawing of the conventional ceramic package with a metal lead terminal. 同金属製リード端子付きセラミックパッケージの金属製リード端子厚さによる接合部の応力シミュレーション結果である。It is the stress simulation result of the junction part by the metal lead terminal thickness of the ceramic package with the metal lead terminal.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施するための形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る金属製リード端子付きセラミックパッケージ１０は、四角形状のセラミック基体１１のいずれか一方の表面の相対向する２辺のそれぞれの周辺部に、リードフレームからなる板状の金属製リード端子１２の一方の先端部をフラット状態でろう付け接合している。セラミック基体１１には、その材料を特に限定するものではないが、絶縁性や、電気的特性に優れるアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等からなるセラミックグリーンシートが用いられている。このセラミック基体１１には、金属製リード端子１２を銀銅ろう等のろう材１３で接合するために焼成前のセラミックグリーンシートにタングステン（Ｗ）や、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属ペーストをスクリーン印刷で形成したメタライズ印刷膜を形成している。そして、複数枚のセラミックグリーンシートを積層した後、セラミックグリーンシートとメタライズ印刷膜は、還元性雰囲気中で同時焼成してセラミック基体１１にメタライズ膜からなるリード端子接合用パッド１４を形成している。 Next, with reference to the accompanying drawings, embodiments for embodying the present invention will be described for understanding of the present invention.
As shown in FIGS. 1A and 1B, a ceramic package 10 with a metal lead terminal according to an embodiment of the present invention has two opposing surfaces on either surface of a quadrangular ceramic substrate 11. One end of a plate-like metal lead terminal 12 made of a lead frame is brazed and joined to each peripheral portion of the side in a flat state. Although the material of the ceramic substrate 11 is not particularly limited, a ceramic green sheet made of alumina (Al ₂ O ₃ ), aluminum nitride (AlN), or the like having excellent insulating properties and electrical characteristics is used. Yes. In order to join the metal lead terminals 12 with the brazing filler metal 13 such as silver-copper brazing, the ceramic base 11 is coated with a high melting point metal paste such as tungsten (W) or molybdenum (Mo) on the ceramic green sheet before firing. A metallized printing film formed by screen printing is formed. Then, after laminating a plurality of ceramic green sheets, the ceramic green sheets and the metallized printing film are simultaneously fired in a reducing atmosphere to form a lead terminal bonding pad 14 made of a metallized film on the ceramic substrate 11. .

また、ＭＥＭＳ用として半導体素子や、音叉型水晶等の電子部品を一度に収納させるための金属製リード端子付きセラミックパッケージ１０には、セラミック基体１１の両面のそれぞれに電子部品を実装するためのキャビティ部１５を設ける場合がある。このキャビティ部１５は、必要に応じて凹部を設けたセラミック基体１１の両面に上記と同様にして形成した窓枠状のメタライズ膜からなるシールリング接合用パッド１６の上面に窓枠状の金属製シールリング１７を上記と同様のろう材１３で接合することで形成されている。また、キャビティ部１５の底面には、図示しないが、必要に応じて電子部品を載置して電子部品と電気的に導通状態とするためのメタライズパターンが形成されている。この金属製リード端子付きセラミックパッケージ１０は、金属製リード端子１２や、金属製シールリング１７をセラミック基体１１に加熱してろう付け接合させるために、金属製リード端子１２や、金属製シールリング１７に熱膨張係数がセラミック基体１１と近似するＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、商品名「Ｋｏｖａｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等の金属を用いている。 Further, in the ceramic package 10 with a metal lead terminal for accommodating a semiconductor element and an electronic component such as a tuning fork type crystal at a time for MEMS, a cavity for mounting the electronic component on each of both surfaces of the ceramic substrate 11 is provided. The part 15 may be provided. The cavity portion 15 is made of a window frame-shaped metal on the upper surface of a seal ring bonding pad 16 made of a window frame-shaped metallized film formed on both surfaces of the ceramic substrate 11 provided with recesses as necessary. It is formed by joining the seal ring 17 with the same brazing material 13 as described above. Further, although not shown, a metallized pattern is formed on the bottom surface of the cavity portion 15 so as to place an electronic component as necessary to make it electrically conductive with the electronic component. The ceramic package 10 with a metal lead terminal includes a metal lead terminal 12 and a metal seal ring 17 in order to heat and braze the metal lead terminal 12 and the metal seal ring 17 to the ceramic base 11. Further, a metal such as KV (Fe—Ni—Co alloy, trade name “Kovar”) whose thermal expansion coefficient is similar to that of the ceramic substrate 11 or 42 alloy (Fe—Ni alloy) is used.

上記の金属製リード端子付きセラミックパッケージ１０は、通常、金属製リード端子１２が厚さ寸法ｔと、この厚さ寸法ｔより大きい幅寸法ｗ、すなわちｗ＞ｔとなっている。この金属製リード端子１２は、厚さ寸法ｔが、例えば、０．３０ｍｍ以下のような薄さになると、パッケージをボード基板等に取り付けて装置に組み込み、例えば、自動車や、飛行機等のような非常に激しい振動を伴うような稼動体に組み込まれた場合に、稼動体の振動によって、金属製リード端子１２が振動し、取り付け部や、金属製リード端子１２そのものに亀裂や、破壊が発生するという極めて致命的な問題が発生することとなる。また、この金属製リード端子１２は、厚さ寸法ｔが幅寸法ｗ以上、すなわちｔ≧ｗになると、後述する厚さ方向に折り曲げるときの抵抗が大きくなり金属製リード端子１２そのものに亀裂や、破壊が発生させるという問題を有している。 In the above-described ceramic package 10 with metal lead terminals, the metal lead terminals 12 usually have a thickness dimension t and a width dimension w larger than the thickness dimension t, that is, w> t. When the thickness t of the metal lead terminal 12 is as thin as, for example, 0.30 mm or less, the package is attached to a board substrate or the like and incorporated into the device, for example, an automobile, an airplane, or the like. When incorporated in an operating body with extremely intense vibration, the metal lead terminal 12 vibrates due to the vibration of the operating body, and the mounting portion and the metal lead terminal 12 itself are cracked or broken. This is a very fatal problem. Further, when the thickness t is equal to or greater than the width dimension w, that is, t ≧ w, the metal lead terminal 12 has a large resistance when bent in the thickness direction described later, and the metal lead terminal 12 itself is cracked, It has the problem of causing destruction.

なお、金属製リード端子１２は、金属製シールリング１７上に接合される蓋体（図示せず）がズレた場合の接触を防止することが必要となるので、金属製シールリング１７の厚さより薄いことが必要となる。また、金属製リード端子１２は、この厚さ寸法ｔより大きい幅寸法ｗが隣接する金属製リード端子１２との定められたピッチ寸法（通常は１．２７ｍｍピッチ）による隣接間で絶縁間隔を確保することの必要性から、通常、０．５ｍｍ程度であるので、厚さ寸法ｔはこれより小さくすることが必要となる。従って、金属製リード端子１２の厚さ寸法ｔは、上限側を０．４５ｍｍ以下にすることが好ましい。 Since the metal lead terminal 12 needs to prevent contact when a lid (not shown) joined on the metal seal ring 17 is displaced, the thickness of the metal seal ring 17 is reduced. It needs to be thin. In addition, the metal lead terminal 12 has a width dimension w larger than the thickness dimension t with a predetermined pitch dimension (usually 1.27 mm pitch) with the adjacent metal lead terminal 12 to ensure an insulation interval. Since it is normally about 0.5 mm from the necessity of doing, it is necessary to make thickness dimension t smaller than this. Therefore, the thickness t of the metal lead terminal 12 is preferably 0.45 mm or less on the upper limit side.

上記の金属製リード端子付きセラミックパッケージ１０は、金属製リード端子１２がセラミック基体１１からの突出部の途中の幅方向側面に切り欠き部１８を有している。この切り欠き部１８は、金属製板材からエッチング加工や、打ち抜き加工等でリードフレームからなる金属製リード端子１２を形成するときに同時に形成することができる。なお、金属製リード端子１２は、定められたピッチ寸法で複数本が連結するようにタイバー１９で固定されている。また、金属製リード端子１２は、セラミック基体１１に接合し、折り曲げた後、タイバー１９を切断して除去することでそれぞれの金属製リード端子１２が電気的に独立状態となる。 In the ceramic package 10 with a metal lead terminal, the metal lead terminal 12 has a notch 18 on the side surface in the width direction in the middle of the protruding portion from the ceramic base 11. The notch 18 can be formed at the same time when the metal lead terminal 12 made of a lead frame is formed by etching or punching from a metal plate. The metal lead terminals 12 are fixed by tie bars 19 so that a plurality of metal lead terminals 12 are connected with a predetermined pitch dimension. Further, after the metal lead terminals 12 are joined to the ceramic base 11 and bent, the tie bars 19 are cut and removed, whereby the respective metal lead terminals 12 become electrically independent.

図２に示すように、金属製リード端子付きセラミックパッケージ１０は、切り欠き部１８とセラミック基体１１との間の金属製リード端子１２の幅方向を把持する支持体２０の中点位置から、切り欠き部１８の中点位置までの距離ａを０．２ｍｍ〜０．３５ｍｍ有している。しかも、この金属製リード端子付きセラミックパッケージ１０は、金属製リード端子１２が支持体２０の端面位置から屈曲を備えながら切り欠き部１８で厚さ方向に折り曲げられるようになっている。上記の支持体２０は、金属製リード端子１２の折り曲げ装置の一部として帯状の板体として構成されており、セラミック基体１１の外側に水平に延設する金属製リード端子１２の幅方向の全体をセラミック基体１１の側面の近傍で上、下方向から把持して固定させるようになっている。そして、両面を支持体２０で把持された金属製リード端子１２は、把持したところを支持部として直角方向に荷重をかけて押圧され折り曲げられるようになっている。金属製リード端子１２は、この押圧によって、把持している支持体２０の端面位置から厚さ方向に屈曲を備えながら切り欠き部１８で折り曲げられるようになっている。 As shown in FIG. 2, the ceramic package 10 with metal lead terminals is cut from the midpoint position of the support 20 that holds the metal lead terminals 12 in the width direction between the notches 18 and the ceramic base 11. The distance a to the midpoint position of the notch 18 is 0.2 mm to 0.35 mm. Moreover, in the ceramic package 10 with metal lead terminals, the metal lead terminals 12 are bent in the thickness direction at the notches 18 while being bent from the end face position of the support 20. The support 20 is configured as a belt-like plate as a part of a bending device for the metal lead terminal 12, and the entire width of the metal lead terminal 12 extending horizontally on the outside of the ceramic substrate 11. Is fixed in the vicinity of the side surface of the ceramic substrate 11 from above and below. The metal lead terminal 12 having both surfaces gripped by the support 20 is pressed and bent by applying a load in a right angle direction with the gripped portion as a support portion. The metal lead terminal 12 is bent at the notch 18 while being bent in the thickness direction from the end surface position of the holding support 20 by the pressing.

上記の支持体２０の中点位置から、切り欠き部１８の中点位置までの距離ａは、０．２ｍｍを下まわる、又は０．３５ｍｍを超える場合には、いずれも金属製リード端子１２を折り曲げるときにセラミック基板１１との接合部にかかる歪みが増加し、接合部に亀裂を発生させたり、金属製リード端子１２のセラミック基体１１からの剥がれを発生させることとなる。 When the distance a from the midpoint position of the support 20 to the midpoint position of the notch 18 is less than 0.2 mm or more than 0.35 mm, the metal lead terminals 12 are both used. When bending, the strain applied to the joint portion with the ceramic substrate 11 increases, causing cracks in the joint portion or peeling of the metal lead terminals 12 from the ceramic base 11.

図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、金属製リード端子付きセラミックパッケージ１０は、切り欠き部１８が平面視して半長円形の切り欠き部１８ａ、又は半楕円形の切り欠き部１８ｂに設けられているのがよい。この半長円形や、半楕円形の切り欠き部１８ａ、１８ｂは、金属製リード端子１２を折り曲げるときの撓み性を向上させて接合部の反力を抑えることができる。なお、半長円形、又は半楕円形の切り欠き部１８ａ、１８ｂの大きさは、長さが０．４ｍｍ、深さが０．１ｍｍ程度であるのが好ましい。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the metal lead terminal-attached ceramic package 10 has a semi-oval cutout portion 18a or a semi-elliptical cutout portion when the cutout portion 18 is viewed in plan view. It is good to be provided in 18b. The semi-oval or semi-elliptical cutouts 18a and 18b can improve the flexibility when the metal lead terminal 12 is bent and suppress the reaction force of the joint. The semi-oval or semi-elliptical cutouts 18a and 18b preferably have a length of about 0.4 mm and a depth of about 0.1 mm.

金属製リード端子１２とセラミック基体１１との接合部にかかる応力は、支持体２０の中点位置から、金属製リード端子１２の切り欠き部１８の中点位置までの距離ａによってどのような影響を及ぼすかのシミュレーションを行ってみた。また、接合部にかかる応力は、切り欠き部１８の形状によって、どのような影響を及ぼすかのシミュレーションを行ってみた。 The influence of the stress applied to the joint between the metal lead terminal 12 and the ceramic base 11 depends on the distance a from the midpoint position of the support 20 to the midpoint position of the notch 18 of the metal lead terminal 12. I tried to simulate the effect. In addition, a simulation was performed on how the stress applied to the joint portion is affected by the shape of the notch 18.

図４に示すように、上記のシミュレーションは、切り欠き部１８の形状として、長さが０．４ｍｍ、深さが０．１ｍｍの半長円形、又は半楕円形の切り欠き部１８ａ、１８ｂと、半径が０．１ｍｍの半円形の切り欠き部１８ｃで比較してみた。シミュレーションの結果は、金属製リード端子１２の厚さｔを０．３５ｍｍとして、金属製リード端子１２に切り欠き部１８を設けないときのセラミック基体１１接合部にかかる最大応力を１００％としたときの相対値で示している。切り欠き部１８を設けたときの接合部にかかる最大応力は、切り欠き部１８を設けないときに比べて低くなることが確認できる。また、切り欠き部１８の形状による接合部にかかる最大応力は、半長円形、又は半楕円形の切り欠き部１８ａ、１８ｂの場合が半円形の切り欠き部１８ｃの場合より低くなることが確認できる。更に、半長円形、又は半楕円形の切り欠き部１８ａ、１８ｂの場合の接合部にかかる最大応力は、支持体２０の中点位置から、金属製リード端子１２の切り欠き部１８ａ、１８ｂの中点位置までの距離ａが０．２〜０．３５ｍｍの間で最も低くなることが確認できる。 As shown in FIG. 4, the above-described simulation is based on the shape of the notch 18, the semi-oval or semi-elliptical notches 18 a and 18 b having a length of 0.4 mm and a depth of 0.1 mm. A comparison was made with a semicircular cutout portion 18c having a radius of 0.1 mm. As a result of the simulation, the thickness t of the metal lead terminal 12 is set to 0.35 mm, and the maximum stress applied to the joint portion of the ceramic substrate 11 when the notch portion 18 is not provided in the metal lead terminal 12 is assumed to be 100%. The relative value is shown. It can be confirmed that the maximum stress applied to the joint portion when the notch portion 18 is provided is lower than that when the notch portion 18 is not provided. Further, it is confirmed that the maximum stress applied to the joint portion due to the shape of the cutout portion 18 is lower in the case of the semi-oval or semi-elliptical cutout portions 18a and 18b than in the case of the semicircular cutout portion 18c. it can. Furthermore, the maximum stress applied to the joint in the case of the semi-oval or semi-elliptical cutouts 18a, 18b is from the midpoint position of the support 20 to the cutouts 18a, 18b of the metal lead terminal 12. It can be confirmed that the distance a to the midpoint position is the lowest between 0.2 and 0.35 mm.

上記の金属製リード端子付きセラミックパッケージ１０は、金属製リード端子１２の切り欠き部１８が幅方向の両側面に相対向して、又は幅方向の両側面のいずれか一方に設けられているのがよい。切り欠き部１８が金属製リード端子１２の幅方向の両側面に相対向させて設けられない場合には、切り欠き部１８で金属製リード端子１２が折り曲げられる先端側の方向が一定とならなくなり、歩留の低下となっている。一方、切り欠き部１８が金属製リード端子１２の幅方向の両側面のいずれか一方に設けられる場合には、切り欠き部１８で金属製リード端子１２を容易に折り曲げることができる。また、金属製リード端子１２の幅寸法が狭い場合には、切り欠き部１８が金属製リード端子１２の幅方向の両側面のいずれか一方に設けられることで切り欠き部１８におけるリード折れを防止することができる。 In the ceramic package 10 with a metal lead terminal, the notch 18 of the metal lead terminal 12 is provided opposite to both side surfaces in the width direction or on either one side surface in the width direction. Is good. If the notch 18 is not provided opposite to both sides of the metal lead terminal 12 in the width direction, the direction of the front end side where the metal lead terminal 12 is bent at the notch 18 is not constant. , Yield has fallen. On the other hand, when the notch portion 18 is provided on either one of both side surfaces of the metal lead terminal 12 in the width direction, the metal lead terminal 12 can be easily bent at the notch portion 18. Further, when the metal lead terminal 12 has a narrow width dimension, the notch 18 is provided on either one of both side surfaces of the metal lead terminal 12 in the width direction to prevent the lead from being broken at the notch 18. can do.

本発明の金属製リード端子付きセラミックパッケージは、振動を誘発させない金属製リード端子を介して実装させたＭＥＭＳ等の装置を激しい振動が発生する駆動体、例えば自動車や、飛行機等に用いることができる。 The ceramic package with a metal lead terminal of the present invention can be used for a drive body that generates severe vibration, such as an automobile or an airplane, using a device such as a MEMS mounted via a metal lead terminal that does not induce vibration. .

１０：金属製リード端子付きセラミックパッケージ、１１：セラミック基体、１２：金属製リード端子、１３：ろう材、１４：リード端子接合用パッド、１５：キャビティ部、１６：シールリング接合用パッド、１７：金属製シールリング、１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ：切り欠き部、１９：タイバー、２０：支持体 10: Ceramic package with metal lead terminal, 11: Ceramic substrate, 12: Metal lead terminal, 13: Brazing material, 14: Lead terminal bonding pad, 15: Cavity, 16: Seal ring bonding pad, 17: Metal seal ring, 18, 18a, 18b, 18c: notch, 19: tie bar, 20: support

Claims

In a ceramic package with a metal lead terminal having a metal lead terminal comprising a lead frame brazed to the surface of the ceramic substrate,
A support having a notch on the side surface in the width direction in the middle of the protruding portion of the metal lead terminal from the ceramic base, and gripping the width direction between the notch and the ceramic base. The distance from the point position to the middle point position of the notch portion is 0.2 to 0.35 mm, and the thickness of the metal lead terminal is bent at the notch portion while being bent from the end surface position of the support. A ceramic package with metal lead terminals, which is bent in a direction.

The ceramic package with a metal lead terminal according to claim 1, wherein the notch is provided in a semi-oval or semi-elliptical shape in plan view.

The ceramic package with a metal lead terminal according to claim 1 or claim 2 dependent thereon, wherein the notch portion is provided opposite to both sides in the width direction or on either side of the width direction. A ceramic package with a metal lead terminal.