JP2012174713A

JP2012174713A - 電子部品収納用パッケージ、およびそれを備えた電子装置

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Publication number: JP2012174713A
Application number: JP2011032020A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Takaya; 茂典高谷
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2012-09-10

Abstract

【課題】本発明は、接合部材のフィレットが絶縁基体の外側にはみ出しにくくすることができる電子部品収納用パッケージ、およびそれを備えた電子装置を提供する。
【解決手段】電子部品収納用パッケージであって、平面視したときに外形が四角形状であり、上側主面に電子部品１０の搭載部１を有する基板２および搭載部１を取り囲むように上側主面に取着された枠体３から成る絶縁基体４と、絶縁基体４の側面の両端部よりも内側で絶縁基体４の側面の一部が側面から下面にかけて切り取られた切取り部５と、切取り部５の側面に絶縁基体４の下面から枠体３の上面に向かって設けられた溝状の凹部６と、絶縁基体４の搭載部１の周辺から凹部６の内壁面に導出された配線導体７と、絶縁基体４の下面の外周部から凹部６の内壁面にかけて形成されて、配線導体７に接続された、接合部材を介して外部基板に電気的に接続される外部接続用導体８とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージの側面に外部接続用導体が設けられている電子部品収納用パッケージに関する。

電子部品収納用パッケージにおいて、絶縁基体の側面に下面から上面に向かって形成された凹部に外部接続用導体が設けられた電子部品収納用パッケージがある。このような電子部品収納用パッケージとしては、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００２−１６１６３号公報

電子部品収納用パッケージは、絶縁基体の側面に凹部を有し、この凹部に外部電気回路基板と接合部材を介して接合される外部接続用導体が形成されており、外部電気回路基板との接合の際に接合部材のフィレットが絶縁基体の側面の凹部から外側にはみ出しやすいという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、接合部材のフィレットを絶縁基体の外側にはみ出しにくくすることができる電子部品収納用パッケージ、およびそれを備えた電子装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明における電子部品収納用パッケージは、平面視したときに外形が四角形状であり、上側主面に電子部品の搭載部を有する基板および前記搭載部を取り囲むように前記上側主面に取着された枠体から成る絶縁基体と、該絶縁基体の側面の両端部よりも内側で前記絶縁基体の前記側面の一部が前記側面から下面にかけて切り取られた切取り部と、該切取り部の側面に前記絶縁基体の前記下面から前記枠体の上面に向かって設けられた溝状の凹部と、前記絶縁基体の前記搭載部の周辺から前記凹部の内壁面に導出された配線導体と、前記絶縁基体の前記下面の外周部から前記凹部の内壁面にかけて形成されて、前記配線導体に接続された、接合部材を介して外部基板に電気的に接続される外部接続用導体とを備えていることを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するために本発明における電子装置は、本発明の電子部品収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されて、前記配線導体に電気的に接続された電子部品と、
前記搭載部を覆うように前記絶縁基体に取着されて前記絶縁基体との間に前記電子部品を収納する封止部材とを備えた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、および電子装置は、接合部材のフィレットが絶縁基体の外側にはみ出しにくくすることができるという効果を奏する。

本実施形態に係る電子部品収納用パッケージあって、（ａ）は電子部品収納用パッケージの斜視図、（ｂ）は電子部品収納用パッケージの下面図である。電子部品および封止部材を設けた、本実施形態に係る電子部品収納用パッケージであって、（ａ）は図１の電子部品収納用パッケージをＸ−Ｘで切断した断面図、（ｂ）は図１の電子部品収納用パッケージをＹ−Ｙで切断した断面図、（ｃ）は図１の電子部品収納用パッケージをＺ−Ｚで切断した断面図である。本実施形態に係る電子部品収納用パッケージの変形例１であって、（ａ）は電子部品収納用パッケージの斜視図、（ｂ）は電子部品収納用パッケージの下面図である。本実施形態に係る電子部品収納用パッケージの変形例２であって、（ａ）は電子部品収納用パッケージの斜視図、（ｂ）は電子部品収納用パッケージの下面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る電子部品収納用パッケージ、およびこれを備えた電子装置について、図面を参照しながら説明する。

＜実施形態＞
＜電子部品収納用パッケージの構成、および電子装置の構成＞
本実施形態に係る電子部品収納用パッケージは、図１および図２に示すように、平面視したときに外形が四角形状であり、上側主面に電子部品１０の搭載部１を有する基板２および搭載部１を取り囲むように上側主面に取着された枠体３から成る絶縁基体４と、絶縁基体４の側面の両端部よりも内側で絶縁基体４の側面の一部が側面から下面にかけて切り取られた切取り部５と、切取り部５の搭載部１側の側面に絶縁基体４の下面から枠体３の上面に向かって設けられた溝状の凹部６と、絶縁基体４の搭載部１の周辺から凹部６の内壁面に導出された配線導体７と、絶縁基体４の下面の外周部から凹部の内壁面にかけて形成されて、配線導体７に接続された、接合部材を介して外部基板に電気的に接続される外部接続用導体８とを備えている。

また、本実施形態に係る電子装置は、本発明の電子部品収納用パッケージと、搭載部１に搭載されて、配線導体７に電気的に接続された電子部品１０と、搭載部１を覆うように絶縁基体４に取着されて絶縁基体４との間に電子部品１０を収納する封止部材１１とを備えている。

絶縁基体４は、上側主面に電子部品１０の搭載部１を有する基板２と基板２の上側主面の搭載部１を取り囲むように設けられている枠体３で構成されている。なお、枠体３は、外側面が基板２の外側面と同一面をなすようにして基板２の上側主面に取着されている。絶縁基体４は、枠体３で取り囲まれた部分に電子部品１０を収納するための容器である。そして、基板２の搭載部１に電子部品１０を搭載することによって、電子部品１０は、基板２の上側主面と枠体３の内側面とによって形成される容器内に収納される。なお、電子部品１０は、例えば、半導体素子、水晶振動子等である。

また、絶縁基体４は、寸法として、例えば、一方の辺幅が、２（ｍｍ）〜５０（ｍｍ）に、他方の辺幅が、２（ｍｍ）〜５０（ｍｍ）に設定される。また、厚みが、１（ｍｍ）〜１０（ｍｍ）に設定される。

絶縁基体４を構成している基板２および枠体３は、例えば、アルミナ質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックスまたはムライト質セラミックス等のセラミック材料から成る。また、絶縁基体４は、基板２の搭載部１に搭載される電子部品１０の発熱をすみやかに放熱する材料が好ましい。基板２および枠体３の熱伝導率は、例えば、１５（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上２００（Ｗ／ｍ・Ｋ）以下に設定される。また、基板２および枠体３の熱膨張
係数は、例えば、４（ｐｐｍ／℃）以上８（ｐｐｍ／℃）以下に設定される。

基板２および枠体３は、金型を用いて平板形状のセラミックグリーンシートに打ち抜きを施すことによって、平板状や枠状等の形状に製作される。そして、絶縁基体４は、これら平板状や枠状のセラミックグリーンシートを複数枚積層し、焼成することによって製作される。

絶縁基体４は、図１および図２に示すように、絶縁基体４の側面の両端部よりも内側で両端部を残すように絶縁基体４の側面の一部が側面から下面にかけて切り取られた切取り部５が設けられている。すなわち、切取り部５は、絶縁基体４の基板２の側面の両端部を残して基板２の側面の一部を切り取って、枠体２の下側の部分に設けられている。

また、切取り部５は、図２に示すように、基板２の厚み方向の全ての部分を切り取るように設けられているが、これに限らない。基板２の厚み方向の部分の一部を残して切り取るように設けてもよい。

切取り部５は、図１に示すように、切り取られた部分の両端の部分を曲面状に設けることができる。切取り部５の両端の部分が曲面状に設けられることによって、切取り部５は、両端の部分に角部が存在することがなく、曲面状の部分で応力を緩和することができる。

また、絶縁基体４は、切取り部５の搭載部１側の側面に絶縁基体４の下面から枠体３の上面に向かって設けられた溝状の凹部６を有している。この凹部６は、図２に示すように、基板２の厚み方向に切取り部５の上面の位置と略同一となる位置まで設けられている。また、この凹部６の横断面形状は、曲面形状を有しており、例えば、半円形状となっている。なお、この凹部６の横断面形状は、半円形状に限らず、半長円形状、半楕円形状等であってもよく、形状は限定されない。

凹部６には、図２に示すように、絶縁基体４の搭載部１の周辺から凹部６の内壁面に配線導体７が導出されている。電子部品１０の上面の電極が、図２に示すように、搭載部１の周辺に形成された配線導体７にボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される。また、電子部品１０の下面に電極が設けられている場合には、電子部品１０は、下面の電極が搭載部１の周辺に形成された配線導体７に導電性の接合材を介して電気的に接続される。

外部接続用導体８は、図２に示すように、絶縁基体４の下面の外周部から切取り部５の搭載部１側の側面に設けられた凹部６の内壁面にかけて形成されている。そして、この外部接続用導体８は、凹部６の内壁面に導出されている配線導体７に電気的に接続されている。

絶縁基体４は、切取り部５が設けられているが、かりに、絶縁基体４に切取り部５が設けられていない場合に、電子部品収納用パッケージが傾いた状態で外部基板に実装されると、絶縁基体４の側面と下面から成る角部、すなわち、稜部が外部基板に当接されることになる。外部接続用導体８は、絶縁基体４の下面の外周部から凹部６の内壁面にかけて形成されており、外部接続用導体８は絶縁基体４の側面と下面から成る角部にも形成されているため、角部が外部基板に当接されることによって外部接続用導体８が傷つきやすくなり、外部接続用導体８の剥がれや断線等が発生しやすくなる。

しかしながら、絶縁基体４は、図１に示すように、絶縁基体４の側面の両端部よりも内側で両端部を残すように絶縁基体４の側面の一部が側面から下面にかけて切り取られた切
取り部５が設けられており、さらに、外部接続用導体８は、絶縁基体４の側面から切取り部５の分だけ内側にある凹部６の内壁面から絶縁基体４の下面の外周部に形成されている。したがって、電子部品収納用パッケージが傾いた状態で実装されても、絶縁基体４の側面の切り取られていない両端部が外部基板に当接されることによって、絶縁基体４が外部基板に当接しても、外部接続用導体８は傷つきにくく、剥がれや断線等の発生が抑制される。

また、電子部品収納用パッケージが傾いた状態で実装されても、切取り部５が設けられているため、絶縁基体４のうち外部基板に当接される部分が減少して、絶縁基体４によって外部基板の配線導体は傷つきにくく、剥がれや断線等の発生が抑制される。

外部接続用導体８は、図１に示すように、凹部６の内壁面および絶縁基体４の基板２の外周部に形成されている。外部接続用導体８は、接合部材を介して外部基板の配線導体に電気的に接続される。これにより、電子部品１０は、配線導体７と外部接続用導体８とを介して外部基板に電気的に接続される。なお、接合部材は、例えば、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）半田、銀（Ａｇ）−錫（Ｓｎ）半田、金（Ａｕ）−ゲルマニウム（Ｇｅ）半田等の導電性のものである。また、外部基板は、例えば、樹脂製のプリント回路基板、セラミック製の回路基板等である。また、配線導体７および外部接続用導体８は、タングステン、モリブデンまたはマンガン等のメタライズ導体で形成されている。

配線導体７および外部接続用導体８は、セラミックグリーンシートに、例えば、タングステン、モリブデンまたはマンガン等の粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合してなる金属ペーストを予め周知のスクリーン印刷法によって所定パターンに印刷塗布することによって形成される。また、封止部材１１が、金属材料から成る蓋体である場合には、シールリングを介して枠体３の上面に蓋体が設けられる。絶縁基体４の枠体３の上面には、同じようにして、シールリングとの接合部に該当する位置に接合用メタライズ層が枠状に形成される。

また、電子装置は、搭載部１を覆うように絶縁基体４に取着されて絶縁基体４との間に電子部品１０を収納する封止部材１１を備えている。封止部材１１は、電子部品１０を気密に封止するものであれば、樹脂材料やガラス系材料等であっても、金属材料から成る蓋体であってもよい。封止部材１１は、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂または低融点ガラス等である。また、封止部材１１は、蓋体の場合、例えば、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金等である。これらの封止部材１１が、絶縁基体４に基板２の搭載部１を覆うように取着される。

また、配線導体７、外部接続用導体８および接続用メタライズ層の露出表面に、メッキ形成方法によって、ニッケルメッキ層および金メッキ層を順次被着させておくのがよい。なお、ニッケルメッキ層のメッキ厚みは、０．５（μｍ）以上１０（μｍ）以下である。また、金メッキ層のメッキ厚みは、０．１（μｍ）以上５（μｍ）以下である。これらの金属メッキ層は、配線導体７、外部接続用導体８および接合用メタライズ層が酸化腐蝕するのを抑制することができる。また、搭載部１の周辺の配線導体７と電子部品１０の電極との電気的な接続や、外部接続用導体８と外部基板の配線導体との電気的な接続を良好なものにすることができる。また、枠体３の接合用メタライズ層とシールリングとの接合を良好なものにすることができる。

本実施形態の電子部品収納用パッケージは、絶縁基体４の側面の両端部よりも内側で絶縁基体４の側面の一部が側面から下面にかけて切り取られた切取り部５と、切取り部５の搭載部１側の側面に絶縁基体４の下面から枠体３の上面に向かって設けられた溝状の凹部６とを有している。そして、絶縁基体４の搭載部１の周辺から凹部６の内壁面に導出され
た配線導体７と、絶縁基体４の下面の外周部から凹部の内壁面にかけて形成されて、配線導体７に接続された、接合部材を介して外部基板に電気的に接続される外部接続用導体８とを備えている。

絶縁基体４に切取り部５が設けられ、絶縁基体４の側面よりも内側にある切取り部５の側面の凹部６の内壁面および絶縁基体４の下面の外周部に外部接続用導体８が形成されているため、外部接続用導体８と外部基板とが接合部材を介して接合された場合に、絶縁基体４の外周に向かって濡れ拡がる接合部材のフィレットを切取り部５の内部に留めることができる。したがって、接合部材が濡れ拡がって形成される接合部材のフィレットが絶縁基体４の外周部よりも外側に形成されるのを抑制することができる。これによって、複数の電子部品収納用パッケージは外部基板に隙間を設けずに並べて実装することができる。

また、外部基板の電子部品収納用パッケージの周囲に、コンデンサ等の電子部品を実装することが可能となり、外部基板を小型化することができる。また、外部基板の配線パターンの設計の自由度を向上することができる。

＜電子部品収納用パッケージ、および電子装置の製造方法＞
ここで、電子部品収納用パッケージ、およびこれを備えた電子装置の製造方法を説明する。

絶縁基体４は、基板２と枠体３で構成されており、例えば、金型を用いて平板形状のセラミックグリーンシートに打ち抜きを施すことによって、平板形状や枠形状に合わせて製作される。また、配線導体７、外部接続用導体８は、セラミックグリーンシートに、例えば、タングステン、モリブデンまたはマンガン等の粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合してなる金属ペーストを予め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ておくことによって形成される。

そして、これら平板形状や枠体形状のセラミックグリーンシートを複数積層することによって絶縁基体４が形成される。また、絶縁基体４は、枠体３の上面に、例えば、シールリングを介して金属材料から成る蓋体が封止部材１１として設けられる場合には、シールリングと接合される部分に接合用メタライズ層が形成される。

積層されたセラミックグリーンシートを、焼成することによって、電子部品収納用パッケージとなる。また、配線導体７、外部接続用導体８および接続用メタライズ層が露出している表面には、例えば、厚みが、０．５（μｍ）以上１０（μｍ）以下のニッケルメッキ層と厚みが、０．１（μｍ）以上５（μｍ）以下の金メッキ層とが被着される。

また、封止部材１１が蓋体である場合、蓋体は、例えば、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金を型枠に鋳込んで作製したインゴットを周知の切削加工や打ち抜き加工等の金属加工法を用いて所定の形状にして製作される。

ここで、電子装置の製造方法について説明する。

電子装置は、電子部品収納用パッケージの基板２の載置部１に電子部品１０を、例えば、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）半田または金（Ａｕ）−ゲルマニウム(Ｇｅ)半田等の材料で接着固定する。そして、電子部品１０の上面に設けられている電極がボンディングワイヤ等を介して配線導体７に電気的に接続される。次に、封止部材１１として蓋体が、絶縁基体４に基板２の搭載部１を覆うように絶縁基体４に取着されて絶縁基体４との間に電子部品１０を収納するように設けられる。そして、絶縁基体４と封止部材１１との間に電子部品１０を気密に収納して電子装置とする。

また、封止部材１１が、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂や低融点ガラス等である場合、これらの封止部材１１が、絶縁基体４に基板２の搭載部１を覆うように枠体３の開口に充填され、絶縁基体４に取着される。そして、絶縁基体４との間に電子部品１０が収納される。

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において種々の変更、改良等が可能である。以下、本実施形態の変形例について説明する。なお、本実施形態の変形例に係る電子部品収納用パッケージのうち、本実施形態に係る電子部品収納用パッケージと同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。

＜変形例１＞
本実施形態に係る変形例の電子部品収納用パッケージは、図３に示すように、絶縁基体４は、隣り合う外部接続用導体８の間に設けられた、下面視において切取り部５の側面から切取り部５が設けられた絶縁基体４の側面までの高さで切取り部５内に突出している突出部９を有している。すなわち、突出部９は、切取り部内に切取り部５の側面と切取り部５が設けられた絶縁基体４の側面との間に位置するように設けられている。なお、切取り部５の側面から切取り部５が設けられた絶縁基体４の側面までとは、絶縁基体４の側面と一致するものを含む。

絶縁基体４は、隣り合う外部接続用導体８の間に突出部９を有しているため、突出部９は接合部材のフィレットが横方向に濡れ拡がる流れ止めとなって、隣り合う外部接続用導体８同士の電気的な短絡を抑制することができる。

また、突出部９は、隣り合う外部接続用導体８同士の電気的な短絡を抑制するので、隣り合う外部接続用導体８の間隔を小さくすることができ、電子部品収納用パッケージを小型化することができる。また、同じサイズで外部接続用導体８をより高密度に配置した電子部品収納用パッケージとすることができる。

＜変形例２＞
本実施形態に係る変形例の電子部品収納用パッケージは、図４に示すように、絶縁基体４は、隣り合う外部接続用導体８の間に設けられ、下面視において切取り部５の側面から切取り部５が設けられた絶縁基体４の側面と一致する高さで切取り部５内に突出している突出部９を有している。すなわち、突出部９は、下面視においてその先端部の面が絶縁基体４の側面と一致するように設けられている。

絶縁基体４は、切取り部５内に隣り合う外部接続用導体８の間に突出部９が設けられているため、変形例１と同様に、隣り合う外部接続用導体８同士の電気的な短絡を抑制することができる。

また、突出部９は、先端部の面が絶縁基体４の側面と一致する位置まで設けられているため、かりに、電子部品収納用パッケージが傾いた状態で実装されても、絶縁基体４の側面の切り取られていない両端部および突出部９が外部基板に当接されることになり、外部接続用導体８が外部基板によってより傷つきにくくなり、外部接続用導体８の剥がれや断線等の発生が抑制される。

１搭載部
２基板
３枠体
４絶縁基体
５切取り部
６凹部
７配線導体
８外部接続用導体
９突出部
１０電子部品
１１封止部材

Claims

平面視したときに外形が四角形状であり、上側主面に電子部品の搭載部を有する基板および前記搭載部を取り囲むように前記上側主面に取着された枠体から成る絶縁基体と、
該絶縁基体の側面の両端部よりも内側で前記絶縁基体の前記側面の一部が前記側面から下面にかけて切り取られた切取り部と、
該切取り部の側面に前記絶縁基体の前記下面から前記枠体の上面に向かって設けられた溝状の凹部と、
前記絶縁基体の前記搭載部の周辺から前記凹部の内壁面に導出された配線導体と、
前記絶縁基体の前記下面の外周部から前記凹部の内壁面にかけて形成されて、前記配線導体に接続された、接合部材を介して外部基板に電気的に接続される外部接続用導体とを備えていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
請求項１に記載の電子部品収納用パッケージであって、
前記絶縁基体は、隣り合う前記外部接続用導体の間に設けられた、下面視において前記切取り部の側面から前記切取り部が設けられた前記絶縁基体の側面までの高さで前記切取り部内に突出している突出部を有していることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
請求項２に記載の電子部品収納用パッケージであって、
前記絶縁基体は、隣り合う前記外部接続用導体の間に設けられた、下面視において前記切取り部の側面から前記切取り部が設けられた前記絶縁基体の側面と一致する高さで前記切取り部内に突出している突出部を有していることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
請求項１乃至請求項３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て、前記配線導体に電気的に接続された電子部品と、
前記搭載部を覆うように前記絶縁基体に取着されて前記絶縁基体との間に前記電子部品を収納する封止部材とを備えたことを特徴とする電子装置。