JP2014011271A - Element accommodation package and mounting structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an element accommodation package and a mounting structure capable of preventing a package from being cracked.SOLUTION: An element accommodation package comprises: a rectangular plate body 4 including a mounting region R for mounting an element 3 on a top face thereof; four sidewalls 5 provided along an outer edge on the plate body and surrounding the mounting region R; and a package 7 having a lead terminal 6 provided outside of three sidewalls 5b among the four sidewalls. Each of the sidewalls in which the lead terminal is provided includes a first ceramic plate part 5bx where the lead terminal is provided, and a second ceramic plate part 5by which is provided on the first ceramic plate part and inside of an outer edge of the first ceramic plate part. The first ceramic plate part and the second ceramic plate part are continued in corners, respectively, along three sides where the three sidewalls 5b in the package are positioned. In a location where neighboring second ceramic plate parts are continued to each other, an expansion part 8 is provided towards an outer edge of a location where the first ceramic plate part is continued.

Description

本発明は、素子を実装することが可能な素子収納用パッケージ、および素子を実装した実装構造体に関する。   The present invention relates to an element storage package capable of mounting an element and a mounting structure on which the element is mounted.

近年、機器の小型化とともに、半導体素子、発光ダイオード、圧電素子、水晶振動子、レーザーダイオードまたはホトダイオード等の素子を実装することが可能な小型の素子収納用パッケージが開発されている（例えば、特許文献１参照）。なお、上記特許文献１で提案されたパッケージは、パッケージの３つの側面がセラミックスからなり、該側面にリード端子が設けられている。   In recent years, along with miniaturization of devices, small-sized device housing packages capable of mounting devices such as semiconductor devices, light emitting diodes, piezoelectric devices, crystal resonators, laser diodes or photodiodes have been developed (for example, patents) Reference 1). In the package proposed in Patent Document 1, three side surfaces of the package are made of ceramics, and lead terminals are provided on the side surfaces.

特開平１１−１７０４１号公報JP 11-17041 A

上記特許文献１で提案されたパッケージでは、セラミック端子部材を搭載ベースに接合する際やシールリングをセラミック端子部材に接合する際に外部から加えられる熱、またカバーをパッケージに接合する際に外部から加えられる熱、および半導体モジュールを作動させる際に生じる光半導体素子からの熱が、パッケージの隣接する側面同士の合わさった箇所に集中することで、パッケージの角にクラックが発生する虞がある。特に、高周波用の素子収納用パッケージは、一般的に誘電率が樹脂よりも小さい、セラミックパッケージを用いるため、パッケージの角にクラックが発生しやすい。   In the package proposed in Patent Document 1, heat applied from the outside when the ceramic terminal member is joined to the mounting base or the seal ring is joined to the ceramic terminal member, and from the outside when the cover is joined to the package. There is a possibility that cracks may occur at the corners of the package because the applied heat and the heat from the optical semiconductor element generated when operating the semiconductor module are concentrated on the places where the adjacent side surfaces of the package are combined. In particular, a high-frequency element housing package generally uses a ceramic package having a dielectric constant smaller than that of a resin, so that cracks are likely to occur at the corners of the package.

本発明は、パッケージにクラックが発生するのを抑制することが可能な素子収納用パッケージおよび実装構造体を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide an element housing package and a mounting structure that can suppress the occurrence of cracks in the package.

本発明の一実施形態に係る素子収納用パッケージは、上面に素子を実装するための実装領域を有する矩形状の板体と、前記板体上に前記板体の外縁に沿って設けられた、前記実装領域を取り囲む４つの側壁と、前記４つの側壁のうち３つの側壁に外側に向けて設けられたリード端子とを有したパッケージと、を備え、前記リード端子が設けられた前記側壁のそれぞれは、前記リード端子が設けられた第１セラミック板部と、前記第１セラミック板部上であって前記第１セラミック板部の外縁の内側に設けられた第２セラミック板部とを有し、前記第１セラミック板部および前記第２セラミック板部は、前記パッケージの３つの前記側壁が位置する３辺に沿ってそれぞれ角において連続しており、隣接する前記第２セラミック板部同士の連続した箇所に、前記第１セラミック板部の連続した箇所の外縁に向かって張り出した張出部が設けられていることを特徴とする。   An element storage package according to an embodiment of the present invention is provided along the outer edge of the plate body on the plate body, and a rectangular plate body having a mounting area for mounting elements on the upper surface, A package having four side walls surrounding the mounting region and lead terminals provided outwardly on three of the four side walls, each of the side walls provided with the lead terminals. Has a first ceramic plate portion provided with the lead terminal, and a second ceramic plate portion provided on the first ceramic plate portion and inside the outer edge of the first ceramic plate portion, The first ceramic plate portion and the second ceramic plate portion are continuous at corners along the three sides where the three side walls of the package are located, and the adjacent second ceramic plate portions are continuous. The location, wherein the protruding portion protruding toward the outer edge of the continuous portion of the first ceramic plate is provided.

また、本発明の一実施形態に係る実装構造体は、前記素子収納用パッケージと、前記素子収納用パッケージの前記実装領域に実装された素子とを備えたことを特徴とする。   In addition, a mounting structure according to an embodiment of the present invention includes the element storage package and an element mounted in the mounting region of the element storage package.

本発明は、パッケージにクラックが発生するのを抑制することが可能な素子収納用パッケージおよび実装構造体を提供することができる。   The present invention can provide an element storage package and a mounting structure capable of suppressing the occurrence of cracks in the package.

本発明の一実施形態に係る実装構造体の一方向から見た概観斜視図である。It is the general-view perspective view seen from one direction of the mounting structure concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る実装構造体の他方向から見た概観斜視図である。It is the general-view perspective view seen from the other direction of the mounting structure concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る素子収納用パッケージの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the package for element storage which concerns on one Embodiment of this invention. 図２のＡ部分を拡大した部分拡大図である。It is the elements on larger scale which expanded the A section of FIG.

以下、本発明の一実施形態に係る素子収納用パッケージおよび実装構造体について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an element storage package and a mounting structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜実装構造体の構成＞
実装構造体１は、素子収納用パッケージ２と、素子収納用パッケージ２の実装領域Ｒに設けられた素子３と、を備えている。素子収納用パッケージ２は、例えば、半導体素子、トランジスタ、レーザーダイオード、ホトダイオードまたはサイリスタ等の能動素子、あるいは抵抗器、コンデンサ、太陽電池、圧電素子、水晶振動子またはセラミック発振子等の受動素子からなる素子３を実装するのに用いるものである。 <Configuration of mounting structure>
The mounting structure 1 includes an element storage package 2 and an element 3 provided in the mounting region R of the element storage package 2. The element storage package 2 includes, for example, an active element such as a semiconductor element, a transistor, a laser diode, a photodiode, or a thyristor, or a passive element such as a resistor, a capacitor, a solar cell, a piezoelectric element, a crystal oscillator, or a ceramic oscillator. This is used for mounting the element 3.

素子３は、台座３ａ上に実装される。台座３ａは、素子収納用パッケージ２の内部の実装領域Ｒに設けられる。台座３ａは、素子３を実装するものであって、素子３の高さ位置を調整することができる。台座３ａは、絶縁材料からなり、台座３ａの上面に素子３と電気的に接続される電気配線が形成されている。   The element 3 is mounted on the pedestal 3a. The pedestal 3 a is provided in the mounting region R inside the element storage package 2. The pedestal 3a mounts the element 3 and can adjust the height position of the element 3. The pedestal 3a is made of an insulating material, and electrical wiring that is electrically connected to the element 3 is formed on the upper surface of the pedestal 3a.

素子収納用パッケージ２は、高耐圧化、大電流化や大電力化または高速・高周波化に対応している素子を実装して機能させるのに適しており、素子３の一例として半導体素子を実装するものである。また、素子収納用パッケージ２は、上面に素子３を実装する実装領域Ｒを有する矩形状の板体４と、板体４上に板体４の外縁に沿って設けられ実装領域Ｒを取り囲む４つの側壁５（５ａ、５ｂ）と、４つの側壁５（５ａ、５ｂ）のうち３つの側壁５ｂに外側に向けて設けられたリード端子６と、を有するパッケージ７を備えている。   The element storage package 2 is suitable for mounting and functioning an element corresponding to high withstand voltage, high current, high power, high speed and high frequency, and a semiconductor element is mounted as an example of the element 3 To do. The element storage package 2 has a rectangular plate body 4 having a mounting region R for mounting the element 3 on the upper surface, and 4 provided on the plate body 4 along the outer edge of the plate body 4 to surround the mounting region R. A package 7 having two side walls 5 (5a, 5b) and lead terminals 6 provided on the three side walls 5b out of the four side walls 5 (5a, 5b) is provided.

リード端子６が設けられた側壁５ｂのそれぞれは、リード端子６を設ける第１セラミック板部５ｂｘと、第１セラミック板部５ｂｘ上に第１セラミック板部５ｂｘの外縁の内側に設けられた第２セラミック板部５ｂｙを有している。第１セラミック板部５ｂｘは、パッケージ７の３辺に沿って連続している。第２セラミック板部５ｂｙは、パッケージ７の３辺に沿って連続している。隣接する第２セラミック板部５ｂｙ同士の連続した箇所は、第１セラミック板部５ｂｘの外縁に向かって張り出した張出部８が設けられている。   Each of the side walls 5b provided with the lead terminals 6 includes a first ceramic plate portion 5bx provided with the lead terminals 6, and a second ceramic plate provided on the first ceramic plate portion 5bx inside the outer edge of the first ceramic plate portion 5bx. It has a ceramic plate part 5by. The first ceramic plate portion 5bx is continuous along the three sides of the package 7. The second ceramic plate portion 5by is continuous along the three sides of the package 7. An extended portion 8 that protrudes toward the outer edge of the first ceramic plate portion 5bx is provided at a continuous location between the adjacent second ceramic plate portions 5by.

板体４は、矩形状の金属板であって、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルト等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金から成る。なお、板体４の熱伝導率は、例えば１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上４５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。板体４の熱膨張係数は、例えば３×１０−６／Ｋ以上２８×１０−６／Ｋ以下に設定されている。 The plate 4 is a rectangular metal plate and is made of, for example, a metal material such as copper, iron, tungsten, molybdenum, nickel or cobalt, or an alloy containing these metal materials. The thermal conductivity of the plate 4 is set to, for example, 15 W / (m · K) or more and 450 W / (m · K) or less. The thermal expansion coefficient of the plate body 4 is set to, for example, 3 × 10 −6 / K or more and 28 × 10 −6 / K or less.

また、板体４は、溶融した金属材料を型枠に鋳込んで固化させたインゴットに対して、従来周知の圧延加工または打ち抜き加工等の金属加工法を用いることで、所定形状に製作される。なお、板体４は、平面視したときの一辺の長さは、例えば５ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されている。また、板体４の上下方向の厚みは、例えば０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定されている。   Further, the plate body 4 is manufactured in a predetermined shape by using a conventionally known metal working method such as rolling or punching for an ingot obtained by casting a molten metal material into a mold and solidifying it. . Note that the length of one side of the plate body 4 when viewed in plan is set to, for example, 5 mm or more and 50 mm or less. Moreover, the thickness of the plate body 4 in the vertical direction is set to, for example, 0.3 mm or more and 5 mm or less.

また、板体４の表面は、酸化腐食を防止するために、電気めっき法または無電解めっき法を用いて、ニッケルまたは金等の金属層が形成されている。なお、金属層の厚みは、例
えば０．５μｍ以上９μｍ以下に設定されている。 Further, the surface of the plate 4 is formed with a metal layer such as nickel or gold by using an electroplating method or an electroless plating method in order to prevent oxidative corrosion. The thickness of the metal layer is set to, for example, 0.5 μm or more and 9 μm or less.

板体４上に設けられた側壁５は、板体４の実装領域Ｒを取り囲む枠状部材である。枠状部材の４辺のうち、３辺が切り欠かれており、切り欠かれた切欠きＣにリード端子６が取付けられる入出力端子が設けられる。リード端子６が取り付けられない側壁５ａは、板体４と一体となった金属部材であって、平面方向に貫通孔Ｈが形成されている。リード端子６が取り付けられる側壁５ｂは、板体４と一体となった金属部材の部分と、入出力端子の部分とからなる。なお、側壁５ａや金属部材からなる側壁５ｂの一部は、板体４と別体として設けられてもよく、それぞれが銀銅ロウ等のろう材によって接合される。   The side wall 5 provided on the plate body 4 is a frame-shaped member that surrounds the mounting region R of the plate body 4. Of the four sides of the frame-like member, three sides are cut out, and an input / output terminal to which the lead terminal 6 is attached is provided in the cutout C. The side wall 5a to which the lead terminal 6 is not attached is a metal member integrated with the plate body 4, and a through hole H is formed in the planar direction. The side wall 5b to which the lead terminal 6 is attached includes a metal member part integrated with the plate body 4 and an input / output terminal part. A part of the side wall 5a or the side wall 5b made of a metal member may be provided separately from the plate body 4, and each is joined by a brazing material such as silver-copper brazing.

枠状部材のうち、板体４と一体となった３辺が切りかかれてない部分４Ａは、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルト等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金から成る。かかる部分４Ａは、素子３から発生する熱を効率良く外部に放熱する機能や熱応力を吸収したり、分散させたりする機能を備えている。なお、部分４Ａの熱伝導率は、例えば１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上４５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定されている。部分４Ａの熱膨張係数は、例えば３×１０−６／Ｋ以上２８×１０−６／Ｋ以下に設定されている。 Of the frame-like member, the portion 4A that is not cut off on the three sides integrated with the plate body 4 contains, for example, a metal material such as copper, iron, tungsten, molybdenum, nickel, or cobalt, or these metal materials Made of alloy. The portion 4A has a function of efficiently dissipating heat generated from the element 3 to the outside and a function of absorbing or dispersing thermal stress. The thermal conductivity of the portion 4A is set to, for example, 15 W / (m · K) or more and 450 W / (m · K) or less. The thermal expansion coefficient of the portion 4A is set to 3 × 10 −6 / K or more and 28 × 10 −6 / K or less, for example.

また、枠状部材の切欠きＣを除いた、上下の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定されている。また、枠状部材の切欠きＣを含めた、上下の厚みは、例えば５ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定されている。また、枠状部材を平面視したときの枠の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。   Moreover, the upper and lower thicknesses excluding the cutouts C of the frame-like member are set to, for example, 0.5 mm or more and 10 mm or less. Further, the upper and lower thicknesses including the cutout C of the frame member are set to, for example, 5 mm or more and 20 mm or less. Moreover, the thickness of the frame when the frame-like member is viewed in plan is set to 0.5 mm or more and 3 mm or less, for example.

また、側壁５ａの貫通孔Ｈに、外部に設ける光ファイバから伝わる光を側壁５で囲まれる領域にまで通す光透過性部材が設けられる。貫通孔Ｈには、例えば、レンズ、プラスチック、ガラスまたはサファイア基板等の光透過性部材を嵌めこむことが可能な保持部材が設けられる。保持部材は、側壁５外から光透過性部材近傍にまで光ファイバの先端を近づけて、保持することができる。なお、貫通孔Ｈは、パッケージ７の内外で高周波信号が伝送される同軸コネクタが設けられ、同軸コネクタは素子３と電気的に接続されてもよい。パッケージ７は、外部と素子３との間で同軸コネクタを介して高周波信号を入出力することができる。   In addition, a light transmissive member is provided in the through hole H of the side wall 5a to allow light transmitted from an optical fiber provided outside to pass through a region surrounded by the side wall 5. In the through hole H, for example, a holding member capable of fitting a light transmissive member such as a lens, plastic, glass, or sapphire substrate is provided. The holding member can hold the optical fiber with the tip of the optical fiber approaching from the outside of the side wall 5 to the vicinity of the light transmissive member. The through hole H may be provided with a coaxial connector through which high-frequency signals are transmitted inside and outside the package 7, and the coaxial connector may be electrically connected to the element 3. The package 7 can input and output a high-frequency signal between the outside and the element 3 via a coaxial connector.

入出力端子は、枠状部材の切欠きＣに設ける部材である。入出力端子は、複数の絶縁層を積層した構造であって、第１セラミック板部５ｂｘと、第１セラミック板部５ｂｘ上に積層された第２セラミック板部５ｂｙを含んでいる。   The input / output terminal is a member provided in the notch C of the frame-shaped member. The input / output terminal has a structure in which a plurality of insulating layers are stacked, and includes a first ceramic plate portion 5bx and a second ceramic plate portion 5by stacked on the first ceramic plate portion 5bx.

第１セラミック板部５ｂｘは、リード端子６が設けられる。第１セラミック板部５ｂｘ上には、リード端子６と電気的に接続されるメタライズ層９が設けられている。メタライズ層９は、第１セラミック板部５ｂｘ上に第２セラミック板部５ｂｙを設けた状態で、平面視して第２セラミック板部５ｂｙを横切ってパッケージ７で囲まれる領域にまで設けられている。なお、メタライズ層９は、例えば、タングステン、モリブデンまたはマンガン等の高融点金属材料から成る。   The first ceramic plate portion 5bx is provided with lead terminals 6. A metallized layer 9 that is electrically connected to the lead terminal 6 is provided on the first ceramic plate portion 5bx. The metallized layer 9 is provided up to a region surrounded by the package 7 across the second ceramic plate portion 5by in a plan view in a state where the second ceramic plate portion 5by is provided on the first ceramic plate portion 5bx. . The metallized layer 9 is made of a refractory metal material such as tungsten, molybdenum or manganese.

第１セラミック板部５ｂｘは、絶縁材料であって、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックス等のセラミック材料から成る。なお、第１セラミック板部５ｂｘの熱膨張係数は、例えば３×１０−６／Ｋ以上８×１０−６／Ｋ以下に設定されている。 The first ceramic plate portion 5bx is an insulating material, for example, an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, a silicon carbide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a silicon nitride sintered body or It consists of a ceramic material such as glass ceramics. The thermal expansion coefficient of the first ceramic plate portion 5bx is set to, for example, 3 × 10 −6 / K or more and 8 × 10 −6 / K or less.

第２セラミック板部５ｂｙは、第１セラミック板部５ｂｘ上に、メタライズ層９を横切
って設けられている。第２セラミック板部５ｂｙは、第１セラミック板部５ｂｘよりも幅が小さく、第１セラミック板部５ｂｘ上に設けたときに、パッケージ７外にはリード端子６を設けるメタライズ層９の一端が露出し、パッケージ７内にはメタライズ層９の他端が露出する。そして、パッケージ７内に露出したメタライズ層９が素子３とボンディングワイヤを介して電気的に接続される。その結果、リード端子６と素子３とを電気的に接続することができる。なお、第２セラミック板部５ｂｙは、第１セラミック板部５ｂｘと同様の絶縁材料からなる。また、第２セラミック板部５ｂｙは、隣接する第２セラミック板部５ｂｙの上面にわたって、シールリング１０がろう材を介して接合されるメタライズ層が形成される。 The second ceramic plate portion 5by is provided across the metallized layer 9 on the first ceramic plate portion 5bx. The second ceramic plate portion 5by is smaller in width than the first ceramic plate portion 5bx, and when provided on the first ceramic plate portion 5bx, one end of the metallized layer 9 provided with the lead terminals 6 is exposed outside the package 7. The other end of the metallized layer 9 is exposed in the package 7. The metallized layer 9 exposed in the package 7 is electrically connected to the element 3 via a bonding wire. As a result, the lead terminal 6 and the element 3 can be electrically connected. The second ceramic plate portion 5by is made of the same insulating material as the first ceramic plate portion 5bx. The second ceramic plate portion 5by is formed with a metallized layer over which the seal ring 10 is bonded via a brazing material over the upper surface of the adjacent second ceramic plate portion 5by.

張出部８は、第２セラミック板部５ｂｙ同士の連続した箇所に設けられている。張出部８は、第２セラミック板部５ｂｙの外側面からパッケージ７外に向かって張り出している。張出部８は、第１セラミック板部５ｂｘの外縁と重なる位置まで張り出している。また、張出部８の上部の高さ位置と第２セラミック板部５ｂｙの上部の高さ位置が同じである。張出部８は、第２セラミック板部５ｂｙと一体に設けられており、第２セラミック板部５ｂｙと同一材料からなる。また、張出部８は、隣接する第２セラミック板部５ｂｙの上面にわたって設けられたメタライズ層に連続するメタライズ層が上面に設けられる。   The overhanging portion 8 is provided at a continuous location between the second ceramic plate portions 5by. The overhanging portion 8 protrudes from the outer surface of the second ceramic plate portion 5by toward the outside of the package 7. The overhang portion 8 overhangs to a position overlapping the outer edge of the first ceramic plate portion 5bx. Moreover, the height position of the upper part of the overhang | projection part 8 and the height position of the upper part of 2nd ceramic board part 5by are the same. The overhang portion 8 is provided integrally with the second ceramic plate portion 5by and is made of the same material as the second ceramic plate portion 5by. Further, the overhanging portion 8 is provided with a metallized layer on the upper surface that is continuous with the metallized layer provided over the upper surface of the adjacent second ceramic plate portion 5by.

張出部８が設けられている箇所には、第１セラミック板部５ｂｘが延在しており、隣接する第１セラミック板部５ｂｘ同士が連続して接続されている。さらに、隣接する第１セラミック板部５ｂｘ同士が接続された個所上に、張出部８が位置するように設けられている。   The 1st ceramic board part 5bx is extended in the location in which the overhang | projection part 8 is provided, and adjacent 1st ceramic board parts 5bx are connected continuously. Furthermore, the overhanging portion 8 is provided on the place where the adjacent first ceramic plate portions 5bx are connected to each other.

ここで、３辺の側壁５ｂに設けられる、第１セラミック板部５ｂｘ、第２セラミック板部５ｂｙ、リード端子６、張出部８およびメタライズ層９を含む入出力端子の作製方法について説明する。   Here, a method of manufacturing an input / output terminal including the first ceramic plate portion 5bx, the second ceramic plate portion 5by, the lead terminal 6, the overhang portion 8, and the metallized layer 9 provided on the three side walls 5b will be described.

第１セラミック板部５ｂｘ、第２セラミック板部５ｂｙおよび張出部８が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得るとともにシート状に形成する。そして、３辺が連続した第１セラミック板部５ｂｘとなるように型抜きされ、未焼成の３辺が連続した第１セラミック板部５ｂｘを準備することができる。さらに、３辺が連続した第２セラミック板部５ｂｙおよび張出部８が一体となるように型抜きされ、未焼成の３辺が連続した第２セラミック板部５ｂｙおよび張出部８を準備することができる。   If the first ceramic plate portion 5bx, the second ceramic plate portion 5by and the overhang portion 8 are made of, for example, an aluminum oxide sintered body, the raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide and calcium oxide is used. Then, an organic binder, a plasticizer, a solvent, or the like is added and mixed to obtain a mixture and to form a sheet. Then, it is possible to prepare a first ceramic plate portion 5bx which is die-cut so as to be a first ceramic plate portion 5bx having three continuous sides and which has three continuous unfired sides. Further, the second ceramic plate portion 5by and the overhang portion 8 having three continuous sides are die-cut so as to be integrated, and the second ceramic plate portion 5by and the overhang portion 8 having three continuous unfired sides are prepared. be able to.

また、メタライズ層９の原料となる、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、未焼成の３辺が連続した第１セラミック板部５ｂｘの所定箇所に、メタライズパターンを印刷する。   Further, a refractory metal powder such as tungsten or molybdenum, which is a raw material for the metallized layer 9, is prepared, and an organic binder, a plasticizer, a solvent, or the like is added to and mixed with the powder to obtain a metal paste. And a metallized pattern is printed in the predetermined location of the 1st ceramic board part 5bx in which the unfired 3 sides continued.

そして、未焼成の３辺が連続した第１セラミック板部５ｂｘ上に、未焼成の３辺が連続した第２セラミック板部５ｂｙおよび張出部８を所定位置に積層する。そして、有機バインダー、可塑剤または溶剤等をタングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末に添加混合した金属ペーストが、未焼成の３辺が連続した第２セラミック板部５ｂｙおよび張出部８の上面にメタライズパターンとして印刷される。   Then, the second ceramic plate portion 5by and the overhang portion 8 having three continuous unfired sides are laminated at predetermined positions on the first ceramic plate portion 5bx having three continuous unfired sides. A metal paste in which an organic binder, a plasticizer, a solvent, or the like is added to and mixed with a refractory metal powder such as tungsten or molybdenum is formed on the upper surfaces of the second ceramic plate portion 5by and the overhanging portion 8 in which three unfired sides are continuous. Printed as a metallized pattern.

さらに、これらの未焼成の一体ものは、所定の温度で同時に焼成されることによって一体的に形成することができる。さらに、リード端子６を第１セラミック板部５ｂｘ上に露出したメタライズ層９にろう材を介して接続する。このようにして、入出力端子を作製す
ることができる。 Furthermore, these unfired integrals can be integrally formed by firing simultaneously at a predetermined temperature. Furthermore, the lead terminal 6 is connected to the metallized layer 9 exposed on the first ceramic plate portion 5bx via a brazing material. In this manner, input / output terminals can be manufactured.

リード端子６は、外部の電子機器等と素子３とを電気的に接続するための部材である。リード端子６は、ろう材を介してメタライズ層９上に接続される。そして、メタライズ層９とリード端子６とが電気的に接続される。また、隣接するメタライズ層９同士の間を空けて設けることで、隣接するメタライズ層９同士を電気的に絶縁する。そして、各リード端子６を各メタライズ層９に設けることで、隣接するリード端子６同士は、電気的に絶縁されている。また、メタライズ層９は、素子３に設けられた電極と、例えば、ボンディングワイヤによって電気的に接続される。なお、リード端子６は、導電材料からなり、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルト等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金から成る。   The lead terminal 6 is a member for electrically connecting an external electronic device or the like to the element 3. The lead terminal 6 is connected to the metallized layer 9 via a brazing material. Then, the metallized layer 9 and the lead terminal 6 are electrically connected. In addition, the adjacent metallized layers 9 are electrically insulated from each other by providing a space between the adjacent metallized layers 9. And by providing each lead terminal 6 in each metallization layer 9, adjacent lead terminals 6 are electrically insulated. Further, the metallized layer 9 is electrically connected to an electrode provided on the element 3 by, for example, a bonding wire. The lead terminal 6 is made of a conductive material, for example, a metal material such as copper, iron, tungsten, molybdenum, nickel or cobalt, or an alloy containing these metal materials.

また、第２セラミック板部５ｂｙの上面に設けられたメタライズ層を含む、パッケージ７の四つの側壁５上に沿って連続してシールリング１０がろう材を介して設けられている。シールリング１０は、パッケージ７内を覆うように蓋体１１を設けるときに、蓋体１１と接続するものである。なお、シールリング１０は、蓋体１１とのシーム溶接性に優れた、例えば銅、タングステン、鉄、ニッケルまたはコバルト等の金属、あるいはこれらの金属を複数種含む合金からなる。なお、シールリング１０の熱膨張係数は、例えば４×１０−６／Ｋ以上１６×１０−６／Ｋ以下に設定されている。 Further, the seal ring 10 is continuously provided through the brazing material along the four side walls 5 of the package 7 including the metallized layer provided on the upper surface of the second ceramic plate portion 5by. The seal ring 10 is connected to the lid 11 when the lid 11 is provided so as to cover the inside of the package 7. The seal ring 10 is made of a metal such as copper, tungsten, iron, nickel, or cobalt having excellent seam weldability with the lid 11, or an alloy containing a plurality of these metals. Note that the thermal expansion coefficient of the seal ring 10 is set to, for example, 4 × 10 −6 / K or more and 16 × 10 −6 / K or less.

また、蓋体１１は、パッケージ７内の素子３を覆うように、シールリング１０上に設けられる。蓋体１１は、パッケージ７で囲まれる領域を気密封止するものである。蓋体１１は、例えば、銅、タングステン、鉄、ニッケル又はコバルト等の金属、或いはこれらの金属を複数種含む合金、或いは酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックス等のセラミックスから成る。また、蓋体１１は、シールリング１０上に、例えば半田またはろう材等の接合部材を介して接合される。   The lid 11 is provided on the seal ring 10 so as to cover the element 3 in the package 7. The lid 11 hermetically seals the area surrounded by the package 7. The lid 11 is made of, for example, a metal such as copper, tungsten, iron, nickel, or cobalt, or an alloy containing a plurality of these metals, or an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, or a silicon carbide sintered body. It consists of ceramics such as an aluminum nitride sintered body, a silicon nitride sintered body, or glass ceramics. The lid 11 is joined to the seal ring 10 via a joining member such as solder or brazing material.

パッケージ７で囲まれた領域は、真空状態または窒素ガス等が充填されており、蓋体１１をシールリング１０上に設けることで、パッケージ７で囲まれる領域を気密封止された状態にすることができる。蓋体１１は、所定雰囲気で、シールリング１０上に載置され、シーム溶接を行なうことによりシールリング１０上に取り付けられる。また、蓋体１１は、例えばろう材、ガラス接合材または樹脂接合材等の接合材を介して取り付けることができる。   The region surrounded by the package 7 is filled with a vacuum state or nitrogen gas or the like, and the region surrounded by the package 7 is hermetically sealed by providing the lid 11 on the seal ring 10. Can do. The lid 11 is placed on the seal ring 10 in a predetermined atmosphere, and is attached on the seal ring 10 by performing seam welding. The lid 11 can be attached via a bonding material such as a brazing material, a glass bonding material, or a resin bonding material.

本実施形態に係る素子収納用パッケージ２は、パッケージ７の隣接する第２セラミック板部５ｂｙ同士の連続した箇所に、パッケージ７外に向かって張り出した張出部８が設けられている。素子収納用パッケージ２は、ろう材を介して入出力端子を切欠きＣに接合する際やシールリング１０を側壁５上に接合する際に外部から加えられる熱、また蓋体１１をシールリング１０に接合する際に外部から加えられる熱、および実装される素子３が駆動時に発生する熱によって、それぞれの部材の熱膨張差に起因した熱応力が生じるとともに、この熱応力によって隣接する側壁５ｂ同士のセラミックスから成る箇所に応力が集中する。特に、高周波用の素子収納用パッケージ２は、素子収納用パッケージ２内で発生する高周波にノイズが発生しにくいようにするために、樹脂よりも誘電率の低いセラミック材料をパッケージ７の一部に用いる。そのため、隣接する側壁５ｂ同士のセラミックスからなる箇所に応力が集中してしまう。応力が集中するパッケージ７の角に箇所に張出部８を設けることで、パッケージ７の耐久性を向上させることができ、パッケージ７が破壊される虞を低減することができる。その結果、パッケージ７にクラックが発生するのを抑制することが可能な素子収納用パッケージ２および実装構造体１を提供することができる。   The element storage package 2 according to the present embodiment is provided with an overhanging portion 8 that protrudes out of the package 7 at a location where the adjacent second ceramic plate portions 5by of the package 7 are continuous with each other. The element storage package 2 has heat applied from the outside when the input / output terminals are joined to the notches C or the seal ring 10 is joined to the side wall 5 through the brazing material, and the lid 11 is sealed with the seal ring 10. Heat applied from the outside when joining to each other and heat generated when the mounted element 3 is driven cause thermal stress due to a difference in thermal expansion between the respective members, and the adjacent side walls 5b are caused by this thermal stress. Stress concentrates on the places made of ceramics. In particular, the high-frequency element storage package 2 has a ceramic material having a dielectric constant lower than that of resin as a part of the package 7 in order to prevent noise from being generated at high frequencies generated in the element storage package 2. Use. For this reason, stress concentrates on a portion made of ceramics between adjacent side walls 5b. By providing the overhang portions 8 at the corners of the package 7 where stress is concentrated, the durability of the package 7 can be improved, and the possibility that the package 7 is broken can be reduced. As a result, it is possible to provide the element housing package 2 and the mounting structure 1 that can suppress the occurrence of cracks in the package 7.

また、本実施形態に係る素子収納用パッケージ２は、張出部８が、第１セラミック板部５ｂｘの外縁と重なる位置まで張り出している。張出部８は、張出部８の外縁が第１セラミック板部５ｂｘの外縁と一致するように設けることで、パッケージ７の角の耐久性を向上させるとともに、素子収納用パッケージ２が必要以上に大型化することがないようにすることができる。   Further, in the element storage package 2 according to the present embodiment, the protruding portion 8 extends to a position where it overlaps with the outer edge of the first ceramic plate portion 5bx. The overhanging portion 8 is provided so that the outer edge of the overhanging portion 8 coincides with the outer edge of the first ceramic plate portion 5bx, thereby improving the corner durability of the package 7, and the element housing package 2 is more than necessary. It is possible to prevent an increase in size.

また、本実施形態に係る素子収納用パッケージ２は、張出部８の上部の高さ位置と第２セラミック板部５ｂｙの上部の高さ位置が合っている。張出部８の上部の高さと、第２セラミック板部５ｂｙの上部の高さを一致させるようにすることで、張出部８を大きくし、パッケージ７の角の耐久性を向上させるとともに、シールリング１０または蓋体１１を設けるのに邪魔にならないようにすることができる。また、張出部８は、隣接する第２セラミック板部５ｂｙの上面にわたって設けられたメタライズ層に連続したメタライズ層が上面に設けられることにより、シールリング１０を側壁５ｂに接合する際の余剰のろう材は、張出部８の上面に形成されたメタライズ層に濡れ広がることができる。よって、張出部８は、余剰のろう材によって生じるシールリング１０の傾きや、ろう材の厚さ変動を抑制することができることから、側壁５ｂやろう材、シールリング１０に生じる応力は抑制される。   Further, in the element storage package 2 according to the present embodiment, the height position of the upper portion of the overhang portion 8 and the height position of the upper portion of the second ceramic plate portion 5by are matched. By making the height of the upper portion of the overhanging portion 8 coincide with the height of the upper portion of the second ceramic plate portion 5by, the overhanging portion 8 is enlarged, and the durability of the corners of the package 7 is improved. It is possible to prevent the seal ring 10 or the lid 11 from being obstructed. Further, the overhanging portion 8 is provided with a metallized layer continuous with the metallized layer provided over the upper surface of the adjacent second ceramic plate portion 5by on the upper surface, so that surplus when joining the seal ring 10 to the side wall 5b is provided. The brazing material can spread on the metallized layer formed on the upper surface of the overhang portion 8. Therefore, since the overhang | projection part 8 can suppress the inclination of the seal ring 10 which arises with an excess brazing material, and the thickness fluctuation | variation of a brazing material, the stress which arises in the side wall 5b, a brazing material, and the seal ring 10 is suppressed. The

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。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

＜実装構造体の製造方法＞
ここで、図１または図２に示す実装構造体１の製造方法を説明する。まず、素子収納用パッケージ２と素子３を準備する。素子収納用パッケージ２の板体４および側壁５ａと一体となった金属部材の部分は、溶融した金属材料を型枠に鋳込んで固化させたインゴットに対して、従来周知の圧延加工または打ち抜き加工等の金属加工法を用いることで、所定形状に製作される。また、入出力端子の第１セラミック板部５ｂｘのメタライズ層９に、ろう材を介して接続されたリード端子６が取り付けられた側壁５ｂを含む入出力端子は、上述した製造方法を用いて作製することができる。 <Method for manufacturing mounting structure>
Here, a manufacturing method of the mounting structure 1 shown in FIG. 1 or FIG. 2 will be described. First, the element storage package 2 and the element 3 are prepared. The part of the metal member integrated with the plate body 4 and the side wall 5a of the element storage package 2 is a conventionally known rolling process or punching process for an ingot in which a molten metal material is cast and solidified. By using a metal processing method such as, a predetermined shape is produced. Further, the input / output terminal including the side wall 5b attached to the metallized layer 9 of the first ceramic plate portion 5bx of the input / output terminal via the brazing material is manufactured using the manufacturing method described above. can do.

そして、板体４および側壁５ａを含む金属部材の部分と入出力端子とをろう材を介して接続する。さらに、側壁５ａの貫通孔Ｈに、光透過性部材を実装した保持部材をろう材を介して嵌めて接続する。このようにして、素子収納用パッケージ２を作製することができる。さらに、素子収納用パッケージ２の実装領域Ｒに素子３を実装して、素子３の電極とパッケージ７内のメタライズ層９とをボンディングワイヤを介して電気的に接続する。さらに、素子収納用パッケージ２にシールリング１０および蓋体１１を取り付けて、実装構造体１を作製することができる。   Then, the portion of the metal member including the plate body 4 and the side wall 5a and the input / output terminal are connected via a brazing material. Further, a holding member mounted with a light transmissive member is fitted and connected to the through hole H of the side wall 5a through a brazing material. In this way, the element storage package 2 can be manufactured. Further, the element 3 is mounted in the mounting region R of the element storage package 2, and the electrode of the element 3 and the metallized layer 9 in the package 7 are electrically connected via a bonding wire. Furthermore, the mounting structure 1 can be manufactured by attaching the seal ring 10 and the lid 11 to the element housing package 2.

１ 実装構造体
２ 素子収納用パッケージ
３ 素子
４ 板体
５（５ａ、５ｂ） 側壁
５ｂｘ 第１セラミック板部
５ｂｙ 第２セラミック板部
６ リード端子
７ パッケージ
８ 張出部
９ メタライズ層
１０ シールリング
１１ 蓋体
Ｒ 実装領域
Ｃ 切欠き
Ｈ 貫通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mounting structure 2 Element accommodation package 3 Element 4 Plate body 5 (5a, 5b) Side wall 5bx 1st ceramic board part 5by 2nd ceramic board part 6 Lead terminal 7 Package 8 Overhang part 9 Metallization layer 10 Seal ring 11 Lid Body R Mounting area C Notch H Through hole

Claims (4)

上面に素子を実装するための実装領域を有する矩形状の板体と、前記板体上に前記板体の外縁に沿って設けられた、前記実装領域を取り囲む４つの側壁と、前記４つの側壁のうち３つの側壁に外側に向けて設けられたリード端子とを有したパッケージと、を備え、
前記リード端子が設けられた前記側壁のそれぞれは、前記リード端子が設けられた第１セラミック板部と、前記第１セラミック板部上であって前記第１セラミック板部の外縁の内側に設けられた第２セラミック板部とを有し、前記第１セラミック板部および前記第２セラミック板部は、前記パッケージの３つの前記側壁が位置する３辺に沿ってそれぞれ角において連続しており、
隣接する前記第２セラミック板部同士の連続した箇所に、前記第１セラミック板部の連続した箇所の外縁に向かって張り出した張出部が設けられていることを特徴とする素子収納用パッケージ。 A rectangular plate having a mounting region for mounting an element on the upper surface; four side walls surrounding the mounting region provided along the outer edge of the plate on the plate; and the four side walls And a package having lead terminals provided outwardly on three side walls,
Each of the side walls provided with the lead terminals is provided on the first ceramic plate portion provided with the lead terminals, and on the first ceramic plate portion and inside the outer edge of the first ceramic plate portion. A second ceramic plate portion, and the first ceramic plate portion and the second ceramic plate portion are continuous at corners respectively along three sides where the three side walls of the package are located,
A package for storing elements, wherein a projecting portion projecting toward an outer edge of a continuous portion of the first ceramic plate portion is provided at a continuous location between the adjacent second ceramic plate portions. 請求項１に記載の素子収納用パッケージであって、
前記張出部は、外縁が前記第１セラミック板部の外縁と重なる位置まで張り出していることを特徴とする素子収納用パッケージ。 The device storage package according to claim 1,
The device housing package, wherein the overhanging portion extends to a position where an outer edge overlaps with an outer edge of the first ceramic plate portion. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の素子収納用パッケージであって、
前記張出部の上部の高さ位置と前記第２セラミック板部の上部の高さ位置とが同じであることを特徴とする素子収納用パッケージ。 The element storage package according to claim 1 or 2,
The element storage package, wherein the height position of the upper portion of the overhang portion and the height position of the upper portion of the second ceramic plate portion are the same. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の素子収納用パッケージと、
前記素子収納用パッケージの前記実装領域に実装された素子と、を備えたことを特徴とする実装構造体。 The element storage package according to any one of claims 1 to 3,
And a device mounted on the mounting region of the device storage package.
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