JP2014146756A - 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】信頼性が高い電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置を提供する。
【解決手段】電子部品搭載用パッケージは、上面に設けられた電子部品の搭載部1aと上面から下面にかけて設けられた貫通孔1bとを含む基体1と、貫通孔1b内に設けられた封止材2と、基体1とは異なる熱膨張係数を有しており、封止材2を貫通して基体1に固定され、基体1の上面から上方へ突出している上端と基体1の下面から下方へ突出している下端とを有しており、電子部品4が電気的に接続される端子3とを有している。封止材2は、貫通孔1bの上端部および下端部において端子3と貫通孔1bの内面との間に空隙2aが設けられるように貫通孔1bの上下方向の中央部に設けられている。
【選択図】図2

Description

本発明は、例えば光通信分野等に用いられる光半導体素子等の電子部品を搭載して収納するための電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置に関する。
近年、高速通信に対する需要が急激に増加しており、高速大容量な情報伝送に関する研究開発が進められている。とりわけ、光通信装置を用いて光信号を受発信する半導体装置等の電子装置の高速化が注目されており、電子装置による光信号の高出力化と高速化が伝送容量を向上させるための課題であるとして研究開発されている。
光通信分野等に用いられる光半導体素子等の電子部品が搭載されるパッケージとして、例えば貫通孔を有する基体と、貫通孔に充填された封止材と、封止材を貫通して基体に固定された端子とを有しているものがある。電子部品は、基体の上面に搭載され、例えば蓋体によって覆われる。
特開平8−130266号公報
上述のパッケージに関して、電子部品搭載用パッケージの基体と端子とが異なる熱膨張係数を有している場合、封止材の端子との接合部分において、基体の貫通孔に充填された封止材に対して、基体または端子から引っ張られるような応力が発生し、封止材にクラックが発生する可能性があり、その結果、電子部品搭載用パッケージの気密頼性が低下する可能性があった。
本発明の一つの態様によれば、電子部品搭載用パッケージは、上面および下面を有しており、電子部品の搭載部と貫通孔とを含む基体と、貫通孔内に設けられた封止材と、基体とは異なる熱膨張係数を有しており、封止材を貫通して基体に固定され、基体から突出している上端および下端とを有しており、電子部品が電気的に接続される端子とを有しており、封止材は、貫通孔の上端部および下端部において端子と貫通孔の内面との間に空隙が設けられるように貫通孔の上下方向の中央部に設けられている。
本発明の他の態様によれば、電子装置は、上記構成の電子部品搭載用パッケージと、電子部品搭載用パッケージの搭載部に搭載された電子部品と、基体の上面に接合された蓋体とを有している。
本発明の一つの態様によれば、電子部品搭載用パッケージは、基体に設けられた貫通孔内に設けられた封止材と、封止材を貫通して基体に固定されている端子とを有しており、封止材は、貫通孔の上端部および下端部において、端子と貫通孔の内面との間に空隙が設けられるように貫通孔の上下方向の中央部に設けられていることによって、基体と端子とが異なる熱膨張係数を有して、基体または端子から引っ張られるような応力が発生する可能性のある貫通孔の上端部および下端部には空隙が設けられており、封止材に基体または端子からの応力が発生しにくいものとなり、封止材にクラックが発生するのを抑制して、
その結果、電子部品搭載用パッケージの気密信頼性が向上されるものとなる。
本発明の他の態様によれば、電子装置は、上記構成の電子部品搭載用パッケージの搭載部に搭載された電子部品と、基体の上面に接合された蓋体とを有していることによって、信頼性が高いものとなる。
本発明の実施の形態の電子装置の一例を示す斜視図である。 図1に示された電子装置のA−A線における断面図を示している。 (a)は図2に示された電子装置のA部の拡大図であり、(b)は図3(a)に示された電子装置のB部の拡大図である。 図1に示された電子装置の下面図である。 図4に示された電子装置の下面の他の例を示している。
本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。
図1〜図4を参照して本発明の実施形態における電子装置について説明する。本実施形態における電子装置は、電子素子搭載用パッケージと、電子素子搭載用パッケージに実装された電子部品4と、蓋体5とを有している。
本実施形態の電子部品搭載用パッケージは、電子部品4の搭載部1aと貫通孔1bとを含む基体1と、封止材2と、封止材2を貫通して基体1に固定された端子3とを有している。
基体1は、上面および下面を有しており、上面に設けられた電子部品4の搭載部1aと上面から下面にかけて設けられた貫通孔1bとを含んでいる。
基体1は、上面の中央部に電子部品4の搭載部1aを有するとともに、搭載された電子部品4が発生する熱をパッケージの外部に放散する機能を有する。このため、基体1は、熱伝導性の良い金属から成るものであることが好ましい。搭載される電子部品4またはセラミック製の回路基板4aの熱膨張係数に近いものが好ましく、またコストの安いものとして、例えば、Fe−Mn合金等の鉄系の合金、純鉄等の金属、銅(Cu)、銅系の合金、発熱量が少ない場合にはFe−Ni−Co合金が選ばれる。より具体的には、Fe99.6質量%−Mn0.4質量%系のSPC(Steel Plate Cold)材(熱伝導率:80W/m・K)
がある。例えば基体1がFe−Mn合金から成る場合は、この合金のインゴット(塊)に圧延加工、打ち抜き加工等の金属加工方法を施すことによって所定形状に製作され、貫通孔1bはドリル加工または金型による打ち抜き加工によって形成される。また、基体1が搭載部1aとして突出部を有する形状の場合は、切削加工またはプレス加工することによって形成することができる。
基体1は厚みが0.5〜1mmの平板状であり、その形状には特に制限はないが、例えば
直径が3〜6mmの円板状,半径が1.5〜8mmの円周の一部を切り取った半円板状,一
辺が3〜15mmの四角板状等である。
基体1の厚みは0.5mm以上が好ましい。厚みが0.5mm未満の場合は、電子部品4を保護するための金属製の蓋体5を金属製の基体1の上面に接合する際に、接合温度等の接合条件によっては基体1が曲がったりして変形し易くなる。また、厚みが1mmを超えると、電子部品搭載用パッケージおよび電子装置の厚みが不要に厚いものとなり、小型化し難くなるので、基体1の厚みは1mm以下であるのが好ましい。
搭載部1aの周辺には基体1の上面から下面にかけて形成された直径が0.6〜2.6mmの貫通孔1bを複数有する。信号端子3aが通る貫通孔1bの直径は、中心に信号端子3aが貫通することで特性インピーダンスが50Ωの同軸配線が形成されるような寸法とする。例えば、信号端子5の直径が0.2mm、封止材2の比誘電率が6.8の場合であれば、貫通孔1bの直径は1.75mmとすればよい。DC端子3bが通る貫通孔1bについては、DC端子8は特性インピーダンスの影響を受けないので、DC端子8と基体1とがショートしない程度に、DC端子3bと貫通孔1bの内面との間に十分な厚み(0.2mm程度)の封止
材3が入る0.6mm程度の大きさに形成すればよい。また、逆に貫通孔1bを上記寸法よ
りも大きくして、図1に示す例のように複数のDC端子3bを貫通させても構わない。この場合は、貫通孔1bの長径に沿ってφ0.2mmのDC端子3b間に充分な間隔(0.3mm程度)をとってDC端子3b間のピッチを0.5mmとして、貫通孔1bの寸法は長径は1.1mm短径を0.6mmとして2本のDC端子を形成できる。独立した貫通孔1bを2つ形成
する場合のDC端子3bのピッチは0.9mm程度必要となるために複数のDC端子3bを1つの貫通孔1bに形成することでDC端子3bの密度を高く形成できるようになる。上述したように、電子部品4の数または電子部品4の端子の数に応じて信号端子3aの数が、また電子部品4以外の他の素子等の数に応じてDC端子3bの数が決まるので、それに応じて貫通孔1bも適宜形成すればよい。
また、基体1の表面には、耐食性に優れ、ろう材との濡れ性に優れた厚さが0.5〜9μ
mのNi層と厚さが0.5〜5μmのAu層とをめっき法によって順次被着させておくのが
よい。これにより、基体1が酸化腐食するのを有効に防止することができるとともに、電子部品4、回路基板4aあるいは蓋体5等を基体1に良好にろう付けすることができる。
信号端子3aおよびDC端子3bの端子3は、Fe−Ni−Co合金、Fe−Ni合金等の金属から成り、例えば信号端子3aがFe−Ni−Co合金から成る場合は、この合金のインゴット(塊)に圧延加工、打ち抜き加工等の金属加工方法を施すことによって、長さが1.5〜22mm、直径が0.1〜0.5mmの線状に製作される。
封止材2は、貫通孔1b内に設けられている。
封止材2は、ガラスまたはセラミックスなどの無機材料から成り、信号端子3aおよびDC端子3bの端子3と基体1との絶縁間隔を確保するとともに、信号端子3aおよびDC端子3bを貫通孔1bに固定する機能を有する。このような封止材2の例としては、ホウケイ酸ガラス,ソーダガラス等のガラスおよびこれらのガラスに封止材2の熱膨張係数および比誘電率を調整するためのセラミックフィラーを加えたものが挙げられ、インピーダンスマッチングのためにその比誘電率を適宜選択する。比誘電率を低下させるフィラーとしては、酸化リチウム等が挙げられる。例えば、特性インピーダンスを50Ωとするには、信号端子3aの外径が0.2mmの場合であれば、貫通孔1bの内径を1.75mmとして、
封止材2に比誘電率が6.8であるものを用いればよい。あるいは信号端子3aの外径が0.25mmの場合であれば、貫通孔1bの内径を2.2mmとして、封止材2の比誘電率が6.8で
あるものを用いればよい。また、同じく信号端子3aの外径が0.25mmの場合であれば、貫通孔1bの内径を1.65mmとして、封止材2の比誘電率が5であるものを用いてもよい。封止材2の比誘電率が4であれば、同じ外径0.25mmの場合で、貫通孔1bの内径を1.35mmとすれば特性インピーダンスが50Ωとなる。
封止材2の比誘電率が小さいほど、貫通孔1bを小さくしてもインピーダンスを50Ωに整合することができるため、結果として基体1の大きさの小型化に効果的であり、より小型の電子部品収納用パッケージとすることができる。
DC端子3bを固定するための封止材2は、特にインピーダンスを考慮する必要はなく、気密に封止してDC端子3bを固定できるものであればよいので、信号端子3aを固定するための封止材2と同じものでなくても構わない。信号端子3aの固定と同時にDC端子3bの固定を行なうためには、信号端子3aを固定するための封止材2と同じガラス、あるいは同程度の融点を有するガラスを用いるとよい。
封止材2がガラスから成る場合は、内径が信号端子3aまたはDC端子3bの外径よりも大きく、外径が貫通孔1bの内径よりも小さい筒状になるように粉体プレス法、押し出し成形法等で成形されたガラスの封止材2を貫通孔1bの上下方向の中央部に挿入し、信号端子3aまたはDC端子3bをこの封止材2に挿通する。そして、所定位置に所定深さで端子3が配置される様に穴が形成された受け治具に上記で組み立てた部材を上面が下になるようにして配置し、上から、所定位置に端子3を挿通させる貫通穴を形成した重石治具を乗せる。しかる後、所定の温度に加熱して封止材2を溶融させることによって、信号端子3aまたはDC端子3bが封止材2に埋め込まれるとともに貫通孔1bに基体1と絶縁されて気密に固定されると共に、封止材2は、貫通孔1bの上端部および下端部において、端子3と貫通孔1bの内面との間に空隙2aが設けられるように貫通孔1bの上下方向の中央部に設けられている構造となる。
端子3は、基体1とは異なる熱膨張係数を有しており、封止材2を貫通して基体1に固定され、基体1の上面から上方へ突出している上端と基体1の下面から下方へ突出している下端とを有しており、電子部品4が電気的に接続されている。
信号端子3aおよびDC端子3bは、少なくとも下端部が基体1の貫通孔1bから1〜20mm程度突出するように封止材2を介して固定され、上端部は基体1の貫通孔1bから0〜2mm程度突出させる。
グランド端子は基体1の下面にろう材等を用いて接続してもよい。
また、封止材2は、貫通孔1bの上端部および下端部において端子3と貫通孔1bの内面との間に空隙2aが設けられるように貫通孔1bの上下方向の中央部に設けられている。
このような構成により、本実施形態の電子素子搭載用パッケージは、基体1と端子3とが異なる熱膨張係数を有して、基体1または端子3から引っ張られるような応力が発生する可能性のある貫通孔1bの上端部および下端部には空隙2aが設けられており、封止材2に基体1または端子3からの応力が発生しにくいものとなり、封止材2にクラックが発生するのを抑制して、電子部品搭載用パッケージの気密信頼性が向上されるものとなる。これによって、高出力の素子を使用する場合に基体1に熱伝導率の高い材料を使用したいが封止材2の熱膨張係数と合わないことで使用できなかったり、50Ωでインピーダンスを整合させるために低誘電率の封止材2を使用したいが、熱伝導率の良い基体1の熱膨張係数と合わないことで使用できなかったりした場合に、多少の熱膨張係数の差であれば使用できるようになるので、設計の自由度が高くなる。
また、本実施形態の電子部品搭載用パッケージにおいては、図3(b)に示された例のように、封止材2が貫通孔1bの内面に濡れ広がるように付着しているメニスカス部2bを有している。
このような構成により、基体1と端子3とが異なる熱膨張係数を有して、基体1または端子3から引っ張られるような応力が発生したとしても、貫通孔1bの内面に設けられたメニスカス部2bによって、封止材が貫通孔1bに強固に接合されたものとなり、より高
信頼性の電子部品搭載用パッケージとなる。
また、本実施形態の電子部品搭載用パッケージにおいては、貫通孔1bの上下方向において、メニスカス部2bは空隙2aの深さ2aWの1/3以上の寸法2bWで設けられている。
このような構成により、基体1と端子3とが異なる熱膨張係数を有して、基体1または端子3から引っ張られるような応力が発生したとしても、貫通孔1bの上下方向において、空隙の深さ2aWの1/3以上の寸法2bWで貫通孔1bの内面に設けられたメニスカス部2bによって、封止材が貫通孔1bにより強固に接合されたものとなり、より高信頼性の電子部品搭載用パッケージとなる。なお、貫通孔1bの上下方向におけるメニスカス部2bの寸法2bWの上限は空隙2aの深さ2aWである。また、メニスカス部2bは空隙2aの深さ2aWの1/3以上の寸法で設けられているため、メニスカス部2bの厚みが薄いものとはならず、基体1と端子3とが異なる熱膨張係数を有して、基体1または端子3から引っ張られるような応力が発生したとしても、クラックが発生するのを抑制して、より高信頼性の電子部品搭載用パッケージとなる。
また、本実施形態の電子部品搭載用パッケージにおいては、図1〜図4に示された例のように、貫通孔1bを平面視で長円形に形成し、貫通孔1b内に複数の端子3を封止材2で固定し、封止材2が、貫通孔1bの上端部および下端部において、端子3と貫通孔1bの内面との間に空隙2aが設けられるように貫通孔1bの上下方向の中央部に設けられていることによって、複数の端子3を同一の貫通孔1b中に形成した場合には、基体1の貫通孔1bの内側面から複数の端子3に加わる応力が不均等となるために封止材2の強度の弱い部分が起点となって封止材2にクラックがより顕著に発生しやすくなるが、貫通孔1bの上端部および下端部には空隙2aが設けられており、上述と同じ原理で、封止材2にクラックが発生するのを抑制して、その結果、電子部品搭載用パッケージの気密信頼性が向上されるものとなる。例では2本の端子3を貫通孔1b内に固定しているが、3本以上の端子3を貫通孔1b内に固定しても良い。これによって、同じ面積の基体により多数の端子を気密に貫通させることができるようになるので、同じ寸法の基体1を使用した場合により多くの端子を形成することができるようになり、また、同じ端子3の数であれば、基体1を小さくすることができるようになるので、設計の自由度がより高くなる。一つの貫通孔1b内に複数の端子3を設けられており、仮に本実施形態の電子部品搭載用パッケージにおいて、封止材2が貫通孔1bに充填されて、貫通孔1bの上端部および下端部において、端子3と貫通孔1bの内面との間に空隙2aが設けられていない構造の場合には、封止材2にクラックが入ってしまい、パッケージの気密性が損なわれる可能性がある。なお、貫通孔1bを平面視で円形に形成して、1本の端子3が貫通孔1b内に封止材2により固定されている場合においても、上述と同じ原理で、封止材2にクラックが発生するのを抑制して、その結果、電子部品搭載用パッケージの気密信頼性が向上されるものとなる。
また、本実施形態の電子部品搭載用パッケージにおいては、前記貫通孔1bの上端部および下端部において、空隙2aは基体1の厚みに対して貫通孔1bの上下方向に15%〜25%ずつ設けられているとよい。空隙2aが基体1の厚みに対して貫通孔1bの上下方向に15%以上設けられていると、封止材2に基体1または端子3からの応力がさらに発生しにくいものとなり、25%以下で設けられていると、封止材2に基体1または端子3からの応力が発生しにくいものとなるとともに、封止材2による気密封止が確実に行われ、電子部品搭載用パッケージの気密信頼性が向上されるものとなる。
また、上述の構成において、図5に示された例のように、貫通孔1b同士の間隔が狭くなっている部分Cを有している場合において、貫通孔1b内に端子3を封止材2で固定し
、封止材2が、貫通孔1bの上端部および下端部において、端子3と貫通孔1bの内面との間に空隙2aが設けられるように貫通孔1bの上下方向の中央部に設けられていることによって、貫通孔1b同士の間隔が狭い箇所において、基体1と端子3とが異なる熱膨張係数を有して、基体1から引っ張られるような応力がより大きく発生する可能性のある貫通孔1bの上端部および下端部には空隙2aが設けられており、封止材2に基体1または端子3からの応力がより発生しにくいものとなり、封止材2にクラックが発生するのをさらに抑制して、より高信頼性の電子部品搭載用パッケージとなる。
電子部品4は、搭載部1aに搭載され、端子3に電気的に接続されている。
電子部品4としては、LD(レーザーダイオード)、PD(フォトダイオ−ド)等の光半導体素子、あるいは半導体集積回路素子を含む半導体素子、あるいは水晶振動子、弾性表面波素子等の圧電素子、あるいは圧力センサー素子,容量素子,抵抗器等が挙げられる。
回路基板4aおよび中継基板4bの絶縁基板は、酸化アルミニウム(アルミナ:Al)質焼結体,窒化アルミニウム(AlN)質焼結体等のセラミックス絶縁材料等から成り、絶縁基板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、まずアルミナ(Al),シリカ(SiO),カルシア(CaO),マグネシア(MgO)等の原料粉末に適当な有機溶剤,溶媒を添加混合して泥漿状とし、これをドクターブレード法、カレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう)を得る。その後、グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとともに必要に応じて複数枚積層し、これを約1600℃の温度で焼成することによって製作される。また、その後、必要に応じて絶縁基板の主面に研磨加工を施す場合もある。
この絶縁基板の上面に配線導体を蒸着法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成することで、回路基板4aおよび中継基板4bとなる。なお、配線導体は、例えば密着金属層、拡散防止層および主導体層が順次積層された3層構造の導体層から成る。また、回路基板4aおよび中継基板4bに形成される高周波信号の通る配線導体については、信号端子3aの貫通孔1b部分と同様に、例えば特性インピーダンスを50Ωに整合させた線路とする。
密着金属層は、セラミックス等から成る絶縁基板との密着性を良好とするという観点からは、チタン(Ti),クロム(Cr),タンタル(Ta),ニオブ(Nb),ニッケル−クロム(Ni−Cr)合金,窒化タンタル(TaN)等の熱膨張率がセラミックスと近い金属のうち少なくとも1種より成るのが好ましく、その厚みは0.01〜0.2μm程度が
好ましい。密着金属層の厚みが0.01μm未満では、密着金属層を絶縁基板に強固に密着することが困難となる傾向があり、0.2μmを超えると、成膜時の内部応力によって密着金
属層が絶縁基板から剥離し易くなる傾向がある。
また、拡散防止層は、密着金属層と主導体層との相互拡散を防ぐという観点からは、白金(Pt),パラジウム(Pd),ロジウム(Rh),ニッケル(Ni),Ni−Cr合金,Ti−W合金等の熱伝導性の良好な金属のうち少なくとも1種より成ることが好ましく、その厚みは0.05〜1μm程度が好ましい。拡散防止層の厚みが0.05μm未満では、ピンホール等の欠陥が発生して拡散防止層としての機能を果たしにくくなる傾向があり、1μmを超えると、成膜時の内部応力によって拡散防止層が密着金属層から剥離し易く成る傾向がある。なお、拡散防止層にNi−Cr合金を用いる場合は、Ni−Cr合金は絶縁基板との密着性が良好なため、密着金属層を省くことも可能である。
さらに、主導体層は、電気抵抗の小さい金(Au),Cu,Ni,銀(Ag)の少なく
とも1種より成ることが好ましく、その厚みは0.1〜5μm程度が好ましい。主導体層の
厚みが0.1μm未満では、電気抵抗が大きなものとなって回路基板4aの配線導体に要求
される電気抵抗を満足できなくなる傾向があり、5μmを超えると、成膜時の内部応力によって主導体層が拡散防止層から剥離し易く成る傾向がある。なお、Auは貴金属で高価であることから、低コスト化の点でなるべく薄く形成することが好ましい。また、Cuは酸化し易いので、その上にNiおよびAuからなる保護層を被覆してもよい。
図1に示す例のような場合は、例えば、回路基板4aおよび中継基板4bは、下面の接地導体層の表面に、200〜400℃の融点を有する半田、金(Au)−錫(Sn)等の低融点ろう材を、スクリーン印刷法を用いてろう材ペーストを印刷したり、フォトリソグラフィ法によって低融点ろう材膜を形成したり、低融点ろう材のプリフォームを配置したりして、200〜400℃の温度で加熱することによって第1の基体1に固定される。そして、電子部品4は、搭載部1aに接合された回路基板4aに200〜400℃の融点を有するAu−Sn等のろう材によってろう付けされて固定され、その電極をボンディングワイヤ7を介して回路基板4aの配線導体に接続してこの配線導体と信号端子3aとをボンディングワイヤ7で接続することによって信号端子3aに電気的に接続される。また、例えば、回路基板4aを基体1上に搭載した後に電子部品4を回路基板4a上に搭載する場合は、回路基板4aの固定には金−錫(Au−Sn)合金または金−ゲルマニウム(Au−Ge)合金をろう材として用い、電子部品4の固定には、これらより融点の低い錫−銀(Sn−Ag)合金または錫−銀−銅(Sn−Ag−Cu)合金のろう材、または融点より低い温度で硬化可能なAgエポキシ等の樹脂製の接着剤を用いればよい。また、電子部品4を回路基板4a上に搭載した後に回路基板4aを基体1上に搭載してもよく、その場合は上記とは逆に、回路基板4aを基体1上に搭載する際に用いるろう材の融点の方を低くすればよい。いずれの場合であっても、回路基板4a上または基体1の搭載部1a上にろう材ペーストを周知のスクリーン印刷法を用いて印刷したり、フォトリソグラフィ法によってろう材層を形成したり、低融点ろう材のプリフォームを載置するなどすればよい。
高出力のLD素子を電子部品4として搭載する場合は、電子部品4をより効果的に冷却して、電子部品4の温度変化によって特性が変化しないように、図1および図2に示す例のように、温度制御素子6を電子部品搭載用パッケージの搭載部1a上に搭載して、その上に電子部品4を搭載すればよい。搭載の方法は、上記と同様に、低融点ろう材によって固定すればよい。
蓋体5は、電子部品4および貫通孔1bを覆うように基体1の上面の蓋体接合部1cに接合されている。
このような構成により、本実施形態の電子装置は、信頼性が高いものとなる。
蓋体5は、平面視で基体1の上面の外周領域の蓋体接合部1cの形状に沿った外形で、基体1の上面の搭載部1aに搭載された電子部品4を覆うような空間を有する形状のものである。電子部品4と対向する部分に光を透過させる窓を設けてもよいし、窓に換えて、または窓に加えて光ファイバおよび戻り光防止用の光アイソレータを接合したものでもよい。
また、蓋体5は、Fe−Ni−Co合金、Fe−Ni合金、Fe−Mn合金等の金属から成り、これらの板材にプレス加工、打ち抜き加工等の周知の金属加工方法を施すことによって作製される。蓋体5は、基体1の材料と同程度の熱膨張係数を有するものが好ましく、基体1の材料と同じものを用いるのがより好ましい。蓋体5が窓を有する場合は、電子部品4と対向する部分に孔を設けたものに、平板状またはレンズ状のガラス製の窓部材を低融点ガラスなどによって接合する。
蓋体5の基体1の蓋体接合部1cへの接合は、シーム溶接、YAGレーザー溶接等の溶接またはAu−Snろう材等のろう材によるろう付け等のろう接によって行なわれる。
図1に示す例では、基体1の上面の中央部を搭載部1aとして、ペルチェ素子等の温度制御素子6および回路基板4aを介して電子部品4が搭載されている。電子部品4の一方の端子はボンディングワイヤ7によって回路基板4a上の配線に電気的に接続されている。信号端子3aの上端部と中継基板4bの信号線路とがろう材等の接合材によって電気的に接続され、中継基板4bの上面の信号線路と回路基板4aの配線とがボンディングワイヤ7によって電気的に接続されることで、電子部品4と信号端子3aとが電気的に接続されている。また、電子部品4の他方の端子は、回路基板4aの配線を介して、グランドとして機能するDC端子3bの一つに電気的に接続されている。これによって、信号端子3aは電子部品4と外部電気回路(図示せず)との間の入出力信号を伝送する伝送路として機能する。
図1に示された例において、主となる電子部品4がLD素子である例が示されており、回路基板4a上には、LD素子の発振状態をモニタするPD素子8,LD素子から発振されたレーザー光を回路基板4aの上面から垂直方向に反射させるための反射鏡9,および回路基板4a上の温度を測定して温度制御素子6へフィードバックするための温度モニタ素子10が搭載されている。そして、基体1には、信号端子3aを固定するための貫通孔1b以外に、3つの貫通孔1bが形成され、それぞれに2本ずつのDC端子3bが封止材2によって基体1に固定され、第1の基体1に形成された第1の貫通孔1bからDC端子3bの端部が突出している。DC端子3bは、上述したグランド用以外に、温度制御素子6,モニタPD8,および温度モニタ素子10への電力供給用のもの等がある。
なお、図1において、電子部品4等が搭載された状態がわかるように蓋体5が外された状態で示されているが、図2に示された例のように、破線で示されたような蓋体5が溶接またはろう接によって蓋体接合部1cに接合される。図2に示された例において、反射鏡9によって基体1の上面から垂直上方向に反射されたレーザー光が通るための透光性部材がはめられた窓部を有する蓋体5の例が示されている。
なお、図1および図2に示された例において、1個の電子部品4が回路基板4aおよび温度制御素子6を介して基体1の搭載部1aの上に搭載されているが、複数の電子部品4が搭載されてもよいし、回路基板4aおよび温度制御素子6を介さずに基体1の搭載部1aの上に直接搭載されてもよいし、ボンディングワイヤ7によって電子部品4と信号端子3aとが直接接続されてもよい。また、信号端子3aの数も、電子部品4の数、電子部品4の電極の数に応じて複数であっても構わない。そして、DC端子3bの数も、温度制御素子6、モニタPD8、温度モニタ素子10等の数に応じて決まるものである。
本実施形態の電子装置は、上記構成において、電子部品4が温度制御素子6を介して搭載されているときには、温度制御素子6によって電子部品4の温度を一定に保つことができるようになり、温度変化によって発生する電子部品4の特性変化がなくなるので、より特性の安定したものとなる。
1・・・・・基体
1a・・・・搭載部
1b・・・・貫通孔
1c・・・・蓋体接合部
2・・・・・封止材
2a・・・・空隙
2b・・・・メニスカス部
3・・・・・端子
3a・・・・信号端子
3b・・・・DC端子
4・・・・・電子部品
4a・・・・回路基板
4b・・・・中継基板
5・・・・・蓋体
6・・・・・温度制御素子
7・・・・・ボンディングワイヤ
8・・・・・モニタPD
9・・・・・反射鏡
10・・・・・温度モニタ素子

Claims (4)

  1. 上面および下面を有しており、前記上面に設けられた電子部品の搭載部と前記上面から前記下面にかけて設けられた貫通孔とを含む基体と、
    前記貫通孔内に設けられた封止材と、
    前記基体とは異なる熱膨張係数を有しており、該封止材を貫通して前記基体に固定され、前記基体の前記上面から上方へ突出している上端と前記基体の前記下面から下方へ突出している下端とを有しており、前記電子部品が電気的に接続される端子とを備えており、
    前記封止材は、前記貫通孔の上端部および下端部において前記端子と前記貫通孔の内面との間に空隙が設けられるように前記貫通孔の上下方向の中央部に設けられていることを特徴とする電子部品搭載用パッケージ。
  2. 前記封止材が前記貫通孔の内面に濡れ広がるように付着しているメニスカス部を有していることを特徴とする請求項1に記載の電子部品搭載用パッケージ。
  3. 前記貫通孔の上下方向において、前記メニスカス部は前記空隙の深さの1/3以上の寸法で設けられていることを特徴とする請求項2に記載の電子部品搭載用パッケージ。
  4. 請求項1に記載された電子部品搭載用パッケージと、
    該電子部品搭載用パッケージの前記搭載部に搭載され、前記端子に電気的に接続された電子部品と、
    該電子部品および前記貫通孔を覆うように前記基体の前記上面に接合された蓋体とを備えていることを特徴とする電子装置。
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