JP2016225580A - セラミックパッケージおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記要請に応えるため、セラミックからなるパッケージ本体の表面に、下向きに凸形の曲面を有する凹部を、金型の押し込み加工により形成したセラミックパッケージおよびその製造方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
即ち、本発明のセラミックパッケージ(請求項1)は、セラミックからなり、平面視における外形が矩形状の表面および裏面と、かかる表面と裏面との間に位置する四つの側面とを有するパッケージ本体と、該パッケージ本体の裏面において、少なくとも対向する一対の辺に沿った位置に形成された複数の裏面接続端子と、上記パッケージ本体の表面に形成された実装用端子と、を含むセラミックパッケージであって、上記パッケージ本体の表面において、平面視で上記裏面接続端子と重複しない領域に窪み部が位置すると共に、上記実装用端子は、平面視で上記裏面接続端子の何れかと重複して配置されている、ことを特徴とする。
(1)前記実装用端子は、上記窪み内よりも若干高いレベルのパッケージ本体の表面に位置していると共に、上記窪みは、少なくとも前記表面の平面視における中央側に位置しているので、追って上記実装用端子に一端側を接続される水晶振動子などの実装素子の動作に必要なスペースを容易に確保することが可能となる。
(2)パッケージ本体の厚みを過剰に薄くしたり、あるいは、実装用端子の丈(厚み)を必要以上に高くすることなく、上記効果(1)が得られる。
(3)上記効果(1),(2)が相まって、上記パッケージ本体の小型化も容易に図ることが可能となる。
また、前記「裏面において対向する一対の辺に沿った位置」とは、前記パッケージ本体の側面ごとに隣接するパッケージ本体の裏面において対向する辺ごとの一辺が接するか、あるいは、該辺ごとに接近している位置を意味している。
更に、前記キャビティの底面は、該キャビティが前記金属枠に囲まれている形態では、前記パッケージ本体の表面であり、上記キャビティが前記枠状セラミック層に囲まれている形態では、前記パッケージ本体を構成する中層側または下層側のセラミック層の表面である。
また、前記パッケージ本体の表面に形成される窪みは、平面視において、少なくとも該パッケージ本体の裏面に形成される前記面接続端子のない位置に形成され、平面視で矩形状であるか、あるいは、中央側が矩形状で且つその四辺ごとの中央側から上記パッケージ本体の各辺に向けて延びる延在部を有している。
更に、前記パッケージ本体の厚みは、0.05〜0.15mmであり、かかる本体の厚みと、該本体の裏面に設けられる裏面接続端子の厚みとの比は、5:1〜15:1の範囲内にある。
加えて、前記実装用端子には、追って水晶振動子、SAWフイルタ、半導体素子、あるいは圧電素子などの素子の一端側がロウ付けなどにより接続される。
これによっても、前記効果(1),(2)を奏することが可能となる。
更に、本発明には、前記実装用端子は、前記裏面接続端子の何れかと、平面視で少なくとも3分の1以上の面積率で重複している、セラミックパッケージ(請求項3)も含まれる。
これによっても、前記効果(1),(2)を奏することが可能となる。
これによる場合、上記キャビティを囲む金属枠の上面、あるいは上記枠状セラミック層の上面に形成されるメタライズ層の上面に、金属蓋を接合(溶接またはロウ付け)することで、追って上記実装用端子の上方に接合され且つ実装された水晶振動子などの素子を、外部から容易に封止することが可能となる。
(4)前記セラミックパッケージを確実に製造することが可能となる。
(5)前記裏面接続端子の厚みや形成すべき位置を選択することにより、追って得られるパッケージ本体の前記窪みを含む変形の位置やその変形量を容易に制御することが可能となるので、比較的薄肉で且つ所望の変形形態を有するパッケージ本体を有するセラミックパッケージを製造することが可能となる。
(6)前記キャビティを囲む金属枠の上面、あるいは、前記枠状セラミック層の上面に形成されるメタライズ層の上面に、金属蓋を接合することで、追って前記実装用端子の上方に実装された水晶振動子などの素子を、外部から封止するべく接合(溶接またはロウ付け)する際に、パッケージ本体の裏面を構成するセラミックと裏面接続端子の底面とのレベル差をなくすか、最小限とすることにより、上方から衝撃を受けても、パッケージ本体の割れを抑制することが可能となる。
また、前記裏面接続端子および実装用端子を形成する工程では、前記グリーンシートの表面における周辺に沿って平面視が矩形枠状のメタライズ層を同時に、あるいは連続的に形成するようにしても良い。
図1は、本発明による一形態のセラミックパッケージ1aを示す平面図、図2は、その底面図、図3は、該パッケージ1aに用いるパッケージ本体2aの斜視図、図4は、上記パッケージ1aの側面図、図5は、図1中のX−X線の矢視に沿った垂直断面図、図6は、図1中のY−Y線の矢視に沿った垂直断面図である。
上記セラミックパッケージ1aは、図示のように、平面視の外形が長方形(矩形)状の表面3および裏面4と、該表面3と裏面4との間に位置する4つの側面5とを有するパッケージ本体2aと、該パッケージ本体2aの裏面4において、対向する一対ずつの長辺および短辺に沿っており、且つ各辺の両端側のコーナ付近ごとの位置に形成された4個(複数)の裏面接続端子6と、上記パッケージ本体2aの表面3における一方の短辺(図示で左側)側に形成され、追って水晶振動子を実装するための一対の実装用端子7と、上記パッケージ本体2aの表面3における他方の短辺(図示で右側)側に形成された枕部10aとを含んでいる。
尚、前記パッケージ本体2aにおいて、隣接する側面5,5間には、平面視が円弧形状の曲面5rが位置し、該曲面5rの曲面壁に沿って形成される壁面導体(図示せず)が何れかの前記裏面接続端子6と接続されているが、かかる曲面5rなどは、省略しても良い。
尚、平面視が長方形(矩形)状である前記枕部10aは、前記同様のアルミナなどのセラミックからなり、長辺の中央付近のみが窪み部3aに形成され、該枕部10aの両端側は、コーナ側の表面3ごとに個別に形成されている。尚、かかる枕部10aは、図1,図2に示すように、その両端側が平面視で真下に位置する裏面接続端子6と個別に重複している。
尚、図4に示すように、上記メタライズ層11もパッケージ本体2aの表面3に位置する前記窪み部3aに倣って、各辺ごとの中央付近が下向きに変位しているが、前記窪み部3aごとの上方には、比較的厚いロウ材層8aが配設される。
また、前記裏面接続端子6、実装用端子7、およびメタライズ層11は、例えば、WあるいはMo(これら何れかをベースとする合金を含む)からなる。
更に、上記金属枠9は、42アロイ、194合金、あるいはステンレス鋼などからなるものであっても良い。
尚、追って、上記キャビティ3c内を外部から封止するため、前記金属枠9の上面には、後述する金属蓋がシーム溶接によって接合される。
以上のようなセラミックパッケージ1aによれば、前記効果(1)〜(3)を奏することができる。
予め、アルミナ粉末、所定のバインダ樹脂、および溶剤などを所要量ずつ配合してセラミックスラリを制作し、該セラミックスラリをドクターブレード法によりシート状に成形して、図7(A)に示すように、表面3、裏面4、および側面5を有する1枚のセラミックグリーンシート(以下、単にグリーンシートと称する)gを用意した。尚、この場合、2枚のグリーンシートgを用意しても良い。
次いで、上記1枚または2枚のグリーンシートgに対し、小径の貫通孔を複数箇所に設け、各貫通孔ごとにW粉末またはMo粉末を含む導電性ペーストを吸引させつつ充填して、複数の未焼成のビア導体(図示せず)を形成した。
尚、上記2枚のグリーンシートgを用意した場合には、更に、何れか一方の表面3および裏面4の一方に未焼成の内部配線層(図示せず)を更に形成した後、これらを積層して、単一のグリーンシート積層体とした。
その結果、図7(C)に示すように、上記グリーンシートgの表面3に平面視が十字形状の窪み部3aが形成され、裏面4の各コーナ付近には、底面視が長方形状の窪み部4aが裏面接続端子6を囲むように形成された。尚、表面3側の傾斜面3bは、裏面4側の傾斜面4bよりも平面視で若干内側に位置していた。
次に、図7(D)に示すように、上記グリーンシートgの表面3において、実装用端子6とは離間した短辺側に、図示で前後方向の中央付近に位置する窪み部3aを跨いで、前記同様のセラミックスラリをスクリーン印刷して、未焼成の枕部10aを形成した。尚、かかる枕部10aは、アルミナ粉末を含むセラミックペーストをスキージを用いることによって形成しても良い。
更に、焼成して得られたパッケージ本体2aを、電解Niメッキ槽および電解Auメッキ槽に順次浸漬して、外部に露出する焼成された裏面接続端子6、実装用端子7、およびメタライズ層11の表面に、Niメッキ膜およびAuメッキ膜からなる金属メッキ層(図示せず)を被覆した。
そして、図7(E)に示すように、上記パッケージ本体2aの表面3におけるメタライズ層11の上方に、ロウ材層8を介して金属枠9をロウ付け(接合)して、キャビティ3cを有する前記セラミックパッケージ1aを得ることができた。
以上のような製造方法によれば、前記セラミックパッケージ1aを確実に製造でき(効果(4))、更に、前記効果(5),(6)を奏することも可能である。
尚、前記枕部10aは、実装用端子7や前記メタライズ層11と同様な金属製としても良く、この場合には、実装用端子7などと同時にスクリーン印刷によって、同じ工程で形成することができる。
また、前記枕部10aが、各種の樹脂からなるものである場合には、前記焼成工程の後に、所要の樹脂ペーストが前記位置に形成される。
更に、前記各工程は、多数個取りの形態によって製造することも可能である。
かかるセラミックパッケージ1bは、図8に示すように、前記パッケージ本体2aと同じ下層側のセラミック層c1と、該セラミック層c1の表面3の周辺に積層された平面視が矩形枠状である上層側のセラミック層c2とからなるパッケージ本体2bと、該パッケージ本体2bの裏面4における前記同様の窪み部4aごとに形成された4つの裏面接続端子6と、前記パッケージ本体2bの表面3に形成された前記同様の実装用端子7および枕部10aとを含んでいる。上層側のセラミック層c2の上面(最上面)14のほぼ全面には、平面視が矩形枠状のメタライズ層15が形成されている。
以上のようなセラミックパッケージ1bによっても、前記効果(1)〜(3)を奏することが可能である。
図10(B)に示すように、パッケージ本体2bの裏面4における右側の短辺に沿って、底面視が長方形状である単一の裏面接続端子6aが形成され、且つ左側の短辺に沿って、前記同様である一対の裏面接続端子6が形成されている。
そのため、図10(A)に示すように、パッケージ本体2bの表面3には、平面視でほぼT字形状の窪み部3aが形成されており、該窪み部3aを除いた3つの表面3に、一対の実装用端子7と、一対の枕部10bとが個別に形成されている。しかも、何れの実装用端子7も、平面視で真下の裏面接続端子6に対して45〜85%の面積率で重複している。尚、上記パッケージ本体2bの裏面4は、底面視でほぼT字形状を呈している。
上記T字形状の窪み部3aと裏面接続端子6aとを含むセラミックパッケージ1b(1a)によっても、前記効果(1)〜(3)を奏することが可能である。
図11(B)に示すように、パッケージ本体2bの裏面4において、対向する一対ずつの長辺および短辺に沿って、複数(3個または4個)の裏面接続端子6,6bが形成されている。即ち、裏面4の各コーナ付近には、前記同様の裏面接続端子6が配置され、これらの間ごとには、1個または2個の裏面接続端子6bが配置されることで、該裏面4は中央側のみに位置し且つその周囲に底面視が矩形枠状の凹み4aが囲んでいる。
その結果、図11(A)に示すように、パッケージ本体2bの表面3には、その中央側のみに平面視が長方形(矩形)状の窪み部3aが位置している。そのため、一対の実装用端子7と平面視が長円形の枕部10cとは、何れも該窪み部3aよりも若干高い位置にある単一の表面3に形成されていると共に、平面視で真下の裏面接続端子6と個別に重複している。
上記形態の窪み部3aおよび裏面接続端子6,6bを含むセラミックパッケージ1b(1a)によっても、前記効果(1)〜(3)を奏することが可能である。
例えば、前記基板本体2a,2bは、ムライトや窒化アルミニウムなどの高温焼成セラミックからなるものとしたり、あるいは、ガラス−セラミックのような低温焼成セラミックからなるものとしても良い。後者の場合、前記裏面接続端子6、実装用端子7、メタライズ層11、および金属製の枕部には、例えば、AgまたはCuなどからなるものとされる。
また、前記基板本体2a,2bの表面3および裏面4は、平面視でほぼ正方形(矩形)状を呈するものでも良い。
また、前記枕部10a〜10cは、前記実装用端子に実装する素子がSAWフイルタ、圧電素子、半導体素子、発光素子などである場合には、省略される。
加えて、前記基板本体2a,2bの表面3に、表面配線を形成する場合には、かかる表面配線の配線位置を前記窪み部3a上に設定することが望ましい。
2a,2b………パッケージ本体
3…………………表面
3a………………窪み部
3c………………キャビティ
4…………………裏面
5…………………側面
6,6a,6b…裏面接続端子
7…………………実装用端子
9…………………金属枠
12………………水晶振動子
c2………………セラミック層
g…………………グリーンシート
Claims (4)
- セラミックからなり、平面視における外形が矩形状の表面および裏面と、かかる表面と裏面との間に位置する四つの側面とを有するパッケージ本体と、
上記パッケージ本体の裏面において、少なくとも対向する一対の辺に沿った位置に形成された複数の裏面接続端子と、
上記パッケージ本体の表面に形成された実装用端子と、を含むセラミックパッケージであって、
上記パッケージ本体の表面において、平面視で上記裏面接続端子と重複しない領域に窪み部が位置すると共に、
上記実装用端子は、平面視で上記裏面接続端子の何れかと重複して配置されている、
ことを特徴とするセラミックパッケージ。 - 前記実装用端子の一部が、平面視で前記裏面接続端子の何れかと重複して配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のセラミックパッケージ。 - 前記実装用端子は、前記裏面接続端子の何れかと、平面視で少なくとも3分の1以上の面積率で重複している、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のセラミックパッケージ。 - セラミックからなり、平面視における外形が矩形状の表面および裏面と、かかる表面と裏面との間に位置する四つの側面とを有するパッケージ本体と、
上記パッケージ本体の裏面において、少なくとも対向する一対の辺に沿った位置に形成された複数の裏面接続端子と、
上記パッケージ本体の表面に形成された実装用端子と、を含むセラミックパッケージの製造方法であって、
追って上記パッケージ本体となり、表面および裏面を有するグリーンシートを準備する工程と、
上記グリーンシートの裏面において、少なくと対向する一対の辺に沿った位置に導電性ペーストを形成して未焼成の複数の裏面接続端子を形成し、且つ上記グリーンシートの表面において、平面視で上記裏面接続端子と少なくとも一部が重複する位置に未焼成の実装用端子を形成する工程と、
上記裏面接続端子および実装用端子を有する上記グリーンシートを表面および裏面の厚み方向に沿ってプレスする工程と、を含む、
ことを特徴とするセラミックパッケージの製造方法。
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