JP4152065B2 - 電子回路部品及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子回路部品とその製造方法に関し、詳しくは、複数の電子回路装置が内部に封入されてなる電子回路部品とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子回路部品として、複数の凹部を有するパッケージ基板の各凹部に電子回路装置が載置されたものが提案されている。このような電子回路部品では、各凹部を個別の金属カバーで気密封止し、各金属カバーを耐湿性導電性樹脂又はろう材を用いてパッケージ基板へ取り付けることで電子回路装置を封入している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような電子回路部品では、各凹部へ個別に金属カバーを取り付けるため、電子回路部品全体の気密封止の歩留まり値は、１つの凹部へ１つの金属カバーを取り付けたときの歩留まり値を金属カバーの数だけ積算した値となる。したがって、歩留まり値が低下し、製造コストが増加するという問題があった。
【０００４】
また、金属カバーの気密封止不良を調べるリーク試験を行なう場合、各金属カバーについてリーク試験を行なう必要があり、試験時間が長くなるという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、気密封止の歩留まりの高い電子回路部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る電子回路部品は、複数の電子回路装置が内部に封入されてなる電子回路部品であって、複数の凹部を有し、該各凹部へ前記複数の電子回路装置の少なくとも一つが載置されたパッケージ基板と、前記複数の凹部を覆い前記パッケージ基板へシームシーリング法を用いて溶接接合され、前記パッケージ基板との接合面側に凹凸形状を有する金属製カバーと、を備え、前記金属製カバーと前記パッケージ基板とは、前記金属製カバーの外周部で溶接接合されているとともに、前記パッケージ基板のうちの前記複数の凹部を仕切る部位と前記凹凸形状の凹部分とが嵌め込んで溶接接合されているものとする。
【０００７】
第２の発明に係る電子回路部品は、第１の発明の電子回路部品において、前記パッケージ基板は、前記金属製カバーとの接合面から所定厚さの部位に金属により形成され、前記凹凸形状の凹部分に嵌め込んで溶接接合される金属製部材を有するものとする。
【０００８】
第３の発明に係る電子回路部品の製造方法は、複数の電子回路装置が内部に封入されてなる電子回路部品の製造方法であって、複数の凹部を有し該各凹部へ前記複数の電子回路装置の少なくとも一つが載置されたパッケージ基板へ、前記複数の凹部を覆うように前記パッケージ基板との接合面側に凹凸形状を有する金属製カバーをシームシーリング法を用いて溶接接合する金属製カバー溶接工程を備え、前記金属製カバー溶接工程では前記金属製カバーと前記パッケージ基板とを、前記金属製カバーの外周部で仮固定して、前記パッケージ基板のうちの前記複数の凹部を仕切る部位に嵌め込まれた前記凹凸形状の凹部分を溶接接合してから、前記金属製カバーの外周部で溶接接合し、前記各凹部を気密封止するものとする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。なお、各図において同一の機能を果たす部材又は同一の部材については同一の符号を付し説明を省略する。
【００１０】
図１は、本発明の一つの実施の形態としてのマイクロ波帯，ミリ波帯又はミリ波帯よりも更に波長の短い帯域などの主に高周波数帯域で用いられる高周波半導体回路部品（電子回路部品）１００の断面図である。高周波半導体回路部品１００は、半導体装置が複数形成されてなる半導体集積回路装置（電子回路装置）１０や抵抗などが形成された受動回路素子（電子回路装置）１２が載置された複数の凹部２０を備えるパッケージ基板３０と、パッケージ基板３０の上部へ溶接接合された金属製カバー４０とを備える。
【００１１】
半導体集積回路装置１０，受動回路素子１２は、セラミックなどの誘電体材料から形成され表面に導電体材料からなる配線パターンを備える高周波回路基板１４へ載置されて各凹部２０の底部に載置されている。半導体集積回路装置１０，受動回路素子１２は、金属細線として形成されたボンディングワイヤ１６とパッケージ基板３０に設けられ導電性材料からなる配線パターン３２とを介して、別の凹部２０へ載置された半導体集積回路装置１０などへ電気的に接続されている。また、半導体集積回路装置１０，受動回路素子１２は、ボンディングワイヤ１６により同じ凹部２０に載置された他の半導体集積回路装置１０や受動回路素子１２と電気的に接続されている。半導体集積回路装置１０，受動回路素子１２としては、高周波半導体回路部品１００が必要とする機能に応じて、様々な機能のものを組み合わせて用いることができる。
【００１２】
パッケージ基板３０は、誘電体材料により形成された絶縁体基板３４と、絶縁体基板３４上に所定の厚さで設けられた金属製部材３６とを備え、絶縁体基板３４と金属製部材３６とで各凹部２０を形成している。絶縁体基板３４の材料は、ガラスセラミックなどの誘電性を示すセラミック，酸化アルミナなどから適宜選択される。絶縁体基板３４は、内部に多層の配線層が設けられた多層基板として形成されていてもよい。金属製部材３６は、金属製カバー４０への接合される部位の接合面側には、図示していないが、溶接時に接合金属となる２〜６μｍ程度の厚さのニッケルメッキ層と２〜６μｍ程度の厚さの金メッキ層とが形成されている。
【００１３】
金属製カバー４０は、コバールなどの磁性金属材料により形成されており、金属製部材３６と接合される部位の接合面側には、図示していないが、２〜６μｍ程度の厚さのニッケルメッキ層と２〜６μｍ程度の厚さの金メッキ層とが形成されている。金属製カバー４０は、各凹部２０の各開口を覆うように金属製部材３６へ溶接接合される。金属製カバー４０は、金属製部材３６との接合面が凹部となるよう形成されているが、金属製部材３６との接合面側の凹凸がない平らな面となるよう形成してもよい。
【００１４】
図２は、金属製部材３６と金属製カバー４０とをシームシーリング法を用いて溶接接合する工程を示すフローチャートであり、図３，図４は、図２に示した各工程が行なわれているときの様子を示す概略図である。図２に示した溶接工程を行なう前に、パッケージ基板３０の各凹部２０に半導体集積回路装置１０や受動回路素子１２など予め載置し、半導体集積回路装置１０，受動回路素子１２，ボンディングワイヤ１６及び配線パターン３２などの電気的な接続も行なっておく。
【００１５】
最初に、パッケージ基板３０の金属製部材３６上に金属製カバー４０を載置し、図３に示すように、金属製カバー４０の外周部へ溶接電極５０Ｌと溶接電極５０Ｒとを加圧接触させる。そして、溶接電極５０Ｌ，金属製カバー４０，金属製部材３６，溶接電極５０Ｒで形成される閉回路へパルス電源５４よりパルス電流を流して、溶接電極５０Ｌ，５０Ｒが接触する金属製カバー４０の部位を局部的に発熱させる。そして、金属製カバー４０の外周部と金属製カバー４０の外周部に対応する金属製部材３６の部位とのニッケルメッキ層及び金メッキ層を溶融させ接合し、金属製カバー４０を金属製部材３６へ仮固定する（工程Ｓ１０）。この工程の溶接接合では、気密封止を行なう必要はなく、金属製カバー４０を金属製部材３６へ固定する程度の接合でよい。
【００１６】
次に、図４に示すように溶接電極５０Ｌ，５０Ｒを金属製カバー４０の内側方向に移動させ金属製カバー４０の内側の部位に加圧接触させる。そして、パルス電源５４から溶接電極５０Ｌと溶接電極５０Ｒとの間にパルス電流を流し、金属製カバー４０の内側の部位と金属製部材３６の対応する部位のニッケルメッキ層及び金メッキ層を溶融させ、金属製カバー４０の内側の部位と金属製部材３６の対応する部位とを溶接接合する（工程Ｓ１２）。この工程の溶接接合では、気密封止を行なう必要はなく、金属製カバー４０を金属製部材３６へ固定する程度の接合でよい。
【００１７】
そして、再び、金属製カバー４０の外周部へ溶接電極５０Ｌと溶接電極５０Ｒとを加圧接触させ、溶接電極５０Ｌ，５０Ｒが接触する金属製カバー４０の部位を局部的に発熱させ、金属製カバー４０の外周部と金属製部材３６の外周部に対応する部位とを溶接接合し、各凹部２０を気密封止する（工程Ｓ１４）。各凹部２０の気密封止のための溶接は、工程Ｓ１４の一度でよいので、溶接工程の簡素化を図ることができる。また、耐湿性導電性樹脂で接着接合をすると、樹脂の吸湿特性から気密性の高い封止が困難であったが、溶接することにより各凹部２０の封止の気密性を向上させることができる。
【００１８】
このような高周波半導体回路部品１００では、金属製カバー４０を金属製部材３６に溶接接合することにより各凹部２０の開口を封止するので、各凹部２０の開口を個別に金属製カバーで覆うときと比較して気密封止の歩留まり値を高くすることができる。また、気密封止不良を調べるリーク試験も、各凹部２０について行なわず、部品全体で行なえばよいので、試験時間を短くすることができる。そして、高周波半導体回路部品１００では、上部が金属製カバー４０で覆われ、側面の一部が金属製部材３６で覆われているため、各凹部２０内に載置されている半導体集積回路装置１０，受動回路素子１２との電磁遮蔽が向上し、電磁性雑音に対する耐性の向上を図ることができる。
【００１９】
なお、高周波半導体回路部品１００では、パッケージ基板３０を絶縁体基板３４と金属製部材３６とを備えるものとしたが、パッケージ基板３０全体が絶縁性材料で形成されているものとすることもできる。このとき、パッケージ基板の金属製カバー４０への接合される部位の接合面側には、ニッケルメッキ層と金メッキ層とが形成されるものとすることもできる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００２１】
第１の発明によれば、パッケージ基板の複数の凹部を覆いパッケージ基板へ溶接接合された金属製カバーを備えるので、各凹部を個別に金属製カバーで覆うときと比較して気密封止の歩留まり値を高くすることができる。
【００２２】
第２の発明によれば、パッケージ基板は、金属製カバーとの接合面から所定厚さの部位に金属製部材を有するので、各電子回路装置の電磁遮蔽を向上させることができる。
【００２３】
第３の発明によれば、溶接によりパッケージ基板へ金属製カバーを溶接するので各凹部２０の封止の気密性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一つの実施の形態としての高周波半導体回路部品（電子回路部品）１００の断面図である。
【図２】 金属製部材３６と金属製カバー４０とをシームシーリング法を用いて溶接接合する工程を示すフローチャートである。
【図３】 図２に示した工程Ｓ１０が行なわれているときの様子を示す概略図である。
【図４】 図２に示した工程Ｓ１２が行なわれているときの様子を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ 半導体集積回路装置、１２ 受動回路素子、２０ 凹部、３０ パッケージ基板、３６ 金属製部材、４０ 金属製カバー、１００ 高周波半導体回路部品。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子回路部品とその製造方法に関し、詳しくは、複数の電子回路装置が内部に封入されてなる電子回路部品とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子回路部品として、複数の凹部を有するパッケージ基板の各凹部に電子回路装置が載置されたものが提案されている。このような電子回路部品では、各凹部を個別の金属カバーで気密封止し、各金属カバーを耐湿性導電性樹脂又はろう材を用いてパッケージ基板へ取り付けることで電子回路装置を封入している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような電子回路部品では、各凹部へ個別に金属カバーを取り付けるため、電子回路部品全体の気密封止の歩留まり値は、１つの凹部へ１つの金属カバーを取り付けたときの歩留まり値を金属カバーの数だけ積算した値となる。したがって、歩留まり値が低下し、製造コストが増加するという問題があった。
【０００４】
また、金属カバーの気密封止不良を調べるリーク試験を行なう場合、各金属カバーについてリーク試験を行なう必要があり、試験時間が長くなるという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、気密封止の歩留まりの高い電子回路部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る電子回路部品は、複数の電子回路装置が内部に封入されてなる電子回路部品であって、複数の凹部を有し、該各凹部へ前記複数の電子回路装置の少なくとも一つが載置されたパッケージ基板と、前記複数の凹部を覆い前記パッケージ基板へシームシーリング法を用いて溶接接合され、前記パッケージ基板との接合面側に凹凸形状を有する金属製カバーと、を備え、前記金属製カバーと前記パッケージ基板とは、前記金属製カバーの外周部で溶接接合されているとともに、前記パッケージ基板のうちの前記複数の凹部を仕切る部位と前記凹凸形状の凹部分とが嵌め込んで溶接接合されているものとする。
【０００７】
第２の発明に係る電子回路部品は、第１の発明の電子回路部品において、前記パッケージ基板は、前記金属製カバーとの接合面から所定厚さの部位に金属により形成され、前記凹凸形状の凹部分に嵌め込んで溶接接合される金属製部材を有するものとする。
【０００８】
第３の発明に係る電子回路部品の製造方法は、複数の電子回路装置が内部に封入されてなる電子回路部品の製造方法であって、複数の凹部を有し該各凹部へ前記複数の電子回路装置の少なくとも一つが載置されたパッケージ基板へ、前記複数の凹部を覆うように前記パッケージ基板との接合面側に凹凸形状を有する金属製カバーをシームシーリング法を用いて溶接接合する金属製カバー溶接工程を備え、前記金属製カバー溶接工程では前記金属製カバーと前記パッケージ基板とを、前記金属製カバーの外周部で仮固定して、前記パッケージ基板のうちの前記複数の凹部を仕切る部位に嵌め込まれた前記凹凸形状の凹部分を溶接接合してから、前記金属製カバーの外周部で溶接接合し、前記各凹部を気密封止するものとする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。なお、各図において同一の機能を果たす部材又は同一の部材については同一の符号を付し説明を省略する。
【００１０】
図１は、本発明の一つの実施の形態としてのマイクロ波帯，ミリ波帯又はミリ波帯よりも更に波長の短い帯域などの主に高周波数帯域で用いられる高周波半導体回路部品（電子回路部品）１００の断面図である。高周波半導体回路部品１００は、半導体装置が複数形成されてなる半導体集積回路装置（電子回路装置）１０や抵抗などが形成された受動回路素子（電子回路装置）１２が載置された複数の凹部２０を備えるパッケージ基板３０と、パッケージ基板３０の上部へ溶接接合された金属製カバー４０とを備える。
【００１１】
半導体集積回路装置１０，受動回路素子１２は、セラミックなどの誘電体材料から形成され表面に導電体材料からなる配線パターンを備える高周波回路基板１４へ載置されて各凹部２０の底部に載置されている。半導体集積回路装置１０，受動回路素子１２は、金属細線として形成されたボンディングワイヤ１６とパッケージ基板３０に設けられ導電性材料からなる配線パターン３２とを介して、別の凹部２０へ載置された半導体集積回路装置１０などへ電気的に接続されている。また、半導体集積回路装置１０，受動回路素子１２は、ボンディングワイヤ１６により同じ凹部２０に載置された他の半導体集積回路装置１０や受動回路素子１２と電気的に接続されている。半導体集積回路装置１０，受動回路素子１２としては、高周波半導体回路部品１００が必要とする機能に応じて、様々な機能のものを組み合わせて用いることができる。
【００１２】
パッケージ基板３０は、誘電体材料により形成された絶縁体基板３４と、絶縁体基板３４上に所定の厚さで設けられた金属製部材３６とを備え、絶縁体基板３４と金属製部材３６とで各凹部２０を形成している。絶縁体基板３４の材料は、ガラスセラミックなどの誘電性を示すセラミック，酸化アルミナなどから適宜選択される。絶縁体基板３４は、内部に多層の配線層が設けられた多層基板として形成されていてもよい。金属製部材３６は、金属製カバー４０への接合される部位の接合面側には、図示していないが、溶接時に接合金属となる２〜６μｍ程度の厚さのニッケルメッキ層と２〜６μｍ程度の厚さの金メッキ層とが形成されている。
【００１３】
金属製カバー４０は、コバールなどの磁性金属材料により形成されており、金属製部材３６と接合される部位の接合面側には、図示していないが、２〜６μｍ程度の厚さのニッケルメッキ層と２〜６μｍ程度の厚さの金メッキ層とが形成されている。金属製カバー４０は、各凹部２０の各開口を覆うように金属製部材３６へ溶接接合される。金属製カバー４０は、金属製部材３６との接合面が凹部となるよう形成されているが、金属製部材３６との接合面側の凹凸がない平らな面となるよう形成してもよい。
【００１４】
図２は、金属製部材３６と金属製カバー４０とをシームシーリング法を用いて溶接接合する工程を示すフローチャートであり、図３，図４は、図２に示した各工程が行なわれているときの様子を示す概略図である。図２に示した溶接工程を行なう前に、パッケージ基板３０の各凹部２０に半導体集積回路装置１０や受動回路素子１２など予め載置し、半導体集積回路装置１０，受動回路素子１２，ボンディングワイヤ１６及び配線パターン３２などの電気的な接続も行なっておく。
【００１５】
最初に、パッケージ基板３０の金属製部材３６上に金属製カバー４０を載置し、図３に示すように、金属製カバー４０の外周部へ溶接電極５０Ｌと溶接電極５０Ｒとを加圧接触させる。そして、溶接電極５０Ｌ，金属製カバー４０，金属製部材３６，溶接電極５０Ｒで形成される閉回路へパルス電源５４よりパルス電流を流して、溶接電極５０Ｌ，５０Ｒが接触する金属製カバー４０の部位を局部的に発熱させる。そして、金属製カバー４０の外周部と金属製カバー４０の外周部に対応する金属製部材３６の部位とのニッケルメッキ層及び金メッキ層を溶融させ接合し、金属製カバー４０を金属製部材３６へ仮固定する（工程Ｓ１０）。この工程の溶接接合では、気密封止を行なう必要はなく、金属製カバー４０を金属製部材３６へ固定する程度の接合でよい。
【００１６】
次に、図４に示すように溶接電極５０Ｌ，５０Ｒを金属製カバー４０の内側方向に移動させ金属製カバー４０の内側の部位に加圧接触させる。そして、パルス電源５４から溶接電極５０Ｌと溶接電極５０Ｒとの間にパルス電流を流し、金属製カバー４０の内側の部位と金属製部材３６の対応する部位のニッケルメッキ層及び金メッキ層を溶融させ、金属製カバー４０の内側の部位と金属製部材３６の対応する部位とを溶接接合する（工程Ｓ１２）。この工程の溶接接合では、気密封止を行なう必要はなく、金属製カバー４０を金属製部材３６へ固定する程度の接合でよい。
【００１７】
そして、再び、金属製カバー４０の外周部へ溶接電極５０Ｌと溶接電極５０Ｒとを加圧接触させ、溶接電極５０Ｌ，５０Ｒが接触する金属製カバー４０の部位を局部的に発熱させ、金属製カバー４０の外周部と金属製部材３６の外周部に対応する部位とを溶接接合し、各凹部２０を気密封止する（工程Ｓ１４）。各凹部２０の気密封止のための溶接は、工程Ｓ１４の一度でよいので、溶接工程の簡素化を図ることができる。また、耐湿性導電性樹脂で接着接合をすると、樹脂の吸湿特性から気密性の高い封止が困難であったが、溶接することにより各凹部２０の封止の気密性を向上させることができる。
【００１８】
このような高周波半導体回路部品１００では、金属製カバー４０を金属製部材３６に溶接接合することにより各凹部２０の開口を封止するので、各凹部２０の開口を個別に金属製カバーで覆うときと比較して気密封止の歩留まり値を高くすることができる。また、気密封止不良を調べるリーク試験も、各凹部２０について行なわず、部品全体で行なえばよいので、試験時間を短くすることができる。そして、高周波半導体回路部品１００では、上部が金属製カバー４０で覆われ、側面の一部が金属製部材３６で覆われているため、各凹部２０内に載置されている半導体集積回路装置１０，受動回路素子１２との電磁遮蔽が向上し、電磁性雑音に対する耐性の向上を図ることができる。
【００１９】
なお、高周波半導体回路部品１００では、パッケージ基板３０を絶縁体基板３４と金属製部材３６とを備えるものとしたが、パッケージ基板３０全体が絶縁性材料で形成されているものとすることもできる。このとき、パッケージ基板の金属製カバー４０への接合される部位の接合面側には、ニッケルメッキ層と金メッキ層とが形成されるものとすることもできる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００２１】
第１の発明によれば、パッケージ基板の複数の凹部を覆いパッケージ基板へ溶接接合された金属製カバーを備えるので、各凹部を個別に金属製カバーで覆うときと比較して気密封止の歩留まり値を高くすることができる。
【００２２】
第２の発明によれば、パッケージ基板は、金属製カバーとの接合面から所定厚さの部位に金属製部材を有するので、各電子回路装置の電磁遮蔽を向上させることができる。
【００２３】
第３の発明によれば、溶接によりパッケージ基板へ金属製カバーを溶接するので各凹部２０の封止の気密性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一つの実施の形態としての高周波半導体回路部品（電子回路部品）１００の断面図である。
【図２】 金属製部材３６と金属製カバー４０とをシームシーリング法を用いて溶接接合する工程を示すフローチャートである。
【図３】 図２に示した工程Ｓ１０が行なわれているときの様子を示す概略図である。
【図４】 図２に示した工程Ｓ１２が行なわれているときの様子を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ 半導体集積回路装置、１２ 受動回路素子、２０ 凹部、３０ パッケージ基板、３６ 金属製部材、４０ 金属製カバー、１００ 高周波半導体回路部品。
Claims (3)
- 複数の電子回路装置が内部に封入されてなる電子回路部品であって、
複数の凹部を有し、該各凹部へ前記複数の電子回路装置の少なくとも一つが載置されたパッケージ基板と、
前記複数の凹部を覆い前記パッケージ基板へシームシーリング法を用いて溶接接合され、前記パッケージ基板との接合面側に凹凸形状を有する金属製カバーと、
を備え、
前記金属製カバーと前記パッケージ基板とは、前記金属製カバーの外周部で溶接接合されているとともに、前記パッケージ基板のうちの前記複数の凹部を仕切る部位と前記凹凸形状の凹部分とが嵌め込んで溶接接合されていることを特徴とする電子回路部品。 - 前記パッケージ基板は、前記金属製カバーとの接合面から所定厚さの部位に金属により形成され、前記凹凸形状の凹部分に嵌め込んで溶接接合される金属製部材を有することを特徴とする請求項１記載の電子回路部品。
- 複数の電子回路装置が内部に封入されてなる電子回路部品の製造方法であって、
複数の凹部を有し該各凹部へ前記複数の電子回路装置の少なくとも一つが載置されたパッケージ基板へ、前記複数の凹部を覆うように前記パッケージ基板との接合面側に凹凸形状を有する金属製カバーをシームシーリング法を用いて溶接接合する金属製カバー溶接工程を備え、
前記金属製カバー溶接工程では前記金属製カバーと前記パッケージ基板とを、前記金属製カバーの外周部で仮固定して、前記パッケージ基板のうちの前記複数の凹部を仕切る部位に嵌め込まれた前記凹凸形状の凹部分を溶接接合してから、前記金属製カバーの外周部で溶接接合し、前記各凹部を気密封止することを特徴とする電子回路部品の製造方法。
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2000
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