JP4163200B2 - セラミックパッケージ及びその製造方法、多数個取り用セラミックパッケージ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、キャビティの側壁にキャスタレーションが形成されたセラミックパッケージ及びその製造方法、多数個取り用セラミックパッケージ及びその製造方法に関する。

従来、半導体素子や水晶発振子などの素子を収容するための小型のセラミックパッケージが各種提案されている。この種のセラミックパッケージはキャビティを有しており、素子はそのキャビティの底面に実装される。従来、セラミックパッケージにおけるキャビティ外周部の上面には例えばメタライズ層が設けられ、そのメタライズ層上にはめっき層及びロウ材層が設けられる。このロウ材層上には、さらに金属製リングを介して金属製キャップが取り付けられる。つまり、キャビティの外周部は、キャビティ内外の連通を遮断するためのシール部分として機能する。また、キャビティ外周部上面のメタライズ層とパッケージ下面の導体層とを導通するために、キャビティ外周部にはパッケージを上下方向に貫通するビア導体（穴埋ビア）が設けられる。

しかしながら、近年ではパッケージの小型化に伴い、キャビティ外周部の壁厚が薄くなってきているため、ビア導体を完全な形状で形成しうるスペースの確保が困難である。そこで、ビア導体をその軸線方向に沿って分割した「キャスタレーション」と呼ばれる導通構造を採用し、これをキャビティの側壁に形成するようにしている（例えば、特許文献１参照）。なお、特許文献１においては、平面視略矩形状のキャビティにおける辺に相当する箇所に、半長円形の断面を持ったキャスタレーションが設置されている。例えば、このような構造のキャスタレーションは、ビア導体を形成したセラミック材料を機械加工してキャビティを形成する際にビア導体の一部を切り欠くことにより、形成可能である。
特開２００４−５５９８５号公報

ところが、上記特許文献１に記載のセラミックパッケージの場合、キャビティ外周部の壁厚がさらに薄くなると、たとえビア導体よりも小断面積のキャスタレーションであったとしても、そこに十分な長さのシールパスを確保しにくくなる。よって、リーク発生率が高くなってしまう。しかも、このようなセラミックパッケージは、通常多数個取りの手法で製造されるため、大判のパッケージを分割して個片化するブレーク工程が必須となる。しかし、ブレーク工程時に応力が加わると、パッケージ外周部においてキャスタレーションの周囲にクラックが生じやすくなり、リーク発生の原因となる。
また、キャビティ及びキャスタレーションの形成時に機械加工を行うと、キャスタレーションにおける凹溝部のエッジにバリが発生しやすくなり、歩留まりが悪化してしまう。この場合、バリを除去する作業を行うとすると、製造コスト高が避けられない。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、キャビティのシール性に優れたセラミックパッケージ、多数個取り用セラミックパッケージを提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記のパッケージの製造に好適な方法を提供することにある。

上記課題を解決するための手段（手段１）としては、セラミック基板に素子を搭載可能な平面視略矩形状のキャビティが形成され、凹溝部の表面上に導体部を設けた構造のキャスタレーションが前記キャビティの側壁に形成されたセラミックパッケージにおいて、前記凹溝部は、前記キャビティのコーナー部の側壁に配置されるとともに、前記キャビティの平面視での外形を規定する４つの辺のうち、隣接する２つの辺の延長線同士が交わる点を仮想交点とし、その仮想交点から前記キャビティの中心方向にオフセットした仮想中心点を中心とする仮想円を仮想したとき、その仮想円において前記キャビティの平面視での外形線よりも外側の領域となる円弧に沿った断面形状を呈していることを特徴とするセラミックパッケージがある。

従って、この手段１のパッケージによると、上記断面形状を有するキャスタレーションは、特許文献１に記載のものとは異なりキャビティ中心方向にオフセットしていることに加え、キャビティのコーナー部の側壁に配置されている。このため、キャスタレーション形成部に十分なシールパスを確保することができ、リーク発生率を低く抑えることができる。

手段１のパッケージを構成するセラミック基板の好適例としては、アルミナ、ベリリア、窒化アルミニウム、窒化ほう素、窒化珪素、低温焼成セラミックなどを主体とするセラミック多層基板などを挙げることができる。セラミック基板は主面及び裏面を有する略板状の部材であって、その主面側にはキャビティが形成されている。

キャビティは平面視略矩形状であって、当該キャビティの底面には１つまたは２つ以上の素子が搭載可能になっている。かかる素子の搭載部には素子搭載用のメタライズ層が形成されていてもよい。前記素子としては、例えば、半導体素子や水晶発振子などが挙げられる。手段１のパッケージは、素子搭載用のメタライズ層以外の導体層をさらに備えていてもよい。このような導体層としては、例えば、パッケージ内部に設けられたメタライズ層からなる内層導体パターンや、パッケージの主面と反対側の面に設けられたメタライズ層からなるパッドなどを挙げることができる。

キャビティのコーナー部の側壁には、凹溝部の表面上に導体部を設けた構造のキャスタレーションが形成されている。前記凹溝部は、前記キャビティのコーナー部の側壁に配置されるとともに、前記キャビティの平面視での外形を規定する４つの辺のうち、隣接する２つの辺の延長線同士が交わる点を仮想交点とし、その仮想交点から前記キャビティの中心方向にオフセットした仮想中心点を中心とする仮想円を仮想したとき、その仮想円において前記キャビティの平面視での外形線よりも外側の領域となる円弧に沿った断面形状を呈している。

この場合、前記仮想交点を基準とした前記仮想中心点のオフセット量は、前記仮想円の半径の０．７５倍以上１．２５倍以下であることが好ましく、特には０．８０倍以上１．２０倍以下であることがより好ましい。０．７５倍未満であると、コーナー部に十分なシールパスを確保できず、しかもキャスタレーションのエッジにおけるバリの発生率を低減しにくくなる。逆に、１．２５倍を越えると、大きな導体部を形成しにくくなり、低抵抗化を達成しにくい構造となってしまう。

ところで、仮にオフセット量をゼロに設定してキャビティのコーナー部の側壁にキャスタレーションを形成したとすると、そのキャスタレーションにおいて凹溝部に対応した円弧の長さは、仮想円の円周長の２７０／３６０程度になる。これに対して上記手段１のオフセットしたキャスタレーションでは、凹溝部に対応した円弧の長さは、仮想円の円周長の２７０／３６０よりも小さく、その好適な範囲は１５０／３６０以上２４０／３６０以下、特に好適な範囲は１７０／３６０以上２２０／３６０以下である。１５０／３６０未満であると、オフセット量が大きくなりすぎてしまう結果、大きな導体部を形成しにくくなり、低抵抗化を達成しにくい構造となってしまう。逆に、２４０／３６０を超えると、オフセット量が小さくなりすぎてしまう結果、コーナー部に十分なシールパスを確保できなくなる。しかも、キャスタレーションのエッジにおけるバリの発生率を低減しにくくなる。

上記と同様に、仮にオフセット量をゼロに設定してキャビティのコーナー部の側壁にキャスタレーションを形成したとすると、そのキャスタレーションにおいて、断面円弧状を呈する前記凹溝部と前記キャビティの平面視での外形線とがなす角度は、約９０°となる。また、特許文献１に記載のキャスタレーションでもこの角度は、約９０°となる。そしてこの場合には、キャスタレーションのエッジにおけるバリの発生率が高くなり、歩留まりの低下につながってしまう。それに対して上記手段１のオフセットしたキャスタレーションでは、断面円弧状を呈する前記凹溝部と前記キャビティの平面視での外形線とがなす角度は、９０°よりも大きく、その好適な範囲は１００°以上１４０°以下である。この角度が上記範囲内であると、キャスタレーションのエッジにおけるバリの発生率を低く抑えることができ、歩留まりが向上する。前記角度は１０５°以上１３５°以下であることがより好適である。

上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、セラミック基板に素子を搭載可能な平面視略矩形状のキャビティが形成され、凹溝部の表面上に導体部を設けた構造のキャスタレーションが前記キャビティの側壁に形成されたセラミックパッケージにおいて、前記凹溝部は、前記キャビティのコーナー部の側壁に配置されるとともに、その断面形状が円弧状を呈し、断面円弧状を呈する前記凹溝部と前記キャビティの平面視での外形線とがなす角度は、１００°以上１４０°以下であることを特徴とするセラミックパッケージがある。

従って、この手段２のパッケージによると、上記断面形状を有するキャスタレーションは、特許文献１に記載のものとは異なり、キャビティのコーナー部の側壁に配置されている。このため、キャスタレーション形成部に十分なシールパスを確保することができ、リーク発生率を低く抑えることができる。しかも、凹溝部とキャビティの平面視での外形線とがなす角度が好適範囲内にあるため、キャスタレーションのエッジにおけるバリの発生率を低く抑えることができ、歩留まりが向上する。

上記手段１，２のセラミックパッケージを製造するのに好適な方法（手段３）としては、セラミック基板となるべきセラミック未焼結体を準備する準備工程と、前記セラミック未焼結体におけるキャビティ形成予定部のコーナー部に穴部を形成する穴あけ工程と、前記穴部内に導体部を形成する導体部形成工程と、前記セラミック未焼結体における前記キャビティ形成予定部を機械加工により除去することで、平面視略矩形状のキャビティを形成するとともに、その際に前記穴部及び前記導体部の一部を切り欠くことで、凹溝部の表面上に前記導体部を設けた構造のキャスタレーションを形成するキャビティ及びキャスタレーション同時形成工程と、前記キャビティ及び前記キャスタレーションが形成されたセラミック未焼結体を焼成してセラミック基板とする焼成工程とを含むセラミックパッケージの製造方法がある。

従って、この製造方法によると、キャビティ形成予定部を機械加工により除去することで、キャビティ及びキャスタレーションを同時に形成できるため、工数の増加を防止できる。また、かかる同時形成工程は加工しやすいセラミック未焼結体に対して行われるため、比較的簡単にキャビティ及びキャスタレーションを形成することができる。ゆえに、この製造方法によれば、上記手段１，２のセラミックパッケージを比較的簡単にかつ効率よく製造することができる。

以下、手段３の製造方法について説明する。

準備工程では、セラミック基板となるべきセラミック未焼結体を準備する。セラミック未焼結体の好適例としては、セラミックグリーンシートが挙げられる。セラミックグリーンシートは、例えば、セラミック原料粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を混合して得たスラリーをシート状に成形することにより作製される。

続く穴あけ工程では、前記セラミック未焼結体におけるキャビティ形成予定部のコーナー部に穴部を形成する。この穴部は、キャビティ形成予定部のコーナー部に対応する位置、即ち離間した４箇所に形成されることが好ましい。なお。穴部は、後にキャスタレーションの一部分を構成することになる。かかる穴部の形成方法としては特に限定されず、用途に応じてドリル加工、パンチ加工、レーザ加工などを採用することができる。なお、穴部は貫通穴であっても未貫通穴であってもよい。

続く導体部形成工程では、従来周知の手法を用いて前記穴部内に導体部を形成する。具体的には、スルーホール印刷の技術を用いて導体ペーストを印刷して導体部を形成するか、あるいはビア埋めの技術を用いて導体ペーストを充填して導体部を形成する。

続くキャビティ及びキャスタレーション同時形成工程では、前記セラミック未焼結体における前記キャビティ形成予定部を機械加工により除去する。そして、この機械加工により、平面視略矩形状のキャビティを形成するとともに、その際に前記穴部及び前記導体部の一部を切り欠くことで、凹溝部の表面上に前記導体部を設けた構造のキャスタレーションを形成する。

この場合における機械加工としては、切削加工、研削加工、打抜加工、砥粒加工などを挙げることができるが、中でも生産性等の観点から切削加工が好ましい。

平面視略矩形状のキャビティを加工形成する際には、穴部及び導体部の一部を切り欠くようにする。例えば、キャビティ形成予定部のコーナー部に対応して、離間した４箇所に穴部及び導体部が形成されている場合を想定する。各穴部は中心点を有しており、それらの中心点を結んだときにできる矩形を「第１仮想矩形」として定義する。仮に第１仮想矩形の外形線に沿って機械加工を行いその内側領域を除去する場合を考えると、除去されずに残る部分の比率が大きすぎてしまい、好適な断面形状のキャスタレーションを得ることができない。ゆえに、キャスタレーション形成部に十分なシールパスを確保しにくくなる。そこで、第１仮想矩形よりも一回り大きな矩形を想定し、これを「第２仮想矩形」と定義する。この第２仮想矩形の外形線に沿って機械加工を行いその内側領域を除去する場合を考えると、除去されずに残る部分の比率が適度に小さくなる結果、好適な断面形状のキャスタレーションを比較的容易に得ることが可能となる。ゆえに、キャスタレーション形成部に十分なシールパスを確保しやすくなる。換言すると、第１仮想矩形の各頂点を互いに離間する方向にそれぞれ所定量だけオフセットした場合に規定される矩形（即ち第２仮想矩形）を想定し、その第２仮想矩形の外形線に沿って機械加工を行いその内側領域を除去することがよい。なお、第１仮想矩形の頂点の好適なオフセット量としては、穴部の半径の０．７５倍以上１．２５倍以下であることが好ましく、特には０．８０倍以上１．２０倍以下であることがより好ましい。０．７５倍未満であると、除去されずに残る部分の比率が大きすぎるため、コーナー部に十分なシールパスを確保できず、しかもキャスタレーションのエッジにおけるバリの発生率を低減しにくくなる。逆に、１．２５倍を越えると、除去されずに残る部分の比率が小さくなりすぎてしまい、大きな導体部を形成しにくくなり、低抵抗化を達成しにくい構造となってしまう。

続く焼成工程では、前記キャビティ及び前記キャスタレーションが形成されたセラミック未焼結体を焼成してセラミック基板とする。このときキャスタレーションを構成する導体部も焼結する。

上記課題を解決するための手段４としては、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセラミックパッケージとなるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列したことを特徴とする多数個取り用セラミックパッケージがある。

そしてこの手段４にかかる多数個取り用セラミックパッケージを製造するのに好適な方法（手段５）としては、セラミック基板となるべきセラミック未焼結体を準備する準備工程と、前記セラミック未焼結体におけるキャビティ形成予定部のコーナー部に穴部を形成する穴あけ工程と、前記穴部内に導体部を形成する導体部形成工程と、前記セラミック未焼結体における前記キャビティ形成予定部を機械加工により除去することで、平面視略矩形状のキャビティを形成するとともに、その際に前記穴部及び前記導体部の一部を切り欠くことで、凹溝部の表面上に前記導体部を設けた構造のキャスタレーションを形成するキャビティ及びキャスタレーション同時形成工程と、前記キャビティ及び前記キャスタレーションが形成されたセラミック未焼結体を焼成してセラミック基板とする焼成工程とを含む多数個取り用セラミックパッケージの製造方法がある。

従って、この製造方法によると、キャビティ形成予定部を機械加工により除去することで、キャビティ及びキャスタレーションを同時に形成できるため、工数の増加を防止できる。また、かかる同時形成工程は加工しやすいセラミック未焼結体に対して行われるため、比較的簡単にキャビティ及びキャスタレーションを形成することができる。ゆえに、この製造方法によれば、上記手段４の多数個取り用セラミックパッケージを比較的簡単にかつ効率よく製造することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態のセラミックパッケージ１０及びその製造方法を図１〜図１５に基づき説明する。

図１〜図３に示されるように、本実施形態のセラミックパッケージ１０は、ＳＡＷフィルタ等に代表される半導体素子２１を実装するための装置である。このセラミックパッケージ１０を構成するセラミック基板１１は、上面１２及び下面１３を有する矩形平板状の部材である。このセラミック基板１１は、上側セラミック焼結層１４と下側セラミック焼結層１５とからなる２層構造を有している。本実施形態において、上側セラミック焼結層１４及び下側セラミック焼結層１５は、いずれもアルミナ焼結体からなる。なお、本実施形態では２層構造としたが３層以上の多層構造を採用しても構わない。

このセラミック基板１１は、上面１２において開口するキャビティ２２を備えている。本実施形態のキャビティ２２は平面視で略矩形状を呈しており、その外形寸法はセラミック基板１１の外形寸法の７０％〜９０％程度に設定されている。また、キャビティ２２に深さは上側セラミック焼結層１４の厚さ分に相当している。キャビティ２２の底面における複数箇所には、タングステン等のような高融点金属のメタライズ層からなる素子搭載部２３が形成されている。半導体素子２１は、これらの素子搭載部２３上にはんだ付けにより接合される。また、上側セラミック焼結層１４と下側セラミック焼結層１５との界面には、メタライズ層からなる内層導体パターン２８が形成されている。これらの内層導体パターン２８は、それぞれの素子搭載部２３に対して接続されている。

セラミック基板１１におけるキャビティ２２の外周部の上面には、キャビティ２２を取り囲むようにシール用のメタライズ層２４が設けられている。このメタライズ層２４上には、図示しないめっき層及び図示しないロウ材層が設けられるとともに、そのロウ材層を介して金属製リング２５が取り付けられている。この金属製リング２５を取り付けた状態でさらにニッケル−金めっき層が形成されていてもよい。そして、金属製リング２５上には、キャビティ２２を塞ぐための金属製キャップ２６が取り付けられている。つまり、キャビティ２２の外周部は、キャビティ２２内外の連通を遮断するためのシール部分として機能するようになっている。

セラミック基板１１における下面１３の外周部には、メタライズ層からなるパッド部２７が複数個設けられている。これらのパッド部２７は、セラミックパッケージ１０を図示しない他の基板上に実装する際に、複数の基板側端子に対して接合される。

図１〜図５に示されるように、このセラミックパッケージ１０は、２種類のキャスタレーション（第１キャスタレーション３１、第２キャスタレーション４１）をそれぞれ複数個ずつ備えている。

第１キャスタレーション３１は、凹溝部３２の表面上に、メタライズ層からなる導体部３３を設けた構造を有しており、セラミック基板１１の外周面における各コーナー部に配置されている。そして、これらの第１キャスタレーション３１は、内層導体パターン２８とパッド部２７とを導通させている。

一方、第２キャスタレーション４１は、凹溝部４２の表面上に、メタライズ層からなる導体部４３を設けた構造を有しており、キャビティ２２の各コーナー部の側壁４８に配置されている。そして、これらの第２キャスタレーション４１のうちの一部または全部は、メタライズ層２４と、グランド層に対応したパッド部２７とを導通させている。なお、本実施形態の第２キャスタレーション４１の全体としての断面形状は、いわゆる略三日月状であって、少なくとも半月状でないということができる。

ここで、略矩形状のキャビティ２２の平面視での外形は、基本的に４つの辺５１，５１，５１，５１によって規定されるが、そのうち隣接する２つの辺５１，５１の延長線同士が交わる点を仮想交点Ｐ１とする（図４，図５参照）。そして、その仮想交点Ｐ１からキャビティ２２の中心方向（図４，図５にて矢印で示す方向）にオフセットした仮想中心点Ｐ２を仮想し、さらにそれを中心とする半径Ｒ１の仮想円５２を仮想してみる。このとき、仮想円５２においてキャビティ２２の平面視での外形線よりも外側の領域となる円弧５３を想定する。本実施形態の第２キャスタレーション４１の凹溝部４２は、この円弧５３に沿った断面形状を呈している。なお、本実施形態では仮想円５２の半径Ｒ１が、０．０７ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度に設定されている。

例えば図４に示す第２キャスタレーション４１では、仮想交点Ｐ１を基準とした仮想中心点Ｐ２のオフセット量５４が、仮想円５２の半径Ｒ１の０．８８倍となっている。また、第２キャスタレーション４１において凹溝部４２に対応した円弧５３の長さは、仮想円５２の円周長の１９０／３６０となっている。同様に図５に示す第２キャスタレーション４１では、仮想交点Ｐ１を基準とした仮想中心点Ｐ２のオフセット量５４が、仮想円５２の半径Ｒ１の１．１７倍となっている。また、第２キャスタレーション４１において凹溝部４２に対応した円弧５３の長さは、仮想円５２の円周長の１６０／３６０となっている。従って、図４，図５のものは、オフセット量５４及び円弧５３の長さの両方が、本発明における好適範囲内の値となるように設定されている。ちなみに、本実施形態では仮想円５２の半径Ｒ１が０．０７ｍｍ〜０．１５ｍｍであることから、仮想円５２の円周長が０．４４ｍｍ〜０．９４ｍｍとなっている。

また、図４に示す第２キャスタレーション４１では、断面円弧状を呈する凹溝部４２とキャビティ２２の平面視での外形線（即ち、辺５１）とがなす角度θが、約１３０°となっている。図５に示す第２キャスタレーション４１では、断面円弧状を呈する凹溝部４２とキャビティ２２の平面視での外形線とがなす角度θが、約１４０°となっている。従って、図４，図５のものは、角度θについても本発明における好適範囲内の値となるように設定されている。

次に、上記構造のセラミックパッケージ１０を製造する方法について図６〜図１５に基づいて説明する。

まず、セラミック基板１１となるべきセラミック未焼結体を準備する準備工程を実施する。具体的には、アルミナ粉末、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を混合してスラリーを作製する。そしてこのスラリーを従来周知の手法（例えばドクターブレード法やカレンダーロール法）によりシート状に成形して、図６に示すようなセラミックグリーンシート６４，６５を２枚作製する。

続く穴あけ工程では、セラミック未焼結体である上側セラミックグリーンシート６４におけるキャビティ形成予定部７２の各コーナー部に、後に第２キャスタレーション４１の一部となるべき穴部７１をそれぞれ貫通形成する（図７，図８参照）。これらの穴部７１は、従来周知のパンチング（打ち抜き）加工によって形成されてもよく、あるいはレーザ加工やドリル加工などの手法によって形成されてもよい。また、これらの穴部７１とは異なる位置、つまり製品領域の切断予定線上の位置に、後に第１キャスタレーション３１となるべき別の穴部７５を貫通形成する。

続く導体部形成工程では、穴部７１，７５内にそれぞれ導体部を形成する。より具体的にいうと、まず従来周知のペースト印刷装置によるビアメタライズ充填を行って、穴部７１内にタングステンペースト７７を充填する（図９参照）。即ち、穴部７１を完全にタングステンペースト７７で満たすようにする。次いで、キャスタレーション印刷を行って、穴部７５の内周面にタングステンペースト７７を付着させる。従って、穴部７５内は完全にタングステンペースト７７で満たされていなくてもよく、穴部７１の中心部は空洞状になっている。なお、上記のようにビアメタライズ充填後にキャスタレーション印刷を行ってもよいほか、キャスタレーション印刷後にビアメタライズ充填後を行ってもよい。そして次に、セラミックグリーンシート６４，６５の上にタングステンペースト７７をパターン印刷する（図１０参照）。これらの印刷層は、後に素子搭載部２３、メタライズ層２４、パッド部２７、内層導体パターン２８となるべき部分である。

続くキャビティ及びキャスタレーション同時形成工程では、セラミック未焼結体である上側セラミックグリーンシート６４におけるキャビティ形成予定部７２を切削加工により除去する。そして、この切削加工により、平面視略矩形状のキャビティ２２を形成する（図１１参照）。その際、穴部７１及びその中に充填されたタングステンペースト７７（導体部４３）の一部を切り欠くようにする。この結果、凹溝部４２の表面上に導体部４３を設けた構造の第２キャスタレーション４１が４箇所に形成される。

ここで、キャビティ形成予定部７２のコーナー部に対応して、離間した４箇所に穴部７１及び導体部４３が形成されている場合を想定する。図８に示されるように、各穴部７１は中心点Ｐ３を有しており、それらの中心点Ｐ３を結んだときにできる矩形を「第１仮想矩形８１」として定義する。仮に第１仮想矩形８１の外形線に沿って機械加工を行いその内側領域を除去する場合を考えると、除去されずに残る部分の比率が大きすぎてしまい、好適な断面形状の第２キャスタレーション４１を得ることができない。ゆえに、キャスタレーション形成部に十分なシールパスを確保しにくくなる。そこで、第１仮想矩形８１よりも一回り大きな矩形を想定し、これを「第２仮想矩形８２」と定義する。この第２仮想矩形８２の外形線に沿って機械加工を行いその内側領域を除去する場合を考えると、除去されずに残る部分の比率が適度に小さくなる結果、好適な断面形状の第２キャスタレーション４１を比較的容易に得ることが可能となる。

続く積層工程では、下側セラミックグリーンシート６５の上に上側セラミックグリーンシート６４を積層し、従来周知のラミネート装置を用いて厚さ方向に所定の荷重を加えることにより、これらを圧着、一体化して積層体を形成する（図１２参照）。

続く溝入れ工程では、従来周知のブレード装置を用いることにより、製品領域の外形線に沿って積層体の表面及び裏面に断面Ｖ字状のブレーク溝８５を格子状に形成する（図１３参照）。

その後、この積層体をアルミナが焼結しうる所定の温度（例えば１５００℃〜１８００℃程度の温度）に加熱する焼成工程を行う。この焼成を経ると、下側セラミックグリーンシート６５及び上側セラミックグリーンシート６４が焼結して、キャビティ２２を有するセラミック基板１１が得られる。また、タングステンペースト７７の焼結によって、素子搭載部２３、メタライズ層２４、パッド部２７、内層導体パターン２８、第２キャスタレーション４１の導体部４３などが形成される。なお、この状態のものは、セラミックパッケージ１０となるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列した構造の多数個取り用セラミックパッケージ１０１であると把握することができる（図１４参照）。

さらに、図１４の多数個取り用セラミックパッケージ１０１のメタライズ層２４に対して、電解ニッケルめっき、銀ロウ材層の形成、金属製リング２５のロウ付け、電解ニッケル−金めっき等を行った後、ブレーク溝８５に沿って分割する。すると、個々の製品であるセラミックパッケージ１０が多数個同時に得られる。ブレーク工程時にはパッケージ外周部に応力が加わりやすく、通常であれば第２キャスタレーション４１の周囲にクラックが生じやすくなるが、本実施形態ではクラックが生じなかった。そしてこのようなブレーク工程の後、セラミックパッケージ１０のキャビティ２２に半導体素子２１を実装し、金属製キャップ２６を取り付ければ、図１に示す素子付きセラミックパッケージが完成する。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）このセラミックパッケージ１０では、上記断面形状を有する第２キャスタレーション４１は、キャビティ２２の中心方向に若干オフセットしていることに加え、キャビティ２２のコーナー部の側壁４８に配置されている。このため、キャスタレーション形成部に十分なシールパスを確保することができ、リーク発生率を低く抑えることができる。従って、シール性に優れたセラミックパッケージ１０を得ることができる。

（２）このセラミックパッケージ１０では、仮想交点Ｐ１を基準とした仮想中心点Ｐ２のオフセット量５４、円弧５３の長さの両方が、本発明における好適範囲内の値となるように設定されている。それゆえ、第２キャスタレーション４１の低抵抗化を図りつつ、十分なシールパスを確保し、かつエッジ４５におけるバリの発生率を低減することができる。ゆえに、歩留まりが向上するとともに、バリ除去作業が不要になって低コスト化が図られる。

（３）このセラミックパッケージ１０の第２キャスタレーション４１の場合、凹溝部４２とキャビティ２２の平面視での外形線とがなす角度θが、１００°以上１４０°以下という好適範囲内の値となるように設定されている。このため、第２キャスタレーション４１のエッジ４５におけるバリの発生率を低く抑えることができ、歩留まり向上及び低コスト化を図ることができる。

（４）また、本実施形態のセラミックパッケージ１０の製造方法によると、キャビティ形成予定部７２を機械加工により除去することで、キャビティ２２及び第２キャスタレーション４１を同時に形成できるため、工数の増加を防止できる。また、かかる同時形成工程は加工しやすいセラミック未焼結体に対して行われるため、比較的簡単にキャビティ２２及び第２キャスタレーション４１を形成することができる。ゆえに、この製造方法によれば、セラミックパッケージ１０を比較的簡単にかつ効率よく製造することができる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。

・例えば、実施形態ではキャビティ２２及び第２キャスタレーション４１を同時に形成したが、これを別々に形成してもよい。例えば、上記の穴あけ工程の実施後、導体部形成工程を行わずに以下の工程を実施する。即ち、セラミック未焼結体におけるキャビティ形成予定部７２を機械加工により除去することで、平面視略矩形状のキャビティ２２を形成するとともに、その際に前記穴部７１の一部を切り欠くようにする。次いで、導体部形成工程を行って、切り欠かれずに残った穴部７１（つまり凹溝部４２）に導体部４３を形成することで、所望構造の第２キャスタレーション４１を形成する。

次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）セラミック基板に素子を搭載可能な平面視略矩形状のキャビティが形成され、凹溝部の表面上に導体部を設けた構造であって全体として略三日月状の断面形状を有するキャスタレーションが前記キャビティのコーナー部の側壁に形成されたセラミックパッケージ。

（２）セラミック基板に素子を搭載可能な平面視略矩形状のキャビティが形成され、凹溝部の表面上に導体部を設けた構造のキャスタレーションが前記キャビティのコーナーの側壁に形成されたセラミックパッケージを製造する方法であって、複数の製品領域を含むセラミック基板となるべきセラミック未焼結体を準備する準備工程と、前記セラミック未焼結体におけるキャビティ形成予定部のコーナー部に穴部を形成する穴あけ工程と、前記穴部内に導体部を形成する導体部形成工程と、前記セラミック未焼結体における前記キャビティ形成予定部を機械加工により除去することで、平面視略矩形状のキャビティを形成するとともに、その際に前記穴部及び前記導体部の一部を切り欠くことで、凹溝部の表面上に前記導体部を設けた構造のキャスタレーションを形成するキャビティ及びキャスタレーション同時形成工程と、前記セラミック未焼結体における製品領域の外形線に沿って格子状にブレーク溝を形成する溝入れ工程と、前記キャビティ及び前記キャスタレーションが形成されたセラミック未焼結体を焼成してセラミック基板とする焼成工程と、前記セラミック基板を前記ブレーク溝に沿って分割し個片化するブレーク工程とを含むセラミックパッケージの製造方法。

本発明を具体化した一実施形態のセラミックパッケージを示す概略断面図。 セラミックパッケージを構成するセラミック基板の概略平面図。 セラミックパッケージにおける第２キャスタレーションを示す部分拡大斜視図。 セラミックパッケージにおける第２キャスタレーションを示す部分拡大平面図。 セラミックパッケージにおける第２キャスタレーションを示す部分拡大平面図。 セラミックパッケージの製造方法を説明するための概略断面図。 セラミックパッケージの製造方法を説明するための概略断面図。 セラミックパッケージの製造方法を説明するための概略平面図。 セラミックパッケージの製造方法を説明するための概略断面図。 セラミックパッケージの製造方法を説明するための概略断面図。 セラミックパッケージの製造方法を説明するための概略断面図。 セラミックパッケージの製造方法を説明するための概略断面図。 セラミックパッケージの製造方法を説明するための概略断面図。 セラミックパッケージの製造方法を説明するための概略断面図。 セラミックパッケージの製造方法を説明するための概略断面図。

符号の説明

１０…セラミックパッケージ
１１…セラミック基板
２１…素子としての半導体素子
２２…キャビティ
４１…（第２）キャスタレーション
４２…凹溝部
４３…導体部
４８…キャビティの側壁
５１…辺
５２…仮想円
５３…円弧
５４…オフセット量
６４，６５…セラミック未焼結体としてのセラミックグリーンシート
７１…穴部
７２…キャビティ形成予定部
Ｐ１…仮想交点
Ｐ２…仮想中心点
θ…角度

Claims (8)

1. セラミック基板に素子を搭載可能な平面視略矩形状のキャビティが形成され、凹溝部の表面上に導体部を設けた構造のキャスタレーションが前記キャビティの側壁に形成されたセラミックパッケージにおいて、
   前記凹溝部は、
   前記キャビティのコーナー部の側壁に配置されるとともに、
   前記キャビティの平面視での外形を規定する４つの辺のうち、隣接する２つの辺の延長線同士が交わる点を仮想交点とし、その仮想交点から前記キャビティの中心方向にオフセットした仮想中心点を中心とする仮想円を仮想したとき、その仮想円において前記キャビティの平面視での外形線よりも外側の領域となる円弧に沿った断面形状を呈している
   ことを特徴とするセラミックパッケージ。
2. 前記仮想交点を基準とした前記仮想中心点のオフセット量は、前記仮想円の半径の０．７５倍以上１．２５倍以下であ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。
3. 前記凹溝部に対応した前記円弧の長さは、前記仮想円の円周長の１５０／３６０以上２４０／３６０以下であ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。
4. 断面円弧状を呈する前記凹溝部と前記キャビティの平面視での外形線とがなす角度は、１００°以上１４０°以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセラミックパッケージ。
5. セラミック基板に素子を搭載可能な平面視略矩形状のキャビティが形成され、凹溝部の表面上に導体部を設けた構造のキャスタレーションが前記キャビティの側壁に形成されたセラミックパッケージにおいて、
   前記凹溝部は、前記キャビティのコーナー部の側壁に配置されるとともに、その断面形状が円弧状を呈し、
   断面円弧状を呈する前記凹溝部と前記キャビティの平面視での外形線とがなす角度は、１００°以上１４０°以下である
   ことを特徴とするセラミックパッケージ。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセラミックパッケージを製造する方法であって、
   セラミック基板となるべきセラミック未焼結体を準備する準備工程と、
   前記セラミック未焼結体におけるキャビティ形成予定部のコーナー部に穴部を形成する穴あけ工程と、
   前記穴部内に導体部を形成する導体部形成工程と、
   前記セラミック未焼結体における前記キャビティ形成予定部を機械加工により除去することで、平面視略矩形状のキャビティを形成するとともに、その際に前記穴部及び前記導体部の一部を切り欠くことで、凹溝部の表面上に前記導体部を設けた構造のキャスタレーションを形成するキャビティ及びキャスタレーション同時形成工程と、
   前記キャビティ及び前記キャスタレーションが形成されたセラミック未焼結体を焼成してセラミック基板とする焼成工程と
   を含むセラミックパッケージの製造方法。
7. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセラミックパッケージとなるべき製品領域を平面方向に沿って縦横に複数配列したことを特徴とする多数個取り用セラミックパッケージ。
8. 請求項７に記載の多数個取り用セラミックパッケージを製造する方法であって、
   セラミック基板となるべきセラミック未焼結体を準備する準備工程と、
   前記セラミック未焼結体におけるキャビティ形成予定部のコーナー部に穴部を形成する穴あけ工程と、
   前記穴部内に導体部を形成する導体部形成工程と、
   前記セラミック未焼結体における前記キャビティ形成予定部を機械加工により除去することで、平面視略矩形状のキャビティを形成するとともに、その際に前記穴部及び前記導体部の一部を切り欠くことで、凹溝部の表面上に前記導体部を設けた構造のキャスタレーションを形成するキャビティ及びキャスタレーション同時形成工程と、
   前記キャビティ及び前記キャスタレーションが形成されたセラミック未焼結体を焼成してセラミック基板とする焼成工程と
   を含む多数個取り用セラミックパッケージの製造方法。

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