JP4373309B2 - 電子部品用パッケージ - Google Patents

Description

本発明は、電子素子を内部に搭載する電子部品用のパッケージに関する。

従来より、携帯用通信機器等の電子機器には各種電子部品が使用されており、そのうち基準信号発生源等とする圧電振動子や圧電発振器などは、素子である圧電振動板を容器内部に気密封止した形態の電子部品として用いられている。

かかる従来の電子部品の構造を、圧電振動子を例示して説明する。図３には表面実装形態の圧電振動子を示した。即ち、矩形状の平板絶縁層３１ａと枠状絶縁層３１ｂとを積層して、且つ枠状絶縁層３１ｂの積層面と反対側の枠形状の主面上（以下容器側壁頂部という）には金属層３５が形成して容器３１を構成している。枠状絶縁層３１ｂと平板絶縁層３１ａとで囲われた容器内部空間３２に露出している平板絶縁層３１ａの主面上には素子接続用電極パッド３３が形成されており、この素子接続用電極パッド３３に、導電性接着剤を介して電気的に接続する一対の容器接続用電極を有する圧電振動板３４を固着導通させる。

圧電振動板３４を容器内部空間３２内に搭載した容器３１の容器側壁頂部に形成してある金属層３５の上に、容器内部空間３２の開口部を覆うように、容器側の主面全面に金属ろう材をクラッド化した金属蓋体３６を配置して、この蓋体３６と金属層３５をシーム溶接などで接合することにより容器内部空間３２を気密封止したパッケージ構造の圧電振動子３０が知られている。（例えば、特許文献１を参照。）

このような圧電振動子３０は容器３１の下面に設けられている外部接続用電極パッド３７を介して圧電振動板３４に形成してある励振用電極３８に外部からの変動電圧が印加されると、圧電振動板３４の特性に応じた所定の周波数で厚みすべり振動を起こすようになっており、その共振周波数に基づいて外部の発振回路で所定周波数の基準信号が発振出力される。このような基準信号は、例えば携帯用通信機器等の電子機器におけるクロック信号として利用されることとなる。

尚、このようなパッケージを用いた電子部品につきましては、以下のような先行技術文献が公知となっている。

特開２００１−２７４６４９号公報

なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。

しかしながら、上述した従来の電子部品に使用されるパッケージにおいては、蓋体が蓋体を構成する金属板に金属ろう材クラッド化したものが使用されているので、溶接やエージング等の加熱時に、金属板と金属ろう材との熱膨張率の違いにより蓋体に反りや歪みが生じてしまう場合がある。このため、蓋体と容器との間に亀裂などが生じ、パッケージとしての気密精度が劣化してしまう。

又、小型化が進んだ容器では、容器の側壁頂部の厚さ方向の寸法が約０．５ｍｍ程度しかなく、蓋体を容器の上に配置する際の位置決めが非常に難しく、少しでも蓋体配置位置がずれると気密不良を起こしてしまう。

本発明は上述の課題を鑑み案出されたもので、その目的は、安定して精度良く気密封止でき、生産性を向上させることができる電子部品用のパッケージを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の電子部品用パッケージは、矩形状の絶縁性容器の内部に電子素子が搭載されており、この絶縁性容器の側壁頂部には絶縁性容器の開口部を覆う形態の金属製の矩形状の蓋体が配置されており、この蓋体と前記側壁頂部に設けた金属層とを溶融固着し絶縁性容器内の電子素子を気密封止している電子部品用パッケージにおいて、蓋体の容器接合側主面には、この蓋体の外側主面から窪んだ矩形状の突起部が少なくとも一つ設けられており、この突起部は、突起部の容器内部側に露出している側面のうち容器内側面に対面している面が、蓋体を容器頂部に配置した際に、容器内側面と接触する形態であり、この突起部の容器内部側に露出している側面のうち容器内側面に対面している面と容器内側面とが、溶融接合してあることを特徴とする電子部品用パッケージである。

上記記載の本発明の電子部品用パッケージによれば、蓋体の容器接合側主面に反対側の外側主面から窪んだ矩形状の突起部が形成されていることにより、この突起部が梁と同様の作用を成し、蓋体に構成部材の熱膨張の違いによる反りや歪みを生じさせない。

又、蓋体を容器頂部に配置した際に、この突起部の容器内部側側面うち容器内側面に対面している面が、容器内側面と接触する形態に突起部を形成することにより、蓋体を容器体に正確且つ容易に配置することができる。更に、突起部の容器内部側側面うち容器内側面に対面している面が容器内側面と接触している形態において蓋体を加熱し気密封止した場合、蓋体の外周辺縁部の容器側主面と容器の側壁頂部の金属層との溶融接合以外に、突起部の容器内部側側面うち容器内側面に対面している面と容器内側面との間も加熱により溶融接合するので、従来技術に比べ接合面積が増えるので、容器内部空間の気密性が向上する。

因って、本発明による電子部品用パッケージを用いることにより、信頼性が高く且つ製造効率が良い電子部品用パッケージを提供できる効果を奏する。

以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について、電子部品の一つである圧電振動子を例示して説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
図１は、本発明を用いた圧電振動子用パッケージの一部分解斜視図である。図２は、図１記載の圧電振動子用パッケージを組み立てた後記載のＡ−Ａ線で切断した場合の断面構造図である。尚、各図において、本説明に必ずしも必要としない部品又は構造体は図示していない。又、各図を明確にするために一部部品又は構造体を誇張して図示しており、各図の部品及び構造体の厚み寸法については特に誇張してある。

図１及び図２に示す圧電振動子１０は大略的に言って、容器１１と圧電振動板１２と蓋体１３とで構成されている。即ち、パッケージを構成する容器１１は、例えばガラス−セラミックス、アルミナセラミックス等のセラミックス材料からなる矩形状の平板絶縁層１１ａと、外周形状が平板絶縁層１１ａと同じ枠状絶縁層１１ｂとを積層し、且つ枠状絶縁層１１ｂの積層面と反対側の枠形状の主面（以下容器側壁頂部という）には金属層１９が形成されており、この枠状絶縁層１１ｂと平板絶縁層１１ａとで囲われた容器内部空間１４に露出している平板絶縁層１１ａの一方の主面上には一対の素子接続用電極パッド１５が形成されている。また、平板絶縁層１１ａの他方の主面には、容器内に搭載する圧電振動板１２と電気的に接続した入出力端子やＧＮＤ端子などの外部接続用電極パッド１６が設けられている。

かかる容器１１に設けられている一対の素子接続用電極パッド１５は、その上面側で圧電振動板１２の容器接続用電極１７に導電性接着剤を介して電気的に接続されており、下面側では、容器１１を構成する絶縁層表面の導体パターンや、絶縁層内部のビア導体などを介して容器１１の下面の外部接続用電極パッド１６のうちの入出力端子に電気的に接続されている。尚、上奏した外部接続用電極パッド１６は、圧電振動子１０をマザーボード等の外部電気回路網に搭載する際、外部電気回路の回路配線とハンダやバンプ等の導電性を有する接合部材を介して電気的に接続固着されることとなる。

また、容器１１の容器内部空間１４内に搭載される圧電振動板１２は、例えば圧電材として水晶を用いた場合、所定の結晶軸でカットした厚み３０μｍ〜１６０μｍの水晶素板の両主面に一対の励振用電極が形成しており、外部接続用電極パッド１６の入出力端子から、容器接続用電極１７及びこの容器接続用電極１７と電気的に接続した励振用電極１８を介して、水晶素板に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こすようになっている。

容器１１を構成する枠状絶縁層１１ｂは、容器１１と後述する蓋体１３との間に圧電振動板１２が搭載される所定の空間を確保するためのスペーサとして機能するものであり、その容器１１の容器側壁頂部に形成した金属層１９の上には、略矩形状で容器内部空間１４の開口部を全て覆う大きさの蓋体１３が配置され、この蓋体１３を金属層１９に固着封止し、容器内部空間１４内の圧電振動板１２を密封することで、圧電振動子１０のパッケージを構成する。尚、前記金属層１９としては、例えば、タングステンやモリブデン等からなるメタライズ層、Ｎｉ層及びＡｕ層を順に積層してなる３層構造のものが用いられている。

このような蓋体１３の主構造体は、例えば４２アロイ、コバール又はリン青銅などの金属からなり、その外形形状の形態は概略矩形平板形状をなしている。又、蓋体１３の主構造体である金属板の容器接合側主面には金属ろう材２０がクラッド化して形成されている。この金属ろう材２０は金属板面側からＮｉ層、Ａｕ−Ｓｎ層が順に積層され構成されているものであり、その厚みは、Ｎｉ層が２μｍ〜８μｍ、Ａｕ−Ｓｎ層が１０μｍ〜３０μｍである。また金属ろう材２０として使用する他の物質としては銀ろうが挙げられる。

また、蓋体１３には、金属のしぼり加工によって、蓋体１３の容器接合側主面にこの蓋体１３の外側主面から窪み且つ容器接合側主面へ突き出た長矩形状の突起部２１が形成されている。この突起部は、蓋体１３を容器１１の容器側壁頂部へ配置した際に、容器内部空間１４に突出するような位置に形成されてが、容器内部空間１４内に搭載している圧電振動板１２には接触しないよう形成されている。この突起部２１を形成することで、突起部２１が蓋体１３の梁の作用をなし、溶接やエージング等の加熱時に、蓋体１３を構成する金属板と金属ろう材との熱膨張率の違いにより蓋体１３に反りや歪みが生じることを防止できる。特に矩形状の蓋体１３の長辺に平行に２箇所以上形成すると、その作用はより効果を奏する。

更に、この突起部２１を、突起部２１の容器内部空間に露出している部分のうち、容器内部空間１４の側面に対面している面が、蓋体１３を容器１１の容器側壁頂部に配置した際に、この容器内側面と接触する形態に形成する。このことにより、蓋体１３を容器側壁頂部に容器内部空間の側面をガイドとして精度良く位置を合わせて配置できる。又、配置後も突起部２１が容器内側面に引っ掛かることで、配置位置がズレることがない。

更にまた、突起部２１の容器内部側に露出している側面のうち容器内側面に対面している面が容器内側面と接触している形態において蓋体１３をシーム溶接法等で加熱し気密封止した場合、蓋体１３の外周辺縁部の容器側主面と容器１１の側壁頂部の金属層１９との溶融接合以外に、突起部２１の容器内部側側面うち容器内側面に対面している面と容器内側面間も封止工程の加熱により溶融接合するので、従来技術に比べ蓋体１３と容器１１との間の接合面積が増えるので、容器内部空間１４の気密性が更に向上する。

尚、本実施例及び図面では、突起部２１を蓋体１３の長辺に平行に２個形成した形態を開示したが、上記各々における作用効果を奏することができるのであれば、突起部２１の形態及びその形成個数を本実施例に限定するものではなく、例えば、蓋体１３に反りや歪みが生じることの防止作用及び高精度の位置合わせ作用のみ必要とするならば、蓋体１３の対角線上に突起部を設けた形態でも構わない。

この蓋体１３は、容器１１及び容器１１の側壁頂部に形成した金属層１９に設けたビアホール導体を介して容器１１の下面に形成した外部接続用電極パッド１６のうちのＧＮＤ端子電気的に接続されており、これによって蓋体１３は圧電振動子として使用した際に、接地電位に保持されることにより、内部に搭載した圧電振動板１２は蓋体１３のシールド効果によって外部からの不要な電気的作用、例えばノイズなどから保護される。

尚、本実施例では、パッケージを使用する電子部品として、電子部品用パッケージの中に搭載する電子素子として圧電振動板（圧電材として水晶を使用した場合は水晶振動板）を用いた圧電（水晶）振動子を例示したが、本発明に係る電子部品用パッケージは本実施例に限定するものではなく、容器内部に半導体素子等を搭載したような電子部品にも、本発明におけるパッケージの形態は使用可能である。

図１は、本発明の電子部品用パッケージを電子部品の一つである圧電振動子に使用した場合を示した分解斜視図である。 図２は、図１記載の電子部品用パッケージを組み立てた後、図１記載の切断線Ａ−Ａで切断した場合の断面形態を図示した断面図である。 図３は、従来の圧電振動子に使用している電子部品パッケージを示した分解斜視図。

符号の説明

１０・・・圧電振動子
１１・・・容器
１２・・・圧電振動板
１３・・・蓋体
１４・・・容器内部空間
２０・・・金属層
２１・・・突起部

Claims (1)

1. 矩形状の絶縁性容器の内部空間に電子素子が搭載されており、該絶縁性容器の側壁頂部には該絶縁性容器の開口部を覆う形態の金属製の矩形状の蓋体が配置されており、該蓋体と該側壁頂部に設けた金属層とを溶融固着し該絶縁性容器内の電子素子を気密封止している電子部品用パッケージにおいて、
   該蓋体の容器接合側主面には、該蓋体の外側主面から窪んだ矩形状の突起部が少なくとも一つ設けられており、該突起部は、該突起部の容器内部側に露出している側面のうち容器内側面に対面している面が、該蓋体を該容器頂部に配置した際に、該容器内側面と接触する形態であり、該突起部の容器内部側に露出している側面のうち該容器内側面に対面している面と該容器内側面とが、溶融接合してあること特徴とする電子部品用パッケージ。

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