JP4463056B2 - 電子部品収納用パッケージ - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路素子、ＬＤ（半導体レーザ），ＬＥＤ（発光ダイオード），ＰＤ（フォトダイオード），ＣＣＤ，ラインセンサー，イメージセンサー等の光半導体素子、圧電振動子，水晶振動子等の振動子、その他の種々の電子部品を収納する電子部品収納用パッケージに関する。

従来、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路素子、ＬＤ，ＬＥＤ，ＰＤ，ＣＣＤ，ラインセンサー，イメージセンサー等の光半導体素子、圧電振動子，水晶振動子等の振動子、その他の種々の電子部品を収納する電子部品収納用パッケージは、一般に、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成り、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、搭載部またはその周辺から絶縁基体の側面にかけて形成された配線導体と、絶縁基体の下面に形成された複数の接続パッドとを有する構造である。

そして、絶縁基体の搭載部に電子部品を搭載するとともに、電子部品の信号用や接地用、電源用等の電極を対応する配線導体に半田やボンディングワイヤを介して接続し、必要に応じて電子部品を樹脂やキャップで封止することにより電子装置として完成する。その後、複数の接続パッドを、それぞれ対応する外部電気回路基板の回路配線に半田等から成る導体バンプを介して接続することにより、電子装置が外部電気回路基板に実装される。
特開１９９１−６２５５９号公報

近年、上記従来技術の電子部品収納用パッケージにおいては、ラインセンサー素子や圧電振動子等の長方形状の電子部品を搭載する用途が増加しているため、このような長方形状の電子部品の搭載に適した、絶縁基体を長方形状としたものが用いられるようになってきている。また、電子装置の小型化や電極の増加に応じて、個々の接続パッドも、その面積を小さくして形成されるようになってきている。これに応じて、接続パッドと導体バンプとの接合面積も小さくなってきている。

また、電子部品収納用パッケージ（電子装置）の外部電気回路基板における占有面積を小さく抑えるために、絶縁基体側面に複数の接続パッドを配列形成した構造が用いられるようになってきている。電子装置は、絶縁基体側面が外部電気回路基板に対向するように縦方向に立設されて実装される。この場合、狭い絶縁基体側面に多数の接続パッドを形成する必要があり、接続パッドは絶縁基体側面の全長近くにわたって形成される。その結果、長方形状の絶縁基体側面に沿って形成された複数の接続パッドを外部電気回路に導体バンプ等を介して接続したときに、絶縁基体の長辺方向の両端部分で、絶縁基体と外部電気回路基板との熱膨張係数の差に起因して生じる大きな熱応力により、接続パッドや外部電気回路基板の回路配線と導体バンプとの接合面や、導体バンプ自体に短期間で機械的な破壊を生じてしまい、電子部品収納用パッケージの外部接続の信頼性が大きく低下するという問題があった。

特に、ラインセンサー素子搭載用の絶縁基体等のように、長辺方向の長さが２０ｍｍ以上となるような非常に細長いものの場合や、導体バンプの材料として錫−銀合金等の鉛非含有の高融点の半田を用いる場合には、熱応力が非常に大きくなるとともに導体バンプによる熱応力を吸収緩和する作用も低下し易いことから、上記のような導体バンプの機械的な破壊等の不具合の発生が顕著となる。

本発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、絶縁基体が長方形状でその側面の上下端部に沿って接続パッドが複数形成された電子部品収納用パッケージにおいて、接続パッドを外部電気回路に長期にわたって安定して電気的に接続させておくことが可能な、信頼性に優れたものを提供することにある。

本発明の電子部品収納用パッケージは、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、前記搭載部またはその周辺から前記絶縁基体の側面にかけて形成された配線導体と、前記絶縁基体の側面の上端部および下端部に沿って形成された複数の接続パッドと、前記絶縁基体の側面の中央部に長手方向に延びるように形成された帯状導体とを具備しており、前記接続パッドは、前記絶縁基体の側面の上端部または下端部の並びの中で、中央部に位置するものから両端部に位置するものにかけて、漸次その寸法が大きくなっていることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージは好ましくは、前記帯状導体は、前記複数の接続パッドの並びの長さよりも長いことを特徴とする。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは好ましくは、前記絶縁基体は、内部に接地用配線導体または電源用配線導体が形成されており、前記帯状導体は、前記接地用配線導体または前記電源用配線導体に電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージによれば、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、搭載部またはその周辺から絶縁基体の側面にかけて形成された配線導体と、絶縁基体の側面の上端部および下端部に沿って形成された複数の接続パッドと、絶縁基体の側面の中央部に長手方向に延びるように形成された帯状導体とを具備しており、接続パッドは、絶縁基体の側面の上端部または下端部の並びの中で、中央部に位置するものから両端部に位置するものにかけて、漸次その寸法が大きくなっていることから、絶縁基体の側面が外部電気回路基板に対向するようにして実装することができ、外部電気回路基板に対する占有面積を小さくして実装することができる。

また、接続パッドは、絶縁基体の側面の上端部および下端部の両方に形成されているため、狭い絶縁基体の側面に多数を配列形成することができる。また、接続パッドを外部電気回路基板の回路配線に導体バンプを介して接続するときに、帯状導体を外部電気回路基板の例えばダミーの接続導体等に半田等を介して接続することにより、電子部品収納用パッケージの外部電気回路基板に対する接続を補強することができる。また、接続パッドは、絶縁基体の側面の上端部または下端部の並びの中で、中央部に位置するものから両端部に位置するものにかけて、漸次その寸法が大きくなっていることから、端部における接続強度を有効に確保することができる。

その結果、絶縁基体が長方形状で、長辺方向の両端部で熱応力等の応力が電子部品収納用パッケージと外部電気回路基板との接続部分に大きく作用したとしても、接続パッドや外部電気回路基板の回路配線と導体バンプとの接合面や、導体バンプ自体に短期間で機械的な破壊を生じることはなく、多数の接続パッドを形成することができるとともに外部電気回路基板に対する占有面積が小さく、かつ電気的接続の信頼性に優れた電子部品収納用パッケージとすることができる。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは好ましくは、帯状導体は、複数の接続パッドの並びの長さよりも長いことから、特に熱応力が大きく作用する接続パッドの並びの両端側における接続をより効果的に補強することができ、より一層外部接続の信頼性に優れた電子部品収納用パッケージを提供することができる。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは好ましくは、絶縁基体は、内部に接地用配線導体または電源用配線導体が形成されており、帯状導体は、接地用配線導体または電源用配線導体に電気的に接続されていることから、電子部品収納用パッケージの接地用配線導体や電源用配線導体等の大きな電流が流れる配線導体を外部電気回路基板の対応する接地用回路配線や電源用回路配線に確実に電気的に接続させることができ、電子部品収納用パッケージの外部接続の信頼性をより一層良好とすることができる。

また、帯状導体を接地用配線導体または電源用配線導体に電気的に接続するとともに、この帯状導体を外部電気回路基板の対応する接地用回路配線や電源用回路配線に接続するようにすると、電子部品収納用パッケージの外部電気回路基板に対する接続を補強するために、外部電気回路基板に別途ダミーの接続用導体等を設ける必要はなく、外部接続の作業性をより容易なものとすることができる。

本発明の電子部品収納用パッケージを添付の図面に基づき詳細に説明する。

図１（ａ）は本発明の電子部品収納用パッケージの実施の形態の一例を示す側面図であり、図１（ｂ）は（ａ）の電子部品収納用パッケージの断面図である。図１において、１は絶縁基体、２は配線導体、３は接続パッド、４は帯状導体である。これら絶縁基体１，配線導体２，接続パッド３，帯状導体４により、本発明の電子部品収納用パッケージ９が主に構成される。

絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，窒化珪素質焼結体，炭化珪素質焼結体，ガラスセラミック焼結体等の電気絶縁材料から成る。絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウムや酸化珪素，酸化マグネシウム，酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダ，溶剤を添加混合して泥漿状となし、これをドクターブレード法を採用してシート状となすことにより複数枚のセラミックグリーンシートを得て、しかる後、セラミックグリーンシートを切断加工や打ち抜き加工により適当な形状とするとともにこれを複数枚積層し、最後にこの積層されたセラミックグリーンシートを還元雰囲気中、約１６００℃の温度で焼成することによって製作される。

絶縁基体１は、半導体集積回路素子や光半導体素子等の半導体素子，容量素子，圧電振動子，弾性表面波素子等の電子部品を搭載し支持するための基体として機能し、その上面に電子部品（図示せず）が搭載される搭載部６を有している。

なお、絶縁基体１は、電子部品を搭載するのに適した形状とされ、図１の例では、ラインセンサー素子や圧電振動子等の長方形状の電子部品を搭載するのに適するように長方形状に形成されている。例えば、電子部品がラインセンサー素子の場合、絶縁基体１は、長辺の長さが２０ｍｍで、短辺の長さが８ｍｍ等の、縦横比が２以上の細長いもので、厚みが３ｍｍ程度のものとされる。

なお、図１の例では、絶縁基体１は電子部品を収納し搭載するための凹部を形成した形状であるが、電子部品が搭載される領域に応じて、長方形の平板状の形状でもよい。

また、絶縁基体１の各角部は、円弧状に面取りされ、角部の破損を防止するようにしている。

絶縁基体１の搭載部６、またはその周辺、即ち搭載部６に搭載される電子部品の外縁よりも外側の近くでボンディングワイヤ等による接続を容易に行なうことができる程度の部位、から側面にかけて配線導体２が形成されている。配線導体２の絶縁基体１の側面に導出された部分には接続パッド３が形成されている。配線導体２および接続パッド３は、電子部品の電極を外部電気回路基板の回路配線に電気的に接続させるための導電路として機能する。

そして、絶縁基体１の上面等に電子部品を搭載するとともに、電子部品の信号用や接地用、電源用等の電極を対応する配線導体２の露出部分に半田やボンディングワイヤ等の導電性接続材を介して電気的に接続し、必要に応じて電子部品を蓋体や封止用樹脂で封止することにより電子装置として完成する。なお、接続パッド３が形成される絶縁基体１の側面は、電子部品が搭載される部位（上面）と隣接する。

この電子装置について、接続パッド３を外部電気回路基板の回路配線に半田等から成る導体バンプを介して電気的、機械的に接続することにより、電子部品の電極が配線導体２、接続パッド３および導体バンプを介して外部電気回路基板の回路配線に電気的に接続される。

配線導体２および接続パッド３は、タングステンやモリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金等の金属材料により形成されている。配線導体２および接続パッド３は、例えばタングステンからなる場合、タングステンの粉末を有機溶剤、樹脂バインダと混練して作製した導体ペーストを、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等の方法で印刷しておくことにより形成される。

また、絶縁基体１の側面の中央部に長手方向に延びるように帯状導体４が形成されている。帯状導体４は、電子部品収納用パッケージ９（電子装置）を外部電気回路基板に接続するときに、その接続を補強する機能をなす。例えば、電子部品収納用パッケージ９（電子装置）を外部電気回路基板に接続するときに、外部電気回路基板のうち絶縁基体１の側面の中央部に対向する部位にダミーの接続用導体を設けておき、電子部品収納用パッケージ９の帯状導体４をそのダミーの接続用導体に、導体バンプを形成するのと同様の半田等を介して接続することにより、電子部品収納用パッケージ９の外部電気回路基板に対する接続の強度を有効に補強することができる。

帯状導体４を外部電気回路基板に接続する際に用いる半田は、接続パッド３を外部電気回路基板に接続する導体バンプを形成する半田と同様のものを用いることができる。同様の半田を用いると、半田の溶融温度等の実装条件の調整が容易になる。

なお、帯状導体４は、上述した配線導体２や接続パッド３と同様の金属材料、タングステンやモリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金等を用いて形成することができ、例えばタングステンからなる場合、タングステンの粉末を有機溶剤、樹脂バインダと混練して作製した導体ペーストを、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートの側面にスクリーン印刷法等の方法で印刷しておくことにより形成される。

帯状導体４は、絶縁基体１の側面の上端部および下端部に形成されている接続パッド３に対して、上下で同じように接続を補強する効果を得るようにするため、絶縁基体１の側面の中央部に長手方向に延びるように形成する。帯状導体４が、絶縁基体１の側面の上端側または下端側のどちらか一方の端部に片寄っていると、電子部品収納用パッケージ９と外部電気回路基板との接続を補強する効果が、上端部と下端部との間でばらつくようになるため、補強の効果の弱い一方の端部側から導体バンプの破壊等が生じやすくなる。

また、帯状導体４は、絶縁基体１の長い側面において、接続パッド３と外部電気回路基板の回路配線との導体バンプを介した接続を補強するために、側面の長手方向に延びるように形成する。

帯状導体４は、図１に示したような細長い長方形状に限らず、絶縁基体１の側面に長手方向に延びるように形成され、かつ接続パッド３と短絡しないような形状であればよい。例えば、角を円弧状に丸めた長方形状のものや、長方形の辺の一部または全長を凹凸状（波形等）にしたような形状等でもよい。

さらに、上下端部間で接続の強度にばらつきが生じることを抑える上では、各接続パッド３は、上下で対向するもの同士については同じ形状、寸法とすること、隣接間隔も同じとすることがより好ましい。また、接続パッド３は、絶縁基体１の側面の上端部または下端部の各並びの中で、その並びの中央部に位置するものから両端部に位置するものにかけて、漸次その寸法を大きくするようにして、端部における接続強度を有効に確保するようにする。

帯状導体４について、絶縁基体１の上下両端部における複数の接続パッド３の並びの長さよりも長くなるようにして形成しておくと、接続パッド３の並びの全長にわたって接続パッド３と外部電気回路基板の回路配線との接続を効果的に補強することができる。また、特に応力が大きくなる傾向のある、接続パッド３の並びの両端部において、十分な長さの帯状導体４で外部電気回路基板に対する接続を補強することができる。そのため、電子部品収納用パッケージ９の外部電気回路基板に対する接続の強度をより有効に補強することができる。

また、絶縁基体１内部に電子部品収納用パッケージ９の接地用配線導体や電源用配線導体等の大きな電流が流れる配線導体２を形成し、これを帯状導体４を介して外部電気回路基板の対応する接地用回路配線や電源用回路配線に接続するときに、より確実に電気的に接続させることができ、電子部品収納用パッケージ９の外部接続の信頼性や、接続したときの電気的な特性をより一層良好とすることができる。

また本発明の電子部品収納用パッケージ９は、絶縁基体１が内部に接地用配線導体または電源用配線導体が形成されており、帯状導体４は、接地用配線導体または電源用配線導体に電気的に接続されていることが好ましい。絶縁基体１の内部に接地用配線導体または電源用配線導体を形成し、帯状導体４を接地用配線導体または電源用配線導体と電気的に接続するとともに、この帯状導体４を外部電気回路基板の対応する接地用回路配線や電源用回路配線に接続すると、電子部品収納用パッケージ９の外部電気回路基板に対する接続を補強するために、外部電気回路基板に別途ダミーの接続用導体等を設ける必要はなく、外部接続の作業性をより容易なものとすることができる。

なお、接地用配線導体や電源用配線導体は、電子部品が搭載される上面に一部が露出し、この露出した部分に電子部品の接地用や電源用の電極が電気的に接続される。電子部品の接地用や電源用の電極は、接地用配線導体や電源用配線導体を介して外部電気回路基板の接地用回路配線、電源用回路配線に電気的に接続され、これにより電子部品の接地や電源供給が行われる。

また、帯状導体４が電子部品収納用パッケージ９の接地用配線導体または電源用配線導体に電気的に接続されている場合、電子部品収納用パッケージ９の接地用配線導体や電源用配線導体等の大きな電流が流れる配線導体２を、外部電気回路基板の対応する接地用回路配線や電源用回路配線により確実かつ強固に電気的に接続させることができ、電子部品収納用パッケージ９の外部接続の信頼性をより一層良好とすることができる。

なお、セラミックグリーンシートの厚さを変えたり、導体ペーストを側面に塗布するセラミックグリーンシートの層数を変えることにより、側面の接続パッド３の高さおよび帯状導体４の幅を調整することができる。

また、帯状導体４は、接続パッド３との間隔を０．５ｍｍ以上確保することが好ましい。帯状導体４と接続パッド３との間隔が０．５ｍｍ未満になると、帯状導体４と接続パッド３との間が半田等で短絡し易くなるおそれがある。

なお、本発明は上述の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更は可能である。例えば、配線導体２や接続パッド３、帯状導体４の露出部分にニッケル，金，銅等のめっき層を被着させ、酸化腐食をより効果的に長期にわたって防止するとともに、半田の濡れ性やボンディングワイヤのボンディング性、導体バンプの接続強度等を向上させるようにしてもよい。

（ａ）は本発明の電子部品収納用パッケージの実施の形態の一例を示す側面図、（ｂ）は（ａ）の電子部品収納用パッケージの断面図である。

符号の説明

１・・・絶縁基体
２・・・配線導体
３・・・接続パッド
４・・・帯状導体
６・・・搭載部
９・・・電子部品収納用パッケージ

Claims (3)

1. 上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、前記搭載部またはその周辺から前記絶縁基体の側面にかけて形成された配線導体と、前記絶縁基体の側面の上端部および下端部に沿って形成された複数の接続パッドと、前記絶縁基体の側面の中央部に長手方向に延びるように形成された帯状導体とを具備しており、前記接続パッドは、前記絶縁基体の側面の上端部または下端部の並びの中で、中央部に位置するものから両端部に位置するものにかけて、漸次その寸法が大きくなっていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
2. 前記帯状導体は、前記複数の接続パッドの並びの長さよりも長いことを特徴とする請求項１記載の電子部品収納用パッケージ。
3. 前記絶縁基体は、内部に接地用配線導体または電源用配線導体が形成されており、前記帯状導体は、前記接地用配線導体または前記電源用配線導体に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子部品収納用パッケージ。

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