JP4514595B2 - 入出力端子ならびにこれを用いた電子部品収納用パッケージおよび電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、大電力用の電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージに用いられる入出力端子および電子部品収納用パッケージに関する。

近時の無線通信に代表される通信機器の発達に伴って、高周波帯域において高出力で作動するＩＣ，ＬＳＩ，トランジスタ等の半導体素子や圧電振動子，チップコンデンサ等の電子部品の需要が大幅に伸びている。特に携帯電話の基地局に代表されるような情報通信機器では、限られた電力で高出力の動作や長時間の信号変換ができるように高い効率で動作する高出力用の電子部品と、これを収納する電子部品収納用パッケージ（以下、パッケージともいう）が重要となってきている。すなわち、電子部品内部での電力損失が小さく、印加する直流信号を効率よく高周波信号に変換する電子部品と、この電子部品を収納して、その性能を最大限引き出すことができるパッケージが望まれている。

このようなことから、ガリウム・砒素（ＧａＡｓ）化合物半導体を用いたＭＥＳＦＥＴ（Metal Semiconductor Field Effect Transistor：金属半導体電界効果トランジスタ）の開発が進められてきたが、低電圧時に良好な特性が得られない、大電流の直流信号を効率よく高周波信号に変換できない、という点で問題があった。しかしながら、近年、ＧａＡｓ化合物半導体系ＨＢＴ（Heterojunction Bipolar Transistor：ヘテロ接合バイポーラトランジスタ）等の電子部品が、ＭＥＳＦＥＴに比し優れた低電圧時の特性を有し、また大きな直流信号を効率よく高周波信号に変換することのできる電子部品として注目されてきている。

このような電子部品を収納する従来のパッケージを図６に平面図で図７に断面図で示す。また、図６，７のパッケージに取り付けられる入出力端子33を図５に示す。

これらの図において、21は入出力端子の平板部、22は入出力端子の立壁部、23は線路導体、24は、平板部21の一辺側でリード端子36の下方の部位に内面にメタライズ層24ａが形成された切欠き、25は立壁部22の下面の溝、25ａは溝25の内面に設けられたメタライズ層、26は溝25の立壁部22の側面における開口の周囲に側面から溝25の内面にかけて切り欠いて成る切欠き部、26ａは切欠き部26の内面に設けられたメタライズ層である。また、36は溝25を挿通するように設けられ線路導体23に接合されたリード端子であり、以上の構成によって、入出力端子33となる。

また、31は基体、31ａは載置部、32は枠体、32ａは入出力端子の取付部、34は電子部品、35は蓋体である。

基体31は金属から成る略四角形の板状体であり、その上面の略中央部には、ＧａＡｓ化合物半導体系ＨＢＴ等の電子部品34を載置する載置部31ａが形成されている。

なお、載置部31ａに載置された電子部品34は、その電極が、入出力端子33に被着形成されている線路導体23にボンディングワイヤ等を介して電気的に接続されている。

また、基体31の上面の外周部には載置部31ａを取り囲むようにして枠体32が設けられており、枠体32は基体31とともにその内側に電子部品34を収容する空所を形成する。この枠体32は、基体31と同様に金属から成り、基体31と一体成形される、または基体31に銀（Ａｇ）ろう等のろう材を介してろう付けされる、またはシーム溶接等の溶接法により接合されることによって基体31の上面の外周部に設けられる。

この枠体32の側部には入出力端子33が嵌着される切欠きまたは貫通孔から成る取付部32ａが形成されている。そして、取付部32ａに入出力端子33を嵌め込んでＡｇろう等の封着材を取付部32ａ内の隙間に挿入し、しかる後、加熱して封着材を溶融させ、溶融した封着材を毛細管現象により、入出力端子33と取付部32ａ内面との隙間に充填させることにより、入出力端子33が取付部32ａに封着材を介してそれぞれ嵌着接合される。

入出力端子33は、パッケージを取付部32ａにおいて気密に封止するとともに、外部電気回路からの大電流の直流信号をパッケージの内部の電子部品34にボンディングワイヤ等（図示せず）を介して伝達する機能、またはパッケージ内部の電子部品34が発生した大電流の高周波信号をボンディングワイヤ等（図示せず）を介して外部電気回路に出力する機能を有する。

入出力端子33の平板部21および立壁部22は電気的な絶縁体、例えばセラミックスから成り、立壁部22によって線路導体23が中央部で区分されるように構成されている。この入出力端子33は、例えばセラミック母基板を多数個に分割する作製法、所謂多数個取りによる作製法によって作製され、平板部21や立壁部22がアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）質セラミックス、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質セラミックス、ムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）質セラミックス等のセラミックスからなる。

まず、平板部21と成るセラミックグリーンシートを複数枚準備し、上層となるセラミックグリーンシートには、切欠き24となるスリットを一辺側に形成する。次に、吸引印刷法により例えばタングステン（Ｗ）を主成分とする導体ペーストをスリットの内面に塗布し、また焼成後において線路導体23のパターンとなるように導体ペーストを印刷塗布し、電気的な導電路を形成する。

次に、下層となるセラミックグリーンシートの下面に下部接地導体層用の導体層（図示せず）と成る導体ペーストを印刷塗布する。そして、これらのセラミックグリーンシートを積層する。

また、焼成後に立壁部22となるセラミックグリーンシートを複数枚準備し、上層となるセラミックグリーンシートに上部接地導体層となる導体ペーストを印刷塗布するとともに、下層となるセラミックグリーンシートには、溝25となるスリットを形成するとともに対向する二辺にそれぞれ切欠き26となるスリットを形成する。次に、吸引印刷法により例えばＷを主成分とする導体ペーストをスリットの内面および溝25の底面となる部位に導体ペーストを塗布する。

次に、平板部21となる積層体に立壁部22となる積層体を積層圧着し、側面が凸型状の入出力端子33となる積層体を得る。得られた積層体の側面に、側部接地導体層となる導体層を印刷塗布し、最後に1500〜1600℃程度の高温で焼成することにより、入出力端子33が作製される。

このようにして得られた入出力端子33は、図６，７に示すように枠体32の取付部32ａに嵌着され、同時にリード端子36が、溝25、切欠き24、および切欠き部26に形成されたメタライズ層ならびに線路導体23に、Ａｇろう等の接合材を介して挿着固定される。

入出力端子33は、上記の構成とされていることにより、大電流の直流信号を流すことができる。

そして、枠体32の上面に蓋体35をろう付け法やシームウエルド法等の溶接法によって接合し、基体31、枠体32および蓋体35から成る容器内部に電子部品34を収容し気密に封止することによって製品としての電子装置となる。この電子装置は、電子部品34に入出力端子33を介して外部電気回路から供給される大電流の直流信号を印加し、電子部品34に大電流の高周波信号を発生させ、大電流の高周波信号を外部電気回路に出力することによって使用される（例えば、下記の特許文献１参照）。
特開2003−115554号公報

しかしながら、従来の構成においては、リード端子36が線路導体23のほぼ全長にわたってろう付け接合されているため、入出力端子33にリード端子36との熱膨張差による応力が大きく作用し易いという問題点があった。近時のパッケージの小型化により、入出力端子33が小型化し、入出力端子33の剛性が低くなる傾向にあり、入出力端子33にリード端子36との熱膨張差による応力が作用すると、入出力端子33にクラック等の破損が発生し易くなってきた。また、入出力端子33が小型化すると、リード端子36を嵌め込む溝25の両側に位置する立壁部25の幅が狭いものとなって、平板部21の上面に立壁部25を強固に積層することができないという問題点が生じていた。

また、従来の構成においては、溝25に流し込むろう材の量の調整が難しいという問題点があった。ろう材の量が少ないと溝25とリード端子36との隙間を気密に封止することができないという問題点があり、ろう材の量が多いと切欠き部26に溜まるろう材が多くなり、切欠き部26でろう材との熱膨張差による応力が大きく作用して立壁部22にクラック等の破損が生じてしまうという問題点があった。

また、従来の構成においては、リード端子36を伝送する大電流の電気信号がメタライズ層24ａとメタライズ層26ａに伝送しようとするため、電気的に損なわれ易く、リード端子36を介して電気信号を効率よく伝送させるのが困難という問題点もあった。

以上の結果、パッケージの内部を気密に封止できなくなるとともに、電子部品34に効率良く信号を入出力できなくなってしまい、電子部品34を正常かつ安定に作動させることができなくなるという問題点があった。

従って、本発明は上記従来の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、入出力端子にクラック等の破損が発生することが少なく、内部を気密に封止でき、またリード端子を伝送する大電力の電気信号を効率よく伝送させることができ、電子部品を長期にわたり正常かつ安定に作動させ得る電子部品収納用パッケージおよび電子装置を提供することにある。

本発明の入出力端子は、上面の一辺側から対向する他辺側にかけて線路導体が形成された誘電体から成る直方体状の平板部と、該平板部の上面に前記線路導体の一部を間に挟んで接合される誘電体から成る立壁部と、前記線路導体の一端に接合された金属製のリード端子とを具備している入出力端子であって、前記立壁部は、前記線路導体の上方に前記線路導体と並行する内層導体層が形成されるとともに、前記立壁部の前記線路導体の線路方向の両端の側面に前記線路導体から前記内層導体層にかけて側面導体層が設けられており、前記側面導体層のパッケージ内側に位置する部位が、前記内層導体層から前記線路導体に向かって傾斜する傾斜面上に形成されていることを特徴とする。

本発明の入出力端子は、上記構成において好ましくは、前記リード端子は、その端面が前記側面導体層に当接するようにして前記側面導体層と前記線路導体とに接合されていることを特徴とする。

本発明の入出力端子は、上記構成において好ましくは、前記線路導体，前記側面導体層および前記内層導体層は、銅が10乃至70体積％、残部がタングステンおよび不可避不純物成分から成る金属成分を含有し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、上側主面に電子部品が載置される載置部が形成された平板状の金属製の基体と、該基体の前記上側主面の外周部に前記載置部を取り囲むように取着され、側部に下側または上側を切り欠いて形成された入出力端子の取付部を有する、枠状の金属製の枠体と、前記取付部に前記リード端子が外側に突出するようにして嵌着された上記構成の入出力端子とを具備していることを特徴とする。

本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、前記載置部に載置されるとともに前記入出力端子に電気的に接続された電子部品と、前記枠体の上面に前記載置部を覆うように取着された蓋体とを具備していることを特徴とする。

本発明の入出力端子は、上面の一辺側から対向する他辺側にかけて線路導体が形成された誘電体から成る直方体状の平板部と、この平板部の上面に線路導体の一部を間に挟んで接合される誘電体から成る立壁部と、前記線路導体の一端に接合された金属製のリード端子とを具備している入出力端子であって、立壁部は、線路導体の上方に線路導体と並行する内層導体層が形成されるとともに、立壁部の線路導体の線路方向の両端の側面に線路導体から内層導体層にかけて側面導体層が設けられていることにより、線路導体の上方に線路導体と並行する内層導体層が線路導体の並列回路として機能するようになり、電気信号が立壁部を通過する際に、電気信号が線路導体と内層導体層とに分流して流れるので、電気抵抗が少なくなり電気信号に損失が生ずるのを抑制できる。

また、従来の構成に比べて、リード端子が平板部の一辺側から対向する他辺側にかけて線路導体と接合されておらず、リード端子の長さを短くできるので、入出力端子に加わるリード端子との熱膨張差による応力を低減させ、入出力端子にクラック等の破損が発生するのを防止できる。

また、従来のようにリード端子が立壁部を貫通することがなく、立壁部のリード端子が貫通していた溝部分も平板部との接合面とすることができるので、入出力端子が小型化しても、平板部の上面に立壁部を強固に積層することが可能となる。また、立壁部に溝が形成されないので、入出力端子におけるパッケージの気密信頼性も向上する。

以上の結果、パッケージの内部を気密に封止でき、かつパッケージ内部に収容する電子部品に大電力の高周波信号を効率よく入出力でき、電子部品を長期にわたって正常かつ安定に作動させることができる入出力端子となる。

本発明の入出力端子は、上記構成において好ましくは、リード端子は、その端面が側面導体層に当接するようにして側面導体層と線路導体とに接合されていることにより、リード端子が直接内層導体層と線路導体とに電気的に接続されるので、リード端子側の線路導体から内層導体層にかけて設けられた側面導体層の電気抵抗によって電気信号が損なわれるのを抑制することができる。

本発明の入出力端子は、上記構成において好ましくは、線路導体，側面導体層および内層導体層は、銅が10乃至70体積％、残部がタングステンおよび不可避不純物成分から成る金属成分を含有していることにより、線路導体，側面導体層および内層導体層の電気抵抗値を低くすることができ、線路導体，側面導体層および内層導体層を伝送する高周波信号が線路導体，側面導体層および内層導体層の電気抵抗によって抵抗損失するのを有効に防止することができる。

本発明の電子部品収納用パッケージは、上側主面に電子部品が載置される載置部が形成された平板状の金属製の基体と、この基体の上側主面の外周部に載置部を取り囲むように取着され、側部に下側または上側を切り欠いて形成された入出力端子の取付部を有する、枠状の金属製の枠体と、取付部にリード端子が外側に突出するようにして嵌着された上記構成の入出力端子とを具備していることにより、上記本発明の入出力端子によってパッケージの内部を確実に気密に封止でき、かつパッケージ内部に収容する電子部品に効率良く信号を入出力でき、電子部品を長期にわたって正常かつ安定に作動させることができるものとなる。

本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、載置部に載置されるとともに入出力端子に電気的に接続された電子部品と、枠体の上面に載置部を覆うように取着された蓋体とを具備していることにより、上記本発明の電子部品収納用パッケージによって電子部品の動作信頼性の高いものとなる。

本発明の入出力端子，電子部品収納用パッケージおよび電子装置について以下に詳細に説明する。図１（ａ）（ｂ）は参考例の入出力端子の実施の形態の一例を示し、図１（ａ）は入出力端子の斜視図、図１（ｂ）は入出力端子の断面図である。また、図２（ａ）（ｂ）は本発明の入出力端子の実施の形態の一例を示す断面図である。そして、図３は本発明の電子部品収納用パッケージの平面図、図４は本発明の電子部品収納用パッケージの断面図である。

これらの図において、１は入出力端子の平板部、２は入出力端子の立壁部、３は線路導体、４ａは立壁部の線路導体３の線路方向の両端の側面に線路導体３から内層導体層４ｂにかけて設けられて線路導体３と内層導体層４ｂとを電気的に接続する側面導体層、４ｂは内層導体層である。また、16は線路導体３の一端に接合されたリード端子であり、以上の構成によって、本発明の入出力端子13となる。

入出力端子13は、上面の一辺側から対向する他辺側にかけて線路導体３が形成された誘電体から成る直方体状の平板部１と、平板部１の上面に線路導体３の一部を間に挟んで接合される誘電体から成る立壁部２と、線路導体３の一端に接合された金属製のリード端子16とを具備しており、立壁部２は、線路導体３の上方に線路導体３と並行する内層導体層４ｂが形成されるとともに、立壁部２の線路導体３の線路方向の両端の側面に線路導体３から内層導体層４ｂにかけて線路導体３と内層導体層４ｂとを電気的に接続する側面導体層４ａが設けられている。

また、図３および図４において、11は基体、11ａは載置部、12は枠体、12ａは入出力端子の取付部、14は電子部品を示し、入出力端子13，基体11，枠体12および蓋体15で内部に電子部品14を収容するためのパッケージが基本的に構成される。

電子部品収納用パッケージは、上側主面に電子部品14が載置される載置部11ａが形成された平板状の金属製の基体11と、この基体11の上側主面の外周部に載置部11ａを取り囲むように取着され、側部に枠体12の下側または上側を切り欠いて形成された入出力端子の取付部12ａを有する、枠状の金属製の枠体12と、取付部12ａにリード端子16が外側に突出するようにして嵌着された入出力端子13とを具備している。

また、電子装置は、電子部品収納用パッケージと、載置部11ａに載置されるとともに入出力端子13の線路導体３に電気的に接続された電子部品14と、枠体12の上面に載置部11ａを覆うように取着された蓋体15とを具備している。

基体11は鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金，銅（Ｃｕ）−タングステン（Ｗ）合金，Ｃｕ−モリブデン（Ｍｏ）合金，Ｃｕ等の金属から成る例えば四角平板状であり、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等から成るインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定の形状、寸法に形成される。そして、その上面の中央部付近には、半導体素子等の電子部品14を載置する載置部11ａが形成される。

なお、載置部11ａに載置された電子部品14は、その電極が、入出力端子13に被着形成されている線路導体３にボンディングワイヤや銅線等の接続手段を介して電気的に接続される。

また、基体11の上面の外周部には載置部11ａを取り囲むようにして枠体12が設けられており、枠体12は基体11とともにその内側に電子部品14を収容する空所を形成する。この枠体12は、基体11と同様にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｃｕ−Ｗ合金，Ｃｕ−Ｍｏ合金，Ｃｕ等の金属から成り、基体11と一体成形される、または基体11にＡｇろう等のろう材を介してろう付けされる、またはシーム溶接等の溶接法により接合されることによって基体11の上面の外周部に取着される。このような枠体12は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等から成るインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定の形状、寸法に形成される。

この枠体12の側部には入出力端子13が嵌着される切欠きまたは貫通孔から成る取付部12ａが一つの側部または一つの側部とそれに対向する他の側部等の複数の側部に形成されている。そして、取付部12ａに入出力端子13を嵌め込んでＡｇろう等の封着材を取付部12ａ内の隙間に挿入し、しかる後、加熱して封着材を溶融させ、溶融した封着材を毛細管現象により、入出力端子13と取付部12ａ内面との隙間に充填させることにより、入出力端子13が取付部12ａに封着材を介してそれぞれ嵌着接合される。

入出力端子13は、パッケージを取付部12ａにおいて気密に封止するとともに、外部電気回路からの５〜50Ａの大電流で、２〜100ＧＨｚの電気信号をパッケージの内部の電子部品14にボンディングワイヤや半田でろう付けされたリボン線等（図示せず）を介して伝達する機能を有する。

入出力端子13の平板部１および立壁部２は電気的な絶縁体、例えばセラミックスから成り、立壁部２によって線路導体３が中央部で区分されるように構成されている。この入出力端子13は、例えばセラミック母基板を多数個に分割する作製法、所謂多数個取りによる作製法によって作製され、平板部１や立壁部２がＡｌ_２Ｏ_３質セラミックス、ＡｌＮ質セラミックス、３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２質セラミックス等のセラミックスからなる。

例えばＡｌ_２Ｏ_３質セラミックスから成る場合、以下のようにして作製される。アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３），酸化珪素（ＳｉＯ_２），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダ，有機溶剤，可塑剤，分散剤等を添加混合してスラリー状となし、これを従来周知のドクターブレード法によっ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る。

次に、平板部１と成るセラミックグリーンシートを複数枚準備し、適当な打ち抜き加工を施すとともに、上層となるセラミックグリーンシートにはＷ，Ｍｏ，マンガン（Ｍｎ）等の金属粉末に適当なバインダ，溶剤を混合してなる導体ペーストをスクリーン印刷法，グラビア印刷法等により線路導体３の所定パターンに印刷塗布することによって、また、入出力端子13の基体11および枠体12に接合される面となるセラミックグリーンシートにはろう付け用の導体層となる上記導体ペーストが塗布形成される。

次に、立壁部２となるセラミックグリーンシートを複数枚準備し、上層となるセラミックグリーンシートの枠体12に接合される面にろう付け用の導体層となる導体ペーストを印刷塗布し、下層となるセラミックグリーンシートには、上面に内層導体層４ｂとなるＷ，Ｍｏ，Ｍｎ等の金属粉末に適当なバインダ，溶剤を混合してなる導体ペーストをスクリーン印刷法，グラビア印刷法等により所定パターンに印刷塗布し、さらに吸引印刷法により例えばＷを主成分とする導体ペーストを線路導体３の線路方向の両端となる側面に側面導体層４ａとなる導体ペーストを、枠体12に接合される面にはろう付け用の導体層となる導体ペーストを塗布する。

次に、平板部１となる積層体に立壁部２となる積層体を積層圧着し、側面が凸型状の入出力端子13となる積層体を得る。得られた積層体の側面に、取付部12ａの内面と接合される側部接地導体層となる導体層を印刷塗布し、最後に1500〜1600℃程度の高温で焼成することにより、入出力端子13が作製される。

ここで好ましくは、入出力端子13は、高温で焼成した後、線路導体３に平行な幅方向をダイシングソー、スライサー等のダイヤモンドと砥粒等を用いた切断刃にて所定の大きさに切断加工するとともに、立壁部２の上面を所定の高さに研磨加工するとよく、枠体12の取付部12ａに入出力端子13を精度良く嵌め込みできるようになる。この場合、上記した入出力端子13の基体11および枠体12に接合される面にろう付け用の導体層を予め被着させる必要はなく、その代わりに、切断加工および研磨加工した後に立壁部２の上面、入出力端子13の両端面にＭｏ，Ｍｎ等の金属層を印刷塗布し約1300℃の温度で焼成することによって作製する。

なお、入出力端子13の立壁部２の上面，基体１の下面ならびに立壁部２および基体１の線路導体３の線路方向に平行な側面に形成される、入出力端子13を枠体12の取付部12ａにろう付けするための導体層は、基体11および枠体12に強固にろう付け接合させる機能を有するとともに、線路導体３および側面導体層４ａならびに内層導体層４ｂに対する接地電位を提供する機能も有する。

そして、この内層導体層４ｂは線路導体３よりも入出力用端子13の上面（立壁部２の上面）に形成されるろう付け用の導体層に近くなるため、その線幅を線路導体３と同じ線幅となるように形成すると、ろう付け用の導体層との間のキャパシタンスに影響され易くなる傾向にある。従って、線路導体３を伝送する電気信号が高周波信号である場合、内層導体層４ｂを伝送する電気信号の透過損失が大きくなってしまうため、線路導体３を伝送する電気信号の伝送特性が劣化する。このため、内層導体層４ｂの線幅は、線路導体３と上面のろう付け用の導体層との間に生じるキャパシタンスと内層導体層４ｂと上面のろう付け用の導体層との間に生じるキャパシタンスとがほぼ同じとなるように線路導体３の線幅よりも細くするのが好ましい。

また、内層導体層４ｂの上面は、リード端子16の上面と同じ高さになるように形成するのがよい。リード端子16を伝送する電気信号が高周波信号である場合、表皮効果により電気信号がリード端子16の表面に近い部分だけを伝送することがある。この構成によって、リード端子16を伝送する電気信号に表皮効果が生じた場合においても、線路導体３および立壁部２が存在する部分の線路導体３および内層導体層４ｂによって形成される並列回路４の部位における電気信号の伝送モードを、リード端子16の伝送モードに近似させることが可能となり、リード端子16と線路導体３との接続部付近における伝送モードの変化を極力抑えて、線路導体３および並列回路４において電気信号を効率よく伝送させることができる。特に、後述するようにリード端子16の端面が側面導体層４ａに当接するようにして側面導体層４ａと線路導体３とに接合させると、電気信号をさらに効率よく伝送させることができる。

また、内層導体層４ｂおよび線路導体３の立壁部２に挟まれている部位の幅が広くなる場合、例えば１ｍｍ以上の幅になる場合は、それぞれを複数の幅の狭い導体層に分割して形成してもよい。複数の導体層に分割することにより、それぞれの導体層の間にセラミックス同士で接合されているセラミック積層体のブリッジ部分が形成されるので、導体層とセラミックスとが積層された部位に剥離が生じにくくなるという効果もある。

立壁部２の線路導体３の線路方向の幅、すなわち線路導体３が立壁部２に挟まれる部位の長さは、線路導体３を伝播する電気信号の信号波長の１／４の長さの奇数倍にするとよく、線路導体３の立壁部２の両側面部分に生じる信号の反射損失を低減することができる。

また好ましくは、入出力端子13の線路導体３等の導体層の表面には、酸化腐食を防止するためやワイヤボンディング性を高めるため、電気抵抗を少なくするため、さらに半田付け性を高めるために、表面に厚さ0.5〜９μｍのＮｉ層や厚さ0.5〜５μｍのＡｕ層等の金属層がめっき法によって被着されているのがよい。

また好ましくは、電気信号の通路となる線路導体３，側面導体層４ａおよび内層導体層４ｂは銅（Ｃｕ）を含有しているのがよい。この構成により、線路導体３と側面導体層４ａと内層導体層４ｂとの電気抵抗値を低くすることができ、線路導体３と側面導体層４ａと内層導体層４ｂとを伝送する高周波信号が線路導体３と側面導体層４ａと内層導体層４ｂとの電気抵抗によって減衰しにくくすることができる。

また、メタライズ層自体がＣｕを含む良導体となるので、ＷやＭｏ等のメタライズ層上にＣｕ層を形成させた場合、例えば図５に示される従来の入出力端子33のように、溝25の内面に形成されたメタライズ層25ａにリード端子36を接合した場合のように、リード端子36を導通する高周波信号の大部分が表皮効果により抵抗値の大きいＷやＭｏから成るメタライズ層25ａの方を流れてしまい、高周波信号の減衰が著しくなるということがない。

その結果、線路導体３および側面導体層４ａおよび内層導体層４ｂにおいて高周波信号を効率よく伝送させることができ、電子部品14を正常かつ安定に作動させることができる。

線路導体３，側面導体層４ａおよび内層導体層４ｂは、Ｃｕを10体積％〜70体積％、Ｗを30体積％〜90体積％の割合で含む金属成分を含有しているのがよく、これにより、線路導体３，側面導体層４ａおよび内層導体層４ｂを入出力端子13に強固に被着形成させ線路導体３，側面導体層４ａおよび内層導体層４ｂが入出力端子13から剥離するのを確実に防止することができるとともに、線路導体３，側面導体層４ａおよび内層導体層４ｂの電気抵抗値を低くすることができる。なお、Ｗが主成分となる30体積％〜90体積％のうちには、微量の不可避不純物成分が混入していてもよい。

これら線路導体３および側面導体層４ａおよび内層導体層４ｂにＣｕを含有させる方法を、入出力端子13にＡｌ_２Ｏ_３を主成分とするセラミックスを用いた場合について具体的に説明する。まず、入出力端子13を形成する材料の主成分となるＡｌ_２Ｏ_３原料粉末として、平均粒径が0.5〜2.5μｍ、好ましくは0.5〜２μｍの粉末を用いる。これは、平均粒径が0.5μｍよりも小さいと、粉末の取扱いが難しく、また粉末のコストが高くなり、2.5μｍよりも大きいと、1500℃以下の温度で焼成することが難しくなり、焼成時に導体層のＣｕ成分を蒸発させてしまうという不具合が生じるためである。

そして、上記Ａｌ_２Ｏ_３粉末に対して、第２の成分として、ＭｎＯ_２を２〜６質量％、好ましくは３〜５質量％の割合で添加する。また、適宜、第３の成分として、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、ＣａＯ粉末等を0.4〜８質量％、第４の成分として、Ｗ、Ｍｏなどの遷移金属の金属粉末や酸化物粉末を着色成分として金属換算で２質量％以下の割合で添加する。そして、この混合粉末を用いてセラミックグリーンシートを作製する。

このようにして作製したセラミックグリーンシートに対して、平均粒径が１〜10μｍのＣｕ粉末10〜70体積％、平均粒径が１〜10μｍのＷ粉末を30〜90体積％の割合で含有する金属成分を含む導体ペーストを調製し、このペーストを各セラミックグリーンシートにスクリーン印刷法，グラビア印刷法等によって印刷塗布し、これらを積層した後に1200〜1300℃で焼成することによって、これら導体層にＣｕを含有した入出力端子13を得ることができる。上記方法により、焼成温度を低くすることができるとともに、Ｗを含有しているので、焼成時の温度によってＣｕが流れてしまうことがない。

また好ましくは、ろう付け用の導体層もＣｕを含有するのがよく、この構成により、ろう付け用の導体層の電気抵抗値も低くなり、安定な接地電位として機能するようになる。その結果、線路導体３および側面導体層４ａならびに内層導体層４ｂを伝送する高周波信号をろう付け用の導体層によって確実に接地させることができる。また、ろう付け用の導体層が軟質なＣｕを含有することにより、枠体12と入出力端子13との間の応力を緩和する作用を持たせることもできる。

このようにして得られた入出力端子13は、図３，４に示すように枠体12の取付部12ａに嵌着され、同時にリード端子16がパッケージの外側となる線路導体３の一端側の上面に載置されるとともに、Ａｇろう等の接合材を介して接着固定される。

リード端子16はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｃｕ合金等の金属から成り、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等から成るインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法，エッチング加工法等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定の形状、寸法に形成される。好ましくは、リード端子16はＣｕまたはＣｕ合金等Ｃｕ成分を含む金属から成るのがよい。この構成により、リード端子16の電気抵抗値を低くすることができ、リード端子16を伝送する高周波信号がリード端子16の電気抵抗によって抵抗損失するのを有効に防止することができる。その結果、リード端子16において高周波信号を効率よく伝送させることができ、電子部品14を正常かつ安定に作動させることができる。

さらに好ましくは、リード端子16はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ等を芯材としてその周りがＣｕで覆われた複合材料や、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ等にめっき法等によって表面にＣｕを被着させた材料から成るのがよく、この構成により、リード端子16において高周波信号を効率よく伝送させることができるとともに、入出力端子13がリード端子16との熱応力によって破損するのを防止することができる。即ち、この構成によって、リード端子16と入出力端子13との熱膨張係数を近似させることができ、リード端子16を入出力端子13にＡｇろう等の接合材を介して接着固定させる際に、入出力端子13に作用するリード端子16との熱膨張差による熱応力を極力小さいものとすることができるためである。

また、リード端子16を伝送する電気信号が高周波信号である場合、表皮効果により電気信号がリード端子16の表面に近い部分だけを伝送するようになるので、Ｃｕはリード端子16の表面に近い部分だけに設けられていればよく、めっき法等によってリード端子16の表面に0.5〜５μｍ程度に薄くＣｕを被着させただけでも、高周波信号を効率よく伝送させることが可能となる。

入出力端子13は、上記の構成とされていることにより、線路導体３の上方に線路導体３と並行するように設けられた内層導体層４ｂが線路導体３の並列回路４として機能するようになり、電気信号が立壁部２を通過する際に、線路導体３および内層導体層４ｂに電気信号を分流させることができ、その結果、大電流の電気信号を効率よく流すことができる。また、従来の構成に比べて、リード端子16は平板部１の立壁部２の外側部分の線路導体３に接合され、従来のリード端子36が線路導体23に接合されている場合より線路導体３と接合されている部分の長さを短くできるので、入出力端子13に加わるリード端子16との熱膨張差による応力を低減させ、入出力端子13にクラック等の破損が発生するのを防止できる。

また、従来のリード端子36が平板部21の一辺側から対向する他辺側にかけて線路導体23に接合されているようにリード端子16が立壁部２を貫通することがなく、立壁部２に溝25を設ける必要がないことから、立壁部２と平板部１との接合面の面積が確保されるので、入出力端子13が小型化しても、平板部１の上面に立壁部２を強固に積層することが可能となる。また、立壁部２に溝25が形成されないので、入出力端子13におけるパッケージの気密信頼性も向上する。

以上の結果、パッケージの内部を確実に気密に封止でき、かつパッケージ内部に収容する電子部品14に大電力の高周波信号を効率よく入力または出力させることができる端子となり、電子部品14を長期にわたって正常かつ安定に作動させることができる入出力端子13となる。

また好ましくは、入出力端子13は、図２（ａ）に示すように、リード端子16の端面が側面導体層４ａに当接するようにして側面導体層４ａと線路導体３とに接合されているのがよい。この構成により、リード端子16が直接内層導体層４ｂと線路導体３とに電気的に接続されるので、リード端子16側の線路導体３から内層導体層４ｂにかけて設けられた側面導体層４ａの電気抵抗によって電気信号が損なわれるのを有効に防止することができる。

図２（ａ）においても、好ましくは、内層導体層４ｂの上面は、リード端子16の上面と同じ高さになるように形成するのがよい。リード端子16を伝送する電気信号が高周波信号である場合、表皮効果により電気信号がリード端子16の表面に近い部分だけを伝送することがある。この構成により、リード端子16を伝送する電気信号に表皮効果が生じた場合においても、リード端子16の上面に近い部分を伝送する電気信号を同一面上の内層導体層４ｂの上面に近い部分に伝送させることができ、リード端子16と内層導体層４ｂとの接続部において反射損失等の伝送損失が発生するのを抑制させることができ、高周波信号を効率よく伝送させることができる。

また、立壁部２の厚みが厚くなり、内層導体層４ｂの長さが長くなる場合、特に高周波信号波長λの１／８よりも長くなる場合は、立壁部２の内部の内層導体層４ｂの側端から下方の線路導体３の側端にかけて内層導体層４ｂと線路導体３とを接続する貫通導体を形成するとよい。

本発明の入出力端子13は、図２（ｂ）に示すように、パッケージ内側に位置する側面導体層４ａが形成される部位が、内層導体層４ａから線路導体３に向かって傾斜する傾斜面とされている。この構成により、並列回路４から線路導体３に高周波電気信号が伝送する際に、側面導体層４ａで高周波電気信号の伝送方向が急激に変化するのを抑制することができ、側面導体層４ａで高周波電気信号が反射等することによって損なわれるのを有効に抑制することができる。

図２（ｂ）においても、好ましくは、内層導体層４ｂの上面は、リード端子16の上面と同じ高さになるように形成するのがよく、この構成により、リード端子16を伝送する電気信号に表皮効果が生じた場合においても、リード端子16の上面に近い部分を伝送する電気信号を同一面上の内層導体層４ｂの上面に近い部分に伝送させることができ、リード端子16と内層導体層４ｂとの接続部において反射損失等の伝送損失が発生するのを抑制させることができ、高周波信号をさらに効率よく伝送させることができる。

また、パッケージ内側に位置する線路導体３は、並列回路４の側面導体層４ａが接続される部位から電子部品14側の線幅を太くまたは厚くすると、線路導体３の電気抵抗によって電気信号が損なわれるのを抑制することができる。また、線路導体３表面に施されるＡｕ層の厚さは、線路導体３のパッケージ内側の部位の厚さが外側の部位の厚さより厚くなるようにするとよい。例えば、線路導体３のパッケージ外側のＡｕ層の厚さを0.5μｍとし、パッケージ内側のＡｕ層の厚さを2.5μｍとすればよい。

そして、載置部11ａに電子部品14をＡｕ−シリコン（Ｓｉ）等の接着剤を介して載置固定するとともに、電子部品14の電極と入出力端子13のパッケージ内側に位置する線路導体３とをボンディングワイヤを介して電気的に接続し、枠体12の上面にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等の金属から成る蓋体15をろう付け法やシームウエルド法等の溶接法によって接合し、基体11、枠体12および蓋体15から成る容器内部に電子部品14を収容し気密に封止することによって製品としての電子装置となる。

この電子装置は、電子部品14に入出力端子13を介して外部電気回路から供給される大電力の直流信号を印加し、電子部品14によって大電力の高周波信号を発生させ、高周波信号を入出力端子13を介して外部電気回路に出力する目的等に使用される
なお、本発明は以上の実施の形態の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内で種々の変更を施すことは何等支障ない。例えば、基体11，枠体12，蓋体15にセラミックスや樹脂等の絶縁物が用いられてもよい。また、基体11，枠体12の平面視形状は図３に示した四角形状である他に、八角形等の多角形や円形等であってもよく、種々の平面視形状とし得る。また、内部に載置される電子部品14は、ＧａＡｓやＳｉ，Ｇｅ，ＳｉＣ等から成る大電力用の半導体素子の他に、発振子や抵抗，キャパシタその他大電力電気回路に用いられる種々の電子部品に適用することができる。

［図１］（ａ）は入出力端子の参考例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す入出力
端子の断面図である。
［図２］（ａ）は入出力端子の参考例を示す断面図であり、（ｂ）は本発明の入出力端子
の実施の形態の一例を示す断面図である。
［図３］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平面図である。
［図４］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断面図である。
［図５］（ａ）は従来の入出力端子の実施の形態の例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ
）に示す入出力端子の断面図である。
［図６］従来の電子部品収納用パッケージの例を示す平面図である。
［図７］従来の電子部品収納用パッケージの例を示す断面図である。

符号の説明

１：平板部
２：立壁部
３：線路導体
４：並列回路
４ａ：側面導体層
４ｂ：内層導体層
11：基体
12：枠体
13：入出力端子
14：電子部品
15：蓋体

Claims (5)

1. 上面の一辺側から対向する他辺側にかけて線路導体が形成された誘電体から成る直方体状の平板部と、該平板部の上面に前記線路導体の一部を間に挟んで接合される誘電体から成る立壁部と、前記線路導体の一端に接合された金属製のリード端子とを具備している入出力端子であって、
   前記立壁部は、前記線路導体の上方に前記線路導体と並行する内層導体層が形成されるとともに、前記立壁部の前記線路導体の線路方向の両端の側面に前記線路導体から前記内層導体層にかけて側面導体層が設けられており、
   前記側面導体層のパッケージ内側に位置する部位が、前記内層導体層から前記線路導体に向かって傾斜する傾斜面上に形成されていることを特徴とする入出力端子。
2. 前記リード端子は、その端面が前記側面導体層に当接するようにして前記側面導体層と前記線路導体とに接合されていることを特徴とする請求項１記載の入出力端子。
3. 前記線路導体，前記側面導体層および前記内層導体層は、銅が１０乃至７０体積％、残部がタングステンおよび不可避不純物成分から成る金属成分を含有していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の入出力端子。
4. 上側主面に電子部品が載置される載置部が形成された平板状の金属製の基体と、該基体の前記上側主面の外周部に前記載置部を取り囲むように取着され、側部に下側または上側を切り欠いて形成された入出力端子の取付部を有する、枠状の金属製の枠体と、前記取付部に前記リード端子が外側に突出するようにして嵌着された請求項１乃至請求項３記載の入出力端子とを具備していることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
5. 請求項４記載の電子部品収納用パッケージと、前記載置部に載置されるとともに前記入出力端子に電気的に接続された電子部品と、前記枠体の上面に前記載置部を覆うように取着された蓋体とを具備していることを特徴とする電子装置。

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