JP4522236B2 - 電子装置および電子装置の実装構造 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＰＵやメモリ等に使用される半導体集積回路素子等の半導体素子やラインセンサ、フォトダイオード、イメージセンサ等の光半導体素子を含む半導体素子を搭載するための電子部品素子収納用パッケージ、電子装置および電子装置の実装構造に関するものである。

ラインセンサ，フォトダイオード，イメージセンサ等の光半導体素子を含む半導体素子や、水晶振動子、容量素子等の電子部品素子を収納するための電子部品素子収納用パッケージは、電子部品素子の搭載部を有する絶縁基体と、絶縁基体に形成された配線導体とを備えた構成となっている。

そして、搭載部に電子部品素子が搭載されるとともに、電子部品素子の電極が配線導体に電気的に接続され、必要に応じて電子部品が蓋体や封止用の樹脂で封止されて、電子装置が形成される。

配線導体は、一部が絶縁基体の下面に導出されており、この導出部分が外部回路基板の回路導体の所定位置にはんだ等の導電性の接合材を介して電気的に接続され、外部回路基板に実装される。

電子装置が実装された外部回路基板は、光学センサ装置やカメラ付き携帯電話等の電子機器の部品として使用される。

なお、絶縁基体は、搭載される電子部品素子の形状に応じた形状，寸法に形成され、例えば、電子部品素子がラインセンサ等の長尺の四角板状の場合、その形状に合わせて絶縁基体は細長い長方形状に形成される。
特開平８−１７２２５７号公報

しかしながら、従来の電子部品素子収納用パッケージにおいては、絶縁基体と、外部の回路基板との間の熱膨張率の差に起因する熱応力等の応力が、接合材を介した電子部品素子収納用パッケージ（電子装置）と外部回路基板との接続部分に繰り返し作用したときに、接合材と配線導体との接合面や、接合材の内部に亀裂、破断等の破壊を生じるおそれがある。

特に、高集積化にともなう配線導体の導出部分の小面積化や、外部回路基板に実装したときの低背化のため等、接合材は、その量および厚さが小さくなってきているので、応力を吸収する作用が小さくなる傾向があり、上記接続部分の破壊等の不具合の発生が顕著なものとなってきているという問題があった。

また、近年、電子部品素子として搭載されるラインセンサ，フォトダイオード，イメージセンサ等の光半導体素子は、画像の精細化および光検知の高精度化の要求に応じて大変精細に形成されており、絶縁基体（電子装置）の外部回路基板に対する接続信頼性のわずかな劣化でも、正確な画像信号の伝送等の電子装置（光半導体装置）としての機能に悪影響を受ける。

従って、本発明は、上記問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、外部回路基板に実装するときの低背化が容易で、かつ外部回路基板に対する接続信頼性の高い電子部品素子収納用パッケージおよび電子装置とその実装構造を提供することである。

本発明の電子装置は、電子部品素子が搭載される絶縁基体の上面に前記電子部品素子に電気的に接続される配線導体を被着させるとともに、該配線導体の一端を前記絶縁基体の側面を経て下面に導出してなる電子部品素子収納用パッケージであって、前記絶縁基体の下面に、前記配線導体の導出部が内部に収容される凹部を形成した電子部品素子収納用パッケージに電子部品素子を搭載するとともに、該電子部品素子を覆うようにして蓋体を取着してなり、前記絶縁基体及び前記電子部品素子が長方形状を成しているとともに、前記電子部品素子が光半導体素子であり、前記配線導体の導出部が前記絶縁基体の長手方向中央域に集中的に配されており、前記絶縁基体下面の短辺近傍に位置決めのための補助導体を設けるとともに、該補助導体を前記凹部とは別の凹部内に収容させたことを特徴とするものである。

また、本発明の電子装置は、好ましくは、前記配線導体の導出部が内部に収容される前記凹部の深さが０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍに設定されていることを特徴とするものである。

さらに、本発明の電子装置は、好ましくは、前記配線導体の導出部が内部に収容される前記凹部が前記配線導体の導出経路に沿って前記絶縁基体の側面に開放されていることを特徴とするものである。

そして、本発明の電子装置の実装構造は、上記の電子装置を、配線導体の導出部が外部回路基板の回路導体と対向するように配置させるとともに、前記配線導体の導出部と前記回路導体とを接合材を介して接続してなる電子装置の実装構造であって、前記配線導体の導出部と前記回路導体とが、両導体の対向空間の１．５倍〜１０倍に相当する体積を有した接合材を介して接続されていることを特徴とするものである。

本発明における電子部品素子収納用パッケージによれば、絶縁基体の下面に、配線導体の導出部が内部に収容される凹部を形成していることから、配線導体の導出部と外部回路基板の回路導体とを接合する接合材を凹部に収めることができ、接合材の量を、熱応力等の応力を吸収，緩和できる程度に大きくしたとしても、接合材の下端が絶縁基体の下面より下側に大きく突出することはなく、外部回路基板に実装するときの低背化を容易に実現することができる。

また、本発明における電子部品素子収納用パッケージによれば、配線導体の導出部が内部に収容される凹部の深さを０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍに設定することにより、凹部内に接合材の大部分を確実に収めることができるとともに、より確実に、接合材の一部を凹部よりも下側に出して外部回路基板の回路導体と強固に接合させることができ、さらに低背化および接続信頼性の向上を実現することができる。

さらに、本発明における電子部品素子収納用パッケージによれば、配線導体の導出部が内部に収容される凹部を配線導体の導出経路に沿って絶縁基体の側面に開放させておくことにより、配線導体の導出部と外部回路基板の回路導体との接合材を介した接合状態（実装状態）を側面（外部）からより容易にかつ確実に確認することができる。

またこの場合、接合後に洗浄（フラックス洗浄等）の必要な接合材を使用した場合には、その被洗浄物を効果的に配線導体と回路導体との接続部より外部に排除することができる。そのため、低背化および外部回路基板に対する接続の信頼性により一層優れるとともに、実装の作業等が容易で、より実用性の高い電子部品素子収納用パッケージとすることができる。

さらに本発明の電子装置によれば、上記の電子部品素子収納用パッケージに電子部品素子を搭載するとともに、電子部品素子を覆うようにして蓋体を取着させることにより、電子部品素子を絶縁基体と蓋体とで気密に封止することができ、電子部品を外部の環境より保護することができ、信頼性の高いものとすることができる。

またこの場合、低背化が容易で、外部回路基板に対する電気的な接続の信頼性に優れた電子装置とすることができる。

さらに、本発明の電子装置によれば、絶縁基体及び電子部品素子を長方形状に成すとともに、電子部品素子として光半導体素子を用いた上、配線導体の導出部を絶縁基体の長手方向中央域に集中的に配置させることにより、例えば、ラインセンサ等の長尺の光半導体素子を電子部品素子として搭載し、これに応じて絶縁基体を長尺の長方形状に形成した場合でも、長方形状の絶縁基体の外部回路基板への接合において、最も応力の少ない絶縁基体の長辺側の中央部に配線導体の導出部が位置することにより、最も応力の少ない部位で配線導体と回路導体とが接続されるとともに、その接続部での接合材の接合量が十分に確保され、接合の強度が向上し、電子装置としての信頼性の向上を達成することができる。また、電気検査等における不良品も少なくなるので実装の歩留まりも向上する。

またさらに、本発明の電子装置によれば、絶縁基体下面の短辺近傍に位置決めのための補助導体を設けるとともに、補助導体を凹部とは別の凹部内に収容させることより、例えば、この補助導体に対応する補助導体パターン（補助導体との機械的な接合を目的としたダミーの導体等）を外部回路基板に設けておき、補助導体をダミーの導体にはんだ等の接合材を介して接合させることにより、熱応力が大きく作用する絶縁基体の短辺側で、電子装置の外部回路基板に対する接続を効果的に補強することができ、接続信頼性を向上させることができる。

この場合、補助導体と接合されている接合材は、短辺側の凹部に収められるので、低背化が阻害されることはない。

また、絶縁基体の外部回路基板に対するセルフアライメントの効果（溶融したはんだ等の接合材の表面張力の作用で、補助導体を接続用の導体に正対させようとする効果）を有効に得ることができ、電子装置の外部回路基板に対する位置ずれ、特にθ方向のずれを有効に防止することができ、外部回路基板に対する接続の位置精度も向上させることができる。

そして本発明の電子装置の実装構造によれば、上述した電子装置を、配線導体の導出部が外部回路基板の回路導体と対向するように配置させるとともに、配線導体の導出部と回路導体とを接合材を介して接続してなる電子装置の実装構造であって、配線導体の導出部と回路導体とを、両導体の対向空間の１．５倍〜１０倍に相当する体積を有した接合材を介して接続させることにより、互いに接合される配線導体と回路導体との間に、接合材を十分に大きな体積で介在させることができ、熱応力等の応力が作用したとしても、その応力を大きな体積の接合材に対する相対的に小さな変形で効果的に吸収し緩和することができ、接合材を介した配線導体と回路導体との接合を長期にわたって確保することができる。

また、この大きな体積の接合材は、その大部分が凹部内に収まるので、低背化も実現することができる。

以下、本発明をの添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１（ａ）は本発明における電子部品素子収納用パッケージおよび本発明の電子装置の実施の形態の一例を示す上面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）の下面図、図１（ｂ）は図１（ｃ）のＡ−Ａ´線断面図である。また、図２は、本発明の電子装置の外部回路基板への実装構造の実施の形態の一例を示す断面図である。

同図に示す電子部品素子収納用パッケージは、主に、電子部品素子３が搭載される絶縁基体１と、配線導体２とを備える。この電子部品素子収納用パッケージに電子部品素子３を搭載し、蓋体５で凹部１ａを封止することにより電子装置１４が構成される。

電子部品素子３は、ラインセンサ，ＰＤ（Photodiode Device），イメージセンサ，ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の受光素子や、ＥＰＲＯＭ（Erasable and Programmable ROM）等の受光部を有する光半導体素子、半導体集積回路素子（ＩＣ）等の半導体素子、水晶振動子や弾性表面波素子等の圧電素子、容量素子、マイクロアクチュエータやマイクロスイッチ等のマイクロマシン等である。この電子部品素子３は、例えば、光半導体素子の場合、上面に受光部が設けられている。また、電子部品素子３は、素子の上面の周囲（光半導体素子の場合は、受光部の周囲）に、電源用や信号用等の電極４が設けられている。

絶縁基体１は、上面に電子部品素子３が搭載される搭載部を有する。図１に示した例において、絶縁基体１は、長方形の形状であり、搭載部は、絶縁基体１の上面の凹形状の部位の底面に設けられている。

絶縁基体１は、例えば、アルミナ質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウムセラミックス，炭化珪素セラミックス，窒化珪素セラミックス，ガラスセラミックス等のセラミックスや、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等の樹脂等の絶縁材料から成る。

例えば、絶縁基体１がアルミナ質焼結体から成る場合、絶縁基体１は以下の製造方法によって製作される。即ち、まずアルミナ，シリカ等の原料粉末を有機溶剤および樹脂バインダーとともにシート状に成形して、複数のセラミックグリーンシートを製造する。そして、一部のセラミックグリーンシートに打ち抜き加工を施し、枠状のセラミックグリーンシートを製造する。その後、枠状のセラミックグリーンシートが上層に位置するようにセラミックグリーンシートを積層し、原料粉末の組成に応じて約１３００℃〜１６００℃の温度で焼成し、これによって絶縁基体１が製作される。なお、絶縁基体１は、板状のアルミナ質焼結体の上面の外周部に、枠状のアルミナ質焼結体を接合することにより形成してもよい。

なお、上述した絶縁基体１の搭載部には、電子部品素子３が例えば接着剤６を介して接合される。

一方、配線導体２は、絶縁基体１の上面に被着されているとともに、一端が絶縁基体１の側面を経て、絶縁基体１の下面に導出するように形成されている。

配線導体２は、絶縁基体１の上面に被着されている部位に電子部品素子３の電極がボンディングワイヤ８等の導電性接続材を介して電気的に接続される。

また、配線導体２は、絶縁基体１の下面に導出された導出部が、外部回路基板１０の回路導体１１とはんだ等の接合材１３を介して電気的に接続され、電子部品素子３の電極４と外部回路基板１０の回路導体１１とが電気的に接続されて、実装される。

このような配線導体２は、タングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，白金，金等の金属材料から成り、メタライズ層，めっき層，蒸着層，金属箔層等の形態で絶縁基体１の所定部位に形成される。

なお、配線導体２は、例えばタングステンのメタライズ層からなる場合であれば、タングステンの粉末を有機溶剤，樹脂バインダーとともに混練した金属ペーストを、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により印刷することにより形成される。ここで、配線導体２の露出表面に金めっきや錫めっき等のめっき層を被着させておいてもよい。

また、電子部品素子３の電極と配線導体２とをボンディングワイヤ８を介して接続する場合、ボンディングワイヤ８は、その長さを０．３ｍｍ〜３．０ｍｍとすることが好ましい。ボンディングワイヤ８の長さが０．３ｍｍ未満では、ボンディングワイヤ８が短すぎて十分なループを形成することが困難となり、電子部品素子３の電極４と配線導体２とを確実に接続することが困難となる。また、ボンディングワイヤ８の長さが３．０ｍｍを超えると、ボンディングワイヤ８が長くなりすぎループが不要に高くなる傾向があり、不要なインダクタンスが発生して高周波信号の伝送特性が劣化するおそれがある。

そして、上述した絶縁基体１の下面には、配線導体２の導出部が内部に収容される凹部１ｂが形成されている。

このように、本形態における電子部品素子収納用パッケージによれば、絶縁基体１の下面に、配線導体２の導出部が内部に収容される凹部１ｂが形成され、この導出部を外部回路基板１０の回路導体１１に接合材１３を介して接続するようになっていることから、配線導体２の導出部と外部回路基板１０の回路導体１１とを接合する接合材１３を凹部１ｂに収めることができ、接合材１３の量を、熱応力等の応力を吸収，緩和できる程度に大きくしたとしても、接合材１３の下端が絶縁基体１の下面より下側に大きく突出することはなく、外部回路基板１０に実装するときの低背化を容易に実現することができる。

凹部１ｂは、例えば、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートのうち、最下層のものについて、外周部に、形成しようとする凹部１ｂと同じ形状の切り欠きを、機械的な打抜き加工等の手段で設けておくことにより形成することができる。また、形成しようとする凹部１ｂの深さに応じて、最下層から上に複数の層に同様に切り欠きを設けておいてもよい。

凹部１ｂの形状は、配線導体２の導出部を内側に収容できる形状であれば、図１に示した四角形状の限らず、円弧状、楕円弧状、角部を丸めた四角形状、円弧が連なった形状等、特に制約は無いが、絶縁基体１の機械的な強度の確保を考慮して、平面面積が極力小さくなるようにして形成することが好ましい。

また、凹部１ｂの深さは０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍに設定されていることが好ましい。凹部１ｂの深さをこの範囲に設定しておけば、配線導体２のうち外部回路基板１０の回路導体１１と接続される導出部分と外部回路基板１０の回路導体１１との接合における接合材１３を、外部回路基板１０上に接合される電子部品素子収納用パッケージの低背化に供することができるとともに、接合材１３を厚く形成して、接合のための接合材１３の量を増加せしめ、外部回路基板に対する接続強度をさらに向上させることができる。そのため、例えば、長期の環境試験等による信頼性試験において、接合材１３を介した絶縁基体１と外部回路基板との接合部において、接合材１３の破断やクラックの発生を防止することができる。

なお、凹部１ｂの深さが０．０５ｍｍ未満では、接合材１３を収容する容積が不十分になる傾向があり、外部回路基板１０への実装時の低背化や、接続信頼性の確保が難しくなるおそれがある。また、０．３ｍｍを越えると、必要な接合材１３の量が多くなりすぎ、その分、隣接する配線導体２間の接合材１３によるショート（電気的短絡）が発生しやすくなり、接続信頼性の低下を生じるおそれがある。

また、凹部１ｂは、配線導体の導出経路に沿って絶縁基体の側面に開放されていることが好ましい。

これにより、配線導体２の導出部を外部回路基板１０の回路導体１１に接合材１３を介して接続する際に、導出部と回路導体１１との接合材１３を介した接合状態（実装状態）を側面（外部）から、より容易にかつ確実に確認することができる。

またこの場合、接合に関する不良に対するリワーク等を適切に実施することができ、製品歩留まりを向上させることができる。

さらに、接合後に洗浄（フラックス洗浄等）の必要な接合材１３を使用した場合には、その被洗浄物を効果的に配線導体２と回路導体１１との接続部より外部に排除することができる。そのため、洗浄剤の残留による電気的な接続の信頼性の低下や、外観の劣化をなくすことができ、外部回路基板に実装したときの信頼性を向上させることができる。また実装の歩留まりをより向上させることができる。

そして、以上のような電子部品収納用パッケージに電子部品素子３を搭載し、電子部品素子３の電極を配線導体２に電気的に接続した後、電子部品素子３を覆うように蓋体５を取着することにより、絶縁基体１と蓋体５とで形成される容器の内部に電子部品素子３が気密封止され、電子装置１４が形成される。

このような電子装置１４は、配線導体２の導出部を外部回路基板１０の回路導体１１に電気的に接続し、外部回路基板１０と電気的に接続されて実装される。電子装置１４が実装された外部回路基板１０は、例えば、電子部品素子３としてラインセンサ等の光半導体素子が封止された場合であれば、光学式読み取り装置（バーコードリーダーやスキャナ等）のセンサ部分、撮像部分等に使用される。

かかる電子装置１４によれば、上記の構成を備えることから、電子部品素子３を絶縁基体１と蓋体５とで気密に封止することができ、電子部品素子３を外部の環境より保護することができ、信頼性の高いものとすることができる。

また、低背化が容易で、外部回路基板１０に対する電気的な接続の信頼性に優れた電子装置１４とすることができる。

さらに、上述した電子装置１４においては、絶縁基体１及び電子部品素子３を長方形状に成すとともに、電子部品素子３として光半導体素子を用いた上、配線導体２の導出部を絶縁基体１の長手方向中央域に集中的に配置させておくことが好ましい。

長方形状の電子部品素子３は、例えば、上述したようなラインセンサ等の光半導体素子であり、形成される電子装置は、光学式読み取り装置（バーコードリーダーやスキャナ等）のセンサ部分、撮像部分等に使用される光半導体装置である。

この場合、例えば、光学式読み取り装置では、取り扱いや、被読み取り物（商品のバーコード表示部分等）との接触時にともない、繰り返し振動等が加わるため、電子装置１４と外部回路基板１０との電気的，機械的な接続を強固なものとし、接続信頼性を確保する必要があるが、本発明の電子装置は、その要求を十分に満たすことができる。

また、ラインセンサ等の長尺の光半導体素子を電子部品素子として搭載し、これに応じて絶縁基体１を長尺の長方形状に形成した場合でも、長方形状の絶縁基体１の外部回路基板１０への接続において最も応力の少ない絶縁基体１の長辺側の中央部に配線導体２の導出部が位置することにより、最も応力の少ない部位で配線導体２と回路導体１１とが接続されるとともに、その接続部での接合材１３の接合量を増加させ、接合の強度を上げることができ、電子装置としての信頼性の向上を達成することができる。また、接合の信頼性の向上により、電子部品素子と外部回路基板との電気信号の送受信における電気的歩留まりの向上も達成される。

なお、絶縁基体１の長辺側の中央部に凹部１ｂを形成する場合、その長さ（長辺に沿った寸法）は、絶縁基体１の長辺の中央から両端に向かって、それぞれ長辺の長さの１／４以下に設定しておくことが好ましい。また、長辺の中央から両端側のそれぞれの長さを同じにしておくことがより好ましい。

さらに、上述した電子装置においては、絶縁基体１の下面の短辺近傍に位置決め用の補助導体９を設けるとともに、補助導体９を凹部１bとは別の凹部１ｃ内に収容させておくことが好ましい。

この場合、例えば、補助導体９に対応する補助導体パターン１２（補助導体との機械的な接合を目的としたダミーの導体等）を外部回路基板１０に設けておき、補助導体９を補助導体パターン１２にはんだ等の接合材を介して接合させるようにすれば、熱応力が大きく作用する絶縁基体１の短辺側で、電子装置１４の外部回路基板１０に対する接続を効果的に補強することができ、接続信頼性をさらに向上させることができる。

また、補助導体９と接合されている接合材１３は、短辺側の凹部１ｃに収められるので、低背化が阻害されることはない。

さらに、絶縁基体１の外部回路基板１０に対するセルフアライメント効果を有効に得ることができ、電子装置の外部回路基板１０に対する位置ずれ、特にθ方向のずれを有効に防止することができ、外部回路基板１０に対する接続の位置精度も向上させることができる。

なお、補助導体９は、タングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，白金，金等の金属材料から成り、メタライズ層，めっき層，蒸着層，金属箔層等の形態で絶縁基体１の所定部位に形成される。補助導体９は、例えばタングステンのメタライズ層からなる場合であれば、タングステンの粉末を有機溶剤，樹脂バインダーとともに混練した金属ペーストを、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により印刷することにより形成される。また、補助導体９の露出表面に金めっきや錫めっき等のめっき層を被着させておいてもよい。

また、補助導体９は、絶縁基体１に対する接合の強度の確保や生産性を考慮すれば、配線導体２と同様の金属材料から成るものとすることが好ましい。ここで、補助導体９および配線導体２を、金属ペーストを印刷することにより形成する場合、配線導体２および補助導体９は、印刷用の製版に両方の印刷用のパターンを形成しておき、その製版を用いて同じ金属ペーストを同時に印刷することにより形成することがより好ましい。

また、短辺側の凹部１ｃは、凹部１bと同様、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートの所定位置に切り欠きを設けておくことにより形成することができる。

短辺側の凹部１ｃは、使用する接合材１３の量や、補助導体９の大きさに応じて、適宜その深さや平面寸法を決めればよいが、大きくなり過ぎたり、深くなり過ぎたりすると絶縁基体１の機械的強度が劣化するおそれがあるので、補助導体９の外側に（１ｍｍ〜２ｍｍ）程度の幅の隙間が空く程度の平面寸法が好ましい。また、深さは凹部１ｂと同じ深さにしておくと、実装時の低背化が阻害されることを防ぐことや、電子部品素子収納用パッケージおよび電子装置の生産性を高くすることができる。

なお、補助導体９と補助導体パターンとを接続する接合材１３は、配線導体２の導出部と外部回路基板１０の回路導体１１とを接続する接合材１３と同様のものを用いることができる。また、上述したセルフアライメント効果によるより一層の実装精度向上を図るには、同じ接合材１３を用いて、両方の接続を同時に行なうことが好ましい。

以上のような電子装置１４の外部回路基板への実装構造は、上記のように、電子装置１４の配線導体２の導出部が外部回路基板１０の回路導体１１と対向するように配置されているとともに、配線導体２の導出部と回路導体とが接合材１３を介して接続されてなる。

ここで用いられる接合材１３としては、Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ系、Ａｕ−Ｓｎ系等のはんだ材料や、その他の低融点ろう材が使用できる。

また、接合材１３を介した配線導体２の導出部と回路導体との接合は、例えば、回路導体１１（および補助導体パターン１２）に接合材１３をあらかじめスクリーン印刷法やディスペンス法等で塗布しておき、その上に配線導体２の導出部（補助導体９）を位置合わせして載せ、接合材１３を加熱溶融させること等により行なうことができる。

さらに、上述した電子装置１４の実装構造において、配線導体２の導出部と回路導体１１とは、両導体の対向空間の１．５倍〜１０倍に相当する体積を有した接合材１３を介して接続することが好ましい。

この場合、互いに接合される配線導体２と回路導体１１との間に、接合材１３を十分に大きな体積で介在させることができ、絶縁基体１と外部回路基板１０との間に熱応力等の応力が作用したとしても、その応力を大きな体積の接合材１３に対する相対的に小さな変形で効果的に吸収し緩和することができ、接合材１３を介した配線導体２と回路導体１１との接合を長期にわたって確保することができる。

また、この大きな体積の接合材１３は、その大部分が絶縁基体１の短辺側の別の凹部１ｃ内に収まるので、実装構造の低背化も実現することができる。

また、接合材１３の形状は太鼓型形状（配線導体２および回路導体１１の接合部からその中間の部分が外側に膨らんだ形状）であることが応力の関係上より好ましい。

なお、蓋体５は、全体若しくは一部が透光性部材から成る透光性のものや、金属材料，セラミック材料から成るものである。

また、図１に示した電子装置１４において、蓋体５は、ガラス，石英，サファイア，透明樹脂等の透光性材料を板状に成形したものである。また、図示しないが、絶縁基体１を平板状のものとする場合には、凹形状の蓋体を用いてもよい。この場合には、凹形状の蓋体の一部が透光性部材から成る。また、蓋体５の上面若しくは下面の少なくとも一方に、紫外線を遮断するための光学膜を形成しておいてもよい。

なお、蓋体５は、例えば、樹脂層７を介して接合することにより、絶縁基体１の上面に取着される。樹脂層７は、例えば、アクリル系樹脂，エポキシ系樹脂，フェノール系樹脂，クレゾール系樹脂等の樹脂接着剤から成る。なお、電子部品素子３がラインセンサ等の光半導体素子の場合、樹脂層７には、余計な外光を遮断することを目的として、黒色，茶褐色，暗褐色，暗緑色，濃青色等の暗色系の顔料や染料を混入させておいてもよい。また、樹脂層７は、ガラス等の無機材料から成るものや、無機材料から成るフィラー粉末を樹脂接着剤に添加したものもよい。

また、樹脂層７が透明な樹脂接着剤から成る場合、樹脂層７の屈折率が透明な蓋体５の屈折率と等しくなるようにしておくことが好ましい。この場合、樹脂層７と蓋体５との界面における光の反射や散乱等を抑制することができ、電子部品素子３に余計な反射光や散乱光が入射することを抑制することが可能となる。また、樹脂層７が透明な樹脂接着剤から成る場合、その内部に含まれる気泡の体積が３０体積％以下であることが好ましい。気泡の体積が３０体積％を超えると、樹脂層７の接合力が低下するとともに、気泡によって電子部品素子３に余計な反射光や散乱光が入射する可能性がある。樹脂層７に含まれる気泡の割合を小さくするためには、減圧室や真空装置内で樹脂層７を取り扱う方法や、予め樹脂層７に含まれる気泡を真空脱泡する方法等がある。

また、蓋体５の外周部に遮光性の樹脂膜を貼り付けておいてもよい。このような構成により、電子部品素子３に余計な外光が入射するのを有効に抑えることができる。

電子装置の外部回路基板への接合材を介した接続、実装について、凹部の有無、および凹部の深さを変えた場合の接続信頼性について具体例を挙げて比較し、説明する。

アルミナセラミックスから成り、上面に凹部を有する絶縁基体に、タングステンのメタライズ層から成る配線導体を、一端が絶縁基体の側面を経て下面に導出されるように被着させて試験用の電子部品収納用パッケージを作製した。

絶縁基体は、長辺５５ｍｍ、短辺８ｍｍの長方形状であり、凹部は２１ｍｍ×１．７ｍｍ、深さ０．１ｍｍの直方体状に形成した。配線導体の導出部は、この長方形状の絶縁基体の両長辺の中央部に、各１６本ずつが集中的に配されている。

この試験用の電子部品収納用パッケージの各凹部にダミーの半導体チップを搭載し、ガラス板から成る蓋体を絶縁基体に接合して凹部を塞ぎ、試料の電子装置を作製した。

試料は、表１に示すような深さで、配線導体の導出部を内側に収容する凹部を形成した。

各試料について、（Ｓｎ−Ｐｂ共晶半田）から成る接合材を介して外部回路基板の回路導体に配線導体の導出部を接続し、接続信頼性を温度サイクル試験および接合部の外観検査の手法で測定した。

なお、外部回路基板は、いわゆるＰ板として周知の（ガラスエポキシ樹脂）基板に（銅）の回路導体を形成したプリント基板を用いた。

試験の結果を表１に示す。

表１からわかるように、凹部の無い従来の形態のものは、実装の高さが高くなってしまう。また、接合材の量を少なくした場合、接続の信頼性が低くなってしまう。

これに対して、凹部を設けた場合には、実装の高さを低く抑えることができる。また、接続の信頼性も良好である。

また、凹部の深さが０．０５ｍｍ未満では、接続信頼性を良好に確保できように接合材を多くしたときに低背化が難しくなる傾向があり、
凹部の深さが０．３ｍｍを超えると、配線導体と回路導体との接続を確実に行なわせるために接合材の量を多くする必要があるため、隣接する配線導体間における接合材の接触が確認できた。

なお、本発明の電子部品素子収納用パッケージ、電子装置および電子装置の実装構造は、上記の実施の形態および実施例に記載した例に限らず、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。

（ａ）は本発明の電子装置の実施の形態の一例を示す上面図、（ｃ）はその下面図、（ｂ）は（ｃ）のＡ−Ａ´線断面図である。 本発明の電子装置の実装構造にかかる実施の形態を示す断面図である。

符号の説明

１・・・絶縁基体
１ａ・・搭載部
１ｂ・・短辺側の凹部
１ｃ・・長辺側の凹部
２・・・配線導体
３・・・電子部品素子
４・・・電極
５・・・蓋体
６・・・接着剤
７・・・樹脂層
８・・・ボンディングワイヤ
９・・・補助導体
１０・・外部回路基板
１１・・回路導体
１２・・補助導体パターン
１３・・接合材
１４・・電子装置

Claims (4)

1. 電子部品素子が搭載される絶縁基体の上面に前記電子部品素子に電気的に接続される配線導体を被着させるとともに、該配線導体の一端を前記絶縁基体の側面を経て下面に導出してなる電子部品素子収納用パッケージであって、前記絶縁基体の下面に、前記配線導体の導出部が内部に収容される凹部を形成した電子部品素子収納用パッケージに電子部品素子を搭載するとともに、該電子部品素子を覆うようにして蓋体を取着してなり、前記絶縁基体及び前記電子部品素子が長方形状を成しているとともに、前記電子部品素子が光半導体素子であり、前記配線導体の導出部が前記絶縁基体の長手方向中央域に集中的に配されており、前記絶縁基体下面の短辺近傍に位置決めのための補助導体を設けるとともに、該補助導体を前記凹部とは別の凹部内に収容させたことを特徴とする電子装置。
2. 前記配線導体の導出部が内部に収容される前記凹部の深さが０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記配線導体の導出部が内部に収容される前記凹部が前記配線導体の導出経路に沿って前記絶縁基体の側面に開放されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子装置を、配線導体の導出部が外部回路基板の回路導体と対向するように配置させるとともに、前記配線導体の導出部と前記回路導体とを接合材を介して接続してなる電子装置の実装構造であって、前記配線導体の導出部と前記回路導体とが、両導体の対向空間の１．５倍〜１０倍に相当する体積を有した接合材を介して接続されていることを特徴とする電子装置の実装構造。

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