JP4570301B2

JP4570301B2 - 電子部品収納用容器

Info

Publication number: JP4570301B2
Application number: JP2001298657A
Authority: JP
Inventors: 祐生三栗野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003110038A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動子や表面弾性波素子や半導体素子等の電子部品を気密に収容するための電子部品収納用容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば圧電振動子や表面弾性波素子や半導体素子等の電子部品を収容するための電子部品収納用容器は、図２に断面図で示すように、例えば酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックス材料から成り、上面に電子部品23が搭載される略平板状の絶縁基板24の上面に電子部品23を取り囲む枠状の絶縁枠体25を積層して成る絶縁基体21と、ガラス等の透光性材料や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料から成り、絶縁基体21の絶縁枠体25上面に低融点ガラスや半田等の封止材26を介して接合されることにより絶縁基体21との間の空間に電子部品23を収容する略平板状の蓋体22とから主として構成されており、絶縁基板24の上面に電子部品23を搭載するとともに絶縁枠体25の上面に蓋体22を封止材26を介して接合することにより絶縁基体21と蓋体22との間の空間に電子部品23が収容されることとなる。
【０００３】
また、絶縁基板24には、絶縁基体21と蓋体22との間の空間を真空に排気するための貫通孔27がその上面から下面にかけて途中に段差部27ａを有するようにして形成されており、絶縁基体21と蓋体22とから成る容器内部に電子部品23を収容した後、絶縁基板24に形成された貫通孔27を介して電子部品23を収容する空間を真空に排気し、しかる後、この貫通孔27内に例えば銅合金等の金属から成る球状の封止用金属部材28を鉛−錫合金等から成る半田を介して取着させてこの貫通孔27を封止することにより、電子部品収納用容器内部に電子部品23が気密に収容された電子装置となる。
【０００４】
なお、絶縁基体21に形成された貫通孔27内に鉛−錫合金等の半田を介して封止用金属部材28を取着させてこの貫通孔27を封止するには、貫通孔27の途中の段差部27ａの表面にタングステンやモリブデン粉末等の高融点金属メタライズから成る金属層29を被着させておくとともにこの金属層29の表面にろう材との濡れ性に優れるニッケルや金等のめっき金属層（不図示）を被着させておき、この貫通孔27内に半田および封止用金属部材28を段差部27ａで留まるようにして入れるとともに、半田を加熱溶融させることにより封止用金属部材28と金属層29とを半田を介して接合することにより封止する方法が採用されている。この場合、封止用金属部材28および半田は貫通孔27内の段差部27ａで留まって、貫通孔27内に良好に位置決めされるとともに絶縁基体21と蓋体22との間の空間内に落ち込むことが有効に防止される。
【０００５】
また、絶縁基体21は、例えば酸化アルミニウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合して泥漿状のセラミックスラリとなすとともにこのセラミックスラリをシート状となすことにより絶縁基板24用および絶縁枠体25用の複数枚のセラミックグリーンシートを用意し、次にこれらのセラミックグリーンシートに貫通孔27となる貫通孔および電子部品23を収容するための貫通穴を穿孔し、次にこれらのセラミックグリーンシートを上下に積層して積層体となし、最後にこれを約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【０００６】
なお、貫通孔27の途中に段差部27ａを形成するには、絶縁基板24用のセラミックグリーンシートとして上層用のセラミックグリーンシートと下層用セラミックグリーンシートとの２枚のセラミックグリーンシートを準備するとともに、これらの２枚のセラミックグリーンシートに貫通孔27用の貫通孔をその直径が下層用のセラミックグリーンシートで大きくなるように互いに異なる直径で穿孔し、これらのセラミックグリーンシートを積層することによって貫通孔27の途中に段差部27ａを形成する方法が採用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の電子部品収納用容器によると、絶縁基体21の絶縁基板24の上面から下面にかけて形成された貫通孔27の途中に段差部27ａを設けるために絶縁基板24用のセラミックグリーンシートとして上層用のセラミックグリーンシートと下層用のセラミックグリーンシートとの２枚のセラミックグリーンシートを用意して、上層用のセラミックグリーンシートに貫通孔27となる小さな孔を、下層用のセラミックグリーンシートには貫通孔27となる大きな孔をそれぞれ別々に形成してこの２枚のセラミックグリーンシートを上下に積層する必要があった。そのため、絶縁基板24の厚みがセラミックグリーンシート２枚分の厚みとなり、絶縁基体21を薄くすることができず、近年ますます要求されている電子装置の低背化が困難であるとともに絶縁基体21の製造工程が非常に煩雑であるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明はかかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、絶縁基体の厚みを薄いものとして電子装置の低背化を可能とするとともに絶縁基体の製造が極めて簡便な電子部品収納用容器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品収納用容器は、上面に電子部品が搭載される略平板状の絶縁基板上に前記電子部品を取り囲む枠状の絶縁枠体が積層されて成るとともに前記絶縁基板の上面から下面にかけて前記絶縁枠体の内側に開口する排気用の貫通孔が形成された絶縁基体と、前記絶縁枠体上に接合されて前記絶縁基体との間の空間に前記電子部品を封止する蓋体とから成る電子部品収納用容器であって、前記貫通孔は、その大きさが前記絶縁基板の上面から下面にかけて略同じであり、かつその上端が前記絶縁枠体で部分的に塞がれていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の電子部品収納用容器によれば、絶縁基板に形成された排気用の貫通孔は、その大きさが絶縁基板の上面から下面にかけて略同じであり、かつその上端の一部が絶縁枠体により部分的に塞がれるようにして形成されていることから、貫通孔内に封止用金属部材を入れると、その封止用金属部材は貫通孔の上端を部分的に塞ぐ絶縁枠体で留まって位置決めされる。したがって、貫通孔内に段差部を設けることなく封止用金属部材を貫通孔内に位置決めすることができるので、絶縁基板を１枚のセラミックグリーンシートから形成して薄型化することができるとともに絶縁基体の製造を簡略化することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の電子部品収納用容器を添付の図面を基に詳細に説明する。図１は本発明の電子部品収納用容器の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は絶縁基体、２は蓋体、３は電子部品である。そして主として絶縁基体１と蓋体２とで本発明の電子部品収納用容器が構成され、この電子部品収納用容器内に電子部品３を気密に封止することによって電子装置が形成される。
【００１２】
電子部品収納用容器を構成する絶縁基体１は、その上面に電子部品３が搭載される略四角平板状の絶縁基板４の上面に電子部品３を取り囲む略四角枠状の絶縁枠体５が積層されて成り、絶縁枠体５で囲まれた絶縁基板４上面には電子部品３が搭載される。
【００１３】
この絶縁基体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・炭化珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ムライト質焼結体・ガラスセラミックス等の電気絶縁材料から成る。例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミニウムおよび酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤等を添加混合して泥漿状のセラミックスラリとなすとともに、このセラミックスラリを従来周知のドクタブレード法等を採用してシート状となすことにより絶縁基板４および絶縁枠体５用の複数枚のセラミックグリーンシートを得て、次にこれらのセラミックグリーンシートに後述する貫通孔７および電子部品３を収容するための打ち抜き孔を穿孔するとともに上下に積層して絶縁基体１用のセラミックグリーンシートの積層体を得て、最後にこれを還元雰囲気中約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【００１４】
なお、絶縁基体１は、一般には例えばその幅が２〜５ｍｍ程度・長さが５〜10ｍｍ程度、厚みが0.3〜0.6ｍｍ程度であり、凹状の搭載部１ａの幅が１〜４ｍｍ程度・長さが４〜９ｍｍ程度・深さが0.2〜0.5ｍｍ程度である。そして、圧電振動子の小型化・薄型化の要求に伴い、その小型化・薄型化がますます進んでいる。
【００１５】
また、絶縁基体１には絶縁基板４の一端側から絶縁基板４の下面にかけて導出する配線導体６が被着形成されており、この配線導体６で絶縁基板４の上面の一端側に導出した部位に電子部品３の電極が銀−ポリイミド樹脂や銀−エポキシ樹脂・銀−シリコーン樹脂等の導電性接着剤11を介して接着固定される。そして、配線導体６で絶縁基板４の下面に導出した部位を図示しない外部回路基板等の配線導体に半田等の導電性接着剤を介して接合することにより、電子部品３の各電極が外部回路基板等に接続されることとなる。
【００１６】
配線導体６は、タングステンやモリブデン・銀・銅等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダや溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基板４となるセラミックグリーンシートに予め所定のパターンに印刷塗布しておくとともに、これを絶縁基体１となるセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって、絶縁基体１の絶縁基板４の上面の一端側から絶縁基板４の下面に導出するようにして被着形成される。
【００１７】
また、絶縁基体１の絶縁基板４には絶縁枠体５の内周にかかる位置に絶縁基板４の上面から下面にかけてその大きさが略同じ貫通孔７が形成されている。貫通孔７は、絶縁基体１と蓋体２とから成る容器の内部に電子部品３を収容した後、この電子部品３を収容する空間を真空に排気するための排気孔として機能し、その上端が絶縁枠体５で部分的に塞がれているとともにその内壁には封止用金属部材８を半田を介して取着するための金属層９が被着されている。
【００１８】
そして貫通孔７は、絶縁基体１と蓋体２との間の空間に電子部品３を収容した後に、この電子部品３を収容する空間を真空に排気し、しかる後、貫通孔７内に半田および封止用金属部材８を入れるとともに半田を加熱溶融させて金属層９に封止用金属部材８を半田を介して取着することにより気密に封止される。なお、絶縁基体１の貫通孔７を封止する封止用金属部材８は、例えば銅等の金属から成る球体であり、また封止用金属部材８を金属層９に取着している半田は、例えば鉛90重量％−錫10重量％から成る鉛−錫合金である。
【００１９】
このとき、貫通孔７内に入れた半田および封止用金属部材８は貫通孔７の上端を部分的に塞ぐ絶縁枠体５により貫通孔７内に留まり、貫通孔７内に良好に位置決めされるとともに絶縁基体１と蓋体２との間の空間内に落ちることはない。
【００２０】
この場合、貫通孔７は、その大きさが絶縁基板４の上面から下面にかけて略同じなので、このような貫通孔７を有する絶縁基板４を形成するためのセラミックグリーンシートは１枚だけ準備すればよく、したがって、絶縁基板４の厚みをセラミックグリーンシート１枚分の厚みとして絶縁基体１の厚みを薄いものとすることができる。その結果、本発明の電子部品収納用容器によれば、電子装置の低背化を実現することができる。また同時に、絶縁基板４を形成するためのセラミックグリーンシートは１枚だけ準備すればよいので、打ち抜き孔の穿孔や積層の工程がその分少なく、絶縁基体１を極めて簡便に製作することができる。
【００２１】
なお、貫通孔７は好ましくは円形の孔であり、その直径は0.1〜１ｍｍ程度が好ましい。貫通孔７が円形以外の場合、その内壁に金属層９を設けにくくなるとともに貫通孔７内に半田や封止用金属部材８を効率良く入れることが困難となる傾向がある。また、貫通孔７の直径が0.1ｍｍ未満では、貫通孔７内に半田および封止用金属部材８を入れにくくなる傾向にあり、他方、１ｍｍを超えると、そのような貫通孔７を封止するために多量の半田と大きな封止用金属部材８が必要となる。また、貫通孔７はその上端の面積の５〜95％が絶縁枠体５により覆われることが好ましい。貫通孔７が絶縁枠体５により覆われる面積がその上端の面積の５％未満では、貫通孔７内に半田および封止用金属部材８を入れた際にこれらの半田および封止用金属部材８が絶縁枠体５により貫通孔７内に良好に留められなくなる危険性があり、他方、95％を超えると、絶縁基体１と蓋体２との間の空間を効率良く排気することが困難となってしまう傾向にある。但し、貫通孔７は必ずしも円形である必要はなく、三角形や四角形あるいはその他の形状であってもよい。
【００２２】
なお、貫通孔７を封止する封止用金属部材８が取着される金属層９は、タングステンやモリブデン・銀・銅等の金属粉末メタライズから成り、ろう材との濡れ性を良好なものとするためにその表面に必要に応じてニッケルや金等から成るめっき金属層を被着させている。
【００２３】
このような金属層９は、絶縁基板４用のセラミックグリーンシートに設けた貫通孔７用の打ち抜き孔の内壁にタングステン等の金属粉末を含有するメタライズペーストを塗布するとともに、これを絶縁基体１用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって貫通孔７の内壁に被着形成される。
【００２４】
電子部品収納用容器を構成する蓋体２は、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属や酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから形成されており、ろう材または低融点ガラス等からなる封止材10を介して絶縁基体１の上面に接合される。蓋体２は、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る場合であれば、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属板を蓋体２に対応した形状に打ち抜くことによって形成され、ガラスやサファイアから成る場合であれば、蓋体２の厚みに対応した厚みのガラスやサファイアから成る広面積の板材を所定の大きさ・形状に切断したり、あるいは断面が蓋体２に対応した大きさ・形状のガラスやサファイアから成る棒材を所定厚さに切断することにより製作される。
【００２５】
かくして本発明の電子部品収納用パッケージによれば、絶縁基体１の絶縁基板４上に電子部品３を搭載するとともに絶縁枠体５の上面に蓋体２を接合させた後、絶縁基体１と蓋体２との間の空間を真空に排気し、しかる後、貫通孔７を半田を介して封止用金属部材８で封止することによって製品としての電子装置となる。
【００２６】
なお、本発明は上述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であれば種々の変更は可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の電子部品収納用容器によれば、絶縁基板に形成された排気用の貫通孔は、その大きさが絶縁基板の上面から下面にかけて略同じであり、かつその上端の一部が絶縁枠体により部分的に塞がれるようにして形成されていることから、貫通孔内に封止用金属部材を入れると、その封止用金属部材は貫通孔の上端を部分的に塞ぐ絶縁枠体で留まって位置決めされる。したがって、貫通孔内に段差部を設けることなく封止用金属部材を貫通孔内に位置決めすることができるので、絶縁基板を１枚のセラミックグリーンシートから形成して薄型化することができ、そのため、得られる電子装置を低背化することができるとともに絶縁基体の製造を簡便なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品収納用容器の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】従来の電子部品収納用容器の実施の形態の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・絶縁基体
２・・・蓋体
３・・・電子部品
４・・・絶縁基板
５・・・絶縁枠体
７・・・貫通孔

Claims

上面に電子部品が搭載される略平板状の絶縁基板上に前記電子部品を取り囲む枠状の絶縁枠体が積層されて成るとともに前記絶縁基板の上面から下面にかけて前記絶縁枠体の内側に開口する排気用の貫通孔が形成された絶縁基体と、前記絶縁枠体上に接合されて前記絶縁基体との間の空間に前記電子部品を封止する蓋体とから成る電子部品収納用容器であって、前記貫通孔は、その大きさが絶縁基板の上面から下面にかけて略同じであり、かつその上端が前記絶縁枠体で部分的に塞がれていることを特徴とする電子部品収納用容器。