JP4594166B2

JP4594166B2 - 電子部品収納用パッケージおよび電子装置

Info

Publication number: JP4594166B2
Application number: JP2005156301A
Authority: JP
Inventors: 猛夫佐竹; 信幸田中
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2025-05-27
Also published as: JP2006332466A

Description

本発明は、電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージおよびそれを用いた電子装置に関し、より詳細には電子部品の熱放散性および気密収納性に優れる電子部品収納用パッケージおよび電子装置に関する。

従来、電子部品の作動時に電子部品から発生する熱を効率よく外部に放散させて電子部品の温度上昇を抑制するために、電子部品収納用パッケージおよび電子装置の放熱板と外部装置との熱的接触を取る技術の改良がなされてきた。

図６に放熱板と外部電気回路基板や外部ヒートシンク等の外部部材との熱的接触を取る技術を改良した従来の電子部品収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）の一例を示す。従来のパッケージは、放熱板11の外周部にフランジ部ネジ止め穴12と、放熱板11の中央部に裏面ネジ切り穴13を有している。また、放熱板11の上面にはハーメチックシール構造の回路搭載部分14と、回路搭載部分14と内部回路の信号入出力用としてのリード15とが設けられている（例えば、下記の特許文献１参照）。

このようなパッケージは、フランジ部ネジ止め穴12と裏面ネジ切り穴13にネジが取り付けられてネジ締めされることにより外部部材に装着され、ネジを介して外部部材と熱的接触が取られることとなる。

従来のパッケージのように放熱板11の裏面に裏面ネジ切り穴13が設けられることにより、例えば放熱板11に上に凸の湾曲変形等の変形が生じていたとしても、放熱板11の中央部が外部装置と非接触状態になるのを防止し、放熱板11の中央部が裏面ネジ切り穴13に取り付けられたネジを介して外部部材と良好に熱的接触が取られるようになる。

その結果、パッケージから外部部材への熱放散は良好なものとなり、電子部品の作動時に電子部品から発生する熱を効率よく外部に放散させて電子部品の温度上昇を抑制することができる。
特許第3348781号公報

しかしながら、特許文献１に示されるパッケージにおいては裏面ネジ切り穴13をネジ締めすることにより、放熱板11の変形が矯正され、放熱板11に載置された回路搭載部分14や電子部品にクラック等を生じさせて破損させてしまう場合があった。また、回路搭載部分14が破損すると回路搭載部分14のハーメチックシールが損なわれ、内部に収納される電子部品が正常に作動できなくなり、また、電子部品が破損した場合についても上記と同様に電子部品が正常に作動できなくなるという問題点を有していた。

また、パッケージに載置される電子部品が、半導体レーザ（ＬＤ）やフォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子である場合、例えば、回路搭載部分14の側面に内外を挿通するようにかつパッケージ内側の一端が電子部品の光入出力部と光結合するようにして光ファイバが取り付けられることによってパッケージと成るが、このようなパッケージにおいて裏面ネジ切り穴13をネジ締めすると、放熱板11に載置された電子部品の位置がズレてしまい、光ファイバと電子部品の光入出力部との光結合が損なわれ易かった。その結果、光ファイバと電子部品との間で光信号を効率よく伝送させることができず、電子装置の作動性を損なうという問題点が生じていた。

従って、本発明は上記問題点に鑑み完成されたもので、その目的は、外部部材への熱放散が良好であり、電子部品を良好に作動させ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。

本発明の電子部品収納用パッケージは、上側主面に電子部品が収容されるキャビティーが形成された基体と、前記キャビティーの側面に前記キャビティー内外を貫通するようにして設けられた入出力端子を含んで成る電子部品収納用パッケージであって、前記基体の下側主面で前記キャビティーの底面と対向する位置に、ネジ止め部材の一部が収容される前記キャビティーに連通した複数の穴部が設けられており、前記ネジ止め部材は、平板状のヒートシンク部と該ヒートシンク部の下側にネジ穴を有する複数の凸部とを含んで成り、前記ネジ止め部材の複数の凸部の下面が前記基体の下側主面から下方へ突出するようにして前記穴部に嵌着固定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おいて、好ましくは、前記ネジ止め部材は、前記基体よりも縦弾性係数の小さい材料から成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、前記キャビティー底面の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、前記基体の上面に前記キャビティーを覆うように接合された蓋体とを具備していることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージは、上側主面に電子部品が収容されるキャビティーが形成された基体と、キャビティーの側面にキャビティー内外を貫通するようにして設けられた入出力端子とを含んで成り、基体の下側主面でキャビティーの底面と対向する位置に、ネジ止め部材の一部が収容される穴部が設けられており、ネジ止め部材は、その下面にネジ穴を有するとともに下面が基体の下側主面から下方へ突出するようにして穴部に嵌着固定されていることから、ネジ止め部材周辺の基体が上に凸の湾曲状に変形していたとしても、ネジ止め部材が、その下面が基体の下側主面から下方に突出するようにして嵌着固定されており、この下面が外部電気回路基板や外部ヒートシンク等の外部部材に当接するようにネジ締めされるので、基体の変形を矯正することなく、電子部品収納用パッケージを外部部材に螺着することができ、また、ネジ止め部材を介して良好に熱放散させることができる。

すなわち、本発明の電子部品収納用パッケージは、ネジ止め固定されたときに、基体を大きく変形させることがなく、基体や基体に取着された入出力端子に破損を生じさせることがない。従って、パッケージ内部の気密を良好に保持することができるとともに、基体のキャビティーに収容された電子部品に破損が生じないようにすることができ、かつ電子部品から発生する熱を外部に良好に熱放散させることができるので、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ようになる。

また、基体のキャビティーに収容される電子部品が、ＬＤやＰＤ等の光半導体素子である場合、パッケージをネジ止め固定することにより、基体のキャビティー側面に電子部品の光入出力部と光結合するようにして取り付けられた光ファイバと電子部品の光入出力部との間の位置関係が狂うことがなく、光結合が良好に保持される。その結果、光ファイバと電子部品との間で光信号を効率よく伝送させることができ、電子部品の作動性を良好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において、好ましくは、ネジ止め部材は、基体よりも縦弾性係数の小さい材料から成ることにより、ネジ止め部材は基体よりも変形し易く、パッケージを外部電気回路基板や外部ヒートシンク等の外部部材にネジ止め固定した場合に基体に発生する応力をネジ止め部材で吸収しやすくすることができる。その結果、基体や基体に取着された入出力端子に応力によるクラック等の破損が生じるのを抑制でき、パッケージ内部の気密信頼性を保持することができる。

本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、穴部は、その上端がキャビティーに連通しており、この連通部を挿通するようにネジ止め部材が穴部に嵌着固定されるとともに、ネジ止め部材の上面に平板状のヒートシンク部が設けられていることから、ヒートシンク部に電子部品が載置されることによって電子部品から発生する熱を基体を介することなくネジに直接伝え、そして外部部材に効率よく熱放散させることができる。さらに、ネジ止め部材を熱伝導率の高い材料で形成すれば、電子部品から発生する熱を極めて効率よく外部部材に熱放散できるようになる。

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、キャビティー底面の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、基体の上面にキャビティーを覆うように接合された蓋体とを具備していることから、上記構成の電子部品収納用パッケージを用いた電子部品から発生する熱の外部部材への熱放散が良好な、電子部品を良好に作動させるものとなる。

本発明の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は本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の参考例を示す分解断面図であり、図２（ａ）は本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置に取着される入出力端子の斜視図、図２（ｂ）は電子部品収納用パッケージおよび電子装置に取着される入出力端子の他の例としての同軸コネクタを示す斜視図であり、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の他の参考例を示す要部拡大断面図であり、図４は本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の実施の形態を示す分解断面図であり、図５は本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の他の参考例を示し電子部品として光半導体素子を載置した場合の分解断面図である。

これらの図において、１は基体、２は入出力端子、４はネジ止め部材、５は電子部品を示し、基体１と、セラミック端子や同軸コネクタ３等から成る入出力端子２と、ネジ止め部材４とで、内部空間に電子部品５を収納する電子部品収納用パッケージが基本的に構成される。

本発明の電子部品収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）は、上側主面に電子部品５が収容されるキャビティー１ａが形成された基体１と、キャビティー１ａの一側面にキャビティー１ａ内外を貫通するようにして設けられた入出力端子２（例えば、セラミックスから成る入出力端子２や同軸コネクタ３）とを含んで成り、基体１の下側主面でキャビティー１ａの底面と対向する位置に、ネジ止め部材４の一部が収容される穴部１ｆが設けられており、ネジ止め部材４は、その下面４ｂが基体１の下側主面１ｇから下方へ突出するようにして穴部１ｆに嵌着固定されているものである。

本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、ネジ止め部材４は基体１よりも縦弾性係数の小さい材料から成る。

本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、穴部１ｆは、その上端がキャビティー１ａに連通しており、この連通部を挿通するようにネジ止め部材４が穴部１ｆに嵌着固定されるとともに、ネジ止め部材４の上面に平板状のヒートシンク部４ｃが設けられている。

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、キャビティー１ａ底面の載置部１ｂに載置されるとともに入出力端子２（例えば、セラミックスから成る入出力端子２や同軸コネクタ３）に電気的に接続された電子部品５と、基体１の上面にキャビティー１ａを覆うように接合された蓋体７とを具備しているものである。

図１，図４，図５においては、入出力端子２としてセラミックスから成る入出力端子２が取着された形態のパッケージの例を示す。

本発明のパッケージを構成する基体１は直方体状や円柱状等の部材であり、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、Ｆｅ、銅（Ｃｕ）−タングステン（Ｗ）合金、Ｃｕ−モリブデン（Ｍｏ）合金等の金属あるいはアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体，ムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）質焼結体等のセラミックスから成る。

基体１の上側主面には直方体状や円柱状のキャビティー１ａとなる凹部が形成されて電子部品５が収容される空所を有する。また、基体１の下側主面１ｇのキャビティー１ａの底面（載置部１ｂ）と対向する位置に、ネジ止め部材４の一部が収容される穴部１ｆが設けられている。穴部１ｆは、図１のように、上端が閉じられた有底の穴部１ｆであってもよいし、図３または図４のように、上端がキャビティーに連通した穴部１ｆであってもよい。

なお、基体１はキャビティー１ａの底面を成す底板部１ｃと、キャビティー１ａの側壁を成す側壁部１ｄとが別々に作製され、底板部１ｃと側壁部１ｄとがロウ付け等によって接合されていてもよいし、底板部１ｃと側壁部１ｄとが一体として作製されていてもよい。特に、基体１の熱伝導性をよくして内部に収容する電子部品５から発生した熱を効率よく外部へ放散させるという観点からは、少なくとも底板部１ｃはＣｕ系材料（Ｃｕ、Ｃｕを主成分とする合金、またはＣｕを含浸した金属材料）から成るのが好ましい。

このような基体１は、金属から成る場合、それぞれ金属のインゴットに圧延加工、打ち抜き加工、切削加工、ワイヤ放電加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作される。そして、基体１の表面には、酸化腐食の防止、ネジ止め部材４の穴部１ｆへのロウ付け等による嵌着固定、電子部品５のロウ付け等による載置固定等をさらに良好にするために、電解めっき法または無電解めっき法によって厚さ0.5〜９μｍのＮｉ層および厚さ0.5〜５μｍの金（Ａｕ）層を被着させておくとよい。

また、基体１が例えばＡｌ_２Ｏ_３質焼結体から成る場合、以下のようにして作製される。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成し、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成すことによって、複数枚のセラミックグリーンシートを得る。

次に、このセラミックグリーンシートに基体１となるように適当な打ち抜き加工を施す。そして、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、セラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等によって所定パターンに印刷塗布することによって、電子部品５が載置固定される載置部１ｂ等となる導体層を形成する。また、底板部１ｃと側壁部１ｄとが別々に作製され、底板部１ｃと側壁部１ｄとがロウ付け等によって接合される場合は、底板部１ｃと側壁部１ｄとの接合面となるセラミックグリーンシートにはロウ付け用の導体層（メタライズ層）が形成される。

これらのセラミックグリーンシートを所定の順序で積層した後、所定の寸法に切断し約1600℃の温度で焼成し、その後、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し、上面を所定の高さに研磨する。これによって、基体１となる焼結体を作製することができる。載置部１ｂ等の導体層の表面には、酸化腐食を防止するためや半田付け性を高めるために、表面に厚さ0.5〜９μｍのＮｉ層および厚さ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。

なお、側壁部１ｄにはその一部が切り欠かれて成る入出力端子２（例えば、セラミックスから成る入出力端子２や同軸コネクタ３）の入出力端子取付部１ｅが形成されている。この入出力端子取付部１ｅに入出力端子２の外側面が銀（Ａｇ）ロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ，Ａｕ−錫（Ｓｎ）ロウ等のロウ材によるロウ付け等によって嵌着固定される。

このように、基体１および入出力端子２によって載置部１ｂが囲まれることによって電子部品５を収納するための空所が形成されている。なお、側壁部１ｄがセラミックスから成る場合、側壁部１ｄに入出力端子取付部１ｅが形成されずに、入出力端子２が側壁部１ｄと一体に形成されていてもよい。この構成により、側壁部１ｄに入出力端子２を多数形成させることが可能となり、基体１に設けられる入出力端子２の多端子化を実現させることができる。もちろん、側壁部１ｄが金属から成り、入出力端子取付部１ｅが複数形成されるとともに、複数個の入出力端子２が取着されることによって多端子化を実現させてもよいし、入出力端子２に線路導体２ａを複数形成することで入出力端子２の多端子化を実現させてもよい。

また、基体１において底板部１ｃと側壁部１ｄとが別々に作製されている場合、底板部１ｃの上側主面には側壁部１ｄが載置部１ｂを囲繞するように、Ａｇロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ，Ａｕ−Ｓｎロウ等のロウ材によって接合固定される。底板部１ｃと側壁部１ｄの材質はそれぞれ異なる材質から成っていてもよく、例えば、底板部１ｃを熱伝導率の高い金属材料で形成して高い熱放散性を実現するとともに、側壁部１ｄをセラミックスで形成して入出力端子２を側壁部１ｄに多数一体形成すれば、基体１に設けられる入出力端子２の多端子化も実現することができる。

入出力端子２は、パッケージ内外を電気的に導通させ、パッケージ内部に収容された電子部品５とパッケージ外部の外部電気回路との間で電気信号を入出力するためのものであって、本発明のパッケージに取り付けられる入出力端子２としては、例えば、図２（ａ）に示すようなセラミックスから成る入出力端子２や、図２（ｂ）に示すような同軸コネクタ３や、図示しないが入出力端子取付部１ｅに棒状の金属部材をガラス部材で支持固定したもの等が挙げられる。

セラミックスから成る入出力端子２は、図２（ａ）に示すように矩形状の上側主面の、互いに対向する辺の間に線路導体２ａを有する平板部２ｂと、平板部２ｂの上側主面に線路導体２ａの一部を横切るようにして線路導体２ａを間に挟んで接合された立壁部２ｃとから構成されている。平板部２ｂおよび立壁部２ｃは他の金属と線路導体２ａとを絶縁するとともに、入出力端子取付部１ｅを塞いでパッケージ内部を気密に封止する。

平板部２ｂおよび立壁部２ｃは、Ａｌ_２Ｏ_３質焼結体，ＡｌＮ質焼結体，３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２質焼結体等のセラミックスから成る。例えばＡｌ_２Ｏ_３質焼結体から成る場合、以下のようにして作製される。Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＭｇＯ，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成し、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成すことによって、複数枚のセラミックグリーンシートを得る。

次に、このセラミックグリーンシートに平板部２ｂおよび立壁部２ｃとなるように適当な打抜き加工を施す。そして、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、セラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等によって所定パターンに印刷塗布することによって、電子部品５の電極に電気的に接続される線路導体２ａ等となる導体層を形成する。また、セラミックスから成る入出力端子２の基体１に接合される面となるセラミックグリーンシートにはロウ付け用のメタライズ層から成る金属層２ｄが形成されていてもよい。

これらのセラミックグリーンシートを所定の順序で積層した後、所定の寸法に切断し約1600℃の温度で焼成し、その後、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し、基体１の取付部１ｅにセラミック端子２が精度良く嵌め込みできるよう立壁部２ｃの上面を所定の高さに研磨する。最後に立壁部２ｃの上面、入出力端子２の立壁部２ｃの基体１に接合される側面にＭｏ，Ｍｎ等の金属層２ｄを印刷塗布し約1300℃の温度で焼成する。これによって、線路導体２ａや金属層２ｄ等の導体層を有したセラミックスから成る入出力端子２となる焼結体を作製することができる。線路導体２ａや金属層２ｄ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、さらにロウ付け性を高めるために、表面に厚さ0.5〜９μｍのＮｉ層および厚さ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。

なお、セラミックスから成る入出力端子２は、パッケージを構成する基体１の取付部１ｅを塞ぎ、基体１内外を気密に封止するとともに、内部に載置される電子部品５と外部電気回路との間の電気信号を導通させる線路導体２ａが基体１の内外を接続するように設けられていればよい。従って、上記形態に限ることはなく、例えば、全体が直方体や円筒体形状であって、その内部に線路導体２ａが一側面から他側面にかけて形成され、線路導体２ａの両端が露出されているような形態のものであってもよく、種々の形状とし得る。

また、同軸コネクタ３は、パッケージ内部に収容される電子部品５を外部の同軸ケーブルに電気的に接続するものであり、図２（ｂ）に示すように、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る円筒状の外周導体３ｃの中心軸に、同じくＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る中心導体３ａがガラスや樹脂等の絶縁体３ｂを介して固定された構造である。中心導体３ａで伝送される高周波信号は、中心導体３ａが基体１の内面から突出していない部分では同軸線路のモードで伝送し、特性インピーダンス値に整合されている。中心導体３ｂが基体１の内面から突出して電気的接続手段６により接続された部分以降では、電気的接続手段６や、パッケージ内部に設けられた回路基板の上面に被着形成された配線導体上を伝送されたり、電気的接続手段６を介して直接に電子部品５の電極に接続されたりする。

本発明のパッケージにおいて、好ましくは、セラミックスから成る入出力端子２または同軸コネクタ３等の入出力端子２を用いることにより、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、パッケージ内部の気密信頼性を高いものとすることができる。その結果、電子部品５を気密に保持する良好なパッケージとなる。

ネジ止め部材４は下面４ｂにネジ穴４ａを有した角柱状または円柱状等のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｃｕ，Ａｇ，アルミニウム（Ａｌ）等の金属から成る部材である。ネジ止め部材４の外周面は、基体１の下側主面１ｇに設けられた穴部１ｆに嵌着され、かつネジ止め部材４の下面４ｂが基体１の下側主面１ｇから下方に突出するようにしてＡｇロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ等のロウ材によって固定される。穴部１ｆがキャビティー１ａに連通していない場合は、ネジ止め部材４のネジ穴４ａはネジ止め部材４を上下に貫通するネジ穴４ａでもよいし、図１に示されるように、上端が塞がれた有底のネジ穴４ａのいずれでもよい。穴部１ｆがキャビティー１ａに連通している場合は、ネジ止め部材４のネジ穴４ａはその上端が塞がれて、その上面には平板状のヒートシンク部４ｃが設けられる。そして、穴部１ｆに嵌着されることによってキャビティー１ａを気密に封止する。

図１に示されるネジ止め部材４においては、穴部１ｆの上端が有底状に設けられていることから、穴部１ｆの奥までネジ止め部材４を嵌め込むことで、穴部１ｆに対するネジ止め部材４の位置合わせが可能となり、ネジ止め部材４の下面４ｂが基体１の下側主面１ｇから突出する寸法を所定寸法にすることができる。

穴部１ｆがキャビティー１ａに連通して設けられる場合は、例えば、図３（ａ）に示すようにネジ止め部材４の上面と底板部１ｃの上面とが面一になるように位置決めする、または図３（ｂ）に示すようにネジ止め部材４の下端が外周方向にその全周でまたは一部で突出する係止部４ｄを設け、係止部４ｄを底板部１ｃの下側主面１ｇに係止させるように位置決めする、または図３（ｃ）に示すようにネジ止め部材４の上端がヒートシンク部４ｃによって係止部４ｄとなり、係止部４ｄを底板部１ｃの上面に係止させるように位置決めする等すればよく、ネジ止め部材４の下面４ｂが基体１の下側主面１ｇから下方に突出する寸法を所定寸法にすることができる。

ネジ止め部材４は、図４に示すように、複数個のネジ止め部材４がヒートシンク部４ｃにおいて一体化された形状、すなわち、平板状のヒートシンク部４ｃの下面にそれぞれネジ穴４ａを有する凸部４ｅが複数設けられ、基体１の下側主面１ｇとキャビティー１ａとを連通する複数の穴部１ｆに凸部４ｅがそれぞれ挿通するように嵌着され、凸部４ｅの下面４ｂが基体１の下側主面１ｇより下方に突出するように嵌着固定されている形状とされてもよく、平板状のヒートシンク部４ｃによって熱を横方向に分散させるとともにそれぞれのネジ穴４ａにネジ止めされる複数のネジを介して外部部材に極めて効率よく熱放散させることが可能となる。ネジ穴４ａが設けられる箇所には、凸部４ｅが形成され、凸部４ｅによってネジ穴４ａの長さが確保され、ネジ止め部材４へのネジ取付強度を強固にすることができるとともに、この凸部４ｅが穴部１ｆに嵌め合わされ、底板部１ｃに対してヒートシンク部４ｃが位置決めされる。

好ましくは、図４に示すようにキャビティー１ａの底面に凹所が設けられており、この凹所にヒートシンク部４ｃの一部または全部が埋め込まれるような形態であるのがよく、この構成により、底板部１ｃに対してヒートシンク部４ｃがさらに正確に位置決めされるとともに、キャビティー１ａの容積を大きくすることが可能となり、パッケージの高さが高くなるのを防止できる。また、ヒートシンク部４ｃの上面と凸部４ｅの下面４ｂとの間の距離が短くなるので、熱抵抗も小さくなる。なお、図３（ｃ）のネジ止め部材４の形態においても、ヒートシンク部４ｃが埋め込まれている形態とすることができる。

ネジ止め部材４の下面４ｂが基体１の下側主面１ｇから下方に突出するようにして嵌着固定されることにより、穴部１ｆ周辺の基体１が上に凸に湾曲する等に変形していたとしても、ネジ止め部材４の下面４ｂが外部電気回路基板や外部ヒートシンク等の外部部材に当接するようにパッケージが螺着されるので、基体１の変形を大きく矯正することなくパッケージを固定することができ、また、ネジ止め部材４を介して基体１から外部部材へ均一かつ良好に熱放散させることができる。

基体１の変形が矯正されることによって、基体１に取着された入出力端子２にも応力を生じさせ、破損を生じさせてしまうことがなく、パッケージ内部の気密を良好に保持することができる。また、基体１のキャビティー１ａに収容された電子部品５に応力を生じさせて破損してしまうのを防止し、さらに電子部品５から発生する熱をネジ止め部材４を介して外部に良好に熱放散させることで、電子部品５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ようになる。

なお、本発明の実施の形態例においては、ネジ止め部材４の下面４ｂは、基体１の下側主面１ｇから0.05ｍｍ〜0.2ｍｍ突出するように穴部１ｆに嵌着される。

好ましくは、ネジ止め部材４は基体１のキャビティー１ａの底面を形成する底板部１ｃよりも縦弾性係数の小さい材料から成るのがよい。これにより、ネジ止め部材４は底板部１ｃよりも変形し易くなり、パッケージを外部電気回路基板や外部ヒートシンク等の外部部材にネジ止め固定した場合に基体１に応力を生じさせにくくすることができる。その結果、基体１や基体１に取着された入出力端子２にクラック等の破損が生じるのを抑制でき、パッケージ内部の気密信頼性を高く保持することができる。

特に好ましくは、ネジ止め部材４はＣｕ，Ａｇ，Ａｌ等の縦弾性係数の低い金属材料から成るのがよく、これにより、ネジ止め部材４をネジ止め固定した際に、ネジ止め部材４が基体１より優先的に変形し易くなり、基体１に応力が生じるのを抑止することができる。

さらに、ネジ止め部材４は、ＣｕやＡｇ等の熱伝導率の高い材料で形成するのがよく、これにより、電子部品５から発生する熱を極めて効率よく外部部材に放散できるようになる。

このようなパッケージの載置部１ｂに、電子部品５をＡｕ−Ｓｎロウ，Ａｇ−Ｓｎロウ，Ｓｎ−鉛（Ｐｂ）半田等の低融点ロウ材で載置固定するとともに、基体１内側の入出力端子２の線路導体２ａと電子部品５の電極とをボンディングワイヤ等の電気的接続手段６で電気的に接続した後、基体１の上面にキャビティー１ａを塞ぐように蓋体７をＡｕ−Ｓｎロウ，Ａｇ−Ｓｎロウ，Ｓｎ−Ｐｂ半田等の低融点ロウ材によって接合、またはシーム溶接等の溶接法によって接合することにより、製品としての電子装置となる。

なお、図示しないが、電子部品５はＡｌ_２Ｏ_３質焼結体，ＡｌＮ質焼結体等のセラミックスから成る回路基板やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金等の金属から成る基台に搭載された状態で載置部１ｂに載置固定されていてもよい。この構成によって、電子部品５を載置部１ｂよりも基体１上方に設置することができ、線路導体２ａの高さ方向の位置に合わせて、電子部品５の電極を適切な位置に配置させることができる。

ここで、載置部１ｂに電子部品５として半導体レーザ（ＬＤ）および／またはフォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子が載置固定される場合には、例えば図５のパッケージの分解断面図に示すように、基体１の一側面に光信号入出力用の貫通孔１ｈを設け、そこに円筒形状の光ファイバ取付部材８がロウ付け等により嵌着固定される。

この場合、光ファイバ取付部材８のパッケージ外側から、光ファイバ９の先端を挿入するとともに、光ファイバ９の先端を電子部品５の光入出力部と光結合するように位置合わせして、光ファイバ取付部材８の内面に光ファイバ９を保持させるとともに半田を流し込むことによって、光ファイバ９の先端が電子部品５の光入出力部に光結合された状態でパッケージに取着される。このように光ファイバ取付部材８を介して光ファイバ９をパッケージに取付固定することで、光ファイバ９を光ファイバ取付部材８の内面に沿わせて真っ直ぐにパッケージ内部に挿通させることができ、光ファイバ９の先端を電子部品５の光入出力部と光結合させ易くすることができる。また、光ファイバ取付部材８の内面に半田を流し込むことによって、光ファイバ９の固定をより強固なものとするとともに、光ファイバ９の取付部の気密信頼性を向上させることができる。

なお図示しないが、光ファイバ取付部材８が設けられずに貫通孔２ｂの内面に直接光ファイバ９がロウ付け接合される形態であっても構わない。また、光ファイバ取付部材８または光ファイバ９は蓋体７に取着される構成としても構わない。

このように、基体１のキャビティー１ａに収容される電子部品５が、ＬＤやＰＤ等の光半導体素子である場合、基体１のキャビティー１ａ側面に内外を挿通するようにかつパッケージ内側の一端が電子部品５の光入出力部と光結合するようにして光ファイバ９が取り付けられてパッケージと成るが、このようなパッケージにおいてネジ止め部材４をネジ締めしても、基体１の底板部１ｃが大きく変形することがなく、キャビティー１ａ内に収容される電子部品５が位置ズレして、光ファイバ９と電子部品５の光入出力部との光結合が保てなくなることがない。その結果、光ファイバ９と電子部品５との間で光信号を効率よく伝送させることができ、電子部品５の作動性を良好なものとすることができる。

なお、本発明は上記実施の形態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。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。例えば、本発明の実施の形態の説明では高周波信号で作動するパッケージについて詳細に説明しているが、上述のように、本発明の電子部品収納用パッケージは光半導体素子を搭載する光半導体素子収納用パッケージについても適用可能なことは勿論である。また、上記において入出力端子２はセラミックスから成る入出力端子２または同軸コネクタ３からなる入出力端子２について述べたが、これらを組み合わせて同時に側壁部１ｄの一側面および他側面にそれぞれ設けてもよい。

本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の参考例を示す分解断面図である。（ａ）は本発明の電子部品収納用パッケージに取着される入出力端子の実施の形態の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は本発明の電子部品収納用パッケージに取着される入出力端子の実施の形態の他の例としての同軸コネクタを示す斜視図である。（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の電子部品収納用パッケージの他の参考例を示す要部拡大断面図である。本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の実施の形態を示す分解断面図である。本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の他の参考例を示す分解断面図である。従来の電子部品収納用パッケージの例を示す斜視図である。

符号の説明

１：基体
１ａ：キャビティー
１ｂ：載置部
１ｃ：底板部
１ｄ：側壁部
１ｅ：入出力端子取付部
１ｆ：穴部
１ｇ：下側主面
２：入出力端子
４：ネジ止め部材
４ａ：ネジ穴
４ｂ：下面
４ｃ：ヒートシンク部
５：電子部品
７：蓋体

Claims

上側主面に電子部品が収容されるキャビティーが形成された基体と、前記キャビティーの側面に前記キャビティー内外を貫通するようにして設けられた入出力端子を含んで成る電子部品収納用パッケージであって、前記基体の下側主面で前記キャビティーの底面と対向する位置に、ネジ止め部材の一部が収容される前記キャビティーに連通した複数の穴部が設けられており、前記ネジ止め部材は、平板状のヒートシンク部と該ヒートシンク部の下側にネジ穴を有する複数の凸部とを含んで成り、前記ネジ止め部材の複数の凸部の下面が前記基体の下側主面から下方へ突出するようにして前記穴部に嵌着固定されていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
前記ネジ止め部材は、前記基体よりも縦弾性係数の小さい材料から成る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。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージと、前記キャビティー底面の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、前記基体の上面に前記キャビティーを覆うように接合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。