JP4854644B2 - Package and electronic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、電子素子を気密に収納可能なパッケージおよび電子装置に関する。 The present invention relates to a package and an electronic apparatus that can store an electronic element in an airtight manner.
従来、電子素子をパッケージ内部に収納した電子装置の一例を図5に示す。図5は電子装置の断面図である。 Conventionally, an example of an electronic device in which an electronic element is housed in a package is shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the electronic device.
従来の電子装置として、図5に示すようにリッド101にフレーム102が接合されてなる容器体に、一方の表面がベース103に接合され、他方の表面に接点パッド104aを有する電子素子104が他方の表面が下側になるようにして収納されたものが知られている。
As a conventional electronic device, as shown in FIG. 5, an
図5に示す電子装置は、電子素子104の方を向いたリッド101の表面に設けられる導体パターン101aに軟らかく延性を有する金属突起101bを有しており、電子素子104の接点パッド104が金属突起101b介して導体パターン101aに電気的に接続されるとともに、ベース103はフレーム102によって包囲された状態で半田付けされている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の電子装置において、フレーム102とベース103との間をベース103の全周に亘って半田で埋めることができない場合があった。それゆえ、フレーム102とベース103との間を気密に接合することができず、内部に収容した電子素子104を気密に収納することができないという問題点が発生していた。
However, in the conventional electronic device, the space between the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は電子素子を気密に収納可能なパッケージおよび電子装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a package and an electronic apparatus that can store an electronic element in an airtight manner.
上記の課題を解決するために、本発明にかかるパッケージは、誘電体基体と、前記誘電体基体上に設けられた枠体と、前記枠体の内側面と接着材を介して接合された蓋体と、を備えたパッケージであって、前記枠体は、その内側面に突出部を備え、該突出部と前記蓋体の側面とが前記接着材を介して対向配置され、前記接着材は、該突出部の下面から前記枠体の内側面にかけてフィレットを有することを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, a package according to the present invention includes a dielectric base, a frame provided on the dielectric base, and a lid bonded to the inner side surface of the frame via an adhesive. The frame body has a protrusion on its inner surface, and the protrusion and the side surface of the lid are arranged to face each other via the adhesive, and the adhesive is And a fillet from the lower surface of the projecting portion to the inner surface of the frame.
また、前記接着材は、前記突出部の上面から前記枠体の内側面にかけてフィレットを有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said adhesive material has a fillet from the upper surface of the said protrusion part to the inner surface of the said frame.
前記枠体は、前記突出部の下面から前記枠体の内側面にかけてテーパー形状又はR形状の部分が形成されていることが好ましい。 It is preferable that the frame has a tapered or R-shaped portion extending from the lower surface of the projecting portion to the inner surface of the frame.
本発明にかかる他のパッケージは、誘電体基体と、前記誘電体基体上に設けられた枠体と、前記枠体の内側面と接着材を介して接合された蓋体と、を備えたパッケージであって、前記蓋体は、その側面に突出部を備え、該突出部と前記枠体の内側面とが前記接着材を介して対向配置され、前記接着材は、該突出部の下面から前記蓋体の側面にかけてフィレットを有することを特徴とするものである。 Another package according to the present invention includes a dielectric substrate, a frame provided on the dielectric substrate, and a lid bonded to the inner surface of the frame via an adhesive. The lid includes a protruding portion on a side surface thereof, and the protruding portion and the inner surface of the frame body are disposed to face each other with the adhesive, and the adhesive is formed from the lower surface of the protruding portion. It has a fillet over the side of the lid.
また、前記接着材は、前記突出部の上面から前記蓋体の側面にかけてフィレットを有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said adhesive material has a fillet from the upper surface of the said protrusion part to the side surface of the said cover body.
また、前記蓋体は、前記突出部の下面から前記蓋体の側面にかけてテーパー形状又はR形状の部分が形成されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said cover is formed in the taper shape or the R-shaped part from the lower surface of the said protrusion part to the side surface of the said cover.
また、前記接着材は、ロウ材であることが好ましい。 The adhesive is preferably a brazing material.
また、前記蓋体は、パッケージ内部に保持する素子と電気的に接続するための電極であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said cover body is an electrode for electrically connecting with the element hold | maintained inside a package.
また、前記蓋体は、ドレイン電極であることが好ましい。 The lid is preferably a drain electrode.
本発明にかかる電子装置は、請求項1乃至請求項9のいずれかに記載のパッケージと、前記パッケージ内部に搭載された電子素子と、を具備してなるものである。 An electronic device according to the present invention comprises the package according to any one of claims 1 to 9 and an electronic element mounted inside the package.
本発明にかかるパッケージは、誘電体基体と、前記誘電体基体上に設けられた枠体と、前記枠体の内側面と接着材を介して接合された蓋体と、を備えたパッケージであって、前記枠体は、その内側面に突出部を備え、該突出部と前記蓋体の側面とが前記接着材を介して対向配置され、該突出部の下面から前記枠体の内側面にかけてフィレットを有することから、蓋体は枠体で囲われた領域よりも小さいため枠体に蓋体が当接することを抑制しパッケージの低背化を可能にできる。また、突出部の下面から枠体の内側面にかけて接着材のフィレットが形成されるため、当該接着材の表面張力により、毛細管現象に起因して蓋体と枠体との隙間から接着材がパッケージ内に過剰侵入して蓋体と枠体との間の接着材が不足することを抑制し、蓋体と枠体との間の接着材の量を充分に保持することができる。それゆえ、低背化が可能で、気密性の高いパッケージを提供することができる。 A package according to the present invention is a package including a dielectric base, a frame provided on the dielectric base, and a lid joined to the inner side surface of the frame via an adhesive. The frame body has a protruding portion on the inner surface thereof, the protruding portion and the side surface of the lid body are arranged to face each other via the adhesive, and extends from the lower surface of the protruding portion to the inner surface of the frame body. Since the lid is smaller than the region surrounded by the frame, the lid can be prevented from coming into contact with the frame and the package can be reduced in height. In addition, since the fillet of the adhesive is formed from the lower surface of the protruding portion to the inner surface of the frame, the adhesive is packaged from the gap between the lid and the frame due to the capillary phenomenon due to the surface tension of the adhesive. It is possible to prevent the adhesive material between the lid body and the frame body from being insufficient due to excessive intrusion into the inside, and to sufficiently maintain the amount of the adhesive material between the lid body and the frame body. Therefore, it is possible to provide a package with a low profile and high airtightness.
また、前記接着材は、前記突出部の上面から前記枠体の内側面にかけてフィレットを有することが好ましく、突出部の下面に設けられた接着材のフィレットと突出部の上面に設けられた接着材のフィレットとの表面張力によって、蓋体と枠体との間の接着材の量をより一層保持することができる。それゆえ、より一層気密性の高いパッケージを提供することができる。 The adhesive preferably has a fillet from the upper surface of the protrusion to the inner surface of the frame, and the adhesive fillet provided on the lower surface of the protrusion and the adhesive provided on the upper surface of the protrusion. By the surface tension with the fillet, the amount of the adhesive material between the lid and the frame can be further maintained. Therefore, an even more airtight package can be provided.
また、前記枠体は、前記突出部の下面から前記枠体の内側面にかけてテーパー形状又はR形状の部分が形成されていることが好ましく、突出部に応力が加わった場合であっても、枠体にはテーパー形状又はR形状の部分が形成されていることから、当該部位で応力を分散させ易く、パッケージ内部に応力が伝搬することを抑制することができる。また、接着材がテーパー形状又はR形状の部分を介して広がり易いため、短時間でフィレット形状を形成でき、接着材の過剰侵入を一層抑制することができる。 Further, the frame body preferably has a tapered or R-shaped portion extending from the lower surface of the projecting portion to the inner surface of the frame body, and even if stress is applied to the projecting portion, Since the body has a tapered or R-shaped portion, it is easy to disperse the stress at the site, and the stress can be prevented from propagating inside the package. In addition, since the adhesive easily spreads through the tapered or R-shaped portion, the fillet shape can be formed in a short time, and excessive penetration of the adhesive can be further suppressed.
また、本発明にかかる他のパッケージは、誘電体基体と、前記誘電体基体上に設けられた枠体と、前記枠体の内側面と接着材を介して接合された蓋体と、を備えたパッケージであって、前記蓋体は、その側面に突出部を備え、該突出部と前記枠体の内側面とが前記接着材を介して対向配置され、前記接着材は、該突出部の下面から前記蓋体の側面にかけてフィレットを有することから、枠体に蓋体が当接することを抑制しパッケージの低背化を可能にできる。また、突出部の下面から枠体の蓋体側の側面にかけて接着材のフィレットが形成されるため、当該接着材の表面張力により、毛細管現象に起因して蓋体と枠体との隙間から接着材がパッケージ内に過剰侵入して蓋体と枠体との間の接着材が不足することを抑制し、蓋体と枠体との間の接着材量を充分に保持することができる。それゆえ、低背化が可能で、気密性の高いパッケージを提供することができる。 Another package according to the present invention includes a dielectric base, a frame provided on the dielectric base, and a lid joined to the inner side surface of the frame via an adhesive. The lid includes a protrusion on a side surface thereof, and the protrusion and the inner surface of the frame body are arranged to face each other via the adhesive, and the adhesive includes the protrusion of the protrusion. Since the fillet is provided from the lower surface to the side surface of the lid body, it is possible to suppress the lid body from coming into contact with the frame body and to reduce the height of the package. In addition, since the fillet of the adhesive is formed from the lower surface of the projecting portion to the side of the frame on the lid side, the surface tension of the adhesive causes the adhesive from the gap between the lid and the frame due to capillary action. However, it is possible to prevent the adhesive material between the lid body and the frame body from being insufficient due to excessive penetration into the package, and to sufficiently maintain the amount of adhesive material between the lid body and the frame body. Therefore, it is possible to provide a package with a low profile and high airtightness.
また、前記接着材は、前記突出部の上面から前記蓋体の側面にかけてフィレットを有することが好ましく、突出部の下面に設けられた接着材のフィレットと突出部の上面に設けられた接着材のフィレットとの表面張力によって、蓋体と枠体との間の接着材量をより一層保持することができる。それゆえ、より一層気密性の高いパッケージを提供することができる。 Further, the adhesive preferably has a fillet from the upper surface of the protrusion to the side surface of the lid, and an adhesive fillet provided on the lower surface of the protrusion and an adhesive provided on the upper surface of the protrusion. By the surface tension with the fillet, the amount of adhesive between the lid and the frame can be further maintained. Therefore, an even more airtight package can be provided.
また、前記蓋体は、前記突出部の下面から前記蓋体の側面にかけてテーパー形状又はR形状の部分が形成されていることが好ましく、例え突出部に応力が加わった場合であっても、蓋体にはテーパー形状又はR形状の部分が形成されていることから、当該部位で応力を分散させ易く、パッケージ内部に応力が伝搬することを抑制することができる。また、接着材がテーパー形状又はR形状の部分を介して広がり易いため、短時間でフィレット形状を形成でき、接着材の過剰侵入を一層抑制することができる。 Further, it is preferable that the lid is formed with a tapered or R-shaped portion from the lower surface of the protruding portion to the side surface of the lid, and even if stress is applied to the protruding portion, Since the body has a tapered or R-shaped portion, it is easy to disperse the stress at the site, and the stress can be prevented from propagating inside the package. In addition, since the adhesive easily spreads through the tapered or R-shaped portion, the fillet shape can be formed in a short time, and excessive penetration of the adhesive can be further suppressed.
また、前記接着材は、ロウ材であることが好ましく、接着材に樹脂を用いた場合と比較して、パッケージ内部の気密性をさらに高めることができる。 Further, the adhesive is preferably a brazing material, and the hermeticity inside the package can be further enhanced as compared with the case where a resin is used for the adhesive.
また、前記蓋体は、パッケージ内部に保持する素子と電気的に接続するための電極であることが好ましく、例えば、トランジスタ等の3極端子の素子を用いた場合であっても、蓋体と電極とを兼ねることが可能であるため、よりパッケージの低背化に繋げることができる。 The lid is preferably an electrode for electrically connecting to an element held inside the package. For example, even when a three-pole terminal element such as a transistor is used, Since it can also serve as an electrode, the package can be further reduced in height.
また、前記蓋体は、ドレイン電極であることが好ましく、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極のうち、特に大電流が必要とされるドレイン電極を蓋体としているため、充分な電極面積を確保でき、当該電極における抵抗損失を低減することができる。 The lid is preferably a drain electrode. Among the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode, the drain electrode that requires a particularly large current is used as the lid, so that a sufficient electrode area can be secured. The resistance loss in the electrode can be reduced.
本発明の電子装置は、請求項1乃至請求項9のいずれかに記載のパッケージと、前記パッケージ内部に搭載された電子素子と、を具備してなることから、パッケージの低背化に伴う電子装置の小型化が可能になるとともに、高い気密性を有する電子装置を提供することができる。 An electronic device according to the present invention includes the package according to any one of claims 1 to 9 and an electronic element mounted inside the package. The apparatus can be miniaturized and an electronic device having high airtightness can be provided.
本発明の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。本発明のパッケージおよび電子装置を図1および図2に示す。図1は本発明のパッケージおよび電子装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、図2は本発明のパッケージおよび電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。 The package and electronic device of the present invention will be described in detail below. The package and electronic device of the present invention are shown in FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of the package and electronic device of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the package and electronic device of the present invention.
図中、1は誘電体基体、2は枠体、3は蓋体、4は電子素子(単に素子ともいう)、5はロウ材である。 In the figure, 1 is a dielectric substrate, 2 is a frame, 3 is a lid, 4 is an electronic element (also simply referred to as element), and 5 is a brazing material.
<パッケージの構成>
本発明のパッケージにかかる一実施形態は、誘電体基体1と、誘電体基体1上に設けられた枠体2と、枠体2の内側面とロウ材5を介して接合された蓋体3と、を備えるものであって、枠体2は、その内側面に突出部2aを備え、この突出部2aと蓋体3の側面とがロウ材5を介して対向配置される。また、この突出部2aの下面から枠体2の内側面にかけてロウ材のフィレットを有する。
<Package structure>
One embodiment of the package of the present invention includes a dielectric substrate 1, a frame body 2 provided on the dielectric substrate 1, and a
(誘電体基体)
誘電体基体1は、図1に示すようなキャビティ1bを有する容器形状、または図2に示すような平板形状であり、それぞれ誘電体基体1の上面には電子素子4に接続される配線導体1aが形成されている。
(Dielectric substrate)
The dielectric substrate 1 has a container shape having a
誘電体基体1は例えばセラミックス,ガラス,樹脂等の絶縁体を用いることができる。図1に示すようなキャビティ1bを有する誘電体基体1は、従来周知のセラミックグリーンシート積層法,セラミック粉末プレス法,樹脂モールド法等によって所定の寸法精度に好適に形成できる。図2に示すような平板形状の誘電体基体1はセラミックグリーンシート積層法,粉末プレス法,樹脂モールド法の他に、単にセラミックグリーンシートを所定の形状に切り取ることでも形成することができる。
For the dielectric substrate 1, for example, an insulator such as ceramics, glass, or resin can be used. A dielectric substrate 1 having a
誘電体基体1は、上面に銅(Cu),鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)合金,Fe−Ni合金,アルミニウム(Al),銀(Ag)等の金属リードやタングステン(W),モリブデン(Mo),マンガン(Mn)等のメタライズ層から成る配線導体1aが形成されている。配線導体1aはパッケージの内外を導通するように設けられており、これにより電子素子4と外部電気回路との間で電気信号の入出力が行われる。
The dielectric substrate 1 has a metal lead such as copper (Cu), iron (Fe) -nickel (Ni) -cobalt (Co) alloy, Fe-Ni alloy, aluminum (Al), silver (Ag) on the upper surface, tungsten ( A
配線導体1aが金属リードから成る場合、金属板にプレス加工やエッチング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の形状に形成される。また、配線導体1aがメタライズ層から成る場合、例えば、W,Mo,Mn等の粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを、誘電体基体1となるセラミック生成形体の上面に、予め従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておき、焼成することにより形成される。
When the
誘電体基体1は、好ましくは、アルミナ(Al2O3)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(3Al2O3・2SiO2)質セラミックス等のセラミックスから成るのがよい。すなわち、樹脂やガラス等の他の誘電体材料に比べ気密信頼性が高いセラミックスを用いることで誘電体基体1の気密信頼性を向上させることができる。 The dielectric substrate 1 is preferably made of ceramics such as alumina (Al 2 O 3 ) ceramics, aluminum nitride (AlN) ceramics, mullite (3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ) ceramics. That is, the hermetic reliability of the dielectric substrate 1 can be improved by using ceramics having higher hermetic reliability than other dielectric materials such as resin and glass.
例えば、誘電体基体1がAl2O3質焼結体の場合は、Al2O3,酸化珪素(SiO2),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,溶剤,可塑剤,分散剤等を混合添加してペースト状とし、ドクターブレード法やカレンダーロール法を採用することによって誘電体基体1となるセラミックグリーンシート(セラミック生シート)を形成する。しかる後に、誘電体基体1の上面に配線導体1a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、セラミックグリーンシートの所定位置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、誘電体基体1の上面に配線導体1aとなる導体ペースト層を形成する。誘電体基体1が図1に示すような容器形状である場合、底板となる平板形状のセラミックグリーンシートの上面の外周部に容器の側壁となる枠状のセラミックグリーンシートを積層することによって形成される。この枠状のセラミックグリーンシートは、平板形状のセラミックグリーンシートに金型を用いた打ち抜きを施すことによって形成される。また、誘電体基体1の上面の枠体2との接合部には、必要に応じて枠体2のロウ付け接合用のメタライズ層となる導体ペースト層が、セラミックグリーンシートの所定位置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されてもよい。
For example, when the dielectric substrate 1 is an Al 2 O 3 sintered material, an organic material suitable for raw material powders such as Al 2 O 3 , silicon oxide (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO), etc. A ceramic green sheet (ceramic green sheet) to be the dielectric substrate 1 is formed by mixing and adding a binder, a solvent, a plasticizer, a dispersant, and the like to form a paste and adopting a doctor blade method or a calender roll method. Thereafter, a conductive paste obtained by mixing an appropriate binder and solvent with metal powder such as W, Mo, Mn, etc., which becomes the
このセラミックグリーンシートに誘電体基体1の外形と成る適当な打ち抜き加工を施した後に、このグリーンシートを複数枚積層し、約1600℃の温度で焼成することによって誘電体基体1が作製される。 The ceramic green sheet is subjected to an appropriate punching process that forms the outer shape of the dielectric substrate 1, and then a plurality of the green sheets are laminated and fired at a temperature of about 1600 ° C. to produce the dielectric substrate 1.
セラミックグリーンシート積層法によって形成されることによって、容易に所定形状の誘電体基体1を形成することができ、製造効率の良い誘電体基体1を提供することができる。 By forming by the ceramic green sheet lamination method, the dielectric substrate 1 having a predetermined shape can be easily formed, and the dielectric substrate 1 with high manufacturing efficiency can be provided.
また、配線導体1aや枠体2との接合部と成るメタライズ層の表面には耐蝕性に優れかつロウ材との濡れ性に優れる金属、例えば厚み0.5〜9μmのNi層と、厚さ0.5〜5μmの金(Au)層とを順次メッキ法により被着させておくのがよく、メタライズ層が酸化腐食するのを有効に防止できるとともに、枠体2に金属を用いた場合は、このメタライズ層に枠体2を強固に接合することができる。
Further, the surface of the metallized layer that becomes a joint portion with the
(枠体)
枠体2は、Fe−Ni−Co合金,Fe−Ni合金,Cu,Al,Ag等の金属から成る枠状の部材であり、誘電体基体1上に誘電体基体1を囲うように設けられている。例えば、誘電体基体1がセラミックスから成る場合、誘電体基体1の枠体2との接合部にメタライズ層を設けておき、このメタライズ層にAg−Cuロウ(融点:約780℃)等のロウ材を介して枠体2を接合することによって誘電体基体1上に設けられる。
(Frame)
The frame 2 is a frame-shaped member made of a metal such as Fe—Ni—Co alloy, Fe—Ni alloy, Cu, Al, or Ag, and is provided on the dielectric substrate 1 so as to surround the dielectric substrate 1. ing. For example, when the dielectric substrate 1 is made of ceramics, a metallized layer is provided at the junction between the dielectric substrate 1 and the frame 2, and a brazing material such as Ag—Cu solder (melting point: about 780 ° C.) is provided on the metallized layer. It is provided on the dielectric substrate 1 by bonding the frame body 2 via a material.
枠体2は、例えば金属のインゴットに圧延加工やプレス加工,切削加工等の金属加工を施すことにより所定形状に成形される。好ましくは、圧延加工によって所定の厚みとされ、枠体2を多数個打ち抜くことのできる大きさとされた金属板を準備し、しかる後、枠体2の外形と孔部となる開口部をプレス加工によって多数個同時に打ち抜き形成するのがよい。このような方法により、枠体2を効率良く量産することができる。 The frame body 2 is formed into a predetermined shape, for example, by subjecting a metal ingot to metal processing such as rolling, pressing, or cutting. Preferably, a metal plate having a predetermined thickness by rolling and having a size capable of punching a large number of the frame bodies 2 is prepared, and then the outer shape of the frame body 2 and the openings serving as the holes are pressed. It is preferable to punch and form a large number simultaneously. By such a method, the frame body 2 can be mass-produced efficiently.
図1に示すように、枠体2は、その内側面に突出部2aを備え、この突出部2aの下面から枠体2の内側面にかけてロウ材5のフィレット5aを有する。この構成により、枠体2に蓋体3が当接することを抑制しパッケージの低背化を可能にできるとともに、突出部2aの下面から枠体2の蓋体3側の側面にかけてロウ材5のフィレット5aが形成されるため、ロウ材5の表面張力により、蓋体3と枠体2との隙間に毛細管現象に起因するロウ材5の過剰侵入を抑制するとともにロウ材5の流出を防止し、蓋体3と枠体2との間のロウ材5の量を充分に保持することができる。それゆえ、低背化が可能で、気密性の高いパッケージを提供することができる。
As shown in FIG. 1, the frame 2 has a
ここで、フィレットの存在は、パッケージを樹脂でモールドした後、切断することにより確認することができる。すなわち、パッケージ断面を、従来周知のEPMA(Electoron Probe Micro Analysis)装置を用いてX線分析することによって確認すれば良い。また、突出部2aの下面から枠体2の内側面にかけてとは、当該パッケージの断面において突出部2aの下面から枠体2の内側面にかけて連続して接着材が存在していることである。なお、蓋体3に突出部3aを有する場合も同様の装置によりフィレットの存在を確認できる。また、突出部3aの下面から蓋体3の側面にかけてとは、当該パッケージの断面において当該パッケージの断面において突出部3aの下面から蓋体3の側面にかけて連続して接着材が存在していることである。
Here, the presence of the fillet can be confirmed by cutting the package after molding it with resin. That is, the package cross-section may be confirmed by X-ray analysis using a conventionally known EPMA (Electron Probe Micro Analysis) apparatus. The phrase “from the lower surface of the projecting
図1においては、突出部2aは枠体2の上下主面の間に形成されている例を示しているが、これに限られることはなく、図3(a)に示すように突出部2aが枠体2の上側に設けられていても構わない。突出部2aは枠体2の内側面をプレス加工または切削加工することによって形成する。
1 shows an example in which the protruding
また、図2に示すように、枠体2は、突出部2aの下面から枠体2の蓋体3側の側面にかけてロウ材5のフィレット5aを有し、かつ突出部2aの上面から枠体2の蓋体3側の側面にかけてロウ材5のフィレット5aを有することが好ましく、突出部2aの下面に設けられたロウ材5のフィレット5aと突出部2aの上面に設けられたロウ材5のフィレット5aとの表面張力によって、蓋体3と枠体2との間のロウ材5の量をより一層充分に保持することができる。それゆえ、より一層気密性の高いパッケージを提供することができる。
As shown in FIG. 2, the frame 2 has a
この場合、図1,図2に示すように、突出部2aは枠体2の上下主面間に形成する必要がある。ここで好ましくは、図1に示すように、突出部2aは枠体2の上下主面間の中央部に形成されているのがよく、突出部2aの下面から枠体2の蓋体3側の側面にかけて形成されるロウ材5のフィレット5aの大きさと、突出部2aの上面から枠体2の蓋体3側の側面にかけて形成されるロウ材5のフィレット5aの大きさをほぼ同一とすることができ、突出部2aの下側に形成されるロウ材5のフィレット5aの表面張力と、突出部2aの上側に形成されるロウ材5のフィレット5aの表面張力の大きさのバランスをとって、突出部2aの下側に形成されるロウ材5のフィレット5aの表面張力で蓋体3と枠体2との間のロウ材5を保持しようとする力と、突出部2aの上側に形成されるロウ材5のフィレット5aから蓋体3と枠体2との間にロウ材5を供給しようとする力が釣り合うようになる。この結果、蓋体3と枠体2との間にロウ材5を所定量に保持させることができ、より一層気密性の高いパッケージを提供することができる。
In this case, as shown in FIGS. 1 and 2, the protruding
また、図3(b)に示すように、蓋体3は断面形状が台形で、下面が小さく、上面が大きくなっていてもよい。この構成により、テーパー状となった蓋体3の側面3cが、テーパーが大きくなる箇所で枠体2の突出部2aに係止させることができる。これにより、枠体2の所定の位置に蓋体3を搭載することができる。
Moreover, as shown in FIG.3 (b), the
さらに、好ましくは、枠体2は、図3(c),(d)に示すように、突出部2aの下面と前記枠体2の蓋体3側の側面にかけてC面状とされたテーパー形状又はR形状のテーパー部2bが形成されているのがよい。この構成により、例え突出部2aに応力が加わった場合であっても、枠体2にはC面状とされたテーパー形状又はR形状のテーパー部2bが形成されていることから、当該部位で応力を分散させ易く、パッケージ内部に応力が伝搬することを抑制することができる。また、ロウ材5がC面状とされたテーパー形状又はR形状のテーパー部2bを介して広がり易いため、短時間でフィレット5a形状を形成でき、ロウ材5の過剰侵入を一層抑制することができる。
Further, preferably, the frame body 2 has a tapered shape that is C-shaped from the lower surface of the projecting
なお、突出部は枠体2に形成される代わりに、蓋体3に形成されていてもよく、この場合の構成については、以下に詳細に説明する。
In addition, the protrusion may be formed on the
(蓋体)
蓋体3は、例えばCu,Al,Ag,Cu−W複合材,Cu−Mo複合材,Fe−Ni−Co合金,Fe−Ni合金等の金属から成る板状の部材であり、枠体2を平面視して枠体2で囲われた領域よりも小さく、枠体2の内側面とロウ材5を介して接合される部材である。また、蓋体3は金属だけに限られるものではなく誘電体をメタライズして蓋体3としてもよし、接着材として樹脂を用いれば誘電体だけでも蓋体3として用いることができる。
(Lid)
The
蓋体3は、例えば金属のインゴットに圧延加工やプレス加工,切削加工等の金属加工を施すことにより所定形状に成形される。好ましくは、圧延加工によって所定の厚みとされ、蓋体3を多数個打ち抜くことのできる大きさとされた金属板を準備し、しかる後、蓋体3の外形をプレス加工によって多数個同時に打ち抜き形成するのがよい。このような方法により、蓋体3を効率良く量産することができる。
The
以上、枠体2と蓋体3との接合は、枠体2に蓋体3側の側面から突出する突出部2aを備えたパッケージについて詳細に説明した。
As described above, the joining of the frame body 2 and the
以下、突出部が枠体2に形成される代わりに蓋体3に形成されたパッケージについて、詳細に説明する。
Hereinafter, the package formed on the
図4(a)乃至図4(d)は、本発明にかかる他のパッケージを示す図であり、枠体2と蓋体3との接合部を示す要部拡大断面図である。
FIG. 4A to FIG. 4D are views showing another package according to the present invention, and are enlarged cross-sectional views of a main part showing a joint portion between the frame body 2 and the
すなわち、図4(a)に示すように、蓋体3は、その側面に枠体2側の側面から突出する突出部3aを備え、この突出部3aと枠体2の内側面とがロウ材5を介して対向配置されるとともに、突出部3aの下面から蓋体3の枠体2側の側面にかけてロウ材5のフィレット5aを有する。この構成により、枠体2に蓋体3が当接することを抑制しパッケージの低背化を可能にできるとともに、突出部3aの下面から枠体2の蓋体3側の側面にかけてロウ材5のフィレット5aが形成されるため、ロウ材5の表面張力により、蓋体3と枠体2との隙間に毛細管現象に起因するロウ材5の過剰侵入を抑制するとともにロウ材5の流出を防止し、蓋体3と枠体2との間のロウ材5の量を充分に保持することができる。それゆえ、低背化が可能で、気密性の高いパッケージを提供することができる。
That is, as shown in FIG. 4A, the
図4(a)では、突出部3aが蓋体3の上側に設けられている例を示しているが、これに限られることはなく、図4(b)に示すように突出部3aは蓋体3の上下主面の間に形成されていても構わない。突出部3aは蓋体3の内側面をプレス加工または切削加工することによって形成する。
FIG. 4A shows an example in which the protruding
好ましくは、蓋体3は、図4(b)に示すように、突出部3aの下面から蓋体3の枠体2側の側面にかけてロウ材5のフィレット5aを有し、かつ突出部3aの上面から蓋体3の枠体2側の側面にかけてロウ材5のフィレット5aを有するのがよい。この構成により、突出部3aの下面に設けられたロウ材5のフィレット5aと突出部3aの上面に設けられたロウ材5のフィレット5aとの表面張力によって、蓋体3と枠体2との間のロウ材5の量をより一層充分に保持することができる。それゆえ、より一層気密性の高いパッケージを提供することができる。この場合、図4(b)に示すように、突出部3aは蓋体3の上下主面間に形成する必要がある。ここで好ましくは、突出部3aは蓋体3の上下主面間の中央部に形成されているのがよく、突出部3aの下面から蓋体3の枠体2側の側面にかけて形成されるロウ材5のフィレット5aの大きさと、突出部3aの上面から蓋体3の枠体2側の側面にかけて形成されるロウ材5のフィレット5aの大きさをほぼ同一とすることができ、突出部3aの下側に形成されるロウ材5のフィレット5aの表面張力と、突出部3aの上側に形成されるロウ材5のフィレット5aの表面張力の大きさのバランスをとって、突出部3aの下側に形成されるロウ材5のフィレット5aの表面張力で蓋体3と枠体2との間のロウ材5を保持しようとする力と、突出部3aの上側に形成されるロウ材5のフィレット5aから蓋体3と枠体2との間にロウ材5を供給しようとする力が釣り合うようになる。この結果、蓋体3と枠体2との間にロウ材5を所定量に保持させることができ、より一層気密性の高いパッケージを提供することができる。
Preferably, as shown in FIG. 4B, the
また、好ましくは、蓋体3は、図4(c),(d)に示すように、突出部3aの下面と蓋体3の枠体2側の側面にかけてC面状とされたテーパー形状又はR形状のテーパー部3bが形成されているのがよい。この構成により、例え突出部3aに応力が加わった場合であっても、蓋体3にはC面状とされたテーパー形状又はR形状のテーパー部3bが形成されていることから、当該部位で応力を分散させ易く、パッケージ内部に応力が伝搬することを抑制することができる。また、ロウ材5がC面状とされたテーパー形状又はR形状のテーパー部3bを介して広がり易いため、短時間でフィレット形状を形成でき、ロウ材5の過剰侵入を一層抑制することができる。
Preferably, the
以下、上述したパッケージの共通箇所について詳細に説明する。 Hereinafter, the common part of the package mentioned above is demonstrated in detail.
まず、蓋体3はパッケージ内部に保持する素子4と電気的に接続するための電極であることが好ましい。図1および図2において、素子4の下面の誘電体基体1上の配線導体1aに対応する2箇所にAu−ゲルマニウム(Ge)合金,Au等から成るバンプ電極4aが設けられるとともに、素子4の上面に上面電極4bが設けられており、素子4の上面電極4bに蓋体3の下面が当接するようにして素子4の上に蓋体3が載置され、蓋体3と素子4とがAu−Geロウ(融点:約350℃)やAu−シリコン(Si)ロウ(融点:約380℃)等のロウ材を介して接合することができる。
First, the
この構成によれば、例えば、トランジスタ等の3極端子の素子4を用いた場合であっても、蓋体3と電極とを兼ねることが可能であるため、よりパッケージの低背化に繋げることができる。また、素子4の作動時に発生する熱を蓋体3に伝えることができ、素子4から発生する熱を効率良く放散させることができる。従って、素子4からの発熱量が多い場合においても、素子4の温度上昇を抑制して誤作動等するのを防止することができる。
According to this configuration, for example, even when the
またこの構成において、蓋体3を下側に押しつけることによって、素子4の下面に設けられたバンプ電極4aを配線導体1aに熱圧着させることができ、バンプ電極4aの配線導体1aへの接合を信頼性の高いものとできるとともに、接合の作業性を向上させることができる。具体的には、バンプ電極4aがAu−Ge合金,Au等から成る場合、パッケージをヒータブロック上で200℃程度に加熱しながら蓋体3を下側に押しつけることによって、素子4の下面に設けられたバンプ電極4aを配線導体1aに熱圧着させることができる。
Further, in this configuration, by pressing the
また好ましくは、素子4としてトランジスタを実装する場合、蓋体3はドレイン電極とするのがよい。この構成により、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極のうち、特に大電流が必要とされるドレイン電極を蓋体3としているため、充分な電極面積を確保でき、当該電極における抵抗損失を低減することができる。
Preferably, when a transistor is mounted as the
蓋体3をパッケージ内部に保持する素子4と電気的に接続するための電極として機能させる場合、Cu,Ag,Cu−W複合材,Cu−Mo複合材等の電気抵抗値の低い金属材料を用いるのがよい。この構成により、電極の抵抗損失を低減させて電気信号を効率良く伝送させることができるとともに、蓋体3に電気抵抗によって発生する熱を低減させることができる。また、これらCu,Ag,Cu−W複合材,Cu−Mo複合材等の金属材料は熱伝導性にも優れ、素子4から発生する熱を効率良く放散させることもできる。
When functioning as an electrode for electrically connecting the
バンプ電極4aを熱圧着させた後に、枠体2と蓋体3とをロウ材5によって気密に接合させることで、パッケージ内部を気密封止する。
After the
(ロウ材)
以下、枠体2と蓋体3とを接合させるためのロウ材5について詳細に説明する。ロウ材5は、Au−Geロウ(融点:約350℃)やAu−錫(Sn)ロウ(融点:約280℃)等のロウ材から成る。枠体2と蓋体3とを接合させるためのロウ材5としては、バンプ電極4aを形成する金属の融点および蓋体3と素子4とを接合するためのロウ材の融点以下のものを用いる。
(Brazing material)
Hereinafter, the
枠体2と蓋体3とをロウ材5を介して接合させる方法としては、例えば、予め蓋体3が内側に収まるような枠形状のロウ材5のプリフォームを形成しておき、枠体2の内周に蓋体3を嵌め込んだ後、上記ロウ材5のプリフォームを蓋体3周囲に位置する枠体2の上面に設置する。しかる後、この状態のものを所定温度に設定されたロウ付け炉内に入れてロウ材5を溶融させる。溶融したロウ材5は、毛細管現象によって枠体2と蓋体3の隙間を埋め込むように充填される。また、ロウ材5は枠体2の突出部2a周辺にも濡れ拡がり上記したフィレット5aが形成される。ロウ材5が濡れ拡がった後、ロウ付け炉内から取り出して冷却することによって、ロウ材5が冷え固まって枠体2と蓋体3とが気密に接合されることとなる。
As a method of joining the frame body 2 and the
なお、上述の説明では接着材の一つであるロウ材5について説明したが、本発明の接着材はこれに限定されるものではなく樹脂等の接着材を用いてもよい。すなわち、接着材としてAgエポキシやAgアクリル等の樹脂を用いれば、ロウ材よりも安価でフィレットが形成され易いため好ましい。また、樹脂を用いるとロウ材に比べて弾性変形し易く、枠体2と蓋体3との間に熱膨張差が発生しても枠体2と蓋体3との間の樹脂を弾性変形させ接合を維持することができる。
In the above description, the
<電子装置>
最後に、上述したパッケージを用いた電子装置について以下に説明する。
<Electronic device>
Finally, an electronic device using the above-described package will be described below.
本発明に係る電子装置は、上述したパッケージと、パッケージ内部に搭載された電子素子15とを具備してなるものである。 An electronic device according to the present invention includes the above-described package and an electronic element 15 mounted inside the package.
この構成により、パッケージの低背化に伴う電子装置の小型化が可能になるとともに、高い気密性を有する電子装置を提供することができる。 With this configuration, it is possible to reduce the size of the electronic device accompanying a reduction in the height of the package, and to provide an electronic device having high airtightness.
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。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、蓋体3の上面およびパッケージ外側に導通された配線導体1aには信号取り出し用のリード端子が接合されていてもよい。この構成により、外部電気回路との電気的接続の作業性を向上させることができる。
For example, a lead terminal for signal extraction may be joined to the
1:誘電体基体
2:枠体
2a:突出部
2b:テーパー部
3:蓋体
3a:突出部
3b:テーパー部
4:電子素子
5:ロウ材(接着材)
5a:フィレット
1: Dielectric substrate 2:
5a: Fillet
Claims (10)
前記誘電体基体上に設けられた枠体と、
前記枠体の内側面と接着材を介して接合された蓋体と、
を備えたパッケージであって、
前記枠体は、その内側面に突出部を備え、該突出部と前記蓋体の側面とが前記接着材を介して対向配置され、
前記接着材は、該突出部の下面から前記枠体の内側面にかけてフィレットを有することを特徴とするパッケージ。 A dielectric substrate;
A frame provided on the dielectric substrate;
A lid joined to the inner surface of the frame via an adhesive;
A package comprising:
The frame body has a protruding portion on the inner surface thereof, and the protruding portion and the side surface of the lid body are arranged to face each other via the adhesive.
The said adhesive material has a fillet from the lower surface of this protrusion part to the inner surface of the said frame, The package characterized by the above-mentioned.
前記誘電体基体上に設けられた枠体と、
前記枠体の内側面と接着材を介して接合された蓋体と、
を備えたパッケージであって、
前記蓋体は、その側面に突出部を備え、該突出部と前記枠体の内側面とが前記接着材を介して対向配置され、
前記接着材は、該突出部の下面から前記蓋体の側面にかけてフィレットを有することを特徴とするパッケージ。 A dielectric substrate;
A frame provided on the dielectric substrate;
A lid joined to the inner surface of the frame via an adhesive;
A package comprising:
The lid body includes a protrusion on a side surface thereof, and the protrusion and the inner surface of the frame body are disposed to face each other with the adhesive interposed therebetween.
The said adhesive material has a fillet from the lower surface of this protrusion part to the side surface of the said cover body, The package characterized by the above-mentioned.
前記パッケージ内部に搭載された電子素子と、
を具備してなる電子装置。 A package according to any one of claims 1 to 9;
An electronic element mounted inside the package;
An electronic device comprising:
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