JP6154458B2 - 電子部品収納用パッケージおよび電子装置 - Google Patents

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Description

本発明は、加速度センサ素子、赤外線センサ素子、ジャイロセンサ素子、水晶振動子、弾性表面波素子および微小電子機械システム素子（ＭＥＭＳ素子）のような電子部品を気密封止するための電子部品収納用パッケージ、および電子装置に関するものである。
加速度センサ素子、赤外線センサ素子、ジャイロセンサ素子、水晶振動子、弾性表面波素子および微小電子機械システム素子（ＭＥＭＳ素子）のような電子部品が電子部品収納用パッケージの収納部内に気密封止されて、電子装置が作製される。電子装置は、車載用検知器、赤外線検知器、または携帯端末等の種々の電子機器において部品として使用される。このような電子装置においては、上記電子部品の保護または機能向上等のために、電子部品が気密封止された収納部内に存在する気体分子の量を少なくすることが求められている。
この気体分子の量を少なくするために、収納部内にゲッター材を設けることが知られている。収納部内に存在する気体分子がゲッター材に吸着されるので、収納部内に存在する気体分子の量を少なくすることができる。
ゲッター材は、例えば気体を吸着する金属粉末が加熱されて金属板等に接合された部品として設けられている。ゲッター材である金属粉末は、互いの接触界面で接合し合っている。また、金属粉末と金属板等とは互いの接触界面で接合し合っている。金属板は、ガラス等の接合材によって電子部品収納用パッケージの収納部に接合されている。
特開平８−236660号公報 特開2003−254820号公報 特開2000−227920号公報
しかしながら、上記従来技術の電子部品収納用パッケージおよび電子装置においては、金属粉末同士、および金属粉末と金属板等とが互いの接触界面で接合し合っているのみであるため、互いの接合の強度が比較的小さい。そのため、電子部品収納用パッケージの収納部の内表面に設けられたゲッター材としての金属粉末がこぼれ落ちたり、剥がれる可能性があるという問題点があった。そして、こぼれ落ちたり、剥がれたゲッター材（金属粉末）により、電子部品の電極同士の間の電気的な短絡、または電子部品の電極と電子部品収納用パッケージに設けられた配線導体等との間の電気的な短絡等が生じる可能性がある。
特に近年、電子部品の小型化、高密度化等が進んでいるため、ゲッター材の金属粉末の剥がれ（脱落等）がわずかな量であっても、上記短絡等の不具合が発生しやすくなってきている。
本発明の一つの態様の電子部品収納用パッケージは、セラミック焼結体からなり、凹部を含む絶縁基体と、該絶縁基体に設けられた配線導体とを含む基板部と、前記凹部に直接接合された、ゲッター性金属材の粒子同士が焼結一体化した焼結体からなる金属部と、を備えており、前記金属部は前記凹部の内表面と直接接合されており、前記金属部と前記凹部の内表面との界面近傍において、前記金属部および前記凹部の前記内表面のうち少なくとも一方の成分が他方にある。
本発明の一つの態様の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、前記凹部内に収容された電子部品とを有している。
本発明の一つの態様の電子部品収納用パッケージによれば、金属部を形成している、ゲッター性金属材の粒子同士が焼結一体化した焼結体自体の強度、および少なくとも一方の成分が他方にある、金属部と凹部（凹部の内表面または内表面に設けられたメタライズ層）との接合強度が従来に比べて大きい。そのため、金属部（ゲッター性金属材）の一部がこぼれ落ちたり、剥がれることを効果的に抑制できる。
本発明の一つの態様の電子装置によれば、上記構成の電子部品収納用パッケージを用いることから、金属部の一部がこぼれ落ちたり、剥がれることを効果的に抑制できる。そのため、金属部によって凹部内の気体分子を吸着することができ、電気特性における長期信頼性の高い電子装置を提供することができる。
（ａ）は本発明の第１の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 図１に示す電子部品収納用パッケージおよび電子装置の要部を拡大して示す断面図である。 （ａ）は本発明の第２の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 図３に示す電子部品収納用パッケージおよび電子装置の要部における変形例を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。 （ａ）は図５の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。 図６に示す電子部品収納用パッケージおよび電子装置の要部を拡大して示す断面図である。
以下、本発明の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置について、図面を参照して説明する。以下の図面について、断面図ではないものについても識別のため部分的にハッチングを施す場合がある。
（第１の実施形態）
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。凹部２を含む絶縁基体１と、絶縁基体１に設けられた配線導体５と、凹部２内に直接接合された金属部３とによって電子部品収納用パッケージが基本的に構成されている。なお、図１（ａ）においては見やすくするために後述する電子部品および蓋体を省略している。
絶縁基体１は、例えば四角板状（直方体状）であり、上記のように凹部２を含む上面を有している。第１の実施形態の電子部品収納用パッケージにおいては、凹部２の内表面がくぼみ部４を有し、このくぼみ部４内に金属部３が設けられている。
また、凹部２は、内表面として側面と底面とを含み、側面が段状部２ａを有している。そして、段状部２ａの上面に配線導体５が設けられている。配線導体５は、段状部２ａの上面に設けられたメタライズ層によって形成されている。絶縁基体１と配線導体５とによって電子部品収納用パッケージの基板部が構成されている。
図１に示すように、くぼみ部４は、段状部２ａの側面に位置している。この例において、くぼみ部４は、段状部２ａの側面に上下方向に延びるように形成された溝状の部分である。
絶縁基体１の凹部２は、電子部品６を気密に封止するための容器の一部を形成する部分である。例えば、凹部２内に電子部品６が収容され、電子部品６と配線導体５とが導電性接続材７を介して互いに電気的に接続された後、凹部２が蓋体８で塞がれれば、凹部２と蓋体８とからなる容器内に電子部品６が気密封止される。電子部品収納用パッケージに電子部品６が実装されて電子装置が形成される。凹部２は例えば平面視で四角形状をしている。
絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ムライト質焼結体またはチッ化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料によって形成されている。また、絶縁基体１は、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂等の樹脂材料または樹脂材料と無機フィラーとの複合材料からなるものでも構わない。
絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、セラミックグリーンシート積層法等の製造方法で製作することができる。すなわち、酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末を有機バインダ等の添加材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作製し、これを積層して焼成することによって製作することができる。この場合、上部に積層するセラミックグリーンシートを打ち抜き加工等の方法で枠状に成形しておけば、上面に凹部２を有する絶縁基体１を製作することができる。
この場合、複数のセラミックグリーンシートのうち一部のセラミックグリーンシートを打ち抜き加工等の方法で枠状に成形し、この枠状のセラミックグリーンシートを上部に積層すれば、上面に凹部を有する絶縁基体１を作製することができる。また、内周の寸法（打ち抜き部分の大きさ）が互いに異なる複数の枠状のセラミックグリーンシートを作製し、内周の寸法が小さいものが下側になるように積層すれば、側面に段状部２ａを有する凹部２を形成することができる。
絶縁基体１の凹部２は、上記のように電子部品６が収容される部分である。そのため、凹部２は、電子部品６の形状および寸法に適した形状および寸法（平面視における大きさ、および深さ等）で設けられている。この電子部品６としては、例えば加速度センサ素子、赤外線センサ素子、ジャイロセンサ素子および圧電素子（水晶振動子を含む）等が挙げられる。これらの電子部品６は、半導体基板の表面に微細な電子機械機構を有するもの、いわゆる微小電子機械システム素子（ＭＥＭＳ素子）であってもよい。
金属部３は、凹部２を含む上記の容器内に存在する気体分子を吸着するためのものであり、凹部２に直接接合されたゲッター性金属材の焼結体からなる。金属部３が設けられていることにより容器内の真空度が向上し、容器内に気密封止される電子部品６の信頼性および機能等が向上する。金属部３によって吸着される容器内の気体分子としては、電子装置の作製時および使用時において、絶縁基体１および蓋体８のような電子装置を構成する部材から発生するガス、および電子装置の作製時に外部から侵入する水分（Ｈ２Ｏ）等の気体分子が挙げられる。
金属部３は、例えば金属ペーストが絶縁基体１（複数のセラミックグリーンシートの積層体）と同時焼成されて形成されている。金属部３の詳細については後述する。
配線導体５は、例えば、電子部品６を外部の電気回路（図示せず）に電気的に接続するための導電路である。そのため、配線導体５は、電子部品６と電気的に接続される部位を有している。第１の実施形態の電子部品収納用パッケージにおける配線導体５は、その一端部が凹部２内に位置し、この一端部に電子部品６が導電性接続材７を介して電気的に接続されている。配線導体５のうち一端部以外の部位（例えば他端部）（図示せず）が絶縁基体の側面または下面等の外表面に電気的に導出され、この部位が外部の電気回路と電気的に接続される。これにより、凹部２内に収容されて気密封止される電子部品６と外部の電気回路とが電気的に接続される。このような配線導体５は、図１に示された部分に加えて、絶縁基体１の内部における内部配線およびビア導体等の内部導体（図示せず）が含まれていてもよい。
配線導体５は、例えばタングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、白金、金、ニッケル、コバルトまたはチタン等の金属材料によって形成されたメタライズ層である。これらの金属材料は、例えばメタライズ層に加えてめっき層または蒸着層等の形態で絶縁基体１の表面に被着される。
配線導体５がタングステンのメタライズ層を含む場合であれば、タングステンの金属粉末を有機溶剤およびバインダ等とともに混練して作製した金属ペーストを、スクリーン印刷法等の方法で絶縁基体１となるセラミックグリーンシートの表面に印刷し、同時焼成することによって形成することができる。
第１の実施形態の電子部品収納用パッケージにおいては、前述のように凹部２の側面が段状部２ａを有し、この段状部２ａの上面に配線導体５が設けられている。段状部２ａの上面に配線導体５が設けられていることにより、例えば電子部品６の上面に設けられている電子部品６の接続用部分（電極等）と配線導体５とが互いに近くなり、両者の電気的な接続が容易に、また低抵抗で行なわれる。
この実施形態の例においては、導電性接続材７としてボンディングワイヤが用いられている。ボンディングワイヤは、金またはアルミニウム等からなり、ウエッジボンドまたはボールボンドによって配線導体５および電子部品６（電極等）に接続される。
蓋体８は、接合材（符号なし）を介して絶縁基体１と接合される。接合材としては、Ａｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｃｕ等の金属材料、およびこれらの金属材料の合金を主成分とするものを用いることができる。
蓋体８としては、セラミック材料またはガラス材料のような絶縁性材料、金属材料またはシリコンからなるものが挙げられる。蓋体８が絶縁性材料からなる場合であれば、蓋体８のうち絶縁基体１に対する接合面にメタライズ層（図示せず）が形成されたものが好ましい。この場合、絶縁基体１の上面の蓋体８が接合される部分にもメタライズ層（符号なし）が設けられる。蓋体８がセラミック材料からなる場合であれば、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体等が用いられる。
第１の実施形態の電子部品収納用パッケージは、上記のように、凹部２に金属部３が設けられている。この金属部３は、くぼみ部４内に位置している。言い換えれば、凹部２内に金属部３を有している。この金属部３は、凹部２の内表面に直接接合されたゲッター性金属材の焼結体からなる。また、この第１の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置において、前述のように、金属部３は、段状部２ａの側面に設けられた溝状のくぼみ部４内に設けられている。
金属部３がゲッター性金属材からなるため、電子部品６が封止される容器（凹部２と蓋体８との間）内の気体分子が金属部３によって吸着される。そのため、容器内の真空度が向上し得る。したがって、容器内に収容される電子部品６（電子装置において気密封止された電子部品６）の信頼性および機能等の向上が容易である。
本実施形態において、段状部２ａの側面に設けられたくぼみ部４に、未焼成のゲッター性金属材を充填して焼成することにより、ゲッター性金属材が焼結体になり、この焼結体および凹部２の内表面を構成する絶縁基体１のセラミックスの少なくとも一方の成分が界面および界面近傍で他方に拡散し、互いに接合している。そのため、ゲッター性金属材の焼結体からなる金属部３が凹部２の内表面に強固に保持されて剥れ難い。また、金属部３自体はゲッター性金属材同士がネック接合しているため、金属部３の一部がこぼれ落ちにくい。
したがって、例えば、こぼれ落ちたり、剥がれた金属粉末に起因した配線導体５と電子部品６との間等の電気的短絡、および赤外線センサ素子の検知部分が金属粉末で遮られること等を抑制することができる。また、段状部２ａの側面に位置するくぼみ部４（溝状の部分）内に金属部３が埋設されているため、凹部２内の空間を電子部品６の収納用に、より有効活用することができる。言い換えれば、金属部３を凹部２内に有し、小型化の点においても有利な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ができる。
なお、図２は図１に示す電子部品収納用パッケージおよび電子装置の要部を拡大して示す断面図である。図２において図１と同様の部位には同様の符号を付している。金属部３を形成しているゲッター性金属材の焼結体は、例えばゲッター性金属材の粒子同士が焼結一体化しているとともに、凹部２の内表面と直接接合されている。
つまり、金属部３が、凹部２に直接接合されたゲッター性金属材の焼結体であることから、金属部３を形成しているゲッター性金属材自体の強度、および金属部３と凹部２との接合強度が従来に比べて大きい。
そのため、金属部３（ゲッター性金属材）の一部がこぼれ落ちたり、剥がれることを効果的に抑制でき、例えば電子部品６の電極同士の短絡等が効果的に抑制される。
また、このような電子部品収納用パッケージに電子部品６を封止してなる電子装置によれば、電気特性における長期信頼性の高い電子装置を提供することができる。
凹部２の内表面を構成する絶縁基体１と金属部３とが拡散接合している場合、両者間で互いの成分（酸化アルミニウムおよび後述するチタン等の金属材料等）の相互拡散が生じていてもよい。この場合には、絶縁基体１と金属部３との間の接合の強度が向上して、絶縁基体１からの金属部３の剥がれがより効果的に抑制され得る。
なお、上記の絶縁基体１と金属部３との間の界面および界面近傍における互いの成分の拡散は、いずれか一方から他方へのものであってもよい。例えば、絶縁基体１の酸化アルミニウム成分が金属部３に拡散していてもよく、金属部３の材料（後述するチタン等）が絶縁基体１に拡散していてもよい。凹部２の内表面に設けられた金属部３を形成しているゲッター性金属材は、上記のような気体分子を効果的に吸着し得るものであり、化学的に活性な金属材料である。具体的には、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）およびバナジウム（Ｖ）等が挙げられる。これらの金属材料の少なくとも一種を主成分とする金属粉末を、有機溶剤およびバインダ等とともに混練して金属ペーストを作製し、この金属ペーストを、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートの表面（凹部２の内表面となる部分）に塗布し、セラミックグリーンシート等ともに同時焼成すれば、凹部２の内表面にゲッター性金属材が付着し、ゲッター性金属材の焼結体からなる金属部３を凹部２の内表面に直接に接合される。なお、セラミックグリーンシートに対する金属ペーストの塗布は、例えばスクリーン印刷法等の印刷法で行なわれる。 段状部３の側面のくぼみ部４に金属部３を設けるには、次のようにすればよい。すなわち、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートのうち段状部２ａの側面となる部位に機械的な打ち抜き加工または研削加工、またはレーザ加工等の方法で溝状のくぼみ部４となる溝部分を設けておき、この溝部分内に金属部３となる金属ペーストを印刷、充填して、同時焼成すればよい。また、セラミックグリーンシートの一部を枠状に成形する前に、凹部２の段状部２ａの内周となる位置に貫通孔を設けておき、この貫通孔内に上記金属ペーストを充填してから打ち抜き加工を行なうようにしてもよい。
この場合、グリーンシートに穴を形成し、この穴にゲッター性金属材料を主成分とする金属ペーストを充填し、金属ペーストをオーブン等で乾燥させる。次に金属ペーストを埋設した穴を縦断するようにグリーンシート及び金属ペーストを打ち抜くことにより、段状部２aを形成し、段状部２ａの側面に金属ペーストが露出するようにする。打ち抜きは、金型やレーザ等を用いて加工してもよい。
実施形態の例のように金属部３の少なくとも一部がくぼみ部４内に位置している場合には、凹部２（容器）内のスペースが電子部品４Ａの収納用等により有効に利用できる。また、金属部３Ａと絶縁基体１との接合面積をより大きくして接合強度を高める上でも有利である。したがって、電子部品収納用パッケージ等の小型化に対してより有効である。
なお、絶縁基体１には、凹部２の内表面に位置する金属部３を加熱するような加熱部（図示せず）が設けられていてもよい。これは、金属部３を形成しているゲッター性金属材の表面に酸化膜等が生成している場合、この酸化膜を効果的に加熱除去できるためである。これにより、金属部３による気体分子を吸着する効果を向上させることができる。ゲッター性金属材３の表面について、酸化膜の除去等による活性の向上の効率を高める上では、上記加熱温度は250〜500℃であることが好ましい。
上記の加熱部は、例えば抵抗発熱する電気ヒータである。電気ヒータは、例えば配線導体５となる金属材料のうちタングステン等の電気抵抗（抵抗率）が比較的高い材料を用い、配線導体５と同様の方法で絶縁基体１に設けることができる。また、この電気ヒータに対して外部の電源から電流を供給するための接続導体（図示せず）が絶縁基体１等に設けられていてもよい。接続導体は、例えば配線導体５と同様の金属材料を用い、同様の方法で形成することができる。
また、酸化膜の除去等による活性の向上の効率を高める方法として、素子を凹部表面に実装する際のリフロー時の加熱と同時に加熱しても良い。また、蓋体が透明である場合は、封止後にレーザで加熱しても良い。
凹部２（容器）内における気体分子の吸着を考慮すれば、金属部３は、その体積が大きい方が好ましい。しかし、金属部３の体積が大きくなると、凹部２内における電子部品６の収納スペースが小さくさる。逆に、一定の大きさの電子部品６を収容するときに凹部２の小型化、つまり電子部品収納用パッケージおよび電子装置の小型化が難しくなる可能性がある。このような条件、および生産性ならびにコスト等を考慮すれば、金属部３は、その全部が、段状部２ａの側面のくぼみ部４内に収まっていることが、より好ましい。
また、図１の例は、金属部３がくぼみ部４内に納まっている例とみなすこともできる。この場合、くぼみ部４内のスペースが金属部３の配置に対してより有効に利用されている。そのため、例えば電子部品収納用パッケージおよび電子装置としての小型化等がより容易になり得る。
ただし、金属部３の全部がくぼみ部４内に収まっている形態において、必ずしもくぼみ部４が金属部３で満たされている必要はない。例えば、図１の例のように溝状のくぼみ部４が設けられている例において、その溝（くぼみ部４）の内周面に沿って層状に金属部３が設けられていても構わない。金属部４の体積に比べて金属部４と溝（くぼみ部４）の内周面との接合面積の割合がより高くなるため、金属部４の絶縁基体１に対する接合の信頼性が高い。
また、図１の例は、凹部２の側面が有する段状部２ａの側面にくぼみ部４が位置し、このくぼみ部４内に金属部３が位置している。この場合には、段状部２ａの一部が金属部３によって形成されている。そのため、段状部２ａを含む平面視における電子部品収納用パッケージおよび電子装置の面積を小さく抑えることができ、小型化に有利な電子部品収納用パッケージおよび電子装置とすることができる。
金属部３は、くぼみ部４内から凹部２の側面または底面等の内表面にわたって設けられていても構わない。この場合には、金属部３と凹部２の内表面との接合面積が大きくなって両者の接合強度が向上し得る。また、金属部３の全体の体積が大きくなって吸着できるガスの量がより大きくなる。
なお、図１の例では、段状部２ａの上面に設けられている配線導体５と金属部３との電気的な短絡が防止され得る範囲で、くぼみ部４が大きいことが好ましい。くぼみ部４の大きさは、例えば溝状のくぼみ部４において、くぼみ部４の開口部分と内面との間の空間の体積を意味する。平面視において扇形状で溝状のくぼみ部４の場合であれば、その半径を大きくすれば、くぼみ部４が大きくなる。このとき、くぼみ部４と配線導体５との間の距離を、くぼみ部４内の金属部３と配線導体５との電気絶縁性が良好に確保される範囲内の距離とすればよい。
平面視において四角枠状等の多角形の枠状の段状部２ａの上面に配線導体５が設けられているときに、段状部２ａの側面にくぼみ部４が位置するような場合には、くぼみ部４が多角形をした枠状の上面における角部に位置していることが好ましい。この場合、配線導体５と金属部３との電気絶縁性の確保の点で有利である。これは、上面の角部において配線導体５同士の間のスペースが比較的大きいことによる。
なお、上面の角部において金属部３の寸法（例えば扇形状の金属部３の半径等）が比較的大きく、辺部分において金属部３の寸法が比較的小さくなっていてもよい。この場合には、金属部３の体積を比較的大きく確保しながら、金属部３と配線導体５との間の電気絶得性を確保することができる。
また、限られた収容スペース（凹部２と蓋体８との間のスペース）の中で、ゲッター金属材料の表面積を大きくするために、金属部３を多孔質（表面等に多数の穴、つまり空隙を有するもの）にすることが好ましい。穴の大きさとしては、10〜150μｍの大きさで、吸着する気体分子が通り抜け易いことが前提として挙げられる。また、多孔質度合としては、衝撃等が加わった際に、短絡（欠けない）しない程度の多孔質具合が好ましく、金属部３の体積に対し、３〜６割程度の空隙があることが好ましい。また、それぞれの空隙が連なっていることが好ましい。
金属部３を多孔質にするためには、例えば、金属部３を形成する金属ペーストの中に、バインダとその溶剤には溶けず固体として残留する有機物質を添加しておけばよい。この有機物質は、例えばポリプロピレンポリマーやカルバミン酸アンモニウム、分解性の高いアクリル系バインダ等のように、焼成中に気化して無くなるような有機材料が好ましい。この有機物質が焼成時の過程で気化することにより金属部３に空隙が形成される。また、バインダの中に例えば炭酸塩類等やビニル系の化合物のような発泡材を混ぜ合せ、焼成中にガスを発生させることにより空隙を形成するようにしてもよい。
図３（ａ）は本発明の第２の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置を示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。図３において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図３（ａ）においても、見やすくするために電子部品および蓋体を省略している。
第２の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置においては、金属部３Ａが凹部２の底面に設けられている。また、この例においては凹部２の側面が段状部を有していない。配線導体５Ａは、例えばタングステン等のメタライズ層であり、凹部２の底面に設けられている。絶縁基体１と配線導体５Ａ（メタライズ層）とによって基板部が形成されている。電子部品６Ａと配線導体５Ａとを電気的に接続している導電性接続材７Ａは、例えば導電性接着剤等の接着材である。第２の実施形態の電子部品収納用パッケージに気密封止される電子部品６Ａは、例えば水晶振動素子等の圧電素子である。また、電子部品収納用パッケージに圧電素子等の電子部品６Ａが気密封止されてなる電子装置は、水晶発振器等の圧電装置である。これらの点を除けば、第２の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置は、第１の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置と同様である。この同様な点についての説明は、以下の説明においては省略する。
金属部３Ａは、凹部２の底面に設けられている点を除けば、第１の実施形態における金属部３と同様である。すなわち、チタン等のゲッター性金属材が絶縁基体１の凹部２の底面に、絶縁基体１の表面に直接に接合されたゲッター性金属材の焼結体からなる金属部３Ａが設けられている。この場合の金属部３Ａも、第１の実施形態の場合と同様のゲッター性金属材料を用い、同様の方法で設けることができる。なお、第２の実施形態においては、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートのうち凹部２の底面となる部分に金属ペースト（チタン等）の印刷が行なわれる。
配線導体５Ａは、凹部２の底面に、圧電素子等である電子部品６Ａの主面の角部分等に設けられた電極と対向する位置に設けられている。これにより、電子部品６Ａの電極と配線導体５Ａとが互いに対向し合い、導電性接着剤等の導電性接続材７Ａを介して互いに電気的および機械的に接続される。
凹部２内に収容された電子部品６Ａが配線導体５Ａと電気的に接続され、凹部２が蓋体８で塞がれて、水晶発振器等の電子装置が形成される。
第２の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置においても、凹部２の内表面に、ゲッター性金属材からなる金属部３Ａが設けられていることから、凹部２と蓋体８との間に形成される容器内の気体分子が金属部３Ａによって効果的に吸着され得る。そのため、容器内の真空度が高く、水晶振動素子による発振等の機能に優れた電子装置を作製することができる。
また、第２の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置においても、金属部３Ａがゲッター性金属材の焼結体からなる。また、この焼結体は絶縁基体１との同時焼成によって形成されていることから、金属部３Ａが部分的に絶縁基体１から剥がれることが効果的に抑制され得る。さらに、金属部３を形成しているゲッター性金属材の焼結体は、ゲッター性金属材の粒子同士が焼結一体化し、ゲッター性金属材同士がネック接合しているため、金属部３の一部がこぼれ落ちにくい。
また、凹部２の底面に設けられた金属部３Ａは、凹部２内に実装された電子部品６Ａとしての水晶振動子の機械的な破壊を抑制する機能（いわゆる枕材部としての機能）も有している。すなわち、例えば電子装置が実装された電子機器の落下等の外部衝撃によって圧電振動板（電子部品６Ａとしての水晶振動素子）にたわみが生じても、圧電振動板の破損をなくすために設けられた枕材部としての金属部３によって圧電振動板のたわみ幅を低減できる。そのため、圧電振動板が凹部２の底面等にぶつかることが抑制される。この実施形態においては、その枕材部をゲッター性金属材に置き換えることにより、剥れ難く、キャビティ（凹部２）内の空間を有効活用できる、高真空な気密封止が可能な電子部品収納用パッケージおよび電子装置を得ることができる。
図４は、図３に示す電子部品収納用パッケージおよび電子装置の要部における変形例を示す断面図である。図４において図３と同様の部位には同様の符号を付している。図４に示す例においては、凹部２の底面がくぼみ部４Ａを有している。また、金属部３Ａは、全部がくぼみ部４Ａ内に入っているのではなく、くぼみ部４Ａから外側に出ている部分を含んでいる。言い換えれば、くぼみ部４Ａが金属部３Ａの一部により充填され、その他の金属部３Ａがくぼみ部４Ａから外側に位置している。この場合にも、凹部２の内表面に金属部３Ａが設けられているため、容器内の気体分子が金属部３Ａにより効果的に吸着され得る。
また、図４の例（変形例）においては、金属部３Ａの一部がくぼみ部４Ａ内に位置しているので、第１の実施形態の場合と同様に、凹部２（容器）内のスペースが電子部品４Ａの収納用等により有効に利用できる。また、金属部３Ａと絶縁基体１との接合面積をより大きくして接合強度を高める上でも有利である。
なお、図３および図４の例において、金属部３Ａは、下段と上段（符号なし）との２層構造になっている。この場合、例えば金属部３Ａとなるゲッター性金属材の金属ペーストが２回に分けて印刷される。そのため、１回あたりの金属ペーストの印刷厚みが小さく抑えられるため、印刷が容易であり、作業性が高い。また、それぞれの印刷厚みが比較的薄いため、印刷した金属ペーストが誤って剥がれるような不具合もより効果的に抑制される。言い換えれば、高さが比較的高い枕材部としての金属部３Ａの形成が容易である。
図５（ａ）は本発明の第２の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の変形例を示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。図５において図１および図３と同様の部位には同様の符号を付している。なお、図５（ａ）においては見やすくするために蓋体を省略している。
この変形例の電子部品収納用パッケージおよび電子装置においても、金属部３Ｂが凹部２の底面に設けられている。また、凹部２の側面が段状部を有していない。配線導体５Ｂは凹部２の底面に設けられている。電子部品６と配線導体５Ｂとを電気的に接続している導電性接続材７Ｂは、例えばはんだ等のろう材、または導電性接着剤等の接着材である。この変形例の電子部品収納用パッケージに気密封止される電子部品６Ｂは、例えば電子部品本体（符号なし）の主面に複数の電極が配列された半導体素子等である。半導体素子は、半導体集積回路素子（ＩＣ）、光半導体素子、半導体センサ素子（いわゆるＭＥＭＳ素子を含む）等である。電子部品６Ｂは、電極が配置された主面が下向きに実装される、いわゆるフリップチップ実装によって凹部２内に収容される。この電子部品収納用パッケージに半導体素子等の電子部品６Ｂが気密封止されてなる電子装置は、半導体装置（半導体デバイス）、センサ装置、撮像装置または発光装置等である。これらの点を除けば、この変形例の電子部品収納用パッケージおよび電子装置は、第１および第２の実施形態の電子部品収納用パッケージおよび電子装置と同様である。この同様な点についての説明は、以下の説明においては省略する。
金属部３Ｂは、第２の実施形態における金属部３Ａと同様に凹部２の底面に設けられているが、その配置形態は、平面視においてフリップチップ実装される電子部品６Ｂの搭載部を取り囲む枠状となっている。すなわち、例えば第２の実施形態の場合と同様の金属材料のペーストが、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートの主面に、絶縁基体１において電子部品６Ｂの搭載部を取り囲むような部位に印刷され、同時焼成されて金属部３Ｂが設けられている。
配線導体５Ｂは、凹部２の底面に、フリップチップ実装される電子部品６Ｂの主面に縦横の並び等の形態で設けられた電極と対向する位置に設けられている。これにより、電子部品６Ｂの電極と配線導体５Ｂとが互いに対向し合い、例えばスズ−銀系はんだ等の導電性接続材７Ｂを介して互いに電気的および機械的に接続される。
凹部２内に収容された電子部品６Ｂが配線導体５Ｂと電気的に接続され、凹部２が蓋体８で塞がれて半導体装置等の電子装置が形成される。
この変形例の電子部品収納用パッケージおよび電子装置においても、凹部２の内表面に、ゲッター性金属材の焼結体からなる金属部３Ｂが設けられていることから、凹部２と蓋体８との間に形成される容器内の気体分子が金属部３Ｂによって効果的に吸着され得る。そのため、容器内の真空度が高く、ＩＣの長期信頼性、またはセンサ素子（ＭＥＭＳ素子）による加速度等の物理量の検知精度等に優れた電子装置を作製することができる。
また、この変形例の電子部品収納用パッケージおよび電子装置においても、金属部３Ｂがゲッター性金属材の焼結体によって形成されていることから、金属部３Ｂが凹部２の内表面を構成する絶縁基体１から部分的に剥がれることが効果的に抑制され得る。また、この場合にも、ゲッター性金属材が絶縁基体１との同時焼成によって接合されて形成されていてもよく、これにより金属部３Ｂと絶縁基体１との接合の強度がさらに向上する。
なお、この変形例における金属部３Ｂは、例えば電子部品６Ｂと凹部２の底面との間に樹脂材料（いわゆるアンダーフィル）が充填されるときに、その樹脂材料が外側に流れ出ることを抑制する機能（いわゆるダムとしての機能）も有する。このようなダムとしての機能を有する部位が必要な電子部品収納用パッケージおよび電子装置においては、金属部３Ｂがその機能を兼ね備えるため、小型化および生産性等の向上の点においても有利なものとなり得る。
図６（ａ）は図５の変形例を示す平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。また、図７は図６の要部を拡大して示す断面図である。図６および図７において図１〜図５と同様の部位には同様の符号を付している。図６（ａ）においても、見やすくするために蓋体を省略している。
この変形例の電子部品収納用パッケージおよび電子装置においては、凹部２の底面に設けられたメタライズ層９上に金属部３が設けられている点が図５で示された例と異なり、他の点については同様である。図５の例と同様の点についての説明は省略する。
凹部２の底面に設けられたメタライズ層９は、例えば接地用等の比較的広面積のものである。絶縁基体１と配線導体５Ｂと凹部２の底面のメタライズ層９とによって基板部が構成されている。ゲッター性金属材の焼結体からなる金属部３は、メタライズ層９との間で相互拡散して、メタライズ層９に接合されている。
この変形例の電子部品収納用パッケージおよび電子装置においても、金属部３Ｂが凹部２の内表面に設けられたメタライズ層９に直接接合されたゲッター性金属材の焼結体からなるため、金属部３Ｂがメタライズ層９から剥がれることが効果的に抑制され得る。
また、この場合にも、ゲッター性金属材がメタライズ層９および絶縁基体１との同時焼成によって形成されていてもよく、これにより金属部３Ｂと基板部（メタライズ層９）との接合の強度がさらに向上する。ゲッター性金属材がメタライズ層９および絶縁基体１との同時焼成によって形成されている場合には、金属部３Ｂと基板部（メタライズ層９）との接合の強度がさらに向上する。なお、この場合には、上記の例と同様に、絶縁基体１と金属部３との間でいずれか一方の成分が他方に拡散する。
この場合、焼成時に金属部３とメタライズ層９との間で互いの成分の相互拡散が生じていることが望ましい。これによって、金属部３とメタライズ層９との間の接合の強度が向上して、金属部３の剥がれがより効果的に抑制され得る。
なお、金属部３とメタライズ層９との互いの成分の拡散は、いずれか一方から他方へのものであってもよい。例えば、メタライズ層９のタングステン等の成分が金属部３に拡散していてもよく、金属部３の材料（前述したチタン等）がメタライズ層９に拡散していてもよい。 本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置は、以上の各実施形態の例および変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、くぼみ部４は、図１に示した例に限らず、凹部２の底面に位置していていもよく、また段状部２ａを有しない凹部２の側面に設けられていてもよい。また、複数の形態が組み合わされていてもよい。例えば、凹部２の側面に段状部２ａを有する電子部品収納用パッケージにおいて、段状部２ａの側面に加えて凹部２の底面等にもくぼみ部（図示せず）を設け、このくぼみ部内にも金属部（図示ず）を位置させるようにしてもよい。
また、金属部３がくぼみ部４を充填していなくても構わない。例えば、図１に示すような溝状のくぼみ部４の表面に沿って層状に金属部（図示せず）が付着した形態（キャスタレーション状の形態）（図示せず）であっても構わない。また、金属部３の一部がくぼみ部４の外側にはみ出ていてもよい。この場合には、凹部２内に存在する金属部３の体積をより大きくする上では有利である。
また、凹部２の内表面のうち側面および底面、さらに段状部の側面等の複数の面に金属部３が設けられていてもよく、それぞれの面にくぼみ部４が設けられていてもよい。
また、凹部２内に電子部品６が収納される時のアライメントマーク、または配線導体５と電子部品６との電気的な接続が行なわれる時のインデックスマークとして金属部３が設けられていてもよい。また、単に凹部２の側面等の内表面に金属部３が設けられていてもよい。この場合、配線導体５および電子部品６と金属部３との電気絶縁性が確保されるような位置（凹部２の側面等）に金属部３が設けられる。
１・・・・絶縁基体
２・・・・凹部
３（Ａ、Ｂ）・・・金属部
４（Ａ）・・・・・くぼみ部
５（Ａ、Ｂ）・・・配線導体
６（Ａ、Ｂ）・・・電子部品
７（Ａ、Ｂ）・・・導電性接続材
８・・・・蓋体
９・・・（凹部の底面の）メタライズ層

Claims (12)

  1. セラミック焼結体からなり、凹部を含む絶縁基体と、該絶縁基体に設けられた配線導体とを含む基板部と、
    前記凹部に直接接合された、ゲッター性金属材の粒子同士が焼結一体化した焼結体からなる金属部と、を備えており、
    前記金属部は前記凹部の内表面と直接接合されており、
    前記金属部と前記凹部の内表面との界面近傍において、前記金属部および前記凹部の前記内表面のうち少なくとも一方の成分が他方にあることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
  2. セラミック焼結体からなり、凹部を含む絶縁基体と、該絶縁基体に設けられた配線導体とを含む基板部と、
    前記凹部の内表面に設けられたメタライズ層に直接接合された、ゲッター性金属材の粒子同士が焼結一体化した焼結体からなる金属部と、を備えており
    前記金属部と前記凹部の内表面に設けられたメタライズ層との界面近傍において、前記金属部および前記メタライズ層のうち少なくとも一方の成分が他方にあることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
  3. 前記凹部の内表面にくぼみ部を有しており、
    前記金属部が前記くぼみ部内に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品収納用パッケージ。
  4. 前記金属部の全部が前記くぼみ部内に収まっていることを特徴とする請求項３に記載の電子部品収納用パッケージ。
  5. 前記金属部が前記くぼみ部内から前記内表面にわたって設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電子部品収納用パッケージ。
  6. 前記凹部の内表面が、側面と底面とを含み、前記側面が段状部を有しており、
    前記くぼみ部が前記段状部の前記凹部内に面した側面に設けられていることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
  7. 前記配線導体が前記段状部の上面に設けられており、平面視において、前記段状部の前記上面が多角形の枠状であるとともに、前記くぼみ部が前記上面の角部に位置しているこ
    とを特徴とする請求項６記載の電子部品収納用パッケージ。
  8. 前記凹部の内表面が、側面と底面とを含み、前記金属部が前記凹部の底面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
  9. 前記くぼみ部が、前記凹部の底面のうち前記凹部内に収容される電子部品の下側になる部位に位置しており、
    前記金属部が、前記くぼみ部内から前記凹部の底面にわたって設けられた下段と、該下段上に設けられた上段との２層構造であることを特徴とする請求項３を引用する請求項８記載の電子部品収納用パッケージ。
  10. 前記凹部の前記底面が電子部品の搭載部を含んでおり、
    前記金属部が、前記凹部の前記底面に前記搭載部を囲んで設けられていることを特徴とする請求項８記載の電子部品収納用パッケージ。
  11. 前記金属部が空隙を有する多孔質であり、前記空隙に面した前記金属部が前記ゲッター性金属材からなることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
  12. 請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージと、
    前記凹部内に収容された電子部品と、を備えることを特徴とする電子装置。
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