JP6248539B2 - 電子部品用パッケージのベース、電子部品用パッケージ - Google Patents

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Description

本発明は電子機器等に用いられる電子部品用パッケージのベース、電子部品用パッケージに関する。
気密封止を必要とする電子部品の例として、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等の圧電振動デバイスが挙げられる。これら各製品では、いずれも水晶振動板の表面に金属薄膜電極が形成され、この金属薄膜電極を外気から保護するために水晶振動板(具体的には金属薄膜電極)が気密封止されている。
これら圧電振動デバイスは部品の表面実装化の要求から、セラミック等の絶縁材料からなるパッケージ内に気密的に収納する構成が増加している。例えば、特許文献1には、水晶振動板の搭載部を有するベース(実装基板)と断面が逆凹形の蓋(カバー)とからなり、これらを気密的に封止したセラミック材料からなるパッケージを回路基板に搭載し、はんだなどの導電性接合材を介して接合する構成が開示されている。
この従来の圧電振動デバイスでは、ベース底面(ベース裏面)に端子電極が形成され、はんだ(導電性接合材)の這い上がりによる接続状態を確認するために、当該端子電極がベースの側面に形成されたキャスタレーションによりベース底面から側面に延出している。
ところで、この従来の圧電振動デバイスを搭載する回路基板には、加工の容易性とコスト的なメリットから、網目状のガラス繊維にエポキシ樹脂材を含浸させたいわゆるガラスエポキシ基板が広く使用されている。また、この回路基板の電極パターン上部には、スクリーン印刷などの手法により、はんだペーストが塗布されている。そして、この回路基板の電極パターンに、上記圧電振動デバイスのパッケージの端子電極を重ね合わせた状態で搭載して、溶融炉(加熱炉など)にてはんだペーストを溶融させて回路基板上に圧電振動デバイスをはんだ接合する。
特開2002−76813号
しかしながら、パッケージと回路基板との間で熱膨張係数差により、これらパッケージと回路基板とを接合するはんだに応力が生じ、クラックが発生することがある。特に、パッケージとしてアルミナ等のセラミック材料を用い、回路基板としてガラスエポキシ基板を用いた組み合わせ構成であって、さらに車載用などの過酷な環境下で使用される用途向けに使用した場合、高温及び低温環境下で当該パッケージと回路基板とを使用するので、パッケージの熱膨張係数と回路基板の熱膨張係数の差により、はんだから疲労破壊が生じやすくなる。このように、通常の温度環境ではそれほど問題にならなかったはんだクラックの問題点が高温及び低温環境では顕著にあらわれ、さらに当該パッケージと回路基板とに衝撃が加わると、はんだクラック部分から剥離が生じ(オープン状態)、最終的には断線してしまうといった問題点があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、電子部品用パッケージと回路基板の搭載接合の信頼性を向上させる電子部品用パッケージのベース、電子部品用パッケージを提供することを目的とするものである。
発明者は、外部の回路基板と電子部品用パッケージのベースとを接合する導電性接合材において、導電性接合材の外周部においてクラックが発生し、これらの接合部分の熱膨張と熱収縮の繰り返し(以下、冷熱衝撃の応力と称する)によって、導電性接合材のうちの前記回路基板と前記ベースとを接合する接合部分のみに沿ってクラックが進展していくとともに、前記接合部分における冷熱衝撃の最大応力部分から冷熱衝撃の最小応力部分に向って直線的にクラックが進展していくことを見出している。特に、ベース底面(ベース裏面)が平面視矩形のものでは、最大応力部分がベース底面の角部であり、この角部に最も近接する接合部分から導電性接合材のクラックが基点となって、最小応力部分であるベース底面の中心点付近に向かって直線的に、つまりベース底面の角部付近から中心点付近の斜め方向へクラックが進展していることを見出している。そこで、本発明では、導電性接合材のクラックの進展を妨げ、あるいは遅延させることができる最良の手段を提案する。
本発明では、電子部品素子を保持する電子部品用パッケージのベースにおいて、前記ベース底面は平面視矩形とされ、外部の回路基板と導電性接合材を用いて接合する少なくとも一対の端子電極が形成されており、前記端子電極には、ベース底面の1つ以上の角と当該角に接した2つ以上の辺とに近接した状態で伸長した帯状の外周部と、当該外周部から屈曲部を介してベース底面の中心点に近接する方向に延出して形成された中央部とを有しており、前記外周部のうちベース底面の角に近接した領域は、ベース底面の中心点に近接する方向に突出する凸部を形成したことを特徴とする。
上記構成により、前記端子電極には、ベース底面の1つ以上の角と当該角に接した2つ以上の辺とに近接した状態で伸長した帯状の外周部では、電子部品用パッケージを構成するベースと回路基板との間で熱膨張係数差が生じてその冷熱衝撃の応力が導電性接合材に対して最初に加わり応力が比較的大きい領域となる。これに対して、当該外周部から屈曲部を介してベース底面の中心点に近接する方向に延出して形成された中央部では、電子部品用パッケージを構成するベースと回路基板との間で熱膨張係数差が生じてその冷熱衝撃の応力が導電性接合材に対して加わってもその応力が加わりにくく比較的小さい領域となる。
本発明では、前記外周部のうちの応力の比較的大きなベース底面の角部に近接した領域から、前記中央部のうちの応力の比較的小さなベース底面の中心点に近接した領域に向かって斜め方向に導電性接合材のクラックが進展するのではなく、この斜め方向から平面視ずらした状態で帯状の外周部の伸長方向に沿って、導電性接合材のクラックを抑制された状態で進展させることができる。
また、前記外周部から屈曲部を介してベース底面の中心点に近接する方向にさらに延出された中央部では、導電性接合材のクラックの方向が平面視的に変曲点を介して進展することになるため、導電性接合材のクラックが進展するのをさらに抑制するのに有効な構成とすることができる。
また、本発明では、上述の構成に加えて、前記外周部のうちベース底面の角に近接した領域は、ベース底面の中心点に近接する方向に突出する凸部を形成してもよい。上記構成により、さらに、凸部によって前記平面視斜め方向に進展するクラックを進展方向とは逆行する方向へさらにずらすことができる。その後に帯状の外周部の伸長方向に沿ってクラックを進展させるため、最終的に導電性接合材のクラックが進展するのを遅延させるのに有効である。
結果として、冷熱衝撃応力に強く、電子部品用パッケージと回路基板の搭載接合の信頼性を向上させることができる。
また、本発明では、電子部品素子を保持する電子部品用パッケージのベースにおいて、
前記ベース底面は平面視矩形とされ、外部の回路基板と導電性接合材を用いて接合する少なくとも一対の端子電極が形成されており、前記端子電極には、電極が形成された電極域と、電極が形成されない無電極域とが形成され、前記電極域として、ベース底面の1つ以上の角と当該角に接した2つ以上の辺とに近接した状態で伸長した帯状の外周部と、当該外周部から屈曲部を介してベース底面の中心点に近接する位置に形成された前記外周部より幅広の中央部とを有し、前記無電極域として、前記外周部と中央部の間に形成されるとともに、ベース底面の1つ以上の角と当該角に接した2つ以上の辺とに沿って形成された帯状の切欠部を有しており、前記外周部のうちベース底面の角に近接した領域は、ベース底面の中心点に近接する方向に突出する凸部を形成したことを特徴とする。
上記構成により、前記端子電極には、ベース底面の1つ以上の角と当該角に接した2つ以上の辺とに近接した状態で伸長した帯状の外周部では、電子部品用パッケージを構成するベースと回路基板との間で熱膨張係数差が生じてその冷熱衝撃の応力が導電性接合材に対して最初に加わり応力が比較的大きい領域となる。これに対して、当該外周部から屈曲部を介してベース底面の中心点に近接する位置に形成された前記外周部より幅広の中央部では、電子部品用パッケージを構成するベースと回路基板との間で熱膨張係数差が生じてその冷熱衝撃の応力が導電性接合材に対して加わってもその応力が加わりにくく比較的小さい領域となる。
本発明では、前記外周部のうちの応力の比較的大きなベース底面の角部に近接した領域から、前記中央部のうちの応力の比較的小さなベース底面の中心点に近接した領域に向かって斜め方向に導電性接合材のクラックが進展するのではなく、この斜め方向から平面視ずらした状態で帯状の外周部の伸長方向に沿って、導電性接合材のクラックを抑制された状態で進展させることができる。
また、前記外周部から屈曲部を介してベース底面の中心点に近接する位置に形成された中央部では、導電性接合材のクラックの方向が平面視的に変曲点を介して進展することになるため、導電性接合材のクラックが進展するのをさらに抑制するのに有効な構成とすることができる。加えて、前記外周部より幅広の中央部では、ベースと回路基板とを接合する導電性接合材も幅広(面積の大きい)の状態で接合されるので、中央部でのクラックの進展もより抑制されるだけでなく、接続性を高めて導通を確実に確保しやすい領域を確保することができる。
また、本発明では、上述の構成に加えて、前記外周部のうちベース底面の角に近接した領域は、ベース底面の中心点に近接する方向に突出する凸部を形成してもよい。上記構成により、さらに、凸部によって前記平面視斜め方向に進展するクラックを進展方向とは逆行する方向へさらにずらすことができる。その後に帯状の外周部の伸長方向に沿ってクラックを進展させるため、最終的に導電性接合材のクラックが進展するのを遅延させるのに有効である。
結果として、冷熱衝撃応力に強く、電子部品用パッケージと回路基板の搭載接合の信頼性を向上させることができる。
また、本発明では、上述の構成に加えて、前記外周部のうちベース底面の角に近接した領域は、他の外周部の領域より幅広に形成してもよい。上記構成により、さらに、最大応力部分である外周部の領域を幅広に形成することで、この領域での接続性を高め、クラックの進展も抑制される。
また、本発明では、上述の構成に加えて、前記端子電極には、端子電極のみが形成された薄肉域と、端子電極上に端子電極よりも小さいバンプが形成された厚肉域と、端子電極の領域内部の無電極域とが形成され、前記ベース底面の角からベース底面の中心点に向う直線上には、前記薄肉域の一部と前記無電極域の一部と前記厚肉域の一部とが少なくとも配置されていてもよい。
上記構成により、さらに、外部の回路基板と電子部品用パッケージのベースとを接合する導電性接合材では、前記薄肉域と厚肉域と無電極域とで接合される導電性接合材の厚みを3つ以上に異ならせることができる。このため、ベース底面の角部に近接した領域から、前記中央部のうちの応力の比較的小さなベース底面の中心点に近接した領域に向かって斜め方向に導電性接合材のクラックが進展する際に、導電性接合材の厚み方向にクラックの障壁となる3つ以上の部分を意図的に作成することができる。
より具体的には、前記薄肉域と厚肉域の間では進展する導電性接合材のクラックに厚み方向の変曲点を形成させることができ、前記無電極域を介在する部分では進展する導電性接合材のクラックを平面視斜め方向以外の方向へずらすことができるので、これらが有機的に組み合わせられ、クラックの進展をより一層遅延させることができる。
また、上述の電子部品用パッケージのベースに対して、前記電子部品素子を気密封止する蓋を有することを特徴とする電子部品用パッケージであってもよい。この構成により上述の作用効果が得られるベースを用いて気密封止された電子部品パッケージが得られるので、安価で回路基板の搭載接合の信頼性を向上させる小型化にも対応する電子部品用パッケージを提供することができる。
本発明によれば、冷熱衝撃応力による導電性接合材のクラック(例えば、はんだクラック)の悪影響をより一層軽減する事ができ、安価で回路基板の搭載接合の信頼性を向上させる電子部品用パッケージのベースと電子部品用パッケージとを提供することができる。
本発明の実施形態を示す表面実装型水晶振動子の底面図。 図1の表面実装型水晶振動子を回路基板に搭載した状態のA−A線に沿った断面図。 本発明の実施形態の変形例1を示す表面実装型水晶振動子の底面図。 図3の表面実装型水晶振動子を回路基板に搭載した状態のB−B線に沿った断面図。 図3の表面実装型水晶振動子を回路基板に搭載した状態のC−C線に沿った断面図。 本発明の実施形態の変形例2を示す表面実装型水晶振動子の底面図。 本発明の実施形態の変形例3を示す表面実装型水晶振動子の底面図。 本発明の実施形態の変形例4を示す表面実装型水晶振動子の底面図。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施例では、電子部品用のパッケージとして表面実装型の水晶振動子に本発明を適用した場合を示す。
本発明の実施形態にかかる表面実装型の水晶振動子は、図1、図2に示すように、電子部品素子である水晶振動板3と、上部が開口した凹部を有し水晶振動板3を保持する(収納する)ベース1と、ベース1の開口部に接合してベース1に保持した水晶振動板3を気密封止する蓋2とからなる。
ベース1は、全体として直方体で、アルミナ等のセラミックとタングステンやモリブデン等の導電材料を適宜積層した構成からなる。このベース1は、図2に示すように、断面視凹形の収納部10と、収納部10を囲むようにその周囲に設けられた堤部11を有する。具体的に、ベース1は、矩形(平面視矩形)の平板形状のセラミックのベース基体1aと、中央部分が大きく穿設されるとともに外形サイズ(平面視外形サイズ)がベース基体1aとほぼ等しいセラミックの枠体1bからなり、ベース基体1aと枠体1bと封止部材11aとが一体的に焼成されている。なお、堤部11(枠体1b)の上面は平坦であり、堤部11上に封止部材11a(封止材料や金属層等)が形成されている。本実施形態では、例えば封止部材11aとしてガラスが形成された構成を示しているが、後述する蓋2が金属蓋である場合、封止部材11aとしてタングステンやモリブデン等によるメタライズ層の上面にニッケルメッキ層、金メッキ層の各層が形成された構成としたり、さらにこれら各層の上部に金属リングが形成された構成としてもよい。
また、ベース1の外周(平面視外周縁)の4角(K1,K2,K3,K4)であって、その4角のベース1の側面には、ベース底面から天面(上面)にかけて上下にキャスタレーションC1,C2,C3,C4が形成されている。
ベース1の底面(ベース1の裏面)は平面視矩形とされ、このベース底面の対向する短辺(H1とH3)に沿って平面視矩形状の端子電極12a,12bがそれぞれ形成されている。端子電極12a,12bには、電極が形成された電極域121a,121bと、ベース底面の近接する辺に沿った電極が形成されない無電極域122a,122bとが形成される。
電極域121a,121bとしては、ベース1の底面の角(K1,K2)、角(K3,K4)と、当該角に接した辺(H1とH2とH4)、辺(H2とH3とH4)とに近接した状態で伸長した帯状の外周部123a,123bと、外周部123a,123bから屈曲部(125a,125a)、屈曲部(125b,125b)を介してベース1の底面の中心点Oに近接する位置(近接する方向)に形成され、外周部123a,123bより幅広(外周部より面積の大きな)の中央部124a,124bとを有している。
無電極域122a,122bとしては、外周部123a,123bと中央部124a,124bの間に形成されるとともに、ベース1の底面の角(K1,K2)、角(K3,K4)と、当該角に接した辺(H1とH2とH4)、辺(H2とH3とH4)とに沿って形成された帯状の切欠部126a,126bを有している。本形態では、前記角と辺に沿った帯状の形状として、例えば、切欠部126a,126bは、端子電極12a,12bのうちベース1の底面の近接する短辺H1,H3と長辺H2,H4に沿った略コ字形状に形成している。
各端子電極12a,12bは、前記キャスタレーションC1,C2,C3,C4に形成された側面端子電極13a,13b,13c,13dを介してベース1の内部の底面に形成された電極パッド14a,14b(電極パッド14bは図示省略)へと延出して電気的に接続されている。つまり、外周部123a,123bのうちベース1の底面の角(K1,K2)、角(K3,K4)に近接した領域では、側面端子電極13a,13b,13c,13dと接続するために、他の外周部の領域より幅広に形成している。この構成により、さらに、最大応力部分である外周部のうちベースの角に近接する領域を幅広に形成することで、この領域での接続性を高め、クラックの進展も抑制される。
これらの端子電極12a,12b、側面端子電極13a,13b,13c,13d、電極パッド14a,14bは、タングステン、モリブデン等のメタライズ材料をベース1と一体的に焼成してメタライズを形成し、その上部にニッケルメッキを形成し、その上部に金メッキを形成して構成されている。
電極パッド14a,14b間には、水晶振動板3(本発明でいう電子部品素子)が搭載されている。水晶振動板3の表裏面には図示しない一対の励振電極と引出電極が形成されている。一対の励振電極と引出電極は、例えば水晶振動板3に接して(水晶振動板3上から)クロム,金の順に、クロム,金,クロムの順に、クロム,銀,クロムの順に、あるいはクロム,銀の順に積層して形成されている。これら各電極(一対の励振電極と引出電極)は真空蒸着法やスパッタリング法等の薄膜形成手段により形成することができる。そして、電極パッド14a,14bに対して水晶振動板3の引出電極が導電性接合材(図示せず)により導電接合され、ベース1に水晶振動板3が保持されている。例えば、水晶振動板3の励振電極と、ベース1の電極パッド14a,14bとの導電接合には、導電性樹脂接着剤や金属バンプ・金属めっきバンプ・ろう材などの導電性接合材を用いることができる。
ベース1を気密封止する蓋2には、板状のアルミナ等のセラミック材料にガラス封止材等の封止部材11aが形成されたものが用いられている。蓋2の平面視外形はベース1の当該外形とほぼ同じであるか、若干小さい構成となっている。なお蓋2としてセラミック材料に限らず、ガラス材料や金属材料であってもよい。
このようなベース1の収納部10に水晶振動板3を格納し、蓋2にて被覆して加熱炉による溶融接合などの手法により気密封止を行うことで表面実装型の水晶振動子(電子部品用パッケージ)の完成となる。なおベース1と蓋2との気密封止の手法としては、溶融接合に限らず、各種材料(ベースや蓋、封止部材等)に応じて、溶接接合、ろう接などの他の手法を用いることができる。また、水晶振動子の完成品は、図2に示すように、ガラスエポキシ材からなる回路基板4の電極パターン4a,4bの上部に、例えばはんだ等の導電性接合材Dを介して接合される。
また、図3、図4、図5に示す本発明の実施形態の変形例1では、上記実施形態に対して各端子電極12a,12bの中央部124a,124bにバンプ16a,16bを形成するとともに、この中央部124a,124bのバンプ16a,16bの下層に電極パッド14a,14bと接続するためのビア17a,17bを形成(バンプとビアとが平面視重畳する位置に形成)していることが異なっている。その他の部分は同様の構成を採用しており、同番号を付すことで詳細な説明については割愛している。
つまり、端子電極12a,12bのうち中央部124a,124bの上部に、中央部の同心で各中央部より僅かに平面積の小さくほぼ同形状(平面視相似形状)のバンプ16a,16bがそれぞれ形成されている。これらバンプ16a,16bは、端子電極12a,12bのメタライズ上部に同材質のメタライズ(タングステン、モリブデン等)をほぼ同形状で積層して一体形成されている。このため極めて容易かつ安価に前記バンプ16a,16bを形成できる。またこれら端子電極12a,12bとバンプ16a,16bは、これらのメタライズ材料がベース1と一体的に焼成され、当該メタライズ上部にニッケルメッキが形成され、その上部に金メッキが形成されて構成されている。
以上の構成から図5に示すように、端子電極12a,12bには、端子電極のみが形成された薄肉域127a,127bと、端子電極上に端子電極よりも小さいバンプが形成された厚肉域128a,128bと、端子電極の領域内部の無電極域122a,122bとが形成され、ベース1の底面の各角(K1,K2,K3,K4)からベース1の底面の中心点Oに向う直線上には、薄肉域127a,127bの一部と無電極域122a,122bの一部と厚肉域128a,128bの一部とが少なくとも配置されている。図5の構成では、各角(K1,K2,K3,K4)からベース1の底面の中心点Oに向って、薄肉域127a,127bの一部、無電極域122a,122bの一部、薄肉域127a,127bの一部、厚肉域128a,128bの一部、薄肉域127a,127bの一部が順に配置されている。
また、変形例1では、ベース1の底面の端子電極12a,12bのうち中央部124a,124bからベース1の内部の底面まで貫通した孔内部に上記同様のメタライズが充填されたビア17a,17bを形成している。そして、キャスタレーションC1,C2,C3,C4に形成された側面端子電極13a,13b,13c,13dだけでなく、ビア17a,17bも介してベース1の内部の底面に形成された電極パッド14a,14b(電極パッド14bは図示省略)へと延出して電気的に接続されている。この構成により、端子電極のうちで応力がより小さく、はんだクラックの進行が遅い中央部でビア17a,17bを形成し電極パッド14a,14bとの電気的な接合をより確実にすることができるので、端子電極12a,12bがオープン状態となって電子部品として機能しなくなるのを抑制することができる。なお、このビア17a,17bの形成位置は、端子電極12a,12bのうちベース底面の中心点Oに近接する位置に形成することが、はんだクラックの進行に伴う電気的接続点を長期間確保できる点でより望ましい。
また、図6に示す本発明の実施形態の変形例2では、上記実施形態に対して各端子電極を4角に形成した4端子構造とするとともに、無電極域としての切欠部の形状を略L字形状していることが異なっている。その他の部分は同様の構成を採用しており、同番号を付すことで詳細な説明については割愛している。
つまり、ベース底面の4角(K1,K2,K3,K4)に近接して平面視矩形状の端子電極15a,15b,15c,15dがそれぞれ形成されている。端子電極15a,15b,15c,15dには、電極が形成された電極域151a,151b,151c,151dと、ベース底面の近接する辺に沿った電極が形成されない無電極域152a,152b,152c,152dとが形成される。
電極域151a,151b,151c,151dとしては、ベース1の底面の角(K1)、角(K2)、角(K3)、角(K4)と、当該角に接した辺(H1とH4)、辺(H1とH2)、辺(H2とH3)、辺(H3とH4)とに近接した状態で伸長した帯状の外周部153a,153b,153c,153dと、外周部153a,153b,153c,153dから屈曲部(155a,155a)、屈曲部(155b,155b)、屈曲部(155c,155c)、屈曲部(155d,155d)を介してベース1の底面の中心点Oに近接する位置(近接する方向)に形成され、外周部153a,153b,153c,153dより幅広(外周部より面積の大きな)の中央部154a,154b,154c,154dとを有している。
無電極域152a,152b,152c,152dとしては、外周部153a,153b,153c,153dと中央部154a,154b,154c,154dの間に形成されるとともに、ベース1の底面の角(K1)、角(K2)、角(K3)、角(K4)と、当該角に接した辺(H1とH4)、辺(H1とH2)、辺(H2とH3)、辺(H3とH4)とに沿って形成された帯状の切欠部156a,156b,156c,156dを有している。本形態では、前記角と辺に沿った帯状の形状として、例えば、切欠部156a,156b,156c,156dは、端子電極12a,12bのうちベース1の底面の近接する短辺H1,H3と長辺H2,H4に沿った略L字形状に形成している。
各端子電極15a,15b,15c,15dの一部は、前記キャスタレーションC1,C2,C3,C4に形成された側面端子電極13a,13b,13c,13dを介してベース1の内部の底面に形成された電極パッド14a,14b(電極パッド14bは図示省略)へと延出して電気的に接続されている。つまり、外周部153a,153b,153c,153dのうちベース1の底面の角(K1)、角(K2)、角(K3)、角(K4)に近接した領域では、側面端子電極13a,13b,13c,13dと接続するために、他の外周部の領域より幅広に形成している。この構成により、さらに、最大応力部分である外周部のうちベースの角に近接する領域を幅広に形成することで、この領域での接続性を高め、クラックの進展も抑制される。
また、本発明の実施形態では、図7(変形例3)に示すような形態であっても良い。すなわち、図7(変形例3)では、上記実施形態に対して端子電極18a,18bを矩形状とせず、帯形状としている点が異なっている。より詳しくは、ベース1の底面の角(K1,K2)、角(K3,K4)と、当該角に接した辺(H1とH2)、辺(H3とH4)とに近接した状態で伸長した帯状の外周部183a,183bと、外周部183a,183bから屈曲部(185a)、屈曲部(185b)を介してベース1の底面の中心点Oに近接する方向)に延出して形成され、外周部183a,183bより幅広(外周部より面積の大きな)の中央部184a,184bとを有している。
各端子電極18a,18bは、前記キャスタレーションC1,C2,C3,C4に形成された側面端子電極13a,13b,13c,13dを介してベース1の内部の底面に形成された電極パッド14a,14b(電極パッド14bは図示省略)へと延出して電気的に接続されている。つまり、外周部183a,183bのうちベース1の底面の角(K1,K2)、角(K3,K4)に近接した領域では、側面端子電極13a,13b,13c,13dと接続するために、他の外周部の領域より幅広に形成している。この構成により、さらに、最大応力部分である外周部のうちベースの角に近接する領域を幅広に形成することで、この領域での接続性を高め、クラックの進展も抑制される。
また、変形例3では、ベース1の底面の端子電極18a,18bのうち中央部184a,184bからベース1の内部の底面まで貫通した孔内部に上記同様のメタライズが充填されたビア17a,17bを形成している。そして、キャスタレーションC1,C2,C3,C4に形成された側面端子電極13a,13b,13c,13dだけでなく、ビア17a,17bも介してベース1の内部の底面に形成された電極パッド14a,14b(電極パッド14bは図示省略)へと延出して電気的に接続されている。この構成により、端子電極のうちで応力がより小さく、はんだクラックの進行が遅い中央部でビア17a,17bを形成し電極パッド14a,14bとの電気的な接合をより確実にすることができるので、端子電極18a,18bがオープン状態となって電子部品として機能しなくなるのを抑制することができる。なお、このビア17a,17bの形成位置は、端子電極18a,18bのうちベース底面の中心点Oに近接する位置に形成することが、はんだクラックの進行に伴う電気的接続点を長期間確保できる点でより望ましい。
また、本発明の実施形態では、図8(変形例4)に示すような形態であっても良い。すなわち、図8(変形例4)では、図3(変形例1)の実施形態に対して、外周部123a,123bのうちース1の底面の角(K1,K2)、角(K3,K4)に近接した領域では、ベース1の底面の中心点Oに近接する方向に突出する凸部(129a,129a,129a,129a)を形成している点が異なっている。その他の部分は同様の構成を採用しており、同番号を付すことで詳細な説明については割愛している。本発明の実施形態では、凸部(129a,129a,129a,129a)によって、ベース1の底面の角部付近から中心点O付近の斜め方向とは逆行する方向へクラックを進展するようにさらにずらすことができる。結果として、変形例1に比べて、さらに、帯状の外周部123a,123bと、外周部123a,123bから屈曲部(125a,125a)の伸長方向に沿って、導電性接合材Dのクラックが進展するのを遅延させるのに有効である。
上記実施形態の構成により、各端子電極のうちのベース1の底面の角部に近接した領域からベース底面の中心点Oに近接した領域に向かって斜め方向に導電性接合材Dのクラックが進展するのではなく、この斜め方向から平面視ずらした状態で帯状の外周部(123a,123b,153a,153b,153c,153d,183a,183b)の伸長方向に沿って、導電性接合材Dのクラックを抑制された状態で進展させることができる。また、前記外周部から屈曲部(125a,125b,155a,155b,155c,155d,185a,185b)を介してベース1の底面の中心点Oに近接する方向にさらに延出された中央部(124a,124b,154a,154b,154c,154d,184a,184b)では、導電性接合材Dのクラックの方向が平面視的に変曲点を介して進展することになるため、導電性接合材Dのクラックが進展するのをさらに抑制するのに有効な構成とすることができる。加えて、外周部(123a,123b,153a,153b,153c,153d,183a,183b)より幅広の中央部(124a,124b,154a,154b,154c,154d,184a,184b)では、ベース1と回路基板4とを接合する導電性接合材Dも幅広(面積の大きい)の状態で接合されるので、中央部でのクラックの進展もより抑制されるだけでなく、接続性を高めて導通を確実に確保しやすい領域を確保することができる。結果として、冷熱衝撃応力に強く、電子部品用パッケージと回路基板の搭載接合の信頼性を向上させることができる。
また、変形例1と変形例4では、端子電極12a,12bには、端子電極のみが形成された薄肉域127a,127bと、端子電極上に端子電極よりも小さいバンプ16a,16bが形成された厚肉域128a,128bと、端子電極の領域内部の無電極域122a,122bとが形成され、ベース1の底面の各角(K1,K2,K3,K4)からベース1の底面の中心点Oに向う直線上には、薄肉域127a,127bの一部、無電極域122a,122bの一部、薄肉域127a,127bの一部、厚肉域128a,128bの一部、薄肉域127a,127bの一部が順に配置されている。このため、外部の回路基板4と電子部品用パッケージのベース1とを接合する導電性接合材Dでは、薄肉域127a,127bと厚肉域128a,128bと無電極域122a,122bとで接合される導電性接合材Dの厚みを3つ以上に異ならせることができる。そして、ベース1の底面の角部に近接した領域から、ベース1の底面の中心点Oに近接した領域に向かって斜め方向に導電性接合材Dのクラックが進展する際に、導電性接合材Dの厚み方向にクラックの障壁となる3つ以上の部分を意図的に作成することができる。つまり、127a,127bと厚肉域128a,128bの間では進展する導電性接合材Dのクラックに厚み方向の変曲点を形成させることができる。無電極域122a,122bを介在する部分では進展する導電性接合材Dのクラックを平面視斜め方向以外の方向へずらすことができる。これらが有機的に組み合わせられ、クラックの進展をより一層遅延させることができる。結果として、冷熱衝撃応力に強く、電子部品用パッケージと回路基板の搭載接合の信頼性を向上させることができる。
以上の構成により、冷熱衝撃応力による導電性接合材のクラック(例えば、はんだクラック)の悪影響をより一層軽減し防止する事ができ、安価で回路基板の搭載接合の信頼性を向上させる電子部品用パッケージのベースと電子部品用パッケージとを提供することができる。
上記実施形態では、表面実装型水晶振動子を例にしているが、水晶フィルタ、水晶発振器など電子機器等に用いられる他の表面実装型の電子部品用パッケージにも適用できる。また絶縁性のパッケージ(ベース)として、セラミック材料を開示しているがガラス材料や水晶であってもよい。端子電極の金属膜としてメタライズを開示しているが、めっき材料であってもよい。端子電極の数も2端子と4端子のものを説明したが、5端子以上のものにも適用できる。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施できるので、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求範囲によって示すものであって、明細書本文に拘束されるものではない。さらに、特許請求の範囲の均等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。
本発明は、水晶振動子等の電子部品用パッケージ、電子部品用パッケージのベースに適用できる。
1 ベース
2 蓋
3 水晶振動板(電子部品素子)
4 回路基板

Claims (5)

  1. 電子部品素子を保持する電子部品用パッケージのベースにおいて、
    前記ベース底面は平面視矩形とされ、外部の回路基板と導電性接合材を用いて接合する少なくとも一対の端子電極が形成されており、
    前記端子電極には、ベース底面の1つ以上の角と当該角に接した2つ以上の辺とに近接した状態で伸長した帯状の外周部と、当該外周部から屈曲部を介してベース底面の中心点に近接する方向に延出して形成された中央部とを有しており、前記外周部のうちベース底面の角に近接した領域は、ベース底面の中心点に近接する方向に突出する凸部を形成した
    ことを特徴とする電子部品用パッケージのベース。
  2. 電子部品素子を保持する電子部品用パッケージのベースにおいて、
    前記ベース底面は平面視矩形とされ、外部の回路基板と導電性接合材を用いて接合する少なくとも一対の端子電極が形成されており、
    前記端子電極には、電極が形成された電極域と、電極が形成されない無電極域とが形成され、
    前記電極域として、ベース底面の1つ以上の角と当該角に接した2つ以上の辺とに近接した状態で伸長した帯状の外周部と、当該外周部から屈曲部を介してベース底面の中心点に近接する位置に形成された前記外周部より幅広の中央部とを有し、
    前記無電極域として、前記外周部と中央部の間に形成されるとともに、ベース底面の1つ以上の角と当該角に接した2つ以上の辺とに沿って形成された帯状の切欠部を有しており、前記外周部のうちベース底面の角に近接した領域は、ベース底面の中心点に近接する方向に突出する凸部を形成した
    ことを特徴とする電子部品用パッケージのベース。
  3. 前記外周部のうちベース底面の角に近接した領域は、他の外周部の領域より幅広に形成した
    ことを特徴とする特許請求項1、または特許請求項2記載の電子部品用パッケージのベース。
  4. 前記端子電極には、端子電極のみが形成された薄肉域と、端子電極上にバンプが形成された厚肉域と、端子電極の領域内部の無電極域とが形成され、
    前記ベース底面の角からベース底面の中心点に向う直線上には、前記薄肉域の一部と前記無電極域の一部と前記厚肉域の一部とが少なくとも配置されてなる
    ことを特徴とする特許請求項1乃至3のいずれか1記載の電子部品用パッケージのベース。
  5. 特許請求項1乃至4のいずれか1項記載の電子部品用パッケージのベースと、前記電子部品素子を気密封止する蓋とを有する
    ことを特徴とする電子部品用パッケージ。
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