JP6283094B2 - 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、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。
電子部品を収納する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）としては、例えば、特許文献１に記載されたパッケージが知られている。特許文献１に記載ささたパッケージは、誘電体基材の底面にリードを接続している。なお、リードの下面の一部が切り欠かれている。
特開２００４−１５３１６５号公報
特許文献１に記載されたパッケージは、リードを外部回路基板に実装したときに、リードと外部回路基板との間隔が大きくなり、リードと外部回路基板との間での容量結合を小さくすることができる。しかし、隣接するリードとの間で誘電体基材を介して生じる容量結合を大きく低下させることができない。
そのため、リードを高密度に配置することはできない。なぜなら、リードを高密度に配置するとリード同士の容量結合が大きくなってしまうからである。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電気特性の優れた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を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態に係る電子部品収納用パッケージは、電子部品が載置される載置領域を上面に有する基板と、この基板の上面に前記載置領域を囲むように設けられた、内外に開口する貫通部を有する枠体と、この枠体に前記貫通部を塞ぐように設けられた、前記電子部品に電気的に接続される複数の配線導体が前記枠体の内外に延在しているとともにこの枠体の外側において下面に延出された入出力部材とを備え、この入出力部材は、前記下面における複数の前記配線導体の間からこの配線導体に沿って前記入出力部材の外側側面にかけて切り欠いた切欠き部を有しており、入出力部材は、第１絶縁層上に第２絶縁層を積層した構造であり、第２絶縁層が第１絶縁層よりも枠体の外側に向かって突出しているとともに、第２絶縁層の下面に複数の配線導体が形成され、第１絶縁層の側面に、切欠き部とつながった凹部が設けられていることを特徴とする。
電子部品が載置される載置領域を上面に有する基板と、基板の上面に載置領域を囲むように設けられた、内外に開口する貫通部を有する枠体と、枠体に貫通部を塞ぐように設けられた、電子部品に電気的に接続される複数の配線導体が前記枠体の内外に延在しているとともに枠体の外側において下面に延出された入出力部材とを備え、入出力部材は、前記下面における複数の配線導体の間から配線導体に沿って前記入出力部材の外側側面にかけて切り欠いた切欠き部を有しており、切欠き部は、配線導体の間の開口部よりも奥側で幅が大きくなるように切り欠かれた二段形状であることを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る電子装置は、前記電子部品収納用パッケージと、この電子部品収納用パッケージの前記載置領域に載置されて、接続部材を介して前記配線導体に電気的に接続された電子部品と、前記枠体の上面に接合された、前記電子部品を封止する蓋体とを備えている。
本発明によれば、入出力部材が、複数の配線導体の間から配線導体に沿って入出力部材の外側側面にかけて切り欠いた切欠き部を有していることから、高周波特性に優れ、配線導体を密接させて配置した小型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を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る電子装置の蓋体を取り外した状態を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電子部品収納用パッケージを斜め上方から見た外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電子部品収納用パッケージを斜め下方から見た外観斜視図である。 図３の要部Ａを拡大した部分拡大外観斜視図である。 電子部品収納用パッケージの上面図である。 電子部品収納用パッケージの下面図である。 電子部品収納用パッケージの側面図である。 電子部品収納用パッケージの正面図である。
以下、本発明の一実施形態に係る電子装置１および電子部品収納用パッケージ１０について、図面を参照して説明する。
＜電子装置の構成＞
図１は本発明の一実施形態に係る電子装置１を示す分解斜視図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る電子装置１は、電子部品収納用パッケージ１０と、電子部品収納用パッケージ１０に実装された電子部品２０と、電子部品２０を封止する蓋体３０とを備えている。
電子部品収納用パッケージ１０は、基板１１と、枠体１２と、枠体１２に固定された入出力部材１３とを備えている。基板１１は、電子部品２０が載置される載置領域Ｒを上面に有している。枠体１２は、載置領域Ｒを囲むように基板１１の上面に設けられている。また枠体１２は、内外に開口する貫通部Ｈを有している。入出力部材１３は、枠体１２に設けられた貫通部Ｈを塞ぐように枠体１２に設けられている。また入出力部材１３は、電子部品２０に電気的に接続される複数の配線導体１３１を有している。配線導体１３１は枠体１２の内外に延在するように設けられ、枠体１２の外側において入出力部材１３の下面に延出されている。そして、入出力部材１３は、下面における複数の配線導体１３１の間から配線導体１３１に沿って入出力部材１３の外側側面にかけて切り欠かれた切欠き部Ｃを有している。
基板１１は、枠体１２、入出力部材１３および蓋体３０とともに電子部品２０を気密封止するための部材である。基板１１は、例えば平面視したときの形状が四角形状の板状の部材である。基板１１の平面視形状は、四角形状に限ることはなく、基板１１の目的に合わせて各種形状とすることができる。基板１１は、上面に電子部品２０が載置される載置領域Ｒを有している。本実施形態においては、基板１１の上面に実装基板１４が設置されており、この実装基板１４の上面に電子部品２０が載置されている。この場合において、載置領域Ｒとは、基板１１を平面視した場合に実装基板１４が基板１１と重なり合う領域を意味している。
基板１１としては、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデンまたはタングステンのような金属材料を用いることができる。あるいは、これらの金属からなる合金またはコンポジット材を用いることができる。基板１１は、電子部品２０が発する熱を放熱する機能を有することもある。この場合には、熱伝導率のよい材料を用いるのがよい。このような金属材料のインゴットに圧延加工法または打抜き加工法のような金属加工法を施すことによって、基板１１を作製することができる。
実装基板１４としては、絶縁性の良好な材料が用いられる。実装基板１４を構成する材料としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体または窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料を用いることができる。
枠体１２は、基板１１とともに電子部品２０を収容する部材である。枠体１２は、基板１１とともに電子部品２０を収容する凹部を形成する。また、枠体１２は、入出力部材１３を保持するための部材である。
枠体１２は、基板１１の載置領域Ｒを囲むように基板１１の上面に設けられている。本実施形態においては、枠体１２は、平面視したときの内周および外周の形状がそれぞれ四角形状である。枠体１２の平面視形状は、基板１１の平面視形状の相似形であることが多いが、これに限ることはなく、枠体１２の目的に合わせて各種形状とすることができる。枠体１２は、載置領域Ｒを囲むように基板１１の上面に設けられ、枠体１２の内外に開口する貫通部Ｈを有している。貫通部Ｈは、基板１１の上面に沿った方向に設けられる。この貫通部Ｈを塞ぐように入出力部材１３が固定される。
枠体１２としては、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトまたはタングステンのような金属材料を用いることができる。あるいは、これらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属材料のインゴットに圧延加工法、打抜き加工法または切削加工法のような金属加工法を施すことによって、枠体１２を作製することができる。
本実施例において、枠体１２は、貫通部Ｈと対向する枠の一部に開口部１５を有している。この開口部１５には保持部材（図示なし）が固定される。保持部材には、ろう材等の接合材を介して透光性部材や光ファイバが固定される。保持部材は、筒状の部材である。保持部材は、保持部材の内側または端部に取り付けられた透光性部材を固定する。そして、透光性部材の外側には光ファイバが取り付けられる。保持部材は、光ファイバと電子部品２０との間の光学的な結合を行なって、光信号を入出力させるために設けられている。
保持部材には、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトまたはタングステンのような金属材料を用いることができる。あるいは、これらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属材料のインゴットに圧延加工法、打抜き加工法または切削加工法のような金属加工法を施すことによって、保持部材を作製することができる。
枠体１２と保持部材とは、同じ金属材料から形成されていることが好ましい。これにより、枠体１２と保持部材との間の熱膨張差を小さくすることができる。その結果、電子部品収納用パッケージ１０の製造工程あるいは使用時等におけるヒートサイクル下において、枠体１２と保持部材との間に生じる応力および保持部材の変形を小さくすることができる。
入出力部材１３は、外部回路基板Ｇ等に接続される。入出力部材１３は、電子部品収納用パッケージ１０の内外を電気的に接続するための部材である。入出力部材１３は、貫通部Ｈに接合される部位にメタライズ層が形成されている。そして、このメタライズ層とろう材等の接合材とを介して枠体１２の貫通部Ｈに貫通部Ｈを塞ぐように固定される。
入出力部材１３は、一方の端部が枠体１２の内側に位置するとともに、他方の端部が枠体１２の外側に位置している。入出力部材１３は、図５に示すように、平面視して載置領域Ｒ側が凹状に切り欠かれている。入出力部材１３は、枠体１２の内外に延在された複数の配線導体１３１を有している。配線導体１３１は、枠体１２の内側では入出力部材１３の上面に延出され、電子部品２０に接続部材としてのボンディングワイヤ等で電気的に接続される。なお、配線導体１３１は、高周波信号が伝送される信号線および基準電位として機能する接地導体等からなる。
入出力部材１３は、複数の絶縁層を積層した構造であって、複数の絶縁層の間に信号線や接地導体となる配線導体１３１が形成されている。また、入出力部材１３は、図４，図７，図８に示すように、複数の絶縁層の一部として、基板状の第１絶縁層１３２と、第１絶縁層１３２上に設けられた第２絶縁層１３３とを含んでいる。なお、第１絶縁層１３２と第２絶縁層１３３とは便宜的に区別したものであって、実際は一体に形成されている。
第１絶縁層１３２は、入出力部材１３の積層体のうちの１層である。第１絶縁層１３２は、外側側面が第２絶縁層１３３よりも枠体１２の外側に突出していない。このため、枠体１２の外側部分において第２絶縁層１３３の下面の一部が露出されている。すなわち、入出力部材１３は、枠体１２の外側において端面にかけて下側が切り欠かれた形状になっている。
また、第１絶縁層１３２は、板状の部材である。第１絶縁層１３２は、四角形状であって、枠体１２に囲まれた内側の１辺の中央部分を枠体１２の内側に沿うようにＵ字形状に切り欠いた平面視形状を有している。
第２絶縁層１３３は、枠体１２の内側および外側に配置される第１絶縁層１３２の上面に積層されている。第２絶縁層１３３は、枠体１２の外側において、第１絶縁層１３２よりも枠体１２の外側に向かって突出している。また、第２絶縁層１３３の下面には、枠体１２の内側から導出された複数の配線導体１３１が形成されている。
第２絶縁層１３３は、板状の部材である。第２絶縁層１３３は、第１絶縁層１３２と同様に、四角形状の１辺の中央部分が枠体１２の内側に沿うようにＵ字形状に切り欠かれた平面視形状を有している。また、第２絶縁層１３３の下面には、複数の溝状に切り欠いた切欠き部Ｃが形成されている。切欠き部Ｃは、配線導体１３１の間に配線導体１３１に沿って枠体１２の外側側面にかけて形成されている。
なお、第２絶縁層１３３を多層積層構造とすれば、切欠き部Ｃの深さ方向で幅を調整することができる。例えば、切欠き部Ｃの開口部の幅よりも奥側で幅が大きくなった二段形状とすることができる。
また、第２絶縁層１３３は、平面視において枠体１２の形状に合わせたＵの字状の絶縁部材が上面に設けられてもよい。これにより、枠体１２と配線導体１３１とを電気的に絶縁しつつ、電子部品収納用パッケージ１０を気密に封止することができる。
第１絶縁層１３２および第２絶縁層１３３としては、絶縁性の良好な材料が用いられる。第１絶縁層１３２を構成する材料として、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体または窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料を用いることができる。なお、第１絶縁層１３２と第２絶縁層１３３とは、上記セラミック材料からなる粒子を含有するグリーンシートを所望の形状に加工するとともに、配線導体１３１となる高融点金属材料を含んだ金属ペーストを所望の配線パターン形状に塗布し、これらを積層して同時焼成することで一体的に形成されている。
配線導体１３１は、図５に示すように、枠体１２の内側に位置する第１絶縁層１３２の上面に設けられている。配線導体１３１は、接続部材としてのボンディングワイヤ等を介して電子部品２０に電気的に接続される。配線導体１３１は、複数の配線からなり、枠体１２の内側から枠体１２の外側にまで延在されている。なお、配線導体１３１は、例えば、タングステン、モリブデンまたはマンガン等の高融点金属材料からなる。
枠体１２の外側に位置する第２絶縁層１３３の下面にも配線導体１３１が設けられている。第１絶縁層１３２の上面に形成された配線導体１３１と、第２絶縁層１３３の下面に形成された配線導体１３１とは、電気的に接続されている。第１絶縁層１３２の上面と第２絶縁層１３３の下面とに形成された配線導体１３１同士が重なるように積層することで、両層１３２，１３３に形成されている配線導体１３１ａ，１３１ｂ同士を電気的に接続することができる。
入出力部材１３は、第２絶縁層１３３の下面に切欠き部Ｃが設けられている部分で、配線導体１３１同士の間で発生する電気容量が小さくなる。切欠き部Ｃは空気層として機能する。このように、第２絶縁層１３３を構成するセラミック材料よりも誘電率が小さい空気層を配線導体１３１間に介在させることによって、配線導体１３１の特性インピーダンス｛Ｚｏ＝√（Ｌ／Ｃ）｝を大きくすることができる。その結果、配線導体１３１の間隔を狭くしたり、幅を広くしたりしても、例えば１００Ωの特性インピーダンスに近付けることが容易になり、インピーダンスマッチングがしやすくなる。
切欠き部Ｃは、平面視において第１絶縁層１３２と重なる箇所にも形成されてよい。これにより、平面視にて第１絶縁層１３２と重なる箇所まで、電気容量をさらに減らすことができる。また、切欠き部Ｃは、曲線状に配置された配線導体１３１に沿って曲線形状としてもよい。さらに、溝状の切欠き部Ｃを横切る断面における断面視において直角または鋭角で交わるコーナー部を曲面形状にしてもよい。この場合には、電子部品収納用パッケージ１０の製造工程や信頼性試験等におけるヒートサイクル下において、切欠き部Ｃに生じる応力がコーナー部に集中することを抑制することができる。
また、切欠き部Ｃの開口部につながるように第１絶縁層１３２の側面から内側へ、第２絶縁層１３３との積層面に開口する凹部Ｐを設けてもよい。
本実施形態例の切欠き部Ｃは、図８に示すように、下部の開口部よりも上部となる切欠き部Ｃの奥側が幅広に切り欠かれている。つまり、切欠き部Ｃは、下部よりも上部が大きく切り欠かれた二段形状である。例えば、切欠き部Ｃの下部は、幅方向の長さが０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に、切欠き部Ｃの下部の上下方向の長さが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に設定されている。一方、切欠き部Ｃの上部は、幅方向の長さが０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下に、上下方向の長さが０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。
また、切欠き部Ｃの下部は、奥行の長さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定され、切欠き部Ｃの上部は、奥行の長さが１．１ｍｍ以上６ｍｍ以下に設定されている。なお、ここで奥行の長さとは、配線導体１３１に沿った方向における長さをいう。
本実施形態において切欠き部Ｃは、図４に示すように、複数設けられており、一対の切欠き部Ｃ同士の間における３本の配線導体１３１は、一方の切欠き部Ｃから他方の切欠き部Ｃに向かって、信号線、グランド線、信号線となっている。つまり、切欠き部Ｃの両側には、信号線が位置するように形成されている。
切欠き部Ｃは、切欠き部Ｃの両側に形成された信号線の縁まで開口している。そして、切欠き部Ｃの幅広の上部は、切欠き部Ｃの両側に形成された信号線の一部と平面視において重なる箇所にまで形成されている。切欠き部Ｃの上部の幅を大きくすることで、第２絶縁層１３３の持つ誘電率に起因する電気容量をさらに減らすことができる。
典型的な一具体例として、以下のように容量成分を減らすことができる。例えば、図２，図３，図４に示される第２絶縁層１３３に誘電率１０のアルミナセラミックスを用い、その表面に幅０．２ｍｍの２本の信号線を間隔０．３ｍｍで設ける。また、２本の信号線の間に幅０．３ｍｍ、深さ０．５ｍｍの切欠き部Ｃを設ける。好ましくは、切欠き部Ｃを二段形状とし、下部幅を０．３ｍｍ、下部深さを０．１５ｍｍ、上部幅を０．４ｍｍ、上部深さを０．３５ｍｍとしてもよい。これによって、容量成分を減らし、特性インピーダンスのマッチングができる数値範囲を広げることができる。切欠き部Ｃのない場合に２本の信号線の特性インピーダンスが２５Ωであったのを、一段形状であれば４０Ωに、二段形状であれば１００Ωにマッチングすることができる。
また、第１絶縁層１３２の側面には、切欠き部Ｃとつながった凹部Ｐが設けられている。凹部Ｐは、図８に示すように、切欠き部Ｃの直下に設けられている。凹部Ｐは、幅方向の長さが０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定されている。この例において、凹部Ｐは、切欠き部Ｃの上部の幅と同じ幅にされている。凹部Ｐは、上下方向の長さが０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。また、凹部Ｐは、奥行の長さが０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。なお、ここで奥行の長さとは、配線導体１３１に沿った方向における長さをいう。
凹部Ｐを設けることで、高周波信号が伝送される配線導体１３１に沿った容量成分をさらに小さくすることができる。そして、特性インピーダンス｛Ｚｏ＝√（Ｌ／Ｃ）｝を大きくすることができる。凹部Ｐも、内壁に生じるコーナー部を曲面形状としてもよい。電子部品収納用パッケージ１０の製造工程または信頼性試験等におけるヒートサイクル下において、凹部Ｐに生じる応力がコーナー部に集中することを抑制することができる。
また、凹部Ｐは、平面視において切欠き部Ｃの下部よりも奥行方向に長く、すなわち、枠体１２の外面よりも内側の方向に広げられるように設けられてもよい。さらに、第２絶縁層１３３の下面に設けられる配線導体１３１ｂが露出するように幅を広くして設けられてもよい。その結果、高周波信号が伝送される配線導体１３１との間における容量結合を抑制することができる。
なお、切欠き部Ｃの上部幅、下部幅、および凹部Ｐの幅が異なる場合には、セラミックグリーンシートを積層する順番に配慮する必要がある。例えば、凹部Ｐの幅が一番広い場合には、第２絶縁層１３３となるグリーンシートを積層してから凹部Ｐが形成された第１絶縁層１３２を積層するのがよい。これにより、積層圧力を均等にして積層体に剥離が生じにくいものとできる。
図３，図４，図６に示す本実施形態の例において、これら切欠き部Ｃおよび凹部Ｐは、２本の隣接する信号線の間に設けられている。隣接する２本の信号線は差動信号を伝送する線路として用いられる。
このように、２本の信号線の間に切欠き部Ｃおよび凹部Ｐを配置した場合には、２本の信号線路の間隔を短くすることができる。また、一方の信号線と他方の信号線およびその周囲に配置された接地導体との間に生じる静電容量を小さくすることができる。なお、図１に示すような外部回路基板Ｇを２本の信号線に導電性の接合材を介して電気的に接続する際に、それぞれの信号線が接合材によって短絡することを抑制することができる。切欠き部Ｃによって２本の信号線が隔てられているために、接合材によるブリッジが生じにくい。
しかし、切欠き部Ｃおよび凹部Ｐの配置は、２本の信号線の間に限る必要はない。
例えば、信号線とグランド線との間に切欠き部Ｃおよび凹部Ｐを配置した場合には、信号線とグランド線との間隔を小さくすることができる。そして、信号線およびグランド線を狭ピッチ化することによって、入出力部材１３の小型化、高集積化を実現することができる。
さらに、配線導体１３１ａ，１３１ｂは差動信号線路に限られることはない。信号線とグランド線とが交互に配置され、信号線がグランド線の間に配置されるコプレーナ導波路であってもよい。この場合には、信号線と両側のグランド線との間に切欠き部Ｃおよび凹部Ｐを配置することで、信号線とグランド線との間に生じる静電容量を小さくできる。よって、外部回路基板Ｇが接続されることによって特性インピーダンスが小さくなっても、切欠き部Ｃおよび凹部Ｐを配置することで、特性インピーダンスを適正なものにすることができる。
また、配線導体１３１ａ，１３１ｂは、全て信号線であるマイクロストリップ線路であってもよい。この場合において、隣接する信号線の間に切欠き部Ｃおよび凹部Ｐを配置することによって、外部回路基板Ｇを導電性の接合材を介して２本の信号線に電気的に接続する際に、信号線とグランド線とが接合材によって短絡することを抑制することができる。さらに、前述と同様に、信号線と周囲のグランド線との間に生じる静電容量を小さくできることから、外部回路基板Ｇと信号線との接続部における特性インピーダンスを大きくできる。その結果、信号線の狭ピッチ化に伴って特性インピーダンスが小さくなったとしても、切欠き部Ｃおよび凹部Ｐを設けることによって特性インピーダンスを所望の値にすることができ、信号線の高集積化を実現することができる。
なお、第１絶縁層１３２の上面に形成される配線導体１３１ａの線幅と、第２絶縁層１３３の下面に形成される配線導体１３１ｂの線幅とは、異なっている。第１絶縁層１３２の上面に形成される配線導体１３１ａの線幅の方が配線導体１３１ｂよりも細くされているのがよい。また、配線導体１３１ａの方を配線導体１３１ｂよりも間隔を狭めて配置するのがよい。
第１絶縁層１３２の上面に形成される配線導体１３１ａは、枠体１２に囲まれる内側に導出される。内側に導出される配線導体１３１ａの端部には、ボンディングワイヤが接続される。配線導体１３１ａの線幅は細くても、ボンディングワイヤを電気的に接続することができる。
一方、第２絶縁層１３３の下面に形成される配線導体１３１ｂは、外部回路基板Ｇに接続される。例えば図１に示すように、外部回路基板Ｇを張り合わせるように直接接続する場合には、外部回路基板Ｇとの接合性を向上するために、ある程度の線幅が必要である。そのため、第２絶縁層１３３の下面に形成される配線導体１３１ｂの線幅は、第１絶縁層１３２の上面に形成される配線導体１３１ａの線幅よりも太くしておくのがよい。また、リード端子等の金属線材を接合する場合も、太い方がよい。
入出力部材１３はそれぞれ異なるグリーンシートを積層した後に焼結させて形成される。配線導体１３１ａは、焼結後に第１絶縁層１３２となるグリーンシートに同じく焼結後に配線導体１３１ａとなるメタライズペーストを印刷しておき、配線導体１３１ｂは、第２絶縁層１３３となるグリーンシートに配線導体１３１ｂとなるメタライズペーストを印刷しておく。その後、これらグリーンシートを積層する際に配線導体１３１ａと配線導体１３１ｂとが密着するように重ね合わせることで配線導体１３１を形成する。
両配線導体１３１ａ，１３１ｂを電気的に接続するために、一方の配線導体１３１ａの線幅よりも他方の配線導体１３１ｂの線幅を太くしておくと、位置ずれに対する許容度が大きくなり、両者を容易に接続することができる。
また、配線導体１３１ｂの線幅を太くすると、細い場合に比べて特性インピーダンスが小さくなる。一方、第２絶縁層１３３に切欠き部Ｃを設け、第１絶縁層１３２に凹部Ｐを設けることによって、配線導体１３１ｂの特性インピーダンスを大きくすることができる。したがって、配線導体１３１の線幅を太くした分に応じて切欠き部Ｃおよび凹部Ｐの大きさを調整することで、特性インピーダンスの変化を抑制することができる。このため、切欠き部Ｃおよび凹部Ｐは、配線導体１３１ａの端部位置付近まで深く設けるのがよい。
電子部品２０は、基板１１の載置領域Ｒに載置されている。電子部品２０は、ボンディングワイヤ等の導電部材を介して入出力部材１３の配線導体１３１に電気的に接続される。電子部品２０の例としては、光半導体素子、ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）素子またはコンデンサ等が挙げられる。本実施形態の電子装置１においては、電子部品２０として光半導体素子が使用されている。光半導体素子の例としては、例えば、ＬＤ（Laser Diode：レーザーダイオード）素子等の発光素子、または、ＰＤ（Photodiode：フォトダイオード）素子等の受光素子が挙げられる。
枠体１２上には、枠体１２同様の枠形状であるシールリング１６を配置してもよい。本実施形態の一例においては、枠体１２の上面に沿って連続してシールリング１６がろう材を介して設けられているものを示した。シールリング１６は、枠体１２内を覆うように蓋体３０を設けるときに、蓋体３０を枠体１２に接続するものである。シールリング１６は、蓋体３０との溶接性に優れた、例えば銅、タングステン、鉄、ニッケルまたはコバルト等の金属、あるいはこれらの金属を含む合金からなる。なお、シールリング１６の熱膨張係数は、例えば４×１０−６／Ｋ以上１６×１０−６／Ｋ以下に設定されている。
本実施形態例において、貫通部Ｈは、枠体１２の上面を切り欠いて、枠体１２の上面にシールリング１６を接合することによって、枠体１２とシールリング１６との間に形成されている。この例のように、貫通部Ｈは、枠体１２の下面または上面を切除して設けてもよい。この場合には、貫通部Ｈは、枠体１２と基板１１または枠体１２とシールリング１６または蓋体３０とを組み合わせた間に形成される。シールリング１６は枠体１２の一部と考えることができる。
また、蓋体３０は、枠体１２内の電子部品２０を覆うように、シールリング１６上に設けられる。蓋体３０は、基板１１、シールリング１６、入出力部材１３および枠体１２とともに、電子部品２０を気密に封止するための部材である。蓋体３０は、枠体１２で囲まれる領域を気密に封止することができる。このように電子部品２０を封止することによって、長期間にわたる電子装置１の使用において電子部品２０の劣化を抑制することができる。
蓋体３０は、例えば、銅、タングステン、鉄、ニッケルまたはコバルト等の金属部材、もしくはこれらの金属を含む合金またはコンポジット材、または酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体もしくはガラスセラミックス等のセラミックスから成る。
蓋体３０によって気密に封止された領域は、真空状態または窒素ガス等が充填されてもよい。蓋体３０は、シールリング１６上に載置し、シーム溶接等を行なうことによってシールリング１６上に取り付けられる。蓋体３０は、例えばろう材、ガラス接合材または樹脂接合材等の接合材を介して取り付けてもよい。
電子装置１は、電子部品収納用パッケージ１０と電子部品２０と蓋体３０とを備えている。具体的には、電子装置１は、電子部品収納用パッケージ１０と、電子部品収納用パッケージ１０の載置領域Ｒに載置されて、ボンディングワイヤ等の導電部材を介して配線導体１３１に接続された電子部品２０と、枠体１２またはシールリング１６の上面に接合された蓋体３０とを備えている。
本実施形態に係る電子部品収納用パッケージ１０は、入出力部材１３が、下面における複数の配線導体１３１の間から配線導体１３１に沿って入出力部材１３の外側側面にかけて切り欠いた切欠き部Ｃを有している。これによって、配線導体１３１の間に空気層を介在させることになり、線幅の広い配線導体１３１を密接させて配置しても、特性インピーダンスの不整合を緩和することができる。その結果、電気特性の優れた電子部品収納用パッケージ１０およびそれを用いた電子装置１を提供することができる。
なお、本発明は上述の実施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において種々の変更、改良等が可能である。
＜電子装置の製造方法＞
ここで、図１に示す電子装置１の製造方法を説明する。
まず、電子部品収納用パッケージ１０を準備する。電子部品収納用パッケージ１０を構成する基板１１、枠体１２およびシールリング１６は、溶融した金属材料を型枠に鋳込んで固化させたインゴットに対して、従来周知の圧延加工または打抜き加工等の金属加工法を用いることで、所定形状に製作される。
次に、入出力部材１３を準備する。ここでは、第１絶縁層１３２および第２絶縁層１３３の材料が、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体またはムライト質焼結体等のセラミックスのうち、酸化アルミニウム質焼結体である場合の入出力部材１３の作製方法について説明する。
具体的には、先ず、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して泥漿状のセラミック材料を準備する。
そして、入出力部材１３の、第１絶縁層１３２や第２絶縁層１３３に対応するセラミックグリーンシートをそれぞれ準備する。セラミックグリーンシートは、泥漿状となったセラミック材料をシート形状に成型することで作製することができる。
これらセラミックグリーンシートを所定形状に裁断する。例えば、上部、下部の二段形状の切欠き部Ｃを用いる場合であれば、切欠き部Ｃの底部、下部側面部、上部側面部となる少なくとも３枚のセラミックグリーンシートを準備し、それぞれ切欠き部Ｃの所定形状に穿孔した後に、所定の順序に積層する。
次に、モリブデンやマンガン等の金属粉末と有機バインダー、有機溶剤等を含んだ金属ペーストを準備する。そしてこの金属ペーストを、セラミックグリーンシート上に例えばスクリーン印刷法を用いて、配線導体１３１または貫通導体等となる配線パターンの形状および他のメタライズパターンの所定形状に形成する。
最後に、これらのセラミックグリーンシートを所定順序に積層したものを焼成することで入出力部材１３を作製することができる。
入出力部材１３は、基板１１や枠体１２への接合面となる部位にメタライズパターンを形成しておき、このメタライズパターンにろう材を介して枠体１２等に接合することができる。また、入出力部材１３の他、準備した基板１１、枠体１２、シールリング１６を組み立てるとともに、ろう材を介して接合することによって、電子部品収納用パッケージ１０を作製することができる。
さらに、電子部品収納用パッケージ１０の載置領域Ｒに、必要に応じて上面に電気配線が形成された実装基板１４を半田を介して設置する。さらに、実装基板１４上に電子部品２０を実装して、電子部品２０の電極と実装基板１４の電気配線とを電気的に接続する。そして、実装基板１４の電気配線と枠体１２内の入出力部材１３の配線導体１３１とをボンディングワイヤ等を介して電気的に接続する。最後に、シーム溶接等によって枠体１２にシールリング１６を介して蓋体３０を取り付ける。このようにして、電子装置１を作製することができる。
１ 電子装置
１０ 電子部品収納用パッケージ
１１ 基板
１２ 枠体
１３ 入出力部材
１３１ 配線導体
１３２ 第１絶縁層
１３３ 第２絶縁層
１４ 実装基板
１５ 光学部材
１６ シールリング
２０ 電子部品
３０ 蓋体
Ｒ 載置領域
Ｈ 貫通部
Ｃ 切欠き部
Ｐ 凹部
Ｇ 外部回路基板

Claims (5)

  1. 電子部品が載置される載置領域を上面に有する基板と、
    該基板の上面に前記載置領域を囲むように設けられた、内外に開口する貫通部を有する枠体と、
    該枠体に前記貫通部を塞ぐように設けられた、前記電子部品に電気的に接続される複数の配線導体が前記枠体の内外に延在しているとともに該枠体の外側において下面に延出された入出力部材とを備え、
    該入出力部材は、前記下面における複数の前記配線導体の間から該配線導体に沿って前記入出力部材の外側側面にかけて切り欠いた切欠き部を有しており、前記入出力部材は、第１絶縁層上に第２絶縁層を積層した構造であり、該第２絶縁層が前記第１絶縁層よりも前記枠体の外側に向かって突出しているとともに、前記第２絶縁層の下面に複数の前記配線導体が形成され、前記第１絶縁層の側面に、前記切欠き部とつながった凹部が設けられていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
  2. 電子部品が載置される載置領域を上面に有する基板と、
    該基板の上面に前記載置領域を囲むように設けられた、内外に開口する貫通部を有する枠体と、
    該枠体に前記貫通部を塞ぐように設けられた、前記電子部品に電気的に接続される複数の配線導体が前記枠体の内外に延在しているとともに該枠体の外側において下面に延出された入出力部材とを備え、
    該入出力部材は、前記下面における複数の前記配線導体の間から該配線導体に沿って前記入出力部材の外側側面にかけて切り欠いた切欠き部を有しており、
    前記切欠き部は、前記配線導体の間の開口部よりも奥側で幅が大きくなるように切り欠かれた二段形状であることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
  3. 請求項２に記載の電子部品収納用パッケージであって、
    前記入出力部材は、第１絶縁層上に第２絶縁層を積層した構造であり、該第２絶縁層が前記第１絶縁層よりも前記枠体の外側に向かって突出しているとともに、前記第２絶縁層の下面に複数の前記配線導体が形成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。
  4. 請求項３に記載の電子部品収納用パッケージであって、
    前記第１絶縁層の側面に、前記切欠き部とつながった凹部が設けられていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
  5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージと、
    該電子部品収納用パッケージの前記載置領域に載置されて、接続部材を介して前記配線導体に電気的に接続された電子部品と、
    前記枠体の上面に接合された、前記電子部品を封止する蓋体とを備えた電子装置。
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