JP6408423B2 - Package and electronic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、パッケージおよび電子装置に関するものである。 The present invention relates to a package and an electronic device.
従来、パッケージは、基部と開口を有した複数の絶縁層からなる枠部とを有するセラミックスからなる絶縁基体を含んでおり、絶縁基体の表面および内部に配線導体を有している。このようなパッケージには、基部と枠部との間、または枠部の内部に、絶縁層より厚みの薄い薄層とが設けられることがある。 Conventionally, a package includes an insulating base made of ceramics having a base portion and a frame portion made of a plurality of insulating layers having openings, and has a wiring conductor on the surface and inside of the insulating base. In such a package, a thin layer having a thickness smaller than that of the insulating layer may be provided between the base portion and the frame portion or inside the frame portion.
しかしながら、パッケージの薄型化に伴い、薄層上の枠部の絶縁層の厚みが薄くなってきており、圧力を印加して基部あるいは枠部となる絶縁層同士を積層する際に、絶縁基体の内部にて薄層または配線導体が平面透視にて重なって配置されていると、厚みの薄い絶縁層にて圧力を十分に吸収しにくくなってきている。特に、複数の絶縁層からなる枠部の開口が異なり、薄層の端部が平面視において枠部の内壁近傍に配置されていると、薄層の端部近傍に応力が集中し、配線導体が断線あるいは抵抗異常となることが懸念される。 However, as the package becomes thinner, the thickness of the insulating layer of the frame portion on the thin layer is reduced, and when the insulating layers that become the base portion or the frame portion are laminated by applying pressure, If thin layers or wiring conductors are arranged so as to overlap with each other in a plan view, it is difficult to sufficiently absorb pressure by a thin insulating layer. In particular, when the openings of the frame portion made of a plurality of insulating layers are different and the end portion of the thin layer is disposed in the vicinity of the inner wall of the frame portion in plan view, stress concentrates near the end portion of the thin layer, and the wiring conductor There is a concern that disconnection or abnormal resistance will occur.
本発明の一つの態様によれば、パッケージは、基部と、該基部の主面に設けられ、開口を有した複数の絶縁層から成る枠部と、前記基部と前記枠部との間または前記枠部の内部に、前記絶縁層より厚みの薄い薄層とを有する絶縁基体を含み、該絶縁基体における前記薄層の外側に、凹んだ凹み部が設けられている。 According to one aspect of the present invention, the package includes a base, a frame formed of a plurality of insulating layers provided on a main surface of the base, and having an opening, between the base and the frame, or the An insulating base having a thin layer thinner than the insulating layer is included inside the frame portion, and a concave recess is provided outside the thin layer in the insulating base.
本発明の他の態様によれば、電子装置は、上記構成のパッケージと、該パッケージに前記枠部の前記開口と重なるように搭載された電子部品とを有している。 According to another aspect of the present invention, an electronic device includes the package having the above-described configuration and an electronic component mounted on the package so as to overlap the opening of the frame portion.
本発明の一つの態様によるパッケージは、基部と、該基部の主面に設けられ、開口を有した複数の絶縁層から成る枠部と、基部と枠部との間または枠部の内部に、絶縁層より厚みの薄い薄層とを有する絶縁基体を含み、絶縁基体における薄層の外側に、凹んだ凹み部が設けられている。この構成により、圧力を印加して絶縁層同士を積層する際に、薄層の端部にかかる応力を分散することにより、薄層に接して配置されている配線導体が断線あるいは抵抗異常となる可能性を低減することができる。 A package according to one aspect of the present invention includes a base, a frame formed of a plurality of insulating layers provided on the main surface of the base, and having an opening, between the base and the frame, or inside the frame. An insulating substrate having a thin layer thinner than the insulating layer is provided, and a recessed portion is provided outside the thin layer of the insulating substrate. With this configuration, when the insulating layers are laminated by applying pressure, the stress applied to the end of the thin layer is dispersed, so that the wiring conductor disposed in contact with the thin layer becomes disconnected or abnormal in resistance. The possibility can be reduced.
本発明の他の態様による電子装置は、上記構成のパッケージと、パッケージに枠部の開口と重なるように搭載された電子部品とを有していることによって、電気特性に優れた電子装置とすることができる。 An electronic device according to another aspect of the present invention includes an electronic device having excellent electrical characteristics by including the package having the above-described configuration and an electronic component mounted on the package so as to overlap the opening of the frame portion. be able to.
本発明のいくつかの例示的な実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。 Several exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態における発光装置は、図1に示された例のように、パッケージ1と、パッケージ1の上面に設けられた電子部品2とを含んでいる。このような電子装置は、例えば、電子モジュールを構成する外部回路基板上の接続パッドに接合材を用いて接続される。
(First embodiment)
The light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes a package 1 and an
パッケージ1は、図1および図2に示された例のように、基部111と、基部111の主面に設けられ、開口を有した複数の絶縁層11aから成る枠部112と、基部111と枠部112との間
または枠部112の内部に、絶縁層11aより厚みの薄い薄層113とを有する絶縁基体11を含んでおり、基部111と枠部112とにより、電子部品2が収納されるキャビティ12が形成されている。絶縁基体11における薄層113の外側に、凹んだ凹み部113aが設けられている。絶縁基体11の表面および内部には、配線導体13が設けられている。なお、図1および図2において、電子装置は、仮想のxyz空間内に設けられており、以下便宜的に「上方向」とは仮想のz軸の正方向のことをいう。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際にパッケージ1等が使用される際の上下を限定するものではない。
As shown in the example shown in FIGS. 1 and 2, the package 1 includes a base portion 111, a
絶縁基体11は、平面視において矩形の板状の形状を有している。絶縁基体11は、基部111と枠部112とを有し、主面に基部111と枠部112とからなるキャビティ12を有している。絶縁基体11は、複数の絶縁層11aからなり、図1および図2に示す例において、枠部112は
、第1絶縁層112aと第2絶縁層112bとを有している。絶縁基体11は、電子部品2を支持するための支持体として機能し、例えば、キャビティ12の底面(基部111の上面)に電子
部品2が低融点ろう材または樹脂、ガラス等の接合材を介して接着され固定される。
The
絶縁基体11の材料は、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,窒化珪素質焼結体,ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁性セラミックスである。
Examples of the material of the
絶縁基体11は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合には、まず、アルミナ(Al2O3),シリカ(SiO2),カルシア(CaO)およびマグネシア(MgO)等の原料粉末に適当な有機溶剤および溶媒を添加混合して泥漿物を作製する。これを従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等を採用してシート状に成形することによってセラミックグリーンシートを作製する。次に、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜きまたはレーザー加工を施すとともに必要に応じて複数枚積層して加圧することによりセラミック生積層体を形成し、高温(約1500〜1800℃)で焼成することによって絶縁基体11が製作される。なお、枠部112は、上述の打ち抜きまたはレーザー加工時に、絶
縁基体11(絶縁層11a)用のセラミックグリーンシートのいくつかに、枠部112の開口と
なる孔を金型、パンチングによる打ち抜きまたはレーザー加工等により形成しておけばよ
い。
When the
薄層113は、絶縁基体11の内部、すなわち、基部111と枠部112との間、あるいは枠部112の内部である絶縁層11a間に設けられている。薄層113は、図1に示される例において、
枠部112を構成する第1絶縁層112aの主面(図1では下面)に設けられている。また、平面透視において、絶縁基体11における薄層113の外側に、凹んだ凹み部113aが設けられている。薄層113は、図1および図2に示される例において、基部111と枠部112との間に設
けられており、一端がキャビティ12の底面に延出している。また、薄層113は、図2に示
される例において、平面透視で、キャビティ12の開口に沿った帯状に設けられている。
The
It is provided on the main surface (the lower surface in FIG. 1) of the first insulating layer 112a constituting the
薄層113の材料は、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,窒化珪素質焼結体,ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁性セラミックスからなり、絶縁基体11(絶縁層11a)用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等の印刷手段により、薄層113用のセラミックペーストを印刷
塗布し、そのセラミックペーストを絶縁基体11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって所定の領域に形成される。なお、薄層113用のセラミックペーストは
、枠部112を構成する第1絶縁層112a用のセラミックグリーンシートに印刷塗布しても良いし、第1絶縁層112aの主面と接する他の絶縁層11a用のセラミックグリーンシートに
印刷塗布しても構わない。
Examples of the material of the
薄層113用のセラミックペーストは、主成分のセラミック粉末に有機バインダー、有機
溶剤、必要に応じて分散剤等を加えて、ボールミル、三本ロールミル、プラネタリーミキサー等の混練手段により混合および混練することで製作される。
The ceramic paste for the
なお、薄層113は、絶縁基体11とともに同時に焼成して形成されるため、絶縁基体11と
実質的に同一成分からなることが好ましい。すなわち、絶縁基体11が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合は、薄層113は、酸化アルミニウム質焼結体からなり、絶縁基体11が
窒化アルミニウム質焼結体からなる場合は、薄層113は窒化アルミニウム質焼結体からな
ることが好ましい。
Since the
配線導体13は、パッケージ1に搭載された電子部品2と外部回路基板とを電気的に接続するため、およびパッケージ1と電子部品2とを接合するため、パッケージ1と外部回路基板とを接合するためのものである。配線導体13は、絶縁基体11の表面または内部に設けられ、絶縁基体11の各絶縁層11aの上面または下面に設けられる配線層と、絶縁基体11を貫通して上下に位置する配線層同士を電気的に接続する貫通導体とを含んでいる。
The
配線導体13の材料は、例えばタングステン(W),モリブデン(Mo),マンガン(Mn),銀(Ag)または銅(Cu)等を主成分とする金属粉末メタライズである。配線導体13は、例えば絶縁基体11用のセラミックグリーンシートに配線導体13用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等の印刷手段によって印刷塗布し、絶縁基体11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。また、貫通導体は、例えば絶縁基体11用のセラミックグリーンシートに金型またはパンチングによる打ち抜き加工またはレーザー加工等の加工方法によって貫通導体用の貫通孔を形成し、この貫通孔に貫通導体用のメタライズペーストを上記印刷手段によって充填しておき、絶縁基体11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。メタライズペーストは、上述の金属粉末に適当な溶剤およびバインダーを加えて混練することによって、適度な粘度に調整して作製される。なお、絶縁基体11との接合強度を高めるために、ガラス粉末、セラミック粉末を含んでいても構わない。
The material of the
第1の実施形態において、薄層113と配線導体13とは、図1および図2に示される例の
ように、絶縁基体11内(絶縁層11a間)にて上下に接して配置されている。また、薄層113は、枠部112を構成する第1絶縁層112aの主面に設けられている。ここで、絶縁基体11
の厚み方向(図1ではz方向)における絶縁層11aの厚みは、0.015〜0.5mm程度、第1絶縁層112aの厚みは、0.05〜0.15mm程度、薄層113の厚みは、0.01〜0.03mm程度、薄層113と接する配線導体13の厚みは、0.01〜0.03mm程度である。また、凹み部113aの大きさは、幅(W)および長さ(L)ともに、0.01〜0.5mm程度である。また、薄層113は、平面透視において、端部が枠部112の第2絶縁層112bの端部に重なり、また跨るように設けられている。
In the first embodiment, the
In the thickness direction (z direction in FIG. 1), the thickness of the insulating layer 11a is about 0.015-0.5 mm, the thickness of the first insulating layer 112a is about 0.05-0.15 mm, and the thickness of the
配線導体13の絶縁基体11から露出した表面には、ニッケル,金等の耐蝕性に優れる金属めっき層が被着される。配線導体13が腐食することを低減できるとともに、電子部品2の電極またはボンディングワイヤ等の接続部材3と配線導体13との接合または、外部回路基板と配線導体13との接合を強固にできる。例えば、配線導体13の絶縁基体11から露出した表面には、厚さ1〜10μm程度のニッケルめっき層と厚さ0.1〜3μm程度の金めっき層
とが順次被着される。
On the surface of the
また、めっき層は、ニッケルめっき層/金めっき層に限られるものではなく、例えば、ニッケルめっき層/パラジウムめっき層/金めっき層等を含むその他のめっき層であっても構わない。 The plating layer is not limited to nickel plating layer / gold plating layer, and may be other plating layers including, for example, nickel plating layer / palladium plating layer / gold plating layer.
パッケージ1のキャビティ12内に電子部品2が搭載されることによって電子装置を作製できる。パッケージ1に搭載される電子部品2は、ICチップやLSIチップ等の半導体素子,発光素子,水晶振動子や圧電振動子等の圧電素子および各種センサ等である。例えば、電子部品2がワイヤボンディング型の半導体素子である場合には、半導体素子は、ガラス、樹脂、ろう材等の接合部材によって、キャビティ12底面に固定した後、ボンディングワイヤ等の接続部材3を介して半導体素子の電極と配線導体13を電気的に接続されることによって、パッケージ1に搭載される。また、例えば、電子部品2がフリップチップ型の半導体素子である場合には、半導体素子は、はんだバンプや金バンプまたは導電性樹脂(異方性導電樹脂等)等の接続部材3を介して、半導体素子の電極と配線導体13とが電気的および機械的に接続されることによってパッケージ1に搭載される。また、パッケージ1には、複数の電子部品2を搭載しても良いし、必要に応じて、抵抗素子や容量素子、ツェナーダイオード等の他の電子部品を搭載しても良い。また、電子部品2は必要に応じて、樹脂やガラス等からなる封止材、樹脂やガラス、セラミックス、金属等からなる蓋体等により封止される。
An electronic device can be manufactured by mounting the
本実施形態の電子装置が、外部回路基板の接続パッドに半田等の接合材を介して接続されて、電子モジュールとなる。 The electronic device of the present embodiment is connected to the connection pad of the external circuit board via a bonding material such as solder to form an electronic module.
本実施形態のパッケージ1によれば、絶縁基体11における薄層113の外側に、凹んだ凹
み部113aが設けられている。圧力を印加して絶縁層11a同士を積層する際に、薄層113の端部にかかる応力を分散することにより、薄層113に接して配置されている配線導体13が
断線あるいは抵抗異常となる可能性を低減することができる。
According to the package 1 of the present embodiment, the recessed portion 113a is provided outside the
凹み部113aは、図2に示された例のように、枠部112の第2絶縁層112bの内壁は凹み
部113aと重なるように位置している。図2に示す例において、枠部112の内壁と重なる領域を破線にて示している。ここで、凹み部113aは、薄層113の長さ方向(図2ではy方向)において、複数の凹み部113aの合計長さが枠部112の第2絶縁層112bの内壁と重なる
領域における薄層113の長さL1の10%〜80%程度の長さに設けられている。
As in the example shown in FIG. 2, the recess 113a is positioned so that the inner wall of the second insulating layer 112b of the
凹み部113aは、図2に示された例のように、平面透視において、外縁を曲線状として
いると、薄層113の端部にかかる応力をより良好に分散することにより、薄層113に接して配置されている配線導体13が断線または抵抗異常となる可能性を効果的に低減することができる。
If the outer edge has a curved shape in a plan view as in the example shown in FIG. 2, the dent 113 a disperses the stress applied to the end of the
凹み部113aは、図3に示された例のように、平面透視において、外縁が波線状である
と、薄層113の端部にかかる応力をより良好に分散することにより、薄層113に接して配置されている配線導体13が断線または抵抗異常となる可能性を効果的に低減することができる。
As in the example shown in FIG. 3, when the outer edge is a wavy line in a plan view as in the example shown in FIG. 3, the stress applied to the end of the
凹み部113aは、図4に示された例のように、配線導体13の貫通導体の近傍に設けてお
くと、配線導体13の貫通導体の近傍における絶縁層11a同士の密着性を良好なものとすることができる。なお、ここで配線導体13の貫通導体とは、薄層113を挟んで対向する絶縁
層11aのいずれに設けられるものであっても構わない。
When the recess 113a is provided in the vicinity of the through conductor of the
第1の実施形態におけるパッケージ1において、薄層113は、例えば、基部111の上面に設けられ、かつキャビティ12の底面に露出した配線導体13と重なるように設けておくことで、キャビティ12の開口縁における基部111と枠部112との密着性を高めることができる。なお、図5に示された例のように、薄層113が枠部112の内部に設けられる場合には、キャビティ12の開口縁における複数の絶縁層11a間の密着性を高めることができる。なお、基部111と枠部112との間および枠部112の内部の両方に設けられていても構わない。
In the package 1 according to the first embodiment, for example, the
本発明の他の態様による電子装置は、上記構成のパッケージ1と、パッケージ1に枠部112の開口と重なるように搭載された電子部品2とを有していることによって、電気特性
に優れた電子装置とすることができる。
The electronic device according to another aspect of the present invention has excellent electrical characteristics by including the package 1 having the above-described configuration and the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態による電子装置について、図6および図7を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Next, an electronic device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の第2の実施形態における電子装置において、上記した実施形態の電子装置と異なる点は、図6および図7に示された例のように、枠部112の内部に設けられており、薄
層113の両端部が、絶縁基体11の内部に埋設している点である。
In the electronic device according to the second embodiment of the present invention, the difference from the electronic device according to the above-described embodiment is provided in the
本発明の第2の実施形態のパッケージ1によれば、第1の実施形態と同様に、絶縁基体11における薄層113の外側に、凹んだ凹み部113aが設けられていることにより、圧力を印加して絶縁層11a同士を積層する際に、薄層113の端部にかかる応力を分散することによ
り、薄層113に接して配置されている配線導体13が断線あるいは抵抗異常となる可能性を
低減することができる。
According to the package 1 of the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment, the recessed portion 113a is provided on the outer side of the
第2の実施形態におけるパッケージ1において、薄層113は、例えば、第1絶縁層112aの主面(図6では下面)に配線導体13と接して設けられており、かつ、第1絶縁層112a
の他の主面(図6では上面)に設けられ、キャビティ12の内面に露出した配線導体13と重なるように設けておくことで、配線導体13の表面の平坦性を高め、配線導体13とボンディングワイヤ等の接続部材3との接続信頼性を高めることができる。
In the package 1 according to the second embodiment, the
Is provided on the other main surface (upper surface in FIG. 6) and overlapped with the
また、薄層113は、図7に示される例において、平面透視で、第1の実施形態と同様に
、キャビティ12の開口に沿った帯状に設けられている。
Further, in the example shown in FIG. 7, the
第2の実施形態のパッケージ1は、上述の第1の実施形態のパッケージ1と同様の製造方法を用いて製作することができる。また、上述の第1の実施形態のパッケージ1におけ
る薄層113の形状を適用することもできる。
The package 1 of the second embodiment can be manufactured using the same manufacturing method as the package 1 of the first embodiment described above. Further, the shape of the
本発明は、上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、種々の変更は可能である。例えば、配線導体13は、絶縁基体11の基部111の下面に設けられているが、絶縁基体11
の基部1111の側面と下面との間に穴が設けられており、穴の内面に配線導体13が延出された、いわゆるキャスタレーション導体を有していてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the
A hole may be provided between the side surface and the lower surface of the base portion 1111, and a so-called castellation conductor in which the
また、第1絶縁層112aは、複数の絶縁層11aが積層されてなるものであっても構わな
い。
Further, the first insulating layer 112a may be formed by stacking a plurality of insulating layers 11a.
1・・・・パッケージ
11・・・・絶縁基体
11a・・・絶縁層
111・・・・基部
112・・・・枠部
112a・・・第1絶縁層
112b・・・第2絶縁層
113・・・・薄層
113a・・・凹み部
12・・・・キャビティ
13・・・・配線導体
2・・・・電子部品
3・・・・接続部材
1. Package
11 ... Insulating substrate
11a ... Insulating layer
111 ・ ・ ・ ・ Base
112 ・ ・ ・ ・ Frame part
112a ... 1st insulating layer
112b ... second insulating layer
113 ・ ・ ・ ・ Thin layer
113a ... dent
12 ... Cavity
13 ...
Claims (4)
該基部の主面に設けられ、開口を有した複数の絶縁層から成る枠部と、
前記基部と前記枠部との間または前記枠部の内部に、前記絶縁層より厚みの薄い薄層とを有する絶縁基体を含み、
該絶縁基体における前記薄層の外側に、凹んだ凹み部が設けられていることを特徴とするパッケージ。 The base,
A frame portion provided on a main surface of the base portion and made of a plurality of insulating layers having openings;
Including an insulating substrate having a thin layer thinner than the insulating layer between the base and the frame or inside the frame;
A package, wherein a recessed portion is provided outside the thin layer of the insulating substrate.
該第1絶縁層の他の主面側に、前記第1絶縁層の開口より大きい開口を有する第2絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のパッケージ。 The thin layer is provided on the main surface of the first insulating layer among the plurality of insulating layers,
The package according to claim 1, wherein a second insulating layer having an opening larger than the opening of the first insulating layer is provided on the other main surface side of the first insulating layer.
該パッケージに前記枠部の前記開口と重なるように搭載された電子部品とを有していることを特徴とする電子装置。 A package according to claim 1;
An electronic device comprising: an electronic component mounted on the package so as to overlap the opening of the frame portion.
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