JP6967910B2 - 電子部品用パッケージ及び電子部品装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子部品用パッケージ及び電子部品装置に関する。
従来、発光素子などの電子部品を気密封止して実装するための電子部品用パッケージがある。そのような電子部品用パッケージでは、金属板の上に金属枠が配置され、金属枠の内側の収容部に電子部品が搭載された後に、金属枠の上に蓋部材が溶接される。
金属枠の側板には、外部から収容部に延在するリードが挿通して設けられており、電子部品とリードとが金属ワイヤで接続される。
特開平８−９７３２０号公報 特開２００３−２５８１３９号公報 特開２００５−１０１３７６号公報 特開２００７−２６６１７１号公報
後述する予備的事項で説明するように、電子部品用パッケージでは、金属枠の内側領域に電子部品を搭載した後に、金属枠に蓋部材がシーム溶接によって接合される。金属枠の貫通穴にガラス封止部によってリードが封着されている。
シーム溶接では、ローラ電極で蓋部材を下側に加圧しながら溶接を行うため、金属枠に設けられたガラス封止部が破壊して気密性を損なうおそれがある。
また、金属枠は、引き抜き材からなる金属管を切断して枠部材を得た後に、枠部材にガラス封止用の貫通穴を切削で追加工して形成するため、コスト高を招く課題がある。
信頼性よく蓋部材を溶接できると共に、低コスト化を図ることができる電子部品用パッケージ及び電子部品装置を提供することを目的とする。
以下の開示の一観点によれば、金属板と、前記金属板の両端部に配置された一対の金属壁と、前記一対の金属壁の内側領域の金属板の上に配置された金属枠と、前記一対の金属壁にそれぞれ形成された貫通穴と、前記貫通穴に対応する位置の前記金属枠に形成された開口穴と、前記貫通穴にガラス封止部によって封着され、前記開口穴を挿通して配置されたリードとを有し、前記金属枠は、上端部がＲ形状を有する屈曲部で外側に曲って配置された溶接部を備える電子部品用パッケージが提供される。
また、その開示の他の観点によれば、金属板と、前記金属板の両端部に配置された一対のセラミック部材と、前記一対のセラミック部材の上にそれぞれ形成された電極と、前記電極の上に形成されたセラミックスペーサと、前記金属板及び前記セラミックスペーサの上に配置され、前記セラミックスペーサに接続された下端を有する金属枠とを有し、前記金属枠は、上端部がＲ形状を有する屈曲部で外側に曲って配置された溶接部を備え、前記溶接部の厚みは、前記金属枠の側板の厚みよりも薄く、断面視において、前記金属枠の前記下端の幅と、前記セラミックスペーサの上面から途中の高さにおける前記金属枠の幅とが同一であることを特徴とする電子部品用パッケージが提供される。
以下の開示によれば、電子部品用パッケージの一態様では、金属板の両端部に一対の金属壁が配置され、一対の金属壁の内側領域に金属枠が配置されている。このようにして、リードがガラス封止部によって封着される金属壁と、蓋部材がシーム溶接される金属枠を別部品として配置している。そして、金属枠は、上端部がＲ形状を有する屈曲部で外側に曲って配置された溶接部を備える。
これにより、金属枠の溶接部に蓋部材をシーム溶接する時の加圧力がガラス封止部に直接伝わらない構造となっている。よって、シーム溶接を行う際に、金属壁に設けられたガラス封止部が破壊して気密性を損なうことが防止される。
また、金属枠は、金属薄板をプレス加工することによって容易に製造できるため、低コスト化を図ることができる。
また、電子部品用パッケージの他の態様では、金属板の両端部に一対のセラミック部材が配置され、セラミック部材の上に電極が形成されている。さらに、セラミック部材及び電極の上にセラミックスペーサが形成されている。
そして、金属板及びセラミックスペーサの上に同様な金属枠を配置してもよい。これにより、金属枠の溶接部に蓋部材をシーム溶接する際に、金属枠及びセラミック部材にかかる応力が低減され、信頼性を向上させることができる。
図１（ａ）〜（ｃ）は予備的事項に係る第１の電子部品用パッケージを示す平面図、断面図及び側面図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は予備的事項の第１の電子部品用パッケージに電子部品を搭載し、蓋部材を溶接する様子を示す断面図である。 図３（ａ）及び（ｂ）は予備的事項に係る第２の電子部品用パッケージを示す平面図及び断面図である。 図４（ａ）及び（ｂ）は予備的事項に係る第２の電子部品用パッケージに電子部品を搭載し、蓋部材を溶接する様子を示す断面図である。 図５は第１実施形態の電子部品用パッケージを示す平面図である。 図６（ａ）は図５のＸ１−Ｘ１に沿った断面図、図６（Ｂ）は図５のＸ２−Ｘ２に沿った断面図である。 図７（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態の電子部品用パッケージの金属枠の製造方法を示す断面図（その１）である。 図８（ａ）〜（ｄ）は第１実施形態の電子部品用パッケージの金属枠の製造方法を示す断面図（その２）である。 図９（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態の電子部品用パッケージの金属壁の製造方法を示す断面図及び斜視図である。 図１０（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の電子部品用パッケージの製造方法を示す断面図である。 図１１（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態の電子部品用パッケージを使用する電子部品装置の製造方法を示す断面図（その１）である。 図１２（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の電子部品用パッケージを使用する電子部品装置の製造方法を示す断面図及び平面図（その２）である。 図１３は第１実施形態の電子部品装置を示す断面図である。 図１４は第２実施形態の電子部品用パッケージを示す平面図である。 図１５は図１４のＸ３−Ｘ３に沿った拡大断面図である。 図１６は図１４のＸ４−Ｘ４に沿った拡大断面図である。 図１７（ａ）〜（ｄ）は第２実施形態の電子部品用パッケージの金属枠の製造方法を示す断面図である。 図１８（ａ）〜（ｃ）は第２実施形態の電子部品用パッケージを使用する電子部品装置の製造方法を示す断面図（その１）である。 図１９は第２実施形態の電子部品装置を示す断面図である。
以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
実施形態を説明する前に、基礎となる予備的事項について説明する。
図１〜図４は予備的事項に係る電子部品用パッケージを説明するための図である。予備的事項の記載は、発明者の個人的な検討内容であり、公知技術ではない技術内容を含む。
図１（ａ）は予備的事項に係る第１の電子部品用パッケージを示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩ−Ｉに沿った断面図、図１（ｃ）は図１のＡ方向からみた側面図である。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、予備的事項に係る第１の電子部品用パッケージ１００では、長方形状の金属板２００の中央部に金属枠３００がろう付けされている。金属板２００は銅（Ｃｕ）から形成され、金属枠３００は鉄（Ｆｅ）から形成される。金属枠３００の内側領域が電子部品を搭載するための収容部Ｓとなっている。
金属板２００の長手方向の両端部には、ねじ止め用のねじ穴２００ａが設けられている。金属枠３００は、ストレート形状の側板が四辺に立設した筒状の枠部材である。
また、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、金属枠３００の短手方向の対向する側板に貫通穴３００ａが横方向に並んで配置されている。さらに、金属枠３００の貫通穴３００ａにガラス封止部３２０によってリード４００が封着されている。
そして、図２（ａ）に示すように、金属枠３００の内側の収容部Ｓに電子部品として発光素子５００を搭載し、金属ワイヤ５２０によって発光素子５００と金属枠３００の内側のリード４００とを接続する。
次いで、図２（ｂ）に示すように、鉄・ニッケル合金からなる蓋部材６００を用意する。蓋部材６００には、中央部に設けられた開口部に窓ガラス６２０が封着されている。
そして、図２（ｃ）に示すように、図１（ｂ）の金属枠３００の上に図２（ｂ）の蓋部材６００を配置する。さらに、シーム溶接により、蓋部材６００を金属枠３００の上面に接合する。
シーム溶接では、一対のローラ電極Ｒ１、Ｒ２で蓋部材６００を押え込み、ローラ電極Ｒ１，Ｒ２間に電流を流し、ローラ電極Ｒ１、Ｒ２を回転させながら蓋部材６００の周縁上を移動させることにより連続的に抵抗溶接を行う。
シーム溶接は、一対のローラ電極Ｒ１、Ｒ２で蓋部材６００の周縁を下側に加圧しながら行われる。よって、シーム溶接時に、金属枠３００の貫通穴３００ａのガラス封止部３２０に応力がかかるため、ガラス封止部３２０が破壊して気密性を損なうおそれがある。気密性が損なわれると発光素子５００の性能が劣化する。
このため、シーム溶接を行う際に、ガラス封止部３２０にかかる応力が低減される構造が求められる。
また、金属枠３００は、引き抜き材からなる金属管を切断して枠部材を得た後に、枠部材にガラス封止用の貫通穴３００ａを切削で追加工して形成する。このため、金属枠３００の製造がコスト高を招く課題がある。
この対策として、金属枠３００をプレス加工によって製造することにより、低コスト化を図ることができる。しかし、金属枠３００をプレス加工で製造するには、厚みが３ｍｍ〜５ｍｍ程度のブロック状の金属体の中央部をプレス加工で打ち抜く必要がある。
このとき、ブロック状の金属体の打ち抜く面積が大きく、残される金属枠３００の幅が１ｍｍ程度と細いため、金属枠３００が精度よく得られるように打ち抜き加工することは困難である。
次に、予備的事項に係る第２の電子部品用パッケージについて説明する。図３（ａ）は、予備的事項に係る第２の電子部品用パッケージを示す平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、予備的事項に係る第２の電子部品用パッケージ１００ａでは、長手形状の金属板２００の短手方向の両端部にセラミック部材２２０がそれぞれろう付けされて配置されている。
金属板２００は銅から形成される。金属板２００の長手方向の両端部には２つの突出部Ｔがそれぞれ延在しており、各突出部Ｔにはねじ止め用のねじ穴２００ａが設けられている。
セラミック部材２２０の上面には金属からなる複数の電極２４０が並んで配置されている。また、金属板２００及びセラミック部材２２０上に金属枠３１０が配置されている。セラミック部材２２０上の電極２４０と金属枠３１０との間にはセラミックスペーサ（不図示）が配置されている。金属枠３１０は、ストレート形状の側板が四辺に立設した筒状の枠部材である。
このようにして、金属枠３１０が金属板２００及びセラミック部材２２０の上にろう材によって気密されて接合されている。
また、金属枠３１０の外側のセラミック部材２２０上に配置された電極２４０にリード４００が接合されている。そして、金属枠３１０の内側の収容部Ｓに電極２４０の先端部が配置される。
さらに、図３（ｂ）に示すように、金属枠３１０の対向する一対の側板には、開口部３１０ａがそれぞれ設けられている。そして、金属枠３１０の開口部３１０ａには窓部品３４０が封着されている。窓部品３４０は枠部３４０ａと、枠部３４０ａに封着された窓ガラス３４０ｂとから形成され、枠部３４０ａが金属枠３１０の開口部３１０ａにろう材によって接合されている。
次いで、図４（ａ）に示すように、金属枠３１０の内側の収容部Ｓに発光素子５００を搭載した後に、発光素子５００と電極２４０（図３（ａ））とを金属ワイヤ（不図示）で接続する。さらに、鉄・ニッケル合金からなる蓋部材６１０を用意する。
そして、図４（ｂ）に示すように、前述した図２（ｃ）で説明したシーム溶接によって、一対のローラ電極Ｒ１、Ｒ２に電流を流すことにより、金属枠３１０の上面に蓋部材６１０を接合する。
シーム溶接を行う際に、ローラ電極Ｒ１，Ｒ２の加圧力によって、金属枠３１０及びセラミック部材２２０に応力がかかるため、セラミック部材２２０及び窓部品３４０の各接合部分にダメージを与えるおそれがある。
このため、シーム溶接を行う際に、金属枠３１０及びセラミック部材２２０にかかる応力が低減される構造が求められる。
また、第２の電子部品用パッケージ１００ａの金属枠３１０は、前述した第１の電子部品用パッケージ１００と同様に、引き抜き材からなる金属管を切断して枠部材を得た後に、枠部材に窓部品を配置するための開口部を切削で追加工して形成する。このため、金属枠３１０の製造がコスト高を招く課題がある。
以下に説明する実施形態の電子部品用パッケージでは、前述した課題を解消することができる。
（第１実施形態）
第１実施形態の電子部品用パッケージは、前述した予備的事項の第１の電子部品用パッケージ１００の課題を解消することができる。
図５は第１実施形態の電子部品用パッケージを示す平面図である。図６（ａ）は図５の電子部品用パッケージのＸ１−Ｘ１に沿った断面図、図６（ｂ）は図５の電子部品用パッケージのＸ２−Ｘ２に沿った断面図である。
図５に示すように、第１実施形態の電子部品用パッケージ１は、銅（Ｃｕ）から形成された長方形状の金属板１０を備えている。金属板１０の長手方向の両端部にねじ止め用のねじ穴１０ａが設けられている。
また、図５に図６（ａ）を加えて参照すると、金属板１０の短手方向の一端部に第１金属壁２０が配置され、他端部に第２金属壁２２が配置されている。一対の第１金属壁２０と第２金属壁２２とは、金属板１０の両端部に対向して配置され、相互に分離されている。
金属板１０の長手方向のねじ穴１０ａの前方領域には、第１金属壁２０及び第２金属壁２２は配置されておらず、開口されている。
第１金属壁２０及び第２金属壁２２は鉄（Ｆｅ）から形成され、銀（Ａｇ）ろう材２４によって金属板１０に接合されている。
また、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第１金属壁２０には横方向に並んで配置された貫通穴Ｈ１が形成されている。
図６（ａ）の部分拡大図を参照すると、第１金属壁２０の貫通穴Ｈ１にリード３０が挿通されており、リード３０がガラス封止部３２によって貫通穴Ｈ１に気密に封着されている。
また同様に、第２金属壁２２には横方向に並んで配置された貫通穴Ｈ２が形成されている。第２金属壁２２の貫通穴Ｈ２にリード３０が挿通されており、リード３０がガラス封止部３２によって貫通穴Ｈ２に気密に封着されている。
リード３０は、第１金属壁２０及び第２金属壁２２の内側から外側に延在して配置されている。
さらに、図５、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１金属壁２０及び第２金属壁２２の内側領域の金属板１０の上に金属枠４０が配置されている。金属枠４０は鉄から形成される。
図５において、第１金属壁２０及び第２金属壁２２は太線で示されており、金属枠４０は斜線で示されており、金属枠４０は透視的に描かれている。金属枠４０は、第１金属壁２０及び第２金属壁２２の内側の四角領域を取り囲むように一体的に繋がって形成される。金属枠４０は、天板及び底板が開口された筒状部品である。
また、図６（ａ）の部分拡大図を参照すると、第１金属壁２０の内側の金属枠４０の側板４０ａには、第１金属壁２０の貫通穴Ｈ１に対応する位置に開口穴Ｈｘが形成されている。図６（ｂ）に示すように、第１金属壁２０の貫通穴Ｈ１は横方向に複数で並んで配置されている。
このようにして、右側に配置された各リード３０は、第１金属壁２０の貫通穴Ｈ１と金属枠４０の開口穴Ｈｘとを挿通して配置されている。
また同様に、第２金属壁２２の内側の金属枠４０の側板４０ａには、第２金属壁２２の貫通穴Ｈ２に対応する位置に開口穴Ｈｙが形成されている。このようにして、左側に配置されたリード３０は、第２金属壁２２の貫通穴Ｈ２と金属枠の４０の開口穴Ｈｙとを挿通して配置されている。
リード３０は、金属枠４０の開口穴Ｈｘ，Ｈｙにはガラス封着されておらず、開口穴Ｈｘ，Ｈｙを挿通しているだけである。リード３０は、第１、第２金属壁２０、２２の各貫通穴Ｈ１，Ｈ２にガラス封止部３２によって封着されているため、金属枠の４０の開口穴Ｈｘ，Ｈｙにガラス封着する必要はない。
第１、第２金属壁２０，２２の厚みは１ｍｍ〜１．５ｍｍであり、金属枠４０の厚みは０．５ｍｍ〜１ｍｍである。リード３０は、十分な厚みを有する第１、第２金属壁２０，２２の貫通穴Ｈ１，Ｈ２にガラス封止部３２で封着されるため、十分な気密性が得られる。
このようにして、金属枠４０の内側領域が電子部品を収容する収容部Ｓとなり、収容部Ｓの金属板１０の上に電子部品が搭載される。
図６（ａ）の部分拡大図に示すように、金属枠４０は、上端部が屈曲部Ｂによって外側に曲って配置された溶接部Ｗを備えている。溶接部Ｗは、金属枠４０の側板４０ａの上端市部が外側に向けて水平方向に曲げ加工されて形成され、上面が平坦面となっている。溶接部Ｗの水平方向の長さは、１ｍｍ〜２ｍｍ程度である。溶接部Ｗに繋がる屈曲部Ｂは丸みを帯びた曲面状のＲ形状を有する。
屈曲部ＢのＲ形状の丸みは、金属枠４０の板厚が０．５ｍｍ〜１ｍｍの場合、Ｒ０．５ｍｍ〜Ｒ１ｍｍに設定される。Ｒ０．５ｍｍとは、半径が０．５ｍｍの円の円弧の形状に相当し、Ｒ１ｍｍとは、半径が１ｍｍの円の円弧の形状に相当する。
また、金属枠４０の下端部がＲ形状で内側に曲がっており、下端部の下面が銀ろう材２４によって金属板１０に気密に接合されている。さらに、金属枠４０の側板４０ａの外面が第１金属壁２０及び第２金属壁２２の各内面に銀ろう材２４によって接合されている。
このように、金属枠４０と第１、第２金属壁２０，２２とが銀ろう材２４で接合されていると共に、金属枠４０及び第１、第２金属壁２０，２２の各下面が金属板１０に銀ろう材２４によって接合されている。
また、第１金属壁２０の上面と金属枠４０の溶接部Ｗの下面との間に空間Ｃが設けられている。空間Ｃの高さは、例えば、１ｍｍ程度である。第２金属壁２２の上面と金属枠４０の溶接部Ｗの下面との間にも同様に空間Ｃが設けられている。
図６（ｂ）に示すように、第１金属壁２０と金属枠４０の溶接部Ｗとの間の空間Ｃは、第１金属壁２０の上面側の全体にわたって同じ高さで設けられている。
後述するように、図６（ａ）の電子部品用パッケージ１では、収容部Ｓに電子部品を搭載した後に、金属枠４０の溶接部Ｗに蓋部材がシーム溶接によって接合される。このとき、第１金属壁２０と金属枠４０の溶接部Ｗとの間に空間Ｃが設けられているため、シーム溶接時の加圧力がガラス封止部３２に直接伝わらない構造となっている。
よって、金属枠４０に蓋部材をシーム溶接する際に、第１、第２金属壁２０，２２に設けられたガラス封止部３２が破壊して気密性を損なうことが防止される。
また、図６（ａ）の部分拡大図に示すように、金属枠４０の溶接部Ｗの厚みＴ１は、金属枠４０の側板４０ａの厚みＴ２よりも薄く設定される。例えば、溶接部Ｗの厚みＴ１は０．３ｍｍ〜０．４ｍｍであり、側板４０ａの厚みＴ２は０．５ｍｍ程度である。
これにより、金属枠４０の厚みの薄い溶接部Ｗでシーム溶接時の加圧力を吸収することが可能になり、ガラス封止部３２に伝わる応力を低減することができる。
さらには、金属枠４０の溶接部ＷはＲ形状を有する屈曲部Ｂで曲っているため、溶接部Ｗにかかる加圧力を分散することができ、ガラス封止部３２に伝わる応力を低減することができる。
次に、電子部品用パッケージ１で使用される金属枠４０及び第１、第２金属壁２０，２２の製造方法について説明する。
最初に、金属枠４０の製造方法について説明する。金属枠４０の製造方法では、まず、図７（ａ）に示すように、厚みが０．５ｍｍ程度の鉄板４０ｘを用意する。
次いで、図７（ｂ）に示すように、金型として、下型４４及び上型４６を用意する。下型４４は上面側に凹部４４ａを備えている。また、上型４６は、下面側に、下型４４の凹部４４ａに対応する凸部４６ａを備えている。
そして、図７（ｃ）に示すように、下型４４の上に鉄板４０ｘを配置し、上型４６の凸部４６ａで鉄板４０ｘを下型４４の凹部４４ａに押圧することにより、へこみ部Ｃｘを形成する。
その後に、図８（ａ）に示すように、別の金型により、鉄板４０ｘのへこみ部Ｃｘの底板を打ち抜いて開口部４０ｙを形成する。
次いで、図８（ｂ）に示すように、鉄板４０ｘのへこみ部Ｃｘの側板４０ａの外面を押え部材４８で支持する。押え部材４８は内部に開口部４８ａを備えている。さらに、水平方向に移動するポンチ４９を用意し、へこみ部Ｃｘの側板４０ａをポンチ４９で打ち抜く。
これにより、図８（ｃ）に示すように、へこみ部Ｃｘの側板４０ａに開口穴Ｈｙが形成される。
ポンチ４９の直径は押え部材４８の開口部４８ａの直径に対応しており、ポンチ４９で側板４０ａを打ち抜いた後に、ポンチ４９が押え部材４８の開口部４８ａに配置される。
また同様に、開口穴Ｈｙが形成された側板４０ａと対向する側板４０ａに開口穴Ｈｘが形成される。
その後に、図８（ｄ）に示すように、へこみ部Ｃｘの周囲の鉄板４０ｘを打ち抜くことにより、個々の金属枠４０が得られる。へこみ部Ｃｘの上端に鉄板４０ｘの平坦部の一部がフランジ状に残されて環状の溶接部Ｗとなる。
溶接部Ｗの厚みを側板４０ａの厚みよりも薄くするため、上記した工程の所定の段階で溶接部Ｗになる鉄板４０ｘの部分をプレス加工で潰して薄型化する。
このように、本実施形態の電子部品用パッケージ１で使用される金属枠４０は、薄板の鉄板４０ｘをプレス加工することによって容易に製造することができる。予備的事項の金属枠３００と違って、コスト高を招く引き抜き材からなる金属管を切削する手法を使用しないため、低コスト化を図ることができる。
次に、第１、第２金属壁２０，２２の製造方法について説明する。図９（ａ）に示すように、第１、第２金属壁２０，２２の製造方法では、まず、金型として、開口部４５ａが設けられた押え部材４５と、ポンチ４７とを用意する。
押え部材４５の開口部４５ａのサイズはポンチ４７のサイズに対応している。そして、押え部材４５の上に厚みが１ｍｍ〜１．５ｍｍの鉄板２０ｘを配置する。
次いで、図９（ｂ）に示すように、ポンチ４７で鉄板２０ｘを打ち抜くことより、打ち抜かれた部材から金属壁２０ａを得る。
さらに、図９（ｃ）に示すように、金属壁２０ａにプレス加工のポンチ（不図示）により貫通穴Ｈ１を形成することにより、第１金属壁２０が製造される。あるいは、図９（ｂ）のポンチ４７で鉄板２０ｘを打ち抜く工程の前に、ポンチによって鉄板２０ｘに貫通穴Ｈ１を形成してもよい。第２金属壁２２においても、同様な製造方法によって製造される。
このように、本実施形態の電子部品用パッケージ１で使用される第１、第２金属壁２０，２２は、薄板の鉄板２０ｘをプレス加工することによって容易に製造することができる。予備的事項の金属枠３００と違って、コスト高を招く引き抜き材からなる金属管を切削する手法を使用しないため、低コスト化を図ることができる。
次に、電子部品用パッケージ１の製造方法について説明する。図１０（ａ）に示すように、第１、第２金属壁２０、２２の各貫通穴Ｈ１，Ｈ２にリード３０をガラス封止部３２によってそれぞれ封着する。
このとき、１０００℃程度の温度でガラスを溶融させながらリード３０を封着する。第１、第２金属壁２０、２２（鉄）の熱膨張係数がガラスの熱膨張係数よりも大きいため、ガラス封止部３２が圧縮されて高い気密性が確保される。
そして、第１金属壁２０に取り付けられたリード３０を、金属枠４０の一方の開口穴Ｈｘに挿通させる。また同様に、第２金属壁２２に取り付けられたリード３０を、金属枠４０の他方の開口穴Ｈｙに挿通させる。
次いで、図１０（ｂ）に示すように、第１、第２金属壁２０，２２の内面と金属枠４０の外面とを銀ろう材で接合すると同時に、第１、第２金属壁２０，２２及び金属枠４０の各下面と金属板１０とを銀ろう材で接合する。銀ろう材で接合する際に、８００℃程度の温度で加熱処理が行われる。
このように、第１、第２金属壁２０，２２と金属枠４０との間の接合と、第１、第２金属壁２０，２２及び金属枠４０と金属板１０との間の接合とが一括して行われる。
以上により、前述した図５及び図６の電子部品用パッケージ１が製造される。
次に、第１実施形態の電子部品用パッケージ１を使用して電子部品装置を構築する方法について説明する。
図１１（ａ）に示すように、まず、前述した図６（ａ）の電子部品用パッケージ１を用意する。そして、図１１（ｂ）に示すように、上面側に接続端子５２を備えた発光素子５０を電子部品用パッケージ１の収容部Ｓに搭載する。発光素子５０は電子部品の一例である。
さらに、発光素子５０の接続端子５２を金属ワイヤ５４によって電子部品用パッケージ１のリード３０に接続する。
続いて、図１１（ｃ）に示すように、蓋部材６０を用意する。蓋部材６０では、中央部に設けられた開口部６０ａに低融点ガラス６２によって窓ガラス６４が封着されている。蓋部材６０の本体は、鉄・ニッケル合金から形成される。
次いで、図１２（ａ）に示すように、電子部品用パッケージ１の金属枠４０の溶接部Ｗに蓋部材６０を配置する。そして、シーム溶接により、蓋部材６０を金属枠４０の溶接部Ｗに接合する。
図１２（ｂ）は図１２（ａ）を上側からみた平面図である。図１２（ｂ）に示すように、シーム溶接では、シーム溶接機（不図示）の一対のローラ電極Ｒ１，Ｒ２で蓋部材６０を押え込み、ローラ電極Ｒ１，Ｒ２を回転させながら蓋部材６０の周縁上を移動させることにより連続的に抵抗溶接を行う。
ローラ電極Ｒ１，Ｒ２が蓋部材６０の周縁上を移動する際に、ローラ電極Ｒ１，Ｒ２間に電流を流してジュール熱を発生させている。このジュール熱により蓋部材６０と金属枠４０の溶接部Ｗとが溶接される。
また、ローラ電極Ｒ１，Ｒ２が蓋部材６０の周縁上を移動する際には、ローラ電極Ｒ１，Ｒ２によって常に蓋部材６０に加圧力が加えられている。
前述したように、本実施形態の電子部品用パッケージ１では、リード３０がガラス封止部３２によって封着される第１、第２金属壁２０，２２の内側領域に、蓋部材６０がシーム溶接される金属枠４０を別部品として配置している。
また、第１、第２金属壁２０，２２と金属枠４０の溶接部Ｗとの間に空間Ｃが設けられている。これにより、シーム溶接時の加圧力がガラス封止部３２に直接伝わらない構造となっている。
また、金属枠４０の溶接部Ｗの厚みＴ１は、金属枠４０の側板４０ａの厚みＴ２よりも薄く設定される。さらには、金属枠４０の溶接部ＷはＲ形状を有する屈曲部Ｂで曲っている。
これにより、蓋部材６０を金属枠４０にシーム溶接する際に、第１、第２金属壁２０，２２に設けられたガラス封止部３２にかかる応力が低減されるため、ガラス封止部３２が破壊して気密性を損なうことが防止される。
以上により、図１３に示すように、第１実施形態の電子部品装置２が得られる。第１実施形態の電子部品装置２は、前述した図６（ａ）の電子部品用パッケージ１に電子部品として発光素子５０が搭載され、金属枠４０の溶接部Ｗに蓋部材６０がシーム溶接されて構築される。
図１３の例では、電子部品装置２は発光装置であり、発光素子５０は端面発光レーザである。発光素子５０の近傍には光路変換ミラー（不図示）が配置されている。そして、発光素子５０の端面から出射される光は、光路変換ミラーで光路が９０°変換されて、電子部品用パッケージ１の蓋部材６０の窓ガラス６４を通過して外部に出射する。
第１実施形態の電子部品装置２は、蓋部材６０をシーム溶接する際にガラス封止部３２にかかる応力が低減され、気密性を損なうおそれがないため、信頼性を向上させることができる。また、金属枠４０及び第１、第２金属壁２０，２２をプレス加工で製造できるため、低コスト化を図ることができる。
（第２実施形態）
第２実施形態の電子部品用パッケージは、前述した予備的事項の第２の電子部品用パッケージ１００ａの課題を解消することができる。
図１４〜図１６は第２実施形態の電子部品用パッケージを説明するための図である。
図１４は第２実施形態の電子部品用パッケージを示す平面図、図１５は図１４のＸ３−Ｘ３に沿った拡大断面図である。また、図１６は図１４のＸ４−Ｘ４に沿った拡大断面図である。
図１４に示すように、第２実施形態の第２の電子部品用パッケージ１ａでは、長方形状の銅からなる金属板１０の短手方向の両端部に一対のセラミック部材１２が配置されている。一対のセラミック部材１２は、金属板１０の両端部に対向して配置され、相互に分離されている。また、金属板１０の長手方向の両端部には、ねじ止め用のねじ穴１０ａが設けられている。
一対のセラミックス部材１２の上面には金属からなる複数の電極１４がそれぞれ並んで配置されている。また、図１５の部分拡大図を加えて参照すると、セラミック部材１２の上には、電極１４の一部を覆う帯状のセラミックスペーサ１２ａが形成されている。
セラミック部材１２、電極１４及びセラミックスペーサ１２ａにより、電極付きセラミック部品５が構築されている。そして、金属板１０の上に電極付きセラミック部品５の下面が金・錫ろう材２６によって接合されている。
また、図１４及び図１５の部分拡大図に示すように、金属板１０及びセラミック部材１２上のセラミックスペーサ１２ａの上に金属枠４０が配置されている。金属枠４０は、天板及び底板が開口された筒状部品である。
図１５の部分拡大図に示すように、セラミックスペーサ１２ａの上に配置される部分の金属枠４０の下面側に、セラミック部材１２及びセラミックスペーサ１２ａの厚み分に対応する切欠開口部４０ｚが形成されている。金属枠４０の切欠開口部４０ｚにセラミック部材１２及びセラミックスペーサ１２ａが嵌っている。
セラミック部材１２と金属枠４０の切欠開口部４０ｚの内面との間にセラミックスペーサ１２ａが配置されることで、セラミック部材１２上の電極１４と金属枠４０とが電気的に絶縁されている。
一方、図１６の左側領域に示すように、セラミック部材１２が配置されていない領域の金属枠４０には、切欠開口部４０ｚが形成されておらず、金属枠４０の下端が金属板１０の上に金・錫ろう材２６によって接合されている。金属枠４０の上面は全体にわたって同じ高さ位置に配置されている。
このようにして、金属枠４０が金属板１０及びセラミック部材１２上のセラミックスペーサ１２ａの上に金・錫ろう材２６によって気密に接合されている。
さらに、図１６の右側領域に示すように、セラミック部材１２が配置されていない領域の金属枠４０の一辺の側板４０ａに、開口部４１が設けられている。そして、金属枠４０の開口部４１には窓部品１６が接合されている。
窓部品１６は、枠部１６ａと枠部１６ａに封着された窓ガラス１６ｂとから形成される。枠部１６ａは、コバール又は鉄・ニッケル合金から形成される。また、窓ガラス１６ｂは低融点ガラスによって枠部１６ａに封着される。そして、窓部品１６の枠部１６ａが金属枠４０の開口部４１に金・錫ろう材によって接合されている。
また、図１５に示すように、金属枠４０の外側のセラミックス部材１２の上に配置された電極１４にリード３０が接合されて外側に延在している。そして、金属枠４０の内側の収容部Ｓに電極１４の先端部が配置されている。
図１５の部分拡大図に示すように、第２実施形態の電子部品用パッケージ１ａの金属枠４０は、第１実施形態と同様に、上端部が屈曲部Ｂによって外側に曲った溶接部Ｗを備えている。溶接部Ｗは、金属枠４０の側板４０ａの上端部が外側に向けて水平方向に曲げ加工されて形成され、上面が平坦面となっている。
また、屈曲部Ｂは丸みを帯びた曲面状のＲ形状を有する。屈曲部ＢのＲ形状の丸みは、金属枠４０の板厚が０．５ｍｍ〜１ｍｍの場合、Ｒ０．５ｍｍ〜Ｒ１ｍｍに設定される。
また、セラミック部材１２上のセラミックスペーサ１２ａに接合される部分の金属枠４０はストレート形状で立設しており、金属枠４０のストレート形状の下端部の下面がセラミックスペーサ１２ａに金・錫ろう材２６で接合されている。
一方、図１６に示すように、金属板１０に接合される部分の金属枠４０はＲ形状で内側に曲がっており、Ｒ形状で曲がった下端部の下面が金属板１０に金・錫ろう材２６で接合されている。
また、図１５の部分拡大図に示すように、第１実施形態と同様に、セラミック部材１２上のセラミックスペーサ１２ａの上面と金属枠４０の溶接部Ｗの下面との間に空間Ｃが設けられている。例えば、空間Ｃの高さは１ｍｍ程度である。
後述するように、図１５の電子部用パッケージ１ａでは、収容部Ｓに電子部品を搭載した後に、金属枠４０の溶接部Ｗの上に蓋部材がシーム溶接によって接合される。このとき、セラミックスペーサ１２ａと金属枠４０の溶接部Ｗとの間に空間Ｃが設けられている。また、金属枠４０の溶接部ＷがＲ形状を有する屈曲部Ｂで曲っている。
これにより、電極付きセラミック部品５及び窓部品１６にシーム接時の加圧力が伝わりにくい構造となっており、シーム溶接時の加圧力が低減される。
さらに、第１実施形態と同様に、金属枠４０の溶接部Ｗの厚みは、金属枠４０の側板４０ａの厚みよりも薄く設定される。これにより、金属枠４０の厚みの薄い溶接部Ｗでシーム溶接時の加圧力を吸収することが可能になる。
次に、第２実施形態の電子部品用パッケージ１ａに使用される金属枠４０の製造方法について説明する。
まず、図１７（ａ）に示すように、前述した図７（ａ）〜図８（ａ）の工程と同様に、薄板の鉄板４０ｘをプレス加工することにより、へこみ部Ｃｘを形成し、へこみ部Ｃｘの底板を打ち抜いて開口部４０ｙを形成する。
次いで、図１７（ｂ）に示すように、鉄板４０ｘのへこみ部Ｃｘの側板４０ａの外面を押え部材４８で支持する。押え部材４８は内部に開口部４８ａを備えている。さらに、水平方向に移動するポンチ４９を用意する。そして、へこみ部Ｃｘの側板４０ａの下部をポンチ４９で打ち抜くことにより、金属枠４０の側板４０ａの下側に切欠開口部４０ｚを形成する。
前述したように、金属枠４０の切欠開口部４０ｚは電極付きセラミック部品５を嵌めこむための切欠部分である。
その後に、図１７（ｄ）に示すように、切欠開口部４０ｚが形成されないへこみ部Ｃｘの一辺の側板４０ａをポンチ（不図示）で打ち抜くことにより、窓部品１６を接合するための開口部４１を形成する。
さらに、へこみ部Ｃｘの周囲の鉄板４０ｘを打ち抜くことにより、個々の金属枠４０が得られる。へこみ部Ｃｘの上端に鉄板４０ｘの平坦部の一部がフランジ状に残されて環状の溶接部Ｗとなる。
溶接部Ｗの厚みを側板４０ａの厚みよりも薄くするため、上記した工程の所定の段階で溶接部Ｗになる鉄板４０ｘの部分をプレス加工で潰して薄型化する。
このように、第２実施形態の電子部品用パッケージ１ａで使用される金属枠４０は、第１実施形態と同様に、薄板の鉄板４０ｘをプレス加工することにより容易に製造することができる。予備的事項の金属枠３００と違って、コスト高を招く引き抜き材からなる金属管を切削する手法を使用しないため、低コスト化を図ることができる。
また、前述した図１５の電極付きセラミック部品５を製造するには、下側のグリーンシートの上にメタライズペーストを印刷し、その上に上側のグリーンシートを積層して圧着した後に、焼成する。
これにより、下側のグリーンシートからセラミック部材１２が形成され、メタライズペーストから電極１４が形成され、上側のグリーンシートからセラミックスペーサ１２ａが形成される。セラミック部材１２及びセラミックスペーサは、例えば、酸化アルミニウムから形成される。また、電極１４は、タングステン（Ｗ）又はモリブデン（Ｍｏ）などから形成される。
あるいは、焼結されたセラミック部材１２の上にマスク蒸着などにより銅層／金層などからなる電極１４を形成した後に、セラミック部材１２及び電極１４の上に焼結されたセラミックスペーサ１２ａを接合してもよい。
第２実施形態の電子部品用パッケージ１ａを製造するには、金属板１０の上に、一対の電極付きセラミック部品５と金属枠４０とを位置合わせして、それらを金・錫ろう材を介して配置する。
そして、３００℃程度の温度で加熱処理することにより、金属板１０と電極付きセラミック部品５、金属板１０と金属枠４０、及び電極付きセラミック部品５と金属枠４０とが金・錫ろう材によって一括して接合される。このとき、金属枠４０の開口部４１に窓部品１６が同時に接合される。８００℃程度の温度に耐える構造の場合は、金・錫ろう材の代わりに、銀ろう材で接合してもよい。
次に、第２実施形態の電子部品用パッケージ１ａを使用して電子部品装置を構築する方法について説明する。
図１８（ａ）に示すように、まず、前述した図１５の電子部品用パッケージ１ａを用意する。そして、図１８（ｂ）に示すように、上面側に接続端子５２を備えた発光素子５０を電子部品用パッケージ１ａの収容部Ｓに搭載する。発光素子５０は電子部品の一例である。
さらに、発光素子５０の接続端子５２を金属ワイヤ５４によって電子部品用パッケージ１ａのセラミック部材１２上の電極１４（図１５の部分拡大図）に接続する。
続いて、図１８（ｃ）に示すように、電子部品用パッケージ１ａの金属枠４０の溶接部Ｗに蓋部材６０を配置する。第２実施形態の電子部品用パッケージ１ａでは、金属枠４０の側板４０ａに窓ガラス１６ｂ（図１６）が設けられているため、蓋部材６０は窓ガラスを備えていない。
さらに、前述した図１２（ａ）及び（ｂ）で説明したシーム溶接によって、一対のローラ電極Ｒ１，Ｒ２に電流を流すことにより、蓋部材６０を金属枠４０の溶接部Ｗに接合する。
前述したように、第２実施形態の電子部品用パッケージ１ａでは、セラミックスペーサ１２ａと金属枠４０の溶接部Ｗとの間に空間Ｃが設けられている。また、金属枠４０の溶接部ＷがＲ形状を有する屈曲部Ｂで外側に曲っている。
このため、シーム溶接時の加圧力が伝わりにくい構造となり、電極付きセラミック部品５及び金属枠４０に設けられた窓部品１６にかかる応力が低減される。
さらには、金属枠４０の溶接部Ｗの厚みは、金属枠４０の側板４０ａの厚みよりも薄く設定される。これにより、金属枠４０の厚みの薄い溶接部Ｗでシーム溶接時の加圧力を吸収することが可能になる。
以上により、図１９に示すように、第２実施形態の電子部品装置２ａが得られる。図１９の例では、電子部品装置２ａは発光装置であり、発光素子５０は端面発光レーザである。そして、発光素子５０の端面から出射される光は、金属枠４０の側板４０ａに設けられた窓ガラス１６ｂ（図１６）を通過して外部に出射する。
第２実施形態の電子部品装置２ａでは、シーム溶接時にかかる応力が低減されるため、電極付きセラミック部分５及び窓部品１６の各接合部分にダメージを与えるおそれがなく、信頼性を向上させることができる。また、金属枠４０をプレス加工で製造できるため、低コスト化を図ることができる。
1，１ａ…電子部品用パッケージ、２，２ａ…電子部品装置、５…電極付きセラミック部品、１０…金属板、１０ａ…ねじ穴、１２…セラミック部材、１２ａ…セラミックスペーサ、１４…電極、１６…窓部品、１６ａ…枠部、１６ｂ，６４…窓ガラス、２０…第１金属壁、２０ｘ，４０ｘ…鉄板、２２…第２金属壁、２４…銀ろう材、２６…金・錫ろう材、３０…リード、３２…ガラス封止部、４０…金属枠、４０ａ…側板、４０ｙ，４１，４５ａ，４８ａ，６０ａ…開口部、４０ｚ…切欠開口部、４４…下型、４５，４８…押え部材、４４ａ…凹部、４６…上型、４６ａ…凸部、４７，４９…ポンチ、５０…発光素子、５２…接続端子、６０…蓋部材、６２…低融点ガラス、Ｃ…空間、Ｃｘ…へこみ部、Ｈ１，Ｈ２…貫通穴、Ｈｘ，Ｈｙ…開口穴、Ｒ１，Ｒ２…ローラ電極、Ｗ…溶接部。

Claims (8)

  1. 金属板と、
    前記金属板の両端部に配置された一対の金属壁と、
    前記一対の金属壁の内側領域の金属板の上に配置された金属枠と、
    前記一対の金属壁にそれぞれ形成された貫通穴と、
    前記貫通穴に対応する位置の前記金属枠に形成された開口穴と、
    前記貫通穴にガラス封止部によって封着され、前記開口穴を挿通して配置されたリードとを有し、
    前記金属枠は、上端部がＲ形状を有する屈曲部で外側に曲って配置された溶接部を備えることを特徴とする電子部品用パッケージ。
  2. 金属板と、
    前記金属板の両端部に配置された一対のセラミック部材と、
    前記一対のセラミック部材の上にそれぞれ形成された電極と、
    前記電極の上に形成されたセラミックスペーサと、
    前記金属板及び前記セラミックスペーサの上に配置され、前記セラミックスペーサに接続された下端を有する金属枠とを有し、
    前記金属枠は、上端部がＲ形状を有する屈曲部で外側に曲って配置された溶接部を備え、
    前記溶接部の厚みは、前記金属枠の側板の厚みよりも薄く、
    断面視において、前記金属枠の前記下端の幅と、前記セラミックスペーサの上面から途中の高さにおける前記金属枠の幅とが同一であることを特徴とする電子部品用パッケージ。
  3. 前記溶接部と前記金属壁との間に空間が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
  4. 前記溶接部と前記セラミックスペーサとの間に空間が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子部品用パッケージ。
  5. 前記金属枠は、金属薄板がプレス加工されて形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子部品用パッケージ。
  6. 金属板と、
    前記金属板の両端部に配置された一対の金属壁と、
    前記一対の金属壁の内側領域の金属板の上に配置された金属枠と、
    前記一対の金属壁にそれぞれ形成された貫通穴と、
    前記貫通穴に対応する位置の前記金属枠に形成された開口穴と、
    前記貫通穴にガラス封止部によって封着され、前記開口穴を挿通して配置されたリードとを含み、
    前記金属枠は、上端部がＲ形状を有する屈曲部で外側に曲って配置された溶接部を備える電子部品用パッケージと、
    前記電子部品用パッケージに搭載された電子部品と、
    前記金属枠の溶接部に接合された蓋部材と
    を有することを特徴とする電子部品装置。
  7. 金属板と、
    前記金属板の両端部に配置された一対のセラミック部材と、
    前記一対のセラミック部材の上にそれぞれ形成された電極と、
    前記電極の上に形成されたセラミックスペーサと、
    前記金属板及び前記セラミックスペーサの上に配置され、前記セラミックスペーサに接続された下端を有する金属枠とを含み、
    前記金属枠は、上端部がＲ形状を有する屈曲部で外側に曲って配置された溶接部を備え、前記溶接部の厚みは、前記金属枠の側板の厚みよりも薄く、断面視において、前記金属枠の前記下端の幅と、前記セラミックスペーサの上面から途中の高さにおける前記金属枠の幅とが同一である電子部品用パッケージと、
    前記電子部品用パッケージに搭載された電子部品と、
    前記金属枠の溶接部に接合された蓋部材と
    を有することを特徴とする電子部品装置。
  8. 前記金属枠は、金属薄板がプレス加工されて形成され、
    前記蓋部材は、シーム溶接によって前記金属枠の溶接部に接合されることを特徴とする請求項６又は７に記載の電子部品装置。
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