JP6993220B2 - 電子部品収納用パッケージ、電子装置および電子モジュール - Google Patents
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Description
場合は、枠部の幅を、凹部の隅部において第2主面側から凹部の底面にかけてより大きくすることができるため、絶縁基板の基部の四隅における強度を効果的に補強できる。また、平面視において、傾斜部が、凹部の辺部から凹部の隅部にかけて漸次幅が大きい形態の場合は、絶縁基板の四箇所の隅部に集中し易く、凹部の辺部から凹部の隅部にかけて徐々に大きくなる傾向がある熱応力に対して、絶縁基板の基部の四隅における強度を、凹部の辺部から凹部の隅部にかけて徐々に大きくなるように補強できるため、より効果的に補強できる。また、凹部の内側面に傾斜導体が位置しており、傾斜導体が、第2主面側の厚みが底面側の厚みより大きい形態の場合は、モジュール用基板にたわみ等の機械的応力が加わっても、絶縁基板から傾斜導体が剥離する可能性を低減できる。また、凹部の内側面に傾斜導体が位置しており、傾斜導体が、底面から第2主面にかけて漸次厚みが大きい場合は、モジュール用基板にたわみ等の機械的応力が加わっても、接合材が這い上がる高さの影響を受け難く、絶縁基板から傾斜導体が剥離する可能性を低減できる。また、平面視において、外部接続導体が、凹部の内側面の直線領域から離れているとともに、凹部の内側面における曲部を含む領域に位置した傾斜導体を介して前記接続導体と接続されている場合には、接合材の一部が凹部内に過剰に這い上がることを抑制できるため、第3搭載部に搭載される第2電子部品と接合材との接触、短絡等による不具合を抑制できるとともに、絶縁基板への傾斜導体としてのメタライズ強度が高くなることから、機械的応力が加わっても絶縁基板から傾斜導体が剥離し難い。
置する第1主面104、およびモジュール用基板123への実装面側に位置する第2主面105を
有している。第1搭載部106に設けられた一対の接続パッド111には、圧電振動素子等の第1電子部品114が搭載される。絶縁基板101は、基部102、および枠部103から構成されている。また、第1搭載部106の周辺部には枠状の第2搭載部107が設けられており、この第2搭載部107に金属部材110が搭載されている。第2搭載部107は、金属部材110がろう付けされる下地金属となる枠状のメタライズ層から構成されている。そして、この第2搭載部107に、金属部材110である鉄-ニッケル-コバルト合金からなる枠状のシールリング、または凸状の下面に凹部を有するキャップが接合される。なお、接合される金属部材110が枠
状のシールリングである場合、この枠状のシールリング上に金属からなる蓋体118がシー
ム溶接等により接合されて第1搭載部106に搭載された第1電子部品114が上面の凹部内に気密に封止される。
よび温感素子等の第2電子部品115が接続される。さらに、第2主面105には、絶縁基板101の外縁に沿って複数の外部接続導体117が設けられており、各電子部品が搭載されて電子装置200となったのち、この外部接続導体117とモジュール用基板123が半田等で接続され
て電子モジュール300の一部となる。
転させたパッケージ構造を有している。そして、第2搭載部107に金属部材110が搭載されることにより、上面に第1搭載部106が設けられ、下面に第3搭載部108が設けられ、それぞれ上下面に開口を有する、いわゆるH構造パッケージと呼ばれる電子部品収納用パッケージが構成される。この電子部品収納用パッケージ100の第1搭載部106に圧電振動素子等の第1電子部品114が気密封止され、さらに第3搭載部108に半導体素子および温感素子等の第2電子部品115が搭載されて電子装置200となる。第1搭載部106を封止する蓋体118は、図1においては見易くするために省略し、また第1電子部品114、第2電子部品115については透視した図としている。
る。また、絶縁基板101の第2搭載部107には金属部材110が搭載されている。そして、電
子部品収納用パッケージ100の上面においては、金属部材110の内側面と第1搭載部106の
内側において露出する基部102とによって、第1電子部品114を搭載するための凹型の空間が設けられている。さらに、電子部品収納用パッケージ100の下面においては、枠部103の内側面と第3搭載部108の内側において露出する基部102とによって、第2電子部品115を
搭載するための凹型の空間が設けられている。
いる。
れば、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適当な有機バインダ,溶剤,可塑剤等を添加混合して泥漿状にするとともに、これを例えばドクターブレード法、ロールカレンダー法等のシート成形法によりシート状となすことにより複数枚のセラミックグリーンシートを得て、次に一部のセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施して枠状に成形するとともに、枠状に成形していない平板状のセラミックグリーンシートの上面に、それぞれ枠状のセラミックグリーンシートが位置するように上下に積層し、その積層体を高温で焼成することにより製作できる。
に切欠き119を有していてもよい。また、基部102には第1搭載部106に搭載される圧電振
動素子等の第1電子部品114と、モジュール用基板123の外部電気回路とを電気的に接続するための導電路として、接続パッド111、図示しないビア導体、および外部接続導体117等が設けられている。また、この例では、図1~4に示すように絶縁基板101の外周に切欠
き119が設けられているパッケージ構造を示したが、図6~8に示すように切欠きが設け
られていない絶縁基板101としてもよい。
ュール用基板123と接続するための各導体層、または金属部材110が搭載される第2搭載部107(枠状のメタライズ層)となる導体層を、金属ペーストを用いて印刷法等により印刷
パターンとして形成しておき、この印刷パターンの一部が加圧治具の凸部に加圧されることにより製作してもよい。なお、使用されるシート状成型体や金属ペーストに、添加するバインダーとしてガラス転移する温度が加圧治具で加圧されるときの温度以下のものを用いると、加圧治具でセラミックグリーンシート等を加圧した際に、枠部103、または第3
搭載部108等の成型を良好に行うことができる。
属ペーストの印刷パターンの一部に重なるように加圧することにより、この加圧工程においてシート状成形体の表面に形成された印刷パターンのうち、凸部の周囲に対応する位置に設けられた印刷パターンは第2主面105に残留するように保持され、凸部で加圧された
印刷パターンは、シート状成形体の一方の面から凹部の底面(つまり、第3搭載部108)
に向かって移動しながら加圧時に変形して、凹部の底面に複数の接続導体112、および傾
斜部120に複数の傾斜導体121が設けられる。こうして、第2主面105から凹部の底面にか
けて傾斜部120を含んで凹状の空間が設けられた絶縁基板101を製作することができる。なお、金属部材110が搭載される第2搭載部107(枠状のメタライズ層)となる導体層は、上記の加圧工程の後で別途設けてもよい。これにより、第2搭載部107となる導体層の厚み
が確保されるために金属部材110の厚みを薄くでき、金属部材110の母材の使用量を低減することができる。
2つの隅部に一対の接続パッド111が設けられている。この接続パッド111は、第1搭載部106に搭載される圧電振動素子等の第1電子部品114の電極を接続するための導体層として機能する。通常、その外形が平面視で四角形状であり、その主面の隅部に接続用の一対の電極が設けられている。そのような電極の接続を容易かつ確実に行なえるようにするために、接続パッド111は第1搭載部106の隅部に設けられる。また、第3搭載部108の底部に
設けられた複数の接続導体112は、半導体素子および温感素子等の第2電子部品115の電極を接続するための導体層として機能する。
部品114の主面の隅部に設けられた一対の電極が、第1搭載部106に設けられた一対の接続パッド111に対向するように、第1電子部品114を第1搭載部106に位置決めして、あらか
じめ接続パッド111に被着させておいた導電性樹脂113を加熱して硬化させ、第1電子部品114の一対の電極と接続パッド111とが接続される。
続導体112に対向するように、半導体素子等の第2電子部品115を半田等の接合材122が設
けられた第3搭載部108に位置決めしておき、加熱処理することで接合材122が溶融し、第2電子部品115の電極と複数の接続導体112とが接続される。
導体112が設けられているが、その他の電子部品を搭載する場合、またその他の電子部品
を複数搭載する場合には、その電子部品の電極の配置に応じて接続パッド111、接続導体112等の位置、形状を変えて設けられていてもよい。このようなその他の電子部品としては、例えば、セラミック圧電素子、弾性表面波素子等の圧電素子,容量素子,温感素子,および抵抗素子等があげられる。
、第1主面104および第1主面104と相対する第2主面105を有する絶縁基板101と、絶縁基板101の第1主面104が有する第1搭載部106と、第1搭載部106の周辺部に位置し、枠状部を含む金属部材110が搭載される枠状の第2搭載部107と、第1搭載部106に位置し、第1
電子部品114が接続される接続パッド111と、第2主面105に位置した外部接続導体117と、第2主面105に開口する凹部の底面が有する第3搭載部108と、第3搭載部108に位置し、
第2電子部品115が接続される接続導体112と、凹部の内側面において、第2主面105から
前記底面にかけて位置する傾斜部120とを有している。
際に、蓋体118等の搭載時の応力が凹部の底面と内壁との接続部に集中するのを傾斜部120によって分散することができ、また絶縁基板101の基部102の強度を補強できるため、封止工程時の熱応力が絶縁基板101に加わっても、絶縁基板101にクラックが発生するのを抑制することができる。このような電子部品収納用パッケージ100の一例を図1(a)、(b
)、および図2に示す。
けられ、さらに下面に枠部103の内壁で囲まれて、半導体素子等の第2電子部品115が搭載される凹状の第3搭載部108が設けられている。また、絶縁基板101の露出表面には複数の配線導体が設けられており、これらの複数の配線導体のうち、上面および下面のそれぞれの搭載部に設けられたものは各電子部品が接続される接続導体として機能し、絶縁基板101の下面(第2主面105の表面)に設けられた配線導体は、モジュール用基板123へ半田付
けするための外部接続導体117として機能する。そして、例えば上面に圧電振動素子が接
続パッド111に搭載され、さらに下面に半導体素子が接続導体112に搭載されて、それぞれの電子部品の各電極が各接続導体に電気的に接続された後、上面の第1搭載部の周囲に位置する第2搭載部107に搭載された金属部材110の上面に、金属からなる蓋体118が接合さ
れることにより、圧電振動素子が上面の第1搭載部106に気密封止されて圧電装置200となる。
常に小さく薄くなってきている。そのため、金属部材110に蓋体118をシーム溶接等の方法で第1搭載部106を気密封止する際に、薄層化した絶縁基板101の基部102の強度が低いた
めに、封止工程時の熱応力により絶縁基板101にクラックが発生する懸念があり、気密封
止の信頼性が低下する可能性があった。つまり、電子部品収納用パッケージ100を構成す
る絶縁基板101は、上面に枠部103が設けられていない。よって、蓋体118を金属部材110にシーム溶接等により接合する際に、その熱応力は金属部材110を介して直接基部102に作用してしまう。しかしながら、上述のように凹部の内側面において、第2主面105から前記
底面にかけて位置する傾斜部120を設けたことから、絶縁基板101の基部102の強度を補強
できるため、封止工程時の熱応力により絶縁基板101にクラックが発生することを抑制で
きる。
て、傾斜部120が第2搭載部107の内縁より内側に位置している。このような構造により、絶縁基板101の厚み方向における第2主面105側に開口する凹部を構成する枠部103の幅を
、第2主面105側から凹部の底面にかけてより大きくすることができる。よって、平面透
視において、凹部の底面と内壁との接続部が、蓋体118等の搭載時の応力が加わる第2搭
載部107から離れたものとなり、第2搭載部107に接合された金属部材110に金属からなる
蓋体118等を搭載して第1搭載部106を気密封止する際に、蓋体118等の搭載時の応力が凹
部の底面と内壁との接続部に伝わりにくいものとなり、また凹部の底面と内壁との接続部に集中するのを傾斜部120によって分散することができ、また絶縁基板101の基部102の強
度を効果的に補強できるため、封止工程時の熱応力が絶縁基板101に加わっても、絶縁基
板101にクラックが発生するのを抑制することができる。
側の傾斜部120が第2搭載部107の内縁より内側に位置していることと、凹部の底部側の傾斜部120が第2搭載部107の内縁より内側に位置していることの両方を示している。前者であれば、枠部103の幅をより大きく設けることができ、絶縁基板101の基部102の強度をよ
り効果的に補強できる一方、第3搭載部108の凹部の開口が狭くなるため、第2電子部品115の大きさに制限が生じることがある。しかし、後者であれば、枠部103の幅を大きく設
け難く、絶縁基板101の基部102の強度を補強できる効果が低くなるが、第3搭載部108の
凹部の開口を大きく設けることができるため、第2電子部品115の大きさを許容すること
ができる。
を補強する効果が変化する。第2主面105から凹部の底面にかけて、枠部103の幅がより大きくなるように、傾斜部120の傾斜角度(第3搭載部108の主面と傾斜部120のなす角度)
を大きくすれば、凹部の底部側においては基部102の強度を補強する効果を高められると
ともに、第2主面105における凹部の開口を大きく設けることができるため、基部102の強度補強と電子部品搭載性の両方を両立させることができる。
、傾斜部120が、凹部の隅部が凹部の辺部より幅が大きい。このような構造により、絶縁
基板101の厚み方向における第2主面105側に開口する凹部を構成する枠部103の幅を、凹
部の隅部において第2主面105側から凹部の底面にかけて大きくすることができる。よっ
て、平面透視において、応力が集中しやすい凹部の隅部における凹部の底面と内壁との接続部が、蓋体118等の搭載時の応力が加わる第2搭載部107からより離れたものとなり、第2搭載部107に接合された金属部材110に金属からなる蓋体118等を搭載して第1搭載部106を気密封止する際に、蓋体118等の搭載時の応力が凹部の底面と内壁との接続部により伝
わりにくいものとなり、また凹部の隅部を含む凹部の底面と内壁との接続部に集中するのを傾斜部120によって分散することができ、また絶縁基板101の基部102の四箇所の隅部に
おける強度を効果的に補強できるため、封止工程時の熱応力が絶縁基板101に加わっても
、絶縁基板101にクラックが発生するのを抑制することができる。このような電子部品収
納用パッケージ100を図3に示す。
することにより、枠部103の幅を、凹部の隅部において第2主面105側から凹部の底面にかけてより大きくすることができるため、絶縁基板101の基部102の四隅における強度を効果的に補強できる。このように傾斜部120aが、凹部の隅部が凹部の辺部より幅が大きい構
造とするためには、凹部の底部の四隅の面取り幅C1が、第2主面105側の凹部の四隅の
面取り幅C2よりも大きくなる(C1>C2)ように枠部を設ければよい。
る凸部の面取り幅C1が、第2主面105に当接する凸部の面取り幅C2よりも大きい(C
1>C2)加圧治具を用意し、この加圧治具を用いて金属ペーストの印刷パターンを形成したシート状成形体を加圧成形し、凸部に対応する部分が凹状の第3搭載部108となる加
圧成形体を製作すればよい。この場合、加圧治具の凸部が金属ペーストの印刷パターンの一部に重なるように加圧することにより、この加圧工程においてシート状成形体の表面に形成された印刷パターンのうち、凸部の周囲に対応する位置に設けられた印刷パターン(例えば、外部接続導体117となるもの)は第2主面105に残留するように保持され、凸部で加圧された印刷パターンは、シート状成形体の一方の面から凹部の底面(つまり、第3搭載部108)に向かって移動しながら加圧時に変形して、凹部の底面に複数の接続導体112が設けられる。こうして、第2主面105から凹部の底面にかけて傾斜部120aを含んで、凹部の底部の四隅の面取り幅C1が、第2主面105側の凹部の四隅の面取り幅C2よりも大き
い(C1>C2)枠部103を含んで、第2主面105側に凹状の空間が設けられた絶縁基板101を製作することができる。
、傾斜部120が、凹部の辺部から凹部の隅部にかけて漸次幅が大きい。このような構造に
より、絶縁基板101の厚み方向における第2主面105側に開口する凹部を構成する枠部103
の幅を、凹部の隅部において第2主面105側から凹部の底面にかけて滑らかに大きくする
ことができる。よって、平面透視において、応力が集中しやすい凹部の隅部における凹部の底面と内壁との接続部が、蓋体118等の搭載時の応力が加わる第2搭載部107からより離れたものとなり、第2搭載部107に接合された金属部材110に金属からなる蓋体118等を搭
載して第1搭載部106を気密封止する際に、蓋体118等の搭載時の応力が凹部の底面と内壁との接続部に効果的に伝わりにくいものとなり、また凹部の隅部を含む凹部の底面と内壁との接続部に集中するのを傾斜部120によって分散することができ、また絶縁基板101の基部102の四隅における強度を、凹部の辺部から凹部の隅部にかけて徐々に補強できるため
、封止工程時の熱応力が絶縁基板101に加わっても、絶縁基板101にクラックが発生するのをより効果的に抑制することができる。このような電子部品収納用パッケージ100を図4
に示す。
うに補強できるため、より効果的に補強できる。このように傾斜部120が、凹部の隅部が
凹部の辺部より幅が大きい構造とするためには、凹部の底部の四隅の曲率半径R1が、第2主面105側の凹部の四隅の曲率半径R2よりも大きくなる(R1>R2)ように枠部を
設ければよい。
意し、この加圧治具を用いて金属ペーストの印刷パターンを形成したシート状成形体を加圧成形し、凸部に対応する部分が凹状の第3搭載部108となる加圧成形体を製作すればよ
い。この場合、加圧治具の凸部が金属ペーストの印刷パターンの一部に重なるように加圧することにより、この加圧工程においてシート状成形体の表面に形成された印刷パターンのうち、凸部の周囲に対応する位置に設けられた印刷パターン(例えば、外部接続導体117となるもの)は第2主面105に残留するように保持され、凸部で加圧された印刷パターンは、シート状成形体の一方の面から凹部の底面(つまり、第3搭載部108)に向かって移
動しながら加圧時に変形して、凹部の底面に複数の接続導体112が設けられる。こうして
、第2主面105から凹部の底面にかけて傾斜部120aを含んで、凹部の底部の四隅の曲率半径R1が、第2主面105側の凹部の四隅の曲率半径R2よりも大きい(R1>R2)枠部103を含んで、第2主面105側に凹状の空間が設けられた絶縁基板101を製作することができる。
体121との間に露出する配線導体の面積を小さくするために、第3搭載部108における接続導体112と傾斜部120との間隔L4が、他の領域L5、L6より小さくなるように、傾斜導体121を絶縁基板101の短辺側に設ければよい。これにより、第3搭載部108に第2電子部
品115を搭載する際に、接合材122が接続導体112と傾斜導体121との間に露出する配線導体へ流出することを抑制できる。つまり、接合材122が接続導体112内だけでなく、その一部が接続導体112と傾斜導体121との間に露出する配線導体へ流出するため、下面の平面視において接続導体112と傾斜部120との間に設けられる配線導体の面積を小さくすることにより、この流出を最小限とすることができる。
傾斜導体121が位置しており、傾斜導体121は、第2主面105側の厚みが底面側の厚みより
大きい。このような構造により、電子部品収納用パッケージ100が小型化して枠部103の幅が小さくなっても、枠部103の内側面に設けられた各傾斜導体121、および外部接続導体117の両方の導体により、電子装置200とモジュール用基板123との接続強度を向上すること
ができる。つまり、電子装置200となる絶縁基板101の第2主面105には、複数の外部接続
導体117が設けられており、電子装置200とモジュール用基板123とは、モジュール用基板123の主面に設けられた図示しない複数の配線導体と、これらの複数の外部接続導体117が
半田等の接合材で接続される。さらに、絶縁基板101の第2主面105に設けられた各々の外部接続導体117と、凹部の内側面に設けられた各々の傾斜導体121とは連続して設けられているため、半田等の接合材の一部が傾斜導体121に這い上がると、第2主面105に位置する接合材だけでなく、凹部内に位置する接合材も電子装置200とモジュール用基板123との接続強度の向上に寄与する構造となる。このような電子部品収納用パッケージ100の実施例
を図9に示す。なお、図9は図4のZ-Z’線における要部拡大断面図である。
体121が位置しており、傾斜導体121が、第2主面105側の厚みが底面側の厚みより大きい
構造となっている。この例では、枠部103の厚み方向において、傾斜導体121の厚みが、第2主面105から枠部103の中央付近まで厚みが大きく、さらに枠部103の中央付近から凹部
の底面側(つまり、第3搭載部108の主面)まで厚みが小さく設けられている。そして、
モジュール用基板123の主面に設けられた図示しない複数の配線導体と、複数の外部接続
導体117が半田等の接合材で接続されるとともに、半田等の接合材の一部が傾斜導体121に
這い上がる接合構造となる。
っていることから、モジュール用基板123にたわみ等の機械的応力が加わっても、傾斜導
体121の厚みが、第2主面105側の厚みが底面側の厚みより大きいことから、絶縁基板101
から傾斜導体121が剥離する可能性を低減できる。つまり、接合材が這い上がる傾斜導体121の厚みが大きいため金属膜としての剛性が高く、さらに絶縁基板101への傾斜導体121としてのメタライズ強度が高いことから、機械的応力が加わっても絶縁基板101から傾斜導
体121が剥離し難い。
この接続部の付近において残留し難い。よって、絶縁基板101から傾斜導体121が剥離し難い構造を実現できるとともに、配線基板101の残留応力を低減して封止工程時の熱応力に
より絶縁基板101にクラックが発生することを抑制できる。
において第2搭載部107(枠状メタライズ層)の内縁よりも凹部の内側に設けられる構造
としておけば、第2搭載部107と基部102と枠部103とが重なる剛性が高い配線基板101の領域に、厚みが厚い傾斜導体121を設けることになり、上面においては封止工程時の熱応力
により絶縁基板101にクラックが発生することを抑制できるとともに、下面においては機
械的応力が加わっても絶縁基板101から傾斜導体121が剥離し難いという両方の効果を、より効果的に実現できる。
合、側面導体に接合材が設けられない構造となってしまう。しかし、このようなH構造パッケージにおいては、第2主面に設けられた外部接続導体117と、凹部の傾斜部120に設けられた傾斜導体121との両方の導体が、電子装置200とモジュール用基板123との接続強度
の向上に寄与する構造となるため、接続強度を向上するうえで有効である。
、外部接続導体117とモジュール用基板123との接続等を容易なものとするために、それらの露出した表面に1~20μm程度の厚みのニッケルめっき膜と0.1~2.0μm程度の厚みの金めっき膜とが順次被着されていてもよい。傾斜導体121を設ける位置は特に限定されな
いが、傾斜導体121が例えば図2または図4に示したように凹部の四隅に設けられる場合
、傾斜導体121が凹部の内側面の曲部に沿った構造となるため、傾斜導体121の金属膜としての剛性をより高めることができるとともに、第2主面105側の厚みが底面側の厚みより
大きいことにより、傾斜導体121に這い上がる接合材からの機械的応力を受けやすい領域
において、絶縁基板101から傾斜導体121が剥離する可能性を効果的に低減できる。
より、接続導体112と傾斜導体121との間に露出する配線導体の面積を小さくできるため(
図4で示すように、第3搭載部108における接続導体112と傾斜部120との間隔L1が、他
の領域L2、L3より小さい)、第3搭載部108に第2電子部品115を搭載する際に、接合材122が接続導体112と傾斜導体121との間に露出する配線導体へ流出することを抑制でき
る。つまり、接合材122が接続導体112内だけでなく、その一部が接続導体112と傾斜導体121との間に露出する配線導体へ流出するため、下面の平面視において傾斜部120が凹部の
内側面に設けられる構造として、第3搭載部108に位置する配線導体の面積を小さくする
ことにより、この流出を最小限とすることができる。
載部108の各接続導体112に第2電子部品115を搭載することができ、接続信頼性を向上で
きる。
傾斜導体121が位置しており、傾斜導体121は、底面から第2主面105にかけて漸次厚みが
大きい。このような構造により、電子部品収納用パッケージ100が小型化して枠部103の幅が小さくなっても、枠部103の内側面に設けられた各傾斜導体121、および外部接続導体117の両方の導体により、傾斜導体121への接合材の這い上がる高さに影響され難く、電子装置200とモジュール用基板123との接続強度を向上することができる。つまり、電子装置200となる絶縁基板101の第2主面105には、複数の外部接続導体117が設けられており、電子装置200とモジュール用基板123とは、モジュール用基板123の主面に設けられた図示しな
い複数の配線導体と、これらの複数の外部接続導体117が半田等の接合材で接続される。
さらに、絶縁基板101の第2主面105に設けられた各々の外部接続導体117と、凹部の内側
面に底面から第2主面105にかけて漸次厚みが大きく設けられた各々の傾斜導体121とは連続して設けられているため、半田等の接合材の一部が傾斜導体121に這い上がり、第2主
面105に位置する接合材だけでなく、凹部内に位置する接合材も電子装置200とモジュール用基板123との接続強度の向上に寄与する構造となる。このような電子部品収納用パッケ
ージ100の実施例を図10に示す。なお、図10は図4のZ-Z’線における他の実施例
を示す要部拡大断面図である。
導体121が位置しており、傾斜導体121が、底面から第2主面105にかけて漸次厚みが大き
くなるように設けられている。そして、モジュール用基板123の主面に設けられた図示し
ない複数の配線導体と、複数の外部接続導体117が半田等の接合材で接続されるとともに
、半田等の接合材の一部が傾斜導体121に這い上がる接合構造となる。なお、図10に示
したように傾斜導体121の凹部の底面に近い領域までは高さがあり接合材が這い上がり難
いが、接合材が過剰に這い上がって第2電子部品115と接触したり、厚みが小さい傾斜導
体121が絶縁基板101から剥離することを抑制するために、例えば接合材が過剰に這い上がり難くなるように、傾斜導体121の凹部の底面に近い領域を覆う絶縁膜を設けてもよい。
絶縁膜は、例えば絶縁基板101と同一材料からなるセラミック材料、耐熱性樹脂等を使用
することができる。
かけて漸次大きくなるように設けられていることから、モジュール用基板123にたわみ等
の機械的応力が加わっても、接合材が這い上がる高さの影響を受け難く、絶縁基板101か
ら傾斜導体121が剥離する可能性を低減できる。つまり、電子装置200とモジュール用基板123との間に位置する半田等の接合材が、絶縁基板101の傾斜導体121の高さ方法の途中か
ら第2主面105側にかけて漸次厚みが大きくなるように接合されることに対し、接合材が
這い上がる傾斜導体121の厚みがこれと同様に底面から第2主面105にかけて漸次厚みが大きくなるように設けられるため、接合材の厚みに応じて傾斜導体121の金属膜としての剛
性、および絶縁基板101へのメタライズ強度を有する傾斜導体121を実現でき、機械的応力が加わっても絶縁基板101から傾斜導体121が剥離し難い。
い。この加圧工程においてシート状成形体の表面に形成された印刷パターンのうち、凸部の周囲に対応する位置に設けられた印刷パターン(例えば、外部接続導体117となるもの
)は第2主面105に残留するように保持され、凸部で加圧された印刷パターンは、シート
状成形体の一方の面から凹部の底面(つまり、第3搭載部108)に向かって移動しながら
加圧時に変形して、傾斜部120、傾斜導体121、および凹部の底面に複数の接続導体112が
設けられる。そして、凹部の底面から第2主面105にかけて漸次厚みが大きい傾斜導体121を設けることが可能となる。なお、加圧治具の凸部の第3搭載部108に接する領域の面積
が、第2主面に接する領域の内側の面積よりも小さい構造により傾斜部120が設けられる
ため、加圧加工後の加圧治具をシート状成形体から剥離することが容易となる。
おいて、外部接続導体117は、凹部の内側面の直線領域から離れているとともに、凹部の
内側面における曲部を含む領域に位置した傾斜導体121を介して接続導体112と接続されている。このような構造により、電子部品収納用パッケージ100を含む電子装置200を、複数の外部接続導体117を介して半田等の接合材によりモジュール用基板123に搭載する際に、外部接続導体117から這い上がる接合材の経路を狭くでき、接合材の一部が凹部内に過剰
に這い上がることを抑制できる。つまり、枠部103の第2主面105に設けられた外部接続導体117が、凹部の内側面の直線領域から離れていることにより、第2主面105と凹部の内側面とが接する直線領域に外部接続導体117が位置しないため、外部接続導体117となる金属ペーストをスクリーン印刷等により第2主面105に設ける際に、凹部の内側面に金属ペー
ストが垂れ込まない。さらに、外部接続導体117を含む露出した各配線導体にめっき膜を
被着させる際に、凹部の内側面にめっき膜が拡がり難い。よって、接合材の一部が凹部内に過剰に這い上がることを抑制できるため、第3搭載部108に搭載される第2電子部品115と接合材との接触、短絡等による不具合を抑制できる。なお、図3、図4に示すように、傾斜部120の最も傾斜が小さい領域が凹部内の四隅に位置し、四隅に傾斜導体121が設けられていれば、傾斜導体121に這い上がった接合材と第2電子部品115との接触、短絡等による不具合をより効果的に抑制できる。
がることにより、傾斜導体121が凹部の内側面における曲部を含む領域に位置した絶縁基
板101から剥離する可能性を低減できる。つまり、傾斜導体121が凹部の内側面における曲部を含む隣り合う凹部の一方の内側面から他方の内側面にかけて設けられていると、横断面視で傾斜導体121がC形状となり、金属膜としての剛性が高く、さらに絶縁基板101への傾斜導体121としてのメタライズ強度が高くなることから、機械的応力が加わっても絶縁
基板101から傾斜導体121が剥離し難い。
が被着された場合、金属膜としての剛性をより高めることができる。これは、傾斜導体121となるメタライズ導体の厚みが例えば、10~20μmとして設けられることに加えて、緻
密な硬い金属膜として設けられるニッケルめっき膜の厚みを大きくすることにより、メタライズ導体と厚みが大きいニッケルめっき膜の両方により金属膜としての剛性をより高め
ることができるからである。よって、ニッケルめっき膜は耐熱性に優れており、横断面視がC形状として設けられる傾斜導体121との相乗効果もあり、モジュール用基板123に機械的応力が加わっても、傾斜導体121が絶縁基板101から剥離する可能性をさらに効果的に低減できる。
における曲部を含む領域に傾斜導体121を設ければ、傾斜導体121となる金属ペーストの印刷パターンを形成したシート状成形体を加圧成形する際に、傾斜部120の分だけ傾斜導体121となる金属ペーストの印刷パターンの変形する距離(つまり、印刷パターンが引き伸ばされる距離)を小さくできるため、加圧加工時の傾斜導体121の断線を抑制する効果があ
る。
した接続パッド111と、第2主面105に埋まった外部接続導体117と、傾斜部120の傾斜面に埋まった傾斜導体121とを含んでいる。このような構造により、第1主面104側では第1搭載部106の底面と第1電子部品114との間隔を大きくして搭載できるとともに、第2主面105側では複数の外部接続導体117が絶縁基板101から剥離することを抑制できる。つまり、
第1電子部品114が例えば圧電振動素子である場合、第1電子部品114を接続パッド111に
第1電子部品114の長さ方向の一端部に設けられた一対の電極を、導電性樹脂113を介して電気的、機械的に接続する際に、接続パッド111の上面を基部102の主面(つまり、第1搭載部106の上面)から高さ方向に設けることができ、第1電子部品114の長さ方向の他端部が基部102の主面と接触して電子装置200の発振不良となる可能性を抑制することができる。
が加わっても絶縁基板101から外部接続導体117および傾斜導体121が剥離し難い。
体117となる導体層を、金属ペーストを用いて印刷法等により印刷パターンとして形成し
ておき、この印刷パターンの一部が加圧治具の凸部に加圧されることにより、図9、図10に示すように、外部接続導体117が第2主面105に埋まっており、さらに傾斜導体121が
傾斜部120の傾斜面に埋まった構造を有する配線基板領域が配列された中間成型体を製作
できる。この時点では、第1主面104側の接続パッド111は設けられていない。
方向に突出した接続パッド111が設けられた成型体を製作できる。このとき、接続パッド111と同時に第2搭載部107(金属部材110がろう付けされる下地金属となる枠状のメタライズ層)を金属ペーストを用いて印刷法等により設けてもよい。これにより、接続パッド111と第2搭載部107とを位置精度よく設けることができるとともに、第2搭載部107におい
ても第1主面104から厚み方向に突出して設けることができ、金属部材110の厚みを抑制しながら第1電子部品114が収容される第1搭載部106の容積を大きくできる。また、第2搭載部107が第1主面104から厚み方向に突出しており、第2搭載部107の主面だけでなく、
内縁および外縁にかけて、第2搭載部107と金属部材110との間にろう材のフィレットが形成され易くなることから、第2搭載部107への金属部材110の接合強度を向上できる。
たは凸状の下面に凹部を有するキャップであり、接合される金属部材110が枠状のシール
リングであれば、一方の主面に銀-銅合金等のろう材層が圧着されてなる鉄-ニッケル-コバルト合金等の金属板が、例えば打ち抜き加工により枠状に打ち抜かれることにより製作されている。そして、絶縁基板101の第2搭載部107に金属部材110をろう付けする際に
、金属部材110の下面に圧着されたろう材層が熱処理により溶融して第2搭載部107の主面および内縁、外縁にかけて、第2搭載部107と金属部材110との間にろう材のフィレットが形成される。なお、第2搭載部107の露出した表面には、1~20μm程度の厚みのニッケ
ルめっき膜と0.1~2.0μm程度の厚みの金めっき膜とが順次被着されていてもよい。これにより、第2搭載部107へのろう材の濡れ性が向上する。
造により、電子部品の小型化に伴い電子部品収納用パッケージ100が小型化しても、気密
封止性に優れた小型の電子装置200を提供できる。つまり、第1搭載部106の接続導体112
に第1電子部品114を搭載したのちに、第2搭載部107に接合された金属部材110に金属か
らなる蓋体118等を搭載して第1搭載部106を気密封止する際において、絶縁基板101の厚
み方向における第2主面105側に開口する凹部を構成する枠部103の幅を、傾斜部120によ
り第2主面105側から凹部の底面にかけて大きくすることができるため、絶縁基板101の基部102の強度を補強できる。よって、封止工程時の熱応力により絶縁基板101にクラックが発生することを抑制できる。
b)は、本発明の実施形態の電子装置200の一例を示す平面透視図、および断面透視図で
ある。電子装置200に含まれる絶縁基板101は、厚み方向の断面透視で凹型を上下反転させたパッケージ構造を有している。そして、第2搭載部107に金属部材110が搭載されることにより、上面に第1搭載部106が設けられ、下面に第3搭載部108が設けられ、それぞれ上下面に開口を有する、いわゆるH構造パッケージと呼ばれる電子部品収納用パッケージ100が構成される。この電子部品収納用パッケージ100の第1搭載部106に圧電振動素子等の
第1電子部品114が、第2搭載部107に接合された金属部材110に金属からなる蓋体118等がシーム溶接等により接合されて気密封止され、さらに第3搭載部108に半導体素子および
温感素子等の第2電子部品115が搭載されて電子装置200が構成されている。
を設けてもよい。図3は、凹部の底部の四隅の面取り幅C1が、第2主面105側の凹部の
四隅の面取り幅C2よりも大きい(C1>C2)枠部103を有する絶縁基板101を含む電子装置200を示す。また、図4は、凹部の底部の四隅の曲率半径R1が、第2主面105側の凹部の四隅の曲率半径R2よりも大きい(R1>R1)枠部103を有する絶縁基板101を含む電子装置200を示す。
め、図3、図4のように、凹部の底部の四隅において、傾斜部120の傾斜が緩やかになる
ように凹部の中央側に向かって設けられていれば、つまり下面の平面視で凹部の底部の四箇所の隅部の傾斜部120の幅が大きくなるように設けられていれば、より効果的に封止工
程時の熱応力により絶縁基板101にクラックが発生することを抑制できる。
、電子装置200が接続されたモジュール用基板123とを有している。このような構造により、気密封止性に優れた小型の電子装置200が搭載され、動作信頼性に優れた電子モジュー
ル300を提供できる。つまり、電子部品収納用パッケージ100に含まれる絶縁基板101の基
部102の強度が、第2主面105側から凹部の底面にかけて設けられる傾斜部120により補強
されており、封止工程時の熱応力により絶縁基板101にクラックが発生することが抑制さ
れ、気密封止性に優れた小型の電子装置200が搭載された電子モジュール300を実現できる。
の幅が小さくなっても、枠部103の内側面に設けられた各傾斜導体121、および各外部接続導体117の両方の導体により、電子装置200とモジュール用基板123との接続強度を向上す
ることができる。つまり、電子装置200となる絶縁基板101の第2主面105には、複数の外
部接続導体117が設けられており、電子装置200とモジュール用基板123とは、モジュール
用基板123の主面に設けられた図示しない複数の配線導体と、これらの複数の外部接続導
体117が半田等の接合材で接続される。さらに図9、図10に示すように、絶縁基板101の第2主面105に設けられた各々の外部接続導体117と、凹部の内側面に設けられた各々の傾斜導体121とは連続して設けられており、半田等の接合材の一部が傾斜導体121に這い上がるため、第2主面105に位置する接合材だけでなく、凹部内に位置する接合材も電子装置200とモジュール用基板123との接続強度の向上に寄与する構造となり、電子装置200とモジュール用基板123との接続強度が向上した、接続信頼性に優れた電子モジュール300を実現できる。
ことにより、半田等の接合材の一部が傾斜導体121に這い上がる面積を大きくできるため
、電子装置200とモジュール用基板123との接続強度をさらに向上できる。
、第2搭載部107の接続導体112が4つ、第2主面105の外部接続導体117が4つとした構造を示したが、各搭載部に搭載される各電子部品の種類、形状、搭載位置、および入出力端子の個数等に応じて、その他の個数で設けられていてもよい。
101・・・絶縁基板
102・・・基部
103・・・枠部
104・・・第1主面
105・・・第2主面
106・・・第1搭載部
107・・・第2搭載部
108・・・第3搭載部
109・・・第4搭載部
110・・・金属部材
111・・・接続パッド
112・・・接続導体
113・・・導電性樹脂
114・・・第1電子部品
115・・・第2電子部品
117・・・外部接続導体
118・・・蓋体
119・・・切欠き
120・・・傾斜部
120a・・・傾斜部(四隅)
121・・・傾斜導体
122・・・接合材
123・・・モジュール用基板
200・・・電子装置
300・・・電子モジュール
L1、L2、L3・・・接続導体と傾斜部との間隔
L4、L5、L6・・・接続導体と傾斜部との間隔
Claims (14)
- 平面視が矩形状であり、第1主面および該第1主面と相対する第2主面を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記第1主面が有する第1搭載部と、該第1搭載部の周辺部に位置し、枠状部を含む金属部材が搭載される枠状の第2搭載部と、前記第1搭載部に位置し、第1電子部品が接続される接続パッドと、前記第2主面に位置した外部接続導体と、前記第2主面に開口する凹部の底面が有する第3搭載部と、該第3搭載部に位置し、第2電子部品が接続される接続導体と、前記凹部の内側面において、前記第2主面から前記底面にかけて位置する傾斜部とを有し、平面視において、前記傾斜部は、前記凹部の隅部が前記凹部の辺部より幅が大きいことを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
- 平面視が矩形状であり、第1主面および該第1主面と相対する第2主面を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記第1主面が有する第1搭載部と、該第1搭載部の周辺部に位置し、枠状部を含む金属部材が搭載される枠状の第2搭載部と、前記第1搭載部に位置し、第1電子部品が接続される接続パッドと、前記第2主面に位置した外部接続導体と、前記第2主面に開口する凹部の底面が有する第3搭載部と、該第3搭載部に位置し、第2電子部品が接続される接続導体と、前記凹部の内側面において、前記第2主面から前記底面にかけて位置する傾斜部とを有し、平面視において、前記傾斜部は、前記凹部の辺部から前記凹部の隅部にかけて漸次幅が大きいことを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
- 平面視が矩形状であり、第1主面および該第1主面と相対する第2主面を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記第1主面が有する第1搭載部と、該第1搭載部の周辺部に位置し、枠状部を含む金属部材が搭載される枠状の第2搭載部と、前記第1搭載部に位置し、第1電子部品が接続される接続パッドと、前記第2主面に位置した外部接続導体と、前記第2主面に開口する凹部の底面が有する第3搭載部と、該第3搭載部に位置し、第2電子部品が接続される接続導体と、前記凹部の内側面において、前記第2主面から前記底面にかけて位置する傾斜部とを有し、前記凹部の内側面に傾斜導体が位置しており、前記傾斜導体は、前記第2主面側の厚みが前記底面側の厚みより大きいことを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
- 平面視が矩形状であり、第1主面および該第1主面と相対する第2主面を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記第1主面が有する第1搭載部と、該第1搭載部の周辺部に位置し、枠状部を含む金属部材が搭載される枠状の第2搭載部と、前記第1搭載部に位置し、第1電子部品が接続される接続パッドと、前記第2主面に位置した外部接続導体と、前記第2
主面に開口する凹部の底面が有する第3搭載部と、該第3搭載部に位置し、第2電子部品が接続される接続導体と、前記凹部の内側面において、前記第2主面から前記底面にかけて位置する傾斜部とを有し、前記凹部の内側面に傾斜導体が位置しており、前記傾斜導体は、前記底面から前記第2主面にかけて漸次厚みが大きいことを特徴とする電子部品収納用パッケージ。 - 平面視が矩形状であり、第1主面および該第1主面と相対する第2主面を有する絶縁基板と、該絶縁基板の前記第1主面が有する第1搭載部と、該第1搭載部の周辺部に位置し、枠状部を含む金属部材が搭載される枠状の第2搭載部と、前記第1搭載部に位置し、第1電子部品が接続される接続パッドと、前記第2主面に位置した外部接続導体と、前記第2主面に開口する凹部の底面が有する第3搭載部と、該第3搭載部に位置し、第2電子部品が接続される接続導体と、前記凹部の内側面において、前記第2主面から前記底面にかけて位置する傾斜部とを有し、平面視において、前記外部接続導体は、前記凹部の内側面の直線領域から離れているとともに、前記凹部の内側面における曲部を含む領域に位置した傾斜導体を介して前記接続導体と接続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。
- 平面透視において、前記傾斜部は、前記第2搭載部の内縁より内側に位置していることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
- 平面視において、前記傾斜部は、前記凹部の隅部が前記凹部の辺部より幅が大きいことを特徴とする請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
- 平面視において、前記傾斜部は、前記凹部の辺部から前記凹部の隅部にかけて漸次幅が大きいことを特徴とする請求項1または請求項3乃至請求項7のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
- 前記凹部の内側面に傾斜導体が位置しており、
前記傾斜導体は、前記第2主面側の厚みが前記底面側の厚みより大きいことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項5乃至請求項8のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。 - 前記凹部の内側面に傾斜導体が位置しており、
前記傾斜導体は、前記底面から前記第2主面にかけて漸次厚みが大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項3または請求項5乃至請求項9のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。 - 平面視において、前記外部接続導体は、前記凹部の内側面の直線領域から離れているとともに、前記凹部の内側面における曲部を含む領域に位置した傾斜導体を介して前記接続導体と接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4または請求項6乃至請求項10のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
- 前記第1搭載部に含まれ、前記第1主面から厚み方向に突出した第4搭載部および該第4搭載部に位置した前記接続パッドと、前記第2主面に埋まった前記外部接続導体と、前記傾斜部の傾斜面に埋まった傾斜導体とを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
- 請求項1乃至請求項12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。 - 請求項13に記載の電子装置と、該電子装置が接続されたモジュール用基板とを有していることを特徴とする電子モジュール。
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