JP7137965B2 - 液分含有電解質充填用セラミックパッケージ - Google Patents
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Description
上記セラミックパッケージによれば、上記キャビティの底面における四隅側ごとに設けた4つの導体パッドから、上記セラミック基体と上記セラミック枠体との間を外周側に延出した層間導体部を介して、前記セラミック基体の外側面に形成された別のキャスタレーション導体へ至る経路の電気的信頼性が高められる。
しかし、前記導体パッドの外部に露出する表面にメッキにより被覆されたニッケル層および金層の薄い部分から上記電解質が該導体パッドを形成するタングステンなどの金属部に接触することにより、腐食が始まると共に、かかる腐食は、前記層間導体部を経て、前記セラミック基体の外側面に形成された前記別のキャスタレーション導体に至る場合がある。その結果、かかる腐蝕が進むと、セラミック層間に位置する層間導体などにリークパスを発生させ、セラミックパッケージのキャビティ内部と外部との気密性が損なわれてしまう、という問題があった。
即ち、本発明の液分含有電解質充填用セラミックパッケージ(請求項1)は、複数のセラミック層を積層してなり、且つ対向する表面および裏面と、該表面と裏面との間に位置する側面とを有する基板本体と、該基板本体の表面に開口し、且つ底面および内側面を有するキャビティと、該キャビティの底面に形成された電極パッドと、上記基板本体の裏面に形成された外部接続端子と、上記電極パッドの上方に追って実装される電子部品と、該電子部品の周囲を含む上記キャビティ内に追って充填される液分含有電解質と、を備える液分含有電解質充填用セラミックパッケージであって、上記電極パッドと上記外部接続端子とは、上記キャビティの底面と上記基板本体の裏面とを形成する単数あるいは複数のセラミック層を厚み方向に沿って貫通するビア導体を介して、電気的に接続され、上記キャビティの底面を形成する下層側のセラミック層と、該下層側のセラミック層の真上に積層された上層側のセラミック層との間に、上記電極パッドの一部が進入している進入部を有し、上記基板本体の平面視において該進入部を除いた外周側の位置で上記下層側のセラミック層と上記上層側のセラミック層とが直に接続されていると共に、上記基板本体の側面に、平面視が半円形状またはコ字形状の凹部と、該凹部の内壁面に沿って形成され且つ該側面の裏面側端部まで延在する側面導体とを有し、上記外部接続端子は、上記基板本体の裏面の側面側端部まで延在し、且つ上記側面導体の裏面側端部と該外部接続端子の前記側面側端部とが接続されており、上記電極パッドと上記側面導体とは、離間して配置されている、ことを特徴とする。
(1)前記電極パッドと前記外部接続端子とは、前記ビア導体のみを介して電気的に接続され、前記キャビティの底面の外周側で且つ該底面と同じ平面では、前記複数のセラミック層同士が直に接合されている。つまり、側面導体と電極パッドとは、基板本体の側面では接続されていない。その結果、前記電解質による腐食に起因するリークパスが基板本体の側面に形成される事態をなくすか、抑制できる。従って、前記キャビティ内に追って実装される電子部品を包囲するように充填される前記液分含有電解質が、前記基板本体の側面などの外部に漏れ出る事態を防止することができる。
(2)上記効果(1)に伴って、前記キャビティの底面に設けた電極パッド上に追って実装されるキャパシタなどの電子部品の信頼性を保証し易くなる。
(3)前記外部接続端子の側面側端部と前記側面導体の裏面側端部とが接続されているので、上記効果(1)と共に、本セラミックパッケージをプリント基板などに搭載する際における接続信頼性を十分に確保することができる。
(4)前記電極パッドがその一部に前記進入部を有しているので、平面視が比較的広い面積の電極パッドでも、前記キャビティの底面とその周辺側とに容易に配置できるので、本セラミックパッケージ全体の小型化に寄与し得ると共に、基板本体の裏面に設けた前記外部接続端子と導通するビア導体の設定位置の自由度も高められる。
また、前記電極パッド、外部接続端子、ビア導体、および内層配線は、前記セラミックがアルミナなどである場合には、タングステン(以下、単にWと略記する)、あるいはモリブデン(以下、単にMoと略記する)からなり、前記セラミックがガラス-セラミックなどである場合には、銅(Cu)または銀(Ag)からなる。
更に、前記基板本体(パッケージ本体)の表面および裏面は、例えば、平面視で矩形(長方形または正方形)状を呈するが、該矩形状に限定されるものではない。
また、前記電子部品には、例えば、キャパシタを含むコンデンサが例示される。
更に、前記電極パッドは、例えば、平面視が矩形状を呈するが、これに限定されない。
また、前記電極パッドは、複数のビア導体を介して、複数の前記外部接続端子と並列に接続されていても良い。
更に、前記ビア導体の径方向に沿った断面は、円形状、長円形状、楕円形状、矩形状の何れかである。
更に、前記ゲル状の電解質は、液体状の電解質をポリマーゲルに含浸させたもので、該ポリマーゲルには、ポリエチレンオキシド、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデンなどが含まれる。あるいは、ピリジン系、循環式アミン系、脂肪族アミン系、またはイミダゾリウム系のイオン性液体やアミジン系などの常温溶融塩を用いても良い。
加えて、前記セラミックパッケージは、複数の該配線基板を平面視で縦横に隣接して併有する製品領域と、該製品領域の周囲を囲み且つ前記複数のセラミック層を積層した耳部と、から構成された多数個取りの形態(大版)としても良い。
これによれば、前記各効果に加えて、更に次の効果(6)を得ることができる。
(6)前記ビア導体が、前記内層配線を介して、前記電極パッドおよび前記外部接続端子と電気的に接続されているので、平面視において、前記電極パッドの配置と、外部接続端子の配置とに関する設計上の自由度が一層高められる。
図1(A)は、本発明の前提となる参考形態の液分含有電解質充填用セラミックパッケージ1aを示す平面図、図1(B)は、前記(A)中のB-B線の矢視に沿った垂直断面図である。
上記液分含有電解質充填用セラミックパッケージ(以下、単にパッケージと称する)1aは、図1(A),(B)に示すように、平面視の外形が矩形状で且つ対向する表面3および裏面4と,該表面3と裏面4との間に位置する四辺の側面5とを有する基板本体2と、前記表面3に開口し且つ平面視が矩形状の底面7およびその四辺から立設する内側面8を有するキャビティ6と、該キャビティ6の底面7における平面視で左側の短辺側に沿って形成された一対(2個)の電極パッド9と、上記基板本体2の裏面4における前記一対のパッド9の下方側ごとに個別に形成された一対(2個)の外部接続端子10と、該外部接続端子10とは反対側の前記裏面4に形成された一対の実装用裏面導体(以下、単に裏面導体と称する)11と、を備えている。
また、前記一対の電極パッド9と一対の外部接続端子10とは、下層側の前記セラミック層c1を貫通する一対のビア導体12を介して、個別に導通可能とされている。尚、該一対のビア導体12は、図1(B)の前後方向で重複している。
更に、前記基板本体2における平面視で左右両側の側面5には、該側面5と前記裏面4とに跨がる全体が直方体形状の凹部18が2つずつ形成され、このうち、左側の側面5の凹部18ごとの該側面5と平行な奥側の内壁面には、前記一対の外部接続端子10の側面側端部と裏面側端部が接続される一対の側面導体17が個別に延在している。
加えて、上記基板本体2において、平面視で右側の側面5と裏面4とに跨がって形成された一対の凹部18ごとでは、上記側面導体17の裏面側端部と裏面導体11の側面側端部とが個別に接続されている。
加えて、図1(B)に示すように、前記キャビティ6内の電極パッド9ごとの上方には、追って、キャパシタのような電子部品14が実装され、更に、該電子部品14の周囲を含む上記キャビティ6内には、液状またはゲル状の液分含有電解質(以下、単に電解質と称する)16が追って充填される。
尚、上記電解質16が充填された後の前記キャビティ6の開口部は、例えば、図示しないセラミック製や金属製などの蓋板によって、外部から密封される。
上記パッケージ1bは、図2(A),(B)に示すように、前記同様のセラミック層c1,c2を積層した前記同様の基板本体2と、前記同様のキャビティ6とを備えている。該パッケージ1bでは、キャビティ6の底面7において対向する一対の短辺側に一対の電極パッド9が個別に形成され、平面視で該電極パッド9ごとの下方側に当たる基板本体2の裏面4における一対の短辺側に、一対の外部接続端子10が形成されている。また、平面視で対向する基板本体2における一対の短辺を形成する側面5と前記裏面4とに跨がって、一対の凹部18が個別に形成されている。該凹部18の奥側の内壁面ごとには、側面導体17が形成され、該側面導体17ごとの裏面側端部は、上記一対の外部接続端子10の側面側端部と個別に接続されている。
尚、図2(B)に示すように、前記パッケージ1bでも、そのキャビティ6内に、前記同様の電子部品14が追って実装され、且つその周囲には前記と同様の電解質16が追って充填された後、該キャビティ6の開口部は、適宜封止される。
上記パッケージ1cは、図3(A),(B)に示すように、前記パッケージ1aと同様の基板本体2と、前記同様のキャビティ6と、前記と同様である一対ずつの外部接続端子10、裏面導体11、側面導体17、ビア導体12、および、4つの凹部18とを備えている。
該パッケージ1cが前記パッケージ1aと相違している点は、キャビティ6の底面7における左側の短辺に沿って形成された一対の電極バッド9の一部に、基板本体2を形成するセラミック層c1,c2間に進入部9aが個別に含まれている構造を有することである。尚、該進入部9aごとの外周側では、前記セラミック層c1,c2が互いに強固に接合されている。
上記パッケージ1dは、図4(A),(B)に示すように、前記パッケージ1bと同様の基板本体2と、前記同様のキャビティ6と、前記と同様である一対ずつの外部接続端子10、側面導体17、ビア導体12、および、凹部18とを備えている。
該パッケージ1dが前記パッケージ1bと相違している点は、キャビティ6の底面7において対向する一対の短辺に個別に形成された一対の電極バッド9の一部に、前記基板本体2を形成するセラミック層c1,c2間に進入部9aが個別に含まれている構造を有することである。尚、該進入部9aごとの外周側でも、前記セラミック層c1,c2が互いに強固に接合されている。
更に、上記に伴って、前記キャビティ6の底面7に設けた電極パッド9上に追って実装されるキャパシタなどの電子部品14の信頼性を保証し易くなる。
加えて、前記外部接続端子10の側面側の端部と前記側面導体17の裏面側の端部とが接続されているので、本セラミックパッケージ1a,1bをプリント基板などに搭載する際における接続信頼性を十分に確保することができる。
従って、前記セラミック1a,1bによれば、前記効果(1)~(3)を得ることができる。
従って、前記セラミック1c,1dによれば、前記効果(1)~(3)に加えて、更に前記効果(4)を得ることができる。
上記パッケージ1eは、図5(A)に示すように、前記同様の基板本体2と、前記同様のキャビティ6とを備えている。該キャビティ6の底面7における四隅側には、4つの電極パッド9が個別に形成され、これらの下方側である基板本体2の裏面4ごとには、前記同様である4つの外部接続端子10(図示せず)が個別に形成されている。該外部接続端子10ごとの側面側端部は、図5(A)で左右一対の側面5に直に一対ずつ形成された合計4つの側面導体17の裏面側端部と個別に接続されている。
従って、上記パッケージ1eによれば、前記効果(1)、(2)を得ることができる。
従って、上記パッケージ1fによれば、前記効果(1)~(4)を得ることができる。
従って、平面視において、前記電極パッド9の配置と、外部接続端子10との配置に関する設計上の自由度が一層高められるので、前記効果(1)~(3)に加えて、更に、前記効果(6)を得ることができる。
また、図5(C)、(D)中の電極パッド9は、それらの一部が前記セラミック層c12,c21間に進入する前記進入部9aを有する形態としても良く、かかる形態の場合には、前記効果(1)~(4),(6)を得ることができる。
上記母パッケージ20は、図示のように、前記セラミック層c1,c2を積層してなり、平面視が矩形状の表面3および裏面4を有すると共に、平面視の中央側には複数の前記パッケージ1aを縦横に隣接して併有する製品領域21と、該製品領域21の周囲を囲む平面視が矩形枠状の耳部22とを備えている。
上記表面3側において、上記製品領域21と耳部22との境界、および製品領域21内で隣接するパッケージ1a同士間の境界には、平面視が格子枠形状で且つ垂直断面が幅の狭いV字形状を呈する分割溝23が平面視で格子枠形状にして形成されている。
尚、上記メッキ用電極25は、前記セラミック層c1,c2間に形成された図示しないメッキ用配線を介して、前記ビア導体12あるいは前記内層配線15と電気的に接続されている。
更に、図6(B)に示すように、前記母パッケージ20の裏面4における前記分割溝23の真下付近ごとには、該裏面4に開口し且つ平面視が長方形状の凹部26が形成され、それらにおける図示で左右の内壁面ごとには、前記側面導体17が個別に形成されている。該側面導体17は、外部接続端子10または裏面導体11と接続されている。即ち、上記分割溝23に沿って母パッケージ20を個片化した場合、上記凹部26は、一対の前記凹部18に分割されるものである。
尚、前記パッケージ1b~1dも、前記同様の形態を有する母パッケージの形態によって提供することが可能である。
また、前記図5(A),(B)で示したように、キャビティ6の底面7の四隅側ごとに電極パッド9を有し、且つ前記図5(D)で示したように、パッケージ本体2の側面5に凹部18と側面導体19とを併有する形態であっても、前記同様の形態を有する母パッケージによって提供することが可能である。
例えば、前記基板本体2を構成するセラミック層cxは、例えば、ガラス-セラミックからなるものとしても良い。かかる場合、前記電極パッド9、外部接続端子10、ビア導体12、および側面導体17などの導体には、CuまたはAgが用いられる。
また、前記電極パッド9は、一対(2個)以上であれば、任意の総数によって前記キャビティ6の底面7に形成することができる。
更に、前記パッケージ1a,1cの基板本体2において、前記側面導体17が形成された側面5と対向する(図1,図3で右側の)側面5にも、別の側面導体17を更に形成し、該側面導体17の裏面側端部と接続する側面側端部を有する外部接続端子10を前記裏面4の右側に設けても良い。この場合、該右側の外部接続端子10に対応する電極パッド9を必ずしもその上方に設ける必要はない。
また、前記パッケージ1a~1dの凹部18における3つの内壁面に亘って平面視がコ字形状を呈する側面導体を形成しても良い。
加えて、前記基板本体2の表面3に複数のキャビティ6が個別に開口し、且つ該キャビティ6ごとの底面7に一対以上の電極パッド9が個別に形成されていると共に、これらの下方側の裏面4ごとにおいて隣接する側面5に、前記外部接続端子10とこれに接続する側面導体17などとを形成した形態としても良い。
2…………………………基板本体
3…………………………表面
4…………………………裏面
5…………………………側面
6…………………………キャビティ
7…………………………底面
8…………………………内側面
9…………………………電極パッド
9a………………………進入部
10………………………外部接続端子
12,12a,12b…ビア導体
14………………………電子部品
15………………………内層配線
16………………………電解質
17,19………………側面導体
c1,c2………………セラミック層
Claims (4)
- 複数のセラミック層を積層してなり、且つ対向する表面および裏面と、該表面と裏面との間に位置する側面とを有する基板本体と、
上記基板本体の表面に開口し、且つ底面および内側面を有するキャビティと、
上記キャビティの底面に形成された電極パッドと、
上記基板本体の裏面に形成された外部接続端子と、
上記電極パッドの上方に追って実装される電子部品と、該電子部品の周囲を含む上記キャビティ内に追って充填される液分含有電解質と、を備える液分含有電解質充填用セラミックパッケージであって、
上記電極パッドと上記外部接続端子とは、上記キャビティの底面と上記基板本体の裏面とを形成する単数あるいは複数のセラミック層を厚み方向に沿って貫通するビア導体を介して、電気的に接続され、
上記キャビティの底面を形成する下層側のセラミック層と、該下層側のセラミック層の真上に積層された上層側のセラミック層との間に、上記電極パッドの一部が進入している進入部を有し、上記基板本体の平面視において該進入部を除いた外周側の位置で上記下層側のセラミック層と上記上層側のセラミック層とが直に接続されていると共に、
上記基板本体の側面に、平面視が半円形状またはコ字形状の凹部と、該凹部の内壁面に沿って形成され且つ該側面の裏面側端部まで延在する側面導体とを有し、
上記外部接続端子は、上記基板本体の裏面の側面側端部まで延在し、且つ上記側面導体の裏面側端部と該外部接続端子の前記側面側端部とが接続されており、
上記電極パッドと上記側面導体とは、離間して配置されている、
ことを特徴とする液分含有電解質充填用セラミックパッケージ。 - 前記キャビティは、平面視が長方形または正方形であり、これらの四隅にアールを有している、
ことを特徴とする請求項1に記載の液分含有電解質充填用セラミックパッケージ。 - 前記電極パッドは、平面視で前記キャビティの底面における四隅側ごとに、前記進入部を含めて合計4個が形成されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の液分含有電解質充填用セラミックパッケージ。 - 前記基板本体は、前記キャビティの底面を形成する下層側のセラミック層と、前記基板本体の裏面を形成す最下層のセラミック層との間に形成された内層配線を有しており、
前記ビア導体は、上記内層配線を介して、前記電極パッドおよび前記外部接続端子と接続している、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の液分含有電解質充填用セラミックパッケージ。
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