JPH0196997A - 電磁シールドパッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子部品を搭載するセラミックパッケージに関
する。より詳細には、酸化物超電導体を電磁シールドに
用い、シールド効果が高いセラミックパッケージに関す
る。

従来の技術 セラミックパッケージに搭載されたＩＣをプリント基板
に実装し機器に組み込む場合、ＩＣ外部からの電磁波に
よる誤動作を防ぐため、また、ＩＣから発せられる電磁
波を漏洩させないためにその基板自体を金属ケースの中
に収めてシールドするということが行われている。しか
しこの方法によると、実装密度が低くなり、機器の重量
が増える。また基板どうしの接続が難しいという問題が
あった。

そのためセラミックパッケージのセラミック部分にメタ
ライズを施し、パッケージをシールドするという方法が
とられているが、この方法ではメタライズの厚みを２０
μｍ程度にしかできないために低周波の電磁波をシール
ドできなかった。

概略するならば、電磁波は理想導体内部には入り込まな
いが有限な電気電導しか持たない金属内には、電磁波が
入り込む。入り込む深さは導体の導電率、比透磁率及び
周波数に反比例する。従って、低周波までシールドしよ
うとすれば、導電率及び比透磁率の大きな物質でシール
ドする必要がある。しかし、最も導電率の高いＣｕを用
いても６０Ｈｚでは８．５ｍ＋ｎまで３０％の電磁界が
侵入する。

よって、完全なシールドのためには１ｃｍ近くの厚さの
Ｃｕのメクライズをパッケージ全面に行わなければなら
ず、実際にはこれは不可能である。

発明が解決しようとする問題点 以上述べたように従来のセラミックパッケージでは、特
に低周波の電磁波を完全にシールドすることができなか
った。低周波の電波は電磁誘導に注意すれば、さほど問
題ではないが、磁界はしばしばＩＣの誤作動の原因とな
り、モーター、電磁石等磁界発生源となるものが多い機
器では問題である。

また、実装密度を高めると他のＩＣが発する電磁波によ
り、ＩＣが誤作動を起こすことがあり、機器の小型に際
して大きな問題となっていた。

そこで、本発明の目的は上記の問題を解決し、電磁波の
シールドが完全な電子部品用セラミックパッケージを提
供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明に従うと、電子部品用セラミ、クパ、ケージにお
いて、外部表面に酸化物超電導体層を有し、該酸化物超
電導体層を電磁シールドとしていることを特徴とする電
磁シールドパッケージが提供される。本発明の電磁シー
ルドパッケージに用いる酸化物超電導体としては、Ｂａ
、　ＹおよびＣｕを含むものが好ましい。

上記酸化物超電導体は複合酸化物超電導体であることが
好ましい。この複合酸化物超電導体としては公知の任意
の材料を用いることができる。特に、下記一般式： ％式％） （但し、αは周期律表］１１［ａ族に含まれる元素であ
り、βは周期律表［［ａ族に含まれる元素であり、Ｔは
周期律表Ｉｂ、ｎｂ、ｍｂ、ＩＶａおよび■族から選択
される少なくとも一つの元素であり、ｘＳｙＳＺはそれ
ぞれ０．１≦Ｘ≦０．９．０．４≦ｙ≦３．０．１≦２
≦５を満たす数である） で示される複合酸化物が好ましい。これらの複合酸化物
はペロブスカイト型または擬似ペロブスカイト型酸化物
を主体としたものと考えられる。

上記周期律表ＩＩａ族元素αとしては、Ｂａ５Ｓｒ、Ｃ
ａ５Ｍｇ、　Ｂｅ等が好ましく、例えば、Ｂａ、　Ｓｒ
を挙げることができ、この元素αの１０〜８０％をＭＬ
　Ｃａ。

Ｓｒから選択された１種または２種の元素で置換するこ
ともできる。また上記周期律表］ｌＪａ族元素βはとし
ては、ＹＳＬａＳＳｃＳＣｅ、　Ｇｄ、　ＨｏＳＥｒＳ
Ｔｍ。

Ｙｂ５Ｌｕ等が好ましく、例えばＹＳＬａとすることが
でき、この元素βのうち、１０〜８０％をＳｃまたはし
ａ以外のランタノイド元素から選択された１種または２
種の元素で置換することもできる。前記元素γは一般に
Ｃｕであるが、その一部を周期律表Ｉｂ。

ＩＩｂ、ｌｌＩｂ、ＩＶａおよび■族から選択される他
の元素、例えば、Ｔｉ、　Ｖ等で置換することもできる
。

上記の電磁シールドパッケージは、パッケージをアルミ
ナで形成する場合、アルミナ基板上に金属ペーストで印
刷法により配線パターンを形成し、焼成した後、該基板
の外部露出面を印刷法、物理蒸着法または反応蒸着法の
いずれかの方法で形成した酸化物超電導体層で被覆し、
同様にしてアルミナキャップの外面に酸化物超電導体層
で被覆しし、アルミナ基板とアルミナキャンプとを低融
点ガラスにより接合封止することにより製造することが
できる。または、酸化物超電導体被覆のアルミナ基板は
、アルミナグリーンシート上に金属ペーストで印刷法に
より配線パターンを形成し、該グリーンシートの外部露
出面を印刷法で形成した酸化物超電導体ペーストの層で
覆い、同時に焼成することにより製造することもできる
。

詐月 本発明の電磁シールドパッケージは、セラミックパッケ
ージの外面に超電導体層を有するため、マイスナー効果
により電磁波を有効に遮断する。

従って、従来行っていたようにＩＣを実装した基板を金
属ケースに納める必要がなく、機器の小型化、計量化に
たいへん有効である。超電導体の磁束の侵入深さは１０
−９〜１０−８ｍであり、超電導体の薄膜をパンケージ
外面に形成することにより、直流から高周波まであらゆ
る電磁波に対する完全なシールドが可能となる。

本発明の電磁シールドパッケージに用いる超電導体とし
ては、Ｂａ、Ｙ及びＣｕを含む複合酸化物超電導体が好
ましく、結晶構造がペロブスカイト型、オルソロンピッ
ク型であることが好ましい。

従って、パッケージの基板及びキャップは、そのような
結晶構造の酸化物超電導体層を形成し易いアルミナ単結
晶すなわちサファイアや、チタン酸ストロンチウム、酸
化マグネシウムなどがか好ましい。

また、上記した２種類の電磁シールドパッケージの製造
方法は、セラミックパッケージのアルミナ基板上に形成
される配線パターンの材質等により選択される。もちろ
ん同時焼成を行う後者の製造方法の方が工程が少なく有
利であるが、配線パターンを形成する材料によってはそ
れが不可能である。すなわち、上記の酸化物超電導体は
、蒸着法、印刷法等で形成した後、超電導特性を向上さ
せるため酸素含有雰囲気で熱処理を行う必要がある。し
かも、熱処理時の温度、雰囲気の条件範囲はたいへん狭
いため、配線パターンの材質によっては同時焼成が不可
能になってしまう。

そのような場合には、アルミナ基板上に予め配線パター
ンを形成、焼成した後、基板の外部露出面に各種蒸着法
、印刷法等で超電導体層を形成し、熱処理することが好
ましい。

実施例 以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
以下は本発明の１実施例に過ぎず、本発明を何等制限す
るものではない。

実施例１ 本発明の効果を確認するために第１図に示すようなセラ
ミックパッケージを試作した。アルミナ基板１にＷペー
ストにより配線パターン２を印刷して焼成、さらにアル
ミナ基板外部露出面にＹＢａ２ＣｕｔＯ７をターゲット
としたスパッタリング法により厚さ１５μｍの超電導体
層３を形成し、大気中で７５０℃１５時間の熱処理を行
った。

スパッタリングは、マクネトロンスパッタリング法とし
、まず、チャンバ内を真空に排気した後、５、　ＯＸ　
１Ｏ−２ＴｏｒｒのＡｒガスと１．　ＯＸ　１Ｏ−２Ｔ
ｏｒｒのｏ２ガスを導入した。基板温度を６００℃にし
、マグネトロン電極には、３ｗ／ｃｄの高周波電力をか
けた。

酸化物超電導薄膜原料ターゲットとして、Ｙ　２０３、
ＢａＣ［］３をＹ、Ｂａのモル比１：２で混合し、Ｃｕ
ＯをＹＳＢａ、　Ｃｕのモル比が１：２：３となる量よ
りも１０重量％過剰に混合し、９５０℃焼結して得たＹ
　Ｂａ　２　Ｃｕ　３０７焼結体ブロックを用いた。

成膜後、大気雰囲気下で基板温度を７５０℃に保ち１５
時間保持した後、７度／分で冷却した。

その後リードフレーム５をＡｇロウ付した。またアルミ
ナキャップ４の外部露出面にも同様に超電導体層３を形
成した。

次にアルミナ基板１に、１０個のＡＮＤゲートを組み込
んだＩＣ６を搭載し、Ａｕ線７によりワイヤボンディン
グを行った。さらにアルミナキャップ４の下面に低融点
ガラスペーストを印刷、焼成し、アルミナ基板１と封着
した。

比較のため、アルミナ基板及びアルミナキャップ外部露
出面の超電導体層を厚さ２０μｍのＣｕに代えたセラミ
ックパッケージと、何もしないセラミックパッケージを
作製した。

上記の３、種類のパッケージを液体窒素で７７Ｋに冷却
し、１００Ｈｅの磁界をかけてＩＣが誤動作しないかど
うか調べたところ、本発明のパッケージ以外のパッケー
ジに搭載されたＩＣは全ゲート誤動作した。

実施例２ アルミナグリーンシート上にＡｕペーストで印刷法によ
り配線パターンを形成した。このグリーンシートの外部
露出面にＢａ、　ＹおよびＣｕの複合酸化物超電導体ペ
ーストでやはり印刷法により超電導体層を形成し、大気
中で同時焼成を行った。

上記の基板に実施例１と同様なＩＣを組み込み、上記の
基板と同様な方法で作製したアルミナキャップを低融点
ガラスを用いて封着した。

比較のため超電導体層を形成しないこと以外は全（同様
に作製したセラミックパッケージと本発明の電磁シール
ドパッケージを実施例１と同様な方法で試験したところ
、超電導体層を持たないセラミックパッケージのＩＣは
誤動作した。

以上により、本発明の電磁シールドパッケージが、電磁
波を有効に遮断し、ＩＣの誤動作を防ぐのに有効である
ことが確認された。

発明の詳細 な説明したように本発明の、電磁シールドパッケージは
、あらゆる電磁波を有効に遮断し、ＩＣの誤動作を防ぐ
。これは、本発明に独特な超電導体層を有するセラミッ
クパッケージにより実現したものである。また、本発明
に従うと上記の電磁シールドパッケージの製造方法も提
供される。

本発明により超電導技術のエレクトロニクスの分野への
応用はさらに促進される。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の電磁シールドパンケージの１
例の断面図であり、 第１図ら）は、本発明の電磁シールドパッケージのキャ
ップを装着する前の平面図である。 〔主な参照番号〕 １・・アルミナ基板、 ２・・メタライズ配線パターン、 ３・・超電導体層、 ４・・アルミナキャップ、 ５・・リードフレーム、 ６・・ＩＣ。 ７・・Ａｕ線 特許出願人　　住友電気工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子部品用セラミックパッケージにおいて、外部
   表面に酸化物超電導体層を有し、該酸化物超電導体層を
   電磁シールドとしていることを特徴とする電磁シールド
   パッケージ。
2. （２）上記酸化物超電導体が、Ｂａ、ＹおよびＣｕを含
   む複合酸化物であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の電磁シールドパッケージ。