WO2015088028A1 - Element housing package and mounting structure - Google Patents
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Abstract
An element housing package (2) includes the following: a first flat part (621) in which a plurality of lead terminals (62) are connected to the lower surface (4a) of a substrate (4); a second flat part (622) the height position of which is lower than the first flat part (621); and an inclined part (623) that is inclined and connects the first flat part (621) and the second flat part (622). The inclined part (623) has, in a given direction, a projecting part (623a) that is positioned further outside than both ends of the flat part (621) and both ends of the second flat part (622). Due to this configuration, it is possible to reduce deformation of a lead terminal and to improve high frequency characteristics.
Description
本発明は、素子を実装することが可能な素子収納用パッケージ、および素子を実装した実装構造体に関する。
The present invention relates to an element storage package capable of mounting an element and a mounting structure on which the element is mounted.
近年、半導体素子、発光ダイオード、圧電素子、水晶振動子、レーザーダイオードまたはホトダイオード等の素子を実装することが可能な小型の素子収納用パッケージが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
In recent years, a small element housing package capable of mounting an element such as a semiconductor element, a light emitting diode, a piezoelectric element, a crystal resonator, a laser diode, or a photodiode has been developed (for example, see Patent Document 1).
このような素子収納用パッケージは、基板と、実装領域を取り囲むように基板の上面に配置された枠体と、実装領域の周囲から基板の下面に導出された複数の導体と、これら導体に接続されて基板の下面に一定方向に配列した複数のリード端子とを有している。
Such an element storage package includes a substrate, a frame disposed on the upper surface of the substrate so as to surround the mounting region, a plurality of conductors led from the periphery of the mounting region to the lower surface of the substrate, and connected to these conductors. And a plurality of lead terminals arranged in a certain direction on the lower surface of the substrate.
素子収納用パッケージは、リード端子の先端部において、基板としての誘電体基材側の実質的直下部位、または直下部位の近傍を含む領域に切り欠き部を設けている。この切り欠き部によって、素子収納用パッケージを外部回路基板に実装するときに、リード端子と外部回路基板の接地用導体部との間の容量結合を小さくできる空気層が形成される。そして、素子収納用パッケージの特性インピーダンスの不整合を小さくでき、高周波伝送特性を向上させることができるというものである。
The element storage package has a notch at the tip portion of the lead terminal in a region including a portion immediately below or near the portion immediately below the dielectric base as the substrate. The cutout portion forms an air layer that can reduce the capacitive coupling between the lead terminal and the grounding conductor portion of the external circuit board when the element housing package is mounted on the external circuit board. And, the mismatch of characteristic impedance of the element storage package can be reduced, and the high frequency transmission characteristic can be improved.
上記のような素子収納用パッケージでは、例えば素子収納用パッケージを外部基板などに実装する際に、リード端子に対して比較的強い力が加わる場合がある。この力によってリード端子が変形すると、リード端子に印加される電気信号に影響を与える可能性があり、例えばリード端子に高周波の電気信号を印加する場合には、実装構造体の周波数特性に影響を与える可能性があるという問題点があった。
In the element storage package as described above, for example, when the element storage package is mounted on an external substrate, a relatively strong force may be applied to the lead terminals. If the lead terminal is deformed by this force, the electrical signal applied to the lead terminal may be affected. For example, when a high-frequency electrical signal is applied to the lead terminal, the frequency characteristics of the mounting structure are affected. There was a problem that there was a possibility of giving.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、リード端子の変形を低減することが可能で、高周波特性に優れる素子収納用パッケージおよびこの素子収納用パッケージを備えた実装構造体を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an element storage package that can reduce deformation of a lead terminal and has excellent high-frequency characteristics, and a mounting structure including the element storage package. The purpose is to do.
本発明の実施形態に係る素子収納用パッケージは、上面に素子を実装する実装領域を有する基板と、前記実装領域を取り囲んで前記基板の上面に配置されている枠体と、前記実装領域の周囲から前記基板の下面に導出されて一定方向に配列した複数の導体と、複数の前記導体に接続されて前記基板の下面に一定方向に配列した複数のリード端子とを有し、前記リード端子は、前記基板の下面に導出された前記導体に接続された第１平坦部と、前記第１平坦部に比べて高さ位置が低い第２平坦部と、前記第１平坦部および前記第２平坦部を接続して傾斜する傾斜部とを有し、前記傾斜部は、前記一定方向において、前記第１平坦部の両端および前記第２平坦部の両端に比べて外側に位置する突出部を有する。
An element storage package according to an embodiment of the present invention includes a substrate having a mounting area for mounting an element on an upper surface, a frame body surrounding the mounting area and disposed on the upper surface of the substrate, and a periphery of the mounting area A plurality of conductors led to the lower surface of the substrate and arranged in a certain direction, and a plurality of lead terminals connected to the plurality of conductors and arranged in a certain direction on the lower surface of the substrate, wherein the lead terminals are A first flat portion connected to the conductor led to the lower surface of the substrate, a second flat portion having a height position lower than that of the first flat portion, the first flat portion, and the second flat portion. And the inclined portion has a protruding portion positioned on the outer side in the fixed direction as compared with both ends of the first flat portion and both ends of the second flat portion. .
本発明に係る素子収納用パッケージは、リード端子の変形を低減することができるとともに、高周波特性に優れる。
The element storage package according to the present invention can reduce deformation of the lead terminals and is excellent in high frequency characteristics.
＜素子収納用パッケージおよび実装構造体＞
図１に示すように、実装構造体１は、素子収納用パッケージ２と、素子収納用パッケージ２の実装領域Ｒに配置された素子３とを備えている。 <Element storage package and mounting structure>
As shown in FIG. 1, the mounting structure 1 includes anelement storage package 2 and an element 3 disposed in a mounting region R of the element storage package 2.
図１に示すように、実装構造体１は、素子収納用パッケージ２と、素子収納用パッケージ２の実装領域Ｒに配置された素子３とを備えている。 <Element storage package and mounting structure>
As shown in FIG. 1, the mounting structure 1 includes an
素子３は台座３ａに実装される。台座３ａは、素子収納用パッケージ２の内部の実装領域Ｒに配置されている。台座３ａは、素子３を実装するものであって、素子３の高さ位置を調整することができる。台座３ａは、絶縁材料からなり、台座３ａの上面に素子３と電気的に接続される電気配線が形成されている。
Element 3 is mounted on pedestal 3a. The pedestal 3 a is disposed in the mounting region R inside the element storage package 2. The pedestal 3a mounts the element 3 and can adjust the height position of the element 3. The pedestal 3a is made of an insulating material, and electrical wiring that is electrically connected to the element 3 is formed on the upper surface of the pedestal 3a.
素子３としては、例えば、半導体素子、トランジスタ、レーザーダイオード、ホトダイオードまたはサイリスタ等の能動素子、あるいは抵抗器、コンデンサ、圧電素子、水晶振動子またはセラミック発振子等の受動素子が挙げられる。
Examples of the element 3 include active elements such as semiconductor elements, transistors, laser diodes, photodiodes, or thyristors, or passive elements such as resistors, capacitors, piezoelectric elements, crystal resonators, and ceramic oscillators.
図１および図２に示す素子収納用パッケージ２は、基板４と、枠体５と、基板４の実装領域Ｒの周囲から基板４の下面に導出されて素子収納用パッケージの内外を接続する複数の導体とを備えている。素子収納用パッケージ２は、高耐圧化、大電流化や大電力化または高速・高周波化に対応している素子３を実装して機能させるのに適している。本実施形態は、素子３の一例として半導体素子を実装するものである。
The element storage package 2 shown in FIG. 1 and FIG. 2 is connected to the substrate 4, the frame 5, and the periphery of the mounting region R of the substrate 4 to the lower surface of the substrate 4 to connect the inside and outside of the element storage package. And conductors. The element storage package 2 is suitable for mounting and functioning the element 3 corresponding to high breakdown voltage, high current, high power, high speed and high frequency. In the present embodiment, a semiconductor element is mounted as an example of the element 3.
基板４または枠体５が金属製等である場合は、導体を基板４または枠体５から絶縁する必要がある。このために、素子収納用パッケージ２はさらに絶縁材からなる入出力端子６を備える場合がある。導体は入出力端子６を貫通して設けられて素子収納用パッケージ２の内外を接続する機能を有する。以下、入出力端子６を備える素子収納用パッケージ２を例にして説明する。基板４または枠体５が絶縁材から成る場合は、導体はこれら基板４または枠体５に形成してもよい。
When the substrate 4 or the frame 5 is made of metal or the like, it is necessary to insulate the conductor from the substrate 4 or the frame 5. For this reason, the element storage package 2 may further include an input / output terminal 6 made of an insulating material. The conductor is provided through the input / output terminal 6 and has a function of connecting the inside and outside of the element storage package 2. Hereinafter, description will be made by taking as an example the element storage package 2 including the input / output terminals 6. When the substrate 4 or the frame 5 is made of an insulating material, the conductor may be formed on the substrate 4 or the frame 5.
基板４は、上面に素子３を実装する実装領域Ｒを有している。基板４は、矩形状の金属板であって、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルトなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金からなる。なお、基板４の熱伝導率は、例えば１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）～４５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲に設定できる。基板４の熱膨張係数は、例えば３×１０－６／Ｋ～２８×１０－６／Ｋの範囲に設定できる。
The board | substrate 4 has the mounting area | region R which mounts the element 3 on the upper surface. The substrate 4 is a rectangular metal plate, and is made of, for example, a metal material such as copper, iron, tungsten, molybdenum, nickel, or cobalt, or an alloy containing these metal materials. The thermal conductivity of the substrate 4 can be set, for example, in the range of 15 W / (m · K) to 450 W / (m · K). The thermal expansion coefficient of the substrate 4 can be set in the range of 3 × 10 −6 / K to 28 × 10 −6 / K, for example.
また、図３に示すように、基板４には、基板４の上面の高さを低くした段差４ｃが設けられている。段差４ｃの形状は、積層構造体61の下部におけるリード端子62が接続されない領域の形状と対応している。段差４ｃを設けることによって、入出力端子６を基板４にろう材を介して強固に接続することができる。
Also, as shown in FIG. 3, the substrate 4 is provided with a step 4c in which the height of the upper surface of the substrate 4 is lowered. The shape of the step 4 c corresponds to the shape of the region where the lead terminal 62 is not connected in the lower part of the laminated structure 61. By providing the step 4c, the input / output terminal 6 can be firmly connected to the substrate 4 via a brazing material.
また、酸化腐食を防止するために、基板４の表面には、電気めっき法または無電解めっき法を用いて、ニッケルまたは金などの金属層が形成されている。なお、金属層の厚みは、例えば０．５μｍ～９μｍの範囲に設定できる。
In order to prevent oxidative corrosion, a metal layer such as nickel or gold is formed on the surface of the substrate 4 by using an electroplating method or an electroless plating method. The thickness of the metal layer can be set in the range of 0.5 μm to 9 μm, for example.
枠体５は、実装領域Ｒを取り囲むように基板４の上面に配置されている。なお、枠体５は、基板４の上面に、ろう材などの接合部材を介して接合されている。また、枠体５には、複数の貫通孔Ｔが形成されている。貫通孔Ｔの１つには、入出力端子６が挿通されている。また、複数の貫通孔Ｔのうち１つの貫通孔Ｔには、光ファイバからの光を枠体５の内側まで通す筒状部材５ｃが挿入固定されている。
The frame body 5 is disposed on the upper surface of the substrate 4 so as to surround the mounting region R. The frame 5 is bonded to the upper surface of the substrate 4 via a bonding member such as a brazing material. A plurality of through holes T are formed in the frame body 5. The input / output terminal 6 is inserted into one of the through holes T. Further, a cylindrical member 5 c that allows light from the optical fiber to pass to the inside of the frame 5 is inserted and fixed in one through hole T among the plurality of through holes T.
枠体５の材料は、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルト等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金が挙げられる。なお、枠体５の熱伝導率は、例えば１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）～４５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲に設定されている。枠体５の熱膨張係数は、例えば３×１０－６／Ｋ～２８×１０－６／Ｋの範囲に設定できる。
Examples of the material of the frame 5 include metal materials such as copper, iron, tungsten, molybdenum, nickel, and cobalt, or alloys containing these metal materials. The thermal conductivity of the frame 5 is set in a range of 15 W / (m · K) to 450 W / (m · K), for example. The thermal expansion coefficient of the frame 5 can be set, for example, in the range of 3 × 10 −6 / K to 28 × 10 −6 / K.
入出力端子６は、枠体５または基板４の内外を電気的に接続する機能を有する。入出力端子６は、枠体５および基板４の貫通孔Ｔに挿通されるように固定されている。すなわち、図２～図４に示すように、入出力端子６の一部は枠体５の内側に位置しているとともに、入出力端子６の他の一部は枠体５の外側に位置している。
The input / output terminal 6 has a function of electrically connecting the inside and outside of the frame 5 or the substrate 4. The input / output terminal 6 is fixed so as to be inserted into the frame 5 and the through hole T of the substrate 4. That is, as shown in FIGS. 2 to 4, a part of the input / output terminal 6 is located inside the frame 5, and the other part of the input / output terminal 6 is located outside the frame 5. ing.
また、入出力端子６は、積層構造体61と、導体61ａ，61ｂとを有しており、複数のリード端子62が接続されている。
Further, the input / output terminal 6 includes a laminated structure 61 and conductors 61a and 61b, and a plurality of lead terminals 62 are connected thereto.
積層構造体61は、積層体内部に複数の導体61ａ，61ｂを有している。積層構造体61は、複数の誘電体層が積層されてなる。
The laminated structure 61 has a plurality of conductors 61a and 61b inside the laminated body. The laminated structure 61 is formed by laminating a plurality of dielectric layers.
誘電体層は誘電体からなる絶縁層である。誘電体としては、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、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックス等のセラミック材料である。
The dielectric layer is an insulating layer made of a dielectric. Examples of the dielectric include ceramic materials such as an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, a silicon carbide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a silicon nitride sintered body, or a glass ceramic.
導体61ａ，61ｂは、信号用の信号導体61ａおよび接地電位に設定されている接地導体61ｂとからなる。導体61ａ，61ｂは、導電性材料で形成される。導電性材料としては、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金材料が挙げられる。
The conductors 61a and 61b include a signal conductor 61a for signals and a ground conductor 61b set to the ground potential. The conductors 61a and 61b are formed of a conductive material. Examples of the conductive material include metal materials such as tungsten, molybdenum, and manganese, or alloy materials containing these metal materials.
信号導体61ａは、接地導体層の接地導体61ｂに接触しないように積層構造体61の上部611から積層構造体61の内部を貫通して下部612にかけて形成されている。導体61ａ，61ｂは、積層構造体61の上部611および積層構造体61の下部612において複数の端子部を有している。
The signal conductor 61a is formed from the upper part 611 of the multilayer structure 61 to the lower part 612 so as not to contact the ground conductor 61b of the ground conductor layer. The conductors 61a and 61b have a plurality of terminal portions in the upper part 611 of the multilayer structure 61 and the lower part 612 of the multilayer structure 61.
また、本実施形態では、積層構造体61の上部611に立壁部63が配置されている。また、図３に示す一点鎖線Ｉは、積層体61（積層構造体61）および立壁部63の区切りを示す仮想線である。
Further, in the present embodiment, the standing wall portion 63 is disposed on the upper portion 611 of the laminated structure 61. Also, the alternate long and short dash line I shown in FIG. 3 is an imaginary line that indicates a break between the stacked body 61 (laminated structure 61) and the standing wall portion 63.
複数の導体61ａ，61ｂは、積層構造体61の上部611および下部612に端子部が配置されている。図５は素子収納用パッケージ２の下面図である。図３および図５に示すように、積層構造体61の上部611に位置する導体61ａ，61ｂの端子部は、一定方向に配列している。同様に、積層構造体61の下部612に位置する導体61ａ，61ｂの端子部も、一定方向に配列している。
The plurality of conductors 61 a and 61 b have terminal portions arranged on the upper part 611 and the lower part 612 of the laminated structure 61. FIG. 5 is a bottom view of the element storage package 2. As shown in FIGS. 3 and 5, the terminal portions of the conductors 61a and 61b located on the upper portion 611 of the multilayer structure 61 are arranged in a certain direction. Similarly, the terminal portions of the conductors 61a and 61b located in the lower portion 612 of the multilayer structure 61 are also arranged in a certain direction.
積層構造体61の上部611に位置する複数の導体61ａ，61ｂの端子部は、枠体５の内側に位置しており、例えば、ボンディングワイヤなどによって素子３、または台座３ａの上面に形成され、素子３に接続された電気配線と電気的に接続される。これによって、素子３は入出力端子６と電気的に接続される。一方、積層構造体61の下部612に位置する複数の導体61ａ，61ｂの端子部は、枠体５の外側に位置しており、半田や銀ろう材等の導電性接合材を介して複数のリード端子62（62ａ，62ｂ）に接続されている。
Terminal portions of the plurality of conductors 61a and 61b located on the upper part 611 of the laminated structure 61 are located on the inner side of the frame 5, and are formed on the upper surface of the element 3 or the pedestal 3a by, for example, bonding wires, It is electrically connected to the electrical wiring connected to the element 3. Thereby, the element 3 is electrically connected to the input / output terminal 6. On the other hand, the terminal portions of the plurality of conductors 61a and 61b positioned at the lower portion 612 of the laminated structure 61 are positioned outside the frame body 5 and are connected to a plurality of conductive bonding materials such as solder and silver brazing material. It is connected to the lead terminal 62 (62a, 62b).
リード端子62は積層構造体61に接合されている。各々のリード端子62は、積層構造体61の下部612に位置している各々の導体61ａ，61ｂに接続されている。リード端子62は、半田、銀ろう材等の導電性接合材を介して導体61ａ，61ｂに接続されている。
The lead terminal 62 is joined to the laminated structure 61. Each lead terminal 62 is connected to each conductor 61a, 61b located in the lower part 612 of the laminated structure 61. The lead terminal 62 is connected to the conductors 61a and 61b via a conductive bonding material such as solder or silver brazing material.
複数のリード端子62のうち一部の信号リード端子62ａは、外部の電子機器等から積層構造体61に信号電圧を供給する機能を有する。すなわち、この信号リード端子62ａには信号電圧が印加される。なお、この信号リード端子62ａは、外部の電子機器等から印加された高周波の信号電圧を積層構造体61および台座３ａを介して素子３に伝達している。一方、複数のリード端子62のうち他部の接地リード端子62ｂは、外部の電子機器等から積層構造体61に接地電位を供給する機能を有する。
Some signal lead terminals 62a among the plurality of lead terminals 62 have a function of supplying a signal voltage to the laminated structure 61 from an external electronic device or the like. That is, a signal voltage is applied to the signal lead terminal 62a. The signal lead terminal 62a transmits a high-frequency signal voltage applied from an external electronic device or the like to the element 3 via the laminated structure 61 and the pedestal 3a. On the other hand, among the plurality of lead terminals 62, the other ground lead terminal 62b has a function of supplying a ground potential to the laminated structure 61 from an external electronic device or the like.
図５および図６に示すように、信号電圧が印加される信号リード端子62ａおよび接地電位に設定された接地リード端子62ｂは、一定方向に交互に配列している。なお、リード端子62の配列方向において、接地電位に設定された接地リード端子62ｂの幅は、信号電圧が印加される信号リード端子62ａの幅に比べて大きい。
As shown in FIGS. 5 and 6, the signal lead terminals 62a to which the signal voltage is applied and the ground lead terminals 62b set to the ground potential are alternately arranged in a certain direction. In the arrangement direction of the lead terminals 62, the width of the ground lead terminal 62b set to the ground potential is larger than the width of the signal lead terminal 62a to which the signal voltage is applied.
また、リード端子62は、積層構造体61の下部612に接続された第１平坦部621と、第１平坦部621に比べて高さ位置が低い第２平坦部622と、第１平坦部621および第２平坦部622を接続して傾斜する傾斜部623を有している。すなわち、リード端子62は、延在方向における一端および他端の間で上下に折れ曲がっている。
The lead terminal 62 includes a first flat portion 621 connected to the lower portion 612 of the multilayer structure 61, a second flat portion 622 that is lower in height than the first flat portion 621, and the first flat portion 621. And an inclined portion 623 that is inclined by connecting the second flat portion 622. That is, the lead terminal 62 is bent up and down between one end and the other end in the extending direction.
第２平坦部622の下面の高さ位置が、入出力端子６を段差４ｃに嵌めた状態で基板４の下面の高さ位置と同じになるように、リード端子62が折れ曲がっている。これによって、素子収納用パッケージ２を外部基板９に実装する場合には、基板４およびリード端子62の両方が、外部基板９に対して平坦に実装される。素子収納用パッケージ２は、外部基板９に対して固定する面積を増やしつつ、外部基板９に対して傾斜しないように接続することができる。その結果、素子収納用パッケージ２は、外部基板９に対して安定して強固に接続することができる。
The lead terminal 62 is bent so that the height position of the lower surface of the second flat portion 622 is the same as the height position of the lower surface of the substrate 4 with the input / output terminal 6 fitted in the step 4c. As a result, when the element storage package 2 is mounted on the external substrate 9, both the substrate 4 and the lead terminals 62 are mounted flat on the external substrate 9. The element storage package 2 can be connected so as not to be inclined with respect to the external substrate 9 while increasing the area to be fixed to the external substrate 9. As a result, the element storage package 2 can be stably and firmly connected to the external substrate 9.
また、リード端子62の傾斜部623は、一定方向（リード端子62の配列方向）において、第１平坦部621の両端および第２平坦部622の両端よりも外側に位置する突出部623ａを有している。すなわち、突出部623ａは、第１平坦部621および第２平坦部622の外側に位置している。なお、本実施形態では、接地電位に設定された接地リード端子62ｂにおいて、傾斜部623が突出部623ａを有しているが、これには限定されない。すなわち、信号電圧が印加される信号リード端子62ａが、傾斜部623に突出部623ａを有していてもよい。また、接地電位に設定された接地リード端子62ｂおよび信号電圧が印加される信号リード端子62ａの両方において、傾斜部623に突出部623ａを有していてもよい。
In addition, the inclined portion 623 of the lead terminal 62 has protrusions 623a located outside the both ends of the first flat portion 621 and the both ends of the second flat portion 622 in a certain direction (the arrangement direction of the lead terminals 62). ing. That is, the protruding portion 623a is located outside the first flat portion 621 and the second flat portion 622. In this embodiment, in the ground lead terminal 62b set to the ground potential, the inclined portion 623 has the protruding portion 623a, but the present invention is not limited to this. That is, the signal lead terminal 62a to which the signal voltage is applied may have the protruding portion 623a on the inclined portion 623. Further, in both the ground lead terminal 62b set to the ground potential and the signal lead terminal 62a to which the signal voltage is applied, the inclined portion 623 may have the protruding portion 623a.
図７に示すように、リード端子62の配列方向において、第１平坦部621の幅Ｗ621および第２平坦部622の幅Ｗ622は、例えば０．３ｍｍ～３ｍｍに設定されている。また、リード端子62の配列方向において、傾斜部623の幅Ｗ623は、突出部623ａを含めて、例えば０．５ｍｍ～５ｍｍに設定されている。
As shown in FIG. 7, in the arrangement direction of the lead terminals 62, the width W 622 of the width W 621 and a second flat portion 622 of the first flat portion 621 is set to, for example, 0.3 mm ~ 3 mm. In the arrangement direction of the lead terminals 62, the width W 623 of the inclined portion 623 is set to, for example, 0.5 mm to 5 mm including the protruding portion 623a.
また、図７に示すように、突出部623の外周は、弧状の部分を有していることが好ましい。これによって、リード端子62の傾斜部623に応力が集中し難くなる。また、突出部623の角部が弧状であれば、突出部623の角部に応力が集中し難くなる。加えて、リード端子62に外力が加わり、突出部が隣接するリード端子62に接触したとしても、隣接するリード端子62にキズ等の損傷が発生することを低減できる。
Moreover, as shown in FIG. 7, it is preferable that the outer periphery of the protrusion 623 has an arc-shaped portion. This makes it difficult for stress to concentrate on the inclined portion 623 of the lead terminal 62. In addition, when the corners of the protrusions 623 are arcuate, it is difficult for stress to concentrate on the corners of the protrusions 623. In addition, even if an external force is applied to the lead terminal 62 and the protruding portion comes into contact with the adjacent lead terminal 62, it is possible to reduce the occurrence of damage such as scratches on the adjacent lead terminal 62.
なお、リード端子62は、第１平坦部621の厚み、第２平坦部622の厚みおよび傾斜部623の厚みが０．２ｍｍ～２ｍｍに設定されている。なお、本実施形態のリード端子62では、第１平坦部621の厚み、第２平坦部622の厚みおよび傾斜部623の厚みが同じに設定されているが、これには限定されない。例えば、傾斜部623の厚みを、第１平坦部621の厚みおよび第２平坦部622の厚みに比べて大きくしてもよい。この場合、傾斜部623は、突出部623ａの厚みおよび他の部分の厚みの両方を大きくしてもよいし、突出部623ａの厚みは変えずに他の部分の厚みを大きくしてもよい。
In the lead terminal 62, the thickness of the first flat portion 621, the thickness of the second flat portion 622, and the thickness of the inclined portion 623 are set to 0.2 mm to 2 mm. In the lead terminal 62 of the present embodiment, the thickness of the first flat portion 621, the thickness of the second flat portion 622, and the thickness of the inclined portion 623 are set to be the same, but the present invention is not limited to this. For example, the thickness of the inclined portion 623 may be larger than the thickness of the first flat portion 621 and the thickness of the second flat portion 622. In this case, the inclined portion 623 may increase both the thickness of the protruding portion 623a and the thickness of the other portion, or may increase the thickness of the other portion without changing the thickness of the protruding portion 623a.
リード端子62の材料としては、導電性材料が挙げられ、導電性材料としては例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケルまたはコバルト等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金からなる。
The material of the lead terminal 62 includes a conductive material, and the conductive material is, for example, a metal material such as copper, iron, tungsten, molybdenum, nickel or cobalt, or an alloy containing these metal materials.
枠体５の上面には、シールリング７がろう材などの接合部材を介して配置されている。シールリング７は、枠体５および蓋体８を接続する機能を有する。なお、シールリング７は、蓋体８とのシーム溶接性に優れた、例えば銅、タングステン、鉄、ニッケルまたはコバルト等の金属、あるいはこれらの金属を複数種含む合金からなる。なお、シールリング７の熱膨張係数は、例えば４×１０－６／Ｋ～１６×１０－６／Ｋの範囲に設定できる。
On the upper surface of the frame 5, a seal ring 7 is disposed via a joining member such as a brazing material. The seal ring 7 has a function of connecting the frame body 5 and the lid body 8. The seal ring 7 is made of a metal such as copper, tungsten, iron, nickel, or cobalt having excellent seam weldability with the lid 8 or an alloy containing a plurality of these metals. The thermal expansion coefficient of the seal ring 7 can be set, for example, in the range of 4 × 10 −6 / K to 16 × 10 −6 / K.
蓋体８は、基板４および枠体５で囲まれる凹部領域を気密封止する機能を有する。また、蓋体８は、枠体５の内側に位置する素子３を覆うように、シールリング７の上面に配置されている。枠体５で囲まれた領域は、真空状態または窒素ガス等の不活性ガスが充填されており、蓋体８をシールリング７上に配置し、接合することで、基板４および枠体５で囲まれる凹部領域を気密封止された状態にすることができる。蓋体８は、例えば所定雰囲気で、シールリング７上に載置され、シーム溶接を行なうことによりシールリング７上に接合される。
The lid 8 has a function of hermetically sealing the recessed area surrounded by the substrate 4 and the frame 5. The lid 8 is disposed on the upper surface of the seal ring 7 so as to cover the element 3 located inside the frame 5. The region surrounded by the frame body 5 is filled with an inert gas such as a vacuum state or nitrogen gas, and the lid body 8 is placed on the seal ring 7 and joined to form a substrate 4 and the frame body 5. The enclosed recessed area can be hermetically sealed. The lid 8 is placed on the seal ring 7 in a predetermined atmosphere, for example, and joined to the seal ring 7 by performing seam welding.
蓋体８は、例えば、銅、タングステン、鉄、ニッケルまたはコバルト等の金属、またはこれらの金属を複数種含む合金、もしくは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、窒化珪素質焼結体もしくはガラスセラミックス等のセラミックスから成る。
The lid 8 is, for example, a metal such as copper, tungsten, iron, nickel or cobalt, or an alloy containing a plurality of these metals, or an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, or a silicon carbide sintered body. It consists of ceramics such as an aluminum nitride sintered body, a silicon nitride sintered body, or glass ceramics.
素子収納用パッケージ２では、リード端子62の傾斜部623が、リード端子62の配列方向において、第１平坦部621の両端および第２平坦部622の両端よりも外側に位置する突出部623ａを有している。
In the element storage package 2, the inclined portion 623 of the lead terminal 62 has protrusions 623 a positioned outside both ends of the first flat portion 621 and both ends of the second flat portion 622 in the arrangement direction of the lead terminals 62. is doing.
例えば、素子収納用パッケージ２を外部基板９などに実装する際に、リード端子62に外力が加わると、この外力によってリード端子62が変形する可能性がある。ここで、リード端子62の傾斜部623は積層体61ａに固定されていないことに加え、第２平坦部622を支持しているため、リード端子62の傾斜部623は、第１平坦部621および第２平坦部622に比べて応力が集中しやすくなるので、リード端子62の傾斜部623で変形が発生しやすい。
For example, when an external force is applied to the lead terminal 62 when the element storage package 2 is mounted on the external substrate 9 or the like, the lead terminal 62 may be deformed by the external force. Here, since the inclined portion 623 of the lead terminal 62 is not fixed to the laminated body 61a, and supports the second flat portion 622, the inclined portion 623 of the lead terminal 62 includes the first flat portion 621 and Since stress tends to concentrate as compared with the second flat portion 622, the inclined portion 623 of the lead terminal 62 is likely to be deformed.
これに対して、リード端子62の傾斜部623が、第１平坦部621の両端および第２平坦部622の両端よりも外側に位置する突出部623ａを有しているので、傾斜部623の幅Ｗ623が第１平坦部621の幅Ｗ621および第２平坦部622の幅Ｗ622に比べて大きくなり、傾斜部623の強度が高くなる。これによって、傾斜部623が変形しにくくなるので、リード端子62に印加される電気信号に与える影響を低減することができる。
On the other hand, since the inclined portion 623 of the lead terminal 62 has the protruding portions 623a located outside both ends of the first flat portion 621 and both ends of the second flat portion 622, the width of the inclined portion 623 is reduced. W 623 is larger than the width W 622 of the width W 621 and a second flat portion 622 of the first flat portion 621, the strength of the inclined portion 623 is increased. This makes it difficult for the inclined portion 623 to be deformed, so that the influence on the electrical signal applied to the lead terminal 62 can be reduced.
また、外部基板９は誘電体上に配線導体が配置されたものである。素子収納用パッケージ２を外部基板９上に実装した場合には、信号リード端子62ａの第１平坦部621－傾斜部623－第２平坦部622に沿った高周波インピーダンスは、傾斜部623のところで大きく変化する傾向がある。
Further, the external substrate 9 has a wiring conductor disposed on a dielectric. When the element storage package 2 is mounted on the external substrate 9, the high frequency impedance along the first flat portion 621, the inclined portion 623, and the second flat portion 622 of the signal lead terminal 62 a is large at the inclined portion 623. There is a tendency to change.
第１平坦部621および第２平坦部622の部分では、信号リード端子62ａおよび接地リード端子62ｂに接して誘電体である積層構造体61または外部基板９が存在するのに対し、傾斜部623の部分は、周囲が空気となり、信号リード端子62ａと接地リード端子62ｂとの間の容量成分が減少する。従って、高周波インピーダンスが傾斜部623で変化する。
In the portions of the first flat portion 621 and the second flat portion 622, the laminated structure 61 or the external substrate 9 that is a dielectric exists in contact with the signal lead terminal 62a and the ground lead terminal 62b, whereas the inclined portion 623 The portion is surrounded by air, and the capacitance component between the signal lead terminal 62a and the ground lead terminal 62b decreases. Therefore, the high frequency impedance changes at the inclined portion 623.
これに対し、信号リード端子62ａまたは接地リード端子62ｂの傾斜部623に突出部623ａが存在すると、信号リード端子62ａと接地リード端子62ｂとの間の容量成分を増加させることができるので、高周波インピーダンスの変化度合を緩和することができる。
On the other hand, if the protruding portion 623a is present on the inclined portion 623 of the signal lead terminal 62a or the ground lead terminal 62b, the capacitance component between the signal lead terminal 62a and the ground lead terminal 62b can be increased. The degree of change can be reduced.
突出部623ａは、図５および図６に示すように、接地リード端子62ｂ側に設けるのがよい。信号リード端子62ａは一定幅である方が、高周波インピーダンスに及ぼす影響を少なくすることができる。
The protrusion 623a is preferably provided on the ground lead terminal 62b side as shown in FIGS. If the signal lead terminal 62a has a constant width, the influence on the high frequency impedance can be reduced.
さらに、傾斜部623が突出部623ａを有することで、第２平坦部622および外部基板９を接合する半田等の接合材Ｂが突出部623ａとの間でメニスカスを形成できる。これによって、リード端子62および外部基板９の接合強度をさらに向上することができる。
Further, since the inclined portion 623 has the protruding portion 623a, the bonding material B such as solder for bonding the second flat portion 622 and the external substrate 9 can form a meniscus between the protruding portion 623a. Thereby, the bonding strength between the lead terminal 62 and the external substrate 9 can be further improved.
また、第２平坦部622および外部基板９を接合する際に、余剰な接合材Ｂが傾斜部623および突出部623ａと外部基板９との間に溜められる。これによって、余剰な接合材Ｂが第２平坦部622の周囲に配置されることによる、隣接するリード端子62との間での電気特性の変化が抑制され、実装構造体１は所望の周波数特性を実現することができる。
Further, when the second flat portion 622 and the external substrate 9 are bonded, the excessive bonding material B is accumulated between the inclined portion 623 and the protruding portion 623a and the external substrate 9. As a result, the change in the electrical characteristics between the adjacent lead terminals 62 due to the excessive bonding material B being disposed around the second flat portion 622 is suppressed, and the mounting structure 1 has the desired frequency characteristics. Can be realized.
なお、外部基板９に設けられる配線導体は、素子収納用パッケージ２を平面視した際に、リード端子62の長さ方向に沿って第２平坦部622および傾斜部623と重なるように設けられてもよい。これによって、第２平坦部622および外部基板９の配線導体を接合する半田等の接合材Ｂが突出部623ａとの間でメニスカスを形成しやすくなる。さらには、第２平坦部622および外部基板９を接合する際に、余剰な接合材Ｂが傾斜部623、突出部623ａおよび配線導体の間に溜められやすくなる。その結果、周囲が空中となる傾斜部623の強度を向上させることができ、リード端子62の変形を抑制することができる。そして、入出力端子６は所望の電気特性を維持することができる。
The wiring conductor provided on the external substrate 9 is provided so as to overlap the second flat portion 622 and the inclined portion 623 along the length direction of the lead terminal 62 when the element storage package 2 is viewed in plan. Also good. This makes it easier for the bonding material B such as solder to join the wiring conductors of the second flat portion 622 and the external substrate 9 to form a meniscus between the protruding portion 623a. Further, when the second flat portion 622 and the external substrate 9 are bonded, the excessive bonding material B is easily collected between the inclined portion 623, the protruding portion 623a, and the wiring conductor. As a result, it is possible to improve the strength of the inclined portion 623 whose surroundings are in the air, and to suppress the deformation of the lead terminal 62. The input / output terminal 6 can maintain desired electrical characteristics.
また、図６および図７に示すように、素子収納用パッケージ２では、傾斜部623の突出部623ａが、第１平坦部621および第２平坦部622の間の領域全体に位置している。すなわち、第１平坦部621および第２平坦部622の間の領域全体において、傾斜部623の両端は、第１平坦部621の両端および第２平坦部622の両端の外側に位置している。これによって、傾斜部623の強度を向上させることができるので、リード端子62の変形を抑制することができる。電気特性の変化も抑制される。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the element storage package 2, the protruding portion 623 a of the inclined portion 623 is located in the entire region between the first flat portion 621 and the second flat portion 622. That is, in the entire region between the first flat portion 621 and the second flat portion 622, both ends of the inclined portion 623 are located outside both ends of the first flat portion 621 and both ends of the second flat portion 622. Thereby, the strength of the inclined portion 623 can be improved, so that the deformation of the lead terminal 62 can be suppressed. Changes in electrical characteristics are also suppressed.
さらに、第２平坦部622と外部基板９とを接合する際の余剰な接合材が傾斜部623および突出部623ａに溜められやすくなる。これによって、隣接するリード端子62との間の電気特性の変化は抑制され、実装構造体１は所望の周波数特性を実現することができる。
Furthermore, it becomes easy to accumulate excess bonding material when the second flat portion 622 and the external substrate 9 are bonded to the inclined portion 623 and the protruding portion 623a. Thereby, a change in electrical characteristics between the adjacent lead terminals 62 is suppressed, and the mounting structure 1 can realize a desired frequency characteristic.
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the gist of the present invention.
＜素子収納用パッケージおよび実装構造体の製造方法＞
図１に示す素子収納用パッケージ２および実装構造体１の製造方法を説明する。 <Element Storage Package and Mounting Structure Manufacturing Method>
A method for manufacturing theelement housing package 2 and the mounting structure 1 shown in FIG. 1 will be described.
図１に示す素子収納用パッケージ２および実装構造体１の製造方法を説明する。 <Element Storage Package and Mounting Structure Manufacturing Method>
A method for manufacturing the
まず、基板４、枠体５、筒状部材５ｃ、リード端子62およびシールリング７を作製する。基板４、枠体５、リード端子62およびシールリング７は、溶融した金属材料を型枠に鋳込んで固化させたインゴットに対して、従来周知の圧延加工または打ち抜き加工、切削加工等の金属加工法を用いることで、所定形状に作製される。
First, the substrate 4, the frame 5, the cylindrical member 5c, the lead terminal 62, and the seal ring 7 are produced. The substrate 4, the frame body 5, the lead terminal 62 and the seal ring 7 are metal processing such as conventionally known rolling processing, punching processing, cutting processing, etc. for an ingot obtained by casting a molten metal material into a mold and solidifying it. By using the method, it is produced in a predetermined shape.
次に、積層構造体61およびリード端子62を有する入出力端子６を作製する。例えば、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、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物をシート状に形成し、複数のセラミックグリーンシートを準備する。なお、複数のセラミックグリーンシートを積層した際に所定の入出力端子６の形状となるとともに、複数のグリーンシート間を電気的に接続できるように、それぞれのセラミックグリーンシートの所定箇所に打ち抜き加工によって貫通孔を形成しておく。
Next, the input / output terminal 6 having the laminated structure 61 and the lead terminal 62 is produced. For example, an organic binder, a plasticizer, a solvent, or the like is added to and mixed with raw material powders such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide to form a mixture into a sheet, thereby preparing a plurality of ceramic green sheets. In addition, when a plurality of ceramic green sheets are laminated, the shape of the predetermined input / output terminal 6 is obtained, and a plurality of green sheets are electrically connected to each other by punching at predetermined positions of the ceramic green sheets. A through hole is formed.
次に、導体61ａ，61ｂの原料となる、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを準備する。そして、この金属ペーストを未焼成のセラミックグリーンシートの所定位置に印刷する。この際に、セラミックグリーンシートの上下面を貫通する貫通孔部分に金属ペーストを印刷することで、金属ペーストを貫通孔に充填することができる。
Next, a refractory metal powder such as tungsten or molybdenum, which is a raw material for the conductors 61a and 61b, is prepared, and an organic binder, a plasticizer, a solvent, or the like is added to and mixed with the powder to prepare a metal paste. Then, this metal paste is printed on a predetermined position of the unfired ceramic green sheet. At this time, the metal paste can be filled in the through holes by printing the metal paste on the through hole portions that penetrate the upper and lower surfaces of the ceramic green sheet.
次に、上記セラミックグリーンシートが、所定の入出力端子６の形状となるように、かつセラミックグリーンシートに形成された金属ペーストが充填された貫通孔が上下方向に配列するように、セラミックグリーンシートを複数積層させる。そして、セラミックグリーンシートの積層体を所定の温度で同時に焼成するとともに、所定形状に切削することで、上部611および下部612に導体61ａ，61ｂの端子部を有する積層構造体61を作製できる。そして、リード端子62（62ａ，62ｂ）を積層構造体61の下部612に形成された導体61ａ，61ｂにろう材で接合することで、入出力端子６を作製できる。
Next, the ceramic green sheet is formed so that the ceramic green sheet has a predetermined input / output terminal 6 shape, and the through holes filled with the metal paste formed on the ceramic green sheet are arranged in the vertical direction. A plurality of layers are stacked. The multilayer structure 61 having the terminal portions of the conductors 61a and 61b on the upper part 611 and the lower part 612 can be produced by simultaneously firing the ceramic green sheet laminate at a predetermined temperature and cutting it into a predetermined shape. The input / output terminal 6 can be produced by joining the lead terminal 62 (62a, 62b) to the conductors 61a, 61b formed on the lower portion 612 of the laminated structure 61 with a brazing material.
次に、枠体５の貫通孔Ｔに筒状部材５ｃをろう材を介して嵌めて接合する。そして、基板４、枠体５、入出力端子６およびシールリング７をろう材を介して接合する。このようにして、素子収納用パッケージ２を作製することができる。
Next, the cylindrical member 5c is fitted and joined to the through hole T of the frame body 5 through the brazing material. And the board | substrate 4, the frame 5, the input-output terminal 6, and the seal ring 7 are joined via a brazing material. In this way, the element storage package 2 can be manufactured.
次に、台座３ａおよび素子３を準備する。そして、素子収納用パッケージ２の実装領域Ｒに台座３ａをろう材を介して配置する。さらに、台座３ａ上に素子３を実装して、素子３の電極と枠体５内の入出力端子６の配線導体とをボンディングワイヤを介して電気的に接続する。
Next, the pedestal 3a and the element 3 are prepared. And the base 3a is arrange | positioned through the brazing material in the mounting area | region R of the element storage package 2. FIG. Further, the element 3 is mounted on the pedestal 3a, and the electrode of the element 3 and the wiring conductor of the input / output terminal 6 in the frame 5 are electrically connected via a bonding wire.
最後に、素子収納用パッケージ２に蓋体８を取り付けることで、実装構造体１を作製することができる。
Finally, the mounting structure 1 can be manufactured by attaching the lid 8 to the element storage package 2.
１ 実装構造体
２ 素子収納用パッケージ
３ 素子
３ａ 台座
４ 基板
４ｃ 段差
５ 枠体
Ｔ 貫通孔
５ｃ 筒状部材
６ 入出力端子
61 積層構造体
611 上部
612 下部
61ａ，61ｂ 導体
62 リード端子
62ａ 信号リード端子
62ｂ 接地リード端子
621 第１平坦部
622 第２平坦部
623 傾斜部
623ａ 突出部
63 立壁部
７ シールリング
８ 蓋体
９ 外部基板
Ｂ 接合材
Ｒ 実装領域
Ｉ 仮想線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1Mounting structure 2 Element storage package 3 Element 3a Base 4 Board | substrate 4c Level | step difference 5 Frame T Through-hole 5c Cylindrical member 6 Input / output terminal
61 Laminated structure
611 Top
612 bottom
61a, 61b conductor
62 Lead terminal
62a Signal lead terminal
62b Ground lead terminal
621 1st flat part
622 2nd flat part
623 Slope
623a Protrusion
63Standing wall 7 Seal ring 8 Lid 9 External substrate B Bonding material R Mounting area I Virtual line
２ 素子収納用パッケージ
３ 素子
３ａ 台座
４ 基板
４ｃ 段差
５ 枠体
Ｔ 貫通孔
５ｃ 筒状部材
６ 入出力端子
61 積層構造体
611 上部
612 下部
61ａ，61ｂ 導体
62 リード端子
62ａ 信号リード端子
62ｂ 接地リード端子
621 第１平坦部
622 第２平坦部
623 傾斜部
623ａ 突出部
63 立壁部
７ シールリング
８ 蓋体
９ 外部基板
Ｂ 接合材
Ｒ 実装領域
Ｉ 仮想線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
61 Laminated structure
611 Top
612 bottom
61a, 61b conductor
62 Lead terminal
62a Signal lead terminal
62b Ground lead terminal
621 1st flat part
622 2nd flat part
623 Slope
623a Protrusion
63
Claims (5)
- 上面に素子を実装する実装領域を有する基板と、前記実装領域を取り囲んで前記基板の上面に配置されている枠体と、
前記実装領域の周囲から前記基板の下面に導出されて一定方向に配列した複数の導体と、
複数の前記導体に接続されて前記基板の下面に一定方向に配列した複数のリード端子とを有し、
前記リード端子は、前記基板の下面に導出された前記導体に接続された第１平坦部と、前記第１平坦部に比べて高さ位置が低い第２平坦部と、前記第１平坦部および前記第２平坦部を接続して傾斜する傾斜部とを有し、
前記傾斜部は、前記一定方向において、前記第１平坦部の両端および前記第２平坦部の両端に比べて外側に位置する突出部を有する素子収納用パッケージ。 A substrate having a mounting region for mounting elements on the upper surface, a frame disposed on the upper surface of the substrate surrounding the mounting region, and
A plurality of conductors led from the periphery of the mounting area to the lower surface of the substrate and arranged in a certain direction;
A plurality of lead terminals connected to the plurality of conductors and arranged in a fixed direction on the lower surface of the substrate;
The lead terminal includes a first flat portion connected to the conductor led to the lower surface of the substrate, a second flat portion having a height position lower than that of the first flat portion, the first flat portion, and An inclined portion that is inclined by connecting the second flat portion;
The inclined package includes a projecting portion having protrusions positioned on the outer side in the fixed direction as compared with both ends of the first flat portion and both ends of the second flat portion. - 前記突出部は、前記第１平坦部および前記第２平坦部の間の領域全体に位置している請求項１に記載の素子収納用パッケージ。 2. The element storage package according to claim 1, wherein the projecting portion is located in an entire region between the first flat portion and the second flat portion.
- 前記突出部の外周は、平面視して弧状の部分を有している請求項１または２に記載の素子収納用パッケージ。 3. The element storage package according to claim 1, wherein an outer periphery of the protruding portion has an arc-shaped portion in plan view.
- 前記リード端子は複数の接地用リード端子および該接地用リード端子の間に配置される複数の信号用リード端子とを備え、前記突出部は、前記接地用リード端子の前記傾斜部に前記信号用リード端子に向けて配置されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の素子収納用パッケージ。 The lead terminal includes a plurality of ground lead terminals and a plurality of signal lead terminals arranged between the ground lead terminals, and the projecting portion is formed on the inclined portion of the ground lead terminal. The device storage package according to any one of claims 1 to 3, wherein the device storage package is disposed toward the lead terminal.
- 請求項１～４のいずれかに記載の素子収納用パッケージと、
前記素子収納用パッケージの前記実装領域に実装された素子とを備えた実装構造体。
The device storage package according to any one of claims 1 to 4,
A mounting structure including an element mounted on the mounting region of the element storage package.
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