(57)【要約】【課題】品質を向上することができる電子部品収納用パッケージ、および電子装置を提供する。【解決手段】電子部品２を装着するための装着部３ａを有する基体３と、装着部３ａを囲むようにして設けられた枠体４とを備えた電子部品収納用パッケージ１において、枠体４の内壁４ａまたは外壁４ｂには、枠体４の内壁４ａまたは外壁４ｂの全周にわたって、枠体４が有する熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する被覆膜６，７が形成されている。【選択図】図２
2010212512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を装着するための装着部を有する基体と、前記装着部を囲むようにして設けられた枠体とを備えた電子部品収納用パッケージにおいて、
前記枠体の内壁または外壁には、前記枠体の内壁または外壁の全周にわたって、前記枠体が有する熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する被覆膜が形成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。
【請求項２】
前記被覆膜は、前記枠体の内壁および外壁に形成されている、請求項１に記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項３】
前記枠体の外壁に形成された被覆膜の厚みは、前記枠体の内壁に形成された被覆膜の厚みよりも大きい、請求項２に記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項４】
前記枠体の外壁に形成された被覆膜が有する熱膨張係数は、前記枠体の内壁に形成された被覆膜が有する熱膨張係数よりも大きい、請求項２または３に記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子部品収納用パッケージと、
前記基体が有する装着部に装着された電子部品と、
前記枠体の上面に設けられ、前記装着部に装着された電子部品を封止するための蓋体とを備えた、電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージ、および電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、赤外線センサ、半導体素子、水晶振動子等の電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージ（以下、単に「パッケージ」と称する）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなパッケージは、電子部品を装着するための装着部を有する基体と、装着部を囲むようにして設けられた枠体とを備えている。このようなパッケージの装着部に電子部品を装着し、かつ装着された電子部品を蓋体によって封止することにより、電子装置が構成される。このような電子装置は、検出機器、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置の部品として使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９５９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、基体と枠体とを備えたパッケージに蓋体を接合する際に、次のような問題が生じる可能性があった。すなわち、枠体の上面に蓋体を位置決めした後に、蓋体を加熱・冷却させることにより、枠体と蓋体とを接合するので、枠体の内壁および外壁に引っ張り応力が作用するという問題である。枠体の内壁および外壁に引っ張り応力が作用するので、枠体にクラックが生じることがあった。枠体にクラックが生じると、パッケージの品質が低下する。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、品質を向上することができる電子部品収納用パッケージ、および電子装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明における電子部品収納用パッケージは、電子部品を装着するための装着部を有する基体と、前記装着部を囲むようにして設けられた枠体とを備えた電子部品収納用パッケージにおいて、前記枠体の内壁または外壁には、前記枠体の内壁または外壁の全周にわたって、前記枠体が有する熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する被覆膜が形成されている。
【０００７】
上記目的を達成するために本発明における電子装置は、本発明に係る電子部品収納用パッケージと、前記基体が有する装着部に装着された電子部品と、前記枠体の上面に設けられ、前記装着部に装着された電子部品を封止するための蓋体とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電子部品収納用パッケージ、および電子装置は、品質を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電子装置の一例を示す平面図である。
【図２】図２は、図１中に示した切断線Ａ−Ａ´に沿って切断した断面図である。
【図３】図３は、変更例１に係る電子装置の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、変更例２に係る電子装置の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、変更例３に係る電子装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る電子部品収納用パッケージ、および電子装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子装置１の一例を示す平面図である。図２は、図１中に示した切断線Ａ−Ａ´に沿って切断した断面図である。図１および図２に示すように、本実施形態に係る電子装置１は、電子部品２、基体３、枠体４、蓋体５、第１被覆膜６、および第２被覆膜７を備えている。ここで、基体３、枠体４、第１被覆膜６、および第２被覆膜７が、本発明に係る電子部品収納用パッケージ（パッケージ）の一実施形態となる。
【００１３】
電子部品２は、例えば、赤外線センサ、半導体素子、水晶振動子等である。なお、電子部品２は、これに限らず、例えば、半導体レーザダイオード、フォトダイオード等であってもよい。
【００１４】
基体３は、上面に電子部品２を装着するための装着部３ａを有している。すなわち、装着部３ａ上に、電子部品２が装着される。ここで、基体３は、例えば、セラミック材料、金属材料、ガラス材料、高耐熱の樹脂材料等からなる。セラミック材料は、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、ガラスセラミックス等である。また、金属材料は、例えば、Ｆｅ系合金、無酸素銅、ＳＵＳ等である。また、ガラス材料は、例えば、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等である。さらに、高耐熱の樹脂材料は、例えば、ポリイミド等である。
【００１５】
枠体４は、基体３の上面であって、かつ装着部３ａを囲むようにして設けられている。ここで、枠体４は、例えば、セラミック材料、金属材料、ガラス材料、高耐熱の樹脂材料等からなる。なお、枠体４は、基体３と一体的に形成されていてもよいし、基体３と別個独立に形成されていてもよい。基体３と枠体４とが別個独立に形成された場合、基体３と枠体４とは、例えば、半田やロウ材等の接続部材を介して接合される。
【００１６】
蓋体５は、枠体４の上面に設けられ、かつ装着部３ａに装着された電子部品２を封止するための役割を担う部材である。すなわち、蓋体５は、枠体４によって形成される電子部品２が収容された収容空間Ｓを、例えば、真空状態で密閉するように、枠体４の上面に、例えば、半田やロウ材等の接続部材Ｃを介して接合される。ここで、真空状態とは、標準大気圧より圧力が低い空間状態のことをいう。なお、蓋体５は、収容空間Ｓを真空状態で密閉することなく、収容空間Ｓを単に封止するように、枠体４の上面に接続部材Ｃを介して接合してもよい。
【００１７】
第１被覆膜６は、枠体４の内壁４ａの全周にわたって、枠体４の内壁４ａに形成されている。また、第１被覆膜６は、枠体４が有する熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する膜である。すなわち、枠体４が酸化アルミニウム質焼結体（熱膨張係数は７ｐｐｍ/Ｋ）からなる場合、例えば、第１被覆膜６は、白金（熱膨張係数は９ｐｐｍ/Ｋ）からなる。また、枠体４がガラスセラミックス（熱膨張係数は１２ｐｐｍ/Ｋ）からなる場合、例えば、第１被覆膜６は、銅（熱膨張係数は１５ｐｐｍ/Ｋ）からなる。ここで、枠体４が有する熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する第１被覆膜６が枠体４の内壁４ａの全周にわたって形成されているので、第１被覆膜６の形成時において、枠体４の内壁４ａには圧縮応力がかかる。
【００１８】
ここで、枠体４の内壁４ａに圧縮応力がかかる理由について説明する。すなわち、第１被覆膜６は、例えば、スクリーン印刷方式、ディスペンサ方式、スプレー方式等を用いることにより、枠体４の内壁４ａに被覆される。そして、枠体４の内壁４ａに被覆された第１被覆膜６を、基体３および枠体４とともに、例えば、１０００〜１５００℃にて焼成する。これにより、第１被覆膜６は、枠体４の内壁４ａに形成（接着）される。ここで、第１被覆膜６は、枠体４が有する熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有しているので、焼成時、枠体４の内壁４ａに対して、応力をかけることになる。枠体４の内壁４ａに第１被覆膜６から応力がかかるので、焼成後には枠体４の内壁４ａには圧縮応力がかかることになる。
【００１９】
第２被覆膜７は、枠体４の外壁４ｂの全周にわたって、枠体４の外壁４ｂに形成されている。また、第２被覆膜７は、枠体４が有する熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する膜である。すなわち、枠体４が酸化アルミニウム質焼結体（熱膨張係数は７ｐｐｍ/Ｋ）からなる場合、例えば、第２被覆膜７は、白金（熱膨張係数は９ｐｐｍ/Ｋ）からなる。また、枠体４がガラスセラミックス（熱膨張係数は１２ｐｐｍ/Ｋ）からなる場合、例えば、第２被覆膜７は、銅（熱膨張係数は１５ｐｐｍ/Ｋ）からなる。ここで、枠体４が有する熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する第２被覆膜７が枠体４の外壁４ｂの全周にわたって形成されているので、第２被覆膜７の形成時において、枠体４の外壁４ｂには圧縮応力がかかる。
【００２０】
このように、枠体４の内壁４ａおよび外壁４ｂには、圧縮応力がかかる。このため、枠体４と蓋体５とを接合する際に、枠体４の内壁４ａおよび外壁４ｂに引っ張り応力が作用した場合であっても、本実施形態に係る枠体４の内壁４ａおよび外壁４ｂには圧縮応力がかかっているので、枠体４にクラックが生じることを抑制できる。すなわち、枠体４に作用する引っ張り応力は、枠体４にかかる圧縮応力によって緩和されるからである。
【００２１】
ここで、上記の点についてより具体的に説明する。すなわち、枠体４と蓋体５とを接合する際に、まず、枠体４の上面に蓋体５を位置決めする。枠体４の上面に蓋体５を位置決めした後に、蓋体５を加熱しながら加圧する。この場合、枠体４の外壁４ｂには、外側へ伸びようとする力（熱膨張）が働く。そのため、枠体４の内壁４ａには、引っ張り応力が作用する。ここで、本実施形態においては、第１被覆膜６によって枠体４の内壁４ａに圧縮応力がかかっているので、枠体４の内壁４ａに引っ張り応力が作用した場合であっても、枠体４にクラックが生じることを抑制できる。
【００２２】
そして、蓋体５を加熱しながら加圧した後に、蓋体５および枠体４を冷却する。この場合、枠体４の内壁４ａには、内側へ縮もうとする力（熱収縮）が働く。そのため、枠体４の外壁４ｂには、引っ張り応力が作用する。ここで、本実施形態においては、第２被覆膜７によって枠体４の外壁４ｂに圧縮応力がかかっているので、枠体４の外壁４ｂに引っ張り応力が作用した場合であっても、枠体４にクラックが生じることを抑制できる。
【００２３】
このように、蓋体５を加熱・冷却させることにより、枠体４と蓋体５とは接合される。なお、枠体４の内壁４ａおよび外壁４ｂには、ともに引っ張り応力が作用するので、本実施形態のように、枠体４の内壁４ａには第１被覆膜６が形成されており、かつ枠体４の外壁４ｂには第２被覆膜７が形成されていることが好ましい。しかしながら、必ずしもこれに限定されるものではなく、枠体４の内壁４ａに作用する引っ張り応力のみ考慮する必要がある場合には、枠体４の内壁４ａにのみ第１被覆膜６が形成されていればよい。この場合、枠体４の内壁４ａにのみ圧縮応力がかかることになる。またこれと同様に、枠体４の外壁４ｂに作用する引っ張り応力のみ考慮する必要がある場合には、枠体４の外壁４ｂにのみ第２被覆膜７が形成されていればよい。この場合、枠体４の外壁４ｂにのみ圧縮応力がかかることになる。
【００２４】
なお、第１被覆膜６および第２被覆膜７が、金属材料あるいはガラス金属複合体からなる場合、本実施形態に係る電子装置１は、次のような効果も有する。すなわち、第１被覆膜６および第２被覆膜７は、外部からの電磁波等のノイズを遮断するシールド材としての機能を有することになるので、収容空間Ｓに収容された電子部品２がノイズによって誤動作するのを抑制できる。また、第２被覆膜７が金属材料あるいはガラス金属複合体からなる場合、枠体４の外壁４ｂに形成された第２被覆膜７は、枠体４と蓋体５との接合時における熱を外部へ逃がすための放熱材としての機能も有することになる。
【００２５】
以上のように、本実施形態に係る電子装置１によれば、品質を向上する電子装置１を実現することができる。
【００２６】
なお、上述した実施形態は、本発明の実施形態の一具体例を示すものであり、種々の変更が可能である。以下、いくつかの主な変更例を示す。
【００２７】
（変更例１）
上述の実施形態において説明したように、枠体４と蓋体５とを接合する際に、枠体４の内壁４ａおよび外壁４ｂには引っ張り応力が作用する。ここで、枠体４の外壁４ｂに作用する引っ張り応力は、枠体４の内壁４ａに作用する引っ張り応力よりも大きい。これは、枠体４および蓋体５をある程度の高さまで温度を上昇させてから蓋体５を加熱しながら加圧するのに対して（温度変化の幅が小さい）、冷却時には、蓋体５および枠体４を急激に冷却させる（温度変化の幅が大きい）からである。そのため、枠体４の外壁４ｂにかかる圧縮応力は、枠体４の内壁４ａにかかる圧縮応力よりも大きいことが好ましい。そこで、変更例１に係る電子装置１ａでは、図３に示すように、枠体４の外壁４ｂに形成された第２被覆膜７ａの厚みＬは、枠体４の内壁４ａに形成された第１被覆膜６ａの厚みＲよりも大きい場合について説明する。
【００２８】
すなわち、図３に示すように、第２被覆膜７ａの厚みＬは、第１被覆膜６ａの厚みＲよりも大きいので、枠体４の外壁４ｂにかかる圧縮応力は、枠体４の内壁４ａにかかる圧縮応力よりも大きくなる。そのため、枠体４の外壁４ｂに作用する引っ張り応力は、枠体４の内壁４ａに作用する引っ張り応力より大きい場合であっても、枠体４の外壁４ｂにかかる圧縮応力は、枠体４の内壁４ａにかかる圧縮応力よりも大きいので、枠体４にクラックが生じることを抑制できる。
【００２９】
なお、枠体４の内壁４ａに形成された第１被覆膜６ａ、および枠体４の外壁４ｂに形成された第２被覆膜７ａは、蓋体５に向かうに従って、その厚みＬ，Ｒが徐々に大きくなっていてもよい。すなわち、枠体４の上部（蓋体５に近い枠体４の部分）は、枠体４の下部（蓋体５に遠い枠体４の部分）と比較して、より大きな引っ張り応力が作用するからである。
【００３０】
（変更例２）
上述の変更例１において説明したように、枠体４の外壁４ｂにかかる圧縮応力は、枠体４の内壁４ａにかかる圧縮応力よりも大きいことが好ましい。そこで、変更例２に係る電子装置１ｂでは、図４に示すように、枠体４の外壁４ｂに形成された第２被覆膜７ｂが有する熱膨張係数は、枠体４の内壁４ａに形成された第１被覆膜６ｂが有する熱膨張係数よりも大きい場合について説明する。
【００３１】
すなわち、図４に示すように、第２被覆膜７ｂが有する熱膨張係数は、第１被覆膜６ｂが有する熱膨張係数よりも大きいので、枠体４の外壁４ｂにかかる圧縮応力は、枠体４の内壁４ａにかかる圧縮応力よりも大きくなる。そのため、枠体４の外壁４ｂに作用する引っ張り応力は、枠体４の内壁４ａに作用する引っ張り応力より大きい場合であっても、枠体４の外壁４ｂにかかる圧縮応力は、枠体４の内壁４ａにかかる圧縮応力よりも大きいので、枠体４にクラックが生じることを抑制できる。
【００３２】
ここで、第１被覆膜６ｂが白金（熱膨張係数は９ｐｐｍ/Ｋ）からなる場合、例えば、第２被覆膜７ｂは、パラジウム（熱膨張係数は１２ｐｐｍ/Ｋ）からなる。また、第１被覆膜６ｂがニッケル（熱膨張係数は１３ｐｐｍ/Ｋ）からなる場合、例えば、第２被覆膜７ｂは、銅（熱膨張係数は１５ｐｐｍ/Ｋ）からなる。
【００３３】
なお、変更例２に係る電子装置１ｂにおいて、変更例１に係る電子装置１ａと同様、第２被覆膜７ｂの厚みは、第１被覆膜６ｂの厚みよりも大きくしてもよい。このようにすると、枠体４の外壁４ｂにかかる圧縮応力は、枠体４の内壁４ａにかかる圧縮応力よりも、より大きくすることができる。
【００３４】
（変更例３）
図５は、変更例３に係る電子装置１ｃの一例を示す断面図である。図５に示すように、変更例３に係る電子装置１ｃにおける枠体４および基体３には、貫通孔Ｈが形成されている。この貫通孔Ｈは、接続部材Ｃ、第１被覆膜６、および第２被覆膜７に接続されている。このように、変更例３においては、貫通孔Ｈが、接続部材Ｃ、第１被覆膜６、および第２被覆膜７に接続されているので、枠体４と蓋体５とを接合する際に、図５に示す矢印Ｐの方向に向かって蓋体５を加熱しながら加圧した場合であっても、矢印Ｐの方向から蓋体５を介して枠体４へ伝わる熱は、枠体４の上部に留まることなく、貫通孔Ｈを介して、外部へ拡散することができる。これにより、枠体４にクラックが生じることを抑制できる。なお、貫通孔Ｈの代わりに、伝熱可能な配線であってもよい。
【００３５】
また、図５に示すように、枠体４の上部に形成された貫通孔Ｈの径は、枠体４の下部および基体３に形成された貫通孔Ｈの径よりも大きいことが好ましい。このようにすると、矢印Ｐの方向から蓋体５を介して枠体４へ伝わる熱は、枠体４の上部に留まることなく、貫通孔Ｈを介して、より外部へ拡散することができる。
【００３６】
すなわち、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。つまり、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明は、品質を向上することができる電子部品収納用パッケージ、または電子装置として有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  電子装置
２  電子部品
３  基体
３ａ  装着部
４  枠体
４ａ  内壁
４ｂ  外壁
６、６ａ、６ｂ  第１被覆膜
７、７ａ、７ｂ  第２被覆膜
【図１】
2010212512.tif 000003
【図２】
2010212512.tif 000004
【図３】
2010212512.tif 000005
【図４】
2010212512.tif 000006
【図５】
2010212512.tif 000007