(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面に第１のメタライズ膜、上面に第２のメタライズ膜を設ける四角形平板状のセラミック基体の上面外周部に、上面に第３のメタライズ膜を設ける四角形額縁状のセラミック枠体を積層してなる接合体の角部に切り欠き部と、該切り欠き部の壁面に、前記第１のメタライズ膜と前記第２のメタライズ膜、又は前記第１のメタライズ膜と前記第３のメタライズ膜を電気的に導通状態とするための第４のメタライズ膜と、該第４のメタライズ膜の上面に、前記第１のメタライズ膜との接続部位から上方に延設して前記第４のメタライズ膜を横断するように被覆される前記セラミック基体及びセラミック枠体に用いられているセラミック基材と同一の該セラミック基材からなるセラミック絶縁膜を有することを特徴とする電子部品素子収納用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基体の上面とセラミック枠体の内周壁面で形成されるキャビティ部に、半導体素子や、圧電振動片等の電子部品素子が搭載され、蓋体が接合されて電子部品素子が気密に封止されるための電子部品素子収納用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子や、圧電振動片等の電子部品素子を収納させるための電子部品素子収納用パッケージは、電子部品素子を搭載させた装置、例えば、携帯電話や、パソコン等の小型化、高信頼性化等の要求に伴い、ますます軽薄短小化、高信頼性化等への対応が求められている。これに対応するために、電子部品素子収納用パッケージには、気密信頼性の高いアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミック製からなるセラミック基体と、セラミック枠体の接合体で構成されるパッケージが用いられている。
【０００３】
この電子部品素子収納用パッケージには、通常、平板状のセラミック基体の下面に、タングステン（Ｗ）や、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属からなるメタライズ膜と、その上面にＮｉ及びＡｕめっきからなるめっき被膜が形成された外部接続端子パッドが設けられている。また、電子部品素子収納用パッケージには、セラミック基体の上面に、上記と同様の高融点金属からなるメタライズ膜と、その上面に上記と同様のめっき被膜が形成された電子部品素子接続用パッドが設けられている。更に、電子部品素子収納用パッケージには、額縁状のセラミック枠の上面に上記と同様のメタライズ膜とその上面に上記と同様のめっき被膜が形成された蓋体接合用パッドが設けられている。そして、この蓋体接合用パッドには、セラミック基体の上面と、セラミック枠体の内周壁面で形成されるキャビティ部の電子部品素子接続用パッドに、電子部品素子が搭載された後、セラミックと熱膨張係数が近似するＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、商品名「Ｋｏｖｅｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等からなる金属製の蓋体が直接ＡｕＳｎ等のロー材でロー付け接合されるようになっている。あるいは、蓋体接合用パッドには、先に、ＫＶや、４２アロイ等からなる金属リングがＡｇロー材等でロー付け接合されて、キャビティ部に電子部品素子が搭載された後、金属リングに金属製の蓋体がシーム溶接されるようになっている。そして、蓋体が接合された電子部品素子収納用パッケージは、外部接続端子パッドでボード基板等に半田付け接合させるようになっている。
【０００４】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、上記の従来の電子部品素子収納用パッケージ５０は、セラミック基体５１とセラミック枠体５２の接合体の角部の切り欠き部５３のセラミック基体５１の壁面にメタライズ膜として設けるキャスタレーション導体５４や、セラミック枠体５２を貫通させて設ける貫通孔にメタライズを充填させたビア導体５５を有している。このキャスタレーション導体５４や、ビア導体５５によって、電子部品素子収納用パッケージ５０は、外部接続端子パッド５６と電子部品素子接続用パッド５７、あるいは、外部接続端子パッド５６と蓋体接合用パッド５８を電気的に接続状態としている。
【０００５】
そして、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この電子部品素子収納用パッケージ５０には、電子部品素子５９を電子部品素子接続用パッド５７に接合して搭載させ、金属製の蓋体６０でキャビティ部６１を気密に封止した後、ボード基板６２等に、外部接続端子パッド５６を半田付け接合させると共に、キャスタレーション導体５４部で半田メニスカス６３を形成させている。
【０００６】
しかしながら、上記の従来の電子部品素子収納用パッケージ５０は、パッケージの小型化に伴い、セラミック枠体５２の枠幅が小さくなり、そこにビア導体５５を形成するための貫通孔を設けることが難しくなってきている。
【０００７】
そこで、従来の電子部品素子収納用パッケージには、セラミック枠体に切り欠き部の壁面にもメタライズ膜を設け、外部接続端子パッドと蓋体接合用パッドを電気的に接続状態とすると共に、セラミック枠体側のメタライズ膜上にセラミック絶縁膜を設けてセラミック基体側のみをキャスタレーション導体とすることで、蓋体接合用パッドへの半田の這い上がりを防止して半田メニスカスを形成するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
しかしながら、特許文献１で開示されるような上記の従来の電子部品素子収納用パッケージは、キャスタレーション導体部での半田メニスカスがセラミック基体の外周から飛び出すようにボード基板等に形成されるので、この半田メニスカスの飛び出しによって実装密度を低下させることとなり、このパッケージを搭載させた装置、例えば、携帯電話や、パソコン等の小型化に支障がでている。
【０００９】
そこで、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、従来の電子部品素子収納用パッケージ５０ａには、セラミック基体５１とセラミック枠体５２の接合体の角部の切り欠き部５３のセラミック基体５１の壁面に前記の電子部品素子収納用パッケージ５０のようなキャスタレーション導体５４を設けないようにしたものがある。また、従来の電子部品素子収納用パッケージ５０ａには、セラミック枠体５２を貫通させて形成する前記の電子部品素子収納用パッケージ５０のようなビア導体５５を設けないようにしたものがある。そして、この電子部品素子収納用パッケージ５０ａは、半田メニスカス６３の形成をなくし、実装密度を向上できるようにして、パッケージを搭載させた装置、例えば、携帯電話や、パソコン等の小型化に対応できるようにしている。この電子部品素子収納用パッケージ５０ａは、セラミック基体５１に設ける貫通孔にビア導体６４を形成し、このビア導体６４を介して外部接続端子パッド５６と電子部品素子接続用パッド５７を電気的に接続状態としている。また、この電子部品素子収納用パッケージ５０ａは、セラミック枠体５２の内周側壁面に設ける切り欠き部６５の壁面に導体膜６６を形成し、この導体膜６６等を介して電子部品素子接続用パッド５７と蓋体接合用パッド５８を電気的に接続状態とすると共に、外部接続端子パッド５６と蓋体接合用パッド５８を電気的に接続状態としている。
【００１０】
そして、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この電子部品素子収納用パッケージ５０ａには、電子部品素子５９を搭載させ、金属製の蓋体６０でキャビティ部６１を気密に封止した後、ボード基板６２等に、外部接続端子パッド５６を半田付け接合させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４１６７６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前述したような従来の電子部品素子収納用パッケージは、次のような問題がある。
従来のセラミック基体に設ける貫通孔にビア導体を形成する電子部品素子収納用パッケージは、微小な貫通孔への導体ペーストの充填が難しく、ビア導体部の気密信頼性が低下する場合がある。また、従来のセラミック枠体の内周側壁面に設ける切り欠き部の壁面に導体膜を形成する電子部品素子収納用パッケージは、形成が容易でない上に、複雑で長い作業工程が必要となるので、パッケージのコストアップとなっている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、装置への実装密度を向上でき、気密信頼性の高い、安価な電子部品素子収納用パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的に沿う本発明に係る電子部品素子収納用パッケージは、下面に第１のメタライズ膜、上面に第２のメタライズ膜を設ける四角形平板状のセラミック基体の上面外周部に、上面に第３のメタライズ膜を設ける四角形額縁状のセラミック枠体を積層してなる接合体の角部に切り欠き部と、切り欠き部の壁面に、第１のメタライズ膜と第２のメタライズ膜、又は第１のメタライズ膜と第３のメタライズ膜を電気的に導通状態とするための第４のメタライズ膜と、第４のメタライズ膜の上面に、第１のメタライズ膜との接続部位から上方に延設して第４のメタライズ膜を横断するように被覆されるセラミック基体及びセラミック枠体に用いられているセラミック基材と同一のセラミック基材からなるセラミック絶縁膜を有する。
【発明の効果】
【００１４】
上記の電子部品素子収納用パッケージは、下面に第１のメタライズ膜、上面に第２のメタライズ膜を設ける四角形平板状のセラミック基体の上面外周部に、上面に第３のメタライズ膜を設ける四角形額縁状のセラミック枠体を積層してなる接合体の角部に切り欠き部と、切り欠き部の壁面に、第１のメタライズ膜と第２のメタライズ膜、又は第１のメタライズ膜と第３のメタライズ膜を電気的に導通状態とするための第４のメタライズ膜と、第４のメタライズ膜の上面に、第１のメタライズ膜との接続部位から上方に延設して第４のメタライズ膜を横断するように被覆されるセラミック基体及びセラミック枠体に用いられているセラミック基材と同一のセラミック基材からなるセラミック絶縁膜を有するので、外部接続端子パッドであるセラミック基体下面の第１のメタライズ膜と、蓋体接合用パッドであるセラミック枠体上面の第３のメタライズ膜間や、第１のメタライズ膜と、電子部品素子接続用パッドを含む導体配線パターンであるセラミック基体上面の第２のメタライズ膜間が切り欠き部の壁面に設ける上面にセラミック絶縁膜を設けた第４のメタライズ膜を介して電気的に導通状態にできると共に、セラミック基体及びセラミック枠体に用いられているセラミック基材と同一のセラミック基材からなるセラミック絶縁膜によって覆われたメタライズ膜上にめっき被膜の形成ができなく外部接続端子パッドの半田接合時の半田メニスカスの形成を防止でき、装置への実装密度を向上できるパッケージを提供することができる。また、この電子部品素子収納用パッケージは、セラミック基体にビア導体を設けていないので、気密信頼性を高くすることができる。更に、この電子部品素子収納用パッケージは、ビア導体を形成するというようなことがなく、工程が少なく簡単に作製することができるので、安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る電子部品素子収納用パッケージの上面側平面図、下面側平面図、Ａ−Ａ’線縦断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同電子部品素子収納用パッケージの実装形態の上面側平面図、Ｂ−Ｂ’線縦断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来の電子部品素子収納用パッケージの上面側平面図、下面側平面図、Ｃ−Ｃ’線縦断面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同従来の電子部品素子収納用パッケージの実装形態の上面側平面図、Ｄ−Ｄ’線縦断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来の他の電子部品素子収納用パッケージの上面側平面図、下面側平面図、Ｅ−Ｅ’線縦断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同従来の他の電子部品素子収納用パッケージの実装形態の上面側平面図、Ｆ−Ｆ’線縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施するための形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る電子部品素子収納用パッケージ１０は、１又は複数層からなる四角形平板状のセラミック基体１１の上面外周部に、１又は複数層からなる四角形額縁状のセラミック枠体１２を積層してなる接合体からなっている。この電子部品素子収納用パッケージ１０のセラミック基体１１には、下面に外部接続端子パッド１３等からなる第１のメタライズ膜１４と、上面に電子部品素子接続用パッド１５を含む導体配線パターン等からなる第２のメタライズ膜１６が設けられている。また、電子部品素子収納用パッケージ１０のセラミック枠体１２には、上面に蓋体接合用パッド１７である第３のメタライズ膜１８が設けられている。この電子部品素子収納用パッケージ１０には、接合体の角部に切り欠き部１９を有している。また、電子部品素子収納用パッケージ１０には、接合体のセラミック基体１１の上面と、セラミック枠体１２の内周壁面で形成されるキャビティ部２０を有し、その底面に、導体配線パターンを介して配設された電子部品素子接続用パッド１５が設けられている。そして、このキャビティ部２０の電子部品素子接続用パッド１５には、電子部品素子２３（図２（Ａ）、（Ｂ）参照）、例えば、圧電振動片がセラミック枠体１２の内周壁面で囲繞されるようにして導電性樹脂等で接合されるようになっている。
【００１７】
上記の電子部品素子収納用パッケージ１０は、接合体角部の切り欠き部１９の少なくとも１つの壁面に、セラミック基体１１の下面に設ける第１のメタライズ膜１４と、セラミック基体１１の上面に設ける第２のメタライズ膜１６を電気的に導通状態とするためのセラミック基体１１の切り欠き部１９の壁面のみに設けられる第４のメタライズ膜２１を有している。また、上記の電子部品素子収納用パッケージ１０は、接合体角部の切り欠き部１９の少なくとも１つの壁面に、第１のメタライズ膜１４と、セラミック枠体１２の上面に設ける第３のメタライズ膜１８を電気的に導通状態とするためのセラミック基体１１及びセラミック枠体１２の両方の切り欠き部１９の壁面に設けられる第４のメタライズ膜２１ａを有している。なお、図示しないが、上記の電子部品素子収納用パッケージ１０は、接合体角部の切り欠き部１９の壁面に、セラミック基体１１の切り欠き部１９の壁面のみに設けられる第４のメタライズ膜２１と、この第４のメタライズ膜２１と接続させてセラミック基体１１とセラミック枠体１２の接合部間に導体配線パターンを延設させると共に、セラミック枠体１２の内周壁面に設ける切り欠き部の壁面に設ける導体配線パターンを介して第１のメタライズ膜１４と、第３のメタライズ膜１８を電気的に導通状態とすることもできる。
【００１８】
上記の電子部品素子収納用パッケージ１０は、第４のメタライズ膜２１、２１ａの上面に、第１のメタライズ膜１４との接続部位から上方に延設して第４のメタライズ膜２１、２１ａを横断するように被覆されるセラミック絶縁膜２２を有している。このセラミック絶縁膜２２は、上記のセラミック基体１１や、セラミック枠体１２に用いられているセラミックと同様なセラミックが第４のメタライズ膜２１、２１ａの上面を覆うことで設けられている。そして、電子部品素子収納用パッケージ１０には、外部に露出するメタライズ膜等の金属部分にめっき被膜が形成されることで電子部品素子２３を収納するためのパッケージとしている。
【００１９】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この電子部品素子収納用パッケージ１０には、半導体素子や、圧電振動片等の電子部品素子２３の、例えば、圧電振動片をキャビティ部２０内の電子部品素子接続用パッド１５に導電性樹脂等で接合し、電気的に導通状態に接続させて搭載している。そして、電子部品素子収納用パッケージ１０には、ＫＶや、４２アロイ等からなる金属製の蓋体２４を直接ＡｕＳｎ等のロー材でロー付け接合して、キャビティ部２０内に電子部品素子２３を気密に封止している。なお、電子部品素子収納用パッケージ１０には、図示しないが、先に、蓋体接合用パッド１７にＫＶや、４２アロイ等からなる金属リングがＡｇロー材等でロー付け接合されて、キャビティ部２０に電子部品素子２３が搭載された後、金属リングに金属製の蓋体２４をシーム溶接で接合して、キャビティ部２０内に電子部品素子２３を気密に封止することもできる。電子部品素子２３が実装された電子部品素子収納用パッケージ１０は、ボード基板２５等に設けられた接合用パッド２６に、外部接続端子パッド１３を半田２７を介して接合させている。上記の電子部品素子収納用パッケージ１０は、セラミック基体１１や、セラミック枠体１２の側面にキャスタレーション導体を設けないで、セラミック基体１１の底面の外部接続端子パッド１３でボード基板２５等に接合させているので、側面での半田メニスカスの存在がなく、装置への実装密度を向上できて、装置の小型化に対応することができる。また、上記の電子部品素子収納用パッケージ１０は、セラミック基体１１に設ける貫通孔に導体ペーストを充填して形成するようなビア導体を設けないので、キャビティ部２０内の気密信頼性を高くすることができる。
【００２０】
次いで、上記の電子部品素子収納用パッケージ１０の製造方法を説明する。電子部品素子収納用パッケージ１０には、セラミック基体１１や、セラミック枠体１２のセラミック基材に、アルミナや、窒化アルミニウムや、低温焼成セラミック等があり、特に材料が限定されるものではない。例えば、セラミック基材にアルミナを用いる場合には、先ず、酸化アルミニウム粉末にマグネシア、シリカ、カルシア等の焼結助剤を適当量加えた粉末に、ジオクチフタレート等の可塑剤と、アクリル樹脂等のバインダー、及びトルエン、キシレン、アルコール類等の溶剤を加え、十分に混練して脱泡し、粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリーを作製し、ドクターブレード法等によって所望の厚み、例えば、０．１２ｍｍのシート状にした後乾燥させ、所望の大きさの矩形状に切断してセラミックグリーンシートを形成している。なお、このセラミックグリーンシートには、多数個の電子部品素子収納用パッケージ１０が配列されて形成され、予め形成される個片体に分割するための分割用溝に沿って最後に個片体に分割することで個々のパッケージが作製される。
【００２１】
セラミック基体１１となる上記のセラミックグリーンシートには、切り欠き部１９等を形成するための貫通孔を打ち抜きプレスや、パンチングマシーン等を用いて形成している。次いで、このセラミックグリーンシートが、例えば、アルミナや、窒化アルミニウムのような高温で焼成するものが用いられる時には、導体ペーストとしてＷや、Ｍｏ等の高融点金属からなる導体ペーストが用いられ、この導体ペーストを用いて、導体配線印刷パターンが形成されるようになっている。切り欠き部１９等を形成するための貫通孔の壁面には、第４のメタライズ膜２１、２１ａ用のスルーホール導体印刷パターンをスクリーン印刷で形成している。また、セラミック基体１１用のセラミックグリーンシートには、上面となる部分に電子部品素子接続用パッド１５を含む第２メタライズ膜１６用の導体配線印刷パターンを、下面となる部分に外部接続端子パッド１３である第１のメタライズ膜１４用の導体配線印刷パターンを上記と同様の導体ペーストを用いてスクリーン印刷で形成している。次いで、第４のメタライズ膜２１、２１ａ用のスルーホール導体印刷パターンの上面には、セラミック基体１１や、セラミック枠体１２のセラミック基材と同様のセラミック基材を用いたセラミック絶縁ペーストを用いて、セラミック基体１１用のセラミックグリーンシートの下面となる側からスクリーン印刷でスルーホール絶縁印刷パターンを形成している。なお、セラミック絶縁膜２２をセラミック基体１１用のセラミックグリーンシートの途中まで形成する場合には、用いるセラミック絶縁ペーストの粘度を調整して第４のメタライズ膜２１、２１ａの表面の全てを覆わないようにして形成することもできる。
【００２２】
一方、セラミック枠体１２となる上記のセラミックグリーンシートには、切り欠き部１９等を形成するための貫通孔や、キャビティ部２０の内周側壁面となる部分を打ち抜きプレスや、パンチングマシーン等を用いて形成している。次いで、このセラミックグリーンシートには、少なくとも１つの貫通孔の壁面に第４のメタライズ膜２１ａ用のスルーホール導体印刷パターンをスクリーン印刷で形成している。また、このセラミックグリーンシートには、上面に蓋体接合用パッド１７である第３メタライズ膜１７用の導体配線印刷パターンをスクリーン印刷で形成している。なお、上記のセラミックグリーンシートには、キャビティ部２０の内周側壁面となる部分を打ち抜きプレスや、パンチングマシーン等を用いて形成する前に、第４のメタライズ膜２１ａ用のスルーホール導体印刷パターンをスクリーン印刷で形成しすると共に、第３メタライズ膜１７用の導体配線印刷パターンをスクリーン印刷で形成した後に、キャビティ部２０の内周側壁面となる部分を打ち抜きプレスや、パンチングマシーン等を用いて形成することもできる。
【００２３】
次いで、それぞれのセラミックグリーンシートは、重ね合わされ、温度をかけながら加圧して積層体を形成している。この積層体には、多数個のパッケージが集合体として形成されているので、個片からなるパッケージを形成するために、４角に設ける切り欠き部１９等を形成するための貫通孔の中心を横断するようにして分割するための分割用溝を形成している。次いで、積層体は、セラミックグリーンシートと、乾燥後の導体ペースト及び絶縁ペーストを還元雰囲気中の焼成炉で同時焼成して焼成体に形成している。次いで、この焼成体には、外表面に露出する全ての導体パターン等の金属部分の表面にＮｉめっき被膜、更にＮｉめっき被膜の上面にＡｕめっき被膜を施して、多数個の集合体からなる電子部品素子収納用パッケージ１０を形成している。更に、多数個の集合体からなる電子部品素子収納用パッケージ１０は、分割用溝で分割することで個片からなる電子部品素子収納用パッケージ１０を形成している。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の電子部品素子収納用パッケージは、半導体素子や、圧電振動片等の電子部品素子を実装させて、小型で、高信頼性が要求される、例えば、携帯電話や、ノートブック型のパソコン等の電子装置に組み込まれて用いることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０：電子部品用パッケージ、１１：セラミック基体、１２：セラミック枠体、１３：外部接続端子パッド、１４：第１のメタライズ膜、１５：電子部品接続用パッド、１６、：第２のメタライズ膜、１７：蓋体接合用パッド、１８：第３のメタライズ膜、１９：切り欠き部、２０：キャビティ部、２１、２１ａ：第４のメタライズ膜、２２：セラミック絶縁膜、２３：電子部品素子、２４：蓋体、２５：ボード基板、２６：接合用パッド、２７：半田
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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