(57)【要約】【課題】  大出力の電子部品を搭載しても、電子部品から発生する熱を効果的に放散できる、小型の電子部品搭載用パッケージを提供する。【解決手段】  上面および下面を有しており、上面に設けられた電子部品６の搭載部と上面から下面にかけて設けられた貫通孔１ｆとを含む基体１と、基体１に封止材３により固定されているとともに貫通孔１ｆ内を通っており、基体１の上面から上方へ突出している上端と基体１の下面から下方へ突出している下端とを有しており、電子部品６が電気的に接続される端子５とを備えており、基体１の側面には、凹凸部が形成されている電子部品搭載用パッケージである。基体１の側面と、電子装置を取り付ける外部ハウジング部材２との接触箇所を大きくすることができ、発生した熱を熱伝導率の大きい第１の基体を介して外部に放出することができる。【選択図】  図２
2014003076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面および下面を有しており、前記上面に設けられた電子部品の搭載部と前記上面から前記下面にかけて設けられた貫通孔とを含む基体と、
前記基体に封止材により固定されているとともに前記貫通孔内を通っており、前記基体の前記上面から上方へ突出している上端と前記基体の前記下面から下方へ突出している下端とを有しており、前記電子部品が電気的に接続される端子とを備えており、
前記基体の側面には、凹凸部が形成されていることを特徴とする電子部品搭載用パッケージ。
【請求項２】
前記基体は、第１の基体と第２の基体とを有しており、第１の基体は第２の基体の上面に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載用パッケージ。
【請求項３】
前記凹凸部は、少なくとも第１の基体または第２の基体のどちらか一方の側面に形成されていることを特徴とする請求項２記載の電子部品搭載用パッケージ。
【請求項４】
前記第１の基体の外形寸法が前記第２の基体の外形寸法よりも大きいことを特徴とする請求項２または請求項３記載の電子部品搭載用パッケージ。
【請求項５】
請求項１記載の電子部品搭載用パッケージと、該電子部品搭載用パッケージの前記搭載部に搭載された電子部品と、前記基体の上面に接合され、前記電子部品および前記貫通孔を覆う蓋体とを備えることを特徴とする電子装置。
【請求項６】
前記電子部品と前記搭載部との間に設けられた温度制御素子をさらに備えることを特徴とする請求項５記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野等に用いられる光半導体素子等の電子部品を搭載して収納するための電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子装置に用いられる電子部品搭載用パッケージは、上面に電子部品の搭載部を有する基体と、基体に設けられた端子とを含んでいるものであり、例えば、基体は貫通孔を有しており、封止材が貫通孔に充填されており、端子は封止材を貫通して基体に固定されている。電子部品は、基体の上面に搭載され、例えば蓋体によって覆われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−130266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、光半導体素子等の電子部品から発生する熱を放散する基体と、電子装置に取り付けられる外部ハウジング部材との接触が不十分なため、より大出力で駆動されるような光半導体素子等の電子部品から発生する熱を十分に放散することが困難なものとなってしまう可能性があった。
【０００５】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、電子部品から発生する熱を効率的に放散することが可能となる電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの態様による電子部品搭載用パッケージは、基体と、端子とを含んでいる。基体は、上面と、下面と、上面から下面にかけて設けられた貫通孔とを含んでいる。端子は、基体に封止材により固定され貫通孔内を通っている。端子は、基体の上面から上方へ突出している上端と、基体の下面から下方へ突出している下端を有している。基体は、その側面に凹凸部が形成されている。
【０００７】
本発明の他の態様による電子装置は、上記構成の電子部品搭載用パッケージと、電子部品搭載用パッケージに搭載された電子部品と、基体の上面に接合した蓋体とを含んでいる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一つの態様による電子部品搭載用パッケージにおいて、基体は、その側面に凹凸部が形成されていることから、基体の側面と、電子装置を取り付ける外部ハウジング部材との接触箇所が大きいものとなり、電子部品から発生する熱を効率よく外部に放散することが可能となり、大出力の光半導体素子等の電子部品を安定して駆動することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態の電子装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す電子装置のＡ−Ａ線における断面を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の電子部品搭載用パッケージの一例を示す断面図である。
【図４】（ａ）は図３に示す本発明の電子部品搭載用パッケージの下面の一例を示す下面図であり、（ｂ）は同様の本発明の電子部品搭載用パッケージの他の例を示す下面図である。
【図５】本発明の実施の形態の電子部品搭載用パッケージの他の例を示す断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態の電子部品搭載用パッケージの他の例を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
本発明の実施形態における電子装置は、図１、図２に示されているように、電子部品搭載用パッケージ15と、電子部品搭載用パッケージ15に搭載された電子部品６と、回路基板６ａと、温度制御素子11と、ＰＤ素子12と、反射鏡13と温度モニタ素子14と、第１の基体１ａの上面に接合した蓋体９とを含んでいる。なお、図１において、電子装置は仮想のｘｙｚ空間内に設けられており、以下、便宜的に「上方向」とは仮想のｚ軸の正方向のことをいう。
【００１２】
電子部品搭載用パッケージ15は、例えば、第１の基体１ａと、第１の基体１ａの下面に接合された第２の基体１ｂと、第１の基体１ａと第２の基体１ｂとを貫通するように第２の基体１ｂに固定された端子５（以下、信号端子５ともいう）と、中継基板６ｂと、ＤＣ端子８とを含んでいる。第１の基体１ａは、上面と上下方向に設けられた第１の貫通孔１ｄとを有している。第１の基体１ａまたは第２の基体１ｂ、または第１の基体１ａ、第２の基体１ｂの両方には、その側面に凹凸部が形成されている。第２の基体１ｂは、第１の基体１ａの下面に接合されており、上下方向に設けられ第１の貫通孔１ｄに重なるように配置されている。信号端子５は、第２の貫通孔１ｆに充填された封止材３により第２の基体１ｂに固定され第１の貫通孔１ｄ内を通っている。信号端子５は、第１の基体１ａの上面よりも上方へ突出している上端と第２の基体１ｂの下面から下方へ突出している下端とを有している。
【００１３】
図１に示された例では、第１の基体１ａの上面の中央部を搭載部１ｃとして、ペルチェ素子等の温度制御素子11および回路基板６ａを介して電子部品６が搭載されている。電子部品６の端子はボンディングワイヤ７で回路基板６ａ上の配線に電気的に接続されている。中継基板６ｂは、回路基板６ａと信号端子５との電気的な接続を中継している。信号端子５の第１の基体１ａ側の上端部と中継基板６ｂの信号線路とがろう材等の接合材で電気的に接続され、中継基板６ｂの上面の信号線路と回路基板６ａの配線とがボンディングワイヤ７で電気的に接続されることで、電子部品６と信号端子５とが電気的に接続されている。第２の基体１ｂは、信号端子５を固定するための第２の貫通孔１ｆ以外に、３つの第２の貫通孔１ｆが形成されている。ＤＣ端子８は、グラウンドとして機能する端子であり、３つの第２の貫通孔１ｆのそれぞれに２本ずつが封止材３によって固定され、第１の基体１ａに形成された、対応する第１の貫通孔１ｄからＤＣ端子８の端部が突出している。また、電子部品６の端子は、回路基板６ａの配線を介して、ＤＣ端子８の一つに電気的に接続されている。これによって、信号端子５は電子部品６と外部電気回路（図示せず）との間の入出力信号を伝送する伝送路として機能する。
【００１４】
図１に示された例では、主となる電子部品６がＬＤ素子である例を示しており、ＰＤ素子12はＬＤ素子の発振状態をモニタし、反射鏡13はＬＤ素子から発振されたレーザー光を回路基板６ａ（第１の基体１ａ）の上面から垂直方向に反射させており、温度モニタ素子14は、回路基板６ａ上の温度を測定して温度制御素子11へフィードバックしている。回路
基板６ａ上には、ＰＤ素子12，反射鏡13および温度モニタ素子14が搭載されている。そして、ＤＣ端子８は、上述したグラウンド用以外に、温度制御素子11，ＰＤ素子12，および温度モニタ素子14への電力供給用のもの等がある。
【００１５】
なお、図１に示された例では電子部品６等が搭載された状態がわかるように蓋体９を外した状態を示しているが、図２に示された例のように、破線で示されたような蓋体９を溶接またはろう接で蓋体接合部１ｅに接合することによって、本発明の実施形態における電子装置が基本的に構成される。図２に示された例の蓋体９は、反射鏡13によって第１の基体１ａの上面から垂直方向に反射されたレーザー光を通すための、透光性部材がはめられた窓部を設けた例を示している。
【００１６】
なお、図１および図２に示された例では、基体は第１の基体１ａが第２の基体１ｂの上面に接合されている構成としているが、第２の基体１ｂのみからなるものとし、第２の基体１ｂの上面を搭載部１ｃとして、ペルチェ素子等の温度制御素子11および回路基板６ａを介して電子部品６が搭載されているものとしてもよい。また、１個の電子部品６を、回路基板６ａおよび温度制御素子11を介して第１の基体１ａの搭載部１ｃの上に搭載しているが、複数の電子部品６を搭載してもよいし、回路基板６ａおよび温度制御素子11を介さずに第１の基体１ａの搭載部１ｃの上に直接搭載してもよいし、ボンディングワイヤ７で電子部品６と信号端子５とを直接接続してもよい。また、信号端子５の数も、電子部品６の数および電子部品６の電極の数に応じて複数であっても構わない。そして、ＤＣ端子８の数も、温度制御素子11、ＰＤ素子12、温度モニタ素子14等の数に応じて決まるものである。なお、中継基板６ｂを介して信号端子５と電子部品６をボンディングワイヤ７で接続することで、ボンディングワイヤ７の長さを短くすることができるようになるので、インピーダンスの不整合をより良く抑制することができ好ましい。
【００１７】
本発明の実施形態における電子部品搭載用パッケージ15は、上面および下面を有しており、上面に設けられた電子部品６の搭載部と上面から下面にかけて設けられた貫通孔１ｆとを含む基体１と、基体１に封止材３により固定されているとともに貫通孔１ｆ内を通っており、基体１の上面から上方へ突出している上端と基体１の下面から下方へ突出している下端とを有しており、電子部品６が電気的に接続される端子５とを有しており、基体１の側面には、凹凸部が形成されているものである。
【００１８】
電子部品搭載用パッケージ15はこのような構成により、基体１は、その側面に凹凸部が形成されていることから、基体１の側面と、電子装置を取り付ける外部ハウジング部材２との接触箇所が大きいものとなり、電子部品６から発生する熱を効率よく外部に放散することができる電子部品搭載用パッケージ15となる。
【００１９】
また、基体は、第１の基体と第２の基体とを有しており、第１の基体は第２の基体の上面に配置されている場合には、信号端子５は所定のインピーダンスに整合されて第２の基体１ｂの貫通孔１ｆに充填した封止材３で固定されることから、信号端子５が通る第１の基体１ａの貫通孔１ｂは、信号端子５とともにエアー同軸構造としてインピーダンスを整合させるためにその径を小さいものとすることができるので、電子部品６の搭載部１ｃの面積を大きくすることができる。
【００２０】
また、図３〜図５に示された例のように、上記構成において、第２の基体１ｂの外形寸法よりも第１の基体１ａの外形寸法の方が大きいときには、第１の基体１ａの側面に、電子装置が取り付けられる外部ハウジング部材２を密着させやすくなるので、電子部品６から発生した熱を第１の基体１ａを介して外部により放出しやすい電子部品搭載用パッケージ15となる。
【００２１】
また、図５に示された例のように、上記構成において、第１の基体１ａおよび第２の基体１ｂの少なくとも一方が、第１の基体１ａと第２の基体１ｂとの接合部に沿った溝10を有するときには、搭載される電子部品６に熱が発生して第１の基体１ａと第２の基体１ｂとの熱膨張係数の差による熱応力が発生しても、この熱応力は溝10によって緩和されて、第１の基体１ａと第２の基体１ｂとの接合部に加わる熱応力は小さいものとなるので、より気密信頼性に優れた高信頼性の電子装置を得ることのできる電子部品搭載用パッケージ15となる。
【００２２】
また、図６に示された例のように、上記各構成において、第１の基体１ａの下面の搭載部１ｃに対向する部分から外周部にかけて第１の基体１ａよりも熱伝導率が高い接合材４が被着されており、第２の基体１ｂは、外周部の接合材４で第１の基体１ａに接合されているときには、電子部品６から発生した熱が第１の基体１ａの下面の接合材４を介して第１の基体１ａの側面側に伝導しやすくなるので、より効率よく外部に放出することができる半導体素子収納用パッケージとなる。
【００２３】
本発明の実施形態における電子装置は、上記構成のいずれかの本発明の実施形態における電子部品搭載用パッケージ15と、該電子部品搭載用パッケージ15の前記搭載部１ｃに搭載された電子部品６と、前記第１の基体１ａまたは前記第２の基体１ｂの上面に接合された蓋体９とを有していることから、電子部品６から発生した熱を効率よく第１の基体１ａまたは前記第２の基体１ｂの側面から外部に放出できるので、小型で高出力の電子装置となる。
【００２４】
本発明の実施形態における電子装置は、上記構成において、電子部品６と搭載部１ｃとの間に温度制御素子11を有しているときには、放熱性が向上しているので、温度制御素子11によってより発熱の大きい電子部品６の温度を一定に保つことができるようになり、温度変化によって発生する電子部品６の特性変化がなくなるので、より特性の安定した電子装置となる。
【００２５】
第１の基体１ａは搭載される電子部品６またはセラミック製の回路基板６ａの熱膨張係数に近いものが好ましく、またコストの安いものとして、例えば、Ｆｅ−Ｍｎ合金等の鉄系の合金または純鉄等の金属、銅（Ｃｕ）または銅系の合金が選ばれる。より具体的には、Ｆｅ99.6質量％−Ｍｎ0.4質量％系のＳＰＣ（Steel  Plate  Cold）材がある。第１の
基体１ａは上述の金属部材に圧延加工または打ち抜き加工等の金属加工方法を施すことによって所定形状に製作され、貫通孔１ｂはドリル加工または金型による打ち抜き加工によって形成される。また、第１の基体１ａが搭載部１ｃとして突出部を有する形状の場合は、切削加工またはプレス加工することによって形成することができる。
【００２６】
第１の基体１ａは厚みが0.25〜１ｍｍの平板状であり、その形状には特に制限はないが、例えば直径が３〜６ｍｍの円板状，半径が1.5〜８ｍｍの円周の一部を切り取った半円
板状，一辺が３〜15ｍｍの四角板状等である。
【００２７】
第１の基体１ａの厚みは0.5ｍｍ以上が好ましい。厚みが0.5ｍｍ未満の場合は、電子部品６を保護するための金属製の蓋体９を金属製の第１の基体１ａの上面に接合する際に、接合温度等の接合条件によっては第１の基体１ａが曲がったりして変形し易くなる。また、厚みが１ｍｍを超えると、第２の基体１ｂと接合して得られる電子部品搭載用パッケージ15および電子装置の厚みが不要に厚いものとなり、小型化し難くなるので、第１の基体１ａの厚みは１ｍｍ以下であるのが好ましい。小型化のためには第１の基体１ａの厚みと第２の基体１ｂの厚みとを加えて２ｍｍ以下であるのがよい。
【００２８】
また、第１の基体１ａは、その側面に凹凸部が形成されていると、第１の基体１ａの側
面と、電子装置を取り付ける外部ハウジング部材２との接触箇所が大きいものとなり、電子部品６から発生する熱を効率よく外部に放散することができる電子部品搭載用パッケージ15となる。このように、第１の基体１ａがその側面に凹凸部を有する場合は、切削加工することによって形成することができる。この場合、図２に示された例のように、電子装置を取り付ける外部ハウジング部材２の内側側面にも凹凸を設けると第１の基体１ａの側面と、外部ハウジング部材２との接触箇所が更に大きいものとなり、電子部品６から発生する熱を効率よく外部に放散することができ好ましい。また、この凹凸部を第１の基体１ａの側面に螺旋状に形成すると、凹凸部がめねじ状となって容易に電子装置を外部ハウジング部材２に取り付けることが可能となり好ましい。この場合、電子装置を取り付ける外部ハウジング部材２の内側側面にも螺旋状の凹凸を設けると更に電子装置を外部ハウジング部材２に取り付けることが容易となり好ましい。このように、第１の基体１ａがその側面に螺旋状の凹凸部を有する場合は、切削加工することによって形成することができる。なお、凹凸部の凹部の深さは0.1〜１ｍｍとするのがよい。これにより、良好に電子装置
を外部ハウジング部材２に取り付けることが可能となり好ましい。
【００２９】
搭載部１ｃの周辺には第１の基体１ａの上面から下面にかけて形成された直径が0.23〜1.15ｍｍの第１の貫通孔１ｄを複数有する。信号端子５が通る第１の貫通孔１ｄの直径は、中心に信号端子５が貫通することで特性インピーダンスが50Ωのエアー同軸が形成されるような寸法とする。例えば、信号端子５の直径が0.2ｍｍの場合であれば、第１の貫通
孔１ｄの直径は0.46ｍｍとすればよい。ＤＣ端子８が通る第１の貫通孔１ｄについては、ＤＣ端子８は特性インピーダンスの影響を受けないので、ＤＣ端子８と第１の基体１ａとがショートしない程度に、上記寸法よりも小さくして搭載部１ｃの面積を大きくするとよい。また、逆に第１の貫通孔１ｄを上記寸法よりも大きくして、図１に示された例のように複数のＤＣ端子８を貫通させても構わない。この場合は、例えば図１に示された例のように、円形ではなく長円形とすることで搭載部１ｃの面積を大きくすることができる。上述したように、電子部品６の数および電子部品６の端子の数に応じて信号端子５の数が、また電子部品６以外の他の素子等の数に応じてＤＣ端子８の数が決まるので、それに応じて第１の貫通孔１ｄも適宜形成すればよい。
【００３０】
また、第１の基体１ａの表面には、耐食性に優れ、ろう材との濡れ性に優れた厚さが0.5〜９μｍのＮｉ層と厚さが0.5〜５μｍのＡｕ層とをめっき法によって順次被着させておくのがよい。これにより、第１の基体１ａが酸化腐食するのを有効に防止することができるとともに、電子部品６または回路基板６ａあるいは蓋体９等を第１の基体１ａに良好にろう付けすることができる。
【００３１】
第２の基体１ｂは、第２の貫通孔１ｆ内に封止材３を介して信号端子５およびＤＣ端子８を固定するだけでなく、蓋体９とともに、封止材３および接合材４によって電子部品６を気密に封止する機能を有する。このため、第２の基体１ｂは、第１の基体１ａと第２の基体１ｂとの接合部が第１の貫通孔１ｄを取り囲むように、外周部で第１の基体１ａと接合されている。少なくとも外周部で接合されていれば気密に封止することができ、第２の基体１ｂの上面の全面が接合材４によって第１の基体１ａの下面に接合されていてもかまわない。
【００３２】
また、第２の基体１ｂは、第１の基体１ａと同様の厚みが0.25〜１ｍｍの平板状であり、その形状には特に制限はないが、例えば直径が３〜６ｍｍの円板状，半径が1.5〜８ｍ
ｍの円周の一部を切り取った半円板状，一辺が３〜15ｍｍの四角板状等である。第２の基体１ｂはその外周部が第１の基体１ａの下面に接合されるので、必要な大きさの第２の貫通孔１ｆが形成されるとともに、外周部が第１の貫通孔１ｄよりも大きいものであればよい。例えば、図３および図４（ａ）に示された例のように、平面視の外形が第１の基体１ａより一回り小さい第２の基体１ｂを第１の基体１ａの下面に接合することによって、複
数の第１の貫通孔１ｄをまとめて封止してもよいし、図４（ｂ）に示された例のように、第２の基体１ｂを複数の第１の貫通孔１ｄのそれぞれよりも一回り大きい複数個にして、複数の第１の貫通孔１ｄをそれぞれ封止するようにしてもよい。また、このように第２の基体１ｂが小さいと、第１の基体１ａとの間で熱膨張係数に差がある場合には、発生する熱応力が小さくなるので好ましい。１つの第２の基体１ｂに電子部品搭載用パッケージ15の全ての信号端子５が固定されていると、第１の基体１ａと第２の基体１ｂとを接合する際に、信号端子５の相対位置が正確に位置決めできるとともに、複数の第１の貫通孔１ｄと複数の第２の貫通孔１ｆ（およびそれら第２の貫通孔１ｆ内に固定された複数の信号端子５）との位置合わせが一括して行なえるので、組み立て精度の良い電子部品搭載用パッケージ15を効率よく得ることができる。
【００３３】
第２の基体１ｂの厚みは0.5ｍｍ以上が好ましい。厚みが0.5ｍｍ未満の場合は、外部からの応力によって変形しやすくなり、封止材３による気密性を保ち難くなる。また、厚みが１ｍｍを超えると、第１の基体１ａと接合して得られる電子部品搭載用パッケージ15および電子装置の厚みが不要に厚いものとなり、小型化し難くなるので、第２の基体１ｂの厚みは１ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００３４】
第２の基体１ｂは、信号端子５の固定用として、上面から下面にかけて形成された直径が0.53〜2.65ｍｍの第２の貫通孔１ｆを有する。第２の基体１ｂの位置は、信号端子５固定用の第２の貫通孔１ｆが、信号端子５が通る第１の貫通孔１ｄと対応して同心円状に位置するように配置する。また、ＤＣ端子８の固定用の第２の貫通孔１ｆは、第１の基体１ａと第２の基体１ｂとを接合した際に、ＤＣ端子８が通る第１の貫通孔１ｄと平面視で重なる位置に、ＤＣ端子８と第２の貫通孔１ｆの内面との間に十分な厚み（0.2ｍｍ程度）
の封止材３が入る程度の大きさに形成すればよい。
【００３５】
このような第２の基体１ｂは、封止材３の熱膨張係数に近いものまたはコストの安いものとして、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金またはＦｅ−Ｎｉ合金等の金属から成るものが好ましい。例えば第２の基体１ｂがＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る場合は、この合金のインゴット（塊）に圧延加工または打ち抜き加工等の金属加工方法を施すことによって所定形状に製作される。その後または同時に、第２の貫通孔１ｆがドリル加工または金型による打ち抜き加工によって形成される。
【００３６】
また、第２の基体１ｂは、第１の基体１ａと同様に、その側面に凹凸部が形成されていると、第２の基体１ｂの側面と、電子装置を取り付ける外部ハウジング部材２との接触箇所が大きいものとなり、電子部品６から発生する熱を効率よく外部に放散することができる電子部品搭載用パッケージ15となる。このように、第２の基体１ｂがその側面に凹凸部を有する場合は、切削加工することによって形成することができる。この場合、図２に示された例のように、電子装置を取り付ける外部ハウジング部材２の内側側面にも凹凸を設けると第２の基体１ｂの側面と、外部ハウジング部材２との接触箇所が更に大きいものとなり、電子部品６から発生する熱を効率よく外部に放散することができ好ましい。また、この凹凸部を第２の基体１ｂの側面に螺旋状に形成すると、凹凸部がめねじ状となって容易に電子装置を外部ハウジング部材２に取り付けることが可能となり好ましい。この場合、電子装置を取り付ける外部ハウジング部材２の内側側面にも螺旋状の凹凸を設けると更に電子装置を外部ハウジング部材２に取り付けることが容易となり好ましい。このように、第２の基体１ｂがその側面に螺旋状の凹凸部を有する場合は、切削加工することによって形成することができる。なお、凹凸部の凹部の深さは第１の基体１ａと同様に0.1〜１
ｍｍとするのがよい。これにより、良好に電子装置を外部ハウジング部材２に取り付けることが可能となり好ましい。
【００３７】
また、第２の基体１ｂの表面には第１の基体１ａと同様に、耐食性に優れ、ろう材との
濡れ性に優れた厚さが0.5〜９μｍのＮｉ層と厚さが0.5〜５μｍのＡｕ層とをめっき法によって順次被着させておくのがよい。これにより、第２の基体１ｂが酸化腐食するのを有効に防止することができるとともに、第２の基体１ｂを第１の基体１ａにろう付けにより良好に接合することができる。
【００３８】
溝10の形成は、搭載される電子部品６で発生した熱による、第１の基体１ａと第２の基体１ｂとの間の熱応力を緩和するだけでなく、蓋体９の接合時の衝撃または接合後の熱応力を緩和したり、蓋体接合部１ｅで発生した熱を放散しやすくしたりするという効果もある。このような効果を奏するには、第１の基体１ａおよび第２の基体１ｂの少なくとも一方に形成されていればよい。また、蓋体９の接合時の熱によって第２の貫通孔１ｆ内の信号端子５の封止性が損なわれないようにするためのものでもあるので、第２の基体１ｂに溝10が形成される場合は、第２の基体１ｂの溝10は、第１の基体１ａとの接合部と第２の貫通孔１ｆとの間に形成するとよい。
【００３９】
図５に示された例においては、第１の基体１ａと第２の基体１ｂとの接合部の内側の、第２の基体１ｂの主面だけに垂直な溝10が形成されているので、第１の基体１ａの搭載部１ｃから側面（外部）への熱伝導を妨げることがないので好ましい。第１の基体１ａと第２の基体１ｂとの間において熱膨張係数の差が大きい場合は、第１の基体１ａの下面の、第１の基体１ａと第２の基体１ｂとの接合部の内側に溝を形成してもよい。
【００４０】
溝10は、第１の基体１ａと第２の基体１ｂとの間で熱膨張係数が異なる場合に熱応力の緩和のために、第１の基体１ａと第２の基体１ｂとの接合部に沿って全周にわたって形成されているのが好ましい。
【００４１】
溝10の幅および深さは、この部分で熱応力を緩和したり、蓋体接合部１ｅで発生した熱を放散したりできるような寸法にすればよく、第１の基体１ａおよび第２の基体１ｂの材質に応じて設定すればよい。第１の基体１ａがＳＰＣ材で、第２の基体１ｂがＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金であって、図５に示された例のように第２の基体１ｂの主面に対して垂直に形成される場合は、溝10の深さを第１の基体１ａおよび第２の基体１ｂの厚みよりも0.1〜0.25ｍｍ小さい厚みとなるように、すなわち、溝10の底部の厚みが0.1〜0.25ｍｍとなるように形成すると、溝10の部分による応力緩和の効果が大きくなり、かつ気密性も高いので好ましい。溝10の底部の厚みが薄いほど応力緩和の効果は大きいが、溝10の底部の厚みが0.1ｍｍ未満となると、溝10の部分での変形が大きくなり、電子部品６を搭載して使用し
た際に、繰り返し熱応力が加わることで溝10の底部に亀裂が入って気密性が低くなりやすい。同様の理由から、溝10の断面形状は、底面と側面とがなす角部に丸みをつけた形状、またはＵ字形状が好ましい。
【００４２】
信号端子５およびＤＣ端子８は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金またはＦｅ−Ｎｉ合金等の金属から成り、例えば信号端子５がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る場合は、この合金のインゴット（塊）に圧延加工または打ち抜き加工等の金属加工方法を施すことによって、長さが1.5〜22ｍｍ、直径が0.1〜0.5ｍｍの線状に製作される。
【００４３】
信号端子５およびＤＣ端子８は、少なくとも下端部が第２の基体１ｂの第２の貫通孔１ｆから１〜20ｍｍ程度突出するように封止材３を介して固定され、上端部は第１の基体１ａの第１の貫通孔１ｄから０〜２ｍｍ程度突出させる。
【００４４】
ＤＣ端子８は、グラウンド用のものであれば第２の基体１ｂの下面にろう材等を用いて接続してもよい。
【００４５】
封止材３は、ガラスおよびセラミックスなどの無機材料から成り、信号端子５およびＤ
Ｃ端子８と第２の基体１ｂとの絶縁間隔を確保するとともに、信号端子５およびＤＣ端子８を第２の貫通孔１ｆに固定する機能を有する。このような封止材３の例としては、ホウケイ酸ガラス，ソーダガラス等のガラスおよびこれらのガラスに封止材３の熱膨張係数および比誘電率を調整するためのセラミックフィラーを加えたものが挙げられ、インピーダンスマッチングのためにその比誘電率を適宜選択する。比誘電率を低下させるフィラーとしては、酸化リチウム等が挙げられる。例えば、特性インピーダンスを50Ωとするには、信号端子５の外径が0.2ｍｍの場合であれば、エアー同軸となる第１の貫通孔１ｄの内径
を0.46ｍｍとし、第２の貫通孔１ｆの内径を1.75ｍｍとして、封止材３に比誘電率が6.8
であるものを用いればよい。あるいは信号端子５の外径が0.25ｍｍの場合であれば、第１の貫通孔１ｄの内径を0.57ｍｍとし、第２の貫通孔１ｆの内径を2.2ｍｍとして、封止材
３の比誘電率が6.8であるものを用いればよい。また、同じく信号端子５の外径が0.25ｍ
ｍの場合であれば、第２の貫通孔１ｆの内径を1.65ｍｍとして、封止材３の比誘電率が５であるものを用いてもよい。封止材３の比誘電率が４であれば、同じ外径0.25ｍｍの場合で、第２の貫通孔１ｆの内径を1.35ｍｍとすれば特性インピーダンスが50Ωとなる。
【００４６】
封止材３の比誘電率が小さいほど、第２の貫通孔１ｆを小さくしてもインピーダンスを50Ωに整合することができるため、結果として第２の基体１ｂの上面に接合する第１の基体１ａの大きさの小型化に効果的であり、より小型の電子部品収納用パッケージとすることができる。
【００４７】
ＤＣ端子８を固定するための封止材３は、特にインピーダンスを考慮する必要はなく、気密に封止してＤＣ端子８を固定できるものであればよいので、信号端子５を固定するための封止材３と同じものでなくても構わない。信号端子５の固定と同時にＤＣ端子８の固定を行なうためには、信号端子５を固定するための封止材３と同じガラス、あるいは同程度の融点を有するガラスを用いるとよい。
【００４８】
封止材３がガラスから成る場合は、内径が信号端子５またはＤＣ端子８の外径よりも大きく、外径が第２の貫通孔１ｆの内径よりも小さい筒状になるように粉体プレス法または押し出し成形法等で成形されたガラスの封止材３を第２の貫通孔１ｆに挿入し、信号端子５またはＤＣ端子８をこの封止材３に挿通し、しかる後、所定の温度に加熱して封止材３を溶融させることによって、信号端子５またはＤＣ端子８が封止材３に埋め込まれるとともに第２の貫通孔１ｆに第２の基体１ｂと絶縁されて気密に固定される。信号端子５は、第２の貫通孔１ｆの中心に固定されることで良好な同軸伝送路となり、高周波信号を良好に伝送することができる。
【００４９】
第１の基体１ａと第２の基体１ｂとの接合は、ろう材またははんだあるいはガラス等の、接合とともに気密に封止することが可能な接合材４を用いて行なえばよい。例えば、金（Ａｕ）80質量％−錫（Ｓｎ）20質量％、金（Ａｕ）88質量％−ゲルマニウム（Ｇｅ）12質量％または錫（Ｓｎ）96.5質量％−銀（Ａｇ）3.5質量％等の合金はんだを用いたはん
だ箔を接合面の形状に金型等で打ち抜いて作製した接合材４を第１の基体１ａと第２の基体１ｂそれぞれの接合面間に挟んで、窒素中で合金はんだの融点以上に加熱して冷却することで、第１の基体１ａと第２の基体１ｂとが接合される。ろう材としては例えば銀ろう材、ガラスとしては低融点ガラスを用いればよい。また、箔を用いる代わりに接合材４のペーストを接合面に塗布して加熱してもよい。
【００５０】
第１の基体１ａの熱伝導率は第２の基体１ｂの熱伝導率よりも高いので、例えば、ＳＰＣ材から成る第１の基体１ａと、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る第２の基体１ｂとを用いた場合は、ＳＰＣ材の熱伝導率が80Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金の熱伝導率が30Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるので、熱伝導率の高い第１の基体１ａに電子部品６を搭載した電子装置は、その使用時に電子部品６が発する熱を熱伝導率の高い第１の基体１ａを
通して外部に良好に放熱することができるので、信頼性の高い電子装置となる。また、蓋体接合部１ｅで発生した熱は熱伝導率の大きい第１の基体１ａ内を伝導しやすく、熱伝導率の小さい第２の基体１ｂへは伝導し難くなり、この熱によって封止材３に割れまたは剥がれなどが生じることがなくなるので好ましい。図２，図３，図５および図６に示された例のように、第２の基体１ｂが外周部だけで第１の基体１ａに接合されている場合は、このような熱の第２の基体１ｂへの伝導経路が小さいので、封止材３の割れまたは剥がれなどがより生じ難くなる。
【００５１】
また、ＳＰＣ材から成る第１の基体１ａと、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る第２の基体１ｂとの組合せの場合は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る第２の基体１ｂの熱膨張係数は４×10−６〜６×10−６／℃であるので、例えば、比誘電率が４と小さく、熱膨張係数が３×10−６／℃とＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金の熱膨張係数に近い、ＳｉＯ２が72質量％、Ｂ２Ｏ３が25質量％で残りはその他組成であるガラスが封止材３として好適である。封止材３の比誘電率が小さいので第２の貫通孔１ｆおよび第２の基体１ｂを小さくすることができ、電子部品搭載用パッケージ15を小型化することができる。このとき、第１の基体１ａも小さいものとなるが、第１の基体１ａに形成される第１の貫通孔１ｄは小さいものでよいので、搭載部１ｃ面積の第１の基体１ａの上面全体の面積に占める割合を高くすることができ、電子部品６に発生した熱を第１の基体１ａに効率よく伝えることができる。また、比誘電率の小さいガラスは、一般的に熱膨張係数が２×10−６〜５×10−６／℃と小さいので、ＳＰＣ材（熱膨張係数：10×10−６〜12×10−６／℃）に対して、比較的熱膨張係数の小さい（４×10−６〜６×10−６／℃）Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金を第２の基体１ｂとして用いれば、第２の貫通孔１ｆ内に充填しても、第２の基体１ｂとの熱膨張差によって剥がれたり、割れたりすることがない。本発明の実施形態における電子部品搭載用パッケージ15は、電子部品６が搭載される第１の基体１ａと、信号端子５が封止材３によって固定される第２の基体１ｂとを、それぞれに必要な特性を有する別々の材質にすることで、小型で信頼性に優れた電子装置が得られるものとなる。
【００５２】
第１の基体１ａの下面の搭載部１ｃに対向する部分から外周部にかけて第１の金属部材１ａよりも熱伝導率が高い接合材４を被着する場合、接合材４は、図６に示された例のように、第１の基体１ａの下面の全面に被着すると、搭載部１ｃに対向する部分から外周部への熱伝導経路が最大になり、より効率よく放熱できるので好ましい。また、第２の基体１ｂの上面と第１の基体１ａの下面とを全面で接合材４によって接合する場合には、第２の基体１ｂの貫通孔１ｆ、少なくとも信号端子５が固定される貫通孔１ｆと重なる部分を避けて第１の基体１ａの下面に接合材４を被着させ、封止材３と接合材４とが接しないようにするのが好ましい。このようにすると、接合材４が導電性のろう材である場合には第２の貫通孔１ｆ内の信号端子５と接合材４との間に浮遊容量が発生することを、また、接合材４がガラス等の誘電体である場合には第２の貫通孔１ｆ内の信号端子５と第１の基体１ａとの間の浮遊容量が大きくなることを抑えることができるので、浮遊容量によって特性インピーダンスが変動して信号の伝送特性が低下してしまうことがない。
【００５３】
第１の金属部材１ａよりも熱伝導率が高い接合材４としては、例えば、第１の金属部材１ａがＳＰＣ材である場合には、熱伝導率の高い銀を主成分とする銀ろう、例えば、Ａｇ72質量％−Ｃｕ28質量％合金（熱伝導率：374Ｗ／（ｍ・Ｋ））が挙げられる。この銀ろ
うはＪＩＳ（日本工業規格）のＢＡｇ−８であるが、これ以外の銀ろうでもよく、また、必要に応じて融点および硬度を低下させるために１質量％〜10質量％程度のインジウム（Ｉｎ）を加えたものでもよい。なお、接合材４の熱膨張率は、市販のＴＭＡ（Thermo  Mechanical  Analysis）装置を用いてＪＩＳＫ７１９７‐１９９１に準じた測定方法により、接合材４をＪＩＳＫ７１９７‐１９９１に準ずる形状に加工して測定される。
【００５４】
このような本発明の実施形態における電子部品搭載用パッケージ15の搭載部１ｃに電子
部品６を搭載するとともに、第１の基体１ａの蓋体接合部１ｅに蓋体９を接合することにより、本発明の実施形態における電子装置となる。
【００５５】
電子部品６としては、ＬＤ（レーザーダイオード）またはＰＤ（フォトダイオ−ド）等の光半導体素子、あるいは半導体集積回路素子を含む半導体素子、あるいは水晶振動子または弾性表面波素子等の圧電素子、あるいは圧力センサー素子，容量素子，抵抗器等が挙げられる。
【００５６】
回路基板６ａおよび中継基板６ｂの絶縁基板は、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体等のセラミックス絶縁材料等から成り、絶縁基板が例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、まずアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）またはシリカ（ＳｉＯ２），カルシア（ＣａＯ），マグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤，溶媒を添加混合して泥漿状とし、これをドクターブレード法またはカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）を得る。その後、グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとともに必要に応じて複数枚積層し、これを約1600℃の温度で焼成することによって製作される。また、その後、必要に応じて絶縁基板の主面に研磨加工を施す場合もある。
【００５７】
この絶縁基板の上面に配線導体を蒸着法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成することで、回路基板６ａおよび中継基板６ｂとなる。なお、配線導体は、例えば密着金属層、拡散防止層および主導体層が順次積層された３層構造の導体層から成る。また、回路基板６ａおよび中継基板６ｂに形成される高周波信号の通る配線導体については、信号端子５の第２の貫通孔１ｆ部分と同様に、例えば特性インピーダンスを50Ωに整合させた線路とする。
【００５８】
密着金属層は、セラミックス等から成る絶縁基板との密着性を良好とするという観点からは、チタン（Ｔｉ），クロム（Ｃｒ），タンタル（Ｔａ），ニオブ（Ｎｂ），ニッケル−クロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金，窒化タンタル（Ｔａ２Ｎ）等の熱膨張率がセラミックスと近い金属のうち少なくとも１種より成るのが好ましく、その厚みは0.01〜0.2μｍ程度が
好ましい。密着金属層の厚みが0.01μｍ未満では、密着金属層を絶縁基板に強固に密着することが困難となる傾向があり、0.2μｍを超えると、成膜時の内部応力によって密着金
属層が絶縁基板から剥離し易くなる傾向がある。
【００５９】
また、拡散防止層は、密着金属層と主導体層との相互拡散を防ぐという観点からは、白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ），ロジウム（Ｒｈ），ニッケル（Ｎｉ），Ｎｉ−Ｃｒ合金，Ｔｉ−Ｗ合金等の熱伝導性の良好な金属のうち少なくとも１種より成ることが好ましく、その厚みは0.05〜１μｍ程度が好ましい。拡散防止層の厚みが0.05μｍ未満では、ピンホール等の欠陥が発生して拡散防止層としての機能を果たしにくくなる傾向があり、１μｍを超えると、成膜時の内部応力によって拡散防止層が密着金属層から剥離し易く成る傾向がある。なお、拡散防止層にＮｉ−Ｃｒ合金を用いる場合は、Ｎｉ−Ｃｒ合金は絶縁基板４との密着性が良好なため、密着金属層を省くことも可能である。
【００６０】
さらに、主導体層は、電気抵抗の小さい金（Ａｕ），Ｃｕ，Ｎｉ，銀（Ａｇ）の少なくとも１種より成ることが好ましく、その厚みは0.1〜５μｍ程度が好ましい。主導体層の
厚みが0.1μｍ未満では、電気抵抗が大きなものとなって回路基板６ａの配線導体に要求
される電気抵抗を満足できなくなる傾向があり、５μｍを超えると、成膜時の内部応力によって主導体層が拡散防止層から剥離し易く成る傾向がある。なお、Ａｕは貴金属で高価であることから、低コスト化の点でなるべく薄く形成することが好ましい。また、Ｃｕは酸化し易いので、その上にＮｉおよびＡｕからなる保護層を被覆してもよい。
【００６１】
図１に示された例のような場合は、例えば、回路基板６ａおよび中継基板６ｂは、下面の接地導体層の表面に、200〜400℃の融点を有する半田または金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）等の低融点ろう材を、スクリーン印刷法を用いてろう材ペーストを印刷したり、フォトリソグラフィ法によって低融点ろう材膜を形成したり、低融点ろう材のプリフォームを配置したりして、200〜400℃の温度で加熱することによって第１の基体１ａに固定される。そして、電子部品６は、搭載部１ｃに接合された回路基板６ａに200〜400℃の融点を有するＡｕ−Ｓｎ等のろう材によってろう付けされて固定され、その電極をボンディングワイヤ７を介して回路基板６ａの配線導体に接続してこの配線導体と信号端子５とをボンディングワイヤ７で接続することによって信号端子５に電気的に接続される。また、例えば、回路基板６ａを第１の基体１ａ上に搭載した後に電子部品６を回路基板６ａ上に搭載する場合は、回路基板６ａの固定には金−錫（Ａｕ−Ｓｎ）合金または金−ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）合金をろう材として用い、電子部品６の固定には、これらより融点の低い錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）合金または錫−銀−銅（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）合金のろう材、または融点より低い温度で硬化可能なＡｇエポキシ等の樹脂製の接着剤を用いればよい。また、電子部品６を回路基板６ａ上に搭載した後に回路基板６ａを第１の基体１ａ上に搭載してもよく、その場合は上記とは逆に、回路基板６ａを第１の基体１ａ上に搭載する際に用いるろう材の融点の方を低くすればよい。いずれの場合であっても、回路基板６ａ上または第１の基体１ａの搭載部１ｃ上にろう材ペーストを周知のスクリーン印刷法を用いて印刷したり、フォトリソグラフィ法によってろう材層を形成したり、低融点ろう材のプリフォームを載置するなどすればよい。
【００６２】
高出力のＬＤ素子を電子部品６として搭載する場合は、電子部品６をより効果的に冷却して、電子部品６の温度変化によって特性が変化しないように、図１および図２に示された例のように、温度制御素子11を電子部品搭載用パッケージ15の搭載部１ｃ上に搭載して、その上に電子部品６を搭載すればよい。搭載の方法は、上記と同様に、低融点ろう材によって固定すればよい。なお、図１、図２ではＬＤ素子からの出力を反射鏡13で上方に反射させる例を示したが、温度制御素子11上にＬ型の台座を形成し、ＬＤ素子から直接上方に出力させてもかまわない。
【００６３】
蓋体９は、平面視で第１の基体１ａの上面の外周領域の蓋体接合部１ｅの形状に沿った外形で、第１の基体１ａの上面の搭載部１ｃに搭載された電子部品６を覆うような空間を有する形状のものである。電子部品６と対向する部分に光を透過させる窓を設けてもよいし、窓に換えて、または窓に加えて光ファイバおよび戻り光防止用の光アイソレータを接合したものでもよい。
【００６４】
蓋体９は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金またはＦｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｍｎ合金等の金属から成り、これらの板材にプレス加工または打ち抜き加工等の周知の金属加工方法を施すことによって作製される。蓋体９は、第１の基体１ａの材料と同程度の熱膨張係数を有するものが好ましく、第１の基体１ａの材料と同じものを用いるのがより好ましい。蓋体９が窓を有する場合は、電子部品６と対向する部分に孔を設けたものに、平板状またはレンズ状のガラス製の窓部材を低融点ガラスなどによって接合する。
【００６５】
蓋体９の第１の基体１ａの蓋体接合部１ｅへの接合は、シーム溶接またはＹＡＧレーザー溶接等の溶接またはＡｕ−Ｓｎろう材等のろう材によるろう付け等のろう接によって行なわれる。
【符号の説明】
【００６６】
１・・・・・基体
１ａ・・・・第１の基体
１ｂ・・・・第２の基体
１ｃ・・・・搭載部
１ｄ・・・・第１の貫通孔
１ｅ・・・・蓋体接合部
１ｆ・・・・第２の貫通孔
２・・・・・外部ハウジング部材
３・・・・・封止材
４・・・・・接合材
５・・・・・信号端子
６・・・・・電子部品
６ａ・・・・回路基板
６ｂ・・・・中継基板
７・・・・・ボンディングワイヤ
８・・・・・ＤＣ端子
９・・・・・蓋体
10・・・・・溝
11・・・・・温度制御素子
12・・・・・ＰＤ素子
13・・・・・反射鏡
14・・・・・温度モニタ素子
15・・・・・電子部品搭載用パッケージ
【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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