(57)【要約】【課題】ゲッター材の固定強度の向上を図ること。【解決手段】電子装置は、パッケージと、接合部材によってパッケージに接合されたゲッター部材とを備えており、前記接合部材の一部が、前記ゲッター部材の表面部の隙間に入り込んでいる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージと、
接合部材によって前記パッケージに接合されたゲッター部材とを備えており、
前記接合部材の一部が、前記ゲッター部材の表面部の隙間に入り込んでいることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記接合部材が、焼結した金属微粒子から成ることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
第１の加熱処理によって接合部材を焼結させて、焼結された前記接合部材の一部がゲッター部材の表面部の隙間に入り込んだ状態で、前記ゲッター部材をパッケージに接合する第１の接合工程と、
第２の加熱処理によって、前記パッケージに蓋体を接合する第２の接合工程とを有しており、
前記ゲッター部材は、前記第２の加熱処理において活性化することを特徴とする電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置および電子装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで、例えば赤外線センサ等の電子装置に関しては、パッケージと、接合部材によってパッケージに接合された電子部品（例えば赤外線センサ素子）と、パッケージ内の真空度を高めるためにパッケージ内に配置されたゲッター部材とを含む構造が提案されている。ゲッター部材は、パッケージ内において例えば電子部品に隣接する領域等に配置されている。ゲッター部材は、はんだまたは無機ガラス等の接合材を介した接合法、または溶接法等の接合法によってパッケージ内に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006−250707号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、これまで、パッケージ内にゲッター部材を有する電子装置を実現するために、パッケージ内においてゲッター部材を電子部品に隣接させて固定していた。しかし電子装置の小型化が求められる中で、ゲッター部材を小型にしていくとゲッター部材を保持または接合する面積も小さくなり、十分な固定強度を得られない課題が出てきた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの態様によれば、電子装置は、パッケージと接合部材によってパッケージに接合されたゲッター部材とを備えており、前記接合部材の一部が、前記ゲッター部材の表面部の隙間に入り込んでいる。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、電子装置の製造方法は、第１の加熱処理によって接合部材を焼結させて、焼結された接合部材の一部がゲッター部材の表面部の隙間に入り込んだ状態で、ゲッター部材をパッケージに接合する第１の接合工程と、第２の加熱処理によって、前記パッケージに蓋体を接合する第２の接合工程とを有しており、前記ゲッター部材は、前記第２の加熱処理において活性化する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一つの態様による電子装置においては、接合部材の一部が、前記ゲッター部材の表面部の隙間に入り込んでいるため、アンカー効果によって小型のゲッター部材をパッケージに強固に固定することができる。そのため電子装置の小型化を図ることができる。
【０００８】
本発明の他の態様による電子装置の製造方法においては、接合部材の一部がゲッター部材の表面部の隙間に入り込んだ状態で、ゲッター部材をパッケージに接合する。そのため、小型のゲッター部材をパッケージに強固に固定することができ、小型の電子装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は本発明の一つの実施形態における電子装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示された電子装置の模式的な縦断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示された電子装置におけるパッケージを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示されたパッケージの縦断面図である。
【図３】図１（ｂ）に示された電子装置におけるゲッター部材の接合構造を模式的に示す縦断面図である。
【図４】本発明の一つの実施形態における電子装置の製造方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、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】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示されているように、本発明の実施形態における電子装置は、例えば赤外線センサ装置等であって、以下、本実施形態の電子装置について赤外線センサ装置を例として説明する。
【００１２】
本実施形態における電子装置は、パッケージ１と、パッケージ１に実装された電子部品２と、電子部品２に隣接して配置されたゲッター部材７と、パッケージ１に接合された蓋体３とを含んでいる。
【００１３】
パッケージ１は、絶縁基体11と、絶縁基体11の表面に設けられた搭載用金属層12，複数の配線用金属層13および封止用金属層14とを含んでいる。
【００１４】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示されているように、絶縁基体11は、基部11ａと、基部11ａ上に設けられた枠部11ｂと、基部11ａ上であって枠部11ｂの内側に設けられた段部11ｃとを含んでいる。絶縁基体11は、例えば、アルミナ等のセラミックスから成り、基部11ａ，枠部11ｂおよび段部11ｃは、焼成によって一体的に形成されている。絶縁基体11は、基部11ａ，枠部11ｂおよび段部11ｃによって規定される凹部11ｄを有している。
【００１５】
搭載用金属層12は、電子部品２の搭載領域１ａを含むように絶縁基体11の基部11ａの上面に設けられている。ここでいう搭載領域１ａとは、平面視において電子部品２と重なる領域のことをいい、図２（ａ）においては、搭載領域１ａが二点鎖線によって仮想的に示されている。搭載用金属層12は、絶縁基体11の凹部11ｄの底面（基部11の上面であって枠部11ｂおよび段部11ｃの内側の領域）に全体的に設けられている。
【００１６】
搭載用金属層12は、例えばタングステンまたはモリブデン等から成るものであって焼成によって絶縁基体11と一体的に形成されたメタライズ層と、メタライズ層の表面に設けられた例えばニッケルおよび金から成るめっき層とを含んでいる。
【００１７】
複数の配線用金属層13は、例えば、段部11ｃの上面から基部11ａの側面を経由して基部11ａの下面にかけて設けられている。配線用金属層13は、例えばタングステンまたはモリブデン等から成るものであって焼成によって絶縁基体11と一体的に形成されたメタライズ層と、メタライズ層の表面のうち絶縁基体11から露出されている部分に設けられた例えばニッケルおよび金から成るめっき層とを含んでいる。
【００１８】
封止用金属層14は、枠部11ｂの上面に設けられており、平面視において凹部11ｄを囲むように配置されている。封止用金属層14は、例えばタングステンまたはモリブデン等から成るものであって焼成によって絶縁基体11と一体的に形成されたメタライズ層と、メタライズ層の表面に設けられた例えばニッケルおよび金から成るめっき層とを含んでいる。
【００１９】
電子部品２は、例えば入射された赤外線光に応じて電気信号を出力する赤外線センサ素子である。電子部品２は、接合部材（第１の接合部材ともいう）４によって搭載用金属層12に接合されているとともに、ボンディングワイヤ５によって配線用金属層13に電気的に
接続されている。
【００２０】
ゲッター部材７は、例えば、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、バナジウム（Ｖ）または鉄（Ｆｅ）等の純金属、あるいはこれらの金属の合金から成り、例えば350℃の加熱処理によって活性化されて、パッケージ１の凹部11ｄ内のガスを
吸着する働きを有している。
【００２１】
図１に示されているゲッター部材７は、後述する複数の金属粒子からなり、例えば全体としては直方体状（ブロック状）または円板状等の形状である。ゲッター部材７は、ブロック状等のまとまった形で、パッケージ１のうち凹部11ｄの底面に接合されている。ゲッター部材７は、電子部品２と隣接する領域に第１の接合部材４もしくは接合部材４とは別の接合部材によって搭載用金属層12に接合されている。
【００２２】
なお、電子部品２およびゲッター部材７の両方が第１の接合部材４によって凹部11ｄの底面に接合されている場合には、電子部品２およびゲッター部材７の接合工程における加熱が１回ですむため、電子装置の生産性の点で有利である。
【００２３】
図３に示されているように、接合部材４は、焼結された複数の金属微粒子41を含んでいる。
【００２４】
複数の金属微粒子41は、例えば、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）またはニッケル（Ｎｉ）等から成り、いわゆるサブミクロンサイズから２μｍ程度の微粒子より構成されている。複数の金属微粒子41は互いに隣り合う界面において部分的に溶融接合されて、電子部品４およびゲッター部材７をパッケージ１の搭載用金属層12に接合する働きを有している。
【００２５】
なお、接合部材４は、このような金属微粒子41が、分散剤が添加されたアルコール系の揮発性分散媒に分散されてなるペースト状等の組成物が加熱されたものである。この組成物がパッケージ１の凹部11ｄ底面（搭載用金属層12上）に塗布され、この塗布された組成物上にゲッター部材７がセットされる。その後、例えば150℃から350℃の加熱処理によって組成物に含有される揮発性分散媒が揮散され、複数の金属微粒子41同士が焼結する。これによってゲッター部材７がパッケージ１に接合される。
【００２６】
図３に示されているように、本実施形態において、ゲッター部材７の内部に基材71が埋め込まれている。基材71は例えばニクロム（ＮｉＣｒＦｅ）から成り、ゲッター部材７を形成している金属粒子を保持するための部材として働く。例えば平板状に成形されたニクロム板からなる基材71に金属粒子72が付着されて、ブロック状等のまとまった形のゲッター材７が形成されている。
【００２７】
ゲッター部材７は、主として上記の金属材料（ジルコニウム等）からなる金属粒子72より構成されている。金属粒子72は１μｍ以上50μｍ以下の粒子から成る。
【００２８】
このゲッター部材７の表面部の隙間、つまり金属粒子72同士の間の隙間に、接合部材４の一部、つまり金属微粒子41の一部が入り込んでいる。これにより、接合部材４とゲッター部材７との間でアンカー効果が高められ、ゲッター部材７が接合部材４に強固に接合されている。
【００２９】
具体的には、上記ゲッター部材７の接合プロセスにおいて、接合部材４に含まれる複数の金属微粒子41は接合部材４を加熱すると一部がゲッター部材７の表面部（例えば表面から20μｍから40μｍ程度の深さ）の隙間に入り込んでいく。すなわちゲッター部材７の表
面にある凹凸の間隙に接合部材４の金属微粒子41が入り込むアンカー効果と、複数の金属微粒子41同士が焼結することによってより強固に接合される。なお、金属微粒子41が入り込む深さは、例えばゲッター部材７の最表面部（ゲッター部材７の表面からの深さが約20μｍ程度の部分）のみであってもよい。
【００３０】
また、金属微粒子41がゲッター材７に入り込む深さは、接合部材４とゲッター材７との界面の全域にわたって同じ深さである必要はなく、部分的に異なる深さであっても構わない。例えば、ゲッター材７の外周部において中央部よりも深く入り込んで、外周部からのゲッター材７の剥がれ等をより効果的に抑制するようにしてもよい。この場合、中央部では金属微粒子41の入り込む深さが比較的浅いため、ゲッター材７としての機能が金属微粒子41によって妨げられるような可能性も低減される。
【００３１】
また、金属微粒子41と金属粒子72との間ではお互いに結合（化学的結合）は形成されず、両者の間には僅かな隙間が形成される。このことにより、ゲッター部材７の接合後、温度サイクルなどに伴う膨張収縮による熱ストレスが緩和される構造となり、接合信頼性も向上することができる。
【００３２】
なお、接合部材４の一部がゲッター部材７の最表面部等の表面部の隙間に入り込むことによるゲッター部材７のパッケージ１（凹部11ｄ底面）に対する接合を強固なものとする上では、接合部材７が、例えば上記の例のような、焼結した金属微粒子から成ることが好ましい。
【００３３】
アンカー効果によるゲッター部材７のパッケージ１に対する接合の強度向上の効果は、接合部材４としてはんだ、ガラス、樹脂接着剤等が用いられたときでも得られる。しかし、接合部材４が焼結した金属微粒子41からなる場合には、複数の金属微粒子41同士が互いに焼結しながらゲッター部材７の金属粒子72間に入り込むため、接合部材４とゲッター部材７との間の接合の強度がより効果的に高められる。
【００３４】
接合材４の金属微粒子41の粒径と、ゲッター部材７の金属粒子72の粒径とは、それぞれ上記のような大きさであることが望ましい。この場合、金属微粒子41について、球形状とした場合には、その粒径について、算術平均値が約25μｍ、最大値が約50μｍ、最小値が約１μｍ程度であればよい。また、この場合における粒度分布としては、分級により、Ｄ10＝１μｍ、Ｄ90＝50μｍにおいて、Ｄ10＜管理値＜Ｄ90として管理されていればよい。このような場合には、ゲッター部材７の最表面の隙間に対して金属微粒子41が十分に小さく、また金属微粒子41同士の焼結性も比較的高いため、接合部材４とゲッター部材7との
接合の強度が効果的に向上する。なお、このような効果を十分に得るためには、金属微粒子41および金属粒子72が、それぞれ球状であることが望ましい。
【００３５】
金属微粒子41は、例えば以下の方法で作製される。表面安定剤で被覆した金属粉末を還元法により析出させ、アルコール溶剤中に均一に分散させたペースト状のものを、窒素（Ｎ２）雰囲気中もしくはドライエア雰囲気中にて100〜200℃の温度にて30分〜1時間キュ
アリングする。以上により金属微粒子41が作製される。
【００３６】
金属粒子72は、例えば以下の方法で作製される。ジルコニウム等を含む金属合金粒子をニクロム基板上に印刷した後、1000ｋｇｆ／ｃｍ２（約98ＭＰａ）未満程度の圧力で圧縮し、真空又は不活性ガス中で900〜1200℃の温度にて５分〜１時間焼成する。以上により
金属粒子72が作製される。
【００３７】
蓋体３は、接合部材（第２の接合部材ともいう）６によってパッケージ１の封止用金属層14に接合されている。接合部材６としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、
すず（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）、アルミニウム（Ａｌ）またはインジウム（Ｉｎ）もしくはこれらの合金を主成分とする金属、または、バナジウム（Ｖ）、リン（Ｐ）、テルル（Ｔｅ）または銀（Ａｇ）等を主成分とするフリットガラスを用いることができる。
【００３８】
蓋体３は、枠状部31と、枠状部31の開口部31ａを覆って枠状部31に接合された透光部32とを含んでいる。枠状部31は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）合金から成る。透光部32としては、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）またはこれらの合金を主成分とする板状またはレンズ状の部材を用いることができる。
【００３９】
蓋体３の封止用金属層14に対する接合は、例えば上記のフリットガラスが枠状部31の下面に付着された状態で、この枠状部31が封止用金属層14上に載せられ、これらが一体的に加熱されることによって行われる。
【００４０】
封止の工程においてゲッター材７が活性化される。そのため、作製された電子装置においては、ゲッター材７が活性化した状態になっている。
【００４１】
より具体的には、例えば以下の通りである。上記封止の工程において、ゲッター部材７に対する活性化（以下、ゲッター活性ともいう）が行われる。ゲッター活性は、赤外線ランプヒーター、ヒーターブロックまたはヒータープレート等による加熱により、真空状態にて、例えば、350℃で15分間行われる。ゲッター材７（金属粒子72）は、この加熱処理
によって活性化され、パッケージ内（蓋体3で封止された凹部１ｄ内）のガスを吸着する
。
【００４２】
なお、ゲッター部材７のうち第１の接合部材４が入り込んでいる部分は、上記のように表面部（最表面部を含む）に限定される。表面部とは、ゲッター部材７の外部に露出している部分からゲッター部材７の内部方向に約20〜40μｍ程度の範囲である。この程度の範囲であれば、ゲッター粒子と金属粒子とが互いに十分な深さでかみ合い、熱ストレスによる膨張および収縮に対しても強固な接合となり、アンカー効果が十分に得られる。
【００４３】
以下、本実施形態の電子装置の製造方法について図４を参照して説明する。
【００４４】
本実施形態の電子装置の製造方法は、電子部品２とゲッター部材７とを同一工程でパッケージ１に接合する第１の接合工程401と、電子部品２の電気的接続工程402と、蓋体３をパッケージ１に接合する第２の接合工程403とを含んでいる。
【００４５】
第１の接合工程401において、第１の接合部材４に例えば200℃で１時間の第１の加熱処理が施される。第１の接合工程において、焼結された接合部材４の一部がゲッター部材７の最表面部の隙間に入り込んだ状態で、ゲッター部材７がパッケージ１に接合される。そのため、接合部材４とゲッター部材７との間でアンカー効果が得られ、接合部材４とゲッター部材７とが互いに強固に接合される。
【００４６】
電気的接続工程402において、電子部品２をボンディングワイヤ５によってパッケージ
１に電気的に接続する。
【００４７】
第２の接合工程403において、第２の接合部材６に例えば350℃で15分の第２の加熱処理が施される。第２の加熱処理は、真空状態で行われる。複数のゲッター粒子42は、第２の加熱処理において活性化されて、パッケージ１の凹部11ｄ内のガスを吸着する。
【００４８】
なお、必要に応じて、基材71にも通電して抵抗発熱させ、ゲッター材７をより効果的に活性化させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  パッケージ
11  絶縁基体
12  搭載用金属層
13  配線用金属層
14  封止用金属層
２  電子部品
３  蓋体
４  第１の接合部材
５  ボンディングワイヤ
６  第２の接合部材
７  ゲッター部材
【図１】
2014192343.tif 000003
【図２】
2014192343.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014192343.tif 000006