(57)【要約】【課題】電子装置の小型化を図ること。【解決手段】電子装置は、パッケージ１と、接合部材４によってパッケージ１に接合された電子部品２とを含んでいる。接合部材４は、焼結された複数の金属粒子と複数のゲッター粒子とを含んでいる。【選択図】図１
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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電子部品とを備えており、
前記接合部材は、焼結された複数の金属粒子と複数のゲッター粒子とを含んでいることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記複数のゲッター粒子は、１μｍ以上20μｍ以下の平均粒径を有してい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】
前記接合部材は、前記複数の金属粒子によって多孔質状に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
複数の金属粒子と複数のゲッター粒子とを含む第１の接合部材に第１の加熱処理を施すことによって、前記複数の金属粒子を焼結させて電子部品をパッケージに接合する第１の接合工程と、
第２の接合部材に第２の加熱処理を施すことによって、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、
前記複数のゲッター粒子は、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設けら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、例えばパッケージ内において電子部品の横のスペースに設けられており、ヒーター等によって加熱されて活性化される。
【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は、パッケージ内においてゲッター部材が設けられるスペースを確保する必要があり、このスペースを確保することが電子装置の小型化の妨げになっていた。
【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電子部品とを含んでいる。接合部材は、焼結された複数の金属粒子と複数のゲッター粒子とを含んでいる。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、電子装置の製造方法は、電子部品をパッケージに接合する第１の接合工程と、パッケージに蓋体を接合する第２の接合工程とを含んでいる。第１の接合工程は、複数の金属粒子と複数のゲッター粒子とを含む第１の接合部材に第１の加熱処理を施すことによって、複数の金属粒子を焼結させて電子部品をパッケージに接合することである。第２の接合工程は、第２の接合部材に第２の加熱処理を施すことによって、パッケージに蓋体を接合することである。複数のゲッター粒子は、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、電子部品をパッケージに接合する接合部材が、複数のゲッター粒子を含んでいることによって、ゲッター部材を設けるスペースを別途確保する必要がなくなり、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、パッケージに蓋体を接合する第２の加熱処理によって、電子部品をパッケージに接合する第１の接合部材に含まれた複数のゲッター粒子が活性化することによって、小型化された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分解斜視図であり、（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接合部材の構造を模式的に示す縦断面図である。
【図４】接合部材の構造を示す平面図である。
【図５】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、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および接合用金属層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】
接合用金属層14は、枠部11ｃ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。接合用金属層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】
図３に模式的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粒子41と、複数のゲッター粒子42とを含んでいる。
【００２１】
複数の金属粒子41は、例えば、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、すず（Ｓｎ）またはニッケル（Ｎｉ）等から成り、電子部品４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。複数の金属粒子41は、数μｍ以下の微細粒子であり、揮発性分散媒で被覆されており、100℃から200℃の加熱処理によって含有された揮発性分散媒が揮散される。150℃以上の温度で複数の金属粒子41同士が焼結すること
によって、電子部品２が搭載用金属層12に接合される。
【００２２】
複数のゲッター粒子42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）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）等の純金属、あるいは、これらの金属の合金粒子から成り、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。接合部材６の加熱処理温度で活性化される必要があり、比較的低温で活性化するジルコニウム（Ｚｒ）が好ましい。
【００２３】
したがって、接合部材４は、複数の金属粒子41によって電子部品４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とともに、複数のゲッター粒子42によってパッケージ１の凹部11ｄ内のガスを吸着する働きを有している。
【００２４】
なお、複数のゲッター粒子42は、電子部品２の接合強度の観点から、複数の金属粒子41よりも平均粒径が大きいことが好ましい。複数のゲッター粒子42が複数の金属粒子41よりも平均粒径が大きいことによって、図３に示されているように、ゲッター粒子42の周囲に複数の金属粒子41が存在している構造となりやすく、搭載用金属層12と電子部品２との間に十分な量の複数の金属粒子41を設けることができる。
【００２５】
なお、複数のゲッター粒子42の例示的な平均粒径は、１μｍ以上20μｍ以下であり、複数の金属粒子42の例示的な平均粒径は、１μｍ程度である。複数のゲッター粒子42が、複数の金属粒子41よりも平均粒径が大きい粒度分布を有している。
【００２６】
なお、複数のゲッター粒子42が、複数のゲッター粒子42の平均粒径が１μｍ以上であることによって、凝集しにくく、表面積を効果的に大きくすることができる。その結果、複数のゲッター粒子42によるガス吸着の効率が向上される。また、複数のゲッター粒子42の平均粒径が20μｍ以下であることによって、少ない揮発性分散媒で複数の金属粒子42と均一に分散しやすくなり、揮発性分散媒から発生するガスの量を抑えることができる。
【００２７】
また、接合部材４は、複数の金属粒子41によって多孔質状に構成されている。多孔質状とは、例えば、空隙率が10％から50％までの範囲に含まれることをいう。なお、空隙率が10％以上であることによって、接合部材４内にガスが流通しやすくなり、ガス吸着の効率を十分に発揮できるとともに、空隙率が50％以下であることによって、電子部品２の接合強度を十分に確保することができる。空隙率は、金属粒子の粒度分布、接合時の加熱温度、または接合時の雰囲気で調整可能である。
【００２８】
また、接合部材４の厚みは50以上200μｍ以下であることが好ましい。接合部材４の厚
みが50μm以上であることによって、接合部材の表面積を十分に大きくでき、ガス吸着の
効率を十分に発揮できる。接合部材４の厚みが200μｍ以下であることによって、金属粒
子41または残留した揮発性分散媒からのガスの放出を抑えることができ、真空状態を維持しやすくなる。
【００２９】
また、図４に示されているように、接合部材４が、互いに離間されて配置された複数の接合層４ａから成る場合、ガスが複数の接合層４ａ間にも流れ込むことによって、接合部材４（詳細には、複数のゲッター粒子42）によるガス吸着の効率が向上される。
【００３０】
なお、複数の接合層４ａは、平面視において例えば矩形状の電子部品２に対して、その電子部品２の角に対応するように配置されていると、電子部品２の実装の安定性が向上される。
【００３１】
また、平面視において、接合層４ａが円形状であると、焼結後の残留応力を低減でき、接合信頼性を向上させることができる。
【００３２】
ここで、接合部材４の具体例について説明する。
【００３３】
一つの例における接合部材４は、複数の金属粒子41として銀（Ａｇ）比率80〜50重量％、複数のゲッター粒子42としてジルコニウム（Ｚｒ）比率20〜50重量％を用いた。表面安定剤で被覆された銀（Ａｇ）粉末（粒径0.5〜１μｍ）を還元法で析出し、アルコール溶
剤中にジルコニウム粉末（粒径１〜10μｍ）とともにミキサーを用いて均一に分散させ、ペースト状にした。このようにして作製された接合部材４の融点は、960℃以上である。
【００３４】
他の例における接合部材４は、複数の金属粒子41として銀（Ａｇ）、複数のゲッター粒子42として、ジルコニウム（Ｚｒ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）の合金（比率Ｚｒ60〜80重量％、Ｖ15〜35重量％、Ｆｅ１〜15重量％）を用いた。表面安定剤で被覆された銀（Ａｇ）粉末（粒径0.5〜１μｍ）を還元法で析出し、アルコール溶剤中にアトマイズ法
で作製したゲッター合金粉末（粒径１〜20μｍ）と共にミキサーを用いて均一に分散させ、ペースト状にした。このようにして作製された接合部材４の融点は、960℃以上である
。
【００３５】
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の接合用金属層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。
【００３６】
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。
【００３７】
以下、本実施形態の電子装置の製造方法について図５を参照して説明する。
【００３８】
本実施形態の電子装置の製造方法は、電子部品２をパッケージ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。
【００３９】
第１の接合工程401において、パッケージ１の搭載用金属層12の上にペースト状の接合
部材４を、ディスペンサーまたはメタルマスク印刷等を用いて、パッケージ１の搭載用金属層12上に所望のパターンに塗布する。そして、接合部材４の上に電子部品２を載置する
。その後、接合部材４に第１の加熱処理を施す。第１の加熱処理は、例えば、200℃の温
度で１時間行われる。第１の加熱処理は、クリーンオーブン等を用いて、大気中で行われる。
【００４０】
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。電子部品２は、ボンディングワイヤ５を介して複数の配線用金属層13に電気的に接続される。
【００４１】
第２の接合工程403において、パッケージ１の接合用金属層14の上に接合部材６を介し
て蓋体３を載置する。接合部材６は、プリフォーム、ワイヤ状、またはペースト状で、パッケージ１および蓋体３のどちらか一方に配置される。この状態で、接合部材６に第２の加熱処理を施す。第２の加熱処理は、赤外線のランプヒータ，ヒータブロックまたはヒータープレート等を用いて、例えば、350℃で15分間行われる。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。
【００４２】
このように、本実施形態の電子装置の製造方法においては、パッケージ１に蓋体３を接合する第２の加熱処理403によって、電子部品２をパッケージ１に接合する第１の接合部
材４に含まれた複数のゲッター粒子42が活性化することによって、電子部品２をパッケージ１に接合する工程において、パッケージ１内の不要なガスを取り除くことができ、真空度の高い電子装置を製造することができる。また、本実施形態の電子装置の製造方法によれば、パッケージ内にゲッター部材を設けるスペースを要さないため、小型化された電子装置を製造することができる。
【符号の説明】
【００４３】
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  接合用金属層
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
【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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