(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形状であり外周の一辺の両側から外側に延びたねじ止め部を有し、電子部品を収容する筐体を構成する底板部と、該底板部の外周の前記一辺に沿って設けられた、前記筐体を構成する側壁部と、該側壁部の内側中央部から前記底板部の上面にかけて前記側壁部に沿って設けられた柱状の補強部と、該補強部の両側の少なくとも一方の前記側壁部に、前記一辺に沿って設けられた、上面に配線基板を載置する載置部とを備え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】
前記補強部は、前記底板部の上面から前記側壁部の上面までの高さの２分の１以上の高さを有することを特徴とする請求項１記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項３】
前記補強部は、前記側壁部に向かって幅が広くなっていることを特徴とする請求項１または２記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項４】
前記載置部は、前記側壁部および前記底板部と一体になっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージと、該電子部品収納用パッケージの前記筐体の内部に収容された電子部品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、半導体素子その他の電子部品を収納し、外部回路基板等に搭載される電子部品収納用パッケージおよび電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を収納する電子部品収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）には、外部回路基板等に搭載されるものがある。このような電子部品収納用パッケージを外部回路基板に固定する方法として、パッケージを外部回路基板にネジによって固定するものがある。この際、電子部品収納用パッケージが外部回路基板の表面に沿うように変形させられる場合がある。ところが、パッケージが変形することによってパッケージ内部の電子部品の位置関係に狂いが生じたり、近年の薄型電子部品のような場合損傷を生じたりすることがある。これを防止するために、様々な発明が為されている。
【０００３】
例えば、図５（ａ）に示すパッケージは、パッケージ枠１０２の内壁面に壁面の変形を抑止する補強板１０３が取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。補強板１０３によってパッケージ枠１０２の変形が抑止されるというものである。
【０００４】
この他、図５（ｂ）のように、平板状の金属底板１０５に金属枠体１０６を接合したパッケージにおいて、金属枠体１０６には金属底板１０５との接合部分の内側に補強部１０６ａを設けたものがある（例えば、特許文献２参照）。この補強部１０６ａにより、金属底板１０５の変形を抑制することができるというものである。
【０００５】
その他、ねじ止め部を変形しやすい形状にし、ねじ止め部を変形させることによってパッケージ本体の変形を抑制する等の発明もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平６−６６０３３号公報
【特許文献２】特開平９−２９８２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のパッケージにおいては、補強板１０３を用いるため、壁面が分厚くなってしまう。これは、パッケージの小型化および放熱性改善に対しては不利となる。
【０００８】
特許文献２に記載のパッケージにおいては、金属枠体１０６の補強部１０６ａがある側は金属枠体１０６が曲がりにくくなり、変形を抑制するが、その反対側は補強されていないために曲がりやすい。反っているパッケージの底面が、外部回路基板に沿うように変形する際、枠体の上辺が内側または外側へ倒れこむように変形することによってパッケージ全体の形状が変形する傾向がある。特許文献２に記載のパッケージは、金属枠体１０６の上辺の変形に対する抵抗力が小さく、パッケージの変形を十分に抑制することができない。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ねじ止めによって生じる変形を抑制することが可能なパッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の電子部品収納用パッケージは、多角形状であり外周の一辺の両側から外側に延びたねじ止め部を有し、電子部品を収容する筐体を構成する底板部と、この底板部の外周の前記一辺に沿って設けられた、前記筐体を構成する側壁部と、この側壁部の内側中央部から前記底板部の上面にかけて前記側壁部に沿って設けられた柱状の補強部と、この補強部の両側の少なくとも一方の前記側壁部に、前記一辺に沿って設けられた、上面に配線基板を載置する載置部とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様の電子部品収納用パッケージにおいて、前記補強部は、前記底板部の上面から前記側壁部の上面までの高さの２分の１以上の高さを有するのが好ましい。
【００１２】
また、前記補強部は、前記側壁部に向かって幅が広くなっているのが好ましい。
【００１４】
前記載置部は、前記側壁部および前記底板部と一体になっているのが好ましい。
【００１５】
本発明の一態様の電子装置は、上記電子部品収納用パッケージと、この電子部品収納用パッケージの前記筐体の内部に実装された電子部品とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様の電子部品収納用パッケージおよび電子装置によれば、一辺の両側から外側に延びたねじ止め部をねじによって固定したときに、このねじ止め部に挟まれた部分に外部回路基板に沿って変形するような力が加わる。この力によって側壁部がパッケージの内側または外側へ倒れこむようにして変形しようとするのを、側壁部の内側中央部から底板部の上面にかけて側壁部に沿って設けられた柱状の補強部が阻止するように機能する。底板部に対して側壁部が垂直に維持されるように補強部が機能し、底板部の変形に対する抵抗力が大きくなり、パッケージの変形を少なくすることができる。
【００１７】
また、補強部が底板部の上面から側壁部の上面までの高さの２分の１以上の高さを有していると、パッケージの変形を抑制することができる。
【００１８】
また、補強部が側壁部に向かって幅が広くなっていると、側壁部を支える面が大きくなり、パッケージの変形をより抑制することができる。
【００１９】
さらに、補強部の両側の少なくとも一方の側壁部に、一辺に沿って設けられた配線基板の載置部を一辺に沿って設けると、側壁部の辺に沿った方向の変形を抑制して、パッケージの変形を抑制することができる。
【００２０】
載置部が側壁部および底板部と一体になっていると、載置部によって補強部の機能を強化することができる。
【００２１】
本発明の一態様の電子装置は、上記変形が少ない電子部品収納用パッケージを備えることによって、安定した動作を行なう電子装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態の電子部品収納用パッケージおよびこれを用いた電子装置を示す斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、図１に示した電子部品収納用パッケージの要部斜視図である。
【図３】図１に示した電子部品収納用パッケージおよび電子装置の構成の一例を示す組立斜視図である。
【図４】本発明の電子装置の実施形態の一例を示す斜視図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、従来の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態に係る電子部品収納用パッケージ１０および電子装置１００について、図を参照して説明する。なお、図はいずれも模式的なものであって、実際の寸法とは異なることがある。また、以下の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いるものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態の電子部品収納用パッケージ１０を示す斜視図である。本発明の一実施形態の電子部品収納用パッケージ１０は、上面に開口を有する筺体１を備えている。筺体１は、底板部２と側壁部３とを備えて構成されている。筺体１は内部に収容される電子部品５を気密封止するための部材である。図１の筺体１は、平面視したときの外周の形状が四角形状である例を示すが、三角形上や六角形状等、他の多角形状であってもよい。筐体１が四角形状である場合、これに合わせて、底板部２も四角形状とされている。
【００２５】
側壁部３は、底板部２の中央部を取り囲むように設けられている。側壁部３は、底板部２の側面に接合したり、底板部２の上面外周部に接合したり、または切削加工や鋳造等によって底板部２と一体形成したりすることによって設けられる。側壁部３には、入出力端子１１が嵌着されている場合もある。図１はパッケージの側壁部３の一部が入出力端子１１で構成されている例を示す。
【００２６】
筐体１は一辺１ａの両側下部に、底板部２の外側に向かって延びるねじ止め部７（７ａ、７ｂ）を有している。ねじ止め部７は、パッケージ１０のその他必要な部位に適宜設けられるが、ここでは本願説明に必要なねじ止め部７に符号を付し、他は符号を省略した。
【００２７】
ねじ止め部７は、筺体１を外部回路基板に固定するための部材である。ねじ止め部７は、板状であって、ねじを取り付けるための貫通孔７ｃを有している。ねじ止め部７の板厚寸法としては、例えば、０．５〜２．０ｍｍである。また、貫通孔７ｃの直径は１．０〜５．０ｍｍに設定するとよい。
【００２８】
そして、本実施形態の電子部品収納用パッケージにおいては、多角形状である筐体１の外周の一辺１ａの両側からねじ止め部７ａ，７ｂが外側に延びるように設けられている。また、これらねじ止め部７ａ，７ｂに挟まれた一辺１ａに沿って設けられている側壁部３の内側中央部、すなわち側壁部３の一辺１ａに平行な方向の内側長さの中心位置付近には、底板部２から側壁部３に沿って上下方向に柱状の補強部４が設けられている。
【００２９】
一辺１ａの両端に力が加わり、底板部２が変形すると、側壁部３の上面には伸びる方向または縮む方向の力が加わり、これに応じて側壁部３の上面側が筐体１の内側、または外側に倒れこむように変形しようとする。特にこの変形が大きく生じる一辺１ａに沿った側壁部３の中央部に補強部４が存在し、側壁部３を支えるので、これが抵抗となって側壁部３の変形の程度が少なくなり、側壁部３が底板部２に対して垂直に近い形状に保たれる。これによって、底板部２の変形が少なくなる。補強部４は、側壁部３の中心位置から側壁部３の辺長さの１０分の１以下の範囲に補強部４の少なくとも一部が存在するように設置するのがよい。
【００３０】
補強部４の底板部２の上面からの高さＨ２は、底板部２の上面から側壁部の上面までの高さＨ１に対して、２分の一以上の高さで設けるのが好ましい。側壁部３の上面まで設けるとさらに好ましいが、少なくとも２分の一以上の高さとすれば、効果を奏し得る。同様に、補強部４の幅は、側壁部３の一辺と平行な内側部分の長さの少なくとも１０分の１以上にするのが好ましい。側壁部３に対して垂直な方向の側壁部３の厚さは、側壁部３の上面が倒れるのを抑制するに十分なものとする。
【００３１】
補強部４は、図１，図２に示すように、底板部２の中央部から側壁部３に向かうにしたがって幅が広くなるような形状にするのが好ましい。形状としては、図２（ａ）に示すような平面視において三角形状である三角形柱状、図２（ｂ）に示すような側壁部３に向けて階段状に幅が広くなる階段形柱状、図２（ｃ）に示すような半円形柱状、図２（ｄ）に示すような側壁部３側に底辺を有する台形柱状、図２（ｅ）に示すような側壁部３側と反対側の面を凸曲面とし、側壁部３に向けて互いに平行または次第に幅が広くなる面とし、最後に側壁部３に接続する部分を曲面で結んだ形状、この他、これらに曲面や平面を組み合わせた様々な形状のものとし得る。なお、図１に示す一実施形態では、図２（ｅ）に示すものが用いられている。
【００３２】
なお、本実施形態のパッケージ１０の補強部４において、底板部２の下面側から補強部４の内側にねじ穴を設けてもよい。補強部４の内部にねじ穴を設けても、補強部４の機能にはほとんど影響しないとともに、外部回路基板の下面側からネジ固定することによって、電子部品５が載置される底板部２の中央部底面を外部回路基板に密着させることができる。
【００３３】
本実施形態の筺体１は、電子部品５が実装されるものであることから、高い機密性とともに放熱性が求められる場合がある。このため、本実施形態の筺体１の主要部は、金属部材によって構成されている。その材料として具体的には、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）またはタングステン（Ｗ）のような金属材料を用いることができる。あるいは、これらの金属からなる合金、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ，Ｆｅ−Ｎｉ等、またはこれら金属の複合材、例えばＣｕ−Ｗ等を用いることができる。このような金属材料に圧延加工法、打ち抜き加工法、切削加工法のような金属加工法を施すことによって筺体１を構成する底板部２および側壁部３，補強部４を作製することができる。本実施形態のねじ止め部７は筐体１と一体的に形成されている。
【００３４】
なお、電子部品５は、絶縁体から成る載置基板１２に載置されて、底板部２から絶縁されている。載置基板１２としては、例えば、酸化アルミニウム焼結体、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または窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料を用いることができる。また、これらのセラミック材料の代わりにガラスセラミック材料を用いてもよい。
【００３５】
側壁部３は、金属材料を枠状に形成したものの他、複数の板状のものを組み合わせて枠状に形成したもの、異種部材と組み合わせて枠状に形成したもの、その他種々の形態とし得る。側壁部３には貫通孔や切り欠きを設け、そこに電気信号を入力したり出力したりする入出力端子１１が設置される。本実施形態の側壁部３においては、金属材料と主要部が絶縁材料である入出力端子１１とを組み合わせて全体の側壁部３が形成されたものとしている。本実施形態例において、一辺１ａに沿った側壁部３の長さは、２０〜３０ｍｍである。
【００３６】
例えば、本実施形態の筺体１の側面には、図３に示すように、上部側から切り欠かれた切り欠き部１３が複数設けられている。図３は、図１に示すパッケージ１０（電子装置１
００）の組立斜視図を示す。切り欠き部１３は、平面視したときの４辺のうちの３辺にそれぞれ１つずつ設けられている。３辺のうち他の２辺に隣接する１辺に設けられた切り欠き部１３（１３１）は、側面および下面に開口するように切り欠かれている。残りの２辺に設けられた切り欠き部１３（１３２，１３３）は、側面に開口するように切り欠かれている。
【００３７】
複数の切り欠き部１３には、それぞれ入出力端子１１が設けられている。入出力端子１１は、筺体１の内側と外側とを電気的に接続するための部材である。入出力端子１１は、切り欠き部１３に嵌め込むようにして筺体１に接合されており、それぞれの入出力端子１１の下面には、外部に伸びるリード端子１４が設けられている。切り欠き部１３１のように、筐体１の側面および下面に開口するように切り欠かれている場合であれば、リード端子１４の一部を筺体１の外周よりも内側に位置させることができる。これにより、パッケージ１０を小型化することができる。切り欠き部１３１に設けられた入出力端子１１には高周波信号用のリード端子１４が配置され、切り欠き部１３２，１３３に設けられた入出力端子１１には電力供給他、低周波信号用の入出力端子１１が設けられている。
【００３８】
入出力端子１１は、壁部に導電性の信号線路を挿通したもので、壁部１５には絶縁性の良好な誘電体部材が用いられる。例えば、比誘電率が９．４程度である酸化アルミニウム質焼結体、比誘電率が７．５程度であるムライト質焼結体、比誘電率が４０程度である炭化珪素質焼結体、比誘電率が８．５程度である窒化アルミニウム質焼結体および比誘電率が９．６程度である窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、またはガラスセラミック材料が、壁部１５に用いられる。
【００３９】
さらに、本実施形態の筐体１には、図１に示すように、同軸線路が接続される入出力端子が用いられている。外部同軸線路は、筐体１の一辺１ａの裏側（不図示）に接続され、側壁部３の内側に配置された配線基板９に接続される。配線基板９には、外部同軸線路の中心導体と接続されている導体９ａが接続され、配線基板９に設けられた回路を経て、ボンディングワイヤ等によって電子部品５または他の電子回路に接続される。外部同軸線路の導体９ａは、側壁部３に設けられた貫通孔を挿通しており、絶縁体を介して側壁部３から絶縁されている。
【００４０】
配線基板９は側壁部３の内側に設けられた載置台８の上に載置されている。載置台８は、側壁部３と一体の、または側壁部３に取り付けられた別体の金属等から成る。図１には、載置台８は一辺１ａに位置する側壁部３の内側表面の一辺１ａの延びる方向に沿って補強部４の両側に設けてあるが、補強部４のいずれか一方側に設けられているのでもよい。
【００４１】
このように載置台８を一辺１ａの方向に沿って側壁部３に設けることによって、載置台８も側壁部３を補強する機能を発揮し、パッケージの変形を抑制することに貢献する。なお、この目的のためには、必ずしも載置台８の上に配線基板９を載置する必要はない。
【００４２】
また、載置台８を側壁部３の内側面にのみ設け、底板部２の上面との間に空隙を持たせるようにすれば、載置台８は側壁部３以外から力を受けないものとなり、配線基板９に複雑な歪を生じさせないものとすることができる。また、載置台８を側壁部３および底板部２と一体に形成するか、別体を側壁部３と底板部２との両方に接合するかによって、載置台８を側壁部３および底板部２と一体のものとすれば、補強部４と合わせて側壁部３の変形をより強く抑制し、パッケージ１０の変形を抑制するのでより好ましい。上面に載置された配線基板９が破損し難いものとすることもできる。
【００４３】
また、本実施形態のパッケージ１０において、図３に示すように枠体１６が、入出力端子２の上部および筺体１の上部を連続して覆うように設けられてもよい。枠体１６は、枠
形状の部材であって、金属製の蓋体６を接合するために用いられ、平面視したときの内周および外周の形状が四角形状である。枠体１６は、開口に沿って設けられている。枠体１６は、入出力端子１１を含む側壁部３の上面に接合されている。枠体１６の材料としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトまたはタングステンのような金属材料を用いることができる。あるいは、これらの金属からなる合金を用いることができる。枠体１６を設けることによって、蓋体６の接合を容易にすることができる。
【００４４】
電子装置１００は、電子部品収納用パッケージ１０と、パッケージ１０の内部に実装された電子部品５とを備えている。そして、枠体１６の上面に開口を塞いで蓋体６を接合して電子部品５を気密封止したり、内側に樹脂を注入して電子部品５等を被覆したりして完成される。図４は、枠体１６に蓋体６を接合して電子部品５を気密封止した電子装置１００の例を示す斜視図である。
【００４５】
電子部品５は、載置基板１２の上面に設置されている。電子部品５は、例えば、半導体素子のような能動素子、あるいはコンデンサやコイル等の受動素子を含む部品である。半導体素子としては、高周波半導体素子、およびこれを駆動するＩＣ，ＬＳＩ等の素子、これら半導体素子によってコントロールされる光半導体素子、例えば、ＬＤ素子に代表される光ファイバに対して光を出射する発光素子、あるいは、ＰＤ素子に代表される光ファイバからの光を受光する受光素子等が挙げられる。
【００４６】
電子部品５は、ボンディングワイヤ等の接続手段を介して入出力端子１１の信号線路に電気的に接続される。電子部品５は、この接続手段、信号線路およびリード端子１４などを介して外部の信号配線と電気的に接続される。
【００４７】
蓋体６が用いられる場合、蓋体６は、枠体１６の上面に開口を塞いで接合さることにより、電子部品５が気密封止される。このように電子部品５が気密封止されることによって、長期間の電子装置１００の使用による電子部品５の劣化を抑制することができる。
【００４８】
蓋体６の材料としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトまたはタングステンのような金属材料を用いることができる。あるいは、これらの金属からなる合金を用いることができる。または、樹脂材やガラス材を用いてもよい。
【００４９】
枠体１６と蓋体６とは直接に接合されていてもよいが、例えば、平面視した場合に枠体１６と重なり合うような形状である金属製の枠、いわゆるシールリングを間に挟んで接合されていてもよい。
【００５０】
本実施形態に係る電子装置１００は、ねじ止めによって発生する応力による変形を抑制できるパッケージ１０を備えていることから、外部回路基板にねじを用いて取り付けられた際も良好に機能することができる。
【００５１】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００５２】
例えば、本実施形態においては、筺体１の主要部に金属を用いた構成例を示したが、これに限られることはない。具体的には筐体１が絶縁性部材のみから構成されていてもよい。絶縁性部材としては、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または窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、またはエポキシ樹脂等の樹脂材料を用いることができる。
【００５３】
また、本実施形態においては、平面視したときの筺体１の形状が四角形状である場合を
例にしたが、これに限られない。具体的には、筺体１の形状は多角形状であって、その多角形状の一辺の側壁部３に補強部４を用いたものとしてもよい。
【００５４】
また、本実施形態においては、ねじ止め部７と筺体１とが一体的に形成されているが、これに限られない。具体的には、筺体１と複数のねじ止め部７のそれぞれが別々に形成されて、接合されたものであってもよい。
【００５５】
また、本実施形態においては、側壁部３の上面に枠体１６を設ける例を示したが、これに限られない。例えば、枠体４が設けられず、蓋体６と側壁部３とが直接接合されてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１：筺体
２：底板部
３：側壁部
４：補強部
５：電子部品
６：蓋体
７(7ａ，７ｂ)：ねじ止め部
８：載置台
９：配線基板
１１：入出力端子
１２：載置基板
１３（１３１，１３２，１３３）：切欠き部
１４：リード端子
１５：壁部
１６：枠体
１０：電子部品収納用パッケージ（パッケージ）
１００：電子装置
【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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