(57)【要約】【課題】セラミック枠体とガラス板の接着樹脂の仮硬化状態での気密性を確保できると共に、特性評価試験における電子部品素子の不具合発生時にセラミック枠体とガラス板を容易に剥離できるセラミックパッケージ及びその製造方法を提供する。【解決手段】板状のセラミック基体１１と窓枠状のセラミック枠体１２の間にリードフレーム状の外部接続端子１３が挟み込まれて低融点ガラスで接合され、セラミック基体１１とセラミック枠体１２とで形成されるキャビティ部１５に電子部品素子１４が実装された後、セラミック枠体１２の上面にガラス板１８が接合されて、電子部品素子１４が気密に封止されるセラミックパッケージ１０において、ガラス板１８が紫外線硬化型樹脂で接合される前のセラミック枠体１２の上面にＳｉ系樹脂が貼着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のセラミック基体と窓枠状のセラミック枠体の間にリードフレーム状の外部接続端子が挟み込まれて低融点ガラスで接合され、前記セラミック基体と前記セラミック枠体とで形成されるキャビティ部に電子部品素子が実装された後、前記セラミック枠体の上面にガラス板が接合されて、前記電子部品素子が気密に封止されるセラミックパッケージにおいて、
前記ガラス板が紫外線硬化型樹脂で接合される前の前記セラミック枠体の上面にＳｉ系樹脂が貼着されていることを特徴とするセラミックパッケージ。
【請求項２】
セラミック基体とセラミック枠体との間に外部接続端子を挟み込んで接合し、前記セラミック基体と前記セラミック枠体とで形成されるキャビティ部に電子部品素子が実装された後に、前記セラミック枠体の上面にガラス板が接合されるセラミックパッケージの製造方法において、
前記セラミック基体と前記セラミック枠体との間に前記外部接続端子を挟み込んで、前記セラミック基体と前記セラミック枠体を低融点ガラスで接合する工程と、
前記セラミック枠体の上面にＳｉ系樹脂を貼着する工程と、
前記キャビティ部に前記電子部品素子が実装された後、前記セラミック枠体の上面に形成された前記Ｓｉ系樹脂を介して前記セラミック枠体の上面と前記ガラス板を紫外線硬化型樹脂で接合する工程を有することを特徴とするセラミックパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン単結晶を用いたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型や、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型の撮像デバイス用等の電子部品素子を搭載するためのセラミックパッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ型や、ＭＯＳ型の撮像デバイス用等の電子部品素子を収納するためのパッケージは、電子部品素子を搭載させた装置、例えば、デジタルカメラや、デジタルビデオカメラや、デジタルカメラ付き携帯電話等の高信頼性化の観点から気密信頼性の高いセラミック製からなるセラミックパッケージが好適となっている。このセラミックパッケージの中には、電子部品素子が実装された後、セラミックパッケージとガラス板等からなる蓋体とを接合して、電子部品素子を気密に封止することで撮像デバイス等を作製している。
【０００３】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、代表的な従来のセラミックパッケージ５０は、セラミック基体５１の一方の主面の外周部に、パッケージの内側と外側に露出するようにして内側で電子部品素子５２と電気的に導通させ、外側で外部と電気的に導通することができるようにするための金属製の外部接続端子５３をガラス等の接合材５４で接合し、更に、その上に窓枠状のセラミック枠体５５をガラス等の接合材５４で接合して作製されている。そして、このセラミックパッケージ５０は、パッケージの中央部に、電子部品素子５２を搭載させるためのキャビティ部５６を備えるように形成されている。このセラミックパッケージ５０を構成するセラミック基体５１や、セラミック枠体５５は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミック粉末にバインダー等を混合して形成される造粒粉末をプレス型で成形し、高温で焼成して焼成体にして作製している。また、外部接続端子５３は、セラミックと熱膨張係数が近似する金属板からなり、エッチングや、パンチング等でリードフレーム状に作製している。更に、セラミック基体５１やセラミック枠体５５と、外部接続端子５３を接合する接合材５４は、通常、高い溶解性を有する低融点ガラスが用いられている。そして、このセラミックパッケージ５０には、キャビティ部５６に電子部品素子５２が搭載され、ボンディングワイヤ５７で外部接続端子５３と電気的に導通状態とした後、ガラス板等からなる蓋体５８をセラミック枠体５５の上面に接合することで、電子部品素子５２を気密に封止している。
【０００４】
従来のセラミックパッケージ及びその製造方法は、キャビティ部に電子部品素子を搭載した後、セラミック枠体の上面にガラス板を接合する場合に、セラミック枠体の上面に直接樹脂を塗布し、ガラス板を重ね合わせたり、樹脂付ガラス板をセラミック枠体上面に重ね合わせたりして、加熱して樹脂を硬化させる熱硬化型の接着樹脂や、その他の接着樹脂が用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１５１９０２号公報
【特許文献１】特開平６−１２０４６３号公報
【特許文献２】特開２００３−１７９２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述したような従来のセラミックパッケージ及びその製造方法は、次のような問題がある。
（１）セラミックパッケージのキャビティ部に電子部品素子を実装後、セラミック枠体とガラス板を接着樹脂を介して直接接合する場合には、接着樹脂の完全な硬化前の仮硬化状態で、実装された電子部品素子の特性評価試験を行って不具合が発生した時に、電子部品素子に手直しを施そうとしてガラス板をセラミック枠体から剥離しようとしても剥離性が悪いので、高価な電子部品素子を捨ててしまうこととなり、電子部品素子を実装した装置のコストアップとなっている。
（２）セラミック枠体とガラス板の接合に、熱硬化型の接着樹脂を用いるのは、熱硬化型の接着樹脂が完全に硬化させる前の仮硬化状態での気密性を確保することが難しいので、仮硬化状態での特性評価試験を実施することができない。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、セラミック枠体とガラス板の接着樹脂の仮硬化状態での気密性を確保できると共に、特性評価試験における電子部品素子の不具合発生時にセラミック枠体とガラス板を容易に剥離できるセラミックパッケージ及びその製造方法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】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係るセラミックパッケージは、板状のセラミック基体と窓枠状のセラミック枠体の間にリードフレーム状の外部接続端子が挟み込まれて低融点ガラスで接合され、セラミック基体とセラミック枠体とで形成されるキャビティ部に電子部品素子が実装された後、セラミック枠体の上面にガラス板が接合されて、電子部品素子が気密に封止されるセラミックパッケージにおいて、ガラス板が紫外線硬化型樹脂で接合される前のセラミック枠体の上面にＳｉ系樹脂が貼着されている。
【０００８】
前記目的に沿う本発明に係るセラミックパッケージの製造方法は、セラミック基体とセラミック枠体との間に外部接続端子を挟み込んで接合し、セラミック基体とセラミック枠体とで形成されるキャビティ部に電子部品素子が実装された後に、セラミック枠体の上面にガラス板が接合されるセラミックパッケージの製造方法において、セラミック基体とセラミック枠体との間に外部接続端子を挟み込んで、セラミック基体とセラミック枠体を低融点ガラスで接合する工程と、セラミック枠体の上面にＳｉ系樹脂を貼着する工程と、キャビティ部に電子部品素子が実装された後、セラミック枠体の上面に形成されたＳｉ系樹脂を介してセラミック枠体の上面とガラス板を紫外線硬化型樹脂で接合する工程を有する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載のセラミックパッケージは、ガラス板が紫外線硬化型樹脂で接合される前のセラミック枠体の上面にＳｉ系樹脂が貼着されているので、紫外線硬化型樹脂によって仮硬化状態であっても気密性を確保でき、特性評価試験後に電子部品素子に不具合があったとしても、Ｓｉ系樹脂によってセラミック枠体からガラス板を容易に剥離して電子部品素子の手直しを行うことができ、高価な電子部品素子を有効に活用できて歩留を向上することができる。
【００１０】
請求項２記載のセラミックパッケージの製造方法は、セラミック基体とセラミック枠体との間に外部接続端子を挟み込んで、セラミック基体とセラミック枠体を低融点ガラスで接合する工程と、セラミック枠体の上面にＳｉ系樹脂を貼着する工程と、キャビティ部に電子部品素子が実装された後、セラミック枠体の上面に形成されたＳｉ系樹脂を介してセラミック枠体の上面とガラス板を紫外線硬化型樹脂で接合する工程を有するので、Ｓｉ系樹脂と紫外線硬化型樹脂を介してセラミック枠体とガラス板を接合して、電子部品素子に不具合がある場合は、セラミック枠体とガラス板を容易に剥離できると共に、不具合のない場合は、紫外線硬化型樹脂を本硬化させることで容易にセラミック枠体とガラス板を接合することができるセラミックパッケージを作製するセラミックパッケージの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係るセラミックパッケージの平面図、Ａ−Ａ’線縦断面図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同セラミックパッケージの製造方法の一部説明図、図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同セラミックパッケージの製造方法の一部説明図、図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同セラミックパッケージの製造方法の一部説明図である。
【００１２】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係るセラミックパッケージ１０は、板状のセラミック基体１１と窓枠状のセラミック枠体１２の間にリードフレーム状の外部接続端子１３が電子部品素子１４を搭載する部分であるキャビティ部１５側で一方の先端部の上面を露出させ、パッケージの外側で他方の先端部を突出させるようにして低融点ガラスからなる接合材１６で接合することで構成されている。ここで、セラミック基体１１は、セラミックの一例であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等からなり、この造粒粉末原料を金型を用いてプレス成形して成形体を形成し、更に焼成して焼成体に形成している。一方、セラミック枠体１２は、セラミック基体１１と同材料からなり、外形寸法をセラミック基体１１と実質的に同じにして中央部をくり抜いた窓枠状にプレス成形した後、焼成して焼成体に形成している。外部接続端子１３は、ＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、商品名「Ｋｏｖａｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等のセラミックと熱膨張係数が近似する金属板からなり、エッチングや、パンチング等で加工して形成している。
【００１３】
このセラミックパッケージ１０には、キャビティ部１５にＣＣＤ型や、ＭＯＳ型の撮像デバイス用等の電子部品素子１４が実装されるようになっている。この電子部品素子１４は、キャビティ部１５内に露出する外部接続端子１３とボンディングワイヤ１７を介して接続することで、電子部品素子１４と外部接続端子１３が電気的に接続状態となっている。このように電子部品素子１４がキャビティ部１５に実装された後、セラミック枠体１２の上面には、ケイ酸塩ガラスや、石英ガラスや、サファイア等からなる透明や、半透明のガラス板１８が接合されるが、この接合に際して、セラミックパッケージ１０のセラミック枠体１２の上面には、Ｓｉ系樹脂が貼着されている。そして、この貼着されたＳｉ系樹脂を上面に有するセラミック枠体１２には、間に介する紫外線硬化型樹脂でガラス板１８と接合している。この接合によって、電子部品素子１４は、セラミックパッケージ１０内に気密に封止される。
【００１４】
Ｓｉ系樹脂を介して紫外線硬化型樹脂で接合されたセラミック枠体１２とガラス板１８からなる電子部品素子１４が実装されたセラミックパッケージ１０は、例えば、実装された電子部品素子１４の特性評価試験において不具合が発生した時に、Ｓｉ系樹脂膜によってガラス板１８をセラミック枠体１２から容易に剥離することができる。従って、電子部品素子１４は、手直しを行った後に、再度、紫外線硬化型樹脂で接合することで、高価な電子部品素子１４を有効に活用することができる。なお、紫外線硬化型樹脂は、紫外線を照射する時間を適当に設定することで、容易に仮硬化の状態とし、しかも、この仮硬化の状態でも特性評価試験が実施できる気密性を有しているので、仮硬化の状態で特性評価試験を行い、良品の場合には、再度、紫外線を照射することで完全に硬化させている。また、特性評価試験で不具合の場合には、ガラス板１８を剥離し、電子部品素子１４を修正した後に、再度、紫外線硬化型樹脂を貼着させて紫外線を照射することで完全に硬化させている。なお、Ｓｉ系樹脂は膜厚が薄い上に透明であるので、Ｓｉ系樹脂の貼着度合を評価するには、紫外線硬化型樹脂を点状に滴下させた時に表面張力的に紫外線硬化型樹脂が盛り上がる接触角度を測定することで容易に評価することができる。この接触角度が６０度以上ある場合には、紫外線硬化型樹脂の剥離が容易に行うことができることが確認できている。
【００１５】
次いで、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３（Ａ）、（Ｂ）、図４（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら、本発明の一実施の形態に係るセラミックパッケージ１０の製造方法を説明する。
図２（Ａ）に示すように、本発明の一実施の形態に係るセラミックパッケージ１０の製造方法で用いられるセラミック基体１１は、例えば、Ａｌ２Ｏ３等のセラミック粉末と、バインダー等を混合した水溶液をスプレードライヤーで乾燥して作製した造粒粉末原料を上金型、下金型、及びダイス等からなるプレス用金型を用いて所望の大きさの実質的に矩形形状の板状にプレス成形して成形体を形成し、更に、焼成炉で約１５５０℃程度の高温で焼成して焼成体にすることで作製している。このセラミック基体１１には、所望の形状にプレス成形すると同時に、セラミック基体１１の一方の主面に、凹みからなる枠状の溝１９を形成し、この溝１９で囲まれる内側を電子部品素子１４（図４（Ａ）参照）を載置するためのキャビティ部１５（図３（Ａ）参照）の底面となるようにしている。また、セラミック基体１１には、所望の形状にプレス成形すると同時に、矩形形状の対向する２辺（図２（Ａ）では短辺方向の２辺）のそれぞれの中間部に切り欠き部２０を設けている。そして、セラミック基体１１の一方の主面に形成された溝１９から外側部分の表面には、例えば、ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３系の鉛ガラスや、Ｖ２Ｏ５系の無鉛ガラス等の低融点ガラスのガラスペーストからなる接合材１６をスクリーン印刷等で貼着して乾燥した後、約４００℃以下の温度で焼成して固着している。
【００１６】
また、本発明の一実施の形態に係るセラミックパッケージ１０の製造方法で用いられるセラミック枠体１２は、セラミック基体１１を作製する場合と同様の造粒粉末原料を用いてプレス成形し、外形寸法をセラミック基体１１と実質的に同じにして中央部をくり抜いた窓枠状にプレス成形した後、更に、セラミック基体１１と同様に焼成炉で焼成して焼成体にすることで作製している。なお、セラミック枠体１２にも、セラミック基体１１に設ける切り欠き部２０と同様にして実質的に同じ位置に同じ形状の切り欠き部２０ａを設けている。また、セラミック枠体１２の長辺方向間のくり抜き幅の大きさは、セラミック基体１１に設けられる溝１９の長辺方向間の幅の大きさより若干大きく形成されている。そして、セラミック枠体１２の額縁状の一方の主面には、セラミック基体１１に用いたのと同様の低融点ガラスのガラスペーストからなる接合材１６をスクリーン印刷等で貼着して乾燥した後、約４００℃以下の温度で焼成して固着している。
【００１７】
図２（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係るセラミックパッケージ１０の製造方法で用いられる外部接続端子１３を形成するためのリードフレーム２１は、ＫＶや、４２アロイ等のセラミック基体１１や、セラミック枠体１２のセラミックと熱膨張係数が近似する金属板からなり、この金属板をエッチングや、パンチング等で加工して複数のリード端子部２２の一方の端部を内周側で開放し、リード端子部２２の他方の端部を外周側で支持するタイバー部２３に接続するようにして所望の形状に形成している。このリードフレーム２１には、Ｎｉや、Ｎｉ合金等からなるＮｉめっき被膜、及びＡｕからなるＡｕめっき被膜が形成される。なお、リードフレーム２１には、セラミック基体１１、及びセラミック枠体１２と間に入れて重ね合わせた時に、セラミック基体１１、及びセラミック枠体１２の切り欠き部２０、２０ａに露出するような位置合わせ部２４が設けられている。
【００１８】
次に、図３（Ａ）に示すように、接合材１６を固着させたセラミック基体１１は、接合材１６側を上面に向けてセラミック基体１１の外形寸法と嵌合して挿入できる接合用位置合わせ治具（図示せず）に載置される。そして、セラミック基体１１に固着した接合材１６の上面には、リードフレーム２１を、リードフレーム２１の位置合わせ部２４に設けられた貫通孔や、切り欠き孔を、接合用位置合わせ治具に設けられたガイドピンに通して当接させている。更に、リードフレーム２１の上面には、セラミック枠体１２を、リード端子部２２の一方の先端部の上面側をセラミック枠体１２の開口部から露出するようにして、セラミック枠体１２に固着した接合材１６を介して当接している。セラミック基体１１、リードフレーム２１、及びセラミック枠体１２が重ね合わされた積層体は、窒素雰囲気中で焼成することで、それぞれの低融点ガラスからなる接合材１６を再溶融し、半導体素子１４を搭載させるためのキャビティ部１５を形成して接合している。
【００１９】
次に、図３（Ｂ）に示すように、セラミック基体１１、リードフレーム２１、及びセラミック枠体１２の接合体のセラミック枠体１２の上面には、Ｓｉ系樹脂２５が貼着される。このＳｉ系樹脂２５の貼着方法は、例えば、リードフレーム２１のリード端子部２２の半田濡れ性を良くするための錫めっき被膜形成時におけるキャビティ部１５にめっき液を進入させないシール用に用いられるマスキングテープの粘着剤にＳｉ系樹脂２５を含有させたものを使用し、錫めっき被膜形成後にマスキングテープを剥離することで、セラミック枠体１２の上面にＳｉ系樹脂２５を貼着させることができる。また、Ｓｉ系樹脂２５の貼着は、通常のスクリーン印刷方法で、セラミック枠体１２の上面に印刷することで形成することもできる。
【００２０】
次に、図４（Ａ）に示すように、セラミック基体１１、リードフレーム２１、及びセラミック枠体１２の接合体のセラミック枠体１２の上面にＳｉ系樹脂２５が貼着されたセラミックパッケージ１０には、キャビティ部１５に電子部品素子１４が実装された後、Ｓｉ系樹脂２５を介してセラミック枠体１２の上面と、ケイ酸塩ガラスや、石英ガラスや、サファイア等からなる透明や、半透明のガラス板１８を紫外線硬化樹脂で接合している。なお、この紫外線硬化樹脂は、Ｓｉ系樹脂２５の被膜の上にディスペンサ法や、スクリーン印刷法等で形成することができる。
【００２１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、セラミック基体１１、リードフレーム２１、及びセラミック枠体１２の接合体は、リードフレーム２１からタイバー部２３を切断線２６で切断して除去することで、セラミック基体１１、外部接続端子１３、及びセラミック枠体１２の接合体からなるセラミックパッケージ１０に電子部品素子１４を実装させた撮像デバイス用の装置を形成している。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明のセラミックパッケージ及びその製造方法は、撮像デバイス用の電子部品素子を歩留よく搭載するためのセラミックパッケージ及びその製造方法のみならず小型化、高信頼性化、低価格化等の要求の高い通常の電子部品素子を歩留よく搭載するためのセラミックパッケージ及びその製造方法として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係るセラミックパッケージの平面図、Ａ−Ａ’線縦断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同セラミックパッケージの製造方法の一部説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同セラミックパッケージの製造方法の一部説明図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同セラミックパッケージの製造方法の一部説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来のセラミックパッケージの平面図、Ｂ−Ｂ’線縦断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０：セラミックパッケージ、１１：セラミック基体、１２：セラミック枠体、１３：外部接続端子、１４：電子部品素子、１５：キャビティ部、１６：接合材、１７：ボンディングワイヤ、１８：ガラス板、１９：溝、２０、２０ａ：切り欠き部、２１：リードフレーム、２２：リード端子部、２３：タイバー部、２４：位置合わせ部、２５：Ｓｉ系樹脂、２６：切断線
【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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