(57)【要約】【課題】  セラミック枠体の上面が平坦で、蓋体を隙間無く強固に取着することが可能な、気密封止の信頼性に優れた電子部品収納用パッケージおよび電子装置を提供すること。【解決手段】  電子部品４を搭載するための搭載部１ａを有したセラミック基体１の上面に、搭載部１ａを囲繞するようにしてセラミック枠体２を取着させるとともに、セラミック枠体２上に電子部品４を覆う蓋体３を取着するようにした電子部品収納用パッケージ９であって、セラミック枠体２を複数のセラミック層５の積層体６により形成するとともに、セラミック層５の層間及び／又は積層体６とセラミック基体１との間に、セラミック層５となるセラミックグリーンシートに比し焼成に伴う収縮率の小さい低収縮層７が介在されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を搭載するための搭載部を有したセラミック基体の上面に、前記搭載部を囲繞するようにしてセラミック枠体を取着させるとともに、該セラミック枠体上に前記電子部品を覆う蓋体を取着するようにした電子部品収納用パッケージであって、
前記セラミック枠体を複数のセラミック層の積層体により形成するとともに、該セラミック層の層間及び／又は前記積層体と前記セラミック基体との間に、前記セラミック層となるセラミックグリーンシートに比し焼成に伴う収縮率の小さい低収縮層が介在され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】
前記低収縮層が前記セラミック基体の表面に形成されている配線導体と同質の導体材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項３】
前記セラミック枠体の外形を四角形状になし、該セラミック枠体のコーナー部に前記低収縮層の非介在領域を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項４】
前記セラミック枠体の内周側に位置する前記低収縮層の端部が前記セラミック枠体の内周面よりも外方に位置させてあり、前記低収縮層の端部よりも内方で該低収縮層の上下に位置するセラミック層同士もしくはセラミック層及びセラミック基体を結合させたことを特徴とする請求項１乃至請求項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】
前記セラミック枠体の外周側に位置する前記低収縮層の端部が前記セラミック枠体の外周面よりも内方に位置させてあり、前記低収縮層の端部よりも外方で該低収縮層の上下に位置するセラミック層同士もしくはセラミック層及びセラミック基体を結合させたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージの搭載部に電子部品を搭載するとともに、前記セラミック枠体上に前記電子部品を気密封止するようにして蓋体を取着してなる電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子や半導体素子等の電子部品を気密に収納するための電子部品収納用パッケージ及びそれを用いた電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電振動子や半導体素子等の電子部品は、これらの電子部品を搭載するための電子部品収納用パッケージに収納されるとともに蓋体で気密封止されて電子装置となり、携帯電話やコンピュータ等の各種電子機器の部品として使用される。
【０００３】
このような電子部品収納用パッケージとして多用されているものは、上面に電子部品の搭載部を有する四角形状の絶縁基体と、絶縁基体の上面に搭載部を囲繞するようにして取着された絶縁枠体とを具備した構造である。
【０００４】
搭載部に搭載される電子部品は、例えば、搭載部から外側面や下面等の外面に導出するようにして形成された配線導体を介して搭載部の外側に導出される。
【０００５】
そして、搭載部に電子部品を搭載するとともに電子部品の電極を搭載部に露出する配線導体に電気的に接続し、絶縁枠体の上面に蓋体を取着して凹部を塞ぐことにより、絶縁基体と絶縁枠体と蓋体とから成る容器の内部に電子部品が気密封止されて電子装置となる。
【０００６】
このような電子部品収納用パッケージは、絶縁基体および絶縁枠体が酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料から成る場合、例えば、周知のセラミックグリーンシート積層法により製作される。
【０００７】
すなわち、まず、酸化アルミニウムやガラス質等の原料粉末を有機溶剤、バインダーとともにシート状に成形して複数のセラミックグリーンシート（グリーンシート）を作製するとともに、所定のグリーンシートに打抜き加工を施して枠状のグリーンシートを複数作製する。
【０００８】
次に、グリーンシートに配線導体となる金属ペーストの印刷等の所定の加工を施した後、打抜き加工を施していない平板状のグリーンシートの上面に枠状のグリーンシートを積層し、上面に凹部を有するグリーンシート積層体を形成する。
【０００９】
そして、グリーンシート積層体を積層方向に加圧してグリーンシート同士を上下に密着させた後、約１３００〜１６００℃の温度で焼成することにより、セラミック基体（絶縁基体）の上面にセラミック枠体（絶縁枠体）が一体焼成で取着されて成る電子部品収納用パッケージが製作される。
【特許文献１】特開２００４−３２７８５６号公報
【特許文献２】特開２００４−１８６６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような従来の電子部品収納用パッケージにおいては、グリーンシート間を密着させるための加圧の際に、内側や外側（横方向）に変形しやすい部分が横方向に膨らむように変形し、この変形で横方向に膨らんだ分、グリーンシート積層体（セラミック枠体）の高さが低くなり、その結果、セラミック枠体の上面の高さが部分的に低くなるという不都合があった。例えば、セラミック枠体が四角枠状であれば辺部分で高さが低くなり、また、セラミック枠体の上面の高さが部分的に低くなると、蓋体を絶縁枠体の上面に隙間無く強固に取着することが難しくなり、電子部品の気密封止の信頼性が不十分となる欠点が誘発される。
【００１１】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、セラミック枠体の上面が平坦で、蓋体を隙間無く強固に取着することが可能な、気密封止の信頼性に優れた電子部品収納用パッケージおよび電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の電子部品収納用パッケージは、電子部品を搭載するための搭載部を有したセラミック基体の上面に、前記搭載部を囲繞するようにしてセラミック枠体を取着させるとともに、該セラミック枠体上に前記電子部品を覆う蓋体を取着するようにした電子部品収納用パッケージであって、前記セラミック枠体を複数のセラミック層の積層体により形成するとともに、該セラミック層の層間及び／又は前記積層体と前記セラミック基体との間に、前記セラミック層となるセラミックグリーンシートに比し焼成に伴う収縮率の小さい低収縮層が介在されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の電子部品収納用パッケージは、前記低収縮層が前記セラミック基体の表面に形成されている配線導体と同質の導体材料から成ることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明の電子部品収納用パッケージは、前記セラミック枠体の外形を四角形状になし、該セラミック枠体のコーナー部に前記低収縮層の非介在領域を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
またさらに、本発明の電子部品収納用パッケージは、前記セラミック枠体の内周側に位置する前記低収縮層の端部が前記セラミック枠体の内周面よりも外方に位置させてあり、前記低収縮層の端部よりも内方で該低収縮層の上下に位置するセラミック層同士もしくはセラミック層及びセラミック基体を結合させたことを特徴とするものである。
【００１６】
さらにまた、本発明の電子部品収納用パッケージは、前記セラミック枠体の外周側に位置する前記低収縮層の端部が前記セラミック枠体の外周面よりも内方に位置させてあり、前記低収縮層の端部よりも外方で該低収縮層の上下に位置するセラミック層同士もしくはセラミック層及びセラミック基体を結合させたことを特徴とするものである。
【００１７】
そして、本発明の電子装置は、上述の電子部品収納用パッケージの搭載部に電子部品を搭載するとともに、前記セラミック枠体上に前記電子部品を気密封止するようにして蓋体を取着してなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、セラミック枠体を複数のセラミック層の積層体により形成するとともに、セラミック層の層間及び／又は積層体とセラミック基体との間に、セラミック層となるセラミックグリーンシートに比し焼成に伴う収縮率の小さい低収縮層を介在させたことから、焼成時、低収縮層とセラミックグリーンシートとの収縮率の差に応じて枠状のセラミックグリーンシート（セラミック枠体）に対して上方向に応力が作用しこの応力で、枠状のセラミックグリーンシートに生じている変形（凹み）が修正され、セラミック枠体の高さのばらつきが抑制される。また、低収縮層が介在する部分でセラミック枠体の上面を高くすることができる。これにより、蓋体をセラミック枠体の上面に隙間無く強固に取着させることができ、気密封止の信頼性を優れたものとすることができる。
【００１９】
また、本発明の電子部品収納用パッケージによれば、低収縮層をセラミック基体の表面に形成されている配線導体と同質の導体材料で形成することにより、配線導体が形成されている場合であっても、低収縮層による焼成時の収縮を予測しやすく、セラミック枠体の反りを戻す応力の制御が容易にでき、生産性を良好に確保することができる。
【００２０】
さらに、本発明の電子部品収納用パッケージによれば、セラミック枠体の外形を四角形状になし、セラミック枠体のコーナー部に低収縮層の非介在領域を設けることにより、セラミック枠体の凹みが特に生じやすい、四角形状のセラミック枠体の辺部において、より確実に凹みを修正するような応力を生じさせることができ、さらに信頼性を向上させることができる。
【００２１】
またさらに、本発明の電子部品収納用パッケージによれば、セラミック枠体の内周側に位置する低収縮層の端部をセラミック枠体の内周面よりも外方に位置させ、低収縮層の端部よりも内方で低収縮層の上下に位置するセラミック層同士もしくはセラミック層及びセラミック基体を結合させることにより、セラミック枠体の内周側において、セラミック層同士もしくはセラミック層及びセラミック基体、つまりセラミック材料同士が直接結合することとなり、セラミック層の層間やセラミック層とセラミック基体との間がより強固に結合されて、さらに気密封止の信頼性に優れた電子部品収納用パッケージとすることができる。
【００２２】
さらにまた、本発明の電子部品収納用パッケージによれば、セラミック枠体の外周側に位置する低収縮層の端部をセラミック枠体の外周面よりも内方に位置させ、低収縮層の端部よりも外方で低収縮層の上下に位置するセラミック層同士もしくはセラミック層及びセラミック基体を結合させることにより、セラミック枠体の外周側において、セラミック層同士もしくはセラミック層及びセラミック基体、つまりセラミック材料同士が直接結合されることとなり、セラミック層の層間やセラミック層とセラミック基体との間がより強固に結合されて、さらに気密封止の信頼性に優れた電子部品収納用パッケージとすることができる。
【００２３】
そして、本発明の電子装置によれば、上記構成の電子部品収納用パッケージの搭載部に電子部品を搭載し、セラミック枠体上に電子部品を気密封止するようにして蓋体を取着することにより、気密封止の信頼性に優れた電子装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１は本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、同図において、１はセラミック基体、２はセラミック枠体、３は蓋体である。これらのセラミック基体１、セラミック枠体２および蓋体３により主に電子部品収納用パッケージ９が構成され、かかる電子部品収納用パッケージ９に電子部品４を搭載し、電子部品４を気密封止することにより電子装置１０が構成される。
【００２６】
セラミック基体１は、上面に電子部品の搭載部１ａを有し、酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミックス，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体等のセラミック焼結体により形成される。
【００２７】
また、セラミック基体１の上面には、搭載部１ａを囲繞するようにしてセラミック枠体２が取着されている。セラミック枠体２は、搭載部１ａに搭載される電子部品４を気密封止するための側壁として機能し、その上面に蓋体３を接合して搭載部を覆うことにより、セラミック基体１、セラミック枠体２および蓋体３からなる容器の内部に電子部品４が気密に封止される。
【００２８】
セラミック枠体２は、セラミック基体１と同様のセラミック材料で形成される。セラミック基体１とセラミック枠体２との間の結合の強度や生産性等を考慮すれば、セラミック基体１およびセラミック枠体２は同質のセラミック材料で形成することが好ましい。
【００２９】
セラミック基体１およびセラミック枠体２は、セラミック粉末を有機溶剤、バインダとともにシート状に成形してなるセラミックグリーンシートを、所定のセラミック層の寸法、形状に切断し、積層した後焼成することにより形成されている。
【００３０】
そして、本形態の電子部品収納用パッケージ９においては、セラミック枠体２が複数のセラミック層５の積層体により形成されているとともに、セラミック層５の層間及び／又は積層体６とセラミック基体１との間に、セラミック層５となるセラミックグリーンシートに比し焼成に伴う収縮率の小さい低収縮層７が介在されている。
【００３１】
かかる構成となすことにより、焼成時、低収縮層７とセラミックグリーンシートとの収縮量の差に応じて積層体に対し上方向に応力が作用し、この応力で、積層体に生じている変形（凹み）が修正され、セラミック枠体２の高さのばらつきが抑制される。また、低収縮層７が介在する部分においてセラミック枠体２の上面を高くすることができる。
【００３２】
その結果、蓋体３をセラミック枠体２の上面に隙間無く強固に取着させることができ、気密封止の信頼性を優れたものとすることができる。
【００３３】
ここで、低収縮層７は、セラミック層５となるセラミックグリーンシートよりも収縮率の低い導体材料や未焼成のセラミック材料等により形成される。低収縮層７の収縮率を、セラミック層５となるセラミックグリーンシートに比し焼成に伴う収縮率が低いものとするには、低収縮層７を形成する導体やセラミック材料の粉末の充填率を、セラミック層５となるセラミックグリーンシートを形成するセラミック粉末の充填率よりも高くすること等の手段を用いる。
【００３４】
また、低収縮層７の収縮率は、セラミックグリーンシートの収縮率に対して９８％〜９５％であることが好ましい。これは、９８％を超えると、低収縮層７はセラミックグリーンシートと、ほぼ同程度収縮し、焼成時の温度，雰囲気等の条件によっては、上面を平坦にすることが難しくなる場合があり、９５％未満では、低収縮層７とセラミックグリーンシートとの収縮差が大きくなり過ぎやすく、積層体が低収縮層７側（上側）に引っ張られ、低収縮層７が介在している部位でセラミック枠体２の高さが逆に高くなってしまう恐れがあり、かえって、セラミック枠体２の上面に蓋体３を強固に取着することが難しくなる傾向があるからである。
【００３５】
なお、低収縮層７は、１層でも、複数の層を積層して構成しても構わない。これは、低収縮層７とセラミックグリーンシートとの収縮差が適切に起きる以上、特に低収縮層７の層数は問わないからである。
【００３６】
また、低収縮層７を、複数の層間に介在させる場合、平面透視して、全域同士が互いに重なるように配置させることが好ましい。これは、複数の低収縮層７の応力をまとめて、より顕著に示すことができるようにするためである。
【００３７】
次に、このような電子部品収納用パッケージの製造方法について説明する。
【００３８】
まず、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダー、溶剤を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法によりシート状とすることによって複数のセラミックグリーンシートを準備する。
【００３９】
次に、所定のセラミックグリーンシートに打抜き加工を施して、枠状のセラミックグリーンシートを複数形成する。打抜き加工は、所定パターンの打抜き用の金型等を用いて行なわれる。
【００４０】
次に、タングステン等の金属粉末に有機溶剤、バインダーを添加混練して作製した金属ペーストを、枠状のセラミックグリーンシートの表面に、外辺に沿って印刷塗布する。金属ペーストは、セラミックグリーンシートよりも焼成時の収縮量の小さい、低収縮のものを用いる。この金属ペーストが、低収縮層７となる。
【００４１】
次に、打抜き加工を施していない平板状のセラミックグリーンシートの上面に、枠状のセラミックグリーンシートを積層する。
【００４２】
平板状のセラミックグリーンシートは、焼成によりセラミック基体１となるものであり、上面の中央部等が電子部品の搭載部１ａとなる。また、枠状のセラミックグリーンシートは、複数が積層されて生積層体となり平板状のセラミックグリーンシートの上面に、搭載部１ａを囲繞するようにして積層される。
【００４３】
そして、この積層したセラミックグリーンシートを加圧してセラミックグリーンシート間を密着させて、焼成することにより、電子部品収納用パッケージのセラミック基体１およびセラミック枠体２が製作される。
【００４４】
この焼成の際に、金属ペースト（低収縮層７）とセラミックグリーンシートとの収縮量の差に応じて枠状のセラミックグリーンシート（積層体）に対し上方向に応力が作用し、この応力で積層体に生じている変形（凹み）が修正され、セラミック枠体の高さのばらつきが抑制される。
【００４５】
また、上述した低収縮層７はセラミック基体１の表面に形成されている配線導体８と同質の導体材料で形成することが好ましい。
【００４６】
低収縮層７を、セラミック基体１の表面に形成されている配線導体８と同質の導体材料で形成することにより、配線導体８が形成されている場合であっても、低収縮層７による焼成時の収縮を予測しやすく、セラミック枠体２の反りを戻す応力の制御が容易で、生産性を良好に確保することができる。
【００４７】
さらに、上述したセラミック枠体２の外形は四角形状になし、セラミック枠体２のコーナー部に低収縮層７の非介在領域（図示せず）を設けることが好ましい。
【００４８】
半導体素子や圧電振動子等の四角板状の電子部品を効率よく気密封止すること等のために、セラミック枠体２は、通常、四角枠状に形成され、その外形は四角形状をなす。このような場合、セラミック枠体２のコーナー部に低収縮層７の非介在領域を設けることにより、セラミック枠体の（凹み）が特に生じやすい、四角形状のセラミック枠体の辺部において、より確実に（凹み）を修正するような応力を生じさせることができ、さらに信頼性を向上させることができる。
【００４９】
またさらに、上述したセラミック枠体２の内周側に位置する低収縮層７の端部をセラミック枠体２の内周面よりも外方に位置させた上、低収縮層７の端部よりも内方で低収縮層７の上下に位置するセラミック層５同士もしくはセラミック層５及びセラミック基体１を結合させることが好ましい。
【００５０】
この場合、セラミック枠体２の内周側において、セラミック層５同士もしくはセラミック層１及びセラミック基体１、つまりセラミック材料同士が直接結合されることにより、セラミック層５の層間やセラミック層５とセラミック基体１との間がより強固に結合され、さらに気密封止の信頼性に優れた電子部品収納用パッケージ９とすることができる。
【００５１】
他方、セラミック枠体２の外周側に位置する低収縮層７の端部をセラミック枠体２の外周面よりも内方に位置させた上、低収縮層７の端部よりも外方で低収縮層７の上下に位置するセラミック層５同士もしくはセラミック層５及びセラミック基体１を結合させても良い。
【００５２】
この場合、セラミック枠体２の外周側において、セラミック層５同士もしくはセラミック層５及びセラミック基体１、つまりセラミック材料同士が直接結合されることにより、セラミック層５の層間やセラミック層５とセラミック基体１との間がより強固に結合され、さらに気密封止の信頼性に優れた電子部品収納用パッケージ９とすることができる。
【００５３】
以上のような電子部品収納用パッケージ９の搭載部１ａに電子部品４を搭載するとともに、セラミック枠体２上に電子部品４を気密封止するようにして蓋体３を取着することにより、電子装置１０が構成される。
【００５４】
かかる電子装置１０によれば、上記本発明の電子部品収納用パッケージ９に電子部品４を封止して形成されることから、気密封止等の信頼性に優れる電子装置とすることができる。
【００５５】
なお、蓋体３は、鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料や、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料、ガラス、樹脂等の材料により形成される。
【００５６】
蓋体３は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金から成る場合であれば、鉄−ニッケル−コバルトの板材にプレス打ち抜き等の周知の金属加工を施して所定の寸法、形状に加工することにより作製される。
【００５７】
また、蓋体３の絶縁枠体２上面に対する取着は、ろう材や接着剤、ガラス等の接合材を介して接合する方法や溶接法等の接合法により行なわれる。
【００５８】
なお、本発明は上述の実施の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内であれば種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・・セラミック基体
２・・・・セラミック枠体
３・・・・蓋体
４・・・・電子部品
５・・・・セラミック層
６・・・・積層体
７・・・・低収縮層
８・・・・配線導体
９・・・・電子部品収納用パッケージ
１０・・・・電子装置
【図１】
2006210675.tif 000003