(57)【要約】【課題】  電子装置の小型化を可能にしつつ、充分な量のゲッターを配置することを可能とすること。【解決手段】  パッケージ１は、デバイス２を搭載する凹部４ａを有する絶縁基体４と、平面視で凹部４ａの周囲の絶縁基体４の上面に枠状に形成された封止用金属層４ｂと、平面視で封止用金属層４ｂの内側の絶縁基体４の上面に搭載された枠状のゲッター５とを含み、ゲッター５は、ゲッター５の外側面と封止用金属層４ｂとに接するろう材６で絶縁基体４に固定されている。【選択図】  図１
2015046492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスを搭載する凹部を有する絶縁基体と、
平面視で前記凹部の周囲の前記絶縁基体の上面に枠状に形成された封止用金属層と、
平面視で該封止用金属層の内側の前記絶縁基体の上面に搭載された枠状のゲッターとを含み、
該ゲッターは、該ゲッターの外側面と前記封止用金属層とに接するろう材で前記絶縁基体に固定されていることを特徴とするパッケージ。
【請求項２】
前記ゲッターの上面が前記封止用金属層の上面より上に位置していることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
【請求項３】
請求項１に記載のパッケージと、
前記凹部に搭載された前記デバイスと、
前記凹部を封止した蓋体とを有することを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサ、赤外線センサ、ジャイロセンサおよび水晶振動子のようなデバイスを真空封止する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】
加速度センサ、赤外線センサ、ジャイロセンサ及び水晶振動子のようなデバイスが内部に封止されたパッケージにおいては、上述のデバイスの特性を高めるため、パッケージ内部の内圧を小さくすることが求められている。パッケージ内の内圧を高めるため、特許文献１に開示されているように、パッケージ内にゲッター材を配設することが知られている。ゲッター材を配設することにより、パッケージ内に存在する気体分子がゲッター材に吸着されるので、パッケージ内の内圧を小さくすることができる。また、特許文献１においては、パッケージと蓋体とをろう材により封止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007−251239号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されているパッケージでは、気体分子を吸着するためのゲッターが、電子装置の低背化（小型化）のために蓋体の内面に配置されているが、蓋体の内面はゲッターを配置できる面積が限られており、充分な量のゲッターを配置することができなかった。また、充分な量のゲッターを配置しようとする場合には、従来から、赤外線センサ素子が封止された空間内にゲッターを取り付ける金具を配置し、バルク型ゲッターを溶接によって取りつける方法が採用されていたが、この方法では封止空間を広く形成しなくてはならないので、装置の小型化が困難であった。また、パッケージと蓋体とをろう材により封止する際に、蓋体が傾いてろう材に空隙が形成されて封止が不十分となり、パッケージ内の内圧を小さくすることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のパッケージは、デバイスを搭載する凹部を有する絶縁基体と、平面視で前記凹部の周囲の前記絶縁基体の上面に枠状に形成された封止用金属層と、平面視で該封止用金属層の内側の前記絶縁基体の上面に搭載された枠状のゲッターとを含み、該ゲッターは、該ゲッターの外側面と前記封止用金属層とに接するろう材で前記絶縁基体に固定されている。
【０００６】
本発明の電子装置は、上記構成のパッケージと、前記凹部に搭載された前記デバイスと、前記ゲッター搭載部に搭載された前記ゲッターと、前記凹部を封止した蓋体とを有している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のパッケージは、デバイスを搭載する凹部を有する絶縁基体と、平面視で凹部の周囲の絶縁基体の上面に枠状に形成された封止用金属層と、平面視で封止用金属層の内側の絶縁基体の上面に搭載された枠状のゲッターとを含み、ゲッターは、ゲッターの外側面と封止用金属層とに接するろう材で絶縁基体に固定されている。これらによって、電子装置の小型化を可能にしつつ、充分な量のゲッターを配置することが可能となるとともに、ろう材によるパッケージと蓋体との封止が十分なものとなり、パッケージ内の内圧を効果
的に小さくすることが可能となるものである。
【０００８】
本発明の電子装置は、上記構成のパッケージと、凹部に搭載されたデバイスと、ゲッター搭載部に搭載されたゲッターと、凹部を封止した蓋体とを有していることによって、電子装置の小型化および充分な量のゲッターの配置を可能にしつつ、パッケージ内の内圧を効果的に小さくすることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態における電子装置を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電子装置のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】図１（ａ）のＡ部における要部拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるパッケージの他の例を示す要部拡大断面図である。
【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１〜３を参照して本発明の実施形態における電子装置について説明する。なお、便宜上図１（ａ）においては蓋体を除いた電子装置の平面図を示しており、図１（ｂ）においては、蓋体で封止した電子装置の縦断面図を示している。本実施形態における電子装置は、パッケージ１と、デバイス２と、蓋体３とを有している。
【００１２】
パッケージ１は、デバイス２を搭載する凹部４ａを有する絶縁基体４と、封止用金属層４ｂと、ゲッター５とを有している。
【００１３】
絶縁基体４は、例えば、セラミックスからなる絶縁基体４の表面や内部に封止用金属層４ｂ、配線導体、外部端子が形成されたものである。また、絶縁基体４は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体もしくはガラスセラミックス質焼結体等のセラミックスから成るものである。
【００１４】
絶縁基体４が、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３），シリカ（ＳｉＯ２），カルシア（ＣａＯ），マグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤および溶媒等を添加混合して泥漿状となすとともに、これをドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用してシート状に成形してセラミックグリーンシートを得た後、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに必要に応じて複数枚積層して積層体とし、これを高温（約1500〜1800℃）で焼成することによって製作される。
【００１５】
封止用金属層４ｂ、配線導体、外部端子は、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）等の金属粉末メタライズから成り、絶縁基体４用のセラミックグリーンシートに封止用金属層４ｂ、配線導体、外部端子用の導体ペーストをスクリーン印刷法等によって所定形状に印刷して、絶縁基体４用のセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、絶縁基体４の所定位置に形成される。配線導体のうち、セラミックグリーンシートを厚み方向に貫通する貫通導体は、導体ペーストを印刷することによってセラミックグリーンシートに形成した貫通孔を充填しておけばよい。なお、封止用金属層４ｂは、平面視で凹部４ａ周囲の絶縁基体４の上面に枠状に形成されている。
【００１６】
このような導体ペーストは、上記金属粉末に適当な有機溶剤および有機バインダーを加え、必要に応じて分散剤等を加えてボールミル，三本ロールミル，プラネタリーミキサー
等の混練手段によって混合および混練することで適度な粘度に調整して作製する。また、セラミックグリーンシートの焼結挙動に合わせたり、焼成後の絶縁基体４との接合強度を高めたりするためにガラスやセラミックスの粉末を添加してもよい。貫通導体用の導体ペーストは、有機バインダーや有機溶剤の種類や添加量によって、配線導体層用の導体ペーストよりも充填に適した高い粘度に調整される。
【００１７】
封止用金属層４ｂ、配線導体、外部端子の露出する表面には、電解めっき法や無電解めっき法等のめっき法によって、めっき層が被着される。めっき層は、ニッケルおよび金等の耐蝕性や接続部材等との接続性に優れる金属からなるものであり、例えば、厚さ１〜10μｍ程度のニッケルめっき層と厚さ0.1〜３μｍ程度の金めっき層とが順次被着される。
これによって、封止用金属層４ｂ、配線導体、外部端子が腐食することを効果的に抑制することができるとともに、ろう材６を介して凹部４ａを封止する蓋体３との接合、接続部材７との接合および外部端子と外部電気回路基板の配線との接続を強固にすることができる。
【００１８】
ゲッター５は、平面視で封止用金属層４ｂの内側の絶縁基体４の上面に枠状に搭載されており、ゲッター５の外側面と封止用金属層４ｂとに接するろう材６で絶縁基体４に固定されている。これらによって、電子装置の小型化を可能にしつつ、充分な量のゲッター５を配置することが可能となるとともに、ろう材６によるパッケージ１と蓋体３との封止が十分なものとなり、パッケージ内の内圧を効果的に小さくすることが可能となる。
【００１９】
ゲッター５の材料としては、化学的に活性な部材を用いる。具体的には、チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），鉄（Ｆｅ）およびバナジウム（Ｖ）を主成分とする金属を用いることができる。そして、上記の金属の粉末をニトロセルロース樹脂およびエチルセルロース樹脂等の有機溶剤と混合して導体ペーストを作製し、この導体ペーストをスクリーン印刷法等の印刷法によって、貫通孔が形成された鉄（Ｆｅ），タングステン（Ｗ），ニクロムまたはステンレス等からなる金属板の表面に所望の位置および厚さに印刷した後、不活性ガス雰囲気中（例えばアルゴン（Ａｒ）雰囲気中）や真空雰囲気中で250〜500℃で加熱して、有機溶剤を蒸発させて除去することによって、ゲッター材料を金属板の両面に配置したゲッター５を得ることができる。ゲッター材料を金属板の表面に配置する方法としては、一般的な蒸着法またはスパッタリング法で行ってもよい。
【００２０】
なお、ゲッター５は、上面に蓋体３、下面に絶縁基体４が接するようにして固定されているが、枠状のゲッター５の上面および下面が凹凸を有しているため、ゲッター５の内側面および上面および下面においても封止空間内に存在する気体分子を吸着することが可能となっている。電子装置内に存在する気体分子としては、電子装置の製造時及び使用時において、パッケージ１、蓋体３、接合部材１３およびろう材６のような電子装置を構成する部材から発生するガス等である。
【００２１】
また、ゲッター５はろう材６のすぐ内側に位置しているので、ろう材６から発生するガス等の気体分子を効率よく吸着することができる。
【００２２】
また、パッケージ１と蓋体３とをろう材６により封止する際に、絶縁基体４に固定された枠状のゲッター５により蓋体が傾くことはなくなり、ろう材６によるパッケージ１と蓋体３との封止が十分なものとなり、パッケージ１内の内圧を小さくすることが可能となっている。
【００２３】
また、図２および図３に示される例のように、ゲッター５搭載面からゲッター５上面までの高さＨ１がゲッター５搭載面から封止用金属層４ｂ上面までの高さＨ２より高い（Ｈ１＞Ｈ２）、すなわちゲッター５の上面が封止用金属層４ｂの上面より上に位置している
と、封止用金属層４ｂに対してゲッター５が突出したものとなるため、パッケージ１と蓋体３とをろう材６により封止する際に、絶縁基体４に固定された枠状のゲッター５により蓋体が傾くことを効果的に防止することが可能となり、ろう材６によるパッケージ１と蓋体３との封止が確実に行われるものとなって、パッケージ１内の内圧を効果的に小さくすることが可能となり、好ましい。
【００２４】
なお、図３に示される例のように、凹部４ａの周囲の絶縁基体４の上面に、外側より内側の高さが低い段差を有していてもよい。この場合、段差の高さはゲッター５の上面が封止用金属層４ｂの上面より上に位置するように設けられている。また、このような段差が設けられていると、ゲッター５を搭載する際に位置決めを容易に行うことができ、好ましい。
【００２５】
デバイス２は、加速度センサ、赤外線センサ、ジャイロセンサおよび水晶振動子等からなり、例えば、赤外線センサ用電子装置を作製する場合には、デバイス２として赤外線センサを凹部４ａ内に搭載すればよい。なお、加速度センサ用電子装置を作製する場合には、デバイス２として加速度センサを凹部４ａ内に搭載すればよい。デバイス２として赤外線センサを凹部４ａ内に搭載する場合には、赤外線センサは、上面に赤外線を受光するための受光部を有しており、絶縁基体４の凹部４ａの底面に、ろう材またははんだ等の接合材を介して接合されて配置されている。また、赤外線センサは例えばボンディングワイヤからなる接続部材７によって配線導体に電気的に接続されている。
【００２６】
蓋体３は、凹部４ａを封止するようにパッケージ１上に配置されている。蓋体３としては、例えば、セラミックス及びガラスのような絶縁部材、シリコンのような光学部材並びに金属部材を用いることができる。また、上記の部材を組み合わせて接合したものであってもよい。
【００２７】
蓋体３として、セラミックス及びガラスのような絶縁部材およびシリコンのような光学部材を用いる場合には、パッケージ１との接合箇所にメタライズ層が形成されたものを用いることが好ましい。これにより、パッケージ１と蓋体３の接合性を高めることができるからである。蓋体３として光学部材を用いる場合には、この光学部材の表面に特定の波長帯の光を透過するような金属がコーティングされていてもよい。また、蓋体３として光学部材を用いる場合には、蓋体３がレンズ形状であってもよい。
【００２８】
次に、本発明の電子装置の製造方法について詳細に説明する。
【００２９】
凹部４ａおよび封止用金属層４ｂ、配線導体、外部端子を形成した絶縁基体４を準備する。具体的には、アルミナセラミックスまたはムライトセラミックス等のセラミックス材料を主成分とするセラミックグリーンシートを準備し、凹部４ａの側壁となる部位の打ち抜き金型を用いた打ち抜き加工を施すとともに、セラミックグリーンシートにＷ，Ｍｏ，Ｍｎ，ＡｇまたはＣｕ等の金属粉末メタライズから成る封止用金属層４ｂ用の導体ペーストを凹部４ａとなる箇所の周囲に枠状に、同様に、配線導体、外部端子用の導体ペーストを所定形状に、スクリーン印刷法等によって印刷する。その後、導体ペーストを印刷したセラミックグリーンシートを積層して、凹部４ａを有するように積層体を作製する。そして、この積層体を焼成することによって、絶縁基体４を作製することができる。
【００３０】
次に、凹部４ａの底面に、Ａｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｃｕおよびこれらの合金を主成分とする金属からなる、ろう材またははんだ等の接合材を介して、赤外線センサ等のデバイス２を搭載する。また、デバイス２は、絶縁基体４上に形成された配線導体にワイヤボンディング、フリップチップ実装によって電気的に接続される。
【００３１】
次に、封止用金属層４ｂの内側の絶縁基体４の上面に枠状のゲッターを配置するとともに、凹部４ａを封止するように絶縁基体４上に蓋体３を配置する。蓋体３は、デバイス２として赤外線センサを用いる場合には、赤外線を透過するとともに凹部４ａを封止することができるものであればよい。例えば、Ｇｅ，Ｓｉ，ＺｎＳまたはこれらの金属を含む合金を主成分とする板状の部材を用いることができる。
【００３２】
このとき、ろう材６を用いて絶縁基体４と蓋体８とを接合する。ろう材６としては、例えば、プリフォームされたもの、蓋体３にクラッドされたものまたはペースト状のものを用いることができる。また、このようなろう材６は、絶縁基体４の封止用金属層４ｂと蓋体３のメタライズ層との接合面に配置してもよいし、ペースト状としたろう材６を用いて印刷法によって絶縁基体４と蓋体３との接合面に配置してもよい。そして、絶縁基体４と蓋体３との接合面に配置されたろう材６を、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加熱して溶融させることによって、絶縁基体４と蓋体３とをろう材６を介して接合することができる。このとき、枠状のゲッター５は、ゲッター５の外側面と封止用金属層４ｂとに接するろう材６で絶縁基体４に固定されている。
【００３３】
なお、蓋体３を用いて凹部４ａを封止する工程は、常圧よりも低い圧力の下で行なう。具体的には、真空チャンバー等の減圧装置を用いることにより、常圧よりも低い圧力の下で凹部４ａを封止する。このときの真空度は、減圧装置を用いることによって、要求される封止空間の内圧に応じて適宜設定すればよい。
【００３４】
なお、このようにして電子装置を製造する過程において、ゲッター５を加熱する工程を備えていることが好ましい。ゲッター５を加熱することによって、ゲッター５の表面に新しい活性面を形成できるので、ゲッター５による気体分子を吸着する効果を向上させることができる。
【００３５】
特に、蓋体３と絶縁基体４とを接合する工程においてゲッター５を加熱することによって、ゲッター５を活性化することが好ましい。蓋体３と絶縁基体４とを接合する工程においては、絶縁基体４および蓋体３を加熱することによって絶縁基体４と蓋体３とを接合するので、絶縁基体４および蓋体３ならびにろう材６からガスが発生しやすい。そのため、蓋体３と絶縁基体４とを接合する工程においてゲッター５を活性化させることによって、ゲッター５による気体分子を吸着する効果を高めることができるので、電子装置の封止空間の内圧をより小さくすることができるからである。
【００３６】
なお、本発明は、上記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内で種々の変更を行うことは何ら差し支えない。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・・パッケージ
２・・・・デバイス
３・・・・蓋体
４・・・・絶縁基体
４ａ・・・凹部
４ｂ・・・封止用金属層
５・・・・ゲッター
６・・・・ろう材
【図１】
2015046492.tif 000003
【図２】
2015046492.tif 000004
【図３】
2015046492.tif 000005