(57)【要約】【課題】引き回された電極の機械強度を高めることができる電子部品を提供する。【解決手段】セラミック製のシートを積層し、側壁部(6)で囲まれた有底のキャビティ(8)を備える筐体 (2)と、キャビティに載置される電子素子(10)と、側壁部の上面(30)に引き回して形成された電極(32)と、電極に接合され、キャビティ内を封止する金属製の蓋(46)とを具備し、電極は、キャビティを囲繞する周回パターン(34)と、周回パターンに交わって形成され、上面からの周回パターンの剥離を防止する補強パターン(36)とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック製のシートを積層し、側壁部で囲まれた有底のキャビティを備える筐体と、
前記キャビティに載置される電子素子と、
前記側壁部の上面に引き回して形成された電極と、
前記電極に接合され、前記キャビティ内を封止する金属製の蓋とを具備し、
前記電極は、前記キャビティを囲繞する周回パターンと、前記周回パターンに交わって形成され、前記上面からの前記周回パターンの剥離を防止する補強パターンとを有することを特徴とする電子部品。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品において、
前記補強パターンは、前記周回パターンの外周側にのみ設けられていることを特徴とする電子部品。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電子部品において、
前記電極と前記蓋とを接合させ、金属を主成分として構成された接合部をさらに有し、前記接合部が金と錫とを主成分とする合金で構成されていることを特徴とする電子部品。
【請求項４】
請求項３に記載の電子部品において、
前記周回パターンと前記補助パターンとは連なって一体に形成されており、
前記周回パターンの幅は同一幅で形成される一方、前記補助パターンの幅は前記周回パターンの幅よりも小さく形成されていることを特徴とする電子部品。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の電子部品において、
前記周回パターンは前記キャビティの外周に沿った角部を有し、
前記補助パターンは前記角部を回避した前記角部の近傍位置に形成されていることを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子素子を筐体に金属封止した電子部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電子部品は電子素子を内蔵している。例えば携帯電話装置やテレビジョン受像器等の電子機器や通信装置に採用される表面弾性波デバイス（ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）デバイス）には表面弾性波素子が内蔵されている。
【０００３】
具体的には、このデバイスはセラミック製の筐体を有し、この筐体には側壁部で囲まれた有底のキャビティが備えられている。素子はキャビティに載置され、気密封止される（例えば、特許文献１参照）。この素子は機械的な応力や湿気等に弱いからである。そして、この気密封止には、樹脂封止の他、金属製の蓋を用いて封止する金属封止があり、樹脂封止よりも高い信頼性が要求される電子部品に用いられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０７１７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した側壁部には、その上面に電極を引き回したものがあり、この場合には、この上面と蓋とが電極を狭持して接合される。
しかしながら、当該構成の場合には、使用によって素子が発熱すると、筐体、特に側壁部の温度が上昇し、側壁部と電極との間に応力が作用して電極にクラックが生じるとの懸念がある。セラミック製の筐体と金属製の蓋とは線膨張係数が異なるからである。
【０００６】
そして、このクラック部分に応力が集中する結果、筐体から蓋が剥離するとの問題がある。これでは、金属封止の効果が発揮されず、電子部品の信頼性が低下してしまう。このように、引き回された電極の機械強度を高める点については依然として課題が残されている。
なお、蓋の剥離を防止するには接合部分の厚みを大きくすることも考えられるが、これでは、製造コストの低廉化が図れないとの問題が別途生ずる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、引き回された電極の機械強度を高める電子部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための第１の発明は、セラミック製のシートを積層し、側壁部で囲まれた有底のキャビティを備える筐体と、キャビティに載置される電子素子と、側壁部の上面に引き回して形成された電極と、電極に接合され、キャビティ内を封止する金属製の蓋とを具備し、電極は、キャビティを囲繞する周回パターンと、周回パターンに交わって形成され、上面からの周回パターンの剥離を防止する補強パターンとを有する。
【０００９】
第１の発明によれば、セラミック製の筐体のキャビティには電子素子が載置されており、この素子は金属封止される。詳しくは、筐体の側壁部と金属製の蓋とが電極を狭持して接合されている。
そして、この電極は、キャビティを囲繞する周回パターンと、周回パターンに交わって形成された補強パターンとを有し、この補強パターンが側壁部の上面と周回パターンとの密着性を高めるべく構成されている。
よって、筐体と蓋とは線膨張係数が異なり、筐体の温度上昇によって側壁部と電極との間に応力が作用しても、これら側壁部の上面と電極との接合強度が高められるので、この上面から電極が、ひいては筐体から蓋が剥離し難くなる。この結果、金属封止の効果が確実に発揮され、電子部品の信頼性の向上に寄与する。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の構成において、補強パターンは、周回パターンの外周側にのみ設けられていることを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、補強パターンが周回パターンの外周側のみ設けられ、内周側には設けられていないので、キャビティの容積が大きくならず、電子部品の小型化が達成可能となる。しかも、セラミック製の筐体を金属製の蓋で覆った場合にて、筐体の温度上昇に伴う熱応力にも対抗でき、側壁部からの電極の剥離をより確実に防止可能となる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明の構成において、電極と蓋とを接合させ、金属を主成分として構成された接合部をさらに有し、接合部が金と錫とを主成分とする合金で構成されていることを特徴とする。
第３の発明によれば、第１又は第２の発明の作用に加えてさらに、接合部が金と錫とを主成分とする合金で構成されているので、融点の低い接合部が形成され、筐体に与える影響が少なくて済む。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明の構成において、周回パターンと補助パターンとは連なって一体に形成されており、周回パターンの幅は同一幅で形成される一方、補助パターンの幅は周回パターンの幅よりも小さく形成されていることを特徴とする。
第４の発明によれば、第３の発明の作用に加えてさらに、周回パターンと補強パターンとが一体に設けられているので、側壁部の上面と電極との密着性がより一層高くなる。また、周回パターンの幅が同一幅で形成されるのに対し、補助パターンの幅は周回パターンの幅よりも小さく形成されることから、金と錫とを主成分とする合金が周回パターン内に留まって補助パターンに向けて流出し難くなり、周回パターン上の当該合金の高さが均一になる。この結果、上面と電極との接合強度がより一層高くなるし、特に金の使用量も少なくて済み、製造コストの低廉化も達成可能となる。
【００１３】
第５の発明は、第１から第４の発明の構成において、周回パターンはキャビティの外周に沿った角部を有し、補助パターンは角部を回避した角部の近傍位置に形成されていることを特徴とする。
第５の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、電極の角部の近傍位置は特に剥がれ易い箇所であるが、補助パターンがこの角部を回避してその近傍位置に設けられているので、特に剥がれ易い箇所がなくなり、上面と電極との接合強度がさらに高くなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、製造コストの低廉化を図りつつ、引き回された電極の機械強度を高める電子部品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】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施例のＳＡＷデバイス（電子部品）１を示しており、このデバイス１は携帯電話装置やテレビジョン受像器等の電子機器や通信装置に採用される。
【００１６】
デバイス１はパッケージ基板（筐体）２を有し、この筐体２は低温焼成によるセラミック（ＬＴＣＣ）の絶縁シートを積層して構成されている。また、筐体２にはキャビティ８が備えられている。詳しくは、底部４を形成するシートの上に平面視で長方形の貫通孔を有するシートが重ねられており、この孔の四辺が側壁部６で囲まれて有底のキャビティ８が形成されている。
【００１７】
このキャビティ８には表面弾性波素子（電子素子）１０が載置される。具体的には、この素子１０は圧電基板１２を有し、この基板１２の表面上には櫛歯電極（ＩＤＴ：Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）等の層１４が形成されており、この層１４は成膜された金属膜をエッチングして形成される。なお、この櫛歯電極では電歪効果を用い、機械量と電気量との変換を行う。
【００１８】
この層１４の適宜位置にはバンプ１５が形成されている。そして、この素子１０を裏返し、バンプ１５をキャビティ８の有底部分に設けられたランド１６に重ね合わせて接合することにより、チップ実装が行われる。
ランド１６は、底部４を貫通して穿設された導通部１８を介して外部接続用のランド２０に接続されている。また、本実施例では、電極３２が側壁部６の上面３０に引き回されており、この電極３２は、側壁部６及び底部４を貫通して穿設された導通部２２を介して外部接続用のランド２４に接続されている。
【００１９】
そして、電極３２を有する上面３０に金属製のリッド（蓋）４６を重ね合わせ、これら上面３０とリッド４６とをロウ付けにて接合してキャビティ８内を気密封止すると、素子１０を内蔵したＳＡＷデバイス１が構成される。
ところで、本実施例の電極３２は銀（Ａｇ）の金属パターンが印刷で形成されている。
【００２０】
詳しくは、図２及びこの図２にてリッド４６及び素子１０を省略した図３に示されるように、電極３２は長方形のキャビティ８を囲繞する帯状の周回パターン３４を備えており、パターン３４はキャビティ８の角部９の位置に対峙した角部３５にてその方向が変えられている。また、このパターン３４の幅は同一幅で形成されている。
一方、電極３２は補強パターン３６も備えている。具体的には、この補強パターン３６は、周回パターン３４に連なって一体に形成されており、キャビティ８とは反対側の位置、つまり、周回パターン３４の外周側にのみ設けられている。
【００２１】
本実施例の補強パターン３６は１６個の四角形の凸状にて構成され、周回パターン３４の各辺に対して４つずつ設けられている。詳しくは、凸状の各パターン３６は周回パターン３４の各辺に対して略直交方向に突出して形成されており、角部３５を除いたこの角部３５の近傍位置に設けられている。
【００２２】
例えば、まず８個の各パターン３６が、パターン３４に対峙するリッド４６の長さの約１／１０以下の長さ分だけ、角部３５からパターン３４の外周縁に沿って離間した位置にそれぞれ形成されており、また、他の８個の各パターン３６は、角部３５からパターン３４の外周縁に沿ってさらに離間した位置にそれぞれ形成されている。そして、この補強パターン３６の幅は周回パターン３４の幅よりも小さな幅で形成されている。
【００２３】
ここで、本実施例では、側壁部６の上面３０とリッド４６との間に、Ａｇの電極３２の他、メッキ層や接合材の層が形成されている。
具体的には、図４に示される如く、上面３０に印刷された電極３２の上にはニッケル（Ｎｉ）のメッキ層３８が形成され、さらに、このメッキ層３８の上には金（Ａｕ）のメッキ層４０が形成されている。また、このメッキ層４０の上には金属を主成分として構成された接合部４２が設けられ、接合部４２の上にリッド４６が設けられている。
【００２４】
この接合部４２は、例えばＡｕと錫（Ｓｎ）とを主成分とする合金で構成されたロウ材であり、側壁部６とリッド４６とを接合する。なお、このリッド４６は鉄（Ｆｅ）とＮｉとを主成分とする合金（コバール）で構成されており、当該ロウ材はリッド４６よりも融点の低い合金である。
【００２５】
上述した側壁部６とリッド４６とを接合するにあたり、溶融した接合部４２は従来に比して大きな面積を有する電極３２上に広がり初める。
詳しくは、図５及び図６（Ａ）に示されるように、接合部４２は同一幅にて構成された周回パターン３４を覆い初め、補強パターン３６にも迫る勢いでフィレットが形成され、周回パターン３４の総てを覆う。続いて、この接合部４２は、図５及び図６（Ｂ）に示されるように、周回パターン３４よりも狭い補強パターン３６には流れず、このパターン３６上ではフィレットが形成されない。
【００２６】
以上のように、本発明は、引き回された電極の機械強度を高めることに着目したものである。
そして、本実施例によれば、ＬＴＣＣの筐体２のキャビティ８には表面弾性波素子１０が載置されており、この素子１０は金属封止されている。詳しくは、筐体２の側壁部６とコバールのリッド４６とがＡｇの電極３２を狭持して接合されている。
この電極３２は、キャビティ８を囲繞する周回パターン３４と、このパターン３４に対して略直交方向に形成された補強パターン３６とを有し、このパターン３６が電極３２の面積を従来よりも大きくさせ、側壁部６の上面３０とパターン３４との密着性を高めている。
【００２７】
よって、線膨張係数の大きな筐体２を線膨張係数の小さなリッド４６で封止する場合において、素子１０の発熱によって筐体２の温度が上昇すると、側壁部６には内向きの熱応力が作用するのに対し、リッド４６には外向きの熱応力が作用する。つまり、側壁部６と電極３２との間にはせん断応力が作用することになる。
しかしながら、上述した補強パターン３６の構成により、これら側壁部６の上面３０と電極３２との接合強度が高められているので、電極３２にクラックが生じ難くなるし、このクラック部分に他の応力も集中し難くなる。これにより、この上面３０から電極３２が、ひいては筐体２からリッド４６が剥離し難くなる。この結果、金属封止の効果が確実に発揮され、ＳＡＷデバイス１の信頼性の向上に寄与する。
【００２８】
また、補強パターン３６は周回パターン３４の外周側のみ設けられ、内周側には設けられていないことから、キャビティ８の容積が大きくならず、デバイス１の小型化が達成可能となる。しかも、ＬＴＣＣの筐体２をコバールのリッド４６で覆った場合には、コバールのリッド４６よりも線膨張係数の大きな筐体２に対してより大きな熱応力が作用し得るが、補強パターン３６が周回パターン３４の外周側に形成されているので、この熱応力にも十分に対抗できる。また、例えば、マウントの際の衝撃による外力等にも十分対抗でき、側壁部３０からの電極３２の剥離をより確実に防止可能となる。
【００２９】
さらに、周回パターン３４と補強パターン３６とが一体に設けられていることから、上面３０と電極３２との密着性がより一層高くなる。また、周回パターン３４の幅が同一幅で形成されるのに対し、補助パターン３６の幅は周回パターン３４の幅よりも小さく形成される。よって、ＡｕとＳｎとを主成分とするロウ材が周回パターン３４内に留まって補助パターン３６に向けて流出し難くなり、周回パターン３４上の当該ロウ材の高さが均一になる。この結果、上面３０と電極３２との接合強度がより一層高くなるし、電極３２の面積が従来よりも大きくなるにも拘わらず、ロウ材の量が少なくなる、特にＡｕの使用量が少なくて済み、製造コストの低廉化も達成可能となる。
【００３０】
さらにまた、角部３５を除くその近傍位置は特に剥がれ易い箇所であるが、補助パターン３６がこの角部３５の近傍位置に設けられているので、特に剥がれ易い箇所がなくなり、上面３０と電極３２との接合強度がさらに高くなる。しかも、周回パターン３４の外周側の全周に形成される場合に比して、特にＡｕの使用量が少なくて済むことから、製造コストのさらなる低廉化も達成できる。
【００３１】
また、接合部４２がＡｕとＳｎとを主成分とするロウ材で構成されている。よって、電気伝導や熱伝導が良好で、且つ、化学的にも安定し、融点の低い接合部３２が形成され、筐体２に与える影響も少なくて済み、この点もデバイス１の信頼性の向上に寄与する。また、側壁部６が変形し難くなり、側壁部６を薄くしたいとの要求にも対応可能となる。
【００３２】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
例えば、本発明の接合部は金属を主成分として構成されていれば良く、必ずしも上記構成に限定されるものではない。
【００３３】
また、上記実施例ではＳＡＷデバイス単体について説明されているが、本発明の電子部品はモジュール基板にも適用可能である。
すなわち、図７及び図８に示されるように、当該電子部品１ＡはＬＴＣＣのモジュール基板（筐体）２Ａを有しており、この筐体２Ａの側壁部６Ａで囲まれたキャビティ８には表面弾性波素子１０が載置されている。この素子１０はＡｇの内層パターン６２に接続され、このパターン６２は他の内層パターン６２や各導通部６４を介して外部接続用のランド６０等に接続される。
【００３４】
一方、筐体２Ａの表面上の適宜位置にはＡｇの外層パターン６６やランド６８が形成され、このパターン６６には各種のチップ部品７０が搭載されており、所望の電気回路が構成されている。このパターン６６もまた内層パターン６２や各導通部６４を介してランド６０等に接続される。
【００３５】
本実施例の側壁部６Ａの上面３０にも、周回パターン３４及び補強パターン３６からなるＡｇの電極３２が引き回されており、この電極３２がランド６８等に接続される。そして、この電極３２を有する上面３０にメッキ層を介してコバールのリッド４６を重ね合わせ、これら上面３０とリッド４６とがＡｕとＳｎとを主成分とする接合部４２によって接合されることにより、キャビティ８内が金属封止されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施例に係るＳＡＷデバイスの断面図である。
【図２】図１のデバイスの平面図である。
【図３】図２のデバイスの電極等を説明する図である。
【図４】図１のＩＶで囲まれた部分の拡大図である。
【図５】図２のＶで囲まれた部分の拡大図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線矢視断面図、及びＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図７】他の実施例を説明する図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ＳＡＷデバイス（電子部品）
２  パッケージ基板（筐体）
６  側壁部
８  キャビティ
９  角部
１０  表面弾性波素子（電子素子）
３０  上面
３２  Ａｇ電極（電極）
３４  周回パターン
３５  角部
３６  補強パターン
４２  接合部
４６  リッド（蓋）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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