(57)【要約】  【課題】  蓋体の面取り部分において、接合材の熱膨張が妨げられることに起因する応力により接合材に機械的な破壊が生じることを防止し、気密封止性に優れた電子装置を提供すること。  【解決手段】  蓋体２は、下面の外周部分と側面との間の稜部分が面取りされているとともに、面取り部分２ａから下面の外周部分にかけて、接合材６を介して絶縁基体１の接合領域に接合されており、絶縁基体１は、接合領域のうち蓋体２の面取り部分２ａと対向する部位に、凹部１ａ側から外側に向かって高さが低くなる段差部１ｃが形成され、かつ段差部１ｃ内に位置する接合材６が、段差部１ｃの底面に対して接していないか、または面取り部分２ａに対向する領域を越えないように接している電子装置である。段差部１ｃにおいて接合材６を熱膨張させて応力を緩和し、接合材６の機械的な破壊を抑制することができるため、気密封止の信頼性を高くすることができる。【選択図】  図１
2008235864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に電子部品を収容するための凹部を有し、該凹部の周囲に蓋体が接合される接合領域を有する絶縁基体と、前記凹部内に収容された電子部品と、前記絶縁基体の前記接合領域に下面の外周部分が接合材を介して接合された蓋体とを備えた電子装置であって、前記蓋体は、前記下面の外周部分と側面との間の稜部分が面取りされているとともに、該面取り部分から下面の前記外周部分にかけて、前記接合材を介して前記絶縁基体の前記接合領域に接合されており、前記絶縁基体は、前記接合領域のうち前記蓋体の面取り部分と対向する部位に、前記凹部側から外側に向かって高さが低くなる段差部が形成され、かつ該段差部内に位置する前記接合材が、前記段差部の底面に対して接していないか、または前記面取り部分に対向する領域を越えないように接していることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記段差部は、前記蓋体の前記面取り部分に対向する部位から前記絶縁基体の外周部分まで延長されていることを特徴とする請求項１記載の電子装置。
【請求項３】
前記段差部の前記凹部側の内側面に前記接合材が接している深さが、前記面取り部分を平面視したときの幅以上であることを特徴とする請求項１記載の電子装置。
【請求項４】
前記段差部内に位置する前記接合材は、前記段差部の底面に接していないことを特徴とする請求項１記載の電子装置。
【請求項５】
前記段差部の前記凹部側の内側面が、平面視で前記面取り部分の内端と同じ部位に位置していることを特徴とする請求項１記載の電子装置。
【請求項６】
前記絶縁基体の前記段差部の一部に、前記段差部のへりから伸びて前記蓋体の前記面取り部分と略平行に対向する上面を有する凸部が形成されており、該凸部の前記上面と前記蓋体の前記面取り部分とが前記接合材を介して接合されていることを特徴とする請求項１記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード，半導体レーザ等の発光部またはフォトダイオード，フォトトランジスタ等の受光部を有する光半導体素子や、マイクロミラーを用いたマイクロスイッチング素子等の光スイッチング部を有する電子部品（いわゆるＭＥＭＳ素子）等の電子部品を、絶縁基体と蓋体とからなる電子部品収納用パッケージ内に気密封止してなる電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード，半導体レーザ等の発光部またはフォトダイオード，フォトトランジスタ等の受光部を有する光半導体素子や、マイクロミラーを用いたマイクロスイッチング素子等の光スイッチング部を有する電子部品（いわゆる光マイクロマシン等のＭＥＭＳ素子）等の電子部品を収納する電子部品収納用パッケージとして、電子部品を収納するための凹部を有する絶縁基体と、この絶縁基体の凹部を取り囲む部位に接合されて凹部を塞ぐ蓋体とを備えるものがある。
【０００３】
このような電子部品収納用パッケージの凹部内に電子部品を収納し、絶縁基体の上面に凹部を塞ぐように接合材を介して蓋体を接合させ、電子部品を気密封止することにより電子装置が作製される。なお、気密封止された電子部品は、例えば凹部の内側から外側にかけて絶縁基体に形成された配線導体等の接続用の導体を介して、外部の電気回路と接続される。
【０００４】
この気密封止は、絶縁基体の上面の蓋体が接合される領域（接合領域）に、例えば未硬化の樹脂接着剤等の接合材を塗布したうえで、その上方より蓋体を搭載し、接合材を硬化させることにより行なう。この硬化した接合材を介して、蓋体が絶縁基体に接合される。
【０００５】
作製された電子装置は、配線導体のうち凹部の外側に露出する部分がはんだ等の接続材を介して外部の電気回路に接続される。そして、例えば、電子装置の蓋体を介して電子部品に到達する外光が受光部において受光されて電気信号に変換され、この変換により生じた電気信号が、配線導体を介して外部の電気回路に伝搬される。
【０００６】
蓋体は、例えば電子部品が光半導体素子や光マイクロマシン等のＭＥＭＳ素子の場合であれば、高い透光性を得るためにガラス材料を用いて作製される。このガラスからなる蓋体は、一般に、平板状で面積の広いガラス板を、所定の蓋体の外形および寸法に、機械的な切断加工で切断することにより製作される。
【０００７】
このような、ガラスからなる蓋体は、ガラスの切断面の外縁部（切断されて露出した側面と上面や下面との間の稜部分）が非常に脆いため、小さな粒子（カレット）が崩れやすい。そのため、蓋体で凹部を塞ぐときに、そのカレットが凹部内に入り込んで光素子の表面に付着してしまう場合がある。このような付着が生じると、電子部品による受発光や光スイッチング等の妨げになり、正常な撮像や発光，スイッチング等の機能が妨げられるという問題が発生する可能性がある。そのため、蓋体の外縁部に面取り（平面状のいわゆるＣ面や、曲面状のいわゆるＲ面）加工を施し、カレットが発生しやすい部分をあらかじめ取り除いておくというような手法が取られるようになってきている。
【特許文献１】特開2005−79146号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このように外縁部に面取りを施した蓋体を、絶縁基体の上面に凹部を塞ぐように接合材を介して接合させた場合、面取りした部分では、蓋体と絶縁基体との間に介在する接合材の厚みが他の部分より厚くなる。そのため、次のような問題が誘発される可能性のあることがわかってきた。
【０００９】
すなわち、このような電子装置を外部の電気回路基板にはんだを用いて実装する際に加えられる熱等により接合材が膨張しようとするが、その膨張は、線膨張係数が小さい蓋体や絶縁基体により妨げられ、接合材の内部には応力が生じる。この応力は、接合材の量が他の部位（蓋体の下面側）より多い部位である面取り部分の下側において、他の部位よりも大きく、また、外側ほど大きい。また、この面取り部分の下側で接合材に生じる応力は、面取り部分の傾斜や湾曲の程度に応じて、蓋体の下面側で生じる応力に対して斜め方向に作用する成分を含んでいる。そのため、接合材の内部に生じる応力は、面取り部分の内端部分を支点とするようなモーメントとして作用し、支点となる面取り部分の内端部分では大きな応力（曲げ応力）が集中する。そして、この応力に起因して、接合材の、特に面取り部分の内端に隣接する部分で機械的な破壊が生じるとともに、蓋体や絶縁基体と接合材との間で剥離が生じやすくなる。接合材にこのような機械的な破壊が生じた場合には、蓋体と絶縁基体との接合材を介した接合の信頼性が低下し、その結果、気密封止の信頼性が低下する可能性がある。
【００１０】
特に、近年、電子装置を外部の電気回路基板に実装するためのはんだとして、従来の錫−鉛（共晶）はんだに代わり、錫−銀系や、錫−銀−銅系、錫−銀−ビスマス系等の、いわゆる鉛フリーはんだが多用されるようになってきている。このような鉛フリーはんだは、錫−鉛はんだに比べて融点が高いため、実装時に接合材が熱膨張しようとすることに起因する応力も大きくなり、前述のような問題が発生しやすくなってきている。
【００１１】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、その目的は、絶縁基体に接合される下面と側面との間の稜部分が面取りされたような蓋体により電子部品が気密封止されているような場合でも、接合材の内部に生じる応力による接合材の機械的な破壊を効果的に防止することが可能で、蓋体や絶縁基体と接合材との間の接合の信頼性に優れた、気密封止の信頼性の高い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】
本発明の電子装置は、上面に電子部品を収容するための凹部を有し、該凹部の周囲に蓋体が接合される接合領域を有する絶縁基体と、前記凹部内に収容された電子部品と、前記絶縁基体の前記接合領域に下面の外周部分が接合材を介して接合された蓋体とを備えた電子装置であって、前記蓋体は、前記下面の外周部分と側面との間の稜部分が面取りされているとともに、該面取り部分から下面の前記外周部分にかけて、前記接合材を介して前記絶縁基体の前記接合領域に接合されており、前記絶縁基体は、前記接合領域のうち前記蓋体の面取り部分と対向する部位に、前記凹部側から外側に向かって高さが低くなる段差部が形成され、かつ該段差部内に位置する前記接合材が、前記段差部の底面に対して接していないか、または前記面取り部分に対向する領域を越えないように接していることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の電子装置は、上記構成において、前記段差部は、前記蓋体の前記面取り部分に対向する部位から前記絶縁基体の外周部分まで延長されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の電子装置は、上記構成において、前記段差部の前記凹部側の内側面に前記接合材が接している深さが、前記面取り部分を平面視したときの幅以上であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の電子装置は、上記構成において、前記段差部内に位置する前記接合材は、前記段差部の底面に接していないことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の電子装置は、上記構成において、前記段差部の前記凹部側の内側面が、平面視で前記面取り部分の内端と同じ部位に位置していることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の電子装置は、上記構成において、前記絶縁基体の前記段差部の一部に、前記段差部のへりから伸びて前記絶縁基体の前記面取り部分と略平行に対向する上面を有する凸部が形成されており、該凸部の前記上面と前記蓋体の前記面取り部分とが前記接合材を介して接合されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電子装置によれば、絶縁基体は、接合領域のうち蓋体の面取り部分と対向する部位に、凹部側から外側に向かって高さが低くなる段差部が形成され、かつ段差部内に位置する接合材が、段差部の底面に対して接していないか、または面取り部分に対向する領域を越えないように接していることから、絶縁基体と蓋体との間に介在する接合材について、その量が多くなる部位である、蓋体の面取り部分と対向する部位において、段差部の底面側や外側に向かって接合材の熱膨張するスペースを確保することができる。
【００１９】
そのため、熱膨張が妨げられることに起因して接合材の内部に応力が生じることは抑制され、面取り部分の内端部分で大きな応力が集中することによる接合材の機械的な破壊は効果的に防止される。従って、蓋体や絶縁基体と接合材との間の接合の信頼性に優れた、気密封止の信頼性の高い電子装置を提供することができる。
【００２０】
また、本発明の電子装置は、段差部は、蓋体の面取り部分に対向する部位から絶縁基体の外周部分まで延長されて形成されている場合には、接合材を硬化させて電子部品を気密封止するときに、硬化（重合反応）にともない発生するガス（アルコールやアンモニア，水等の生成物や不要な溶剤等の気化物）が延長された部分を通って外部に抜けやすいため、ガスが接合材の内部に残留して接合材の機械的な強度や気密性が低下するようなことはより効果的に防止される。さらに、接合材の接合状態を目視等の外観観察により容易に確認することもできる。そのため、気密封止の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
また、この場合には、絶縁基体が、複数のセラミックグリーンシートを積層して焼成するセラミックグリーンシート積層法で作製されているようなときには、最上層のセラミックグリーンシートの寸法を他のものよりも小さくして積層するだけで段差部を形成することができるため、電子装置の生産性を高くする上でも有利である。
【００２２】
また、本発明の電子装置は、段差部の凹部側の内側面に接合材が接している深さが、面取り部分を平面視したときの幅以上である場合には、段差部の内部に位置する接合材と段差部の内面との間の接合面積をより確実に広く確保することができる。
【００２３】
そのため、接合材と絶縁基体との間の接合をより強固なものとすることができ、気密封止の信頼性をさらに向上させることができる。
【００２４】
また、本発明の電子装置は、段差部内に位置する接合材は、段差部の底面に接していない場合には、面取り部分に対向する部位において段差部の底面側に接合材の膨張するスペースをより確実に確保することができる。そのため、接合材の内部の応力をより確実に緩和することができ、接合材に機械的な破壊が生じることをより効果的に抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の電子装置は、段差部の凹部側の内側面が、平面視で面取り部分の内端と同じ部位に位置している場合には、段差部が蓋体の下側に入り込み過ぎて、段差部内に位置する接合材の量が多くなり蓋体の下面と絶縁基体との接合面における接合材の量が不足する、というような不具合の発生を抑制することができる。また、蓋体の下面と絶縁基体の上面との接合面積をより確実に確保することができる。そのため、この構成は、気密封止の信頼性をさらに向上させる上で有効である。
【００２６】
また、本発明の電子装置は、絶縁基体の段差部の一部に、段差部のへりから伸びて蓋体の面取り部分と略平行に対向する上面を有する凸部が形成されており、凸部の上面と蓋体の面取り部分とが接合材を介して接合されている場合には、接合材を介して蓋体を絶縁基体に接合する際に、凸部により蓋体のずれを抑制することができるので、蓋体の位置ずれがより効果的に抑制された電子装置とすることができる。また、凸部により、蓋体の絶縁基体に対する位置決めが容易に行なえるため、電子装置としての生産性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の電子装置について、添付の図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
図１は、本発明の電子装置10の実施の形態の一例を示す断面図である。図１において、１は上面に凹部１ａを有する絶縁基体、２は蓋体、３は凹部１ａの内側から外側にかけて形成された配線導体、４は電子部品、５は電子部品４と配線導体３とを接続するボンディングワイヤ、６は接合材である。絶縁基体１と蓋体２とにより基本的に構成される電子部品収納用パッケージ（符号なし）に電子部品４が気密封止されて電子装置10が形成されている。
【００２９】
電子部品４は、発光ダイオード，半導体レーザ等の発光部（図示せず）またはフォトダイオード，フォトトランジスタ等の受光部（図示せず）を有する光半導体素子や、マイクロミラーを用いたマイクロスイッチング素子等の光スイッチ（図示せず）を有する電子部品（いわゆる光マイクロマシン等のＭＥＭＳ素子）等の、受光や発光，スイッチング等の機能を備える電子部品、またはその他の半導体集積回路素子や圧電素子等の電子部品である。
【００３０】
電子部品４は、例えばフォトダイオードを受光部として備える光半導体素子（いわゆるＣＣＤ型やＣＭＯＳ型のイメージセンサ素子等）の場合であれば、シリコン等の半導体基板（符号なし）の主面に、受光部であるフォトダイオードがアンプ等の電子回路とともに複数配列形成された構造を有している。この半導体基板の主面の外周部等には、電子部品４を外部と接続するための電極（図示せず）が、受光部と電気的に接続されて形成されている。
【００３１】
絶縁基体１は、例えば四角（正方形や長方形）板状であり、上面に電子部品を収納するための凹部１ａを設けることができるような寸法，形状で形成される。この実施の形態の例において、絶縁基体１は、長方形板状の上面の中央部に凹部１ａを有している。
【００３２】
絶縁基体１を形成する材料としては、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体，ガラスセラミック焼結体，ムライト質焼結体等のセラミック材料や、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリル樹脂，フェノール樹脂，ポリエステル樹脂等の熱硬化型または紫外線硬化型の樹脂材料、またはセラミック材料と樹脂材料との複合材料等の電気絶縁性の材料が挙げられる。
【００３３】
ここで、絶縁基体１を形成する材料として酸化アルミニウム質焼結体を採用した場合における絶縁基体１の製作方法の一例について説明する。まず、酸化アルミニウム（アルミナ）や二酸化ケイ素（シリカ）等の原料粉末を有機溶剤やバインダ等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を作製する。次に、作製したセラミックグリーンシートの一部について、中央部分に打ち抜き加工を施して凹部１ａとなる貫通部を形成する。次に、貫通部を形成したセラミックグリーンシートを、貫通部の合計の高さが所定の凹部１ａの深さ（高さ）となるように積層するとともに、その下側に、打ち抜き加工を施していないセラミックグリーンシートを積層する。そして、このセラミックグリーンシートの積層体を所定の焼成温度（例えば1300〜1600℃）で焼成する。以上のようにして、絶縁基体１は製作される。なお、絶縁基体１の製作方法としては、上述の同時焼成による方法に限られず、板状の絶縁体（図示せず）の上面の外周部に、接合材（例えば、ろう材，ガラス，樹脂）（図示せず）を用いて枠状の絶縁体（図示せず）を接合する方法を採用してもよい。
【００３４】
また、絶縁基体１が樹脂材料からなる場合であれば、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂材料の未硬化物を、絶縁基体１の所定の形状，寸法に形成した金型内に射出成型法やトランスファー成型法等の樹脂成型法で充填し、硬化させることにより、絶縁基体１を製作することができる。
【００３５】
凹部１ａは、底面に電子部品４の搭載部１ｂを有しており、凹部１ａ内に収納された電子部品４が搭載部１ｂに搭載，固定される。
【００３６】
電子部品４は、搭載部１ｂに、例えばエポキシ系樹脂，ポリイミド系樹脂，アクリル系樹脂，シリコーン系樹脂，ポリエーテルアミド系樹脂等の樹脂接着剤や、Ａｕ−Ｓｎ，Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ，Ｓｎ−Ｃｕ，Ｓｎ−Ｐｂ等のはんだや、ガラス等で接着される。
【００３７】
また、この実施の形態の例において、凹部１ａの内側から凹部１ａの外側である絶縁基体１の外面（上面の外周部から側面を経て下面の外周部まで）にかけて配線導体３が形成されている。
【００３８】
配線導体３は、凹部１ａの内側と外側との間の電気的導通を得るためのものであり、一部が、後述するボンディングワイヤ５を接続するためのボンディングパッド３ａおよび外部接続用の端子電極３ｂを形成している。
【００３９】
配線導体３は、メタライズ層やめっき層，蒸着層，金属箔層等の形態で形成されている。また、配線導体３を形成する材料としては、タングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，白金，金等の金属材料が挙げられる。
【００４０】
配線導体３のうち凹部１ａ内に位置する部分により、ボンディングパッド３ａが形成されている。ボンディングパッド３ａは、ボンディングワイヤ５を介して電子部品４の電極に電気的接続される部位である。
【００４１】
また、配線導体３のうち絶縁基体１の外面に位置する部分により、外部接続用の端子電極３ｂが形成されている。この実施の形態の例において、端子電極３ｂは、絶縁基体１の下面で露出しており、導電性接続材（例えば、はんだ）を介して外部の電気回路（図示せず）に電気的接続される。
【００４２】
配線導体３のうちボンディングパッド３ａや端子電極３ｂを形成している部位は、それらの間の部位より相対的に広い面積に形成されている。このように広い面積で形成しておくと、ボンディングワイヤ５や外部の電気回路との電気的接続をより確実且つ容易に行なうことができる。
【００４３】
なお、凹部１ａの内外の電気的導通は、配線導体３に限らず、例えば金属製リード端子（いわゆるリードフレーム）等を採用して行わせるようにしてもよい。
【００４４】
ここで、配線導体３をタングステンのメタライズ層で形成する方法の一例について説明する。まず、タングステン粉末を有機溶剤やバインダ等とともに混練して金属ペーストを作製する。次に、作製した金属ペーストを所定の印刷方法（例えば、スクリーン印刷法）により絶縁基体１となるセラミックグリーンシートに印刷する。そして、金属ペーストを印刷したセラミックグリーンシートを前述のように積層するとともに焼成することにより、配線導体３を形成することができる。
【００４５】
なお、配線導体３の露出表面に対して、さらにめっき層（例えば、金めっき層やニッケルめっき層，銅めっき層，錫めっき層）を被着させて、配線導体３について、その酸化腐蝕をより有効に防止するようにしたり、ボンディングワイヤ５のボンディング性等の特性を高めたりするようにしてもよい。
【００４６】
蓋体２は、絶縁基体１の凹部１ａを塞ぐことが可能な形状や寸法で形成されており、例えば凹部１ａが平面視で四角形状であれば、外形寸法が凹部１ａの外形寸法よりも若干大きい四角板状に形成される。
【００４７】
蓋体２は、例えば光半導体素子やＭＥＭＳ素子（光マイクロマシン）である電子部品４に対する外光の入射や電子部品４から外部への発光のために、透光性の材料により形成されている。なお、電子部品４が特に受発光の必要のないもの（半導体集積回路素子等）であれば、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料等の、透光性の材料以外の材料で蓋体２を形成してもよい。
【００４８】
この透光性の蓋体２は、電子部品４の上面の発光部や受光部，マイクロミラー等の機能部分に対向している。
【００４９】
蓋体２が透光性を有するものである場合、蓋体２を形成する材料としては、ホウケイ酸系ガラス等のガラスや、石英（水晶を含む），無色透明なサファイア等の無機材料や、アクリル系樹脂やメタクリル系樹脂等の透明な樹脂材料等の透光性材料が挙げられる。蓋体２を形成する材料は、加工性や透光性の点ではガラスが好ましい。
【００５０】
また、蓋体２は、下面と側面との間の稜部分に面取り部分２ａが形成されている。蓋体２は、面取り部分２ａが形成されていることにより、脆く欠けやすい稜部分が無くなり、カレットの発生等の不具合が効果的に防止される。なお、蓋体２は、カレット等の防止のために、上面と側面との間の稜部分にも面取り部分（図１では図示せず）が形成されていてもよい。
【００５１】
このような面取り部分２ａは、特に蓋体がガラス等の脆い材料で形成されているときに、前述のカレット等の不具合の発生を抑える上で有効である。なお、面取り部分２ａは、図１に示した例では平面状の、いわゆるＣ面とした例を示しているが、断面が円弧状となるような曲面状の面取り（いわゆるＲ面）でもよい。
【００５２】
面取り部分２ａは、蓋体２の下面（主面）や側面とのなす角が大きくなり過ぎて直角に近付くと、その下面や側面との間で蓋体２に欠けが発生することを防止する効果が低くなる傾向がある。従って、面取り部分２ａは、蓋体２の下面と側面とのなす角が30〜60度の範囲であることが好ましい。
【００５３】
このような、面取り部分２ａを備える蓋体２は、例えば、ガラスからなる場合であれば、まず、平板状で面積の広いガラス板を、蓋体２の所定の形状（平面視および側面視した形状）および寸法に、機械的な切断加工等の加工手段で切断し、次に、切断した個々のガラス板の主面と側面との間の角部分に機械的な研磨加工や切削加工を施して平面状や曲面状に面取り加工ことにより製作することができる。
【００５４】
蓋体２は、接合材６を介して、絶縁基体１の上面のうち凹部１ａを取り囲み蓋体２が接合される部位である接合領域（符号なし）に接合される。接合材６は、例えば樹脂接着剤（アクリル系樹脂，エポキシ系樹脂，フェノール系樹脂，クレゾール系樹脂，ポリイミド系樹脂，シリコン系樹脂，ポリエーテルアミド系樹脂等）や、ガラス等の無機材料である。
【００５５】
この、接合材６を介した蓋体２と絶縁基体１との接合は、例えば、絶縁基体１の接合領域に未硬化の樹脂接着剤を塗布したうえで、接合領域に蓋体２を位置合わせして載せるとともに必要に応じて治具等で仮固定し、その後、接合材６となる未硬化の樹脂接着剤を硬化させることにより行なう。この樹脂接着剤が硬化してなる接合材６を介して、蓋体２が絶縁基体１に接合される。
【００５６】
なお、接合材６は、暗色（黒色，茶褐色，暗褐色，濃緑色，濃青色等）系の顔料や染料を含んでいてもよい。このような顔料や染料を含んでいると、接合材６を介して凹部１ａ内に余計な外光が入射するのを抑制することができる。
【００５７】
また、本発明の電子装置10において、絶縁基体１は、図１および図２に示すように、上面の接合領域のうち蓋体２の面取り部分２ａと対向する部位Ａに、凹部１ａ側から外側に向かって高さが低くなる段差部１ｃが形成され、かつその段差部１ｃ内に位置する接合材６が、段差部１ｃの底面に対して接していないか、または面取り部分２ａに対向する領域Ａを越えないように接している。
【００５８】
なお、図２は、図１に示す電子装置の変形の一例を示す要部拡大断面図である。図２において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図１においては、接合材６が凹部１ｃの底面に接していない場合の一例を示し、図２においては、接合材６が、段差部１ｃの底面に対して面取り部分２ａに対向する領域Ａを越えないように接している場合の一例を示す。また、図２では、蓋体２の側面と上面との間の稜部分に形成された面取り部分（符号なし）も表示している。
【００５９】
このような電子装置10によれば、段差部１ｃ内に位置する接合材６は、段差部１ｃの底面に対して接していないか、または面取り部分２ａに対向する領域Ａを越えないように接していることから、蓋体２の面取り部分２ａと対向する部位において、段差部１ｃの底面側や外側（接合材６の露出する側面側）に向かって、接合材６の熱膨張するスペースを確保することができる。
【００６０】
そのため、接合材６の内部に、熱膨張が妨げられることに起因して応力が生じることは抑制され、面取り部分２ａの内端部分において大きな応力が集中することによる接合材６の機械的な破壊は効果的に防止される。従って、接合材６を介した蓋体２と絶縁基体１との接合の信頼性および気密封止の信頼性を優れたものとすることができる。
【００６１】
段差部１ｃは、例えば、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートのうち最上層または最上層から下側に複数の層にわたって、セラミックグリーンシートの外形寸法を下側のものよりも小さくしておいて、最上面の外周部に段差ができるようにセラミックグリーンシートを積層することにより形成することができる。
【００６２】
また、絶縁基体１が樹脂材料からなる場合であれば、絶縁基体１を作製するための金型において、絶縁基体１の上面の外周部に相当する部分に、形成しようとする段差部１ｃと同様の形状で樹脂（未硬化物）が充填されない部位を設けるようにすればよい。
【００６３】
また、段差部１ｃ内に位置する接合材６が、段差部１ｃの底面に対して接していないか、または面取り部分２ａに対向する領域Ａを越えないように接しているようにするには、使用する接合材６（樹脂接着剤）の量や粘度を調製したり、この樹脂接着剤の量や粘度に応じて段差部１ｃの深さを深くしたりして、樹脂接着剤が段差部１ｃの底面において面取り部分２ａに対向する領域Ａを越えて流れ過ぎないように適宜調整する。
【００６４】
また、このような電子装置10において、段差部１ｃが、蓋体２の面取り部分２ａに対向する部位から絶縁基体１の外周部分まで延長されて形成されている場合には、次のような効果がある。
【００６５】
すなわち、接合材６を硬化（重合反応）させて電子部品４を気密封止するときに、発生するガス（アルコールやアンモニア，水等の生成物や不要な溶剤等の気化物）が延長された部分（符号なし）を通って外部に抜けやすいため、ガスが接合材６の内部に残留して接合材６の機械的な強度や気密性が低下するようなことはより効果的に抑制される。さらに、接合材６の接合状態を目視等の外観観察により容易に確認することもできる。そのため、気密封止の信頼性をさらに向上させることができる。
【００６６】
また、絶縁基体１が、複数のセラミックグリーンシートを積層して焼成するセラミックグリーンシート積層法で作製されている場合であれば、最上層のセラミックグリーンシートの寸法を他のものよりも小さくして積層するだけで段差部１ｃを形成することができる。この場合には、電子装置10の生産性を高くする上で有効である。
【００６７】
なお、この場合、面取り部分２ａの延長は、必ずしも絶縁基体１の外縁にまで達するような範囲で行なう必要は無く、前述のような効果が得られる範囲で、絶縁基体１の外形寸法等に応じて、適宜延長させるようにしてもよい。
【００６８】
また、段差部１ｃは、例えば図３に示すように、絶縁基体１の内部に形成する配線導体３の引き回し等の都合に応じて、面取り部分２ａに対向する領域Ａに溝状に形成されたものでもよい。図３は、本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図である。図３において図１および図２と同様の部位には同様の符号を付している。
【００６９】
この場合には、溝状の段差部１ｃが絶縁基体１の上面に、例えば凹部１ａを取り囲むような環状や枠状に形成されることになる。なお、この例では、段差部１ｃは、加工のしやすさや、前述したような接合時のガスの抜け等を考慮して、面取り部分２ａに対向する領域Ａよりも少し外側に広くなるように形成している。
【００７０】
また、本発明の電子装置10において、段差部１ｃは、凹部１ａ側の内側面の接合材６が接合される深さが、面取り部分２ａを平面視したときの幅以上である場合には、凹部１ａの内部に位置する接合材６と段差部１ｃの内面との間の接合面積をより確実に広く確保することができる。
【００７１】
そのため、接合材６と絶縁基体１との間の接合をより強固なものとすることができ、気密封止の信頼性をさらに向上させることができる。
【００７２】
なお、接合材６を熱膨張させて内部に生じる応力を抑制する上では、段差部１ｃが深いほど好ましく、接合材６と絶縁基体１との接合面積を段差部１ｃ内で広く確保する上では凹部１ａ側の内側面の接合材６が接合される深さが深いほど好ましい。ただし、段差部１ｃを深くし過ぎると、絶縁基体１の薄型化が妨げられたり、絶縁基体１の機械的強度が低下したりする可能性がある。そのため、段差部１ｃは、絶縁基体１の小型化や機械的強度の確保を容易とする上では、接合材６が、段差部１ｃの底面に対して接していないか、または面取り部分２ａに対向する領域Ａを越えないように接しているようにすることができる範囲で、極力浅くすることが好ましい。
【００７３】
また、本発明の電子装置10において、段差部１ｃ内に位置する接合材６は、段差部１ｃの底面に接していない場合には、面取り部分２ａに対向する部位において段差部１ｃの底面側に接合材６の膨張するスペースをより確実に確保することができる。そのため、接合材６の内部の応力をより効果的に緩和することができ、接合材６に機械的な破壊が生じることをより効果的に抑制することができる。
【００７４】
このような構成は、段差部１ｃを、例えば面取り部分２ａを平面視した幅程度またはそれ以下のように浅く形成した場合でも、接合および気密封止の信頼性を確保する上で有効である。すなわち、段差部１ｃを浅く形成した場合には、接合材６（樹脂接着剤）の外側面方向に膨張する余地が限定され、応力を緩和する範囲が狭くなる。これに対し、接合材６が段差部１ｃの底面に接していなければ、底面側に膨張および応力緩和の余地を確保することができるので、接合および気密封止の信頼性を高くしておくことができる。
【００７５】
また、本発明の電子装置10は、図４に示すように、段差部１ｃの凹部１ａ側の内側面が、平面視で面取り部分２ａの内端と同じ部位Ｎに位置している場合には、段差部１ｃが蓋体２の下側に入り込み過ぎて、段差部１ｃ内に位置する接合材６の量が多くなり蓋体２の下面と絶縁基体１との接合面における接合材６の量が不足する、というような不具合の発生を抑制することができる。また、蓋体２の下面と絶縁基体１の上面との接合面積をより確実に確保することができる。そのため、気密封止の信頼性をさらに向上させる上で有効である。なお、図４は、本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図である。図４に示す例において、面取り部分２ａは、Ｒ面状に形成されている。また、図４において図１および図２と同様の部位には同様の符号を付している。
【００７６】
また、本発明の電子装置10は、図５に示すように、絶縁基体１の段差部１ｃの一部に、段差部１ｃのへりから伸びて蓋体２の面取り部分２ａと略平行に対向する上面を有する凸部７が形成されており、凸部７の上面と蓋体２の面取り部分２ａとが接合材６を介して接合されている場合には、凸部７の上面が面取り部分２ａと対向することにより蓋体２のずれを抑制することができるので、蓋体２の位置ずれがより効果的に抑制された電子装置10とすることができる。また、凸部７により、蓋体２の絶縁基体１に対する位置決めが容易に行なえるため、電子装置10としての生産性を高めることができる。なお、図５は、本発明の電子装置10の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図である。図５において図１および図２と同様の部位には同様の符号を付している。
【００７７】
凸部７は、例えば図６に示すように、平面視で四角形状の凹部１ａを囲んで形成された段差部１ｃの一つの角部Ａを挟む２つの辺にそれぞれ１個ずつ形成される。図６は、本発明の電子装置10の実施の形態の他の例を示す平面図である。図６では蓋体２や電子部品４，接合材６等を省略している。また、図６において図１および図５と同様の部位には同様の符号を付している。
【００７８】
このような電子装置10は、凸部７の上面が面取り部分２ａと対向することにより蓋体２の絶縁基体１に対する位置決めが容易であり、また蓋体２の位置ずれを抑えることが容易であるため、生産性を高くすることができる。例えば、図６に示す電子装置10は、蓋体２を絶縁基体１に接合材６を介して接合するときに、角部Ａと向かい合う、すなわち対角に位置する角（符号なし）から角部Ａの方向に蓋体２を押し付けるようにすれば、凸部７により蓋体２の動きを抑えて位置決めができる。また、前述したような樹脂接着剤（接合材６）が硬化している途中に蓋体２がずれるようなことも、より効果的に抑制することができる。
【００７９】
この場合、凸部７の上面は、その上面と蓋体２の面取り部分２ａとの間に生じる接合材６の溜りを小さく抑えて、内部応力に起因する接合材６の機械的な破壊を抑制するために、対向する蓋体２の面取り部分２ａに対して略平行になるように形成されている。凸部７の上面は、約10°程度までの範囲であれば蓋体２の面取り部分２ａと平行な状態からずれていてもよい。
【００８０】
凸部７は、凸部７の機械的な強度の確保や、凸部７から外側への接合材６のはみ出しの抑制等を考慮して、例えば平面視で四角形状のときに１辺の長さが1.5〜３ｍｍ程度であることが好ましい。
【００８１】
凸部７は、図６に示した例に限らず、例えば図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、四角形状の凹部１ａを囲むように３個以上でもよく、凹部１ａの各辺において隣り合うように複数個が配列されていてもよい。なお、図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の電子装置10の実施の形態の他の例を模式的に示す平面図である。図７では蓋体２や電子部品４，接合材６等を省略している。また、図７において図１および図５と同様に部位には同様の符号を付している。
【００８２】
図７（ａ）は、四角形状の凹部１ａを囲む段差部１ｃの３つの辺のそれぞれに凸部７を１個ずつ形成した例である。この例では、蓋体２の位置ずれ、特に蓋体２が横方向に回転してずれること（いわゆるθずれ）をより効果的に抑制することができる。
【００８３】
また、図７（ｂ）は、四角形状の凹部１ａを囲む段差部１ｃの４つの辺のそれぞれに凸部７を２個ずつ形成した例である。この例では、蓋体２に位置ずれが生じる可能性のある４つの方向それぞれに凸部７が形成されているので、蓋体２の位置ずれをさらに効果的に抑制することができる。
【００８４】
また、図７（ｃ）は、細長い長方形状の電子部品４（複数のイメージセンサ素子が直線状に配列されたラインセンサ素子等）が実装された電子装置10の一例である。この例では、θずれ等の位置ずれが特に発生しやすい長手方向に２個ずつ凸部７を形成している。
【００８５】
なお、凸部７を、四角形状の凹部１ａを囲む段差部１ｃの４つの辺の全てに形成する場合には、凸部７同士の間の位置精度を高くすることが望ましい。
【００８６】
また、個々の凸部７は、図６および図７では、その形状をいずれも平面視で長方形状のものとしているが、例えば図８に示すように、凹部１ａの角部分を挟むような形状（２つの四角形が組み合わされたような形状）でもよい。なお、図８は、本発明の電子装置10の実施の形態の他の例を示す平面図である。図８では蓋体２や電子部品４，接合材６等を省略している。また、図８において図１および図５と同様の部位には同様の符号を付している。
【００８７】
凸部７は、例えば絶縁基体１と同様の材料により形成される。このような凸部７を有する絶縁基体１は、例えば図９（ａ）に分解斜視図で示すように、絶縁基体１となるセラミックグリーンシート21ａ〜21ｃの一部に凸部７となる凸状の部分７ａを設けるとともに、凸状の部分７ａに対応した形状および寸法に切断した個片状のセラミックグリーンシート21ｄを積層することにより、図９（ｂ）に示す形状で凸部７を形成することができる。なお、図９（ａ）は、本発明の電子装置10において、酸化アルミニウム質焼結体からなる絶縁基体１を複数のセラミックグリーンシート21ａ〜21ｄを積層して製作する場合の一例を、積層の過程に分けて示す分解斜視図であり、図９（ｂ）は、（ａ）に示すセラミックグリーンシート21ａ〜21ｄにより製作された絶縁基体１を示す斜視図である。図９において図１と同様の部位には同様の符号を付している。なお、図９では、見やすくするために凸部７を１個にしている。
【００８８】
すなわち、図９（ｂ）に示す絶縁基体１は、図９（ａ）に示すように、まず、平板状のセラミックセラミックグリーンシート21ａの上に枠状のセラミックグリーンシート21ｂ，21ｃを順次積層し、次に、上側の枠状のセラミックグリーンシート21ｃの外周部分に設けておいた凸状の部分７ａの上に個片状のセラミックグリーンシート21ｄを積層し、その後、この積層体を焼成することにより製作される。セラミックグリーンシート21ａ〜21ｄは、前述したように、ドクターブレード法でシート状に成形したセラミックグリーンシート（図示せず）に、切断加工や打抜き加工等の加工を施すことにより製作することができる。この切断加工等の際に、上側の枠状のセラミックグリーンシート21ｃは、外周の一部が残って凸状の部分７ａになるように加工しておく。また、凸部７の上面は、研磨や切削等の加工により蓋体２の面取り部分２ａと平行になるように加工する。
【００８９】
この図９（ａ）および（ｂ）に示す例において、セラミックグリーンシート21ａの上面の中央部分と、枠状のセラミックグリーンシート21ｂ，21ｃの枠部分の内側面とにより絶縁基体１の凹部１ａが形成されている。また、上側の枠状のセラミックグリーンシート21ｃの外形寸法が下側の枠状のセラミックグリーンシート21ｂの外形寸法よりも小さく、この寸法差に応じて段差部１ｃが形成されている。また、凸状の部分７ａとセラミックグリーンシート21ｄとにより凸部７が形成されている。
【００９０】
なお、個片状のセラミックグリーンシート21ｄの積層は、このような小さい個片状に別途加工したものを積層するのが難しいため、例えば、あらかじめ打ち抜き金型の下側にセラミックグリーンシート21ａ〜21ｃの積層体を位置決めセットしておいた後、打ち抜き金型を用いてシート状のセラミックグリーンシート（セラミックグリーンシート21ｃと同じ程度の外形寸法のもの等）をセラミックグリーンシート21ｄの寸法に打ち抜くとともに、打ち抜いた部分を積層体に加圧して密着させるようにすればよい。
【実施例】
【００９１】
酸化アルミニウム質焼結体により上面に凹部を有する絶縁基体を作製するとともに、ホウケイ酸ガラスにより平板状の蓋体を作製し、凹部内に電子部品を収容した後、蓋体を樹脂からなる接合材を介して絶縁基体に接合して電子装置を作製した。電子装置は、本発明の電子装置と、比較例として従来技術による電子装置とを作製し、蓋体の接合の信頼性を比較した。
【００９２】
絶縁基体は、辺の長さが10×50ｍｍの長方形の板状であり、厚さが２ｍｍとなるようにセラミックグリーンシート（焼成後の厚さ0.25ｍｍ）を積層し焼成することにより作製した。
【００９３】
凹部は、辺の長さが８×40ｍｍの正方形状であり、深さは１ｍｍ（セラミックグリーンシート４層分）とした。この凹部に電子部品としてＣＭＯＳイメージセンサ素子を収容した後、蓋体を絶縁基体１の上面に光（紫外線）硬化型のエポキシ樹脂からなる接合材を介して接合し、気密封止を行なった。
【００９４】
蓋体は、ホウケイ酸ガラスの板材に切断加工を施して所定寸法（10×42ｍｍの長方形状）に加工した後、上面および下面と側面との間のそれぞれの稜部分に切削加工を施して、Ｃ面状に面取り加工を施した。面取り部分は、平面視したときの幅を１ｍｍとした。
【００９５】
また、絶縁基体の上面には、凹部の周囲に段差部を形成した。段差部は、深さが0.5ｍｍ（セラミックグリーンシート２層分）で、絶縁基体の外縁まで延びる段状に形成した。
【００９６】
接合時、未硬化の接合材の量は、絶縁基体と蓋体の下面との間に約10〜30μｍの厚さで介在する程度に設定した。また、この未硬化時の接合材の粘度は約20〜40ＧＰａ・ｓに設定し、段差部内において、段差部の底面に対して接していないか、または面取り部分に対向する領域の約50％の範囲（凹部側から幅約0.5ｍｍ）で接しないように調整した。
【００９７】
なお、各部材の線膨張係数は、絶縁基体および蓋体が約７×10−６／℃であり、接合材（硬化後）が約60×10−６／℃であった。
【００９８】
また、比較例として、同様に面取り加工を施した蓋体を用いて、段差部の無い絶縁基体の凹部を封止した電子装置を作製した。
【００９９】
接合の信頼性の試験は、電子装置に25℃〜240℃〜25℃の熱履歴を加えた後、周知のヘリウムガスを用いたリーク試験により行なった。また、接合部分を20倍に拡大して外観を観察した。試験数は、本発明の電子装置および従来技術の電子装置ともに100個とした。
【０１００】
試験の結果、本発明の電子装置ではヘリウムリーク試験および外観ともに異常が認められず、気密封止の信頼性が良好であったのに対し、比較例では３％の気密封止不良（リーク不良）が発生した。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の電子装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す電子装置の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図８】本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図９】（ａ）は本発明の電子装置の絶縁基体を製作する方法の一例を示す分解斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す方法で製作された絶縁基体を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１・・・・・絶縁基体
１ａ・・・・凹部
１ｂ・・・・搭載部
１ｃ・・・・段差部
２・・・・・蓋体
２ａ・・・・面取り部分
３・・・・・配線導体
３ａ・・・・ボンディングパッド
３ｂ・・・・端子電極
４・・・・・電子部品
５・・・・・ボンディングワイヤ
６・・・・・接合材
７・・・・・凸部
７ａ・・・・凸状の部分
10・・・・・電子装置
21ａ〜21ｄ・セラミックグリーンシート
【図１】
2008235864.tif 000003
【図２】
2008235864.tif 000004
【図３】
2008235864.tif 000005
【図４】
2008235864.tif 000006
【図５】
2008235864.tif 000007
【図６】
2008235864.tif 000008
【図７】
2008235864.tif 000009
【図８】
2008235864.tif 000010
【図９】
2008235864.tif 000011