(57)【要約】【課題】電子部品収納用パッケージを小型化するとともに絶縁基体の凹部底面に配線導体が高密度で形成されるようにし、また凹部を取り囲む側壁部の幅が小さくても絶縁基体の電子部品の搭載部に生じる反りを効果的に抑えて、配線導体の高い接続信頼性を有する小型，高信頼性のものとすること。【解決手段】電子部品収納用パッケージは、絶縁基体１の一主面に形成された凹部４の開口面積が一主面の面積の７０％以上であり、複数の配線導体２の表面の総面積の８０％以上がセラミックスから成る絶縁層３で被覆されており、複数の配線導体２の絶縁層３から露出した部位に電子部品の電極が電気的に接続されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面に電子部品を収容し搭載するための凹部を有し、該凹部の底面に前記電子部品の電極と電気的に接続される複数の配線導体が形成されたセラミックスから成る絶縁基体と、該絶縁基体の内部に形成され、前記配線導体と電気的に接続されて前記絶縁基体の他主面に導出された複数の内部配線導体とを具備しており、前記凹部の開口面積が前記一主面の面積の７０％以上であり、前記複数の配線導体の表面の総面積の８０％以上がセラミックスから成る絶縁層で被覆されており、前記複数の配線導体の前記絶縁層から露出した部位に前記電子部品の電極が電気的に接続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】
請求項１記載の電子部品収納用パッケージと、前記凹部に収容され搭載されるとともに前記複数の配線導体の前記絶縁層から露出した部位に電極が電気的に接続されている電子部品と、前記絶縁基体の前記一主面に前記凹部を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子や水晶発振子等の電子部品を搭載するための気密信頼性に優れた電子部品収納用パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）は、一般に酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），ムライト質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ガラスセラミックス質焼結体等のセラミックスなどの電気絶縁材料から成る絶縁基体の上面に電子部品を収容し搭載するための凹部を設け、この凹部の内側に形成した段状部の上面から絶縁基体の外部表面にかけて導出されたタングステン，モリブデン，マンガン，銅，銀等の金属粉末のメタライズ層から成る配線導体とから主に構成されている。
【０００３】
そして、絶縁基体の凹部底面に電子部品をガラス，樹脂接着剤，ろう材等の接着剤を介して接着するとともに、電子部品の各電極をボンディングワイヤ等を介して配線導体に電気的に接続し、しかる後、絶縁基体の上面に凹部を塞ぐようにして蓋体をガラス，樹脂接着剤，ろう材等から成る封止材を介して接合し、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に電子部品を気密に収納することによって電子装置となる。
【０００４】
このようなパッケージの絶縁基体は、一般に平板状のセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）と枠状のグリーンシートとを順次積層し焼成することで作製される。また、配線導体は、グリーンシートにタングステン等の金属ペーストを印刷しておくことにより形成される。
【０００５】
近年、このようなパッケージにおいて、電子部品の小型化に伴いさらなる小型化が必要になってきている。そのため、電子部品の電極を接続するための配線導体を、凹部の内側に段状部を設けてその上に形成するのではなく、凹部底面の電子部品が搭載される領域に直接高密度に形成するという構成が用いられるようになってきている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２５１７２３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のパッケージにおいては、絶縁基体の凹部底面の電子部品が搭載される領域に多数の配線導体を形成すると、絶縁基体の焼成の際に配線導体となる金属粉末の収縮量とグリーンシートの収縮量との差に起因する大きな応力が発生して、基板が上側に凸となるように反ってしまうという問題点があった。
【０００８】
また、パッケージは、小型化のために平面視したときの凹部の絶縁基体の主面に占める割合が大きくなってきており、これに応じて凹部を取り囲む枠状の部分（側壁部）の幅が小さくなってきており、また絶縁基体において底部の厚みが薄い凹部の占める割合が大きくなってきているため、絶縁基体に大きな反りが発生し易いという問題点があった。
【０００９】
したがって、本発明は上記従来の技術の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、パッケージを小型化するとともに絶縁基体の凹部底面に配線導体が高密度で形成されるようにし、また凹部を取り囲む側壁部の幅が小さくても絶縁基体の電子部品の搭載部に生じる反りを効果的に抑えて、配線導体の高い接続信頼性を有する小型，高信頼性のパッケージを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品収納用パッケージは、一主面に電子部品を収容し搭載するための凹部を有し、該凹部の底面に前記電子部品の電極と電気的に接続される複数の配線導体が形成されたセラミックスから成る絶縁基体と、該絶縁基体の内部に形成され、前記配線導体と電気的に接続されて前記絶縁基体の他主面に導出された複数の内部配線導体とを具備しており、前記凹部の開口面積が前記一主面の面積の７０％以上であり、前記複数の配線導体の表面の総面積の８０％以上がセラミックスから成る絶縁層で被覆されており、前記複数の配線導体の前記絶縁層から露出した部位に前記電子部品の電極が電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の電子部品収納用パッケージは、凹部の開口面積が一主面の面積の７０％以上であり、複数の配線導体の表面の総面積の８０％以上がセラミックスから成る絶縁層で被覆されており、複数の配線導体の絶縁層から露出した部位に電子部品の電極が電気的に接続されていることから、凹部の底面の配線導体をセラミックスから成る絶縁層で被覆しているので、絶縁基体を焼成した際に配線導体と絶縁基体との収縮差により発生する絶縁基体の電子部品の搭載部における反りを効果的に抑えることができる。その結果、パッケージを小型化するとともに絶縁基体の凹部底面に配線導体が高密度で形成されるようにし、また凹部を取り囲む側壁部の幅が小さくても絶縁基体の電子部品の搭載部に生じる反りを効果的に抑えて、配線導体の高い接続信頼性を有する小型，高信頼性の電子部品収納用パッケージとなる。
【００１２】
本発明の電子装置は、本発明の電子部品収納用パッケージと、前記凹部に収容され搭載されるとともに前記複数の配線導体の前記絶縁層から露出した部位に電極が電気的に接続されている電子部品と、前記絶縁基体の前記一主面に前記凹部を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の電子装置は、上記の構成により、配線導体の高い接続信頼性を有する小型，高信頼性のものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の電子部品収納用パッケージを以下に詳細に説明する。図１は本発明のパッケージの実施の形態の一例を示す平面図であり、図２は図１のパッケージの断面図である。これらの図において、１は絶縁基体、２は配線導体、３は絶縁層である。絶縁基体１と配線導体２と絶縁層３とで、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子や圧電振動子等の電子部品を収納するパッケージ５が主に構成される。
【００１５】
本発明の絶縁基体１は、上面の中央部に電子部品が搭載される搭載部を有する底板部と、搭載部を取り囲むようにして底板部の上面に積層され接合されている枠状部とにより形成されている。これらの底板部と枠状部とにより電子部品を収容し搭載するための凹部４が形成される。
【００１６】
これらの底板部および枠状部は、ガラスセラミックス質焼結体，酸化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，窒化珪素質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成り、同種の材料により形成されることが、それらの接合部付近に歪が発生するのを防ぐうえで好ましい。
【００１７】
底板部および枠状部は、例えば、ともにガラスセラミックス焼結体から成る場合、ホウ珪酸ガラス等のガラス粉末と酸化アルミニウム等のセラミック粉末とから成る原料粉末に適当な有機バインダ，溶剤等の添加物を加えて成る泥漿物を作製し、これをシート状に成形したグリーンシートを所定の板状および枠状に切断加工し、得られた複数のグリーンシートについて、板状のグリーンシート、枠状のグリーンシートの順で積層し、約１０００℃で焼成することにより製作される。
【００１８】
このようにして形成された絶縁基体１の凹部４の底面に、電子部品が樹脂接着剤，ガラス，ろう材等の接着材を介して接着される。なお、接着材としてろう材を用いる場合、電子部品接合用の配線導体２が底板部の上面の搭載部にも形成される。
【００１９】
また、絶縁基体１には、凹部４の底面の搭載部周辺から他主面（下面）の外周部等にかけて導出されるようにして電子部品の電極と接続される複数の配線導体２が形成されている。この配線導体２の搭載部周辺に露出する部分には、電子部品の各電極が低融点ロウ材等を介して電気的に接続される。
【００２０】
また、配線導体２は、絶縁基体１の内部に形成された複数の内部配線導体（図示せず）を介して絶縁基体１の下面の外周部等に導出されており、この導出された部分がそれぞれ外部接続用の電極に接続され、外部接続用の電極が外部電気回路基板の配線導体や電極パッドに半田等のろう材を介して電気的に接続される。これにより、電子部品の電極が配線導体２と内部配線導体とを介して外部の電気回路に電気的に接続される。
【００２１】
このような配線導体２および内部配線導体は、銅，銀，タングステン，モリブデン，マンガン等の金属粉末を含む金属ペーストを塗布し焼成して成るメタライズ層により形成される。
【００２２】
なお、配線導体２は、その露出する表面にニッケルや金等の耐蝕性に優れワイヤボンディングの接合性やろう材の濡れ性に優れる金属を、１〜２０μｍの厚みでメッキ法により被着させておくのがよく、配線導体２の酸化腐蝕を有効に防止できるとともに配線導体２への半田の接合を強固となすことができ、配線導体２に対する電子部品の電極の低融点ろう材を介しての接合をより一層確実なものとすることができる。
【００２３】
本発明のパッケージ５においては、凹部４の開口面積が絶縁基体１の一主面の面積の７０％以上である。これにより、絶縁基体１の一主面のうち電子部品を搭載するのに有効な面積の割合が大きくなるとともにパッケージ５を小型化することができる。凹部４の開口面積が絶縁基体１の一主面の面積の７０％未満では、絶縁基体１における電子部品の搭載領域を広くとることができず、またパッケージ５を小型化することができない。
【００２４】
また本発明において、凹部４の底面に形成された複数の配線導体２の表面の総面積の８０％以上をセラミックスから成る絶縁層３で被覆し、配線導体２の絶縁層３から露出した部位に電子部品の電極を電気的に接続させている。これにより、パッケージ５を小型化して枠状部（側壁部）の幅が小さくなったとしても、絶縁基体１を焼成した際に配線導体２と絶縁基体１との収縮差により発生する絶縁基体１の反り、特に電子部品が搭載される凹部４の底面の反りを効果的に抑えることができる。その結果、配線導体２について高い接続信頼性を有する小型で高信頼性のパッケージ５を提供することができる。
【００２５】
複数の配線導体２の表面の総面積のうち絶縁層３で被覆されている割合が８０％未満では、配線導体２と絶縁基体１との焼成時の収縮差を抑える効果が不十分となるため、絶縁基体１の反りを２０μｍ／６ｍｍ以下（６ｍｍ間隔の間の部位における最大高低差を２０μｍ以下）に抑えることができなくなる。
【００２６】
この絶縁層３は、ガラスセラミックス質焼結体，酸化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，窒化珪素質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体等から成り、絶縁基体１と同種の材料により形成されるのがよい。また、絶縁層３の厚みは１０〜２０μｍが好ましい。１０μｍ未満では、効果的に絶縁基体１の反りを抑えることが困難となり、２０μｍを超えると、内部応力で絶縁層３にクラックが発生しやすくなるとともに、厚くなり過ぎるので電子部品の電極と配線導体２の絶縁層３から露出した部位との接続が困難となるおそれがある。
【００２７】
本発明のパッケージ５は、枠状部の幅（厚み）が０．７ｍｍ程度以下と薄いものや絶縁基体１の底板部の厚みが０．３ｍｍ程度以下と薄いものに対して有効なものである。
【００２８】
本発明の電子装置は、本発明の電子部品収納用パッケージ５と、凹部４に収容され搭載されるとともに複数の配線導体２の絶縁層３から露出した部位に電極が電気的に接続されている電子部品と、絶縁基体１の一主面に凹部４を塞ぐように取着された蓋体とを具備している。絶縁基体１の一主面のうち蓋体が取着される領域は、蓋体の取着方法に応じて表面状態を変化させることが好ましい。例えば、蓋体がろう材を介してろう付けされる場合、ろう材との濡れ性を高めるために、ろう付け領域の表面にニッケル，金等の金属層を形成しておくことが好ましい。
【００２９】
【実施例】
本発明の電子部品収納用パッケージの実施例を以下に説明する。
【００３０】
図１，図２に示すパッケージ５を以下のように構成した。外形寸法が縦１１．０ｍｍ×横１５．０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）から成る絶縁基体１の一主面に、開口面積が絶縁基体１の一主面に対して種々の割合（表１参照）である深さ０．４ｍｍの直方体状の凹部４を形成した。また、凹部４の底面に、厚さ１５μｍのタングステンのメタライズ層上に厚さ５μｍのＮｉめっき層および厚さ０．５μｍのＡｕめっき層を順次被着して成る複数の配線導体２を形成した。そして、複数の配線導体２の表面をそれらの総面積に対して種々の割合（表１参照）で覆うようにして、アルミナセラミックスから成る絶縁層３を形成して、２４種類のパッケージのサンプルを作製した。
【００３１】
これらのサンプルについて、絶縁基体１の凹部４の底面の反り量を測定し、その結果を表１に示す。なお、測定結果は各サンプルの１０個の平均値で示した。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１より、絶縁基体１の凹部４の底面の反り量は、絶縁層３の配線導体２に対する被覆面積が大きいほど小さく抑えることができ、また、絶縁基体１の凹部４の開口面積が大きいほど大きくなる傾向があることが判った。
【００３４】
しかしながら、絶縁基体１を小型化するためには、凹部４の開口面積を絶縁基体１の一主面の面積の７０％以上に大きくする必要があり、それに伴って絶縁層３の配線導体２に対する被覆面積も大きくして、絶縁基体１の凹部４の底面の反り量を抑えなければならない。したがって、絶縁基体１の小型化に伴い、凹部４の開口面積が絶縁基体１の一主面の面積の７０％以上となるようなパッケージにおいては、凹部４の底面の反り量を２０μｍ／６ｍｍ以下に抑えるためには、絶縁層３の配線導体２に対する被覆面積を８０％以上とする必要があることがわかった。
【００３５】
なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更は可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の電子部品収納用パッケージは、凹部の開口面積が一主面の面積の７０％以上であり、複数の配線導体の表面の総面積の８０％以上がセラミックスから成る絶縁層で被覆されており、複数の配線導体の絶縁層から露出した部位に電子部品の電極が電気的に接続されていることから、凹部の底面の配線導体をセラミックスから成る絶縁層で被覆しているので、絶縁基体を焼成した際に配線導体と絶縁基体との収縮差により発生する絶縁基体の電子部品の搭載部における反りを効果的に抑えることができる。その結果、パッケージを小型化するとともに絶縁基体の凹部底面に配線導体が高密度で形成されるようにし、また凹部を取り囲む側壁部の幅が小さくても絶縁基体の電子部品の搭載部に生じる反りを効果的に抑えて、配線導体の高い接続信頼性を有する小型，高信頼性の電子部品収納用パッケージとなる。
【００３７】
本発明の電子装置は、本発明の電子部品収納用パッケージと、凹部に収容され搭載されるとともに複数の配線導体の絶縁層から露出した部位に電極が電気的に接続されている電子部品と、絶縁基体の一主面に凹部を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることにより、配線導体の高い接続信頼性を有する小型，高信頼性のものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品収納用パッケージの実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】図１の電子部品収納用パッケージの断面図である。
【符号の説明】
１：絶縁基体
２：配線導体
３：絶縁層
４：凹部
５：電子部品収納用パッケージ
【図１】
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【図２】
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