(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略四角形の板状体から成り、上面に電子部品が搭載される搭載部および該搭載部の近傍に前記電子部品の電極が電気的に接続される配線導体を有する絶縁基体と、該絶縁基体の上面に前記搭載部を取り囲むように被着された角部の外周に丸みを有する四角枠状の封止用メタライズ層と、該封止用メタライズ層の上面にろう材を介して接合された角部の外周に丸みを有する四角枠状の金属枠体と、該金属枠体の上面に前記搭載部に搭載された前記電子部品を覆うように取着される蓋体とから成り、前記金属枠体の角部の外周を前記封止用メタライズ層の角部の外周の内側に位置させるとともに、前記金属枠体の角部の外周の丸みの曲率半径を前記封止用メタライズ層の角部の外周の丸みの曲率半径よりも大きくして、前記金属枠体の前記角部の外周面と前記封止用メタライズ層とをろう材によって接合したことを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
【請求項２】
前記金属枠体の内周面と前記封止用メタライズ層の内周面とを一致させて接合したことを特徴とする請求項1記載の電子部品収納用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子や圧電振動子・表面弾性波素子等の電子部品を収容するための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、半導体素子や圧電振動子等の電子部品を収容するための小型の電子部品収納用パッケージは、図３に蓋体を除いた状態の平面図で、図４に側面図で示すように、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料から成り、その上面中央部に電子部品21を搭載するための凹状の搭載部22を有するとともに搭載部22内から下面外周部にかけて導出する複数の配線導体23を有する絶縁基体24と、絶縁基体24の上面に搭載部22を取り囲むように被着されたタングステンやモリブデン等の金属粉末メタライズから成る略四角枠状の封止用メタライズ層25と、この封止用メタライズ層25の上に搭載部22を取り囲むようにして銀−銅ろう等のろう材を介して接合された鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る略四角枠状の金属枠体26と、この金属枠体26の上面にシームウェルド法等の溶接により、または金−錫等のろう材を介したろう付けにより取着される鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る金属蓋体27とから構成されている。
【０００３】
そして、この従来の電子部品収納用パッケージによれば、絶縁基体24の搭載部22底面に電子部品21を搭載するとともに、この電子部品21の電極を搭載部22内の配線導体23に例えば半田や導電性樹脂・ボンディングワイヤ等から成る電気的接続手段を介して電気的に接続し、しかる後、金属枠体26の上面に金属蓋体27をシームウェルド法等の溶接により、または金−錫等のろう材を介したろう付けにより取着することによって絶縁基体24と封止用メタライズ25と金属枠体26と金属蓋体27とから成る容器の内部に電子部品21が気密に封止されることにより電子装置となる。
【０００４】
なお、金属枠体26は、鉄−ニッケル−コバルト合金の板材に打ち抜き金型により打ち抜き加工を施すことにより製作され、通常その外周の各角部には丸み28が形成されている。そしてまた、金属枠体26の各角部の外周の丸み28の曲率半径は、封止用メタライズ層25の各角部の外周部の丸み29の曲率半径と略同じになるように形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、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、近時の電子装置の小型化の要求に伴って急激な小型化が進められており、そのため例えば封止用メタライズ層25の幅を0.35ｍｍ〜0.6ｍｍ程度の狭いものとするとともに、金属枠体26の幅を0.20ｍｍ〜0.45ｍｍ程度の狭いものとしている。また封止用メタライズ層25の外周の各角部における丸み29の曲率半径および金属枠体26の外周の各角部における丸み28の曲率半径を0.2ｍｍ〜0.5ｍｍ程度の小さなものとしている。
【０００６】
そして、封止用メタライズ層25の上面に金属枠体26をろう材を介して、封止用メタライズ層25の内周面と金属枠体26の内周面とを合わせるようにして接合されている。このとき封止用メタライズ層25の幅が金属枠体26の幅より広いので、封止用メタライズ層25の外周側に金属枠体26が重ならない領域が形成され、その領域に金属枠体26の外周面と封止用メタライズ層25の表面とを接合するためのろう材溜まり30が形成される。
【０００７】
しかしながら、このろう材溜まり30が形成される封止用メタライズ層25の外周側の領域が、近時の電子装置の小型化の要求に伴って急激に狭くなってきている。そのため、封止用メタライズ層25と金属枠体26とを接合するための充分な大きさのろう材溜まり30が形成されにくくなり、封止用メタライズ層25と金属枠体26とをろう材を介して接合するときに充分な強度を得にくくなっている。
【０００８】
そのため、このような電子部品収納用パッケージによれば、絶縁基体24の搭載部22に電子部品21を搭載した後、金属枠体26の上面に金属蓋体27をシームウェルド法等の溶接により、または金−錫等のろう材を介したろう付けにより取着すると、取着時の熱により大きく熱膨張した金属枠体26および金属蓋体27が溶接後の冷却過程で大きく熱収縮することにより、封止用メタライズ層25にこれを内側に引っ張るような大きな熱応力が印加される。そして、上述したように小型化されたパッケージにおいては、封止用メタライズ層25の幅が狭いので充分な大きさのろう材溜まり30が形成されないため、その熱応力によって金属枠体26と封止用メタライズ層25とが剥離することがある。特に対角線の方向に位置する各角部においては、金属枠体26および金属蓋体27の収縮量が他の部分よりも大きくなるため、各角部の封止用メタライズ層25の外周部に熱応力が大きく集中することとなり、この大きく集中した熱応力により金属枠体26と封止用メタライズ層25との剥離が発生しやすい傾向が顕著となる。そのため、この従来の電子部品収納用パッケージを用いた電子装置の気密信頼性が大きく損なわれてしまうという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、金属枠体に金属蓋体をシームウェルド法等の溶接により、または金−錫等のろう材を介したろう付けにより取着した後、金属枠体および金属蓋体が熱収縮することによって発生する熱応力が印加されても金属枠体と封止用メタライズ層とが剥離することのない、気密信頼性の高い小型の電子部品収納用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略四角形の板状体から成り、上面に電子部品が搭載される搭載部およびこの搭載部の近傍に前記電子部品の電極が電気的に接続される配線導体を有する絶縁基体と、この絶縁基体の上面に前記搭載部を取り囲むように被着された角部の外周に丸みを有する四角枠状の封止用メタライズ層と、この封止用メタライズ層の上面にろう材を介して接合された角部の外周に丸みを有する四角枠状の金属枠体と、この金属枠体の上面に前記搭載部に搭載された前記電子部品を覆うように取着される蓋体とから成り、前記金属枠体の角部の外周を前記封止用メタライズ層の角部の外周の内側に位置させるとともに、前記金属枠体の角部の外周の丸みの曲率半径を前記封止用メタライズ層の角部の外周の丸みの曲率半径よりも大きくして、前記金属枠体の前記角部の外周面と前記封止用メタライズ層とをろう材によって接合したことを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明の電子部品収納用パッケージは、上記構成において、前記金属枠体の角部の外周の丸みの曲率半径は前記封止用メタライズ層の角部の外周の丸みの曲率半径よりも0.05〜0.50ｍｍ大きいことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、金属枠体の角部の外周を封止用メタライズ層の角部の外周の内側に位置させるとともに、金属枠体の角部の外周の丸みの曲率半径を封止用メタライズ層の角部の外周の丸みの曲率半径よりも大きくしたことから、封止用メタライズ層の角部の外周側においてろう材溜まりが形成される領域が広くなり、充分な大きさのろう材溜まりを形成することができるようになる。そのため、封止用メタライズ層にろう材を介して金属枠体を接合したとき充分な大きさのろう材溜まりが形成されるようになり、金属枠体と封止用メタライズ層との間の接合強度が強くなる。それにより、金属蓋体を金属枠体にシームウェルド法等の溶接により、または金−錫等のろう材を介したろう付けにより取着した後、金属枠体の外周角部に熱応力が印加されても、金属枠体が封止用メタライズ層より剥離することを防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面を基に説明する。図１は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蓋体を除いた状態の平面図であり、図２は蓋体を取着した状態の側面図である。これらの図において、１は絶縁基体、２は封止用メタライズ層、３は金属枠体、４は金属蓋体である。そして、主にこれらで電子部品５を気密に収容する容器が構成される。
【００１４】
絶縁基体１は一辺の長さが２〜10ｍｍ程度で厚みが0.5〜２ｍｍ程度の略四角形状であり、その上面中央部に電子部品５を搭載するための略四角凹状の搭載部６が設けてある。この搭載部６には電子部品５が搭載固定される。
【００１５】
このような絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料から成り、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダおよび溶剤を添加混合して泥漿状となすとともに、これを従来周知のドクターブレード法等を採用してシート状となすことによって複数枚のセラミックグリーンシートを得て、しかる後、これらのセラミックグリーンシートの各々に所定の打ち抜き加工を施すとともにこれらを上下に積層し、約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【００１６】
また、絶縁基体１には、搭載部６の底面から絶縁基体１の側面を介して下面に導出する複数の配線導体７が被着形成されている。配線導体７は、搭載部６に搭載される電子部品５の各電極を外部の電気回路に電気的に接続するための導電路として機能し、その搭載部６の底面に位置する部位には電子部品５の各電極が半田や導電性樹脂・ボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して電気的に接続され、また絶縁基体１の下面に導出した部位は半田等から成る電気的接続手段を介して外部電気回路に接続される。
【００１７】
このような配線導体７は、タングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダや溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等により所定のパターンに印刷塗布し、これを絶縁基体１用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって、絶縁基体１の搭載部６底面から絶縁基体１の側面を介して下面に導出するように被着形成される。
【００１８】
なお、配線導体７の表面には、配線導体７が酸化腐食するのを有効に防止するとともに配線導体７と電気的接続手段との接続性を良好なものとするために、通常であれば厚みが１〜10μｍ程度のニッケルめっき層および厚みが0.1〜3.0μｍ程度の金めっき層が、従来周知の電解めっき法や無電解めっき法により順次被着されている。
【００１９】
さらに、絶縁基体１の上面には搭載部６を取り囲むようにしてタングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成る略四角枠状の封止用メタライズ層２が被着形成されている。この封止用メタライズ層２は厚みが10〜20μｍ程度、各辺の幅が0.35〜0.6ｍｍ程度であり、さらにその外周の各角部には曲率半径が0.2〜0.5ｍｍの丸み10を有しており、絶縁基体１に金属枠体３を接合するための下地金属として機能する。そして、この封止用メタライズ層２の上面には、搭載部６を取り囲む略四角枠状の金属枠体３が銀−銅ろう等のろう材を介してろう付けされている。
【００２０】
金属枠体３を封止用メタライズ層２にろう付けするときには、搭載部６の凹状の内周面と、封止用メタライズ層２の内周面と、金属枠体３の内周面とをそれぞれ一致させて接合する。それにより金属枠体３が封止用メタライズ層２の中央部に位置するようになり、金属枠体３の角部の外周が封止用メタライズ層２の角部の外周の内側に位置するとともに、封止用メタライズ層２のろう材溜まりが形成される部分の幅がそれぞれの角部で同じになる。
【００２１】
このような封止用メタライズ層２は、例えばタングステン等の金属粉末に適当な有機バインダや溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等により所定のパターンに印刷塗布し、これを絶縁基体１用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって、絶縁基体１の上面に搭載部６を取り囲むようにして被着形成される。
【００２２】
なお、封止用メタライズ層２の表面には、封止用メタライズ層２とろう材との濡れ性を良好とするために、通常であれば、厚みが0.5〜５μｍ程度のニッケルめっき層がろう付けの前に予め被着されている。
【００２３】
そして、封止用メタライズ層２に銀−銅ろう等のろう材を介してろう付けされた金属枠体３は、例えば鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成り、金属蓋体４を絶縁基体１に取着するための下地金属部材として機能する。この金属枠体３は、その内周面が凹部６の開口および封止用メタライズ層２の内周面と略同じ大きさであり、厚みが0.1〜0.25ｍｍ程度、各辺の幅が0.20〜0.45ｍｍ程度である。そして、その各角部の外周の丸み９の曲率半径は、封止用メタライズ層２の外周の丸み10の曲率半径よりも0.05〜0.50ｍｍ大きいものとして形成されている。
【００２４】
封止用メタライズ層２の外周の各角部の丸み10の曲率半径はそれぞれの大きさの絶縁基体１により異なり、通常であれば、絶縁基体１の大きさが２〜３ｍｍ程度であれば封止用メタライズ層２の角部の外周の丸み10の曲率半径は0.2ｍｍ程度であり、また絶縁基板１の大きさが５〜10ｍｍ程度であれば封止用メタライズ層２の角部の外周の丸み10の曲率半径は0.5ｍｍ程度である。そこで、封止用メタライズ層２の各角部の外周の丸み10の曲率半径が0.2ｍｍの場合の金属枠体３の各角部の外周の丸み９の曲率半径は0.25〜0.70ｍｍとすればよい。また、封止用メタライズ層２の各角部の外周の丸み10の曲率半径が0.5ｍｍの場合には、金属枠体３の各角部の外周の丸み９の曲率半径は0.55〜1.0ｍｍにすればよい。
【００２５】
そして、この金属枠体３の上に金属蓋体４を載置するとともに、これを例えばシームウェルド法等の溶接により、または金−錫等のろう材を介したろう付けにより金属蓋体４が金属枠体３に取着される。
【００２６】
本発明の電子部品収納用パッケージにおいては、金属枠体３の各角部における外周の丸み９の曲率半径が封止用メタライズ層２の各角部における外周の丸み10の曲率半径よりも0.05〜0.50ｍｍ大きいものとしたときには、封止用メタライズ層２を不必要に大きくすることなくその各角部におけるろう材溜まり８が形成される領域が広くなり、パッケージの小型化を図りつつ充分な大きさのろう材溜まり８を形成することができ、金属枠体３と封止用メタライズ層２との接合強度が強くなる。
【００２７】
そのため、金属枠体３の上面に金属蓋体４をシームウェルド法等の溶接により、または金−錫等のろう材を介したろう付けにより取着した後、金属枠体３および金属蓋体４が熱収縮することにより発生する熱応力が封止用メタライズ層２の外周角部に印加されても、金属枠体３が封止用メタライズ層２から剥離することを防止することができる。したがって、本発明の電子部品収納用パッケージによれば、気密信頼性に優れる電子装置を得ることができる。
【００２８】
なお、金属枠体３の各角部における外周の丸み９の曲率半径が封止用メタライズ層２の各角部における外周の丸み10の曲率半径の大きさよりも大きくなる値が0.05ｍｍ未満であれば、封止用メタライズ層２の各角部の外周側においてろう材溜まり８が形成される領域が充分に確保することが困難なものとなる。そのため、充分な大きさのろう材溜まり８が形成されずに、封止用メタライズ層２と金属枠体３とが各角部分において充分な接合強度を得ることが困難となる。それにより、金属枠体３の上面に金属蓋体４をシームウェルド法等の溶接により、または金−錫等のろう材を介したろう付けにより取着した後、金属枠体３および金属蓋体４が熱収縮することにより発生する熱応力により、金属枠体３が封止用メタライズ層２より剥離してしまうことがあり、電子部品収納用パッケージの気密信頼性に劣るものとなることになる。
【００２９】
また、金属枠体３の各角部における外周の丸み９の曲率半径が封止用メタライズ層２の各角部における外周の丸み10の曲率半径の大きさよりも0.50ｍｍを超えた大きさになると、金属枠体３が、その各角部における幅が狭いものになってしまうこととなる。そのため、金属枠体３と金属蓋体４とを取着するときの封止幅が狭いものとなるので、パッケージの気密信頼性が低下する危険性が大きくなる。
【００３０】
したがって、封止用メタライズ層２の各角部上に充分な大きさのろう材溜まり８を形成するとともに、金属枠体３の各角部における封止幅を確保するために、金属枠体３の各角部の外周の丸み９の曲率半径は、封止用メタライズ層２の各角部の外周の丸み10の曲率半径よりも0.05〜0.50ｍｍ大きいことが好ましい。
【００３１】
このような金属枠体３は、鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等から成る板材をプレス機により打ち抜くことによって所定の枠状に製作される。
【００３２】
また、金属枠体３の封止用メタライズ層２へのろう付けは、例えば厚みが10〜50μｍの箔状のろう材を挟んで封止用メタライズ層２の上に載置し、しかる後、ろう材を加熱溶融させることによって封止用メタライズ層２と金属枠体３とをろう付けする。
【００３３】
なお、ろう付け後の封止用メタライズ層２の露出表面および金属枠体３の露出表面およびろう材の露出表面には、封止用メタライズ層２および金属枠体３およびろう材が酸化腐食するのを有効に防止するために、通常であれば厚みが0.5〜５μｍのニッケルめっき層および厚みが0.1〜3.0μｍ程度の金めっき層が従来周知の電解めっき法や無電解めっき法により順次被着されている。
【００３４】
かくして本発明の電子部品収納用パッケージによれば、絶縁基体１の搭載部６に電子部品５を搭載固定し、その各電極を配線導体７に電気的接続手段を介して接続した後、金属枠体３に金属蓋体４をシームウェルド法等の溶接により、または金−錫等のろう材を介したろう付けにより取着し、内部に電子部品５を気密に封止することによって、気密信頼性に優れた電子装置を提供することができる。
【００３５】
なお、本発明は上述の実施の形態の例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であれば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によれば、金属枠体の角部の外周を封止用メタライズ層の角部の外周の内側に位置させるとともに、金属枠体の各角部における外周の丸みの曲率半径を封止用メタライズ層の各角部における外周の丸みの曲率半径よりも大きくして、金属枠体の角部の外周面と封止用メタライズ層とをろう材によって接合したことから、封止用メタライズ層の各角部の外周側においてろう材溜まりが形成される領域が広くなり、金属枠体と封止用メタライズ層との間に充分な大きさのろう材溜まりが形成されるようになり、金属枠体と封止用メタライズ層とが強固に接合されるようになる。そのため金属蓋体を金属枠体にシームウェルド法等による溶接により、または金−錫等のろう材を介したろう付けにより取着した後、金属蓋体および金属枠体が熱収縮することにより熱応力が発生しても、金属枠体が封止用メタライズ層より剥離してしまう可能性が低減された、気密信頼性に優れた電子部品収納用パッケージを提供することができる。
【００３７】
また、金属枠体の各角部における外周の丸みの曲率半径が封止用メタライズ層の各角部における外周の丸みの曲率半径よりも0.05〜0.50ｍｍ大きいものとしたときには、封止用メタライズ層を不必要に大きくすることなくその各角部におけるろう材溜まりが形成される領域が広くなり、パッケージの小型化を図りつつ充分な大きさのろう材溜まりを形成することができ、金属枠体と封止用メタライズ層との接合強度が強くなる。
【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蓋体を除いた状態の平面図である。
【図２】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側面図である。
【図３】従来の電子部品収納用パッケージの例を示す蓋体を除いた状態の平面図である。
【図４】従来の電子部品収納用パッケージの例を示す側面図である。
【符号の説明】
１・・・絶縁基体
２・・・封止用メタライズ層
３・・・金属枠体
４・・・蓋体
５・・・電子部品
６・・・搭載部
７・・・配線導体
９・・・金属枠体の角部の外周の丸み
10・・・封止用メタライズ層の角部の外周の丸み
【図１】
0004614594.tif 000002
【図２】
0004614594.tif 000003
【図３】
0004614594.tif 000004
【図４】
0004614594.tif 000005