(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に電子部品を搭載するための四角形状の搭載部が形成された絶縁基体と、前記搭載部の隅部に形成された電極パッドと、前記絶縁基体の前記主面に前記搭載部を囲繞するように形成された四角枠状のメタライズ層とを具備しており、前記電極パッドは、２辺が前記メタライズ層に沿った四角形の前記２辺の間の角部が面取りされた形状であり、前記主面の前記電極パッドと前記メタライズ層との間の部位で前記メタライズ層の角部を除いた部位に、前記２辺に対応する溝が形成されていることを特徴とする電子部品搭載用基板。
【請求項２】
前記溝は、複数形成されているとともにそのうちの１つの開口形状が他の開口形状と異なっていることを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載用基板。
【請求項３】
前記溝は、その下端から上端にかけて漸次その内寸法が大きくなっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子部品搭載用基板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子部品搭載用基板と、前記搭載部に搭載されるとともに電極が前記電極パッドに電気的に接続された電子部品と、前記メタライズ層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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に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用いられる小型の電子部品搭載用基板およびこれを用いた電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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電子部品収納用パッケージに用いられる小型の電子部品搭載用基板は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、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−セラミックス等のセラミック材料から成り、その上面等の主面に電子部品を搭載するための四角形状の搭載部16を有する絶縁基体11と、搭載部16を囲繞するように形成された絶縁枠体20と、搭載部16の隅部に形成された電極パッド12と、絶縁枠体20の上面に形成された四角枠状のメタライズ層14とから構成されている。
【０００３】
四角枠状のメタライズ層14には、必要に応じて四角枠状の金属枠体15が銀ろう等のろう材を介して接合される。
【０００４】
また、電極パッド12は、通常、絶縁基体11の内部に形成された配線導体17を介して絶縁基体11の下面や側面に導出されている。
【０００５】
そして、電子部品19を絶縁基体11と絶縁枠体20とで形成される凹状部内に収容し、搭載部16上に搭載するとともに、この電子部品19の電極を搭載部16の隅部の電極パッド12に導電性接着剤等を介して電気的に接続し、しかる後、金属枠体15の上面に金属製の蓋体18をシームウエルド法等により接合することによって、絶縁基体11と、絶縁枠体20と、封止用の金属枠体15と、蓋体18とから成る容器の内部に電子部品19が気密に封止され、それにより製品としての電子装置となる。
【特許文献１】特開平９−２４６４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、このような電子部品搭載用基板およびこれを用いた電子装置は、小型化，薄型化の要求が著しく、これに対応して、図３（ａ），（ｂ）に示すように、主面に電子部品19を搭載するための四角形状の搭載部16が形成された絶縁基体11と、搭載部16の隅部に形成された電極パッド12と、絶縁基体11の主面に搭載部16を囲繞するように形成された四角枠状のメタライズ層14とを具備した構造の薄型の電子部品搭載用基板が提案されている。
【０００７】
そして、電子部品19を搭載部16の上面に搭載するとともに、電子部品19の電極を電極パッド12に導電性接着剤等を介して電気的に接続し、その後、四角枠状のメタライズ層14に直接、または金属枠体15を介して蓋体18をシーム溶接法やダイレクトシーム法、ろう付け法等の接合手段で接合して電子部品19を気密封止することにより電子装置として完成する。
【０００８】
このような構造によれば、絶縁基体11の上面に絶縁枠体を別途取り付ける必要が無く、電子部品19が搭載される搭載部16と、電子部品19の電極が接続される電極パッド12と、電子部品19を気密封止する四角枠状のメタライズ層14とが同一面上に形成されることになり、電子部品搭載用基板および電子装置の薄型化が達成できる。
【０００９】
しかしながら、上記構成の電子部品収納用パッケージおよび電子装置においては、薄型化が可能となる反面、電子装置の小型化により、搭載部16の隅部に形成された電極パッド12と四角枠状のメタライズ層14との間隔が狭いものとなることから、電子部品19を電極パッド12に導電性接着剤等を介して接続する際や、四角枠状のメタライズ層14（または金属枠体15）に蓋体18を接合する際に、導電性接着剤やろう材、溶接に使用される金属材料の流れ出し等により、電極パッド12と四角枠状のメタライズ層14との間で電気的短絡（ショート）が発生し易くなるという問題点を有していた。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、小型化，薄型化が可能であり、かつ、電極パッドと四角枠状のメタライズ層との間での電気的短絡等の不具合を誘発することのない、信頼性の高い電子部品搭載用基板および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】
【００１１】
本発明の電子部品搭載用基板は、主面に電子部品を搭載するための四角形状の搭載部が形成された絶縁基体と、搭載部の隅部に形成された電極パッドと、絶縁基体の主面に搭載部を囲繞するように形成された四角枠状のメタライズ層とを具備しており、電極パッドは、２辺がメタライズ層に沿った四角形の２辺の間の角部が面取りされた形状であり、主面の電極パッドとメタライズ層との間の部位で四角枠状のメタライズ層の角部を除いた部位に、２辺に対応する溝が形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の電子部品搭載用基板は、好ましくは、前記溝は、複数形成されているとともにそのうちの１つの開口形状が他の開口形状と異なっていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の電子部品搭載用基板は、好ましくは、前記溝は、その下端から上端にかけて漸次その内寸法が大きくなっ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、上記本発明の電子部品搭載用基板と、搭載部に搭載されるとともに電極が電極パッドに電気的に接続された電子部品と、メタライズ層に取着された蓋体とを具備していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電子部品搭載用基板によれば、主面の電極パッドと四角枠状のメタライズ層との間の部位に溝が形成されていることから、電極パッドに電子部品を接続する際や四角枠状のメタライズ層に蓋体を接合する際に、余分な導電性接着剤やろう材、溶接に使用する金属材料が流れ出したとしても、これらを溝に溜めることにより電極パッドとメタライズ層との電気的短絡の発生を有効に防止することができる。
【００１６】
また、この溝は、電極パッドとメタライズ層との間の部位で四角枠状のメタライズ層の角部を除いた部位に、電極パッドの面取りされた２辺に対応して形成されていることから、蓋体を接合する際の熱応力が最も大きく作用する絶縁基体の角部の強度を維持することができ、絶縁基体が歪むのを有効に抑制することができる。その結果、熱的衝撃にともなうクラック（いわゆるサーマルクラック）等の機械的な破壊が絶縁基体に発生するのを有効に防止することができ、電子部品の気密封止の信頼性を非常に優れたものとすることができる。また、メタライズ層の角部側の電極パッドの角部が面取りされていることから、四角枠状のメタライズ層の角部と電極パッドとの間の距離を大きくすることができ、電極パッドとメタライズ層との電気的短絡を有効に防止することができる。
【００１７】
また、本発明の電子部品搭載用基板によれば、好ましくは、溝は複数形成されているとともにそのうちの１つの開口形状が他の開口形状と異なっていることから、絶縁基体の大きさがさらに小さくなって電子部品搭載後の方向性を確認するアライメントマークを形成する場所を絶縁基体に確保することが難しくなったとしても、この開口形状が異なる溝をアライメントマークとして機能させ、その方向等を確認することで絶縁基体の方向性を容易に確認することができる。
【００１８】
また、本発明の電子部品搭載用基板によれば、好ましくは、溝は、その下端から上端にかけて漸次その内寸法が大きくなっていることから、電極パッドに電子部品を接続する際や四角枠状のメタライズ層に蓋体を接合する際に、余分な導電性接着剤やろう材、溶接に使用する金属材料が流れ出したとしても、これらをより効果的に溝に導いて溜めることができるようになり、電極パッドとメタライズ層との電気的短絡の発生をより有効に防止することができる。
【００１９】
本発明の電子装置によれば、上記本発明の電子部品搭載用基板と、搭載部に搭載されるとともに電極が電極パッドに電気的に接続された電子部品と、メタライズ層に取着された蓋体とを具備していることにより、電極パッドと四角枠状のメタライズ層との間の電気的短絡が効果的に防止されるとともに、電子部品の気密封止の信頼性に優れた電子装置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】
【００２０】
次に、本発明の電子部品搭載用基板および電子装置を添付の図面を基に説明する。図１（ａ）は本発明の電子部品搭載用基板および電子装置の実施の形態の一例を示した平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。同図において１は絶縁基体、２は電子部品を接続するための電極パッド、３は溝、４は四角枠状のメタライズ層、５は金属枠体である。そして、主として絶縁基体１と電極パッド２と溝３と四角枠状のメタライズ層４とで本発明の電子部品搭載用基板が構成されている。
【００２１】
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−セラミックス等のセラミック材料から成り、例えば一辺の長さが２〜20ｍｍ程度で厚みが0.5〜３ｍｍ程度の四角形状である。なお、絶縁基体１は一層でもよく、二層以上の積層体であってもよい。
【００２２】
また、絶縁基体１の主面(図１（ａ）の例では上面）に、電子部品９を搭載するための四角形状の搭載部６が形成されている。
【００２３】
このような絶縁基体１は、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、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バンイダ、溶剤、可塑剤等を添加混合して泥漿状となすとともに、これを例えばドクタブレード法等のシート成形法によりシート状となすことにより複数枚のセラミックグリーンシートを得、次にそれら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上下に積層し、その積層体を高温で焼成することにより製作される。
【００２４】
また、絶縁基体１の搭載部６の隅部には、電極パッド２が形成されている。この電極パッド２は、搭載部６に搭載される電子部品９の電極を接続するためのパッドとして機能する。電子部品９は、例えば、圧電振動子や弾性表面波素子等であり、通常、その外形が四角形状で、その隅部に電極が形成されており、そのような電極の接続を容易かつ確実に行なえるようにするため、電極パッド２は搭載部６の隅部に形成されている。
【００２５】
なお、電子部品９の各電極と電極パッド２との接続は、例えば半田や導電性樹脂等の導電性接着剤を用いた電気的接続手段等によって行なわれる。
【００２６】
この電極パッド２は、例えば、絶縁基体１の内部や表面に形成された配線導体７を介して、絶縁基体１の外表面（図１（ｂ）の例では下面）に導出されている。配線導体７は、搭載部６に搭載される電子部品９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、この配線導体７の絶縁基体１外表面への導出部分を半田等を介して外部電気回路に接続することにより、電子部品９の電極が電極パッド２および配線導体７を介して外部の電気回路に電気的に接続される。
【００２７】
なお、電極パッド２および配線導体７の露出表面には、電極パッド２および配線導体７の酸化腐食を防止するとともに、電極パッド２と電子部品９の各電極との接続や、配線導体７と外部電気回路基板との接続を強固なものするために、通常であれば１〜10μｍ程度の厚みのニッケルめっき層と0.1〜３μｍ程度の厚みの金めっき層とが順次被着されているのがよい。
【００２８】
また、絶縁基体１の主面（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四角枠状のメタライズ層４が形成されている。メタライズ層４は、厚みが10〜30μｍ程度、各辺の幅が0.2〜0.5ｍｍ程度であり、絶縁基体１に蓋体８を接合したり、金属枠体５を接合したりするための下地金属として機能する。
【００２９】
メタライズ層４は、図１に示すように、封止用の金属枠体５が銀ろう等のろう材を介してろう付けされてもよい。メタライズ層４の表面に金属枠体５をろう付けする場合、ろう材との濡れ性を良好とするために、例えば、メタライズ層４の表面に厚みが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のがよい。
【００３０】
金属枠体５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、蓋体８を絶縁基体１に溶接するための下地金属部材として機能する。この金属枠体５は、その内周が搭載部６の外寸と同じ大きさであり、厚みが0.1〜0.5ｍｍ程度、各辺の幅が0.15〜0.45ｍｍ程度である。
【００３１】
金属枠体５をメタライズ層４に接合する方法としては、金属枠体５の下面に予め20〜50μｍの厚みの銀ろうを被着しておき、この銀ろうが被着された下面をメタライズ層４上に載置してシーム溶接やエレクトロンビーム等で加熱することにより、容易にメタライズ層４との間を気密性よく強固にロウ付けすることができる。
【００３２】
なお、封止用の金属枠体５や金属枠体５とメタライズ層４とを接合するろう材、露出する四角枠状のメタライズ層４の表面には、これらが酸化腐蝕するのを有効に防止するとともに封止用の金属枠体５と蓋体８との溶接を容易なものとするために、通常であれば、１〜10μｍ程度の厚みのニッケルめっき層と0.3〜３μｍ程度の金めっき層とが順次被着されているのがよい。
【００３３】
そして、絶縁基体１の搭載部６に電子部品９を搭載し、電子部品９の電極を導電性接着剤等を介して電極パッド２に接続した後、メタライズ層４または金属枠体５の上面に蓋体８を、シーム溶接法やエレクトロンビーム法等の溶接法やろう付け法等で接合することにより、蓋体８と金属枠体５と絶縁基体１とからなる容器に内部に電子部品９が気密封止され、電子装置として完成する。
【００３４】
蓋体８は、金属やセラミックス、樹脂から成り、ろう付け法や溶接法等でメタライズ層４または金属枠体５に取着される。なお、蓋体８がセラミックスや樹脂から成る場合、ろう付け法や溶接法によってメタライズ層４または金属枠体５に接合可能とするために、蓋体８の接合面にメタライズやめっき、金属体の埋め込み等により金属導体を形成しておくのがよい。
【００３５】
また、蓋体８の形状は、四角平板状や下面に凹部を有する四角形状であり、メタライズ層４に直接蓋体８を接合する場合、電子部品９を収容するための空洞部を形成するために下面に凹部を有する四角形状のものが用いられる。
【００３６】
本発明の電子部品搭載用基板およびこれを用いた電子装置においては、絶縁基体１の主面（上面）の電極パッド２と四角枠状のメタライズ層４との間の部位でメタライズ層４の角部を除いた部位に溝３が形成されている。これにより、電極パッド２に電子部品９を接続する際や四角枠状のメタライズ層４に蓋体８を接合する際に、余分な導電性接着剤やろう材、溶接に使用する金属材料が流れ出したとしても、これらを溝３に溜めることにより電極パッド２とメタライズ層４との電気的短絡の発生を有効に防止することができる。
【００３７】
また、この溝３は四角枠状のメタライズ層４の角部を除いた部位に形成されていることから、蓋体８を接合する際の熱応力が最も大きく作用する絶縁基体１の角部の強度を維持することができ、絶縁基体１が歪むのを有効に抑制することができる。その結果、熱的衝撃にともなうクラック等の機械的な破壊が絶縁基体１に発生するのを有効に防止することができ、電子部品９の気密封止の信頼性を非常に優れたものとすることができる。
【００３８】
また、図４（ａ）に示すように、溝３は複数形成されているとともにそのうちの１つの開口形状が他の開口形状と異なっていることが好ましい。他の開口形状と異なって形成されている溝３’の形状は、例えば絶縁基体１の四角枠状のメタライズ層４の角部を避けるようにして、かつ電極パッド２とメタライズ層４との距離が狭くなり過ぎないように、他の溝３よりも長い形状とすればよい。このように溝３’を形成することにより、絶縁基体１の大きさがさらに小さくなって電子部品９を搭載後の方向性を確認するアライメントマークを形成する場所を絶縁基体１に確保することが難しくなったとしても、この開口形状が異なる溝３’をアライメントマークとして機能させ、その方向等を確認することで絶縁基体１の方向性を容易に確認することができる。
【００３９】
また、溝３のうち１つのもの（溝３’）の開口形状を他のものと異ならせる場合、上記のように、その長さを異ならせるに限らず、絶縁基体１を主面側から見たときに、その開口形状の異なる溝を容易かつ明瞭に目視で識別できるようなものであれば、主面の電極パッド２とメタライズ層４との間の部位でメタライズ層４の角部を除いた部位という要件を満たす範囲で、種々の形状とすることができる。
【００４０】
例えば、１つの溝３’の幅を他の溝３の幅と異ならせる、１つの溝３’の外辺形状を他の溝３の外辺形状と異ならせる、１つの溝３’の一部を平面方向に凹または凸とする、溝３を延長した延長線と絶縁基体１の外辺とのなす角度を、１つの溝３’と他の溝３とで異ならせる等の形状とすることができる。
【００４１】
なお、１つの溝３’の外辺形状を他の溝３の外辺形状と異ならせる場合、１つの溝３’の外辺を円弧状や、波形、折れ線形等とし、他の溝３の外辺を直線状としたり、１つの溝３’の外辺を平行四辺形等の、角部が直角にならない四角形となるような形状とし、他の溝３を長方形とする等の形態とすることができる。
【００４２】
また、１つの溝３’の一部を平面方向に凹または凸とする場合、凹部や凸部の形状は、例えば、円弧状、楕円弧状、四角形状、三角形状等の識別しやすい形状とする。なお、凸部が電極パッド２に接して溝３’内に溜まる余計な金属材料と電極パッド２との間で電気的な短絡が生じたり、凹部が溝３’の幅を狭めすぎて余分な金属材料が溝３’内に入り込み難くなったりすることがないようにその大きさを調整する。
【００４３】
また、本発明の電子部品搭載用基板において、溝３は、図４（ｂ）に示すように、その下端から上端にかけて漸次その内寸法が大きくなっていることが好ましい。
【００４４】
これにより、電極パッド２に電子部品９を接続する際や四角枠状のメタライズ層４に蓋体８を接合する際に、余分な導電性接着剤やろう材、溶接に使用する金属材料が流れ出したとしても、これらをより効果的に溝３に導いて溜めることができるようになり、電極パッド２とメタライズ層４との電気的短絡の発生をより有効に防止することができる。
【００４５】
なお、溝３の内寸法を、溝３の下端から上端にかけて漸次大きくする場合、溝３の側面と絶縁基体１の主面とのなす角度が９５度〜１１０度の範囲となるようにしておくことが好ましい。１１０度を超えると、溝３の開口面積が大きくなる傾向があるので、溝３が電極パッド２に接して電極パッド２と溝３内に溜まる金属材料との間で電気的な短絡を生じやすくなる。
【００４６】
なお、メタライズ層４の角部側の電極パッド２の角部を図１に示すように面取りしておく。これにより、四角枠状のメタライズ層４の角部と電極パッド２との間の距離を大きくすることができ、電極パッド２とメタライズ層４との電気的短絡を有効に防止することができる。
【００４７】
電極パッド２と四角枠状のメタライズ層４との間隔は通常0.2〜0.4ｍｍ程度であり、四角枠状のメタライズ層４と電極パッド２との間に設けられた溝３の幅は0.1ｍｍ以上とすることが望ましい。また、溝３の深さは、溝３の幅方向より深く形成することが望ましい。
【００４８】
溝３は、絶縁基体１の主面に切削加工やレーザ加工等を施すことによって形成される。また、絶縁基体１が２層以上の絶縁層の積層体から成る場合、搭載部６側の絶縁層に溝３と成る貫通孔を形成しておき、複数の絶縁層を積層することで溝３を形成してもよい。例えば、通常の絶縁基体１を構成する各絶縁層の焼成後の厚みは0.1〜0.5ｍｍであり、この絶縁基体１を構成する最上層の絶縁層、もしくは最上層とその下層に貫通孔を形成し複数の絶縁層を積層することにより、0.1〜0.5ｍｍの深さの溝３を形成することができる。
【００４９】
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、種々の変形は可能である。例えば、絶縁基体１は三層以上のセラミック層を積層することにより形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）は本発明の電子部品搭載用基板の実施の形態の一例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の電子部品搭載用基板のＡ−Ａ’線における断面図である。
【図２】（ａ）は従来の電子部品搭載用基板の平面図、（ｂ）は（ａ）の電子部品搭載用基板のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図３】（ａ）は従来の電子部品搭載用基板の平面図、（ｂ）は（ａ）の電子部品搭載用基板のＣ−Ｃ’線における断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の電子部品搭載用基板の実施の形態の他の例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の電子部品搭載用基板のＡ−Ａ’線における断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・・・絶縁基体
２・・・・・電極パッド
３・・・・・溝
３’・・・・・開口形状が異なる溝
４・・・・・メタライズ層
５・・・・・金属枠体
６・・・・・搭載部
７・・・・・配線導体
８・・・・・蓋体
９・・・・・電子部品
【図１】
0004753539.tif 000002
【図２】
0004753539.tif 000003
【図３】
0004753539.tif 000004
【図４】
0004753539.tif 000005