(57)【要約】【課題】  外部接続の長期信頼性および半導体素子の気密封止の信頼性に優れた電子部品搭載用基板および電子装置を提供すること。【解決手段】  電子部品搭載用基板は、板状の支持体１と、中央部の下面が支持体１の上面に取着され、外周部が支持体１の側面よりも外側に延出するとともに支持体１の下面側に向かって巻き込むようにして折り込まれている絶縁シート２と、絶縁シート２の上面に、中央部またはその周囲から外周部にかけて形成された配線導体４とを具備し、絶縁シート２の上面の中央部に電子部品５が搭載される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の支持体と、中央部の下面が前記支持体の上面に取着され、外周部が前記支持体の側面よりも外側に延出するとともに前記支持体の下面側に向かって巻き込むようにして折りこまれている絶縁シートと、該絶縁シートの上面に、前記中央部またはその周囲から前記外周部にかけて形成された配線導体とを具備しており、前記絶縁シートの上面の中央部に電子部品が搭載されることを特徴とする電子部品搭載用基板。
【請求項２】
前記絶縁シートの上面に、前記電子部品が搭載される部位を取り囲むようにして枠体が取着され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】
前記支持体は、前記絶縁シートの折りこまれた前記外周部の高さと同じ厚みを有し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】
前記支持体は、長方形の板状であり、その両短辺側から前記絶縁シートの前記外周部が外側に延出しており、前記電子部品は長方形状の光半導体素子であり、前記枠体の上面に透光性蓋体が取着されることを特徴とする請求項２または請求項３記載の電子部品搭載用基板。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電子部品搭載用基板と、前記絶縁シートの上面の中央部に搭載されるとともに電極が前記配線導体に電気的に接続された電子部品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、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路素子や半導体レーザ（ＬＤ），フォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子等の半導体素子、容量素子、弾性表面波素子や水晶振動子等の振動子、その他種々の電子部品を搭載するための電子部品搭載用基板、および電子部品搭載用基板に電子部品を搭載してなる電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子集積回路素子や光半導体素子等の半導体素子、容量素子、弾性表面波素子や水晶振動子等の振動子、その他種々の電子部品を搭載するための電子部品搭載用基板は、セラミックス等によって電子部品の搭載部を上面に有する絶縁基体が構成されていたが、最近では、コスト、量産性の観点から樹脂で絶縁基体を構成したものが用いられてきている。樹脂から成る絶縁基体を有する電子部品搭載用基板は、エポキシ樹脂等の樹脂からなり、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、搭載部またはその周辺に一端部が露出するとともに絶縁基体の外側に他端部が延出して露出するようにして取着された金属（鉄−ニッケル−コバルト合金等）製のリード端子とから構成されている。
【０００３】
そして、絶縁基体の搭載部に電子部品を搭載するとともに樹脂接着剤等を介して接着固定し、電子部品の電極をボンディングワイヤ等を介してリード端子の一端部に電気的に接続し、その後、電子部品を蓋体や封止用樹脂で封止することにより電子装置となる。
【０００４】
なお、電子部品が、光半導体装置のように中空状態で気密封止する必要があるものの場合、搭載部を取り囲むようにして絶縁基体の上面に予め枠体が取着され、この枠体の上面に透光性の材料等から成る蓋体が取着され、絶縁基体と枠体と蓋体とから成る容器内部に電子部品が気密に封止される。
【０００５】
この電子装置について、リード端子の他端部を外部電気回路基板の配線導体等の所定位置に半田等を介して電気的，機械的に接続することにより、電子装置の外部電気回路基板への実装が行われる。なお、リード端子は、通常、絶縁基体の外側に出たところで下方に向けて折り曲げられている。これは、外部電気回路基板における電子装置の平面的な占有面積を極力小さくするためである。また、リード端子の他端部を外部電気回路基板の配線導体等に接続することを容易とするためである。
【特許文献１】特開平７−２２１２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来の電子部品搭載用基板および電子装置においては、リード端子は、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属からなるため、硬くて応力を吸収し緩和しにくいことから、電子装置を外部電気回路基板に実装した後、半導体素子等の電子部品の発熱等にともなう熱応力が、電子装置と外部電気回路基板とを接続しているリード端子に繰り返し作用したときに、特に下方に折り曲げられ応力が集中しやすい部位において、金属疲労にともなう破断が生じやすいという問題があった。そして、リード端子が短期間で破断すると、電子装置の外部接続の長期信頼性が低いものとなってしまう。
【０００７】
また、金属製のリード端子が樹脂からなる絶縁基体に比べて硬いため、リード端子に熱応力等の応力が作用したときに絶縁基体とリード端子との界面に隙間が生じ、電子部品を封止している封止用樹脂や容器内部の気密性が劣化するという問題もあった。
【０００８】
特に、電子部品が、近時多用されるようになってきているラインセンサー（光半導体素子の１種）等の細長い長方形状のものである場合、電子部品の電極がその両短辺側に形成されているため、この電極を接続するリード端子が細長い長方形状の電子部品搭載用基板の両短辺側に取着されることになる。このような両短辺側では上記熱応力等の応力が非常に大きく作用するため、リード端子の破断や気密性の劣化等の問題の発生が顕著なものとなる。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、特にラインセンサー等の長方形状の電子部品に対応して搭載部が形成される絶縁基体が長方形状であったとしても、外部接続の長期信頼性および電子部品の気密封止の信頼性に優れた電子部品搭載用基板および電子装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電子部品搭載用基板は、板状の支持体と、中央部の下面が前記支持体の上面に取着され、外周部が前記支持体の側面よりも外側に延出するとともに前記支持体の下面側に向かって巻き込むようにして折りこまれている絶縁シートと、絶縁シートの上面に、前記中央部またはその周囲から前記外周部にかけて形成された配線導体とを具備しており、絶縁シートの上面の中央部に電子部品が搭載されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の電子部品搭載用基板は好ましくは、前記絶縁シートの上面に、前記電子部品が搭載される部位を取り囲むようにして枠体が取着されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の電子部品搭載用基板は好ましくは、前記支持体は、前記絶縁シートの折りこまれた前記外周部の高さと同じ厚みを有していることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の電子部品搭載用基板は好ましくは、前記支持体は、長方形の板状であり、その両短辺側から絶縁シートの前記外周部が外側に延出しており、前記電子部品は長方形状の光半導体素子であり、前記枠体の上面に透光性蓋体が取着されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の電子装置は、上記構成の電子部品搭載用基板と、前記絶縁シートの上面の中央部に搭載されるとともに電極が前記配線導体に電気的に接続された電子部品とを具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電子部品搭載用基板によれば、外周部が支持体の側面よりも外側に延出するとともに支持体の下面側に向かって巻き込むようにして折りこまれている絶縁シートと、絶縁シートの上面に、中央部またはその周囲から上記外周部にかけて形成された配線導体とを具備し、その配線導体が従来のリード端子と同様の外部接続用端子として機能することから、電子部品搭載用基板にラインセンサー等の光半導体素子やその他種々の電子部品を搭載して電子装置となし、これを外部電気回路基板に実装した後、この外部接続用端子に熱応力等の応力が作用したとしても、折り込まれた絶縁シートが弾性変形することによりきわめて効果的にこの応力を吸収し緩和することができる。そのため、長期にわたって外部電気回路との接続を良好に確保することができる。
【００１６】
また、絶縁シートは、電子部品が搭載される中央部が支持体で支持固定されているので、電子部品を搭載したときにたわんで変形するようなことはなく、電子部品に傾きや位置ずれ等の不具合を生じさせることなく搭載し支持固定することができる。そのため、電子部品の電極を確実に対応する配線導体と位置合わせして電気的に接続すること等が可能で、信頼性に優れた電子装置を形成することができる。
【００１７】
また、本発明の電子部品搭載用基板は好ましくは、絶縁シートの上面に、電子部品が搭載される部位を取り囲むようにして枠体が取着されていることから、電子部品を蓋体を用いて中空状態で気密に封止することが容易かつ確実に行なえるようになり、より封止の信頼性に優れた電子装置を形成することが可能な電子部品搭載用基板を提供することができる。
【００１８】
また、この場合、絶縁シートと枠体との間を通るのがほとんど変形のない配線導体のみであるため、外部接続用端子として機能している絶縁シートに応力が作用して変形したとしても、絶縁シートと枠体との間に隙間が生じるようなことはなく、電子部品が搭載されている搭載部の気密封止の信頼性を良好に確保することができる。
【００１９】
また、本発明の電子部品搭載用基板は好ましくは、支持体は、絶縁シートの折りこまれた外周部の高さと同じ厚みを有していることから、絶縁シートの折りこまれた外周部の表面に形成されている配線導体を外部電気回路基板の回路配線に接続したときに、支持体の下端部が外部電気回路基板の表面に直接接するようになるため、搭載される電子部品が発する熱を支持体を介して、外部電気回路基板側へ効果的に伝熱し、外部に放出することができる。これにより、電子部品が例えば発熱量の多い半導体素子のような場合でも、長期にわたって電子部品の温度が高くなりすぎることを防止し、確実かつ正常に作動させ続けることができる。従って、より長期信頼性に優れた電子装置を形成することが可能な電子部品搭載用基板を提供することができる。
【００２０】
また、本発明の電子部品搭載用基板は好ましくは、支持体は、長方形の板状であり、その両短辺側から絶縁シートの外周部が外側に延出しており、電子部品は長方形状の光半導体素子であり、枠体の上面に透光性蓋体が取着されることから、特に長細い長方形状のラインセンサー等の光半導体素子であっても、支持体の長さを十分に確保して絶縁シートの光半導体素子が搭載される中央部を確実に支持させることができ、傾きや位置ずれ等を生じさせることなく、電子部品を搭載し固定することができる。また、枠体の上面に透光性蓋体が取着されるので、光半導体素子の上面に形成されている受光部に外部の光を確実に受光させることができる。その結果、透光性蓋体と光半導体素子の受光部との間に傾きや位置ずれが生じることが効果的に防止された、受光精度に優れた電子装置（光半導体装置）を形成することができる。
【００２１】
本発明の電子装置は、上記構成の電子部品搭載用基板と、絶縁シートの上面の中央部に搭載されるとともに電極が配線導体に電気的に接続された電子部品とを具備していることから、外部接続の長期信頼性および電子部品の気密封止の信頼性に優れた電子装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の電子部品搭載用基板および電子装置を添付図面に基づき詳細に説明する。図１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１例を示し、１は支持体、２は絶縁シート、３は枠体、４は配線導体、７は蓋体である。これらの、支持体１、絶縁シート２、枠体３および配線導体４により主に電子部品搭載用基板が構成される。また、この電子部品搭載用基板に電子部品５を搭載することにより電子装置８が構成される。
【００２３】
本発明における支持体１は、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，ポリエステル樹脂等の有機樹脂、またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，銅およびその合金等の金属材料、または酸化アルミニウム質焼結体，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焼結体やガラス等の無機材料を、板状に切削加工、プレス加工またはエッチング加工することにより成形される。
【００２４】
また、支持体１は、有機樹脂からなる場合、支持体１の形状に合わせて作製した成型用金型の中に、未硬化のエポキシ樹脂等の有機樹脂材をインジェクション成型やトランスファー成型等の手段で充填し硬化させることにより形成することもできる。
【００２５】
この支持体１の上面には絶縁シート２が取着される。この絶縁シート２の外周部は支持体１の側面よりも外側に延出するとともに支持体１の下面側に向かって巻き込むようにして折りこまれている。
【００２６】
絶縁シート２は、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，ポリエステル樹脂等の樹脂等の絶縁材料を板状に成形することにより形成されており、上面の中央部に電子部品５の搭載部２ａを有している。絶縁シート２は、例えば、ポリイミド樹脂から成る場合、圧延法等の成形法により未硬化のポリイミド樹脂を板状に成形するとともに硬化させることにより形成される。
【００２７】
この絶縁シート２は、両端部が支持体１の下面側に向かって折り込まれている。また、絶縁シート２の上面の搭載部２ａが形成されている中央部またはその周囲から支持体１の下面側に折り込まれている絶縁シート２の外周部にかけて、配線導体４が形成されている。
【００２８】
絶縁シート２は、上面に搭載部２ａを取り囲むようにして枠体３が取着されていることが好ましい。この場合、後述するように電子部品５を蓋体７で覆って中空状態で気密封止する際、蓋体７の取着が確実かつ強固なものとなり、気密封止の信頼性をより高くすることができる。
【００２９】
この枠体３は、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，ポリエステル樹脂等の絶縁材料を枠状に成形することにより形成されており、例えば、支持体１と同様の材料により形成される。枠体３は、例えば、エポキシ樹脂から成る場合、インジェクション成型やトランスファ成型等の成型法により未硬化のエポキシ樹脂を成形金型内で枠状に成形するとともに熱硬化させることにより形成される。
【００３０】
この絶縁シート２の上面、好ましくは枠体３の内側の上面に電子部品５が搭載される。このため、絶縁シート２および支持体１、必要に応じて枠体３は、それぞれ電子部品５の形状に対応した形状に成形され、例えば一般的な長方形等の四角形状の電子部品５の形状に対応した形状とされる。
【００３１】
絶縁シート２は、その上面に搭載部２ａが形成されている中央部またはその周囲から外周部にかけて配線導体４が形成されている。配線導体４は、搭載部２ａに搭載される電子部品５に電気的に接続され、これを外部に導出して外部電気回路基板（図示せず）の回路配線に電気的に接続させる機能をなす。配線導体４は、銅，銀等の金属材料から成り、例えば銅から成る場合、銅箔を、絶縁基体１の上面の載置部１ａから絶縁シート２の表面にかけて貼り付けておき、エッチング法等により所定の配線パターンに加工することにより形成される。
【００３２】
なお、図１において、配線導体４は、絶縁シート２の折り込まれた外周部と絶縁シート２の載置部２ａの周囲とにおいて厚く形成された形態で示されているが、載置部２ａから絶縁シート２の折り込まれた外周部にかけての全長にわたって同じ厚さで形成してもよい。
【００３３】
そして、絶縁シート２の載置部２ａに電子部品５を搭載するとともに樹脂接着剤等を介して接着固定し、電子部品５の電極（図示せず）をボンディングワイヤ６等を介して配線導体４のうち搭載部２ａの周囲に露出した部位に電気的に接続し、その後、枠体３の上面に蓋体７を樹脂封止剤を介して接合させること等により、電子部品５を、絶縁シート２と枠体３と蓋体７とから成る容器内部に気密に封止した電子装置８が形成される。
【００３４】
なお、電子装置の封止は、電子部品５やボンディングワイヤ６、配線導体４等を封止用樹脂で覆うことにより行なってもよい。この場合、枠体３は必ずしも必要ではないが、余計な封止用樹脂が絶縁シート２の外周側に流れ出して、配線導体４を外部電気回路基板の回路配線に電気的に接続する際の妨げになることを防止するといった効果があるので、その点では取着しておくことが好ましい。
【００３５】
蓋体７は、ガラス，樹脂，金属，セラミックス等の材料により形成され、四角形状等の板状である。この蓋体７は、電子部品５がラインセンサー等の光半導体素子である場合、ガラス，サファイア，ポリマ系樹脂等の透光性の材料により形成される。またこの場合、蓋体７は、ガラスの一部に反射防止膜をコーティングしたものでもよい。
【００３６】
この電子装置について、配線導体４のうち絶縁シート２の外周部の上面側に形成された部位の一部を外部電気回路基板の回路配線等の所定位置に半田等を介して電気的，機械的に接続することにより、電子装置の外部電気回路基板への実装が行われる。
【００３７】
本発明の電子部品搭載用基板および電子装置は、上記のように、板状の支持体１と、中央部の下面が支持体１の上面に取着され、外周部が支持体１の側面よりも外側に延出するとともに支持体１の下面側に向かって巻き込むようにして折りこまれている絶縁シート２と、絶縁シート２の上面の中央部またはその周囲から外周部にかけて形成された配線導体４とを具備するものである。この構成により、絶縁シート２と配線導体４とを外部接続用端子として機能させることができ、電子部品搭載用基板にラインセンサー等の半導体素子やその他種々の電子部品５を搭載して電子装置となし、これを外部電気回路基板に実装した後、この外部接続用端子に熱応力等の応力が作用したとしても、折り込まれた絶縁シート２の外周部が弾性変形することによりきわめて効果的にこの応力を吸収し緩和することができる。そのため、長期にわたって外部電気回路との接続を良好に確保することができる。
【００３８】
また、絶縁シート２は、電子部品５が搭載される中央部が支持体１で支持固定されているので、電子部品５を搭載したときにたわんで変形するようなことはなく、電子部品５に傾きや位置ずれ等の不具合を生じさせることなく搭載し支持固定することができる。そのため、電子部品５の電極を確実に対応する配線導体４と位置合わせして電気的に接続すること等が可能で、接続の信頼性に優れた電子部品搭載用基板および電子装置とすることができる。
【００３９】
また、絶縁シート２は、外周部が支持体１の側面よりも外側に延出するとともに支持体１の下面側にむかって巻き込むようにして折りこまれているため、絶縁シート２の上面に枠体３を取着した場合でも、絶縁シート２と枠体３との間を通るのがほとんど変形しない配線導体４のみであるため、外部接続用端子として機能している絶縁シート２の支持体１の下面側にむかって巻き込むようにして折りこまれている外周部に応力が作用して変形したとしても、絶縁シート２と枠体３との間に隙間が生じるようなことはなく、電子部品５を収容する容器の気密封止の信頼性を良好に確保することができる。
【００４０】
また、本発明の電子部品搭載用基板は、支持体１は、絶縁シート２の折りこまれた外周部の高さと同じ厚みを有していることが好ましい。これにより、絶縁シート２の折りこまれた外周部の表面に形成されている配線導体４を外部電気回路基板の回路配線に接続したときに、支持体１の下面が外部電気回路基板の表面に直接接するようになるため、搭載される電子部品５が発する熱を支持体１を介して外部電気回路基板側へ効果的に伝熱し、外部に放出することができる。これにより、電子部品５が、例えば発熱量の多い半導体素子のような場合でも、長期にわたって電子部品５の温度が高くなりすぎることを防止し、確実かつ正常に作動させ続けることができ、より長期信頼性に優れた電子部品搭載用基板および電子装置を提供することができる。
【００４１】
なお、絶縁シート２は厚みが７０〜３００μｍであることが好ましい。厚みが７０μｍ未満では、絶縁シート３が変形しやすくなりすぎるため、電子装置８を外部電気回路基板に実装するときの位置合わせが難しくなり、電子装置８を正常に外部電気回路基板の回路配線等に接続することが難しくなるおそれがある。３００μｍを超えると、絶縁シート２が変形しにくくなるため、特に発熱量の大きな電子部品５を搭載する場合には、絶縁シート２が大きな応力を効果的に吸収することができる弾性を得ることが難しくなる傾向がある。
【００４２】
また、絶縁シート２の幅は、搭載される電子部品５の電極を外部接続するための配線導体４を形成することができるような幅とする必要がある。電子装置５の小型化のためには、配線導体４の幅および隣接間隔は小さければ小さいほどよいが、隣接する配線導体４間での電気的短絡の危険性を回避したり、製造を容易とする上では、配線導体４はその幅および隣接間隔を３０〜７００μｍとすることが好ましい。従って、絶縁シート２の幅は、配線導体４の幅および隣接間隔を配線導体４の数に対応して積算した幅にすることが好ましい。
【００４３】
また、本発明の電子部品搭載用基板は、支持体１は、長方形の板状であり、その両短辺側から絶縁シート２の外周部が外側に延出しており、電子部品５は長方形状の光半導体素子であり、枠体３の上面に透光性蓋体７が取着されることが好ましい。この構成により、電子部品５が、特に長細い長方形状のラインセンサー等の光半導体素子であっても、支持体１の長さを十分に確保して絶縁シート２の電子部品５が搭載される中央部を確実に支持させることができ、傾きや位置ずれ等を生じさせることなく、電子部品５としての光半導体素子を搭載し固定することができる。また、枠体３の上面に透光性蓋体７が取着されるので、光半導体素子の上面に形成されている受光部に外部の光を確実に受光させることができる。その結果、透光性蓋体７と光半導体素子５の受光部との間に傾きや位置ずれが生じることが効果的に防止された、受光精度に優れた電子装置（光半導体装置）を形成することができる。
【００４４】
長いラインセンサー素子の長辺方向の両端部では熱応力が非常に大きくなるので、熱応力を吸収緩和する機能に特に優れることが要求される。また、わずかなラインセンサー素子の傾きでも、受光精度が劣化して正常にセンサーとして機能しなくなるおそれがあるので、傾き等を生じないものであることも要求される。本発明の電子部品搭載用基板および電子装置８は、上述のように熱応力を吸収し緩和する効果が大きく、かつ電子部品５に傾きが生じることが極めて効果的に防止されたものであるため、細長いラインセンサー素子を搭載して光半導体装置（ラインセンサー装置）を形成するのに特に適したものとなっている。
【００４５】
なお、本発明は上述の実施の形態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内であれば種々の変更は可能である。例えば、上記実施の形態では、絶縁シート２および枠体３を樹脂で形成した場合について説明したが、酸化アルミニウムや酸化ケイ素等の無機物粉末をエポキシ樹脂等の樹脂で結合してなる複合材料等により形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の電子部品搭載用基板を用いた電子装置の実施の形態の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・支持体
２・・・絶縁シート
２ａ・・搭載部
３・・・枠体
４・・・配線導体
５・・・電子部品
７・・・蓋体
【図１】
2005317599.tif 000003