(57)【要約】【課題】堅牢性に優れた蓋体を用い余分な加工をすることなしに、パッケージ本体と蓋体との接着剤層からの水分の浸入を抑えた気密性の高い電子部品用パッケージを得ること。【解決手段】凹部を有するパッケージ本体と、このパッケージ本体を覆う蓋体と、上記パッケージ本体と上記蓋体とを接合する接着剤層となるからなる電子部品用パッケージにおいて、この接着剤層中に上記パッケージ本体の凹部の開口部を囲むように金属枠体を配設する。【選択図】図１
2005260029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有するパッケージ本体と、このパッケージ本体を覆う蓋体と、上記パッケージ本体と上記蓋体とを接合する接着剤層と、この接着剤層中に上記パッケージ本体の凹部の開口部を囲むように配設された金属枠体とからなる電子部品用パッケージ。
【請求項２】
金属枠体が、切目のない一体のものであることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項３】
金属枠体が、その一部が切断されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項４】
金属枠体が、金属線でなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項５】
金属枠体が、金属箔でなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項６】
金属枠体が、複数本の金属線でなることを特徴とする請求項４に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項７】
金属箔でなる枠体の断面が、中央が厚く両端が薄い形状、または、外周側が厚く内周側が薄い形状、または、外周側が薄く内周側が厚い形状であることを特徴とする請求項５に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項８】
請求項１〜７のいづれかに記載の電子部品用パッケージにおけるパッケージ本体の凹部に、電子部品が搭載され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、電子部品を気密に封止するパッケージとこのパッケージを用いた電子装置に関するものであり、特に、本体と本体部を覆う蓋部を接着剤で接合して電子部品を気密に封止するパッケージとこのパッケージを用いた電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波素子や固体撮像素子などの電子部品は空気中の水分によって腐食され、機能が劣化するので、これらの電子部品はセラミック製のパッケージ本体の凹部に収納された後、蓋体をロウ付けや低融点ガラスの融着等の手法で接合し、気密封止されている。
これらの接合方法は高い気密信頼性が得られるものの、接合を高温で行なう必要があり、内部の電子部品を損傷する場合があるとともに、製造コストも高いとの問題があった。
このような問題を解決するものとして、樹脂系接着剤（以降は単に接着剤とよぶ）でパッケージ本体と蓋体とを接合した電子部品用パッケージが提案されているが、封止後に空気中の水分が、主に接着剤を通してパッケージ外部より内部に侵入し、内部に収納した電子部品を劣化させるとの問題があった。
パッケージ本体に蓋体を接着剤で接合した電子部品用パッケージにおいて、水分の浸入を低減させるパッケージとして、接着剤の配合処方、粘度、硬化条件などを適切に選定して、接着剤層を薄くしたものがある。（例えば、特許文献１参照）。
また、パッケージ本体の接着部に凸凹、ソリ、ウネリなどがあっても、薄い接着剤層を形成させ、水分の浸入を低減させるパッケージとして、パッケージ本体の接着部の凸凹、ソリ、ウネリなどに追随して変形できる金属箔を蓋体に用いたものがある。（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２３９１５５号公報（第２頁）
【特許文献２】特許平７−２１２１６９号公報（第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記薄い接着剤層を形成させる電子部品用パッケージでは、パッケージ本体の接着部に凸凹、ソリ、ウネリがあると、薄い接着層とはならないので、パッケージ本体と蓋体とを研磨し接合面を平坦化する必要があるとともに、接合面に高い面精度が要求され、パッケージの余分な加工が必要であるとの問題があった。
また、蓋体に金属箔を用い、この蓋体をパッケージ本体に接着剤で接合した電子部品用パッケージでは、蓋体の剛性が低くく、パッケージの堅牢性が劣るという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、堅牢性に優れた蓋体を用い、しかも、パッケージ本体や蓋体の接合部を平坦化したり、面精度を向上させたりするなど、余分な加工をすることなしに、パッケージ本体と蓋体との接着剤層からの水分の浸入を抑えた気密性の高い電子部品用パッケージとこのパッケージを用いた電子装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子部品用パッケージは、凹部を有するパッケージ本体と、このパッケージ本体を覆う蓋体と、上記パッケージ本体と上記蓋体とを接合する接着剤層と、この接着剤層中に上記パッケージ本体の凹部の開口部を囲むように配設された金属枠体とからなるものである。
【０００７】
本発明の電子装置は、上記電子部品用パッケージにおけるパッケージ本体の凹部に、電子部品が搭載されたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電子部品用パッケージは、凹部を有するパッケージ本体と、このパッケージ本体を覆う蓋体と、上記パッケージ本体と上記蓋体とを接合する接着剤層と、この接着剤層中に上記パッケージ本体の凹部の開口部を囲むように配設された金属枠体とからなるものであり、堅牢で気密性が優れるとともに、接合部の強度が優れ、搭載する電子部品の信頼性が向上する。
【０００９】
本発明の電子装置は、上記電子部品用パッケージにおけるパッケージ本体の凹部に、電子部品が搭載されたものであり、長期の耐湿信頼性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１.
図１は、実施の形態１の電子部品用パッケージの縦断面の模式図｛図１（ａ）｝と図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面の模式図｛図１（ｂ）｝である。
図１に示すように、本実施の形態の電子部品用パッケージ１０は、電子部品が収納される凹部を有するパッケージ本体１と、このパッケージ本体１を覆う蓋体２とからなり、パッケージ本体１と蓋体２とは接着剤層３により接合されている。そして、接合部の接着剤層３中には、パッケージ本体１の凹部の開口部５を囲むようにして、金属枠体４が配設されている。
【００１１】
パッケージ本体１の材質は、気密性や信頼性の観点からセラミックが好ましく、例えば、アルミナ焼結、ムライト焼結体、窒化アルミニウム焼結体、酸化ベリリウム焼結体、炭化珪素焼結体などが挙げられるが、セラミックであれば、特に限定されない。そして、一般的な積層セラミックパッケージの製法によって製造される。
また、蓋体２の材質は、金属やセラミックが好ましく、金属としては、例えば、４２アロイやコバールが挙げられ、セラミックとしては、例えば、アルミナ焼結体、ムライト焼結体、窒化アルミニウム焼結体、酸化ベリリウム焼結体、炭化珪素焼結体などが挙げられ、金属やセラミックであれば、特に限定されない。
また、接着剤３は、耐透湿性や接着性の観点からエポキシ系接着剤が好ましいが、エポキシ系接着剤に限定されるものではない。
【００１２】
また、接着剤層３中に配設される金属枠体４としては、金属線や金属箔が用いられ、その材質は、塑性変形するものであれば特に限定されないが、例えば、金やアルミニウムなどが挙げられ、耐腐食の観点からは金が好ましい。
図１に示す金属枠体４は矩形状であるが、開口部５を囲むことができれば、多角形であっても良く、各辺は直線でなくても良い。
【００１３】
図２は本実施の形態で用いられる金属線枠体を示す図である。金属線枠体６の断面形状は特に限定されないが、その直径や接着剤層の厚さ方向の径が２０〜１００μｍのものが好ましい。上記径が２０μｍ以上では接着剤層３の厚さが確保できるので好ましく、上記径が１００μｍ以下では、接着剤層３の硬化収縮による応力が小さいので好ましい。
図３は本実施の形態で用いられる金属箔枠体を示す図である。金属箔枠体７としては、断面が矩形状で、その厚さは金属線の径と同じ２０〜１００μｍであり、その幅はパッケージ本体１の接合部の幅が１〜３ｍｍの場合、パッケージ本体１の接合部の幅の５〜２０％である。上記金属箔枠体７の厚さが２０〜１００μｍであると、金属線枠体の場合と同様の効果が得られる。上記金属箔枠体７の幅がパッケージ本体１の接合部の幅の２０％までであると、接着剤のみの部分の接合部が十分に確保でき、パッケージ接合部の強度低下が小さい。
【００１４】
本実施の形態の電子部品用パッケージ１０は以下の方法によって製造される。
まず、パッケージ本体１の接合面に、液状の接着剤をディスペンサーあるはスクリーン印刷装置で塗布する。次に、形成された接着剤層中に、金属枠体４をパッケージ本体１の開口部５を囲むようにして配置する。このとき、金属枠体４は接着剤中に埋没させる。次に、蓋体２をパッケージ本体１の接合面に載せ、蓋体２に所定の押圧を加えながら、接着剤を硬化させて、電子部品用パッケージ１０を完成する。
ここでは、液状の接着剤を用いる場合を示したが、固形のフィルム状接着剤を用いる場合は、パッケージ本体１の接合面の形状に加工した接着剤フィルムを、パッケージ本体１の接合面に載置し、さらにこの接着剤フィルム上に金属枠体４を配設する。そして、蓋体２の接合時に、全体を加熱しながら蓋体２を押圧して、フィルム状接着剤を一度液状化させ、金属枠体４を接着剤中に埋没させた後に、接着剤を硬化させる。
上記方法では、パッケージ本体１の接合面に未硬化の接着剤層を設けた後、金属枠体４を配設しているが、金属枠体４をパッケージ本体１または蓋体２の接合面に仮固定した後に、パッケージ本体１の接合面に未硬化の接着剤層を設けて、蓋体２を接合しても良い。仮固定の方法としては、例えば、ワイヤボンディング法が挙げられる。
【００１５】
本実施の形態で得られる電子部品用パッケージ１０は、接合部の接着剤層３中に、パッケージ本体１の開口部５を囲むようにして、上記のような金属枠体４が設けられているので、パッケージ本体１や、蓋部２の接合面に、凸凹やソリやウネリがあっても、蓋体２を押圧しながら接合することにより、金属枠体４が塑性変形して、金属枠体４とパッケージ本体１との接触部にできる隙間、および、金属枠体４と蓋体２との接触部にできる隙間を吸収し、上記各接触部は薄い接着剤層となり、気密性が優れている。それと、金属枠体４に切れ目がないので、接合部の気密性が特に優れている。また、金属枠体４以外の接着剤層３では、金属枠体４と同程度の厚さの接着剤層３となり、接合部の強度が優れている。
すなわち、接合部の気密性と強度とが優れ、搭載する電子部品の信頼性が向上する電子部品用パッケージが得られる。
また、蓋体２が、従来の所定の厚さを有するセラミックや金属の板からなるので、堅牢性にも優れた電子部品用パッケージが得られる。
【００１６】
実施の形態２．
図４は、実施の形態２の電子部品用パッケージの接着前のパッケージ本体の接合面を示す図である。
図４に示すように、本実施の形態の電子部品用パッケージは、金属枠体に、その一部が切断されているものを用いた以外、実施の形態１と同様なものである。本実施の形態で用いられる金属枠体８の切断部の間隔は、電子部品用パッケージの気密性の点から狭い方が好ましく、切断部同士が接触していることが特に好ましい。
本実施の形態の電子部品用パッケージは、実施の形態１の電子部品用パッケージと同様な効果を有する。
【００１７】
実施の形態３．
図５は、実施の形態３の電子部品用パッケージの接着前のパッケージ本体の接合面を示す図である。
図５に示すように、本実施の形態の電子部品用パッケージは、パッケージ本体１の開口部５を、４個の金属体で囲って金属枠体９とした以外、実施の形態１と同様なものである。本実施の形態で用いられる一つ金属体の端部と他の金属体の端部との間隔は、電子部品用パッケージの気密性の点から狭い方が好ましく、端部同士が接触していることが特に好ましい。本実施の形態で用いられる金属体は、実施の形態１で用いられたのと同様な材質と径の金属線、または、実施の形態１で用いられたのと同様な材質と厚さと幅との金属箔である。
本実施の形態の電子部品用パッケージは、実施の形態１の電子部品用パッケージと同様な効果を有する。それと、金属枠体への加工が少なく金属枠体を簡単に得られる。
【００１８】
実施の形態４．
図６は、実施の形態３の電子部品用パッケージの接着前のパッケージ本体の接合面を示す図である。
図６に示すように、本実施の形態の電子部品用パッケージは、径が２０〜５０μｍの金属線の４本を井桁状にして、パッケージ本体１の開口部５を囲って、金属枠体１１とした以外、実施の形態１と同様なものである。
本実施の形態で用いられる金属枠体１１は、金属線が重なっている部分あるが、線径が５０μｍ以下であるので、蓋体２を接着する時の押圧による金属線の塑性変形により、上記重なった部分の厚さが十分に薄くなり、パッケージ本体１と金属枠体１１との接合部および蓋体２と金属枠体１１との接合部の接着剤層３を薄くできる。それと、各金属線が重なっており、金属線間に隙間がないので、狭い隙間を有する金属枠体を用いた実施の形態２や実施の形態３の電子部品用パッケージより、さらに気密性に優れた電子部品用パッケージである。それと、金属枠体への加工が少なく金属枠体を簡単に得られる。
【００１９】
図６に示す金属枠体は、４本の金属線を井桁状にして形成しているが、２本のＬ字型の金属線でパッケージ本体１の開口部５を囲い、その端部を重ねて金属枠体としても良く、コの字型の金属線と直線の金属線との２本でパッケージ本体１の開口部５を囲い、その端部を重ねて金属枠体としても良い。
また、パッケージ本体の開口部の形状に応じて、３本や５本など、複数本の金属線でパッケージ本体の開口部を囲い、その端部を重ねて金属枠体としても良い。
【００２０】
実施の形態５．
実施の形態５の電子部品用パッケージは、金属枠体に幅方向で厚さが変化する金属箔を用いた以外、実施の形態１と同様のものである。
図７は、本実施の形態の電子部品用パッケージに用いられる第１の断面形状の金属箔枠体の上面と断面形状とを示す図である。図８は、本実施の形態の電子部品用パッケージに用いられる第２の断面形状の金属箔枠体の上面と断面形状とを示す図である。図９は、本実施の形態の電子部品用パッケージに用いられる第３の断面形状の金属箔枠体の上面と断面形状とを示す図である。
図７に示す第１の断面形状の金属箔枠体１２は、中央が厚く両端が薄いものである。図８に示す第２の断面形状の金属箔枠体１３は、外周側が厚く内周側が薄いものである。図９に示す第３の断面形状の金属箔枠体１４は、外周側が薄く内周側が厚いものである。本実施の形態では、厚さが直線的に変化しているが、これに限定されるものではない。
【００２１】
金属箔枠体の断面形状が上記のように幅方向で厚さが変化しているので、金属箔枠体は、パッケージ本体１または蓋体２との接触面積が小さく、接着する時の押圧による金属箔枠体の塑性変形量がおおきくなり、パッケージ本体１や蓋体２に大きなソリやヒズミや凸凹があっても、各接合面と金属箔枠体との間の接着剤層３を薄くできる。
そして、金属箔枠体以外の接着剤層３では、塑性変形後の金属箔枠体と同程度の厚さとなり、気密性が優れるとともに、接合部の強度が優れ、搭載する電子部品の信頼性が向上する電子部品用パッケージが得られる。
また、蓋体２が、従来の所定の厚さを有するセラミックや金属の板からなるので、堅牢性にも優れた電子部品用パッケージが得られる。
【００２２】
実施の形態６.
図１０は、実施の形態６の電子装置を示す図である。
図１０に示すように、本実施の形態の電子装置２０は、実施の形態１〜実施の形態５のいずれかの電子部品用パッケージのパッケージ本体１の凹部に、半導体素子２１などの電子部品を搭載したものである。
すなわち、まずパッケージ本体１の凹部に半導体素子２１をダイボンドで接着する。そして、半導体素子２１の電極パッド(図示せず)とパッケージ本体１に設けられた外部リード（図示せず)に連通する電極パッド（図示せず)とを、ワイヤーボンド２２で接続する。次に、実施の形態１に示す方法により、蓋体２をパッケージ本体１に接着し、半導体素子２１を封止して、電子装置２０を完成する。
このようにして構成した電子装置２０は、パッケージ本体１と蓋体２との接着剤層３内に金属枠体４が設けられており、堅牢で気密性が優れるとともに、接合部の強度が優れたパッケージに電子部品が封止された電子装置であり、長期信頼性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１の電子部品用パッケージの縦断面模式図｛図１（ａ）｝と図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面模式図｛図１（ｂ）｝である。
【図２】実施の形態１で用いられる金属線枠体を示す図である。
【図３】実施の形態１で用いられる金属箔枠体を示す図である。
【図４】実施の形態２の電子部品用パッケージの接着前のパッケージ本体の接合面を示す図である。
【図５】実施の形態３の電子部品用パッケージの接着前のパッケージ本体の接合面を示す図である。
【図６】実施の形態４の電子部品用パッケージの接着前のパッケージ本体の接合面を示す図である。
【図７】実施の形態５の電子部品用パッケージに用いられる第１の断面形状の金属箔枠体の上面と断面形状とを示す図である。
【図８】実施の形態５の電子部品用パッケージに用いられる第２の断面形状の金属箔枠体の上面と断面形状とを示す図である。
【図９】実施の形態５の電子部品用パッケージに用いられる第３の断面形状の金属箔枠体の上面と断面形状とを示す図である。
【図１０】実施の形態６の電子装置を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  パッケージ本体、２  蓋体、３  接着剤層、４，８，９，１１  金属枠体、５  開口部、６  金属線枠体、７，１２，１３，１４  金属箔枠体、１０  電子部品用パッケージ、２０  電子装置、２１  半導体素子、２２  ワイヤーボンド。
【図１】
2005260029.tif 000003
【図２】
2005260029.tif 000004
【図３】
2005260029.tif 000005
【図４】
2005260029.tif 000006
【図５】
2005260029.tif 000007
【図６】
2005260029.tif 000008
【図７】
2005260029.tif 000009
【図８】
2005260029.tif 000010
【図９】
2005260029.tif 000011
【図１０】
2005260029.tif 000012