(57)【要約】【課題】  電子部品収納容器１０は、配線層３５を挟持したセラミックシート層のシール性を高めること。【解決手段】  電子部品収納容器１０の容器本体１２は、キャビティ１１内に電子部品ＥＰを収納して蓋体２０で封止する。容器本体１２には、電子部品ＥＰと外部回路との信号を授受するための電気接続部が配設されている。電気接続部は、配線層３５を経て外部端子３４に接続されている。配線層３５のうちキャビティ１１から電子部品収納容器１０の外面まで貫通する第１の接続部３６Ｆは、キャビティ１１に露出しない第２の接続部３６Ｓと比べて線幅が狭く形成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを有し、該キャビティ内に電子部品を密閉した状態で収納する電子部品収納容器において、
複数積層したセラミックシート層により構成され上記キャビティを形成する容器本体と、
上記キャビティを密閉するように上記容器本体に封着される蓋体と、
上記容器本体の外表面に設けられた外部端子と、
上記セラミックシート層の間に少なくとも一部分が介在した配線層と、
を備え、
上記配線層は、上記外部端子に接続され上記キャビティに一部が露出した第１の接続部と、上記外部端子に接続され上記キャビティに露出しない第２の接続部とを有し、
上記第１の接続部は、上記第２の接続部より線幅が狭い細線部を有すること、
を特徴とする電子部品収納容器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品収納容器において、
上記外部端子は、半円筒形状のビア電極であり、
上記細線部は、上記外部端子の直径より小さい線幅に形成されている電子部品収納容器。
【請求項３】
キャビティを有し、該キャビティ内に電子部品を密閉した状態で収納する電子部品収納容器において、
複数積層したセラミックシート層により構成され上記キャビティを形成する容器本体と、
上記キャビティを密閉するように上記容器本体に封着される蓋体と、
上記容器本体の外表面に設けられた外部端子と、
上記セラミックシート層の間に少なくとも一部分が介在した配線層と、
を備え、
上記配線層は、上記キャビティに一部が露出した第１の接続部と、該第１の接続部に対して上記セラミックシート層を隔てて配置され上記外部端子に接続されるとともにキャビティに露出しない第２の接続部と、
を備え、
上記第１の接続部と上記第２の接続部とは、上記セラミックシート層を貫通した貫通導体を介して接続されていること、
を特徴とする電子部品収納容器。
【請求項４】
請求項３に記載の電子部品収納容器において、
上記第１の接続部は、上記電子部品とワイヤボンディングにより接続される内部電極パッドである電子部品収納容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子、表面弾性波フィルタや圧電振動子などの電子部品を気密に封止して収納するための電子部品収納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品収納容器を絶縁性のセラミックスから形成したものとして、例えば、特許文献１の技術が知られている。電子部品収納容器は、電子部品を収納するための凹所を有する絶縁基板と、凹所の開口を封止する蓋体と、電子部品と外部端子との電気信号を処理するための配線パターンとにより構成されている。こうした電子部品収納容器は、外気に対する気密性を高めて電子部品の信頼性を高める必要から、高いシール性を必要とする。近年、電子部品収納容器は、小型化への要請がある。この場合に、その外壁を薄くすると、その気密性が十分に確保され難いという問題があった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の技術の課題を検討した結果、気密性を低下させている箇所を見いだすことによってなされたものであり、優れた気密性を有する電子部品収納容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためになされた本発明は、
キャビティを有し、該キャビティ内に電子部品を密閉した状態で収納する電子部品収納容器において、
複数積層したセラミックシート層により構成され上記キャビティを形成する容器本体と、
上記キャビティを密閉するように上記容器本体に封着される蓋体と、
上記容器本体の外表面に設けられた外部端子と、
上記セラミックシート層の間に少なくとも一部分が介在した配線層と、
を備え、
上記配線層は、上記外部端子に接続され上記キャビティに一部が露出した第１の接続部と、上記外部端子に接続され上記キャビティに露出しない第２の接続部とを有し、
上記第１の接続部は、上記第２の接続部より線幅が狭い細線部を有すること、
を特徴とする。
【０００６】
本発明にかかる電子部品収納容器は、電子部品を容器本体のキャビティに収納して、蓋体で封着している。容器本体には、電子部品と外部回路との信号を授受するための外部端子や配線層が配設されている。配線層は、少なくとも一部がセラミックシート層の間に介在し、容器本体の外表面に設けた外部端子に接続されることにより構成されている。配線層は、キャビティに一部が露出した第１の接続部と、キャビティに露出しない第２の接続部とから構成されている。第１の接続部は、第２の接続部より線幅が狭い細線部を有しているので、この細線部の部分がリーク経路を小さくするとともにセラミックシート層に密着して間隙を低減できる。よって、キャビティを外部に対して高いシール性とすることができるので、電子部品の耐久性や信頼性を向上させることができる。
【０００７】
また、電子部品収納容器の好適な態様として、外部端子を半円筒形状のビア電極で形成し、細線部を外部端子の直径より小さい線幅に形成する構成をとることができる。これにより、外部端子をビア電極で形成する場合に金属ペーストの充填を容易にする直径の貫通孔とするとともに、細線部の線幅を小さくすることによりリーク経路を小さくできる。
【０００８】
また、本発明の他の態様として、
キャビティを有し、該キャビティ内に電子部品を密閉した状態で収納する電子部品収納容器において、
複数積層したセラミックシート層により構成され上記キャビティを形成する容器本体と、
上記キャビティを密閉するように上記容器本体に封着される蓋体と、
上記容器本体の外表面に設けられた外部端子と、
上記セラミックシート層の間に少なくとも一部分が介在した配線層と、
を備え、
上記配線層は、上記キャビティに一部が露出した第１の接続部と、該第１の接続部に対して上記セラミックシート層を隔てて配置され上記外部端子に接続されるとともにキャビティに露出しない第２の接続部と、
を備え、
上記第１の接続部と上記第２の接続部とは、上記セラミックシート層を貫通した貫通導体を介して接続されていること、
を特徴とする。
この構成により、キャビティに一部が露出した配線層と外部端子との間にはキャビティから電子部品収納容器の外表面に直接つながる経路が配設されておらず、セラミックシート層を介在することになるから、シール性を高めることができる。
【０００９】
また、本発明の好適な態様として、第１の接続部は、電子部品とワイヤボンディングにより接続される内部電極パッドである構成をとることができる。
【００１０】
さらに、本発明の好適な態様として、電子部品収納容器に電子部品を収納した電子装置として構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（１）  電子部品収納容器の概略構成
図１は本発明の一実施の形態にかかる電子部品を示す断面図である。図１において、電子部品ＥＰは、表面弾性波フィルタとして機能するディバイスであり、圧電セラミック上に櫛歯状の電極を対向して配置することにより構成され、アンテナと外部回路に対して送信信号と受信信号とを分配する帯域フィルタである。この電子部品ＥＰは、気密に封止した状態で使用されるため、電子部品収納容器１０に収納されている。電子部品収納容器１０は、キャビティ１１を形成する容器本体１２と、キャビティ１１を密閉するように容器本体１２に封着されるアルミニウム製の蓋体２０とを備えている。容器本体１２は、複数のセラミックシート層を積層した絶縁基板１４と、該セラミックシート層の一部を打ち抜くことによりキャビティ１１を構成する絶縁側壁１６とを備えている。キャビティ１１内の絶縁基板１４上には、載置部１４ａが形成されており、この載置部に電子部品ＥＰが接着剤などにより固定されている。そして、容器本体１２の上面には、ハンダを介して蓋体２０が接合され、これによりキャビティ１１内を気密に封止している。
【００１２】
容器本体１２は、低温同時焼成セラミックス（LTCC：Low Temperature Co-fired Ceramics）、例えばアルミナにホウケイ酸ガラスを加えた材料を用いることで、アルミナが約１５００℃の高温で焼成されるのに対し、９００℃以下の低温で焼成することができる。
【００１３】
また、電子部品収納容器１０には、電子部品ＥＰを外部回路に接続するための電気接続部、つまり外部電極パッド３２、外部端子３４および配線層３５が形成されている。配線層３５は、配線パターン３６と、内部電極パッド３８とを備え、内部電極パッド３８がワイヤボンディングによるリード線３９を介して電子部品ＥＰに接続されている。
【００１４】
（２）  電気接続部の構成
次に、上述した電気接続部について詳細に説明する。
（２）−１  外部電極パッド３２
図２は電子部品収納容器１０の底面図である。電子部品収納容器１０の底面には、メタライズにより外部電極パッド３２が形成されている。外部電極パッド３２は、本実施例にかかる送受信用フィルタとして機能する電子部品ＥＰを搭載する電子部品収納容器１０では、アンテナ用パッド３２ａ、送信用パッド３２ｂ、受信用パッド３２ｃおよび多数のグランド用パッド３２ｄから構成されている。
【００１５】
（２）−２  外部端子３４
外部端子３４は、電子部品収納容器１０の外表面に形成されている。すなわち、外部端子３４は、積層方向に沿って円筒形状に複数個形成されており、アンテナ用パッド３２ａ、送信用パッド３２ｂ、受信用パッド３２ｃおよびグランド用パッド３２ｄに、それぞれ接続されるアンテナ用外部端子３４ａ、送信用外部端子３４ｂ、受信用外部端子３４ｃおよび複数のグランド用外部端子３４ｄから構成されている。これらの外部端子３４は、電子部品収納容器１０の側壁では半円、コーナーでは９０度の円弧となっている。これは、電子部品収納容器１０は、後述するように積層体から多数個（例えば、１５個×１５個）取りするために、積層体に円形の貫通孔を形成し、該貫通孔壁面に導電材料を印刷した後に貫通孔の中心を通る切断線でカッティングするからである。
【００１６】
（２）−３  配線層３５
上述したように、配線層３５は、配線パターン３６と、内部電極パッド３８とを備える。
（２）−３−１  配線パターン３６
図３は蓋体２０を外した電子部品収納容器１０を上面から見た図、図４は図１の４−４線に沿った断面図であり、キャビティ１１の底面を示す。配線パターン３６は、セラミックシート層の間およびその上面に形成されており、その主要な部分について説明する。絶縁基板１４の上面でかつキャビティ１１の底には、ベースパターン３６ａが長方形に形成されており、さらにこのベースパターン３６ａの外縁から接続パターン３６ｂが延設されてグランド用外部端子３４ｄに接続されている。ここで、接続パターン３６ｂの一端は、該接続パターン３６ｂと同一平面に形成されているグランド用外部端子３４ｄに接続され、他端はキャビティ１１に一部が露出しているベースパターン３６ａに接続されるように配置されており、第１の接続部３６Ｆを構成している。図７の拡大図に示すように、接続パターン３６ｂは、グランド用外部端子３４ｄの直径Ｄ１の１／２以下の線幅Ｗ１の細線部３６ｂ−１となっている。
【００１７】
図５の図１の５−５線の断面に示すように、接続パターン３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ，３６ｆは、その一端がアンテナ用外部端子３４ａ、送信用外部端子３４ｂ、受信用外部端子３４ｃおよびグランド用外部端子３４ｄにそれぞれ接続されており、その他端はキャビティ１１に露出しないようにそれぞれ配置された第２の接続部３６Ｓ（図５では接続パターン３６ｃを代表して示す。）を構成している。
【００１８】
（２）−３−２  内部電極パッド３８
図６の図１の６−６線の断面に示すように、内部電極パッド３８は、アンテナ用内部パッド３８ａ、送信用内部パッド３８ｂ、受信用内部パッド３８ｃおよび複数のグランド用内部パッド３８ｄを備え、それらは図５に示す接続パターン３６ｃと貫通導体３７ａを介して、接続パターン３６ｄと貫通導体３７ｂとを介して、接続パターン３６ｅと貫通導体３７ｃを介して、それぞれ接続されている。貫通導体３７ａ，３７ｂ，３７ｃは、セラミックシート層を貫通して形成されている。上記内部電極パッド３８のうち、例えば、図６のアンテナ用内部パッド３８ａは、キャビティ１１に一部が露出した第１の接続部３６Ｆを構成しており、図５の第２の接続部３６Ｓを構成する接続パターン３６ｃに貫通導体３７ａを介して接続されている。
【００１９】
（２）−４  他の配線層
配線層は、他のセラミックシート層に、グランド用や位相反転用のパターンも形成されているが、ここでは周知であるので省略する。
【００２０】
（２）−５  電気接続部の経路
アンテナ用パッド３２ａから電子部品ＥＰまでの経路は、アンテナ用外部端子３４ａ、接続パターン３６ｃ、貫通導体３７ａ、アンテナ用内部パッド３８ａ、リード線３９である。送信用パッド３２ｂから電子部品ＥＰまでの経路は、送信用外部端子３４ｂ、接続パターン３６ｄ、貫通導体３７ｂ、送信用内部パッド３８ｂである。さらに、受信用パッド３２ｃから電子部品ＥＰまでの経路は、受信用外部端子３４ｃ、接続パターン３６ｅ、貫通導体３７ｃ、受信用内部パッド３８ｃである。
【００２１】
（３）  電子部品収納容器の作用・効果
（３）−１  図７は図４の要部の拡大図である。グランド用外部端子３４ｄは、半円筒形状であり、ベースパターン３６ａに接続パターン３６ｂを介して接続されている。ここで、グランド用外部端子３４ｄの直径をＤ１、接続パターン３６ｄの線幅をＷ１とすると、Ｄ１＝０．５ｍｍ、Ｗ１＝０.１ｍｍであり、Ｄ１＞Ｗ１となっている。なお、図７の２点鎖線は従前の接続パターンを示しており、その線幅Ｗ２が０．５ｍｍであり、本実施例と比べて広くなっている。第１の接続部３６Ｆを構成する接続パターン３６ｂは、キャビティ１１からグランド用外部端子３４ｄまで同一平面で直接接続されているが、その細線部３６ｂ−１の線幅Ｗ１を狭くすることにより、リーク経路となり易い部分を小さくするとともに、セラミックシート層の間で密着して間隙を低減できる。よって、電子部品収納容器１０の小型化により容器本体１２の壁面（絶縁側壁１６の厚み）が薄くなっても、キャビティ１１内部の気密性を高くすることができるので、電子部品ＥＰさらには、電子装置の耐久性や信頼性を向上させることができる。
【００２２】
（３）−２  図７に示す接続パターン３６ｂの線幅Ｗ１は、図５に示す接続パターン３６ｃの線幅Ｗ３との関係では、Ｗ１≦Ｗ３とすることが好ましい。これは、図５の接続パターン３６ｃは、キャビティ１１に露出していない第２の接続部３６Ｓを構成し、セラミックシート層でキャビティ１１に対して遮断されているから、外部からキャビティ１１へのリーク経路とならないのに対し、接続パターン３６ｂは、キャビティ１１から電子部品収納容器１０の外表面に直接にわたって形成された第１の接続部３６Ｆであり、線幅を狭くしてその間の気密性を高めるためである。
【００２３】
（３）−３  図８は電子部品収納容器１０内のアンテナの電気接続部の経路を説明する説明図である。図８に示すように、アンテナ用外部端子３４ａは、接続パターン３６ｃからセラミックシート層を貫通した貫通導体３７ａを経てアンテナ用内部パッド３８ａに接続されている。アンテナ用内部パッド３８ａ（第１の接続部３６Ｆ−２）とアンテナ用外部端子３４ａに接続されている接続パターン３６ｃ（第２の接続部３６Ｓ）とは、セラミックシート層により遮断され、セラミックシート層の間の配線層がリーク経路とならないから、気密性に優れている。
【００２４】
（４）  電子部品収納容器の製造工程
次に電子部品収納容器の製造工程について説明する。電子部品収納容器は、一般的なセラミック積層体の製造工程により製造することができる。容器本体は、セラミックシート層を積層して多数個取り（１５個×１５個）で形成する。セラミックシート層は、セラミックグリーンシートから形成される。セラミックグリーンシートは、泥しょう物を用いてドクターブレード法やカレンダーロール法などのシート成形法により作成することができる。泥しょう物は、例えば、酸化アルミニウム、ホウケイ酸ガラスなどを混合して、さらに有機バインダ、溶剤、可塑剤、分散剤などの添加剤を加えることにより作成される。
【００２５】
続いて、セラミックグリーンシートにパンチングを施して貫通孔を形成する。貫通孔は、図１の金属ペーストが充填されて外部電極となるものである。続いて、セラミックグリーンシート上に電気接続部などを形成するための印刷を施す。電気接続部は、図３〜図６に示すパッドや配線層を形成するように異なったパターンで周知のスクリーン印刷などにより行う。スクリーン印刷は、金属ペーストをセラミックグリーンシート上に塗布することにより行う。金属ペーストとして、銅、銀、タングステン、モリブデン、マンガンなどの金属粉末を用い、これに適当な有機バインダや溶剤を添加混合することにより形成する。
【００２６】
続いて、貫通孔に金属ペーストを圧入する穴埋め工程を行なう。その後、各セラミックシート層に対応したキャビティを形成するよう打ち抜き工程を行なう。そして、打ち抜きされた各層のセラミックグリーンシートは、圧着された後に切断され、さらに９００℃で焼成され、その後アニール処理される。そして、焼成後の積層体は、分割され、さらにメッキ等の後処理が施されることにより上記電子部品収納容器が得られる。
【００２７】
さらに、電子部品収納容器のキャビティ内の載置部に電子部品を接着剤などで固定し、電子部品の端子と内部電極パッドとをワイヤボンディングで接続し、さらにロウ材により蓋体で封止することにより電子装置が得られる。
【００２８】
（５）  電子部品収納容器の試験
電子部品収納容器のシール性および電気特性の試験およびその結果は、以下の通りである。
（５）−１  リーク試験
リーク試験は、ゴム基板上に電子部品収納容器を載置し、電子部品収納容器のキャビティ内を真空吸引にし、さらに、電子部品収納容器に向けてＨｅガスを吹き付けることにより行なった。ここで、電子部品収納容器の外形は、縦３．５ｍｍ×横３．５ｍｍ×高さ１．５ｍｍである。また、セラミックシート層の厚さは、１５０μｍ、配線層の厚さは、１５μｍ、図７のＤ１＝０．５ｍｍ、Ｗ１＝０．１ｍｍ、の試料を用いた。そして、キャビティ内のＨｅガスの圧力が１０−９Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃを越えた場合に不合格とした。その結果、実施例では３１０００個のサンプルで合格率が９６％であるのに対して、従来例では検査個数  ３５１個のサンプルで合格率が３１％であった。
【００２９】
（５）−２  電子部品収納容器をＸ線に蛍光発色する薬品に１時間浸漬する。その後、電子部品収納容器を図５の断面まで研磨して、Ｘ線照射して発色状態を目視した。その結果、従来例では、内部電極パッド３８と外部端子３４の接続部や上記第２の接続部３６Ｓに蛍光発色が観察されたのに対し、実施例では上記部分に蛍光発色は見られなかった。
【００３０】
（５）−３  電気特性
図４に示すように、電子部品収納容器に電子部品を収納した電子装置の電気的特性に調べた。送信信号および受信信号のインピーダンス特性を調べた結果、４０Ωから５０Ωの範囲に維持され、信号レベルの低下がほとんど見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる電子部品を示す断面図である。
【図２】電子部品収納容器の底面図である。
【図３】蓋体を外した電子部品収納容器を上面から見た図である。
【図４】図１の４−４線に沿った断面図である。
【図５】図１の５−５線に沿った断面図である。
【図６】図１の６−６線に沿った断面図である。
【図７】図４の要部の拡大図である。
【図８】電子部品収納容器内のアンテナの電気接続部の経路を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０...電子部品収納容器
１１...キャビティ
１２...容器本体
１４...絶縁基板
１４ａ...載置部
１６...絶縁側壁
２０...蓋体
３２...外部電極パッド
３２ａ...アンテナ用パッド
３２ｂ...送信用パッド
３２ｃ...受信用パッド
３２ｄ...グランド用パッド
３４...外部端子
３４ａ...アンテナ用外部端子
３４ｂ...送信用外部端子
３４ｃ...受信用外部端子
３４ｄ...グランド用外部端子
３５...配線層
３６Ｆ...第１の接続部
３６Ｓ...第２の接続部
３６ａ...ベースパターン
３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ，３６ｆ...接続パターン
３６ｂ−１...細線部
３７ａ，３７ｂ，３７ｃ...貫通導体
３８...内部電極パッド
３８ａ...アンテナ用内部パッド
３８ｂ...送信用内部パッド
３８ｃ...受信用内部パッド
３８ｄ...グランド用内部パッド
３９...リード線
ＥＰ...電子部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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