(57)【要約】【課題】  金属枠体に蓋体を強固に接合することができるとともに、絶縁基体の外形寸法を小型化することが可能な、気密封止の信頼性に優れた小型で高信頼性の電子部品収納用パッケージおよび電子装置を提供すること。【解決手段】  上面に電子部品の搭載部１ａを有する絶縁基体１と、該絶縁基体１の前記搭載部１ａから外表面にかけて導出された配線導体２と、前記絶縁基体１の上面外周部に形成され、前記搭載部１ａを取り囲むろう付け用金属層４と、下面が前記ろう付け用金属層４にろう付けされる金属枠体３と、前記搭載部１ａを覆うようにして前記金属枠体３の上面に取着される蓋体５とを具備し、前記金属枠体３の外周が前記絶縁基体１の外周よりも外側に位置する。【選択図】図１
2005203669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、該絶縁基体の前記搭載部から外表面にかけて導出された配線導体と、前記絶縁基体の上面外周部に形成され、前記搭載部を取り囲むろう付け用金属層と、下面が前記ろう付け用金属層にろう付けされる金属枠体と、前記搭載部を覆うようにして前記金属枠体の上面に取着される蓋体とを具備し、前記金属枠体の外周が前記絶縁基体の外周よりも外側に位置することを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
【請求項２】
前記金属枠体の外周は、前記絶縁基体の外周よりも０．５ｍｍ以上外側に位置する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。
【請求項３】
前記絶縁基体上面の外周部に形成されているろう付け用金属層は、その少なくとも一部が前記絶縁基体の側面に延出していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項４】
前記ろう付け用金属層の前記絶縁基体側面に延出する長さが０．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４に記載の電子部品収納用パッケージの前記搭載部に電子部品を搭載するとともに、該電子部品の電極を前記配線導体に電気的に接続し、かつ前記金属枠体の上面に前記蓋体を取着して前記電子部品を気密に封止した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、圧電振動子や半導体素子等の電子部品を搭載し収容するための電子部品収納用パッケージおよびそ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、圧電振動子や半導体素子等の電子部品は、これらの電子部品を気密に収容するための電子部品収納用パッケージ（以下、パッケージともいう）内に気密封止されて電子装置となり、携帯電話やコンピュータ等の各種電子機器の部品として使用される。
【０００３】
このような電子部品を気密に収容するパッケージにおいて、最も信頼性の高いとされるものは、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成り、上面の中央部に電子部品を収容し搭載するための凹状の搭載部を有する絶縁基体と、絶縁基体の搭載部内から外表面にかけて導出された複数の配線導体と、絶縁基体の上面に搭載部を取り囲むように形成された枠状の金属層と、枠状金属層に銀ろう等のろう材を介して接合された鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等から成る封止用の金属枠体と、金属枠体の上面にシーム溶接により接合される鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金から成る蓋体とから構成されるタイプのものである。
【０００４】
このタイプのパッケージの場合、絶縁基体の搭載部に電子部品を搭載するとともに電子部品の電極とメタライズ配線導体とを電気的に接続した後、金属枠体に蓋体を載置し、この蓋体の外周縁にシーム溶接機の一対のローラー電極を接触させながら転動させるとともに、この一対のローラー電極間に溶接のための大電流を流し金属枠体と蓋体とを直接的にシーム溶接することによって、内部に電子部品が気密に収納された製品としての電子装置となる。この電子装置は、配線導体のうち絶縁基体の外表面に導出された部位を外部電気回路に接続することにより外部電気回路基板に実装されて使用される。
【特許文献１】特開平７−３０００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近時、電子機器の小型化、高機能化にともない、上記電子装置が実装される外部電気回路基板に、容量素子や抵抗器等の小型のいわゆるチップ状の電子素子も、隣接間隔を狭くして高密度で実装する必要が生じてきており、これに応じて、電子部品収納用パッケージも、例えば絶縁基体の１辺の長さが数ｍｍ程度と非常に小型化が進んでいる。そのため、絶縁基体と金属枠体との接合面の幅を十分に確保することが難しくなり、金属枠体と絶縁基体との間のろう付けの強度が低下し、電子部品の気密封止の信頼性が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる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、絶縁基体の外形寸法を小型化することが可能で、かつ金属枠体を絶縁基体に強固にろう付けすることができる、小型で気密封止の信頼性に優れた電子部品収納用パッケージ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】
【０００７】
本発明の電子部品収納用パッケージは、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、該絶縁基体の前記搭載部から外表面にかけて導出された配線導体と、前記絶縁基体の上面外周部に形成され、前記搭載部を取り囲むろう付け用金属層と、下面が前記ろう付け用金属層にろう付けされる金属枠体と、前記搭載部を覆うようにして前記金属枠体の上面に取着される蓋体とを具備し、前記金属枠体の外周が前記絶縁基体の外周よりも外側に位置することを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明の電子部品収納用パッケージは、前記金属枠体の外周は、前記絶縁基体の外周よりも０．５ｍｍ以上外側に位置することを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明の電子部品収納用パッケージは、前記絶縁基体上面の外周部に形成されているろう付け用金属層は、その少なくとも一部が前記絶縁基体の側面に延出していることを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明の電子部品収納用パッケージは、前記ろう付け用金属層の前記絶縁基体側面に延出する長さが０．３ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージの前記搭載部に電子部品を搭載するとともに、該電子部品の電極を前記配線導体に電気的に接続し、かつ前記金属枠体の上面に前記蓋体を取着して前記電子部品を気密に封止したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、絶縁基体の上面に搭載部を取り囲むようにしてろう付けされた金属枠体の外周が、絶縁基体の外周よりも、例えば０．５ｍｍ以上、外側に位置することから、絶縁基体と金属枠体との接合面よりも外側に金属枠体の下面の外周部が露出して突出することになり、この露出した分だけ金属枠体に対するろう材の接合面積が大きくなるとともに、金属枠体の下面外周でろう材のメニスカス（ろう材の溜り部）を大きく形成することができるため、絶縁基体が小型化されたとしても、金属枠体を絶縁基体に対して強固にろう付けすることができる。
【００１３】
この場合、金属枠体の外周部分が絶縁基体の外側に突出した形状になるが、金属枠体は外部電気回路基板には直接接していないので、外部電気回路基板にチップ状の電子素子等を接続する際に金属枠体が妨げになることはほとんどなく、これにより外部電気回路基板に電子素子等を実装する面積を容易に確保することができる。
【００１４】
その結果、本発明によれば、絶縁基体の外形寸法を小型化することが可能で、かつ金属枠体に蓋体を強固に接合することが可能な、小型で気密封止の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。
【００１５】
また本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、前記絶縁基体の上面に形成され金属枠体が接合されるろう付け用金属層について、その少なくとも一部を、例えば０．３ｍｍ以上の長さで、絶縁基体の側面に延出させた場合には、ろう材が金属枠体の下面から絶縁基体の側面の金属層にかけてメニスカスを形成しながら一体的に接合することから、ろう材の金属枠体および絶縁基体に対する接合面積を広く確保することができ、また、ろう材のメニスカスをより一層大きく形成することができるため、金属枠体の下面と絶縁基体の上面との接合面積が小さくなったとしても、金属枠体を絶縁基体に対してより強固に接合させて、気密封止の信頼性をより一層優れたものとすることができる。
【００１６】
また本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、搭載部に搭載された電子部品とを具備し、金属枠体の上面にろう材を介して蓋体を取着することにより前記電子部品を気密封止して形成されていることから、気密封止の信頼性に優れた小型で高信頼性のものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置を添付の図面を基に説明する。
【００１８】
図１は本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の実施の形態の一例を示す断面図である。図１において、１は絶縁基体、２は配線導体、３は金属枠体、４はろう付け用金属層、５は蓋体である。主に、これらの絶縁基体１、配線導体２、金属枠体３、ろう付け用金属層４、蓋体５により電子部品収納用パッケージ７が構成される。また、絶縁基体１の上面の搭載部１ａに電子部品６を搭載するとともに電子部品６の電極を配線導体２に電気的に接続し、金属枠体３の上面に蓋体５を取着して電子部品６を気密に封止することにより電子装置９が形成される。
【００１９】
絶縁基体１は、上面に電子部品６を搭載するための搭載部１ａが形成されており、酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミックス、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体等の絶縁材料により形成される。
【００２０】
なお、絶縁基体１は、図１では、上面に凹部を設け、凹部の底面に搭載部１ａを設けた例を示したが、平板状のものでもよい。
【００２１】
絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、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インダー、溶剤を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法によりシート状とすることによって絶縁基体１用のセラミックグリーンシートを得、しかる後、こ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複数枚積層し、高温で焼成することによって製作される。
【００２２】
なお、絶縁基体１および搭載部１ａは、四角板状の電子部品６を搭載し気密封止するのに適するように、平面視で四角形状に形成することが好ましい。この場合、完全な四角形に限らず、例えば、カケ等の発生を防止するために角部を円弧状に面取りしたような形状でもよい。
【００２３】
また、絶縁基体１は、上面の搭載部１ａから側面や下面等の外表面にかけて複数の配線導体２が導出されている。
【００２４】
搭載部１ａに搭載される電子部品６は、その電極（図示せず）が、配線導体２のうち搭載部１ａに露出した部位にボンディングワイヤや半田等を介して電気的に接続される。
【００２５】
配線導体２は、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、金等の金属材料からなり、例えばタングステンから成る場合、タングステン粉末に適当な有機バインダー，溶剤を添加混合して得たタングステンペーストを、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布し、これを絶縁基体１となるセラミックグリーンシートとともに焼成することによって、所定のパターンに被着形成される。
【００２６】
また、絶縁基体１は、上面外周部に、搭載部１ａを取り囲むようにしてろう付け用金属層４が形成されているとともに、ろう付け用金属層４に金属枠体３が、ろう材８を介してろう付けされている。
【００２７】
ろう付け用金属層４は、絶縁基体１の上面外周に金属枠体３をろう付けするための下地金属層として作用し、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、金等の金属材料により形成される。
【００２８】
ろう付け用金属層４は、生産性等を考慮すれば配線導体２と同種の金属材料により形成することが好ましく、例えば、タングステンから成る場合であれば、上述の配線導体２を形成するのと同様のタングステンペーストを絶縁基体１となるセラミックグリーンシートのうち搭載部１ａを取り囲む部位に枠状のパターンに印刷塗布しておくことにより形成される。
【００２９】
また金属枠体３は、電子部品６が搭載される搭載部１ａを気密封止するための側壁として作用し、金属枠体３の上面に蓋体５を取着することにより、搭載部１ａに搭載された電子部品６が絶縁基体１と金属枠体３と蓋体５とから成る容器の内部に気密封止される。
【００３０】
金属枠体３は、鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料からなり、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金からなる場合、鉄−ニッケル−コバルト合金の板材に適当な圧延加工や打抜き加工、エッチング加工等の加工を施すことにより形成される。
【００３１】
また、金属枠体３のろう付け用金属層４に対するろう付けは、銀ろう等のろう材８を介して行われ、例えば、金属枠体３をろう付け用金属層４上面に、間に枠状の銀−銅共晶ろう等の銀ろう材を介して位置決めセットし、ろう付け用の炉等を用いて約８００℃〜９００℃に加熱ろう付けすることにより行われる。
【００３２】
本発明の電子部品収納用パッケージ７においては、金属枠体３の外周が、絶縁基体１の外周よりも外側に位置している。
【００３３】
金属枠体３の外周を絶縁基体１の外周よりも外側に位置させることにより、金属枠体３の下面の外周部が絶縁基体１と金属枠体３との接合面よりも外側に露出して突出することになり、この露出した分だけ金属枠体３に対するろう材８の接合面積が大きくなるとともに、金属枠体３の下面外周でろう材８のメニスカス（ろう材の溜り部）を大きく形成することができるため、絶縁基体１が小型化されたとしても、金属枠体３を絶縁基体１に対して強固にろう付けしておくことができる。
【００３４】
この場合、金属枠体３の外周部分が絶縁基体１の外側に突出した形状になるが、金属枠体３は外部電気回路基板には直接接していないので、外部電気回路基板にチップ状の電子素子等を接続する際に金属枠体３が妨げになることはほとんどなく、これにより外部電気回路基板にチップ状の電子素子等を実装する面積を容易に確保することができる。
【００３５】
その結果、本発明によれば、絶縁基体１の外形寸法を小型化することが可能で、かつ金属枠体３を絶縁基体１に強固に接合することが可能な、小型で気密封止の信頼性に優れた電子部品収納用パッケージ７を提供することができる。
【００３６】
また、金属枠体３の外周を絶縁基体１の外周よりも外側に位置させる際、金属枠体３の外周が、絶縁基体１の外周から０．５ｍｍ未満の位置になると、ろう材８の金属枠体３に対する接合面積を十分に大きくしたり、ろう材８のメニスカスを十分に大きく形成したりすることが難しくなる傾向があり、金属枠体３を絶縁基体１に対して強固にろう付けすることが難しくなる傾向がある。従って、前記金属枠体３の外周は、絶縁基体１の外周よりも０．５ｍｍ以上外側に位置させておくことが好ましく、電子部品収納用パッケージ７をより有効に小型化することを考慮すると、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲で外側に位置させておくことがより一層好ましい。
【００３７】
なお、金属枠体３の形状は、絶縁基体１の形状に対応するように四角枠状であることが好ましい。これにより、半導体集積回路素子や圧電振動子等の一般に四角形状である電子部品６を無駄なスペースを取ることなく効率よく取り囲むものとなっている。この場合、金属枠体３は、各角部を円弧状に面取りし、角部でカケ等が生じることを防止することが好ましい。
【００３８】
また、本発明の電子部品収納用パッケージ７において、前記ろう付け用金属層４は、図２に示すように、その少なくとも一部が絶縁基体１の側面に延出されていることが好ましい。
【００３９】
ろう付け用金属層４について、その少なくとも一部を絶縁基体１の側面に延出させておくと、ろう材８が金属枠体３の下面から絶縁基体１の側面のろう付け用金属層４の延出部分にかけて一体的に接合するので、ろう材８の金属枠体３および絶縁基体１に対する接合面積を広く確保することができ、またろう材８に大きなメニスカスを形成することができ、その結果、金属枠体３の下面と絶縁基体１の上面との接合面積が小さくなったとしても、金属枠体３を絶縁基体１に対してより一層強固に接合させて、より一層気密封止の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。
【００４０】
ろう付け用金属層４を絶縁基体１の側面に延出させる際、その延出長さが０．３ｍｍ未満になると、角部において有効にろう材８の接合面積を大きくしたり、良好なメニスカスを形成したりすることが困難となる傾向があり、金属枠体３と絶縁基体１との接合を補強することが難しくなるおそれがある。従って、ろう付け用金属層７は、絶縁基体１の側面に０．３ｍｍ以上の長さで延出させておくことが好ましい。
【００４１】
また、ろう付け用金属層４を絶縁基体１の側面に延出させる際、絶縁基体１が四角形状等の角部を有する形状の場合、少なくとも絶縁基体１の各角部において延出させておくことが好ましい。絶縁基体１の各角部において側面にろう付け用金属層４を延出させておくと、金属枠体３に蓋体５を溶接等により接合するとき等に大きな応力が加わる各角部において、ろう材８の接合面積を大きくするとともに、ろう材８の大きな溜まりを形成して良好なメニスカス形状とすることができ、絶縁基体１と金属枠体３との接合をより有効に補強することができるため、金属枠体３と絶縁基体１の接合の長期信頼性をより一層優れたものとし、気密封止の信頼性に極めて優れた小型の電子部品収納用パッケージを提供することができる。従って、ろう付け用金属層４は、絶縁基体１の少なくとも角部において０．３ｍｍ以上の長さで延出させておくことがより一層好ましい。
【００４２】
また、前記ろう付け用金属層４の延出部分の幅は、１ｍｍ以上としておくことが好ましい。延出部分の幅が１ｍｍ未満では、ろう材８の接合面積を有効に確保することが難しく、金属枠体３の絶縁基体１に対する接合の強度を有効に補強することが難しい。
【００４３】
また、金属枠体３は、少なくとも絶縁基体１の上面に接合される部位よりも外側の下面を、下方または上方に向けて傾斜させておくと、金属枠体３の外形寸法を大きくすることなく、ろう材８の金属枠体３との接合面積をより大きく確保することができ、より一層小型で気密封止の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。従って、前記金属枠体３は、少なくとも絶縁基体１の上面に接合される部位よりも外側の下面を、下方または上方に向けて傾斜させておくことが好ましい。
【００４４】
そして、電子部品収納用パッケージ７の搭載部１ａに電子部品６を搭載するとともにその電極を配線導体２に半田やボンディングワイヤ等の導電性接続材を介して電気的に接続し、その後、金属枠体３の上面に蓋体５を接合して電子部品６を気密封止することにより、本発明の電子装置９が構成される。
【００４５】
金属枠体３に対する蓋体５の接合は、金属枠体３の上面の外周部と蓋体５の下面の外周部を位置合わせして載せ、蓋体５の外周部に沿ってシーム溶接や電子ビーム溶接等の溶接を施すこと等により行なうことができる。
【００４６】
本発明の電子装置９は、上述した構成の電子部品収納用パッケージ７の搭載部１ａに電子部品６を搭載し、金属枠体３の上面にろう材８を介して蓋体５を接合することにより形成されていることから、気密封止の信頼性に優れた小型で高信頼性のものとすることができる。
【００４７】
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が可能である。
【００４８】
例えば、前記絶縁基体１の外側面と金属枠体３の外側面との間の距離は、全周にわたって同じ距離とする必要はなく、例えば、金属枠体３に蓋体５を溶接等で接合するときの応力が大きく作用する角部分で広くして、金属枠体３の下面に対する銀ろうの接合面積を十分に確保するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の電子部品収納用パッケージを用いた電子装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置の他の実施例の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・絶縁基体
１ａ・・搭載部
２・・・配線導体
３・・・金属枠体
４・・・ろう付け用金属層
５・・・蓋体
６・・・電子部品
７・・・電子部品収納用パッケージ
８・・・ろう材
９・・・電子装置
【図１】
2005203669.tif 000003
【図２】
2005203669.tif 000004