(57)【要約】【課題】  電子部品収納用パッケージの内部に封止部材からの電波の漏れと空洞共振や蓋体に発生する高周波電流を同時に抑え、かつ加熱によってもガスの発生のない、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】  中央部に電子部品６の搭載部を有する基体１と、基体１の上面に搭載部を取り囲むように設けられるとともに側部に貫通孔が形成された側壁部と、貫通孔に挿通されるとともに封止材４を介して貫通孔の内面に接合されたリード端子３とを具備する電子部品収納用パッケージにおいて、側壁部の内側面に、貫通孔の開口を覆う電波吸収部材５をリード端子３と非接触の状態で接合した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に、電子部品の搭載部を有し、該搭載部を取り囲むとともに側部に貫通孔を有する側壁部が設けられた基体と、前記貫通孔に挿通されるとともに封止材を介して前記貫通孔の内面に接合されたリード端子とを具備する電子部品収納用パッケージにおいて、前記側壁部の内側面に、前記貫通孔の開口を覆う電波吸収部材を前記リード端子と非接触の状態で接合したことを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
【請求項２】
前記電波吸収部材はセラミックスから成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】
前記封止材と前記電波吸収部材との間に空隙を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項４】
前記電波吸収部材は円盤状であり、前記電子部品収納用パッケージの貫通孔の直径をφａとし、前記電波吸収部材の外周円の直径をφｂ、内径の直径をφｃとした場合にφｂ＞φａ＞φｃであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項５】
前記電波吸収部材の外周面は、前記側壁部から遠ざかるに従って前記リード端子に近づくことを特徴とする請求項４記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項６】
前記電波吸収部材の前記搭載部側の開口縁に前記外周面が接していることを特徴とする請求項５記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか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と前記リード端子とを電気的に接続し、前記側壁部の上面に前記搭載部を覆うように蓋体を接合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、高い周波数で作動する半導体デバイスなどで使用する電子部品収納用パッケージおよび電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信やマイクロ波通信、ミリ波通信等の通信の高速化、大容量化に伴い、使用する周波数が高周波数化してきており近年においては携帯電話や光通信等の通信分野に多く用いられている。
【０００３】
これらの従来の高周波回路において、半導体素子などの電子部品を収納するために用いられる電子部品収納用パッケージ（以下パッケージとも言う）内には直方体状の空洞が形成されることから、パッケージは方形空洞共振器と同様の性質を有する。そして空洞の寸法によって定まる遮断周波数より高い周波数帯域で空洞共振を生じる。
【０００４】
この問題点を解決するために、電波吸収部材をパッケージ内部の蓋体下面もしくはパッケージの壁面もしくは半導体素子周辺に配設して、空洞共振時の電界又は磁界エネルギーを吸収することにより、空洞共振を抑制する方法が採られている。
【０００５】
そして、半導体素子の動作周波数が高周波化するに伴い、パッケージでは、空洞共振のみならず、パッケージ内に実装する増幅器のアイソレーション特性の劣化を引き起こすこともある。すなわち、パッケージ及び半導体素子に形成された高周波伝送線路を伝播するマイクロ波、ミリ波により、蓋体に高周波電流が発生し、増幅器入出力線路間にこの蓋体を介する電流が流れるため、信号の帰還に起因する不要な発振が生じる。この問題を解決するために、特許文献１にあるように電波吸収部材を蓋体の内側に配設して、蓋体に流れる高周波電流を抑制する方法が採られている。
【０００６】
しかし、蓋体のパッケージ側に電波吸収部材を配置したパッケージで、１０ＧＨｚ以上の高周波信号で駆動される半導体素子を搭載し、駆動しようとすると、パッケージの空洞寸法による空洞共振や、蓋体に発生する高周波電流は抑えられるものの、高周波成分を含む信号を伝送するためのＲＦ端子を介してパッケージ内部に伝播する高周波成分が、リード端子を介してパッケージの外部へ高周波ノイズとして漏れだし、他の電子装置を誤動作させるという問題点があった。
【０００７】
また逆に外部の電子装置から発生する高周波成分を含んだノイズが前記リード端子を介して、パッケージ内部に入り込み半導体素子を誤動作させるという問題点を有していた。
【０００８】
これは、従来のパッケージでは、リード端子固定用の封止材は電波を遮蔽できないので、電波が漏れてしまうためである。
【０００９】
この問題を解決するために図２に示すように固定用の封止材１０４が埋め込まれた貫通孔に外側から電波吸収部材１０５を埋め込むことによって、封止材１０４からの電波の漏れを減少させる方法が採られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−２３６９３５号公報
【特許文献２】特開平９−１１６３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、貫通孔に外側から電波吸収部材を埋め込むことは、パッケージの空洞共振や蓋体に発生する高周波電流を抑える効果はほとんどないため、封止部材からの電波の漏れとは別に空洞共振や蓋体に発生する高周波電流を抑えるためには、パッケージ内部に別の電波吸収部材を配設する必要がある。
【００１１】
また貫通孔に電波吸収部材を埋め込むことができる、有機系の絶縁体の電波吸収部材は、電気回路の短絡を気にせずに使用できる利点があるが、パッケージの内部に有機系の電波吸収部材を配設する事により、装置の組み立て時や駆動時に発生する熱により、有機系の耐熱性の低い電波吸収部材からはガスが発生しパッケージ内部の素子やボンディングワイヤの長期信頼性に悪影響を与える問題が発生する。
【００１２】
従って、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、電子部品収納用パッケージの内部において封止部材からの電波の漏れと空洞共振や蓋体に発生する高周波電流を同時に抑え、かつ加熱によってもガスの発生のない、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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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し、該搭載部を取り囲むとともに側部に貫通孔を有する側壁部が設けられた基体と、前記貫通孔に挿通されるとともに封止材を介して前記貫通孔の内面に接合されたリード端子とを具備する電子部品収納用パッケージにおいて、前記側壁部の内側面に、前記貫通孔の開口を覆う電波吸収部材を前記リード端子と非接触の状態で接合したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記電波吸収部材がセラミックスから成ることを特徴とする。
【００１５】
本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記封止材と前記電波吸収部材との間に空隙を設けたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記電波吸収部材が円盤状であり、前記電子部品収納用パッケージの貫通孔の直径をφａとし、前記電波吸収部材の外周円の直径をφｂ、内径の直径をφｃとした場合にφｂ＞φａ＞φｃであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記電波吸収部材の外周面は、前記側壁部から遠ざかるに従って前記リード端子に近づくことを特徴とする。
【００１８】
本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記電波吸収部材の前記搭載部側の開口縁に前記外周面が接していることを特徴とする。
【００１９】
本発明の電子装置は、上記本発明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と前記リード端子とを電気的に接続し、前記側壁部の上面に前記搭載部を覆うように蓋体を接合したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の電子部品収納用パッケージは、側壁部の内側面に、貫通孔の開口を覆う電波吸収部材をリード端子と非接触の状態で接合したことにより、電子部品収納用パッケージの内側にて発生する高周波ノイズがリード端子を固定している封止材を介して外部装置に伝播することを有効に防止することができる。それによって電子部品収納用パッケージ外部への高周波ノイズの漏洩を抑えることができるので、外部に悪影響を及ぼしにくい。
【００２１】
また、外部電子装置から発生する高周波ノイズが、リード端子を固定する封止材を介して電子部品収納用パッケージの内側へ侵入することを電波吸収部材によって有効に遮蔽できる。それによって、外部からの高周波ノイズの電子部品収納用パッケージ内部への伝播を抑えることができるので高周波ノイズが発生する環境でも内部に収納した電子部品を安定して動作させることができる。
【００２２】
さらに電子部品収納用パッケージ内部の空洞共振や蓋体に発生する高周波電流の発生を、電波吸収体によって抑制することができる。
【００２３】
さらにまた、従来のように電子部品収納用パッケージの貫通孔に電波吸収体を充填する必要がなく、電子部品収納用パッケージ側壁部の内側面側に電波吸収部材を設けるだけでよいので、生産性が良好と成る。
【００２４】
また、本発明の電子部品収納用パッケージにおいて好ましくは、電波吸収部材がセラミックスから成ることから、電波吸収部材を電子部品収納用パッケージの内側に配設してもガスの発生がなく、内部に収納する電子部品やボンディングワイヤ等に発ガスによる悪影響を及ぼすことがない。
【００２５】
本発明の電子部品収納用パッケージにおいて好ましくは、封止材と電波吸収部材との間に空隙を設けたことにより、外部からの電波は比誘電率の大きな電波吸収部材を通る前に比誘電率が１である領域を通ることになり、比誘電率差が大きい電波吸収部材と空隙との界面においてために特性インピーダンスの変化が大きく異なり、高周波がより反射しやすくなることで電子部品収納用パッケージの外部からの電波の進入をより効果的に防ぐことができるようになる。
【００２６】
本発明の電子部品収納用パッケージにおいて好ましくは、電波吸収部材が円盤状であり、電子部品収納用パッケージの貫通孔の直径をφａとし、電波吸収部材の外周円の直径をφｂ、内径の直径をφｃとした場合にφｂ＞φａ＞φｃであることにより、電波吸収部材の外周円の直径が電子部品収納用パッケージの貫通孔の直径より大きく、貫通孔の外周縁部まで覆うため、高周波が貫通孔の外周縁部から漏れることを防ぎ、かつ電波吸収部材が効果的に高周波を吸収することで外部への電波の漏れをより有効に抑えることが可能となる。
【００２７】
本発明の電子部品収納用パッケージにおいて好ましくは、電波吸収部材の外周面は側壁部から遠ざかるに従ってリード端子に近づくことから、電波吸収部材が先細り形状となるため、電波吸収部材は、電子部品収納用パッケージ内の自由空間から入射した電波に対し、インピーダンスを徐々に変化させることができるので、反射を抑えながら電波を効率よく取り込んで吸収することができる。
【００２８】
本発明の電子部品収納用パッケージにおいて好ましくは、電波吸収部材の搭載部側の開口縁に前記外周面が接していることから、電波吸収部材がさらに鋭い先細り形状となるため、電波吸収部材の先端部を電子部品収納用パッケージ内の自由空間のインピーダンスにより近づけることができ、電波吸収部材は、電子部品収納用パッケージ内の自由空間から入射した電波に対し、インピーダンスを徐々に変化させることができるので、反射をさらに一層抑えながら電波を効率よく取り込んで吸収することができる。
【００２９】
本発明の電子装置は、上記本発明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電子部品とリード端子とを電気的に接続し、側壁部の上面に搭載部を覆うように蓋体を接合したことにより、電子部品収納用パッケージ内側にて発生する高周波ノイズがリード端子を固定している封止材を介して外部装置に伝播することを有効に防止することができる。それによって電子部品収納用パッケージ外部への高周波ノイズの漏洩を抑えることができるので、外部に悪影響を及ぼしにくい。
【００３０】
また、外部電子装置から発生する高周波ノイズが、リード端子を固定する封止材を介して電子部品収納用パッケージの内側へ侵入することを電波吸収部材によって有効に遮蔽できる。それによって、外部からの高周波ノイズの電子部品収納用パッケージ内部への伝播を抑えることができるので高周波ノイズが発生する環境でも内部に収納した電子部品を安定して動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に本発明の電子部品収納用パッケージを添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明の電子部品収納用パッケージ（以下、パッケージともいう）の実施の形態の一例の断面図である。１は基体、２はＲＦ端子、３はリード端子、４は封止材、５は電波吸収部材、６は電子部品としての半導体素子、７は蓋体、８はボンディングワイヤ、９は空隙、１０は間隔である。なお、間隔１０とは、リード端子３と電波吸収部材５との間の距離のことである。
【００３３】
基体１は、鉄系やステンレス系の材質、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金やＣｕ−Ｗ合金等からなり、主にブロック状の材料を切削加工、プレス加工、鍛造等で加工することで蓋の無い箱状とし、側壁部には切削加工等でＲＦ端子２やリード端子３を挿通させるための貫通孔を切削や、プレス加工等で形成する。
【００３４】
ＲＦ端子２、リード端子３は、鉄系やステンレス系の材質、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等からなり、線状に加工したものを必要な寸法に切断し、端部は面取り加工する。
【００３５】
蓋体７は、鉄系やステンレス系の材質、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等からなり、圧延加工したものをエッチングやプレス加工することで平板形状とする。
【００３６】
基体１、ＲＦ端子２、リード端子３、蓋体７は同じ材質で形成されていると、より信頼性の良いパッケージとなすことができる。
【００３７】
封止材４は、例えばホウケイ酸系のガラス材質からなり、粉体プレス加工、射出成形等で筒型形状に形成する。
【００３８】
そして、基体１の側壁部の貫通孔にＲＦ端子２を封止材４に挿通し配置するとともに、リード端子３を封止材４に挿通し配置して、約１０００℃の窒素雰囲気の高温炉にて溶融することで、ＲＦ端子２とリード端子３を貫通孔に固着する。
【００３９】
基体１やＲＦ端子２、リード端子３等の金属部材表面には防錆のためにニッケル（Ｎｉ）めっきもしくはＮｉめっきの上に金（Ａｕ）めっきを施してもよい。
【００４０】
電波吸収部材５は、樹脂にフェライト等の電波吸収機能を有する粒子を分散させたもの、あるいは電波吸収機能を有するセラミックスから成る。好ましくは、セラミックスから成るのがよい。電波吸収部材５がセラミックスから成る場合、電波吸収部材５をパッケージの内側に配設してもガスの発生がなく、内部に収納する半導体素子６やボンディングワイヤ８等に発ガスによる悪影響を及ぼすことがない。
【００４１】
セラミックスから成る電波吸収部材５は例えばフェライトセラミックスであれば、酸化鉄、酸化Ｎｉおよび酸化亜鉛等のフェライトセラミックスの原料粉末に適当な有機溶剤，溶媒を添加混合して泥漿状と成す。これを従来周知のスプレードライ法で、フェライト原料を球状に造粒し、粉体プレスすることで、中心に穴の開いた円盤状に成形する。その後約１２００度で約２４時間焼成しセラミック製の電波吸収部材５とする。
【００４２】
そして電波吸収部材５の片面に従来周知のスクリーンプリント法で例えば銀−パラジウム合金の導体ペーストを印刷し、約８５０℃で焼成することで、メタライズ層を設けその上にニッケルめっきを施す。
【００４３】
その後、封止材４を内側より覆うように基体１の内側壁部に電波吸収部材５を例えば金−錫合金等の金属系の接合材を使用し、加熱して接合材を融解し、内側壁部と電波吸収部材とを、リード端子３との間に間隔１０を開けて接着する。つまり、電波吸収部材をリード端子と非接触の状態で基体１に接合する。
【００４４】
電波吸収部材５は基体１の貫通孔の一部を覆っていればよい。これにより、パッケージの内部で発生した高周波ノイズが封止材４を介して外部に漏洩するのを抑制できる。あるいは、外部から封止材４を介してパッケージ内部に高周波ノイズが進入するのを抑制できる。
【００４５】
また、電波吸収部材５は基体１の内面の一部に接合されていればよい。これにより、パッケージ内部の空洞共振や蓋体に発生する高周波電流の発生を、電波吸収部材５によって抑制することができる。
【００４６】
λを半導体素子６で使用される周波数の波長とすると、リード端子３と電波吸収部材５との間隔１０は０．０２ｍｍ乃至λ／４であることが好ましい。
【００４７】
リード端子３と電波吸収部材５との間隔１０が０．０２ｍｍ未満であるとリード端子３と電波吸収部材６が接触し電気的にショートしやすくなる傾向がある。
【００４８】
リード端子３と電波吸収部材５との間隔１０がλ／4より大きくなると空気層を通して信号が漏洩しやすくなる傾向がある。
【００４９】
基体１の搭載部に半導体素子６を接着収納し、半導体素子６をＲＦ端子２とリード端子３にボンディングワイヤ８を用いて電気的に接続した後に、蓋体７をシーム溶接等により基体１の側壁部の外周縁の上面に接合することで気密性を持った電子装置としての半導体装置となる。
【００５０】
電波吸収部材５はパッケージの内部で発生する高周波ノイズが封止材４から外部に漏れることと、外部のノイズが封止材４からパッケージ内部へ伝播されるのを防ぐ機能を有する。
【００５１】
また、封止材４とその内側にある電波吸収部材５との間に空隙９を設けるのがよい。これにより、封止材４と電波吸収部材５との比誘電率の差より、電波吸収部材５と空隙９の空気の比誘電率の差が大きいため、電波吸収部材表面で信号が反射しやすくなり、外部からの高周波ノイズの進入をより効果的に防ぐことができるようになる。これは、一般的に電波吸収部材５の比誘電率は１０から５０程度と大きく、また絶縁ガラスの誘電率は４から７程度で、空気の誘電率は１であるため、封止材５と電波吸収部材５の間に空隙９があると、空隙９の空気と電波吸収部材５の比誘電率の差は封止材４と電波吸収部材６の比誘電率の差より大きいため、電波吸収部材表面で信号が反射しやすくなるためである。なお、空隙９とは、電波吸収部材５と封止材４との間の距離のことをいう。
【００５２】
このような空隙９は、基体１の側壁部の貫通孔にリード端子３を封止材４を介して固着する場合に、封着後に封止材４の内側面が内側壁面に比べ外側になるように位置合わせを行なって固着することにより、もしくは電波吸収部材５と基体１とを接合する接合材の厚みを厚くすることによって、封止材４とその内側にある電波吸収部材５との間に空隙９を設けた電子装置としての半導体装置とすることができる。
【００５３】
λを半導体素子６で使用される周波数の波長とすると、封止材４と電波吸収部材５との空隙９はλ／4以上あることが好ましい。
【００５４】
空隙９がλ／4未満の場合は、空隙９が波長に対して小さいため、電波吸収部材５表面での比誘電率変化は封止材５の比誘電率の影響が大きくなり、空隙９による比誘電率の影響が小さくなることで、電波吸収部材５表面での反射率が小さくなりノイズの進入を抑制する効果が小さくなる傾向がある。
【００５５】
また、セラミックス製の電波吸収部材５が円盤状である場合、その電波吸収部材５の外周円の直径（φｂ）が基体１の内側壁部の貫通孔の直径（φａ）より大きく、貫通孔の直径（φａ）は電波吸収部材５の内径の直径（φｃ）より大きくして（φｂ＞φａ＞φｃ）電波吸収部材５を形成することが好ましい。ここで、図２は、図１に示された電子部品の部分的拡大図であり、電波吸収部材５と基体１の内側壁部の貫通孔との位置関係を示している。図２（ａ）に示されるように、電波吸収部材５の外径（φｂ）を基体１の内側壁部の貫通孔の直径（φａ）より大きくし、貫通孔の直径（φａ）を電波吸収部材５の内径の直径（φｃ）より大きくすることで、貫通孔の外周縁部を通って高周波ノイズが漏洩することをより有効に防ぐことができる。
【００５６】
なお、電波吸収部材の外形が必ず円形である必要はなく、電波吸収部材の外形が、外周円の直径（φｂ）より大きく、φｂを完全に覆うことができれば、同じ効果を持つ。
【００５７】
また、電波吸収部材５の外周面は傾斜している方が好ましい。図２（ｂ），（ｃ）は、図２（ａ）に示された電波吸収部材５の外周面が基体１の側壁部から遠ざかるに従ってリード端子３に近づくことにより、外周面が傾斜している様子を示している。この場合、電波吸収部材５は、基体１の搭載部側に先端部分を有する角錐または円錐の該先端部分をその角錐または円錐の底面に平行な方向に切断した形状となる。ここで、図２（ｂ）に示された電波吸収部材５では、基体１の貫通孔を軸方向に平面視して、電波吸収部材５の外周面の搭載部側の端部が基体１の貫通孔の内側に位置している。すなわち、電波吸収部材５の搭載部側の端面を基体１の側壁部に投影したときの投影面は、その側壁部における貫通孔の開口の内側に位置する。なお、電波吸収部材５の搭載部側の端面が円形状である場合は、その端面の直径（φｄ）は、基体１の貫通孔の直径（φａ）よりも小さくなる（φｄ＜φａ）。このように電波吸収部材５が搭載部側に先細りの形状であると、電波吸収部材５は、搭載部側から入射した電波に対し、インピーダンスを徐々に変化させることができるので、反射を抑えながら電波を効率よく取り込んで吸収することができる。
【００５８】
また、図２（ｃ）に示された電波吸収部材５では、電波吸収部材５の搭載部側の開口縁に外周面が接している。この場合には、電波吸収部材５がさらに鋭い先細り形状となるため、電波吸収部材５の先端部を電子部品収納用パッケージ内の自由空間のインピーダンスにより近づけることができ、電波吸収部材５は、搭載部側から入射した電波に対し、インピーダンスを徐々に変化させることができるので、反射をさらに一層抑えながら電波を効率よく取り込んで吸収することができる。
【００５９】
なお、本発明は上述の最良の形態および実施例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で種々の変更を行うことは何等差し支えない。
【００６０】
例えば、電波吸収部材が、本発明の条件を満たしていれば、１本のリード端子に対して１個の個片である必要はなく、リードピッチ寸法に合わせて連結してあっても良い。
【００６１】
また、基体１は底部と側壁部とが一体となった、縦断面が凹状の部材であってもよく、底部と側壁部とを別部材で形成し、これらを接合したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の電子装置の実施の形態の一例を示す図である。
【図２】図１に示された電子装置の部分拡大図であり、（ａ）は、電波吸収部材が円盤状である場合の部分拡大図、（ｂ）は、電波吸収部材の外周面が傾斜している場合の部分拡大図、（ｃ）は、電波吸収部材の外周面が開口縁に接している場合の部分拡大図である。
【図３】従来の電子装置の実施の形態の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１：基体
３：リード端子
４：封止材
５：電波吸収部材
６：半導体素子（電子部品）
７：蓋体
９：空隙
１０：間隔
【図１】
2007116082.tif 000003
【図２】
2007116082.tif 000004
【図３】
2007116082.tif 000005