(57)【要約】      （修正有）【課題】蓋体が付着された電子部品が絶縁基板に実装されてなる電子装置であって、外部回路基板に対する実装の信頼性を高くすることが可能な、接続信頼性に優れた電子装置を提供すること。【解決手段】上面中央部に電子部品の搭載部１ａを有し、下面に接続パッド２が設けられた絶縁基板１と、絶縁基板１の搭載部１ａに搭載された電子部品５と、下面の中央部が電子部品５の上面に接続され、下面の外周部に凸部７ｂが設けられた蓋体７とを含み、蓋体７の下面に対する７ｂ凸部ｔｂの高さＬ１が、搭載部１ａと電子部品５の上面との間の距離Ｌ２以上であり、凸部７ｂの下端７ｃが絶縁基板１の上面に接合されていない電子装置９である。絶縁基板１と蓋体７とが接合されていないので、絶縁基板１と蓋体７との熱膨張差による応力を緩和できる。【選択図】図１
2013012720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面中央部に電子部品の搭載部を有し、下面に接続パッドが配置された絶縁基板と、
該絶縁基板の前記搭載部に搭載された電子部品と、
上面および下面を有し、前記下面の中央部が前記電子部品の上面に接続され、前記下面の外周部に凸部が設けられた蓋体とを含み、
前記蓋体の前記下面に対する前記凸部の高さが、前記絶縁基板の上面と前記電子部品の上面との間の距離以上であり、前記凸部の下端が前記絶縁基板の上面に接合されていないことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記絶縁基板の上面に、前記蓋体の前記凸部と対向する部位において凹部が形成されており、前記蓋体の前記下面に対する前記凸部の高さが、前記凹部が形成された部位における前記絶縁基板の前記上面と前記電子部品の上面との間の距離以上であることを特徴とする請求項１記載の電子装置。
【請求項３】
前記凹部が溝状であり、該凹部の幅が前記凸部の下端面の幅よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記凸部の前記下端に対向する部分において、前記絶縁基板の上面に、前記絶縁基板よりも弾性率が低い材料からなる応力緩和層が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電子装置。
【請求項５】
前記応力緩和層が金属材料からなることを特徴とする請求項４に記載の電子装置。
【請求項６】
前記金属材料は多孔質であることを特徴とする請求項５に記載の電子装置。
【請求項７】
前記凸部の下端面が、前記絶縁基板の主面における前記凹部内に位置していることを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
【請求項８】
前記凸部が、前記蓋体の外周の全周に沿って形成された枠状のものであることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項９】
前記凸部が、前記蓋体の外周に沿って配置された複数の柱状のものであることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項１０】
前記凸部が前記蓋体の下面に対して直交するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項１１】
前記凸部が前記蓋体の下面に対して斜めになるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁基板の上面中央部の搭載部に電子部品が搭載され、この電子部品の上面に蓋体が付着された電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩやＩＣ等の半導体素子やコンデンサ等の電子部品を搭載する電子部品搭載用基板して、例えばセラミック材料からなる平板状の絶縁基板の下面に接続パッドを備えたものがある。
【０００３】
このような絶縁基板の上面中央部の搭載部に電子部品を搭載し、搭載した電子部品を蓋体で覆うことにより電子装置が作製される。蓋体は、例えば平板状であって下面の外周部に凸部が設けられたものであり、この凸部の下端面が絶縁基板の上面（搭載部を取り囲む部分）に、接着剤（有機樹脂）等の接合材を介して接合される。
【０００４】
蓋体を形成する材料としては、例えば電子部品がＬＳＩ等の半導体素子の場合であれば、高い放熱性を得るために銅やアルミニウム等の金属（またはこれらの金属材料を含む合金）材料が使用される。
【０００５】
なお、搭載された電子部品は、例えば絶縁基板の上面から下面にかけて形成された配線導体等の接続用の導体を介して接続パッドと電気的に接続され、接続パッドを介して外部の回路基板と電気的に接続される。
【０００６】
作製された電子装置は、絶縁基板の下面の接続パッドがはんだ等の導電性の接続材を介して外部回路基板に電気的および機械的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2005−327771号公報
【特許文献２】特開平９−97855号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の電子装置は、セラミック材料からなる絶縁基板と金属材料からなる蓋体の熱膨張係数が異なるため、外部回路基板に対する実装の信頼性を高くすることが難しいという問題点があった。
【０００９】
これは、このような電子装置を外部回路基板にはんだを用いて実装する際に加えられる熱等により、蓋体と絶縁基板との接合部に大きな応力（熱応力）が生じることに起因する。この応力が、電子装置の接続パッドと外部回路基板との接続部に作用し、例えばはんだ等の接続材の破断を発生させる可能性があり、接続信頼性を低下させる可能性がある。応力は、蓋体の外周部に近づくほど大きくなる傾向があるため、上記破断は、特に、平面視で蓋体の凸部が絶縁基板と接合された部分と重なる部分において発生しやすい。
【００１０】
特に、近年、電子装置の高密度化に対応して、絶縁基板の下面の外周近くにまで接続パッドが形成されるようになってきている。また、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）や、
ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）用途のロジックＬＳＩ等の電子
部品は大型化する傾向にある。そのため、上記熱膨張率の差に起因する応力がより大きく
なる傾向がある。
【００１１】
また、近年、電子装置の接続パッドと外部回路基板との電気的な接続に用いられるはんだとして、従来の錫−鉛（共晶）はんだに代わり、錫−銀系や、錫−銀−銅系、錫−銀−ビスマス系等の、いわゆる鉛フリーはんだが多用されるようになってきている。このような鉛フリーはんだは、錫−鉛はんだに比べて融点が高いため、応力がより大きくなる傾向がある。そのため、前述の接続材の破断等の問題が発生しやすくなってきている。
【００１２】
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、蓋体が付着された電子部品が絶縁基板に実装されてなる電子装置であって、外部回路基板に対する実装の信頼性を高くすることが可能な、接続信頼性に優れた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】
本発明の一つの態様の電子装置は、上面中央部に電子部品の搭載部を有し、下面に接続パッドが配置された絶縁基板と、該絶縁基板の前記搭載部に搭載された電子部品と、上面および下面を有し、前記下面の中央部が前記電子部品の上面に接続され、前記下面の外周部に凸部が設けられた蓋体とを含み、前記蓋体の前記下面に対する前記凸部の高さが、前記絶縁基板の上面と前記電子部品の上面との間の距離以上であり、前記凸部の下端が前記絶縁基板の上面に接合されていないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一つの態様の電子装置によれば、蓋体の下面の外周部に設けられた凸部の下端（下端面）が絶縁基板の上面に接合されていないことから、上記絶縁基板と蓋体との熱膨張係数の差に起因した応力が生じたとしても、その応力が、凸部と絶縁基板との接合部分を介して接続パッド（および接続材）に作用するようなことが抑制される。そのため、絶縁基板と外部回路基板との接続信頼性を向上することができる。
【００１５】
また、蓋体の下面に対する凸部の高さが搭載部と電子部品の上面との間の距離以上であることから、蓋体を電子部品の上面に接着剤等を介して付着（接着）させる際に加えられる応力（加圧時の圧力等）が電子部品に作用し、この影響で電子部品に不具合が生じるようなことを抑制することができる。すなわち、例えば上記蓋体接着時の応力が、電子部品を絶縁基板に押し付ける方向に大きく作用したときであっても、蓋体の凸部が絶縁基板上面基準として突っ張るような働きをすることで、蓋体等を介して電子部品が絶縁基板に強く押し付けられるようなことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電子装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の電子装置の電子装置の実施の形態の他の例における要部を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の電子装置の実施の形態の他の例における要部を示す要部拡大断面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の電子装置の実施の形態の他の例における要部を示す要部拡大断面図である。
【図８】本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の実施形態の電子装置を製造する方法の一例を工程順に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の電子装置を添付の図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は本発明の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は絶縁基板，１ａは電子部品の搭載部，２は接続パッド，３および４ははんだ等の導電性の接続材（導電性バンプ），５は電子部品，６は接着剤，７は蓋体である。絶縁基板１の上面中央部の搭載部１ａに電子部品５が搭載され、電子部品５の上面に蓋体７が接続（図１の例では、接着剤６を介して付着）されて電子装置９が基本的に形成されている。電子部品５は、下面に複数の電極が縦横の並びに配列され、これらの電極が接続材３を介して搭載部１ａ上に配置された電極パッド（図１では図示せず）に電気的に接続されている。電極パッドと接続パッド２とは、絶縁基板１の表面や内部に形成された配線導体（図示せず）を介して互いに電気的に接続されている。接続パッド２が外部回路基板に接続材３を介して電気的に接続されれば、電子部品５と外部回路基板とが電気的に接続される。
【００１９】
絶縁基板１は、例えばガラスセラミック焼結体や酸化アルミニウム質焼結体，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って形成されている。
【００２０】
絶縁基板１は、例えばガラスセラミック焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。すなわち、ホウケイ酸ガラス等のガラス粉末および酸化アルミニウム等のセラミック粉末を主成分とする原料粉末に適当な有機バインダおよび有機溶剤を添加混合して作製したスラリーをドクターブレード法やリップコータ法等のシート成形技術でシート状に成形することによって複数枚のセラミックグリーンシートを作製して、その後、セラミックグリーンシートを切断加工や打ち抜き加工によって適当な形状とするとともにこれを必要に応じて複数枚積層してセラミックグリーンシートの積層体とし、最後にこのセラミックグリーンシートまたはセラミックグリーンシートの積層体を約900〜1000℃の温度で焼成することによって製作することができる。なお、絶縁基板１は、１層の
セラミックグリーンシートを焼成して製作したものであっても構わない。
【００２１】
絶縁基板１は、例えば四角板状であり、上面中央部に搭載部１ａを有している。搭載部１ａに搭載される電子部品５としては、ＩＣやＬＳＩ等の半導体集積回路素子、およびＬＥＤ（発光ダイオード）やＰＤ（フォトダイオード），ＣＣＤ（電荷結合素子）等の光半導体素子を含む半導体素子，弾性表面波素子や水晶振動子等の圧電素子，容量素子，抵抗器，半導体基板の表面に微小な電子機械機構が形成されてなるマイクロマシン（いわゆるＭＥＭＳ素子）等の種々の電子部品５が挙げられる。
【００２２】
図１に示す例において、電子部品５の搭載部１ａは、四角平板状の絶縁基板１の上面の中央部分に、平面視で電子部品５と同じ程度の範囲で設けられている。この搭載部１ａに、電子部品５を電気的に接続するための電極パッドが配置されている。電極パッドと電子部品５との電気的な接続は、例えば電子部品５の下面に縦横の並びに配列された複数の電極（図示せず）を、この電極とそれぞれ対向するように絶縁基板１の搭載部１ａに配列形成された電極パッドに半田ボールや金バンプ等の導電性の接続材（導電性バンプ）４を介して接合することによって行なわれる（フリップチップ接合）。
【００２３】
また、あらかじめ搭載部１ａの周囲に電極パッドを配置して、金ワイヤやアルミニウムワイヤを介して、電子部品５（電極）を電極パッドに電気的に接続してもよい。（ワイヤボンディング接合）。
【００２４】
絶縁基板１の下面には複数の接続パッド２が形成されている。接続パッド２は、電子部品５を外部回路基板に電気的および機械的に接続するためのものである。接続パッド２は
、例えば、絶縁基板１の表面や内部に形成された配線導体を介して対応する電極パッドとそれぞれに電気的に接続されている。前述したように、電極パッドに電気的に接続された電子部品５の電極が接続パッド２と電気的に接続され、接続パッド２が外部回路基板の所定の回路導体（符号なし）にはんだボール等の導電性の接続材（導電性バンプ）３を介して接続されて、電子部品５と外部回路基板とが電気的に接続される。上記の配線導体は、絶縁基板１を厚み方向に全部または部分的に貫通する貫通導体（図示せず）を含んでいてもよい。
【００２５】
なお、接続パッド２は、電子装置９の小型化を図るような場合には、絶縁基板１の下面に高い密度で配置する必要があり、絶縁基板１の下面の外周に近い部分まで設けられている。
【００２６】
電極パッド，配線導体および接続パッド２は、例えば銅や銀，パラジウム，金，白金，タングステン，モリブデン，マンガン等の金属材料からなる。このような金属材料は、例えば銅の場合であれば、銅の粉末を有機溶剤および有機バインダと混合して作製した金属ペーストを、絶縁基板１となるセラミックグリーンシートの表面にスクリーン印刷法等の方法で印刷して焼成する方法で、絶縁基板１に所定パターンで被着させることができる。配線導体が貫通導体を含む場合であれば、絶縁基板１となるセラミックグリーンシートに機械的な打ち抜き加工やレーザ加工等の方法で貫通孔（図示せず）を形成しておいて、この貫通孔内に金属ペーストを充填して焼成すればよい。
【００２７】
なお、フリップチップ接合の場合、電子部品５の下面と絶縁基板１の搭載部１ａとの間には、複数の導電性バンプ４間の隙間を埋めるように樹脂材料（いわゆるアンダーフィル）（図示せず）を充填しておくことが好ましい。樹脂材料によって導電性バンプ４を補強することで、温度サイクル等が負荷された場合に生じる材料間の熱膨張率の差に起因する応力による導電性バンプ４の機械的破壊を防止することができる。また、電子部品５の電極，導電性バンプ４および電極パッドを封止して外気（特に水分や酸素成分）との接触を防ぎ、これらの酸化等を抑制して電気的な接続の信頼性を高くすることができる。
【００２８】
電子部品５の上面には蓋体７が接続されている。図１に示す例では、電子部品５の上面と蓋体７の下面の中央部とが接着剤６を介して付着されて、互いに接続されている。蓋体７は、電子部品５で発生した熱を外部に放散するためのものである。また、蓋体７は、電子部品５に対する機械的な衝撃（例えば、電子装置９の取り扱いにおける他の部材との衝突等）から電子部品５を保護するためのものである。また、蓋体７は、電子部品５に後述する放熱部材を取り付ける際の、電子部品５の保護のためのものである。なお、蓋体７と電子部品５とは、互いに直接接し合っていても構わない。
【００２９】
蓋体７は、例えば銅やアルミニウム等の金属材料や、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料等によって形成されている。蓋体７は、例えば電子部品５である半導体素子（ＩＣやＬＳＩ等）の外部への放熱性が重視される場合には、金属材料で形成されていることが好ましい。
【００３０】
蓋体７の下面の外周部には凸部７ｂが設けられている。蓋体７の下面に対する凸部７ｂの高さ（側面視における蓋体７の下面から凸部７ｂの下端（下端面）７ｃまでの距離）Ｌ１は、絶縁基板１の上面（搭載部１ａ）と電子部品５の上面との間の距離Ｌ２以上である。また、凸部７ｂの下端７ｃは絶縁基板１の上面に接合されていない。
【００３１】
蓋体７が上記構成であり、凸部７ｂの下端７ｃが絶縁基板１の上面に接合されていないことから、絶縁基板１と蓋体７との熱膨張係数の差に起因した応力が生じたとしても、その応力が、凸部７ｂと絶縁基板１との接合部分を介して接続パッド２および接続材３に作
用するようなことが抑制される。そのため、絶縁基板１と外部回路基板との接続信頼性を向上させることができる。
【００３２】
また、蓋体７の下面に対する凸部７ｂの高さＬ１が絶縁基板１の上面（搭載部１ａ）と電子部品５の上面との間の距離Ｌ２以上であることから、蓋体７を電子部品５の上面に接着剤６等を介して付着（接着）させる際に加えられる応力（加圧時の圧力）が電子部品５に作用し、この影響で電子部品５に不具合が生じるようなことを抑制することができる。すなわち、例えば上記蓋体７接着時の応力が、電子部品５を絶縁基板１に押し付ける方向に大きく作用したときであっても、蓋体７の凸部７ｂが絶縁基板１の上面を基準として突っ張るような働きをすることで、蓋体７等を介して電子部品５が絶縁基板１に強く押し付けられるようなことを抑制することができる。
【００３３】
具体的な一例を挙げれば、電子部品５がＩＣまたはＬＳＩであるとき、絶縁基板１の上面（搭載部１ａ）と電子部品５の上面との間の距離Ｌ２は、約0.5〜１ｍｍ程度である。
これに対して、凸部７ｂの、蓋体７の下面に対する高さ（以下、単に凸部７ｂの高さという）は、約0.52〜1.1ｍｍ程度の範囲で、搭載部１ａと電子部品５の上面との間の距離よ
りも約0.02〜0.1ｍｍ程度大きくなるように設定すればよい。
【００３４】
このような凸部７ｂを蓋体７に設け、凸部７ｂの下端７ｃを絶縁基板１の上面に接合しない場合には、絶縁基板１が、ガラスセラミック焼結体からなる、１辺の長さが約40〜60ｍｍで、厚さが約1.5〜３ｍｍ程度の正方形板状のものであるときに、絶縁基板１の下面
の接続パッド２と外部回路基板との導電性バンプ３を介した接続部分における破断等の機械的な破壊を抑制できることが具体的に確認されている。この場合、接続パッド２は直径が約0.5〜１ｍｍの円形状で、絶縁基板１の下面の全面に縦横の並びに配列されたもので
あり、導電性バンプ３は直径が約0.5〜１ｍｍの球形状のスズ−銅−銀系はんだボールで
あり、電子部品５はＭＰＵ用ＬＳＩであった。電子部品５と搭載部１ａの電極パッドとは導電性バンプ４として直径が約50〜100μｍの球形状のスズ−銅−銀系はんだボールを用
いて接続した。電子装置９の外部回路基板に対する接続信頼性は、接続パッド２と導電性バンプ３との接合界面および導電性バンプ３内部等における破断の有無により判定し、破断の有無は、外部回路基板と電子部品５との間の電気抵抗（破断が生じると所定値よりも高くなる）により確認した。上記条件において、上記具体例の電子装置９は、いずれの接続パッド２おいても、上記破断が確認されなかった。これに対し、凸部の下端を絶縁基板の上面にはんだ等を用いて接合した従来技術の電子装置（図示せず）の場合には、上記の具体例と同様の条件で外部回路基板に実装したときに、約３％の割合で、接続パッドと導電性バンプとの間、または導電性バンプの内部における破断の発生していた。
【００３５】
凸部７ｂの形状および寸法は、蓋体７の形状および寸法や、搭載部１ａと絶縁基板１の上面外周との間の距離，接続パッド２や電極パッドの配置形態，電子部品５の発熱量等に応じて適宜設定すればよい。凸部７ｂの具体的な形状および寸法の例については後述する。
【００３６】
また、電子装置９は、例えば図２に示すように、絶縁基板１の上面に、蓋体７の凸部７ｂと対向する部位において凹部８が形成されている場合には、電子装置９の温度変化がより急激な場合に、例えば蓋体７と絶縁基板１とが互いに接近するように変形した際に、凹部８があることで、蓋体７（凸部７ｂの下端部分）と絶縁基板１との接触をより効果的に抑制することができる。そのため、両者の接触による絶縁基板１のクラック等の不具合が誘発されることを抑制することもできる。なお、図２は、本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。図２において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００３７】
図２に示す例においても、蓋体７の下面に対する凸部７ｂの高さＬ１が、絶縁基板１の上面（凹部８が形成された部位）と電子部品５の上面との間の距離Ｌ２以上である。
【００３８】
電子装置９における急激な温度変化は、例えば搭載された電子部品５の発熱量が大きい場合に、その作動停止が短いサイクルで繰り返されるような時に生じる。
【００３９】
このような効果を得るためには、凹部８が対向する凸部７ｂよりも大きい（言い換えれば、平面視で凹部８の外周の内側に凸部７ｂの外周が位置する）ことが好ましい。
【００４０】
例えば、図３に示すように、凸部７ｂが平面視で搭載部１ａを取り囲む四角枠状（例えば幅が約２〜５ｍｍ程度）のものであれば、凹部８は、平面視で、それよりも若干幅が広い（例えば幅が約2.2〜5.2ｍｍ程度の）四角枠状であればよい。なお、図３（ａ）は、本発明の電子装置の実施の形態の他の例における要部を示す斜視図（透視図）であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。図３において図１および図２と同様の部位には同様の符号を付している。図３においては、円形状の複数の電極パッド１ｂが搭載部１ａに縦横の並びに配列された例を示している。
【００４１】
この場合、例えば図４に示すように、蓋体７の上面に放熱部材（放熱フィン）11をねじ等の手段で取り付けるときに、蓋体７の外周の全周にわたって大きな圧力が加わる。このような場合、絶縁基板１の上面で、この応力を受け止めるため、電子部品５に負荷がかかることを防止することができる。また、電子装置９の温度変化が急激な使用条件下においては、蓋体７と絶縁基板１とが接合されていないため、導電性バンプ３にかかる蓋体７起因の応力を抑制することができる。さらに、上記のように凹部８を設けておけば、電子部品５の温度変化による絶縁基板１や蓋体７の変形が生じた際に、蓋体７の凸部７ｂの下端部分と絶縁基板１との接触による絶縁基板１の機械的な破壊をより効果的に抑制することができる。なお、図４は、本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。図４において図１および図２と同様の部位には同様の符号を付している。
【００４２】
放熱部材11は、例えば鉄−ニッケル等の鉄系合金や、アルミニウム，銅または銅系合金等の金属材料によって形成されている。放熱部材11は、ねじ（符号なし）によって外部回路基板10に固定されている。言い換えれば、ねじの締めつける力（圧力）によって、放熱部材11と外部回路基板10との間に電子装置９が固定されている。
【００４３】
凹部８が、搭載部１ａを取り囲む枠状に限らず、溝状であり、凹部８の幅が凸部７ｂの下端面の幅よりも大きい場合には、前述した温度変化条件下において、蓋体７と絶縁基板１との接触をより効果的に回避することができる。
【００４４】
また、電子装置９は蓋体７の下面の凸部７ｂの下端面が、絶縁基板１の主面における凹部８内に位置している場合には、平面視における蓋体７の絶縁基板１に対する位置ずれをより効果的に抑制することができる。例えば、接着剤６が固着する前に生じる位置ずれ等を効果的に抑制することができる。なお、凹部８が設けられた場合であっても、外部回路基板に対する実装の信頼性を高めるという効果を得る上では、必ずしも、凸部７ｂの下端面が凹部８の内側に位置している必要はない。
【００４５】
また、電子装置９は、凸部７ｂが、蓋体７の外周の全周に沿って形成された枠状のものである場合には、例えば上記凸部７ｂが絶縁基板１上面に対して突っ張るような場合に、蓋体７にかかる荷重等の応力をより広い凸部７ｂと絶縁基板１との接触面において支えることが可能なため、電子部品５に圧力が加わることをより効果的に抑制することが可能となる。また、凸部７ｂと絶縁基板１とが接触している場合、絶縁基板１から蓋体７への熱伝導性を高くすることができる。このような場合、凹部８に金属等を配置して、絶縁基板
１内の電源回路等に接続しておけば、さらに熱伝導性を向上させることが可能である。
【００４６】
枠状の凸部７ｂは、例えば蓋体７の下面の全周にわたって、この下面の外周に接して設けられている。また、枠状の凸部７ｂは、電極パッド（図４では図示せず）や配線導体の配置等の都合に応じて、一部において蓋体７の下面の外周から離れているようなもの（平面視で一部に凹凸部分を有する枠状のもの）であってもよい。
【００４７】
また、電子装置９は、凸部７ｂが、蓋体７の外周に沿って配置された複数の柱状のもの（図示せず）である場合には、電子部品５から外気への直接の放熱性を高めることが可能である。また、前述の急激な温度変化条件下においては、凸部７ｂの面積が小さいため、絶縁基板１に反りが生じていた場合でも、蓋体７が、絶縁基板１に接触する可能性を小さくすることができる。柱状の凸部７ｂは、四角柱状や円柱状，楕円柱状等の種々の形態であって構わない。
【００４８】
なお、柱状の複数の凸部７ｂは、蓋体７接着時の突っ張りとしての機能を考慮すれば、平面視で、これらの複数の凸部７ｂ（隣り合う凸部７ｂ同士を結ぶ線分）で囲まれた領域内に蓋体７の重心が位置するように配置されていることが好ましい。
【００４９】
また、電子装置９は、図５に示すように、凸部７ｂが蓋体７の下面に対して直交するように形成されている場合には、例えば電子装置９の小型化を図るようなときに、蓋体７の凸部７ｂが占める平面方向の面積を小さく抑える上で有利である。図５は、本発明の電子装置９の実施の形態他の例を示す断面図である。図５において図１および図２と同様の部位には同様の符号を付している。
【００５０】
なお、凸部７ｂが蓋体７の下面に対して直交するとは、縦断面視で長方形状等の四角形状である凸部７ｂの側面（および側面の延長線）と蓋体７の下面とが直交していることを意味する。
【００５１】
また、電子装置９は、上記構成において、凸部７ｂが蓋体７の下面に対して斜めになるように形成されている場合には、蓋体７を電子部品５の上面に付着させる際等に垂直方向に作用する応力を斜め方向に逃がすことができる。そのため、蓋体７（凸部７ｂ）から絶縁基板１に伝わる（作用する）応力を軽減することができる。
【００５２】
なお、凸部７ｂが蓋体７の下面に対して斜めであるとは、縦断面視で長方形状等の四角形状である凸部７ｂの側面（および側面の延長線）が蓋体７の下面と斜めに、例えば30〜60度程度の角度で交差していることを意味する。
【００５３】
なお、電子装置９は、上記の実施の形態の例に限らず、種々の変更が可能である。
【００５４】
例えば、凹部８は、図６（ａ）に示すように、その縦断面形状が四角形状のものであれば、例えば絶縁基板１となるセラミックを焼成前に部分的に打ち抜く方法等の方法による形成が容易である。また凹部８は、図６（ｂ）に示すように、底面が円弧状とされたものであれば、内面に角部がないので、角部を起点にした亀裂等の絶縁基板１の機械的な破壊を抑制する上で有利である。このような円弧状の凹部８を形成する場合は、焼成によって焼結しない材料（セラミックペースト、樹脂材料）をあらかじめ凹部８が形成される位置に塗布し、プレス加工で埋め込み、焼成の際に埋め込んだ材料を分解させるか、焼成後に、セラミック砥粒等を吹きつけることで埋め込んだ材料を除去することにより、形成することが可能である。なお、図６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の電子装置の実施の形態の他の例における要部を示す要部拡大断面図である。図６において図１および図２と同様の部位には同様の符号を付している。
【００５５】
また、凸部７ｂが蓋体７の下面に対して斜めであるような場合であっても、図７（ａ）に示すように、凹部８の縦断面形状が四角形状のものであれば、例えば絶縁基板１となるセラミックを打ち抜く方法等の方法による形成が容易である。また、図７（ｂ）に示すように、凹部８の内側面の一部が、凸部７ｂの傾斜に対して平行に加工されている場合には、凸部７ｂの側面と凹部８の内側面との接触による絶縁基板１の機械的な破壊を抑制する上で有利である。なお、図７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の電子装置の実施の形態の他の例における要部を示す要部拡大断面図である。図７において図１および図２と同様の部位には同様の符号を付している。
【００５６】
また、電子装置９は、例えば図８に示すように、蓋体７の凸部７ｂの下端７ｃに対向する位置において、絶縁基板１の上面に、絶縁基板１よりも弾性率が低い材料からなる応力緩和層12が設けられていてもよい。この場合には、蓋体７の凸部７ｂの下端７ｃが絶縁基板１の上面に接触したときに、絶縁基板１の上面部分（上面および上面に近い内部）においてクラック等の機械的な破壊が生じる可能性が低減される。なお、図８は、本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。図８において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００５７】
すなわち、蓋体７が電子部品５の上面に接着される際に、蓋体７の凸部７ｂ（下端７ｃ）が絶縁基板１の上面に接触するとき、または電子装置の温度変化等に起因した熱変形によって蓋体７が絶縁基板１の上面に接触するときに、凸部７bとの接触部分において絶縁
基板に応力が生じる。この応力を、応力緩和層12によって緩和することができる。
【００５８】
これは、上記のように蓋体７の凸部７ｂが絶縁基板１の上面に接触しようとするときに、凸部７ｂの先端７ｃが応力緩和層12に接触して、応力緩和層12の変形によって、絶縁基板１に生じる応力が低減されることによる。その結果、蓋体７が絶縁基板１に接触する際に絶縁基板１にクラック等の損傷が起こることを防ぐことが可能である。
【００５９】
応力緩和層12は、それ自体の変形によって絶縁基板１に生じる応力を低減するものであることから、絶縁基板１より弾性率（ヤング率）が低い材料からなるものである必要がある。このような弾性率が低い材料としては、銅、銀、金、パラジウム、アルミニウム等の金属材料、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂材料およびホウケイ酸系ガラス等のガラス材料、ならびにこれらの複合材料等が挙げられる。
【００６０】
金属材料としては、例えば、絶縁基板１との同時焼成によって絶縁基板１の上面に被着されたメタライズ金属や、めっき金属等が挙げられる。応力緩和層12は、銅のメタライズ金属からなる場合であれば、絶縁基板１となるセラミックグリーンシートの上面に銅のペーストを塗布し、セラミックグリーンシートと同時焼成することによって設けることができる。銅のペーストは、銅粉末に適当な有機溶媒およびバインダ等を添加して混練することによって作製することができる。
【００６１】
なお、応力緩和層12は、応力を緩和する上では厚いほど好ましいが、厚くなり過ぎると絶縁基板１の上面から剥がれやすくなる可能性がある。そのため、応力緩和層12の厚みは、約10〜50μｍ程度の厚みとすることが好ましい。応力緩和層12が、例えば銅のメタライズ層からなる場合であれば、応力緩和層12の厚みは約10〜30μｍ程度に設定すればよい。
【００６２】
平面視における応力緩和層12の形状は、対応する蓋体７の凸部７ｂ（下端７ｃ）の形状に応じて、適宜設定すればよい。この場合、応力緩和層12は、凸部７ｂの下端７ｃに対向する範囲の全域にわたって（隙間なく）設けられていてもよく、部分的に非形成部を有し
ていてもよい。
【００６３】
また、応力緩和層12が金属材料からなる場合、有機樹脂等からなる場合に比べて、経年劣化が小さく、電子装置としての長期信頼性を高める上で有利である。また、蓋体７の凸部７ｂの下端７ｃ面と接触させた状態にしておく（接合はしない状態）場合にはで、電子部品５にて発生した熱を、絶縁基板１から応力緩和層12および蓋体７を介して、外部により効率よく放散させることができる。この場合、応力緩和層12の下部に金属からなる放熱用、貫通導体等を接続すればより効果的である。
【００６４】
また、応力緩和層12が金属材料からなるときに、多孔質の金属材料を用いてもよい。この場合には、均質な金属材料に比べて、上記のような応力を緩和する効果を向上させることができる。すなわち、金属材料中に空孔があることで、応力緩和層12を形成している金属材料の変形がより容易となる。そのため、絶縁基板１に生じる応力を分散させる上でより高い効果が得られる。
【００６５】
なお、多孔質の金属材料とは、内部に多数の空孔が分散している金属材料であり、例えば10〜20体積％の空孔率を有する金属材料である。空孔率は、例えば、金属材料の一部を切断して、断面を観察することによって測定する。
【００６６】
このような多孔質の金属材料からなる応力緩和層12は、例えば、上記応力緩和層12となる金属ペースト中に、熱分解しやすい樹脂材料からなる粒子を添加しておいて、焼成時にその樹脂材料の粒子を分解除去するようにすればよい。粒子が除去された跡が金属材料（応力緩和層12）中の空隙となり、多孔質になる。
【００６７】
なお、応力緩和層12が金属材料からなる場合、その一部を多孔質とし、他の部分を多孔質としないようにしてもよい。例えば、応力緩和層12が、上下２層に積層された銅のメタライズ金属（メタライズ層）（図示せず）からなり、上側の層のみを多孔質とするようにして、絶縁基板１に対する応力緩和層12の接合面積の確保と、応力のより有効な緩和とを図るようにしてもよい。
【００６８】
絶縁基板１の上面に凹部８が形成されているときには、凹部８の底面に応力緩和層（図示せず）が設けられていてもよい。
【００６９】
（電子装置の製造方法）
次に、上記電子装置９を製造する方法の一例を、図９を参照して説明する。なお、以下の説明において、前述した説明と同様の事項については説明を省略する。
【００７０】
図９（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ電子装置９の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。図９において図１および図２と同様の部位については同様の符号を付している。
【００７１】
まず、図９（ａ）に示すように、下面に接続パッド２が配置され、上面中央部に電子部品の搭載部１ａを有する絶縁基板１を準備する（第１工程）。
【００７２】
上記絶縁基板１は、前述した場合と同様の方法で準備することができる。すなわち、例えば、絶縁基板１がガラスセラミック焼結体からなる場合であれば、ガラス粉末およびセラミック粉末を主成分とする原料粉末を有機バインダおよび有機溶剤とともにシート状に成形することによって作製した複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、この積層体を約900〜1000℃の温度で焼成することによって絶縁基板１を製作することができる。
【００７３】
次に、図９（ｂ）に示すように、搭載部１ａに電子部品５を搭載する（第２工程）。
【００７４】
搭載部１ａに対する電子部品５の搭載は、例えば搭載部１ａに、電子部品５の下面に配置された複数の電極（図示せず）と対向させるように複数の電極パッド（図示せず）を配置しておいて、電子部品５の電極と電極パッドとを対向させて、半田ボールや金バンプ等の導電性バンプ４を介して両者を電気的および機械的に接続させることによって行なうことができる。
【００７５】
次に、図９（ｃ）に示すように、下面の外周部に、その下面に対する高さが、搭載部１ａと電子部品５の上面との間の距離以上である凸部７ｂを有する蓋体７を準備する（第３工程）。
【００７６】
凸部７ｂを有する蓋体７は、例えば、銅やアルミニウム等の金属材料や、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料を、平板状の本体の下面の外周部に凸部７ｂが設けられた形状に加工することによって作製する。凸部７ｂの形成方法は、凸部７ｂの形状（枠状または柱状等）や蓋体７および凸部７ｂを形成する材料，生産性，コスト等に応じて、適宜選べばよい。
【００７７】
例えば、蓋体７を金属材料で作製する場合であれば、銅等の金属材料に圧延加工や曲げ加工，エッチング加工，切削等の加工を施す方法によって、下面の外周部に凸部７ｂが設けられた平板状の蓋体７を作製することができる。
【００７８】
また、例えば蓋体７がセラミック材料からなる場合であれば、セラミック原料粉末を、有機溶剤およびバインダとともに凸部７ｂを有する蓋体７の形状に加工し、これを焼成することによって、凸部７ｂを蓋体７に設けることができる。
【００７９】
また、凸部７ｂは、凸部７ｂの形状に加工した金属材料やセラミック材料等を、平板状の金属材料やセラミック材料の下面の外周部に、ろう材やガラス等を介して接合することによって、蓋体７に設けることもできる。
【００８０】
次に、図９（ｄ）に示すように、蓋体７を、電子部品５を覆うようにして電子部品５の上面に付着させる（第４工程）。また、この第４工程において、凸部７ｂの下端面を絶縁基板１の上面に接合しない。
【００８１】
蓋体７と電子部品５の上面との接着は、例えば有機樹脂接着剤等の接着剤６を介して行なう。接着剤６に用いられる有機樹脂としては、シリコーン系やエポキシ系，ポリイミド系の樹脂等が挙げられる。接着剤６は、伝熱性を向上させること等のために、銀や銅，アルミニウム，グラファイト，ダイヤモンド等の無機材料からなる粒子が添加されていてもよい。
【００８２】
この工程において、蓋体７を下側（電子部品５の上面側）に押し付けるように圧力を加えて、上記接着剤６による蓋体７と電子部品５との接着をより強固なものとするようにしてもよい。このように圧力を加えたときに、弾性を有する接着剤６が厚み方向に縮み、蓋体７の下面と電子部品５との間の距離が短くなる。これに応じて、蓋体７と絶縁基板１の上面との間、および蓋体７の凸部７ｂの下端面と絶縁基板１の上面との間の距離も短くなり、凸部７ｂの下端面が絶縁基板１の上面に突き当たる場合がある。この場合、凸部７ｂの高さが、絶縁基板１の上面の搭載部１ａと電子部品５の上面との間の距離よりも大きいため、凸部７ｂが突っ張りになって、蓋体７を介して電子部品５に過剰に圧力が加わるようなことが抑制される。
【００８３】
上記工程を経て作製された電子装置９は、例えば前述した本発明の電子装置９と同様に
、外部回路基板に実装したときの信頼性が高く、接続信頼性が高い。
【００８４】
また、上記電子装置９の製造方法について、第１工程において準備する絶縁基板１の上面に、第４工程において接合する蓋体７の凸部７ｂの位置に対応させて凹部８を形成しておくようにした場合には、凹部８によって蓋体７（凸部７ｂの下端部分）と絶縁基板１との接触がより効果的に抑制された電子装置９を作製することができる。
【００８５】
凹部８は、例えば、絶縁基板１の上面に切削加工を施すことによって形成することができる。また、凹部８は、絶縁基板１となるセラミックグリーンシートの一部に凹部８に対応した貫通部を形成しておいて、この貫通部を形成したセラミックグリーンシートを最上層として、複数のセラミックグリーンシートを積層し、焼成することによって形成することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・・絶縁基板
１ａ・・・搭載部
１ｂ・・・電極パッド
２・・・・接続パッド
３、４・・導電性バンプ
５・・・・電子部品
６・・・・接着剤
７・・・・蓋体
７ｂ・・・凸部
７ｃ・・・凸部の下端
８・・・・凹部
９・・・・電子装置
10・・・・外部回路基板
11・・・・放熱部材
12・・・・応力緩和層
【図１】
2013012720.tif 000003
【図２】
2013012720.tif 000004
【図３】
2013012720.tif 000005
【図４】
2013012720.tif 000006
【図５】
2013012720.tif 000007
【図６】
2013012720.tif 000008
【図７】
2013012720.tif 000009
【図８】
2013012720.tif 000010
【図９】
2013012720.tif 000011