(57)【要約】電子部品搭載用パッケージ及び電子モジュールは、セラミックを基材とし、底面に電子部品実装部が位置し、内周面に金属膜が施されたキャビティが形成された基板を備える。キャビティの内周は、コーナー部と直線部を有した形状に形成され、底面から同距離の内周において、金属膜がコーナー部より直線部において厚く、また表面粗さが粗く形成されており、金属膜のうち周囲より厚く、表面が粗い厚盛領域が直線部の上部に設けられる。
2020004606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックを基材とし、底面に電子部品実装部が位置し、内周面に金属膜が位置したキャビティを有した基板を備え、
前記キャビティの内周は、コーナー部と直線部を有しており、
前記底面から同距離の内周において、前記金属膜が前記コーナー部より前記直線部において厚みが大きい電子部品搭載用パッケージ。
【請求項２】
前記底面から同距離の内周において、前記金属膜の表面粗さが前記コーナー部より前記直線部において大きい請求項１に記載の電子部品搭載用パッケージ。
【請求項３】
セラミックを基材とし、底面に電子部品実装部が位置し、内周面に金属膜が位置したキャビティを有した基板を備え、
前記キャビティの内周は、コーナー部と直線部を有しており、
前記底面から同距離の内周において、前記金属膜の表面粗さが前記コーナー部より前記直線部において大きい電子部品搭載用パッケージ。
【請求項４】
前記コーナー部及び前記直線部のそれぞれにおいて前記キャビティの開口から底面に近づくほど、前記金属膜の厚みが次第に小さい請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の電子部品搭載用パッケージ。
【請求項５】
前記コーナー部及び前記直線部のそれぞれにおいて前記キャビティの開口端から底面に近づくほど、前記金属膜の表面粗さが次第に小さい請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の電子部品搭載用パッケージ。
【請求項６】
前記内周面に隣接する前記キャビティの周囲の端面に金属膜が位置し、当該端面上の金属膜と、前記内周面上の金属膜とが連続して位置している請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の電子部品搭載用パッケージ。
【請求項７】
前記内周面は前記底面から前記キャビティの開口に向かって外側に傾斜している請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載の電子部品搭載用パッケージ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載の電子部品搭載用パッケージが適用された電子モジュールであって、
前記電子部品実装部に電子部品が実装され、前記キャビティの開口を覆う蓋体が、前記キャビティの周囲の端面に接合され、前記蓋体が前記キャビティを塞いだ電子モジュール。
【請求項９】
請求項７に記載の電子部品搭載用パッケージが適用された電子モジュールであって、
前記電子部品実装部に光学素子が実装され、前記キャビティの開口を覆う透光性の蓋体が、前記キャビティの周囲の端面に接合され、前記蓋体が前記キャビティを塞いだ電子モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電子部品搭載用パッケージ及び電子モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミックを基材とし、底面に電子部品実装部が構成されたキャビティを形成し、当該電子部品実装部にＬＥＤなどの発光素子を実装するようにした発光素子用セラミックパッケージが知られている（特開２００６−４１１７９号）。発光素子を収めるそのキャビティの内周面は、底面から開口に向かって外側に傾斜しており、発光素子から出射しキャビティの側面で反射した光が開口端から外部に出射し、高効率に光出射するように構成されている。キャビティの側面の反射率を向上するために当該側面に金属膜を施すことが行われる（特開２００７−２３４８４６号）。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の第一の態様は、セラミックを基材とし、底面に電子部品実装部が位置し、内周面に金属膜が位置したキャビティを有した基板を備え、前記キャビティの内周は、コーナー部と直線部を有しており、前記底面から同距離の内周において、前記金属膜が前記コーナー部より前記直線部において厚みが大きい電子部品搭載用パッケージである。【０００４】
本開示の第二の態様は、セラミックを基材とし、底面に電子部品実装部が位置し、内周面に金属膜が位置したキャビティを有した基板を備え、前記キャビティの内周は、コーナー部と直線部を有しており、前記底面から同距離の内周において、前記金属膜の表面粗さが前記コーナー部より前記直線部において大きい電子部品搭載用パッケージである。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本開示の一実施形態に係る電子部品搭載用パッケージを示す斜視図である。
【図２】本開示の一実施形態に係る電子部品搭載用パッケージを示す斜視図であり、電子部品実装済みのものを示す。
【図３Ａ】本開示の一実施形態に係る電子モジュールを模式的に示す平面図である。
【図３Ｂ】本開示の一実施形態に係る電子モジュールを模式的に示すＡ１−Ａ２断面図である。
【図３Ｃ】本開示の一実施形態に係る電子モジュールを模式的に示すＢ１−Ｂ２断面図である。
【図４】本開示の一実施形態に係る電子部品搭載用パッケージの内周面上における方向を定義するための断面模式図である。
【図５】本開示の一実施形態に係る金属膜の膜厚分布を示すグラフである。
【図６】本開示の一実施形態に係る金属膜の膜厚分布を示すグラフである。
【図７】本開示の一実施形態に係る金属膜の表面粗さの分布を示すグラフである。
【図８】本開示の一実施形態に係る金属膜の表面粗さの分布を示すグラフである。
【図９】本開示の一実施形態に係る光学モジュールにおける接着封止部の熱分布を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下に本開示の一実施形態につき図面を参照して説明する。
【０００７】
本実施形態においては、電子部品搭載用パッケージに実装する電子部品を光学素子（発光ダイオード）とした光学モジュールの例につき説明する。
図１から図３Ａ−Ｃに示すように本実施形態の光学素子搭載用パッケージ１は、セラミックを基材とした基板１０を主体として構成される。基板１０は、主面（底面及び上面）が四辺形であり、その辺々と平行な方向をＸ,Ｙとし、ＸＹ平面に垂直な方向をＺとして３軸直交座標を図中に記載する。
【０００８】
基板１０には、上面に開口するキャビティ２０が形成されている。Ｚ方向視（図３Ａ）においてキャビティ２０の内周２１は、基板１０の外形に合せた形状であり、コーナー部２１ａと直線部２１ｂを有している。Ｚ方向視において、基板１０の４辺と、キャビティ２０の４辺とが平行に配置され、ぞれぞれの角は所定曲率のＲ（丸み）を有している。
キャビティ２０の内周面１３は底面１２からキャビティの開口１１に向かって外側に傾斜している。すなわち、キャビティ２０のＺ方向の中心軸Ａｚに対して、キャビティ２０の内周面１３は、底面１２で最も近く、開口１１で最も離れるように傾斜している。したがって、キャビティ２０のＸＹ断面の面積は、底面１２で最も小さく、開口１１で広くなる。
【０００９】
キャビティ２０の内周面１３には、金属膜１３ａが位置している。さらにキャビティ２０の周囲の基板上端面１４にも金属膜１４ａが位置している。これらの金属膜１３ａ，１４ａは、例えば連続して位置している。金属膜１３ａとしては、例えば、熱伝導率が大きく、反射率が高い金属であるアルミニウム膜が適用され、タングステン膜、ニッケル膜および金膜の中から選ばれる少なくとも１つの金属膜を内層に有していてもよい。また、金属膜１４ａとしては、タングステン膜、ニッケル膜および金膜の中から選ばれる少なくとも１つの金属膜が適用される。
【００１０】
キャビティ２０の底面１２には、電極パターン１５，１６が位置して電子部品実装部が構成されている。光学素子３０の電極が電極パターン１５，１６に電気的及び機械的に接続されて実装される。電極パターン１５，１６は、基板１０の底面の外部接続パッドに導通している。
キャビティ２０の開口１１を覆う透光性の蓋体１７が、キャビティ２０の周囲の基板上端面１４に（金属膜１４ａ、接着剤１４ｂを介して）接合され、蓋体１７がキャビティ２０を塞いで光学モジュール２とされる。
【００１１】
次に、金属膜１３ａの膜厚と表面粗さの分布につき説明する。
図４に示すように、キャビティ２０の内周面１３上における方向を定義する。すなわち、内周面１３の周方向をＣｚとし、内周面１３に沿って開口１１から底面１２への方向をＤｚとする。
図５にＣｚ方向の金属膜１３ａの膜厚分布のグラフを示す。開口１１に近い上段のグラフ５１、底面１２に近い下段のグラフ５３と、その中間の中段のグラフ５２をそれぞれ示した。示される範囲としては１辺分（コーナー部から次のコーナー部まで）である。図６にＤｚ方向の金属膜１３ａの厚み分布のグラフが示す。直線部２１ｂ中央におけるＤｚ方向の膜厚分布のグラフ６１と、コーナー部２１ａにおけるＤｚ方向の膜厚分布のグラフ６２とを示す。
【００１２】
図５、図６に示すように、底面１２から同距離の内周において、金属膜１３ａがコーナー部２１ａより直線部２１ｂにおいて厚みが大きい。図５に示すように、上段のグラフ５１は、底面１２から同距離の内周におけるＣｚ方向の厚み分布を示す。同様に中段のグラフ５２及び下段のグラフ５３のそれぞれも、底面１２から同距離の内周におけるＣｚ方向の厚み分布を示す。これらのいずれのグラフを参照してもわかるように、金属膜１３ａがコーナー部より直線部において厚みが大きい。また、図６を参照しても、金属膜１３ａがコーナー部より直線部において厚みが大きいことが確認できる。
【００１３】
また、図６に示すようにコーナー部２１ａ及び直線部２１ｂのそれぞれにおいてキャビティ２０の開口１１から底面１２に近づくほど、金属膜１３ａの厚みが次第に小さい。
【００１４】
図７に示すように底面１２から同距離の内周において、金属膜１３ａの表面粗さがコーナー部２１ａより直線部２１ｂにおいて大きい。
また、図８に示すようにコーナー部２１ａ及び直線部２１ｂのそれぞれにおいてキャビティ２０の開口１１から底面１２に近づくほど、金属膜１３ａの表面粗さが次第に小さい。
以上説明したことから、図３Ａ，Ｂに示す厚盛領域１３ｂは、金属膜１３ａのうち周囲より厚く、表面が粗い部分を模式的に示した領域である。
【００１５】
次に、以上説明した構成による作用効果につき説明する。
図９に本実施形態の光学モジュール２における接着封止部の熱分布を示す。図９は、キャビティ（２０）の周囲の基板上端面（１４）における接着剤封止時に生じる熱分布の高低を濃淡で表現したものである。
本実施形態の光学モジュール２にあっては、コーナー部２１ａの金属膜１３ａの厚みは比較的小さいが、図９中に矢印で示すように、比較的容量の大きい厚盛領域１３ｂの金属膜１３ａに吸熱され、放熱される熱経路が位置し、封止部の熱分布の不均一性が緩和される。厚盛領域１３ｂの金属膜１３ａは、表面粗さが大きい分表面積が大きく放熱性に優れる。その結果、封止構造の信頼性が向上する。
【００１６】
また、光学特性については次の通りである。
光学素子３０が発光ダイオード等の発光素子である場合、光学素子３０から内周面１３方向へ出射した光は、図３Ｂ，Ｃ中に矢印で示すように進行する。
図３Ｂに示すように互いに対向する直線部２１ｂ，２１ｂを横断する断面Ａ１−Ａ２においては、厚盛領域１３ｂの金属膜１３ａで反射して、開口１１及び蓋体１７を通して外部に出射できない方向に進行し閉じ込められる光が生じる。厚盛領域１３ｂの金属膜１３ａの表面粗さが大きいためである。光学素子３０が発光した光のうち、外部に出射できない光による損失分を、光閉じ込めロスと呼ぶ。したがって、表面粗さが大きい厚盛領域１３ｂの表面によって、直線部２１ｂ近傍では光閉じ込めロスが大きいということができる。
図３Ｃに示すように互いに対向するコーナー部２１ａ，２１ａを横断する断面Ｂ１−Ｂ２においては、金属膜１３ａの厚みは開口１１近傍であっても比較的小さく、金属膜１３ａの表面粗さが小さいため、光閉じ込めロスが小さく抑えられる。
したがって、光学モジュール２の光出射効率を向上することができる。
光学素子をフォトダイオード等の受光素子とした場合には、光学モジュール２の受光効率を向上することができる。
また、光源である光学素子３０の中心に近い直線部２１ｂ近傍での光出射量を抑える一方で、光源である光学素子３０の中心から遠いコーナー部２１ａ近傍での光出射量を上げることで、光学モジュール２の発光面全域における発光量の均一化を図ることができる。
光学素子をフォトダイオード等の受光素子とした場合には、光学モジュール２の受光面全域における受光量の均一化を図ることができる。
【００１７】
以上説明した実施形態においては、電子部品搭載用パッケージに実装する電子部品を光学素子としたが、本開示の電子部品搭載用パッケージはこれに限らず、どのような電子部品を搭載してもよい。いずれの場合も封止構造の信頼性向上の効果が得られる。但し、上記の光学特性については、電子部品を光学素子とした場合である。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本開示は、電子部品搭載用パッケージ及び電子モジュールに利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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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【図９】
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【国際調査報告】
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