JP2007095956A

JP2007095956A - 電子部品収納用パッケージ

Info

Publication number: JP2007095956A
Application number: JP2005282626A
Authority: JP
Inventors: Koji Hidaka; 光二日高; Hiroshi Uehara; 浩上原
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【課題】ビア導体が厚み方向に貫通する絶縁枠体を有する電子部品収納用パッケージにおいて、気密封止の信頼性を確保しながら平面面積の小型化が可能な電子部品収納用パッケージを提供すること。
【解決手段】電子部品５が搭載される搭載部１ａを有した絶縁基板１の上面に、搭載部１ａを囲撓する絶縁枠体２を設けるとともに、絶縁枠体２の内側面よりも内側に電子部品５と電気的に接続される電極パッド３を設け、絶縁枠体２に搭載部１ａを覆うようにして蓋体４が取着される電子部品収納用パッケージ１０であって、絶縁枠体２は、厚み方向の全長にわたり搭載部１ａに向かって突出した幅広部１ｂを有し、幅広部１ｂに厚み方向に貫通するビア導体６が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電振動子や半導体素子等の電子部品を気密に収納するための電子部品収納用パッケージに関するものである。

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収納するための電子部品収納用パッケージに収納されるとともに蓋体で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。

このような電子部品収納用パッケージとして多用されているものは、上面に電子部品の搭載部を有する四角形状の絶縁基板と、絶縁基板の上面に搭載部を囲繞するようにして設けられた絶縁枠体とを具備した構造である。絶縁基板および絶縁枠体は、一体焼成されたセラミック材料等からなる。

絶縁枠体の上面には、通常、メタライズ層が形成されている。このメタライズ層に、例えば金属製の蓋体をろう付け法や溶接法等の接合手段で接合することにより、搭載部に搭載された電子部品が蓋体で覆われて気密封止される。

気密封止される電子部品は、例えば、搭載部から外側面や下面等の外面に導出するようにして形成された配線導体を介して搭載部の外側に導出される。配線導体のうち、搭載部に露出した部位が、電子部品の電極を電気的に接続させるための電極パッドとして機能する。

なお、絶縁枠体には厚み方向に貫通するビア導体が形成されている。例えば、ビア導体を介して、絶縁枠体の上面のメタライズ層と、配線導体のうち電子部品の接地用電極と電気的に接続されたものとが電気的に接続される。これにより、電子部品の接地用電極が、面積の広いメタライズ層や金属製の蓋体等と電気的に接続され、電子部品の接地が確実になる。
特開２００４−３１９８３１号公報特開２００３−２１８２６５号公報

しかしながら、近年の電子部品の小型化に対応して電子部品収納用パッケージの小型化（平面面積の小面積化）が進んでいることから、絶縁枠体の幅が狭くなってきている。そして、この幅の狭い絶縁枠体に、その幅方向に相当な割合を占めるビア導体が形成されることにより、ビア導体の部分は、例えばメタライズ層と同様のメタライズ導体（金属粉末の焼結体）から成り、機械的な強度が低いので、絶縁枠体にクラック等の機械的な破壊を生じるという問題があった。クラック等の誘因となる応力は、例えば、蓋体と絶縁枠体との間の熱膨張率（線膨張係数）の差に起因する熱応力である。

本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、ビア導体が厚み方向に貫通する絶縁枠体を有する電子部品収納用パッケージにおいて、気密封止の信頼性を確保しながら平面面積の小型化が可能な電子部品収納用パッケージを提供することにある。

本発明の電子部品収納用パッケージは、電子部品が搭載される搭載部を有した絶縁基板の上面に、前記搭載部を囲撓する絶縁枠体を設けるとともに、該絶縁枠体の内側面よりも内側に前記電子部品と電気的に接続される電極パッドを設け、前記絶縁枠体に前記搭載部を覆うようにして蓋体が取着される電子部品収納用パッケージであって、前記絶縁枠体は、厚み方向の全長にわたり前記搭載部に向かって突出した幅広部を有し、該幅広部に厚み方向に貫通するビア導体が形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、前記幅広部は、前記電極パッドの非形成部に位置することを特徴とするものである。

本発明の電子部品収納用パッケージによれば、絶縁枠体が、厚み方向の全長にわたり前記搭載部に向かって突出した幅広部を有し、その幅広部に厚み方向に貫通するビア導体が形成されていることから、絶縁枠体の幅方向においてビア導体が占める割合は相対的に低く抑えることができる。そのため、ビア導体が形成されている部位においても、絶縁枠体の機械的な強度の低下を抑えることができる。その結果、絶縁枠体にクラック等の機械的な破壊が生じることは効果的に防止され、気密封止の信頼性を確保しながら平面面積の小型化が可能な電子部品収納用パッケージを提供することができる。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、幅広部は、電極パッドの非形成部に位置することから、電極パッドに対する電子部品の電極の、ボンディングワイヤ等の接続材を介した電気的な接続が妨げられることは防止される。そのため、気密封止の信頼性に優れるとともに小型で、かつ電子部品の搭載等の容易な電子部品収納用パッケージとすることができる。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１（ａ）は本発明の電子部品収納用パッケージの実施の形態の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ’線における断面図である。図１（ａ）および（ｂ）において、１は、搭載部１ａを有する絶縁基板、２は絶縁枠体、３は電極パッド、４は蓋体である。絶縁基板１、絶縁枠体２、電極パッド３、および蓋体４により主に電子部品収納用パッケージ１０が構成される。

絶縁基板１は、例えば四角板状であり、上面の中央部に電子部品の搭載部１ａを有している。絶縁基板１は、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セラミック焼結体や、有機樹脂、有機樹脂とセラミック焼結体等の無機材料との複合材等の電気絶縁材料により形成される。

絶縁基板１を四角板状等の角部を有する形状に形成する場合、各角部を円弧状や直線状（Ｃ面）に面取り加工して欠け等を防ぐようにしてもよい。

搭載部１ａは、電子部品５を効率よく搭載するのに適した形状であり、例えば、略四角形状の電子部品と相似（辺の長さが長い）の略四角形状である。また、特に相似に限らず、例えば、電極パッドの配置位置等に応じて、電子部品よりも各辺の長さを長くした四角形状でもかまわない。

電子部品５は、ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の受光素子および発光ダイオード等の発光素子等の光半導体素子を含む半導体素子、水晶振動子や弾性表面波素子等の圧電素子、圧力センサ素子、コンデンサ、抵抗器、インダクタ等である。

また、絶縁基板１の上面には、搭載部１ａを囲繞するようにして絶縁枠体２が設けられている。絶縁枠体２は、搭載部１ａを囲繞し、後述する蓋体４とともに搭載部１ａを気密封止する際の側壁部として機能する。

絶縁枠体２は、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セラミック焼結体等や、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂、有機樹脂とセラミック焼結体等の無機材料との複合材等の電気絶縁材料により形成される。

絶縁基板１および絶縁枠体２は、例えば、生産性や両者間の接合の強度、信頼性等を考慮して、同じ材料により一体的に形成される。

絶縁基板１および絶縁枠体２は、ともに酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウムや酸化ケイ素、酸化カルシウム等の原料粉末を、適当な有機溶剤、バインダとともにシート状に成形して作成したセラミックグリーンシートを積層し焼成することにより作製される。この場合、絶縁枠体２となる枠状のセラミックグリーンシートは、中央部分、を金型等を用いた打ち抜き加工により打ち抜いて枠状に成形することにより形成される。

なお、絶縁基板１および絶縁枠体２は、それぞれ個別に形成しておいて、樹脂接着剤やろう材、ガラス等の接合材を介して接合するようにしてもよい。個別の絶縁基板１や絶縁枠体２は、上記セラミックグリーンシートを、絶縁基板１となるものと絶縁枠体２となる枠状のものとに分けて焼成することにより形成することができる。また、エポキシ樹脂等の有機樹脂を射出成型やトランスファー成型等の成型手段で成型すること等でも形成できる。

絶縁枠体２の上面に、蓋体４を取着することにより、絶縁基板１の搭載部１ａと絶縁枠体２と蓋体４とで構成される容器の内部に電子部品５が気密封止されて電子装置（符号なし）が形成される。

なお、絶縁枠体２の内側面よりも内側には電極パッド３が形成されており、電極パッド３に電子部品５の電極がボンディングワイヤやはんだ等の導電性接続材（図示せず）を介して電気的に接続される。

電極パッド３は、例えば、絶縁基板１や絶縁枠体２の表面や内部に形成されて
いる配線導体（図示せず）を介して電子装置９の外表面（絶縁基板１の下面や側面、絶縁枠体２の側面等）に導出される。つまり、電子部品５の電極は、電極パッド３と電気的に接続され、電極パッド３および配線導体を介して電子装置の外表面に導出される。電極パッド３の外表面への導出は、配線導体以外の手段（ビア導体や、鉄−ニッケル合金等の金属製のリード端子やリードピン等）を介して行なわせるようにしてもよい。

蓋体４は、その下面の外周部が絶縁枠体２の上面に取着されるような形状、寸法で、鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金、銅等の金属材料により形成されている。

蓋体４は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金からなる場合であれば、鉄−ニッケル−コバルト合金の板材に、圧延や打ち抜き、エッチング等の適当な金属加工を施して所定の形状および寸法に成形することにより作製される。

絶縁枠体２の上面に対する蓋体４の取着は、例えば、絶縁枠体２の上面にメタライズ層２ａを形成しておき、このメタライズ層２ａに蓋体４の下面外周部分を金−錫等のろう材を用いたろう付け法や、抵抗溶接法、電子ビーム溶接法等の溶接法等の接合手段で接合することにより行なわれる。

絶縁枠体２は、厚み方向の全長にわたり搭載部１ａに向かって突出した幅広部２ｂを有し、その幅広部に、厚み方向に貫通するビア導体６が形成されている。

例えば、ビア導体６を介して、絶縁枠体２の上面のメタライズ層２ａと、配線導体のうち電子部品５の接地用電極（図示せず）と電気的に接続されたものとが電気的に接続される。これにより、電子部品５の接地が確実になる。また、電子部品５が外部からのノイズ（電磁波）を受けるのを、効果的に防止できる。例えば、電子部品５が、高周波信号を扱う半導体素子（半導体集積回路素子）である場合、このようなノイズ遮蔽は、電子部品の（誤作動、遅延を抑制するうえで）効果が大きい。

このように、幅広部２ｂを設け、その幅広部２ｂに厚み方向に貫通するビア導体６を形成したことから、絶縁枠体２の幅方向においてビア導体６が占める割合は相対的に低く抑えることができる。そのため、ビア導体６が形成されている部位においても、絶縁枠体２の機械的な強度の低下を抑えることができる。

その結果、絶縁枠体２にクラック等の機械的な破壊が生じることは効果的に防止され、気密封止の信頼性を確保しながら平面面積の小型化が可能な電子部品収納用パッケージ１０を提供することができる。

幅広部２ｂは、少なくとも一部にかかるように、絶縁枠体２の厚み方向の全長にわたるビア導体６が形成されるので、絶縁枠体２の厚み方向の全長にわたり形成される。

このような幅広部２ｂは、例えば、絶縁枠体２となる枠状のセラミックグリーンシーを形成する際に、打ち抜きパターンを、開口部の内縁に、内側に向かう突出部（非打ち抜き部）が形成されるように打ち抜きの金型のパターンを調整することにより形成される。

上記、絶縁枠体のクラックの防止等の効果を得る上で、ビア導体６は、必ずしも、その全体が幅広部２ｂに入り込んでいる必要はなく、幅広部２ｂの搭載部１ａ側の先端部から絶縁枠体２の外辺までを直線で結んだ線のほぼ半分の位置にビア導体６の中心部が位置していればよい。このことにより、ビア導体６の内側と外側での残った幅広部２ｂと絶縁枠体２の厚みはほぼ同じとなり、機械的に弱い部分が偏ることはない。

なお、幅広部は、絶縁枠体２の内周辺の基準線（幅広部以外の部分の内周をつなぐ線）から搭載部側に３０μｍ〜２００μｍ程度、絶縁枠体２の幅に対して（１０％〜７０％）が好ましい。

また、幅広部２ｂは、平面視で、円弧状、楕円弧状、四角形状等種々の形状で形成することができるが、ビア導体６が形成の容易な平面視で円形状または楕円形状の形状である場合、それに応じて、円弧状、楕円弧状が好ましい。

また、幅広部２ｂは、電極パッド３の非形成部に位置することが好ましい。

この場合、電極パッド３に対する電子部品の電極の、ボンディングワイヤ等の接続材を介した電気的な接続が妨げられることは防止される。そのため、気密封止の信頼性に優れるとともに小型で、かつ電子部品の搭載等の容易な電子部品収納用パッケージとすることができる。

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。

例えば、電極パッド３は、搭載部１ａの中央部分に、絶縁枠体２と接しないように形成されていてもよい。

（ａ）は本発明の電子部品収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線における断面図である。

符号の説明

１・・・・絶縁基体
１ａ・・・・搭載部
１ｂ・・・・幅広部
２・・・・絶縁枠体
３・・・・電極パッド
４・・・・蓋体
５・・・・電子部品
６・・・・ビア導体
１０・・・電子部品収納用パッケージ

Claims

電子部品が搭載される搭載部を有した絶縁基板の上面に、
前記搭載部を囲撓する絶縁枠体を設けるとともに、
該絶縁枠体の内側面よりも内側に前記電子部品と電気的に接続される電極パッドを設け、
前記絶縁枠体に前記搭載部を覆うようにして蓋体が取着される電子部品収納用パッケージであって、
前記絶縁枠体は、
厚み方向の全長にわたり前記搭載部に向かって突出した幅広部を有し、
該幅広部に厚み方向に貫通するビア導体が形成されていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
前記幅広部は、前記電極パッドの非形成部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。