JP2011096753A - 電子部品収納用パッケージおよびこれを用いた電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 気密不良の発生を抑制するとともに絶縁部材の外側で放電が生じるのを抑制し、さらにコストの上昇が抑制された電子部品収納用パッケージおよびこれを用いた電子装置を提供する。
【解決手段】 底板１と、底板１の上面に取り付けられた少なくとも一部に切欠き２１を有する枠体２と、枠体２の上面に取り付けられる蓋体３と、切欠き２１を塞ぐように設けられ、枠体２の内側から外側にかけて導出された複数の配線４が埋設された絶縁部材５とを含み、底板１、枠体２、絶縁部材５および蓋体３で囲まれる内部空間に電子部品が収容されて複数の配線４に電気的に接続される電子部品収納用パッケージにおいて、絶縁部材５は、枠体２の外側で切欠き２１から少なくとも水平方向両側に回り込むように広がっており、複数の配線４のうち水平方向に見て両端に位置する配線４が、絶縁部材５の外表面近傍において切欠き２１よりも水平方向の外側に導出されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品に大電流を導通させるための電子部品収納用パッケージおよびこれを用いた電子装置に関するものである。

半導体素子などの電子部品を収容する電子部品収納用パッケージとして、底板と、該底板の上面に取り付けられた少なくとも一部に切欠きを有する枠体と、該枠体の上面に取り付けられた蓋体と、前記切欠きを塞ぐように設けられ、前記枠体の内側から外側にかけて導出された複数の配線が形成された絶縁部材とを含み、前記底板、前記枠体、前記絶縁部材および前記蓋体で囲まれる内部空間に電子部品が収容されて前記複数の配線に電気的に接続されるようになっているものが知られている（特許文献１を参照）。

ここで、特許文献１に記載の電子部品収納用パッケージでは、一つの絶縁部材に複数の配線が埋設され、それぞれの配線が互いに近接して配置されているため、絶縁部材の外側で放電が生じてしまうという問題がある。

そこで、枠体の切欠きおよび絶縁部材を大きくして、近接する配線と配線との間隔をひろげる方法が考えられる。

しかしながら、枠体の切欠きおよび絶縁部材を大きくすると、底板、枠体、絶縁部材および蓋体で囲まれる内部空間の気密不良が発生しやすくなるという問題がある。

一方、枠体に多数の切欠きを設けるとともに、それぞれの切欠きに一つの配線が埋設された絶縁部材を設けた電子部品収納用パッケージが知られている（特許文献２を参照）。この構成によれば、絶縁部材の外側で放電が生じてしまうという問題は低減できる。

しかしながら、特許文献２に記載の電子部品収納用パッケージでは、絶縁部材の数が増えることによるコスト（部材費および組立費）の上昇を生じさせてしまうという問題がある。

特開2008−159854号公報 特開平11−54657号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、気密不良の発生を抑制するとともに絶縁部材の外側で放電が生じるのを抑制し、さらにコストの上昇が抑制された電子部品収納用パッケージおよびこれを用いた電子装置を提供することを目的とする。

本発明は、底板と、該底板の上面に取り付けられた少なくとも一部に切欠きを有する枠体と、該枠体の上面に取り付けられる蓋体と、前記切欠きを塞ぐように設けられ、前記枠体の内側から外側にかけて導出された複数の配線が埋設された絶縁部材とを含み、前記底板、前記枠体、前記絶縁部材および前記蓋体で囲まれる内部空間に電子部品が収容されて前記複数の配線に電気的に接続される電子部品収納用パッケージにおいて、前記絶縁部材は、前記枠体の外側で前記切欠きから少なくとも水平方向両側に回り込むように広がっており、前記複数の配線のうち水平方向に見て両端に位置する前記配線が、前記絶縁部材の外表面近傍において前記切欠きよりも水平方向の外側に導出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である。

また本発明は、上記の電子部品収納用パッケージの前記内部空間に電子部品が収納されてなることを特徴とする電子装置である。

本発明による電子部品収納用パッケージによれば、絶縁部材は、枠体の外側で切欠きから少なくとも水平方向両側に回り込むように広がっており、複数の配線のうち水平方向に見て両端に位置する配線が、絶縁部材の外表面近傍において切欠きよりも水平方向の外側に導出されていることで、気密不良の発生を抑制するとともに絶縁部材の外側で放電が生じるのを抑制することができ気密不良の発生を抑制するとともに絶縁部材の外側で放電が生じるのを抑制することができ、小型で高密度に配線が形成された電子部品収納用パッケージを実現することができる。

本発明の電子部品収納用パッケージの一実施形態を示しており、（ａ）は電子部品収納用パッケージの側面図、（ｂ）は（ａ）に示す蓋体を取り除いた状態の平面図、（ｃ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。 本発明の電子部品収納用パッケージの他の実施形態を示しており、（ａ）は電子部品収納用パッケージの側面図、（ｂ）は（ａ）に示す蓋体を取り除いた状態の平面図、（ｃ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ線矢視断面図である。

以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の電子部品収納用パッケージの一実施形態を示しており、図１（ａ）は電子部品収納用パッケージの側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す蓋体を取り除いた状態の平面図、図１（ｃ）は図１（ａ）に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。

図１に示す電子部品収納用パッケージは、底板１と、底板１の上面に取り付けられた少なくとも一部に切欠き２１を有する枠体２と、枠体２の上面に取り付けられる蓋体３と、切欠き２１を塞ぐように設けられ、枠体２の内側から外側にかけて導出された複数の配線４が埋設された絶縁部材５とを含み、底板１、枠体２、絶縁部材５および蓋体３で囲まれる内部空間に電子部品が収容されて複数の配線４に電気的に接続される電子部品収納用パッケージにおいて、絶縁部材５は、枠体２の外側で切欠き２１から少なくとも水平方向両側に回り込むように広がっており、複数の配線４のうち水平方向に見て両端に位置する配線４が、絶縁部材５の外表面近傍において切欠き２１よりも水平方向の外側に導出されている。

底板１および蓋体３は、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ｗ等の金属から成り、このような金属のインゴットを圧延加工したり、押出成形したりした後、打ち抜き加工や切削加工を施すことによって、例えば１０〜２０ｍｍ角の板状に形成されたものである。

底板１は、これに搭載される電子部品が作動時に発する熱を外部に放熱させる放熱板としての役割をも果たすものである。底板１の表面には、酸化腐食の防止や電子部品のロウ付け等による載置固定を良好にするために、厚さ０．５〜９μｍのＮｉめっき層および厚さ０．５〜５μｍのＡｕめっき層が形成されているのが好ましく、同様に、蓋体３の表面には、酸化腐食の防止のために、厚さ０．５〜９μｍのＮｉめっき層および厚さ０．５〜５μｍのＡｕめっき層が形成されているのが好ましい。

なお、電子部品の熱を効率よく外部へ放熱させるために、電子部品がペルチェ素子等の熱電冷却素子（図示せず）に搭載された状態で底板１に載置固定されていてもよい。

底板１の上面には枠体２が取り付けられ、枠体２の上面には蓋体３が取付られていて、この枠体２は、Ａｇロウ、Ａｕロウ等のロウ材またはシーム溶接法等の溶接によって底板１および蓋体３に接合されている。枠体２も、底板１および蓋体３と同様に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、又はＣｕ−Ｗ等の金属から成り、このような金属のインゴットを圧延加工したり、押出成形したりした後、打ち抜き加工や切削加工を施すことによって、例えば平面視で四角形状に形成されたものである。枠体２の表面には、酸化腐食を防止するとともに、後述する絶縁部材５とのロウ付け等による接合力を高めるために、厚さ０．５〜９μｍのＮｉめっき層および厚さ０．５〜５μｍのＡｕめっき層が形成されているのが好ましい。

そして、枠体２は少なくとも一部に切欠き２１を有していて、絶縁部材５がこの切欠き２１を塞ぐように設けられている。

絶縁部材５は、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、ムライト等を主成分とするセラミックスで形成されていて、Ａｇロウ、Ａｕロウ等のロウ材によって枠体２と接合されている。

また、絶縁部材５には、枠体２の内側から外側にかけて導出された複数の配線４が埋設されている。そして、絶縁部材５の外表面にはそれぞれの配線４に電気的に接続された接続端子４１が設けられているとともに、絶縁部材５の内表面にはそれぞれの配線４に電気的に接続された接続端子４２が設けられている。配線４、接続端子４１および接続端子４２は、例えばタングステン、モリブデン、金、銀、銅、白金等を主成分とする金属で形成されている。

ここで、絶縁部材５は、積層された複数のセラミックグリーンシートが焼結してなるものである。また、複数の配線４は、セラミックグリーンシートの表面に形成された導体ペーストによる配線パターンが焼結してなるものであるとともにセラミックグリーンシートに形成された貫通孔に導体ペーストが充填されて焼結してなるものである。これらは、一般的な多層配線基板の製造方法と同様の製造方法により形成され、一体的に焼成することにより形成されたものである。具体的には、複数のセラミックグリーンシートを作製し、所定のセラミックグリーンシートに貫通孔を形成して導体ペーストを充填するとともに、所定のセラミックグリーンシートの一方主面に導体ペーストを塗布したセラミックグリーンシートを複数積層してセラミックグリーンシート積層体を作製し、該セラミックグリーンシート積層体を焼成して得られたものである。

このようにして得られた複数の配線４の埋設された絶縁部材５は、その積層方向が底板１に平行な方向となるようにして設けられ、外表面に接続端子４１、内表面に接続端子４２が配置された構成になっている。

そして、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、絶縁部材５は、枠体２の外側で切欠き２１から少なくとも水平方向両側に回り込むように広がっている。すなわち、絶縁部材５は、例えばその積層方向の厚みが枠体２の厚みよりも厚く形成され、さらに絶縁部材５の枠体２よりも外側の部分が切欠き２１よりも大きく形成されていて、平面視で外側が幅広のＴ字状に形成されている。この形状は、セラミックグリーンシート積層体を焼成して得られた絶縁部材５の前駆体に対して切削加工等を施す方法、あるいはセラミックグリーンシート積層体において一部のセラミックグリーンシートの大きさを小さくする等の方法により得られる。

なお、図示しないが、絶縁部材５における枠体２との接合部位には、接合用の導体が形成されるとともに、この表面に厚さ０．５〜９μｍのＮｉめっき層および厚さ０．５〜５μｍのＡｕめっき層が形成されているのが好ましく、この接合部位がＡｇロウ、Ａｕロウ等のロウ材を介して枠体２と接合されている。

このように、絶縁部材５が枠体２の外側で切欠き２１から少なくとも水平方向両側に回り込むように広がっていることで、絶縁部材５と枠体２との接合面積が増大し、接合強度が増すとともにより安定した接合が可能となる。したがって、電子部品収納用パッケージの気密信頼性が高まる。

なお、絶縁部材５の上記形状は、水平方向両側のみならず垂直方向上側（底板１と反対の側）にも同様に広がったものであってもよい。これにより、さらに接合強度が増すとともにより安定した接合が可能となり、気密信頼性が高まる。

さらに、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、複数の配線４のうち水平方向に見て両端に位置する配線４が、絶縁部材５の外表面近傍において切欠き２１よりも水平方向の外側に導出されている。上述したように、絶縁部材５の形状を枠体２の外側で切欠き２１から少なくとも水平方向両側に回り込むように広がった形状としたことで、配線４を絶縁部材５の外表面近傍において切欠き２１よりも水平方向の外側に導出させることができる。このような形状は、複数の配線４の埋設された絶縁部材５の作製時に、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、貫通孔および配線パターンを断面視で屈曲させるように設計することで形成することができる。

この形状によれば、絶縁部材５の外表面における接続端子４１間の縁面距離を広くすることができる。例えば、接続端子４１間の印加電圧が３ｋｖのとき、放電が生じないようにするために１ｍｍ以上の間隔とすればよい。

なお、図１に示すように、接続端子４１には、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ｗ等の金属からなるリード端子６１がＡｇロウ、Ａｕロウ等のロウ材、あるいは溶接により接続されていて、接続端子４２には、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ｗ等の金属からなるリード端子６２がＡｇロウ、Ａｕロウ等のロウ材、あるいは溶接により接続されていて、内部空間に収納される電子部品と外部電子機器とがリード端子６１、接続端子４１、配線４、接続端子４２およびリード端子６２を介して電気的に接続される。

また、絶縁部材５の形状は、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示す形状に限定されず、例えば図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、絶縁部材５が枠体２の内側で切欠き２１から少なくとも水平方向両側に回り込むように広がっていてもよい。すなわち、絶縁部材５は、例えばその積層方向の厚みが枠体２の厚みよりも厚く形成され、さらに絶縁部材５の枠体２よりも内側の部分が切欠き２１よりも大きく形成されていて、平面視でエ字状に形成されていてもよい。この形状によれば、図１に示す形態よりも、さらに接合強度が増すとともにより安定した接合が可能となり、電子部品収納用パッケージの気密信頼性が高まる。

このとき、絶縁部材５の形状を枠体２の内側で切欠き２１から少なくとも水平方向両側に回り込むように広がった形状としたことで、配線４を絶縁部材５の内表面近傍において切欠き２１よりも水平方向の外側に導出させることができる。

通常、内部空間を真空状態にして封止することで、接続端子４２間で放電が生じるのを抑制するが、この形状によれば、絶縁部材５の内表面における接続端子４２間の縁面距離を広くすることができ、内部空間を真空状態にしなくても接続端子４２間で放電が生じるのを抑制することができる。したがって、電子部品収納用パッケージの組立コストの削減が可能となる。

以上、本実施の形態による電子部品収納用パッケージによれば、気密不良の発生を抑制するとともに絶縁部材の外側で放電が生じるのを抑制することができ、小型で高密度に配線が形成された電子部品収納用パッケージを実現することができる。

そして、上記構成の電子部品収納用パッケージの底板１の上面に電子部品（図示せず）を載置固定し、電子部品の電極とリード端子６２とをボンディングワイヤ等で電気的に接続した後、枠体２の上面に蓋体６を接合して電子部品の収容された内部空間を気密に封止することにより、電子装置が製造される。

なお、本発明は上記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種々の変更を施すことは何ら支障ない。

例えば、図１および図２に示す形態においては、切欠き２１が２カ所に形成され、絶縁部材５が２個設けられているが、切欠き２１が１カ所で絶縁部材５が１個設けられる形態であってもよい。

また、図１および図２に示す形態においては、接続端子４１、４２が設けられているが、この接続端子４１、４２が設けられずに、配線４とリード端子６１、６２とが直接接続されていてもよい。

また、図１および図２に示す形態においては、配線４、接続端子４１および接続端子４２が３個ずつ設けられているが、３個に限定されるものではない。

また、図１および図２に示す形態においては、配線４、接続端子４１および接続端子４２が水平方向に一列に並んで配置されているが、このような配置に限定されるものではなく、二列に配置されていてもよく、このような場合、全ての配線４が絶縁部材５の外表面近傍において互いに離れる方向に向けて屈曲していてもよく、さらに絶縁部材５の外表面近傍において水平方向以外に向けて切欠き２１よりも外側に導出させてもよい。

１：底板
２：枠体
３：蓋体
４：配線
４１、４２：接続端子
５：絶縁部材
６１、６２：リード端子

Claims (2)

1. 底板と、該底板の上面に取り付けられた少なくとも一部に切欠きを有する枠体と、該枠体の上面に取り付けられる蓋体と、前記切欠きを塞ぐように設けられ、前記枠体の内側から外側にかけて導出された複数の配線が埋設された絶縁部材とを含み、前記底板、前記枠体、前記絶縁部材および前記蓋体で囲まれる内部空間に電子部品が収容されて前記複数の配線に電気的に接続される電子部品収納用パッケージにおいて、
   前記絶縁部材は、前記枠体の外側で前記切欠きから少なくとも水平方向両側に回り込むように広がっており、
   前記複数の配線のうち水平方向に見て両端に位置する前記配線が、前記絶縁部材の外表面近傍において前記切欠きよりも水平方向の外側に導出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。
2. 請求項１に記載の電子部品収納用パッケージの前記内部空間に電子部品が収納されてなることを特徴とする電子装置。
   

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