JP4562301B2 - 電子部品収納用パッケージ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子や圧電振動子、表面弾性波素子等の電子部品を収容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。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体素子や圧電振動子等の電子部品を収容するための小型の電子部品収納用パッケージは、図3に斜視図で示すように、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・ガラス−セラミックス等の電気絶縁材料から成り、その上面中央部に電子部品16を搭載するための凹状の搭載部11aを有するとともに搭載部11a内から下面外周部にかけて導出する複数のメタライズ配線導体14および上面に搭載部11aを取り囲むように被着されたろう付け用メタライズ層15を有する絶縁基体11と、この絶縁基体11のろう付け用メタライズ層15に、搭載部11aを取り囲むようにして銀−銅ろう等のろう材を介して接合された鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る略四角枠状の金属枠体12と、この金属枠体12の上面にシームウエルド法等により接合される鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る金属蓋体13とから構成されている。
【0003】
そして、この従来の電子部品収納用パッケージによれば、絶縁基体11の搭載部11a底面に電子部品16を搭載するとともにこの電子部品16の電極を搭載部11a内のメタライズ配線導体14に例えば半田や導電性樹脂、ボンディングワイヤ等から成る電気的接続手段を介して電気的に接続し、しかる後、金属枠体12の上面に金属蓋体13をシームウエルド法により溶接することによって絶縁基体11と金属枠体12と金属蓋体13とから成る容器の内部に電子部品16が気密に封止され、それにより製品としての電子装置となる。
【0004】
なお、金属枠体12は、鉄−ニッケル−コバルト合金等から成る圧延金属板に打ち抜き金型により打ち抜き加工を施すことにより製作され、例えば、金属枠体12が長方形である場合、圧延金属板の圧延方向に対してその長辺が略平行となるように打ち抜かれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧延金属板を打ち抜いて製作された金属枠体12は、その熱膨張係数が圧延方向で大きく、これに直角な方向で小さいという性質を有している。また、圧延方向とこれに直角な方向とで打ち抜き面の状態が異なってしまう。そのため、従来のように、長辺を圧延金属板の圧延方向に対して平行と成るように打ち抜いた金属枠体12をろう付け用メタライズ層15にろう付けすると、金属枠体12の長辺側の熱膨張および熱収縮が大きいために金属枠体12の長辺とろう付け用メタライズ層15との間に大きな熱応力が発生してしまう。また、金属枠体12の側面に這い上がるろう材の量が打ち抜き面の状態の違いにより長辺側と短辺側とで異なったものとなり、金属枠体12とろう付け用メタライズ層15とを安定して強固に接合することができなかった。そして、このような従来の電子部品収納用パッケージの内部に電子部品を搭載した後、金属枠体12の上面に金属蓋体13をシームウエルド法等により溶接すると、溶接の熱により大きく熱膨張した金属枠体12および金属蓋体13が溶接後の冷却課程で大きく熱収縮することにより発生する熱応力とろう付け時に発生した応力が重畳して作用することにより金属枠体12に剥離が発生してしまい、その結果、この従来の電子部品収納用パッケージを用いた電子装置の気密信頼性が大きく損なわれてしまうという問題点を有していた。
【0006】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、金属枠体とろう付け用メタライズ層とを強固に接合して、金属枠体12に剥離が発生することがない気密信頼性の高い電子部品収納用パッケージを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品収納用パッケージは、上面に電子部品が搭載される搭載部および該搭載部を取り囲む略四角枠状のろう付け用メタライズ層を有する絶縁基体の前記ろう付け用メタライズ層に、圧延金属板を打ち抜いて形成された略四角枠状の金属枠体を前記搭載部を取り囲むようにろう材を介してろう付けして成り、前記金属枠体上に金属蓋体をシームウエルド法により溶接するようになした電子部品収納用パッケージにおいて、前記金属枠体は、その各辺が前記圧延金属板の圧延方向に対して45度の角度となるように打ち抜かれており、前記各辺の側面への前記ろう材の這い上がりを均一なものとしていることを特徴とするものである。
【0008】
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、金属枠体は、その各辺が圧延金属板の圧延方向に対して略45度の角度となるように打ち抜かれており、各辺の側面へのろう材の這い上がりを均一なものとしていることから、各辺における熱膨張係数が略同一となるとともに、各辺における打ち抜き面の状態が略均一となり、その結果、金属枠体をろう付け用
メタライズ層に強固に接合することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面を基に説明する。
【0010】
図1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斜視図であり、図中、1は絶縁基体、2は金属枠体、3は金属蓋体である。そして、主にこれらで電子部品6を気密に収容する容器が構成される。
【0011】
絶縁基体1は、例えば一辺の長さが2〜20mm程度で厚みが0.5〜3mm程度の略四角形状であり、その上面中央部に電子部品6を搭載するための略四角凹状の搭載部1aが設けてある。この搭載部1aには電子部品6が搭載固定される。
【0012】
このような絶縁基体1は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・ガラス−セラミックス等の電気絶縁材料から成り、例えば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・酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクタブレード法等を採用してシート状となすことによって複数枚のセラミックグリーンシートを得、しかる後、これらのセラミックグリーンシートの各々に適当な打ち抜き加工を施すとともにこれらを上下に積層し、約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【0013】
また、絶縁基体1には、搭載部1aの底面から側面を介して下面に導出する複数のメタライズ配線導体4が被着形成されている。メタライズ配線導体4は、搭載部1aに搭載される電子部品6の各電極を外部の電気回路に電気的に接続するための導電路として機能し、その搭載部1a底面部位には電子部品6の各電極が半田や導電性樹脂・ボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して電気的に接続され、また絶縁基体1の下面に導出した部位は半田等から成る電気的接続手段を介して外部電気回路に接続される。
【0014】
このようなメタライズ配線導体4は、タングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体1用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布し、これを絶縁基体1用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって絶縁基体1の搭載部1a底面から側面を介して下面に導出するように被着形成される。
【0015】
なお、メタライズ配線導体4の表面には、メタライズ配線導体4が酸化腐食するのを有効に防止するとともにメタライズ配線導体4と電気的接続手段との接続性を良好なものとするために、通常であれば、厚みが1〜10μm程度のニッケルめっき層および厚みが0.1〜3.0μm程度の金めっき層が従来周知の電解めっき法や無電解めっき法により順次被着されている。
【0016】
さらに、絶縁基体1の上面には、搭載部1aを取り囲むようにしてタングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成る略四角枠状のろう付け用メタライズ層5が被着形成されている。このろう付け用メタライズ層5は、厚みが10〜20μm程度、各辺の幅が0.2〜1.2mm程度であり、絶縁基体1に金属枠体2を接合するための下地金属として機能する。そして、このろう付け用メタライズ層5の上面には、搭載部1aを取り囲む略四角枠状の金属枠体2が銀ろう等のろう材を介してろう付けされている。このようなろう付け用メタライズ層5は、例えばタングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体1用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布し、これを絶縁基体1用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって絶縁基体1の上面に搭載部1aを取り囲むようにして被着形成される。
【0017】
なお、ろう付け用メタライズ層5の表面には、ろう付け用メタライズ層5とろう材との濡れ性を良好とするために、通常であれば、厚みが0.5〜5μm程度のニッケルめっき層がろう付けの前に予め被着されている。
【0018】
また、ろう付け用メタライズ層5に銀ろう等のろう材を介してろう付けされた金属枠体2は、例えば鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成り、金属蓋体3を絶縁基体1に溶接するための下地金属部材として機能する。この金属枠体2は、その内周が搭載部1aの開口と略同じ大きさであり、厚みが0.1〜0.25mm程度、各辺の幅が0.1〜1mm程度である。さらに、その外周面および内周面の各角部には曲率半径が0.1〜2mm程度の丸みを有している。そして、この金属枠体2上に金属蓋体3を載置するとともに、これらを例えばシームウエルド法により溶接することによって金属蓋体3が金属枠体2に接合される。
【0019】
このような金属枠体2は、図2に上面図で示すように、鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等から成る圧延金属板を、各辺が圧延金属板の圧延方向に対して略45度の角度となるようにして打ち抜くことによって所定の枠状に製作されている。また、金属枠体2のろう付け用メタライズ層5へのろう付けは、金属枠体2をろう付け用メタライズ層5の上に例えば厚みが10〜50μmの箔状のろう材を挟んで載置し、しかる後、ろう材を加熱溶融させることによってろう付け用メタライズ層5と金属枠体2とをろう付けする方法が採用される。なお、ろう付け後のろう付け用メタライズ層5の露出表面および金属枠体2の露出表面およびろう材の露出表面にはろう付け用メタライズ層5および金属枠体2およびろう材が酸化腐食するのを有効に防止するために、通常であれば、厚みが0.5〜5μmのニッケルめっき層および厚みが0.1〜3.0μm程度の金めっき層が従来周知の電解めっき法や無電解めっき法により順次被着されている。
【0020】
そして、本発明においては、金属枠体2の各辺が圧延金属板の圧延方向に対して略45度の角度となるように打ち抜かれており、各辺の側面へのろう材の這い上がりを均一なものとしていることが重要である。このように、金属枠体2の各辺が圧延金属板の圧延方向に対して略45度の角度となるように打ち抜かれていることから、金属枠体2の各辺における熱膨張係数が略同一となるとともに各辺における打ち抜き面の状態が略均一なものとなる。そのため、金属枠体2をろう付け用メタライズ層5にろう付けした際に、金属枠体2の長辺に大きな熱応力が発生することを有効に防止することができるとともに、各辺の側面へのろう材の這い上がりを均一なものとして金属枠体2をろう付け用メタライズ層5に安定して強固に接合することができる。したがって、本発明の電子部品収納用パッケージによれば、金属枠体2に金属蓋体3をシームウエルド法により溶接しても金属枠体2が絶縁基体1から剥離することのない気密信頼性に優れた電子部品収納用パッケージを提供することができる。
【0021】
かくして、本発明の電子部品収納用パッケージによれば、絶縁基体1の搭載部1aに電子部品6をその各電極がメタライズ配線導体4に電気的に接続されるようにして搭載固定した後、絶縁基体1にろう付けされた金属枠体2に金属蓋体3をシームウエルド法等により溶接し、内部に電子部品6を気密に封止することによって電子装置となる。
【0022】
なお、本発明は、上述の実施の形態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あれば種々の変更は可能であることはいうまでもない。
【0023】
【発明の効果】
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、金属枠体の各辺が圧延金属板の圧延方向に対して略45度の角度となるように打ち抜かれており、各辺の側面へのろう材の這い上がりを均一なものとしていることから、金属枠体の各辺における熱膨張係数が略同一となるとともに、各辺における打ち抜き面の状態が略均一となる。その結果、金属枠体をろう付け用メタライズ層にろう付けした際に、金属枠体の長辺に大きな熱応力が発生することを有効に防止することができるとともに、各辺の側面へのろう材の這い上がりを均一なものとして金属枠体をろう付け用メタライズ層に安定して強固に接合することができる。したがって、本発明の電子部品収納用パッケージによれば、金属枠体に金属蓋体をシームウエルド法により溶接しても金属枠体が絶縁基体から剥離することのない気密信頼性に優れた電子部品収納用パッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】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斜視図である。
【図2】図1に示す電子部品収納用パッケージの金属枠体2の製作方法を説明するための上面図である。
【図3】従来の電子部品収納用パッケージを示す斜視図である。
【符号の説明】
1・・・・絶縁基体
1a・・・搭載部
2・・・・金属枠体
3・・・・金属蓋体
5・・・・ろう付け用メタライズ層
6・・・・電子部品
Claims (1)
- 上面に電子部品が搭載される搭載部および該搭載部を取り囲む略四角枠状のろう付け用メタライズ層を有する絶縁基体の前記ろう付け用メタライズ層に、圧延金属板を打ち抜いて形成された略四角枠状の金属枠体を前記搭載部を取り囲むようにろう材を介してろう付けして成り、前記金属枠体上に金属蓋体をシームウエルド法により溶接するようになした電子部品収納用パッケージにおいて、前記金属枠体は、その各辺が前記圧延金属板の圧延方向に対して45度の角度となるように打ち抜かれており、前記各辺の側面への前記ろう材の這い上がりを均一なものとしていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
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