JP7312708B2 - 電子部品収納用パッケージ、電子装置および電子モジュール - Google Patents

Description

本開示は、気流を検知する気流センサー等に用いられる電子部品収納用パッケージ、電子装置および電子モジュールに関するものである。

従来、センサー素子がパッケージに搭載されてなる電子装置においては、センサー素子により外部環境の様々な情報が取得され、ユーザーがその環境についての様々な情報を得ることができる。（特許文献１を参照）。

特開平４－１２２７８号公報

しかしながら、近年電子装置は、更なる小型化、高機能化が求められている。これに伴い、電子装置も更なる小型化が要求されており、外部環境の情報を取得することが難しいものとなっている。

本開示の電子部品収納用パッケージは、電子部品が搭載される第１面および該第１面の反対に位置する第２面を備える基部と、該基部から、前記第２面から前記第１面に向かう第１方向に延びる側部と、前記第１面および前記側部で囲まれた電子部品の収納部と、該収納部を覆う蓋部と、を有し、前記基部および前記側部の外面であり、第２面から前記第１方向に延びる第３面は、前記第１方向に延びる溝を有するとともに、該溝よりも前記第１方向の先に、前記第１方向に交わる第２方向に延びて前記収納部に繋がる貫通孔の開口を有する。

本開示の電子装置は、上記に記載の電子部品収納用パッケージと、前記第１面に搭載された電子部品と、を有する。

本開示の電子モジュールは、上記に記載の電子装置と、該電子装置が接続されたモジュール用基板とを有する。

本開示の電子部品収納用パッケージによれば、電子部品が搭載される第１面および第１面の反対に位置する第２面を備える基部と、基部から、第２面から第１面に向かう第１方向に延びる側部と、第１面および側部で囲まれた電子部品の収納部と、収納部を覆う蓋部とを有し、基部および側部の外面であり、第２面から第１方向に延びる第３面は、第１方向に延びる溝を有するとともに、溝よりも第１方向の先に、第１方向に交わる第２方向に延びて収納部に繋がる貫通孔の開口を有することから、外部からの気流を溝により効率よく収納部に取り込むことができ、電子装置が小型化しても、外部環境の情報を正確に検知できる電子部品収納用パッケージを提供できる。

本開示の電子装置によれば、上記に記載の電子部品収納用パッケージと、第１面に搭載された電子部品と、を有することから、外部からの気流を溝により効率よく搭載部に取り込むことができるため、検知精度に優れた電子装置を実現できる。

本開示の電子モジュールによれば、上記に記載の電子装置と、電子装置が接続されたモジュール用基板と、を有することから、検知精度に優れた電子装置が搭載された、高性能のモジュールを提供できる。

本開示の電子部品収納用パッケージ等を上側から見て蓋体を透視した平面透視図である。 図１のＸ１方向から見た側面透視図である。 図１のＹ１方向から見た側面透視図である。 （ａ）は図１の蓋体を示す裏面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。 本開示の電子部品収納用パッケージ等の側面透視図である。 （ａ）は図５の蓋体を示す裏面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。

本開示の電子部品収納用パッケージ等について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、図１～図６において同一箇所には同じ符号を付している。電子部品収納用パッケージ100に含まれる基体は、例えば平板状の基部101上に枠部（側部101ａ）が積層されて構成
されている。また、平面視において、基部101および枠部が基部101の上面（第１面102）
の搭載部105ａを囲んでいる。この枠部の内側面と、搭載部105ａの内側において露出する基部101とによって、第１面102および側部101ａで囲まれた電子部品104を収納するための収納部105が設けられている。なお、基体は枠部が設けられない基部101の第１面102（上
面）に搭載部105ａが位置した構成でもよい。上記の場合は、後述する蓋体が蓋部118および側部101ａを有していればよい。

また、電子部品収納用パッケージ100に含まれる蓋体は、例えば平板状の蓋部118上に側部101ａが積層されて構成されている。なお、蓋体は蓋部118に側部101ａが設けられない
構成であってもよい。上記の場合は、基体が基部101および側部101ａを有していればよい。また、図１～図６に示すように、基体が基部101および側部101ａを有し、蓋体が蓋部118および側部101ａを有してもよい。

基体および蓋体が、例えば酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム焼結体，ムライト質焼結体またはガラス－セラミック焼結体等のセラミック材料からなる。基体は、例えば全体の外形が平面視で一辺の長さが1.6～10ｍｍ程度の矩形状であり、厚みが0.5～３ｍｍ程度であり、その上面に搭載部105ａが設けられている。

基体、および蓋体が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ，溶剤，可塑剤等を添加混合して泥漿状にするとともに、これを例えばドクターブレード法、ロールカレンダー法等のシート成形法によりシート状となすことにより複数枚のセラミックグリーンシートを得て、次に枠部となるセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施して枠状に成形するとともに、基部101となる平板状のセラミックグリーン
シートの上面に、それぞれ枠状のセラミックグリーンシートが位置するように上下に積層し、その積層体を高温で焼成することにより製作できる。

基体および蓋体は、例えば、それぞれが個片の基体になる配線基板領域が配列された母基板（図示せず）として製作された後に、個片に分割されて製作される。母基板は、互いに積層された、基部101となる複数の領域を有する平板状の絶縁層（図示せず）と、それ
ぞれ枠部となる複数の開口部が配列された複数の領域を有する絶縁層（図示せず）とを有している。そして、例えば母基板（図示せず）の主面に位置した分割溝に沿って応力を加
え、母基板を分割することにより、複数の電子部品収納用パッケージ100が製作される。

さらに、基体の第１面102（上面）から第１面102と反対側の第２面103にかけて、モジ
ュール用基板301の外部電気回路と電気的に接続するための導電路として、接続導体107、ビア導体111、および外部接続導体110等が位置している。そして、平面視で搭載部105ａ
を取り囲む位置に、複数の接続導体107が位置している。なお、本開示の電子部品収納用
パッケージ100では、平面視で搭載部105ａを取り囲む４辺のうち、対向する２辺にそれぞれ複数の接続導体107が位置している。

本開示の電子部品収納用パッケージ100は、図１、図２に示すように、電子部品104が搭載される第１面102および第１面102の反対に位置する第２面103を備える基部101と、基部101から、第２面103から第１面102に向かう第１方向に延びる側部101ａと、第１面102お
よび側部101ａで囲まれた電子部品104の収納部105と、収納部105を覆う蓋部118と、を有
し、基部101および側部101ａの外面であり、第２面103から第１方向に延びる第３面108は、第１方向に延びる溝112を有するとともに、溝112よりも第１方向の先に、第１方向に交わる第２方向に延びて収納部105に繋がる貫通孔114の開口115を有する。

このような構成により、外部からの気流を溝112により効率よく収納部105に取り込むことができ、電子装置200が小型化しても、外部環境の情報を正確に検知できる電子部品収
納用パッケージ100を提供できる。つまり、図３に示すように、電子部品収納用パッケー
ジ100の第３面108（側面）に流れる気流が蓋体の貫通孔114に流入するとともに、基体の
端部にかけて位置した溝112によって、気流を蓋体の貫通孔114に導くことができる。よって、多くの気流を電子部品収納用パッケージ100の収納部105に導くことができるため、搭載部105ａに搭載した各種センサー素子等の電子部品104が気流に良好に当たり易くなり、外部環境の情報を正確に検知できる電子部品収納用パッケージ100を提供できる。なお、
基体に位置する溝112と蓋体に位置する貫通孔114は、図１に示すように、上面視において対向する２つの第３面108の中央部にそれぞれ位置している。一方の貫通孔114から流入した気流は、搭載部105ａを通過して他方の貫通孔114から排出される。

基体の第３面108に溝112を位置させるには、例えば、枠部を複数のセラミックグリーンシートから構成し、各配線基板領域の境界に貫通孔（図示せず）を設けるとともに、この貫通孔が二分されるように各配線基板領域を個片に分割すればよい。これにより、基体の第３面108に、平面視で半円状の溝112が位置した電子部品収納用パッケージ100を製作す
ることができる。なお、セラミックグリーンシートは単層でもよく、２層以上で構成されていてもよい。また、溝112の形状は半円状に限定されず、例えば楕円状、矩形状、Ｖ字
状等であってもよい。基体の第３面108には、側部101ａから基部101にかけて厚み方向に
溝112が位置している。基体の搭載部105ａには、気流センサー素子等の電子部品104が搭
載され、側部101ａの上面には、実装面106を有する蓋体が接合される。

また、本開示の電子部品収納用パッケージ100は、図２に示すように、第３面108の正面視において、開口115の第２面103に近い位置における最大幅は、溝112の第２面103から離れた位置における最大幅より大きい。このような構成により、基体と蓋体との接合位置の変化に影響されることなく、外部からの気流を溝112により効率よく搭載部105ａに取り込むことができる。つまり、電子部品収納用パッケージ100は、溝112の第２面103から離れ
た位置における最大幅よりも、開口115の第２面103に近い位置における最大幅が大きいことから、基体の第１面102に位置した搭載部105ａに蓋体を接合する際、基体の所定位置に蓋体が接合されず、位置ずれが発生しても、側面視において電子部品収納用パッケージ100の溝112の全ての領域と蓋体の貫通孔114とが重なり易い。よって、溝112と貫通孔114と
の相乗効果を得易くなり、電子部品収納用パッケージ100の第３面108に流れる気流が蓋体の貫通孔114に流入するとともに、第３面108の正面視で蓋体の貫通孔114と連なっている
溝112によって、気流を蓋体の貫通孔114に導くことができる。よって、より確実に多くの気流を電子部品収納用パッケージ100の収納部105に導くことができるため、搭載部105ａ
に搭載した各種センサー素子等の電子部品104が気流に良好に当たり易くなり、外部環境
の情報を正確に検知できる電子部品収納用パッケージ100を提供できる。

なお、基体に蓋体を接合するには、基体の主面の外縁に沿って枠状に位置した領域に、例えば金属ろう材、ガラス、樹脂等の接合部材を塗布しておき、この上に搭載部105ａを
有する蓋体を所定の場所に位置決めしてから、各接合部材が溶融または硬化するように熱処理すればよい。なお、基体の上面には蓋体が接合される枠状の領域が位置しており、金属ろう材による接合を可能にするために、この領域に枠状メタライズ層（図示せず）が位置していてもよい。さらに、蓋体の収納部105にも同様に、メタライズ層（図示せず）が
位置していてもよい。

また、本開示の電子部品収納用パッケージ100は、第１面102に向かって見た平面透視において、開口115は、溝112の底部113より外側に位置する。このような構成により、外部
からの気流を、溝112と貫通孔114の位置関係によって、より効率よく収納部105に取り込
むことができる。つまり、図１、図３に示すように、第１面102に向かって見た平面透視
において、開口115は、溝112の底部113より外側に位置することから、電子部品収納用パ
ッケージ100の第３面108に流れる気流が蓋体の貫通孔114に流入するとともに、基体の端
部にかけて位置した溝112に流れる気流は、基体の側面から上方に向かって流れる気流と
なり、さらにこの気流が蓋体の貫通孔114に導かれる。これにより、気流を蓋体の貫通孔114に効率よく導くことができるため、より多くの気流を電子部品収納用パッケージ100の
搭載部105ａに導くことができる。よって、搭載部105ａに搭載した各種センサー素子等の電子部品104が効率よく気流に良好に当たり易くなるとともに、外部環境の情報をより正
確に検知できる電子部品収納用パッケージ100を提供できる。

なお、図３では、側面視で溝112が第１面102から第１面102と反対側の第２面103にかけて同じ幅、同じ深さで位置した実施例を示したが、溝112の形状はこれらに限定されず、
側面視で溝112が第１面102から第１面102と反対側の第２面103にかけて幅が大きい形状、第１面102から第１面102と反対側の第２面103にかけて幅が小さい形状、または、第１面102から第１面102と反対側の第２面103にかけて深さが異なる形状で位置していてもよい。さらに、２つ以上の異なる幅の溝が厚み方向に重なるように位置していてもよい。

また、本開示の電子部品収納用パッケージ100は、第３面108の正面視において、開口115の幅は、溝112に近い部分が溝112から遠い部分より大きい。このような構成により、溝112との相乗効果により、外部からの気流を貫通孔114から効率よく収納部105に取り込むことができるとともに、外縁から内側に延びた貫通孔114を含む蓋体であっても、蓋体の剛
性を高めることができる。つまり、図５に示すように、電子部品104の主面（上面）付近
では、外部からの気流を溝112により効率よく収納部105に取り込むことができるように、第３面108の正面視において、開口115の幅は、溝112に近い部分が溝112から遠い部分より大きい構成となっている。さらに、蓋体の第３面108に、外縁から内側に延びた貫通孔114が位置し、蓋体の第３面108の一部が開口するため、蓋体の剛性が低くなる傾向があった
。しかし、図５、図６に示すように、第３面108の正面視において、開口115の幅は、溝112に近い部分が溝112から遠い部分より大きい構成とすることにより、蓋体の内部の上面側において、貫通孔114の幅が小さいことから、蓋体の剛性を高めることができ、取り扱い
時、および基体の主面への実装時において、蓋体の破損や変形を抑制できる。

なお、図５、図６等では貫通孔114の底部と蓋体の内部の上面とが同一平面になるよう
に構成すれば、側面視で蓋体の貫通孔114の開口部を最大限に大きくすることが可能とな
り、より多くの外部からの気流を貫通孔114から効率よく収納部105に取り込むことができ
る。さらに、貫通孔114の形状は、図５に示すように、側面視において台形状とするだけ
でなく、例えば、半円状、半楕円状等、貫通孔114の外縁が曲線で構成されていてもよい
。

また、本開示の電子部品収納用パッケージ100は、第１面102に向かって見た平面透視において、貫通孔114から開口115まで面形状がＣ面またはＲ面である。このような構成により、外部からの気流を、溝112と貫通孔114の相乗効果によって、効率よく搭載部105ａに
取り込むことができるとともに、一方の貫通孔114から搭載部105ａに流入する気流、および収納部105から他方の貫通孔114を介して外部へ排出する気流の乱れを抑制できる。なお、貫通孔114から収納部105への流入時の気流の乱れは、弱い気流の場合や急激な気流変化に対して検知精度が低くなってしまう可能性がある。また、電子部品104の周辺の気流が
乱れると、検知精度が低下してしまう可能性があった。

図４、図６に示すように、第１面102に向かって見た平面透視において、貫通孔114から開口115まで面形状がＣ面またはＲ面であれば、蓋体と貫通孔114との間、つまり、第１面102に向かって見た平面透視において、貫通孔114から開口115までの面形状に、蓋体の構
成部材によるバリ、カケ、凸凹が位置することがないため、一方の貫通孔114から収納部105に流入する気流、および収納部105から他方の貫通孔114を介して外部へ排出する気流の乱れを抑制できる。なお、図１～図６に示すように、貫通孔114から開口115までの面形状がＣ面またはＲ面である部分は、蓋体に位置しているが、基体に位置してもよいし、基体および蓋体の両方に位置してもよい。

蓋体は、例えばセラミック材料、金属材料から構成されており、セラミック材料であれば、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム焼結体，ムライト質焼結体またはガラス－セラミック焼結体等のセラミック材料からなる。蓋体は、テープ積層法や金型を用いたプレス成型法により製作することができる。さらに、蓋体が金属材料であれば、鉄－ニッケル合金、鉄－ニッケル－コバルト合金等のセラミック材料に近い線膨張係数を有する金属を用いればよい。これにより、蓋体の基体との接合後に、熱膨張収縮に起因した蓋体の剥がれを抑制できる。

また、第１面102に向かって見た平面透視において、開口115は、溝112の底部113より外側に位置することから、電子部品収納用パッケージ100の第３面108に流れる気流が、第１面102に向かって見た平面透視において、貫通孔114から開口115まで面形状がＣ面または
Ｒ面である貫通孔114に流入するとともに、基体の端部にかけて位置した溝112に流れる気流は、基体の側面から上方に向かって流れる気流となり、さらにこの気流が、第１面102
に向かって見た平面透視において、貫通孔114から開口115まで面形状がＣ面またはＲ面である貫通孔114に導かれる。これにより、気流を蓋体の貫通孔114に、気流の乱れが抑制されて効率よく導かれるため、より多くの気流を電子部品収納用パッケージ100の収納部105に導くことができる。よって、搭載部105ａに搭載した各種センサー素子等の電子部品104が効率よく気流に良好に当たり易くなるとともに、外部環境の情報を、さらに正確に検知できる電子部品収納用パッケージ100を提供できる。

本開示の電子装置200は、本開示の電子部品収納用パッケージ100と、第１面102に搭載
された電子部品104とを有している。このような構成により、外部からの気流を溝112により効率よく搭載部105ａに取り込むことができるため、検知精度に優れた電子装置200を実現できる。

つまり、図３に示すように、電子装置200の第３面108に流れる気流が蓋体の貫通孔114
に流入するとともに、基体の端部にかけて位置した溝112によって、気流を蓋体の貫通孔114に導くことができる。よって、多くの気流を電子部品収納用パッケージ100の収納部105
に導くことができるため、搭載部105ａに搭載した各種センサー素子等の電子部品104が気流に良好に当たり易くなり、外部環境の情報を正確に検知できる電子部品収納用パッケージ100を含む電子装置200を提供できる。なお、基体に位置する溝112と蓋体に位置する貫
通孔114は、図１に示すように、上面視において対向する２つの第３面108の中央部にそれぞれ位置している。一方の貫通孔114から流入した気流は、搭載部105ａを通過して他方の貫通孔114から排出される。

第１面102（搭載部105ａ）に搭載される電子部品104が、例えば気流センサー素子であ
れば、熱線や自己発熱素子に電力を供給することによってその温度を一定に保っておき、被検知気流によって温度変化が生じたときに、その温度を一定に保持するための入力電力の変化を見ることにより、気流の流量や流速等が検知される。また、搭載部105ａに搭載
される電子部品104が例えばガスセンサー素子であれば、ガスセンサー素子が流体の流れ
方向（図３の収納部105の矢印方向）と平行になるように搭載される。また、搭載に際し
ては、流体の流れが乱れないようにするために、基体の溝112が位置しない辺に接続導体107を位置させればよい。これは、図１、図２、図５で示すように、電子部品104の図示し
ない電極と接続導体107とを接続する複数のボンディングワイヤが位置するため、一方の
貫通孔114から収納部105に流入した気流が他方の貫通孔114を通過して排出される際に、
複数のボンディングワイヤが気流を乱さないようにするためである。

本開示の電子モジュール300は、上記に記載の電子装置200と、電子装置200が接続され
たモジュール用基板301とを有する。このような構成により、検知精度に優れた電子装置200が搭載された、高性能のモジュールを提供できる。つまり、図３に示すように、電子装置200の第３面108に流れる気流が蓋体の貫通孔114に流入するとともに、基体の端部に位
置した溝112によって、気流を蓋体の貫通孔114に導くことができる電子装置200を含むこ
とから、多くの気流を電子部品収納用パッケージ100の収納部105に導くことができる。よって、搭載部105ａに搭載した各種センサー素子等の電子部品104が気流に良好に当たり易くなり、外部環境の情報を正確に検知できる電子装置200を含む電子モジュール300を提供できる。

また、電子部品104の周辺の気流が乱れると、検知精度が低下してしまう可能性があっ
たが、図２、図５で示すように、基体の第１面102と電子部品104の主面（上面）が同一平面上に位置していれば、一方の貫通孔114から流入する気流が電子部品104の側面に当たることに起因した気流の乱れを抑制できるため、効果的に検知精度が低くなってしまう可能性を低減できる。

電子装置200は、図２、図５で示したように、電子部品収納用パッケージ100に含まれる基体の主面と反対側の第２面103に位置した複数の外部接続導体110が、主面に複数の接続パッド302が位置したモジュール用基板301に、半田等の接合材303により接続されて、本
開示の電子モジュール300が構成されている。そして、互いに対向する２辺にそれぞれ位
置した２つの貫通孔114が、流体の流れ方向と平行になるように、モジュール用基板301の主面に沿って、気流の流路が決定される。

なお、本開示は上述の実施の形態の一例に限定されるものではなく、本開示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。例えば、電子部品収納用パッケージ100
は、搭載部105ａが第１面102側に１つ構成されているが、複数の搭載部105ａを有し、そ
れぞれの搭載部105ａに、複数の異なる電子部品が搭載された構成でもよい。また、電子
部品収納用パッケージ100は、平面視で矩形状としたが、長方形状、円形状、多角形状等
、搭載される電子部品の形状、種類等に応じて、その他の形状で構成してもよい。

100・・・電子部品収納用パッケージ
101・・・基部
101ａ・・側部
102・・・第１面
103・・・第２面
104・・・電子部品
105・・・収納部
105ａ・・搭載部
107・・・接続導体
108・・・第３面
110・・・外部接続導体
111・・・ビア導体
112・・・溝
113・・・溝の底部
114・・・貫通孔
115・・・貫通孔の開口
118・・・蓋部
200・・・電子装置
300・・・電子モジュール
301・・・モジュール用基板
302・・・接続パッド
303・・・接合材

Claims (7)

1. 電子部品が搭載される第１面および該第１面の反対に位置する第２面を備える基部と、
   該基部から、前記第２面から前記第１面に向かう第１方向に延びる側部と、
   前記第１面および前記側部で囲まれた電子部品の収納部と、
   該収納部を覆う蓋部と、
   を有し、
   前記基部および前記側部の外面であり、第２面から前記第１方向に延びる第３面は、
   前記第１方向に延びる溝を有するとともに、該溝よりも前記第１方向の先に、前記第１方向に交わる第２方向に延びて前記収納部に繋がる貫通孔の開口を有する、ことを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
2. 前記第３面の正面視において、前記開口の前記第２面に近い位置における最大幅は、前記溝の前記第２面から離れた位置における最大幅より大きい、請求項１に記載の電子部品収納用パッケージ。
3. 前記第１面に向かって見た平面透視において、前記開口は、前記溝の底部より外側に位置する、請求項１または請求項２に記載の電子部品収納用パッケージ。
4. 前記第３面の正面視において、前記開口の幅は、前記溝に近い部分が前記溝から遠い部分より大きい、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
5. 前記第１面に向かって見た平面透視において、前記貫通孔から前記開口まで面形状がＣ面またはＲ面である、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージ。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージと、
   前記第１面に搭載された電子部品と、を有する、電子装置。
7. 請求項６に記載の電子装置と、
   該電子装置が接続されたモジュール用基板と、を有する、電子モジュール。
   

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