JP2005244146A - 電子部品収納用パッケージおよび電子装置ならびに電子装置の実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 絶縁基体にクラック等の機械的な破壊が生じることがないとともに、接続パッドを外部電気回路基板の電極パッド等に長期にわたって確実に電気的に接続させることが可能な高信頼性の電子部品収納用パッケージおよび電子装置を提供すること。
【解決手段】 上面に電子部品６の搭載部４を有する絶縁基体１と、搭載部４から絶縁基体１の下面に導出された配線導体３と、絶縁基体１の下面に形成されるとともに配線導体３に電気的に接続された接続パッド５と、接続パッド５の表面に接続パッド５の外周部分が全周にわたって露出するようにして取着された金属板１０とを具備している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内部に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電子部品収納用パッケージおよび電子装置ならびに電子装置の実装構造に関するものである。

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電子部品収納用パッケージとして、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から成るセラミックス製パッケージが用いられている。従来のパッケージは、図６（ａ）、図６（ｂ）、および図６（ｃ）に示すように、上面中央部に電子部品２４を収容するための直方体状の凹部２３を有するとともに、その凹部２３の底面の隅部に電子部品２４の端部が取着される搭載部２７が設けられた絶縁基体２１を具備している。また、この搭載部２７の上面から絶縁基体２１の下面にかけてメタライズ導体等からなる配線導体２５が導出されている。絶縁基体２１の下面には、配線導体２５の導出部分と接続するようにして接続パッド２５ａが形成されている。なお、図６（ａ）は従来の電子部品収納用パッケージの一例を示す平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の電子部品収納用パッケージのＢ−Ｂ’線における断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）の電子部品収納用パッケージの下面図である。

そして、絶縁基体２１の凹部２３内に電子部品２４を、その主面が凹部２３の底面に対向するように収納するとともに、この電子部品２４の端部に形成されている電極を凹部２３内の搭載部２７上に露出する配線導体２５に導電性接着剤等の電気的接続手段２８を介して電気的に接続し、しかる後、絶縁基体２１の上面の凹部２３の周囲に蓋体２２を接合することにより、絶縁基体２１の凹部２３と蓋体２２とから成る容器の内部に電子部品２４が気密に封止された電子装置を構成することができる。なお、凹部２３は、蓋体２２を絶縁基体２１の上面の凹部２３を取囲む部位に形成されたメタライズ層２６にガラスや半田等のろう材を介して接合することにより気密封止される。

このようにして形成された電子装置は、絶縁基体２１の外表面（図６では下面）に導出された配線導体２５と外部電気回路基板の電極パッド（図示せず）とを半田等のろう材（導電性接合材）を介して接続することにより、いわゆる表面実装の形態で外部電気回路基板に実装され、電子部品２４と外部電気回路とが配線導体２５および接続パッド２５ａを介して電気的に接続される。

この実装構造の場合、半田等のろう材は、一般に接続パッド２５ａの側面の上端から外部電気回路基板の電極パッドの上面にかけて漸次外側に広がるようにフィレットを形成して接合される。
特開１９９４−３３８７５０号公報

近年、このような表面実装型の電子部品収納用パッケージおよびこれを用いて成る電子装置においては、収納される電子部品２４の高機能化，高集積化にともなう発熱量および熱応力の増大や、小型化にともなう接続パッド２５ａの接続面積の減少により、温度変化による外部電気回路基板の熱膨張や収縮によって電子部品収納用パッケージのクラックの発生や、電子装置と外部電気回路基板とを接合している半田等のろう材に発生する接続不良等の不具合が多発する傾向にあるため、外部電気回路基板への接続の高信頼性の要求が高まってきている。

しかしながら、従来の表面実装型の電子部品収納用パッケージおよび電子装置は、接続パッド２５ａと外部電気回路基板の電極パッドとを、直接半田等のろう材を介して接続することから、電子装置が温度変化による外部電気回路基板の熱膨張や収縮による影響を大きく受けることになる。特に、電子部品収納用パッケージの外形寸法が大きい電子装置は、さらにこの影響が大きくなり、電子部品収納用パッケージのクラックの発生や、電子装置と外部電気回路基板とを接合している半田等のろう材に起因する接続不良等の不具合が発生し易くなるという問題点を有していた。

また、従来の電子装置の実装構造では、接続パッド２５ａの側面の上端（絶縁基体２１側）から外部電気回路基板の電極パッドの上面にかけて漸次外側に広がるようにフィレットを形成して半田等のろう材が接合され、このフィレットの外端部分に上記の熱応力が集中しやすいことから、特に接続パッド２５ａの外端部分で、電子部品収納用パッケージのクラックや、電子装置と外部電気回路基板とを接合している半田等のろう材の接続不良等の不具合が発生し易くなっていた。

そして、接続パッド２５ａと外部電気回路基板の電極パッドとを接続する半田等のろう材の形状により、電子装置が温度変化による外部電気回路基板の熱膨張や収縮による影響をさらに受け易くなる場合があった。例えば、絶縁基体２１の下面に形成された接続パッド２５aが、長方形状の絶縁基体２１の長辺側の両端に大きく離れて形成されている場合、外部電気回路基板の電極パッドは接合面積を大きくするために絶縁基体２１の外周を大きくはみ出すように形成する必要があるが、その分、接続パッド２５ａから外側にろう材のフィレットが拡がるために実装領域の面積が大きくなる。よって、温度変化による外部電気回路基板の熱膨張や収縮によって上記の実装領域における外部電気回路基板の寸法変化が非常に大きくなり、その大きな寸法変化による応力が絶縁基体２１の両端の接続パッド２５ａ間に作用して電子部品収納用パッケージにクラックを生じたり、電子装置と外部電気回路基板との接続不良が生じるという問題点を有していた。

本発明は、かかる問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、絶縁基体にクラック等の機械的な破壊が生じることがないとともに、接続パッドを外部電気回路基板の電極パッド等に長期にわたって確実に電気的に接続させることが可能な高信頼性の電子部品収納用パッケージおよび電子装置および電子装置の実装構造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、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、前記搭載部から前記絶縁基体の下面に導出された配線導体と、前記絶縁基体の下面に形成されるとともに前記配線導体に電気的に接続された接続パッドと、該接続パッドの表面に前記接続パッドの外周部分が全周にわたって露出するようにして取着された金属板とを具備していることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記金属板は、厚さが０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍであることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記金属板は、その上面の面積が前記接続パッドの面積の３０％乃至７０％であることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記金属板および前記接続パッドは、少なくとも一対のものが互いに対向して配置されており、前記金属板の互いに対向する側面に対して反対側の側面が平面視で外側に凸の曲面とされていることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記金属板および前記接続パッドは、少なくとも一対のものが互いに対向して配置されており、前記金属板は、前記接続パッド表面において相手側の前記接続パッド側に偏って位置するように取着されていることを特徴とする。

本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、前記金属板は、その下面の中央部に凹部が形成されていることを特徴とする。

本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されるとともに前記配線導体に電気的に接続された電子部品と、前記絶縁基体の上面の前記搭載部の周囲に前記搭載部を覆うように取着された蓋体とを具備していることを特徴とする。

また、本発明の電子装置の実装構造は、上記記載の電子装置の前記接続パッドを導電性接合材を介して外部電気回路基板の電極パッドに実装して成る電子装置の実装構造であって、前記電極パッドは平面視で前記金属板よりも大きく、前記導電性接合材は、前記電極パッドから前記接続パッドにかけて前記金属板の側面を全周にわたって覆うように被着されているとともに、前記導電性接合材の上下方向の中央部が全周にわたって窪んでいることを特徴とするものである。

また、本発明の電子装置の実装構造は、好ましくは、前記導電性接合材は、前記電極パッドとの接合部の幅が前記金属板の前記絶縁基体の中心側よりも前記金属板の前記絶縁基体の外周側で小さくなってい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は、上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、搭載部から絶縁基体の下面に導出された配線導体と、絶縁基体の下面に形成されるとともに配線導体に電気的に接続された接続パッドと、接続パッドの表面に接続パッドの外周部分が全周にわたって露出するようにして取着された金属板とを具備していることから、接続パッドと外部電気回路基板の電極パッドとは、直接ではなく間に金属板を挟んで接続されることになり、半田等のろう材を介して接続した後、金属板により、温度変化で発生する外部電気回路基板の熱膨張や収縮による応力の影響を緩和することが可能になり、応力の影響を最小限にできる。

また、金属板の周囲にろう材の溜まりを良好に形成できるので金属板と接続パッドとの接合強度を高めることができるとともに、外部電気回路基板との熱膨張や収縮による応力をこのろう材の溜まりによってより有効に吸収することができる。

その結果、接続パッドを外部電気回路基板の電極パッド等に長期にわたって確実に電気的に接続させることが可能で、電子部品収納用パッケージの内部に収納する電子部品を長期にわたり安定して動作させること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、金属板は、厚さが０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍであることから、より確実に応力を緩和することができるとともに、金属板をより確実、強固に接続パッドに取着させておくことができ、電子部品収納用パッケージの外部電気回路基板に対する接続の信頼性をより一層優れたものとすることができる。

また同時に、絶縁基体の中央には少なくとも０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍの間隔が形成されて半田等のろう材を介して接続されていることから、外部電気回路基板のたわみが生じたとしても、そのたわみに起因して絶縁基体に作用しようとする機械的応力を金属板で吸収することができるため、絶縁基体に発生するクラックも防止する効果がある。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、金属板の上面の面積が接続パッドの面積の３０％乃至７０％となるように形成したことにより、接続パッドと金属板との接合面積を確保して、接合強度をより有効に確保するとともに応力の緩和をより一層確実なものとし、外部電気回路基板との接合安定性、および接合強度も向上したものとすることができる。

また、本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、金属板および接続パッドは、少なくとも一対のものが互いに対向して配置されており、金属板の互いに対向する側面に対して反対側の側面が平面視で外側に凸の曲面とされていることから、外部電気回路基板の収縮によって絶縁基体の外周側から中央側に向かって作用する応力を一対の金属板で互いにバランスよく分散して緩和することができるとともに、応力が加わりやすい外側に対して金属板の側面を曲面とすることによって応力を分散、緩和することができる。そのため、一対の金属板のどちらか一方の側面に応力が集中して絶縁基体や接続部分にクラック等の機械的な破壊が生じることをより効果的に防止することができ、外部接続の接合安定性、および接合強度もより向上したものとすることができる。

また、本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、金属板および接続パッドは、少なくとも一対のものが互いに対向して配置されており、金属板は、接続パッド表面において相手側の接続パッド側に偏って位置するように取着されていることから、接続パッドのうち、応力がより大きく作用する外側で、より大きなろう材の溜まりを形成することができるので、より一層外部接続の接合安定性、および接合強度もより向上したものとすることができる。

また、本発明の電子部品収納用パッケージにおいて、好ましくは、金属板は、その下面の中央部に凹部が形成されていることから、この凹部の深さ分だけ絶縁基体と外部電気回路基板の接続パッドとの接合面積を大きくすることができる。よって、さらに温度変化で発生する外部電気回路基板の熱膨張や収縮による応力の影響をこの金属板の凹部で緩和することが可能となり、外部接続の接合安定性、および接合強度もより向上したものとすることができる。

本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、搭載部に搭載されるとともに配線導体に電気的に接続された電子部品と、絶縁基体の上面の搭載部の周囲に搭載部を覆うように取着された蓋体とを具備していることから、絶縁基体と外部電気回路基板の電極パッドとの間に取着された金属板により温度変化で発生する外部電気回路基板の熱膨張や収縮による応力の影響を緩和することが可能になり、応力の影響を最小限にできるとともに、内部に収納する電子部品を安定して動作させることが可能な高信頼性のものとすることができる。

また、本発明の電子装置の実装構造は、上記記載の電子装置の接続パッドを導電性接合材を介して外部電気回路の電極パッドに実装して成る電子装置の実装構造であって、電極パッドは平面視で金属板よりも大きく、導電性接合材は、電極パッドから接続パッドにかけて金属板の側面を全周にわたって覆うように被着されているとともに、導電性接合材の上下方向の中央部が全周にわたって窪んでいることから、この窪み部を境にして上側と下側とでろう材から成る導電性接合材に作用する熱応力を異なる方向に分散させることができ、接続パッドの外端部分に熱応力等の応力が集中するのを効果的に防止することができる。その結果、接続パッドの外端部分等で、電子部品収納用パッケージのクラックや、電子装置と外部電気回路基板とを接合している導電性接合材の接続不良等の不具合が発生するのを効果的に防止でき、接続信頼性に優れた実装構造を提供することができる。

また、本発明の電子装置の実装構造において、好ましくは、導電性接合材は、電極パッドとの接合部の幅が金属板の絶縁基体の中心側よりも金属板の絶縁基体の外周側で小さくなっていることから、絶縁基体のうち電子部品が導電性接合材を介して接続される領域を外周側にあまり広げることなく、実装領域の面積を小さくして外部電気回路基板の寸法変化による影響を低減することができるとともに、導電性接合材と電極パッドとの接続面積を絶縁基体の中心側の幅の広い接合部で十分に大きく確保することができる。そのため、絶縁基体の外周側ほど大きくなる熱応力等の応力が大きく導電性接合材等に作用することをより効果的に防止し、長期にわたって、導電性接合材を介した電極パッドと接続パッドとの接続を維持することが可能な、長期信頼性に優れた実装構造とすることができる。

また、電子装置の実装領域の面積を小さく抑えることができ、小型化にもより有効な実装構造とすることができる。

次に、本発明の電子部品収納用パッケージおよび電子装置を添付の図面を基に説明する。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した平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の電子部品収納用パッケージのＡ−Ａ’線における断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の電子部品収納用パッケージの下面図である。また、図２、図３、図４はその他の実施の形態の例である。また、図５は本発明の電子部品収納用パッケージを用いた電子装置の実装構造の実施の形態の一例を示した要部の拡大断面図である。図２〜図５については後で詳しく説明する。

図１（ａ）〜（ｃ）において１は絶縁基体、９は蓋体、６は電子部品、３は配線導体、５は接続パッドである。そして、主として絶縁基体１、配線導体３、接続パッド５で本発明の圧電振動子収納用パッケージが構成されている。この電子部品収納用パッケージに電子部品６を収納し蓋体９で封止することにより本発明の電子装置が構成される。

絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）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セラミックスや樹脂から成り、例えば一辺の長さが２〜２０ｍｍ程度で厚みが０．５〜３ｍｍ程度の直方体状である。

また、絶縁基体１の上面に、電子部品６を収納するための例えば直方体状である凹部２が形成されている。このような絶縁基体１は以下のようにして作製される。先ず、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、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バンイダ、溶剤、可塑剤等を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクタブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成形し、複数枚のセラミックグリーンシートを得る。しかる後、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、四角形状のものと枠状のものとを形成し、四角形状のものが下層に位置するように、枠状のものが上層に位置するように上下に積層して上面に凹部２を有する積層体を形成し、その積層体を高温（約１６００℃）で焼成することにより絶縁基体１となる。

絶縁基体１の凹部２の隅部には、その上面に電子部品６の電極が形成された端部を載せて電気的、機械的に接続するための搭載部４が形成されている。

この搭載部４の上面に配線導体３の一部が露出しており、この配線導体３の露出部分が、凹部２に収納される電子部品６の電極を電気的に接続するためのパッドとして機能する。

電子部品６は、例えば、半導体素子や水晶等の弾性表面波素子であり、通常、その外形が四角形状の平板状であり、その端部には電極が形成されている。

この、電子部品６の電極が形成された端部を搭載部４上に位置決めして載せ、導電性接着剤や半田等の電気的接続手段７を介して、電極を配線導体３に電気的に接続し、電子部品６を搭載部４上に機械的に接続することにより、電子部品６が収納され、電子部品６の電極が配線導体３を介して絶縁基体１の下面側に導出される。

絶縁基体１の下面には、配線導体３の導出部分と接続するようにして、接続パッド５が形成されている。

そして、搭載部４に接続された電子部品６の電極は、配線導体３を介して絶縁基体１の下面に導出されるとともに接続パッド５と電気的に接続される。この接続パッド５を外部電気回路基板の電極パッド等に半田等のろう材を介して接続することにより、電子部品６の電極が外部電気回路に電気的に接続される。

なお、接続パッド５、および配線導体３は、タングステン、モリブデン、銅、銀等の金属材料からなり、例えばタングステンからなる場合であれば、タングステン粉末に有機溶剤、バインダー等を添加し混練して作製した導電ペーストを、絶縁基体１となるグリーンシートの表面等に所定パターンに印刷することにより形成される。

なお、接続パッド５、および配線導体３の露出表面には、接続パッド５および配線導体３の酸化腐食を防止するとともに、接続パッド５と電子部品６の各電極との接続や、配線導体３と外部電気回路基板との接続を強固なものするために、例えば１〜１０μｍ程度の厚みのニッケルめっき層と０．１〜３μｍ程度の厚みの金めっき層とが順次被着されているのがよい。

また、本発明の電子部品収納用パッケージにおいては、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、接続パッド５の表面に接続パッド５の外周部分が全周にわたって露出するようにして金属板１０が取着されている。

本発明の電子部品収納用パッケージは、接続パッド５の表面に、接続パッド５の外周部分が全周にわたって露出するようにして金属板１０を取着していることから、接続パッド５と外部電気回路基板の電極パッドとは、直接ではなく間に金属板１０を挟んで接続されることになり、半田等のろう材を介して接続した後、金属板１０により、温度変化で発生する外部電気回路基板の熱膨張や収縮による応力の影響を緩和することが可能になり、応力の影響を最小限にできる。

また、金属板１０の周囲にろう材の溜まりを良好に形成できるので金属板１０と接続パッド５との接合強度を高めることができるとともに、外部電気回路基板との熱膨張や収縮による応力をこのろう材の溜まりによってより有効に吸収することができる。

その結果、接続パッド５を外部電気回路基板の電極パッド等に長期にわたって確実に電気的に接続させることが可能で、電子部品収納用パッケージの内部に収納する電子部品６を長期にわたり安定して動作させること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。

金属板１０は、鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等の比較的熱膨張係数の小さい材料が用いられるのがよい。これにより、絶縁基体１との熱膨張係数の差が小さくなり、絶縁基体１との間で大きな熱応力が生じ難くなる。

金属板１０を接続パッド５に取着する方法としては、例えば、あらかじめ絶縁基体１の接続パッド５の表面に被着形成したニッケルメッキ層に、比較的熱膨張係数の小さい鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属からなる金属板１０を銀ろう等のろう材のプリフォームを介して位置決めすることにより行うことができる。なお、金属板１０を接続パッド５に接合した後、これらを一体的に覆うように、さらにニッケルや金等のメッキを被着させて酸化腐食を防止するようにしてもよい。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、金属板１０は、厚さが０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍであることが好ましい。金属板１０の厚さを０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍとしておくと、より確実に応力を緩和することができるとともに、金属板１０をより確実、強固に接続パッド５に取着させておくことができ、電子部品収納用パッケージの外部電気回路基板に対する接続の信頼性をより一層優れたものとすることができる。

また同時に、絶縁基体１の中央には少なくとも０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍの間隔が形成されて半田等のろう材を介して接続されていることから、外部電気回路基板のたわみが生じたとしても、そのたわみに起因して絶縁基体１に作用しようとする機械的応力を金属板１０で吸収することができるため、絶縁基体１に発生するクラックも防止する効果がある。

金属板１０の厚さが０．１ｍｍ未満では、金属板１０の変形量が小さいため、応力を緩和する作用が不十分となる傾向があり、０．５ｍｍを超えると、金属板１０に大きな応力が集中して金属板１０が接続パッド５から外れやすくなるおそれがある。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、金属板１０の上面の面積が接続パッド５の面積の３０％乃至７０％となるように形成しておくことが好ましい。金属板１０の上面の面積を接続パッド５の面積の３０％乃至７０％としておくことにより、接続パッド５と金属板１０との接合面積を確保して接合強度をより有効に確保するとともに、応力の緩和をより一層確実なものとし、外部電気回路基板との接合安定性、および接合強度も向上したものとすることができる。

また、図２の（ａ）〜（ｃ）に示すように、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、金属板１０および接続パッド５は、少なくとも一対のものが互いに対向して配置されており、金属板１０の互いに対向する側面に対して反対側の側面が平面視で外側に凸の曲面とされているのがよい。これにより、外部電気回路基板の収縮によって絶縁基体１の外周側から中央側に向かって作用する応力を一対の金属板１０で互いにバランスよく分散して緩和することができるとともに、応力が加わりやすい外側に対して金属板１０の側面を曲面とすることによって応力を分散、緩和することができる。そのため、一対の金属板１０のどちらか一方の側面に応力が集中して絶縁基体１や接続部分にクラック等の機械的な破壊が生じることをより効果的に防止することができ、外部接続の接合安定性、および接合強度もより向上したものとすることができる。

また、図３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、金属板１０および接続パッド５は、少なくとも一対のものが互いに対向して配置されており、金属板１０は、接続パッド５表面において相手側の接続パッド５側に偏って位置するように取着されているのがよい。これにより、接続パッド５のうち、応力がより大きく作用する外側で、より大きなろう材の溜まりを形成することができるので、より一層外部接続の接合安定性、および接合強度もより向上したものとすることができる。

また、図４の（ａ）〜（ｃ）に示すように、本発明の電子部品収納用パッケージは、好ましくは、金属板１０は、その下面の中央部に凹部１１が形成されているのがよい。これにより、この凹部１１の深さ分だけ絶縁基体１と外部電気回路基板の電極パッドとの接合面積を大きくすることができる。よって、さらに温度変化で発生する外部電気回路基板の熱膨張や収縮による応力の影響をこの金属板１０の凹部１１で緩和することが可能となり、外部接続の接合安定性、および接合強度もより向上したものとすることができる。

また、絶縁基体１の上面の凹部２の周囲には、例えば、蓋体９が金属製であれば、蓋体９との接合を容易なものとするために凹部２を取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四角枠状のメタライズ層１２が形成されている。メタライズ層１２は、厚みが１０〜３０μｍ程度、各辺の幅が０．２〜０．５ｍｍ程度であり、蓋体９を接合するための下地金属として機能する。

メタライズ層１２は、封止用の金属枠体が銀ろう等のろう材を介してろう付けされてもよい。メタライズ層１２の表面に金属枠体をろう付けする場合、ろう材との濡れ性を良好とするために、例えば、メタライズ層１２の表面に厚みが０．５〜５μｍ程度のニッケルめっき層が予め被着されているのがよい。

そして、電子部品６を絶縁基体１の凹部２に収納し、電子部品６の端部に形成された電極（図示せず）を凹部２の内側面に形成された搭載部４に導電性接着剤等の電気的接続手段７を介して接続し、蓋体９をメタライズ層１２の上面にシーム溶接法やエレクトロンビーム法等の溶接法やろう付け法等で接合することにより、電子部品６が絶縁基体１と蓋体９からなる容器の内部に気密封止され、本発明の電子装置がとして完成する。

本発明の電子装置は、上記、外部電気回路基板に対する接続の信頼性に優れた構成の電子部品収納用パッケージと、搭載部４に搭載されるとともに配線導体３に電気的に接続された電子部品６と、絶縁基体１の上面の搭載部４の周囲に搭載部４を覆うように取着された蓋体９とを具備していることから、接続パッド５に取着され、接続パッド５と外部電気回路基板の電極パッドとの間にする金属板１０により、温度変化で発生する外部電気回路基板の熱膨張や収縮による応力の影響を緩和することが可能になり、応力の影響を最小限にできるとともに、内部に収納する電子部品６を安定して動作させることが可能な高信頼性のものとすることができる。

この電子装置について、図５に示すように、接続パッド５を半田等のろう材から成る導電性接合材１５を介して外部電気回路基板１３の電極パッド１４に接続したものが、本発明の電子装置の実装構造である。図５は、図１乃至図４に示した電子装置を外部電気回路基板１３に実装したときの実装構造の要部を拡大した断面図であり、図５において図１と同じ部位には同じ符号を付している。

本発明の電子装置の実装構造において、電極パッド１４は平面視で金属板１０よりも大きく、導電性接合材１５は、電極パッド１４から接続パッド５にかけて金属板１０の側面を全周にわたって覆うように被着されているとともに、導電性接合材１５の上下方向の中央部が全周にわたって窪んでいることから、この窪み部を境にして上側と下側とで導電性接合材１５に作用する熱応力を異なる方向に分散させることができ、接続パッド５の外端部分に熱応力等の応力が集中するのを効果的に防止することができる。その結果、接続パッド５の外端部分等で、電子部品収納用パッケージのクラックや、電子装置と外部電気回路基板１３とを接合している導電性接合材１５の接続不良等の不具合が発生するのを効果的に防止でき、接続信頼性に優れた実装構造を提供することができる。

また、本発明の電子装置の実装構造において、好ましくは、導電性接合材１５は、電極パッド１４との接合部の幅が金属板１０の絶縁基体１の中心側よりも金属板１０の絶縁基体１の外周側で小さくなっていることから、絶縁基体１のうち電子部品６が導電性接合材１５を介して接続される領域を外周側にあまり広げることなく、実装領域の面積を小さくして外部電気回路基板１３の寸法変化による影響を低減することができるとともに、導電性接合材１５と電極パッド１４との接続面積を絶縁基体１の中心側の幅の広い接合部で十分に大きく確保することができる。そのため、絶縁基体１の外周側ほど大きくなる熱応力等の応力が大きく導電性接合材１５等に作用することをより効果的に防止し、長期にわたって、導電性接合材１５を介した電極パッド１４と接続パッド５との接続を維持することが可能な、長期信頼性に優れた実装構造とすることができる。

また、電子装置の実装領域の面積（実装に要する平面面積）を小さく抑えることができ、小型化にもより有効な実装構造とすることができる。

その結果、電子部品収納用パッケージの内部に収納する電子部品６を長期にわたり安定して動作させることが可能となる。

なお、蓋体９がセラミックスや樹脂から成る場合は、ろう付け法や溶接法によって蓋体９をメタライズ層１２に接合ができるようにするために、蓋体９の接合面にメタライズやめっき等により金属層を形成しておくのがよい。

また、蓋体９の形状は、その下面の外周部を絶縁基体１の上面の凹部２の周囲に接合することにより凹部２を気密封止するのに適した形状であり、四角平板状や下面に凹部２を有する四角形状である。なお、絶縁基体１の上面の周囲に蓋体９を接合する場合、メタライズ層１２を形成しなくても、直接絶縁基板１の表面にガラスや樹脂を用いて電子部品６を気密封止してもよい。

なお、凹部２は完全に直方体とする必要はなく、凹部２の内側の角部を円弧状に成形して角部分で絶縁基体１にクラック等の機械的な破壊が生じることを効果的に防止するようにしてもよい。

なお、本発明は、上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、種々の変形は可能である。例えば、絶縁基体１は三層以上のセラミック層を積層することにより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平面図、（ｂ）は（ａ）の電子部品収納用パッケージのＡ−Ａ’線における断面図、（ｃ）は（ａ）の電子部品収納用パッケージの下面図である。 （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他の例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の電子部品収納用パッケージのＡ−Ａ’線における断面図、（ｃ）は（ａ）の電子部品収納用パッケージの下面の平面図である。 （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他の例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の電子部品収納用パッケージのＡ−Ａ’線における断面図、（ｃ）は（ａ）の電子部品収納用パッケージの下面の平面図である。 （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他の例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の電子部品収納用パッケージのＡ−Ａ’線における断面図、（ｃ）は（ａ）の電子部品収納用パッケージの下面の平面図である。 （ａ）は本発明の電子装置の実装構造の実施の形態の一例を示す要部の拡大断面図ある。 （ａ）は従来の電子部品収納用パッケージの平面図、（ｂ）は（ａ）の電子部品収納用パッケージのＢ−Ｂ’線における断面図、（ｃ）は（ａ）の電子部品収納用パッケージの下面図である。

符号の説明

１・・・・・絶縁基体
３・・・・・配線導体
４・・・・・搭載部
５・・・・・接続パッド
６・・・・・電子部品
９・・・・・蓋体
１０・・・・金属板
１１・・・・凹部
１３・・・・外部電気回路基板
１４・・・・電極パッド
１５・・・・導電性接合材

Claims (9)

1. 上面に電子部品の搭載部を有する絶縁基体と、前記搭載部から前記絶縁基体の下面に導出された配線導体と、前記絶縁基体の下面に形成されるとともに前記配線導体に電気的に接続された接続パッドと、該接続パッドの表面に前記接続パッドの外周部分が全周にわたって露出するようにして取着された金属板とを具備していることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
2. 前記金属板は、厚さが０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍであ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。
3. 前記金属板は、その上面の面積が前記接続パッドの面積の３０％乃至７０％であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子部品収納用パッケージ。
4. 前記金属板および前記接続パッドは、少なくとも一対のものが互いに対向して配置されており、前記金属板の互いに対向する側面に対して反対側の側面が平面視で外側に凸の曲面とされていることを特徴とする請求項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. 前記金属板および前記接続パッドは、少なくとも一対のものが互いに対向して配置されており、前記金属板は、前記接続パッド表面において相手側の前記接続パッド側に偏って位置するように取着されていることを特徴とする請求項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. 前記金属板は、その下面の中央部に凹部が形成されていることを特徴とする請求項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。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子部品収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されるとともに前記配線導体に電気的に接続された電子部品と、前記絶縁基体の上面の前記搭載部の周囲に前記搭載部を覆うように取着された蓋体とを具備していることを特徴とする電子装置。
8. 請求項７記載の電子装置の前記接続パッドを導電性接合材を介して外部電気回路基板の電極パッドに実装して成る電子装置の実装構造であって、前記電極パッドは平面視で前記金属板よりも大きく、前記導電性接合材は、前記電極パッドから前記接続パッドにかけて前記金属板の側面を全周にわたって覆うように被着されているとともに、前記導電性接合材の上下方向の中央部が全周にわたって窪んでいることを特徴とする電子装置の実装構造。
9. 前記導電性接合材は、前記電極パッドとの接合部の幅が前記金属板の前記絶縁基体の中心側よりも前記金属板の前記絶縁基体の外周側で小さくなっていることを特徴とする請求項８記載の電子装置の実装構造。

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