[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP5460089B2 - 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置 - Google Patents

電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5460089B2
JP5460089B2 JP2009067512A JP2009067512A JP5460089B2 JP 5460089 B2 JP5460089 B2 JP 5460089B2 JP 2009067512 A JP2009067512 A JP 2009067512A JP 2009067512 A JP2009067512 A JP 2009067512A JP 5460089 B2 JP5460089 B2 JP 5460089B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base
hole
electronic component
lid
signal terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009067512A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010010658A (ja
Inventor
雅彦 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2009067512A priority Critical patent/JP5460089B2/ja
Publication of JP2010010658A publication Critical patent/JP2010010658A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5460089B2 publication Critical patent/JP5460089B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/04Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/043Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
    • H01L23/045Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body the other leads having an insulating passage through the base
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/4823Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a pin of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

本発明は、光通信分野等に用いられる光半導体素子等の電子部品を搭載して収納するための電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置に関する。
近年、40km以下の伝送距離における高速通信に対する需要が急激に増加しており、高速大容量な情報伝送に関する研究開発が進められている。とりわけ、光通信装置を用いて光信号を受発信する半導体装置等の電子装置の高速化が注目されており、電子装置による光信号の高出力化と高速化が伝送容量を向上させるための課題であるとして研究開発されている。
従来の半導体装置に代表される電子装置の光出力は0.2〜0.5mW程度であり、電子部品として用いられる半導体素子の駆動電力は5mW程度であった。しかし、より大出力の半導体装置では、光出力が1mWのレベルになってきており、また、半導体素子の駆動電力も10mW以上が要求されている。さらに、従来の半導体装置による伝送容量は2.5〜10Gbps(Giga bit per second)程度であったが、近年では25〜40Gbps程度まで向上してきており、半導体装置をより高出力化させ、高速化させることが要求されている。
従来の光通信装置に用いられているLD(Laser Diode:レーザダイオード)やPD(Photo Diode:フォトダイオ−ド)等の光半導体素子を含む電子部品を搭載する電子部品搭載用パッケージおよびこれを用いた電子装置を図11に断面図で示す。
従来の電子部品搭載用パッケージは、上面に電子部品26の搭載部21aを有する鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)合金や鉄(Fe)−マンガン(Mn)合金等の金属から成る円板状の基体21と、基体21の上面から下面に形成された直径が0.5〜2mmの貫通孔21bの中心部に挿通されるとともに、少なくとも下端部が貫通孔21bから突出するように封止材23を介して固定された信号端子25とを具備しているものであった。信号端子25の固定はホウケイ酸等を主成分とする絶縁ガラスから成る封止材23を介して行なわれ、封止材23によって基体21と信号端子25とが電気的に絶縁されている。また、基体21の下面には、2つの貫通孔21b・21bの間に接地端子29が接続されている。この電子部品搭載用パッケージの搭載部21aに必要に応じて回路基板26aを介して電子部品26を搭載し、電子部品搭載用パッケージの信号端子25の上端部と電子部品26の端子とを回路基板26aを介して電気的に接続し、基体21の上面の外周領域に、電子部品26を覆うようにFe−Ni−Co合金等の金属から成る蓋体29をYAGレーザ溶接,シーム溶接等の溶接またはろう接により接合して気密封止することにより、電子装置としていた。また、この蓋体29の電子部品26と対向する部分に光ファイバを固定したり、電子部品26と対向する部分に光を透過させる窓を設けたりすることもある(例えば、特許文献1を参照。)。
また、伝送速度が10Gbps以下の場合は、周辺部品のインピーダンスは25Ωで形成されていたが、高周波化が進むにつれ、周辺部品のインピーダンスが50Ωで形成されるようになっているため、高周波の通る信号端子25のインピーダンスを50Ωにマッチングさせようとすると、貫通孔21bの径が、インピーダンスを従来の25Ωで設計した場合に対してほぼ2倍となることがわかっている。
特開平8−130266号公報
しかしながら、25Gbps以上の高周波信号で駆動される電子部品26を搭載し、インピーダンスを50Ωにマッチングさせるために信号端子25の通る貫通孔21bの径を大きくすると、蓋体29をYAGレーザ溶接,シーム溶接またはろう付け等の接合方法で気密封着した場合に、気密不良が発生しやすくなるという問題点があった。
これは、貫通孔11cの径が大きくなることで蓋体接合部21cと貫通孔21bとの距離が近付いたので、例えばシーム溶接の場合は主に機械的衝撃が、ろう付けの場合は基体21と蓋体29との熱膨張係数の差による熱応力が蓋体接合部21cに加わり、これが貫通孔21bへ伝わることにより、貫通孔21b内の封止材23にクラックが発生したり、貫通孔21bの内壁と封止材23との間や信号端子25と封止材23との間に剥がれが発生したりしてしまうためであると考えられる。また、シーム溶接やYAGレーザ溶接の場合は急激に高温に加熱され、接合部21cから貫通孔21bまでの距離が短いとその間で熱が拡散しないので貫通孔21bの内面もすぐに高温になるのに対して、金属製の基体21に対して熱伝導率の小さいガラス製の封止材23は温度が上昇するのに時間がかかり、両者の間で熱膨張差が生じて、貫通孔21bの内壁と封止材23との間や信号端子25と封止材23との間に剥がれが発生してしまうと考えられる。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、特性インピーダンスを大きくして高周波信号を伝送するために信号端子を固定する貫通孔を大きくしても、気密不良が発生しない電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置を提供することにある。
本発明の電子部品搭載用パッケージは、上面の外周領域に溶接またはろう接により蓋体を接合する蓋体接合部を有するとともに、該蓋体接合部の内側領域に、上面に電子部品の搭載部を、および上面から下面にかけて貫通する第1の貫通孔を有する第1の基体と、外周部が前記第1の基体の下面に接合された、前記第1の貫通孔に対応して上面から下面にかけて貫通する第2の貫通孔を有する第2の基体と、前記第2の貫通孔に充填された封止材を貫通して固定され、一端が前記第1の貫通孔を通って前記第1の基体の上面から突出している信号端子とを具備しており、前記第1の基体および前記第2の基体の少なくとも一方は、前記第1の基体と前記第2の基体との接合部に沿った溝を有しており、前記第2の基体は、前記第1の基体の前記下面との間に空隙が設けられるように配置されているとともに、前記上面の前記外周部に設けられており前記第1の基体に接合された突出部を有していることを特徴とするものである。
また、本発明の電子部品搭載用パッケージは、上面の外周領域に溶接またはろう接により蓋体を接合する蓋体接合部を有するとともに、該蓋体接合部の内側領域に、上面に電子部品の搭載部を、および上面から下面にかけて貫通する第1の貫通孔を有する第1の基体と、外周部が前記第1の基体の下面に接合された、前記第1の貫通孔に対応して上面から下面にかけて貫通する第2の貫通孔を有する第2の基体と、前記第2の貫通孔に充填された封止材を貫通して固定され、一端が前記第1の貫通孔を通って前記第1の基体の上面から突出している信号端子とを具備しており、前記第1の基体および前記第2の基体の少なくとも一方は、前記第1の基体と前記第2の基体との接合部に沿った溝を有しており、前記第2の基体は、前記第1の基体の前記下面との間に空隙が設けられるように配置されており、前記溝は、前記第1の基体および前記第2の基体のそれぞれに設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の電子部品搭載用パッケージは、前記溝は、前記突出部の側面に設けられていることを特徴とするものである。
本発明の電子装置は、上記構成のいずれかの本発明の電子部品搭載用パッケージの前記搭載部に電子部品を搭載するとともに、前記蓋体接合部に蓋体を接合したことを特徴とするものである。
本発明の電子部品搭載用パッケージは、上面の外周領域に蓋体接合部を有する第1の基体と、外周部が第1の基体の下面に接合された、第1の貫通孔に対応して上面から下面にかけて貫通する第2の貫通孔を有する第2の基体と、第2の貫通孔に充填された封止材を貫通して固定され、一端が第1の貫通孔を通って第1の基体の上面から突出している信号端子とを具備することから、信号端子が固定される第2の貫通孔の径を大きくして蓋体を第1の基体の上面の外周領域の蓋体接合部に溶接またはろう接により接合したとしても、蓋体接合部で発生した熱は、主として蓋体接合部を有する第1の基体に拡散して外部に放出され、また、信号端子が固定される第2の貫通孔は、蓋体接合部を有する第1の基体とは別の第2の基体に形成され、蓋体接合部から離れているので、接合時の衝撃や接合後の熱応力が蓋体接合部と第2の貫通孔との間の基体によって緩和され、第2の貫通孔内の封止材にクラックが入ったり封止材と信号端子や第2の貫通孔の内壁面との間で剥がれが生じたりすることがなく、気密性が損なわれることのない高信頼性の電子装置を得ることができる電子部品搭載用パッケージとなる。
また、本発明の電子部品搭載用パッケージによれば、上記構成において、第1の基体および第2の基体の少なくとも一方が、第1の基体と第2の基体との接合部に沿った溝を有する場合には、蓋体接合時の衝撃や接合後の熱応力が溝によって緩和されるとともに、蓋体接合部で発生した熱が放散しやすくなり、第2の貫通孔内の封止材にクラックが入ったり封止材と信号端子や第2の貫通孔の内壁面との間で剥がれが生じたりすることがなくなるので、より高信頼性の電子装置を得ることができる電子部品搭載用パッケージとなる。
また、本発明の電子部品搭載用パッケージによれば、上記構成において、第1の基体が下面に凹部を有し、第2の基体が凹部内で第1の基体に接合されている場合には、電着機やシームウェルド装置等により蓋体接合部に電流を流して蓋体を接合する場合に、電流を第1の基体だけに流すことができるので、この電流により第1の基体と第2の基体との接合部を発熱させて接合材を再溶融させてしまうことがないため、電着機やシームウェルド装置等による、局所加熱が可能で生産性の高い接合方法を蓋体の接合に用いることができる、蓋体の接合方法の選択の自由度が大きい電子部品搭載用パッケージとなる。また、蓋体接合部と第2の貫通孔とがより離れることとなることで、蓋体接合時の衝撃や熱応力が第2の貫通孔内の封止材により加わり難くなるため、より高信頼性の半導体素子収納用パッケージとなる。
また、本発明の電子部品搭載用パッケージによれば、上記構成において、第1の貫通孔の内面と信号端子との間に絶縁性部材が配置されている場合には、第1の基体と第2の基体との間の熱膨張係数の相違により、第2の基体の第2の貫通孔に固定された信号端子と第1の基体の第1の貫通孔との位置がずれたとしても、間に絶縁性部材が配置されていることによって信号端子と第1の基体とが接触することがなく、絶縁性が保たれるので、第1の基体および第2の基体のそれぞれに、求められる特性を有する材料を選択することができ、より高信頼性の半導体素子収納用パッケージとなる。
本発明の電子装置は、上記構成のいずれかの本発明の電子部品搭載用パッケージの搭載部に電子部品を搭載するとともに、蓋体接合部に蓋体を接合したことから、信号端子が固定される第2の貫通孔の径が大きい場合であっても、外部との気密性を保つ上で重要な第2の貫通孔および第2の貫通孔内の封止材が蓋体接合部から離れていることにより、蓋体を第1の基体の上面の外周部に溶接またはろう接により接合したときの衝撃や、接合後の熱応力によって気密性が損なわれることがないので、気密性に優れた、高信頼性の電子装置となる。
本発明の電子部品搭載用パッケージの実施の形態の一例を示す斜視図である。 本発明の電子部品搭載用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。 (a)および(b)は、いずれも本発明の電子部品搭載用パッケージの実施の形態の他の一例を示す下面図である。 本発明の電子部品搭載用パッケージの実施の形態の他の一例を示す断面図である。 本発明の電子部品搭載用パッケージの実施の形態の他の一例を示す断面図である。 本発明の電子部品搭載用パッケージの実施の形態の他の一例を示す断面図である。 (a)は図6の本発明の電子部品搭載用パッケージの第2の基体の例を示す下面図であり、(b)は同様の第2の基体の他の例を示す下面図である。 本発明の電子部品搭載用パッケージの実施の形態の他の一例を示す断面図である。 本発明の電子部品搭載用パッケージの実施の形態の他の一例を示す断面図である。 本発明の電子部品搭載用パッケージの実施の形態の他の一例を示す断面図である。 従来の電子部品搭載用パッケージの形態の一例を示す断面図である。
本発明の電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置について、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の電子部品搭載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2は、図1におけるA−A線で切断した断面の一例を示す断面図であり、図3は本発明の電子部品搭載用パッケージの実施の形態の他の一例を示す下面図であり、図4〜図6,図8〜図10は、本発明の電子部品搭載用パッケージの実施の形態の他の一例を示す断面図である。図7(a)は、図6の本発明の電子部品搭載用パッケージの第2の基体の下面図であり、図7(b)は同様の第2の基体の他の例を示す下面図である。
図1〜図10において、1は第1の基体、1aは搭載部、1bは第1の貫通孔、1cは蓋体接合部、1dは凹部、2は第2の基体、2bは第2の貫通孔、3は封止材、4は接合材、5は信号端子、6は電子部品、6aは回路基板、7はボンディングワイヤ、8は接地端子、8aは接地封止材、9は蓋体、10は溝、11は絶縁性部材である。
図1に示す例では、第1の基体1の上面から突出した突出部を搭載部1aとして、その側面に回路基板6aを介して電子部品6が搭載されている。電子部品6はボンディングワイヤ7で回路基板6a上の配線に電気的に接続されている。さらに、信号端子5・5の第1の基体1側の上端部と回路基板6a上の配線とは、ろう材等の接合材で電気的に接続されている。これによって、信号端子5は電子部品6と外部電気回路(図示せず)との間の入出力信号を伝送する伝送路として機能する。さらに、図2、図4〜図6,図8〜図10に示すように、破線で示すような蓋体9を溶接またはろう接により蓋体接合部1cに接合することにより、本発明の電子装置が基本的に構成される。なお、図1〜図10に示す例では、1個の電子部品6を、回路基板6aを介して第1の基体1の搭載部1aの上に搭載しているが、複数の電子部品6を搭載してもよいし、回路基板6aを介さずに第1の基体1の搭載部1aの上に直接搭載し、ボンディングワイヤ7で信号端子5・5に接続してもよい。また、信号端子5の数も、電子部品6の数や電子部品6の電極の数に応じて2本より多くても構わない。
本発明の電子部品搭載用パッケージは、上面の外周領域に溶接またはろう接により蓋体9を接合する蓋体接合部1cを有するとともに、この蓋体接合部1cの内側領域に、上面に電子部品6の搭載部1aを有し、上面から下面にかけて貫通する第1の貫通孔1bを有する第1の基体1と、外周部が第1の基体1の下面に接合された、第1の貫通孔1bに対応して上面から下面にかけて貫通する第2の貫通孔2bを有する第2の基体2と、第2の貫通孔2bに充填された封止材3を貫通して固定され、一端が第1の貫通孔1bを通って第1の基体1の上面から突出している信号端子5とを具備することを特徴とするものである。
このような構成により、信号端子5が固定される第2の貫通孔2bの径を大きくして蓋体9を第1の基体1の上面の外周領域の蓋体接合部1cに溶接またはろう接により接合したとしても、この接合で発生した熱は、主として蓋体接合部1cを有する第1の基体1に拡散して外部に放出される。また、信号端子5が固定される第2の貫通孔2bは、蓋体接合部1cを有する第1の基体1とは別の第2の基体2に形成されており、蓋体接合部1cから離れているので、第1の基体1への蓋体9の接合時の衝撃や接合後の熱応力が蓋体接合部1cと第2の貫通孔2bとの間の第1の基体1によって緩和され、第2の貫通孔2b内の封止材3にクラックが入ったり、封止材3と信号端子5や第2の貫通孔2bの内壁面との間で剥がれが生じたりすることがない。これらの結果、気密性が損なわれることのない高信頼性の電子装置を得ることのできる電子部品搭載用パッケージとなる。
また、本発明の電子部品搭載用パッケージによれば、図4〜図7に示す例のように、上記構成において、第1の基体1および第2の基体2の少なくとも一方が、第1の基体1と第2の基体2との接合部に沿った溝10を有する場合には、蓋体9の接合時の衝撃や接合後の熱応力が溝10によって緩和されるとともに、蓋体接合部1cで発生した熱が放散しやすくなり、第2の貫通孔2b内の封止材3にクラックが入ったり封止材3と信号端子5や第2の貫通孔2bの内壁面との間で剥がれが生じたりすることがなくなるので、より高信頼性の電子装置を得ることのできる電子部品搭載用パッケージとなる。
また、本発明の電子部品搭載用パッケージによれば、図6に示す例のように、上記構成において、第1の基体1が下面に凹部1dを有し、第2の基体2が凹部1d内で第1の基体1に接合されている場合には、電着機やシームウェルド装置等により蓋体接合部1cに電流を流して第1の基体1に蓋体9を接合する場合に、電流を第1の基体1だけに流すことができるので、この電流により第1の基体1と第2の基体2との接合部を発熱させて接合材4を再溶融させてしまうことがないため、電着機やシームウェルド装置等による、局所加熱が可能で生産性の高い接合方法を蓋体9の接合に用いることができる、蓋体9の接合方法の選択の自由度が大きい電子部品搭載用パッケージとなる。また、図6に示す例のように第1の基体1の凹部1dの側面下側と第2の基体2の側面下側とを接合した場合には、蓋体接合部1cと第2の貫通孔2bとがより離れることとなることで、蓋体9の接合時の衝撃や熱応力が第2の貫通孔2b内の封止材3に、より加わり難くなるため、より高信頼性の半導体素子収納用パッケージとなる。
また、本発明の電子部品搭載用パッケージによれば、図8〜図10に示す例のように、上記構成において、第1の貫通孔1bの内面と信号端子5との間に絶縁性部材11が配置されている場合には、第1の基体1と第2の基体2との間の熱膨張係数の相違により、第2の基体2の第2の貫通孔2bに固定された信号端子5と第1の基体1の第1の貫通孔1bとの位置がずれたとしても、これらの間に絶縁性部材11が配置されていることによって信号端子5と第1の基体1(の第1の貫通孔1bの内壁)とが接触することがなく、絶縁性が保たれるので、第1の基体1および第2の基体2のそれぞれに、求められる特性を有する材料を選択することができ、より高信頼性の半導体素子収納用パッケージとなる。
本発明の電子装置は、上記構成のいずれかの本発明の電子部品搭載用パッケージの搭載部1aに電子部品6を搭載するとともに、蓋体接合部1cに蓋体9を接合したことから、信号端子5が固定される第2の貫通孔2bの径が大きい場合であっても、外部との気密性を保つ上で重要な第2の貫通孔2bおよび第2の貫通孔2b内の封止材3が蓋体接合部1cから離れていることにより、蓋体9を第1の基体1の上面の外周部に溶接またはろう接により接合したときの衝撃や、接合後の熱応力により気密性が損なわれることがないので、気密性に優れた、高信頼性の電子装置となる。
第1の基体1は、上面の中央部に電子部品6の搭載部1aを有するとともに、搭載された電子部品6が発生する熱をパッケージの外部に放散する機能を有する。このため、第1の基体1は、熱伝導性の良い金属から成るものであることが好ましく、搭載される電子部品6やセラミック製の回路基板6aの熱膨張係数に近いものやコストの安いものとして、例えば、Fe−Ni−Co合金やFe−Mn合金等の鉄系の合金や純鉄等の金属が選ばれる。より具体的には、Fe99.6質量%−Mn0.4質量%系のSPC(Steel Plate Cold)材がある。例えば基体1がFe−Mn合金から成る場合は、この合金のインゴット(塊)に圧延加工や打ち抜き加工等の金属加工方法を施すことによって所定形状に製作され、貫通孔1bはドリル加工や金型による打ち抜き加工により形成される。また、第1の基体1が搭載部1aとして突出部を有する形状の場合は、切削加工やプレス加工することにより形成することができる。
第1の基体1は厚みが0.25〜1mmの平板状であり、その形状には特に制限はないが、例えば直径が3〜6mmの円板状,半径が1.5〜8mmの円周の一部を切り取った半円板状,一辺が3〜15mmの四角板状等である。
第1の基体1の厚みは0.5mm以上が好ましい。厚みが0.5mm未満の場合は、電子部品6を保護するための金属製の蓋体9を金属製の第1の基体1の上面に接合する際に、接合温度等の接合条件により第1の基体1が曲がったりして変形し易くなる。また、厚みが1mmを超えると、第2の基体2と接合して得られる電子部品搭載用パッケージや電子装置の厚みが不要に厚いものとなり、小型化し難くなるので、第1の基体1の厚みは1mm以下であるのが好ましい。小型化のためには第1の基体1の厚みと第2の基体2の厚みとを加えて2mm以下であるのがよいので、図6に示す例のように、第1の基体1が凹部1dを有し、第2の基体2がこの凹部1d内で第1の基体1に接合されている場合には、第1の基体1は1mmを超えて2mm以下の厚みであってもよい。
搭載部1aの周辺には第1の基体1の上面から下面にかけて形成された直径が0.23〜1.15mmの貫通孔1bを複数有する。貫通孔1bの直径は、中心に信号端子5が貫通することで特性インピーダンスが50Ωのエアー同軸が形成されるような寸法とする。例えば、信号端子5の直径が0.2mmの場合であれば、貫通孔1bの直径は0.46mmとすればよい。図1〜図6に示す例では、2つの貫通孔1bを有する第1の基体1に1個の電子部品6を搭載しているが、複数の電子部品6を搭載したり、電子部品6の数や電子部品6の端子の数に応じて第1の貫通孔1bを2つ以上形成したりしても構わない。
また、第1の基体1の表面には、耐食性に優れ、ろう材との濡れ性に優れた厚さが0.5〜9μmのNi層と厚さが0.5〜5μmのAu層とをめっき法により順次被着させておくのがよい。これにより、第1の基体1が酸化腐食するのを有効に防止することができるとともに、電子部品6や回路基板6aあるいは蓋体9を第1の基体1に良好にろう付けすることができる。
第2の基体2は、第2の貫通孔2b内に封止材3を介して信号端子5を固定するだけでなく、蓋体9とともに、封止材3および接合材4により電子部品6を気密に封止する機能を有する。このため、第2の基体2は、第1の基体1と第2の基体2との接合部が第1の貫通孔1bを取り囲むように、外周部で第1の基体1と接合されている。
また、第2の基体2は、第1の基体1と同様の厚みが0.25〜1mmの平板状であり、その形状には特に制限はないが、例えば直径が3〜6mmの円板状,半径が1.5〜8mmの円周の一部を切り取った半円板状,一辺が3〜15mmの四角板状等である。第2の基体2の形状および大きさを第1の基体1のそれらと同じにすると、外辺を基準として両者を容易に位置合わせすることができるので好ましい。第2の基体2はその外周部が第1の基体1の下面に接合されるので、必要な大きさの第2の貫通孔2bが形成されるとともに、外周部が第1の貫通孔1bより大きいものであればよい。例えば、図3(a)に示す例のように、第1の貫通孔1bを1つだけ取り囲んで接合されるような形状としてもよいし、図3(b)に示す例のように、複数の第1の貫通孔1b・1bを取り囲んで接合されるような形状としてもよい。このように第2の基体2が小さいと、第1の基体1との熱膨張差がある場合には、発生する熱応力が小さくなるので好ましい。1つの第2の基体2に電子部品搭載用パッケージの全ての信号端子5が固定されていると、第1の基体1と第2の基体2とを接合する際に、信号端子5の相対位置が正確に位置決めできるとともに、複数の第1の貫通孔1bと複数の第2の貫通孔2b(それら第2の貫通孔2b内に固定された複数の信号端子5)との位置合わせが一括して行なえるので、組み立て精度の良い電子部品搭載用パッケージを効率良く得ることができる。
第2の基体2の厚みは0.5mm以上が好ましい。厚みが0.5mm未満の場合は、外部からの応力により変形しやすくなり、封止材3による気密性を保ち難くなる。また、厚みが1mmを超えると、第1の基体1と接合して得られる電子部品搭載用パッケージや電子装置の厚みが不要に厚いものとなり、小型化し難くなるので、第2の基体2の厚みは1mm以下であるのが好ましい。
第2の基体2は、上面から下面にかけて形成された直径が0.53〜2.65mmの第2の貫通孔2bを有する。第2の基体2の位置は、第2の貫通孔2bが第1の貫通孔1bと対応して同心円状に位置するように配置する。
このような第2の基体2は、封止材3の熱膨張係数に近いものやコストの安いものとして、例えば、Fe−Ni−Co合金やFe−Mn合金等の金属から成るものが好ましい。例えば第2の基体2がFe−Ni−Co合金から成る場合は、この合金のインゴット(塊)に圧延加工や打ち抜き加工等の金属加工方法を施すことによって所定形状に製作される。その後または同時に、第2の貫通孔2bがドリル加工や金型による打ち抜き加工により形成される。
また、第2の基体2の表面には第1の基体1と同様に、耐食性に優れ、ろう材との濡れ性に優れた厚さが0.5〜9μmのNi層と厚さが0.5〜5μmのAu層とをめっき法により順次被着させておくのがよい。これにより、第2の基体2が酸化腐食するのを有効に防止することができるとともに、第2の基体2を第1の基体1にろう付けにより良好に接合することができる。
溝10は、蓋体9の接合時の衝撃や接合後の熱応力を緩和したり、蓋体接合部1cで発生した熱を放散しやすくしたりするためのものであるので、第1の基体1および第2の基体2の少なくとも一方に形成されていればよい。また、第2の貫通孔2b内の信号端子5の封止性が損なわれないようにするためのものでもあるので、第2の基体2に溝10が形成される場合は、第2の基体2の溝10は、第1の基体1との接合部と第2の貫通孔2bとの間に形成するとよい。
図4に示す例においては、第1の基体1と第2の基体2との接合部の内側の、第1の基体1および第2の基体2それぞれの主面に垂直な溝10が形成されている。図5に示す例は、第2の基体2の外周部が第2の基体2の主面から突出しており、突出部の頂部(上面)が第1の基体1と第2の基体2との接合部となっている。この例では、第1の基体1の溝10は図4に示す例と同様に形成され、第2の基体2の溝10は、外周部の突出した部分の内側側面に垂直に(第2の基体2と平行に)形成されている。このように、第2の基体2が突出した部分で第1の基体1と接合していると、接合材4の幅を広く取ったとしても、封止材3と蓋体接合部1cとの距離を長く取ることができるので、封止材3に加わる応力を抑えることができ、信頼性をより高くすることができる。また、蓋体接合部1cで発生した熱が第2の基体2へ伝導する経路が長くなるので好ましい。図5に示す例のように、外周部の突出した部分の側面に第2の基体2の溝10を設けると、第2の基体2の主面に溝10を設けるスペースを空ける必要がないので、第2の貫通孔2bをより大きくすることができるので好ましい。また、第1の基体1の溝10は、いずれも、第1の基体1と第2の基体2との接合部の内側の主面に垂直に形成されているが、第1の基体1の側面に形成してもよい。第1の基体1の側面に垂直に形成した場合は、第1の基体1の外側に位置することとなり、蓋体接合部1cで発生した熱が第2の基体2へ伝導する経路に位置することとなるので、より放熱性が高まり、第2の基体2へ熱を伝導し難くなるという点で好ましい。
また、第1の基体1が下面に凹部1dを有し、第2の基体2が凹部1d内(凹部1dの側面)で第1の基体1に接合されている場合には、図6に示す例のように、第1の基体1の溝10は、凹部1dの周囲の突出した部分に形成されるが、図6に示す例のように、突出した部分の主面(頂面)に形成してもよいし、突出した部分の内側面に形成してもよい。溝10を形成するのが突出した部分の主面であれば、プレス加工等により形成するのが容易であり、溝10を形成するのが突出した部分の内側面であれば、蓋体接合部1cで発生した熱が第2の基体2へ伝導する経路が長くなるので好ましい。
溝10は、蓋体9の接合時の熱衝撃や熱応力の緩和のために、第1の基体1と第2の基体2との接合部に沿って全周にわたって形成されているのが好ましい。ただし、図7(a)に示す例のように1本の連続した溝10でなくても、図7(b)に示す例のように、第1の基体1と第2の基体2との接合部(図7(b)では第2の基体2の側面)に沿って全周にわたって連続していない複数の溝10が形成され、接合部から溝10が形成されている方を見た場合に、1つの溝10の不連続な部分と他の溝10とが重なるように形成されていればよい。また、連続した溝10が2重以上に形成されていてもよいし、例えば第1の基体1と第2の基体2との接合部と第2の貫通孔2bとの距離が短い部分を2重(例えば、図7(b)の内側の溝10が連続した形状であるような場合)にしてもよい。
溝10の幅や深さは、この部分で蓋体9の接合時の衝撃や接合後の熱応力を緩和したり、蓋体接合部1cで発生した熱を放散したりできるような寸法にすればよく、第1の基体1および第2の基体2の材質に応じて設定すればよい。第1の基体1および第2の基体2がSPC材やFe−Ni−Co合金であり、図4に示す例のように第1の基体1および第2の基体2の主面に対して垂直に形成される場合は、溝10の深さを第1の基体1および第2の基体2の厚みより0.1〜0.25mm小さい厚みとなるように、すなわち、溝10の底部の厚みが0.1〜0.25mmとなるように形成すると、溝10の部分による応力緩和の効果が大きくなり、かつ気密性も高いので好ましい。溝10の底部の厚みが薄いほど応力緩和の効果は大きいが、溝10の底部の厚みが0.1mm未満となると、溝10の部分での変形が大きくなり、電子部品6を搭載して使用した際に、繰り返し熱応力が加わることで溝10の底部に亀裂が入って気密性が低くなりやすい。同様の理由から、溝10の断面形状は、底面と側面とがなす角部に丸みをつけた形状や、U字形状が好ましい。
信号端子5は、Fe−Ni−Co合金やFe−Ni合金等の金属から成り、例えば信号端子5がFe−Ni−Co合金から成る場合は、この合金のインゴット(塊)に圧延加工や打ち抜き加工等の金属加工方法を施すことによって、長さが1.5〜22mm、直径が0.1〜0.5mmの線状に製作される。
信号端子5は、少なくとも下端部が第2の基体2の第2の貫通孔2bから1〜20mm程度突出するように封止材3を介して固定され、上端部は第1の基体1の第1の貫通孔1bから0〜2mm程度突出させる。
接地端子8は、信号端子5と同様にして製作され、第2の基体2の下面にろう材等を用いて接続される。図2に示す例のように、位置決めの容易性と接合強度の向上のために、予め第2の基体2の下面に穴を形成しておき、その穴に接地端子4を挿入して接合してもよい。また、同様の理由で、図2に示す例のように、第2の基体2の下面に当接するように接地端子8に鍔をつけて、接合面積をより大きくしてもよい。このようにして第2の基体2に接地端子8を接合し、第1の基体1と第2の基体2とを導電性の接合材4により接合することで、接続端子8を外部電気回路に接続した際には、第1の基体1が接地導体としても機能する。
接地端子8は、図3(a)に示す例のような場合は、第1の基体1に図2に示す例と同様にして接合される。あるいは、図5に示す例のように、接地端子8を第1の基体1に同様にして接合し、接合されていない端部を第2の基体2に設けた孔に通して、この孔と接地端子8との間を接地封止材8aで充填して封止すればよい。このようにすると、第1の基体1と第2の基体2との接合に、非導電性の接合材4を用いることができる。接地封止材8aは、信号端子5を固定する封止材3と同じものを用いて、信号端子5の固定と同時に行なってもよい。この場合は、接地端子8の第1の基体1への接合を第1の基体1と第2の基体との接合と同時に行なってもよい。
封止材3は、ガラスやセラミックスなどの無機材料から成り、信号端子5と第2の基体2との絶縁間隔を確保するとともに、信号端子5を第2の貫通孔2bに固定する機能を有する。このような封止材3の例としては、ホウケイ酸ガラス,ソーダガラス等のガラスおよびこれらのガラスに封止材3の熱膨張係数や比誘電率を調整するためのセラミックフィラーを加えたものが挙げられ、インピーダンスマッチングのためにその比誘電率を適宜選択する。比誘電率を低下させるフィラーとしては、酸化リチウム等が挙げられる。例えば、特性インピーダンスを50Ωとするには、信号端子5の外径が0.2mmの場合であれば、エアー同軸となる第1の貫通孔1bの内径を0.46mmとし、第2の貫通孔2bの内径を1.75mmとして、封止材3に比誘電率が6.8であるものを用いればよい。あるいは信号端子5の外径が0.25mmの場合であれば、第1の貫通孔1bの内径を0.57mmとし、第2の貫通孔2bの内径を2.2mmとして、封止材3の比誘電率が6.8であるものを用いればよい。また、同じく信号端子5の外径が0.25mmの場合であれば、第2の貫通孔2bの内径を1.65mmとして、封止材3の比誘電率が5であるものを用いてもよい。
封止材3がガラスから成る場合は、内径が信号端子5の外径より大きく、外径が第2の貫通孔2bの内径より小さい筒状になるように粉体プレス法や押し出し成形法等で成形されたガラスの封止材3を第2の貫通孔2bに挿入し、信号端子5をこの封止材3に挿通し、しかる後、所定の温度に加熱して封止材3を溶融させることにより、信号端子5が同軸状とされて封止材3に埋め込まれるとともに第2の貫通孔2bに第2の基体2と絶縁されて気密に固定される。
封止材3の比誘電率が小さいほど、第2の貫通孔2bを小さくしてもインピーダンスを50Ωに整合することができるため、封止面積が小さく、蓋体接合部1cとの距離が大きくなることにより封止信頼性が高く、より小型の電子部品収納用パッケージとすることができる。例えば、信号端子5の外径が0.25mmのものを用いて、封止材3に比誘電率5のホウケイ酸系ガラスを用いると、第2の貫通孔2bの内径を1.65mmとすることができる。このホウケイ酸系ガラスは熱膨張係数が約6×10−6/℃であるので、第2の基体2には封止材3との熱膨張差の小さいFe−Ni−Co合金(熱膨張係数:約5×10−6/℃)を用いて、両者の熱膨張差によって第2の貫通孔2b内の封止材3にクラックが入ったり、封止材3と信号端子5や第2の貫通孔2bの内壁面との間で剥がれが生じたりすることがないようにする。一方、第1の基体1には放熱性のよいFe99.6質量%−Mn0.4質量%系のSPC材を用いるのが好ましい。このSPC材の熱膨張係数は約12×10−6/℃である。第1の基体1と第2の基体2との間の熱膨張係数の相違によって、第2の基体2の第2の貫通孔2bに固定された信号端子5と第1の基体1の第1の貫通孔1bとの位置がずれてしまい、信号端子5と第1の基体1(の第1の貫通孔1bの内面)とが接触する場合がある。このとき、上述したように、これらの間に絶縁性部材11が配置されていると、このような接触を防止できるので、さらに高放熱かつ封止信頼性に優れたものとすることができる。
絶縁性部材11の配置は、図8に示す例のように、第1の貫通孔1bの内面と信号端子5との間に充填して配置してもよいし、図9に示す例のように、第1の貫通孔1bの内面および信号端子5の第1の貫通孔1b内に位置する部分の外面の少なくとも一方を被覆するように配置してもよい。あるいは、図10に示す例のように、第1の貫通孔1bの長さ方向の一部において(第1の基体1の厚みより小さい範囲で)第1の貫通孔1bの内面と信号端子5との間を充填しても、信号端子5と第1の基体1(の第1の貫通孔1bの内壁)とは接触することがなく、絶縁性が保たれるのでよい。第1の貫通孔1bの長さ方向の全域において信号端子5のインピーダンスを整合させるには、第1の貫通孔1bの長さ方向で第1の貫通孔1bの内面と信号端子5との間の静電容量が同じであるのがよいので、第1の貫通孔1bの内面と信号端子5との間に絶縁性部材11を充填して配置する場合は、図8に示す例のように、第1の貫通孔1bの長さ方向の全域で充填するのがよい。同様に、第1の貫通孔1bの内面や信号端子5の外面を絶縁性部材11で被覆する場合は、その厚みは第1の貫通孔1b内で一定にするのがよい。また、第1の基体1と第2の基体2との間の熱膨張係数の相違によって、第2の基体2の第2の貫通孔2bに固定された信号端子5と第1の基体1の第1の貫通孔1bとの位置がずれてしまうと、インピーダンスもずれてしまうので、これらの間に絶縁性部材11が充填されているのがよい。
絶縁性部材11は、第1の基体1に蓋体9を接合する際の熱によって溶融したり分解したりしないようなものから選択される。第1の貫通孔1bの内面と信号端子5との間を絶縁性部材11で充填する場合は、その誘電率が大きいと第1の貫通孔1bの径を大きくしなければならず、第1の基体1と蓋体9との接合部からの距離が近くなって蓋体9を接合する際の熱の影響を受けるので、比誘電率の小さい、4フッ化エチレン樹脂(比誘電率:約2.0),ポリフェニルエーテル樹脂(比誘電率:約2.7),シクロオレフィン樹脂(比誘電率:約2.4)等の樹脂を用いる。絶縁性部材11を、第1の貫通孔1bの内面および信号端子5の第1の貫通孔1b内に位置する部分の外面の少なくとも一方を被覆して配置する場合は、第1の貫通孔1bの内面と信号端子5との間には空間が形成されてその部分の比誘電率は小さいので、上述したような樹脂以外にも、それより比誘電率が大きい、封止材3と同様のものを用いることができる。
絶縁性部材11として比誘電率が2.0である4フッ化エチレン樹脂を用いて、第1の貫通孔1bの内面と信号端子5との間に絶縁性部材11を充填する場合は、信号端子5の外径が0.25mmのものを用いると、特性インピーダンスを50Ωとするには、第1の貫通孔1bの径は0.8mmとなる。同じ絶縁性部材11で第1の貫通孔1bの内面を被覆する場合は、その厚みを0.025mmとして、信号端子5の外径が0.25mmのものを用いると、第1の貫通孔1bの径は0.6mmとなる。
絶縁性部材11を配置するには、絶縁性部材11がガラスから成る場合であれば、封止材3と同様にして、あるいはガラス粉末に適当な溶剤やバインダーを加えて作製したガラスペーストを第1の貫通孔1bの内面に塗布したり充填したりしてから加熱・冷却することによって溶融・凝固させればよい。絶縁性部材11が熱硬化性の樹脂から成る場合であれば、液状の樹脂を第1の貫通孔1bの内面に塗布したり充填したりしてから加熱することによって硬化させてもよいし、貫通孔1bの内径および信号端子5の外形に応じた形状に成型したものを第1の貫通孔1bに嵌め込み、必要に応じて接着剤で固定すればよい。
第1の基体1と第2の基体2との接合は、ろう材やはんだあるいはガラス等の、接合とともに気密に封止することが可能な接合材4を用いて行なえばよい。例えば、第1の基体1と第1の基体2それぞれの接合する面にメタライズ法や薄膜法で金属層を形成し、金(Au)80質量%−錫(Sn)20質量%(融点280℃)や、金(Au)88質量%−ゲルマニウム(Ge)12質量%(融点356℃)や錫(Sn)96.5質量%−銀(Ag)3.5質量%(融点221℃)等の合金半田を用いた半田箔を接合面の形状に金型等で打ち抜いて作製した接合材4を第1の基体1と第2の基体2それぞれの金属層間に挟んで、窒素中で合金半田の融点以上に加熱して冷却することで、第1の基体1と第2の基体2とが接合される。
第1の基体1の熱伝導率は第2の基体2の熱伝導率より大きいことが好ましい。例えば、SPC材から成る第1の基体1と、Fe−Ni−Co合金から成る第2の基体2とを用いた場合は、SPC材の熱伝導率が80W/(m・K)であり、Fe−Ni−Co合金の熱伝導率が30W/(m・K)であるので、蓋体接合部1cで発生した熱は熱伝導率の大きい第1の基体1内を伝導しやすく、熱伝導率の小さい第2の基体2へは伝導し難くなるので好ましい。また、熱伝導率の高い第1の基体1に電子部品6を搭載した電子装置は、その使用時に電子部品6が発する熱を熱伝導率の高い第1の基体1を通して外部に良好に放熱することができるので、信頼性の高い電子装置となる。
また、SPC材から成る第1の基体1と、Fe−Ni−Co合金から成る第2の基体2との組合せの場合は、比誘電率の小さいガラスを封止材3として用いることができ、それにより第2の貫通孔2bおよび第2の基体2を小さくし、電子部品搭載用パッケージを小型化することができる。比誘電率の小さいガラスは、一般的に熱膨張係数が2×10−6〜5×10−6/℃と小さいので、SPC材のような高熱伝導性の金属が熱膨張係数が大きい(8×10−6〜10×10−6/℃)のに対して、比較的熱膨張係数の小さい(4×10−6〜6×10−6/℃)Fe−Ni−Co合金から成る第2の基体2の第2の貫通孔2b内に充填しても、第2の基体2との熱膨張差により剥がれたり、割れたりすることがないからである。このように、本発明の電子部品搭載用パッケージは、電子部品6が搭載される第1の基体1と信号端子5が封止材3により固定される第2の基体2とを、それぞれに必要な特性を有する別々の材質にすることで、信頼性に優れた電子装置が得られるものとなる。
このような本発明の電子部品搭載用パッケージの搭載部1aに電子部品6を搭載するとともに、第1の基体1の蓋体接合部1cに蓋体9を接合することにより、本発明の電子装置となる。
電子部品6としては、LD(レーザーダイオード)やPD(フォトダイオ−ド)等の光半導体素子、あるいは半導体集積回路素子を含む半導体素子、あるいは水晶振動子や弾性表面波素子等の圧電素子、あるいは圧力センサー素子,容量素子,抵抗器等が挙げられる。
回路基板6aの絶縁基板は、酸化アルミニウム(アルミナ:Al)質焼結体,窒化アルミニウム(AlN)質焼結体等のセラミックス絶縁材料等から成り、絶縁基板が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、まずアルミナ(Al)やシリカ(SiO),カルシア(CaO),マグネシア(MgO)等の原料粉末に適当な有機溶剤,溶媒を添加混合して泥漿状とし、これをドクター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てセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう)を得る。その後、グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとともに必要に応じて複数枚積層し、これを約1600℃の温度で焼成することにより製作される。また、その後、必要に応じて絶縁基板の主面に研磨加工を施す場合もある。
この絶縁基板の上面に配線導体を蒸着法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成することで、回路基板6aとなる。なお、配線導体は、例えば密着金属層、拡散防止層および主導体層が順次積層された3層構造の導体層から成る。
密着金属層は、セラミックス等から成る絶縁基板との密着性を良好とするという観点からは、チタン(Ti),クロム(Cr),タンタル(Ta),ニオブ(Nb),ニッケル−クロム(Ni−Cr)合金,窒化タンタル(TaN)等の熱膨張率がセラミックスと近い金属のうち少なくとも1種より成るのが好ましく、その厚みは0.01〜0.2μm程度が好ましい。密着金属層の厚みが0.01μm未満では、密着金属層を絶縁基板に強固に密着することが困難となる傾向があり、0.2μmを超えると、成膜時の内部応力によって密着金属層が絶縁基板から剥離し易くなる傾向がある。
また、拡散防止層は、密着金属層と主導体層との相互拡散を防ぐという観点からは、白金(Pt),パラジウム(Pd),ロジウム(Rh),ニッケル(Ni),Ni−Cr合金,Ti−W合金等の熱伝導性の良好な金属のうち少なくとも1種より成ることが好ましく、その厚みは0.05〜1μm程度が好ましい。拡散防止層の厚みが0.05μm未満では、ピンホール等の欠陥が発生して拡散防止層としての機能を果たしにくくなる傾向があり、1μmを超えると、成膜時の内部応力により拡散防止層が密着金属層から剥離し易く成る傾向がある。なお、拡散防止層にNi−Cr合金を用いる場合は、Ni−Cr合金は絶縁基板4との密着性が良好なため、密着金属層を省くことも可能である。
さらに、主導体層は、電気抵抗の小さい金(Au),Cu,Ni,銀(Ag)の少なくとも1種より成ることが好ましく、その厚みは0.1〜5μm程度が好ましい。主導体層の厚みが0.1μm未満では、電気抵抗が大きなものとなって回路基板6aの配線導体に要求される電気抵抗を満足できなくなる傾向があり、5μmを超えると、成膜時の内部応力により主導体層が拡散防止層から剥離し易く成る傾向がある。なお、Auは貴金属で高価であることから、低コスト化の点でなるべく薄く形成することが好ましい。また、Cuは酸化し易いので、その上にNiおよびAuからなる保護層を被覆してもよい。
また、回路基板6aは、下面の接地導体層の表面に温度が200〜400℃に融点を有する半田や金(Au)−錫(Sn)等の低融点ろう材をスクリーン印刷法を用いて印刷したり、フォトリソグラフィ法によって低融点ろう材を形成したり、低融点ろう材のプレフォームを用いて200〜400℃の温度で加熱することにより第1の基体1に固定される。
電子部品6は、搭載部1aに接合された回路基板6aに200〜400℃の融点を有するAu−Sn等のロウ材によりロウ付けされて固定され、しかる後、その電極をボンディングワイヤ7を介して回路基板6aの配線導体に電気的に接続される。
電子部品6の電子部品搭載用パッケージや回路基板6aへの搭載、あるいは回路基板6aの電子部品搭載用パッケージへの搭載は、低融点ろう材により固定することにより行なえばよい。例えば、回路基板6aを基体1上に搭載した後に電子部品6を回路基板6a上に搭載する場合は、回路基板6aの固定には金−錫(Au−Sn)合金や金−ゲルマニウム(Au−Ge)合金をろう材として用い、電子部品6の固定には、これらより融点の低い錫−銀(Sn−Ag)合金や錫−銀−銅(Sn−Ag−Cu)合金のろう材や、融点より低い温度で硬化可能なAgエポキシ等の樹脂製の接着剤を用いればよい。また、電子部品6を回路基板6a上に搭載した後に回路基板6aを第1の基体1上に搭載してもよく、その場合は上記とは逆に、回路基板6aを第1の基体1上に搭載する際に用いるろう材の融点の方を低くすればよい。いずれの場合であっても、回路基板6a上や第1の基体1の搭載部1a上にろう材ペーストを周知のスクリーン印刷法を用いて印刷したり、フォトリソグラフィ法によってろう材層を形成したり、低融点ろう材のプリフォームを載置するなどすればよい。
蓋体9は、平面視で第1の基体1の上面の外周領域の蓋体接合部1cの形状に沿った外形で、第1の基体1の上面の搭載部1aに搭載された電子部品6を覆うような空間を有する形状のものである。電子部品6と対向する部分に光を透過させる窓を設けてもよいし、窓に換えて、または窓に加えて光ファイバおよび戻り光防止用の光アイソレータを接合したものでもよい。
蓋体9は、Fe−Ni−Co合金やFe−Ni合金、Fe−Mn合金等の金属から成り、これらの板材にプレス加工や打ち抜き加工等の周知の金属加工方法を施すことによって作製される。蓋体9は、第1の基体1の材料と同程度の熱膨張係数を有するものが好ましく、第1の基体1の材料と同じものを用いるのがより好ましい。蓋体9が窓を有する場合は、電子部品6と対向する部分に孔を設けたものに、平板状やレンズ状のガラス製の窓部材を低融点ガラスなどにより接合する。
蓋体9の第1の基体1の蓋体接合部1cへの接合は、シーム溶接やYAGレーザ溶接等の溶接またはAu−Snろう材等のろう材によるろう付け等のろう接により行なわれる。
1・・・・・第1の基体
1a・・・・搭載部
1b・・・・第1の貫通孔
1c・・・・蓋体接合部
1d・・・・凹部
2・・・・・第2の基体
2b・・・・第2の貫通孔
3・・・・・封止材
4・・・・・接合材
5・・・・・信号端子
6・・・・・電子部品
6a・・・・回路基板
7・・・・・ボンディングワイヤ
8・・・・・接地端子
8a・・・・接地封止材
9・・・・・蓋体
10・・・・・溝
11・・・・・絶縁性部材

Claims (4)

  1. 上面の外周領域に溶接またはろう接により蓋体を接合する蓋体接合部を有するとともに、該蓋体接合部の内側領域に、上面に電子部品の搭載部を、および上面から下面にかけて貫通する第1の貫通孔を有する第1の基体と、
    外周部が前記第1の基体の下面に接合された、前記第1の貫通孔に対応して上面から下面にかけて貫通する第2の貫通孔を有する第2の基体と、
    前記第2の貫通孔に充填された封止材を貫通して固定され、一端が前記第1の貫通孔を通って前記第1の基体の上面から突出している信号端子とを具備しており、
    前記第1の基体および前記第2の基体の少なくとも一方は、前記第1の基体と前記第2の基体との接合部に沿った溝を有しており、
    前記第2の基体は、前記第1の基体の前記下面との間に空隙が設けられるように配置されているとともに、前記上面の前記外周部に設けられており前記第1の基体に接合された突出部を有していることを特徴とする電子部品搭載用パッケージ。
  2. 上面の外周領域に溶接またはろう接により蓋体を接合する蓋体接合部を有するとともに、該蓋体接合部の内側領域に、上面に電子部品の搭載部を、および上面から下面にかけて貫通する第1の貫通孔を有する第1の基体と、
    外周部が前記第1の基体の下面に接合された、前記第1の貫通孔に対応して上面から下面にかけて貫通する第2の貫通孔を有する第2の基体と、
    前記第2の貫通孔に充填された封止材を貫通して固定され、一端が前記第1の貫通孔を通って前記第1の基体の上面から突出している信号端子とを具備しており、
    前記第1の基体および前記第2の基体の少なくとも一方は、前記第1の基体と前記第2の基体との接合部に沿った溝を有しており、
    前記第2の基体は、前記第1の基体の前記下面との間に空隙が設けられるように配置されており、
    前記溝は、前記第1の基体および前記第2の基体のそれぞれに設けられていることを特徴とする電子部品搭載用パッケージ。
  3. 前記溝は、前記突出部の側面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電子部品搭載用パッケージ。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電子部品搭載用パッケージの前記搭載部に電子部品を搭載するとともに、前記蓋体接合部に蓋体を接合したことを特徴とする電子装置。
JP2009067512A 2008-05-27 2009-03-19 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置 Expired - Fee Related JP5460089B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009067512A JP5460089B2 (ja) 2008-05-27 2009-03-19 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008137523 2008-05-27
JP2008137523 2008-05-27
JP2009067512A JP5460089B2 (ja) 2008-05-27 2009-03-19 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010010658A JP2010010658A (ja) 2010-01-14
JP5460089B2 true JP5460089B2 (ja) 2014-04-02

Family

ID=41590737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009067512A Expired - Fee Related JP5460089B2 (ja) 2008-05-27 2009-03-19 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5460089B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012073963A1 (ja) * 2010-11-29 2012-06-07 京セラ株式会社 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP2022037532A (ja) * 2020-08-25 2022-03-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 電力変換装置及び移動体

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6140045A (ja) * 1984-07-31 1986-02-26 Nec Kansai Ltd 冷間圧接型ステムの製造方法
JP3513295B2 (ja) * 1996-01-10 2004-03-31 新光電気工業株式会社 気密端子用ステム
JP3501695B2 (ja) * 1999-07-23 2004-03-02 シャープ株式会社 半導体発光装置
JP2004087890A (ja) * 2002-08-28 2004-03-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品用パッケージ
JP2004235212A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 気密端子とそれを用いた半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010010658A (ja) 2010-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5537673B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP5473583B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP5409432B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP2016189431A (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP2010062512A (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP4874298B2 (ja) 信号端子と信号線路導体との接続構造および電子部品搭載用パッケージならびに電子装置
JP2009152520A (ja) 信号端子と信号線路導体との接続構造および電子部品搭載用パッケージならびに電子装置
KR102046347B1 (ko) 전자 부품 탑재용 패키지 및 그것을 사용한 전자 장치
JP5004824B2 (ja) 信号端子と信号線路導体との接続構造および電子部品搭載用パッケージならびに電子装置
JP5616178B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージおよび通信用モジュール
JP2010245507A (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP5312358B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP2009054982A (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP5409456B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP5460089B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP6431441B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP5361637B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP5361609B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージおよび電子装置
JP5705491B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
WO2017188269A1 (ja) 半導体パッケージおよびそれを用いた半導体装置
JP2014146756A (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP5404484B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP2011114104A (ja) サブマウントおよびそれを用いた電子装置
JP2012227482A (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置
JP2009054750A (ja) 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110915

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131008

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140114

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5460089

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees