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WO2020262636A1 - 電子素子搭載用パッケージ及び電子装置 - Google Patents

電子素子搭載用パッケージ及び電子装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020262636A1
WO2020262636A1 PCT/JP2020/025307 JP2020025307W WO2020262636A1 WO 2020262636 A1 WO2020262636 A1 WO 2020262636A1 JP 2020025307 W JP2020025307 W JP 2020025307W WO 2020262636 A1 WO2020262636 A1 WO 2020262636A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sub
protrusion
electronic device
face
ridge line
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/025307
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光 北原
Original Assignee
京セラ株式会社
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 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Publication of WO2020262636A1 publication Critical patent/WO2020262636A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/06—Containers; Seals characterised by the material of the container or its electrical properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass

Definitions

  • This disclosure relates to a package for mounting an electronic device and an electronic device.
  • an electronic element having a base including a base having a disk-like shape and a protruding portion protruding from the base, and a wiring board on which an electronic element is bonded is placed on the surface of the protruding portion.
  • packages for mounting for example, JP-A-2004-335584 and JP-A-2018-186130.
  • an electronic element can be driven by inputting a high-frequency signal from a signal line penetrating the base to the electronic element via a wiring board. Further, this package is used in a state where the electronic element, the wiring substrate, and the lid (cap) covering the protruding portion are attached to the substrate in order to protect the electronic element.
  • a substrate comprising a base having a first surface and a projecting portion protruding from the first surface and having a second surface.
  • the wiring board located on the second surface and A lid covering the protrusion and the wiring board, With
  • the outer surface of the surface of the protruding portion other than the second surface has a shape having no ridgeline or a shape in which the angle formed by the two surfaces forming an arbitrary ridgeline is an obtuse angle. It is a package for mounting electronic devices.
  • Another aspect of the present disclosure is with the above package for mounting electronic devices An electronic element to be joined to the wiring board and It is an electronic device provided with.
  • FIG. 9A shows the result of the simulation of the reflection loss in the electronic element mounting package of the Example and the comparative example which concerns on modification 1.
  • FIG. 9A shows the result of the simulation of the insertion loss in the electronic element mounting package of the Example and the comparative example which concerns on modification 2.
  • FIG. 9A shows the area A2 in FIG. 9A enlarged.
  • FIG. 9A shows the result of the simulation of the reflection loss in the electronic element mounting package of the Example and the comparative example which concerns on modification 2.
  • FIG. It is an overall perspective view of the electronic device and the electronic element mounting package which concerns on modification 3.
  • FIG. It is a figure which shows the cross section perpendicular to the base of the electronic device and the electronic element mounting package which concerns on modification 3.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the other example of the electronic device and the electronic element mounting package which concerns on modification 3.
  • FIG. It is a front view of the electronic element mounting package of FIG.
  • the electronic device 1 includes a package 100 for mounting an electronic element and an electronic element 200.
  • the electronic element mounting package 100 includes a base 11, a signal line 12, a wiring board 14, an insulating member 15, a conductive bonding material 16, a lid 20, and the like.
  • the substrate 11 is a conductive metal and functions as a ground plane. In addition to this, a substrate 11 having high thermal conductivity (heat dissipation) may be used.
  • the substrate 11 has a base 111 and a protrusion 112.
  • the base 111 has, for example, a disk shape having a diameter of 3 to 10 mm and a thickness of 0.5 to 2 mm, but is not limited thereto.
  • the base 111 has a through hole 111b. The inside of the through hole 111b is occupied by the insulating member 15. The material of the insulating member 15 and the size of the through hole 111b may be determined according to a desired characteristic impedance.
  • the base portion 111 and the protruding portion 112 may be integrally formed or may be separately formed and joined.
  • the surface of the base portion 111 on which the protruding portion 112 protrudes is hereinafter referred to as a first surface 111a.
  • the protruding portion 112 has a second surface 112a (see FIG. 2) that is in contact with the first surface 111a and is perpendicular to the first surface 111a.
  • the wiring board 14 is located on the second surface 112a. That is, the protruding portion 112 functions as a stage on which the wiring board 14 is placed.
  • the protrusion 112 is sized to fit inside the lid 20.
  • the specific size of the protrusion 112 is determined according to the size of the base 11 and the lid 20.
  • the length of the second surface 112a in the direction perpendicular to the first surface 111a can be about 1 to 3 mm
  • the length of the second surface 112a in the direction parallel to the first surface 111a is 1.5 to. It can be about 5 mm.
  • the thickness of the protruding portion 112 in the direction perpendicular to the second surface 112a (first direction) can be about 1 to 3 mm.
  • the outer surface S of the surface of the protruding portion 112 excluding the second surface 112a is composed of an end surface S1 and a side surface S2.
  • the end surface S1 is a surface of the protruding portion 112 opposite to the base 111 side.
  • the side surface S2 is a surface that connects the first surface 111a and the end surface S1 and extends from the first surface 111a in a direction perpendicular to the first surface 111a.
  • the side surface S2 may have a shape corresponding to a part of the cylindrical surface.
  • the side surface S2 may have a shape corresponding to a part of the elliptical tubular surface.
  • the end surface S1 has a first sub-end surface S1a which is a plane parallel to the first surface 111a, and a curved surface S1c connecting the first sub-end surface S1a and the side surface S2. That is, at least a portion of the end surface S1 connected to the side surface S2 is a curved surface S1c.
  • the curved surface S1c has a shape in which the cross section perpendicular to the side surface S2 and the first surface 111a forms an arc with a radius of curvature R.
  • the radius of curvature R is T / 3 or more and 2 T / 3 or less, where T is the thickness of the protrusion 112 in the direction perpendicular to the second surface 112a (the maximum value of the thickness if the thickness is not uniform).
  • T is the thickness of the protrusion 112 in the direction perpendicular to the second surface 112a (the maximum value of the thickness if the thickness is not uniform).
  • the thickness T is 1 mm and the radius of curvature R is 500 ⁇ m.
  • the radius of curvature R of the curved surface S1c is determined so that the relationship of D + R> 2T / 3 is satisfied when the distance between the protrusion 112 and the lid 20 in the direction perpendicular to the second surface 112a is D.
  • the interval D is 300 ⁇ m, and the interval D, the radius of curvature R, and the thickness T satisfy the above relationship.
  • the first sub-end surface S1a and the curved surface S1c are smoothly connected at an angle at which a ridge line is not formed.
  • the curved surface S1c and the side surface S2 are smoothly connected at an angle at which a ridgeline is not formed.
  • the ridge line is a line formed at a connecting portion of two surfaces whose normal directions are different from each other.
  • the normal directions of the adjacent portions coincide with each other at the connecting portion between the first sub-end surface S1a and the curved surface S1c and the connecting portion between the curved surface S1c and the side surface S2.
  • the first sub-end surface S1a and the curved surface S1c, and the curved surface S1c and the side surface S2 are connected at an angle at which the normal directions of the adjacent portions sandwiching the connecting portion are the same. Therefore, the first sub-end surface S1a, the curved surface S1c, and the side surface S2 have a shape having no ridge line.
  • the boundary between the first sub-end surface S1a and the curved surface S1c and the boundary between the curved surface S1c and the side surface S2 are shown by a alternate long and short dash line, in order to indicate the position of the boundary of each surface. , Does not mean that the ridgeline is formed.
  • the outer surface S of the protruding portion 112 including the end surface S1 and the side surface S2 has a shape having no ridge line. The effect of forming the outer surface S in such a shape will be described later.
  • the wiring board 14 has a wiring pattern 141 on a surface opposite to the protruding portion 112 side (hereinafter, also referred to as “upper surface”), and a wiring pattern on a surface on the protruding portion 112 side (hereinafter, also referred to as “lower surface”). It has 142.
  • the wiring board 14 is used, for example, as a high-frequency line board.
  • the wiring board 14 is an insulating substrate, for example, a resin.
  • the thickness and material (relative permittivity) of the wiring board 14 may be appropriately determined according to the desired characteristic impedance.
  • the side surface of the wiring board 14 is joined to the first surface 111a of the base portion 111.
  • the signal line 12 is a rod-shaped conductor.
  • the signal line 12 penetrates the insulating member 15 in the through hole 111b of the base 111, and is exposed from the opening of the through hole 111b on the first surface 111a.
  • the diameter of the signal line 12 can be, for example, about 0.1 to 1.0 mm.
  • At least one of the signal lines 12 is a ground terminal of the substrate 11 and is directly bonded to the base 111.
  • the other signal line 12 projects on the side of the base 111 opposite to the first surface 111a, is electrically connected to an external wiring or the like, and is used as a lead electrode.
  • the signal line 12 is separated from the outer base portion 111 by the insulating member 15 inside the insulating member 15.
  • the coaxial line L1 is formed by the base portion 111 (through hole 111b) having such a configuration, the insulating member 15, and the signal line 12.
  • a signal is transmitted by the coaxial line L1.
  • FIG. 1 shows a state in which two signal lines 12 are joined to the wiring pattern 141 via the conductive bonding material 16 on the first surface 111a side of the base portion 111.
  • the wiring pattern 141 formed on the upper surface of the wiring board 14 is electrically connected to the electronic element 200 to supply electric power and a signal to the electronic element 200.
  • the ends (here, two places) of the wiring pattern 141 are joined to the signal line 12 via the conductive bonding material 16.
  • the shape, length, and position of the wiring pattern 141 are appropriately determined according to the size and terminal position of the electronic element 200 to be connected.
  • the wiring pattern 142 is formed on the entire lower surface of the wiring board 14, and is joined to the protruding portion 112 to be a ground potential.
  • the wiring patterns 141 and 142 can be a conductor metal film having a low resistance, for example, a gold (Au) thin film.
  • the wiring portion of the wiring pattern 141 connected to the signal line 12 extends on the wiring board 14 substantially perpendicular to the first surface 111a and close to the exposed surface of the insulating member 15. ..
  • the wiring pattern 141 is separated from the wiring pattern 142 by the wiring board 14.
  • a microstrip line L2 is formed on the wiring board 14 by the wiring patterns 141 and 142 having such a configuration, and a signal is transmitted by the microstrip line L2.
  • the conductive bonding material 16 is located between the signal line 12 and the first surface 111a and the upper surface of the wiring pattern 141 and the wiring board 14. As a result, the conductive bonding material 16 electrically joins the signal line 12 exposed on the first surface 111a and the wiring pattern 141 on the upper surface of the wiring board 14.
  • a silver sintered paste or a copper sintered paste can be used as the conductive bonding material 16.
  • a conductor metal such as silver or copper and a protective molecule such as a resin are mixed, and when heated and the resin reacts, the conductor metal is bonded and fixed. At this time, the resin component is also bonded to the insulating surface. Therefore, the conductive bonding material 16 is bonded not only to the signal line 12 and the wiring pattern 141 but also to the insulating surface of the insulating member 15 and the wiring board 14.
  • the electronic element 200 shown by the broken line in FIG. 1 is located on the upper surface of the wiring board 14, and is electrically connected (bonded) to the wiring pattern 141 directly and / or by wire bonding or the like.
  • the electronic element 200 of this embodiment is a laser diode that emits light in response to an input signal.
  • the electronic element 200 is not limited to this, and may be a photodiode, an LED (Light Emitting Diode), a Peltier element, various sensor elements, or the like.
  • the electronic element 200 may be a semiconductor element. The heat generated by the operation of the electronic element 200 is discharged through the substrate 11.
  • the lid 20 is a cover member that covers and isolates the protruding portion 112, the wiring board 14, and the electronic element 200 from the outside, and protects the protruding portion 112, the wiring board 14, and the electronic element 200.
  • the lid 20 has a cylindrical shape in which the upper surface is closed except for a part (opening 20a), and a portion corresponding to the lower surface of the cylindrical shape is welded and joined to the first surface 111a of the base 111. ing.
  • the lid body 20 is a conductive metal similar to the base portion 111, and has a ground potential together with the base portion 111.
  • the lid 20 has an opening 20a on a surface that closes the upper surface of the cylindrical shape to allow light incident from the electronic element 200 to pass through.
  • the opening 20a is covered with glass 30 (dielectric) from the inside of the lid 20. That is, the glass 30 is located between the lid 20 and the protrusion 112.
  • the glass 30 has a function of protecting the internal structure of the lid 20, that is, the protrusion 112, the wiring board 14, and the electronic element 200.
  • a glass 30 having a function of condensing the light emitted from the electronic element 200 (condensing lens) may be used.
  • the distance DA between the protrusion 112 and the lid 20 in the first direction perpendicular to the second surface 112a is a ridge line formed by the first surface 111a and the second surface 112a. It may be larger than the distance DB between the protrusion 112 and the lid 20 in the direction along the above.
  • the outer surface S of the protruding portion 112 is formed from a flat end surface S1 and a side surface S2 having a shape corresponding to a part of a cylindrical surface. Become. Then, the end surface S1 and the side surface S2 are connected at a right angle of 90 degrees to form an edge E.
  • a ridge line formed by two surfaces, in which the two surfaces form an angle of 90 degrees or less, is referred to as an edge E.
  • the angle formed by the two surfaces refers to the angle inside the member forming the two surfaces, and does not include the angle formed by the virtual surface extending each surface. ..
  • the protrusion 112 and the lid 20 play a role as a ground, but there is a problem that a potential difference occurs between the grounds at the resonance frequency, so that the projecting portion 112 and the lid 20 do not function as a stable ground and a power loss of a transmission signal occurs.
  • the connecting portion of the end surface S1 of the protruding portion 112 with the side surface S2 is a curved surface S1c. Therefore, the outer surface S of the protruding portion 112 has a shape that does not have an edge E, and the curved surface S1c is smoothly connected to the first sub-end surface S1a and the side surface S2 at an angle that does not form a ridge line. Further, as a result, a wide distance between the protrusion 112 and the lid 20 is secured at a position where electric field coupling is likely to occur (a position corresponding to the edge E in the comparative example).
  • the outer surface S of the projecting portion 112 has a shape that does not have an edge E in which the electric field is easily concentrated, and further, by ensuring a wide distance between the projecting portion 112 and the lid body 20, the projecting portion 112 and the lid body 20 Electric field coupling with and is less likely to occur, and resonance is less likely to occur. As a result, power loss at the resonance frequency is unlikely to occur, and deterioration of signal transmission characteristics is reduced.
  • the insertion loss (the loss increases as the absolute value of the value increases) in the high frequency band near 53 GHz (resonance frequency) indicated by the ellipse of the chain wire. It has become significantly larger.
  • FIG. 4A it can be seen that in the electronic device mounting package 100 of the embodiment, the insertion loss at the resonance frequency is suppressed to be smaller than that of the comparative example.
  • the reflection loss (the closer to 0, the larger the reflection with respect to the incident). Loss increases) is increasing.
  • FIG. 5A it can be seen that in the electronic device mounting package 100 of the embodiment, the insertion loss at the resonance frequency is suppressed to be smaller than that of the comparative example.
  • the side surface S2 of the protruding portion 112 smoothly connects the two flat surface portions S2a forming an angle of 90 degrees and the two flat surface portions S2a at an angle at which a ridge line is not formed. It is composed of a curved surface portion S2b. Therefore, the cross section of the protrusion 112 parallel to the first surface 111a has the shape of a right-angled isosceles triangle in which the apex portion corresponding to the curved surface portion S2b is curved.
  • end surface S1 of the protrusion 112 is the same as in the above embodiment, at an angle between the first sub-end surface S1a which is a plane parallel to the first surface 111a and the first sub-end surface S1a and the side surface S2 so that no ridge line is formed. It has a curved surface S1c that connects smoothly.
  • the edge E is not formed on the protruding portion 112, and the distance between the protruding portion 112 and the lid 20 is widely secured. Therefore, electric field coupling between the protrusion 112 and the lid 20 is less likely to occur, and resonance is less likely to occur. As a result, power loss at the resonance frequency is unlikely to occur, and deterioration of signal transmission characteristics is reduced.
  • the side surface S2 of the protruding portion 112 has a shape in which two plane portions forming an angle of 90 degrees are connected at an angle of 90 degrees so as to form an edge E. Have. Therefore, the cross section of the protrusion 112 parallel to the first surface 111a has the shape of a right-angled isosceles triangle. Further, the end surface S1 of the protruding portion 112 is formed of one plane parallel to the first surface 111a.
  • the end surface S1 and the side surface S2 are connected at a right angle of 90 degrees to form an edge E.
  • an electric field coupling is likely to occur between the protrusion 112 and the lid 20 around the edge E, and resonance is likely to occur.
  • FIGS. 7A and 7B it can be seen that the increase in insertion loss due to resonance near 53 GHz (resonance frequency) is reduced in the examples as compared with the comparative example.
  • FIG. 7C in the electronic device mounting package 100a of the comparative example, the reflection loss is large in the high frequency band near 39 GHz in addition to 53 GHz.
  • the reflection loss is particularly reduced in the vicinity of 39 GHz.
  • Modification 2 Next, a modification 2 of the above embodiment will be described.
  • the shape of the outer surface S of the protruding portion 112 is different from that of the above embodiment.
  • the differences from the above-described embodiment will be described.
  • the side surface S2 of the protruding portion 112 is composed of three flat portions connected so as to form a ridge line r.
  • the angle formed by the plane portions forming each ridge line r is an obtuse angle of 135 degrees or more. Therefore, the cross section of the protrusion 112 parallel to the first surface 111a has a quadrangular shape having two obtuse angles.
  • the end surface S1 of the protrusion 112 is composed of a curved surface S1c that is smoothly connected to the side surface S2 at an angle at which a ridgeline is not formed.
  • the edge E is not formed on the protruding portion 112, and the distance between the protruding portion 112 and the lid 20 is widely secured. Electric field coupling with the lid 20 is less likely to occur, and resonance is less likely to occur. As a result, power loss at the resonance frequency is unlikely to occur, and deterioration of signal transmission characteristics is reduced.
  • the ridge line r is formed on the side surface S2, since the plane portions forming each ridge line r are connected so as to form an obtuse angle, the circumference of the ridge line r is compared with the circumference of the edge E. Electric field coupling with the lid 20 is less likely to occur. Therefore, the occurrence of resonance can be sufficiently reduced even with the configuration of the modified example 2.
  • the side surface S2 of the protruding portion 112 is composed of three plane portions connected so as to form a ridge line r. Further, the end surface S1 of the protruding portion 112 is formed of one plane parallel to the first surface 111a. Therefore, the end surface S1 and the side surface S2 are connected at a right angle of 90 degrees to form an edge E. In the configuration of such a comparative example, an electric field coupling is likely to occur between the protrusion 112 and the lid 20 around the edge E, and resonance is likely to occur.
  • FIGS. 9A and 9B it can be seen that the increase in insertion loss due to resonance near 53 GHz (resonance frequency) is reduced in the examples as compared with the comparative example.
  • FIG. 9C in the electronic device mounting package 100a of the comparative example, the reflection loss is large in the high frequency band near 39 GHz in addition to 53 GHz.
  • the reflection loss is particularly reduced in the vicinity of 39 GHz.
  • the side surface S2 of the protruding portion 112 of this modified example has a shape corresponding to a part of the cylindrical surface as in the above embodiment.
  • the end surface S1 has a first sub-end surface S1a which is a plane parallel to the first surface 111a, and a second sub-end surface S1b connecting the first sub-end surface S1a and the side surface S2.
  • the second secondary end surface S1b is not a rounded curved surface that protrudes toward the lid 20, but an angle of 45 degrees with the edge E of the end surface S1 and the side surface S2 connected at an angle of 90 degrees. Corresponds to the surface obtained by chamfering with.
  • the first sub-end surface S1a and the second sub-end surface S1b are connected so as to form the first ridge line r1, and the second sub-end surface S1b and the side surface S2 form the second ridge line r2. It is connected. Further, the second sub-end surface S1b in the cross section perpendicular to the side surface S2 and the first surface 111a (for example, the cross section shown in FIG. 11) forms a straight line connecting the first sub-end surface S1a and the side surface S2.
  • the angle a1 formed by the first sub-end surface S1a and the second sub-end surface S1b is an obtuse angle of 135 degrees
  • the angle a2 formed by the second sub-end surface S1b and the side surface S2 is also an obtuse angle of 135 degrees. Is.
  • the outer surface S of the protruding portion 112 of this modification has a shape in which the angle formed by the two surfaces forming the arbitrary ridge line r is an obtuse angle.
  • the obtuse angle formed by each surface has a magnitude of 135 degrees.
  • an electric field coupling with the lid 20 is less likely to occur as compared with the circumference of an edge E having an angle of 90 degrees or less. Therefore, the occurrence of resonance can be sufficiently reduced even with the configuration of the modified example 3.
  • FIGS. 10 and 11 have been described with reference to an example in which a second sub-end surface S1b composed of one surface is formed between the side surface S2 and the first sub-end surface S1a, the second sub-end surface S1b is described. , It may be composed of a plurality of surfaces having different angles. That is, the shape of the second secondary end surface S1b may be a shape in which chamfering is performed stepwise on a plurality of surfaces such that the inclination angle with respect to the side surface S2 gradually increases. For example, as shown in FIG.
  • the second sub-end surface S1b has an obtuse angle of 150 degrees with respect to the side surface S2 and an obtuse angle of 150 degrees with respect to the first sub-end surface S1a.
  • three ridges r are formed on the outer surface S, and the two surfaces forming each ridge r are connected at an obtuse angle of 150 degrees. In this way, by increasing the number of surfaces of the second sub-end surface S1b, the obtuse angle formed by the two surfaces forming the ridge line r can be made larger, and electric field coupling can be made less likely to occur.
  • the electronic device mounting package 100 of the present embodiment includes the base portion 11 including the base portion 111 having the first surface 111a and the protruding portion 112 protruding from the first surface 111a and having the second surface 112a.
  • the electronic element mounting package 100 includes a wiring board 14 located on the second surface 112a, and a lid 20 for covering the protrusion 112 and the wiring board 14.
  • the outer surface S of the surface of the projecting portion 112 excluding the second surface 112a has a shape having no ridge line or a shape in which the angle formed by the two surfaces forming an arbitrary ridge line is an obtuse angle.
  • the outer surface S of the protrusion 112 has an edge E (a ridge line formed by two surfaces having an angle of 90 degrees or less), between the protrusion 112 and the lid 20 when a signal having a resonance frequency is transmitted. Of these, the electric field tends to be concentrated around the edge E. On the other hand, with the above configuration, the outer surface S of the protruding portion 112 can be prevented from having the edge E. As a result, it is possible to reduce the occurrence of electric field coupling due to the concentration of the electric field between the protrusion 112 and the lid 20, and it is possible to reduce the occurrence of resonance. As a result, it is possible to reduce the occurrence of power loss at the resonance frequency and reduce the deterioration of signal transmission characteristics.
  • edge E a ridge line formed by two surfaces having an angle of 90 degrees or less
  • the outer surface S of the projecting portion 112 extends from the end surface S1 on the side opposite to the base 111 side of the projecting portion 112 and the first surface 111a in the direction perpendicular to the first surface 111a, and the first surface 111a and the end surface S1. It consists of a side surface S2 that connects the two.
  • the portion of the end surface S1 connected to at least the side surface S2 is a curved surface S1c.
  • the connecting portion between the end surface S1 and the side surface S2 has a shape having an edge E, and the electric field is concentrated and electric field coupling is likely to occur.
  • the connecting portion is formed into a curved surface S1c. It is possible to make it difficult for electric field coupling to occur, and it is possible to reduce the occurrence of resonance. Thereby, the deterioration of the signal transmission characteristic at the resonance frequency can be effectively reduced.
  • end surface S1 and the side surface S2 are connected at an angle that does not form a ridgeline. According to this, since the occurrence of electric field coupling at the connection portion between the end surface S1 and the side surface S2 can be more reliably reduced, the deterioration of the signal transmission characteristic can be more effectively reduced.
  • the radius of curvature R of the curved surface S1c is 1/3 or more and 2/3 or less of the thickness T of the protruding portion 112 in the direction perpendicular to the second surface 112a.
  • the radius of curvature R of the curved surface S1c is such that the thickness of the protrusion 112 in the direction perpendicular to the second surface 112a is T, and the distance between the protrusion 112 and the lid 20 in the direction perpendicular to the second surface 112a is D. If so, the relationship of D + R> 2T / 3 is defined to be satisfied. According to this, the radius of curvature R of the curved surface S1c is set to a size capable of appropriately reducing the concentration of electric fields and the occurrence of electric field coupling, taking into consideration the distance D between the protrusion 112 and the lid 20. be able to.
  • the ridge line r2 is formed by the end face S1 and the side surface S2, and the angle formed by the portions of the end face S1 and the side surface S2 forming the ridge line r2 is obtuse. is there.
  • the angle formed by the two surfaces forming the ridge line r2 on the outer surface S to be an obtuse angle, it is possible to reduce the concentration of the electric field and the occurrence of electric field coupling around the ridge line r2. Therefore, even with such a configuration, it is possible to more effectively reduce the deterioration of the signal transmission characteristic due to resonance.
  • the end surface S1 is connected to the second sub-end surface S1b connected to the side surface S2 and the side opposite to the side surface S2 side of the second sub-end surface S1b. It is composed of the first secondary end surface S1a and the above.
  • the end surface S1 is composed of the first sub-end surface S1a and the second sub-end surface S1b, the first sub-end surface S1a is connected to the second surface 112a, and the second sub-end surface S1b is connected to the first sub-end surface S1a. It is located between the side surface S2 and is connected to the first sub-end surface S1a and the side surface S2.
  • first ridge line r1 is formed by the first sub-end surface S1a and the second sub-end surface S1b, and the angle formed by the portions of the first sub-end surface S1a and the second sub-end surface S1b forming the first ridge line r1. Is an obtuse angle.
  • second ridge line r2 is formed by the second sub-end surface S1b and the side surface S2, and the angle formed by the portions of the second sub-end surface S1b and the side surface S2 forming the second ridge line is an obtuse angle.
  • the concentration of the electric field and the occurrence of electric field coupling at the connecting portion can be reduced by a simple configuration in which the connecting portion between the end surface S1 and the side surface S2 is chamfered. Therefore, even with such a configuration, it is possible to more effectively reduce the deterioration of the signal transmission characteristic due to resonance.
  • the side surface S2 has a part shape of a cylindrical surface or a part shape of an elliptical tubular surface. According to this, since the side surface S2 has a shape having no ridge line, it is possible to reduce the concentration of electric fields and the occurrence of electric field coupling on the side surface S2. Therefore, it is possible to more effectively reduce the deterioration of the signal transmission characteristic due to resonance.
  • the side surface S2 includes two or more flat portions S2a and a curved surface portion S2b connecting the two or more flat portions S2a. According to this, even if the side surface S2 has the flat surface portion S2a, the edge E can be prevented from occurring on the side surface S2, so that the concentration of the electric field and the occurrence of electric field coupling on the side surface S2 can be reduced. it can. Therefore, it is possible to more effectively reduce the deterioration of the signal transmission characteristic due to resonance.
  • the obtuse angle is set to 135 degrees or more, it is possible to reduce the concentration of electric fields and the occurrence of electric field coupling around the ridgeline. Therefore, it is possible to more effectively reduce the deterioration of the signal transmission characteristic due to resonance.
  • the electronic element mounting package 100 includes glass 30 as a dielectric located between the protrusion 112 and the lid 20.
  • glass 30 In the configuration in which the dielectric is sandwiched between the protrusion 112 and the lid 20, electric field coupling is likely to occur as compared with the configuration without the dielectric.
  • the protruding portion 112 by forming the protruding portion 112 into the above-mentioned shape, the occurrence of electric field coupling can be reduced, so that the deterioration of the signal transmission characteristic due to resonance can be more effectively reduced.
  • the electronic device 1 of the present embodiment includes the above-mentioned electronic element mounting package 100 and an electronic element 200 to be bonded to the wiring board 14. In such an electronic device 1, it is possible to reduce a decrease in signal transmission characteristics due to resonance.
  • the shape of the outer surface S of the protruding portion 112 is not limited to that described in the above embodiment and each modification, and the shape does not have a ridge line, or the angle formed by the two surfaces forming an arbitrary ridge line is an obtuse angle. As long as it has a shape, it can be any shape.
  • the entire outer surface S may be composed of a smooth continuous curved surface.
  • the curved surface S1c and the side surface S2 are smoothly connected at an angle that does not form a ridgeline.
  • the curved surface S1c and the side surface S2 may be connected at an angle forming a ridgeline. In this case, by making the angle formed by the surfaces forming the ridge line an obtuse angle, it is possible to reduce the concentration of the electric field and the occurrence of electric field coupling around the ridge line.
  • the extending direction of the second surface 112a and the side surface S2 of the protruding portion 112 does not necessarily have to be the direction perpendicular to the first surface 111a, and the direction intersects with the first surface 111a (inclined from the vertical direction).
  • Direction
  • the electronic element mounting package 100 does not have to have a dielectric material such as glass 30 inside the lid body 20.
  • the shape of the lid 20 is not limited to the cylindrical shape shown in the above embodiment, and may be appropriately changed depending on the shape and application of the electronic element 200.
  • the microstrip line L2 can be configured by the wiring pattern 141 on the upper surface of the wiring board 14 and the metal protrusion 112, the wiring pattern 142 may be omitted.
  • the silver sintereding paste or the copper sintered paste has been described as the conductive bonding material 16, but any other conductive bonding material may be used as long as it is a conductive bonding material to be bonded to the wiring board 14. You may.
  • This disclosure can be used for electronic device mounting packages and electronic devices.

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Abstract

電子素子搭載用パッケージは、第１面を有する基部と、第１面から突出し、第２面を有する突出部と、を含む基体と、第２面上に位置する配線基板と、突出部及び配線基板を覆う蓋体と、を備え、突出部の表面のうち前記第２面を除く外面は、稜線を有しない形状、又は任意の稜線を形成する２つの面のなす角が鈍角である形状を有する。

Description

電子素子搭載用パッケージ及び電子装置
　本開示は、電子素子搭載用パッケージ及び電子装置に関する。
　従来、円板状などの形状を有する基部と、当該基部から突出した突出部とを含む基体を有し、突出部の面上に、電子素子が接合される配線基板が載置された電子素子搭載用のパッケージがある（例えば、特開２００４－３３５５８４号公報、及び特開２０１８－１８６１３０号公報）。このパッケージでは、基部を貫通する信号線から配線基板を介して電子素子に高周波信号を入力することで、電子素子を駆動することができる。また、このパッケージは、電子素子を保護するために、電子素子、配線基板及び突出部を覆う蓋体（キャップ）が基体に取り付けられた状態で使用される。
　本開示の一態様は、
　第１面を有する基部と、前記第１面から突出し、第２面を有する突出部と、を含む基体と、
　前記第２面上に位置する配線基板と、
　前記突出部及び前記配線基板を覆う蓋体と、
　を備え、
　前記突出部の表面のうち前記第２面を除く外面は、稜線を有しない形状、又は任意の稜線を形成する２つの面のなす角が鈍角である形状を有する、
　電子素子搭載用パッケージである。
　また、本開示の他の一の態様は、
　上記の電子素子搭載用パッケージと、
　前記配線基板と接合する電子素子と、
　を備える、電子装置である。
一実施形態に係る電子装置及び電子素子搭載用パッケージの全体斜視図である。 図１の電子装置及び電子素子搭載用パッケージの、基部に垂直な断面を示す図である。 比較例に係る電子装置及び電子素子搭載用パッケージの構成を示す図である。 比較例に係る電子装置及び電子素子搭載用パッケージの構成を示す図である。 実施例の電子素子搭載用パッケージにおける、信号の周波数に対する挿入損失を計算したシミュレーションの結果を示す図である。 比較例の電子素子搭載用パッケージにおける、信号の周波数に対する挿入損失を計算したシミュレーションの結果を示す図である。 実施例の電子素子搭載用パッケージにおける、信号の周波数に対する反射損失を計算したシミュレーションの結果を示す図である。 比較例の電子素子搭載用パッケージにおける、信号の周波数に対する反射損失を計算したシミュレーションの結果を示す図である。 変形例１の実施例に係る基体の形状を示す斜視図である。 変形例１に対応する比較例に係る基体の形状を示す斜視図である。 変形例１に係る実施例及び比較例の電子素子搭載用パッケージにおける挿入損失のシミュレーションの結果を示す図である。 図７Ａにおける領域Ａ１を拡大して示した図である。 変形例１に係る実施例及び比較例の電子素子搭載用パッケージにおける反射損失のシミュレーションの結果を示す図である。 変形例２の実施例に係る基体の形状を示す斜視図である。 変形例２に対応する比較例に係る基体の形状を示す斜視図である。 変形例２に係る実施例及び比較例の電子素子搭載用パッケージにおける挿入損失のシミュレーションの結果を示す図である。 図９Ａにおける領域Ａ２を拡大して示した図である。 変形例２に係る実施例及び比較例の電子素子搭載用パッケージにおける反射損失のシミュレーションの結果を示す図である。 変形例３に係る電子装置及び電子素子搭載用パッケージの全体斜視図である。 変形例３に係る電子装置及び電子素子搭載用パッケージの、基部に垂直な断面を示す図である。 変形例３に係る電子装置及び電子素子搭載用パッケージの他の例を示す断面図である。 図１の電子素子搭載用パッケージの正面図である。
　以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。
　（電子装置及び電子素子搭載用パッケージの構成）
　まず、図１及び図２を参照して一実施形態に係る電子装置１及び電子素子搭載用パッケージ１００の構成について説明する。
　電子装置１は、電子素子搭載用パッケージ１００と、電子素子２００とを備える。
　電子素子搭載用パッケージ１００は、基体１１と、信号線１２と、配線基板１４と、絶縁部材１５と、導電性接合材１６と、蓋体２０などを備える。
　基体１１は、導電性の金属であり、接地面として機能する。これに加えて、基体１１には、熱伝導性（放熱性）の高いものが用いられてよい。基体１１は、基部１１１と、突出部１１２とを有する。基部１１１は、ここでは、例えば、直径が３～１０ｍｍ、厚さが０．５～２ｍｍの円板状形状を有するが、これには限られない。基部１１１は、貫通孔１１１ｂを有する。貫通孔１１１ｂ内は、絶縁部材１５により占められている。絶縁部材１５の材質及び貫通孔１１１ｂの大きさは、所望の特性インピーダンスに応じて定められればよい。基部１１１と突出部１１２とは、一体形成されたものであってもよいし、別個に形成されて接合されたものであってもよい。基部１１１のうち突出部１１２が突出している面を、以下では第１面１１１ａと記す。
　突出部１１２は、第１面１１１ａに接し第１面１１１ａに垂直な第２面１１２ａ（図２参照）を有する。この第２面１１２ａ上には、配線基板１４が位置している。すなわち、突出部１１２は、配線基板１４が載置されるステージとして機能する。突出部１１２は、蓋体２０の内部に収まる大きさとされる。突出部１１２の具体的な大きさは、基体１１及び蓋体２０の大きさに応じて定められる。例えば、第２面１１２ａの第１面１１１ａに垂直な方向の長さは１～３ｍｍ程度とすることができ、第２面１１２ａの第１面１１１ａに平行な方向の長さは１．５～５ｍｍ程度とすることができる。また、第２面１１２ａに垂直な方向（第１方向）についての突出部１１２の厚さは１～３ｍｍ程度とすることができる。
　突出部１１２の表面のうち第２面１１２ａを除く外面Ｓは、端面Ｓ１及び側面Ｓ２からなる。このうち端面Ｓ１は、突出部１１２の基部１１１側とは反対側の面である。また、側面Ｓ２は、第１面１１１ａと端面Ｓ１とを繋ぐ面であって、第１面１１１ａに垂直な方向に第１面１１１ａから延びている面である。
　側面Ｓ２は、円筒面の一部に相当する形状を有していてもよい。あるいは、側面Ｓ２は、楕円筒面の一部に相当する形状を有していてもよい。
　端面Ｓ１は、第１面１１１ａに平行な平面である第１副端面Ｓ１ａと、当該第１副端面Ｓ１ａと側面Ｓ２とを繋ぐ曲面Ｓ１ｃと、を有する。すなわち、端面Ｓ１のうち少なくとも側面Ｓ２に接続されている部分が曲面Ｓ１ｃとなっている。
　詳しくは、曲面Ｓ１ｃは、側面Ｓ２及び第１面１１１ａに垂直な断面の形状が、曲率半径Ｒの円弧をなす形状を有している。この曲率半径Ｒは、第２面１１２ａに垂直な方向についての突出部１１２の厚さをＴ（厚さが均一でない場合は厚さの最大値）とすると、Ｔ／３以上かつ２Ｔ／３以下とすることができる。本実施形態では、厚さＴは１ｍｍであり、曲率半径Ｒは５００μｍである。
　また、曲面Ｓ１ｃの曲率半径Ｒは、第２面１１２ａに垂直な方向についての突出部１１２と蓋体２０との間隔をＤとした場合に、Ｄ＋Ｒ＞２Ｔ／３の関係が満たされるように定められている。本実施形態では、間隔Ｄは３００μｍであり、間隔Ｄ、曲率半径Ｒ及び厚さＴは上記の関係を満たす。
　図２に示すように、第１副端面Ｓ１ａと曲面Ｓ１ｃとは、稜線が形成されない角度で滑らかに接続されている。同様に、曲面Ｓ１ｃと側面Ｓ２とは、稜線が形成されない角度で滑らかに接続されている。ここで、稜線とは、法線方向が互いに相違する２つの面の接続部に形成される線である。本実施形態においては、第１副端面Ｓ１ａと曲面Ｓ１ｃの接続部、及び曲面Ｓ１ｃと側面Ｓ２の接続部において、隣接する部分の法線方向が一致する。すなわち、第１副端面Ｓ１ａと曲面Ｓ１ｃ、及び曲面Ｓ１ｃと側面Ｓ２は、接続部を挟んで隣接する部分の法線方向が一致する角度で接続されている。したがって、第１副端面Ｓ１ａと曲面Ｓ１ｃと側面Ｓ２とは、稜線を有しない形状を有している。なお、図１では、第１副端面Ｓ１ａと曲面Ｓ１ｃとの境界、及び曲面Ｓ１ｃと側面Ｓ２との境界が一点鎖線で示されているが、これは各面の境界の位置を示すためであり、稜線が形成されていることを意味するものではない。
　このような端面Ｓ１及び側面Ｓ２からなる突出部１１２の外面Ｓは、稜線を有しない形状となっている。外面Ｓをこのような形状とすることの効果については、後述する。
　配線基板１４は、突出部１１２側とは反対側の面（以下では「上面」とも記す）に配線パターン１４１を有し、突出部１１２側の面（以下では「下面」とも記す）に配線パターン１４２を有する。ここでは、配線基板１４は、例えば、高周波線路基板として用いられる。配線基板１４は、絶縁基板であり、例えば、樹脂である。配線基板１４の厚さ及び材質（比誘電率）は、所望の特性インピーダンスに応じて適宜決定されればよい。配線基板１４の側面は、基部１１１の第１面１１１ａに接合している。
　信号線１２は、棒状の導体である。信号線１２は、基部１１１の貫通孔１１１ｂ内の絶縁部材１５を貫通しており、第１面１１１ａにおける貫通孔１１１ｂの開口部から露出している。信号線１２の直径は、例えば、０．１～１．０ｍｍ程度とすることができる。絶縁部材１５としては、例えば所定の誘電率を有するガラスを用いることができる。信号線１２のうち少なくとも１本は、基体１１の接地端子であり、基部１１１に直接接合している。その他の信号線１２は、基部１１１の第１面１１１ａとは反対の面の側で突出しており、外部配線などと電気的に接続されて、リード電極として用いられる。詳しくは、信号線１２は、絶縁部材１５の内部では、当該絶縁部材１５により外側の基部１１１と隔てられている。このような構成の基部１１１（貫通孔１１１ｂ）、絶縁部材１５及び信号線１２により、同軸線路Ｌ１が形成されている。基部１１１内では、この同軸線路Ｌ１により信号が伝送される。図１では、基部１１１の第１面１１１ａ側において、２本の信号線１２が導電性接合材１６を介して配線パターン１４１と接合している状態が示されている。
　配線基板１４の上面に形成された配線パターン１４１は、電子素子２００と電気的に接続されて、当該電子素子２００に電力及び信号を供給する。配線パターン１４１は、端部（ここでは２箇所）が導電性接合材１６を介して信号線１２と接合している。配線パターン１４１の形状、長さ及び位置は、接続される電子素子２００のサイズ及び端子位置に応じて適宜定められる。また、配線パターン１４２は、配線基板１４の下面の全面に形成されており、突出部１１２と接合して接地電位とされる。配線パターン１４１、１４２は、抵抗の小さい導体金属膜、例えば、金（Ａｕ）薄膜とすることができる。
　図１に示すように、配線パターン１４１のうち信号線１２と接続される配線部分は、配線基板１４上を第１面１１１ａに対してほぼ垂直に、絶縁部材１５の露出面直近まで伸びている。配線パターン１４１は、配線基板１４により配線パターン１４２と隔てられている。このような構成の配線パターン１４１、１４２により、配線基板１４ではマイクロストリップ線路Ｌ２が形成されており、このマイクロストリップ線路Ｌ２により信号が伝送される。
　導電性接合材１６は、信号線１２及び第１面１１１ａと、配線パターン１４１及び配線基板１４の上面との間に亘って位置している。これにより、導電性接合材１６は、第１面１１１ａで露出している信号線１２と、配線基板１４の上面の配線パターン１４１とを電気的に接合する。導電性接合材１６としては、銀シンタリングペースト又は銅シンタリングペーストを用いることができる。シンタリングペーストは、銀又は銅といった導体金属と樹脂などの保護分子とが混在しており、加熱されて樹脂が反応を生じることで導体金属が結合して固着する。また、このときに樹脂成分が絶縁面とも接合する。したがって、導電性接合材１６は、信号線１２及び配線パターン１４１だけではなく、絶縁部材１５及び配線基板１４の絶縁面とも接合する。
　図１において破線で示されている電子素子２００は、配線基板１４の上面に位置しており、直接及び／又はワイヤボンディングなどにより配線パターン１４１と電気的に接続されて（接合して）いる。本実施形態の電子素子２００は、入力信号に応じて光を射出するレーザーダイオードである。ただし、電子素子２００はこれに限られず、フォトダイオード、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ペルチェ素子、各種センサ素子などであってもよい。また、電子素子２００は、半導体素子であってもよい。電子素子２００の動作に伴って生じた熱は、基体１１を介して排出される。
　蓋体２０は、突出部１１２、配線基板１４及び電子素子２００を覆って外部から隔離し、これらの突出部１１２、配線基板１４及び電子素子２００を保護するカバー部材である。蓋体２０は、上面が一部（開口部２０ａ）を除いて塞がれている円筒形状を有し、円筒形状の下面に相当する部分が基部１１１の第１面１１１ａに溶接されて接合されている。また、蓋体２０は、基部１１１と同様の導電性の金属であり、基部１１１とともに接地電位とされている。蓋体２０は、円筒形状の上面を塞ぐ面に、電子素子２００から入射する光を通過させる開口部２０ａを有している。また、開口部２０ａは、蓋体２０の内側からガラス３０（誘電体）により覆われている。すなわち、蓋体２０と、突出部１１２との間には、ガラス３０が位置している。ガラス３０は、蓋体２０の内部の構成、すなわち突出部１１２、配線基板１４及び電子素子２００を保護する機能を有する。あるいは、ガラス３０として、電子素子２００から射出された光を集光する機能を備えたもの（集光レンズ）を用いてもよい。
　このとき、図１３に示すように、第２面１１２ａに垂直な第１方向についての突出部１１２と蓋体２０との間隔ＤＡは、第１面１１１ａと第２面１１２ａとにより形成される稜線に沿う方向についての突出部１１２と蓋体２０との間隔ＤＢよりも大きくてもよい。
　（突出部の外面形状が奏する効果）
　次に、本実施形態の構成における、突出部の外面形状が奏する効果について、比較例と対比しつつ説明する。
　まず、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、比較例としての従来の構成の電子素子搭載用パッケージ１００ａの構成を説明する。
　図３Ａ及び図３Ｂに示すように、比較例の電子素子搭載用パッケージ１００は、突出部１１２の外面Ｓが、平面の端面Ｓ１と、円筒面の一部に相当する形状の側面Ｓ２と、からなる。そして、端面Ｓ１と側面Ｓ２とが９０度の角度をなして接続されて、エッジＥを形成している。本明細書では、２つの面により形成される稜線であって、当該２つの面が９０度以下の角度をなしているものをエッジＥと記す。また、本明細書では、２つの面のなす角は、当該２つの面を形成している部材の内部における角度を指し、各面を延長した仮想的な面がなす角は含まないものとする。
　このように、突出部１１２にエッジＥが形成されている比較例の電子素子搭載用パッケージ１００ａでは、突出部１１２及び蓋体２０の形状等に応じた所定の共振周波数で信号が伝送されると、特にエッジＥの周囲において突出部１１２と蓋体２０との間に電界結合が生じやすく、電界が集中して発生する。以下では、共振周波数において突出部１１２と蓋体２０との間に電界が集中して発生する現象を共振と記す。突出部１１２と蓋体２０はグランドとしての役割を担うが、共振周波数ではグランド間で電位差が生じるため、安定したグランドとして機能せず、伝送信号の電力損失が生じるという問題がある。
　これに対し、本実施形態の電子素子搭載用パッケージ１００では、突出部１１２の端面Ｓ１のうち側面Ｓ２との接続部分が曲面Ｓ１ｃとなっている。そのため、突出部１１２の外面ＳがエッジＥを有しない形状となっているとともに、曲面Ｓ１ｃが、第１副端面Ｓ１ａ及び側面Ｓ２と、稜線を形成しない角度で滑らかに接続されている。また、これにより、電界結合が生じやすい位置（比較例におけるエッジＥに対応する位置）において突出部１１２と蓋体２０との間隔が広く確保されている。このように、突出部１１２の外面Ｓを、電界が集中しやすいエッジＥを有しない形状とし、さらに突出部１１２と蓋体２０との間隔を広く確保することで、突出部１１２と蓋体２０との間の電界結合が生じにくく、また共振が発生しにくくなっている。この結果、共振周波数における電力損失が生じにくく、信号の伝送特性の低下が低減される。
　図４Ｂに示すように、比較例の電子素子搭載用パッケージ１００ａでは、鎖線の楕円で示した５３ＧＨｚ（共振周波数）付近の高周波帯域において、挿入損失（損失は値の絶対値が大きいほど大きい）が著しく大きくなっている。これに対し、図４Ａに示すように、実施例の電子素子搭載用パッケージ１００では、共振周波数における挿入損失が、比較例に対して小さく抑えられていることが分かる。
　図５Ｂに示すように、比較例の電子素子搭載用パッケージ１００ａでは、鎖線の楕円で示した５３ＧＨｚ（共振周波数）付近の高周波帯域において、反射損失（０に近いほど入射に対して反射が大きく、損失が増大する）が大きくなっている。これに対し、図５Ａに示すように、実施例の電子素子搭載用パッケージ１００では、共振周波数における挿入損失が、比較例に対して小さく抑えられていることが分かる。
　また、上述したように、実施例の電子素子搭載用パッケージ１００では、図１３に示すように、間隔ＤＡ＞間隔ＤＢとなっている。このような構成によれば、放熱性を維持しつつ共振周波数における電力損失を生じにくくすることができる。その結果、信号の伝送特性の低下を低減することができる。
　（変形例１）
　次に、上記実施形態の変形例１について説明する。本変形例は、突出部１１２の外面Ｓの形状が上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。
　図６Ａに示すように、変形例１では、突出部１１２の側面Ｓ２は、９０度の角度をなす２つの平面部分Ｓ２ａと、この２つの平面部分Ｓ２ａを、稜線が形成されない角度で滑らかに繋ぐ曲面部分Ｓ２ｂとからなる。したがって、突出部１１２の第１面１１１ａに平行な断面は、曲面部分Ｓ２ｂに対応する頂点部分が曲線となっている直角二等辺三角形の形状を有している。また、突出部１１２の端面Ｓ１は、上記実施形態と同様、第１面１１１ａに平行な平面である第１副端面Ｓ１ａと、当該第１副端面Ｓ１ａと側面Ｓ２とを稜線が形成されない角度で滑らかに繋ぐ曲面Ｓ１ｃと、を有する。
　このような構成の電子素子搭載用パッケージ１００においても、突出部１１２にはエッジＥが形成されておらず、突出部１１２と蓋体２０との間隔が広く確保されている。そのため、突出部１１２と蓋体２０との間の電界結合が生じにくく、また共振が発生しにくくなっている。この結果、共振周波数における電力損失が生じにくく、信号の伝送特性の低下が低減される。
　以下では、変形例１の構成における効果を、変形例１に対応する従来技術に係る比較例と対比して説明する。
　図６Ｂに示す変形例１に対応する比較例では、突出部１１２の側面Ｓ２は、９０度の角度をなす２つの平面部分がエッジＥを形成するように９０度の角度で接続された形状を有する。したがって、突出部１１２の第１面１１１ａに平行な断面は、直角二等辺三角形の形状を有している。また、突出部１１２の端面Ｓ１は、第１面１１１ａに平行な１つの平面からなる。よって、端面Ｓ１と側面Ｓ２とは、９０度の角度をなして接続されて、エッジＥを形成している。このような比較例の構成では、エッジＥの周囲において突出部１１２と蓋体２０との間に電界結合が生じやすく、共振が発生しやすい。
　図７Ａ及び図７Ｂに示すように、５３ＧＨｚ（共振周波数）付近における共振による挿入損失の増大が、比較例よりも実施例において低減していることが分かる。また、図７Ｃに示すように、比較例の電子素子搭載用パッケージ１００ａでは、５３ＧＨｚの他に、３９ＧＨｚ付近の高周波帯域において反射損失が大きくなっている。これに対し、実施例の電子素子搭載用パッケージ１００では、特に３９ＧＨｚ付近における反射損失が低減していることが分かる。
　（変形例２）
　次に、上記実施形態の変形例２について説明する。本変形例は、突出部１１２の外面Ｓの形状が上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。
　図８Ａに示すように、変形例２では、突出部１１２の側面Ｓ２は、稜線ｒを形成するように接続された３つの平面部分からなる。ここで、各稜線ｒを形成する平面部分同士のなす角は、１３５度以上の鈍角となっている。したがって、突出部１１２の第１面１１１ａに平行な断面は、２つの鈍角を有する四角形の形状を有している。また、突出部１１２の端面Ｓ１は、側面Ｓ２に対して稜線が形成されない角度で滑らかに接続された曲面Ｓ１ｃからなる。
　このような構成の電子素子搭載用パッケージ１００においても、突出部１１２にはエッジＥが形成されておらず、突出部１１２と蓋体２０との間隔が広く確保されているため、突出部１１２と蓋体２０との間の電界結合が生じにくく、また共振が発生しにくくなっている。この結果、共振周波数における電力損失が生じにくく、信号の伝送特性の低下が低減される。なお、側面Ｓ２には稜線ｒが形成されているが、各稜線ｒを形成する平面部分同士が鈍角をなすように接続されているため、稜線ｒの周囲では、エッジＥの周囲と比較して蓋体２０との電界結合が生じにくくなっている。よって、変形例２の構成によっても、十分に共振の発生を低減することができる。
　以下では、変形例２の構成における効果を、変形例２に対応する従来技術に係る比較例と対比して説明する。
　図８Ｂに示す変形例２に対応する比較例では、突出部１１２の側面Ｓ２は、稜線ｒを形成するように接続された３つの平面部分からなる。また、突出部１１２の端面Ｓ１は、第１面１１１ａに平行な１つの平面からなる。よって、端面Ｓ１と側面Ｓ２とは、９０度の角度をなして接続されて、エッジＥを形成している。このような比較例の構成では、エッジＥの周囲において突出部１１２と蓋体２０との間に電界結合が生じやすく、共振が発生しやすい。
　図９Ａ及び図９Ｂに示すように、５３ＧＨｚ（共振周波数）付近における共振による挿入損失の増大が、比較例よりも実施例において低減していることが分かる。また、図９Ｃに示すように、比較例の電子素子搭載用パッケージ１００ａでは、５３ＧＨｚの他に、３９ＧＨｚ付近の高周波帯域において反射損失が大きくなっている。これに対し、実施例の電子素子搭載用パッケージ１００では、特に３９ＧＨｚ付近における反射損失が低減していることが分かる。
　（変形例３）
　次に、図１０及び図１１を参照して上記実施形態の変形例３について説明する。本変形例は、突出部１１２の外面Ｓの形状が上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。
　本変形例の突出部１１２のうち側面Ｓ２は、上記実施形態と同様、円筒面の一部に相当する形状を有している。また、端面Ｓ１は、第１面１１１ａに平行な平面である第１副端面Ｓ１ａと、当該第１副端面Ｓ１ａと側面Ｓ２とを繋ぐ第２副端面Ｓ１ｂと、を有する。このうち第２副端面Ｓ１ｂは、蓋体２０の方向に向かって突出するような丸みを帯びた曲面ではなく、９０度の角度で接続された端面Ｓ１及び側面Ｓ２のエッジＥを４５度の角度で面取りして得られた面に相当する。よって、第１副端面Ｓ１ａと第２副端面Ｓ１ｂとは、第１稜線ｒ１を形成するように接続されており、第２副端面Ｓ１ｂと側面Ｓ２とは、第２稜線ｒ２を形成するように接続されている。また、側面Ｓ２及び第１面１１１ａに垂直な断面（例えば、図１１に示すの断面）における第２副端面Ｓ１ｂは、第１副端面Ｓ１ａと側面Ｓ２とを繋ぐ直線をなす。また、当該断面において、第１副端面Ｓ１ａと第２副端面Ｓ１ｂとがなす角ａ１は、１３５度の鈍角であり、第２副端面Ｓ１ｂと側面Ｓ２とがなす角ａ２も、１３５度の鈍角である。
　このように、本変形例の突出部１１２の外面Ｓは、任意の稜線ｒを形成する２つの面のなす角が鈍角である形状を有している。ここで、各面がなす鈍角は１３５度の大きさを有している。このような稜線ｒの周囲では、９０度以下の角度をなすエッジＥの周囲と比較して、蓋体２０との電界結合が生じにくくなっている。よって、変形例３の構成によっても、十分に共振の発生を低減することができる。
　なお、図１０及び図１１では、側面Ｓ２と第１副端面Ｓ１ａとの間に１つの面からなる第２副端面Ｓ１ｂが形成されている例を用いて説明したが、第２副端面Ｓ１ｂは、角度の異なる複数の面からなるものであってもよい。すなわち、第２副端面Ｓ１ｂの形状は、側面Ｓ２に対する傾斜角が徐々に大きくなるような複数の面で段階的に面取りを行った形状としてもよい。例えば、図１２に示すように、第２副端面Ｓ１ｂは、側面Ｓ２に対して１５０度の鈍角をなす面と、第１副端面Ｓ１ａに対して１５０度の鈍角をなす面とを有していてもよい。この場合には、外面Ｓに３つの稜線ｒが形成されることとなり、各稜線ｒを形成する２つの面は、１５０度の鈍角をなす角度で接続される。このように、第２副端面Ｓ１ｂが有する面の数を増大させることで、稜線ｒを形成する２つの面のなす鈍角をより大きくして、さらに電界結合を生じにくくすることができる。
　以上のように、本実施形態の電子素子搭載用パッケージ１００は、第１面１１１ａを有する基部１１１と、第１面１１１ａから突出し、第２面１１２ａを有する突出部１１２と、を含む基体１１を有する。また、電子素子搭載用パッケージ１００は、第２面１１２ａ上に位置する配線基板１４と、突出部１１２及び配線基板１４を覆う蓋体２０と、を備える。また、突出部１１２の表面のうち第２面１１２ａを除く外面Ｓは、稜線を有しない形状、又は任意の稜線を形成する２つの面のなす角が鈍角である形状を有する。
　突出部１１２の外面ＳがエッジＥ（９０度以下の角度をなす２つの面により形成される稜線）を有すると、共振周波数の信号が送信されたときに突出部１１２と蓋体２０との間のうち当該エッジＥの周囲に電界が集中して生じやすい。これに対し、上記のような構成とすることで、突出部１１２の外面ＳがエッジＥを有しないようにすることができる。これにより、突出部１１２と蓋体２０との間に電界が集中することに起因する電界結合の発生を低減することができ、共振の発生を低減することができる。この結果、共振周波数における電力損失を生じにくくすることができ、信号の伝送特性の低下を低減することができる。
　また、突出部１１２の外面Ｓは、突出部１１２の基部１１１側とは反対側の端面Ｓ１と、第１面１１１ａと垂直な方向に第１面１１１ａから延び、第１面１１１ａと端面Ｓ１とを繋ぐ側面Ｓ２と、からなる。そして、端面Ｓ１のうち少なくとも側面Ｓ２に接続されている部分が曲面Ｓ１ｃとなっている。端面Ｓ１と側面Ｓ２との接続部は、従来、エッジＥを有する形状とされ、電界が集中して電界結合が生じやすかったところ、上記構成によれば、この接続部を曲面Ｓ１ｃとすることで電界結合を生じにくくすることができ、共振の発生を低減することができる。これにより、共振周波数における信号の伝送特性の低下を効果的に低減することができる。
　また、端面Ｓ１と側面Ｓ２とが稜線を形成しない角度で接続されている。これによれば、端面Ｓ１と側面Ｓ２との接続部における電界結合の発生をより確実に低減することができるため、信号の伝送特性の低下をより効果的に低減することができる。
　また、曲面Ｓ１ｃの曲率半径Ｒは、第２面１１２ａに垂直な方向についての突出部１１２の厚さＴの１／３以上かつ２／３以下である。端面Ｓ１のうち側面Ｓ２との接続部に、このような曲率半径Ｒを有する曲面Ｓ１ｃを設けることで、当該接続部において電界が集中することに起因する電界結合の発生をより効果的に低減することができる。
　曲面Ｓ１ｃの曲率半径Ｒは、第２面１１２ａに垂直な方向についての突出部１１２の厚さをＴ、第２面１１２ａに垂直な方向についての突出部１１２と蓋体２０との間隔をＤとした場合に、Ｄ＋Ｒ＞２Ｔ／３の関係が満たされるように定められている。これによれば、突出部１１２と蓋体２０との間隔Ｄを考慮した上で、曲面Ｓ１ｃの曲率半径Ｒを、電界の集中及び電界結合の発生を適切に低減することが可能な大きさとすることができる。すなわち、上記関係式によれば、間隔Ｄが小さく、当該間隔Ｄにおいて電界結合が生じやすい場合に、曲率半径Ｒが大きく確保されて、より電界結合が生じにくい曲面Ｓ１ｃとされる。一方、間隔Ｄが大きいほど、当該間隔Ｄにおいて電界結合が生じにくくなるため、曲率半径Ｒを、電界結合が生じにくい範囲で小さくすることができる。
　また、変形例３に係る電子素子搭載用パッケージ１００では、端面Ｓ１及び側面Ｓ２により稜線ｒ２が形成されており、端面Ｓ１及び側面Ｓ２のうち当該稜線ｒ２を形成する部分同士のなす角が鈍角である。このように、外面Ｓにおいて、稜線ｒ２を形成する２つの面がなす角を鈍角とすることで、当該稜線ｒ２の周囲における電界の集中及び電界結合の発生を低減することができる。よって、このような構成によっても、共振による信号の伝送特性の低下をより効果的に低減することができる。
　また、変形例３に係る電子素子搭載用パッケージ１００では、端面Ｓ１は、側面Ｓ２に接続されている第２副端面Ｓ１ｂと、第２副端面Ｓ１ｂの側面Ｓ２側とは反対側に接続されている第１副端面Ｓ１ａと、からなる。換言すれば、端面Ｓ１は、第１副端面Ｓ１ａおよび第２副端面Ｓ１ｂからなり、第１副端面Ｓ１ａは、第２面１１２ａと接続され、第２副端面Ｓ１ｂは、第１副端面Ｓ１ａと側面Ｓ２との間に位置するとともに第１副端面Ｓ１ａと側面Ｓ２に接続されている。また、第１副端面Ｓ１ａ及び第２副端面Ｓ１ｂにより第１稜線ｒ１が形成されており、第１副端面Ｓ１ａ及び第２副端面Ｓ１ｂのうち当該第１稜線ｒ１を形成する部分同士のなす角が鈍角である。また、第２副端面Ｓ１ｂ及び側面Ｓ２により第２稜線ｒ２が形成されており、第２副端面Ｓ１ｂ及び側面Ｓ２のうち当該第２稜線を形成する部分同士のなす角が鈍角である。これによれば、端面Ｓ１と側面Ｓ２との接続部を面取りする簡易な構成により、当該接続部における電界の集中及び電界結合の発生を低減することができる。よって、このような構成によっても、共振による信号の伝送特性の低下をより効果的に低減することができる。
　また、側面Ｓ２は、円筒面の一部の形状、又は楕円筒面の一部の形状を有する。これによれば、側面Ｓ２が稜線を有しない形状となるため、側面Ｓ２における電界の集中及び電界結合の発生を低減することができる。よって、共振による信号の伝送特性の低下をより効果的に低減することができる。
　また、変形例１、２に係る電子素子搭載用パッケージ１００では、側面Ｓ２は、二以上の平面部分Ｓ２ａと、当該二以上の平面部分Ｓ２ａの間を繋ぐ曲面部分Ｓ２ｂとからなる。これによれば、側面Ｓ２が平面部分Ｓ２ａを有していても、側面Ｓ２にエッジＥが生じないようにすることができるため、側面Ｓ２における電界の集中及び電界結合の発生を低減することができる。よって、共振による信号の伝送特性の低下をより効果的に低減することができる。
　また、上記鈍角を１３５度以上とすることで、稜線の周囲における電界の集中及び電界結合の発生を低減することができる。よって、共振による信号の伝送特性の低下をより効果的に低減することができる。
　また、電子素子搭載用パッケージ１００は、突出部１１２と蓋体２０との間に位置する誘電体としてのガラス３０を備える。このように突出部１１２と蓋体２０との間に誘電体が挟まれている構成では、誘電体を有しない構成と比較して電界結合が生じやすい。このような構成において、突出部１１２を上述した形状とすることにより、電界結合の発生を低減することができるため、共振による信号の伝送特性の低下をより効果的に低減することができる。
　また、本実施形態の電子装置１は、上述の電子素子搭載用パッケージ１００と、配線基板１４と接合する電子素子２００と、を備える。このような電子装置１では、共振による信号の伝送特性の低下を低減することができる。
　なお、上記実施の形態は例示であって、様々な変更が可能であり、各実施例の構成を矛盾しない範囲において適宜組み合わせることも可能である。
　例えば、突出部１１２の外面Ｓの形状は、上記実施形態及び各変形例に記載したものに限られず、稜線を有しない形状、又は任意の稜線を形成する２つの面のなす角が鈍角である形状であれば、任意の形状とすることができる。例えば、外面Ｓの全体が、滑らかな一繋がりの曲面からなっていてもよい。
　また、上記実施形態では、端面Ｓ１が曲面Ｓ１ｃを有する構成（図１、図２、図６Ａ、図８Ａ）において、曲面Ｓ１ｃと側面Ｓ２とが稜線を形成しない角度で滑らかに接続されている例を用いて説明したが、曲面Ｓ１ｃと側面Ｓ２とが稜線を形成する角度で接続されていてもよい。この場合には、稜線を形成する面同士がなす角を鈍角とすることで、当該稜線の周囲における電界の集中及び電界結合の発生を低減することができる。
　また、突出部１１２の第２面１１２ａ及び側面Ｓ２の延在方向は、必ずしも第１面１１１ａに垂直な方向でなくてもよく、第１面１１１ａに対して交差する方向（垂直な方向から傾斜した方向）であってもよい。
　また、電子素子搭載用パッケージ１００は、蓋体２０の内側に、ガラス３０等の誘電体を有していなくてもよい。
　また、蓋体２０の形状は、上記実施形態に示した円筒形状のものに限られず、電子素子２００の形状や用途等に応じて適宜変更されてもよい。
　また、配線基板１４の上面の配線パターン１４１、及び金属の突出部１１２によってマイクロストリップ線路Ｌ２が構成できる場合には、配線パターン１４２は省略しても良い。
　また、上記実施の形態では、導電性接合材１６として銀シンタリングペースト又は銅シンタリングペーストを用いることとして説明したが、配線基板１４に接合する導電性の接合材であればその他のものであってもよい。
　その他、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係及び形状などの具体的な細部は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
　本開示は、電子素子搭載用パッケージ及び電子装置に利用することができる。
１　電子装置
１１　基体
１１１　基部
１１１ａ　第１面
１１１ｂ　貫通孔
１１２　突出部
１１２ａ　第２面
１２　信号線
１４　配線基板
１５　絶縁部材
１６　導電性接合材
２０　蓋体
２０ａ　開口部
３０　ガラス（誘電体）
１００　電子素子搭載用パッケージ
１４１、１４２　配線パターン
２００　電子素子
Ｅ　エッジ
Ｌ１　同軸線路
Ｌ２　マイクロストリップ線路
Ｓ　外面
Ｓ１　端面
Ｓ１ａ　第１副端面
Ｓ１ｂ　第２副端面
Ｓ１ｃ　曲面
Ｓ２　側面
Ｓ２ａ　平面部分
Ｓ２ｂ　曲面部分
ｒ　稜線
ｒ１　第１稜線
ｒ２　第２稜線

Claims (13)

  1. 　第１面を有する基部と、前記第１面から突出し、第２面を有する突出部と、を含む基体と、
    　前記第２面上に位置する配線基板と、
    　前記突出部及び前記配線基板を覆う蓋体と、
    　を備え、
    　前記突出部の表面のうち前記第２面を除く外面は、稜線を有しない形状、又は任意の稜線を形成する２つの面のなす角が鈍角である形状を有する、
    　電子素子搭載用パッケージ。
  2. 　前記突出部の前記外面は、
    　前記突出部の前記基部側とは反対側の端面と、
    　前記第１面と交差する方向に前記第１面から延び、前記第１面と前記端面とを繋ぐ側面と、
    　からなり、
    　前記端面のうち少なくとも前記側面に接続されている部分が曲面である、請求項１に記載の電子素子搭載用パッケージ。
  3. 　前記端面と前記側面とが稜線を形成しない角度で接続されている、請求項２に記載の電子素子搭載用パッケージ。
  4. 　前記曲面の曲率半径は、前記第２面に垂直な第１方向についての前記突出部の厚さの１／３以上かつ２／３以下である、請求項２又は３に記載の電子素子搭載用パッケージ。
  5. 　前記第２面に垂直な第１方向についての前記突出部の厚さをＴ、前記第１方向についての前記突出部と前記蓋体との間隔をＤとした場合に、前記曲面の曲率半径Ｒは、Ｄ＋Ｒ＞２Ｔ／３の関係を満たす、請求項２～４のいずれか一項に記載の電子素子搭載用パッケージ。
  6. 　前記突出部の前記外面は、
    　前記突出部の前記基部側とは反対側の端面と、
    　前記第１面と交差する方向に前記第１面から延び、前記第１面と前記端面とを繋ぐ側面と、
    　からなり、
    　前記端面及び前記側面により稜線が形成されており、前記端面及び前記側面のうち当該稜線を形成する部分同士のなす角が鈍角である、請求項１に記載の電子素子搭載用パッケージ。
  7. 　前記端面は、第１副端面および第２副端面からなり、
    　前記第１副端面は、前記第２面と接続され、
    　前記第２副端面は、前記第１副端面と前記側面との間に位置するとともに前記第１副端面と前記側面に接続されており、
    　前記第１副端面及び前記第２副端面により第１稜線が形成されており、前記第１副端面及び前記第２副端面のうち当該第１稜線を形成する部分同士のなす角が鈍角であり、
    　前記第２副端面及び前記側面により第２稜線が形成されており、前記第２副端面及び前記側面のうち当該第２稜線を形成する部分同士のなす角が鈍角である、請求項６に記載の電子素子搭載用パッケージ。
  8. 　前記側面は、円筒面の一部の形状、又は楕円筒面の一部の形状を有する、請求項２～７のいずれか一項に記載の電子素子搭載用パッケージ。
  9. 　前記側面は、二以上の平面部分と、当該二以上の平面部分の間を繋ぐ曲面部分とからなる、請求項２～７のいずれか一項に記載の電子素子搭載用パッケージ。
  10. 　前記鈍角は１３５度以上である、請求項１～９のいずれか一項に記載の電子素子搭載用パッケージ。
  11. 　前記第２面に垂直な第１方向についての前記突出部と前記蓋体との間隔ＤＡは、前記第１面と前記第２面とにより形成される稜線に沿う方向についての前記突出部と前記蓋体との間隔ＤＢよりも大きい、請求項１～１０のいずれか一項に記載の電子素子搭載用パッケージ。
  12. 　前記突出部と前記蓋体との間に位置する誘電体をさらに備える、請求項１～１１のいずれか一項に記載の電子素子搭載用パッケージ。
  13. 　請求項１～１２のいずれか一項に記載の電子素子搭載用パッケージと、
    　前記配線基板と接合する電子素子と、
    　を備える、電子装置。
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