電子部品収納用パッケージおよび電子装置
【課題】入出力部材を備えた電子部品収納用パッケージにおいて、入出力部材を枠体に固定するためのロウ材が枠体の内周面を水平方向に伝うことによって、枠体の耐久性が低下する可能性があった。
【解決手段】本発明の一態様に基づく電子部品収納用パッケージは、絶縁部材、および前記枠体で囲まれた領域の内側から外側に引き出された配線導体を具備した入出力部材を備え、前記配線導体が引き出された方向に平行な前記絶縁部材の側面が、前記枠体の内周面と外周面との間から前記枠体の外側にかけて位置する第１領域および前記枠体の内周面と外周面との間から前記枠体の内側にかけて位置する第２領域を有し、前記第１領域がメタライズ層に覆われていることを特徴とする。
【解決手段】本発明の一態様に基づく電子部品収納用パッケージは、絶縁部材、および前記枠体で囲まれた領域の内側から外側に引き出された配線導体を具備した入出力部材を備え、前記配線導体が引き出された方向に平行な前記絶縁部材の側面が、前記枠体の内周面と外周面との間から前記枠体の外側にかけて位置する第１領域および前記枠体の内周面と外周面との間から前記枠体の内側にかけて位置する第２領域を有し、前記第１領域がメタライズ層に覆われていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子のような電子部品が収納される電子部品収納用パッケージおよびこれを用いた電子装置に関する。このような電子装置は各種電子機器に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を収納する電子部品収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）としては、例えば、特許文献１に記載されたパッケージが知られている。特許文献１に記載のパッケージは、内蔵される半導体素子と外部電気回路基板とを電気的に接続するための入出力端子を備えている。入出力端子は、誘電体からなる平板部と、平板部の上面に形成された線路導体と、平板部の上面に線路導体を間に挟んで接合された、誘電体からなる立壁部とを備えている。
【０００３】
特許文献１に記載の入出力端子においては、平板部の下面、立壁部の上面、ならびに平板部および立壁部における線路導体の伝送方向に平行な側面の全体がメタライズ層に覆われている。入出力端子の上記の表面がメタライズ層に覆われている場合には、ロウ材による枠体と入出力端子との接合性を良好なものにできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８０４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、パッケージの小型化が求められていることから、入出力端子の小型化も求められている。しかしながら、パッケージおよび入出力端子の小型化を進めた場合、枠体と入出力端子とを接合するロウ材が枠体で囲まれた領域内で濡れ広がることによって、枠体の耐久性が低下する可能性がある。具体的には、入出力端子における上記の側面全体にメタライズ層が形成されている場合、この側面の全体にロウ材が濡れ広がり易くなる。
【０００６】
上記の側面における枠体で囲まれた領域にロウ材が濡れ広がった場合、ロウ材が枠体の内周面において水平方向に濡れ広がりやすくなる。この水平方向に濡れ広がったロウ材は、枠体の内周面の角部に溜まりやすくなる。このような場合、枠体を構成する材料の熱膨張係数とロウ材を構成する材料の熱膨張係数の差に起因して、枠体の角部に過度の応力が加わる可能性がある。そのため、枠体の耐久性が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、小型化した場合であっても良好な耐久性を有する電子部品収納用パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの態様に基づく電子部品収納用パッケージは、電子部品が載置される載置領域を上面に有する基板と、前記載置領域を囲むように前記基板の上面に設けられた、内周面および外周面に開口する貫通孔を有する枠体と、絶縁部材、および前記枠体で囲まれた領域の内側から外側に引き出された配線導体を具備し、前記貫通孔にロウ材で接合された入出力部材とを備えている。
【０００９】
また、前記配線導体が引き出された方向に平行な前記絶縁部材の側面が、前記枠体の内
周面と外周面との間から前記枠体の外側にかけて位置する第１領域および前記枠体の内周面と外周面との間から前記枠体の内側にかけて位置する第２領域を有している。そして、本態様の電子部品収納用パッケージは、前記第１領域がメタライズ層に覆われていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様の電子部品収納用パッケージにおいては、絶縁部材における上記の側面全体がメタライズ層に覆われているのではなく、上記の側面がメタライズ層に覆われた第１領域およびメタライズ層に覆われていない第２領域を有している。そして、これらの領域の境界が枠体の内周面と外周面との間に位置している。
【００１１】
単にロウ材の量を減らした場合、ロウ材が枠体の内周面を濡れ広がる可能性を小さくできるが、入出力部材の枠体への接合性が低下する、あるいは、パッケージの気密性が低下する可能性がある。しかしながら、上記態様のパッケージにおいては、メタライズ層で覆われた第１領域が、枠体の内周面と外周面との間から枠体の外側にかけて位置している。そのため、ロウ材が枠体の外側に向かって濡れ広がるので、ロウ材の量を過度に減らすことなく、ロウ材が枠体の内周面を濡れ広がる可能性を小さくできる。結果として、小型化した場合であっても良好な耐久性を有するパッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態の電子部品収納用パッケージおよびこれを備えた電子装置を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す電子部品収納用パッケージにおける入出力部材の斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２に示す入出力部材の側面図、（ｂ）は、図２に示す入出力部材の平面図、（ｃ）は、図２に示す入出力部材の底面図である。
【図４】（ａ）は、図２に示す入出力部材の第１の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は図４（ａ）に示す入出力部材の領域Ａを拡大した拡大平面図である。
【図５】（ａ）は、図２に示す入出力部材の第２の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は図５（ａ）に示す入出力部材の領域Ｂを拡大した拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態の電子部品収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）およびこれを備えた電子装置について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明に係るパッケージおよび電子装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１４】
図１〜３に示すように、本実施形態のパッケージ１は、基板３と、この基板３の上面に設けられた、内周面および外周面に開口する貫通孔を有する枠体５と、この貫通孔にロウ材で接合された入出力部材７とを備えている。
【００１５】
本実施形態における基板３は、四角板形状の平板部およびこの平板領域の四隅からそれぞれ側方に引き出されたネジ止め部を有している。平板部は、上面に電子部品９が載置される載置領域を有している。それぞれのネジ止め部にはネジ止め孔が形成されている。これらのネジ止め孔においてネジ１１を用いてパッケージ１を実装基板１３にネジ止め固定することができる。
【００１６】
なお、本実施形態において載置領域とは、基板３を平面視した場合に電子部品９と重な
り合う領域を意味している。基板３の大きさとしては、例えば、平板部の一辺を５ｍｍ〜５０ｍｍに設定することができる。また、基板３の厚みとしては、例えば、０．３ｍｍ〜３ｍｍに設定することができる。
【００１７】
本実施形態においては載置領域が基板３の上面の中央部に形成されているが、電子部品９が載置される領域を載置領域としていることから、例えば、基板３の上面の端部に載置領域が形成されていても何ら問題ない。また、本実施形態の基板３は一つの載置領域を有しているが、基板３が複数の載置領域を有し、それぞれの載置領域に電子部品９が載置されていてもよい。
【００１８】
基板３の上面における載置領域には電子部品９が配設される。電子部品９としては、例えば、光半導体素子、ＩＣ素子やＬＳＩ素子およびコンデンサのような部品を用いることができる。光半導体素子としては、例えば、ＬＤ素子に代表される、光ファイバに対して光を出射する発光素子、あるいは、ＰＤ素子に代表される、光ファイバからの光を受光する受光素子、もしくはＩＣ素子やＬＳＩ素子に代表される電気的な信号処理を行なう半導体素子が挙げられる。なお、本実施形態の電子装置１０１においては、電子部品９として光半導体素子を用いている。光半導体素子は、後述する光ファイバとの間で光学結合が行われる。
【００１９】
電子部品９には、ボンディングワイヤ１５の一方の端部が電気的に接続される。電子部品９は、このボンディングワイヤ１５およびリード端子（不図示）などを介して外部の配線回路（不図示）との間で信号の入出力を行うことができる。このように、基板３の上面には電子部品９が配設される。そのため、基板３としては、少なくとも電子部品９が配設される部分には高い絶縁性を有していることが求められる。
【００２０】
高い絶縁性を有する基板３は、複数の絶縁性部材を積層することによって作製できる。そして、この基板３の載置領域に電子部品９が載置される。絶縁性部材としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料を用いることができる。また、これらのセラミック材料の代わりにガラスセラミック材料を用いてもよい。
【００２１】
これらのガラス粉末およびセラミック粉末を含有する原料粉末、有機溶剤並びにバインダを混ぜることにより混合部材を作製する。この混合部材をシート状に成形することにより複数のセラミックグリーンシートを作製する。作製された複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の積層体を作製する。複数の積層体をそれぞれ約１６００度の温度で一体焼成することにより基板３が作製される。
【００２２】
なお、基板３としては、複数の絶縁性部材が積層された構成に限られるものではない。一つの絶縁性部材により基板３が構成されていてもよい。また、基板３として、少なくとも電子部品９が配設される部分に高い絶縁性を有していることが求められることから、例えば、金属部材上に絶縁性部材を積層した構成としてもよい。特に、基板３に対して高い放熱性が求められる場合、基板３が上記の構成であることが好ましい。金属部材は高い放熱性を有しているからである。金属部材上に絶縁性部材を積層した構成とすることで、電子部品９から絶縁性部材および基板３を介した電子装置１０１の放熱性を高めることができる。
【００２３】
具体的には、本実施形態のパッケージ１のように、絶縁性の載置基板１７を備えていてもよい。本実施形態のパッケージ１では、基板３が金属部材からなり、この基板３の載置領域上に載置基板１７が配設されている。そして、この載置基板１７上に電子部品９が載置されている。
【００２４】
金属部材としては、具体的には、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデンおよびタングステンのような金属材料、あるいはこれらの金属からなる合金やこれらの金属を積層した金属基板を用いることができる。このような金属材料のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって基板３を構成する金属部材を作製することができる。
【００２５】
また、載置基板１７としては、絶縁性部材と同様に絶縁性の良好な部材を用いることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、またはガラスセラミック材料を用いることができる。
【００２６】
本実施形態のパッケージ１は、載置領域を囲むように基板３の上面に配設された枠体５を備えている。枠体５は、平面視した場合の内周面および外周面がそれぞれ四角形の筒形状であり、４つの側壁部分によって構成されている。枠体５は、銀ロウのような接合部材を介して基板３に接合されている。また、枠体５は、内周面および外周面に開口する貫通孔（第１の貫通孔）を有している。
【００２７】
枠体５は、平面視した場合の外周を一辺５ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定することができる。また、外周と内周との間の幅で示される枠体５の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定することができる。また、枠体５の高さとしては、例えば３ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定することができる。
【００２８】
枠体５としては、例えば、基板３と同様に、絶縁性の良好な部材、あるいは金属部材を用いることができる。絶縁性の良好な部材としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料を用いることができる。また、金属部材としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトおよびタングステンのような金属材料、あるいはこれらの金属材料からなる合金を用いることができる。
【００２９】
第１の貫通孔には入出力部材７が取り付けられている。入出力部材７はロウ材を介して第１の貫通孔に接合されている。本実施形態における入出力部材７は、絶縁部材１９および配線導体２５を具備している。配線導体２５は、枠体５で囲まれた領域の内側から外側に引き出されている。絶縁部材１９は、平板形状の第１の絶縁部材２１および平板形状の第２の絶縁部材２３を具備している。
【００３０】
第１の絶縁部材２１は四角板形状である。第１の絶縁部材２１の例示的な大きさとしては、平面視した場合における配線導体２５が引き出される方向に平行な一辺が１〜１０ｍｍ程度、平面視した場合における配線導体２５が引き出される方向に垂直な一辺が５〜５０ｍｍ程度、厚みが０．３〜３ｍｍ程度である。
【００３１】
第１の絶縁部材２１としては、絶縁性部材と同様に絶縁性の良好な部材を用いることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、又はガラスセラミック材料を用いることができる。
【００３２】
第１の絶縁部材２１の上面には複数の配線導体２５が配設されている。各配線導体２５は、枠体５で囲まれた領域の内側から外側に引き出されている。すなわち、配線導体２５の一端が枠体５の内側に位置するとともに、他端が枠体５の外側に位置している。配線導体２５は電子部品９と外部の配線回路とを電気的に接続するための部材である。そのため
、電子部品９や載置基板１７と電気的に接続されたボンディングワイヤ１５の他方の端部が配線導体２５の一端に電気的に接続されている。なお、図１〜５において、視覚的な理解を容易にするために配線導体２５に斜線を加えている。
【００３３】
第１の絶縁部材２１および配線導体２５の上には第２の絶縁部材２３が配設されている。このとき、配線導体２５の一端および他端がそれぞれ露出するように、第２の絶縁部材２３が配線導体２５の上に配設される。第２の絶縁部材２３は四角板形状である。第２の絶縁部材２３の例示的な大きさとしては、平面視した場合における配線導体２５が引き出される方向に平行な一辺が０．５〜２．５ｍｍ程度、平面視した場合における配線導体２５が引き出される方向に垂直な一辺が５〜５０ｍｍ程度、厚みが０．３〜３ｍｍ程度である。第２の絶縁部材２３としては、第１の絶縁部材２１と同様に絶縁性の良好な部材を用いることが好ましい。
【００３４】
上述の通り、絶縁部材１９は第１の絶縁部材２１および第２の絶縁部材２３によって構成されている。この絶縁部材１９における配線導体２５が引き出された方向に平行な一対の両側面１９ａには、それぞれメタライズ層（第１のメタライズ層２７）が配設されている。メタライズ層は、入出力部材７と枠体５（第１の貫通孔）とを接合するロウ材の入出力部材７に対する濡れ性を高めるために設けられている。なお、図１〜３において、視覚的な理解を容易にするために第１のメタライズ層２７に斜線を加えている。
【００３５】
第１のメタライズ層２７としては、例えば、マンガン、モリブデンおよびタングステンのような金属材料、あるいはこれらの金属材料からなる合金を用いることができる。また、ロウ材としては、入出力部材７を枠体５に良好に接合できるものであれば特に限定されない。例えば、金−錫ロウあるいは銀ロウを用いることができる。
【００３６】
本実施形態のパッケージ１においては、上記の両側面１９ａが、枠体５の内周面と外周面との間から枠体５の外側にかけて位置する第１領域２９および枠体５の内周面と外周面との間から枠体５の内側にかけて位置する第２領域３１をそれぞれ有している。そして、上記側面１９ａの全体がメタライズ層に覆われるのではなく、第１領域２９のみが第１のメタライズ層２７に覆われた構成となっている。すなわち、上記の側面１９ａが、第１のメタライズ層２７に覆われた第１領域２９および第１のメタライズ層２７に覆われていない第２領域３１を有している。
【００３７】
言い換えれば、上記の両側面１９ａが、枠体５の内周面と外周面との間から枠体５の外側にかけて位置して第１のメタライズ層２７に覆われた領域と、枠体５の内周面と外周面との間から枠体５の内側にかけて位置して第１のメタライズ層２７に覆われていない領域とを有している。そして、これらの領域の境界が枠体５の内周面と外周面との間に位置している。
【００３８】
そのため、入出力部材７と枠体５とを接合するロウ材が、第１のメタライズ層２７を介して第１領域２９において濡れ広がり易くなり、第１のメタライズ層２７に覆われていない第２領域３１および第１のメタライズ層２７に覆われた領域と、第１のメタライズ層２７に覆われていない領域の境界から、第１の貫通孔を介して枠体５の内周面において濡れ広がり難くなる。
【００３９】
これによって、枠体５の内周面であって絶縁部材１９の上記側面１９ａに隣接する部分に、このロウ材が濡れ広がる可能性が低減される。また、例えば枠体５の内周面であって上記側面１９ａに隣接する部分が入出力部材７と近接する場合には、入出力部材７と枠体５の内周面と枠体５の内周面であって上記側面１９ａに隣接する部分との間に余剰なロウ材が溜められる可能性が低減される。
【００４０】
従って、ロウ材が枠体５の内周面における上記側面１９ａに隣接する部分から水平方向に濡れ広がることが抑制されるので、枠体５の内周面の角部や入出力部材７と枠体５の内周面と枠体５の内周面であって上記側面１９ａに隣接する部分との間に溜まることが抑制される。
【００４１】
結果として、枠体５の内周面の角部や入出力部材７と枠体５の内周面と枠体５の内周面であって上記側面１９ａに隣接する部分との間に溜まるロウ材と枠体５および入出力部材７との熱膨張係数差に起因した熱応力の発生や、熱応力がロウ材などの局部に集中することが抑制されるとともに、枠体５、入出力部材７およびロウ材に生じるクラックや割れを抑制することができる。結果として、小型化した場合であっても良好な耐久性と気密性を有するパッケージ１を提供することができる。
【００４２】
単に入出力部材７と枠体５とを接合するロウ材の量を減らした場合もまた、このロウ材が枠体５の内周面を濡れ広がる可能性を小さくできるが、一方で、入出力部材７の枠体５への接合性が低下する、あるいは、パッケージ１の気密性が低下する可能性がある。
【００４３】
しかしながら、本実施形態のパッケージ１においては、第１のメタライズ層２７で覆われた第１領域２９が、枠体５の内周面と外周面との間から枠体５の外側にかけて位置している。そのため、ロウ材が枠体５の外側に向かって濡れ広がるとともに、枠体５の外周面と第１領域２９との角部にはロウ材によるメニスカスが形成されるので、ロウ材の量を過度に減らすことなく、ロウ材が枠体５の内周面を濡れ広がる可能性を小さくできるとともに、パッケージ１の耐久性と気密性を維持するために必要な入出力部材７と枠体５との接合強度を確保することができる。結果として、小型化した場合であっても良好な耐久性と気密性を有するパッケージ１を提供することができる。
【００４４】
第１領域２９と第２領域３１の境界は、上述の通り、枠体５の内周面と外周面との間に位置している。このとき、枠体５の内周面と外周面との間における第２領域３１の幅Ｄ１が、枠体５の内周面と外周面との間の幅Ｄ２、言い換えれば、枠体５の厚みの７０〜９０％程度であることが好ましい。
【００４５】
幅Ｄ１が幅Ｄ２の７０％以上である場合には、パッケージ１の耐久性と気密性を維持するために必要な入出力部材７と枠体５との接合面積が確保され、入出力部材７の枠体５への接合性を良好なものにでき、また、パッケージ１の気密性を良好なものにできる。また、幅Ｄ１が幅Ｄ２の９０％以下である場合には、入出力部材７と枠体５とを接合するロウ材が枠体５の内周面を濡れ広がることをより確実に抑制できる。なお、図２，３において、一点鎖線Ｘ１は枠体５の内周面と上下に重なり合う部分を、一点鎖線Ｘ２は枠体５の外周面と上下に重なり合う部分をそれぞれ意味している。
【００４６】
また、第１領域２９と第２領域３１との境界が、図２，３（ａ）に示すように、枠体５の内周面に対して平行であることが好ましい。言い換えれば、第１のメタライズ層２７を側面視した場合に、枠体５の内周面に近い端部が枠体５の内周面に対して平行であることが好ましい。枠体５の内周面に対して平行でない、すなわち、第１領域２９と第２領域３１との境界と、枠体５の内周面との間隔が一定でない場合、これらの間隔が最も狭い部分をロウ材が伝って、枠体５の内周面に濡れ広がり易くなるとともに、第１領域２９と第２領域３１との境界と、枠体５の内周面との間隔が狭い部分と広い部分において、ロウ材と枠体５および入出力部材７との熱膨張係数差に起因して生じる熱応力が偏って分布しやすくなる。そのため、これらの熱応力の偏りに起因した枠体５、入出力部材７およびロウ材にクラックや割れが生じやすくなる。
【００４７】
しかしながら、第１領域２９と第２領域３１との境界が、枠体５の内周面に対して平行である場合には、入出力部材７の枠体５への接合性を良好なものにしつつも、ロウ材が枠体５の内周面に濡れ広がることをより確実に抑制できる。また、第１領域２９と第２領域３１との境界と、枠体５の内周面との間隔が一定であることから、ロウ材と枠体５および入出力部材７との熱膨張係数差に起因して生じる熱応力が偏って分布することが抑制され、熱応力の偏りに起因したクラックや割れの発生を抑制することができる。
【００４８】
また、本実施形態のパッケージ１は、第１の絶縁部材２１の下面および第２の絶縁部材２３の上面に設けられた第２のメタライズ層３３をさらに備えている。そのため、入出力部材７の上面側および下面側においても、入出力部材７を枠体５に強固に接合することができる。なお、図３〜５において、視覚的な理解を容易にするために第２のメタライズ層３３に斜線を加えている。
【００４９】
絶縁部材１９の上面１９ｂおよび下面１９ｃは、図４に示すように、それぞれ側面１９ａと同様に、枠体５の外周面側に位置してメタライズ層が表面に形成された領域および枠体５の内周面側に位置してメタライズ層が表面に形成されていない領域を有していてもよいが、図３に示すように、第１の絶縁部材２１の下面全体および第２の絶縁部材２３の上面全体に第２のメタライズ層３３が設けられていることが、入出力部材７と枠体５との接合強度を確保するために好ましい。
【００５０】
第１の絶縁部材２１の下面に設けられた第２のメタライズ層３３の表面を伝って枠体５の内周面に濡れ広がったロウ材は、枠体５の内周面において下方向、言い換えれば、基板３に向かって濡れ広がりやすいからである。さらに、ロウ材は、第１の絶縁部材２１の下面に設けられた第２のメタライズ層３３にも濡れ広がり、余剰なロウ材を第２のメタライズ層３３で溜めることができるとともに、第１の絶縁部材２１の下面と枠体５の内周面との間で形成される角部にロウ材によるメニスカスを形成することができる。
【００５１】
本実施形態のパッケージ１においては、上述の通り、基板３と枠体５とが銀ロウのような接合部材を介して接合されている。そのため、ロウ材が基板３に向かって濡れ広がったとしても、基板３および枠体５の耐久性に対して影響を与える可能性が低く、さらには第１の絶縁部材２１の下面に余剰なロウ材を溜めつつ入出力部材７と枠体５との接合強度を高めることができる。
【００５２】
また、第２の絶縁部材２３の上面に設けられた第２のメタライズ層３３の表面を伝って枠体５の内周面に濡れ広がったロウ材は、枠体５の内周面において上方向に向かって濡れ広がりやすく、さらに、ロウ材は、第２の絶縁部材２３の上面に設けられた第２のメタライズ層３３にも濡れ広がり、余剰なロウ材を第２のメタライズ層３３で溜めることができるとともに、第２の絶縁部材２３の上面と枠体５の内周面との間で形成される角部にロウ材によるメニスカスを形成することができる。
【００５３】
本実施形態のパッケージ１を用いた電子装置１０１においては、後述の通り、枠体５と蓋体１０３とが、例えば、金−錫ロウを用いて接合される。そのため、ロウ材が枠体５の上端に向かって濡れ広がったとしても、枠体５および蓋体１０３の耐久性に対して影響を与える可能性が低く、さらには第２の絶縁部材２３の上面に余剰なロウ材を溜めつつ入出力部材７と枠体５との接合強度を高めることができる。
【００５４】
従って、第１の絶縁部材２１の下面全体および第２の絶縁部材２３の上面全体に第２のメタライズ層３３が設けられている場合には、パッケージ１の耐久性を低下させる可能性が小さい一方で、入出力部材７を枠体５にさらに強固に接合することができることから好ましい。
【００５５】
なお、第２の絶縁部材２３の上面や第１の絶縁部材２１の下面に設けられた第２のメタライズ層３３の表面を伝って枠体５の内周面にロウ材が濡れ広がった場合であって、入出力部材７と枠体５との接合強度を確保しつつ、このロウ材が枠体５の内周面において水平方向に濡れ広がる可能性をより確実に低減することが求められる場合には、例えば、図５に示すように、第２の絶縁部材２３の上面に第２のメタライズ層３３を設けても良く、または、図５と同様に第１の絶縁部材２１の下面に形成された第２のメタライズ層３３は、上記側面１９ａに近接した枠体５の内周面側が切り欠かれた形状に形成されても良い。
【００５６】
図５においては、第２の絶縁部材２３の上面における、枠体５の内周面や蓋体１０３が接合されるリング形状である金属部材と上下に重なり合う領域であって絶縁部材１９の両側面１９ａに近接する領域Ｙを除く部分に第２のメタライズ層３３が設けられている。言い換えれば、第２のメタライズ層３３が、第２の絶縁部材２３の上面における、枠体５の内周面や蓋体１０３が接合されるリング形状である金属部材と上下に重なり合う領域であって絶縁部材１９の両側面１９ａに近接する部分が切り欠かれた形状で第２の絶縁部材２３の上面に設けられている。
【００５７】
本実施形態のパッケージ１における枠体５は、上記第１の貫通孔とは別に第２の貫通孔を有していてもよい。第２の貫通孔には、筒状の光ファイバ保持部材３５（以下、単に保持部材３５という）が取り付けられている。保持部材３５は光ファイバを保持して固定するための部材である。保持部材３５は、光ファイバを固定して位置決めを図るとともに、筒状であることによって、この筒形状の中空部分で電子部品９と光ファイバとの間での光の伝達を行うことができる。
【００５８】
保持部材３５としては、少なくとも光ファイバを固定できる程度の強度を有していることが好ましい。具体的には、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトおよびタングステンのような金属部材、あるいはこれらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属部材のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって筒状の保持部材３５を作製することができる。
【００５９】
特に、枠体５と保持部材３５とが、同じ金属部材を用いて形成されていることが好ましい。枠体５と保持部材３５との熱膨張差を小さくすることができるので、枠体５と保持部材３５との間に生じる応力を小さくすることができるからである。
【００６０】
本実施形態の電子装置１０１の使用時においては、保持部材３５の他方の端部にフェルール（不図示）が固定される。フェルールは、保持部材３５の筒の内部に対して一方の端部が開口する貫通孔を有している。そして、この貫通孔に光ファイバが挿入固定される。このようにフェルールが保持部材３５に挿入固定されることによって、光ファイバと電子部品９との光学結合を行うことができる。
【００６１】
フェルールとしては、例えば、ジルコニア、アルミナ等のセラミック材料をもちいることができる。また、光ファイバとしては、石英ガラスのような透光性の材料を用いることができる。フェルールは筒状の保持部材３５の内周面に接合されても保持部材３５の他方の端部の端面に接合されてもどちらでもよい。
【００６２】
次に、一実施形態の電子装置１０１について、図面を用いて詳細に説明する。本実施形態の電子装置１０１は、上記の実施形態に代表される素子収納用パッケージ１と、素子収納用パッケージ１の載置領域内に載置された電子部品９と、枠体５と接合された、電子部品９を封止する蓋体１０３とを備えている。
【００６３】
図１に示すように、本実施形態の電子装置１０１においては、基板３の載置領域に電子部品９が載置されている。電子部品９は、ボンディングワイヤ１５を介して入出力部材７の配線導体２５に電気的に接続される。この電子部品９に配線導体２５などを介して外部信号を入出力することによって電子部品９から所望の入出力を得ることができる。
【００６４】
蓋体１０３は、枠体５と接合され、電子部品９を封止するように設けられている。蓋体１０３は、枠体５の上面に接合されている。そして、基体、枠体５および蓋体１０３で囲まれた空間において電子部品９を封止している。このように電子部品９を封止することによって、長期間のパッケージ１の使用による電子部品９の劣化を抑制することができる。
【００６５】
蓋体１０３としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトおよびタングステンのような金属部材、あるいはこれらの金属からなる合金を用いることができる。また、枠体５と蓋体１０３は、例えば、金−錫ロウを用いて接合してもよい。
【００６６】
また、枠体５と蓋体１０３とは直接に接合されていても良いが、例えば、平面視した場合に枠体５と重なり合うようなリング形状である金属部材、いわゆるシールリングを間に挟んで接合されていても良い。
【００６７】
以上、一実施形態の素子収納用パッケージおよびこれを備えた電子装置について説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を施すことは何等差し支えない。
【符号の説明】
【００６８】
１・・・電子部品収納用パッケージ（パッケージ）
３・・・基板
５・・・枠体
７・・・入出力部材
９・・・電子部品
１１・・・ネジ
１３・・・実装基板
１５・・・ボンディングワイヤ
１７・・・載置基板
１９・・・絶縁部材
１９ａ・・・側面
１９ｂ・・・上面
１９ｃ・・・下面
２１・・・第１の絶縁部材
２３・・・第２の絶縁部材
２５・・・配線導体
２７・・・第１のメタライズ層
２９・・・第１領域
３１・・・第２領域
３３・・・第２のメタライズ層
３５・・・保持部材
１０１・・・電子装置
１０３・・・蓋体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子のような電子部品が収納される電子部品収納用パッケージおよびこれを用いた電子装置に関する。このような電子装置は各種電子機器に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を収納する電子部品収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）としては、例えば、特許文献１に記載されたパッケージが知られている。特許文献１に記載のパッケージは、内蔵される半導体素子と外部電気回路基板とを電気的に接続するための入出力端子を備えている。入出力端子は、誘電体からなる平板部と、平板部の上面に形成された線路導体と、平板部の上面に線路導体を間に挟んで接合された、誘電体からなる立壁部とを備えている。
【０００３】
特許文献１に記載の入出力端子においては、平板部の下面、立壁部の上面、ならびに平板部および立壁部における線路導体の伝送方向に平行な側面の全体がメタライズ層に覆われている。入出力端子の上記の表面がメタライズ層に覆われている場合には、ロウ材による枠体と入出力端子との接合性を良好なものにできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８０４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、パッケージの小型化が求められていることから、入出力端子の小型化も求められている。しかしながら、パッケージおよび入出力端子の小型化を進めた場合、枠体と入出力端子とを接合するロウ材が枠体で囲まれた領域内で濡れ広がることによって、枠体の耐久性が低下する可能性がある。具体的には、入出力端子における上記の側面全体にメタライズ層が形成されている場合、この側面の全体にロウ材が濡れ広がり易くなる。
【０００６】
上記の側面における枠体で囲まれた領域にロウ材が濡れ広がった場合、ロウ材が枠体の内周面において水平方向に濡れ広がりやすくなる。この水平方向に濡れ広がったロウ材は、枠体の内周面の角部に溜まりやすくなる。このような場合、枠体を構成する材料の熱膨張係数とロウ材を構成する材料の熱膨張係数の差に起因して、枠体の角部に過度の応力が加わる可能性がある。そのため、枠体の耐久性が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、小型化した場合であっても良好な耐久性を有する電子部品収納用パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの態様に基づく電子部品収納用パッケージは、電子部品が載置される載置領域を上面に有する基板と、前記載置領域を囲むように前記基板の上面に設けられた、内周面および外周面に開口する貫通孔を有する枠体と、絶縁部材、および前記枠体で囲まれた領域の内側から外側に引き出された配線導体を具備し、前記貫通孔にロウ材で接合された入出力部材とを備えている。
【０００９】
また、前記配線導体が引き出された方向に平行な前記絶縁部材の側面が、前記枠体の内
周面と外周面との間から前記枠体の外側にかけて位置する第１領域および前記枠体の内周面と外周面との間から前記枠体の内側にかけて位置する第２領域を有している。そして、本態様の電子部品収納用パッケージは、前記第１領域がメタライズ層に覆われていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様の電子部品収納用パッケージにおいては、絶縁部材における上記の側面全体がメタライズ層に覆われているのではなく、上記の側面がメタライズ層に覆われた第１領域およびメタライズ層に覆われていない第２領域を有している。そして、これらの領域の境界が枠体の内周面と外周面との間に位置している。
【００１１】
単にロウ材の量を減らした場合、ロウ材が枠体の内周面を濡れ広がる可能性を小さくできるが、入出力部材の枠体への接合性が低下する、あるいは、パッケージの気密性が低下する可能性がある。しかしながら、上記態様のパッケージにおいては、メタライズ層で覆われた第１領域が、枠体の内周面と外周面との間から枠体の外側にかけて位置している。そのため、ロウ材が枠体の外側に向かって濡れ広がるので、ロウ材の量を過度に減らすことなく、ロウ材が枠体の内周面を濡れ広がる可能性を小さくできる。結果として、小型化した場合であっても良好な耐久性を有するパッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態の電子部品収納用パッケージおよびこれを備えた電子装置を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す電子部品収納用パッケージにおける入出力部材の斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２に示す入出力部材の側面図、（ｂ）は、図２に示す入出力部材の平面図、（ｃ）は、図２に示す入出力部材の底面図である。
【図４】（ａ）は、図２に示す入出力部材の第１の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は図４（ａ）に示す入出力部材の領域Ａを拡大した拡大平面図である。
【図５】（ａ）は、図２に示す入出力部材の第２の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は図５（ａ）に示す入出力部材の領域Ｂを拡大した拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態の電子部品収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）およびこれを備えた電子装置について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明に係るパッケージおよび電子装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１４】
図１〜３に示すように、本実施形態のパッケージ１は、基板３と、この基板３の上面に設けられた、内周面および外周面に開口する貫通孔を有する枠体５と、この貫通孔にロウ材で接合された入出力部材７とを備えている。
【００１５】
本実施形態における基板３は、四角板形状の平板部およびこの平板領域の四隅からそれぞれ側方に引き出されたネジ止め部を有している。平板部は、上面に電子部品９が載置される載置領域を有している。それぞれのネジ止め部にはネジ止め孔が形成されている。これらのネジ止め孔においてネジ１１を用いてパッケージ１を実装基板１３にネジ止め固定することができる。
【００１６】
なお、本実施形態において載置領域とは、基板３を平面視した場合に電子部品９と重な
り合う領域を意味している。基板３の大きさとしては、例えば、平板部の一辺を５ｍｍ〜５０ｍｍに設定することができる。また、基板３の厚みとしては、例えば、０．３ｍｍ〜３ｍｍに設定することができる。
【００１７】
本実施形態においては載置領域が基板３の上面の中央部に形成されているが、電子部品９が載置される領域を載置領域としていることから、例えば、基板３の上面の端部に載置領域が形成されていても何ら問題ない。また、本実施形態の基板３は一つの載置領域を有しているが、基板３が複数の載置領域を有し、それぞれの載置領域に電子部品９が載置されていてもよい。
【００１８】
基板３の上面における載置領域には電子部品９が配設される。電子部品９としては、例えば、光半導体素子、ＩＣ素子やＬＳＩ素子およびコンデンサのような部品を用いることができる。光半導体素子としては、例えば、ＬＤ素子に代表される、光ファイバに対して光を出射する発光素子、あるいは、ＰＤ素子に代表される、光ファイバからの光を受光する受光素子、もしくはＩＣ素子やＬＳＩ素子に代表される電気的な信号処理を行なう半導体素子が挙げられる。なお、本実施形態の電子装置１０１においては、電子部品９として光半導体素子を用いている。光半導体素子は、後述する光ファイバとの間で光学結合が行われる。
【００１９】
電子部品９には、ボンディングワイヤ１５の一方の端部が電気的に接続される。電子部品９は、このボンディングワイヤ１５およびリード端子（不図示）などを介して外部の配線回路（不図示）との間で信号の入出力を行うことができる。このように、基板３の上面には電子部品９が配設される。そのため、基板３としては、少なくとも電子部品９が配設される部分には高い絶縁性を有していることが求められる。
【００２０】
高い絶縁性を有する基板３は、複数の絶縁性部材を積層することによって作製できる。そして、この基板３の載置領域に電子部品９が載置される。絶縁性部材としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料を用いることができる。また、これらのセラミック材料の代わりにガラスセラミック材料を用いてもよい。
【００２１】
これらのガラス粉末およびセラミック粉末を含有する原料粉末、有機溶剤並びにバインダを混ぜることにより混合部材を作製する。この混合部材をシート状に成形することにより複数のセラミックグリーンシートを作製する。作製された複数のセラミックグリーンシートを積層することにより複数の積層体を作製する。複数の積層体をそれぞれ約１６００度の温度で一体焼成することにより基板３が作製される。
【００２２】
なお、基板３としては、複数の絶縁性部材が積層された構成に限られるものではない。一つの絶縁性部材により基板３が構成されていてもよい。また、基板３として、少なくとも電子部品９が配設される部分に高い絶縁性を有していることが求められることから、例えば、金属部材上に絶縁性部材を積層した構成としてもよい。特に、基板３に対して高い放熱性が求められる場合、基板３が上記の構成であることが好ましい。金属部材は高い放熱性を有しているからである。金属部材上に絶縁性部材を積層した構成とすることで、電子部品９から絶縁性部材および基板３を介した電子装置１０１の放熱性を高めることができる。
【００２３】
具体的には、本実施形態のパッケージ１のように、絶縁性の載置基板１７を備えていてもよい。本実施形態のパッケージ１では、基板３が金属部材からなり、この基板３の載置領域上に載置基板１７が配設されている。そして、この載置基板１７上に電子部品９が載置されている。
【００２４】
金属部材としては、具体的には、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデンおよびタングステンのような金属材料、あるいはこれらの金属からなる合金やこれらの金属を積層した金属基板を用いることができる。このような金属材料のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって基板３を構成する金属部材を作製することができる。
【００２５】
また、載置基板１７としては、絶縁性部材と同様に絶縁性の良好な部材を用いることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、またはガラスセラミック材料を用いることができる。
【００２６】
本実施形態のパッケージ１は、載置領域を囲むように基板３の上面に配設された枠体５を備えている。枠体５は、平面視した場合の内周面および外周面がそれぞれ四角形の筒形状であり、４つの側壁部分によって構成されている。枠体５は、銀ロウのような接合部材を介して基板３に接合されている。また、枠体５は、内周面および外周面に開口する貫通孔（第１の貫通孔）を有している。
【００２７】
枠体５は、平面視した場合の外周を一辺５ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定することができる。また、外周と内周との間の幅で示される枠体５の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定することができる。また、枠体５の高さとしては、例えば３ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定することができる。
【００２８】
枠体５としては、例えば、基板３と同様に、絶縁性の良好な部材、あるいは金属部材を用いることができる。絶縁性の良好な部材としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料を用いることができる。また、金属部材としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトおよびタングステンのような金属材料、あるいはこれらの金属材料からなる合金を用いることができる。
【００２９】
第１の貫通孔には入出力部材７が取り付けられている。入出力部材７はロウ材を介して第１の貫通孔に接合されている。本実施形態における入出力部材７は、絶縁部材１９および配線導体２５を具備している。配線導体２５は、枠体５で囲まれた領域の内側から外側に引き出されている。絶縁部材１９は、平板形状の第１の絶縁部材２１および平板形状の第２の絶縁部材２３を具備している。
【００３０】
第１の絶縁部材２１は四角板形状である。第１の絶縁部材２１の例示的な大きさとしては、平面視した場合における配線導体２５が引き出される方向に平行な一辺が１〜１０ｍｍ程度、平面視した場合における配線導体２５が引き出される方向に垂直な一辺が５〜５０ｍｍ程度、厚みが０．３〜３ｍｍ程度である。
【００３１】
第１の絶縁部材２１としては、絶縁性部材と同様に絶縁性の良好な部材を用いることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体および窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、又はガラスセラミック材料を用いることができる。
【００３２】
第１の絶縁部材２１の上面には複数の配線導体２５が配設されている。各配線導体２５は、枠体５で囲まれた領域の内側から外側に引き出されている。すなわち、配線導体２５の一端が枠体５の内側に位置するとともに、他端が枠体５の外側に位置している。配線導体２５は電子部品９と外部の配線回路とを電気的に接続するための部材である。そのため
、電子部品９や載置基板１７と電気的に接続されたボンディングワイヤ１５の他方の端部が配線導体２５の一端に電気的に接続されている。なお、図１〜５において、視覚的な理解を容易にするために配線導体２５に斜線を加えている。
【００３３】
第１の絶縁部材２１および配線導体２５の上には第２の絶縁部材２３が配設されている。このとき、配線導体２５の一端および他端がそれぞれ露出するように、第２の絶縁部材２３が配線導体２５の上に配設される。第２の絶縁部材２３は四角板形状である。第２の絶縁部材２３の例示的な大きさとしては、平面視した場合における配線導体２５が引き出される方向に平行な一辺が０．５〜２．５ｍｍ程度、平面視した場合における配線導体２５が引き出される方向に垂直な一辺が５〜５０ｍｍ程度、厚みが０．３〜３ｍｍ程度である。第２の絶縁部材２３としては、第１の絶縁部材２１と同様に絶縁性の良好な部材を用いることが好ましい。
【００３４】
上述の通り、絶縁部材１９は第１の絶縁部材２１および第２の絶縁部材２３によって構成されている。この絶縁部材１９における配線導体２５が引き出された方向に平行な一対の両側面１９ａには、それぞれメタライズ層（第１のメタライズ層２７）が配設されている。メタライズ層は、入出力部材７と枠体５（第１の貫通孔）とを接合するロウ材の入出力部材７に対する濡れ性を高めるために設けられている。なお、図１〜３において、視覚的な理解を容易にするために第１のメタライズ層２７に斜線を加えている。
【００３５】
第１のメタライズ層２７としては、例えば、マンガン、モリブデンおよびタングステンのような金属材料、あるいはこれらの金属材料からなる合金を用いることができる。また、ロウ材としては、入出力部材７を枠体５に良好に接合できるものであれば特に限定されない。例えば、金−錫ロウあるいは銀ロウを用いることができる。
【００３６】
本実施形態のパッケージ１においては、上記の両側面１９ａが、枠体５の内周面と外周面との間から枠体５の外側にかけて位置する第１領域２９および枠体５の内周面と外周面との間から枠体５の内側にかけて位置する第２領域３１をそれぞれ有している。そして、上記側面１９ａの全体がメタライズ層に覆われるのではなく、第１領域２９のみが第１のメタライズ層２７に覆われた構成となっている。すなわち、上記の側面１９ａが、第１のメタライズ層２７に覆われた第１領域２９および第１のメタライズ層２７に覆われていない第２領域３１を有している。
【００３７】
言い換えれば、上記の両側面１９ａが、枠体５の内周面と外周面との間から枠体５の外側にかけて位置して第１のメタライズ層２７に覆われた領域と、枠体５の内周面と外周面との間から枠体５の内側にかけて位置して第１のメタライズ層２７に覆われていない領域とを有している。そして、これらの領域の境界が枠体５の内周面と外周面との間に位置している。
【００３８】
そのため、入出力部材７と枠体５とを接合するロウ材が、第１のメタライズ層２７を介して第１領域２９において濡れ広がり易くなり、第１のメタライズ層２７に覆われていない第２領域３１および第１のメタライズ層２７に覆われた領域と、第１のメタライズ層２７に覆われていない領域の境界から、第１の貫通孔を介して枠体５の内周面において濡れ広がり難くなる。
【００３９】
これによって、枠体５の内周面であって絶縁部材１９の上記側面１９ａに隣接する部分に、このロウ材が濡れ広がる可能性が低減される。また、例えば枠体５の内周面であって上記側面１９ａに隣接する部分が入出力部材７と近接する場合には、入出力部材７と枠体５の内周面と枠体５の内周面であって上記側面１９ａに隣接する部分との間に余剰なロウ材が溜められる可能性が低減される。
【００４０】
従って、ロウ材が枠体５の内周面における上記側面１９ａに隣接する部分から水平方向に濡れ広がることが抑制されるので、枠体５の内周面の角部や入出力部材７と枠体５の内周面と枠体５の内周面であって上記側面１９ａに隣接する部分との間に溜まることが抑制される。
【００４１】
結果として、枠体５の内周面の角部や入出力部材７と枠体５の内周面と枠体５の内周面であって上記側面１９ａに隣接する部分との間に溜まるロウ材と枠体５および入出力部材７との熱膨張係数差に起因した熱応力の発生や、熱応力がロウ材などの局部に集中することが抑制されるとともに、枠体５、入出力部材７およびロウ材に生じるクラックや割れを抑制することができる。結果として、小型化した場合であっても良好な耐久性と気密性を有するパッケージ１を提供することができる。
【００４２】
単に入出力部材７と枠体５とを接合するロウ材の量を減らした場合もまた、このロウ材が枠体５の内周面を濡れ広がる可能性を小さくできるが、一方で、入出力部材７の枠体５への接合性が低下する、あるいは、パッケージ１の気密性が低下する可能性がある。
【００４３】
しかしながら、本実施形態のパッケージ１においては、第１のメタライズ層２７で覆われた第１領域２９が、枠体５の内周面と外周面との間から枠体５の外側にかけて位置している。そのため、ロウ材が枠体５の外側に向かって濡れ広がるとともに、枠体５の外周面と第１領域２９との角部にはロウ材によるメニスカスが形成されるので、ロウ材の量を過度に減らすことなく、ロウ材が枠体５の内周面を濡れ広がる可能性を小さくできるとともに、パッケージ１の耐久性と気密性を維持するために必要な入出力部材７と枠体５との接合強度を確保することができる。結果として、小型化した場合であっても良好な耐久性と気密性を有するパッケージ１を提供することができる。
【００４４】
第１領域２９と第２領域３１の境界は、上述の通り、枠体５の内周面と外周面との間に位置している。このとき、枠体５の内周面と外周面との間における第２領域３１の幅Ｄ１が、枠体５の内周面と外周面との間の幅Ｄ２、言い換えれば、枠体５の厚みの７０〜９０％程度であることが好ましい。
【００４５】
幅Ｄ１が幅Ｄ２の７０％以上である場合には、パッケージ１の耐久性と気密性を維持するために必要な入出力部材７と枠体５との接合面積が確保され、入出力部材７の枠体５への接合性を良好なものにでき、また、パッケージ１の気密性を良好なものにできる。また、幅Ｄ１が幅Ｄ２の９０％以下である場合には、入出力部材７と枠体５とを接合するロウ材が枠体５の内周面を濡れ広がることをより確実に抑制できる。なお、図２，３において、一点鎖線Ｘ１は枠体５の内周面と上下に重なり合う部分を、一点鎖線Ｘ２は枠体５の外周面と上下に重なり合う部分をそれぞれ意味している。
【００４６】
また、第１領域２９と第２領域３１との境界が、図２，３（ａ）に示すように、枠体５の内周面に対して平行であることが好ましい。言い換えれば、第１のメタライズ層２７を側面視した場合に、枠体５の内周面に近い端部が枠体５の内周面に対して平行であることが好ましい。枠体５の内周面に対して平行でない、すなわち、第１領域２９と第２領域３１との境界と、枠体５の内周面との間隔が一定でない場合、これらの間隔が最も狭い部分をロウ材が伝って、枠体５の内周面に濡れ広がり易くなるとともに、第１領域２９と第２領域３１との境界と、枠体５の内周面との間隔が狭い部分と広い部分において、ロウ材と枠体５および入出力部材７との熱膨張係数差に起因して生じる熱応力が偏って分布しやすくなる。そのため、これらの熱応力の偏りに起因した枠体５、入出力部材７およびロウ材にクラックや割れが生じやすくなる。
【００４７】
しかしながら、第１領域２９と第２領域３１との境界が、枠体５の内周面に対して平行である場合には、入出力部材７の枠体５への接合性を良好なものにしつつも、ロウ材が枠体５の内周面に濡れ広がることをより確実に抑制できる。また、第１領域２９と第２領域３１との境界と、枠体５の内周面との間隔が一定であることから、ロウ材と枠体５および入出力部材７との熱膨張係数差に起因して生じる熱応力が偏って分布することが抑制され、熱応力の偏りに起因したクラックや割れの発生を抑制することができる。
【００４８】
また、本実施形態のパッケージ１は、第１の絶縁部材２１の下面および第２の絶縁部材２３の上面に設けられた第２のメタライズ層３３をさらに備えている。そのため、入出力部材７の上面側および下面側においても、入出力部材７を枠体５に強固に接合することができる。なお、図３〜５において、視覚的な理解を容易にするために第２のメタライズ層３３に斜線を加えている。
【００４９】
絶縁部材１９の上面１９ｂおよび下面１９ｃは、図４に示すように、それぞれ側面１９ａと同様に、枠体５の外周面側に位置してメタライズ層が表面に形成された領域および枠体５の内周面側に位置してメタライズ層が表面に形成されていない領域を有していてもよいが、図３に示すように、第１の絶縁部材２１の下面全体および第２の絶縁部材２３の上面全体に第２のメタライズ層３３が設けられていることが、入出力部材７と枠体５との接合強度を確保するために好ましい。
【００５０】
第１の絶縁部材２１の下面に設けられた第２のメタライズ層３３の表面を伝って枠体５の内周面に濡れ広がったロウ材は、枠体５の内周面において下方向、言い換えれば、基板３に向かって濡れ広がりやすいからである。さらに、ロウ材は、第１の絶縁部材２１の下面に設けられた第２のメタライズ層３３にも濡れ広がり、余剰なロウ材を第２のメタライズ層３３で溜めることができるとともに、第１の絶縁部材２１の下面と枠体５の内周面との間で形成される角部にロウ材によるメニスカスを形成することができる。
【００５１】
本実施形態のパッケージ１においては、上述の通り、基板３と枠体５とが銀ロウのような接合部材を介して接合されている。そのため、ロウ材が基板３に向かって濡れ広がったとしても、基板３および枠体５の耐久性に対して影響を与える可能性が低く、さらには第１の絶縁部材２１の下面に余剰なロウ材を溜めつつ入出力部材７と枠体５との接合強度を高めることができる。
【００５２】
また、第２の絶縁部材２３の上面に設けられた第２のメタライズ層３３の表面を伝って枠体５の内周面に濡れ広がったロウ材は、枠体５の内周面において上方向に向かって濡れ広がりやすく、さらに、ロウ材は、第２の絶縁部材２３の上面に設けられた第２のメタライズ層３３にも濡れ広がり、余剰なロウ材を第２のメタライズ層３３で溜めることができるとともに、第２の絶縁部材２３の上面と枠体５の内周面との間で形成される角部にロウ材によるメニスカスを形成することができる。
【００５３】
本実施形態のパッケージ１を用いた電子装置１０１においては、後述の通り、枠体５と蓋体１０３とが、例えば、金−錫ロウを用いて接合される。そのため、ロウ材が枠体５の上端に向かって濡れ広がったとしても、枠体５および蓋体１０３の耐久性に対して影響を与える可能性が低く、さらには第２の絶縁部材２３の上面に余剰なロウ材を溜めつつ入出力部材７と枠体５との接合強度を高めることができる。
【００５４】
従って、第１の絶縁部材２１の下面全体および第２の絶縁部材２３の上面全体に第２のメタライズ層３３が設けられている場合には、パッケージ１の耐久性を低下させる可能性が小さい一方で、入出力部材７を枠体５にさらに強固に接合することができることから好ましい。
【００５５】
なお、第２の絶縁部材２３の上面や第１の絶縁部材２１の下面に設けられた第２のメタライズ層３３の表面を伝って枠体５の内周面にロウ材が濡れ広がった場合であって、入出力部材７と枠体５との接合強度を確保しつつ、このロウ材が枠体５の内周面において水平方向に濡れ広がる可能性をより確実に低減することが求められる場合には、例えば、図５に示すように、第２の絶縁部材２３の上面に第２のメタライズ層３３を設けても良く、または、図５と同様に第１の絶縁部材２１の下面に形成された第２のメタライズ層３３は、上記側面１９ａに近接した枠体５の内周面側が切り欠かれた形状に形成されても良い。
【００５６】
図５においては、第２の絶縁部材２３の上面における、枠体５の内周面や蓋体１０３が接合されるリング形状である金属部材と上下に重なり合う領域であって絶縁部材１９の両側面１９ａに近接する領域Ｙを除く部分に第２のメタライズ層３３が設けられている。言い換えれば、第２のメタライズ層３３が、第２の絶縁部材２３の上面における、枠体５の内周面や蓋体１０３が接合されるリング形状である金属部材と上下に重なり合う領域であって絶縁部材１９の両側面１９ａに近接する部分が切り欠かれた形状で第２の絶縁部材２３の上面に設けられている。
【００５７】
本実施形態のパッケージ１における枠体５は、上記第１の貫通孔とは別に第２の貫通孔を有していてもよい。第２の貫通孔には、筒状の光ファイバ保持部材３５（以下、単に保持部材３５という）が取り付けられている。保持部材３５は光ファイバを保持して固定するための部材である。保持部材３５は、光ファイバを固定して位置決めを図るとともに、筒状であることによって、この筒形状の中空部分で電子部品９と光ファイバとの間での光の伝達を行うことができる。
【００５８】
保持部材３５としては、少なくとも光ファイバを固定できる程度の強度を有していることが好ましい。具体的には、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトおよびタングステンのような金属部材、あるいはこれらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属部材のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって筒状の保持部材３５を作製することができる。
【００５９】
特に、枠体５と保持部材３５とが、同じ金属部材を用いて形成されていることが好ましい。枠体５と保持部材３５との熱膨張差を小さくすることができるので、枠体５と保持部材３５との間に生じる応力を小さくすることができるからである。
【００６０】
本実施形態の電子装置１０１の使用時においては、保持部材３５の他方の端部にフェルール（不図示）が固定される。フェルールは、保持部材３５の筒の内部に対して一方の端部が開口する貫通孔を有している。そして、この貫通孔に光ファイバが挿入固定される。このようにフェルールが保持部材３５に挿入固定されることによって、光ファイバと電子部品９との光学結合を行うことができる。
【００６１】
フェルールとしては、例えば、ジルコニア、アルミナ等のセラミック材料をもちいることができる。また、光ファイバとしては、石英ガラスのような透光性の材料を用いることができる。フェルールは筒状の保持部材３５の内周面に接合されても保持部材３５の他方の端部の端面に接合されてもどちらでもよい。
【００６２】
次に、一実施形態の電子装置１０１について、図面を用いて詳細に説明する。本実施形態の電子装置１０１は、上記の実施形態に代表される素子収納用パッケージ１と、素子収納用パッケージ１の載置領域内に載置された電子部品９と、枠体５と接合された、電子部品９を封止する蓋体１０３とを備えている。
【００６３】
図１に示すように、本実施形態の電子装置１０１においては、基板３の載置領域に電子部品９が載置されている。電子部品９は、ボンディングワイヤ１５を介して入出力部材７の配線導体２５に電気的に接続される。この電子部品９に配線導体２５などを介して外部信号を入出力することによって電子部品９から所望の入出力を得ることができる。
【００６４】
蓋体１０３は、枠体５と接合され、電子部品９を封止するように設けられている。蓋体１０３は、枠体５の上面に接合されている。そして、基体、枠体５および蓋体１０３で囲まれた空間において電子部品９を封止している。このように電子部品９を封止することによって、長期間のパッケージ１の使用による電子部品９の劣化を抑制することができる。
【００６５】
蓋体１０３としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトおよびタングステンのような金属部材、あるいはこれらの金属からなる合金を用いることができる。また、枠体５と蓋体１０３は、例えば、金−錫ロウを用いて接合してもよい。
【００６６】
また、枠体５と蓋体１０３とは直接に接合されていても良いが、例えば、平面視した場合に枠体５と重なり合うようなリング形状である金属部材、いわゆるシールリングを間に挟んで接合されていても良い。
【００６７】
以上、一実施形態の素子収納用パッケージおよびこれを備えた電子装置について説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を施すことは何等差し支えない。
【符号の説明】
【００６８】
１・・・電子部品収納用パッケージ（パッケージ）
３・・・基板
５・・・枠体
７・・・入出力部材
９・・・電子部品
１１・・・ネジ
１３・・・実装基板
１５・・・ボンディングワイヤ
１７・・・載置基板
１９・・・絶縁部材
１９ａ・・・側面
１９ｂ・・・上面
１９ｃ・・・下面
２１・・・第１の絶縁部材
２３・・・第２の絶縁部材
２５・・・配線導体
２７・・・第１のメタライズ層
２９・・・第１領域
３１・・・第２領域
３３・・・第２のメタライズ層
３５・・・保持部材
１０１・・・電子装置
１０３・・・蓋体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が載置される載置領域を上面に有する基板と、
前記載置領域を囲むように前記基板の上面に設けられた、内周面および外周面に開口する貫通孔を有する枠体と、
絶縁部材、および前記枠体で囲まれた領域の内側から外側に引き出された配線導体を具備し、前記貫通孔にロウ材で接合された入出力部材とを備えた電子部品収納用パッケージであって、
前記配線導体が引き出された方向に平行な前記絶縁部材の側面は、前記枠体の内周面と外周面との間から前記枠体の外側にかけて位置する第１領域および前記枠体の内周面と外周面との間から前記枠体の内側にかけて位置する第２領域を有し、
前記第１領域がメタライズ層に覆われていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
【請求項２】
前記第１領域と前記第２領域との境界が、前記枠体の内周面に対して平行であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項３】
前記メタライズ層を第１のメタライズ層とした場合に、
前記絶縁部材の下面に設けられた第２のメタライズ層をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項４】
請求項１に記載の電子部品収納用パッケージと、
該電子部品収納用パッケージの前記載置領域に載置された電子部品と、
前記枠体の上面に接合された、前記電子部品を封止する蓋体とを備えた電子装置。
【請求項１】
電子部品が載置される載置領域を上面に有する基板と、
前記載置領域を囲むように前記基板の上面に設けられた、内周面および外周面に開口する貫通孔を有する枠体と、
絶縁部材、および前記枠体で囲まれた領域の内側から外側に引き出された配線導体を具備し、前記貫通孔にロウ材で接合された入出力部材とを備えた電子部品収納用パッケージであって、
前記配線導体が引き出された方向に平行な前記絶縁部材の側面は、前記枠体の内周面と外周面との間から前記枠体の外側にかけて位置する第１領域および前記枠体の内周面と外周面との間から前記枠体の内側にかけて位置する第２領域を有し、
前記第１領域がメタライズ層に覆われていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
【請求項２】
前記第１領域と前記第２領域との境界が、前記枠体の内周面に対して平行であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項３】
前記メタライズ層を第１のメタライズ層とした場合に、
前記絶縁部材の下面に設けられた第２のメタライズ層をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品収納用パッケージ。
【請求項４】
請求項１に記載の電子部品収納用パッケージと、
該電子部品収納用パッケージの前記載置領域に載置された電子部品と、
前記枠体の上面に接合された、前記電子部品を封止する蓋体とを備えた電子装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１１５１６９（Ｐ２０１３−１１５１６９Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８７６２（Ｐ２０１１−２５８７６２）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
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