JPH10209331A - 電子部品収納用パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気密封止性を低下させることなく、電子部品
搭載部に搭載した電子部品を封止する際、該電子部品搭
載部に閉じ込められるガスの内圧による半田の飛散を防
止できる電子部品収納用パッケージを提供する。 【解決手段】 電子部品収納用パッケージ基体が、該電
子部品搭載部の外周部分に該パッケージ封止用リッドを
嵌め込むリッド嵌入用段差部を有する。リッド嵌入用段
差部の底面に枠状のメタライズ層を有し、該メタライズ
層の内端は、該電子部品搭載部の立ち上がり上縁端より
該リッド嵌入用段差部の立ち上がり下縁端側に寄った部
位に位置する。前記パッケージ封止用リッドのリッド本
体の下面外縁は、該メタライズ層の外端より前記電子部
品搭載部の立ち上がり上縁端側に寄った部位に位置す
る。該パッケージ封止用リッドの半田層の厚みｔと前記
リッド嵌入用段差部の深さｄを、ｔ≦ｄの関係にしてな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品収納用パ
ッケージに係り、より詳細には、パッケージ基体の電子
部品搭載部に、ＩＣチップやＬＳＩチップ等の電子部品
を搭載し、その電子部品を気密封止する際に、電子部品
搭載部に閉じ込められるガスの内圧による半田の飛散を
防止し、該飛散した半田が、そのパッケージ基体や、外
部接続端子等に付着したり、汚れたりするのを防止でき
る電子部品収納用パッケージに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品収納用パッケージは、図５に示
すように、パッケージ基体１と、パッケージ基体１の凹
部（キャビティ）または開口からなる電子部品搭載部３
に搭載した電子部品４をパッケージ封止用リッド２で気
密封止する構成からなる。パッケージ基体１は、セラミ
ック基板や樹脂製基板からなり、基体上面にメタライズ
層５を備え、パッケージ封止用リッド２は、セラミック
板や金属板からなり、その下面周縁部６と側面部７に下
地金属層（図示せず）を介して封止部材としての半田層
８を備えている。

【０００３】そして、パッケージ基体１の電子部品搭載
部３に搭載してある電子部品４を気密封止するには、パ
ッケージ封止用リッド２の半田層８を、パッケージ基体
１の上面に設けられているメタライズ層５に対面させる
と共に、リッド２をバネ、クリップ等の固定具を介し
て、電子部品４を搭載したパッケージ基体１に押し付け
固定し、炉内で半田層８の半田を溶融させ、封止してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な電子部品収納用パッケージの場合、パッケージ基体１
をパッケージ封止用リッド２の半田層８を溶融して封止
する際して、次のような課題がある。すなわち、 パッケージ内に閉じ込められた内部ガスの膨張によ
って、半田層８の溶けた半田が飛散して、該半田がパッ
ケージ基体１の基体表面、外部接続端子９、あるいは隣
接する端子間に付着する。 そのため、回路取付け基板への外部接続端子９の挿
入を阻害したり、ショート不良を生じたり、汚れが発生
する。 また、半田飛散による影響を少なくするには、パッ
ケージ基体１の基体表面、外部接続端子９、あるいは隣
接する端子を治具で覆う必要があり、かつ該治具の洗浄
等が必要になる。 等の課題がある。

【０００５】このような課題を解決するために、本出願
人は、先に、『パッケージ封止用リッドの半田層に厚み
勾配や厚み差を設けたり、該半田層の半田幅を変化させ
たパターンとした電子部品収納用パッケージ』（特願平
６−８７５７１号明細書参照）を提案している。この電
子部品収納用パッケージは、パッケージ基体の電子部品
搭載部を封止する際、封止タイミングを遅らせることが
できるので、前記内部ガスをパッケージ外にスムーズに
排出でき、該ガスによって半田の飛散を抑制できるもの
の、完全に防止することはできない。

【０００６】ところで、この他に、パッケージ基体にパ
ッケージ封止用リッドの上面が共通平坦面を形成するよ
うに嵌め込み、これを半田によって接合、封止する構成
が考えられる。しかし、この構成の場合、封止する
際、該半田が電子部品搭載部に流れ込むという危険性が
ある、パッケージ封止用リッドの側面とパッケージ基
体との間に半田の良好なメニスカス形状を形成できな
い、パッケージ基体の厚みを厚くする必要がある、等
の課題がある。

【０００７】本発明は、上述した課題に対処して創作し
たものであって、その目的とする処は、気密封止性を低
下させることなく、電子部品搭載部に搭載した電子部品
を封止する際、該電子部品搭載部に閉じ込められるガス
の内圧による半田の飛散を防止できる電子部品収納用パ
ッケージを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そして、上記課題を解決
するための手段としての本発明の請求項１の電子部品収
納用パッケージは、凹部または開口からなる電子部品搭
載部を備えた電子部品収納用パッケージ基体と、周縁部
に半田層を備えたパッケージ封止用リッドを有する電子
部品収納用パッケージにおいて、該電子部品収納用パッ
ケージ基体は、該電子部品搭載部の外周部分に該パッケ
ージ封止用リッドを嵌め込むリッド嵌入用段差部を有
し、該リッド嵌入用段差部の底面に枠状のメタライズ層
を有し、該メタライズ層の内端は、該電子部品搭載部の
立ち上がり上縁端より該リッド嵌入用段差部の立ち上が
り下縁端側に寄った部位に位置し、また前記パッケージ
封止用リッドのリッド本体の下面外縁は、該メタライズ
層の外端より前記電子部品搭載部の立ち上がり上縁端側
に寄った部位に位置し、また該パッケージ封止用リッド
の半田層の厚みｔと前記リッド嵌入用段差部の深さｄ
を、ｔ≦ｄの関係にしてなることを特徴とする。

【０００９】請求項２の電子部品収納用パッケージは、
前記請求項１の発明において、前記メタライズ層の内端
と、電子部品搭載部の立ち上がり上縁端の間隔ｘが、
０．５ｍｍ以上であり、また前記パッケージ封止用リッ
ドのリッド本体の下面外縁と、前記メタライズ層の外端
との間隔ｙが、０．５ｍｍ以上で、かつパッケージ封止
用リッドの半田層の厚みｔと前記リッド嵌入用段差部の
深さｄが、ｔ＜ｄで、該パッケージ封止用リッドのリッ
ド本体の一部が前記リッド嵌入用段差部内に嵌入してな
ることを特徴とする。

【００１０】ここで、前記パッケージ封止用リッドは、
セラミック板または金属板をリッド本体として、その周
縁部に半田層を備えている。該周縁部とは、リッド本体
の下面周縁部、または下面周縁部と側面部をいう。該リ
ッド本体がセラミック板の場合は、下地金属層を介して
半田層が形成してある。該下地金属層は、Ａｇ，Ａｇ−
Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｍｏ−Ｍｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ等の金
属を含むペーストを塗布、焼成してメタライズ層を形成
し、該メタライズ層の上に半田層を形成する。なお、該
ペーストがＭｏ−Ｍｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉの場合は、その
上面にＮｉめっきを施し、更にその上面にＡｕめっきを
施す。また、半田としては、例えば、融点が２５０℃〜
３２０℃程度で、その組成が、Ｐｂ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｂ
ｉ，Ａｇ，Ｓｂの一部もしくは全部を含む半田を用いる
ことができる。

【００１１】そして、本発明の電子部品収納用パッケー
ジは、パッケージ基体の電子部品搭載部にＩＣチップ等
の電子部品を搭載、ワイヤボンディング等をした後、パ
ッケージ基体のリッド嵌入用段差部のメタライズ層に、
パッケージ封止用リッドの半田層を対向させて、該パッ
ケージ封止用リッドを嵌め、バネ、クリップ等の固定具
を介して押し付け固定し、炉内で半田層の半田を溶融さ
せ、封止すると、該半田は、パッケージ基体のメタライ
ズ層に濡れ広がり、またリッドの周縁部に良好なメニス
カス形状を形成し、電子部品搭載部を気密封止できる。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の請求項１の電子部品収納用パッケージによれば、パッ
ケージ基体のメタライズ層の内端が、電子部品搭載部の
立ち上がり上縁端より引き下がった位置にあるため、該
電子部品搭載部内に流れ落ちることなく、またパッケー
ジ封止用リッドのリッド本体の下面外縁は、前記メタラ
イズ層の外端より電子部品搭載部側に位置するので良好
なメニスカス形状を形成でき、また電子部品搭載部の内
圧ガスによって吹き飛ばされた半田は、リッド嵌入用段
差部の立ち上がり壁によって、その飛散を防御できるの
で、該飛散した半田がパッケージ基体に取り付けられて
いる外部接続端子等への付着を防止できると共に、気密
封止性を確保できるという効果を有する。

【００１３】また、請求項２の電子部品収納用パッケー
ジによれば、間隔ｘ、すなわちメタライズ層の引き下が
り幅を０．５ｍｍ以上とし、間隔ｙ、すなわち半田の濡
れ広がり幅を０．５ｍｍ以上とし、半田層の厚みｔとリ
ッド嵌入用段差部の深さｄを、ｔ＜ｄとしているので、
前記効果に加えて、パッケージ本体の厚みを厚くするこ
となく、いっそう半田による電子部品や外部接続用端子
に対する不具合を解消できるという効果を有する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明を具体化した好ましい実施形態について説明する。
ここに、図１〜図４は、本発明の実施形態を示し、図１
は縦断面図、図２はパッケージ基体の平面図、図３はリ
ッド嵌入用段差部の立ち上がり壁の高さと半田飛散によ
る不具合発生率との関係を示すグラフ、図４は、図１の
Ａ部分とＢ部分の拡大図である。なお、本発明は、後述
する実施形態の説明に限定されるものでなく、本発明の
主旨を逸脱することなく、変形・実施できる構成を含む
ことは明らかである。

【００１５】本実施形態の電子部品収納用パッケージ
は、図１、図２に示すように、セラミック製のパッケー
ジ基体１０と、パッケージ封止用リッド１１からなる。
パッケージ基体１１は、表面中央部分にＩＣチップ等の
電子部品１４を搭載するための凹部からなる電子部品搭
載部１３と、電子部品搭載部１３を気密封止するための
パッケージ封止用リッド１１を嵌入するためのリッド嵌
入用段差部１５、および外部接続端子１６を備えてい
る。電子部品搭載部１３は、電子部品１４をボンディン
グする電子部品搭載面１３ａと電子部品１４を外部接続
端子１６に内部配線パターン（図示せず）を介して電機
的に接続するためのワイヤボンディングパターンを設け
たワイヤボンディング面１３ｂを備えている。

【００１６】リッド嵌入用段差部１５は、電子部品搭載
部１３の外周部分に設けてあり、段差底面１５ａに枠状
のメタライズ層１７が形成してある。メタライズ層１７
は、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｍｏ−Ｍｎ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｔｉ等の金属を含むペーストを塗布、焼成して
形成してあり、該ペーストがＭｏ−Ｍｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔ
ｉの場合は、その上面にＮｉめっきを施し、更にその上
面にＡｕめっきを施して形成してある。このメタライズ
層１７の内端ａは、電子部品搭載部１３の立ち上がり壁
１８の上縁端ｂよりリッド嵌入用段差部１５の立ち上が
り壁１９の下縁端ｃ側に寄った部位に位置し、またメタ
ライズ層１７の外端ｅは、パッケージ封止用リッド１１
のリッド本体２０の下面外縁ｆよりリッド嵌入用段差部
１５の立ち上がり壁１９の下縁端ｃ側に寄った部位に位
置するように形成してある。すなわち、メタライズ層１
７は、リッド嵌入用段差部１５にパッケージ封止用リッ
ド１１を嵌入した際、パッケージ封止用リッド１１の外
周にメタライズ層１７の一部が露出する位置になるよう
に形成してある。ここで、メタライズ層１７の内端ａ
と、電子部品搭載部１３の立ち上がり壁上縁端ｂとの引
き下がり間隔ｘは、０．５ｍｍ以上であることが好まし
い。これにより、半田封止する際、半田の濡れ広がりに
より半田が電子部品搭載部１３内に流れ落ちて、ワイヤ
ボンディングパターンをショートさせること等の不具合
を防止できる。この間隔ｘを、０．５ｍｍ以上としたの
は、０．５ｍｍより狭いと、半田の種類によって電子部
品搭載部１３内に流れ落ちる可能性があることを考慮し
たことによる。また、メタライズ層１７の外端ｅと、パ
ッケージ封止用リッド１１のリッド本体２０の下面外縁
ｆとの間隔ｙは、０．５ｍｍ以上とることが好ましい。
０．５ｍｍより狭い場合、半田の良好なメニスカス形状
を形成できず、良好な気密封止性を確保できないことを
考慮したことによる。

【００１７】パッケージ封止用リッド１１は、セラミッ
ク板をリッド本体２０の下面周縁部２１と側面部２２に
下地金属層２３を介して半田層２４を形成している。こ
こで、半田層２４の厚みｔと、リッド嵌入用段差部１５
の立ち上がり壁１９の深さｄとは、ｔ≦ｄの関係として
いる。好ましくは、ｔ＜ｄとして、パッケージ封止用リ
ッド１１のリッド本体２０の一部を、リッド嵌入用段差
部１５内に嵌入できる関係とすることが好ましい。これ
により、パッケージ基体１０を、リッド１１に形成され
た半田層２４で封止した場合、リッド１１とパッケージ
基体１０のメタライズ層１７の間で良好な半田のメニス
カス形状が得られ、封止性が向上すると共に、該半田が
立ち上がり壁１９によって、封止の際の内部ガスによる
吹き飛ばされる半田が、パッケージ外に飛散するのを抑
制できる。ここで、側面部２２の下地金属層、半田層は
必ずしも必要ではない。ところで、半田層２４を形成す
る半田としては、融点が２５０℃〜３２０℃程度で、そ
の組成が、Ｐｂ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ａｇ，Ｓｂの一部
もしくは全部を含む半田を用いることができ、また下地
金属層２３を形成する金属ペースト等としては、パッケ
ージ基体１０におけるメタライズ層１７と同様の形態と
している。

【００１８】そして、本実施形態の電子部品収納用パッ
ケージは、パッケージ基体１０の電子部品搭載面１３ａ
に電子部品１４を搭載すると共に、電子部品１４とワイ
ヤボンディング面１３ｂのワイヤボンディングパターン
をボンデングワイヤで接続した後、パッケージ基体１０
のリッド嵌入用段差部１５のメタライズ層１７に、パッ
ケージ封止用リッド１１の半田層２４を対向させて、パ
ッケージ封止用リッド１１を嵌め、バネ、クリップ等の
固定具を介して押し付け固定し、炉内で半田層２４の半
田を溶融させ、該半田をメタライズ層１７により濡れ拡
がらせて良好なメニスカス形状を形成させて電子部品１
４を気密封止することができる。ところで、電子部品搭
載部１３を封止する際、電子部品搭載部１３の内部ガス
は、熱により膨張し、外部に抜け出ようとするが、メタ
ライズ層１７に濡れ広がった半田により、該ガスの抜け
出しを阻止されるため、そのため半田が飛散する。しか
し、この飛散した半田は、リッド嵌入用段差部１５を形
成する立ち上がり壁１９によって、パッケージ外に飛散
するのを抑制できる。また、溶融した半田は、メタライ
ズ層１７に濡れ広がるが、メタライズ層１７の内端ａ
と、電子部品搭載部１３の立ち上がり壁上縁端ｂとの引
き下がり間隔ｘが、０．５ｍｍ以上あるので、半田が電
子部品搭載部１３内に流れ落ちて、ワイヤボンディング
パターンをショートさせること等の不具合を防止でき
る。

【００１９】

【実施例】次に、上述した本実施形態の電子部品収納用
パッケージの作用・効果を確認するために、図１、２に
示す形態のパッケージにおいて、パッケージ封止用リッ
ドとして、半田層の厚み：０．２ｍｍ、半田層の幅：
０．２５ｍｍで、縦横長さが、３３ｍｍ×３３ｍｍのセ
ラミック板からなるリッドを用い、パッケージ基体とし
て、引き下がり間隔ｘ：０．７ｍｍ、０．５ｍｍ、０．
４ｍｍ、間隔ｙ：０．７ｍｍ、０．５ｍｍ、０．４ｍ
ｍ、リッド嵌入用段差部の立ち上がり壁の深さｄ：０ｍ
ｍ〜０．２５ｍｍの異なる複数種類のセラミック製のパ
ッケージ基体を用いて、リッド嵌入用段差部の立ち上が
り壁の深さｄと半田飛散による不具合発生率との関係を
調べた。その結果を図３と表１に示す。

【００２０】そして、図３に示すように、パッケージ封
止用リッドの半田層の厚みｔと前記リッド嵌入用段差部
の深さｄを、ｔ≦ｄとし、メタライズ層の内端と、電子
部品搭載部の立ち上がり上縁端との間に引き下がり間隔
を設け、またパッケージ封止用リッドのリッド本体の下
面外縁を、メタライズ層の外端より電子部品搭載部側に
位置させた場合、半田飛散による不具合発生率を少なく
することができるということが確認できた。

【００２１】また、表１よりｘを０．５ｍｍ以上とした
場合、キャビティへの半田流れを防止でき、ｙを０．５
ｍｍ以上とした場合、良好なメニスカス形状を形成でき
ることがわかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態を示す電子部品収納用パッ
ケージの縦断面図である。

【図２】 パッケージ基体の平面図である。

【図３】 リッド嵌入用段差部の立ち上がり壁の高さと
半田飛散による不具合発生率との関係を示すグラフであ
る。

【図４】 図１のＡ部分とＢ部分の拡大図である。

【図５】 従来の電子部品収納用パッケージの縦断面図
である。

【符号の説明】

１０・・・パッケージ基体、１１・・・パッケージ封止
用リッド、１３・・・電子部品搭載部、１３ａ・・・電
子部品搭載面、１３ｂ・・・ワイヤボンディング面、１
４・・・電子部品、１５・・・リッド嵌入用段差部、１
５ａ・・・段差底面、１６・・・外部接続端子、１７・
・・メタライズ層、１８・・・電子部品搭載部１３の立
ち上がり壁、１９・・・リッド嵌入用段差部１５の立ち
上がり壁、２０・・・リッド本体、２１・・・リッド本
体の下面周縁部、２２・・・リッド本体の側面部、２３
・・・下地金属層、２４・・・半田層、ａ・・・メタラ
イズ層１７の内端、ｂ・・・立ち上がり壁１８の上縁
端、ｔ・・・半田厚、ｄ・・・リッド嵌入用段差部１５
の立ち上がり壁１９の深さ、ｃ・・・立ち上がり壁１９
の下縁端、ｅ・・・メタライズ層１７の外端、ｆ・・・
リッド本体の下面外縁、１・・・パッケージ基体、３・
・・電子部品搭載部、４・・・電子部品、２・・・パッ
ケージ封止用リッド、５・・・メタライズ層、６・・・
下面周縁部、８・・・半田層、９・・・外部接続端子

【表１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹部または開口からなる電子部品搭載部
   を備えたパッケージ基体と、周縁部に半田層を備えたパ
   ッケージ封止用リッドを有する電子部品収納用パッケー
   ジにおいて、該電子部品収納用パッケージ基体は、該電
   子部品搭載部の外周部分に該パッケージ封止用リッドを
   嵌め込むリッド嵌入用段差部を有し、該リッド嵌入用段
   差部の底面に枠状のメタライズ層を有し、該メタライズ
   層の内端は、該電子部品搭載部の立ち上がり上縁端より
   該リッド嵌入用段差部の立ち上がり下縁端側に寄った部
   位に位置し、また前記パッケージ封止用リッドのリッド
   本体の下面外縁は、該メタライズ層の外端より前記電子
   部品搭載部の立ち上がり上縁端側に寄った部位に位置
   し、また該パッケージ封止用リッドの半田層の厚みｔと
   前記リッド嵌入用段差部の深さｄを、ｔ≦ｄの関係にし
   てなることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
2. 【請求項２】 前記メタライズ層の内端と、電子部品搭
   載部の立ち上がり上縁端の間隔ｘが、０．５ｍｍ以上で
   あり、また前記パッケージ封止用リッドのリッド本体の
   下面外縁と、メタライズ層の外端との間隔ｙが、０．５
   ｍｍ以上で、かつパッケージ封止用リッドの半田層の厚
   みｔと前記リッド嵌入用段差部の深さｄが、ｔ＜ｄで、
   該パッケージ封止用リッドのリッド本体の一部が前記リ
   ッド嵌入用段差部内に嵌入している請求項１に記載の電
   子部品収納用パッケージ。