JP7033974B2

JP7033974B2 - Ceramic circuit boards, packages and electronics

Info

Publication number: JP7033974B2
Application number: JP2018058345A
Authority: JP
Inventors: 浩一網田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2022-03-11
Anticipated expiration: 2038-03-26
Also published as: JP2019169675A

Description

本発明は、蓋体が接合される金属枠体を有するセラミック回路基板、パッケージおよび電子装置に関するものである。 The present invention relates to a ceramic circuit board, a package and an electronic device having a metal frame to which a lid is joined.

近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）等の発光素子をはじめ
とする電子部品は、高出力化に伴い発熱量が大きくなっている。発光装置からの熱を放熱するために、セラミック基板の表面に銅等の金属材料からなる金属回路板を接合したセラミック回路基板にＬＥＤ素子を搭載した発光装置がある（例えば、特許文献１を参照。）
搭載された電子部品を封止するために、金属枠体を備えているセラミック回路基板が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。電子部品が搭載される金属回路板を囲むように金属枠体がセラミック基板上に接合されており、金属枠体を蓋体で塞ぐことで電子部品が気密封止される。 In recent years, electronic components such as light emitting elements such as LEDs (Light Emitting Diodes) and LDs (Laser Diodes) generate a large amount of heat as the output increases. In order to dissipate heat from the light emitting device, there is a light emitting device in which an LED element is mounted on a ceramic circuit board in which a metal circuit board made of a metal material such as copper is bonded to the surface of the ceramic substrate (see, for example, Patent Document 1). .)
Ceramic circuit boards provided with metal frames for encapsulating mounted electronic components are known (see, for example, Patent Document 2). A metal frame is joined on a ceramic substrate so as to surround a metal circuit board on which electronic components are mounted, and the electronic components are hermetically sealed by closing the metal frame with a lid.

搭載される電子部品が上記のような発光素子等の光半導体素子である場合に、光を透過しつつ良好な気密封止を行なうための蓋体として、金属枠部材に透光性の窓部材（透光性部材）を接合した蓋体がある（例えば、特許文献３を参照。）。例えば、セラミック回路基板の金属枠体に蓋体の金属枠部材をシーム溶接で接合することで気密封止することができる。 When the mounted electronic component is an optical semiconductor element such as a light emitting element as described above, a transparent window member is attached to a metal frame member as a lid for performing good airtight sealing while transmitting light. There is a lid to which (translucent member) is joined (see, for example, Patent Document 3). For example, it can be hermetically sealed by joining the metal frame member of the lid body to the metal frame body of the ceramic circuit board by seam welding.

特開２００９－２１２３６７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-21237 特開２００７－２５８２９８号公報JP-A-2007-258298 特開２００５－９３６７５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-93675

しかしながら、セラミック回路基板においては、セラミック基板と金属回路板との間の熱膨張差があり、金属回路板の面積および体積はセラミック基板の上下面で同一ではないため、セラミック回路基板はわずかではあるが反りを有するものである。この反りにより、蓋体が接合される金属枠体の上面もまた反っており、平坦ではない。このような金属枠体に蓋体の金属枠部材を押し当ててシーム溶接をすると、金属枠部材はこの押し当てでは変形し難い金属枠体の上面に沿って変形してしまうものであった。蓋体の金属枠部材が変形すると、金属枠部材と透光性部材との接合部に応力が加わるだけでなく、透光性部材にも応力が加わってしまう。この応力によって透光性部材にひずみが発生するので、光学特性に影響を与えてしまう場合があった。光学特性を向上させるために透光性部材に反射防止膜やフィルタ等の光学膜を設けている場合には、光学膜も歪んでしまい、所定の光学特性が得られ難くなりやすいものであった。 However, in a ceramic circuit board, there is a difference in thermal expansion between the ceramic substrate and the metal circuit board, and the area and volume of the metal circuit board are not the same on the upper and lower surfaces of the ceramic substrate, so that the ceramic circuit board is small. Has a warp. Due to this warp, the upper surface of the metal frame to which the lid is joined is also warped and is not flat. When the metal frame member of the lid is pressed against such a metal frame and seam welded, the metal frame member is deformed along the upper surface of the metal frame which is difficult to be deformed by this pressing. When the metal frame member of the lid is deformed, not only stress is applied to the joint portion between the metal frame member and the translucent member, but also stress is applied to the translucent member. This stress causes strain in the translucent member, which may affect the optical characteristics. When an optical film such as an antireflection film or a filter is provided on the translucent member in order to improve the optical characteristics, the optical film is also distorted, and it tends to be difficult to obtain the predetermined optical characteristics. ..

本発明の１つの態様のセラミック回路基板は、第１面及び該第１面と反対側の第２面を有するセラミック基板と、該セラミック基板の前記第１面に接合されており、電子部品が搭載される搭載金属板および端子金属板と、前記セラミック基板の前記第２面に接合されている配線金属板と、を含む金属回路板と、前記搭載金属板を取り囲んで前記第１面に接合されており、蓋体が接合される金属枠体とを備えており、該金属枠体は、前記セラミック基板に接合されている平板枠状の第１枠部と、前記蓋体が接合される平板枠状の第２枠部と、前記第１枠部と前記第２枠部とを接続している筒状の第３枠部と、を有しており、前記搭載金属板と前記配線金属板、および前記配線金属板と前記端子金属板とを接続する貫通金属柱を含んでおり、平面視において、前記配線金属板が前記金属枠体を跨いでいる。
The ceramic circuit board of one aspect of the present invention is joined to a ceramic substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and the first surface of the ceramic substrate, and an electronic component is provided. A metal circuit board including a mounted metal plate and a terminal metal plate, a wiring metal plate joined to the second surface of the ceramic substrate, and a mounting metal plate surrounding the mounted metal plate on the first surface. It is joined and includes a metal frame to which the lid is joined, and the metal frame is joined to the flat plate frame-shaped first frame portion joined to the ceramic substrate and the lid. It has a flat plate frame-shaped second frame portion and a tubular third frame portion connecting the first frame portion and the second frame portion, and has the mounted metal plate and the wiring. It includes a metal plate and a penetrating metal column connecting the wiring metal plate and the terminal metal plate, and the wiring metal plate straddles the metal frame in a plan view .

本発明の１つの態様のパッケージは、上記構成のセラミック回路基板と、該セラミック回路基板の前記金属枠体の前記第２枠部に接合されている蓋体と、を備え、該蓋体は、前記金属枠体に接合される、窓部を有する板状の金属枠部材および前記窓部を塞いで前記金属枠部材に接合された透光性部材を有している。 A package of one aspect of the present invention comprises a ceramic circuit board having the above configuration and a lid joined to the second frame portion of the metal frame of the ceramic circuit board. It has a plate-shaped metal frame member having a window portion joined to the metal frame body and a translucent member joined to the metal frame member by closing the window portion.

本発明の１つの態様の電子装置は、上記構成のパッケージと、前記セラミック回路基板の前記金属板上に搭載された電子部品と、を備えている。 An electronic device according to one aspect of the present invention includes a package having the above configuration and electronic components mounted on the metal plate of the ceramic circuit board.

本発明の実施形態のセラミック回路基板によれば、金属枠体が変形しやすく、接合される蓋体が変形し難いので、気密封止性および光学特性に優れた電子装置を得ることができる。 According to the ceramic circuit board of the embodiment of the present invention, the metal frame is easily deformed and the lid to be joined is not easily deformed, so that an electronic device having excellent airtight sealing property and optical characteristics can be obtained.

本発明の実施形態のパッケージによれば、上記構成のセラミック回路基板を備えていることから、気密封止性および光学特性に優れた電子装置を得ることができる。 According to the package of the embodiment of the present invention, since the ceramic circuit board having the above configuration is provided, it is possible to obtain an electronic device having excellent airtight sealing property and optical characteristics.

本発明の実施形態の電子装置によれば、上記構成のパッケージを備えていることから、気密封止性および光学特性に優れたものとなる。 According to the electronic device of the embodiment of the present invention, since the package having the above configuration is provided, the airtight sealability and the optical characteristics are excellent.

（ａ）および（ｂ）はセラミック回路基板の実施形態の一例を示す斜視図である。(A) and (b) are perspective views showing an example of an embodiment of a ceramic circuit board. 図１に示すセラミック回路基板を示し、(ａ)は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図、（ｃ）は下面図である。The ceramic circuit board shown in FIG. 1 is shown, (a) is a top view, (b) is a cross-sectional view taken along the line BB of (a), and (c) is a bottom view. セラミック回路基板の他の一例を示し、(ａ)は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図、（ｃ）は下面図である。Another example of the ceramic circuit board is shown, (a) is a top view, (b) is a sectional view taken along line BB of (a), and (c) is a bottom view. セラミック回路基板の他の一例を示し、(ａ)は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図、（ｃ）は下面図である。Another example of the ceramic circuit board is shown, (a) is a top view, (b) is a sectional view taken along line BB of (a), and (c) is a bottom view. セラミック回路基板の他の一例を示し、(ａ)は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図、（ｃ）は下面図である。Another example of the ceramic circuit board is shown, (a) is a top view, (b) is a sectional view taken along line BB of (a), and (c) is a bottom view. セラミック回路基板の他の一例を示し、(ａ)は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図、（ｃ）は下面図である。Another example of the ceramic circuit board is shown, (a) is a top view, (b) is a sectional view taken along line BB of (a), and (c) is a bottom view. セラミック回路基板の他の一例を示し、(ａ)は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図、（ｃ）は下面図である。Another example of the ceramic circuit board is shown, (a) is a top view, (b) is a sectional view taken along line BB of (a), and (c) is a bottom view. セラミック回路基板の他の一例を示し、(ａ)は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図、（ｃ）は下面図である。Another example of the ceramic circuit board is shown, (a) is a top view, (b) is a sectional view taken along line BB of (a), and (c) is a bottom view. （ａ）および（ｂ）は、セラミック回路基板の他の一例を示す断面図である。(A) and (b) are sectional views showing another example of a ceramic circuit board. パッケージおよび電子装置の実施形態の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of embodiment of a package and an electronic device. 図１０のパッケージおよび電子装置を示し、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図である。10 shows a package and an electronic device, where FIG. 10A is a top view and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

本発明の実施形態のセラミック回路基板および電子装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際にセラミック回路基板および電子装置等が使用される際の上下を限定するものではない。 The ceramic circuit board and the electronic device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the distinction between the upper and lower parts in the following description is for convenience, and does not limit the upper and lower parts when a ceramic circuit board, an electronic device, or the like is actually used.

図１（ａ）および図１（ｂ）はセラミック回路基板１０の実施形態の一例を示す、異なる方向からの斜視図である。図２は図１に示すセラミック回路基板１０を示し、図２(ａ)
は上面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図、図２（ｃ）は下面図である。図３～図８はセラミック回路基板１０の他の一例を示し、それぞれの図面の(
ａ)は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図、（ｃ）は下面図である
。図９（ａ）および図９（ｂ）は、セラミック回路基板１０の他の一例を示す断面図である。図１０はパッケージ４０および電子装置１００の実施形態の一例を示す斜視図である。図１１は図１０のパッケージ４０および電子装置１００を示し、図１１（ａ）は上面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図である。 1 (a) and 1 (b) are perspective views from different directions showing an example of an embodiment of the ceramic circuit board 10. FIG. 2 shows the ceramic circuit board 10 shown in FIG. 1, and FIG. 2A shows FIG.
2 is a top view, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2A, and FIG. 2C is a bottom view. 3 to 8 show another example of the ceramic circuit board 10, and each of the drawings shows (1).
a) is a top view, (b) is a cross-sectional view taken along the line BB of (a), and (c) is a bottom view. 9 (a) and 9 (b) are cross-sectional views showing another example of the ceramic circuit board 10. FIG. 10 is a perspective view showing an example of an embodiment of the package 40 and the electronic device 100. 11 shows the package 40 and the electronic device 100 of FIG. 10, FIG. 11A is a top view, and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 11A.

セラミック回路基板１０は、図１～図８に示す例のように、セラミック基板１と、セラミック基板１の表面（第１面１ａ）に接合されており、電子部品２０が搭載される搭載金属板２ａおよび端子金属板２ｂを含む金属回路板２と、搭載金属板２ａを取り囲んでセラミック基板１の表面に接合されており、蓋体３０が接合される金属枠体３と、を備えている。そして、金属枠体３は、セラミック基板１に接合されている平板枠状の第１枠部３ａと、蓋体３０が接合される平板枠状の第２枠部３ｂと、第１枠部３ａと第２枠部３ｂとを接続している筒状の第３枠部３ｃと、を有している。
As shown in the examples shown in FIGS. 1 to 8, the ceramic circuit board 10 is bonded to the ceramic substrate 1 and the surface (first surface 1a) of the ceramic substrate 1, and is a mounting metal on which the electronic component 20 is mounted. It includes a metal circuit plate 2 including a plate 2a and a terminal metal plate 2b, and a metal frame 3 that surrounds the mounted metal plate 2a and is bonded to the surface of the ceramic substrate 1 to which the lid 30 is bonded. ing. The metal frame 3 has a flat plate frame-shaped first frame portion 3a joined to the ceramic substrate 1, a flat plate frame-shaped second frame portion 3b to which the lid 30 is joined, and a first frame portion 3a. It has a tubular third frame portion 3c that connects the second frame portion 3b and the second frame portion 3b.

このようなセラミック回路基板１０によれば、金属枠体３が変形しやすく、接合される蓋体３０が変形し難いので、気密封止性および光学特性に優れたパッケージ４０および電子装置１００を得ることができる。金属枠体３は平板枠状の第１枠部３ａと、平板枠状の第２枠部３ｂと、第１枠部３ａと第２枠部３ｂとを接続している筒状の第３枠部３ｃとの３つの部分で構成されており、いずれの部分も従来の金属枠体と比較すると薄くて変形しやすいものである。第１枠部３ａはセラミック基板１に接合されて固定されているのでほとんど変形しないが、第２枠部３ｂおよび第３枠部３ｃは変形する。例えば、蓋体３０を枠体３に押し当てて接合する際には、筒状の第３枠部３ｃは外側あるいは内側に湾曲するように変形し、平板状の第２枠部３ｂは外側あるいは内側に傾斜するように変形する。 According to such a ceramic circuit board 10, the metal frame 3 is easily deformed and the lid 30 to be joined is not easily deformed, so that the package 40 and the electronic device 100 having excellent airtight sealing properties and optical characteristics can be obtained. be able to. The metal frame body 3 is a tubular third frame that connects a flat plate frame-shaped first frame portion 3a, a flat plate frame-shaped second frame portion 3b, and a first frame portion 3a and a second frame portion 3b. It is composed of three parts, a part 3c, and all parts are thinner and more easily deformed than a conventional metal frame. Since the first frame portion 3a is joined to and fixed to the ceramic substrate 1, it hardly deforms, but the second frame portion 3b and the third frame portion 3c are deformed. For example, when the lid 30 is pressed against the frame 3 to be joined, the tubular third frame portion 3c is deformed so as to be curved outward or inward, and the flat plate-shaped second frame portion 3b is outward or inward. It deforms to incline inward.

また、図１～図８に示す例のように、金属枠体３の第１枠部３ａと第２枠部３ｂとは、平面視で重なる部分を有しているセラミック回路基板１０とすることができる。セラミック基板１上において、金属枠体３の内側には搭載金属板２ａがあり、金属枠体３の外側には端子金属板２ｂがある。平面視における金属枠体３の内側から外側までの幅Ｗが大きいと、セラミック回路基板１０が大きくなってしまう。金属枠体３の第１枠部３ａと第２枠部３ｂとが平面視で重なっていない場合には、金属枠体３の内側から外側までの幅Ｗは、第１枠部３ａの幅、第２枠部３ｂの幅および第３枠部３ｃの幅を加えた幅となる。第１枠部３ａと第２枠部３ｂとが重なる部分を有していると、金属枠体３の内側から外側までの
幅Ｗが小さくなるので、セラミック回路基板１０を小型化することができる。
Further, as in the examples shown in FIGS. 1 to 8, the first frame portion 3a and the second frame portion 3b of the metal frame body 3 are ceramic circuit boards 10 having a portion that overlaps in a plan view. Can be done. On the ceramic substrate 1, there is a mounted metal plate 2a inside the metal frame 3, and a terminal metal plate 2b outside the metal frame 3. If the width W from the inside to the outside of the metal frame 3 in a plan view is large, the ceramic circuit board 10 becomes large. When the first frame portion 3a and the second frame portion 3b of the metal frame body 3 do not overlap in a plan view, the width W from the inside to the outside of the metal frame body 3 is the width of the first frame portion 3a. The width is the sum of the width of the second frame portion 3b and the width of the third frame portion 3c. When the first frame portion 3a and the second frame portion 3b have an overlapping portion, the width W from the inside to the outside of the metal frame body 3 becomes small, so that the ceramic circuit board 10 can be miniaturized. ..

図４に示す例のセラミック回路基板１０における金属枠体３では、第１枠部３ａと第２枠部３ｂとは、これらを接続している第３枠部３ｃの幅の分だけ平面視で重なっている。この例における金属枠体３の内側から外側までの幅Ｗは、第１枠部３ａの内周から第２枠部３ｂの外周までの長さである。これに対して、図１～図３および図５～図７に示す例のセラミック回路基板１０においては、第１枠部３ａと第２枠部３ｂとは外寸および内寸が同じで平面視の位置も同じであるので、第１枠部３ａと第２枠部３ｂとは互いに全面が重なっている。この例における金属枠体３の内側から外側までの幅Ｗは、第１枠部３ａおよび第２枠部３ｂの幅に等しい。また、図８に示す例のセラミック回路基板１０においては、第１枠部３ａの外寸は第２枠部３ｂの外寸より小さく、第１枠部３ａの内寸は第２枠部３ｂの内寸より大きく、第１枠部３ａは第２枠部３ｂの幅内に位置しており、第１枠部材３ａは第２枠部３ｂと全面が重なっている。この例における金属枠体３の内側から外側までの幅Ｗは、第２枠部３ｂの幅に等しい。 In the metal frame body 3 in the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIG. 4, the first frame portion 3a and the second frame portion 3b are viewed in a plan view by the width of the third frame portion 3c connecting them. overlapping. The width W from the inside to the outside of the metal frame 3 in this example is the length from the inner circumference of the first frame 3a to the outer circumference of the second frame 3b. On the other hand, in the ceramic circuit boards 10 of the examples shown in FIGS. 1 to 3 and 5 to 7, the first frame portion 3a and the second frame portion 3b have the same outer and inner dimensions and are viewed in a plan view. Since the positions of the first frame portion 3a and the second frame portion 3b are the same, the entire surfaces of the first frame portion 3a and the second frame portion 3b overlap each other. The width W from the inside to the outside of the metal frame 3 in this example is equal to the width of the first frame 3a and the second frame 3b. Further, in the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIG. 8, the outer dimension of the first frame portion 3a is smaller than the outer dimension of the second frame portion 3b, and the inner dimension of the first frame portion 3a is the second frame portion 3b. It is larger than the inner dimension, the first frame portion 3a is located within the width of the second frame portion 3b, and the first frame member 3a overlaps the second frame portion 3b on the entire surface. The width W from the inside to the outside of the metal frame 3 in this example is equal to the width of the second frame portion 3b.

図１～図３および図５～図８に示す例のように、第１枠部３ａと第２枠部３ｂのうちの
一方は、他方と全面が重なっているセラミック回路基板１０とすることができる。このような構成であると、上記したように金属枠体３の内側から外側までの幅Ｗは、第１枠部３ａまたは第２枠部３ｂの幅と同じになり、より小さくなるので、セラミック回路基板１０がより小型化する。 As in the examples shown in FIGS. 1 to 3 and 5 to 8, one of the first frame portion 3a and the second frame portion 3b may be a ceramic circuit board 10 whose entire surface overlaps with the other. can. With such a configuration, as described above, the width W from the inside to the outside of the metal frame 3 is the same as the width of the first frame 3a or the second frame 3b, and is smaller, so that the ceramic is used. The circuit board 10 becomes smaller.

このとき、図１～図３および図５～図７に示す例のように、第１枠部３ａの幅と第２枠部３ｂの幅とが同じであるセラミック回路基板１０とすることができる。上記のように第１枠部３ａの幅と第２枠部３ｂとが全面が重なるようにして小型化したとき、第１枠部３ａの幅および第２枠部３ｂの幅を最も大きくすることができるので、第１枠部３ａのセラミック基板１との接合面積および第２枠部３ｂの蓋体３０との接合面積を大きくすることができる。また、第１枠部３ａの第３枠部３ｃからはみ出した部分の長さも大きくすることができるので、第１枠部３ａの変形性が高いものとなる。よって、気密封止性および光学特性がさらに優れたパッケージ４０および電子装置１００を得ることができる。また、図１～図３に示す例のように、第１枠部３ａと第２枠部３ｂとが内端同士あるいは外端同士で第３枠部３ｃにより接続されている、言い換えれば金属枠体３の断面形状がコの字型（Ｃ字型）の場合には、金属枠体３の上下の区別がなくなるので、セラミック回路基板１０を作製する際に有利である。 At this time, as in the examples shown in FIGS. 1 to 3 and 5 to 7, the ceramic circuit board 10 in which the width of the first frame portion 3a and the width of the second frame portion 3b are the same can be used. .. When the width of the first frame portion 3a and the width of the second frame portion 3b are miniaturized so as to overlap the entire surface as described above, the width of the first frame portion 3a and the width of the second frame portion 3b should be maximized. Therefore, the bonding area of the first frame portion 3a with the ceramic substrate 1 and the bonding area of the second frame portion 3b with the lid 30 can be increased. Further, since the length of the portion of the first frame portion 3a protruding from the third frame portion 3c can be increased, the deformability of the first frame portion 3a becomes high. Therefore, it is possible to obtain the package 40 and the electronic device 100 having further excellent airtight sealing property and optical characteristics. Further, as in the examples shown in FIGS. 1 to 3, the first frame portion 3a and the second frame portion 3b are connected to each other by the third frame portion 3c between the inner ends or the outer ends, in other words, a metal frame. When the cross-sectional shape of the body 3 is U-shaped (C-shaped), the upper and lower parts of the metal frame 3 are not distinguished, which is advantageous when manufacturing the ceramic circuit board 10.

図７および図８に示す例のセラミック回路基板１０では、第３枠部３ｃは第１枠部３ａおよび第２枠部３ｂのそれぞれの幅の中央部に接続されており、縦断面形状はＩ字（Ｈ字）型のようになっている。図１および図２に示す例のセラミック回路基板１０では、第３枠部３ｃは第１枠部３ａおよび第２枠部３ｂのそれぞれの内端に接続されている。図３に示す例のセラミック回路基板１０では、第３枠部３ｃは第１枠部３ａおよび第２枠部３ｂのそれぞれの外端に接続されている。そのため、図１～図３に示す例の金属枠体３の断面形状はコの字型（Ｃ字型）となっている。図４に示す例のセラミック回路基板１０では、第３枠部３ｃは第１枠部３ａの外端に、第２枠部３ｂの内端に接続されている。そのため、図４に示す例の金属枠体３の断面形状はクランク型となっている。第３枠部３ｃが第１枠部３ａの内端に、第２枠部３ｂの外端に接続された、図４に示す例とは逆向きのクランク型とすることもできる。図５に示す例のセラミック回路基板１０では、第３枠部３ｃは第１枠部３ａの外端に、第２枠部３ｂの内端に接続されている。図６に示す例のセラミック回路基板１０では、第３枠部３ｃは第１枠部３ａの内端に、第２枠部３ｂの外端に接続されている。そのため、図５および図６に示す例の金属枠体３の断面形状は乙字型（Ｚ字型）となっている。 In the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIGS. 7 and 8, the third frame portion 3c is connected to the central portion of the respective widths of the first frame portion 3a and the second frame portion 3b, and the vertical cross-sectional shape is I. It looks like a letter (H). In the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIGS. 1 and 2, the third frame portion 3c is connected to the inner ends of the first frame portion 3a and the second frame portion 3b, respectively. In the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIG. 3, the third frame portion 3c is connected to the outer ends of the first frame portion 3a and the second frame portion 3b, respectively. Therefore, the cross-sectional shape of the metal frame 3 in the examples shown in FIGS. 1 to 3 is U-shaped (C-shaped). In the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIG. 4, the third frame portion 3c is connected to the outer end of the first frame portion 3a and to the inner end of the second frame portion 3b. Therefore, the cross-sectional shape of the metal frame 3 in the example shown in FIG. 4 is a crank type. It is also possible to use a crank type in which the third frame portion 3c is connected to the inner end of the first frame portion 3a and the outer end of the second frame portion 3b, which is opposite to the example shown in FIG. In the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIG. 5, the third frame portion 3c is connected to the outer end of the first frame portion 3a and to the inner end of the second frame portion 3b. In the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIG. 6, the third frame portion 3c is connected to the inner end of the first frame portion 3a and to the outer end of the second frame portion 3b. Therefore, the cross-sectional shape of the metal frame 3 in the examples shown in FIGS. 5 and 6 is O-shaped (Z-shaped).

図１～図６に示す例のように、第３枠部３ｃが、第１枠部３ａおよび第２枠部３ｂの内端または外端に接続されているセラミック回路基板１０とすることができる。図７および図８に示す例のような、第３枠部３ｃが第１枠部３ａおよび第２枠部３ｂのそれぞれの幅の中央部に接続されている場合には、第２枠部３ｂの幅が図１～図６に示す例の第２枠部３ｂの幅と同じ場合であると、第３枠部３ｃとの接続部から第２枠部３ｂがはみ出る長さが短くなるので第２枠部３ｂが変形し難いものとなる。また、図１～図６に示す例の第２枠部３ｂと同じだけはみ出させると、第２枠部３ｂの幅が約２倍になるので、金属枠体３およびセラミック回路基板１０が大型化してしまう。これに対して、第３枠部３ｃが、第１枠部３ａおよび第２枠部３ｂの内端または外端に接続されていると、第２枠部３ｂが変形しやすく小型の金属枠体３となるので、気密封止性および光学特性に優れた小型のパッケージ４０および電子装置１００を得ることができる回路基板１０となる。 As in the example shown in FIGS. 1 to 6, the third frame portion 3c can be a ceramic circuit board 10 connected to the inner end or the outer end of the first frame portion 3a and the second frame portion 3b. .. When the third frame portion 3c is connected to the central portion of the respective widths of the first frame portion 3a and the second frame portion 3b as in the example shown in FIGS. 7 and 8, the second frame portion 3b is connected. When the width of the second frame portion 3b in the example shown in FIGS. 1 to 6 is the same as the width of the second frame portion 3b, the length of the second frame portion 3b protruding from the connection portion with the third frame portion 3c becomes shorter. 2 The frame portion 3b is not easily deformed. Further, if the width of the second frame portion 3b is extended by the same amount as that of the second frame portion 3b of the examples shown in FIGS. 1 to 6, the width of the second frame portion 3b is about doubled, so that the metal frame body 3 and the ceramic circuit board 10 are enlarged. Will end up. On the other hand, when the third frame portion 3c is connected to the inner end or the outer end of the first frame portion 3a and the second frame portion 3b, the second frame portion 3b is easily deformed and is a small metal frame body. Since the number is 3, it becomes a circuit board 10 from which a small package 40 and an electronic device 100 having excellent airtight sealability and optical characteristics can be obtained.

図１～図３に示す例の金属枠体３の断面形状は、いずれもコの字型（Ｃ字型）となっているが、図１および図２に示す例と図３に示す例とでは、その向きが異なっている。図１および図２に示す例の金属枠体３は、第３枠部３ｃが第２枠部３ｂの内端に接続されており、図３に示す例の金属枠体３は、第３枠部３ｃが第２枠部３ｂの外端に接続されている
。また、図５に示す例および図６に示す例の金属枠体３の断面形状は、いずれも乙字型（Ｚ字型）となっているが、図５に示す例と図６に示す例とでは、その向きが異なっている。図５に示す例の金属枠体３は、第３枠部３ｃが第２枠部３ｂの内端に接続されており、図６に示す例の金属枠体３は、第３枠部３ｃが第２枠部３ｂの外端に接続されている。第２枠部３ｂの変形は、第３枠部３が接続されている端部を中心として回転するような変形となる。 The cross-sectional shape of the metal frame 3 of the examples shown in FIGS. 1 to 3 is U-shaped (C-shaped), but the example shown in FIGS. 1 and 2 and the example shown in FIG. 3 Then, the direction is different. In the metal frame body 3 of the example shown in FIGS. 1 and 2, the third frame portion 3c is connected to the inner end of the second frame portion 3b, and the metal frame body 3 of the example shown in FIG. 3 is the third frame. The portion 3c is connected to the outer end of the second frame portion 3b. Further, the cross-sectional shapes of the metal frame 3 of the example shown in FIG. 5 and the example shown in FIG. 6 are both O-shaped (Z-shaped), but the example shown in FIG. 5 and the example shown in FIG. 6 Then, the direction is different. In the metal frame body 3 of the example shown in FIG. 5, the third frame portion 3c is connected to the inner end of the second frame portion 3b, and in the metal frame body 3 of the example shown in FIG. 6, the third frame portion 3c is connected. It is connected to the outer end of the second frame portion 3b. The deformation of the second frame portion 3b is such that the second frame portion 3b rotates about the end to which the third frame portion 3 is connected.

図９（ａ）および図９（ｂ）に示す例のように、セラミック回路基板１０はわずかではあるが反りを有するものである。この反りにより、蓋体３０が接合される金属枠体３の上面もまた反っており、平坦ではない。セラミック回路基板１０の反りの向きによって、金属枠体３に蓋体３０の金属枠部材３１を押し当ててシーム溶接をする際の、金属枠体３の変形のし易さが変わる。金属枠体３の変形のうち第２枠部３ｂの変形は、上述したように、第３枠部３が接続されている端部を中心として回転するような変形であり、第３枠部３ｃが接続されていない端部側が変形する。このような変形をさせるためには、蓋体３０を第２枠部３ｂの第３枠部３ｃが接続されていない端部に押し当てることで容易に行なうことができる。 As shown in the examples shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the ceramic circuit board 10 has a slight warp. Due to this warp, the upper surface of the metal frame 3 to which the lid 30 is joined is also warped and is not flat. Depending on the direction of the warp of the ceramic circuit board 10, the ease of deformation of the metal frame 3 when the metal frame member 31 of the lid 30 is pressed against the metal frame 3 and seam welding is performed changes. Of the deformations of the metal frame body 3, the deformation of the second frame portion 3b is, as described above, the deformation of rotating around the end to which the third frame portion 3 is connected, and the deformation of the third frame portion 3c. The end side that is not connected is deformed. Such deformation can be easily performed by pressing the lid 30 against the end portion of the second frame portion 3b to which the third frame portion 3c is not connected.

そのため、図９（a）に示す例のようにセラミック回路基板１０が、金属枠体３が接合
されている第１面１ａ（上面）側に凸に反っている場合には、第２枠部３ｂの外端に第３枠部３ｃが接続されているセラミック回路基板１０とすることができる。一方、図９（ｂ）に示す例のようにセラミック回路基板１０が、金属枠体３が接合されている第１面１ａ（上面）とは反対側の第２面１ｂ（下面）側に凸に反っている場合には、第２枠部３ｂの内端に第３枠部３ｃが接続されているセラミック回路基板１０とすることができる。このようにすることで、第２枠部３ｂの第３枠部３ｃが接続されていない端部は、第３枠部３ｃが接続されている端部より上方に突出した状態となり、回路基板１０の上方から蓋体３０を押し当てて第２枠部３ｂを変形させやすくなる。また、第２枠部３ｂの変形と同時か、この変形の後に第３枠部３ｃが変形することとなる。図９は金属枠体３の断面形状がコの字型（Ｃ字型）の例であるが、金属枠体３の断面形状が乙字型（Ｚ字型）の例の場合も同様である。また、金属枠体３の断面形状がクランク型も同様である。セラミック回路基板１０の反りは、セラミック基板１の第１面１ａにおける、金属回路板２および金属枠体３が接合されず露出している部分で、表面粗さ計や３次元測定器等を用いて測定することができる。 Therefore, when the ceramic circuit board 10 is convexly warped toward the first surface 1a (upper surface) to which the metal frame 3 is joined as in the example shown in FIG. 9A, the second frame portion The ceramic circuit board 10 can be a ceramic circuit board 10 to which the third frame portion 3c is connected to the outer end of the 3b. On the other hand, as shown in the example shown in FIG. 9B, the ceramic circuit board 10 is convex toward the second surface 1b (lower surface) opposite to the first surface 1a (upper surface) to which the metal frame 3 is joined. In the case of warping, the ceramic circuit board 10 may be a ceramic circuit board 10 to which the third frame portion 3c is connected to the inner end of the second frame portion 3b. By doing so, the end portion of the second frame portion 3b to which the third frame portion 3c is not connected is in a state of protruding upward from the end portion to which the third frame portion 3c is connected, and the circuit board 10 It becomes easy to deform the second frame portion 3b by pressing the lid body 30 from above. Further, the third frame portion 3c is deformed at the same time as the deformation of the second frame portion 3b or after this deformation. FIG. 9 shows an example in which the cross-sectional shape of the metal frame 3 is U-shaped (C-shaped), but the same applies to the case where the cross-sectional shape of the metal frame 3 is O-shaped (Z-shaped). Further, the cross-sectional shape of the metal frame 3 is the same as that of the crank type. The warp of the ceramic circuit board 10 is a portion of the first surface 1a of the ceramic substrate 1 where the metal circuit board 2 and the metal frame 3 are not joined and are exposed, and a surface roughness meter, a three-dimensional measuring instrument, or the like is used. Can be measured.

セラミック回路基板１０の反りは、セラミック基板１の第１面１ａと第２面との間における、金属回路板２等の面積、厚みおよび形状等による、主に体積の違いで変わる。例えばアルミナからなるセラミック基板１の熱膨張係数より銅からなる金属回路板２等の熱膨張係数の方が大きいので、金属回路板２が多く接合されている側が凹となる反りになり易い。このようなセラミック回路基板１０の反りが小さい方が、蓋体３０を金属枠体３に接合する際の、金属枠体３の変形を小さくすることができ、蓋体３０の変形はより小さくなる。そのため、反りを小さくするために、セラミック基板１の第１面１ａと第２面１ｂとで金属回路板２の体積の差が小さいセラミック回路基板１０、あるいは金属回路板２以外の金属板を接合したセラミック回路基板１０とすることができる。 The warp of the ceramic circuit board 10 varies mainly due to the difference in volume between the first surface 1a and the second surface of the ceramic substrate 1 depending on the area, thickness, shape, etc. of the metal circuit board 2 and the like. For example, since the coefficient of thermal expansion of the metal circuit board 2 made of copper is larger than the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate 1 made of alumina, the side to which many metal circuit boards 2 are joined tends to be concave and warped. When the warp of the ceramic circuit board 10 is small, the deformation of the metal frame 3 when the lid 30 is joined to the metal frame 3 can be reduced, and the deformation of the lid 30 is smaller. .. Therefore, in order to reduce the warpage, the ceramic circuit board 10 having a small difference in volume between the first surface 1a and the second surface 1b of the ceramic substrate 1 or the metal plate other than the metal circuit board 2 is joined. The ceramic circuit board 10 can be obtained.

図１および図２に示す例の回路基板１００では、セラミック基板１の第１面１ａには９つの搭載金属板２ａおよび６つの端子金属板２ｂが接合されているのに対して、セラミック基板１の第２面１ｂには６つの配線金属板２ｃが接合されている。セラミック基板１の第１面１ａに接合されている金属回路板２の体積の方が第２面１ｂに接合されている金属回路板２の体積より大きいので、図９（ｂ）に示す例のように、セラミック回路基板１０の反りは、第２面１ｂ（下面）側に凸の反りとなりやすくなる。なお、図１および図２に示す例のセラミック回路基板１０においては、図１０および図１１に示す例のように、搭
載金属板２ａのうち中央の３つにはそれぞれ電子部品２０が搭載され、外側の６つの搭載金属板２ａと電子部品２０の電極とが電気的に接続される。外側の搭載金属板２ａと端子金属板２ｂとは、セラミック基板１の貫通孔内に配置されている貫通金属柱２ｄおよびセラミック基板１の第２面１ｂに接合されている配線金属板２ｃを介して電気的に接続されている。これにより、電子部品２０は金属枠体３の外側にある端子金属板２ｂと電気的に接続されている。 In the circuit board 100 of the example shown in FIGS. 1 and 2, nine mounting metal plates 2a and six terminal metal plates 2b are bonded to the first surface 1a of the ceramic substrate 1, whereas the ceramic substrate 1 is joined. Six wiring metal plates 2c are joined to the second surface 1b of the above. Since the volume of the metal circuit board 2 bonded to the first surface 1a of the ceramic substrate 1 is larger than the volume of the metal circuit board 2 bonded to the second surface 1b, the example shown in FIG. 9B shows the example. As described above, the warp of the ceramic circuit board 10 tends to be a convex warp toward the second surface 1b (lower surface) side. In the ceramic circuit board 10 of the examples shown in FIGS. 1 and 2, electronic components 20 are mounted on the central three of the mounted metal plates 2a, as in the examples shown in FIGS. 10 and 11. The six outer mounting metal plates 2a and the electrodes of the electronic component 20 are electrically connected. The outer mounting metal plate 2a and the terminal metal plate 2b are connected to the through metal column 2d arranged in the through hole of the ceramic substrate 1 and the wiring metal plate 2c joined to the second surface 1b of the ceramic substrate 1 via the wiring metal plate 2c. Is electrically connected. As a result, the electronic component 20 is electrically connected to the terminal metal plate 2b on the outside of the metal frame 3.

図３に示す例のセラミック回路基板１０では、セラミック基板１の第１面１ａに接合されている金属回路板２（搭載金属板２ａおよび端子金属板２ｂ）は同じであるのに対して、セラミック基板１の第２面１ｂには６つの配線金属板２ｃに加えて金属放熱板５が接合されている。金属放熱板５は、第１面１ａの中央部に配列されて接合されている３つの搭載金属板２ａのそれぞれに対向するように配列されている。搭載金属板２ａに搭載された電子部品２０で発生した熱は、搭載金属板２ａ、セラミック基板１および金属放熱板５を介して外部へ放出される。図１および図２に示す例に比較して、セラミック基板１の第１面１ａに接合されている金属回路板２の体積と第２面１ｂに接合されている金属回路板２の体積との差が小さいので、セラミック回路基板１０の反りが小さくなる。金属枠体３の熱膨張係数がセラミック基板１の熱膨張係数より大きければ、セラミック回路基板１０の反りは、第２面１ｂ（下面）側に凸の反りとなりやすくなる。 In the example ceramic circuit board 10 shown in FIG. 3, the metal circuit board 2 (mounted metal plate 2a and terminal metal plate 2b) bonded to the first surface 1a of the ceramic substrate 1 is the same, whereas the ceramic is ceramic. In addition to the six wiring metal plates 2c, a metal heat dissipation plate 5 is joined to the second surface 1b of the substrate 1. The metal heat sink 5 is arranged so as to face each of the three mounted metal plates 2a arranged and joined to the central portion of the first surface 1a. The heat generated by the electronic component 20 mounted on the mounted metal plate 2a is released to the outside via the mounted metal plate 2a, the ceramic substrate 1, and the metal heat sink 5. Compared to the examples shown in FIGS. 1 and 2, the volume of the metal circuit board 2 bonded to the first surface 1a of the ceramic substrate 1 and the volume of the metal circuit board 2 bonded to the second surface 1b Since the difference is small, the warp of the ceramic circuit board 10 is small. If the coefficient of thermal expansion of the metal frame 3 is larger than the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate 1, the warp of the ceramic circuit board 10 tends to be a convex warp toward the second surface 1b (lower surface) side.

図４に示す例のセラミック回路基板１０では、図１～図３に示す例に比較して、セラミック基板１が小さくなっており、セラミック基板１の第１面１ａに端子金属板２ｂが接合されていない。セラミック基板１の第２面１ｂにおける図１～図３に示す例の配線金属板２ｃの位置に端子金属板２ｂが接合され、セラミック基板１から端子金属板２ｂの端部が突出している。また、図３に示す例では３つの金属放熱板５が接合されているのに対して、第１面１ａの中央部の３つの搭載金属板２ａに対向する大きさの１つの金属放熱板５が接合されている。この金属放熱板５は３つの搭載金属板２ａの外縁を結んだものより大きいので、電子部品２０で発生する熱はセラミック基板１の面方向にも拡散しながら金属放熱板５に伝わるので、放熱性がより高いものとなる。この例では、セラミック基板１の第１面１ａに接合されている金属回路板２の体積の方が第２面１ｂに接合されている金属回路板２の体積より小さいので、金属枠体３の熱膨張係数がセラミック基板１の熱膨張係数と同等であれば、図９（ａ）に示す例のように、セラミック回路基板１０の反りは、第１面１ａ（上面）側に凸の反りとなりやすくなる。 In the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIG. 4, the ceramic substrate 1 is smaller than the examples shown in FIGS. 1 to 3, and the terminal metal plate 2b is bonded to the first surface 1a of the ceramic substrate 1. Not. The terminal metal plate 2b is joined to the position of the wiring metal plate 2c of the example shown in FIGS. 1 to 3 on the second surface 1b of the ceramic substrate 1, and the end portion of the terminal metal plate 2b protrudes from the ceramic substrate 1. Further, in the example shown in FIG. 3, three metal heat sinks 5 are joined, whereas one metal heat sink 5 having a size facing the three mounted metal plates 2a in the central portion of the first surface 1a. Are joined. Since the metal heat sink 5 is larger than the one connecting the outer edges of the three mounted metal plates 2a, the heat generated by the electronic component 20 is transmitted to the metal heat sink 5 while being diffused in the surface direction of the ceramic substrate 1, so that heat is dissipated. The sex will be higher. In this example, since the volume of the metal circuit board 2 bonded to the first surface 1a of the ceramic substrate 1 is smaller than the volume of the metal circuit board 2 bonded to the second surface 1b, the metal frame 3 If the coefficient of thermal expansion is equivalent to the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate 1, the warp of the ceramic circuit board 10 becomes a convex warp toward the first surface 1a (upper surface) side as shown in the example shown in FIG. 9A. It will be easier.

図５に示す例のセラミック回路基板１０では、図３に示す例に比較して大きい金属放熱板５が接合されている。金属放熱板５は、第１面１ａの中央部の３つの搭載金属板２ａに対向する大きさの部分とさらに金属枠体３の一部と対向する部分を有するＨ字型である。金属放熱板５がより大きいので放熱性もより高いものとなる。また、金属枠体３の熱膨張係数がセラミック基板１の熱膨張係数より大きい場合でも、セラミック回路基板１０の反りはより小さいものとなる。 In the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIG. 5, a metal heat sink 5 larger than that of the example shown in FIG. 3 is bonded. The metal heat sink 5 is an H-shape having a portion having a size facing the three mounted metal plates 2a in the central portion of the first surface 1a and a portion facing a part of the metal frame 3. Since the metal heat sink 5 is larger, the heat dissipation is also higher. Further, even when the coefficient of thermal expansion of the metal frame 3 is larger than the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate 1, the warp of the ceramic circuit board 10 is smaller.

図６に示す例のセラミック回路基板１０では、図３に示す例に対して、セラミック基板１の第２面１ｂだけでなく第１面１ａにも金属放熱板５が接合されている。第１面１ａに接合されている金属放熱板５は、搭載金属板２ａおよび端子金属板２ｂを取り囲むような形状で、これにより第１面１ａの大部分に金属板が接合されている。このときの金属枠体３は放熱板５の上に接合されており、放熱板５を介してセラミック基板１に接合されている。第２面１ｂの金属放熱板５は配線金属板２ｃを取り囲むような形状であり、金属放熱板５と配線金属板２ｃとで第２面１ｂのほぼ全面が覆われている。 In the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIG. 6, the metal heat sink 5 is bonded not only to the second surface 1b of the ceramic substrate 1 but also to the first surface 1a with respect to the example shown in FIG. The metal heat dissipation plate 5 joined to the first surface 1a has a shape that surrounds the mounted metal plate 2a and the terminal metal plate 2b, whereby the metal plate is joined to most of the first surface 1a. The metal frame 3 at this time is joined on the heat radiating plate 5, and is joined to the ceramic substrate 1 via the heat radiating plate 5. The metal heat radiating plate 5 on the second surface 1b has a shape that surrounds the wiring metal plate 2c, and the metal heat radiating plate 5 and the wiring metal plate 2c cover almost the entire surface of the second surface 1b.

図７および図８に示す例のセラミック回路基板１０では、図６に示す例と同様にセラミック基板１の第１面１ａに金属放熱板５が接合されている。図７（ａ）および図８（ａ）
に示すように、金属放熱板５は端子金属板２ｂの間にも配置されてより大きいものとなっており、これにより第１面１ａのほぼ全面に金属板が接合されている。図８に示す例の金属放熱板５は、図６に示す例の金属放熱板５と同様に１つの大きなものであり、回路導体２との間にクリアランスを設けるような貫通孔や切り欠きを有するものである。図７に示す例の金属放熱板５は、金属枠体３の内側と外側の２つに分かれている。この２つの間には金属枠体３が接合されている枠状の金属板（枠状金属板７）が接合されている。 In the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIGS. 7 and 8, the metal heat sink 5 is bonded to the first surface 1a of the ceramic substrate 1 as in the example shown in FIG. 7 (a) and 8 (a)
As shown in the above, the metal heat sink 5 is also arranged between the terminal metal plates 2b to be larger, so that the metal plate is joined to almost the entire surface of the first surface 1a. The metal heat sink 5 of the example shown in FIG. 8 is one large one like the metal heat sink 5 of the example shown in FIG. 6, and has a through hole or a notch so as to provide a clearance between the metal heat sink 5 and the circuit conductor 2. It has. The metal heat sink 5 of the example shown in FIG. 7 is divided into two parts, an inside and an outside of the metal frame 3. A frame-shaped metal plate (frame-shaped metal plate 7) to which the metal frame body 3 is joined is joined between the two.

図７および図８に示す例のセラミック回路基板１０においても、図６に示す例と同様の金属放熱板５がセラミック基板１の第２面１ｂに接合されている。そして、図７（ｂ）および図８（ｂ）に示すように、第２面１ｂの配線金属板２ｃおよび金属放熱板５（の下方）にさらに放熱部材が接合されている。この放熱部材は、セラミック放熱板６の上面に、セラミック基板１の第２面１ｂに接合されている配線金属板２ｃおよび金属放熱板５と同様の形状の金属放熱板５が接合され、セラミック放熱板６の下面にはセラミック放熱板６より一回り小さい金属放熱板５が接合されているものである。図７（ｃ）および図８（ｃ）に示すように、セラミック回路基板１０の下面に露出しているのはセラミック放熱板６および金属放熱板５である。配線金属板２ｃの外側（下側）に絶縁体であるセラミック放熱板６が存在しているので、セラミック回路基板１０を、金属等の導電性の表面を有する外部の放熱部材に、はんだやろう材等の金属接合材で接続することができる。 Also in the ceramic circuit board 10 of the example shown in FIGS. 7 and 8, the same metal heat sink 5 as in the example shown in FIG. 6 is joined to the second surface 1b of the ceramic substrate 1. Then, as shown in FIGS. 7 (b) and 8 (b), a heat radiating member is further joined to the wiring metal plate 2c and the metal heat radiating plate 5 (below) of the second surface 1b. In this heat radiating member, a wiring metal plate 2c bonded to the second surface 1b of the ceramic substrate 1 and a metal heat radiating plate 5 having the same shape as the metal heat radiating plate 5 are bonded to the upper surface of the ceramic heat radiating plate 6 to dissipate ceramic heat. A metal heat sink 5, which is one size smaller than the ceramic heat sink 6, is bonded to the lower surface of the plate 6. As shown in FIGS. 7 (c) and 8 (c), the ceramic heat sink 6 and the metal heat sink 5 are exposed on the lower surface of the ceramic circuit board 10. Since the ceramic heat dissipation plate 6 which is an insulator exists on the outside (lower side) of the wiring metal plate 2c, solder the ceramic circuit board 10 to an external heat dissipation member having a conductive surface such as metal. It can be connected with a metal bonding material such as a material.

パッケージ４０は、図１０および図１１に示す例のように、上記セラミック回路基板１０と、セラミック回路基板１０の金属枠体３の第２枠部３ｂに接合されている蓋体３０と、を備える。蓋体３０は、金属枠体３に接合される、窓部を有する板状の金属枠部材３１および窓部を塞いで金属枠部材３１に接合された透光性部材３３を有している。このようなパッケージに４０よれば、上記構成のセラミック回路基板１０を備えていることから、気密封止性および光学特性に優れた電子装置１００を得ることができる。 As shown in the examples shown in FIGS. 10 and 11, the package 40 includes the ceramic circuit board 10 and a lid 30 joined to the second frame portion 3b of the metal frame body 3 of the ceramic circuit board 10. .. The lid 30 has a plate-shaped metal frame member 31 having a window portion, which is joined to the metal frame body 3, and a translucent member 33, which closes the window portion and is joined to the metal frame member 31. According to such a package 40, since the ceramic circuit board 10 having the above configuration is provided, it is possible to obtain an electronic device 100 having excellent airtight sealing property and optical characteristics.

このとき、蓋体３０が、金属枠部材３１と透光性部材３３との間に、セラミック枠部材３２を備えているパッケージ４０とすることができる。比較的剛性の高いセラミック枠部材３２を備えているので、透光性部材３３の歪みがより小さくなり、光学特性がより優れた電子装置１００を得ることができるパッケージ４０となる。 At this time, the lid 30 can be a package 40 having a ceramic frame member 32 between the metal frame member 31 and the translucent member 33. Since the ceramic frame member 32 having a relatively high rigidity is provided, the distortion of the translucent member 33 becomes smaller, and the package 40 can obtain the electronic device 100 having more excellent optical characteristics.

電子装置１００は、上記構成のパッケージ４０と、セラミック回路基板１０の金属回路板２（搭載金属板２ａ）上に搭載された電子部品２０と、を備えている。このような電子装置１００によれば、上記構成のパッケージ４０を備えていることから、気密封止性および光学特性に優れたものとなる。 The electronic device 100 includes a package 40 having the above configuration and an electronic component 20 mounted on the metal circuit board 2 (mounted metal plate 2a) of the ceramic circuit board 10. According to such an electronic device 100, since the package 40 having the above configuration is provided, the airtight sealing property and the optical characteristics are excellent.

セラミック基板１は、セラミック焼結体からなり、金属回路板２等を固定して支持するための基体部分である。また、セラミック基板１は、セラミック基板１の表面に接合された複数の金属回路板２の間を互いに電気的に絶縁させるための絶縁部材としても機能する。また、セラミック基板１の上下面間で熱を伝導する伝熱部材としても機能する。セラミック基板１の大きさは電子装置１００の用途等に応じて適宜設定されるものであるが、例えば、厚みが０．２５ｍｍ～１．０ｍｍで、平面視の大きさは１辺の長さが１０ｍｍ～２００ｍｍの矩形状とすることができる。 The ceramic substrate 1 is made of a ceramic sintered body, and is a substrate portion for fixing and supporting a metal circuit board 2 or the like. Further, the ceramic substrate 1 also functions as an insulating member for electrically insulating the plurality of metal circuit boards 2 bonded to the surface of the ceramic substrate 1 from each other. It also functions as a heat transfer member that conducts heat between the upper and lower surfaces of the ceramic substrate 1. The size of the ceramic substrate 1 is appropriately set according to the application of the electronic device 100 and the like. For example, the thickness is 0.25 mm to 1.0 mm, and the size in a plan view is the length of one side. It can be a rectangular shape of 10 mm to 200 mm.

セラミック基板１のセラミックス焼結体としては、公知の材料を用いることができ、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）焼結体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）焼結体および窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）焼結体などを用いることができる。セラミック基板１は、公知の製造方法によって製造することができ、例えば、アルミナなどの原料粉末に焼結助剤を添加し、基板状に成形したのち、焼成することで製造することができる。 Known materials can be used as the ceramic sintered body of the ceramic substrate 1, for example, an alumina (Al ₂ O ₃ ) sintered body, an aluminum nitride (Al N) sintered body, and a silicon nitride (Si ₃ N ₄ ). A sintered body or the like can be used. The ceramic substrate 1 can be manufactured by a known manufacturing method. For example, the ceramic substrate 1 can be manufactured by adding a sintering aid to a raw material powder such as alumina, forming the ceramic substrate into a substrate, and then firing the ceramic substrate 1.

金属回路板２は、例えば銅または銅合金、あるいはアルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料によって形成されている。電気伝導および熱伝導の点では９９％以上の純銅を用いるとよく、さらに、金属回路板２における酸素の含有量が少ない方が、ボンディングワイヤ２１と金属回路板２との接合強度の向上に関して有利である。金属回路板２の大きさおよび形状もまた、電子装置１００の用途等に応じて適宜設定されるものであるが、例えば、厚みは０．１ｍｍ～１．０ｍｍとすることができる。 The metal circuit board 2 is formed of a metal material such as copper or a copper alloy, or aluminum or an aluminum alloy. In terms of electrical conduction and heat conduction, it is preferable to use pure copper of 99% or more, and a smaller oxygen content in the metal circuit board 2 is advantageous in improving the bonding strength between the bonding wire 21 and the metal circuit board 2. Is. The size and shape of the metal circuit board 2 are also appropriately set according to the application of the electronic device 100 and the like, and for example, the thickness can be 0.1 mm to 1.0 mm.

図１～図３および図５～図１１に示す例のセラミック回路基板１０においては、セラミック基板１の上面（第１面１ａ）の中央部に接合された搭載金属板２ａ、この搭載金属板２ａを挟むように配置されて接合された一対の端子金属板２ｂおよびセラミック基板１の下面に接合された配線金属板２ｃを備えている。搭載金属板２ａは、電子部品２０が搭載される金属板と電子部品２０の電極と接続される金属板とを含んでいる。上述したように、搭載金属板２ａ（電子部品２０の電極と接続される金属板）と端子金属板２ｂとは、配線金属板２ｃで電気的に接続されている。搭載金属板２ａと配線金属板２ｃ、および配線金属板２ｃと端子金属板２ｂは、セラミック基板１の貫通孔内に配置されている貫通金属柱２ｄを介して電気的に接続されている。これにより、金属枠体３の内側にある電子部品２０と金属枠体３の外側にある端子金属板２ｂとが電気的に接続されており、端子金属板２と外部回路とを接続することで電子部品２０と外部回路とが電気的に接続される。図４に示す例のセラミック回路基板１０では、金属回路板２は配線金属板２ｃを備えておらず、搭載金属板２ａ（電子部品２０の電極と接続される金属板）とセラミック基板１の第２面１ｂに接合され、セラミック基板１から端部が突出している端子金属板２ｂとが、セラミック基板１の貫通孔内に配置されている貫通金属柱２ｄを介して電気的に接続されている。金属回路板２の数、形状、配置等はこの例に限られるものではない。 In the example ceramic circuit boards 10 shown in FIGS. 1 to 3 and 5 to 11, the mounted metal plate 2a joined to the central portion of the upper surface (first surface 1a) of the ceramic substrate 1 and the mounted metal plate 2a. It is provided with a pair of terminal metal plates 2b arranged and joined so as to sandwich the above, and a wiring metal plate 2c joined to the lower surface of the ceramic substrate 1. The mounting metal plate 2a includes a metal plate on which the electronic component 20 is mounted and a metal plate connected to the electrodes of the electronic component 20. As described above, the mounted metal plate 2a (the metal plate connected to the electrode of the electronic component 20) and the terminal metal plate 2b are electrically connected by the wiring metal plate 2c. The mounting metal plate 2a and the wiring metal plate 2c, and the wiring metal plate 2c and the terminal metal plate 2b are electrically connected via a through metal column 2d arranged in the through hole of the ceramic substrate 1. As a result, the electronic component 20 inside the metal frame 3 and the terminal metal plate 2b outside the metal frame 3 are electrically connected, and by connecting the terminal metal plate 2 and the external circuit, the terminal metal plate 2 is connected. The electronic component 20 and the external circuit are electrically connected. In the example ceramic circuit board 10 shown in FIG. 4, the metal circuit board 2 does not include the wiring metal plate 2c, and the mounted metal plate 2a (the metal plate connected to the electrode of the electronic component 20) and the ceramic board 1 are the first. The terminal metal plate 2b, which is joined to the two surfaces 1b and whose end protrudes from the ceramic substrate 1, is electrically connected via a through metal column 2d arranged in the through hole of the ceramic substrate 1. .. The number, shape, arrangement, etc. of the metal circuit board 2 are not limited to this example.

金属回路板２は、セラミック基板１の第１面１ａまたは第２面１ｂにろう材４を介して接合されている。ろう材４は、金属回路板２が銅または銅合金からなる場合であれば、例えばチタン、ハフニウムおよびジルコニウムのうち少なくとも１種の活性金属材料を含む、銀－銅（Ａｇ－Ｃｕ）系の活性ろう材を用いることができる。Ａｇ－Ｃｕ系ろう材としては、例えばＢ－Ａｇ８（ＪＩＳＺ３２６１－１９８５）を用いることができる。金属回路板２がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる場合であれば、アルミニウムろうを用いることができる。 The metal circuit board 2 is joined to the first surface 1a or the second surface 1b of the ceramic substrate 1 via a brazing material 4. The brazing filler metal 4 is a silver-copper (Ag-Cu) -based activity comprising at least one active metal material, for example titanium, hafnium and zirconium, if the metal circuit board 2 is made of copper or a copper alloy. A brazing material can be used. As the Ag—Cu based brazing material, for example, B—Ag8 (JIS Z 3261-1985) can be used. If the metal circuit board 2 is made of aluminum or an aluminum alloy, aluminum brazing filler metal can be used.

あらかじめ打ち抜き加工やエッチング加工によって所定形状に加工した金属板をセラミック基板１に接合してもよいし、セラミック基板１と同等の大きさの金属板を接合した後にエッチング等で所定形状の金属回路板２としてもよい。以下、銅からなる金属回路板２をエッチングで形成する例について説明する。 A metal plate processed into a predetermined shape by punching or etching in advance may be joined to the ceramic substrate 1, or a metal circuit board having a predetermined shape by etching or the like after joining a metal plate having the same size as the ceramic substrate 1. It may be 2. Hereinafter, an example of forming the metal circuit plate 2 made of copper by etching will be described.

まず、セラミック基板１の上にろう材ペーストを、金属回路板２の形状に塗布する。ろう材ペーストは、上記ろう材４（活性ろう材）となる粉末に溶剤やバインダー等を加えて混錬することで作製することができる。次に、ろう材ペーストの上にセラミック基板１と同等の大きさの銅からなる金属板を載置して、例えば、真空状態で８３０℃程度の加熱処理をすることによって金属板をセラミック基板１に接合する。次に、金属板の上面にエッチングマスクを形成する。エッチングマスクは、フィルム状のレジスト材を金属板の上面に貼り付ける、あるいは液状のレジスト材を金属板の上面に塗布するなどして、フォトリソ法によって金属回路板２に対応する部分以外を除去して形成することができる。液状の樹脂を金属回路板２の形状に印刷してエッチングマスクを形成することもできる。次に、金属板のエッチングマスクで覆われていない部分をエッチングによって除去し、所定形状の金属回路板２を形成する。そして、エッチングマスクを除去することでセラミック回路基板１０となる。 First, the brazing material paste is applied onto the ceramic substrate 1 in the shape of the metal circuit board 2. The brazing paste can be produced by adding a solvent, a binder, or the like to the powder to be the brazing filler metal 4 (active brazing filler metal) and kneading the paste. Next, a metal plate made of copper having the same size as that of the ceramic substrate 1 is placed on the brazing paste, and the metal plate is formed into the ceramic substrate 1 by, for example, heat-treating at about 830 ° C. in a vacuum state. Join to. Next, an etching mask is formed on the upper surface of the metal plate. In the etching mask, a film-like resist material is attached to the upper surface of the metal plate, or a liquid resist material is applied to the upper surface of the metal plate, and the portion other than the portion corresponding to the metal circuit plate 2 is removed by the photolithography method. Can be formed. An etching mask can also be formed by printing a liquid resin on the shape of the metal circuit board 2. Next, the portion of the metal plate that is not covered with the etching mask is removed by etching to form the metal circuit plate 2 having a predetermined shape. Then, the ceramic circuit board 10 is obtained by removing the etching mask.

金属放熱板５は、金属回路板２と同様の金属で同様にして形成することができる。 The metal heat sink 5 can be formed of the same metal as the metal circuit board 2 in the same manner.

図７および図８に示す例のような放熱部材を備える場合は、セラミック基板１と同様のセラミック放熱板６の上面および下面に金属放熱板５を接合して放熱部材を作製し、上面の金属放熱板５とセラミック基板１の下面（第２面１ｂ）の金属回路板２および放熱板５とをろう材４で接合することで作製することができる。この金属回路板２等とセラミック放熱板６の放熱板５とを接合するろう材４は、活性金属を含まないろう材、はんだ等を用いることができる。 When a heat-dissipating member as shown in the examples shown in FIGS. 7 and 8 is provided, the metal heat-dissipating plate 5 is joined to the upper surface and the lower surface of the ceramic heat-dissipating plate 6 similar to the ceramic substrate 1 to produce the heat-dissipating member, and the metal on the upper surface thereof is provided. It can be manufactured by joining the heat radiating plate 5 with the metal circuit plate 2 on the lower surface (second surface 1b) of the ceramic substrate 1 and the heat radiating plate 5 with a brazing material 4. As the brazing material 4 for joining the metal circuit board 2 and the like to the heat radiating plate 5 of the ceramic heat radiating plate 6, a brazing material containing no active metal, solder, or the like can be used.

金属枠体３は、搭載金属板２ａを取り囲む大きさの枠状である。金属枠体３は、セラミック基板１に接合されている平板枠状の第１枠部３ａと、蓋体３０が接合される平板枠状の第２枠部３ｂと、第１枠部３ａと第２枠部３ｂとを接続している筒状の第３枠部３ｃと、を有しており、これらは一体となっている。金属枠体３の大きさおよび形状は電子装置１００の用途等に応じて適宜設定されるものである。例えば、第１枠部３ａおよび第２枠部３ｂは、内寸が５ｍｍ～１００ｍｍの矩形状、外寸が７ｍｍ～１２０ｍｍの矩形状で、厚みは０．１ｍｍ～２．０ｍｍとすることができる。第３枠部３ｃは厚みが０．１ｍｍ～２．０ｍｍで外寸が５．１ｍｍ～１２０ｍｍの矩形状で高さが１ｍｍ～２０ｍｍとすることができる。 The metal frame body 3 has a frame shape having a size surrounding the mounted metal plate 2a. The metal frame 3 has a flat plate frame-shaped first frame portion 3a joined to the ceramic substrate 1, a flat plate frame-shaped second frame portion 3b to which the lid body 30 is joined, and a first frame portion 3a and a second. It has a tubular third frame portion 3c that connects the two frame portions 3b, and these are integrated. The size and shape of the metal frame 3 are appropriately set according to the application of the electronic device 100 and the like. For example, the first frame portion 3a and the second frame portion 3b may have a rectangular shape having an inner dimension of 5 mm to 100 mm, a rectangular shape having an outer dimension of 7 mm to 120 mm, and a thickness of 0.1 mm to 2.0 mm. .. The third frame portion 3c can have a rectangular shape having a thickness of 0.1 mm to 2.0 mm, an outer dimension of 5.1 mm to 120 mm, and a height of 1 mm to 20 mm.

金属枠体３は、金属回路板２と同様の金属で形成してもよいし、他の金属であってもよい。金属枠体３は金属回路板２と比較して大きいので、セラミック基板１との熱膨張係数の差がより小さい、例えば、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ合金やＦｅ－Ｎｉ合金等の比較的低熱膨張の金属を用いることができる。金属枠体３の断面形状は上述したような形状とすることができるが、このような金属枠体３は、例えば、金属板を打ち抜き加工して作製した金属枠を切削加工するなどして作製することができる。例えばプレス加工で第１枠部３ａと第３枠部３ｃとを一体的に作製した後に打ち抜き加工で作製した第２枠部３ｂを溶接、ろう接等で接続して作製することができる。または、プレス加工で第２枠部３ｂと第３枠部３ｃとを一体的に作製した後に打ち抜き加工で作製した第１枠部３ａを溶接、ろう接等で接続して作製することができる。あるいは、第１枠部３ａ、第２枠部３ｂおよび第３枠部３ｃをそれぞれ別々に打ち抜き加工等で作製して、これらを溶接、ろう接等で接続して作製することができる。 The metal frame 3 may be made of the same metal as the metal circuit board 2, or may be made of another metal. Since the metal frame 3 is larger than the metal circuit board 2, the difference in the coefficient of thermal expansion from that of the ceramic substrate 1 is smaller, for example, relatively low thermal expansion such as Fe—Ni—Co alloy and Fe—Ni alloy. Metal can be used. The cross-sectional shape of the metal frame body 3 can be the shape as described above, and such a metal frame body 3 is manufactured, for example, by cutting a metal frame produced by punching a metal plate. can do. For example, the first frame portion 3a and the third frame portion 3c can be integrally manufactured by press working, and then the second frame portion 3b manufactured by punching can be connected by welding, brazing, or the like. Alternatively, the second frame portion 3b and the third frame portion 3c can be integrally manufactured by press working, and then the first frame portion 3a manufactured by punching can be connected by welding, brazing, or the like. Alternatively, the first frame portion 3a, the second frame portion 3b, and the third frame portion 3c can be separately manufactured by punching or the like, and these can be manufactured by connecting them by welding, brazing, or the like.

金属枠体３もまたセラミック基板１にろう材４で接合されている。あらかじめ金属回路板２の形状に加工した金属板をセラミック基板１に接合する場合であれば、金属回路板２の接合と同時に、同じろう材４を用いて接合することができる。大きい金属板を接合してエッチング加工して金属回路板２を形成する場合には、金属回路板２を形成した後に再度金属枠体３を接合する。また、図６および図８に示す例のように、金属放熱板５を介して金属枠体３をセラミック基板１に接合する場合は、金属回路板２および金属放熱板５を接合した後に、金属放熱板５の上に金属枠体３を接合することができる。この場合のろう材４は、活性金属を含まないもの、低融点のものなど、金属回路板２等を接合するろう材とは異なるものを用いることができる。あるいは、図７に示す例のように、金属放熱板５ではなく、金属枠体３を接合するための枠状金属板７をセラミック基板１に接合しておき、この枠状金属板７の上に金属枠体３を接合することもできる。このときの枠状金属板７は、金属枠体３と同様の金属で形成することができる。上述したように、金属枠体３は金属回路板２と比較して大きく、枠状金属板７も大きいものとなるので、これらにはセラミック基板１との熱膨張係数の差がより小さい、例えば、鉄―ニッケル―コバルト（Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ）合金や鉄―ニッケル（Ｆｅ－Ｎｉ）合金等の比較的低熱膨張の金属を用いることができる。 The metal frame 3 is also bonded to the ceramic substrate 1 with a brazing material 4. When a metal plate processed in advance in the shape of the metal circuit board 2 is joined to the ceramic substrate 1, the same brazing material 4 can be used at the same time as the metal circuit board 2 is joined. When a large metal plate is joined and etched to form a metal circuit plate 2, the metal frame 3 is joined again after the metal circuit plate 2 is formed. Further, as in the example shown in FIGS. 6 and 8, when the metal frame 3 is joined to the ceramic substrate 1 via the metal heat sink 5, the metal circuit board 2 and the metal heat sink 5 are joined and then the metal is joined. The metal frame 3 can be joined on the heat radiating plate 5. As the brazing filler metal 4 in this case, a brazing filler metal 4 containing no active metal, a brazing filler metal having a low melting point, or the like, which is different from the brazing filler metal to which the metal circuit board 2 or the like is bonded, can be used. Alternatively, as in the example shown in FIG. 7, a frame-shaped metal plate 7 for joining the metal frame 3 is joined to the ceramic substrate 1 instead of the metal heat-dissipating plate 5, and the top of the frame-shaped metal plate 7 is joined. It is also possible to join the metal frame body 3 to the metal frame body 3. The frame-shaped metal plate 7 at this time can be formed of the same metal as the metal frame 3. As described above, since the metal frame 3 is larger than the metal circuit plate 2 and the frame-shaped metal plate 7 is also larger, the difference in thermal expansion coefficient from the ceramic substrate 1 is smaller, for example. , Metals with relatively low thermal expansion such as iron-nickel-cobalt (Fe-Ni-Co) alloys and iron-nickel (Fe-Ni) alloys can be used.

金属回路板２、金属枠体３、ろう材４および金属放熱板５の露出面には、金属皮膜（図
示せず）を設けることができる。この金属皮膜は、金属回路板２の腐食防止、電子部品２０の接合材（不図示）による金属回路板２への接合性、ボンディングワイヤ２１の接合性あるいは金属枠体３への蓋体３０の接合性を高めるための皮膜である。金属皮膜は、例えばめっき法によってセラミック基板１に接合された金属回路板２の上面に、ニッケルなどのめっき皮膜層として形成することができる。 A metal film (not shown) can be provided on the exposed surfaces of the metal circuit plate 2, the metal frame 3, the brazing material 4, and the metal heat sink 5. This metal film prevents corrosion of the metal circuit board 2, bondability of the electronic component 20 to the metal circuit board 2 by a bonding material (not shown), bonding property of the bonding wire 21, or a lid 30 to the metal frame 3. It is a film for improving bondability. The metal film can be formed as a plating film layer of nickel or the like on the upper surface of the metal circuit board 2 bonded to the ceramic substrate 1 by, for example, a plating method.

上記のようなセラミック回路基板１０の金属枠体３の第２枠部３ｂに蓋体３０を接合することでパッケージ４０となる。金属枠体３の第２枠部３ｂと蓋体３０との接合は、セラミック回路基板１０の金属回路板２（搭載金属板２ａ）に電子部品２０が搭載されてから行なわれる。 The package 40 is formed by joining the lid 30 to the second frame portion 3b of the metal frame body 3 of the ceramic circuit board 10 as described above. The joining of the second frame portion 3b of the metal frame body 3 and the lid body 30 is performed after the electronic component 20 is mounted on the metal circuit board 2 (mounting metal plate 2a) of the ceramic circuit board 10.

蓋体３０の金属枠部材３１は、例えば、厚みが０．０５ｍｍ～１ｍｍで外寸が金属枠体３の第２枠部３ｂの外寸と同程度で、内寸が金属枠体３の第２枠部３ｂの内寸以下であり、金属枠体３に接合した状態で平面視したときに、搭載される電子部品２０の少なくとも一部が見える大きさである。 The metal frame member 31 of the lid 30 has, for example, a thickness of 0.05 mm to 1 mm, an outer dimension of about the same as the outer dimension of the second frame portion 3b of the metal frame body 3, and an inner dimension of the metal frame body 3. The size is equal to or less than the inner dimension of the 2 frame portion 3b, and is such a size that at least a part of the mounted electronic component 20 can be seen when viewed in a plan view in a state of being joined to the metal frame body 3.

金属枠部材３１は、金属枠体３と同様の金属、例えば、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ合金、Ｆｅ－Ｎｉ合金等の金属からなるものであり、このような金属の板材を打ち抜き加工あるいはエッチング加工することで作製することができる。金属枠体３と同程度の熱膨張係数を有するものであれば、接合後の熱応力を小さくすることができる。金属枠部材３１の表面には、腐食防止、金属枠体３との接合性のためにめっき被膜を設けることができる。従来周知の、電解めっき法あるいは無電解めっき法などによりめっき皮膜を形成することができる。 The metal frame member 31 is made of the same metal as the metal frame 3, for example, a metal such as an Fe—Ni—Co alloy or a Fe—Ni alloy, and a plate material of such a metal is punched or etched. It can be produced by. If the metal frame has a coefficient of thermal expansion similar to that of the metal frame 3, the thermal stress after joining can be reduced. A plating film can be provided on the surface of the metal frame member 31 for corrosion prevention and bondability with the metal frame body 3. A plating film can be formed by a conventionally known electrolytic plating method, electroless plating method, or the like.

蓋体３０の透光性部材３３は、透光性材料すなわち光を透過する材料からなる板状体である。ここでいう光は、電子部品２０で発光するあるいは受光する光、例えば可視光である。例えばソーダガラスまたはホウケイ酸ガラス等の透明なガラス、またはサファイア等の板状の部材である。金属枠部材３１の窓部を塞いで接合することのできる寸法であり、金属枠部材３１の内寸より大きく、金属枠体３の第２枠部材３ｂの内寸より小さい。蓋体３０が、セラミック枠部材３２を備えている場合であれば、セラミック枠部材３２の窓部を塞いで接合することのできる寸法であり、セラミック枠部材３２の内寸より大きく、セラミック枠部材３２の透光性部材３３が接合される面の外寸より小さい。 The translucent member 33 of the lid 30 is a plate-shaped body made of a translucent material, that is, a material that transmits light. The light referred to here is light emitted or received by the electronic component 20, for example, visible light. For example, it is a transparent glass such as soda glass or borosilicate glass, or a plate-shaped member such as sapphire. It is a dimension that can be joined by closing the window portion of the metal frame member 31, is larger than the inner dimension of the metal frame member 31, and smaller than the inner dimension of the second frame member 3b of the metal frame body 3. When the lid 30 includes the ceramic frame member 32, the size is such that the window portion of the ceramic frame member 32 can be closed and joined, which is larger than the inner dimension of the ceramic frame member 32 and is larger than the inner dimension of the ceramic frame member 32. It is smaller than the outer dimension of the surface to which the translucent member 33 of 32 is joined.

透光性部材３３は、例えば、上記のような透光性材料からなる大型の板材を切断して所定の大きさの矩形状の板材（以下、矩形板体とも呼ぶ。）に加工することで作製される。例えば、大型の板材の主面に、レーザーやダイシング等で溝を形成し、溝に機械応力や熱応力を加えることで切断することができる。この切断により得た矩形板体の側面は、ほぼ平面で形成されたものとなる。このまま透光性部材３３として使用してもよいが、矩形板体の両主面と側面のなす直角の角部、側面同士のなす直角に対して４５°の角度で角部を研磨によってＣ面を形成した場合には、角部に欠けが発生し難くなり、透光性部材３３に応力が加わった場合にも割れ難くなる。 The translucent member 33 is formed by, for example, cutting a large plate made of a translucent material as described above and processing it into a rectangular plate having a predetermined size (hereinafter, also referred to as a rectangular plate). It is made. For example, a groove can be formed on the main surface of a large plate by laser, dicing, or the like, and cutting can be performed by applying mechanical stress or thermal stress to the groove. The side surface of the rectangular plate obtained by this cutting is formed in a substantially flat surface. It may be used as the translucent member 33 as it is, but the C surface is polished at an angle of 45 ° with respect to the right-angled corners formed by both main surfaces and the side surfaces of the rectangular plate body and the right angles formed by the side surfaces. When the above is formed, it becomes difficult for the corner portion to be chipped, and it becomes difficult for the translucent member 33 to crack even when a stress is applied to the translucent member 33.

透光性部材３３は、上記のような材料の板材の表面に、反射防止膜、光学フィルター膜等の光学膜を備えるものとすることできる。このような光学膜は、例えば誘電体の薄膜で形成することができ、誘電体の種類や組み合わせ、層数を設定することで所定光学特性を有するものとなる。また、例えば光の入射あるいは出射角度を制限するための遮光膜を設けることもできる。金属枠部材３１またはセラミック枠部材３２の内寸を調節することで遮光膜として機能させることもできる。 The translucent member 33 may be provided with an optical film such as an antireflection film and an optical filter film on the surface of a plate material made of the above-mentioned material. Such an optical film can be formed of, for example, a thin film of a dielectric, and has predetermined optical characteristics by setting the type and combination of the dielectrics and the number of layers. Further, for example, a light-shielding film for limiting the incident or emission angle of light can be provided. It can also function as a light-shielding film by adjusting the internal dimensions of the metal frame member 31 or the ceramic frame member 32.

蓋体３０が、セラミック枠部材３２を備えている場合のセラミック枠部材３２は、例え
ば、セラミック基板１と同様のセラミック材料からなるものである。セラミック枠部材３２の外寸は金属枠部材３１の内寸より大きく、内寸は金属枠部材３１の外寸より小さいものである。図１０および図１１に示す例のセラミック枠部材３２は、金属枠部材３１に接合されている面（上面）とは反対側の面（下面）と内側面との間の角部が切りかかれて段差面を有する、縦断面形状がＬ字型（かぎ型）の枠体であるが、断面形状が矩形の平板枠状のセラミック枠部材３２とすることもできる。縦断面形状がＬ字型であると、透光性部材３３とセラミック枠部材３２との接合面積を増やすことができる。 When the lid 30 includes the ceramic frame member 32, the ceramic frame member 32 is made of, for example, the same ceramic material as the ceramic substrate 1. The outer dimensions of the ceramic frame member 32 are larger than the inner dimensions of the metal frame member 31, and the inner dimensions are smaller than the outer dimensions of the metal frame member 31. In the example ceramic frame member 32 shown in FIGS. 10 and 11, the corner portion between the surface (lower surface) opposite to the surface (upper surface) joined to the metal frame member 31 and the inner surface is cut off. Although the frame has an L-shaped (key-shaped) vertical cross-sectional shape and has a stepped surface, it may be a flat plate frame-shaped ceramic frame member 32 having a rectangular cross-sectional shape. When the vertical cross-sectional shape is L-shaped, the joint area between the translucent member 33 and the ceramic frame member 32 can be increased.

セラミック枠部材３２が、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、以下のようにして作製することができる。まず、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）またはシリカ（ＳｉＯ２）、カルシア（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒等を添加混合して泥漿状とし、これを周知のスプレードライ法等を用いて顆粒を作製する。次に、この顆粒を周知の乾式プレス法を用いて、上記したような形状の成形体を得る。その後、この成形体を、例えば、約１６００（℃）の温度で焼成することによりセラミック枠部材３２が製作される。 When the ceramic frame member 32 is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, it can be manufactured as follows. First, an appropriate organic solvent, solvent, etc. are added and mixed with raw material powders such as alumina (Al2O3) or silica (SiO2), calcia (CaO), magnesia (MgO) to form a slurry, which is subjected to a well-known spray-drying method or the like. To make granules using. Next, using a well-known dry press method for these granules, a molded product having the above-mentioned shape is obtained. Then, the ceramic frame member 32 is manufactured by firing this molded body at a temperature of, for example, about 1600 (° C.).

蓋体３０がセラミック枠部材３２を備えていない場合には、金属枠部材３１と透光性部材３３とはガラスで接合することができる。 When the lid 30 does not include the ceramic frame member 32, the metal frame member 31 and the translucent member 33 can be joined by glass.

蓋体３０がセラミック枠部材３２を備えている場合には、例えば、金属枠部材３１とセラミック枠部材３２とは活性金属を含むろう材で接合し、セラミック枠部材３２と透光性部材３３とはガラスで接合することができる。 When the lid 30 includes the ceramic frame member 32, for example, the metal frame member 31 and the ceramic frame member 32 are joined by a brazing material containing an active metal, and the ceramic frame member 32 and the translucent member 33 are joined to each other. Can be joined with glass.

上記のようなパッケージ４０のセラミック回路基板１０に電子部品２０を搭載することで、図１０および図１１に示す例のような電子装置１００となる。 By mounting the electronic component 20 on the ceramic circuit board 10 of the package 40 as described above, the electronic device 100 as shown in FIGS. 10 and 11 can be obtained.

電子部品２０は、例えばＣＣＤ（Charged-Coupled Device）およびＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子、光スイッチおよびミラーデバイス等のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子、レーザーダイオード（ＬＤ；Laser Diode）およびＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子のような光学素子で
ある。電子部品２０が、ＬＤやＬＥＤ発光素子である場合には、プロジェクターや自動車のヘッドライト等の光源となる。図１０および図１１に示す例では、３つの電子部品２０が搭載されている。例えば、発光色がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のように異なるものとすることができる。上記のようなセラミック回路基板１０は放熱性に優れているので、ハイパワーで発熱量の大きい電子部品２０を搭載するのに有利である。 The electronic component 20 includes, for example, an image pickup element such as a CCD (Charged-Coupled Device) and a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) element such as an optical switch and a mirror device, and a laser diode (LD). ) And an optical element such as a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode). When the electronic component 20 is an LD or an LED light emitting element, it becomes a light source for a projector, an automobile headlight, or the like. In the examples shown in FIGS. 10 and 11, three electronic components 20 are mounted. For example, the emission colors can be different, such as R (red), G (green), and B (blue). Since the ceramic circuit board 10 as described above has excellent heat dissipation, it is advantageous for mounting the electronic component 20 having high power and a large heat generation amount.

電子部品２０は、接合材（不図示）によってセラミック回路基板１０の金属回路板２（中央の搭載金属板２ａ）に接合されて固定される。接合材は、例えば、はんだまたは銀ナノペーストを用いることができる。 The electronic component 20 is joined to and fixed to the metal circuit board 2 (center mounting metal plate 2a) of the ceramic circuit board 10 by a joining material (not shown). As the bonding material, for example, solder or silver nanopaste can be used.

電子部品２０は、電子部品２０の電極（不図示）と金属回路板２（外側の搭載金属板２ａ）とは接続部材で電気的に接続される。接続部材としては、図１０および図１１に示す例のような、ボンディングワイヤ２１が用いられ、例えば、銅もしくはアルミニウム製のものを用いることができる。 In the electronic component 20, the electrode (not shown) of the electronic component 20 and the metal circuit plate 2 (outer mounted metal plate 2a) are electrically connected by a connecting member. As the connecting member, a bonding wire 21 as shown in the examples shown in FIGS. 10 and 11 is used, and for example, one made of copper or aluminum can be used.

金属枠体３の内側の金属回路板２（搭載金属板２ａ）に電子部品２０が搭載された後、セラミック回路基板１０の金属枠体３（の第２枠部３ｂ）と蓋体３０（の金属枠部材３１）とが接合されて、金属枠体３の内側に収容された電子部品２０が気密に封止される。この接合は、例えばシームウエルドによって行なわれる。蓋体３０の金属枠部材３１を金属枠体３の第２枠部３ｂにローラーで押さえつけながら電流を印加して接合する。このとき
、金属枠体３が変形しやすく接合される蓋体３は変形し難いので、気密封止性および光学特性に優れた電子装置１００となる。 After the electronic component 20 is mounted on the metal circuit plate 2 (mounted metal plate 2a) inside the metal frame 3, the metal frame 3 (second frame portion 3b) and the lid 30 (of the ceramic circuit board 10) are mounted. The metal frame member 31) is joined, and the electronic component 20 housed inside the metal frame 3 is hermetically sealed. This joining is done, for example, by seam weld. The metal frame member 31 of the lid 30 is joined by applying an electric current while pressing the metal frame member 31 of the metal frame body 3 against the second frame portion 3b with a roller. At this time, since the lid 3 to which the metal frame 3 is easily deformed and joined is not easily deformed, the electronic device 100 is excellent in airtight sealing property and optical characteristics.

１・・・セラミック基板
１ａ・・・第１面
１ｂ・・・第２面
２・・・金属回路板
２ａ・・・搭載金属板
２ｂ・・・端子金属板
２ｃ・・・配線金属板
２ｄ・・・貫通金属柱
３・・・金属枠体
３ａ・・・第１枠部
３ｂ・・・第２枠部
３ｃ・・・第３枠部
４・・・ろう材
５・・・金属放熱板
６・・・セラミック放熱板
７・・・枠状金属板
１０・・・セラミック回路基板
２０・・・電子部品
２１・・・ボンディングワイヤ
３０・・・蓋体
３１・・・金属枠部材
３２・・・セラミック枠部材
３３・・・透光性部材
４０・・・パッケージ
１００・・・電子装置
1 ... Ceramic substrate 1a ... First surface 1b ... Second surface 2 ... Metal circuit plate 2a ... Mounted metal plate 2b ... Terminal metal plate 2c ... Wiring metal plate 2d ... ... Penetrating metal pillar 3 ... Metal frame 3a ... 1st frame 3b ... 2nd frame 3c ... 3rd frame 4 ... Wax 5 ... Metal radiator plate 6 ... Ceramic heat dissipation plate 7 ... Frame-shaped metal plate 10 ... Ceramic circuit board 20 ... Electronic parts 21 ... Bonding wire 30 ... Lid 31 ... Metal frame member 32 ... Ceramic frame member 33 ... Translucent member 40 ... Package 100 ... Electronic device

Claims

A ceramic substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface ,
A mounting metal plate and a terminal metal plate bonded to the first surface of the ceramic substrate and on which electronic components are mounted , and a wiring metal plate bonded to the second surface of the ceramic substrate are included. With a metal circuit board,
A metal frame body that surrounds the mounted metal plate and is joined to the first surface and to which a lid body is joined is provided.
The metal frame is
The flat plate frame-shaped first frame portion joined to the ceramic substrate and
A flat plate frame-shaped second frame portion to which the lid body is joined, and
It has a cylindrical third frame portion that connects the first frame portion and the second frame portion .
It includes a through metal column connecting the mounted metal plate and the wiring metal plate, and the wiring metal plate and the terminal metal plate.
A ceramic circuit board in which the wiring metal plate straddles the metal frame in a plan view .

The ceramic circuit board according to claim 1, wherein the first frame portion and the second frame portion have an overlapping portion in a plan view.

The ceramic circuit board according to claim 2, wherein one of the first frame portion and the second frame portion is entirely overlapped with the other.

The ceramic circuit board according to claim 3, wherein the width of the first frame portion and the width of the second frame portion are the same.

The ceramic circuit board according to any one of claims 1 to 4, wherein the third frame portion is connected to the inner end or the outer end of the first frame portion and the second frame portion.

The ceramic circuit board according to any one of claims 1 to 5.
The ceramic circuit board comprises a lid joined to the second frame portion of the metal frame, and the lid is a plate-shaped metal frame having a window portion joined to the metal frame. A package having a translucent member that closes the member and the window portion and is joined to the metal frame member.

The package according to claim 6, wherein the lid body includes a ceramic frame member between the metal frame member and the translucent member.

With the package according to claim 6 or 7.
An electronic device comprising an electronic component mounted on the metal circuit board of the ceramic circuit board.