CN105474538B - 复合电子部件 - Google Patents

Abstract

提供一种能实现低高度化以及小型化的复合电子部件。复合电子部件(1)概略具备：收容安装第1电子部件元件(20)的上段的第1基板(2)；和收容安装与第1电子部件元件(20)电连接的第2电子部件元件(40)、固定于第1基板(2)的下段的第2基板(4)。第2基板(4)由覆盖第2电子部件元件(40)的周围而设的绝缘层(42)、和分别设于绝缘层(42)的表背面由铜箔构成的第1布线图案(44a、44b)以及第2布线图案(46)构成。第1布线图案(44a)和第2布线图案(46)经由设于第2基板(4)的侧面的侧面布线图案(48)而电连接。

Description

复合电子部件

技术领域

本发明涉及内置多个电子部件元件的复合电子部件。

背景技术

一直以来，已经提出大量内置多个电子部件元件的复合电子部件。

例如，专利文献1的埋入式印刷电路基板具备：形成空腔的绝缘层；安装在空腔内的电子部件元件；和形成在绝缘层上的电路图案层。

另外，专利文献2的压电器件(晶体振荡器)将具有收容晶体振子的空腔的封装、和具有收容IC的空腔底部的电路基板上下接合。

另外，专利文献3的压电振动器件(晶体振荡器)具备H形封装，其具有收容晶体振子的第1空腔、和收容IC的第2空腔。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2011-249792号公报

专利文献2：JP特开2007-235791号公报

专利文献3：JP特开2013-30910号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，但由于专利文献1的埋入式印刷电路基板是在水平方向上排列而设的空腔内安装电子部件元件的结构，因此占有面积变大，有难以小型化这样的问题。

另外，专利文献2的压电器件(晶体振荡器)需要具有用于收容IC的空腔底部的电路基板，有难以低高度化的问题。

另外，专利文献3的压电振动器件(晶体振荡器)由于需要将用于安装在印刷布线板的安装用连接盘设置在空腔的围栏，因此不能使空腔的围栏较细。为此有难以小型化的问题。

为此，本发明的目的在于，提供能实现低高度化以及小型化的复合电子部件。

用于解决课题的手段

本发明是复合电子部件，特征在于，具备：收容安装第1电子部件元件、具备与第1电子部件元件电连接的连接用端子的第1基板；收容安装与第1电子部件元件电连接的第2电子部件元件、与第1基板的连接用端子电连接的第2基板，第2基板由覆盖第2电子部件元件的周围而设的绝缘层、设于绝缘层的一方主面的由铜箔构成的第1布线图案以及设于绝缘层的另一方主面的由铜箔构成的第2布线图案、和将第1布线图案与第2布线图案电连接的层间连接导体构成，在第1布线图案的一方主面电连接第2电子部件元件，在第1布线图案的另一方主面电连接连接用端子。

在本发明中，由于第2基板由覆盖第2电子部件元件的周围而设的绝缘层、设于绝缘层的一方主面的由铜箔构成的第1布线图案以及设于绝缘层的另一方主面的由铜箔构成的第2布线图案、和将第1布线图案与第2布线图案电连接的层间连接导体构成，因此不再需要现有的空腔结构，能实现低高度化。进而，由于不再需要现有的空腔的围栏，因此第2基板中的第2电子部件元件的占有面积比率变高，能实现小型化。

进而，在本发明中，第1布线图案以及第2布线图案由铜箔所构成的导电性材料形成。由于铜箔的热传导性良好，因此从搭载的电子部件的热传导性(放热性)变得良好。

进而在本发明中，由于不再需要将用于安装在印刷布线板的安装用连接盘设置在空腔的围栏，因此安装用连接盘的配置的自由度变大。

另外，本发明的复合电子部件特征在于，第1电子部件元件是晶体振子，第2电子部件元件是IC。在本发明中，在第2电子部件元件是具有温度探测功能的温度补偿用IC的情况下，复合电子部件成为晶体振荡器。

另外，本发明的复合电子部件特征在于，第1电子部件元件是晶体振子，第2电子部件元件是热敏电阻。在本发明中，复合电子部件成为带温度补偿热敏电阻晶体振荡器。

另外，本发明的复合电子部件特征在于，层间连接导体是设于第2基板的侧面的侧面布线图案。在本发明中，由于采用在第2基板的侧面配设将第1布线图案和第2布线图案电连接的布线图案的结构，因此第2基板中的第2电子部件元件的占有面积比率更加进一步提高，能实现更加进一步的小型化。

另外，本发明的复合电子部件特征在于，第1布线图案和第2电子部件元件经由直接设于第1布线图案的第2电子部件元件安装用连接盘而电连接并被固定，第2电子部件元件安装用连接盘的高度尺寸大于构成绝缘层的绝缘材料的填料直径的尺寸。

在本发明中，由于构成绝缘层的绝缘材料的填料直径的尺寸小于第2电子部件元件安装用连接盘的高度尺寸，因此在由第2电子部件元件安装用连接盘形成的第2电子部件元件与第1布线图案间的间隙，绝缘材料也变得易于填充。

另外，本发明的复合电子部件特征在于，第1基板和第2基板以加粘结剂焊料被固定，且第1电子部件元件和第2电子部件元件经由加粘结剂焊料而电连接。

在本发明中，由于使用加粘结剂焊料，因此抑制了第1基板与第2基板的相互的自对准(位置偏离)，第1基板与第2基板的接合偏离(层叠偏离)变小。因此，能更加进一步达成复合电子部件的小型化。

发明的效果

根据本发明，能得到从搭载的电子部件的热传导性良好、能实现低高度化以及小型化的复合电子部件。

本发明的上述的目的、其他目的、特征以及优点会从参考图面进行的以下的用于实施发明的形态的说明中得到进一步的明确。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的复合电子部件的1个实施方式的截面图。

图2是图1所示的第2基板的俯视图。

图3是用于说明图1所示的复合电子部件的制造方法的一例的截面图。

具体实施方式

将本发明所涉及的复合电子部件的1个实施方式和其制造方法一起进行说明。

1.复合电子部件

图1是表示复合电子部件的垂直截面图，图2是图1所示的第2基板的俯视图。另外，图1是从箭头方向观察图2的A-A的部分的截面图。

复合电子部件1具备：内置第1电子部件元件20的上段的第1基板2；和内置第2电子部件元件40的下段的第2基板4。

第1基板2例如是通常使用在现有的晶体振荡器等(参考专利文献2)中的空腔结构的基板。即，矩形的第1基板2在以陶瓷等形成的基板主体22的空腔24中收容第1电子部件元件20。

第1电子部件元件20是晶体振子等，在表面形成一对激振电极(未图示)等。第1电子部件元件20的一端侧隔着导电性粘结剂安装在第1电子部件元件安装用连接盘26上，以单侧支承的状态被固定。第1电子部件元件安装用连接盘26通过形成在基板主体22的布线图案(未图示)来与形成在基板主体22的底面的大致四角部的4个连接用端子28a以及形成在中央部的2个连接用端子28b连接。

进而，在基板主体22的上表面，以外皮焊接(シ一ス溶接)等接合由接合金属或陶瓷等形成的盖30。空腔24的内部通过盖30而气密密封，维持减压气氛或惰性气体气氛。

矩形的第2基板4概略地由绝缘层42、收容在绝缘层42的第2电子部件元件40以及第2电子部件元件安装用连接盘52、分别设置在绝缘层42的表背面的由铜箔构成的第1布线图案44a、44b以及第2布线图案46、和设置在第2基板4的侧面的侧面布线图案(层间连接导体)48构成。

第2电子部件元件40是具有温度探测功能的温度补偿用IC或热敏电阻等。在作为第2电子部件元件40而使用温度补偿用IC的情况下，由于温度补偿用IC的追随性良好，因此复合电子部件1成为振荡特性卓越的温度补偿型晶体振荡器(TCXO)。温度补偿用IC具有使第1电子部件元件20的晶体振子激振的振荡电路、温度补偿电路等。另外，在作为第2电子部件元件40使用热敏电阻的情况下，复合电子部件1由于空的空间变大，成为连其他电子部件元件都能搭载的带温度补偿热敏电阻晶体振荡器。

第2电子部件元件40的端子(未图示)朝向上侧，在焊料凸起50与第2电子部件元件安装用连接盘52电连接。第2电子部件元件安装用连接盘52分别直接形成在第1布线图案44a、44b，且电连接。因此，第1布线图案44a、44b和第2电子部件元件40经由第2电子部件元件安装用连接盘52电连接且被固定。

绝缘层42由含有填料的环氧系树脂等绝缘材料构成。绝缘层42形成为覆盖第2电子部件元件40、焊料凸起50以及第2电子部件元件安装用连接盘52的周围。在此，优选第2电子部件元件安装用连接盘52的高度尺寸，大于用于构成绝缘层42的绝缘材料的填料直径的尺寸。由此，填料直径的尺寸小于第2电子部件元件安装用连接盘52的高度尺寸，在由第2电子部件元件安装用连接盘52形成的第2电子部件元件40与第1布线图案44a、44b间的间隙，绝缘材料也变得易于填充。

第1布线图案44a、44b如图2所示那样形成在绝缘层42的上侧面。4个第1布线图案44a，分别形成在第2基板4的大致四角部。2个第1布线图案44b分别形成在第2基板4的中央部。另一方面，第2布线图案46形成在绝缘层42的下侧面。4个第2布线图案46分别形成在第2基板4的大致四角部。

4个侧面布线图案48如图2所示那样，形成在第2基板4的四角部的侧面。并且侧面布线图案48，将分别形成在第2基板4的上侧的四角部的第1布线图案44a和分别形成在第2基板4的下侧的四角部的第2布线图案46电连接。

对于上段的第1基板2和下段的第2基板4，利用加粘结剂焊料60将第1基板2的连接用端子28a、28b和第2基板4的第1布线图案44a、44b固定。加粘结剂焊料60能抑制第1基板2与第2基板4相互的自对准(位置偏离)，能减小第1基板2与第2基板4的接合偏离(层叠偏离)。因此能更加进一步达成复合电子部件1的小型化。

并且，内置于第1基板2的第1电子部件元件20和内置于第2基板4的第2电子部件元件40，经由加粘结剂焊料60等而电连接。因此，例如在复合电子部件1是温度补偿型晶体振荡器(TCXO)的情况下，在内置于第2电子部件元件(IC)40的振荡电路激振的第1电子部件元件(晶体振子)20的频率信号，从第2基板4的第2布线图案46输出。

以上的构成所形成的复合电子部件1中，由于第2基板4由内置第2电子部件元件40的绝缘层42、和分别设于绝缘层42的表背面的第1布线图案44a、44b以及第2布线图案46构成，因此不再需要现有的空腔结构，能实现低高度化。进而，由于不再需要现有的空腔的围栏，因此第2基板4中的第2电子部件元件40的占有面积比率变高，能实现小型化。

进而，由于第1布线图案44a、44b由热传导性良好的铜箔所构成的导电性材料形成，因此第1电子部件元件(晶体振子)20与第2电子部件元件(温度补偿用IC)40间的热传导性(热追随性)变好，能抑制两者的温度差。

并且，由于铜箔所构成的第1布线图案44a、44b的正反与第1基板2的连接用端子28a、28b以及第2电子部件元件40电连接，因此能同时实现卓越的热追随性和低高度化。

进而，由于在将复合电子部件1安装在印刷布线板等时，不再需要将作为安装用连接盘发挥功能的第2布线图案46像现有的压电器件那样设置在空腔的围栏，因此提升了第2布线图案46的配置的自由度。

进而，由于采用在第2基板4的侧面配设将第1布线图案44a和第2布线图案46电连接的侧面布线图案48的结构，因此第2基板4中的第2电子部件元件40的占有面积比率更加进一步变高，能实现更加进一步的小型化。

2.复合电子部件的制造方法

接下来参考图3来说明复合电子部件1的制造方法。另外，由于第1基板2是通常使用在现有的晶体振荡器等(参考专利文献2)中的空腔结构的基板，因此省略其制造方法。

用以下说明的方法制作第2基板4。在本实施方式中，由于为了使量产性良好，以多个第2基板4纵横无间隙(未设定切割用裕量)地排列的集合基板的形态制作。

首先如图3(A)所示那样，在给定的厚度(例如5～20μm)的第1铜箔70的粗面上，用Ni-Au的部分镀处理法形成第2电子部件元件安装用连接盘52。该第1铜箔70，最终要成为第1布线图案44a、44b。调整镀厚，使得第2电子部件元件安装用连接盘52的高度尺寸大于用于构成后述的绝缘层42的环氧系树脂中所含有的氧化硅填料直径的尺寸。

接下来，如图3(B)所示那样，第2电子部件元件40的端子(未图示)用倒装接合器等焊料凸起50，与第2电子部件元件安装用连接盘52电连接。如此将第2电子部件元件40固定在第2电子部件元件安装用连接盘52。

接下来如图3(C)所示那样，在搭载第2电子部件元件40的第1铜箔70上填充用于构成绝缘层42的含有氧化硅填料的环氧系树脂。这时，由于第2电子部件元件安装用连接盘52的高度尺寸调整得大于环氧系树脂的氧化硅填料直径的尺寸，因此对于环氧系树脂，即使是由第2电子部件元件安装用连接盘52形成的第2电子部件元件40的底面与第1铜箔70间的间隙也容易填充。其结果，环氧系树脂能完全覆盖第2电子部件元件40、焊料凸起50以及第2电子部件元件安装用连接盘52的周围。

之后，在环氧系树脂上使粗面向下侧地载置给定的厚度(例如5～20μm)的第2铜箔72。该第2铜箔72最终要成为第2布线图案46。接下来该层叠体被加温真空压制成型，使环氧系树脂成为绝缘层42。由此得到在绝缘层42的表背面分别设置铜箔70、72、且内置第2电子部件元件40的两面铜箔贴附基板。绝缘层42通过锚固效应而坚固地接合在铜箔70、72的粗面。

接下来如图3(D)所示那样，在4个第2基板4所接的第2基板4的角部的位置分别形成通孔用孔74。即，通孔用孔74分别形成在后述的格子状的多个切割线C的交叉位置。之后在通孔用孔74的孔内周面进行Cu镀，形成通孔78。该通孔78进行两面铜箔贴附基板的正反的铜箔70与铜箔72间的电连接。

之后，使用划片机，沿着穿过通孔78的切割线C正方格子状地对两面铜箔贴附基板进行切断，切出制品尺寸的第2基板4。通孔78俯视观察下被4分割，成为侧面布线图案48(参考图2)。

另外，该两面铜箔贴附基板的切断也可以在进行了后述的第2基板4的铜箔70、72的图案形成后进行。

接下来如图3(E)所示那样，在为了进行第2基板4的铜箔70、72的图案形成而在第2基板4的表面形成给定的图案的抗蚀膜后，对铜箔70、72进行蚀刻。第1铜箔70通过被蚀刻而成为第1布线图案44a、44b。第2铜箔72通过被蚀刻而成为第2布线图案46。之后除去抗蚀膜。进而，在第1布线图案44a、44b、第2布线图案46以及侧面布线图案48的表面形成Ni-Au镀膜。

接下来，将第2基板4上下翻转，使得第1布线图案44a、44b成为上侧。之后如图1所示那样进行组合，使得第2基板4成为下段且第1基板2成为上段，利用加粘结剂焊料60将第1基板2的连接用端子28a、28b和第2基板4的第1布线图案44a、44b固定。加粘结剂焊料60能抑制第1基板2与第2基板4相互的自对准(位置偏离)。

根据以上的方法，能效率良好地量产能实现低高度化以及小型化的复合电子部件1。

实施例

1.复合电子部件的低高度化以及小型化的评价

作为实施例的样本(复合电子部件1)，制作第1电子部件元件20为晶体振子且第2电子部件元件40为温度补偿用IC的晶体振荡器。

另外，作为比较例的样本，制作在H形封装的空腔的围栏部近旁形成内部通路的现有的晶体振荡器(和专利文献3的晶体振荡器同样)。

其结果，对于实施例的晶体振荡器确认到：能将侧面布线图案48形成在从第2基板4的外周缘向内侧200μm以下的位置。另一方面，对于比较例的晶体振荡器确认到：必须将内部通路形成在从H形封装的外周缘向内侧离开250μm以上的位置。为此，比较例的晶体振荡器和实施例的晶体振荡器比较尺寸更大。

另外，对于实施例的晶体振荡器确认到：由于在制造工序中，在最终要成为第1布线图案44a、44b的第1铜箔70上搭载第2电子部件元件40的温度补偿用IC，因此不用比较例的晶体振荡器所需的IC搭载用空腔结构，能实现低高度化。

2.复合电子部件的热追随特性的评价

作为实施例的样本(复合电子部件1)，制作第1电子部件元件20为晶体振子且第2电子部件元件40为温度补偿用IC的晶体振荡器。

另外，作为比较例的样本，制作将具有收容晶体振子的空腔的封装、和具有收容IC的空腔的封装上下接合的现有的晶体振荡器。

之后，对制作的实施例以及比较例的晶体振荡器分别在负载温度循环的状态下测定振荡特性的延迟时间，进行热追随特性的评价。

其结果，确认到：在将比较例的晶体振荡器的热追随特性设为1.0时，实施例的晶体振荡器的热追随特性为0.5，非常良好。

3.复合电子部件的树脂填充性的评价

作为实施例的样本(复合电子部件1)，制作具有高度尺寸50μm的第2电子部件元件安装用连接盘52、和氧化硅填料直径的最大尺寸30μm的环氧系树脂所构成的绝缘层42的晶体振荡器。

另外，作为另外实施例的样本(复合电子部件1)，制作具有高度尺寸10μm的第2电子部件元件安装用连接盘52、和氧化硅填料直径的最大尺寸30μm的环氧系树脂所构成的绝缘层42的晶体振荡器。

之后，对制作的实施例的晶体振荡器1分别进行外观观察，进行向第2电子部件元件40的温度补偿用IC的周围的环氧系树脂的填充度的评价。

其结果，在具有高度尺寸50μm的第2电子部件元件安装用连接盘52的晶体振荡器1中，环氧系树脂在温度补偿用IC40的周围充分蔓延，看不到温度补偿用IC40的露出。因此，树脂填充性良好。

另一方面，在具有高度尺寸10μm的第2电子部件元件安装用连接盘52的晶体振荡器1中，环氧系树脂未在温度补偿用IC40的周围充分蔓延，能看到温度补偿用IC40的露出。因此，树脂填充性不良。

4.复合电子部件的第1基板与第2基板的自对准特性的评价

(评价样本的制作)

作为评价样本(复合电子部件1)的第2基板4，使用划片机进行分割，使得在从作为集合基板的两面铜箔贴附基板切出制品尺寸的第2基板4时，相对于正规的切割线C让纵向的偏移量成为0μm和50μm，制作2个种类的第2基板4。

接下来，作为评价样本(复合电子部件1)的第1基板2，制作使形成于基板主体22的底部的大致四角部的4个连接用端子28a以及形成于中央部的2个连接用端子28b的位置从正规的位置起与所述第2基板4的偏移量相反地移动50μm和0μm的2个种类的第1基板2。

接下来，将2个种类的第1基板2和2个种类的第2基板4进行各种组合来使外形对准，从而重合。之后使用SnAgCu焊料60或加粘结剂焊料60将各个第1基板2和第2基板4固定，做出评价样本的复合电子部件1(晶体振荡器)。

(自对准特性的评价以及评价结果)

之后测定制作的晶体振荡器1的尺寸。表1以及表2示出测定结果。

[表1]

利用SnAgCu焊料的情况下的晶体振荡器的尺寸

[表2]

利用加粘结剂焊料的情况下的晶体振荡器的尺寸

根据表1，在使用SnAgCu焊料60的晶体振荡器1的情况下，由于SnAgCu焊料60是进行自对准(位置偏离)的焊料，因此看到第1基板2和第2基板4以相互位置偏离的状态固定。其结果，晶体振荡器1尺寸变大。

另一方面，根据表2，在使用加粘结剂焊料60的晶体振荡器1的情况下，由于加粘结剂焊料60具有难以使自对准(位置偏离)产生的特性，因此能看到第1基板2和第2基板4不受第2基板4的切断位置或第1基板2的连接用端子28a、28b的配置位置的偏差的影响，能进行固定。其结果，能得到尺寸小的晶体振荡器1。

另外，本发明并不限定于所述实施方式，能在其要旨的范围内进行种种变形。例如也可以是在上段的第1基板收容安装IC、在下段的第2基板收容安装电容器的复合电子部件。

标号的说明

1 复合电子部件(晶体振荡器、带温度补偿热敏电阻晶体振荡器)

2 第1基板

4 第2基板

20 第1电子部件元件(晶体振子)

22 基板主体

24 空腔

26 第1电子部件元件安装用连接盘

28a、28b 连接用端子

30 盖

40 第2电子部件元件(温度补偿用IC、热敏电阻)

42 绝缘层

44a、44b 第1布线图案

46 第2布线图案

48 侧面布线图案(层间连接导体)

50 焊料凸起

52 第2电子部件元件安装用连接盘

60 加粘结剂焊料

70 第1铜箔

72 第2铜箔

Claims (6)

1.一种复合电子部件，其特征在于，具备：

收容安装第1电子部件元件、具备与所述第1电子部件元件电连接的连接用端子的第1基板；和

收容安装与所述第1电子部件元件电连接的第2电子部件元件、与所述第1基板的所述连接用端子电连接的第2基板，

所述第2基板由覆盖所述第2电子部件元件的周围而设的绝缘层、设于所述绝缘层的一方主面的由铜箔构成的第1布线图案以及设于所述绝缘层的另一方主面的由铜箔构成的第2布线图案、和将所述第1布线图案与所述第2布线图案电连接的层间连接导体构成，

在所述第1布线图案的一方主面电连接所述第2电子部件元件，在所述第1布线图案的另一方主面电连接所述连接用端子，

所述第1布线图案和所述第2电子部件元件，经由直接设于所述第1布线图案的第2电子部件元件安装用连接盘而电连接并被固定，所述第2电子部件元件安装用连接盘的高度尺寸大于构成所述绝缘层的绝缘材料的填料直径的尺寸。

2.根据权利要求1所述的复合电子部件，其特征在于，

所述第1电子部件元件是晶体振子，所述第2电子部件元件是IC。

3.根据权利要求1所述的复合电子部件，其特征在于，

所述第1电子部件元件是晶体振子，所述第2电子部件元件是热敏电阻。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的复合电子部件，其特征在于，

所述层间连接导体是设于所述第2基板的侧面的侧面布线图案。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的复合电子部件，其特征在于，

所述第1基板和所述第2基板以加粘结剂焊料固定，并且所述第1电子部件元件和所述第2电子部件元件经由所述加粘结剂焊料而电连接。

6.根据权利要求4所述的复合电子部件，其特征在于，

所述第1基板和所述第2基板以加粘结剂焊料固定，并且所述第1电子部件元件和所述第2电子部件元件经由所述加粘结剂焊料而电连接。