CN109791840A

CN109791840A - 电子部件

Info

Publication number: CN109791840A
Application number: CN201780059789.XA
Authority: CN
Inventors: 林泰伸; 石田宣博
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-21
Anticipated expiration: 2037-10-30
Also published as: CN109791840B; WO2018088265A1; US10847317B2; JPWO2018088265A1; US20190206627A1; JP6819894B2

Abstract

本发明提供一种电子部件，具备：基板，具有第一主面以及第二主面；元件，设置在基板的第一主面上；第一接触电极，与元件电连接；绝缘膜，在俯视第一主面时，在与第一接触电极重叠的位置设置有第一开口；保护膜，被设置为在包括第一开口的周围的至少一部分的区域覆盖绝缘膜；以及第一外部电极，被设置为第一接触电极至保护膜。

Description

电子部件

技术领域

本发明涉及一种电子部件。

背景技术

作为现有的电容部件，有日本特开平5-47586号公报(专利文献1)所记载的部件。上述现有的电容部件具备绝缘层及其上设置的两个电极端子，它们通过焊料安装于电路板。

专利文献1：日本特开平5-47586号公报

在上述现有的电容部件中，例如存在若通过基板弯曲评价等施加应力则会在绝缘层、电极端子产生裂缝这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种裂缝的产生较少的电子部件。

本发明的一个方面所涉及的电子部件具备：基板，具有第一主面以及第二主面；元件，设置在基板的第一主面上；第一接触电极，与元件电连接；绝缘膜，在俯视第一主面时，在与第一接触电极重叠的位置设置有第一开口；保护膜，被设置为在包括第一开口的周围的至少一部分的区域覆盖绝缘膜；以及第一外部电极，被设置为第一接触电极至保护膜。

根据本发明，能够提供一种裂缝的产生较少的电子部件。

附图说明

图1是表示电容器100的第一实施方式的图。

图2是表示电容器100的第一实施方式的图。

图3是表示将电容器100安装于电路基板200的状态的图。

图4A是表示电容器100的制造方法的一个例子的示意图。

图4B是表示电容器100的制造方法的一个例子的示意图。

图4C是表示电容器100的制造方法的一个例子的示意图。

图4D是表示电容器100的制造方法的一个例子的示意图。

图4E是表示电容器100的制造方法的一个例子的示意图。

图4F是表示电容器100的制造方法的一个例子的示意图。

图4G是表示电容器100的制造方法的一个例子的示意图。

图5是表示电容器100的第二实施方式的图。

图6是表示电容器100的第二实施方式的图。

图7是表示电容器100的第三实施方式的图。

图8是表示电容器100的第三实施方式的图。

具体实施方式

图1是概略地表示本发明的第一实施方式所涉及的电容器100的结构的俯视图。另外，图2是表示图1的AA’剖面的图。此外，在图1以及图2中，提取并记载了对电容器100的结构的特征的至少一部分进行说明所需的构成，但是并不妨碍电容器100具备未图示的构成。

电容器100(电子部件的一个例子)构成为具备基板10、绝缘膜12、下部电极20、介电膜30、以及上部电极40。在本实施方式中，下部电极20、介电膜30以及上部电极40构成电容元件(元件的一个例子)。另外，电容器100具备与下部电极20电连接的通孔电极42(接触电极的一个例子)、与通孔电极42电连接的端子电极70、与上部电极40电连接的端子电极60、以及保护膜80。此外，在本实施方式中，构成电容元件的上部电极40也可以成为接触电极的一个例子。此外，本发明的元件并不局限于电容器，也可以是电阻、线圈或二极管。

基板10具有设置有下部电极20的一侧的面亦即表面(第一主面的一个例子)、以及基板10中与该表面相反一侧的背面(第二主面的一个例子)。在俯视基板10的表面时(即，在从下部电极20至基板10的方向观察基板10的俯视(图1)，以下，也简单地称为“俯视”)，基板10具有矩形形状。基板10例如为硅等的半导体基板。基板10的长边长度例如为200μm以上且600μm以下，短边长度为100μm以上且300μm以下。

绝缘膜12例如由氧化硅等形成。另外，绝缘膜12由与形成于绝缘膜12下方的基板10以及形成于绝缘膜12上方的下部电极20紧贴的材料形成。绝缘膜12也可以是由不同的材料形成的多个层所构成的膜。绝缘膜12能够使基板10与下部电极20电绝缘即可，其膜厚例如为0.5μm以上且3μm以下左右。另外，基板10也可以由例如氧化铝等绝缘材料形成。这种情况下，绝缘膜12也可以不形成于基板10上。

俯视时下部电极20在基板10的上层上形成于基板10的周缘的内侧的区域。俯视时的下部电极20的形状在后文叙述。下部电极20的膜厚可以为0.3μm以上且10μm以下，另外，也可以为0.5μm以上且5μm以下。这样，通过使下部电极20具有相对较厚的膜厚，从而能够降低串联电阻。

下部电极20例如为由铜、银、金、铝、镍、铬、钛等构成的金属或包括这些金属的导电体。另外，下部电极20也可以形成为具有由不同的材料所形成的多个层。

介电膜30形成为覆盖下部电极20的表面。具体而言，介电膜30形成为覆盖下部电极20的上表面(即，与上部电极40对置的面)以及端面，并且在形成有通孔电极42的位置上具有下部电极20露出的开口。介电膜30例如由氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铪、氧化钽、氧化锆等氧化物、氮化物等具有介电性或绝缘性的材料形成。另外，介电膜30也可以是由不同的电介质材料构成的多层膜。介电膜30的膜厚例如为0.02μm以上且2μm以下。

俯视时上部电极40在介电膜30上位于下部电极20的内侧。即，俯视时上部电极40位于介电膜30上，以便上部电极40的全部与下部电极20的至少一部分重叠。俯视时的下部电极20的形状在后文叙述。上部电极40的膜厚例如可以为0.3μm以上且10μm以下，也可以为0.5μm以上且5μm以下。这样，通过使上部电极40具有相对较厚的膜厚，从而能够降低串联电阻。

通孔电极42是与下部电极20电连接的电极。俯视时通孔电极42位于下部电极20的上表面中的形成有上部电极40的一部分区域以外的区域。另外，通孔电极42形成为填充形成于介电膜30的开口。即，通孔电极42在该开口的内部形成为与下部电极20接触。另外，通孔电极42也可以从该开口的内部起遍及该开口的周围的介电膜30上形成。

在本实施方式中，上部电极40以及通孔电极42由相同的材料形成。上部电极40以及通孔电极42为例如由铜、银、金、铝、镍、铬、钛等构成的金属或包括这些金属的导电体。

绝缘膜50形成为覆盖上部电极40以及通孔电极42。另外，绝缘膜50在形成有端子电极60以及70的位置上分别具有使上部电极40以及通孔电极42露出的开口。另外，俯视时绝缘膜50形成为在下部电极20的外侧的区域覆盖介电膜30以及绝缘膜12，并且形成于基板10的周缘的内侧的区域。绝缘膜50由例如聚酰亚胺树脂、氧化硅等绝缘材料形成。另外，绝缘膜50的膜厚例如为1μm以上且20μm以下。

端子电极60是形成于上部电极40以及绝缘膜50上且使上部电极40与外部电连接的端子。在本实施方式中，虽然端子电极60形成为与上部电极40直接连接，但是也可以在端子电极60与上部电极之间形成有其他的导电膜。

端子电极70是形成于绝缘膜50以及通孔电极42上且使下部电极20与外部电连接的端子。端子电极60以及端子电极70与下部电极20以及上部电极40的材料相比，例如可以是焊料润湿性良好等适于焊接的材料，是例如由铜、镍、银等构成的金属。由此能够降低电阻。另外，端子电极70也可以在其表面还具有金、钯、锡、焊料等的金属膜。也可以对端子电极60以及端子电极70的表面进行防锈处理。另外，端子电极60以及端子电极70的膜厚例如为1μm以上且10μm以下。

保护膜80被设置为俯视时覆盖绝缘膜50的一部分。在本实施方式中，在绝缘膜50设置有具有矩形形状的开口52以及54(第一开口、第二开口的一个例子)，保护膜80被设置为覆盖绝缘膜50中的开口52与开口54之间的区域。即，保护膜80被设置为在开口52的周围覆盖构成开口52的四个边中的至少与开口54对置的一边的附近的区域。同样地，保护膜80被设置为在开口54的周围覆盖构成开口54的四个边中至少与开口52对置的一边的附近的区域。

保护膜80在图1的AA’剖面中，从绝缘膜50起向厚度方向突出形成。而且，端子电极60从上部电极40起遍及保护膜80形成，另外，端子电极70从通孔电极42起遍及保护膜80形成。另外，保护膜80在形成有端子电极60以及70的区域的至少一部分其剖面形成为圆弧状。另外，优选保护膜80具有和与绝缘膜50相接的面对置的对置面，端子电极60以及70的一侧端部遍及包括对置面的位置形成。该对置面例如为保护膜80和与绝缘膜50相接的面大致平行的面。由此，例如产生端子电极60以及70倾向于以与上部电极40以及通孔电极42的接点为中心旋转的应力的情况下，由于端子电极60以及70的一侧端部倾向于旋转的应力被保护膜80吸收，因此能够提高应对力性。此外，保护膜80的剖面并不局限于圆弧状，也可以是矩形状、三角形状。

保护膜80由聚酰亚胺、苯并环丁烯、聚苯并噁唑、有机钝化材料等树脂材料形成。另外，保护膜80与绝缘膜50相比，厚度形成得更厚。保护膜80的厚度例如为20μm以上。另外，与绝缘膜50相比，保护膜80由弹性率或杨氏模量较低的材料形成。弹性率例如为小于10帕斯卡。

图3表示将本实施方式的电容器100安装于电路基板200的状态下的图1的AA’剖面。在图3中，电容器100利用焊料240以及250被安装于电路基板200。具体而言，端子电极60以及70分别通过焊料240以及250与电路基板200的布线220以及240接合，由此，电容器100被安装于电路基板200。

在本实施方式中，由于电容器100具有保护膜80，因此能够使沿厚度方向施加于电容器100的应力分散。由此，能够减少施加于电容部件、基板10的应力。另外，由于保护膜80具有足够的厚度，因此即使对电容器100施加较大的应力，也能够使产生于电容器100的裂缝止步于保护膜80，抑制其到达电容元件、基板10。

另外，在本实施方式中，由于电容器100具有保护膜80，因此能够增大端子电极60以及70的表面积。由此，能够提高电容器100的对于电路基板200的固定强度。此外，相对于未形成保护膜80的情况下的固定强度为0.8牛顿，本实施方式中的固定强度为1.0牛顿。该固定强度是将电容器100安装于电路基板200并进行基板弯曲试验，在电容器100产生故障时，施加于电容器100或电路基板200的应力。

另外，在本实施方式中，由于电容器100具有保护膜80，因此在端子电极60以及70形成有凹凸(阶梯差)。由此，焊料能够停留在端子电极60以及70中形成于保护膜80上的部分以外的部分。进而，在电容器100的安装时，能够减少电容器100相对于电路基板200的安装倾斜。此外，相对于未形成保护膜80的情况下的安装倾斜大约为13度，本实施方式中的安装倾斜大约为3度。

图4A～G是表示本实施方式所涉及的电容器100的制造方法的一个例子的示意图。以下，使用图4A～G对电容器100的制造方法进行说明。此外，在图4A～G中，虽然对一个电容器100进行说明，但是也能在相同的基板10上同时形成多个电容器100。

如图4A所示，首先，准备基板10，在基板10上形成绝缘膜12。例如，基板10为硅衬底，绝缘膜12为对硅衬底的表面进行了氧化得到的氧化硅膜。基板10的厚度例如为100μm以上且300μm以下。若将基板10的厚度设置为100μm以上且300μm以下，则能够在维持基板10的机械强度的同时，将电容器100维持为安装时易于操作的形状。此外，基板10也可以是砷化镓等其他半导体基板、玻璃、氧化铝等绝缘性基板。另外，绝缘膜12的膜厚例如为0.1μm以上且3μm以下左右。但是，绝缘膜12只要为可保持基板10与下部电极20之间的绝缘的厚度即可。绝缘膜12也可以由氮化硅、氧化铝等绝缘材料形成。

接下来，如图4B所示，在绝缘膜12上形成金属膜，改金属膜由构成下部电极20的金属材料所构成，利用光致抗蚀剂对该金属膜进行图案刻画，将该光致抗蚀剂作为掩膜对该金属膜进行蚀刻，由此形成下部电极20。金属材料例如为铜、银、金、铝等。另外，下部电极20的膜厚例如为0.5μm以上且10μm以下，另外，也可以为2μm以上且6μm以下。若将下部电极20的膜厚设置为0.5μm以上且10μm以下，则能够将下部电极20的电阻值设置为不对电容器100的高频特性造成影响的程度的值，另外，能够将由于下部电极20而产生的应力抑制在电容器100不变形的程度。

接下来，如图4C所示，形成介电膜30。首先，使形成介电膜30的电介质材料沉积在下部电极20的上表面以及端面、和绝缘膜12上。电介质材料例如为硅氮化膜，其膜厚例如为0.1μm以上且1.5μm以下。而且，将被刻画了图案的光致抗蚀剂作为掩膜，除去电介质材料的一部分来形成开口32以使下部电极20的上表面的一部分露出，形成介电膜30。介电膜30也可以由氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铪、氧化钽、氧化锆等其他氧化物、氮化物构成的电介质材料形成。另外，介电膜30也可以是由不同的电介质材料构成的多层的膜。

接下来，如图4D所示，形成上部电极40以及通孔电极42。首先，使形成上部电极40以及通孔电极42的金属材料沉积于介电膜30、绝缘膜12、以及介电膜30的开口32(参照图4C)内。上部电极40以及通孔电极42的厚度例如为0.5μm以上且10μm以下，另外也可以是2μm以上且6μm以下。这样，通过上部电极40具有相对较厚的膜厚，从而能够降低串联电阻。另外，金属材料例如为铜、银、金、铝等。而且，将被刻画了图案的光致抗蚀剂作为掩膜，对被沉积的金属材料进行蚀刻，在下部电极20的部分区域形成上部电极40，并且在介电膜30的开口32形成通孔电极42。

此外，在本实施方式中，下部电极20与上部电极40相比，膜厚形成得较厚。由此，俯视时，即使上部电极40与下部电极20相比更靠近内侧形成，也能够将等效串联电阻抑制得较低。

接下来，如图4E所示，形成绝缘膜50。首先，使形成绝缘膜50的绝缘材料沉积于上部电极40、通孔电极42、介电膜30、以及绝缘膜12上。绝缘膜50由聚酰亚胺树脂、氧化硅等绝缘材料形成。绝缘膜50的膜厚例如为1μm以上且20μm以下。由此，能够使隔着绝缘膜50形成于下部电极20与端子电极60之间的电容大于隔着介电膜30形成于下部电极20与上部电极40之间的电容。另外，作为形成绝缘膜50的材料，不需要一定使用高粘度的材料，因此能够相对较容易地控制绝缘膜50的厚度。进而，能够减少电容器100的电容的偏差。

而且，将被刻画了图案的光致抗蚀剂作为掩膜，对该绝缘材料进行蚀刻，分别形成开口52以及54以使上部电极40的一部分以及通孔电极42的一部分露出。此外，在本实施方式中，绝缘膜50形成为覆盖下部电极20的侧壁部分(侧面)。由此，即使介电膜30没有充分地形成于下部电极20的侧壁部分，也能够防止下部电极20露出。进而，在电容器100的安装时，能够防止焊料与下部电极20在下部电极20的侧壁部分短路。

接下来，如图4F所示，形成保护膜80。首先，将形成保护膜80的树脂材料(聚酰亚胺、苯并环丁烯、聚苯并噁唑、有机钝化材料等)涂覆于绝缘膜50、上部电极40以及通孔电极42上，并进行曝光以及显影以使得在俯视时成为规定的图案。而且，通过使该树脂材料硬化并且固化，从而形成保护膜80。

接下来，如图4G所示，形成端子电极60以及70。首先，使金属材料沉积于上部电极40、通孔电极42、绝缘膜50以及保护膜80上，形成种子层。种子层例如为铜与钛的层叠。而且，在种子层上涂覆抗蚀剂，并对抗蚀剂进行图案刻画，以使种子层在形成端子电极60以及70的区域中露出。而且，将种子层作为电极，通过电镀使金属材料沉积于种子层中露出的部分。在本实施方式中，作为金属材料，沉积有4μm铜、4μm镍、0.2μm金。然后，去除抗蚀剂，并且对种子层进行蚀刻，形成端子电极60以及70。通过以上的工序，能够获得本实施方式所涉及的电容器100。

图5是概略地表示本发明的第二实施方式所涉及的电容器100的结构的俯视图。另外，图6是表示图5的AA’剖面的图。此外，在图5以及图6中，提取对电容器100的结构上的特征的至少一部分进行说明所需的构成进行记载，但是并不妨碍电容器100具备未图示的构成。另外，在第二实施方式之后，省略与第一实施方式共通的事项的描述，仅针对不同点进行说明。特别是对于基于相同构成得到的相同作用效果，并不在每个实施方式依次言及。

本实施方式中的电容器100在俯视时保护膜80被设置为在开口52以及54中的三个边周围覆盖绝缘膜50。即，开口52以及54具有具备四个边的矩形形状，保护膜80被设置为在开口52以及54的周围中，在分别与开口54或者52对置的边、以及与该边相邻的两边的周围覆盖绝缘膜50。

在本实施方式中，在端子电极60以及70中，由于形成有凹凸(阶梯差)的区域进一步增加，因此能够使施加于电容器100的应力进一步分散。另外，由于通过焊料240以及250而接合的面积进一步增加，因此能够使固定强度进一步提高。此外，相对于第一实施方式中的固定强度为1.0牛顿，本实施方式中的固定强度为1.5牛顿。

图7是概略地表示本发明的第二实施方式所涉及的电容器100的结构的俯视图。另外，图8是表示图5的AA’剖面的图。此外，在图7以及图8中，虽然提取对电容器100的结构上的特征的至少一部分进行说明所需的构成进行记载，但是并不妨碍电容器100具备未图示的构成。

本实施方式中电容器100的端子电极60以及70具有双层结构。具体而言，端子电极60具有从上部电极40起遍及绝缘膜50的一部分形成的第一层60-1与从第一层60-1起遍及保护膜80形成的第二层60-2。同样地，端子电极70具有从通孔电极42起遍及绝缘膜50的一部分形成的第一层70-1与从第一层70-1起遍及保护膜80形成的第二层70-2。此外，保护膜80在形成了第一层60-1以及70-1之后，形成于绝缘膜50、以及第一层60-1、以及70-1上。

以上，对本发明的例示的实施方式进行了说明。

本发明的一种实施方式所涉及的电容器100具备：基板10，具有表面以及背面；元件，设置于基板10的表面上；上部电极40以及/或者通孔电极42，与元件电连接；绝缘膜50，在俯视基板10的表面时，在与上部电极40以及/或者通孔电极42重叠的位置设置有开口52以及/或者54；保护膜80，被设置为在包括开口52以及/或者54的周围的至少一部分的区域覆盖绝缘膜50；以及端子电极60以及/或者70，从上部电极40以及/或者通孔电极42起遍及保护膜80被设置。

由此，由于能够使沿厚度方向施加于电容器100的应力在保护膜80中分散，因此能够使施加于电容部件、基板10的应力减少。另外，由于保护膜80具有足够的厚度，因此即使对电容器100施加较大的应力，也能够使产生于电容器100的裂缝止步于保护膜80，抑制其到达电容部件、基板10。另外，由于电容器100具有保护膜80，因此能够增大端子电极60以及70的表面积。由此，能够提高电容器100的对于电路基板200的固定强度。并且，由于电容器100具有保护膜80，因此在端子电极60以及70形成有凹凸(阶梯差)。由此，能够使焊料停留在端子电极60以及70中形成于保护膜80上的部分以外的部分。进而，在电容器100的安装时，能够减少电容器100的相对于电路基板200的安装倾斜。

另外，俯视时开口52以及/或者54具有包括四个边的矩形形状，保护膜80也可以被设置为在开口52以及/或者54的四个边中的三个边的周围覆盖绝缘膜50。由此，由于在端子电极60以及70中，形成有凹凸(阶梯差)的区域进一步增加，因此能够使施加于电容器100的应力进一步分散。另外，由于通过焊料240以及250而接合的面积进一步增加，因此能够使固定强度进一步提高。

此外，以上说明的各实施方式并非用于限定解释本发明，而是用于便于本发明的理解。本发明可在不脱离其主旨的范围内进行变更/改进，并且本发明中也包括其等效物。即，本领域技术人员对各实施方式添加了适当的设计变更的方式只要具备本发明的特征，也包含于本发明的范围。例如，各实施方式所具备的各要素以及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不局限于所例示的，而能够适当地变更。另外，各实施方式为例示的，当然能够进行不同的实施方式所示的构成的部分替换或者组合，这些只要包含本发明的特征，就也包含于本发明的范围。

附图标记说明

10…基板；12…绝缘膜；20…下部电极；30…介电膜；40…上部电极；42…通孔电极；50…绝缘膜；52…开口；54…开口；60…端子电极；70…端子电极；80…保护膜；100…电容器；200…电路基板。

Claims

1.一种电子部件，具备：

基板，具有第一主面以及第二主面；

元件，设置在所述基板的所述第一主面上；

第一接触电极，与所述元件电连接；

绝缘膜，在俯视所述第一主面时，在与所述第一接触电极重叠的位置设置有第一开口；

保护膜，被设置为在包括所述第一开口的周围的至少一部分的区域覆盖所述绝缘膜；以及

第一外部电极，从所述第一接触电极起遍及所述保护膜被设置。

2.根据权利要求1所述的电子部件，其中，

在俯视所述第一主面时，所述第一开口具有包括四个边的矩形形状，

所述保护膜被设置为在所述第一开口的所述四个边中的三个边的周围覆盖绝缘膜。

3.根据权利要求1所述的电子部件，其中，

还具备与所述元件电连接的第二接触电极，

在所述绝缘膜且与所述第二接触电极重叠的位置设置有第二开口，

所述保护膜被设置为从所述第一开口与所述第二开口之间的区域起遍及包括所述第一开口的周围的至少一部分的区域以及第二开口的周围的至少一部分的区域覆盖所述绝缘膜，

所述电子部件还具备从所述第二接触电极起遍及所述保护膜被设置的第二外部电极。

4.根据权利要求1所述的电子部件，其中，

所述保护膜具有与所述绝缘膜接触的接触面、以及与所述接触面对置的对置面，

所述第一外部电极从所述第一接触电极起遍及所述对置面被设置。