JP2002343827A - 電子部品およびその製造方法 - Google Patents

電子部品およびその製造方法

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JP2002343827A JP2001150504A JP2001150504A JP2002343827A JP 2002343827 A JP2002343827 A JP 2002343827A JP 2001150504 A JP2001150504 A JP 2001150504A JP 2001150504 A JP2001150504 A JP 2001150504A JP 2002343827 A JP2002343827 A JP 2002343827A
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英司 川本
Masaaki Hayama
雅昭 葉山
Masaaki Katsumata
雅昭 勝又
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 弾性表面波素子の電気的特性を劣化すること
なくフェイスダウン実装を容易に行い、更に回路基板と
信頼性の高い電気的接続を実現することを目的とする。 【解決手段】 少なくとも１つの主面に機能部を有する
機能素子チップと、前記機能素子チップの機能部に密閉
空間を形成するための空間保持体と、前記機能素子チッ
プの電気信号を入出力するための電極と、前記機能素子
チップをフェイスダウン実装するための回路基板と、前
記電極上にあって前記回路基板と前記電極間の電気的接
続を行う導電性端子と、前記機能素子チップを前記回路
基板上に固定する絶縁性樹脂とからなる電子部品におい
て、前記導電性端子が前記電極上に粘性材料を用いて金
属ボールを搭載している構造を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信機器等
に使用される電子部品およびその製造方法に関し、特
に、弾性表面波デバイスや水晶デバイス、圧電セラミッ
クデバイス等の電子部品およびその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】移動体通信の発展に伴い、機器を構成す
るキーデバイスの一つである電子部品の小型化、低背
化、高性能化が求められている。図７は、圧電振動素子
の主面上に振動面である機能部１０２を有する従来の電
子部品の構造を示すが、機能素子チップ１０１は、接着
剤１０５を介してパッケージの基板１０７に固定し、金
やアルミニウムなどの金属細線からなる電極間接続部１
０６により機能素子チップ１０１とパッケージの基板１
０７との電気的導通を図っていた。更に、金属製の保護
キャップ１０９をシーム溶接などによりパッケージの基
板１０７と接合し、気密を保持していた。
【０００３】しかしながら、前記従来の金属細線を用い
た電子部品の場合には、パッケージに金属細線を接続す
るためのランドと、蓋部を接合するための接合部が必要
であるため、小型化には限界があった。また、動作周波
数の高周波化に伴い、特に高周波動作を行うＲＦ弾性表
面波デバイスなどの電子部品においては、金属細線部の
インダクタンスが無視できなくなってきていた。
【０００４】そこで、小型化、高周波化へのアプローチ
として、電子部品の実装方法においても、従来のワイヤ
ボンディング実装に代えて、大西ら；「フリップチップ
ボンディング技術を使用した１．５ＧＨｚ帯ＳＡＷフィ
ルタ」プロシーディングスオン １９９３ ジャパン
アイ・イー・エム・ティー シンポジウム（Ｏnishi,et
al.“Ａ 1.5ＧＨｚ−Ｂand ＳＡＷ Ｆilter Ｕsing Ｆ
lip−Ｃhip−ＢondingＴechnique”, Ｐroceedings on
1993 Ｊapan ＩＥＭＴ Ｓymposium. pp109−112）に示
されるように、弾性表面波デバイスのフェイスダウン方
式による実装が試みられている。
【０００５】以下に、フェイスダウン実装を用いた従来
の電子部品とその製造方法について説明する。図８は、
従来の弾性表面波素子等の機能素子チップ１１１をフェ
イスダウン実装を用いてパッケージ化した電子部品の製
造方法を示したもので、機能素子チップ１１１上に形成
された電極パッド１１３上に、導電性突起部１１５を形
成し、更に、この導電性突起部１１５に導電性接着剤１
１６を転写塗布し、アルミナまたはガラス−セラミック
などからなるパッケージまたは回路基板１１７上にフェ
イスダウン実装し、外部との導通を図っていた。更に、
導電性突起部１１５と導電性接着剤１１６だけでは、機
能素子チップ１１１とパッケージまたは回路基板１１７
との接着強度が弱いため、封止樹脂１１８により接着補
強した構造を取っていた。なお、前記封止樹脂１１８に
は、機能部１１２周辺に振動空間を確保するため、高粘
度の絶縁性樹脂が用いられていた。この時、特開平１０
−２７０９７５号公報に開示のように、機能素子チップ
の機能部近傍に空間を形成するための空間保持体１１４
を形成して、弾性表面波デバイスの特性劣化を防ぐ構造
が提案されている。
【０００６】また、別のフェイスダウン実装方法とし
て、谷津田ら；「フリップチップ型ＧＨｚ帯ＳＡＷフィ
ルタ」、信学技報 ＵＳ９５−２６，ＥＭＤ９５−２
２，ＣＰＭ９５−３４（１９９５−０７）、pp４７−５
４に示されるような、Ａｕバンプを用いた超音波フェー
スダウンボンディング技術が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成において、大西らの提案による導電性突起電極
構造では、すべての導電性突起電極の高さを揃えなけれ
ばならず、制御が非常に困難である。また、弾性表面波
デバイスは素子表面の振動が必要不可欠であるため、そ
の振動を妨げるような物質が素子表面に存在しないよう
にしなければならない。そのため素子表面の振動空間が
確保できるように空間保持体を形成しているのである
が、空間保持体の高さは、弾性表面波デバイスとしての
信頼性を満足するためには少なくとも４０μｍ以上の高
さが必要である。しかし、導電性突起電極の高さは、形
成直後では６０μｍ程度ではあるものの、個別の高さは
非常にばらついている。そのため、導電性突起電極を押
し潰しながら高さのレベリングを行うことになり、最終
的には５０μｍ以下となる。従って、導電性突起電極上
に導電性接着剤を転写する際に、空間保持体にまで導電
性接着剤が転写され、回路基板の表面を導電性接着剤で
汚染するという問題を有していた。また、この構造は、
後に機能素子と回路基板間に絶縁性樹脂を注入して、回
路基板上への機能素子の固定を行うものであるが、実際
には、機能素子上の空間保持体と回路基板間に隙間がほ
とんどなく、絶縁性樹脂の注入が行えないという問題も
有していた。
【０００８】また、谷津田らの提案による機能素子上に
形成したＡｕバンプを用いた超音波フェイスダウンボン
ディング技術に関しては、機能素子全体に超音波振動を
印加して、すべてのＡｕバンプに一括して超音波振動を
伝えなければならないが、各バンプに対する超音波の均
一な伝搬が非常に難しく、安定した歩留りが得られない
という問題を有していた。
【０００９】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、弾性表面波素子の電気的特性を劣化することなく
フェイスダウン実装を容易に行い、更に回路基板と信頼
性の高い電気的接続を実現することを目的とするもので
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子部品の構造は、少なくとも一つの主面
に機能部を有する機能素子チップと、前記機能素子チッ
プの機能部に密閉空間を形成するための空間保持体と、
前記機能素子チップの電気信号を入出力するための電極
と、前記機能素子チップをフェイスダウン実装するため
の回路基板と、前記電極上にあって前記回路基板と前記
電極間の電気的接続を行う導電性端子と、前記機能素子
チップを前記回路基板上に固定する絶縁性樹脂とからな
る電子部品において、前記導電性端子が前記電極上に粘
性材料を用いて金属ボールを搭載している構造であるこ
とを特徴とする電子部品とするものである。
【００１１】この方法により、弾性表面波素子のような
素子表面に機能空間を確保しなければならない機能素子
をフェイスダウン実装する場合において、機能空間を確
保するための空間保持体が存在しても、回路基板と空間
保持体間の隙間を十分大きく保つことができるので、強
固なフェイスダウン実装を行うことができる。
【００１２】また、別の方法として、少なくとも一つの
主面に機能部を有する機能素子チップと、前記機能素子
チップの機能部に密閉空間を形成するための空間保持体
と、前記機能素子チップの電気信号を入出力するための
電極と、前記電極上にあって前記電極と電気的に接続し
ている導電性端子と、前記機能素子の前記空間保持体を
含む少なくとも一つの主面を覆う絶縁性封止樹脂と前記
絶縁性封止樹脂上にあって前記導電性端子と電気的に接
続する外部電極からなることを特徴とする電子部品とす
るものである。
【００１３】この方法により、機能素子はパッケージ化
されており、ＬＣＲに代表されるチップ部品と同様に取
り扱うことができる。また、ウエハサイズで絶縁性封止
樹脂を形成することができるので、低コスト化を容易に
実現できるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、少なくとも一つの主面に機能部を有する機能素子チ
ップと、前記機能素子チップの機能部に密閉空間を形成
するための空間保持体と、前記機能素子チップの電気信
号を入出力するための電極と、前記機能素子チップをフ
ェイスダウン実装するための回路基板と、前記電極上に
あって前記回路基板と前記電極間の電気的接続を行う導
電性端子と、前記機能素子チップを前記回路基板上に固
定する絶縁性樹脂とからなる電子部品において、前記導
電性端子が前記電極上に粘性材料を用いて金属ボールを
搭載している構造であることを特徴とする電子部品とし
たものであり、空間保持体より大きな金属ボール導電性
端子に用いることができ、しかも粘性材料を用いること
で金属ボールを容易に電極上に形成することができる。
そのため絶縁性樹脂を注入するために必要な機能素子と
回路基板間の隙間を十分に保つことができるので、安定
した機能素子チップと外部回路基板の電気的接続を行う
ことができるという作用を有する。
【００１５】本発明の請求項２に記載の発明は、前記粘
性材料が熱硬化性樹脂を主成分とする導電性ペーストで
あることを特徴とする請求項１記載の電子部品としたも
のであり、一般的な厚膜印刷方法や転写方法により容易
に電極上に導電性ペーストを形成することができ、金属
ボール搭載後、加熱のみで金属ボールを電極上に電気的
導通を取りながら固定することができるという作用を有
する。
【００１６】本発明の請求項３に記載の発明は、前記粘
性材料が半田ペーストであることを特徴とする請求項１
記載の電子部品としたものであり、一般的な厚膜印刷方
法や転写方法により容易に電極上に半田ペーストを形成
することができ、金属ボール搭載後、リフローのみで金
属ボールを電極上に電気的導通を取りながら固定するこ
とができるという作用を有する。
【００１７】本発明の請求項４に記載の発明は、前記粘
性材料がフラックスであることを特徴とする請求項１記
載の電子部品としたものであり、一般的な厚膜印刷方法
や転写方法により容易に電極上にフラックスを形成する
ことができ、金属ボール特に半田ボール搭載後、リフロ
ーのみで半田ボールを電極上に電気的導通を取りながら
固定することができるという作用を有する。
【００１８】本発明の請求項５に記載の発明は、前記金
属ボールはＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、半田
の少なくとも一つ以上の材料からなることを特徴とする
請求項１記載の電子部品としたものであり、一般的な金
属材料を用いることができるという作用を有する。
【００１９】本発明の請求項６に記載の発明は、前記金
属ボールの大きさは６０μｍ以上３００μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品としたもので
あり、空間保持体より大きな金属ボール導電性端子に用
いることで、絶縁性樹脂を注入するために必要な機能素
子と回路基板間の隙間を十分に保つことができるので、
安定した機能素子チップと外部回路基板の電気的接続を
行うことができるという作用を有する。
【００２０】本発明の請求項７に記載の発明は、少なく
とも一つの主面に機能部を有する機能素子チップと、前
記機能素子チップの機能部に密閉空間を形成するための
空間保持体と、前記機能素子チップの電気信号を入出力
するための電極と、前記電極上にあって前記電極と電気
的に接続している導電性端子と、前記機能素子の前記空
間保持体を含む少なくとも一つの主面を覆う絶縁性封止
樹脂と前記絶縁性封止樹脂上にあって前記導電性端子と
電気的に接続する外部電極からなることを特徴とする電
子部品としたものであり、機能素子はほぼ素子サイズと
同じ大きさでパッケージ化されており、ＬＣＲに代表さ
れるチップ部品と同様に取り扱うことができるという作
用を有する。
【００２１】本発明の請求項８に記載の発明は、前記導
電性端子が前記電極上に粘性材料を用いて金属ボールを
搭載している構造であることを特徴とする請求項７記載
の電子部品としたものであり、空間保持体より大きな金
属ボール導電性端子に用いることができ、しかも粘性材
料を用いることで金属ボールを容易に電極上に形成する
ことができるという作用を有する。
【００２２】本発明の請求項９に記載の発明は、前記粘
性材料が熱硬化性樹脂を主成分とする導電性ペーストで
あることを特徴とする請求項８記載の電子部品としたも
のであり、一般的な厚膜印刷方法や転写方法により容易
に電極上に導電性ペーストを形成することができ、金属
ボール搭載後、加熱のみで金属ボールを電極上に電気的
導通を取りながら固定することができるという作用を有
する。
【００２３】本発明の請求項１０に記載の発明は、前記
粘性材料が半田ペーストであることを特徴とする請求項
８記載の電子部品としたものであり、一般的な厚膜印刷
方法や転写方法により容易に電極上に半田ペーストを形
成することができ、金属ボール搭載後、リフローのみで
金属ボールを電極上に電気的導通を取りながら固定する
ことができるという作用を有する。
【００２４】本発明の請求項１１に記載の発明は、前記
粘性材料がフラックスであることを特徴とする請求項８
記載の電子部品としたものであり、一般的な厚膜印刷方
法や転写方法により容易に電極上にフラックスを形成す
ることができ、金属ボール特に半田ボール搭載後、リフ
ローのみで半田ボールを電極上に電気的導通を取りなが
ら固定することができるという作用を有する。
【００２５】本発明の請求項１２に記載の発明は、前記
金属ボールはＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、半
田の少なくとも一つ以上の材料からなることを特徴とす
る請求項８記載の電子部品としたものであり、一般的な
金属材料を用いることができるという作用を有する。
【００２６】本発明の請求項１３に記載の発明は、前記
金属ボールの大きさは６０μｍ以上３００μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項８記載の電子部品としたもの
であり、空間保持体より大きな金属ボール導電性端子に
用いることで、絶縁性樹脂を注入するために必要な機能
素子と回路基板間の隙間を十分に保つことができるの
で、安定した機能素子チップと外部回路基板の電気的接
続を行うことができるという作用を有する。
【００２７】本発明の請求項１４に記載の発明は、絶縁
性封止樹脂が熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂の少
なくとも一つ以上の成分よりなることを特徴とする請求
項７記載の電子部品としたものであり、機能素子の表面
上で封止を行うことができるという作用を有する。
【００２８】本発明の請求項１５に記載の発明は、ウエ
ハ上に少なくとも二つ以上の複数個の機能素子の機能部
および前記機能部の電気信号を入出力するための電極を
形成する工程と、前記機能部上面に密閉空間を設けるた
めに空間保持体を形成する工程と、前記電極上に粘性材
料を塗布する工程と、前記粘性材料上に金属ボールを搭
載する工程と、前記ウエハを加熱して前記金属ボールを
前記電極上に電気的に導通させながら固定する工程と、
前記ウエハを個別の前記機能素子に分割する工程と、前
記機能素子を回路基板上にフェイスダウン実装する工程
と、前記機能素子と前記回路基板間に絶縁性樹脂を注入
した後前記絶縁性樹脂を硬化して前記機能素子を前記回
路基板上に固定する工程からなることを特徴とする電子
部品の製造方法としたものであり、ウエハ上に複数個の
機能素子を一括して形成した後、機能素子の電気的特性
を損なうことなくフェイスダウン実装することができる
という作用を有する。
【００２９】本発明の請求項１６に記載の発明は、ウエ
ハ上に少なくとも二つ以上の複数個の機能素子の機能部
および前記機能部の電気信号を入出力するための電極を
形成する工程と、前記機能部上面に密閉空間を設けるた
めに空間保持体を形成する工程と、金属ボール上に粘性
材料を塗布する工程と、前記機能素子の電極上に前記粘
性材料付き金属ボールを前記粘性材料が前記電極と接す
るように搭載する工程と、前記ウエハを加熱して前記金
属ボールを前記電極上に電気的に導通させながら固定す
る工程と、前記ウエハを個別の前記機能素子に分割する
工程と、前記機能素子を回路基板上にフェイスダウン実
装する工程と、前記機能素子と前記回路基板間に絶縁性
樹脂を注入した後前記絶縁性樹脂を硬化して前記機能素
子を前記回路基板上に固定する工程からなることを特徴
とする電子部品の製造方法としたものであり、ウエハ上
に複数個の機能素子を一括して形成した後、機能素子の
電気的特性を損なうことなくフェイスダウン実装するこ
とができるという作用を有する。
【００３０】本発明の請求項１７に記載の発明は、ウエ
ハ上に少なくとも二つ以上の複数個の機能素子の機能部
および前記機能部の電気信号を入出力するための電極を
形成する工程と、前記機能部上面に密閉空間を設けるた
めに空間保持体を形成する工程と、前記ウエハを個別の
前記機能素子に分割する工程と、前記電極上に粘性材料
を塗布する工程と、前記粘性材料上に金属ボールを搭載
する工程と、前記機能素子を加熱して前記金属ボールを
前記電極上に電気的に導通させながら固定する工程と、
前記機能素子を回路基板上にフェイスダウン実装する工
程と、前記機能素子と前記回路基板間に絶縁性樹脂を注
入した後前記絶縁性樹脂を硬化して前記機能素子を前記
回路基板上に固定する工程からなることを特徴とする電
子部品の製造方法としたものであり、ウエハ上に複数個
の機能素子を形成した後、不良品を選別し、良品のみの
金属ボールを形成することができるため、材料費の抑制
を行うことができるという作用を有する。
【００３１】本発明の請求項１８に記載の発明は、ウエ
ハ上に少なくとも二つ以上の複数個の機能素子の機能部
および前記機能部の電気信号を入出力するための電極を
形成する工程と、前記機能部上面に密閉空間を設けるた
めに空間保持体を形成する工程と、前記ウエハを個別の
前記機能素子に分割する工程と、金属ボール上に粘性材
料を塗布する工程と、前記機能素子の電極上に前記粘性
材料付き金属ボールを前記粘性材料が前記電極と接する
ように搭載する工程と、前記機能素子を加熱して前記金
属ボールを前記電極上に電気的に導通させながら固定す
る工程と、前記機能素子を回路基板上にフェイスダウン
実装する工程と、前記機能素子と前記回路基板間に絶縁
性樹脂を注入した後前記絶縁性樹脂を硬化して前記機能
素子を前記回路基板上に固定する工程からなることを特
徴とする電子部品の製造方法としたものであり、ウエハ
上に複数個の機能素子を形成した後、不良品を選別し、
良品のみの金属ボールを形成することができるため、材
料費の抑制を行うことができるという作用を有する。
【００３２】本発明の請求項１９に記載の発明は、ウエ
ハ上に少なくとも二つ以上の複数個の機能素子の機能部
および前記機能部の電気信号を入出力するための電極を
形成する工程と、前記機能部上面に密閉空間を設けるた
めに空間保持体を形成する工程と、前記電極上に粘性材
料を塗布する工程と、前記粘性材料上に金属ボールを搭
載する工程と、前記ウエハを加熱して前記金属ボールを
前記電極上に電気的に導通させながら固定する工程と、
前記ウエハの前記機能素子の前記空間保持体を含む少な
くとも一つの主面を覆う絶縁性封止樹脂を塗布する工程
と、前記絶縁性封止樹脂を硬化させる工程と、前記絶縁
性封止樹脂を前記金属ボールが見えるまで薄くする工程
と、前記絶縁性封止樹脂上に前記金属ボールと電気的に
接続する外部電極を形成する工程と、前記ウエハを個別
の前記機能素子に分割する工程からなることを特徴とす
る電子部品の製造方法としたものであり、機能素子はほ
ぼ素子サイズと同じ大きさでパッケージ化されており、
ＬＣＲに代表されるチップ部品と同様に取り扱うことが
できるという作用を有する。
【００３３】本発明の請求項２０に記載の発明は、ウエ
ハ上に少なくとも二つ以上の複数個の機能素子の機能部
および前記機能部の電気信号を入出力するための電極を
形成する工程と、前記機能部上面に密閉空間を設けるた
めに空間保持体を形成する工程と、金属ボール上に粘性
材料を塗布する工程と、前記機能素子の電極上に前記粘
性材料付き金属ボールを前記粘性材料が前記電極と接す
るように搭載する工程と、前記ウエハを加熱する工程
と、前記ウエハの前記機能素子の前記空間保持体を含む
少なくとも一つの主面を覆う絶縁性封止樹脂を塗布する
工程と、前記絶縁性封止樹脂を硬化させる工程と、前記
絶縁性封止樹脂を前記金属ボールが見えるまで薄くする
工程と、前記絶縁性封止樹脂上に前記金属ボールと電気
的に接続する外部電極を形成する工程と、前記ウエハを
個別の前記機能素子に分割する工程からなることを特徴
とする電子部品の製造方法としたものであり、機能素子
はほぼ素子サイズと同じ大きさでパッケージ化されてお
り、ＬＣＲに代表されるチップ部品と同様に取り扱うこ
とができるという作用を有する。
【００３４】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図６を用いて説明する。
【００３５】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における電子部品の断面図である。図１において、
１は弾性表面波デバイスや水晶デバイス、圧電セラミッ
クデバイス等の機能素子で、２は機能素子１の機能部、
３は機能部２への電気信号を入出力するための電極であ
る。４は機能部２の表面に空間を確保するための空間保
持体である。５は導電性ペースト、半田ペースト、フラ
ックス等からなる粘性材料、６は金属ボールで、この粘
性材料５により金属ボール６を電極３上に搭載すること
ができ、その後加熱することにより、粘性材料５が導電
性ペーストの場合硬化して金属ボール６を電極３と電気
的導通を取りながら電極３上に固定することができる。
また、粘性材料５が半田ペーストの場合は、リフローさ
れることにより同様に金属ボール６を電極３と電気的導
通を取りながら電極３上に固定することができる。
【００３６】また、粘性材料５がフラックスの場合は、
金属ボール６は半田ボールとなり、このフラックスが電
極３の表面の酸化膜と金属ボール６の表面の酸化膜を除
去しながら、金属ボール６である半田ボールが直接電極
３上に電気的導通を取りながら電極３上に固定される。
このとき、フラックスは反応の過程において半田ボール
内に取り込まれたり、電極３と金属ボール６の接合面以
外の部分に残渣が残る場合があるが、残渣が残った場合
には洗浄工程を設けて完全に除去する必要がある。それ
から、７は機能素子１をフェイスダウン実装するための
回路基板で、８は機能素子１を回路基板７に実装後、両
者の間に注入する通称アンダーフィルと呼ばれる絶縁性
樹脂である。
【００３７】次に本発明の実施の形態１における電子部
品の製造方法を図３を用いて説明する。図３（ａ）に示
すように、まず機能素子１上に機能部２および電極３を
形成する。このとき機能素子１はウエハ上に複数個が同
時に形成されていることが望ましい。
【００３８】そして、図３（ｂ）に示すように、機能部
２の表面に電気的特性を劣化させないために、空間保持
体４を形成する。この空間保持体４はホトリソグラフィ
により感光性樹脂材料を用いて形成してもよいし、金属
材料により形成してもよい。この場合重要なことは、確
実に機能部２の表面に空間を形成することであり、合わ
せて後に機能素子１の表面を樹脂が覆う際に、機能部２
に樹脂が進入することを防ぐことである。また、このと
き機能素子１の電気的特性を良好に保つためには、空間
保持体４の空間部の高さは３μｍ〜５０μｍ程度が望ま
しい。３μｍ以下の空間になると機能部２と接触してし
まう恐れがあり、また、５０μｍ以上の高さになると、
電気的特性からは問題にはならないが、機能素子１を回
路基板７に実装する際に非常に高い導電性端子（バン
プ）が必要となり、実装を困難にするとともに、低背化
を妨げることになる。また、空間保持体４そのものの高
さもできるだけ低い方が望ましい。そのため、空間保持
体４の空間部が２５μｍ、空間保持体４の高さが５０μ
ｍ程度が電気的特性を劣化させることなく、機能素子１
の実装を良好に行うことができる。
【００３９】次に、図３（ｃ）に示すように、機能素子
１の電極３上に導電性ペースト、半田ペースト、フラッ
クス等の粘性材料５を塗布する。この際粘性材料５は厚
膜印刷方法や転写方法により形成することができる。
【００４０】そして、図３（ｄ）に示すように、金属ボ
ール６を粘性材料５上に搭載し、加熱することにより、
粘性材料５が導電性ペーストの場合、導電性ペーストの
硬化により金属ボール６を電極３上に電気的導通を取り
ながら固定することができる。また、粘性材料５が半田
ペーストの場合、半田の溶融により金属ボール６を電極
３上に電気的導通を取りながら固定することができる。
また、粘性材料５がフラックスの場合、金属ボール６は
半田ボールとなり、フラックスが電極３表面の酸化膜と
半田ボール表面の酸化膜を除去しながら、半田ボールの
溶融により、半田ボールを電極３上に電気的導通を取り
ながら固定することができる。そして、いずれの場合に
おいても、金属ボール６の大きさは６０μｍ〜３００μ
ｍが有効であるが、できるだけ低背実装を行うために
は、空間保持体４の高さと密接な関係があり、その特性
上空間保持体４として有効な高さが５０μｍ程度である
ことから金属ボール６の大きさは１００μｍ程度が有効
である。しかしながら、先に示した６０〜３００μｍの
範囲内であれば電気的特性を満足するとともに、フェイ
スダウン実装を良好に行うことができるものである。
【００４１】次に図３（ｅ）に示すように、金属ボール
６を回路基板７の所望の電極と位置合わせを行った後、
機能素子１を回路基板７上へフェイスダウン実装を行
う。このとき、機能素子１の実装方法としては導電性ペ
ーストを用いても良いし、半田ペーストを用いてもよ
い。また、金属ボール６が半田ボールの場合には、フラ
ックスのみで直接半田ボールを回路基板７上に実装して
もよい。また、図からもわかるように、金属ボール６は
空間保持体４の高さより大きいことが必要不可欠であ
る。
【００４２】その後、図３（ｆ）に示すように、機能素
子１と回路基板７の間に絶縁性樹脂８としてアンダーフ
ィルを注入し、このアンダーフィルを硬化させて、機能
素子１を回路基板７上に確実に固定する。
【００４３】以上に示すように、本発明においては、導
電性ペースト、半田ペーストまたはフラックスのよう
な、厚膜印刷方法や転写方法で容易に形成できる粘性材
料５を用いて、空間保持体４の高さより大きな金属ボー
ル６を機能素子１の電極３上に形成することができる。
そのため、機能素子１の電気的特性を損なわず回路基板
７上にフェイスダウン実装することができるものであ
る。また、ウエハ上に形成した複数個の機能素子１の各
電極３上に一括して金属ボール６を搭載することが可能
であるため、Ａｕワイヤを用いたボールバンプを一個ず
つ形成している工程より、バンピングタクトを大幅に短
縮することができるという特徴も有している。
【００４４】（実施の形態２）本発明の実施の形態２に
ついて図４を用いて説明する。なお、実施の形態１と同
一工程については同一番号を付して説明を省略する。
【００４５】図４（ａ）および（ｂ）は、図３（ａ）お
よび（ｂ）と同様の工程で機能素子１上に機能部２、電
極３、そして空間保持体４が形成されているものであ
る。次に図４（ｃ）に示すように、金属ボール６の表面
に転写等の方法により粘性材料５を形成しておき、その
後図４（ｄ）に示すように、金属ボール６の粘性材料５
を形成した面を機能素子１の電極３上に合わせて金属ボ
ール６を搭載し、加熱により金属ボール６を電極３上に
電気的導通を取りながら固定する。その後の工程は図３
（ｅ）および（ｆ）と同様である。
【００４６】以上に示すように、本発明においては、金
属ボール６を搭載する際に必要不可欠である粘性材料５
を予め金属ボール６側に形成するため、空間保持体４の
ような突起物が存在する機能素子１上に粘性材料５を形
成する必要がない。つまり空間保持体４と機能素子１表
面の段差を考慮した粘性材料５の塗布方法を考える必要
がない。また、ウエハ上に複数個形成した機能素子１
を、個別の機能素子１に分割した後、良品素子にのみ金
属ボール６を搭載するという選択性が可能であるため、
材料のロスを最小限に防ぐことができるという特徴も有
している。
【００４７】（実施の形態３）図２は本発明の実施の形
態３における電子部品の断面図である。図２において、
１１は弾性表面波デバイスや水晶デバイス、圧電セラミ
ックデバイス等の機能素子で、１２は機能素子１１の機
能部、１３は機能部１２への電気信号を入出力するため
の電極である。１４は機能部１２の表面に空間を確保す
るための空間保持体である。１５は導電性ペースト、半
田ペースト、フラックス等からなる粘性材料、１６は金
属ボールで、この粘性材料１５により金属ボール１６を
電極１３上に搭載することができ、実施の形態１と同様
に、その後加熱することにより、粘性材料１５が導電性
ペーストの場合硬化して金属ボール１６を電極１３と電
気的導通を取りながら電極１３上に固定することができ
る。また、粘性材料１５が半田ペーストの場合は、リフ
ローされることにより同様に金属ボール１６を電極１３
と電気的導通を取りながら電極１３上に固定することが
できる。
【００４８】また、粘性材料１５がフラックスの場合
は、金属ボール１６は半田ボールとなり、このフラック
スが電極１３の表面の酸化膜と金属ボール１６の表面の
酸化膜を除去しながら、金属ボール１６である半田ボー
ルが直接電極１３上に電気的導通を取りながら電極１３
上に固定される。このとき、フラックスは反応の過程に
おいて半田ボール内に取り込まれたり、電極１３と金属
ボール１６の接合面以外の部分に残渣が残る場合がある
が、残渣が残った場合には洗浄工程を設けて完全に除去
する必要がある。それから、１８は機能素子１１上の空
間保持体４を完全に覆うように形成される絶縁性封止樹
脂で、１９は外部電極であり、絶縁性封止樹脂上にあり
ながら金属ボール１６と電気的に導通している。
【００４９】次に本発明の実施の形態３における電子部
品の製造方法を図５を用いて説明する。図５（ａ）に示
すように、まず機能素子１１上に機能部１２および電極
１３を形成する。このとき機能素子１１はウエハ上に複
数個が同時に形成されていることが望ましい。
【００５０】そして、図５（ｂ）に示すように、機能部
１２の表面に電気的特性を劣化させないために、空間保
持体１４を形成する。この空間保持体１４はホトリソグ
ラフィにより感光性樹脂材料を用いて形成してもよい
し、金属材料により形成してもよい。この場合重要なこ
とは、確実に機能部１２の表面に空間を形成することで
あり、合わせて後に機能素子１１の表面を絶縁性封止樹
脂１８が覆う際に、機能部１２に絶縁性封止樹脂１８が
進入することを防ぐことである。また、このとき機能素
子１１の電気的特性を良好に保つためには、空間保持体
１４の空間部の高さは３μｍ〜５０μｍ程度が望まし
い。３μｍ以下の空間になると機能部１２と接触してし
まう恐れがあり、また、５０μｍ以上の高さになると、
電気的特性からは問題にはならないが、機能素子１１の
表面から外部電極１９までの距離が長くなり、非常に高
い導電性端子（バンプ）が必要となる。そのため低背化
を妨げることになる。また、空間保持体１４そのものの
高さもできるだけ低い方が望ましい。そのため、空間保
持体１４の空間部が２５μｍ、空間保持体１４の高さが
５０μｍ程度が電気的特性を劣化させることなく、機能
素子１１の表面に絶縁性封止樹脂１８を良好に形成する
ことができる。
【００５１】次に、図５（ｃ）に示すように、機能素子
１１の電極１３上に導電性ペースト、半田ペースト、フ
ラックス等の粘性材料１５を塗布する。この際粘性材料
１５は厚膜印刷方法や転写方法により形成することがで
きる。
【００５２】そして、図５（ｄ）に示すように、金属ボ
ール１６を粘性材料１５上に搭載し、加熱することによ
り、粘性材料１５が導電性ペーストの場合、導電性ペー
ストの硬化により金属ボール１６を電極１３上に電気的
導通を取りながら固定することができる。また、粘性材
料１５が半田ペーストの場合、半田の溶融により金属ボ
ール１６を電極１３上に電気的導通を取りながら固定す
ることができる。また、粘性材料１５がフラックスの場
合、金属ボール１６は半田ボールとなり、フラックスが
電極１３表面の酸化膜と半田ボール表面の酸化膜を除去
しながら、半田ボールの溶融により、半田ボールを電極
１３上に電気的導通を取りながら固定することができ
る。そして、いずれの場合においても、金属ボール１６
の大きさは６０μｍ〜３００μｍが有効であるが、でき
るだけ低背部品とするためには、空間保持体１４の高さ
と密接な関係があり、その特性上空間保持体１４として
有効な高さが５０μｍ程度であることから金属ボール１
６の大きさは１００〜１５０μｍ程度が有効である。し
かしながら、先に示した６０〜３００μｍの範囲内であ
れば電気的特性を満足するものである。
【００５３】次に図５（ｅ）に示すように、機能素子１
１表面に空間保持体１４および金属ボール１６のすべて
を覆うように絶縁性封止樹脂１８を形成する。この絶縁
性封止樹脂１８は熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂
のどちらでもよい。
【００５４】そして、図５（ｆ）に示すように、絶縁性
封止樹脂１８を金属ボールが見えるまで薄く削る。薄く
削る方法は、研磨、研削、エッチング、ドライエッチン
グ等どのような方法を用いてもかまわない。
【００５５】その後、図５（ｇ）に示すように、絶縁性
封止樹脂１８表面に外部電極１９を金属ボール１６と電
気的導通を取りながら形成する。
【００５６】以上に示すように、本発明においては、実
施の形態１および２と同様に、導電性ペースト、半田ペ
ーストまたはフラックスのような、厚膜印刷方法や転写
方法で容易に形成できる粘性材料１５を用いて、空間保
持体１４の高さより大きな金属ボール１６を機能素子１
１の電極１３上に形成することができる。更に、ウエハ
上で複数個の機能素子１１を形成した後、ウエハ表面を
絶縁性封止樹脂１８で覆い、個別の機能素子１１に分割
することで、リアルサイズＣＳＰとすることができる。
そのため、究極の小型、低背パッケージを機能素子サイ
ズで実現することができるものである。
【００５７】（実施の形態４）本発明の実施の形態４に
ついて図６を用いて説明する。なお、実施の形態３と同
一工程については同一番号を付して説明を省略する。
【００５８】図６（ａ）および（ｂ）は、図５（ａ）お
よび（ｂ）と同様の工程で機能素子１１上に機能部１
２、電極１３、そして空間保持体１４が形成されている
ものである。次に図６（ｃ）に示すように、金属ボール
１６の表面に転写等の方法により粘性材料１５を形成し
ておき、その後図６（ｄ）に示すように、金属ボール１
６の粘性材料１５を形成した面を機能素子１１の電極１
３上に合わせて金属ボール１６を搭載し、加熱により金
属ボール１６を電極３上に電気的導通を取りながら固定
する。その後の工程は図５（ｅ）〜（ｇ）と同様であ
る。
【００５９】以上に示すように、本発明においては、金
属ボール１６を搭載する際に必要不可欠である粘性材料
１５を予め金属ボール１６側に形成するため、空間保持
体１４のような突起物が存在する機能素子１１上に粘性
材料１５を形成する必要がない。つまり空間保持体１４
と機能素子１１表面の段差を考慮した粘性材料１５の塗
布方法を考える必要がない。そして、ウエハ上で複数個
の機能素子１１を形成した後、ウエハ表面を絶縁性封止
樹脂１８で覆い、個別の機能素子１１に分割すること
で、リアルサイズＣＳＰとすることができる。そのた
め、究極の小型、低背パッケージを機能素子サイズで実
現することができるものである。
【００６０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、導電性ペ
ースト、半田ペーストまたはフラックスのような、厚膜
印刷方法や転写方法で容易に形成できる粘性材料を用い
て、空間保持体の高さより大きな金属ボールを機能素子
の電極上に形成することができる。そのため、機能素子
の電気的特性を損なわず回路基板上にフェイスダウン実
装することができるものである。また、ウエハ上に形成
した複数個の機能素子の各電極上に一括して金属ボール
を搭載することが可能であるため、Ａｕワイヤを用いた
ボールバンプを一個ずつ形成している工程より、バンピ
ングタクトを大幅に短縮することができる。
【００６１】また、別の方法として、金属ボールを搭載
する際に必要不可欠である粘性材料を予め金属ボール側
に形成するため、空間保持体のような突起物が存在する
機能素子上に粘性材料を形成する必要がない。つまり空
間保持体と機能素子表面の段差を考慮した粘性材料の塗
布方法を考える必要がない。また、ウエハ上に複数個形
成した機能素子を、個別の機能素子に分割した後、良品
素子にのみ金属ボールを搭載するという選択性が可能で
あるため、材料のロスを最小限に防ぐことができる。
【００６２】また、別の方法として、ウエハ上で複数個
の機能素子１１を形成した後、ウエハ表面を絶縁性封止
樹脂１８で覆い、個別の機能素子１１に分割すること
で、リアルサイズＣＳＰとすることができる。そのた
め、究極の小型、低背パッケージを機能素子サイズで実
現することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１および２による電子部品
の断面図
【図２】本発明の実施の形態３および４による電子部品
の断面図
【図３】本発明の実施の形態１による電子部品の製造方
法における工程断面図
【図４】本発明の実施の形態２による電子部品の製造方
法における工程断面図
【図５】本発明の実施の形態３による電子部品の製造方
法における工程断面図
【図６】本発明の実施の形態４による電子部品の製造方
法における工程断面図
【図７】従来の電子部品の断面図
【図８】従来の電子部品の製造方法における工程断面図
【符号の説明】
１ 機能素子 ２ 機能部 ３ 電極 ４ 空間保持体 ５ 粘性材料 ６ 金属ボール ７ 回路基板 ８ 絶縁性樹脂 １１ 機能素子 １２ 機能部 １３ 電極 １４ 空間保持体 １５ 粘性材料 １６ 金属ボール １８ 絶縁性封止樹脂 １９ 外部電極 １０１ 機能素子 １０２ 機能部 １０３ 電極 １０５ 接着剤 １０６ 電極間接続部 １０７ パッケージの基板 １０９ 保護キャップ １１１ 機能素子 １１２ 機能部 １１３ 電極 １１４ 空間保持体 １１５ 導電性突起部 １１６ 導電性接着剤 １１７ パッケージまたは回路基板 １１８ 封止樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０３Ｈ 3/08 Ｈ０３Ｈ 3/08 9/25 9/25 Ａ (72)発明者 勝又 雅昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E319 AA03 AC01 BB04 BB05 5F044 KK01 KK11 LL01 LL07 QQ03 RR16 5J097 AA29 AA31 HA04 HA09 JJ03 JJ09 KK10

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一つの主面に機能部を有する
    機能素子チップと、前記機能素子チップの機能部に密閉
    空間を形成するための空間保持体と、前記機能素子チッ
    プの電気信号を入出力するための電極と、前記機能素子
    チップをフェイスダウン実装するための回路基板と、前
    記電極上にあって前記回路基板と前記電極間の電気的接
    続を行う導電性端子と、前記機能素子チップを前記回路
    基板上に固定する絶縁性樹脂とからなる電子部品におい
    て、前記導電性端子が前記電極上に粘性材料を用いて金
    属ボールを搭載している構造であることを特徴とする電
    子部品。
  2. 【請求項２】 前記粘性材料が熱硬化性樹脂を主成分と
    する導電性ペーストであることを特徴とする請求項１記
    載の電子部品。
  3. 【請求項３】 前記粘性材料が半田ペーストであること
    を特徴とする請求項１記載の電子部品。
  4. 【請求項４】 前記粘性材料がフラックスであることを
    特徴とする請求項１記載の電子部品。
  5. 【請求項５】 前記金属ボールはＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓ
    ｎ、Ａｇ、Ｎｉ、半田の少なくとも一つ以上の材料から
    なることを特徴とする請求項１記載の電子部品。
  6. 【請求項６】 前記金属ボールの大きさは６０μｍ以上
    ３００μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の
    電子部品。
  7. 【請求項７】 少なくとも一つの主面に機能部を有する
    機能素子チップと、前記機能素子チップの機能部に密閉
    空間を形成するための空間保持体と、前記機能素子チッ
    プの電気信号を入出力するための電極と、前記電極上に
    あって前記電極と電気的に接続している導電性端子と、
    前記機能素子の前記空間保持体を含む少なくとも一つの
    主面を覆う絶縁性封止樹脂と前記絶縁性封止樹脂上にあ
    って前記導電性端子と電気的に接続する外部電極からな
    ることを特徴とする電子部品。
  8. 【請求項８】 前記導電性端子が前記電極上に粘性材料
    を用いて金属ボールを搭載している構造であることを特
    徴とする請求項７記載の電子部品。
  9. 【請求項９】 前記粘性材料が熱硬化性樹脂を主成分と
    する導電性ペーストであることを特徴とする請求項８記
    載の電子部品。
  10. 【請求項１０】 前記粘性材料が半田ペーストであるこ
    とを特徴とする請求項８記載の電子部品。
  11. 【請求項１１】 前記粘性材料がフラックスであること
    を特徴とする請求項８記載の電子部品。
  12. 【請求項１２】 前記金属ボールはＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ、
    Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ、半田の少なくとも一つ以上の材料か
    らなることを特徴とする請求項８記載の電子部品。
  13. 【請求項１３】 前記金属ボールの大きさは６０μｍ以
    上３００μｍ以下であることを特徴とする請求項８記載
    の電子部品。
  14. 【請求項１４】 前記絶縁性封止樹脂が熱硬化性樹脂お
    よび紫外線硬化性樹脂の少なくとも一つ以上の成分より
    なることを特徴とする請求項７記載の電子部品。
  15. 【請求項１５】 ウエハ上に少なくとも二つ以上の複数
    個の機能素子の機能部および前記機能部の電気信号を入
    出力するための電極を形成する工程と、前記機能部上面
    に密閉空間を設けるために空間保持体を形成する工程
    と、前記電極上に粘性材料を塗布する工程と、前記粘性
    材料上に金属ボールを搭載する工程と、前記ウエハを加
    熱して前記金属ボールを前記電極上に電気的に導通させ
    ながら固定する工程と、前記ウエハを個別の前記機能素
    子に分割する工程と、前記機能素子を回路基板上にフェ
    イスダウン実装する工程と、前記機能素子と前記回路基
    板間に絶縁性樹脂を注入した後前記絶縁性樹脂を硬化し
    て前記機能素子を前記回路基板上に固定する工程からな
    ることを特徴とする電子部品の製造方法。
  16. 【請求項１６】 ウエハ上に少なくとも二つ以上の複数
    個の機能素子の機能部および前記機能部の電気信号を入
    出力するための電極を形成する工程と、前記機能部上面
    に密閉空間を設けるために空間保持体を形成する工程
    と、金属ボール上に粘性材料を塗布する工程と、前記機
    能素子の電極上に前記粘性材料付き金属ボールを前記粘
    性材料が前記電極と接するように搭載する工程と、前記
    ウエハを加熱して前記金属ボールを前記電極上に電気的
    に導通させながら固定する工程と、前記ウエハを個別の
    前記機能素子に分割する工程と、前記機能素子を回路基
    板上にフェイスダウン実装する工程と、前記機能素子と
    前記回路基板間に絶縁性樹脂を注入した後前記絶縁性樹
    脂を硬化して前記機能素子を前記回路基板上に固定する
    工程からなることを特徴とする電子部品の製造方法。
  17. 【請求項１７】 ウエハ上に少なくとも二つ以上の複数
    個の機能素子の機能部および前記機能部の電気信号を入
    出力するための電極を形成する工程と、前記機能部上面
    に密閉空間を設けるために空間保持体を形成する工程
    と、前記ウエハを個別の前記機能素子に分割する工程
    と、前記電極上に粘性材料を塗布する工程と、前記粘性
    材料上に金属ボールを搭載する工程と、前記機能素子を
    加熱して前記金属ボールを前記電極上に電気的に導通さ
    せながら固定する工程と、前記機能素子を回路基板上に
    フェイスダウン実装する工程と、前記機能素子と前記回
    路基板間に絶縁性樹脂を注入した後前記絶縁性樹脂を硬
    化して前記機能素子を前記回路基板上に固定する工程か
    らなることを特徴とする電子部品の製造方法。
  18. 【請求項１８】 ウエハ上に少なくとも二つ以上の複数
    個の機能素子の機能部および前記機能部の電気信号を入
    出力するための電極を形成する工程と、前記機能部上面
    に密閉空間を設けるために空間保持体を形成する工程
    と、前記ウエハを個別の前記機能素子に分割する工程
    と、金属ボール上に粘性材料を塗布する工程と、前記機
    能素子の電極上に前記粘性材料付き金属ボールを前記粘
    性材料が前記電極と接するように搭載する工程と、前記
    機能素子を加熱して前記金属ボールを前記電極上に電気
    的に導通させながら固定する工程と、前記機能素子を回
    路基板上にフェイスダウン実装する工程と、前記機能素
    子と前記回路基板間に絶縁性樹脂を注入した後前記絶縁
    性樹脂を硬化して前記機能素子を前記回路基板上に固定
    する工程からなることを特徴とする電子部品の製造方
    法。
  19. 【請求項１９】 ウエハ上に少なくとも二つ以上の複数
    個の機能素子の機能部および前記機能部の電気信号を入
    出力するための電極を形成する工程と、前記機能部上面
    に密閉空間を設けるために空間保持体を形成する工程
    と、前記電極上に粘性材料を塗布する工程と、前記粘性
    材料上に金属ボールを搭載する工程と、前記ウエハを加
    熱して前記金属ボールを前記電極上に電気的に導通させ
    ながら固定する工程と、前記ウエハの前記機能素子の前
    記空間保持体を含む少なくとも一つの主面を覆う絶縁性
    封止樹脂を塗布する工程と、前記絶縁性封止樹脂を硬化
    させる工程と、前記絶縁性封止樹脂を前記金属ボールが
    見えるまで薄くする工程と、前記絶縁性封止樹脂上に前
    記金属ボールと電気的に接続する外部電極を形成する工
    程と、前記ウエハを個別の前記機能素子に分割する工程
    からなることを特徴とする電子部品の製造方法。
  20. 【請求項２０】 ウエハ上に少なくとも二つ以上の複数
    個の機能素子の機能部および前記機能部の電気信号を入
    出力するための電極を形成する工程と、前記機能部上面
    に密閉空間を設けるために空間保持体を形成する工程
    と、金属ボール上に粘性材料を塗布する工程と、前記機
    能素子の電極上に前記粘性材料付き金属ボールを前記粘
    性材料が前記電極と接するように搭載する工程と、前記
    ウエハを加熱する工程と、前記ウエハの前記機能素子の
    前記空間保持体を含む少なくとも一つの主面を覆う絶縁
    性封止樹脂を塗布する工程と、前記絶縁性封止樹脂を硬
    化させる工程と、前記絶縁性封止樹脂を前記金属ボール
    が見えるまで薄くする工程と、前記絶縁性封止樹脂上に
    前記金属ボールと電気的に接続する外部電極を形成する
    工程と、前記ウエハを個別の前記機能素子に分割する工
    程からなることを特徴とする電子部品の製造方法。
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