JP2005223036A - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 小型化を促進できる電子部品を提供する。
【解決手段】 電子素子11の基板11cの裏面11bが筐体13の側壁部13bの上面13b1と同一の仮想平面A上に位置しており封止材16がその上を覆っている。従って封止材16と電子素子11の裏面11bとの間に隙間が生じることかなく、電子部品の薄型化を促進することが容易である。また封止材16は樹脂によって形成されるので基板11cの裏面11bと側壁部13bの上面13b1の位置がずれた場合にもこの誤差を容易に吸収できる。
【選択図】図1

Description

本発明は筐体内に電子素子を封入する電子部品及びその製造方法に係り、特に筐体の小型化を図ることのできる電子部品及びその製造方法に関する。
図17および図18は弾性表面波素子をセラミック製の筐体に設けられた凹部内に封入する構成しめす断面図である。図17の構成は特許文献1に記載されており、図18の構成は特許文献2に記載されている。
図17に示される電気部品の筐体3には凹部が形成され、この凹部によって電子素子1が収納される収納部5が形成されている。前記収納部5内に電子素子1が収納され、この収納部5内において電子素子1が前記筐体3に実装されている。電子素子1には端子(図示せず)が形成されており、この端子が前記収納部5内に形成された接続ランド2に電気的に接続されている。
電子素子1は例えば弾性表面波素子を用いて形成されたバンドパスフィルタである。弾性表面波素子は、圧電基板の表面上に、導電性で比重の小さい材料からなる一対のくし歯状電極(IDT(インタディジタルトランスデューサ)電極)のくし歯の部分を、互い違いに並べて配置する構成を有している。このような単純な構造を有する弾性表面波素子は移動体通信端末に実装されるフィルタ、共振器またはデュプレクサを小型化するために非常に適した素子である。
収納部5の上側は開放面となっており、この開放面を塞ぐように金属製の蓋体4が形成されている。収納部5が蓋体4によって密封されることによって、収納部5内に収納された電子素子1が収納部5内に密封された状態で封止される。
図18に示された電子部品は電子素子1と蓋体4の間に導電性樹脂6が設けられており、電子素子1から発生するジュール熱を外部に放熱しやすくなっている。
特開2001−77659号公報(第4頁、図1) 特開2003−87093号公報(第3頁、図1)
図17に示される電子部品は電子素子1を収納部5内に密封するために、筐体3の上面3aを電子素子1の裏面1aより上方に位置させる必要があり、蓋体4と電子素子1の裏面1aとの間に隙間s1が生じる。このため、電子部品の薄型化が困難になっていた。また、図18に示される電子部品でも蓋体4と電子素子1の間に隙間s2が生じることは同じである。
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、蓋体と電子素子の間に隙間を低減することまたは無くすことにより、電子部品の薄型化を促進することのできる電子部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の電子部品は、表面に電子素子が実装又は形成された基板と、基板を収納する収納部を有する筐体を有し、
基板は表面が収納部の底面と対向するように収納部内に収納されて基板の裏面が上側に位置しており、
基板の裏面上から筐体の収納部周囲の側壁部の上にかけて樹脂性の封止材が設けられ、この封止材の上に金属材料膜が積層されていることを特徴とするものである。
本発明では基板の裏面上から筐体の収納部周囲の側壁部の上にかけて樹脂性の封止材が設けられ、この封止材の上に金属材料膜が積層されることにより、筐体の側面部の上面と電子素子の裏面の高さ位置の差を低減することでき、電子部品の薄型化を促進することができる。
特に基板の裏面が筐体の側壁部の上面と同一の仮想平面上に位置しているか、基板の裏面が筐体の側壁部の上面よりも上側に位置していると蓋体と電子素子の間に隙間を無くすことができ、電子部品の薄型化をさらに促進することができる。
前記封止材は基板の裏面の全ての領域上で均一の厚さであってもよいが、基板の裏面上の封止材の表面が凹凸面になっていると表面積が増えて電子素子から発生するジュール熱の放熱効率が高くなる。
また、前記封止材は前記基板裏面の周縁部から筐体の側壁部上にかけて形成されており、基板裏面の内側部上では封止材に貫通孔が形成されて基板上に金属材料膜が直接積層されている領域が存在していると電子素子から発生するジュール熱の放熱効率がさらに高くなるので好ましい。特に前記金属材料膜の表面は基板裏面上で凹凸面となっているとさらに好ましい。
また本発明の前記金属材料膜は筐体の側壁部の外側または内部と筐体の底部の外側または内部に設けられた導通部を介して筐体の下面に設けられた接続部に電気的に接続されているとシールド効果が高くなるので好ましい。
さらに、導通部は筐体の側壁部の外側に設けられた溝部内に形成され、この溝部の下端部は筐体の側壁部内部に位置していて筐体の底面に露出していないことが好ましい。溝部の下端部が筐体の底面に露出していないと電子部品を配線基板上に半田付けするときに溝部内に半田が吸い上げられることを防止できる。
本発明の電子部品の製造方法は以下の工程を有することを特徴とするものである。
(a)筐体に凹部を形成して収納部を形成する工程、
(b)表面に電子素子が実装又は形成された基板を表面が収納部の底面と対向するように収納部内に収納して基板の裏面を上側に位置させる工程、
(c)基板の裏面上から筐体の収納部周囲の側壁部の上にかけて樹脂性の封止材を設ける工程、
(d)封止材の上に金属材料膜を積層する工程。
本発明では、前記(b)工程において、基板の裏面が筐体の側壁部の上面と同一の仮想平面上に位置するように基板を配置するか、または、基板の裏面が筐体の側壁部の上面よりも上側に位置するように基板を配置することが好ましい。
本発明では(c)工程において、封止材を基板の裏面の全ての領域上に均一の厚さで形成することが好ましいが、より好ましくは基板の裏面上の封止材の表面を凹凸面にすることである。
さらに本発明では前記(c)工程において、基板裏面の内側部上で封止材に貫通孔を形成し、(d)工程において、貫通孔内に露出する基板上に金属材料膜直接積層することが好ましい。
また(d)工程において、金属材料膜を表面が基板裏面上で凹凸面となるように形成することが好ましい。
前記金属材料膜を筐体の側壁部の外側または内部と筐体の底部の外側または内部に設けられた導通部を介して筐体の底面に設けられた接続部に電気的に接続してシールド効果を高くする方法として、
(a)工程の前に
(e)筐体の底面に、電気素子と電気的に接続されるための接続部及び金属材料膜と電気的に接続されるための接続部を形成する工程を有し、
さらに、(a)工程または(b)工程の前に
(f)筐体の底面の接続部に電気的に接続される導通部を筐体の側壁部の外側または内部に形成する工程を有し、
(c)工程において導通部を封止材によって覆った後、導通部の上の封止材を除去して導通部の上面を露出させ、(d)工程において金属材料膜と導通部を接続するという方法がある。
本発明では基板の裏面上から筐体の収納部周囲の側壁部の上にかけて樹脂性の封止材が設けられ、この封止材の上に金属材料膜が積層されることにより、筐体の側面部の上面と電子素子の裏面の高さ位置の差を低減することでき、電子部品の薄型化を促進することができる。
特に基板の裏面が筐体の側壁部の上面と同一の仮想平面上に位置しているか、基板の裏面が筐体の側壁部の上面よりも上側に位置していると蓋体と電子素子の間に隙間を無くすことができ、電子部品の薄型化をさらに促進することができる。
また、前記封止材は前記基板裏面の周縁部から筐体の側壁部上にかけて形成されており、基板裏面の内側部上では封止材に貫通孔が形成されて基板上に金属材料膜が直接積層されている領域が存在していると電子素子から発生するジュール熱の放熱効率がさらに高くなる。
また本発明の前記金属材料膜は筐体の側壁部の外側または内部と筐体の底部の外側または内部に設けられた導通部を介して筐体の底面に設けられた接続部に電気的に接続されているとシールド効果が高くなる。
図1は本発明の第1の実施の形態を示す電子部品の断面図である。図1に示される電子部品は弾性表面波素子をセラミック製の筐体に設けられた凹部内に封入したものである。
図1に示される電子部品E1のセラミック製の積層基板からなる筐体13には底部13a上に側壁部13bが設けられることにより凹部が形成されている。この凹部によって電子素子11が収納される収納部15が形成されている。電子素子11の基板11cは表面11dが収納部15の底面15aと対向するように収納部15内に収納されて基板11cの裏面11bが上になっている。
電子素子11には端子11a、11aが形成されており、この端子11a,11aが前記収納部15内に形成された接続ランド12,12に電気的に接続されている。
ランド12,12は筐体13の底部13aを貫通する導通部20,20を介して底部13aの下面に設けられた接続部21,21に電気的に接続されている。
電子素子11は例えば弾性表面波素子を用いて形成されたバンドパスフィルタである。弾性表面波素子は、圧電基板の表面上に、導電性で比重の小さい材料からなる一対のくし歯状電極(IDT(インタディジタルトランスデューサ)電極)のくし歯の部分を、互い違いに並べて配置する構成を有している。このような単純な構造を有する弾性表面波素子は移動体通信端末に実装されるフィルタ、共振器またはデュプレクサを小型化するために非常に適した素子である。
収納部15の上側は開放面となっており、この開放面を塞ぐように電子素子11の基板11cの裏面11b上から筐体13の収納部15周囲の側壁部13bの上にかけて樹脂性の封止材16が設けられている。さらに、この封止材16の上に金属材料膜17が積層されている。封止材16は例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂によって形成される。特に水分透過性が低いエポキシ樹脂を用いることが好ましい。収納部15が封止材16によって密封されることによって、収納部15内に収納された電子素子11が収納部15内に密封された状態で封止される。
図1に示される電子部品では電子素子11の基板11cの裏面11bが筐体13の側壁部13bの上面13b1と同一の仮想平面A上に位置している。従って封止材16と電子素子11の裏面11bとの間に隙間が生じることかなく、電子部品の薄型化を促進することが容易である。また封止材16は樹脂によって形成されるので基板11cの裏面11bと側壁部13bの上面13b1の位置がずれた場合にもこの誤差を容易に吸収できる。
なお収納部15が封止材16によって密封される範囲で、電子素子11の基板11cの裏面11bが筐体13の側壁部13bの上面13b1よりも上側に位置していてもよい。
図1では封止材16は基板11cの裏面11bの全ての領域上で均一の厚さである。基板11cの裏面11bと側壁部13bの間で封止材16がわずかに下方にだれることもある。
図1に示されるように、電子部品E1の筐体13の側壁部13bの外側および内部には導電性材料からなる導通部22及び導通部23が設けられている。さらに筐体13の底部13aの内部を貫通する導通部24と筐体13の底面に接続部25が設けられている。導通部22、23、24と接続部25は電気的に接続されており、接続部25はアースに接続される。導通部22と金属材料膜17が接続されることにより、金属材料膜17がアースに接続され金属材料膜17のシールド効果を向上させることができる。
なお金属材料膜17に接続されている導通部22は筐体13の側壁部13bの外側に設けられた溝部30内に形成されている。、この溝部30の下端部30aは筐体13の側壁部13b内部に位置していて筐体13の底面13a1に露出していない。これにより電子部品E1を配線基板上に半田付けするときに溝部30内に半田が吸い上げられることを防止できる。
図1の電子部品の金属材料膜17を外した状態を上からみた平面図を図2に示す。なお図1は図2の1−1線に沿って電子部品E1を切断し矢印方向からみた断面図である。
図3は本発明の第2の実施の形態を示す電子部品E2の断面図である。図3に示される電子部品E2は筐体13の側壁部13bの内部に導電性材料からなる導通部40及び導通部41が設けられている点でのみ図1に示された電子部品E1と異なっている。導通部40、41、24と接続部25は電気的に接続されており、接続部25はアースに接続される。導通部40と金属材料膜17が接続されることにより、金属材料膜17がアースに接続され金属材料膜17のシールド効果を向上させることができる。
図4及び図5はそれぞれ本発明の第3および第4の実施の形態を示す電子部品の断面図である。
図4に示される電子部品E3では封止材51が電子素子11の基板11cの裏面11bの周縁部11b1から筐体13の側壁部13b上にかけて形成されており、基板11cの裏面11bの内側部11b2上では封止材51に貫通孔51aが形成されて基板11c上に金属材料膜50が直接積層されている領域が存在している。基板11c上に金属材料膜50が直接積層されていると電子素子11から発生するジュール熱の放熱効率が高くなる。金属材料膜50の表面は基板11cの裏面11b上で凹部50aと凸部50bからなる凹凸面となっており表面積が増加してジュール熱の放熱効率がさらに高くなっている。
図5に示される電子部品E4は図4に示される電子部品E3に類似しており、基板11cの裏面11bの内側部11b2上では封止材52に複数個の貫通孔が形成されてこれらの貫通孔内で基板11c上に金属材料膜53が直接積層されている点で異なっている。金属材料膜53の表面は基板11cの裏面11b上で凹部53bと凸部53aからなる凹凸面となっている。
図5に示される電子部品E4は図4に示される電子部品E3と同等の効果を奏することができる。
図4および図5に示された電子部品E4、E5は図18にしめされた従来の電子部品のように電子素子1と蓋体4の間に高価な導電性樹脂6を設ける必要がなく、電子素子11から発生するジュール熱を外部に効率よく放熱する構成を低コストで実現できる。
図6に示される電子部品E5は図4に示される電子部品E3と類似しており、封止材60に貫通孔が形成されずに電子部品11の基板11cの裏面11b上の封止材60の表面が凹部60bと凸部60aを有する凹凸面になっている点でことなっている。封止材60の上に積層される金属材料膜61の表面も凹凸面となっている。
図7に示される電子部品E6は図5に示される電子部品E4と類似しており、封止材70に貫通孔が形成されずに電子部品11の基板11cの裏面11b上の封止材70の表面が凹部70bと凸部70aを有する凹凸面になっている点でことなっている。封止材70の上に積層される金属材料膜71の表面も凹凸面となっている。
図6および図7に示される電子部品も電子素子11から発生するジュール熱を外部に効率よく放熱する構成を低コストで実現できる。
図1に示された電子部品の製造方法を説明する。
図8ないし図12は図1に示された電子部品の製造工程を示す断面図である。まず、筐体13の底部13aの内部を貫通する導通部24、導通部20と筐体13の下面に接続部21、接続部25を設け、導通部24の上にランド12を形成する。次に筐体13の底部13aの上に基板を積層して側壁部13bを形成する。側壁部13bの内側および内部には導電性材料からなる導通部22及び導通部23を形成する。導通部22は導通部23の上に孔80の開いた基板を積層し、この孔80の内周面上にメッキ等で形成される。
筐体13の底部13a上に側壁部13bが設けられることにより凹部が形成される。この凹部によって電子素子11が収納される収納部15が形成されている。
次に電子素子11の基板11cの表面11dが収納部15の底面5aと対向するように電子素子11を収納部15内に収納する。従って基板11cの裏面11bが上になる。電子素子11には端子11a、11aが形成されており、この端子11a,11aが前記収納部15内に形成された接続ランド12,12に電気的に接続される。
ランド12,12は筐体13の底部13aを貫通する導通部20,20を介して底部13aの下面に設けられた接続部21,21に電気的に接続されている。
電子素子11は例えば弾性表面波素子を用いて形成されたバンドパスフィルタである。なお電子素子11の基板11cの裏面11bが筐体13の側壁部13bの上面13b1と同一の仮想平面A上に位置するようにしている。ただし、基板11cの裏面11bが筐体13の側壁部13bの上面13b1よりも上側に位置するように基板11cを配置してもよい。
図8に示された工程にある電子部品を上からみた平面図を図9にしめす。
なお、図8ないし図12は2個の電子部品を同時に形成する図になっているが同時に形成する電子部品の個数は任意に決めることができる。
次に図10に示すように収納部15の上側の開放面を塞ぐように電子素子11の基板11cの裏面11b上から筐体13の収納部15周囲の側壁部13bの上にかけて樹脂性の封止材16を設けて熱を加えて硬化させる。封止材16は例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂によって形成される。特に水分透過性が低いエポキシ樹脂を用いることが好ましい。収納部15が封止材16によって密封されることによって、収納部15内に収納された電子素子11が収納部15内に密封された状態で封止される。図10では封止材16を基板11cの裏面11bの全ての領域上に均一の厚さで形成している。本実施の形態のように複数個の電子部品を同時に形成するときでも一枚の封止材16で全ての電子部品を封止してよい。
次に図11に示される工程では、導通部22の上の封止材をダイシングブレードDを用いて除去して導通部22の上面を溝部81の内部に露出させる。ダイシングは図9の点線にそって格子状になされる。図11のダイシング工程は筐体13の側壁部13bの厚さ方向に延びて形成されている導通部22を露出させればよく高い精度を要求されない。もし、側壁部13bの厚さ方向に延びて形成されている導通部22が形成されず封止材16の下面に導通部23が重ねられていると導通部23の表面を露出させるために加工精度は高いがコストが増加するレーザ装置が必要になる。
次に図12に示される工程では、封止材16及び導通部22の上に金属材料膜17をメッキによって形成する。導通部22、23、24と接続部25は電気的に接続されており、接続部25はアースに接続される。導通部22と金属材料膜17が接続されることにより、金属材料膜17がアースに接続され金属材料膜17のシールド効果を向上させることができる。
さらに、2点鎖線B−Bに沿ってダイシングして1つ1つの電子部品に分離する。
図4に示される電子部品を形成するときには、図10に示される工程の後、図13に示されるように基板11cの裏面11bの内側部上で封止材51に貫通孔51aを形成し、図14に示される工程で導通部22の上面を露出させ図15に示される工程で金属材料膜50をメッキ形成する。このとき貫通孔51a内に露出する基板11c上に金属材料膜50の凹部50aを直接積層する。あるいは、あらかじめ貫通孔51aが開けられた封止材51を貫通孔51aが基板11cの裏面11bの内側部上に位置するように配置してもよい。
また、封止材に貫通孔を形成する代わりに封止材の表面を凹凸面にすることによって図6や図7に示される電子部品を形成することができる。
なお、上述した実施の形態では。導通部22を導通部23の上に孔80の開いた基板を積層し、この孔80の内周面上にメッキ等で形成している。この孔の形は円形に限定されるものではなく。図16に示されるように長方形状の孔90の内周面上に導通部22に相当する導通部91をメッキ形成してもよい。
本発明の第1の実施の形態を示す電子部品の断面図、 本発明の第1の実施の形態を示す電子部品の平面図、 本発明の第2の実施の形態を示す電子部品の断面図、 本発明の第3の実施の形態を示す電子部品の断面図、 本発明の第4の実施の形態を示す電子部品の断面図、 本発明の第5の実施の形態を示す電子部品の断面図、 本発明の第6の実施の形態を示す電子部品の断面図、 図1に示される電子部品の製造方法の一工程を示す断面図、 図1に示される電子部品の製造方法の一工程を示す断面図、 図1に示される電子部品の製造方法の一工程を示す断面図、 図1に示される電子部品の製造方法の一工程を示す断面図、 図1に示される電子部品の製造方法の一工程を示す断面図、 図4に示される電子部品の製造方法の一工程を示す断面図、 図4に示される電子部品の製造方法の一工程を示す断面図、 図4に示される電子部品の製造方法の一工程を示す断面図、 本発明の第7の実施の形態を示す電子部品の平面図、 従来の電子部品の断面図、 従来の電子部品の断面図、
符号の説明
11 電子部品
11c 基板
13 筐体
13a 底部
13b 側壁部
15 収納部
16 封止材
17 金属材料膜

Claims (17)

  1. 電子素子が実装又は形成された基板と、前記基板を収納する収納部を有する筐体を有し、
    前記基板は前記表面が前記収納部の底面と対向するように前記収納部内に収納されて前記基板の裏面が上側に位置しており、
    前記基板の裏面上から前記筐体の前記収納部周囲の側壁部の上にかけて樹脂性の封止材が設けられ、この封止材の上に金属材料膜が積層されていることを特徴とする電子部品。
  2. 前記基板の裏面が前記筐体の側壁部の上面と同一の仮想平面上に位置している請求項1記載の電子部品。
  3. 前記基板の裏面が前記筐体の側壁部の上面よりも上側に位置している請求項1記載の電子部品。
  4. 前記封止材は前記基板の裏面の全ての領域上で均一の厚さである請求項1ないし3のいずれかに記載の電子部品。
  5. 前記基板の裏面上の前記封止材は表面が凹凸面になっている請求項1ないし3のいずれかに記載の電子部品。
  6. 前記封止材は前記基板裏面の周縁部から前記筐体の側壁部上にかけて形成されており、前記基板裏面の内側部上では前記封止材に貫通孔が形成されて前記基板上に前記金属材料膜が直接積層されている領域が存在している請求項1ないし3のいずれかに記載の電子部品。
  7. 前記金属材料膜の表面は前記基板裏面上で凹凸面となっている請求項5または6に記載の電子部品。
  8. 前記金属材料膜は前記筐体の側壁部の外側または内部と前記筐体の底部の外側または内部に設けられた導通部を介して前記筐体の下面に設けられた接続部に電気的に接続されている請求項1ないし7のいずれかに記載の電子部品。
  9. 前記導通部は前記筐体の側壁部の外側に設けられた溝部内に形成され、この溝部の下端部は前記筐体の側壁部内部に位置していて前記筐体の底面に露出していない請求項1ないし8のいずれかに記載の電子部品。
  10. 以下の工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法、
    (a)筐体に凹部を形成して収納部を形成する工程、
    (b)表面に電子素子が実装または形成された基板を表面が前記収納部の底面と対向するように前記収納部内に収納して前記基板の裏面を上側に位置させる工程、
    (c)前記基板の裏面上から前記筐体の前記収納部周囲の側壁部の上にかけて樹脂性の封止材を設ける工程、
    (d)前記封止材の上に金属材料膜を積層する工程。
  11. 前記(b)工程において、前記基板の裏面が前記筐体の側壁部の上面と同一の仮想平面上に位置するように前記基板を配置する請求項10に記載の電子部品の製造方法。
  12. 前記(b)工程において、前記基板の裏面が前記筐体の側壁部の上面よりも上側に位置するように前記基板を配置する請求項10に記載の電子部品の製造方法。
  13. 前記(c)工程において、前記封止材を前記基板の裏面の全ての領域上に均一の厚さで形成する請求項10ないしl2のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
  14. 前記(c)工程において、前記基板の裏面上の前記封止材の表面を凹凸面にする請求項10ないしl2のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
  15. 前記(c)工程において、前記基板裏面の内側部上で前記封止材に貫通孔を形成し、前記(d)工程において、貫通孔内に露出する前記基板上に前記金属材料膜直接積層する請求項10ないしl2のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
  16. 前記(d)工程において、前記金属材料膜を表面が前記基板裏面上で凹凸面となるように形成する請求項14または15に記載の電子部品の製造方法。
  17. 前記(a)工程の前に
    (e)前記筐体の底面に、前記電気素子と電気的に接続されるための接続部及び前記金属材料膜と電気的に接続されるための接続部を形成する工程を有し、
    さらに、前記(a)工程または前記(b)工程の前に
    (f)前記筐体の底面の接続部に電気的に接続される導通部を前記筐体の側壁部の外側または内部に形成する工程を有し、
    前記(c)工程において前記導通部を前記封止材によって覆った後、前記導通部の上の前記封止材を除去して前記導通部の上面を露出させ、前記(d)工程において前記金属材料膜と前記導通部を接続する請求項10ないしl6のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
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