JP2005260385A - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性に優れ、薄型化を図ることのできる電子部品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】蓋部２ａ，側壁部２ｂを有する筐体２の収納部３に、電子素子４を、基板５の表面５ａが蓋部２ａの下面２ａ１と対向するように収納する。基板５に端子５１，５１を形成し、端子５１，５１を素子接続部８，８、導通部６，６を介して接続端部７，７と電気的に接続させる。側壁部２ｂと電子素子４との間を封止材９によって封止する。この電子部品１をマザー基板１０に接続端部７，７を介して設置する。このことにより、電子素子４から発生する熱はマザー基板１０に放熱され、電子素子４の放熱効率を高めることができる。
【選択図】図２

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、放熱性に優れ、薄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５は従来の電子部品の構造を示す断面図である。
図５に示すように、電子部品１０１は、基板１０５の表面１０５ａに、たとえばくし形電極を設けた電子素子１０４を筐体１０２の内部に収納したものである。電子素子１０４は筐体１０２に形成された収納部１０３に収納され、蓋体１０９によって密封されている。筐体１０２には導通部１０６，１０６および素子接続部１０８，１０８が設けられ、筐体１０２の底面には接続端部１０７，１０７が設けられている。電子素子１０４には、接続ワイヤ１００，１００が設けられており、電子素子１０４は、接続ワイヤ１００，１００、素子接続部１０８，１０８および導通部１０６，１０６を介して接続端部１０７，１０７と電気的に接続されている。

また、以下の特許文献１には、図６に示すような弾性表面波装置の構造が開示されている。

図６に示すように、弾性表面波装置２０１は、圧電基板２０５の裏面２０５ｂにくし形電極２０４ａが設けられた弾性表面波素子２０４をパッケージ２０２の内部に収納したものである。弾性表面波素子２０４はパッケージ２０２に形成された凹部２０３に収納され、蓋体２０９および熱伝導性接着剤２１０によって密封されている。凹部２０３の内底面にはパッド電極２０８，２０８が設けられ、このパッド電極２０８，２０８は、パッケージ２０２に設けられたスルーホール２０６，２０６を介して、パッケージ２０２の外部表面に設けられた外部端子２０７，２０７に接続されている。また、凹部２０３には、くし形電極２０４ａの入出力信号を取り出すためのパッド電極２１１，２１１が設けられ、パッド電極２１１，２１１上に圧電基板２０５の裏面２０５ｂに設けられたバンプ２１２，２１２を介して弾性表面波素子２０４が配置されている。パッド電極２０８，２０８には導電性接着剤２１３が塗布され、パッド電極２０８，２０８はパッド電極２１１，２１１およびバンプ２１２，２１２に対応する位置に設けられ、弾性表面波素子２０４は、パッド電極２０８，２０８等を介して外部端子２０７，２０７と電気的に接続されている。

さらに、以下の特許文献２には、図７に示すような電子部品の構造が開示されている。
図７に示す電子部品３０１は、図５に示した電子部品１０１および図６に示す、特許文献１に記載の弾性表面波装置２０１とは異なり、半導体素子３０２を基板３０３に接続したものである。半導体素子３０２は、基板３０３の裏面に形成された導体パターン３０４および半導体素子３０２に設けられたはんだバンプ３０５，３０５を介して基板３０３に接続されており、導体パターン３０４とはんだバンプ３０５，３０５との接合部はアンダーフィル材層３０６によって密封されている。導体パターン３０４にははんだボール３０７が設けられており、このはんだボール３０７が実装基板３０８に設けられた接続パッド３０９に接続され、半導体素子３０２が熱伝導性接着剤層３１０を介して実装基板３０８に実装されている。
特開２００３−２７３７０４号公報 特開平９−６４０９９号公報

しかし、図５に示す前記従来の構造では、電子部品１０１の使用時に電子素子１０４から発生するジュール熱は、主に裏面に設けられた金属層１１０およびスルーホール１１１を介して放熱される。このため、放熱は間接的なものとなり、放熱効果は十分ではない。また、電子素子１０４と素子接続部１０８，１０８を接続するために、収納部１０３内に、接続ワイヤ１００，１００および接続のために必要な空間を設ける必要があり、さらに、前記空間を封止するための蓋体１０９も必要となる。このため、電子部品１０１自体が厚くなってしまう。

前記特許文献１に記載の弾性表面波装置２０１では、弾性表面波素子２０４からの放熱は、主に熱伝導性接着剤２１０によって行われる。このため、放熱効果は不十分である。

前記特許文献２に記載の発明では、実装する対象は、本願のような弾性表面波素子ではなく、半導体素子３０２である。また、半導体素子３０２が接続されるのは平板状の基板３０３に対してであり、これに対して、本願においては、前記弾性表面波素子は蓋部と側壁部を有する筐体に収納される。さらに、前記特許文献２に記載の発明では、半導体素子３０２は、導体パターン３０４にはんだバンプ３０５，３０５を介して接続され、導体パターン３０４の一端とはんだバンプ３０５，３０５との接合部がアンダーフィル材層３０６で封止される。しかし、この封止部分には、本願のような空間は設けられていない。このため、前記特許文献２に記載の実装構造を、本願のような弾性表面波素子を有する電子部品に採用すると、弾性表面波素子の表面に設けられるくし歯状電極の近傍にまで封止材を入れ込むことになる。封止材をくし歯状電極の近傍にまで入れ込むと、封止材が抵抗となり、弾性表面波素子の機能や感度等が低下する。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、放熱性に優れ、薄型化を図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している。

本発明の電子部品は、蓋部と、側壁部と、前記蓋部と前記側壁部とによって囲まれた凹形の収納部とを有する筐体において、表面に電子素子が実装または形成される基板が前記蓋部の下面に前記基板の表面が対向するように収納され、前記筐体には前記側壁部を貫通する導通部が設けられ、前記側壁部の底面には接続端部が設けられ、前記蓋部の下面には素子接続部が設けられて、前記電子素子の端子が前記素子接続部および前記導通部を介して前記接続端部と接続されていることを特徴とする。

前記収納部において、前記側壁部と前記基板との間が封止材によって封止される。前記封止材は樹脂であることが好ましい。

本発明では、筐体の側壁部と電子素子との間は樹脂性の封止材によって封止され、収納部が封止材によって密封される。このことによって、収納部内に収納された電子素子が収納部内に密封された状態で封止される。このため、電子素子を外気から遮断することができ、電子素子の機能が劣化することを防止することができる。

また、前記側壁部の底面と前記基板の裏面とが同一の仮想平面上にあり、さらには、前記側壁部の底面と前記基板の裏面と前記封止材の封止下面とが同一の仮想平面上にあることが好ましい。

このような構造とすると、電子部品の厚さには封止材の厚さが加えられないため、電子部品全体の薄型化を図ることができる。

本発明では、前記基板の裏面には金属層が設けられることが好ましい。
金属層を設けると、電子素子の放熱効率を高めることができる。

また、前記蓋部の上面に金属板が設けられ、前記金属板が、前記接続端部に接続されていることが好ましい。

金属板を設けると、さらに電子素子の放熱効果を高めることができる。また、金属板が、接続端部に接続されていると、金属板によって、電子素子を外部の雑信号等からシールドすることができる。

本発明では、前記電子素子は弾性表面波素子であることが好ましい。
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。
（ａ）蓋部と側壁部を有する筐体に収納部を形成する工程、
（ｂ）前記蓋部の下面に素子接続部を設け、前記側壁部に前記側壁部を貫通する導通部を設ける工程、
（ｃ）表面に電子素子が実装または形成された基板を、前記表面が前記蓋部の下面と対向するように前記収納部に収納する工程。

本発明では、前記（ｃ）工程の後に、
（ｄ）前記基板の裏面上から前記側壁部の底面にかけて樹脂製の封止材を設ける工程を有することが好ましい。

また、前記（ｄ）工程の後に、
（ｅ）前記封止材を、前記基板の裏面上および前記側壁部の底面から同時に削り取り、前記側壁部の底面と前記基板の裏面と前記封止材の封止下面とが同一の仮想平面上になるようにする工程を有することが好ましい。

さらに、前記（ｃ）または（ｅ）工程の後に、
（ｆ）前記基板の裏面に金属層を設け、前記側壁部の底面に接続端部を設ける工程を有することが好ましい。

本発明では、前記（ｃ）工程において、前記基板の裏面が前記側壁部の底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ことが好ましい。

この工程の時点で、基板をこのように設けていれば、前記（ｅ）工程において、容易に、短時間で、側壁部の底面と基板の裏面と封止材の封止下面とを同一の仮想平面とすることができる。

また、前記（ａ）工程において、前記蓋部の上面に金属板を設けることが好ましい。
金属板を設けると、電子素子の放熱効果を高めることができ、電子素子を外部の雑信号等からシールドすることができる。

さらに、本発明では、前記（ｃ）工程において、前記電子素子として、例えば弾性表面波素子を実装する。

本発明の電子部品では放熱性を高めることができ、また薄型化も図ることができる。さらに、本発明の製造方法によって、前記電子部品を製造することができる。

図１は本発明の電子部品を示す要部透視平面図、図２Ａは図１のＩ−Ｉ線で切断したときの断面図、図２Ｂは図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した切断面を矢印の方向からみたときの透視断面図、図３Ａは本発明の電子部品に利用される、複数の弾性表面波素子のうちの１つを示す平面図、図３Ｂは複数の弾性表面波素子によって形成されるＴ型フィルタの等価回路図である。

図１および図２Ａに示すように、本発明の電子部品１は、蓋部２ａおよび側壁部２ｂを有するセラミック製の筐体２の収納部３に、電子素子４が、電子素子４を実装または形成する基板５の表面５ａが蓋部２ａの下面２ａ１と対向するように収納される。

筐体２には側壁部２ｂを貫通する導通部６，６が設けられ、側壁部２ｂの底面２ｂ１には接続端部７，７が設けられ、蓋部２ａの下面２ａ１には素子接続部８，８が設けられる。接続端部７，７のうち、一方が入力用端部であり、他方が出力用端部である。基板５には、端子５１，５１が形成されており、この端子５１，５１が素子接続部８，８および導通部６，６を介して接続端部７，７と電気的に接続されている。

側壁部２ｂと電子素子４との間は樹脂性の封止材９によって封止され、収納部３が封止材９によって密封される。このことによって、収納部３内に収納された電子素子４が収納部３内に密封された状態で封止される。このため、電子素子４を外気から遮断することができ、外気に含まれる水分等によって、電子素子４の機能が劣化することを防止することができる。また、封止材９は収納部３内に完全には充填されず、密封された収納部３は中空となっている。

封止材９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。

上記のような構造の電子部品１は、電子素子４と比べて十分に大きな面積を有するマザー基板１０に接続端部７，７を介して設置される。

電子部品１を使用すると、電子素子４からはジュール熱が発生し、この熱はマザー基板１０に放熱される。マザー基板１０は電子素子４と比べて十分に大きな面積を有するため、放熱されやすく、電子素子４の放熱効率を高めることができる。

また、基板５の裏面５ｂに、接続端部７，７の厚さと同程度の厚さを有する放熱用のパターンとしての金属層１１を設けることが好ましい。金属層１１を設けると、電子素子４から発生するジュール熱は主に金属層１１を介して、確実にマザー基板１０に伝えられ、放熱される。このため、さらに電子素子４の放熱効率を高めることができる。

本発明においては、側壁部２ｂの底面２ｂ１と基板５の裏面５ｂが同一の仮想平面Ａ上に位置している。このため、金属層１１の厚さを接続端部７，７の厚さと同一にすれば、電子部品１は確実にマザー基板１０に平行に設置される。このため、電子素子４で発生した熱が、金属層１１から確実にマザー基板１０に伝えられ、さらに電子素子４の放熱効率を高めることができる。また、側壁部２ｂの底面２ｂ１と基板５の裏面５ｂと封止材９の封止下面９ａとが同一の仮想平面Ａ上に位置していることが好ましい。このような構造とすると、電子部品１の厚さには封止材９の厚さが加えられないため、電子部品１全体の薄型化を図ることができる。

さらに、本発明においては、蓋部２ａの上面に金属板１２を設けてもよい。金属板１２を設けると、蓋部２ａに伝えられた電子素子４のジュール熱が、金属板１２を介して外部に放熱される。このため、さらに電子素子４の放熱効果を高めることができる。

さらに、図１および図２Ｂに示すように、接地された接地用接続端部１３，１３側には、スルーホール１４，１４が設けられており、金属板１２がスルーホール１４，１４を介して、接地用接続端部１３，１３に接続されている。このため、金属板１２によって、電子素子４を外部の雑信号等からシールドすることができる。また、電子素子４から発生するジュール熱がスルーホール１４，１４を介して金属板１２に伝えられるため、金属板１２から外部にさらに放熱され、さらに電子素子４の放熱効率が高まる。

金属板１２は、蓋部２ａの上面のみに設けることには限定されず、蓋部２ａの両側方および側壁部２ｂの側方にも設け、電子部品１全体を金属板１２で覆ってもよい。このようにすると、さらに電子素子４の放熱効率が高まり、シールド機能もより発揮される。

本発明の電子素子４としては、たとえば図３Ａに示すような弾性表面波素子４０１が用いられる。符号４０２は圧電基板を示している。圧電基板４０２上には、くし歯状電極部４０３，４０４が形成されている。くし歯状電極部４０３，４０４には、それぞれ図示Ｘ２方向に延びるくし歯部４０３ａ、および図示Ｘ１方向に延びるくし歯部４０４ａが形成されている。くし歯部４０３ａと４０４ａは、所定の間隔をあけて図示Ｙ１−Ｙ２方向に互い違いに並べられている。

また、くし歯状電極部４０３，４０４には、弾性表面波素子４０１を、図２ＡおよびＢに示す素子接続部８，８に相当する外部の接続部と接続するための接続電極部４０５，４０６が電気的に接続されている。くし歯状電極部４０３と接続電極部４０５が電極部４０７を構成し、くし歯状電極部４０４と接続電極部４０６が電極部４０８を構成している。さらに、くし歯状電極部４０３，４０４の図示Ｙ１方向と図示Ｙ２方向に隣接して、反射電極４０９，４０９が形成されている。

図３Ｂにおいて、符号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は図３Ａに示す弾性表面波素子４０１に相当する。弾性表面波素子Ｓ１，Ｓ２はそれぞれの接続電極部を介して直列に接続されており、弾性表面波素子Ｓ１の一方の接続電極部が入力端子ｉｎとされ、弾性表面波素子Ｓ２の一方の接続電極部が出力端子ｏｕｔとされている。弾性表面波素子Ｓ３の一方の接続電極部は、弾性表面波素子Ｓ１とＳ２間に接続されており、他方の接続電極部は接地されている。

次に、本発明の電子部品１を製造する方法について説明する。
図４ＡないしＤは本発明の電子部品の製造工程を示す断面図である。なお、共通箇所については符号を省略する。

電子部品１は、図４ＡないしＤに示すように、図２Ａに示すマザー基板１０への実装状態とは上下を逆にした状態で製造される。

まず、図４Ａに示す工程において、（１）筐体の蓋部２ａの上に基板を積層して側壁部２ｂを形成する。蓋部２ａの上に側壁部２ｂを設けることにより凹部が形成される。この凹部に、電子素子４が収納される収納部３が形成される。（２）次に、蓋部２ａの下面２ａ１に素子接続部８，８を設け、側壁部２bに側壁部２ｂの内部を貫通する導通部６，６を設ける。（３）次に、基板５の表面５ａが蓋部２ａの下面２ａ１と対向するように電子素子４を収納部３内に収納する。よって、基板５の裏面５ｂが上になる。電子素子４には端子５１，５１が形成されており、この端子５１，５１が素子接続部８，８および導通部６，６を介して接続端部７，７と電気的に接続される。

図４Ａに示す工程の後に、図４Ｂに示す工程において、収納部３の上側の開放部を塞ぐように、基板５の裏面５ｂ上から側壁部２ｂの上にかけて樹脂性の封止材９を設けて熱を加えて硬化させる。収納部３が封止材９によって密封されることによって、収納部３内に収納された電子素子４が収納部３内に密封された状態で封止される。

図４Ｂに示す工程の後に、図４Ｃに示す工程において、封止材９を、機械的研磨によって、基板５の裏面５ｂ上および側壁部２ｂの底面２ｂ１上から同時に削り取り、底面２ｂ１と裏面５ｂと封止材９の封止下面９ａとが同一の仮想平面Ａになるようにする。

最後に、図４Ｄに示す工程において、側壁部２ｂの底面２ｂ１に接続端部７，７が設けられ、基板５の裏面５ｂに、接続端部７，７の厚さと同程度の厚さを有する放熱用のパターンとしての金属層１１が設けられる。

本発明では、図４Ｃに示す工程において、底面２ｂ１と裏面５ｂと封止材９の封止下面９ａとが同一の仮想平面Ａとされてから、接続端部７，７および金属層１１を形成する。このため、接続端部７，７の高さと金属層１１の高さを容易に等しくすることができ、接続端部７，７および金属層１１を同一の仮想平面とすることができる。また、底面２ｂ１から封止材９を削り取ってから接続端部７，７を設けるため、確実に接続端部７，７を、導通部６，６および素子接続部８，８を介して、端子５１，５１に電気的に接続させることができる。

金属層１１は、図４Ｄに示す工程においてのみ設けられる必要はなく、図４Ａに示す工程のうち、前記（３）の工程の後に設けられてもよい。この場合には、図４Ｃに示す工程において、金属層１１を削り取ってしまわないように研磨することが必要となる。

上記製造方法においては、図４Ａに示す工程のうち、前記（１）の工程において、蓋部２ａの上面に金属板１２を設けることが好ましい。金属板１２を設けると、電子素子４のジュール熱の放熱効果を高めることができ、電子素子４を外部の雑信号等からシールドすることができる。

図４Ａに示す工程のうち、前記（３）の工程において、基板５の裏面５ｂが側壁部２ｂの底面２ｂ１と同一の仮想平面上に位置するように基板５を設けることが好ましい。この工程の時点で、基板５をこのように設けていれば、図４Ｂに示す研磨工程において、容易に、短時間で、底面２ｂ１と裏面５ｂと封止材９の封止下面９ａとを同一の仮想平面とすることができる。

また、本発明では、前記（３）の工程において、電子素子４として、図３Ａに示すような弾性表面波素子４０１が実装される。

本発明の電子部品を示す要部透視平面図、 図２Ａは図１のＩ−Ｉ線で切断したときの断面図、図２Ｂは図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した切断面を矢印の方向からみたときの透視断面図、 図３Ａは本発明の電子部品に利用される、複数の弾性表面波素子のうちの１つを示す平面図、図３Ｂは複数の弾性表面波素子によって形成されるＴ型フィルタの等価回路図、 本発明の電子部品の製造工程を示す断面図、 従来の電子部品の構造を示す断面図、 従来の弾性表面波装置の構造を示す断面図、 従来の電子部品の構造を示す断面図、

符号の説明

１ 電子部品
２ 筐体
２ａ 蓋部
２ｂ 側壁部
３ 収納部
４ 電子素子
６ 導通部
７ 接続端部
８ 素子接続部
９ 封止材
１０ マザー基板
１１ 金属層
１２ 金属板
４０１ 弾性表面波素子
４０２ 圧電基板
４０３，４０４ くし歯状電極部
４０５，４０６ 接続電極部
４０７，４０８ 電極部
４０９ 反射電極

Claims (16)

1. 蓋部と、側壁部と、前記蓋部と前記側壁部とによって囲まれた凹形の収納部とを有する筐体において、表面に電子素子が実装または形成される基板が前記蓋部の下面に前記基板の表面が対向するように収納され、前記筐体には前記側壁部を貫通する導通部が設けられ、前記側壁部の底面には接続端部が設けられ、前記蓋部の下面には素子接続部が設けられて、前記電子素子の端子が前記素子接続部および前記導通部を介して前記接続端部と接続されている電子部品。
2. 前記収納部において、前記側壁部と前記基板との間が封止材によって封止される請求項１に記載の電子部品。
3. 前記封止材は樹脂である請求項２に記載の電子部品。
4. 前記側壁部の底面と前記基板の裏面とが同一の仮想平面上にある請求項１ないし３のいずれかに記載の電子部品。
5. 前記側壁部の底面と前記基板の裏面と前記封止材の封止下面とが同一の仮想平面上にある請求項２または３に記載の電子部品。
6. 前記基板の裏面には金属層が設けられる請求項１ないし５のいずれかに記載の電子部品。
7. 前記蓋部の上面に金属板が設けられる請求項１ないし６のいずれかに記載の電子部品。
8. 前記蓋部の上面に設けられた前記金属板が、前記接続端部に接続されている請求項７に記載の電子部品。
9. 前記電子素子は弾性表面波素子である請求項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）蓋部と側壁部を有する筐体に収納部を形成する工程、
    （ｂ）前記蓋部の下面に素子接続部を設け、前記側壁部に前記側壁部を貫通する導通部を設ける工程、
    （ｃ）表面に電子素子が実装または形成された基板を、前記表面が前記蓋部の下面と対向するように前記収納部に収納する工程。
11. 前記（ｃ）工程の後に、
    （ｄ）前記基板の裏面上から前記側壁部の底面にかけて樹脂製の封止材を設ける工程を有する請求項１０に記載の電子部品の製造方法。
12. 前記（ｄ）工程の後に、
    （ｅ）前記封止材を、前記基板の裏面上および前記側壁部の底面から同時に削り取り、前記側壁部の底面と前記基板の裏面と前記封止材の封止下面とが同一の仮想平面上になるようにする工程を有する請求項１１に記載の電子部品の製造方法。
13. 前記（ｃ）または（ｅ）工程の後に、
    （ｆ）前記基板の裏面に金属層を設け、前記側壁部の底面に接続端部を設ける工程を有する請求項１０ないし１２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、前記基板の裏面が前記側壁部の底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ないし１３のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
15. 前記（ａ）工程において、前記蓋部の上面に金属板を設ける請求項１０ないし１４のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
16. 前記（ｃ）工程において、前記電子素子として弾性表面波素子を実装する請求項１０ないし１５のいずれかに記載の電子部品の製造方法。

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