JP2006196799A - Electronic component and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パッケージ内に搭載されたデバイスチップをロウ材付きの金属蓋で封止した電子部品及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic component in which a device chip mounted in a package is sealed with a metal lid with a brazing material and a method for manufacturing the same.
図1に、電子部品1の構成の一例を示す。図1に示す電子部品1は、セラミックからなるパッケージ3内にデバイスチップ2が搭載されている。このデバイスチップ2を外気から保護するために、金属蓋5がロウ材4にてパッケージ3に接合され、デバイスチップ2が封止されている。金属蓋5のパッケージ3への接合は、図2に示すようにパッケージ3上にロウ材付きの金属蓋5を載せ、封止に必要な加圧や、加熱を行なって接合する。
FIG. 1 shows an example of the configuration of the electronic component 1. In an electronic component 1 shown in FIG. 1, a
ロウ材4には、一般的にSn−Ag系やAu−Sn系の高温はんだが使用される。特に最近では電子部品のマザーボードへの実装にSn−Agを使用するため、それよりも融点の高い封止材料としてAu−Snが主流となっている(例えば、特許文献1参照)。
For the
デバイスチップ2を搭載するパッケージ3のセラミックは、ドクターブレード法等で形成されたグリーンシートを重ね合わせてから焼成するため、パッケージ表面が平坦化され難く、2.5mm×2.0mmサイズ程度の電子部品では、10〜20μm程度の凹凸ができる。
Since the ceramic of the
この凹凸を吸収するために、ロウ材付きの金属蓋5をパッケージ3上に搭載し、上方から封止に必要な加圧が行なわれていたが、凹凸を吸収しようとするとロウ材の使用量が必然的に多くなり、従来技術では25〜30μmの厚みを必要とした。ロウ材としてAu−Sn合金を使用した場合、Au−Sn合金では80%Au組成が最も多く使われるため、Au原材料費は高く、安価な製品の製造のための大きな障害となっていた。
In order to absorb this unevenness, a
またロウ材4の厚みが少ないと、図3のようにパッケージの凹凸を吸収することができず、リークパス9が残り気密封止ができないという問題が発生する。
If the
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、信頼性が高く、低背で安価な電子部品を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electronic component having high reliability, low profile, and low cost.
かかる目的を達成するために本発明の電子部品は、デバイスチップと、前記デバイスチップを内包するパッケージと、前記デバイスチップを前記パッケージ内に封止する金属蓋と、前記金属蓋を前記パッケージに接合するロウ材とを有し、前記金属蓋及び前記ロウ材の厚みを、前記パッケージの前記金属蓋との接合面の凹凸に追従する厚みとした構成を備えている。このように本発明は、金属蓋及びロウ材の厚みをパッケージの接合面にできる凹凸に追従する厚みとしたため、金属蓋の取り付け時にリークパスを生じることがなく、封止に必要な金属蓋やロウ材の量を節約することができる。このため、信頼性が高く、低背で安価な電子部品を提供することができる。 In order to achieve this object, an electronic component of the present invention includes a device chip, a package containing the device chip, a metal lid for sealing the device chip in the package, and the metal lid bonded to the package. And a thickness of the metal lid and the brazing material is set to follow the unevenness of the joint surface of the package with the metal lid. Thus, in the present invention, since the thickness of the metal lid and the brazing material is set to follow the unevenness that can be formed on the bonding surface of the package, there is no leakage path when the metal lid is attached, and the metal lid and brazing necessary for sealing are not generated. The amount of material can be saved. For this reason, it is possible to provide an electronic component with high reliability, low profile, and low cost.
上記構成の電子部品において、前記金属蓋の前記ロウ材側とは反対側の面に、樹脂層を配しているとよい。樹脂層を設けることで、金属蓋の補強効果を得られるだけでなく、パッケージにできる凹凸をこの樹脂層で吸収することができる。 In the electronic component configured as described above, a resin layer may be disposed on a surface of the metal lid opposite to the brazing material side. By providing the resin layer, not only the reinforcing effect of the metal lid can be obtained, but also the unevenness that can be formed in the package can be absorbed by this resin layer.
上記構成の電子部品において、前記金属蓋の厚みを60μm以下とするとよい。金属蓋の厚みを60μm以下とすることで製品を低背化することができる。 In the electronic component having the above configuration, the thickness of the metal lid is preferably 60 μm or less. By reducing the thickness of the metal lid to 60 μm or less, the product can be reduced in height.
上記構成の電子部品において、前記ロウ材の厚みを10μm以下とするとよい。ロウ材の厚みを10μm以下とすることで製品を低背化すると共に、原材料費を抑え、製品を安価に製造することができる。 In the electronic component having the above configuration, the brazing material may have a thickness of 10 μm or less. By reducing the thickness of the brazing material to 10 μm or less, the product can be reduced in height, the raw material cost can be reduced, and the product can be manufactured at low cost.
本発明の電子部品の製造方法は、所定の厚みのロウ材付き金属蓋を、デバイスチップを内包したパッケージ上に配置するステップと、前記パッケージの前記金属蓋との接合面の凹凸に前記金属蓋及びロウ材が追従するように、前記金属蓋全体を略均一に加圧し、前記パッケージと前記金属蓋とを接合するステップと、を有している。このように本発明は、所定の厚みのロウ材付き金属蓋をパッケージ上に配し、金属蓋全体を略均一に加圧することで、パッケージ表面に凹凸があってもロウ材付き金属蓋をこの凹凸に追従させ、リークパスを発生させない。このため封止に必要なロウ材の量や、蓋となる金属を節約し安価で低背な電子部品を提供することができる。 In the method for manufacturing an electronic component according to the present invention, a metal lid with a brazing material having a predetermined thickness is disposed on a package including a device chip, and the metal lid is formed on the unevenness of a joint surface of the package with the metal lid. And pressurizing the entire metal lid substantially uniformly so that the brazing material follows, and joining the package and the metal lid. As described above, the present invention provides a metal lid with a brazing material having a predetermined thickness on the package, and presses the entire metal lid substantially uniformly, so that the metal lid with a brazing material can be provided even if the package surface is uneven. Follows the unevenness and does not generate a leak path. For this reason, the amount of brazing material necessary for sealing and the metal used as a lid can be saved, and an inexpensive and low-profile electronic component can be provided.
本発明の電子部品の製造方法は、所定の厚みのロウ材付き金属蓋を、デバイスチップを内包し複数連接されたパッケージ上に配置するステップと、前記パッケージの前記金属蓋との接合面の凹凸に前記金属蓋及びロウ材が追従するように、前記金属蓋全体を略均一に加圧し、前記パッケージと前記金属蓋とを接合するステップと、前記パッケージ及び前記ロウ材付きの金属蓋を切断し、個々の電子部品に切り分けるステップとを有している。このように本発明は、パッケージ表面に凹凸があってもロウ材付き金属蓋をこの凹凸に追従させ、リークパスを発生させない。さらに、接合時に余剰なロウ材が生じても、隣接する別のパッケージの封止に寄与することができ、ロウ材の量をさらに削減することができる。また、個々の部品の位置合わせを行なう必要がないので、製造時の手間を省くことができる。 The method of manufacturing an electronic component according to the present invention includes a step of disposing a metal lid with a brazing material having a predetermined thickness on a package that includes a device chip and that is connected in series, and irregularities on the joint surface of the package with the metal lid Pressing the entire metal lid substantially uniformly so that the metal lid and the brazing material follow, and joining the package and the metal lid, and cutting the package and the metal lid with the brazing material. And dividing into individual electronic components. As described above, according to the present invention, even if the package surface has irregularities, the metal lid with the brazing material follows the irregularities and does not generate a leak path. Furthermore, even if an excessive brazing material is generated at the time of joining, it can contribute to sealing of another adjacent package, and the amount of the brazing material can be further reduced. In addition, since it is not necessary to align individual components, it is possible to save labor during manufacturing.
上記電子部品の製造方法において、前記金属蓋上に耐熱性樹脂を緩衝材として配し、該緩衝材上から略均一に加圧するとよい。このように耐熱性樹脂を緩衝材として設け、緩衝材上から略均一に加圧することでパッケージにできる凹凸をこの緩衝材でさらに吸収することができる。 In the method for manufacturing the electronic component, a heat-resistant resin may be disposed as a buffer material on the metal lid, and pressurized substantially uniformly from the buffer material. In this way, the heat-resistant resin is provided as a buffer material, and the unevenness that can be formed into a package by applying pressure almost uniformly from above the buffer material can be further absorbed by this buffer material.
上記電子部品の製造方法において、前記金属蓋上に極細線状の金属を緩衝材として配し、該緩衝材上から略均一に加圧するとよい。このように極細線状の金属を緩衝材として設け、緩衝材上から略均一に加圧することでパッケージにできる凹凸をこの緩衝材でさらに吸収することができる。 In the method for manufacturing the electronic component, it is preferable that an ultrafine wire metal is disposed on the metal lid as a buffer material, and the buffer material is pressed almost uniformly. In this way, it is possible to further absorb the irregularities that can be formed in the package by providing the ultra-thin wire metal as a buffer material and applying pressure almost uniformly from above the buffer material.
上記電子部品の製造方法において、前記金属蓋上に熱可塑性樹脂を緩衝材として配し、該緩衝材上から略均一に加圧するとよい。このように熱可塑性樹脂を緩衝材として設け、緩衝材上から略均一に加圧することでパッケージにできる凹凸をこの緩衝材でさらに吸収することができる。 In the method for manufacturing the electronic component, a thermoplastic resin may be disposed as a buffer material on the metal lid, and the pressure may be applied substantially uniformly from the buffer material. In this way, the thermoplastic resin is provided as a buffer material, and the unevenness that can be formed in the package by applying pressure almost uniformly from above the buffer material can be further absorbed by this buffer material.
本発明は、信頼性が高く、低背で安価な電子部品を提供することができる。 The present invention can provide an electronic component with high reliability, low profile, and low cost.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
まず、図4を参照しながら本実施例の構成を説明する。本実施例の電子部品1は、デバイスチップ2と、セラミックからなるパッケージ3と、デバイスチップ2を外気から保護するための金属蓋5と、金属蓋5をパッケージ3に接合するためのロウ材4とを備えている。
First, the configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG. The electronic component 1 of the present embodiment includes a
本実施例では、デバイスチップ2として2.5×2.0mmサイズのSAW(Surface Acoustic Wave)フィルタを用い、これをパッケージ3内に搭載し、金属蓋5によって封止している。金属蓋5の厚みは、従来では100μm〜150μm厚が主流であったが、本実施例では50μmのコバール材を使用している。
In the present embodiment, a 2.5 × 2.0 mm size SAW (Surface Acoustic Wave) filter is used as the
パッケージ3の金属蓋5との接合面には凹凸があるが、本実施例ではロウ材4及び金属蓋5の厚みを薄くして、パッケージの凹凸に追従させるようにした。このため、デバイスチップ2をパッケージ3内に気密封止することができ、リークパス9の発生を防止することができる。図5に、金属蓋5としてのコバール材とロウ材4との厚みを変えながら、その厚みでのリーク不良率について求めた実験結果を示す。また図6には金属蓋5として42アロイを用いた場合のリーク不良率の実験結果を示す。ロウ材4は、従来では25〜30μm必要であったのに対し、本実施例では図5又は6から明らかなように5μmまで十分な封止性を確保することができた。また、金属蓋5の厚みは、従来では100μm〜150μm厚が主流であるが、図5又は図6から明らかなように60μm以下であれば、リーク不良が問題とならない。このため、ロウ材4の材料費で4〜5分の1に削減することができ、また、製品の高さを70〜120μm下げることができる。低背部品が好まれるSAWフィルタ業界では大きなアドバンテージを得ることができた。
The bonding surface of the
ここで本実施例の製造手順を図7に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、デバイスチップ2をパッケージ3内に搭載する(ステップS1)。図4に示すデバイスチップ2は、金バンプによってパッケージ3内の配線に接続されている。次に、パッケージ3上にロウ材付きの金属蓋5を載せる(ステップS2)。例えば、金属蓋5の厚みを50μm、ロウ材の厚みを5μm程度としている。
Here, the manufacturing procedure of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the
次に、金属蓋5の全体を均一に加圧し、加熱処理を施して金属蓋5をパッケージ3に固着する。パッケージ3の金属蓋5との接合面には凹凸があるが、ロウ材付き金属蓋5の厚みを薄くして、全体を略均一に加圧することで、ロウ材付き金属蓋5をパッケージ3の凹凸に追従させることができる。このとき、封止に際して略均一な加圧を助けるために、図8に示すように緩衝材6を金属蓋5上に配置してもよい(ステップS3)。本実施例では、緩衝材6としてスチールウールを用いている。このスチールウールの上に加圧板7を置いて略均等に圧力を加える(ステップS4)。パッケージ3接合面の凹凸をスチールウールによって平坦化することができるので、より均一な加圧が可能となる。また、加熱処理を行なって、ロウ材4をパッケージ3に接合させ、金属蓋5をパッケージ3に取り付ける。
Next, the
このように本実施例では、ロウ材4及び金属蓋5の厚みを薄くして、パッケージ3の金属蓋5との接合面の凹凸に追従するようにした。このため、デバイスチップ2をパッケージ3内に気密封止することができる。また、スチールウール等の緩衝材6を金属蓋5上に載せることで圧力を均一にかけることができる。このためロウ材4と金属蓋5とをパッケージの凹凸面に精度よく追従させることができる。
As described above, in this embodiment, the
なお、緩衝材6としてスチールウールを用いることで熱伝導を妨げることがなく、均一な加熱、加圧を行うことができるが、これ以外にも耐熱ゴム、熱可塑性樹脂や耐熱性樹脂を緩衝材として用いることができる。
In addition, by using steel wool as the
また、複数の電子部品を同時に製造する場合には、図9に示すようにセラミックのパッケージ3を切断前の状態で封止し、封止の完了後、ダイシング装置にてパッケージ3や金属蓋5の切断を行なうとよい。個々に部品の位置合わせ等をする必要がなく製造コストの大幅な削減が可能となる。また、本実施例では均一な加圧により余剰なロウ材が生じた場合、隣接する別のパッケージの封止に寄与することができ、更なるロウ材料低減が可能となる。
When a plurality of electronic components are manufactured at the same time, as shown in FIG. 9, the
また、パッケージ3は、図10に示すようにさらに複数のパッケージを連接した状態で封止を行なってもよい。パッケージ3は、集合状態では大きくなればなるほど凹凸に加え大きな反りを持ってしまうが(図10参照)、本実施例では、緩衝材6によって反りを吸収することができるので非常に少ないロウ材4で均一な封止を行なうことができる。
Further, the
次に、本発明の第2実施例について説明する。図11に示す本実施例は、図4に示す第1実施例と同様の構造を有しているが、金属蓋5としてのコバール材の厚みを30μmまで薄くしている。また、コバール材自体が薄くなるため、その強度を補強しつつ、かつ緩衝効果ももたせるためにポリイミド樹脂8を設けて補強している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment shown in FIG. 11 has the same structure as the first embodiment shown in FIG. 4, but the thickness of the Kovar material as the
また、パッケージ3の材料としてはアルミナを使用したが、ガラスセラミックスや樹脂系のパッケージでも本発明の効果は期待できる。また金属蓋5の材料としてはコバール材以外でも鉄ニッケル合金等の一般的な材料も使用できる。さらに熱膨張率の異なるような材料でも金属蓋5が薄いため剛体として挙動しないので使用が可能となる。ロウ材4についてもAu−Sn系だけでなくSn−Ag系等の他の高融点はんだでもかまわない。
Further, although alumina is used as the material of the
このように本実施例は、ポリイミド樹脂8を金属蓋5上に配置することで、パッケージ3の金属蓋5との接合面にできる凹凸をこのポリイミド樹脂8で吸収することができる。従って、金属蓋5の取り付けの際には金属蓋5の全体を略均一に加圧することができ、デバイスチップ2を気密封止することができる。
Thus, in this embodiment, the polyimide resin 8 can be absorbed by the polyimide resin 8 by disposing the polyimide resin 8 on the
上述した実施例は本発明の好適な実施例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The embodiment described above is a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 電子部品
2 デバイスチップ
3 パッケージ
4 ロウ材
5 金属蓋
6 緩衝材
7 加圧板
8 ポリイミド樹脂
9 リークパス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記デバイスチップを内包するパッケージと、
前記デバイスチップを前記パッケージ内に封止する金属蓋と、
前記金属蓋を前記パッケージに接合するロウ材とを有し、
前記金属蓋及び前記ロウ材の厚みを、前記パッケージの前記金属蓋との接合面の凹凸に追従する厚みとしたことを特徴とする電子部品。 A device chip,
A package containing the device chip;
A metal lid for sealing the device chip in the package;
A brazing material that joins the metal lid to the package;
The electronic component according to claim 1, wherein the thickness of the metal lid and the brazing material follows the unevenness of the joint surface of the package with the metal lid.
前記パッケージの前記金属蓋との接合面の凹凸に前記金属蓋及びロウ材が追従するように、前記金属蓋全体を略均一に加圧し、前記パッケージと前記金属蓋とを接合するステップと、を有することを特徴とする電子部品の製造方法。 Placing a metal lid with a brazing material of a predetermined thickness on a package containing a device chip;
Pressurizing the entire metal lid substantially uniformly so that the metal lid and the brazing material follow the irregularities of the joint surface of the package with the metal lid, and joining the package and the metal lid; A method for manufacturing an electronic component, comprising:
前記パッケージの前記金属蓋との接合面の凹凸に前記金属蓋及びロウ材が追従するように、前記金属蓋全体を略均一に加圧し、前記パッケージと前記金属蓋とを接合するステップと、
前記パッケージ及び前記ロウ材付きの金属蓋を切断し、個々の電子部品に切り分けるステップとを有することを特徴とする電子部品の製造方法。 Disposing a metal lid with a brazing material of a predetermined thickness on a package containing a device chip and connected in series;
Pressing the entire metal lid substantially uniformly so that the metal lid and the brazing material follow the irregularities of the joint surface of the package with the metal lid, and joining the package and the metal lid;
Cutting the package and the metal lid with the brazing material, and dividing the package into individual electronic components.
The method of manufacturing an electronic component according to claim 5, wherein a thermoplastic resin is disposed as a buffer material on the metal lid, and pressure is applied substantially uniformly from the buffer material.
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