JP2007173284A - 電子部品パッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】モールド加工時のモールド樹脂の流入圧力に対して、破損を低減できる電子部品パッケージを提供する。
【解決手段】電子部品パッケージは、部品基板１３と、この部品基板１３の下面に配置した複数の電子部品素子１４およびこれら複数の電子部品素子１４を接続する配線１５と、前記複数の電子部品素子１４の外周に配置した接着部１６と、この接着部１６を介し前記部品基板１３の下面側を覆う部品カバー１７とを備え、この部品カバー１７と前記電子部品素子１４との間には前記接着部１６で囲まれたキャビティ１９があり、このキャビティ１９を、前記複数の電子部品素子１４の間に設けた仕切り壁１８によって仕切ることによって、外圧が印加された場合も、前記仕切り壁１８が電子部品の形状を支持し、さらにその外部応力を分散することができ、その結果として電子部品パッケージの破損を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に使用される電子部品パッケージに関する。

各種電子機器の小型化に伴い、電子部品においてワンパッケージ化が要望されている。このワンパッケージ化とは、コイル、コンデンサ、パワーアンプ、ＳＡＷデバイス等の各種電子部品を実装基板上に実装した後その状態で樹脂モールドしてワンパッケージモジュールとするものである。

図８は、従来のワンパッケージモジュールの斜視図である。実装基板１上にコンデンサ２、コイル３、パワーアンプ４、パッケージ化したＳＡＷデバイス（以下ＳＡＷパッケージ５という）が実装されており、この実装基板１上をモールド樹脂６で覆ってワンパッケージモジュールとしている。

このように各種電子部品をワンパッケージにすることにより半導体と同様に扱うことができ、電子部品を使用するメーカーにとって利便性がよいという利点があるものである。

なお、本出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献１が知られている。
特開２００４−３０４６２２号公報

しかしながら、上記ワンパッケージにする際のモールド時、モールド樹脂６の流入圧力により電子部品が破損しやすいという課題があった。

すなわち、図９に示すように、上記従来のＳＡＷパッケージ５の場合、部品基板７の下面に実装されたＩＤＴ電極８は、湿気によるＩＤＴ電極８の酸化を防止するため、前記部品基板７の下面に接着部９を介して部品カバー１０を接着し、封止されている。この部品カバー１０と前記ＩＤＴ電極８との間には、このＩＤＴ電極８が振動するために必要な空間を確保するため、前記接着部９で囲ったキャビティ１１が形成されている。

従って、従来のＳＡＷパッケージ５では、前記モールド加工時のモールド樹脂６の流入圧力により、前記部品カバー１０あるいは部品基板７が、前記キャビティ１１の方へ割れるなどして損傷してしまうという課題があった。特に、電子部品の薄型化が要望される近年、この傾向は顕著なものとなっている。

そこで本発明は、電子部品パッケージの破損を低減することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、部品基板と、この部品基板の下面に配置した複数の電子部品素子およびこれら複数の電子部品素子を接続する配線と、前記複数の電子部品素子の外周に配置した接着部と、この接着部を介し前記部品基板の下面側を覆う部品カバーとを備えている。そしてこの部品カバーと前記電子部品素子との間には前記接着部で囲まれたキャビティがあり、このキャビティは、前記複数の電子部品素子の間に設けた仕切り壁によって仕切られたものであり、これにより電子部品パッケージの破損を低減することができるという作用効果を有するものである。

また、請求項２の発明は、前記仕切り壁により仕切られた前記キャビティ間に連通路を設けたものであり、これにより、あるキャビティに樹脂の流入圧力が集中した場合でもこの連通路により他のキャビティに圧力が分散されるため、キャビティ内の高圧力化による電子部品の特性低下を低減することができるという作用効果を有するものである。

また、請求項３の発明は、連通路は、配線の非形成部に設けたものであり、これにより、配線と部品基板の配線非形成部との段差を連通路として利用することもできるという作用効果を有するものである。

また、請求項４の発明は、部品基板と、この部品基板の下面に配置した複数の電子部品素子およびこれら複数の電子部品素子を接続する配線と、前記複数の電子部品素子の外周に配置した接着部と、この接着部を介し前記部品基板の下面を覆う部品カバーとを備えている。そしてこの部品カバーと前記電子部品素子との間には前記接着部で囲まれたキャビティがあり、このキャビティは前記複数の電子部品素子の間に設けた複数の支柱によって仕切られたものである。そして、これにより、電子部品パッケージの破損を低減することができるという作用効果を有するものである。

本発明においては、前記キャビティは、複数の電子部品素子を仕切るように仕切り壁を設けているため、モールド時などにおいて外圧が印加された場合も、前記仕切り壁が前記部品基板や部品カバーの形状を支持し、さらにその外部応力を分散することができ、その結果として電子部品パッケージの破損を低減することができるという作用効果を有するものである。

本実施の形態では、電子部品としてＳＡＷ（表面弾性波）デバイスを例に挙げ、このＳＡＷパッケージ１２について以下に説明する。

図１に示すように、本実施の形態におけるＳＡＷパッケージ１２は、部品基板１３と、この部品基板１３の下面に配置されている複数の電子部品素子としてのＩＤＴ電極１４と、この複数のＩＤＴ電極１４の外周を囲い、かつＩＤＴ電極１４間を接続する配線１５と、この配線１５の下面に設けた接着部１６と、この接着部１６を介し、前記部品基板１３の下面側を覆う部品カバー１７とを備えている。また、この部品カバー１７と前記ＩＤＴ電極１４との間には前記接着部１６で囲まれたキャビティ１９があり、このキャビティ１９は、前記複数のＩＤＴ電極１４の間に設けた仕切り壁１８によって仕切られている。

なお、本実施の形態では、この仕切り壁１８は前記接着部１６と同一の構成をしており、前記接着部１６のうち、前記複数のＩＤＴ電極１４の間に設け、前記キャビティ１９を仕切る部分を、仕切り壁１８としている。また、前記接着部１６および仕切り壁１８は、部品基板１３側に設けた第１の接着部（図４の１６ａ）と、前記部品カバー１７側に設けた第２の接着部（図５の１６ｂ）とが接合したものである。

本実施の形態では、前記部品基板１３の材料としてＬｉＴａＯ₃、またＩＤＴ電極１４の材料としてアルミニウム、前記部品カバー１７の材料としてはシリコンを用いた。その他前記部品基板１３の材料としてはＬｉＮｂＯ₃、ＩＤＴ電極１４の材料としてはアルミニウム以外の金属も用いることができ、前記部品カバー１７の材料としては、ガラス、エポキシ樹脂などを用いることも出来る。

以下に本実施の形態におけるＳＡＷパッケージ１２の製造方法を説明する。

はじめに、図２に示すように、部品基板１３の下面全体にアルミニウムを蒸着スパッタし、その後ドライエッチング加工で前記ＩＤＴ電極１４（ＩＤＴ電極１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ，１４ｉ）と、配線１５とを形成する。配線１５上には電極の引き出し部として受信端子２０と、アンテナ端子２１と、送信端子２２およびグランド端子２３とを形成する。なお、ＩＤＴ電極１４の両端部には、短絡電極を平行に配置した反射器を配置するのが一般的であるが、簡略化して示した。

また、各ＩＤＴ電極１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ，１４ｉは、図３に示す回路図のように接続されている。この図３を用いて、本実施の形態におけるＳＡＷデバイスの動作を説明する。

まずアンテナ端子２１はアンテナ（図示せず）に接続され、このアンテナから受信された信号からＩＤＴ電極１４ｇ，１４ｉを介して特定周波数の信号が取り出されて受信端子２０に出力される。一方、送信信号は、送信端子２２からＩＤＴ電極１４ａ，１４ｃ，１４ｅを経てアンテナ端子２１を介してアンテナから送信される。

このＳＡＷデバイスの部品基板１３の断面図が図４（ａ）である。

ここで次に図４および図５を用いて、接着部１６を介した前記部品基板１３と部品カバー１７の接合方法について説明する。

まず図４（ｂ）のように前記部品基板１３の下面全体にレジストを塗布し、図４（ｃ）のように前記配線１５が部分的に見えるようにパターニングする。これは、次の工程において、前記ＩＤＴ電極１４の間際までアルミニウムが蒸着されるのを防止し、このＩＤＴ電極１４の振動空間を十分確保するためである。そしてこのパターニングしたレジストの上面に図４（ｄ）のようにアルミニウムを蒸着し、前記配線１５の下面に第１の接着部１６ａを設ける。

その後、図４（ｅ）に示すように下から研磨し、前記第１の接着部１６ａの高さに揃える。この時、蒸着後の表面は凹凸が大きいことから、前記第１の接着部１６ａの下面も少し研磨し、表面（下面）を滑らかにしておくことが好ましい。これは、後述の、部品カバー（図５の１７）との接着性を高めるためである。

次に前記部品基板１３をアルカリ溶液などに浸漬し、レジストを溶解させると、図４（ｆ）のように、前記第１の接着部１６ａが前記ＩＤＴ電極１４より少し高めになるように形成することができる。

一方、部品カバー１７は、まず、図５（ａ）のように、上面全体にレジストを塗布し、図５（ｂ）のように前記ＩＤＴ電極１４の下方に対応する部分（図６の点線で囲った部分）にレジストが残るようにパターニングする。

その後図５（ｃ）のように前記部品カバー１７の上面全体にアルミニウムを蒸着し、第２の接着部１６ｂを形成する。

次に、図５（ｄ）のように前記部品カバー１７の上面を研磨し、前記第２の接着部１６ｂの高さに揃える。このとき、前記第１の接着部１６ａと同様に、前記第２の接着部１６ｂの上面も少し研磨し、表面（上面）を滑らかにしておくことが好ましい。

その後前記部品カバー１７をアルカリ溶液などに浸漬し、レジストを溶解させると、図５（ｅ）のような部品カバー１７が完成する。

そして、図５（ｆ）のように前記部品基板１３の下方に設けた第１の接着部１６ａと、前記部品カバー１７の上面に設けた第２の接着部１６ｂとが接合するように位置決めを行い、次にこの第１の接着部１６ａと第２の接着部１６ｂのそれぞれの接合面をプラズマ処理して洗浄する。そしてその後、２００℃に加熱しながら軽く押圧し、図５（ｇ）のように前記第１の接着部１６ａと第２の接着部１６ｂとを直接原子間結合させ、接着部１６を形成する。なお本実施の形態では、前述のように、この接着部１６であって、複数の前記ＩＤＴ電極１４を仕切る役割を果たす部分を、仕切り壁１８としている。

次に、図６および図７で示すように、部品カバー１７の下面に接続電極２４を形成する。まず、図７に示すように、前記部品カバー１７に、前記接続電極２４と図２の前記受信端子２０、アンテナ端子２１、送信端子２２、グランド端子２３とを接続する貫通孔２５を、ドライエッチング加工により形成する。そしてその後、この貫通孔２５の内側にＴｉ，Ｎｉ，Ａｕを順次蒸着し、さらにその蒸着膜の内部にはんだを印刷して充填し、接続電極２４を形成すれば、ＳＡＷパッケージ１２が完成する。

なお、以上のような構成で形成したＳＡＷパッケージ１２を、図１のようにモールド加工する場合は、前記接続電極２４を介して実装基板２６に実装し、金型に入れ、次にこの金型に加熱・加圧したモールド樹脂２７を注入し、その後冷却して成形する。本実施の形態では、モールド樹脂にはフィラーを分散させたエポキシ樹脂を用い、モールド樹脂の注入条件は雰囲気温度を１７５℃、気圧５０〜１００ａｔｍとした。また、このモールド樹脂２７のフィラーには酸化シリコンを用い、その混合率は８０ｗｔ％〜９０ｗｔ％とした。

本実施の形態のＳＡＷパッケージ１２は、モールド加工時の外圧に対する強度が向上し、その損傷が低減されるという効果を有する。その理由を、図１を用いて以下に説明する。

本実施の形態では、複数の前記ＩＤＴ電極１４の間には前記キャビティ１９を細かく仕切る仕切り壁１８がある。したがって、前記ＳＡＷパッケージ１２のモールド加工時において、モールド樹脂２７の流入圧力が非常に大きい場合でも、前記仕切り壁１８が前記部品基板１３や部品カバー１７の形状を支持し、さらにその外部応力を分散することができ、この結果、電子部品パッケージの破損を低減することができるのである。なお、この仕切り壁１８は、本実施の形態のように、接着部１６をそのまま利用して設けてもよく、また別個に独立して形成してもよい。さらに、本実施の形態では、前記接着部１６を配線１５の下面に設けたが、前記部品基板１３の下面に直接設けてもよい。

また、本実施の形態では、上記仕切り壁１８により仕切られた複数のキャビティ１９を、完全に分割して設けるのではなく、図６に示す形状に連通路２８を設け、この連通路２８によって複数のキャビティ１９を一部連結させるように設けた。これにより、あるキャビティ１９に樹脂の流入圧力が集中した場合でも、この連通路２８により他のキャビティ１９に圧力を分散させることができる。例えば、ＳＡＷデバイスの場合、キャビティ１９内の高圧力化により振動しにくくなり、その結果、損失が大きくなってしまう恐れがあるが、このように圧力を分散させることによりその損失低下を抑制することができるという作用効果を有する。

なお、前記連通路２８は、部品基板１３に設けることもできるし、仕切り壁１８に設けることもできる。前記連通路２８を部品基板１３に設ける場合、本実施の形態のように、図２に示すごとく、前記部品基板１３の下面に形成した配線の非形成部２９を連通路２８とすることも可能である。すなわち、上述のように、前記配線１５は、部品基板１３の下面にアルミニウムをスパッタリングした後、エッチング加工を施すことによって形成されているため、配線の非形成部２９とは、アルミニウムをエッチングした部分を指す。したがって、この配線の非形成部２９は、凹部となっているため、この部位を連通路２８として利用することができる。これにより別途連通路２８を設けるという手間を省くことができる。

また、仕切り壁１８の代わりに複数の支柱を設けても同様の効果を得ることができるし、仕切り壁１８と支柱を組み合わせて用いることも可能である。ここで支柱を用いる場合、支柱と支柱の間の空間、仕切り壁１８と支柱の間の空間が上記連通路２８になるが、別途、配線１５の非形成部２９に連通路２８を設けることも可能である。

また、本実施の形態では、電子部品の低背化のため、前記部品カバー１７は前記部品基板１３より薄いものとする。したがって、前記部品カバー１７は特に割れやすく、この部品カバー１７の強度を向上させる必要があるため、上述のような構成および手段によりその強度を向上することは、電子部品パッケージの破損を低減するにあたり有効である。

なお、電子部品パッケージとしてＳＡＷパッケージ１２を例に説明したが、その他ＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ ｅｌｅｃｔｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）圧力センサのパッケージなど、部品基板と部品カバーとの間に空間を保持したい電子部品に応用が可能である。

本発明は、前記部品基板と部品カバーとの間に設けたキャビティを、前記複数の電子部品素子の間に設けた仕切り壁によって仕切るという特徴を有し、キャビティを内部に有する電子部品パッケージに有用である。

本実施の形態におけるモールド加工したＳＡＷパッケージの断面図（図２のＡ−Ａ断面） 本実施の形態における部品基板の上面図 本実施の形態におけるＳＡＷデバイスの電気回路図 本実施の形態における部品基板の製造工程図（図２のＡ−Ａ断面） 本実施の形態における部品カバーの製造工程図（図２のＡ−Ａ断面） 本実施の形態における接続電極を形成した部品カバーの上面図 本実施の形態におけるＳＡＷパッケージの断面図（図２のＢ−Ｂ断面） 従来のワンパッケージモジュールの斜視図 従来のＳＡＷパッケージの断面図

符号の説明

１２ ＳＡＷパッケージ
１３ 部品基板
１４ ＩＤＴ電極（電子部品素子）
１５ 配線
１６ 接着部
１６ａ 第１の接着部
１６ｂ 第２の接着部
１７ 部品カバー
１８ 仕切り壁
１９ キャビティ
２０ 受信端子
２１ アンテナ端子
２２ 送信端子
２３ グランド端子
２４ 接続電極
２５ 貫通孔
２６ 実装基板
２７ モールド樹脂
２８ 連通路
２９ 配線の非形成部

Claims (4)

1. 部品基板と、この部品基板の下面に配置した複数の電子部品素子およびこれら複数の電子部品素子を接続する配線と、前記複数の電子部品素子の外周に配置した接着部と、この接着部を介し前記部品基板の下面側を覆う部品カバーとを備え、この部品カバーと前記電子部品素子との間には前記接着部で囲まれたキャビティがあり、このキャビティは、前記複数の電子部品素子の間に設けた仕切り壁によって仕切られている電子部品パッケージ。
2. 前記仕切り壁により仕切られた前記キャビティ間に連通路を設けた請求項１に記載の電子部品パッケージ。
3. 前記連通路は、前記配線の非形成部に設けた請求項２に記載の電子部品パッケージ。
4. 部品基板と、この部品基板の下面に配置した複数の電子部品素子およびこれら複数の電子部品素子を接続する配線と、前記複数の電子部品素子の外周に配置した接着部と、この接着部を介し前記部品基板の下面側を覆う部品カバーとを備え、この部品カバーと前記電子部品素子との間には前記接着部で囲まれたキャビティがあり、このキャビティは、前記複数の電子部品素子の間に設けた複数の支柱によって仕切られている電子部品パッケージ。

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