JP2011044574A - 電子部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、電子部品の設計自由度を向上させることを目的とする。
【解決手段】そして、この目的を達成するために本発明は、導電性基板２３と前記導電性基板２３と電気的に接続される第１の回路素子２１と、前記導電性基板２３と電気的に接続される第２の回路素子２２と、前記第１、第２の回路素子２２と前記導電性基板２３とを内包するパッケージ２４と、前記パッケージ２４の外方に設けられた外部端子とを備え、前記導電性基板２３は前記外部端子と電気的に接続されており、前記導電性基板２３の上方に設けられた第１の上部電極２３ａと前記第２の回路素子２２の下方に設けられた第１の下部電極とがバンプ接続されており、前記第１の回路素子２１の上方に設けられた上部電極２１ａと前記導電性基板２３の上方に設けられた第２の上部電極とがワイヤボンディング接続された電子部品としたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、航空機、自動車、ロボット、船舶、車両等の移動体の姿勢制御やナビゲーションなど、各種電子機器に用いる電子部品に関するものである。
従来この種の電子部品は、図６、図７に示すごとく、導電性基板４と、前記導電性基板４と電気的に接続される第１の回路素子１と、前記導電性基板４および前記第１の回路素子１と電気的に接続される第２の回路素子２と、前記第１の回路素子１、前記第２の回路素子２、及び前記導電性基板４とを内包するパッケージ６と、前記パッケージ６の外方に設けられた外部端子（図示せず）とを備え、前記導電性基板４は前記外部端子（図示せず）と電気的に接続されており、前記導電性基板４の上面に設けられた上面電極４ａと前記第２の回路素子の上面に設けられた上面電極２ａとがワイヤボンディング接続されており、前記第１の回路素子１の上面に設けられた上面電極１ａと前記第２の回路素子２の上面に設けられた上面電極２ａとがワイヤボンディング接続されるとともに、前記導電性基板４の上面に設けられた上面電極４ａとがワイヤボンディング接続された構成としていた。
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−２９８３７６号公報
このような従来の電子部品では、設計自由度が低いことが問題となっていた。
すなわち、上記従来の構成においては、前記第２の回路素子２の上面において、前記第１の回路素子１の上面電極１ａ及び前記導電性基板４の上面電極４ａと電気的に接続される上面電極２ａを配置するスペースを設ける必要があるとともに、この上面電極２ａと前記第１の回路素子１配置部との間に所定のスペースを設ける必要があるため、前記第２の回路素子２の設計自由度が低くなってしまっていた。
そこで本発明は、電子部品の設計自由度を向上させることを目的とする。
そして、この目的を達成するために本発明は、導電性基板と前記導電性基板と電気的に接続される第１の回路素子と、前記導電性基板と電気的に接続される第２の回路素子と、前記第１、第２の回路素子と前記導電性基板とを内包するパッケージと、前記パッケージの外方に設けられた外部端子とを備え、前記導電性基板は前記外部端子と電気的に接続されており、前記導電性基板の上方に設けられた第１の上部電極と前記第２の回路素子の下方に設けられた第１の下部電極とがバンプ接続されており、前記第１の回路素子の上方に設けられた上部電極と前記導電性基板の上方に設けられた第２の上部電極とがワイヤボンディング接続された電子部品としたものである。
この構成により、前記第２の回路素子上方において、前記第１の回路素子の上面電極１ａ及び前記導電性基板４の上面電極４ａと電気的に接続される上面電極２ａを配置するスペースを設ける必要がなくなるため、前記第２の回路素子の設計自由度を向上させることができるのである。
本発明の実施の形態１における電子部品の分解斜視図 本発明の実施の形態１における電子部品の断面図 本発明の実施の形態１の電子部品における導電性基板の上面図 本発明の実施の形態１における電子部品の他の実施例を示す断面図 本発明の実施の形態１における電子部品の他の実施例における導電性基板の上面図 従来の電子部品の分解斜視図 従来の電子部品の斜視図
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における電子部品について図面を参照しながら説明する。
図１、図２に示すごとく、本実施の形態における電子部品は、導電性基板２３と、前記導電性基板２３と電気的に接続される第１の回路素子２１と、前記導電性基板２３と電気的に接続される第２の回路素子２２と、前記第１、第２の回路素子２１、２２と前記導電性基板２３とを内包するパッケージ２４と、前記パッケージ２４の外方に設けられた外部端子（図示せず）とを備え、前記導電性基板２３は前記外部端子（図示せず）と電気的に接続されており、前記導電性基板２３の上方に設けられた第１の上部電極２３ａと前記第２の回路素子２２の下方に設けられた第１の下部電極２２ａとがバンプ接続されており、前記第１の回路素子２１の上方に設けられた上部電極２１ａと前記導電性基板２３の上方に設けられた第２の上部電極２３ｂとがワイヤボンディング接続された構成としている。
このような構成により、前記第２の回路素子２２上方において、前記第１の回路素子２１の上部電極２１ａ及び前記導電性基板２３の第１、第２の上部電極２３ａ、２３ｂと電気的に接続される上部電極を配置するスペースを設ける必要がなくなるため、前記第２の回路素子２２の設計自由度を向上させることができるのである。
なお、前記導電性基板２３と前記外部端子（図示せず）とは前記パッケージ２４内に設けられた配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。
なお、前記第１の回路素子２１と前記第２の回路素子２２とは接着剤２５により接着するとともに、前記第２の回路素子２２と前記導電性基板２３とは接着剤２６により接着することにより固定している。
なお、図４、図５に示すごとく、前記導電性基板２３が開口部３５を有し、前記開口部３５内において前記第２の回路素子２２の下方に設けられた第１の下部電極２２ａと電気的に接続される上部電極３２ａを有する第３の回路素子３２が設けられた構成とすることにより、全体の小型化を実現しながら、上述した前記第２の回路素子２２の設計自由度を確保することができる。
以下、本実施の形態における電子部品のより具体的な実施例について説明する。
ここでは、前記第１の回路素子２１が慣性力を検出する素子２１であり、前記第２の回路素子２２が前記素子２１に駆動信号を入力するとともに前記素子２１からの検出信号を処理する慣性力センサの実施例を用いて説明する。
図１、図２において、前記第１の回路素子２１であり音叉形状等の振動子からなる振動型の角速度検出用の検出素子２１と、前記第２の回路素子２２であり、前記検出素子２１から出力される出力信号を処理するＩＣチップ２２と、検出素子２１とＩＣチップ２２とを載置する導電性基板２３と、信号処理用のコンデンサ３０と、これらを収納するパッケージ２４、蓋３１とを備えている。パッケージ２４には、中心に凹部３３が設けられ、凹部３３の内周面には段差部３４が設けられ、凹部３３の開口面に対して天面の面積が狭くなっている。
図２、図３に示すように、この導電性基板２３は、ＩＣチップ２２を載置する載置部２３ｃと、載置部２３ｃの外周に配置し、ＩＣチップ２２の第１の下部電極２２ａと接続する上部電極２３ａと、パッケージ２４の内壁と接続する上部電極２３ｂと、検出素子２１の上部電極２１ａと接続する上部電極２３ｄとを有し、載置部２３ｃを中空保持させつつ導電性基板２３をパッケージ２４に収納している。また、導電性基板２３は、ポリイミド絶縁フィルム上に金属配線パターンを接着配置したＴＡＢテープからなり、載置部２３ｃおよび上部電極２３ａ、２３ｂおよび２３ｄをポリイミド絶縁フィルム上で形成し、図２に示すようにパッケージ２４の底面３３の段差部３４に設けたランド２４ａに導電性基板２３の外周の上部電極２３ｂを載置して、パッケージ２４の内壁と接続している。載置部２３ｃを中空保持させているので、この空間を利用して、パッケージ２４の底面３３に段差部３４の高さ以下のコンデンサ３０を配置している。
また、図２、図３に示すように、角速度検出用の検出素子２１、ＩＣチップ２２は、入出力信号用として、各々、上部電極２１ａ、第１の下部電極２２ａを有する。検出素子２１は、その表面側に配置した上部電極２１ａを介して電気的に接続し、ＩＣチップ２２は、裏面側にのみ配置した第１の下部電極２２ａを介して電気的に接続し、導電性基板２３は、その表面側に配置した上部電極２３ａ、２３ｂおよび２３ｄを介して電気的に接続している。
そして、このＩＣチップ２２の第１の下部電極２２ａと導電性基板２３の上部電極２３ａとを金属バンプ２８を介して電気的に接続するとともに、検出素子２１の上部電極２１ａと導電性基板２３の上部電極２３ｄとをワイヤボンディング２９を介して電気的に接続し、導電性基板２３の上部電極２３ｂとパッケージ２４の電極２４ａとを金属バンプ２７により電気的に接続し、信号の入出力を行っている。
さらに、ＩＣチップ２２と検出素子２１と導電性基板２３とは、互いに重畳するように、接着剤２５および２６を介在させて硬化させるとともに、接着剤２６は金属バンプ２８を金属接合させて周辺を固定している。具体的な固定方法については、金属バンプ２８としてＡｕを用いてＡｕ−Ａｕ金属接合し接着剤２６を周辺に充填することにより固定したり、金属バンプ２８としてＡｕを接着剤２６として異方性導電フィルムを用いてＡｕバンプを導電性基板２３の上部電極２３ａに加熱圧着するＡＣＦ法により固定したりすればよく、その他、接着剤２６と金属バンプ２８を用いて種々の方法により固定が可能である。
このような角速度センサを検出したい検出軸に対応させて、車両等の移動体の姿勢制御装置やナビゲーション装置等に用いている。
上記構成により、ＩＣチップ２２と検出素子２１と導電性基板２３とは、互いに重畳するように、接着剤２５および２６を介在させて硬化させるとともに、ＩＣチップ２２と導電性基板２３とは金属バンプ２８を金属接合させて固定し電気的に接続することにより、ワイヤボンディングが不要となり、ＩＣチップ２２と検出素子２１の形状幅を広くする必要がなくなり、また、パッケージ２４内における配線の引き廻しに必要な面積も低減でき、小型化を図ることができる。
さらに、導電性基板２３は、ＩＣチップ２２を載置する載置部２３ｃと、載置部２３ｃの外周に配置し、ＩＣチップ２２の第１の下部電極２２ａと接続する上部電極２３ａと、パッケージ２４の内壁と接続する上部電極２３ｂと、検出素子２１の上部電極２１ａと接続する上部電極２３ｄとを有し、載置部２３ｃを中空保持させつつ導電性基板２３をパッケージ２４に収納しているので、外乱振動を抑制できる。特に、導電性基板２３は絶縁フィルムに上部電極２３ａ、２３ｂおよび２３ｄを接着配置しているので、金属配線パターンの剛性によって、効果的に外乱振動を抑制して検出精度を向上できる。例えば、金属配線パターンとして、ヤング率の低い材料からなるＭｇとＣｕの合金やＡｌとＣｕの合金を用いてもよい。Ｃｕのヤング率は１１０ＧＰａであるが、Ｍｇ合金であれば４５ＧＰａとなり、Ａｌ合金であれば７０ＧＰａとなり、ヤング率が低くなる。ヤング率を低くすれば減衰特性が向上する。
なお、検出素子２１は角速度検出用に限らず、加速度検出用やその複合検出用であってもよい。
なお、検出素子２１とＩＣチップ２２のサイズは、検出素子２１の上部電極２１ａの直下にＩＣチップ２２が配置され、上部電極２１ａの直下に空洞が生じない構造であれば構わない。
また、図４において、本実施の形態における他の実施例の電子部品は、前記第１の回路素子２１であり、音叉形状等の振動子からなる振動型の角速度検出用の検出素子２１と、前記第２の回路素子２２であり、前記検出素子２１から出力される出力信号を処理する第１のＩＣチップ２２と、前記第３の回路素子３２であり、前記第１のＩＣチップ２２に接続された第２のＩＣチップ３２と、検出素子２１と第１のＩＣチップ２２とを載置する導電性基板２３と、信号処理用のコンデンサ３０と、これらを収納するパッケージ２４、蓋３１とを備えている。パッケージ２４には、中心に凹部３３が設けられ、凹部３３の内周面には段差部３４が設けられ、凹部３３の開口面に対して天面の面積が狭くなっている。
図５に示すように、この導電性基板２３は、第１のＩＣチップ２２を載置する載置部２３ｃと、載置部２３ｃの外周に配置し、第１のＩＣチップ２２の第１の下部電極２２ａと接続する上部電極２３ａと、パッケージ２４の内壁と接続する上部電極２３ｂと、検出素子２１の上部電極２１ａと接続する上部電極２３ｄとを有し、載置部２３ｃを中空保持させつつ導電性基板２３をパッケージ２４に収納している。また、導電性基板２３は、第２のＩＣチップ３２を避けるために載置部２３ｃの概中央部に開口部３５が設けられている。さらに、導電性基板２３は、ポリイミド絶縁フィルム上に金属配線パターンを接着配置したＴＡＢテープからなり、載置部２３ｃおよび上部電極２３ａ、２３ｂおよび２３ｄをポリイミド絶縁フィルム上で形成し、図４に示すようにパッケージ２４の底面３３の段差部３４に設けたランド２４ａに導電性基板２３の外周の上部電極２３ｂを載置して、パッケージ２４の内壁と接続している。載置部２３ｃを中空保持させているので、この空間を利用して、パッケージ２４の底面３３に段差部３４の高さ以下のコンデンサ３０を配置している。
また、図４、図５に示すように、角速度検出用の検出素子２１、第１のＩＣチップ２２、第２のＩＣチップ３２は、入出力信号用として、各々、上部電極２１ａ、第１の下部電極２２ａ、上部電極３２ａを有する。検出素子２１は、その表面側に配置した上部電極２１ａを介して電気的に接続し、第１のＩＣチップ２２は、裏面側にのみ配置した第１の下部電極２２ａを介して電気的に接続し、第２のＩＣチップ３２は、表面側にのみ配置した上部電極３２ａを介して電気的に接続し、導電性基板２３は、その表面側に配置した上部電極２３ａ、２３ｂおよび２３ｄを介して電気的に接続している。
そして、第１のＩＣチップ２２の下部電極２２ｂと第２のＩＣチップ３２の上部電極３２ａとを金属バンプ３６を介して電気的に接続し、第１のＩＣチップ２２の第１の下部電極２２ａと導電性基板２３の第１の上部電極２３ａとを金属バンプ２８を介して電気的に接続するとともに、検出素子２１の上部電極２１ａと導電性基板２３の上部電極２３ｄとをワイヤボンディング２９を介して電気的に接続し、導電性基板２３の第２の上部電極２３ｂとパッケージ２４の電極２４ａとを金属バンプ２７により電気的に接続し、信号の入出力を行っている。
さらに、第１のＩＣチップ２２と第２のＩＣチップ３２と検出素子２１と導電性基板２３とは、互いに重畳するように、接着剤２５および２６を介在させて硬化させるとともに、接着剤２６は金属バンプ２８を金属接合させて周辺を固定している。具体的な固定方法については、金属バンプ２８としてＡｕを用いてＡｕ−Ａｕ金属接合し接着剤２６を周辺に充填することにより固定したり、金属バンプ２８としてＡｕを接着剤２６として異方性導電フィルムを用いてＡｕバンプを導電性基板２３の上部電極２３ａに加熱圧着するＡＣＦ法により固定したりすればよく、その他、接着剤２６と金属バンプ２８を用いて種々の方法により固定が可能である。
このような角速度センサを検出したい検出軸に対応させて、車両等の移動体の姿勢制御装置やナビゲーション装置等に用いている。
上記構成により、第１のＩＣチップ２２と第２のＩＣチップ３２と検出素子２１と導電性基板２３とは、互いに重畳するように、接着剤２５および２６を介在させて硬化させるとともに、第１のＩＣチップ２２と導電性基板２３および第２のＩＣチップ３２とは金属バンプ２８を金属接合させて固定し電気的に接続することにより、ワイヤボンディングが不要となり、ＩＣチップ２２と検出素子２１の形状幅を広くする必要がなくなり、また、パッケージ２４内における配線の引き廻しに必要な面積も低減でき、小型化を図ることができる。
さらに、導電性基板２３は、第１のＩＣチップ２２を載置する載置部２３ｃと、載置部２３ｃの外周に配置し、第１のＩＣチップ２２の第１の下部電極２２ａと接続する上部電極２３ａと、パッケージ２４の内壁と接続する上部電極２３ｂと、検出素子２１の上部電極２１ａと接続する上部電極２３ｄとを有し、載置部２３ｃを中空保持させつつ導電性基板２３をパッケージ２４に収納しているので、外乱振動を抑制できる。特に、導電性基板２３は絶縁フィルムに上部電極２３ａ、２３ｂおよび２３ｄを接着配置しているので、金属配線パターンの剛性によって、効果的に外乱振動を抑制して検出精度を向上できる。例えば、金属配線パターンとして、ヤング率の低い材料からなるＭｇとＣｕの合金やＡｌとＣｕの合金を用いてもよい。Ｃｕのヤング率は１１０ＧＰａであるが、Ｍｇ合金であれば４５ＧＰａとなり、Ａｌ合金であれば７０ＧＰａとなり、ヤング率が低くなる。ヤング率を低くすれば減衰特性が向上する。
なお、検出素子２１は角速度検出用に限らず、加速度検出用やその複合検出用であってもよい。
なお、検出素子２１とＩＣチップ２２のサイズは、検出素子２１の上部電極２１ａの直下にＩＣチップ２２が配置され、上部電極２１ａの直下に空洞が生じない構造であれば構わない。
本発明の電子部品は、設計自由度を向上させることができるという効果を有し、航空機、自動車、ロボット、船舶、車両等の移動体の姿勢制御やナビゲーションなど、各種電子機器において有用である。
２１ 第１の回路素子（検出素子）
２１ａ 上部電極
２２ 第２の回路素子（ＩＣチップ）
２２ａ 第１の下部電極
２３ 導電性基板
２３ａ 第１の上部電極
２３ｂ 第２の上部電極
２４ パッケージ

Claims (6)

  1. 導電性基板と
    前記導電性基板と電気的に接続される第１の回路素子と、
    前記導電性基板と電気的に接続される第２の回路素子と、
    前記第１、第２の回路素子と前記導電性基板とを内包するパッケージと、
    前記パッケージの外方に設けられた外部端子とを備え、
    前記導電性基板は前記外部端子と電気的に接続されており、
    前記導電性基板の上方に設けられた第１の上部電極と
    前記第２の回路素子の下方に設けられた第１の下部電極とがバンプ接続されており、
    前記第１の回路素子の上方に設けられた上部電極と
    前記導電性基板の上方に設けられた第２の上部電極とがワイヤボンディング接続された電子部品。
  2. 前記導電性基板と前記外部端子とは
    前記パッケージ内に設けられた配線を介して電気的に接続された
    請求項１に記載の電子部品。
  3. 前記第１の回路素子と前記第２の回路素子とが
    接着剤により接着された
    請求項１又は２に記載の電子部品。
  4. 前記第１の回路素子が慣性力を検出する検出素子である
    請求項１乃至請求項３に記載の電子部品。
  5. 前記第２の回路素子が
    前記検出素子に駆動信号を入力するとともに
    前記検出素子からの検出信号を処理する
    請求項４に記載の電子部品。
  6. 前記導電性基板が開口部を有し、
    前記開口部内において
    前記第２の回路素子の下方に設けられた第２の下部電極と電気的に接続される上部電極を有する第３の回路素子が設けられた
    請求項１乃至請求項５に記載の電子部品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108631743A (zh) * 2017-03-15 2018-10-09 精工爱普生株式会社 振动器件、振荡器、电子设备和移动体

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