JP2017204540A - 電子部品およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子部品1を示す斜視図である。図2は、図1の電子部品1を示す平面図である。図3は、図2のIII-III線に沿う縦断面図である。図4は、図2のIV-IV線に沿う縦断面図である。
第1コイル導体膜8は、インターポーザ2の低域部4に配置されている。より具体的には、インターポーザ2の低域部4には、高域部5に向かって突出した台地状(凸状)の第1絶縁膜9が形成されており、この第1絶縁膜9の上面に第1コイル導体膜8が配置されている。なお、第1絶縁膜9は、酸化シリコン(SiO2)、窒化シリコン(SiN)等の無機系の絶縁材料により形成されていてもよいし、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の有機系の絶縁材料により形成されていてもよい。
図1〜図5を参照して、チップ21は、略直方体形状とされたシリコン製のチップ本体22を含む。なお、チップ21は、シリコン製のチップ本体22に代えて、絶縁材料製(たとえばガラス製やセラミック製)のチップ本体22を含んでいてもよい。チップ本体22は、たとえばCuを含む平面視螺旋状の第2コイル導体膜23が形成された実装面22aと、その反対側の裏面22bと、実装面22aおよび裏面22bを接続する側面22cとを有している。チップ21は、第2コイル導体膜23が間隔を空けて第1コイル導体膜8に対向するように、実装面22aをインターポーザ2の一方表面2a側に向けた状態でインターポーザ2に接合されている。
図1および図2を再度参照して、インターポーザ2の高域部5には、第3パッド40、第4パッド41および複数個のダミーパッド42が配置されている。第3パッド40、第4パッド41および複数個のダミーパッド42は、本実施形態では、いずれも平面視四角形状に形成されている。
チップ21は、第3チップ側パッド34、第4チップ側パッド35および複数個のチップ側ダミーパッド36の各上面に設けられた実装用電極39と、第3パッド40、第4パッド41および複数個のダミーパッド42の各上面に設けられた接続用電極43とが導電性接合材44を介して接合されることによって、インターポーザ2の一方表面2aに接合されている。
図6を参照して、ダミーパッド42、第1〜第8パッド10,14,40,41,48,50,52,54、第1〜第4配線ライン47,49,51,53、チップ側ダミーパッド36、第1〜第4チップ側パッド26,30,34,35、第1〜第2チップ側配線ライン37,38、実装用電極39および接続用電極43の各構成について補足する。
同様に、チップ側配線58は、いずれも、チップ21の実装面22a側からこの順に積層されたシード層63とめっき層64とを含む積層構造を有している。シード層63は、実装面22a側からこの順に積層されたTi層とCu層とを含む積層構造を有していてもよい。めっき層64は、Cuを含む単層構造を有していてもよい。
図7を参照して、変圧回路モジュール81は、電子部品1と、電子部品1に電気的に接続された低電圧素子の一例としての信号送信用素子82と、電子部品1に電気的に接続された高電圧素子の一例としての信号受信用素子83とを含む。
電子部品1では、第1コイル導体膜8と第2コイル導体膜23とが互いに絶縁状態を保ちつつインターポーザ2側とチップ21側とに作り分けられており、第1コイル導体膜8と第2コイル導体膜23との磁気結合によって一つの変圧器45が構成されている。したがって、変圧回路モジュール81は、信号送信用素子82および信号受信用素子83が変圧器45を介して直流絶縁され、かつ、交流接続された構成とされている。
変圧器45に昇圧前パルス電圧PV1が与えられると、電磁誘導により第1コイル導体膜8と第2コイル導体膜23との変圧比(巻線比)に応じた分だけ、昇圧前パルス電圧PV1の電圧値が昇圧される。これにより、変圧器45から昇圧後パルス電圧PV2が出力される。本実施形態では、変圧器45から3750Vの昇圧後パルス電圧PV2が出力される。変圧器45から出力された昇圧後パルス電圧PV2は、信号受信用素子83に与えられる。
なお、図7では、電子部品1が、第1コイル導体膜8に昇圧前パルス電圧PV1が入力され、第2コイル導体膜23から昇圧後パルス電圧PV2が出力される変圧器45を有する例について説明した。しかし、電子部品1は、第2コイル導体膜23に昇圧前パルス電圧PV1が入力され、第1コイル導体膜8から昇圧後パルス電圧PV2が出力される変圧器45を有する構成とされてもよい。
より具体的には、第1コイル導体膜8は、インターポーザ2の一方表面2aに形成されており、第2コイル導体膜23は、インターポーザ2とは別体とされたチップ21の実装面22aに形成されている。つまり、本実施形態に係る電子部品1は、インターポーザ2の一方表面2aに形成された第1コイル導体膜8とチップ21の実装面22aに形成された第2コイル導体膜23とが対向するように、チップ21がインターポーザ2に接合された比較的シンプルな構成とされている。
しかも、本実施形態に係る電子部品1では、第1コイル導体膜8と第2コイル導体膜23とがインターポーザ2側とチップ21側とに作り分けられているから、仮にインターポーザ2の反りが発生したとしても、当該反りの影響が第1コイル導体膜8および第2コイル導体膜23の両方に及ぶのを効果的に抑制できる構成とされている。これにより、信頼性を向上できる電子部品1を提供できる。
この点、本実施形態に係る電子部品1では、チップ21の実装面22aとインターポーザ2の一方表面2aとの間に封止樹脂55を充填させるのに十分な高さの空間Aが設定されているから、凹部3内に封止樹脂55を良好に流し込むことができる。これにより、第1コイル導体膜8と第2コイル導体膜23とを良好に封止樹脂55によって封止できるから、ボイド(空孔)内に貯留された水分を原因とする第1コイル導体膜8および第2コイル導体膜23の腐食を良好に抑制できる。
電子部品1を製造するにあたり、まず、一方表面2aおよび他方表面2bを有するインターポーザ2が準備される(ステップS1)。本実施形態ではシリコン製のインターポーザ2が準備される。次に、たとえばマスクを介するエッチングにより、インターポーザ2の一方表面2aが他方表面2b側に向かって選択的に掘り下げられる。これにより、インターポーザ2の一方表面2aに、凹部3による低域部4と高域部5とが形成される。次に、たとえばCVD法または熱酸化処理によって、インターポーザ2の一方表面2aに表面絶縁膜7(本実施形態ではSiO2膜)が形成される(ステップS2)。
次に、インターポーザ2の低域部4に有機系の絶縁材料または無機系の絶縁材料からなる第1絶縁膜9が形成される(ステップS4)。有機系の絶縁材料からなる第1絶縁膜9を形成する工程では、たとえば、インターポーザ2の一方表面2aの全域を被覆する感光性のポリイミド樹脂が塗布される。次に、ポリイミド樹脂の一部がインターポーザ2の低域部4に残存するように選択的に露光および現像される。これにより、所定形状の第1絶縁膜9が形成される。また、この露光および現像工程では、第1パッド10の上面を選択的に露出させる第1ビア11用のビアホール12と、第2パッド14の上面を選択的に露出させる第2ビア15用のビアホール16とが第1絶縁膜9に形成される。
次に、第1コイル導体膜8と第2コイル導体膜23との間を封止する封止樹脂55が形成される(ステップS9)。封止樹脂55を形成する工程では、まず、凹部3を満たし、チップ21の外面全域に加えて外部端子46の外面全域を被覆するようにインターポーザ2の一方表面2aに封止樹脂55が流し込まれる。次に、各外部端子46の他端面46bが露出するまで封止樹脂55の表面55aが研削される(ステップS10)。
図9は、本発明の第2実施形態に係る電子部品101を示す平面図である。図10は、図9のX-X線に沿う縦断面図である。図11は、図9のXI-XI線に沿う縦断面図である。図9〜図11において、前述の第1実施形態において示された構成と同様の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
第1凹部102は、インターポーザ2の一方表面2aの中央部に、当該インターポーザ2の周縁から間隔を空けた位置に形成されている。第1凹部102は、本実施形態では、各辺がインターポーザ2の各辺と平行な平面視四角形状とされている。第2凹部103は、第1凹部102の底部の中央部に、当該第1凹部102の底部の周縁から間隔を空けた位置に形成されている。第2凹部103は、本実施形態では、各辺がインターポーザ2の各辺と平行な平面視四角形状とされている。
以上、本実施形態の電子部品101によっても、前述の第1実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。また、これに加えて、本実施形態の電子部品101によれば、第2コイル導体膜23が第2凹部103内に収容配置され、チップ21が第1凹部102内に収容配置された構成とされているので、低背化によるシュリンク化を良好に図ることができる電子部品101を提供できる。むろん、前述の変圧回路モジュール81は、前述の電子部品1に代えて本実施形態の電子部品101を含む構成とされてもよい。
図12は、本発明の第3実施形態に係る電子部品121を示す平面図である。図13は、図12のXIII-XIII線に沿う縦断面図である。図14は、図12のXIV-XIV線に沿う縦断面図である。図12〜図14において前述の第1実施形態において述べた構成と同様の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
低域部124と中域部125との間には、それらを接続する第1接続部127が形成されている。第2凹部123は、その開口幅が一方表面2a側から他方表面2b側に向かって徐々に狭まる断面視テーパ状に形成されている。これにより、第1接続部127は、低域部124から中域部125に向かうに従って第2凹部123の横断面積が徐々に大きくなる傾斜面とされている。
また、本実施形態に係る電子部品121によれば、信号送信用素子82は、平面視において少なくとも一部が中域部125に対向し、かつ、第1コイル導体膜8および第2コイル導体膜23と重ならないように配置されている。これにより、信号送信用素子82を、第1コイル導体膜8および第2コイル導体膜23との間の最短距離を避けつつ、それらと近接配置させることができるから、信号送信用素子82と第1コイル導体膜8との間および信号送信用素子82と第2コイル導体膜23との間の絶縁耐圧を向上しつつ、電子部品121のシュリンク化を図ることができる。
たとえば、前述の第3実施形態では、信号送信用素子82および信号受信用素子83の両方がインターポーザ2に接合された例について説明した。しかし、電子部品121は、信号送信用素子82および信号受信用素子83のいずれか一方のみを含む構成とされてもよい。
Claims (25)
- 一方表面および他方表面を有する基板と、
前記基板の一方表面に形成された平面視螺旋状の第1コイル導体膜と、
平面視螺旋状の第2コイル導体膜が形成された実装面を備え、前記第2コイル導体膜が間隔を空けて前記第1コイル導体膜に対向するように、前記実装面を前記基板の一方表面に向けた状態で前記基板に接合されたチップとを含む、電子部品。 - 前記第1コイル導体膜と前記第2コイル導体膜との間に配置された絶縁体をさらに含む、請求項1に記載の電子部品。
- 前記絶縁体は、前記チップの外面全域を被覆している、請求項2に記載の電子部品。
- 前記絶縁体は、前記基板の一方表面側で前記チップを封止する封止樹脂である、請求項2または3に記載の電子部品。
- 前記基板の一方表面には、前記基板の他方表面側に向かって窪んだ凹部によって、前記凹部の底部である低域部と前記凹部の周囲の領域である高域部とが形成されており、
前記第1コイル導体膜は、前記低域部に形成されており、
前記チップは、前記凹部を覆うように前記高域部に接合されており、
前記第1コイル導体膜および前記第2コイル導体膜は、平面視で前記凹部の内側で対向している、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子部品。 - 前記第1コイル導体膜と前記第2コイル導体膜との間の距離が、前記基板の前記高域部と前記チップの前記実装面との間の距離よりも大きい、請求項5に記載の電子部品。
- 前記第2コイル導体膜は、前記高域部よりも上方に配置されている、請求項5または6に記載の電子部品。
- 前記第2コイル導体膜は、前記低域部と前記高域部との間の高さ位置に配置されている、請求項5または6に記載の電子部品。
- 前記基板の前記高域部に配置され、前記第1コイル導体膜に電気的に接続される第1外部端子と、
前記基板の前記高域部に配置され、前記第2コイル導体膜に電気的に接続される第2外部端子とをさらに含む、請求項5〜8のいずれか一項に記載の電子部品。 - 前記基板の一方表面には、前記基板の他方表面側に向かって窪んだ第1凹部と、前記第1凹部の底部からさらに前記基板の他方表面側に向かって窪んだ第2凹部とによって、前記第2凹部の底部である低域部と、前記第1凹部の底部である中域部と、前記第1凹部の周囲領域である高域部とが形成されており、
前記第1コイル導体膜は、前記低域部に形成されており、
前記チップは、前記第2凹部を覆うように前記中域部に接合されており、
前記第1コイル導体膜および前記第2コイル導体膜は、平面視で前記第2凹部の内側で対向している、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子部品。 - 前記第1コイル導体膜と前記第2コイル導体膜との間の距離が、前記基板の前記中域部と前記チップの前記実装面との間の距離よりも大きい、請求項10に記載の電子部品。
- 前記第2コイル導体膜は、前記中域部と前記高域部との間の高さ位置に配置されている、請求項10または11に記載の電子部品。
- 前記第2コイル導体膜は、前記低域部と前記中域部との間の高さ位置に配置されている、請求項10または11に記載の電子部品。
- 前記基板の前記高域部に接合された低電圧素子と、
前記低電圧素子から間隔を空けて前記基板の前記高域部に接合され、前記低電圧素子の基準電位よりも高い基準電位とされた高電圧素子とをさらに含む、請求項10〜13のいずれか一項に記載の電子部品。 - 前記低電圧素子は、平面視において前記第1凹部を覆うように前記基板の前記高域部に接合されており、
前記高電圧素子は、平面視において前記第1凹部を覆うように前記基板の前記高域部に接合されている、請求項14に記載の電子部品。 - 前記低電圧素子および前記高電圧素子は、平面視において前記第2コイル導体膜を挟み込むように配置されている、請求項14または15に記載の電子部品。
- 前記低電圧素子は、平面視において前記第2コイル導体膜と重ならない位置に配置されている、請求項14〜16のいずれか一項に記載の電子部品。
- 前記高電圧素子は、平面視において前記第2コイル導体膜と重ならない位置に配置されている、請求項14〜17のいずれか一項に記載の電子部品。
- 前記低電圧素子は、前記第1コイル導体膜に電気的に接続されることにより前記第1コイル導体膜に信号を送信する信号送信用素子であり、
前記高電圧素子は、前記第2コイル導体膜に電気的に接続されることにより前記第2コイル導体膜からの信号を受信する信号受信用素子である、請求項14〜18のいずれか一項に記載の電子部品。 - 前記基板の前記高域部に配置され、前記第1コイル導体膜に電気的に接続される第1外部端子と、
前記基板の前記高域部に配置され、前記第2コイル導体膜に電気的に接続される第2外部端子とをさらに含む、請求項10〜19のいずれか一項に記載の電子部品。 - 前記基板の一方表面に選択的に形成された複数のパッドと、
前記チップの前記実装面に形成された複数の電極とをさらに含み、
前記チップは、前記複数の電極が前記パッドに接続されることにより前記基板に接合されている、請求項1〜20のいずれか一項に記載の電子部品。 - 一方表面および他方表面を有する基板を準備する工程と、
前記基板の一方表面に平面視螺旋状の第1コイル導体膜を形成する第1コイル導体膜形成工程と、
平面視螺旋状の第2コイル導体膜が形成された実装面を備えるチップを前記基板に接合する工程であって、前記第2コイル導体膜が前記第1コイル導体膜と間隔を空けて対向するように、前記実装面を前記基板の一方表面に向けた状態で、前記基板に前記チップを接合するチップ接合工程とを含む、電子部品の製造方法。 - 前記チップ接合工程の後、前記第1コイル導体膜と前記第2コイル導体膜との間を封止樹脂で封止する工程をさらに含む、請求項22に記載の電子部品の製造方法。
- 前記第1コイル導体膜形成工程に先立って、前記基板の一方表面を前記基板の他方表面側に向かって選択的に掘り下げることにより、前記基板の他方表面側に向かって窪んだ凹部を前記基板の一方表面に形成する工程をさらに含み、
前記第1コイル導体膜形成工程は、前記凹部内に前記第1コイル導体膜を形成する工程を含み、
前記チップ接合工程は、前記凹部を覆うように前記チップを前記基板に接合する工程を含む、請求項22または23に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第1コイル導体膜形成工程に先立って、前記基板の一方表面を前記基板の他方表面側に向かって選択的に掘り下げることにより、前記基板の他方表面側に向かって窪んだ第1凹部と、前記第1凹部の底部からさらに前記基板の他方表面側に向かって窪んだ第2凹部とを前記基板の一方表面に形成する工程とをさらに含み、
前記第1コイル導体膜形成工程は、前記第2凹部内に前記第1コイル導体膜を形成する工程を含み、
前記チップ接合工程は、前記第2凹部を覆うように前記チップを前記基板に接合する工程を含む、請求項22または23に記載の電子部品の製造方法。
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