JP2017212287A - 電子部品パッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】パッケージ内外での電磁波の伝搬を抑制することが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を含む積層体１は、電子部品２０と、電子部品２０との間に中空領域Ｒが形成された状態で電子部品２０を収容するパッケージ部としての外殻体３０及び基材１０と、パッケージ部の表面に複数設けられ、導電性材料により形成された帯状のシールド部材４０と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品パッケージに関する。

従来から、半導体素子等の電子部品が収容された電子部品パッケージが知られていて、例えば電源装置や通信機器等の種々の用途に用いられる。電子部品パッケージの構造は種々検討されているが、電子部品の用途によっては、電子部品を収容する内部が中空であるパッケージが用いられる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−６８５８０号公報

電子部品パッケージは、使用環境によっては電磁波等に晒されることが考えられる。この場合、内部の電子部品が外部からの電磁ノイズに影響を受ける可能性がある。また、内部の電子部品の動作により電磁波が発生し、外部装置等に影響を与えることも考えられる。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、パッケージ内外間の電磁波の伝搬を抑制することができる電子部品パッケージの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電子部品パッケージは、電子部品と、前記電子部品との間に中空領域が形成された状態で前記電子部品を収容するパッケージ部と、前記パッケージ部の表面に複数設けられ、導電性材料により形成された帯状のシールド部材と、を有する。

上記の電子部品パッケージによれば、パッケージ部に設けられて導電性材料により形成された複数のシールド部材が、電磁波に対するシールドとして機能する。したがって、パッケージ内外間の電磁波の伝搬を抑制することができる。

ここで、複数の前記シールド部材の一部は、前記パッケージ部の表面において、並行するように配置されている態様とすることができる。

上記のように、複数のシールド部材の一部が、パッケージ部の表面において、並行するように配置されている場合、シールド部材の周辺のより広範囲において電磁波の伝搬を抑制することができる。

また、複数の前記シールド部材の一部は、互いに異なる方向に延在している態様とすることができる。

上記のように、複数のシールド部材の一部が、互いに異なる方向に延在しているパッケージ部の表面において、互いに異なる方向に延在している場合、電磁波の伝搬の抑制効果が特定の方向に限定されずより確実に電磁波の伝搬を抑制することができる。

また、複数の前記シールド部材の一部は、前記電子部品の内部電極と他の部品とを電気的に接続する信号ラインである態様とすることができる。

上記のように、複数のシールド部材の一部が信号ラインを兼ねていることで、シールド部材を別途設ける場合と比較して、コストの低減及び省スペース化が可能となる。

本発明によれば、パッケージ内外での電磁波の伝搬を抑制することができる電子部品パッケージが提供される。

第１実施形態に係る電子部品パッケージを含む積層体の概略断面図である。 第１実施形態に係る電子部品パッケージを含む積層体の一部破断斜視図である。 第１実施形態に係る電子部品パッケージを含む積層体の製造方法を説明する図である。 第１実施形態に係る電子部品パッケージを含む積層体の製造方法を説明する図である。 第２実施形態に係る電子部品パッケージの製造方法を説明する図である。 第２実施形態に係る電子部品パッケージの製造方法を説明する図である。 第２実施形態に係る電子部品パッケージの変形例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る電子部品パッケージについて説明する。図１は、第１実施形態に係る電子部品パッケージを含む積層体１の断面図であり、図２は、電子部品パッケージを含む積層体１の一部破断斜視図である。

積層体１に設けられる電子部品パッケージは、例えば、電源装置や通信機器等の電子機器に適用される部品であり、内部に電子部品が収容されていることを特徴とする。電子部品パッケージを含む積層体１は、概略、基材１０、電子部品２０、外殻体３０、シールド部材４０、保護層５０、ビア６０、及び端子電極６５を主として有する。本実施形態に係る積層体１では、基材１０及び外殻体３０が電子部品２０を収容する電子部品パッケージのパッケージ部として機能する。外殻体３０は、内部が中空構造を有しているが、詳細は後述する。

基材１０は、例えばシリコンウエハにより形成される。基材１０の一方の主面上に電子部品２０が搭載される。基材１０と電子部品２０との間には、絶縁層や応力緩和層などの機能層を適宜設けても良い。

電子部品２０の種類は特に限定されず、半導体、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、等を適用することができる。本実施形態の電子部品パッケージのように中空構造を有している場合、電子部品２０として、ＭＥＭＳ、及び、圧電性又は磁歪性を有する受動部品等、物理的な変位により動作する部品が好適に用いられる。これは、外殻体３０が電子部品２０の物理的な変位に対して干渉しない構造を実現可能であるためである。

電子部品２０には、他の部品との接続のための内部電極２５が設けられる。図１及び図２では、電子部品２０の本体に対して内部電極２５が直接接続されている構成を示しているが、電子部品２０の本体と内部電極２５との接続の方法は図１等に示す方法に限定されず、例えば、積層工法やワイヤボンド工法により両者を接続してもよい。

電子部品パッケージとして機能する外殻体３０は、基材１０上に設けられた電子部品２０を内部に収容するように設けられる。図１及び図２に示すように、外殻体３０は、中央部分が上部に突出している凹型状の部材である。また、図２に示すように、周縁部では、基材１０と連続しているが、電子部品２０に接続された内部電極２５は、外部の他の部品等との接続のため、外殻体３０の側面を貫通して外方に突出するように設けられる。

外殻体３０は、無機膜等の無機材料又は樹脂等の有機材料を用いることができ、電子部品２０を保護することが可能な材料であれば特に限定されない。また、外殻体３０は、複数材料を組み合わせて構成されていてもよいし、複数の層が積層された構造であってもよい。材料の組合せや層構造を変更することで、機械的耐久性や気密性を向上させることもできる。本実施形態では、図１に示すように、内層３１と外層３２との２層により形成されている例を示している（図２では、簡単のため１層で示している）。なお、外殻体３０は、絶縁性材料により構成されていることが好ましい。外殻体３０が絶縁性材料から構成されていることで、外殻体３０が内部の電子部品２０や外部の部品等との接触することによる短絡等を防ぐことができる。なお、図１に示すように、内層３１には、複数の開口３１Ａが設けられている。この開口３１Ａは、積層体１の製造時に用いられるが詳細は後述する。

外殻体３０の大きさは、外殻体３０内に収容される電子部品２０の大きさや配置等に応じて適宜設定される。また、外殻体３０の厚さについても、外殻体３０を構成する材料や要求される強度等に応じて適宜設定される。

また、外殻体３０は、電子部品２０との間の少なくとも一部に空間が形成されている中空構造を呈している。なお、電子部品２０との間に形成される空間、すなわち、外殻体３０の内側の中空領域Ｒは、外部と完全に区画された所謂気密型の空間であってもよいし、一部において外部と連通している所謂開放型の空間であってもよい。中空領域Ｒが気密型である場合には、中空領域Ｒは真空であってもよいし、内圧がかかっている状態であってもよい。また、中空領域Ｒが特定の気体で満たされていてもよい。このように、外殻体３０の内部の中空領域Ｒの構造及び構成は適宜変更することができる。

シールド部材４０は、外殻体３０の外部（電子部品２０とは逆側）表面に設けられる導電性材料から構成される帯状の部材である。図２に示すように、シールド部材４０は、信号ライン４１と、シールドライン４２とを含んで構成される。

信号ライン４１は、電子部品２０に接続された内部電極２５に対して接続されている導電性のラインである。信号ライン４１は、後述のビア６０とも接続される。また、シールドライン４２は、電子部品２０等とは接続されていない導電性のラインである。信号ライン４１及びシールドライン４２は、いずれも外殻体３０の外部表面に沿って設けられる。

シールド部材４０は、導電性材料であれば特に材料は限定されず、例えば、金属、セラミック、ガラス等を用いることができる。ただし、信号ライン４１に関しては、電子部品２０の動作時に電流が流れることから、電子部品２０の動作に支障がない程度の導電性を有していることが求められる。

保護層５０は、基材１０の上部に設けられる層であり、外殻体３０等の上方にも形成される。保護層５０は、基材１０上に設けられた外殻体３０及び他の電子部品等を保護する機能を有し、例えば、樹脂等により形成することができる。また、ビア６０は、外殻体３０の上方に設けられた保護層５０に設けられた厚さ方向（上下方向）に延びる貫通孔に対して導体が導入されたものである。ビア６０は、保護層５０上に設けられる端子電極６５と、保護層５０内部に設けられた信号ライン４１を始めとする部品等の接続に用いられる。

ここで、本実施形態に係る積層体１では、導電性のラインから構成されるシールド部材４０が、外殻体３０すなわち電子部品パッケージの表面に設けられることで、電子部品パッケージ内外での電磁波の伝搬の低減が図られている。外殻体３０上のシールド部材４０は、外部からの電磁波が外殻体３０内部の電子部品２０に到達することを防ぎ、電子部品２０が外部からの電磁ノイズの影響を受けることを防止する。同時に、シールド部材４０は、外殻体３０内部の電子部品２０が動作することで発生する電磁波が外殻体３０外部の他の部品等に到達することを防ぎ、外部の電子部品等が内部からの電磁ノイズの影響を受けることを防止する。このように、導電性のラインから構成されるシールド部材４０が電子部品パッケージを形成する外殻体３０の表面に設けられることで、電子部品パッケージ内外での電磁波の伝搬が低減される。

シールド部材４０はそれぞれ帯状を呈している。シールド部材４０が帯状である場合、外殻体３０に表面の面積に対するシールド部材４０の占める面積の割合を小さくしながら、電磁波の伝搬の低減効果を高めやすいという特徴がある。したがって、帯状のシールド部材４０を採用することで、より低コストでの電磁波の伝搬の低減を実現することができるという効果も得られる。

シールド部材４０は、複数設けられることが好ましく、また、図２に示すように、二以上の導電性のラインが並行するように配置されることが好ましい。複数の導電性ラインが並行するように配置されていることで、隣接する導電性ライン間を経由した電子部品パッケージ内外間の電磁波の伝搬も好適に防ぐことができる。

帯状のシールド部材４０の幅は、例えば、３μｍ〜３００μｍとすることができる。また、シールド部材４０の長さは特に限定されない。なお、複数のシールド部材４０を外殻体３０の表面に形成する際に、隣接するシールド部材４０の間隔がシールド部材４０の幅の１．０倍よりも小さいと、電磁波の伝搬の低減効果を高めることができる。シールド部材４０の幅を大きくすると、コスト高、重量増加、又は、積層体１の大型化に影響する可能性も考えられる。

また、図２に示すように、外殻体３０が平面視において矩形状である場合に、シールド部材４０は、外殻体３０の長辺方向及び短辺方向に沿って延びるように形成されていることが好ましい。すなわち、複数の導電性ラインのうちの一部は、互いに異なる方向に延びていることが好ましい。また、互いに異なる方向に延びる場合、複数の導電性ライン同士が交差する構成とすることが好ましい。上記のように、複数の導電性ラインのうちの一部が並行するように配置され、且つ、一部は互いに異なる方向に延びている構造を実現しようとすると、例えば、図２に示すように、外殻体３０の長辺方向に延びる複数の導電性ラインと、短辺方向に延びる複数の導電性ラインと、を含んで構成している態様とすることができる。

シールド部材４０として機能する導電性のラインの一部は、信号ライン４１のように、電子部品２０等と電気的に接続されると共に他の部品と接続されて（本実施形態では、端子電極６５を介して他の部品と接続される）、動作時に実際に電気信号の授受に使われていてもよい。動作時には電流が流れる信号ライン４１も、シールド部材４０として内外の電磁波の伝搬を低減することができる。他の部品と接続される方法としては、例えばはんだボールを介する方法や、ワイヤボンドによるワイヤを介する方法などが挙げられる。

また、シールド部材４０は全てがフロートであってもよいが、少なくとも一部が接地していることが好ましい。シールド部材４０が全てフロートであっても、電子部品パッケージ内外の電磁波の伝搬を抑制することができるが、シールド部材４０が接地している場合には、電子部品パッケージ内外の電磁波の伝搬を効果的に抑制することができる。

なお、本実施形態では、シールド部材４０が外殻体３０の表面に設けられている場合に説明しているが、基材１０側の表面にも設けられていてもよい。ただし、他の電子部品等からのノイズの伝搬が問題となりやすいのは、基材１０よりも上方、すなわち、電子部品２０が載置されている側であるので、基材１０よりも上方で、電子部品２０と他の部品との間に設けられる外殻体３０に対してシールド部材４０を設けることで、シールド部材４０によるシールド効果が高められる。

次に、上記の積層体１の製造方法について、図３及び図４を参照しながら説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、基材１０の上に電子部品２０及び内部電極２５を取り付ける。電子部品２０及び内部電極２５の取り付けは、公知の手法により行うことができる。上述したように、電子部品２０と内部電極２５とワイヤボンドにより接続する工法等を用いてもよい。

次に、図３（Ｂ）に示すように、樹脂層等による犠牲層７０を電子部品２０及び内部電極２５の上方に、塗布やフォトリソグラフィ等の公知の方法を用いて形成する。犠牲層７０は、外殻体３０の内側の中空領域Ｒが形成される部分に設けられる。積層体１においては、内部電極２５の端部は外殻体３０から外方に突出しているので、犠牲層７０を形成する際にも内部電極２５の端部が外方に露出した状態とされる。

その後、犠牲層７０を覆うように外殻体３０の内層３１を形成する。内層３１は、スパッタやエッチング等の公知の方法を用いて形成される。なお、内層３１には、複数の開口３１Ａが形成される。開口３１Ａは、犠牲層７０の除去のために設けられるが、内層３１の上方に形成される外層３２が開口３１Ａから内部に侵入することは防ぐ必要がある。したがって、外層３２を形成する際に外層３２となる材料が開口３１Ａから侵入しない程度に開口３１Ａの孔径は小さくされる。また、開口３１Ａの孔径が犠牲層７０の除去に影響しない程度に、開口３１Ａの数は多くされる。

次に、ドライエッチングにより、犠牲層７０を除去する。この結果、図３（Ｃ）に示すように、外殻体３０の内層３１の下部であって電子部品２０の上方に中空領域Ｒが形成される。

次に、図４（Ａ）に示すように、外殻体３０の内層３１の上方に外層３２を形成する。外層３２の形成方法としては、塗布、ラミネート、フォトリソグラフィ等の公知の方法を用いることができる。これで、内層３１及び外層３２による外殻体３０が形成される。

次に、図４（Ｂ）に示すように、外殻体３０の上方にシールド部材４０となる導電性のラインを形成する。シールド部材４０は、例えば、スパッタによるシード層の形成の後に、パターンめっきを行うことで形成することができる。なお、図４（Ｂ）では、内部電極２５と接続された信号ライン４１に相当する導電性のラインが形成されている例を示しているが、内部電極２５等とは接続されていないシールドライン４２も同様の方法で形成される。

次に、図４（Ｃ）に示すように、基材１０、外殻体３０及びシールド部材４０の表面を覆うように保護層５０を形成する。保護層５０の形成方法としては、塗布、ラミネート、フォトリソグラフィ等の公知の方法を用いることができる。

その後、保護層５０に対して貫通孔を設けると共に、導体を導入することでビア６０を形成すると共に、ビア６０と接続されるように端子電極６５を設ける。これにより、図１に示すような電子部品パッケージを含む積層体１が形成される。

このように、本実施形態に係る電子部品パッケージを含む積層体１では、中空構造を有するパッケージ部として機能する外殻体３０の表面に導電性のラインからなるシールド部材４０が形成されていることで、電子部品パッケージ内外での電磁波の伝搬を低減させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る電子部品パッケージについて説明する。第１実施形態では、電子部品パッケージを含む積層体１について説明したが、本発明に係る電子部品パッケージは、積層体１としての構造を有する必要はない。すなわち、電子部品パッケージとして機能する外殻体自体が外部に露出している構造であってもよい。

第２実施形態では、上記のように外殻体が外部に露出している構造を有する電子部品パッケージについて説明する。また、電子部品パッケージに含まれる各部の構造のバリエーション等についても、第２実施形態に係る電子部品パッケージと併せて説明する。

図５及び図６は、第２実施形態に係る電子部品パッケージの製造方法を説明する図である。まず、図５（Ａ）に示すように、基材１０の上に電子部品２０及び内部電極２５を取り付ける。電子部品２０及び内部電極２５の取り付けは、公知の手法により行うことができる。上述したように、電子部品２０と内部電極２５とワイヤボンドにより接続する工法等を用いてもよい。

次に、図５（Ｂ）に示すように、樹脂層等による犠牲層７０を電子部品２０及び内部電極２５の上方に、塗布やフォトリソグラフィ等の公知の方法を用いて形成する。犠牲層７０は、外殻体３０の内側の中空領域Ｒが形成される部分に設けられる。さらに、犠牲層７０を覆うように外殻体３０を形成する。第２実施形態では、外殻体３０が単層で設けられている場合を示している。外殻体３０は、スパッタやエッチング等の公知の方法を用いて形成される。なお、外殻体３０には、図５（Ｂ）に示すように開口３０Ａが形成されていてもよい。開口３０Ａは、犠牲層７０の除去のために設けられるが、製造後の電子部品パッケージにおいても開口３０Ａが残存する構造であってもよい。外殻体３０に開口を設けるか否かについては、電子部品２０の特性や、電子部品パッケージに求められる機能等に基づいて決めることが好ましい。

図５（Ｂ）では、一方側の内部電極２５は犠牲層７０に覆われた状態を示している。この内部電極２５は、逆側の内部電極２５とは延在方向が異なる例である。この延在方向が異なる内部電極２５についても、図示していない端部は外殻体３０の外側に突出し、外部で信号ラインもしくは他の部材と接続される。

次に、図６（Ａ）に示すように、外殻体３０の上方にシールド部材４０となる導電性のラインを形成する。シールド部材４０は、例えば、スパッタによるシード層の形成の後に、パターンめっきを行うことで形成することができる。図６（Ａ）では、内部電極２５と接続された信号ライン４１と、内部電極２５とは接続されないシールドライン４２とが形成されている例を示している。

次に、ドライエッチングにより、犠牲層７０を除去する。犠牲層７０の除去の際には、外殻体３０の開口３０Ａが利用される。この結果、図６（Ｂ）に示すように、外殻体３０の内層３１の下部であって電子部品２０の上方に中空領域Ｒが形成される。これにより、第２実施形態に係る電子部品パッケージ２が形成される。

電子部品パッケージ２では、外殻体３０に開口３０Ａが形成されているので、外殻体３０内の中空領域Ｒは外部と連続している状態である。このように、中空領域Ｒが外部と連続している構成であってもよい。

なお、図７は、第２実施形態の変形例であり、図５（Ｂ）に対応するものである。図７に示す例では、外殻体３０が内層３３及び外層３４の２層から構成されている。また、内層３３の開口３３Ａと、外層３４の開口３４Ａとが連通するように犠牲層７０上に設けられる。このような構成とする場合には、シールド部材４０は、外層３４の上方に形成される。また、犠牲層７０の除去には、開口３３Ａ，３４Ａが用いられる。このように、中空領域Ｒとなる領域（犠牲層７０が形成されている領域）が外部と連続した状態であって且つ、外殻体３０を２重構造とすることもできる。

以上のように、上記実施形態に係る電子部品パッケージによれば、パッケージ部としての外殻体３０に設けられて導電性材料により形成された複数のシールド部材４０が、電磁波に対するシールドとして機能することから、パッケージ内外間の電磁波の伝搬を抑制することができる。

また、複数のシールド部材４０の一部が、パッケージ部の表面において、並行するように配置されている場合、シールド部材４０の周辺のより広範囲において電磁波の伝搬を抑制することができる。

また、複数のシールド部材４０の一部が、互いに異なる方向に延在しているパッケージ部の表面において、互いに異なる方向に延在している場合、電磁波の伝搬の抑制効果が特定の方向に限定されずより確実に電磁波の伝搬を抑制することができる。

また、複数のシールド部材の一部が信号ラインを兼ねていることで、シールド部材４０を別途設ける場合と比較して、コストの低減及び省スペース化が可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

例えば、上記実施形態で説明した電子部品パッケージにおけるパッケージ部（外殻体３０及び基材１０）の形状は、適宜変更することができる。また、電子部品２０と他の部品等との接続方法によっても、上記実施形態で説明した構成に限定されず、適宜変更することができる。

１…積層体、２…電子部品パッケージ、１０…基材、２０…電子部品、２５…内部電極、３０…外殻体、３１…内層、３２…外層、４０…シールド部材、４１…信号ライン、４２…シールドライン、５０…保護層、６０…ビア、６５…端子電極。

Claims (4)

1. 電子部品と、
   前記電子部品との間に中空領域が形成された状態で前記電子部品を収容するパッケージ部と、
   前記パッケージ部の表面に複数設けられ、導電性材料により形成された帯状のシールド部材と、
   を有する電子部品パッケージ。
2. 複数の前記シールド部材の一部は、前記パッケージ部の表面において、並行するように配置されている請求項１に記載の電子部品パッケージ。
3. 複数の前記シールド部材の一部は、互いに異なる方向に延在している請求項１又は２に記載の電子部品パッケージ。
4. 複数の前記シールド部材の一部は、前記電子部品の内部電極と他の部品とを電気的に接続する信号ラインである請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品パッケージ。

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