JP3677457B2

JP3677457B2 - Electronic component equipment

Info

Publication number: JP3677457B2
Application number: JP2001055332A
Authority: JP
Inventors: 光隆嶌田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2021-02-28
Also published as: JP2002261235A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品素子、例えば、ＳＡＷ素子などの圧電素子を基板に形成した凹部（キャビティ）に収容し、気密封止した電子部品装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品装置は、近年、小型化、薄型化、高機能化の要求が高まっており、これらの要求に対応するために、セラミックなどの基板の一方主面に複数の電子部品素子を搭載し、また、基板の他方主面に凹部を形成し、この凹部内に電子部品素子を収容していた。基板の一方主面に搭載する電子部品素子とは、コンデンサ、抵抗、ダイオード、コイル、ＩＣやトランジスタ等の半導体素子などの表面実装型電子部品素子などが例示できる。また、凹部内に収容する電子部品素子は、圧電素子などが例示でき、ＳＡＷ素子、セラミック振動子、水晶振動子などで、対環境保護のための気密封止を必要とする素子のことである。
【０００３】
このような電子部品装置は、基板の他方主面に凹部を形成し、この凹部内に電子部品素子を収容していた。そして、電子部品装置の凹部に収納される電子部品素子は、その周囲に空間を必要とする圧電素子が配置された、凹部の開口を金属やセラミックなどの蓋体を接着して封止をしていた。
【０００４】
代表的な封止方法は，はんだやＡｕ−Ｓｎ合金を使ったソルダーシール法や開口周囲にシールリングをろう付け配置し、このシールリングに金属蓋体をシーム溶接でシールするシームウエルド法、さらに、接合部材として低融点ガラスを用いて、基板と蓋体を接着するガラス封止方法が知られている。
【０００５】
これらの封止方法は、気密性が高く、信頼性に優れているが生産性に劣り高価になる欠点がある。また、封止の際に与える熱を考えると、シームウエルド法では凹部内の温度が１５０℃程度程度であり、ソルターシール法では３２０〜３４０℃となり、更にガラスシール法では３８０〜４２０℃になる。このような封止時の高い温度では、凹部内に収容する電子部品素子の特性が大きく変化してしまうことが考えられ、特に、水晶振動子や弾性表面波素子等の熱に弱い素子では素子の特性が劣化するため採用することができない。
【０００６】
これらの問題を解決するために、従来より、接合材として樹脂系接着剤を使
用して基板と蓋体を接着する方法が提案されている（例えば特開平４−８５８５７号や特開平７−２１２１６９号）。これらの封止構造では、図３に示すように部蓋体材として金属箔体が用いられ、エポキシ樹脂などの樹脂系接着剤で封止する例である。図３において、１は基板、２は基板の一方主面側に搭載した電子部品素子、４は凹部、３は凹部４内に収容した電子部品素子、７０は金属箔からなる蓋体であり、８は樹脂系接着剤、９は外部端子電極、１０はマザーボード、１１は外部端子電極用配線パターン、１２は配線パターン、１３は半田である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような金属箔体からなる蓋体７０をもちいた電子部品装置では、蓋体７０の露出面が、錆や腐食が発生するため品位及び信頼性が劣化してしまう。従って、その表面をメッキ処理等の腐食防止をする必要があった。
【０００８】
また、この電子部品装置をマザーボード１０に半田１３を介して実装した時に、蓋体７０とマザーボード１０の配線パターン１２間との間で、半田ブリッジが発生して短絡が発生してしまう。このため、マザーボード１０の配線パターン１２の引き回しを、蓋体７０から避けるように設計する必要があった。
【０００９】
また、マザーボード１０に表面実装すべく、電子部品装置の底面に外部端子電極９を形成して半田１３接合しても、電子部品装置とマザーボード１０との間隙が狭く、洗浄性が低下して、半田ボールやフラックスが残留し易くなる。
【００１０】
さらに、電子部品装置の基板の他方面から金属箔蓋体７０が突出するような場合には、電子部品装置をマザーボード１０上に表面実装できなくなる。
【００１１】
本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、マザーボードへの実装性が高い電子部品装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品装置は、一面が開口した断面凹部を主面側に有する基板の前記凹部に圧電部品を収納するとともに、該凹部の開口を封止用蓋体で封止した電子部品装置において、前記封止用蓋体が、基板接合面側の金属層と、該金属層の露出面を被覆する樹脂層との積層構造からなり、前記封止用蓋体と前記基板の凹部開口の周囲とを樹脂系接着剤を介して接合するとともに前記凹部開口の周囲に前記封止用蓋体の厚み以上の窪みを周設し、前記基板の主面で前記窪み部の周囲に、外部のマザーボードに半田接合される外部端子電極を配置し、前記封止用蓋体とマザーボートとの間に間隙が形成されるようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
電子部品装置の凹部の開口を封止する封止用蓋体の露出面が絶縁材料である樹脂層により被覆されているため、錆、腐食を有効に防止することができる。
【００１５】
この電子部品装置をマザーボードに半田を介して表面実装しても、マザーボードの配線パターンとの間に半田ブリッジが形成されなくなり、また、マザーボード間の隙間に半田ボールが侵入しても、容易に洗浄することができる。
【００１６】
また、開口の周囲の窪み部内に封止用蓋体が配置され、その周囲には外部端子電極が形成されている。即ち、電子部品装置の底面には、封止用蓋体が表面から突出することがないため、外部端子電極とマザーボードとの接合が安定し、これにより、電子部品装置を安定且つ確実にマザーボードに表面実装ができる。
【００１７】
また、基板の一方主面側と他方主面側に電子部品素子を夫々別々に配置できるため、気密封止の必要な電子部品素子を他方主面の凹部内に配置することができ、安定した気密が維持でき、しかも、電子部品素子が積層構造に位置しているため、電子部品装置の実装面積の小型化が達成できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の電子部品装置について図面を基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の電子部品素子層装置の断面図であり、図２は、本発明の電子部品装置の底面側の平面図である。尚、従来と同一箇所は同一番号付して説明する。
【００２０】
図において、１は基板であり、２は基板の一方主面に配置した電子部品素子であり、４は凹部であり、３は凹部４内に収容された電子部品素子であり、７は凹部４の開口を封止する封止用蓋体であり、８は樹脂接着材であり、９は外部端子電極である。
【００２１】
基板１は、セラミック、ガラスセラミック材料、ガラスエポキシなどの樹脂系材料が挙げられる。基板１の一方主面には所定配線導体が形成されており、その配線導体上に電子部品素子２が搭載されている。尚、この電子部品素子２は、コンデンサ、抵抗、ダイオード、コイル、ＩＣやトランジスタ等の半導体素子などの表面実装型電子部品素子などが例示できる。
また、基板１の他方主面に、所定深さで、所定平面形状を有する凹部４が形成されている。そして、この凹部４の底面には、図示されていないが、電極パッドが形成されている。そして、この凹部４内には、電子部品素子３が収容されている。この電子部品素子３は、上述の電子部品素子２のようにコンデンサ、抵抗、ダイオード、コイル、ＩＣやトランジスタ等の半導体素子などを配置してもよいが、とりわけ、ＳＡＷ素子、セラミック振動子、水晶振動子などの圧電部品が有利である。このように、凹部４に収容し、蓋体７で封止する構造から、電子部品素子を気密的に封止できること、機能的に電子部品素子の周囲に空間が形成されて、例えば、圧電部品の特性に大きく影響する振動や弾性波を安定して発生させることができるためである。
【００２２】
このような基板１の配線導体や電極パッド、さらに、外部端子電極９は、従来周知の方法で形成される。例えば、基板１がセラミックやガラスセラミックである場合、多層回路基板の形成と同様、各導体膜を基板材料の焼成時に、同時焼成して形成する。また、焼成した後の基板１に導体膜の焼き付けにより形成される。また、基板１がガラスエポキシ材料である場合でも、従来のように銅箔のエッチングなどにより所定形状に形成される。
【００２３】
このような基板１の凹部４の開口周囲には、基板１の他方主面から一段窪んだ窪み部５が周設されている。この窪み部５の全体の形状、深さは、蓋体７の形状、厚みに応じて設計され、この窪み部５内に、樹脂系接着材８を介して蓋体７を配置しても、基板１の他方主面から蓋体が突出しないような寸法となっている。尚、窪み部５の深さは、例えば１００μｍ程度となっている。
【００２４】
また、基板１の凹部４に配置される電子部品素子３と凹部４の電極パッドとの接続は、バンプを介して接続されている。また、バンプによる接続以外に、凹部４の深さ次第でボンディングワイヤを用いることもできる。
【００２５】
例えば、凹部４に収容する電子部品素子３は、例えば、圧電基板上にインターデジタル電極を形成した弾性表面波素子が例示できる。この場合、インターデジタル電極を形成した面に、引き出し電極を形成して、その電極上に金などからなるバンプを形成しておく。そして、このインターデジタル電極を形成した圧電基板の表面側が凹部４の底面と対向するように配置し、超音波振動を用いてバンプ接続を行なう。
【００２６】
また、この凹部４の開口を封止する封止用蓋体７は、平板状の金属層７ａと、この金属層７ａの露出面を被覆した樹脂層７ｂとから構成されている。金属層７ａは、例えば鉄、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、錫、ステンレス、鉛、及びこれらの合金等が挙げられる。これらのなかでも、薄型に加工でき、本体の基板と熱膨張係数が近く熱ストレスが発生しにくい材料が好ましい。金属層の厚さは、湿気の浸入を遮断できる厚みであればよく、２μｍから３００μｍの範囲が好ましい。具体的には、ステンレス（ＳＵＳ４３０）で３０μｍ程度である。また、樹脂層７ｂは、材質に特に制限は無いが、耐熱性、絶縁性、接着性に優れたものが、好ましく、例えばポリミド（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリヒドロキシフェニレンエーテル（ＰＰＯ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリケトンスルファイド（ＰＫＳ）、フッ素樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、フエノール系樹脂、マレイミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ジアリルフレタート樹脂などが挙げられる。各樹脂層の厚さは、金属層７ａに対する絶縁性を考慮して、適宜選定することができ、２〜３００μｍの範囲が好ましい。具体的には、ポリミド樹脂が用いられ、その厚みは、１２．５μｍである。このような積層構造の封止用蓋体７は、金属層７ａと樹脂層７ｂとはキャスト法で直接接合されて形成される。また、金属層７ａが数μｍの場合、例えば、樹脂層７ｂをベースに、その表面に金属層をメッキや蒸着などにより被覆するようにしてもよい。
【００２７】
接着剤８は、例えば、エポキシ系接着剤などが例示でき、封止用蓋体７と基板１の凹部４の周囲の窪み部５の底面とを接合するものである。接着剤８による接着層の厚みは１０μｍ〜６５μｍである。具体的には、封止用蓋体７の内面側に接着剤を印刷し、Ｂステージ化しておくことが望ましい。このような接着剤８の封止条件は、所定圧力を加えながら、温度１５０℃で２ｈｒの圧着する。これにより、Ｂステージ状態の接着剤８が溶融し、基板１と封止用蓋体７との強固な接合が得られる。
【００２８】
尚、樹脂系接着剤８の材料としては、特に制限はなく、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリミド系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられ、このなかでも耐熱性や耐湿性に優れたエポキシ系樹脂が好ましい。
【００２９】
また、基板１の他方主面において、凹部４開口（窪み部５）の周囲には、外部端子電極９が形成されている。この外部端子電極９は、基板１の他方主面に導電性ペーストの印刷、焼き付けにより形成する。また、上述の配線導体の形成の際に、同時に外部端子電極を形成しても構わない。尚、各外部端子電極は、図示していないが、ビアホール導体や内部導体を介して、表面に搭載された各種電子部品素子２、凹部４内に収容された電子部品素子３と電気的に接続されている。そして、この外部端子電極９は、図３に示すようにマザーボード１０の配線パターン１１と半田１３接合され外部回路との接続される。
【００３０】
本発明の電子部品装置によれは、封止用蓋体７が、平板状金属層７ａの露出面側に樹脂層７ｂを被覆した部材を使用している。そして、封止用蓋体７と基板１とが樹脂系接着剤８で接着・封止されている。そして、例えば、マザーボードに半田リフロー処理を行なったとしても、安定した接合が維持できる。
【００３１】
また、基板１の一方主面に電子部品素子２が配置され、他方主面側に電子部品素子３が配置されているため、電子部品装置が小型化され、実装面積を小さくすることができる。尚、電子部品素子３は、シールドケース６によって被覆されており、安定した電子部品装置の動作が維持できる。
【００３２】
封止用蓋体7が、凹部4の周囲に形成された窪み部５内に接合されても、基板１の他方主面から突出することがないため、このためマザーボード１０上にこの電子部品装置を安定して表面実装することができる。
【００３３】
また、封止用蓋体７の露出面側が樹脂層７ｂとなるため、マザーボード１０上に搭載し、半田１３接合してもマザーボード１０の配線パターン１２と封止用蓋体７とがショートすることが一切ない。従って、マザーボード１０上の配線パターン１２の引き回しの自由度が向上する。
【００３４】
また、凹部４の開口周囲（蓋体の周囲）に外部端子電極９を配置し、マザーボード１０の配線パターン１１と半田１３接合しても、封止用蓋体７に半田ブリッジが形成されることがなく、また、半田フラックスを除去する洗浄性も向上することになる。
【００３５】
半田リフローなどの熱ストレスを加えた場合でも、金属層と樹脂層は、それぞれが剥離することがない高い密着力を得ることができる。
【００３６】
また、封止用蓋体７の全体の厚みは、高々１００μｍ前後またはそれ以下にすることができるため封止した後、さらに、マザーボード１０の実装時に凹部４内の内圧の変化が発生しても、その内圧の変化に封止用蓋体７自身が弾性変形し、内圧に追随されることになり、電子部品素子３の特性に変動をきたすことがない。
【００３７】
上述の封止用蓋体７は、ステンレスの金属層７ａとポリミド樹脂からなる樹脂層７ｂを夫々１２．５μｍの厚みで被覆している。そして金属層７ａと樹脂層７ｂとはキャスト法で直接接合されて形成される。
【００３８】
その他に、金属層７ａを圧延銅箔で、樹脂層７ｂをポリミド樹脂で構成することもできる。このときの金属層７ａの厚みは１８μｍで、樹脂層７ｂの厚みは１２．５μｍとしてもよい（封止用蓋体７全体の厚み３０．５μｍ）。そして、樹脂系接着剤８として１０μｍの熱可塑性ポリミドを用いても構わない。
【００３９】
さらに、封止用蓋体７の金属層７ａが電解銅箔で、樹脂層７ｂはポリミド樹脂で構成している。このときの金属層７ａの厚みは８μｍで、樹脂層７ｂの厚みは１２．５μｍであった。金属層７ａはポリミドフィイルムにメッキで形成した。厚さ約２０μｍの複合材であってもかまわない。
【００４０】
以上の構造の電子部品装置２２個を温度サイクル試験（−４０〜１００℃各３０分５００サイクル）高温高温試験（８５℃／８５％ＲＨ５００時間）にてフィルタ特性に異常ないことが確認した。また、封止用蓋体７の金属面が露出していないため、信頼性試験後、金属表面の腐食等の品位を落とすことがないことが確認された。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の電子部品装置によれば、気密性が高く信頼性が向上し、また、凹部内の内圧の変動に追随でき、電子部品装置をマザーボードに実装した後で、封止用蓋体と電子部品装置の外部端子の間での半田ブリッジの形成や、封止用蓋体と電子部品装置の外部端子電極やマザーボードの配線パターン間での半田ボールによるショート不良が発生することがなく、また、半田リフロー後の洗浄性を向上し、半田ボールやフラックス等が残留しない信頼性の高く、小型化の電子部品装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子部品装置の断面図である。
【図２】本発明による電子部品装置の底面側の平面図である。
【図３】従来の電子部品装置の実装断面図である。
【符号の説明】
１・・基板
２、３・・電子部品素子
４・・凹部
５・・窪み部
７・・封止用蓋体
７ａ・・平板状金属層
７ｂ・・樹脂層
８・・樹脂系接着剤
９・・外部端子電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component device in which an electronic component element, for example, a piezoelectric element such as a SAW element is accommodated in a recess (cavity) formed on a substrate and hermetically sealed.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electronic component devices have been increasing in demand for miniaturization, thinning, and high functionality, and in order to meet these requirements, a plurality of electronic component elements are mounted on one main surface of a substrate such as ceramic, Further, a concave portion is formed on the other main surface of the substrate, and the electronic component element is accommodated in the concave portion. Examples of the electronic component element mounted on one main surface of the substrate include capacitors, resistors, diodes, coils, and surface-mounted electronic component elements such as semiconductor elements such as ICs and transistors. The electronic component element housed in the recess can be exemplified by a piezoelectric element, such as a SAW element, a ceramic vibrator, a crystal vibrator, etc., which is an element that requires hermetic sealing for environmental protection. .
[0003]
In such an electronic component device, a concave portion is formed on the other main surface of the substrate, and the electronic component element is accommodated in the concave portion. The electronic component element housed in the concave portion of the electronic component device is sealed by bonding a lid made of metal or ceramic to the opening of the concave portion in which a piezoelectric element that requires a space is arranged. It was.
[0004]
Typical sealing methods include a solder seal method using solder or Au-Sn alloy, a seal ring brazed around the opening, and a seam weld method in which a metal lid is sealed to the seal ring by seam welding. There is known a glass sealing method in which a low melting point glass is used as a joining member to bond a substrate and a lid.
[0005]
These sealing methods have high hermeticity and excellent reliability, but have disadvantages that they are inferior in productivity and expensive. Further, considering the heat applied during sealing, the temperature in the recess is about 150 ° C. in the seam weld method, 320 to 340 ° C. in the salt seal method, and 380 to 420 ° C. in the glass seal method. . At such a high temperature at the time of sealing, it is conceivable that the characteristics of the electronic component element accommodated in the recess are greatly changed. In particular, in an element that is weak against heat, such as a crystal resonator or a surface acoustic wave element, the element It cannot be adopted because of the deterioration of its characteristics.
[0006]
In order to solve these problems, conventionally, a method of bonding a substrate and a lid using a resin adhesive as a bonding material has been proposed (for example, JP-A-4-85857 and JP-A-7-212169). issue). In these sealing structures, as shown in FIG. 3, a metal foil body is used as a part lid member material, and sealing is performed with a resin adhesive such as an epoxy resin. In FIG. 3, 1 is a substrate, 2 is an electronic component element mounted on one main surface side of the substrate, 4 is a recess, 3 is an electronic component element accommodated in the recess 4, and 70 is a lid made of metal foil. 8 is a resin adhesive, 9 is an external terminal electrode, 10 is a mother board, 11 is a wiring pattern for external terminal electrodes, 12 is a wiring pattern, and 13 is solder.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the electronic component device using the lid 70 made of such a metal foil body, the exposed surface of the lid 70 is rusted and corroded, so that the quality and reliability are deteriorated. Therefore, it is necessary to prevent corrosion such as plating treatment on the surface.
[0008]
Further, when this electronic component device is mounted on the mother board 10 via the solder 13, a solder bridge is generated between the lid 70 and the wiring pattern 12 of the mother board 10 to cause a short circuit. For this reason, it has been necessary to design the wiring pattern 12 of the mother board 10 so as not to be routed from the lid 70.
[0009]
Further, even if the external terminal electrode 9 is formed on the bottom surface of the electronic component device and the solder 13 is joined to be surface-mounted on the mother board 10, the gap between the electronic component device and the motherboard 10 is narrow, and the cleaning property is reduced. Solder balls and flux are likely to remain.
[0010]
Furthermore, when the metal foil lid 70 protrudes from the other surface of the substrate of the electronic component device, the electronic component device cannot be surface-mounted on the motherboard 10.
[0011]
The present invention has been devised in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an electronic component device that is highly mountable on a mother board.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
An electronic component device according to the present invention is an electronic component device in which a piezoelectric component is housed in the concave portion of a substrate having a cross-sectional concave portion whose one surface is open on the main surface side, and the opening of the concave portion is sealed with a sealing lid. The sealing lid has a laminated structure of a metal layer on the substrate bonding surface side and a resin layer covering the exposed surface of the metal layer, and the periphery of the sealing lid and the recess opening of the substrate Are connected via a resin adhesive, and a recess larger than the thickness of the sealing lid is provided around the opening of the recess, and an external motherboard is provided around the recess on the main surface of the substrate. An external terminal electrode to be solder-bonded is arranged, and a gap is formed between the sealing lid and the mother boat.
[0014]
Since the exposed surface of the sealing lid that seals the opening of the recess of the electronic component device is covered with the resin layer that is an insulating material, rust and corrosion can be effectively prevented.
[0015]
Even if this electronic component device is surface-mounted on the motherboard via solder, a solder bridge is not formed between the motherboard and the wiring pattern on the motherboard, and even if solder balls enter the gap between the motherboards, they are easily cleaned can do.
[0016]
In addition, a sealing lid is disposed in a recess around the opening, and an external terminal electrode is formed around the sealing lid. That is, the sealing lid does not protrude from the bottom surface of the electronic component device, so that the connection between the external terminal electrode and the motherboard is stable, and thus the electronic component device can be stably and reliably attached to the motherboard. Can be surface mounted.
[0017]
In addition, since the electronic component elements can be separately arranged on the one main surface side and the other main surface side of the substrate, the electronic component elements that need to be hermetically sealed can be arranged in the recesses on the other main surface, which is stable. Since the airtightness can be maintained and the electronic component element is located in the laminated structure, the mounting area of the electronic component device can be reduced.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an electronic component device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electronic component element layer device of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the bottom surface side of the electronic component device of the present invention. The same parts as those in the prior art will be described with the same numbers.
[0020]
In the figure, 1 is a substrate, 2 is an electronic component element disposed on one main surface of the substrate, 4 is a recess, 3 is an electronic component element accommodated in the recess 4, and 7 is a recess 4. 2 is a resin adhesive, and 9 is an external terminal electrode.
[0021]
Examples of the substrate 1 include resin materials such as ceramic, glass ceramic material, and glass epoxy. A predetermined wiring conductor is formed on one main surface of the substrate 1, and the electronic component element 2 is mounted on the wiring conductor. Examples of the electronic component element 2 include capacitors, resistors, diodes, coils, and surface-mounted electronic component elements such as semiconductor elements such as ICs and transistors.
In addition, a recess 4 having a predetermined depth and a predetermined planar shape is formed on the other main surface of the substrate 1. An electrode pad (not shown) is formed on the bottom surface of the recess 4. And in this recessed part 4, the electronic component element 3 is accommodated. The electronic component element 3 may include a capacitor, a resistor, a diode, a coil, a semiconductor element such as an IC or a transistor as in the electronic component element 2 described above. Piezoelectric components such as vibrators are advantageous. Thus, the electronic component element can be hermetically sealed from the structure in which it is housed in the recess 4 and sealed with the lid body 7, and a space is functionally formed around the electronic component element. This is because it is possible to stably generate vibrations and elastic waves that greatly affect the characteristics of these.
[0022]
Such wiring conductors and electrode pads of the substrate 1 and the external terminal electrodes 9 are formed by a conventionally known method. For example, when the substrate 1 is a ceramic or glass ceramic, each conductor film is formed by simultaneous firing when the substrate material is fired, as in the formation of the multilayer circuit board. Moreover, it forms by baking the conductor film to the board | substrate 1 after baking. Even when the substrate 1 is made of a glass epoxy material, it is formed into a predetermined shape by etching a copper foil or the like as in the prior art.
[0023]
Around the opening of the concave portion 4 of the substrate 1, a recess portion 5 that is recessed by one step from the other main surface of the substrate 1 is provided. The overall shape and depth of the hollow portion 5 are designed according to the shape and thickness of the lid body 7. Even if the lid body 7 is arranged in the hollow portion 5 via the resin adhesive 8, The dimensions are such that the lid does not protrude from the other main surface of the substrate 1. In addition, the depth of the hollow part 5 is about 100 micrometers, for example.
[0024]
Further, the connection between the electronic component element 3 disposed in the recess 4 of the substrate 1 and the electrode pad of the recess 4 is connected via a bump. In addition to the connection by the bump, a bonding wire can be used depending on the depth of the recess 4.
[0025]
For example, the electronic component element 3 accommodated in the recess 4 can be exemplified by a surface acoustic wave element in which an interdigital electrode is formed on a piezoelectric substrate. In this case, a lead electrode is formed on the surface on which the interdigital electrode is formed, and a bump made of gold or the like is formed on the electrode. And it arrange | positions so that the surface side of the piezoelectric substrate in which this interdigital electrode was formed may oppose the bottom face of the recessed part 4, and bump connection is performed using an ultrasonic vibration.
[0026]
The sealing lid 7 that seals the opening of the recess 4 includes a flat metal layer 7a and a resin layer 7b that covers the exposed surface of the metal layer 7a. Examples of the metal layer 7a include iron, nickel, copper, gold, silver, aluminum, tin, stainless steel, lead, and alloys thereof. Among these, a material that can be processed thinly and has a thermal expansion coefficient close to that of the substrate of the main body and hardly causes thermal stress is preferable. The thickness of the metal layer is not particularly limited as long as moisture can be prevented from entering, and is preferably in the range of 2 μm to 300 μm. Specifically, it is about 30 μm with stainless steel (SUS430). The material of the resin layer 7b is not particularly limited, but is preferably excellent in heat resistance, insulation, and adhesion. For example, polymide (PI), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene terephthalate (PET), poly Etherimide, polysulfone, polyethersulfone, polyhydroxyphenylene ether (PPO), polyetherketone (PEEK), polyketone sulfide (PKS), fluororesin, epoxy resin, silicone resin, phenolic resin, maleimide resin, Examples thereof include urethane-based resins and diallyl fretate resins. The thickness of each resin layer can be appropriately selected in consideration of the insulation with respect to the metal layer 7a, and is preferably in the range of 2 to 300 μm. Specifically, a polyimide resin is used, and its thickness is 12.5 μm. The sealing lid 7 having such a laminated structure is formed by directly joining the metal layer 7a and the resin layer 7b by a casting method. When the metal layer 7a is several μm, for example, the resin layer 7b may be used as a base, and the metal layer may be coated on the surface by plating or vapor deposition.
[0027]
Examples of the adhesive 8 include an epoxy-based adhesive, which joins the sealing lid 7 and the bottom surface of the recess 5 around the recess 4 of the substrate 1. The thickness of the adhesive layer by the adhesive 8 is 10 μm to 65 μm. Specifically, it is desirable that an adhesive is printed on the inner surface side of the sealing lid 7 to form a B stage. The sealing condition of the adhesive 8 is a pressure bonding of 2 hr at a temperature of 150 ° C. while applying a predetermined pressure. As a result, the adhesive 8 in the B-stage state melts, and a strong bond between the substrate 1 and the sealing lid 7 is obtained.
[0028]
The material of the resin adhesive 8 is not particularly limited, and examples thereof include an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, a silicone resin, and a polyester resin. Among these, heat resistance and moisture resistance are exemplified. An excellent epoxy resin is preferred.
[0029]
Further, on the other main surface of the substrate 1, an external terminal electrode 9 is formed around the opening of the recessed portion 4 (the recessed portion 5). The external terminal electrode 9 is formed on the other main surface of the substrate 1 by printing and baking a conductive paste. In addition, the external terminal electrode may be formed at the same time as the above-described wiring conductor is formed. Although not shown, each external terminal electrode is electrically connected to various electronic component elements 2 mounted on the surface and the electronic component element 3 accommodated in the recess 4 via via hole conductors or internal conductors. Has been. As shown in FIG. 3, the external terminal electrode 9 is joined to the wiring pattern 11 of the mother board 10 and the solder 13 to be connected to an external circuit.
[0030]
According to the electronic component device of the present invention, the sealing lid 7 uses a member in which the exposed surface side of the flat metal layer 7a is covered with the resin layer 7b. The sealing lid 7 and the substrate 1 are bonded and sealed with a resin adhesive 8. For example, even if a solder reflow process is performed on the motherboard, stable bonding can be maintained.
[0031]
Moreover, since the electronic component element 2 is arranged on one main surface of the substrate 1 and the electronic component element 3 is arranged on the other main surface side, the electronic component device can be downsized and the mounting area can be reduced. The electronic component element 3 is covered with a shield case 6 so that stable operation of the electronic component device can be maintained.
[0032]
Even if the sealing lid 7 is joined in the recess 5 formed around the recess 4, it does not protrude from the other main surface of the substrate 1, and therefore the electronic component device is placed on the mother board 10. Can be stably surface-mounted.
[0033]
In addition, since the exposed surface side of the sealing lid 7 is the resin layer 7b, the wiring pattern 12 of the motherboard 10 and the sealing lid 7 are short-circuited even if they are mounted on the motherboard 10 and solder 13 is joined. There is no. Accordingly, the degree of freedom in routing the wiring pattern 12 on the mother board 10 is improved.
[0034]
Even if the external terminal electrode 9 is arranged around the opening of the recess 4 (around the lid) and the wiring pattern 11 of the mother board 10 and the solder 13 are joined, a solder bridge is formed on the sealing lid 7. In addition, the cleaning performance for removing the solder flux is also improved.
[0035]
Even when a thermal stress such as solder reflow is applied, the metal layer and the resin layer can obtain a high adhesion without causing separation.
[0036]
Further, since the total thickness of the sealing lid 7 can be about 100 μm or less at most, even after sealing, even if the internal pressure in the recess 4 changes when the motherboard 10 is mounted. The sealing lid 7 itself is elastically deformed by the change in the internal pressure and follows the internal pressure, so that the characteristics of the electronic component element 3 do not change.
[0037]
The sealing lid 7 described above covers a stainless metal layer 7a and a resin layer 7b made of polyimide resin with a thickness of 12.5 μm. The metal layer 7a and the resin layer 7b are formed by direct bonding by a casting method.
[0038]
In addition, the metal layer 7a can be made of a rolled copper foil, and the resin layer 7b can be made of a polyimide resin. At this time, the thickness of the metal layer 7a may be 18 μm, and the thickness of the resin layer 7b may be 12.5 μm (total thickness of the sealing lid 7 is 30.5 μm). A 10 μm thermoplastic polyimide may be used as the resin adhesive 8.
[0039]
Furthermore, the metal layer 7a of the lid 7 for sealing is made of electrolytic copper foil, and the resin layer 7b is made of polyimide resin. At this time, the thickness of the metal layer 7a was 8 μm, and the thickness of the resin layer 7b was 12.5 μm. The metal layer 7a was formed by plating on a polyimide film. A composite material having a thickness of about 20 μm may be used.
[0040]
It was confirmed that there was no abnormality in the filter characteristics in the temperature cycle test (500 cycles of -40 to 100 ° C. for 30 minutes each) and the high temperature and high temperature test (85 ° C./85% RH 500 hours) of 22 electronic component devices having the above structure. Moreover, since the metal surface of the lid 7 for sealing was not exposed, it was confirmed after a reliability test that quality, such as corrosion of a metal surface, is not dropped.
[0041]
【The invention's effect】
According to the electronic component device of the present invention, the airtightness is high, the reliability is improved, and the fluctuation of the internal pressure in the recess can be followed. After the electronic component device is mounted on the motherboard, the sealing lid and the electronic device There is no formation of a solder bridge between the external terminals of the component device, short circuit defects due to solder balls between the sealing lid and the external terminal electrodes of the electronic component device or the wiring pattern of the motherboard, The cleanability after solder reflow is improved, and a highly reliable and compact electronic component device in which no solder balls or flux remain.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electronic component device according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the bottom side of the electronic component device according to the present invention.
FIG. 3 is a mounting cross-sectional view of a conventional electronic component device.
[Explanation of symbols]
1 .. Substrate 2, 3.. Electronic component element 4.. Recess 5.. Recess 7.. Sealing lid 7 a.. Flat metal layer 7 b. Resin layer 8.・ External terminal electrode

Claims

With accommodating the piezoelectric component in the recess of a substrate having a concave cross-section, one side of which is an opening on the main surface, in the electronic component device sealing the opening of the recess in the sealing lid,
The sealing lid, and the metal layer of the substrate bonding surface side, a laminated structure of a resin layer covering an exposed surface of the metal layer, and the surrounding recess opening of the said sealing lid substrate the said by circumferentially over the depression the thickness of the surrounding of the recess opening sealing lid, ambient of the recess in the major surface of the substrate with bonded via a resin adhesive, an external mother board An electronic component device , wherein an external terminal electrode to be solder-bonded is disposed , and a gap is formed between the sealing lid and the mother boat .