JP4779581B2 - 電子部品パッケージ - Google Patents

Description

本発明は電子部品パッケージに関するものである。

従来の電子部品パッケージの一例である、表面弾性波（以下ＳＡＷという。）装置のパッケージは、図９に示すように、部品基板１と、この部品基板１の下面に形成したＩＤＴ電極２と、ＩＤＴ電極２と対向する部分に凹部３を有する部品カバー４と、この部品カバー４と実装基板５とを接合する外部電極６とを有する。なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１および２が知られている。
特開２００３−１１０３９１号公報 特開２００１−２４４７８５号公報

しかしながら、前記従来の電子部品パッケージでは、モールド樹脂で加工する時の圧力で電子部品が損傷してしまうことがあった。

それは、電子部品の外周をモールド樹脂で加工する工程は非常に高圧で行われるため、このモールド樹脂から印加された応力で前記電子部品は歪んだり割れたりしてしまうのである。また、前記電子部品の部品カバー４には、この部品カバー４と複数のＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極２とが接触しないように、凹部３が設けられており、この凹部３がある部分は電子部品の厚みが薄くなっているため、前述したようなモールド樹脂からの応力によって割れやすくなっている。

このようにして電子部品が損傷を受けると、その後のリフロー工程やヒートサイクル工程などにおける熱膨張・収縮に耐え切れず、電子部品の信頼性を著しく損なうことになる。

そこで本発明では、モールド樹脂からの応力を緩和することによって、電子部品の損傷を防ぐことを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために、本発明は、実装基板と、この実装基板上に配置された外部電極と、この外部電極を介して前記実装基板上に実装された電子部品とを備え、この電子部品は、部品基板と、この部品基板の下面に配置されている素子と、前記部品基板の下面側を覆い、かつ前記素子と向かいあう部分に凹部が設けられ、前記素子の下方にキャビティ空間を形成するように設けられた部品カバーとを有し、前記電子部品の外周を被覆した緩衝体と、前記実装基板上において前記緩衝体の外周を５０〜１００ａｔｍの注入圧力でモールドしたモールド樹脂とを設け、かつ前記緩衝体の弾性率は前記モールド樹脂より小さくしたものである。

上記構成によれば、前記モールド樹脂を高圧条件下で前記電子部品の外周に注入した場合でも、この電子部品とモールド樹脂との間には緩衝体を設けており、この緩衝体の弾性率は前記モールド樹脂より小さいため、このモールド樹脂からの応力をまず緩衝体が受け、変形してその応力を横方向に分散させ、前記電子部品に印加される応力を緩和することができる。

よって、電子部品の歪や割れなどの損傷を防ぐことができる。

（実施の形態１）
実施の形態１の電子部品パッケージについて、電子部品としてアンテナ共用器用弾性波装置（以下ＳＡＷデュプレクサ７という。）を例に挙げて説明する。

このＳＡＷデュプレクサ７は、図１で示すように、他の電子部品８ａ〜８ｃとともに実装基板９上に配置され、モールド樹脂１０で被覆されている。前記ＳＡＷデュプレクサは図２に示すように、実装基板９上に配置された外部電極１１を介してこの実装基板９上に実装されている。

また前記ＳＡＷデュプレクサ７は、部品基板１２と、この部品基板１２の下面に配置されている複数の素子としてのＩＤＴ電極１３と、前記部品基板１２の下面側を覆い、かつ前記ＩＤＴ電極１３と向かい合う部分に凹部１４を有する部品カバー１５とを備えている。また、前記ＳＡＷデュプレクサ７の外周は緩衝体１６により覆われ、この緩衝体１６の外周が前記実装基板９上において他の電子部品８ａ〜８ｃとともにモールド樹脂１０で覆われている。なお、前記外部電極１１とは、本実施の形態１では、図４、図８に示す受信端子１９、アンテナ端子２０、送信端子２１、グランド電極２５、およびダミー電極２６を指すが、詳細は後述する。

以下実施の形態１における電子部品パッケージの製造方法を説明する。

はじめに、図３に示すように、部品基板１２の下面に、ＩＤＴ電極１３と溝１７とを形成する。なお、ＩＤＴ電極１３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、簡略した。また、前記溝１７は各種電極パターンを形成するためのものであり、これにより、図４のＳＡＷデュプレクサ７の回路図に示したグランド端子１８、受信端子１９、アンテナ端子２０、送信端子２１が形成される。溝１７はドライエッチング加工により形成する。前記部品基板１２の材料としてはＬｉＴａＯ₃あるいはＬｉＮｂＯ₃、またＩＤＴ電極１３の材料としてはアルミ等の金属材料を用いる。

一方、ＩＤＴ電極１３を酸化や湿気による腐食から守るため、図５に示すように、部品基板１２の下面側にはシリコン製の部品カバー１５を設ける。

まず、図５に示すように、部品カバー１５には、図２のＩＤＴ電極１３と向かい合う部分にドライエッチング加工あるいはサンドブラスト加工で凹部１４を形成する。この凹部１４によって、部品カバー１５とＩＤＴ電極１３との間に図２に示すキャビティ２２を設けることができ、ＩＤＴ電極１３が部品カバー１５と接触するのを回避することができる。なお、図２および図５のように一つ或いは隣接する二つのＩＤＴ電極１３毎にキャビティ２２を設けることによって、前記凹部１４、すなわち部品カバー１５が薄くなる部分の面積を小さくすることができ、その結果として外圧に対する強度を上げることができる。

その後、図６で示すように、この部品カバー１５に、図２で示す外部電極１１と部品基板１２とを接続するための貫通孔２３を形成する。この貫通孔２３はドライエッチング加工で形成することができる。なお、部品カバー１５はシリコンの他にガラス、アルミナ等によって形成してもよい。

次に、図３、図５および図７を用いて前記部品基板１２に前記部品カバー１５を接着する工程を説明する。なお、接着後のＡ−Ａ断面は図２、Ｂ−Ｂ断面は図６で示す。

まず、図３で示す前記部品基板１２の下面（ＩＤＴ電極１３が実装されている面）側に感光性樹脂を塗布し、次に図７で示すようなマスク２４をのせる。図７のマスク２４の黒い部分は前記ＩＤＴ電極１３と前記貫通孔２３に相当する部分であり、孔が開いているため、マスク２４上から露光し現像すると、マスク２４上の黒い部分だけ感光性樹脂が硬化して残り、白い部分には残らない。

その後、マスク２４を外して図３の部品基板１２の下面全体にＳｉＯ₂をスパッタし、次にこの部品基板１２を、感光性樹脂を溶解する液に浸漬し、感光性樹脂を脱落させる。そうすると、感光性樹脂のない部分、すなわちＩＤＴ電極１３と貫通孔２３以外の部分にのみＳｉＯ₂が残る。この残ったＳｉＯ₂を介して、前記部品基板１２と図５で示す部品カバー１５とを常温で直接原子間結合すれば、図６に示すようなＳＡＷデュプレクサ７を形成することができる。なお、本実施の形態１では部品カバー１５を接着する工程は真空で行ったが、前記部品カバー１５と部品基板１２とは接着剤を用いて接着することもでき、その場合は窒素雰囲気あるいは酸素雰囲気で行うことができる。なお、酸素雰囲気で行う場合でも、本実施の形態１における図２のキャビティ２２は非常に小さな空間であるため、キャビティ２２内の酸素量も微量であり、この程度の酸素量であればＩＤＴ電極１３表面に薄い金属酸化皮膜（不動態皮膜）が形成されるだけで、むしろ酸化しにくくなるという効果がある。

上記のように前記部品基板１２に前記部品カバー１５を接着した後、前記ＳＡＷデュプレクサ７を図２の実装基板９上に実装する。この実装工程を、以下に説明する。

図８で示すように、部品カバー１５の下面に設けた外部電極１１としての受信端子１９、アンテナ端子２０と送信端子２１、およびグランド電極２５とダミー電極２６とを、図２で示すように実装基板９と接合する。ここで、ダミー電極２６とは、電流を通さないため電極としての機能を果たさないものをいう。また、このダミー電極２６を設けた理由は、外力が印加された時に支柱としその応力を緩和させる、およびモールド樹脂１０を入りにくくするなどがあり、前記ＳＡＷデュプレクサ７のパッケージの損傷を防ぐ効果がある。

最後に、緩衝体１６及びモールド樹脂１０でＳＡＷデュプレクサ７を被覆する工程を、図１および図２を用いて説明する。

まず図２に示すごとく、実装基板９に実装した前記ＳＡＷデュプレクサ７を、樹脂製の緩衝体１６で被覆する。本実施の形態１では、緩衝体１６の材料としてシリコーンゴムを用い、図２のように、ＳＡＷデュプレクサ７の外周からディスペンス方式で緩衝体１６を滴下、被覆し、次にこれを硬化させ、これにより緩衝体１６を形成した。この緩衝体１６はシリコーンゴム以外にもゴム変性やシリコーン変性の樹脂を用いてもよい。

次に、前記緩衝体１６で被覆した前記ＳＡＷデュプレクサ７を、さらにモールド樹脂１０で被覆する。まず、前記ＳＡＷデュプレクサ７を含む複数の電子部品８ａ〜８ｃを実装した複合型電子部品を金型に入れ、次にこの金型に加熱・加圧したモールド樹脂１０を注入し、その後冷却して成形する。本実施の形態１では、モールド樹脂１０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１０の注入条件は雰囲気温度を１７５℃、圧力を５０〜１００ａｔｍとした。またフィラーとしてＳｉＯ₂を用い、その混合率は８０ｗｔ％〜９０ｗｔ％とした。

このモールド樹脂１０を前記ＳＡＷデュプレクサ７の外周に注入する時、ＳＡＷデュプレクサ７には非常に大きな圧力が印加されるが、前記緩衝体１６はモールド樹脂１０より弾性率が小さいため、このモールド樹脂１０からの圧力を受けると前記緩衝体１６が弾性変形し、その応力を横方向に分散させる。従って、前記ＳＡＷデュプレクサ７に印加させる応力を緩和し、割れや歪を抑制することができる。また、前記緩衝体１６をＳＡＷデュプレクサ７と実装基板９との空間にも充填することによって、モールド樹脂１０の入り込みを回避するため、下からの応力を防止することができる。

さらに、前述のように高温で加工したモールド樹脂１０は、冷却し硬化させる必要があるが、前記ＳＡＷデュプレクサ７の熱膨張率は前記モールド樹脂１０より大きいため、冷却時の収縮も大きい。したがって、従来の電子部品パッケージでは、前記ＳＡＷデュプレクサ７は冷却工程において収縮する時に前記モールド樹脂１０から引張応力を受けて歪みが生じ、さらに前記モールド樹脂１０が硬化すれば前記ＳＡＷデュプレクサ７の内部にその引張応力が残留してしまい、このＳＡＷデュプレクサ７の強度が低下するという問題があった。しかし本実施の形態１では、このＳＡＷデュプレクサ７と前記モールド樹脂１０の間に前記緩衝体１６を介在させているため、この緩衝体１６がモールド樹脂１０を冷却する時の引張応力を受け変形することでＳＡＷデュプレクサ７への応力を緩和し、さらにＳＡＷデュプレクサ７に残留する引張応力を減らすことができる。よって、ＳＡＷデュプレクサ７の歪などを抑制し、強度を上げることができるのである。

以上のような構造の電子部品パッケージとすることによって、前記ＳＡＷデュプレクサ７の歪や割れなどの損傷を防ぐことができ、リフロー工程やヒートサイクル工程などにおける熱膨張・収縮にも耐える信頼性を達成できるのである。

なお、前記緩衝体１６は、必ずしも前記部品カバー１５と実装基板９との空間全てに充填する必要はなく、緩衝体１６と実装基板９の間に隙間があれば、その部分にはモールド樹脂１０を充填してもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態２における実施の形態１との違いは、前記ＳＡＷデュプレクサ７の下面において緩衝体１６を形成する場所を、図８の点線部分、すなわち、前記部品カバー１５の凹部１４の下方に対応する部分であって前記外部電極１１としての受信端子１９、アンテナ端子２０、送信端子２１、グランド電極２５、およびダミー電極２６を配置する場所を除いた面としたことである。凹部１４がある部分が、部品カバー１５が一番薄くなっており、外部からの圧力に弱い部分であるから、前記緩衝体１６は少なくとも部品カバー１５の凹部１４に相当する部分の下面に形成しておけばモールド樹脂１０からの応力を緩和する効果を有する。

本発明にかかる電子部品パッケージは、電子部品に対する外圧を緩和することによって、高圧条件でのトランスファモールド加工における電子部品の損傷を抑制し、その後のリフロー工程やヒートサイクル工程などの熱工程における信頼性の確保に利用できるものである。

本発明の一実施形態にかかる電子部品パッケージの斜視図 同ＳＡＷデュプレクサのパッケージの断面図（図３のＡ−Ａ断面） 同部品基板の下面図 同ＳＡＷデュプレクサの回路図 同部品カバーの下面図 同ＳＡＷデュプレクサの断面図（図３のＢ−Ｂ断面） 同マスクの上面図 同部品カバーと外部電極の下面図 従来例の断面図

符号の説明

７ ＳＡＷデュプレクサ（電子部品）
８ 電子部品
９ 実装基板
１０ モールド樹脂
１１ 外部電極
１２ 部品基板
１３ ＩＤＴ電極（素子）
１４ 凹部
１５ 部品カバー
１６ 緩衝体
１７ 溝
１８ グランド端子
１９ 受信端子
２０ アンテナ端子
２１ 送信端子
２２ キャビティ
２３ 貫通孔
２４ マスク
２５ グランド電極
２６ ダミー電極

Claims (2)

1. 実装基板と、この実装基板上に配置された外部電極と、この外部電極を介して前記実装基板上に実装された電子部品とを備え、この電子部品は、部品基板と、この部品基板の下面に配置されている素子と、前記部品基板の下面側を覆い、かつ前記素子と向かいあう部分に凹部が設けられ、前記素子の下方にキャビティ空間を形成するように設けられた部品カバーとを有し、前記電子部品の外周を被覆した緩衝体と、前記実装基板上において前記緩衝体の外周を５０〜１００ａｔｍの注入圧力でモールドしたモールド樹脂とを設け、かつ前記緩衝体の弾性率は前記モールド樹脂より小さくした電子部品パッケージ。
2. 実装基板と、この実装基板上に配置された外部電極と、この外部電極を介して前記実装基板上に実装された電子部品とを備え、この電子部品は、部品基板と、この部品基板の下面に配置されている素子と、前記部品基板の下面側を覆い、かつ前記素子と向かいあう部分に凹部が設けられ、前記素子の下方にキャビティ空間を形成するように設けられた部品カバーとを有し、少なくとも前記部品カバーの凹部の下方に対応する位置を被覆した緩衝体と、前記実装基板上において前記電子部品および緩衝体の外周を５０〜１００ａｔｍの注入圧力でモールドしたモールド樹脂とを設け、かつ前記緩衝体の弾性率は前記モールド樹脂より小さくした電子部品パッケージ。

Images