JP4984809B2 - 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１２に示すように、部品基板１０１と、この部品基板１０１の下面に形成したＩＤＴ電極１０２と、ＩＤＴ電極１０２と対向する部分にキャビティ１０３を有する部品カバー１０４と、この部品カバー１０４と実装基板１０５とを接合する外部電極１０６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、圧力衝撃に耐え切れないという問題があった。

それは、部品カバー１０４には、この部品カバー１０４と複数のＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１０２とが接触しないように、一つの空間としてキャビティ１０３が設けられており、このキャビティ１０３がある部分は部品カバー１０４が非常に薄くなっているため、このＳＡＷ装置を実装基板１０５上に実装してモールド樹脂で被覆する場合、部品カバー１０４と実装基板１０５との間に入り込んだモールド樹脂の圧力が非常に大きいことに起因し、部品カバー１０４が損傷してしまうのであった。

そこで本発明は、電子部品パッケージの外圧に対する強度を上げ、損傷を防止することを目的としたものである。

そしてこの目的を達成するために、本発明は、表面に実装電極を有する実装基板と、前記実装電極を介して前記実装基板上に実装された電子部品と、この電子部品を前記実装基板上において被覆したモールド樹脂とを備え、前記電子部品は、部品基板と、この部品基板の下面に配置された素子と、前記部品基板の下面側を覆い前記素子部にキャビティを形成する部品カバーとを有し、前記部品カバーの下面における前記キャビティの下方部に、電気信号を伝達する回路電極に電気的に直接接続されていないダミー電極を設け、このダミー電極と前記実装電極とを前記モールド樹脂とは異なる部材により接合したものである。

上記構成によれば、部品カバーに凹部が設けられて厚みが薄くなっていても、キャビティの下方にはグランド電極またはダミー電極があり、実装基板と部品カバーとの間の支柱となるため、外力に対する強度が増す。また、部品カバーと実装基板の間の空間が小さくなるため、モールド樹脂が入り込みにくくなり、モールド樹脂を充填する時の下から印加される圧力を抑制することができる。

したがって、電子部品パッケージの損傷を防止することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。この一実施の形態では、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３という。）を例に挙げて説明する。

図１はＳＡＷデュプレクサ３や他の電子部品３ａ〜３ｃを実装基板１上に配置し、モールド樹脂４で被覆した電子部品パッケージの斜視図である。ＳＡＷデュプレクサ３は図２（ａ）、（ｂ）に示すごとく、この実装基板１上に配置された外部電極（特に図示せず）に対応する電極２およびグランド電極９を介して実装基板１上に実装され、モールド樹脂４で被覆されている。

またＳＡＷデュプレクサ３は、部品基板５と、この部品基板５の下面に配置されている複数のフィルタ素子としてのＩＤＴ電極６と、部品基板５の下面側を覆い、かつＩＤＴ電極６と向かい合う部分に凹部７を有する部品カバー８とを備えている。

以下に図１から図７を用いてこの一実施の形態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５の下面に、ＩＤＴ電極６等を形成する。部品基板５はＬｉＴａＯ₃あるいはＬｉＮｂＯ₃、またＩＤＴ電極６はアルミ等の金属材料からそれぞれ形成する。そして、これにより、図８のＳＡＷデュプレクサ３の回路図に示したグランド端子１１、受信端子１２、アンテナ端子１３、送信端子１４が形成される。なお、ＩＤＴ電極６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、簡略化した。

一方、ＩＤＴ電極６を酸化や湿気による腐食から守るため、部品基板５の下面側にはシリコン製の部品カバー８を設ける。図４は部品カバー８を下から見た図である。部品カバー８には、ＩＤＴ電極６と向かい合う部分に凹部７を形成する。この凹部７によって、部品カバー８とＩＤＴ電極６との間に図２に示すキャビティ１０を設けることができ、ＩＤＴ電極６が部品カバー８と接触するのを回避することができる。なお、本一実施の形態では、従来例のように全てのＩＤＴ電極６を一つのキャビティ１０に収めるのではなく、一つ或いは隣接する二つのＩＤＴ電極６毎にキャビティ１０を設けたことによって、部品カバー８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た。なお、この外圧に対する強度はキャビティ１０を小さくするほど向上するため、各ＩＤＴ電極６に設けてもよい。また、この部品カバー８には、電極２およびグランド電極９と部品基板５とを接続するための貫通孔１６を形成する。この貫通孔１６および凹部７はドライエッチング加工で形成することができる。

次に、以下に示すように部品基板５に部品カバー８を接着する。接着する工程は、図３、図４、図５で示し、接着後の図２（ｂ）におけるＡ−Ａ断面は図２（ａ）、図７におけるＢ−Ｂ断面は図６に示す。

まず、図３で示す部品基板５の下面（ＩＤＴ電極６が実装されている面）側に感光性樹脂を塗布し、次に図５で示すようなマスク１７をのせる。図５のマスク１７の黒い部分はＩＤＴ電極６と貫通孔１６に相当する部分であり、穴が開いているため、マスク１７上から露光し洗浄すると、マスク１７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。次に、マスク１７を外して部品基板５の下面全体にＳｉＯ₂を塗布し、感光性樹脂を溶解除去することにより、感光性樹脂のない部分、すなわちＩＤＴ電極６と貫通孔１６以外の部分にのみＳｉＯ₂が残る。この残ったＳｉＯ₂を介して、部品基板５と図４で示す部品カバー８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３を形成することができる。なお、一実施の形態では部品カバー８を接着する工程は真空で行ったが、部品カバー８と部品基板５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におけるキャビティ１０は非常に小さな空間であるため、キャビティ１０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６表面に薄い金属酸化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。

上記のように部品基板５に部品カバー８を接着した後、ＳＡＷデュプレクサ３を実装基板１上に実装する。この実装工程を、図２および図７を用いて以下に説明する。

図７で示すように、部品カバー８の下面には実装基板１の外部電極に対応する電極２としての受信端子１２、アンテナ端子１３と送信端子１４、およびグランド電極９とダミー電極１８とを、図２で示すように実装基板１と接合する。なお、実装基板１の上面にはカバー８の下面に設けられた外部の電極２がハンダで接合される外部電極（特に図示せず）が設けられている。ここで、ダミー電極１８は、有効な回路信号を伝達する回路電極に直接電気的に接続されていないため、回路電極として機能しない電極をいう。このダミー電極１８は図７で示すように、凹部７の下方に相当する部分にも形成する。ダミー電極１８は複数設けてもよい。

最後に、モールド樹脂４でＳＡＷデュプレクサ３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、ＳＡＷデュプレクサ３を含む複数の電子部品３ａ〜３ｃ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したモールド樹脂４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４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４の注入条件は樹脂温度を１７５℃、注入圧力を５０〜１００ａｔｍとした。

このモールド樹脂４を充填する時、ＳＡＷデュプレクサ３には非常に大きな圧力が印加されるが、ダミー電極１８が実装基板１と部品カバー８の間の支柱となる為、その圧力を分散することができる。又ダミー電極１８があると、部品カバー８と実装基板１の間の空間が小さくなり、モールド樹脂４が入り込みにくくなるため、モールド樹脂４を充填する時の下から印加される圧力を低減することができる。従って、本一実施の形態のＳＡＷデュプレクサ３を電子部品として搭載した電子部品パッケージでは、外圧に対する強度が増し、部品カバー８の厚みが凹部７によって薄くなったとしても外圧による損傷を防ぐことができるのである。

なお、本一実施の形態では、凹部７の下方に相当する部分にはダミー電極１８を設けたが、この部分にはダミー電極１８の代わりにグランド電極９を設けてもよい。また、ダミー電極１８を用いる場合、このダミー電極１８は複数個用いてもよい。また、図７におけるダミー電極１８を取り除き、三つのグランド電極９を一つにまとめ、図９で示すように、部品カバー８の下面には電極２（受信端子１２、アンテナ端子１３、送信端子１４）の信号端子電極以外の略全面にグランド大電極１９を設けている。

この構造にすれば、グランド大電極１９と実装基板１との接触面積が広いため、効果的に外圧を分散させ、ＳＡＷデュプレクサ３の損傷を防ぐことができる。またグランド大電極１９があることによって、部品カバー８と実装基板１との間へのモールド樹脂４の入り込み量が減り、部品カバー８の下から印加される圧力を抑制することができる。

さらに、このようなグランド大電極１９を用いれば、従来のグランド電極の場合と比較して、ＳＡＷデュプレクサ３を覆う面積が大きくなるため、そのシールド効果によってＳＡＷデュプレクサ３の特性を向上させることができる。

さらに、図１０で示すように凹部７が複数個形成されていることを前提とし、部品カバー８の凹部７と凹部７の間にキャビティ空間がつながる連通路２０を設けることにより、凹部７と凹部７は完全に閉鎖されることなく、連通路２０の部分で一部連結された構造となる。したがって、一部の凹部７に印加された外部からの応力にともなう凹部７の内部圧力上昇分を、連通路２０を通じて他の凹部７に分散させることができ、結果として電子部品パッケージの外圧に対する強度を著しく向上させる効果を有する。

なお、連通路２０は図１０で示すように、部品カバー８をドライエッチング加工することによっても形成できるが、図３で示すように、部品基板５の下面に溝１５を設けるだけで形成することもできる。

また、上述した実施形態においてはキャビティ１０を形成する手段として、図２に示すように部品カバー８に設けた凹部７によって、部品カバー８とＩＤＴ電極６との間にキャビティ１０を設けた構成を例に挙げて説明したが、部品カバー８に凹部７を設ける代わりに、図１１に示すように素子（ＩＤＴ電極６）の外周に接着部２１を設け、この接着部２１を介して部品基板５と部品カバー８を接続することによりキャビティ１０が形成でき、この構造においても先に述べた一実施の形態と同様に、部品カバー８の下面におけるキャビティ１０に対向する部分にグランド電極９または電流を通さないダミー電極１９の少なくとも一方を設け実装基板１の外部電極と接続することで、部品カバー８と実装基板１の間の空間が小さくなり、モールド樹脂４が入り込みにくくなるため、モールド樹脂４を充填する時の下から印加される圧力を低減することが出来るというように、他の構成も含め上述した一実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。

なお、本一実施の形態では電子部品としてＳＡＷデュプレクサ３を挙げたが、その他ＳＡＷフィルタやＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）圧力センサなど、部品基板５と部品カバー８との間に空間を保持したい電子部品に応用が可能である。

本発明にかかる電子部品パッケージは、電子部品パッケージの外圧に対する強度を向上させ、電子部品の損傷を防止することができるため、高圧条件でのトランスファモールド加工工程などに大いに利用できるものである。

複数の電子部品が実装された電子部品パッケージの斜視図 （ａ）本発明の一実施の形態における電子部品パッケージの断面図、（ｂ）本発明の電子部品パッケージの部品カバーと電極の下面図 同電子部品パッケージにおける部品基板の下面図 同電子部品パッケージにおける部品カバーの下面図 同電子部品パッケージにおけるマスクの上面図 同電子部品パッケージにおける電子部品の断面図 同電子部品パッケージにおける部品カバーと電極の下面図 実施の形態１におけるＳＡＷデュプレクサの回路図 他の電子部品パッケージにおける部品カバーと電極の下面図 さらに他の実施の形態における部品カバーの下面図 さらにまた他の実施の形態における電子部品パッケージの断面図 従来の電子部品パッケージの断面図

符号の説明

１ 実装基板
２ 電極
３ ＳＡＷデュプレクサ（電子部品）
３ａ〜３ｃ 電子部品
４ モールド樹脂
５ 部品基板
６ ＩＤＴ電極（素子）
７ 凹部
８ 部品カバー
９ グランド電極
１０ キャビティ
１１ グランド端子
１２ 受信端子（電極２）
１３ アンテナ端子（電極２）
１４ 送信端子（電極２）
１８ ダミー電極
２０ 連通路
２１ 接着部

Claims (2)

1. 表面に実装電極を有する実装基板と、前記実装電極を介して前記実装基板上に実装された電子部品と、この電子部品を前記実装基板上において被覆したモールド樹脂とを備え、前記電子部品は、部品基板と、この部品基板の下面に配置された素子と、前記部品基板の下面側を覆い前記素子部にキャビティを形成する部品カバーとを有し、前記部品カバーの下面における前記キャビティの下方部に、電気信号を伝達する回路電極に電気的に直接接続されていないダミー電極を設け、このダミー電極と前記実装電極とを前記モールド樹脂とは異なる部材により接合した電子部品パッケージ。
2. 前記電子部品の下面に前記ダミー電極を複数設け、前記ダミー電極のそれぞれを前記モールド樹脂とは異なる部材により前記実装電極と接合した請求項１に記載の電子部品パッケージ。

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