JP5315642B2 - Electronic component package - Google Patents
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Description
本発明は、高周波電子回路に使用される表面弾性波フィルタに代表される、機能素子上が中空状態で封止されてなる電子部品パッケージに関するものである。 The present invention is exemplified by a surface acoustic wave filters used for high frequency electronic circuit, the functional element is relates to an electronic component package comprising sealed hollow state.
表面弾性波フィルタに代表される、単結晶ウエハー表面に電極パターンや微細構造を形成して特定の電気的機能を発揮する素子のパッケージは、機能部表面を樹脂等で覆うと特性が変化するため、素子表面の特に機能的に重要な部分に他の物体が接触しないように、中空構造とされる。 The package of an element that exhibits a specific electrical function by forming an electrode pattern or a fine structure on the surface of a single crystal wafer, represented by a surface acoustic wave filter, changes its characteristics when the functional part surface is covered with a resin or the like. A hollow structure is employed so that other objects do not come into contact with a particularly functionally important part of the element surface.
一般的な表面弾性波フィルタ(以下SAWフィルタと記す)のパッケージ構造を図4に示す。 FIG. 4 shows a package structure of a general surface acoustic wave filter (hereinafter referred to as SAW filter).
パッケージ寸法の縮小を目的として、回路基板101に表面弾性波素子(以下SAW素子と記す)104を、機能面を基板側に向けて実装する、いわゆるフリップチップ実装が行われ、さらに樹脂等の材料107で封止された構造が一般的である。機能部表面上は封止材が覆わない中間部108となっている。
For the purpose of reducing package dimensions, so-called flip chip mounting is performed in which a surface acoustic wave element (hereinafter referred to as a SAW element) 104 is mounted on a
上記構造は、SAW素子をウエハーから個片に切り出して後、個片素子を基板に実装した構造であるが、さらなる小型化を目的として、ウエハーのまま中空封止構造を形成した後、ダイシングにより個片化してパッケージ完成となる構造が提案されており、その例を図5に示す。 The above structure is a structure in which a SAW element is cut out from a wafer into individual pieces, and then the individual elements are mounted on a substrate. For the purpose of further miniaturization, after forming a hollow sealing structure with a wafer, dicing is performed. A structure in which a package is completed by dividing it into pieces is proposed, and an example thereof is shown in FIG.
図5は、個片化された後の素子の断面図で、機能部111と電極112が表面に形成された単結晶材110上に、空間116を形成するための樹脂層113とその上に接着された回路基板114からなる構造であり、115は外部接続用端子である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the element after being singulated. On the
このような構造のパッケージは図4に示すパッケージに比べ、SAW素子を囲む封止構造がないため、さらなる小型化が図れるものであり、SAW素子を回路基板上に実装する工程を省略できるため、製造コスト面でも有利である。 Since the package having such a structure does not have a sealing structure surrounding the SAW element as compared with the package shown in FIG. 4, further downsizing can be achieved, and the process of mounting the SAW element on the circuit board can be omitted. This is also advantageous in terms of manufacturing cost.
この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献1が知られている。
図5に示す、先行文献が開示するパッケージ構造では、実使用上の信頼性において課題があった。 The package structure disclosed in the prior art shown in FIG. 5 has a problem in reliability in actual use.
SAWフィルタは、携帯電話に代表される小型通信機器に使用されることが多いが、最近は、予めSAWフィルタを含む電子部品が実装された機能モジュールを作製し、それを機器のマザー基板に実装するという使用方法が一般的である。 SAW filters are often used in small communication devices typified by mobile phones, but recently, functional modules on which electronic parts including SAW filters are mounted in advance are mounted on the motherboard of the device. It is common to use it.
機能モジュールは、小型の回路基板に高密度に電子部品を実装して、特定の機能を発揮するように形成された部品集合体であり、外部電極部を除いて、樹脂で封止されていることが一般的である。樹脂封止方法として、最もよく使用されるのがトランスファーモールド法であり、樹脂モールド工程において、150℃以上の高温と数MPa以上の高圧が電子部品に加わる。 A functional module is an assembly of components formed so as to exhibit specific functions by mounting electronic components at high density on a small circuit board, and is sealed with resin except for external electrode portions. It is common. As the resin sealing method, the transfer mold method is most often used. In the resin molding process, a high temperature of 150 ° C. or higher and a high pressure of several MPa or higher are applied to the electronic component.
特許文献1に開示された実装構造は、空間部分の蓋をプリント基板と称する回路基板が成すものである。前記回路基板は、繊維強化樹脂シートの表面が銅箔で被覆されたもので、高温中での外力に対し十分な剛性および耐力を持たない。
The mounting structure disclosed in
上記、トランスファーモールド工程において、高温高圧が加わると、空間部分の蓋を成す回路基板は容易に変形し、空間がつぶれ、SAWフィルタとしても特性が変化してしまうという課題があった。 In the above transfer molding process, when high temperature and high pressure are applied, the circuit board forming the cover of the space part is easily deformed, the space is crushed, and the characteristics of the SAW filter are changed.
また、高温高圧に耐えうるような回路基板とするには、厚みを大きくする必要があり、パッケージ全体の厚みが大きくなってしまうという課題があった。 In addition, in order to obtain a circuit board that can withstand high temperature and high pressure, it is necessary to increase the thickness, which increases the overall thickness of the package.
前記課題を解決するために、本発明の電子部品パッケージ構造は、表面弾性波フィルタ領域と電極を有する素子が表面に形成された基板に、少なくとも前記表面弾性波フィルタ領域上に空間を設けた樹脂層と、金属層が積層された構造の電子部品パッケージであって、前記金属層は、前記表面弾性波フィルタ領域を覆う蓋を形成する部分と、前記蓋を形成する部分の周囲に配置されると共に前記蓋を形成する部分とは絶縁樹脂を介して配置された外部電極を形成する部分から成り、前記金属層の前記表面弾性波フィルタ領域を覆う蓋を形成する少なくとも一部分が前記基板の表面に接する複数の突起を有し、前記複数の突起は、前記基板の表面に形成された電極と接続されていると共に、前記複数の突起の間に前記空間が存在すると共に前記複数の突起は前記蓋を介して接続されており、前記複数の突起と前記空間との間に前記樹脂層の少なくとも一部が存在することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an electronic component package structure according to the present invention is a resin in which a space is provided on at least a surface acoustic wave filter region on a substrate on which a surface acoustic wave filter region and an element having electrodes are formed. An electronic component package having a structure in which a layer and a metal layer are stacked, wherein the metal layer is disposed around a portion that forms a lid that covers the surface acoustic wave filter region and a portion that forms the lid The portion forming the lid is a portion forming an external electrode disposed via an insulating resin, and at least a portion forming the lid covering the surface acoustic wave filter region of the metal layer is formed on the surface of the substrate. A plurality of protrusions in contact with each other, the plurality of protrusions being connected to an electrode formed on a surface of the substrate, and the space being present between the plurality of protrusions; The number of the projections are connected through the lid, and at least a part of the resin layer is present between said plurality of projections and the space.
本発明の電子部品パッケージ構造は、空間を設けた樹脂層と、金属層が積層された構造であり、金属層により機能領域を覆う蓋が形成されているため高い剛性を持ち、かつ、金属蓋には基板表面に達する突起があり、トランスファーモールド等の高温高圧にさらされる場合においても、空間部分の変形が少なく、高信頼性が得られるという効果を有し、さらに、十分薄い構造でも高温高圧に耐えうるため、パッケージ全体の厚みを薄くすることができるという効果も有する。 The electronic component package structure of the present invention is a structure in which a resin layer having a space and a metal layer are laminated, and since the lid that covers the functional area is formed by the metal layer, it has high rigidity, and the metal lid Has protrusions that reach the surface of the substrate, and even when exposed to high temperatures and high pressures such as transfer molds, it has the effect of reducing the deformation of the space and obtaining high reliability. Therefore, the thickness of the entire package can be reduced.
また、本発明の電子部品パッケージの製造方法は、表面に機能領域と電極を有する素子が多数個形成された基板に、感光性樹脂層を用いて空間部および貫通孔部を形成後、樹脂層全面に銅箔等の膜材を積層し、空間部の蓋となる膜材が残るようにパターニングし、電極との接続用貫通孔および蓋部の突起となる貫通孔を露出させ、前記貫通孔に金属層をめっき堆積させると同時に、空間部上の膜材上に金属層を堆積させ、電極部と空間部蓋を同時形成する工程、めっき堆積された金属層を複数の部分に分割する工程、積層された各層を含めてダイシングして個片化する工程からなるもので、電極部と突起付きの空間部蓋が同時に形成でき、工程が簡略化されるという効果がある。 The method of manufacturing an electronic component package according to the present invention includes forming a space portion and a through-hole portion using a photosensitive resin layer on a substrate having a large number of elements having functional regions and electrodes on the surface, and then forming a resin layer. A film material such as copper foil is laminated on the entire surface and patterned so as to leave a film material serving as a lid for the space portion, exposing the through hole for connecting to the electrode and the through hole serving as the projection of the lid portion, Simultaneously depositing the metal layer on the film, depositing the metal layer on the film material in the space, and simultaneously forming the electrode portion and the space lid, and dividing the plated metal layer into a plurality of portions The method includes a step of dicing and separating each layer including the stacked layers, and the electrode portion and the space portion lid with protrusions can be formed at the same time, and the process is simplified.
また、前記めっき堆積された金属層を複数の部分に分割する工程において、予め分割境界となる場所に樹脂からなる壁を形成し、金属層をめっき後、金属層を前記樹脂壁の高さ以下にまで除去することにより金属層の分割を行うという工法は、一般的に金属層を所定のパターンに分割する方法として用いられるフォトレジストエッチング法では不可能な、厚い金属層を微細なパターンに分割できるという効果があり、また、厚みばらつきがウエハー内で非常に少ない、すなわち均一な厚みのパッケージが得られると言う効果を有する。 Further, in the step of dividing the metal layer deposited by plating into a plurality of portions, a wall made of a resin is previously formed at a location that becomes a division boundary, and after the metal layer is plated, the metal layer is not higher than the height of the resin wall. The method of dividing the metal layer by removing the metal layer to the thickness of the thick metal layer into fine patterns, which is generally impossible with the photoresist etching method used as a method of dividing the metal layer into a predetermined pattern. In addition, there is an effect that the thickness variation is very small in the wafer, that is, a package having a uniform thickness can be obtained.
(実施の形態)
以下、本発明の実施の形態における電子部品パッケージについて図面を参照しながら説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, an electronic component package according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は実施の形態における、SAWフィルタパッケージの断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a SAW filter package in the embodiment.
図1において、機能領域であるIDT部2と電極3が形成されたリチウムタンタレート単結晶基板1の表面上に、空間部5を有する樹脂層4が形成され、さらに樹脂層4の表面にたとえば銅からなる金属層6が積層されている。
In FIG. 1, a
電極3から外部電極7への接続は、樹脂層4に設けられた接続孔8に銅などの金属が突起状に充填されて行われる。
The connection from the
また、金属層6にたとえば銅からなる突起10が形成され、その先端は基板1の表面に接している。
Further, a
外部電極7は、空間部5の蓋を形成する金属層6と同材の金属からなり、絶縁樹脂9によって他の電極や蓋部分と分離されている。
The
本発明において、電極および中間部蓋を形成する金属層が銅であれば、特にめっき成膜が容易であり、有底孔への充填めっきと蓋部分のめっきを同時に行うことができ、電気抵抗が低く良好な電気的特性を得ることができる。なお、同様の金属層が形成できれば、銅に限定するものではない。 In the present invention, if the metal layer that forms the electrode and the intermediate cover is copper, it is particularly easy to form a plating film, and filling and plating of the bottomed hole and plating of the cover portion can be performed simultaneously. And good electrical characteristics can be obtained. In addition, if the same metal layer can be formed, it will not be limited to copper.
このパッケージに外部静水圧が印加された場合、空間部蓋が大きな加圧力を受けるが、金属製の突起10によって基板表面から支えられているために、空間部5の変形は小さく抑えられる。一般に銅と感光性樹脂材料の150℃以上の高温での弾性率を比較すると、銅の方が10倍乃至100倍以上大きく、樹脂だけで空間部を支える場合と比較して顕著な変形低減が可能である。
When an external hydrostatic pressure is applied to the package, the space lid receives a large applied pressure, but since the
次に、このようなパッケージ構造を実現するための製造方法を説明する。 Next, a manufacturing method for realizing such a package structure will be described.
図2、図3は、工程を追って説明するためのSAWフィルタパッケージの断面図である。 2 and 3 are cross-sectional views of the SAW filter package for explaining the process step by step.
図2(a)に示すように、IDT部2と電極3が複数個形成された単結晶基板1の表面上に、感光性樹脂層4を均一な厚みに形成する。この樹脂層の厚みが空間部の高さに相当するので、完成後のパッケージ高さおよび必要な耐圧力性を考慮して決定する。
As shown in FIG. 2A, a
本図では、IDT部と電極のセットが2組形成された単結晶基板を図示している。 This figure shows a single crystal substrate in which two sets of IDT portions and electrodes are formed.
次に、図2(b)に示すように、樹脂層4の感光性を利用して、IDT部2上に空間部5を、電極3上に接続孔を形成する有底孔18を、さらに、空間部上の蓋の突起10を形成する有底孔20を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, by utilizing the photosensitivity of the
次に、図2(c)に示すように、膜材11を樹脂層4上全面に接着する。
Next, as shown in FIG. 2C, the
本実施の形態では膜材は厚み3μmの銅箔を用いる。銅箔の接着面に薄いシート状の熱硬化性接着剤を積層した後、樹脂層4に加圧積層し加熱することで、容易に接着することができる。また、樹脂層4に未硬化のエポキシ樹脂を用いると、銅箔11を樹脂層4に加圧した状態で樹脂層4を硬化させることにより、他の接着剤を用いることなく銅箔を接着できる。
In the present embodiment, a copper foil having a thickness of 3 μm is used as the film material. After laminating a thin sheet-like thermosetting adhesive on the adhesive surface of the copper foil, it can be easily bonded by pressure laminating on the
次に、図2(d)に示すように、銅箔11を空間部5上の銅箔12のみ残すようにフォトリソ法でエッチングすると、電極上の有底孔18および20が開口する。
Next, as shown in FIG. 2D, when the
このとき、銅箔11は厚み3μmと十分薄いため、高精度にパターニングが可能である。
At this time, since the
また、前記銅箔11を樹脂層4上に接着する際に、接着剤シートを用いた場合、銅箔11をエッチング除去後、有底孔18および20上に接着シートが残存する。この場合、酸素プラズマ等を用いたアッシング工程を導入することにより、有底孔18および20を完全に開口させることができる。
When an adhesive sheet is used when bonding the
この接着剤シートを用いた工法は、銅箔11のエッチング時に、銅腐食液が有底孔18に侵入することが無いため、電極3に対して腐食性のある腐食液を用いることができるという効果を有する。
In the method using the adhesive sheet, since the copper corrosive liquid does not enter the bottomed
次に、図3(e)に示すように、パターン化された樹脂層13を設ける。
Next, as shown in FIG. 3E, a patterned
樹脂層13は、めっき銅層を分割する境界になるもので、少なくとも電極上の有底孔18、空間部5上の銅箔12、および突起用有底孔20が露出するように設ける。
The
また、空間部5上の銅箔12および突起用有底孔20は、銅めっき後一連の金属部になる必要があるため、樹脂層13によって分割されない同一の領域とする。
Moreover, since the
樹脂層13の厚みは、空間部5上に必要な銅厚以上の値とする。
The thickness of the
空間部5上に必要な銅厚は、完成後の電子部品パッケージに必要な耐圧力から決められる値とする。
The copper thickness required on the
次に、図3(f)に示すように、次工程のめっき用電極となる金属薄膜14を成膜する。本実施の形態では、スパッタ法により、チタン膜と銅膜を合計300nm成膜した。
Next, as shown in FIG. 3F, a metal
金属薄膜14は、電極上の有底孔18の内部および電極3の表面、さらに、突起用有底孔20の内部にも成膜されることが必要である。
The metal
次に、図3(g)に示すように、前工程で成膜した金属薄膜14をめっき電極として、表面全体に銅層15をめっき形成する。このときの銅層厚みとしては、少なくとも電極上の有底孔18の内部および突起用有底孔20の内部に充填されるとともに、空間部5上に最終必要な厚み以上の銅層が形成されることが必要である。
Next, as shown in FIG. 3G, a
次に、図3(h)に示すように、めっき形成された銅層15表面を切削し、樹脂層13上に堆積した銅を除去する。樹脂層13が露出するまで切削を行う。
Next, as shown in FIG. 3H, the surface of the
この結果、表面全体に形成されていためっき銅層は、樹脂層13によって、複数の部分に分断される。この分断された部分は、複数の外部接続用電極16と空間部5上の蓋17に相当する。
As a result, the plated copper layer formed on the entire surface is divided into a plurality of portions by the
この時、空間部5上の蓋17と、突起用有底孔20に充填めっきされた銅は一体化し、空間部5上の蓋17は突起10によって、基板表面に支えられた形となっている。
At this time, the lid 17 on the
さらに、突起10が接する基板表面に電極を設けておくと、電極と空間部5上の蓋17は突起10を介して電気的にも接続され、空間部5上の蓋17を外部接続用電極を兼ねるものとすることもできる。
Further, if an electrode is provided on the surface of the substrate in contact with the
このように、めっき銅層15は、空間部5を外圧から保護するための十分な厚みを持ちながら、微細なパターンに分断形成することが可能となる。
Thus, the plated
次に、図3(i)に示すように、ダイシングを行い、個片化することにより、パッケージが完成する。 Next, as shown in FIG. 3 (i), dicing is performed and the package is completed.
なお、本実施の形態では、表面弾性波フィルタ(SAW)素子を用いたが、これに限らず、加速度センサ素子、角速度センサ素子等の、表面に機能的構造を有して他の物体が接することによって特性変化を来すために、素子表面が中空状態に保たれたパッケージに適用することができる。 In this embodiment, a surface acoustic wave filter (SAW) element is used. However, the present invention is not limited to this, and other objects such as an acceleration sensor element and an angular velocity sensor element have a functional structure on the surface. Therefore, it can be applied to a package in which the element surface is kept hollow.
以上のように、本発明の電子部品パッケージ構造は、素子表面が中空状態に保たれたパッケージに適用することができ、小型かつ高信頼性が得られるものである。 As described above, the electronic component package structure of the present invention can be applied to a package in which the element surface is maintained in a hollow state, and is small and highly reliable.
また、本発明の電子部品パッケージの製造方法は、外圧に耐えることができる十分な厚みの金属層を形成し、かつ微細な部分に金属層を分断して電極を形成することが可能で、高信頼かつ小型の電子部品パッケージを少ない工程で提供するものである。 In addition, the manufacturing method of the electronic component package of the present invention can form a metal layer having a sufficient thickness that can withstand external pressure, and can divide the metal layer into fine portions to form electrodes. A reliable and small electronic component package is provided with a small number of processes.
1 単結晶基板
2 IDT部
3 電極
4 樹脂層
5 空間部
6 金属層(蓋部分)
7 金属層(外部電極部分)
8 貫通孔
9 絶縁樹脂層
10 突起
DESCRIPTION OF
7 Metal layer (external electrode part)
8 Through-hole 9 Insulating
Claims (2)
前記複数の突起の間に前記空間が存在すると共に前記複数の突起は前記表面弾性波フィルタ領域上における蓋を介して接続されており、
前記複数の突起と前記空間との間に前記樹脂層の少なくとも一部が存在することを特徴とする電子部品パッケージ。 An electronic component package having a structure in which a resin layer having at least a space on the surface acoustic wave filter region and a metal layer are laminated on a substrate having a surface acoustic wave filter region and an electrode formed on the surface. The metal layer is disposed around the portion that forms the lid that covers the surface acoustic wave filter region and the portion that forms the lid, and the portion that forms the lid is disposed via an insulating resin. It comprises a portion that forms an external electrode, and at least a portion that forms a lid that covers the surface acoustic wave filter region of the metal layer has a plurality of protrusions in contact with the electrode on the surface of the substrate, the plurality of protrusions, Connected to an electrode formed on the surface of the substrate;
The space exists between the plurality of protrusions and the plurality of protrusions are connected via a lid on the surface acoustic wave filter region,
An electronic component package, wherein at least a part of the resin layer exists between the plurality of protrusions and the space.
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