JP5565544B2 - 電子部品及び電子部品モジュール - Google Patents
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Description
本発明は、中空空間を有するＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）素子やＢＡＷ（Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）素子等の電子部品、及び、当該電子部品が搭載された電子部品モジュールに関し、さらに詳しくは、モジュール化の際の樹脂封止の圧力に耐えられる中空構造を備えた電子部品、及び、かかる電子部品が搭載された電子部品モジュールに関する。
従来のＳＡＷ素子やＢＡＷ素子等の電子部品として、例えば特許文献１に記載の電子部品が知られている。この電子部品は、図９のように、圧電基板５２０上に駆動部５０３が設けられている。
また、中空空間５０８が保護部５２４により形成されている。中空空間５０８は、駆動部５０３に弾性波や音響波が伝搬する際に必要となる空間を確保するために設けられている。そして、保護部５２４は第１保護膜５２５と第２保護膜５２６と第３保護膜５２７とから構成されている。
なお、駆動部５０３上には振動保護膜５０９ａ、５０９ｂが形成されているが、振動保護膜５０９ａ、５０９ｂは、駆動部５０３を保護し、駆動部５０３の周波数調整の機能を有しているものであって、駆動部５０３における弾性波や音響波の伝搬を妨げるものではない。
昨今、このような中空空間を有する電子部品は、電子部品をモジュール基板に実装して、電子部品を覆うように樹脂封止することにより、モジュール化して用いられることが多くなってきている。そのため、モジュール化の際の樹脂封止（例えば、トランスファーモールド）の際の圧力に耐えられる電子部品が求められる。
しかしながら、上述の特許文献１の構成による電子部品においては、モジュール化の際の樹脂封止の圧力に耐えられず、保護部が変形し、その結果、中空空間が変形するおそれがあった。
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであって、モジュール化の際に中空空間が変形することが抑制された電子部品を提供することを目的とする。
本発明の電子部品は、素子基板と、素子基板の一方主面上に形成された駆動部と、駆動部の周囲に中空空間を形成するように駆動部を覆う保護部と、保護部上部に配置された樹脂からなる接着層と、接着層上に配置された補強板と、を備え、補強板がシリコン基板であることを特徴としている。
本発明によれば、保護部上にシリコン基板である補強板を備えていることから、モジュール樹脂成型の際に、中空空間が変形することを抑制することが可能である。
以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子部品１を示す断面図である。
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子部品１を示す断面図である。
図１の断面図に示すように、電子部品１は、素子基板２と、駆動部３と、保護部４と、パッド電極５と、ビア導体６と、実装電極７と、接着層１０と、補強板１１と、を備えている。
本実施形態では、電子部品１はＳＡＷ素子の例である。この場合、素子基板２は圧電基板であり、表面波は圧電基板の表面を伝搬する。圧電基板の材質としては、例えばＬｉＴａＯ3等が用いられる。
駆動部３は素子基板２の一方主面上に形成されている。本実施形態では、駆動部３はＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極を有している。ＩＤＴ電極の材質としては、例えばＡｌ等が挙げられる。
保護部４は、駆動部３の周囲に中空空間８を形成するように駆動部３を覆っている。保護部４は、例えば、３層構造であり以下の方法により形成する。
まず、感光性ポリイミド系樹脂を圧電基板の一方主面全体に塗布し、露光、現像を行うことにより、駆動部３とその周囲が露出するように開口したポリイミドパターンを形成する。パターン形成後、加熱することでポイリイミドを硬化させる。次に、エポキシフィルムからなるカバー層とポリイミドフィルムからなるカバー層が積層された積層フィルムを、エポキシフィルムからなるカバー層側を上述のポリイミドパターン側に向けて、ポリイミドパターン上に配置して熱圧着する。
パッド電極５は素子基板２の表面に形成され、実装電極７は保護部４の表面に形成されている。また、ビア導体６は保護部内に作り込まれており、ビア導体６を介して、パッド電極５と実装電極７とが電気的に接続されている。さらに、駆動部３はパッド電極５と電気的に接続されている。よって、駆動部３は、パッド電極５とビア導体６とを介して、実装電極７に電気的に接続されている。なお、駆動部３のＩＤＴ電極とパッド電極５は、同一プロセスで形成すると、安価に製造できるため好ましい。ＩＤＴ電極とパッド電極５の形成方法としては、例えばスパッタリング法等、薄膜プロセスを用いたものが挙げられる。
電子部品１の保護部４上には、接着層１０を介在させて、シリコン基板である補強板１１が固定されている。接着層１０は第１実施形態においてはダイアタッチ樹脂フィルム（ＤＡＦ）が用いられている。
上記接着層１０及び補強板１１は例えば以下の方法により保護部４上に形成することができる。
まず、シリコンウェハを用意し、接着層１０となるべきダイアタッチ樹脂フィルムをシリコンウェハに貼り付ける。次に、接着層１０が貼り付けられているシリコンウェハを所定の厚み、大きさに切り出し補強板１１を得る。
例えば、第１実施形態においては、補強板１１の厚みは１ｍｍ、ヤング率は１４０ＧＰａ、接着層１０の厚みは０．５ｍｍ、ヤング率は６ＧＰａとした。
次に、接着層１０が貼り付けられている補強板１１を、接着層１０が貼り付けられている側を保護部４側に向けて、保護部４上に実装機で設置し、ダイボンド、加熱等の固化プロセスで接着層１０を固化させることで、補強板１１を保護部４上に固定する。第１実施形態では、ダイボンドの際の温度は１５０℃であり、その後、１５５℃、１時間の条件下で接着層１０を硬化させている。
なお、補強板１１としてシリコンを用いているのは、シリコンは加工がしやすく、補強板１１を薄くしやすいという利点があるからである。また、モジュール樹脂成型時の中空空間８の変形抑制効果をより高めるには、図１に示す通り、接着層１０及び補強版１１は、保護部４上のうち、保護部４を挟んで対向する領域に中空空間８が形成されている領域から、対向する領域に中空区間８が形成されていない領域にかけて、広く形成されることがより望ましい。
次に、以下の方法によって、上述した本発明の第１実施形態に係る電子部品１と、従来の構成による電子部品について、樹脂モールド成型時の中空構造の耐圧試験を行うことで、本発明の第１実施形態に係る電子部品１の耐圧性能が向上していることを確認した。
まず、比較例となる、従来の構成による電子部品（図示せず）を作製した。この電子部品（比較例）は、保護部上にシリコン基板である補強板を備えていない点で第１実施形態に係る電子部品１と異なっている。
次に、本発明の第１実施形態に係る電子部品１と、比較例に係る従来の構成による電子部品（比較例）に対しモールド樹脂成型を行った。
その結果、従来の構成による電子部品（比較例）は中空部分が端部から中心部に向かうにつれて変形し、中空空間が変形した。一方で、本発明の第１実施形態に係る電子部品１については、中空構造は変形することなく維持された。すなわち、本願においては、シリコン基板である補強板１１を接着層１０を介して保護部４上に備えた構成としており、このように補強板１１を設けているため、樹脂モールド時の圧力に耐え得る強固な構造とすることができ、結果、中空空間８の変形を抑制できるのである。
また、上記に加えて、本願の構成を用いた電子部品であれば、市販の実装機を使って補強板を実装することも可能であるので、特別な設備投資なく、製造が容易にできるという利点もある。
また、本願においては、モジュール化（樹脂封止）しても中空構造の変形を抑制可能な電子部品１を、予め補強板１１に接着層１０を塗布しておき、当該補強板１１を実装機を使って保護部４上に実装することにより製造することができる。よって、モジュール成型の際に別途中空構造を強化するための工程を要しない。
また、予め保護部４の厚さを厚くした電子部品１を用意する場合には、感光性ポリイミド系樹脂の厚さを厚くすることが難しく、より高コストになるという問題があるが、本発明による構成の電子部品１であれば、より安価に補強板１１を保護部４上に固定することが可能である。
なお、第１実施形態では補強板１１の厚み、ヤング率を上述の通りとしているが、かかる厚み等は保護部４の厚み、面積、中空空間８の大きさ等に応じて適宜選択可能である。
また、第１実施形態では、接着層１０として、ダイアタッチ樹脂フィルムを用いているが、ダイアタッチ樹脂フィルムに替えて、ダイアタッチ樹脂をスクリーン印刷したものであっても良い。
また、保護部４上への補強板１１の接着は、上記に示した方法に替えて、まず先に保護部４上に接着層１０となるべきダイアタッチ樹脂フィルムを貼り付けておき、その上に補強板１１を配置・実装する方法でも良い。
さらに、第１実施形態では、１つ１つの電子部品にダイシングした後の個々の電子部品１の保護部４上に、それぞれ補強板１１を実装していくことを前提として記述しているが、別の方法として、ダイシング後ではなく、ダイシング前の複数の電子部品１の保護部４上にまとめて接着層１０を介してシリコンウェハをのせた後に、個別の電子部品にダイシングするという方法でも良い。
また、上記補強板１１は回路基板を持つシリコン基板であっても良い。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る電子部品モジュール１０１について説明する。電子部品モジュール１０１は、第１実施形態に係る電子部品１が搭載された電子部品モジュールである。
次に、第２実施形態に係る電子部品モジュール１０１について説明する。電子部品モジュール１０１は、第１実施形態に係る電子部品１が搭載された電子部品モジュールである。
図２に、電子部品モジュール１０１の断面図を示す。図２に示すように、電子部品モジュール１０１は、モジュール基板１２０と、電子部品１と、樹脂層１２１と、を備えている。電子部品モジュール１０１はＩＣ素子（図示せず）を備えていても良い。電子部品１はモジュール基板１２０上に固定されている。また、樹脂層１２１は、モジュール基板１２０の一方主面上に、電子部品１を内蔵するように形成されている。
電子部品１、より詳しくは電子部品１の実装電極７は、ワイヤ１２３を介してモジュール基板１２０に設けられたランド電極１２２と電気的に接続されている。従って、電子部品１の駆動部３は、パッド電極５と、ビア導体６と、実装電極７と、を介して、ランド電極１２２に電気的に接続されている。なお、ランド電極１２２は電子部品モジュール１０１と外部の回路とを電気的に接続するために設けられ、ランド電極１２２の少なくとも一部は電子部品モジュール１０１の下面に露出している（図示せず）。
次に、本発明に係る第２実施形態の電子部品モジュール１０１の製造方法を、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）の断面図を用いて説明する。
まず、図３（Ａ）に示すように、モジュール基板１２０を用意する。モジュール基板１２０の例としては、プリント基板やリードフレーム等が挙げられる。
次に、実装機を使って、あらかじめ所定の位置に配置されている電子部品１を吸引機構等で保持した後、電子部品１を保持した状態で電子部品１をモジュール基板１２０上に搬送し、電子部品１の保持を解除してモジュール基板１２０の一方主面上に電子部品１を固定する。なお、モジュール基板１２０と電子部品１の間に接着層（図示せず）が介在する場合、あらかじめモジュール基板１２０上に接着層を設けても良いし、電子部品１のモジュール基板１２０との対向面に接着層を設けても良い。接着層を用いる場合には、加熱等の固化プロセスで電子部品１をモジュール基板１２０上に固定させる。
次に図３（Ｂ）に示す通り、ワイヤボンディングで実装電極７と，モジュール基板１２０に備えられたランド電極１２２とをワイヤ１２３で接続する。これにより、電子部品１と電子部品モジュール１０１が電気的に接続される。
次に、図３（Ｃ）に示すように、モジュール基板１２０の電子部品１が固定されている側の一方主面上に樹脂層１２１を形成する。このとき、樹脂層１２１は電子部品１を内蔵するように形成される。樹脂層１２１の形成方法としては、ラミネートや樹脂モールド工法が挙げられる。このとき、上述の通り、電子部品１は、予め保護部４上に接着層１０を介して補強板１１を設けた構成としており、このように補強板１１を設けていることから、中空空間８の変形を抑制することができる。
なお、第２実施形態では、電子部品１とランド電極１２２とはワイヤ１２３で接続されているが、ワイヤボンディングに替えて、フリップチップボンディング等、別の接続方法で接続されていても良い。
以上のようにして、本発明に係る第１実施形態の電子部品１を搭載した、第２実施形態の電子部品モジュール１０１が出来上がる。電子部品モジュール１０１は、補強板１１を備えた電子部品１を活用していることから、モジュール化の際の樹脂封止の圧力で電子部品１内の中空空間８が変形することを抑制することができる。
［第３実施形態］
次に本発明の別の実施形態として、図４、図５（Ａ）、（Ｂ）、図６（Ｃ）、（Ｄ）に、本発明の第３実施形態に係る電子部品モジュール２０１の断面図を示す。但し、図５（Ａ）、（Ｂ）、図６（Ｃ）、（Ｄ）は電子部品モジュール２０１の製造過程を示す断面図である。
次に本発明の別の実施形態として、図４、図５（Ａ）、（Ｂ）、図６（Ｃ）、（Ｄ）に、本発明の第３実施形態に係る電子部品モジュール２０１の断面図を示す。但し、図５（Ａ）、（Ｂ）、図６（Ｃ）、（Ｄ）は電子部品モジュール２０１の製造過程を示す断面図である。
第３実施形態に係る電子部品モジュール２０１は、第２実施形態に係る電子部品モジュール１０１と同様、図４及び図５（Ａ）、（Ｂ）、図６（Ｃ）、（Ｄ）に示したように、モジュール基板２２０上に、素子基板２２と、駆動部２３と、保護部２４と、パッド電極２５と、ビア導体２６と、実装電極２７と、接着層３０と、補強板３１と、を備えた電子部品２１が固定されており、さらに、電子部品２１を内蔵するように樹脂層２２１を備えている。
また、第２実施形態に係る電子部品モジュール１０１と同様に、電子部品２１、より詳しくは電子部品２１の実装電極２７は、ワイヤ２２３を介して、電子部品モジュール２０１に設けられたランド電極２２２と電気的に接続されている。従って、電子部品２１の駆動部２３は、パッド電極２５と、ビア導体２６と、実装電極２７と、を介して、ランド電極２２２に電気的に接続されている。
しかし、第２実施形態に係る電子部品モジュール１０１においては、ワイヤ１２３は接着層１０の外側に配置されていたのに対して、第３実施形態に係る電子部品モジュール２０１においては、ワイヤ２２３は接着層３０の内部に埋め込まれた構造となっている。従って、第３実施形態においては、モジュール化（樹脂封止）の際の中空空間２８の変形抑制に加えて、ワイヤ２２３自体の樹脂封止時の圧力耐性も向上させることが可能である。
以下、本第３実施形態に係る電子部品モジュール２０１の製造方法を記述する。但し、第１、第２実施形態と同様の箇所は概要のみ記述し詳細な説明を省略する。
まず、第１実施形態と同様の方法により、図５（Ａ）に示すように、電子部品２１の一部分を構成する電子部品本体２１ａを作製する。なお、図５（Ａ）に示すように、この段階ではまだ接着層３０及び補強板３１は保護部２４上には形成していない。
次に、図５（Ｂ）に示すように、モジュール基板２２０を用意し、モジュール基板２２０の一方主面上に電子部品本体２１ａを実装機等を使って固定する。また、ワイヤボンディングで実装電極２７と，モジュール基板２２０に備えられたランド電極２２２とをワイヤ２２３で接続する。
次に、図６（Ｃ）に示す通り、接着層３０を介在させて、シリコン基板である補強板３１を、少なくとも保護部２４の上を含む位置に固定し、モジュール基板２２０上に電子部品２１を完成させる。このとき、接着層３０は、少なくとも保護部２４の上面を覆うと共に、接着層３０がワイヤ２２３を内包する形状となるよう配置する。なお、第３実施形態においては、接着層３０としてダイアタッチ樹脂フィルムを用いている。
次に、図６（Ｄ）に示すように、モジュール基板２２０の電子部品２１が固定されている側の一方主面上に、樹脂層２２１を、樹脂層２２１が電子部品２１を内蔵する形状となるように、ラミネートや樹脂モールド工法により形成する。このとき、上述の通り、電子部品２１は、予め保護部２４上に接着層３０を介して補強板３１を設けた構造としており、このように補強板１１を設けていることから、中空空間２８の変形を抑制することができる。さらに、ワイヤ２２３が接着層３０内に埋め込まれた構造としているため、樹脂封止の際のワイヤ２２３自体の圧力耐性も向上させることができる。
以上の方法により、ワイヤ２２３及び中空構造双方について一括して樹脂封止時の圧力耐性を向上させた第３実施形態の電子部品モジュール２０１が完成する。
なお、接着層３０にダイアタッチ樹脂を用いているのは、シリコン基板である補強板３１に塗りやすく接着力も良いためである。また、ダイアタッチ樹脂のヤング率は４〜８ＧＰａ程度である。
また、上記第３実施形態ではワイヤ２２３の全てを接着層３０内部に埋め込む構造としているが、必ずしもワイヤ２２３全てを接着層３０に埋め込む必要はなく、別の実施形態として、図７や図８に示す通り、ワイヤ２２３の一部のみを接着層３０に埋め込む構造であっても良い。この場合であっても、中空構造のみならず、ワイヤ２２３そのものの樹脂封止時の圧力耐性を向上させることができる。
また、上述の実施形態では、電子部品がＳＡＷ素子の場合を例として挙げているが、本発明はＳＡＷ素子に限定されるものではなく、例えば、電子部品がＢＡＷ素子やＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）素子であっても良い。
また、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
１、２１：電子部品
２、２２：素子基板
３、２３：駆動部
４、２４：保護部
５、２５：パッド電極
６、２６：ビア導体
７、２７：実装電極
８、２８：中空空間
１０、３０：接着層
１１、３１：補強板
２１ａ：電子部品本体
１０１、２０１：電子部品モジュール
１２０、２２０：モジュール基板
１２１、２２１：樹脂層
１２２、２２２：ランド電極
１２３、２２３：ワイヤ
５０３：駆動部
５０８：中空空間
５０９ａ、５０９ｂ：振動保護膜
５２０：圧電基板
５２４：保護部
５２５：第１保護膜
５２６：第２保護膜
５２７：第３保護膜
２、２２：素子基板
３、２３：駆動部
４、２４：保護部
５、２５：パッド電極
６、２６：ビア導体
７、２７：実装電極
８、２８：中空空間
１０、３０：接着層
１１、３１：補強板
２１ａ：電子部品本体
１０１、２０１：電子部品モジュール
１２０、２２０：モジュール基板
１２１、２２１：樹脂層
１２２、２２２：ランド電極
１２３、２２３：ワイヤ
５０３：駆動部
５０８：中空空間
５０９ａ、５０９ｂ：振動保護膜
５２０：圧電基板
５２４：保護部
５２５：第１保護膜
５２６：第２保護膜
５２７：第３保護膜
Claims (4)
- 素子基板と、前記素子基板の一方主面上に形成された駆動部と、前記駆動部の周囲に中空空間を形成するように前記駆動部を覆う保護部と、前記保護部上部に配置された樹脂からなる接着層と、前記接着層上に配置された補強板と、を備え、
前記補強板がシリコン基板であることを特徴とする電子部品。 - 前記接着層はダイアタッチ樹脂であることを特徴とする請求項１記載の電子部品。
- モジュール基板上に、請求項１又は請求項２記載の前記電子部品が搭載され、前記電子部品を覆うようにモールド成型された樹脂層が形成されていることを特徴とする電子部品モジュール。
- 前記電子部品と前記モジュール基板がワイヤボンディングによりワイヤ接続されており、前記ワイヤの一部又は全部が前記接着層内に埋め込まれていることを特徴とする請求項３記載の電子部品モジュール。
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