JP6003897B2 - 中空封止構造 - Google Patents

Description

本発明は、基板上に設けられた素子部を中空封止する中空封止構造に関する。

近年、ＢＳ・ＣＳ放送、マイクロ波通信機、レーダー装置など、高周波帯域で使用される通信機器の利用が増加している。一般的に、周波数が高くなると、比誘電率の高い物質中を伝播するときに、電磁波のエネルギーの減衰が大きくなる。その結果、通信性能が劣化する問題が生じる。そのため、通信機器の電子部品において、高周波特性を十分に引き出すために、電子部品の素子部の周囲に、比誘電率の低い空気層を形成して中空封止した気密封止構造が採用されている。

電子部品には、高性能化、良好な信頼性、小型化、低コスト化など、多様な特性が求められている。素子部自体の改良に加えて、素子を中空封止するパッケージ（中空封止構造）の改良も必要となってきている。中空封止構造への要求としては、良好な気密性、低コスト化、十分な実装面積の確保などが挙げられる。

素子部を中空封止する中空封止構造として、例えば、特許文献１に提案されている中空封止構造は、基板と、基板上に設けられた素子部と、素子部を覆い中空封止する樹脂キャップと、樹脂キャップを基板上に接着する接着部とを備えている。樹脂キャップは固定用のフィルムを有している。

特許文献２に提案されている構成は、基板と、基板上に設けられた素子部と、素子部を覆い中空封止するキャップとを備える。基板にはキャップの位置合わせを行う段差が設けられている。

また、特許文献３に提案されている構成は、穴が形成された基板と、基板上に設けられた素子部と、素子部を中空封止し、突起部が設けられたキャップとを備える。キャップの突起部が基板の孔に配置されキャップを固定する。

日本国特開２００９−２８３５５３号公報 日本国特開２００８−６０２８９号公報 日本国特開平９−２２９５４号公報

特許文献１に開示されている中空封止構造では、キャップを基板上に固定する際に、キャップの位置が所定の位置からずれる場合がある。この場合、外気あるいは固定用のフィルム樹脂が、中空封止されるキャップ内部へ侵入することがある。この場合、中空部の気密性を保つことができず、高周波特性が劣化する問題があった。
また、高価なフィルム樹脂によってキャップを固定する構成となっているため、コストが高くなる問題があった。
さらに、はんだや接着剤などでキャップを固定する場合、中空封止したキャップ内部の基板上にはんだや接着剤が侵入する。このため、中空封止される基板上の電子部品や配線などの実装面積が低下するという問題があった。

上述した、キャップの位置ずれの問題に対し、特許文献２のように、基板に段差を設けたり、特許文献３のように基板に穴を形成し、キャップの突起部を穴に挿通したりするような構成にすることで、位置ずれを抑制することも考えられる。ところが、固定した後の強度が不十分のため、中空封止部の空気がリークしてしまう問題があった。

この発明は前述した事情に鑑みてなされた。本発明の目的の一例は、基板に設けられた素子部を封止するキャップおよび樹脂層の基板との密着を良好にして中空封止の信頼性が高く、かつ、低コストで製造可能な中空封止構造を提供することである。

前述の課題を解決するために、本発明の実施態様に係る中空封止構造は、基板と、前記基板の第１面に設けられた素子部と、前記素子部を覆うキャップと、前記キャップを覆う樹脂層とを備える。前記基板は、前記キャップの位置決めをする位置決め部を有する。前記キャップは、前記位置決め部に配置され前記キャップを前記基板に固定する固定部を有する。前記樹脂層は、前記位置決め部および固定部と接続されている。前記位置決め部は、前記基板に設けられた穴であり、前記固定部は、前記キャップに設けられた突起部である。

本発明の実施態様に係る中空封止構造によれば、キャップの固定部が基板上に設けられた位置決め部に配置され、キャップが基板上に固定される構成となっている。この構成により、キャップを樹脂層で覆う際に位置ずれが生じることがなく、基板と樹脂層との密着を良好にすることができ、中空封止の信頼性を向上させることができる。
さらに、樹脂層は、位置決め部および固定部と接続される構成となっている。この構成により、基板と樹脂層の密着、および固定部と樹脂層の密着がさらに強固となる。その結果、外部から圧力が加えられた場合でも、中空封止を維持できる。
また、キャップを覆う樹脂層を安価な樹脂層で構成しているので、中空封止構造を低コストで作製することができる。
また、基板上に保持されたキャップを樹脂層が覆う構成としている。この構成により、樹脂が中空封止された基板上に侵入することが抑制され、中空封止構造の内部の基板上に配置される電子部品や配線の実装面積を十分に確保することが可能である。

本発明の第一の実施形態に係る中空封止構造の縦断面図である。 本発明の第一の実施形態に係る中空封止構造の平面図である。 本発明の第一の実施形態に係るキャップの縦断面図である。 本発明の第一の実施形態に係るキャップの下面図である。 本発明の第一の実施形態の貫通孔付近の拡大図である。 本発明の第一の実施形態における基板上に配置された素子部の縦断面図である。 本発明の第一の実施形態における基板上に配置された素子部の平面図である。 本発明の第一の実施形態における基板上に配置されたキャップの縦断面図ある。 本発明の第一の実施形態における基板上に配置されたキャップの平面図である。 本発明の第一の実施形態におけるトランスファーモールド法の概略説明図である。 本発明の第一の実施形態におけるトランスファーモールド法の概略説明図である。 本発明の第一の実施形態の変形例１の概略説明図である。 本発明の第一の実施形態の変形例１の概略説明図である。 本発明の第一の実施形態の変形例２の概略説明図である。 本発明の第一の実施形態の変形例２の概略説明図である。 本発明の第一の実施形態の変形例２の概略説明図である。 本発明の第一の実施形態の変形例３の概略説明図である。 本発明の第一の実施形態の変形例３の概略説明図である。 本発明の第一の実施形態の変形例４の概略説明図である。 本発明の第一の実施形態の変形例４の概略説明図である。 本発明の第二の実施形態に係る中空封止構造の縦断面図である。 本発明の第二の実施形態おける突起部付近の拡大図である。 本発明の第二の実施形態の変形例５の概略説明図である。 本発明の第二の実施形態の変形例５の概略説明図である。 本発明の第二の実施形態の変形例６の概略説明図である。 本発明の第二の実施形態の変形例６の概略説明図である。

以下に、本発明の実施の形態について添付した図面を参照して説明する。
本発明の実施形態は、基板上に設けられた素子部をキャップと樹脂層により封止する中空封止構造に関する。

本発明の第一の実施形態の中空封止構造１００は、図１Ａおよび１Ｂで示すように、基板１１０と、素子部１２０と、キャップ１３０と、樹脂層１４０とを備えている。素子部１２０は、基板１１０の上面（一面、第１面）に設けられている。キャップ１３０は、素子部１２０を覆うように配置されている。樹脂層１４０は、キャップ１３０を覆う。

基板１１０は、電子回路を形成する板形状の部品である。基板１１０の表面には、素子部１２０や電子部品が固定される。基板１１０と、素子部１２０や電子部品との間が基板１１０上の配線で接続される。基板１１０としては、例えば、ガラスエポキシのような樹脂材料や柔軟性に優れるフレキシブル基板などを使用してもよい。基板１１０には、円柱形状の貫通孔（位置決め部、穴）が、所定の位置に２箇所形成されている。この貫通孔には、キャップ１３０および樹脂層１４０が配置される。

素子部１２０は、基板１１０の上に設けられている。素子部１２０は、例えば、はんだや導電性接着剤などで基板１１０に固定される。素子部１２０は、基板１１０上に形成された配線と電気的に接続される。
本実施形態では、素子部１２０は、ボンディングワイヤーで基板１１０と電気的に接続されている。

キャップ１３０は、図２Ａおよび２Ｂで示すように、下方に向けて開口した箱型の形状をしている。キャップ１３０は、素子部１２０を覆うように配置されている。キャップ１３０は、素子部１２０およびボンディングワイヤーと物理的に接触しないように、十分に大きな空間をもつ箱型の形状をしている。キャップ１３０の端面（基板１１０とキャップ１３０が接する面）は、平面となっている。キャップ１３０は、例えば、樹脂材料、金属材料、セラミック材料などで構成されている。特に、キャップ１３０を樹脂層１４０と同一の材料で構成した場合には、キャップ１３０と樹脂層１４０の熱膨張係数の差がなくなる。このため、この構成の場合、キャップ１３０と樹脂層１４０の熱膨張係数の差により生じる界面の剥離が抑制される。

本実施形態において、キャップ１３０の下方（キャップ１３０の端面）には、円柱形状の突起部１３１が、基板１１０の貫通孔と対応するように２箇所形成されている。この突起部１３１の大きさ（図３に示すφＡ）は、貫通孔の大きさ（図３に示すφＢ）よりも小さい。このため、突起部１３１を貫通孔に挿通したときに隙間（φＢ−φＡ）が生じる。貫通孔に突起部１３１を挿通したときに、突起部１３１によってキャップ１３０が固定される。突起部１３１はキャップ１３０端面の外側（素子部１２０に対して逆方向側）寄りに設けられていている。
円柱状の突起部１３１は、その上側と下側の径が異なるテーパー状としてもよい。
突起部１３１の中心と基板１１０の貫通孔の中心の位置関係は同心であってもよい。

樹脂層１４０は、キャップ１３０およびキャップ１３０の突起部１３１を覆うように配置されている。樹脂層１４０は、例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などで構成されている。樹脂層１４０は、基板１１０と密着し、素子部１２０を中空封止する。キャップ１３０と樹脂層１４０により素子部１２０を中空封止した中空封止構造１００の内部に外気が流入しない。外気が中空封止構造１００の内部に流入した場合、外気の湿気などにより素子部１２０や配線の劣化が生じ、電子部品の性能の低下を引き起こし、本来の性能が得られなくなる。

このように構成された本実施形態の中空封止構造１００の作製方法について、以下に説明する。
まず、図４Ａおよび４Ｂで示すように、基板１１０上に、基板１１０の所定の配線と素子部１２０をはんだでワイヤーボンディングする。この処理により、基板１１０と素子部１２０とを電気的に接続するとともに、基板１１０上に素子部１２０を固定する。そして、図５Ａおよび５Ｂで示すように、キャップ１３０に設けられた突起部１３１を基板１１０の貫通孔に挿通しキャップ１３０を基板１１０上に固定する。
このとき、突起部１３１は、貫通孔外径の素子部１２０に近い側と接して、キャップ１３０を基板１１０に固定できる。

次に、キャップ１３０の上に樹脂層１４０を形成する。本実施形態では、樹脂層１４０は、トランスファーモールド法（射出成型）により形成される。トランスファーモールド法とは、軟化する温度に加熱した樹脂に圧力を加えて金型に押し込み、型に充填して成形する樹脂の加工方法である。

トランスファーモールド法によって樹脂層１４０を形成するために、図６Ａおよび６Ｂで示すように、キャップ１３０を覆うようにトランスファーモールド金型（以下、金型）１５０と、樹脂の注入口のゲート１５１と、樹脂の流入路のランナー１５２と、樹脂をランナー１５２へ送るカル１５３が配置される。本実施形態では、金型１５０は縦断面視において、図６Ａで示すように台形形状をしている。成形される樹脂層１４０の厚みは基板１１０と接する側が厚い。上方にいくに従い、樹脂層１４０の厚みが薄くなっている。ゲート１５１はサイドに設けられたサイドゲートである。

カル１５３から送り出された樹脂は、キャップ１３０と射出成型金型１５０との間の空間領域（隙間）に射出され、キャップ１３０を覆うように形成され、素子部１２０を中空封止する。このとき、貫通孔は、図２Ａおよび２Ｂで示したように、キャップ１３０の突起部１３１と貫通孔の隙間（図３に示すφＢ−φＡ）の空間にも、樹脂層１４０が形成される。
トランスファーモールド法を実施した際の条件は、樹脂の射出圧力が、３．２５ＭＰａ、射出速度が１０ｍｍ／ｓｅｃ、樹脂の温度が１７５℃である。この射出条件としては、キャップ１３０の強度や素子部１２０の耐熱温度などに応じて、適宜最適な条件を選択すれば良い。

本実施形態の中空封止構造１００によれば、キャップ１３０の突起部１３１が基板１１０上に設けられた貫通孔に配置されて、キャップ１３０が基板１１０上に固定される構成となっている。この構成により、トランスファーモールド法を用いてキャップ１３０を樹脂層１４０で覆う際に、位置ずれが生じることがない。これによって、基板１１０と樹脂層１４０との密着を良好にすることができ、素子部１２０の中空封止の信頼性を向上させることができる。

さらに、樹脂層１４０は、貫通孔とキャップの突起部１３１の隙間にも形成される構成となっている。この構成により、キャップ１３０と樹脂層１４０の密着、および、基板１１０と樹脂層１４０の密着がより強固となる。その結果、樹脂層１４０の外部から圧力が加えられた場合でも、中空封止を維持し、信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態では、基板１１０と接するキャップ１３０の端面を平面としている。この構成により、キャップ１３０を基板１１０に十分に密着させることができ、中空封止構造の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態では、トランスファーモールド法によってキャップ１３０を覆う樹脂層１４０を成形するので、低コストで樹脂層１４０を形成することができる。

また、基板１１０上に保持されたキャップ１３０を樹脂層１４０が覆う構成としている。この構成により、樹脂が中空封止された基板１１０上に侵入することが抑制され、中空封止された空間内部における素子部１２０や配線の基板１１０上の実装面積を十分に確保することができる。

上述の実施形態では、位置決め部が円柱形状の貫通孔である場合について説明したが、この構成に限られない。貫通孔は、長孔でも角孔であってもよい。また、位置決め部は、貫通孔でなくてもよく、基板１１０上に設けられた貫通していない穴（凹み）であってもよい。

突起部１３１の形状は、上述した形状以外でも良い。突起部１３１の形状が上述した実施形態とは異なる例について、以下に変形例１〜変形例４として詳細を説明する。
突起部１３１の形状が異なること以外は、上述した第一の実施形態と同様の構成である。このため、同一の要素には、同一の符号を付して、詳細な記載を省略する。中空封止構造１００の作製方法についても、上述の実施形態と同様であるので詳細な説明を省略する。

（変形例１）
変形例１においては、図７Ａおよび７Ｂで示すように、突起部１３２が角柱形状をしている。円柱形状の場合と同様に、角柱状の突起部１３２は、その上側と下側の大きさが異なるテーパー状としてもよい。突起部１３２が角柱形状の場合、挿通することで位置が決まるようになっていれば、基板１１０側の位置決め部の形状は、丸孔（丸穴）、角孔（角穴）など、突起部１３２の形状と異なっていてもよい。

突起部１３２を角柱形状の構成とした中空封止構造によれば、突起部１３２が貫通孔に接触する面積が増加する。このため、基板１１０上にキャップ１３０が強固に固定されて、トランスファーモールド法を用いて樹脂層１４０を形成するときの位置ずれを抑制でき、基板１１０と樹脂（樹脂層１４０）の密着をより強くすることができる。その結果、中空封止の信頼性を向上させることができる。

（変形例２）
変形例２においては、図８Ａ〜８Ｃで示すように、突起部１３３が、基板１１０の貫通孔を貫通し、さらに基板１１０と平行方向に伸びたツメ形状をしている。突起部１３３の先端面は、突起部１３３の下面から斜め上方に基板１１０の裏面へと延在した形状をしている。基板１１０の裏面と接する突起部１３３の面は、平面となっている。キャップ１３０の突起部１３３が基板１１０の貫通孔に挿通され、ツメの上面が基板１１０の裏面と接して基板１１０を係止することにより、キャップ１３０を基板１１０に固定できるようになっている。

突起部１３３をツメ形状の構成とした中空封止構造１６０によれば、突起部１３３が基板１１０の裏面において基板１１０と係止される構成となっている。この構成により、基板１１０上により強固にキャップ１３０が固定されて、トランスファーモールド法を用いて樹脂層１４０を形成するときに、位置ずれを抑制できる。これによって、基板１１０と樹脂（樹脂層１４０）の密着をより強くし、中空封止の信頼性を向上させることができる。

また、突起部１３３がツメ形状となっているので、キャップ１３０が上方向に位置ずれをすることがなく、キャップ１３０と基板１１０の隙間から樹脂が侵入し難い。このため、中空封止構造１６０のリークを抑制するとともに、配線や素子部１２０などの実装面積を確保することができる。

さらに、突起部１３３のツメ形状は、突起部１３３の下面から斜め上方に基板１１０の裏面へと延在した形状となっている。このため、キャップ１３０の突起部１３３を貫通孔に挿通するときに、突起部１３３が貫通孔に挿通しやすく、かつ突起部１３３が貫通孔から抜けにくい。このため、作業性に優れている。

（変形例３）
変形例３は、図９Ａおよび９Ｂで示すように、キャップ１３０の厚みが２箇所厚くなっており、厚くなっている箇所の端面（基板１１０と接する面）に円柱形上の突起部１３４が設けられた構成となっている。すなわち、キャップ１３０の側面の二箇所（突起部１３４と接続している部分）の幅が、キャップ１３０のその他の部分の側面の幅よりも厚い。
キャップ１３０の厚みが均一な場合、キャップ１３０の厚みは突起部１３４の大きさ（径）以上であることが必要となり、その結果、キャップ１３０の外形が大きくなることがある。一方で、変形例３における構成のキャップ１３０および突起部１３４の場合、キャップ１３０の厚みを薄くしても、キャップ１３０の端面と基板１１０上面との接触面積を十分に確保でき、樹脂が中空封止される空間に入り込むことを抑制することができる。

また、キャップ１３０の厚みを薄くすることができるので、キャップ１３０のコストを低減することが可能となる。
変形例３においては、突起部１３４が円柱形状の場合について説明したが、突起部１３４は角柱形状やツメ形状としてもよい。

（変形例４）
変形例４においては、図１０Ａおよび１０Ｂで示すように、樹脂層１４０がキャップ１３０の外面を全て覆うとともにキャップ１３０の貫通孔を埋め、さらに基板１１０の下面（一面の逆側の面である他面（第２面））側にも回り込んでいる構成となっている。樹脂層１４０を形成するためには、樹脂充填時に、図１０Ａおよび１０Ｂで示すような樹脂層１４０となるように、基板１１０の下面にモールド金型を配置しておけばよい。このような構成の樹脂層１４０によれば、キャップ１３０を強固に密着固定し、中空封止構造１７０の信頼性を向上させることができる。
変形例４では、キャップ１３０を挿通する基板１１０の孔を通じて基板１１０の下面に樹脂層１４０が形成される場合について説明した。別の構成として、基板１１０に別の貫通孔を設けておき、基板１１０の下面に樹脂層１４０が回り込み、キャップ３０を固定しても良い。

上述の実施形態では、キャップ１３０に設けられた突起部（固定部）１３１が基板１１０に形成された貫通孔（位置決め部）に挿通され、キャップ１３０を固定する構成について説明した。別の構成として、基板に形成された突起部に、キャップに形成された凹部が係合され、キャップを基板に固定する構成としても良い。その実施の形態について、第二の実施形態として、以下に詳細を説明する。

第二の実施形態の中空封止構造２００は、図１１Ａおよび１１Ｂで示すように、基板２１０と、素子部２２０と、キャップ２３０と、樹脂層２４０とを備えている。素子部２２０は、基板２１０上に設けられている。キャップ２３０は、素子部２２０を覆うように配置されている。樹脂層２４０は、キャップ２３０を覆う。

基板２１０は、電子回路を形成する板形状の部品である。基板２１０の表面には、素子部２２０や電子部品が固定される。基板２１０と、素子部２２０や電子部品と間が基板２１０上の配線で接続される。基板２１０としては、例えば、ガラスエポキシのような樹脂材料や柔軟性に優れるフレキシブル基板などを使用してもよい。基板２１０には、突起部２１１が、所定の位置に２箇所形成されている。突起部２１１は、キャップ２３０および樹脂層２４０を固定する。

素子部２２０は、基板２１０の上に設けられている。素子部２２０は、例えば、はんだや導電性接着剤などで基板２１０に固定される。素子部２２０は、基板２１０上に形成された配線と電気的に接続される。本実施形態では、素子部２２０はボンディングワイヤーで基板２１０と電気的に接続されている。

キャップ２３０は、下方に向けて開口した箱型の形状をしている。キャップ２３０は、素子部２２０を覆うように配置されている。キャップ２３０の端面（キャップ２３０と基板１１０が接する面）は、平面となっている。キャップ２３０は、素子部２２０およびボンディングワイヤーと物理的に接触しないように、十分に大きな空間をもつ箱型の形状をしている。キャップ２３０は、例えば、樹脂材料、金属材料、セラミック材料などで構成されている。
特に、キャップ２３０を樹脂層２４０と同一の材料で構成した場合には、キャップ２３０と樹脂層２４０の熱膨張係数の差がなくなる。このため、この構成の場合、キャップ２３０と樹脂層２４０の熱膨張係数の差により生じる界面の剥離が抑制される。

本実施形態において、キャップ２３０の下方（キャップ２３０の端面）には、基板２１０に設けられた突起部２１１と対応する凹部２３１が２箇所設けられている。凹部２３１は、キャップ２３０の側面の下端部が部分的に窪んだ部分である。突起部２１１は、図１１Ａおよび１１Ｂで示すように、キャップ２３０端面の外側（素子部２２０に対して逆方向側）寄りに設けられている。突起部２１１の素子部２２０側にはキャップ２３０の凹部２３１が配置される。突起部２１１の素子部２２０側とは反対側には樹脂層２４０が配置されている。
突起部２１１に凹部２３１を係合させると、凹部２３１が突起部２１１に動きを制限されて、基板２１０上にキャップ２３０が固定されるようになっている。
突起部２１１は、円柱形状でも角柱形状でもよい。突起部２１１は、その上面と下面の径が異なるテーパー状としても良い。突起部２１１は、基板１１０の実装面より凸となるフレーム（枠）形状でもよい。

樹脂層２４０は、キャップ２３０および基板２１０の突起部２１１を覆うように配置されている。樹脂層２４０は、例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などで構成されている。樹脂層２４０は、基板２１０と密着し、素子部２２０を中空封止する。キャップ２３０と樹脂層２４０により素子部２２０を中空封止した中空封止構造２００の内部に外気が流入しない。外気が中空封止構造２００の内部に流入した場合、外気の湿気などにより素子部２２０や配線の劣化が生じ、電子部品の性能の低下を引き起こし、本来の性能が得られなくなる。

このように構成された本実施形態の中空封止構造２００の作製方法について、以下に説明する。
まず、基板２１０上に、基板２１０の所定の配線と素子部２２０をはんだでワイヤーボンディングする。この処理により、基板２１０と素子部２２０を電気的に接続するとともに、基板２１０上に素子部２２０を固定する。そして、基板２１０上に設けられた突起部２１１とキャップ２３０の凹部２３１を係合させて、キャップ２３０を基板２１０上に固定させる。
次に、キャップ２３０上にトランスファーモールド法により、樹脂層２４０を形成する。トランスファーモールド法の実施方法は、上述した実施形態において説明した実施方法と同じあるので詳細な説明を省略する。樹脂層２４０は、キャップ２３０を覆うように形成され、突起部２１１と凹部２３１に囲まれる領域にも樹脂層２４０が形成される。

第二の実施形態の中空封止構造２００によれば、キャップ２３０の凹部２３１が基板２１０上に設けられた突起部２１１と係合し、キャップ２３０が基板２１０上に固定される構成となっている。この構成により、トランスファーモールド法を用いてキャップ２３０を樹脂層２４０で覆う際に、位置ずれが生じることがなく、基板２１０と樹脂層２４０との密着を良好にすることができる。そのため、確実に素子部２２０の中空封止を行い、中空封止の信頼性を向上させることができる。

さらに、樹脂層２４０は、基板２１０の突起部２１１およびキャップ２３０の凹部２３１の周りにも形成される構成となっている。この構成により、キャップ２３０と樹脂層２４０の密着、および、基板２１０と樹脂層２４０の密着がより強固となる。その結果、樹脂層２４０の外部から圧力が加えられた場合でも、中空封止を維持し、信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態では、トランスファーモールド法によってキャップ２３０を覆う樹脂層２４０を成形するので、低コストで樹脂層２４０を形成することができる。

また、突起部２１１と凹部２３１が係合し、基板２１０上に固定されたキャップ２３０を樹脂層２４０が覆う構成としている。この構成により、樹脂が中空封止された基板２１０上に侵入することが抑制され、中空封止構造２００の内部において電子部品や配線の基板２１０上の実装面積を十分に確保することができる。

基板２１０上の突起部２１１の形状は、上述した形状以外でも良い。突起部２３１の形状が上述した実施形態とは異なる例について、以下に変形例５および変形例６として詳細を説明する。
突起部２１１の形状およびキャップ２３０の凹部２３１の形状が異なること以外は、上述した第二の実施形態と同様の構成である。このため、同一の要素には、同一の符号を付して、詳細な記載を省略する。また、中空封止構造の作製方法についても、上述の実施形態と同様であるので詳細な説明を省略する。

（変形例５）
変形例５の中空封止構造２６０においては、図１２Ａおよび１２Ｂで示すように、突起部２１２が基板２１０上に設けられている。突起部２１２は、下面が小さく上面が大きいツメ形状である。突起部２１２は素子部２２０の方向に、ツメ（鋭角の部分）が向くように配置されている。樹脂層２４０は、突起部２１２とキャップ２３０の凹部２３２の隙間にも形成される。

このような構成の中空封止構造２６０によれば、突起部２１２とキャップ２３０の隙間にも樹脂層２４０が形成される。この構成により、キャップ２３０と樹脂層２４０とがより強固に密着し、また、基板２１０と樹脂層２４０とがより強固に密着する。その結果、外部からの強い圧力が加わった時でも、中空封止構造２６０を維持し、信頼性を向上させることができる。
また、突起部２１２がツメ形状をしているので、キャップ２３０の凹部２３２を突起部２１２に係合させ易く、作業性が良好となる。

（変形例６）
変形例６の中空封止構造２７０においては、図１３Ａおよび１３Ｂで示すように、基板２１０上に複数の突起部２１３が設けられている（図１３Ａおよび１３Ｂに示す例では、合計６箇所）。キャップ２３０には、突起部２１３に対応した凹部が設けられる。凹部は、キャップ２３０の端面が部分的に窪んだ部分である。キャップ２３０の端面（基板１１０とキャップ２３０が接する面）は平面となっている。基板２１０の突起部２１３にキャップ２３０の凹部が係合され、基板２１０と平行方向（図１３Ａおよび１３Ｂの左右または前後方向）へのキャップ２３０の動きが制限されるようになっている。

このような構成の中空封止構造２７０によれば、複数の突起部２１３と複数のキャップ２３０の凹部が係合し、キャップ２３０の動きを制限するようになっている。このため、トランスファーモールド法で樹脂層２４０を形成する際に、キャップ２３０が位置ずれを生じることがない。そのため、所定の位置に樹脂層２４０が形成され、確実に中空封止し、信頼性を向上させることができる。

また、突起部２１３とキャップ２３０の凹部が係合し、基板２１０と平行方向の動きが制限される。このため、サイドゲートをどの方向に設けても、キャップ２３０が位置ずれを起こすことがなく、確実に中空封止することが可能となる。

この基板２１０上の突起部２１３は、配線パターンでもよい。配線パターン形成時に突起部２１３となるパターンを形成してもよい。また、キャップ２３０端部のコーナー部分と対応する基板２１０の箇所にＬ字形状のパターンやリング形状のパターンを形成してもよい。

また、第二の実施形態において、基板２１０に貫通孔を形成しておき、変形例４で説明したように、基板２１０の裏面にも樹脂層２４０が形成されるようにしてもよい。この構成により、キャップ２３０をより強固に固定できる。

以上、本発明の実施形態である中空封止構造について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

上記実施の形態では、位置決め部（貫通孔、突起部）、固定部（突起部、凹部）の数を所定数に限定した。しかしながら、位置決め部や固定部の数は、一つ以上であればよい。また、位置決め部や固定部は、樹脂層を形成する際の条件に応じて、適宜必要な箇所に設けるようにすればよい。

また、上記実施の形態では、基板の上面に素子部が設けられる構成としたが、基板の下面に素子部が設けられる構成としてもよい。

また、上記の実施形態において、トランスファーモールド法で用いられる樹脂の粘度、流動性、フィラーサイズを最適に選択することによりキャップと基板の間隙にも、樹脂を充填することが可能である。この場合、中空封止構造の信頼性を向上させることが可能である。

また、上記の実施形態では、基板の突起部が円柱形状の場合を説明したがこれに限られない。基板の突起部を、半円柱形状や、円柱側面に溝が形成された形状とし、隙間に樹脂が充填されやすくしても良い。

この出願は、２０１１年９月２６日に出願された日本国特願２０１１−２０８６４２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、中空封止構造に適用することができる。本発明を適用した中空封止構造は、中空封止の信頼性が高く、かつ、低コストで製造可能である。

１００、１６０、１７０、２００、２６０、２７０ 中空封止構造
１１０、２１０ 基板
１２０、２２０ 素子部
１３０、２３０ キャップ
１３１、１３２、１３３、１３４ 突起部（固定部）
１４０、２４０ 樹脂層
２１１、２１２、２１３ 突起部（位置決め部）
２３１、２３２ 凹部（固定部）

Claims (5)

1. 基板と、前記基板の第１面に設けられた素子部と、前記素子部を覆うキャップと、前記キャップを覆う樹脂層と、を備えた中空封止構造であって、
   前記基板は、前記キャップの位置決めをする位置決め部を有し、
   前記キャップは、前記位置決め部に配置され前記キャップを前記基板に固定する固定部を有し、
   前記樹脂層は、前記位置決め部および固定部と接続され、
   前記位置決め部は、前記基板に設けられた穴であり、
   前記固定部は、前記キャップに設けられた突起部である中空封止構造。
2. 基板と、前記基板の第１面に設けられた素子部と、前記素子部を覆うキャップと、前記キャップを覆う樹脂層と、を備えた中空封止構造であって、
   前記基板は、前記キャップの位置決めをする位置決め部を有し、
   前記キャップは、前記位置決め部に配置され前記キャップを前記基板に固定する固定部を有し、
   前記樹脂層は、前記位置決め部および固定部と接続され、
   前記位置決め部は、前記基板に設けられた突起部であり、
   前記固定部は、前記キャップに設けられた凹部である中空封止構造。
3. 前記固定部は、前記キャップの端面の外側寄りに設けられ、前記基板の一面と接する前記キャップの端面は、平面である請求項１又は請求項２に記載の中空封止構造。
4. 前記樹脂層は、前記位置決め部を貫通し前記第１面とは逆側の面である前記基板の第２面に接続されている請求項１に記載の中空封止構造。
5. 前記樹脂層は、前記位置決め部とは異なる貫通孔を貫通し前記第１面とは逆側の面である前記基板の第２面に接続されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の中空封止構造。