JP7226681B2 - 電子部品およびその製造方法並びに電子部品の実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品およびその製造方法並びに電子部品の実装方法に関する。特に、例えばセンサ素子等のチップ部品がパッケージされた状態で外部に露出する開口部を有する電子部品において、開口部を塞ぐ保護フィルム付きの電子部品およびその製造方法並びに電子部品の実装方法に関するものである。

近年、各種センサは、スマートフォンまたはタブレット端末等の通信機器への搭載や、歩数計や活動量計等のヘルスケア機器への搭載や、車載用または産業機器用のセンサの増加等により需要がますます拡大し、種々のセンサが開発されている。例えば湿度センサでは、従来の抵抗式に加え、雰囲気温度範囲として広く使用できる容量式のセンサが開発されている。また圧力センサでは、ダイヤフラム表面に半導体歪ゲージを形成し、圧力によってダイヤフラムが変形することにより発生するピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化に依存する抵抗式や、固定電極と可動電極とを対向させて配置するコンデンサを形成し、圧力によって可動電極が変形することにより発生する静電容量の変化を測る容量式のセンサが開発されている。

このような湿度センサまたは圧力センサ等は、セラミックまたは樹脂等によって形成されるパッケージ内にセンサ素子を載置し、物理量を計測する検出部の少なくとも一部を外部に露出あるいは連通する開口部を有するパッケージ構造が採用される（例えば、特許文献１）。

このような開口部を有する電子部品を実装基板に実装する場合、様々な問題が発生する。例えば電子部品を実装基板に実装するとき、はんだを用いるのが一般的で、はんだを溶融させるための高温処理を行う必要がある。その際、はんだと共に使用されるフラックスから揮発成分がアウトガスとして放出され、電子部品全体がアウトガスに晒されてしまう。そしてこのアウトガスが電子部品の開口部内に露出するセンサ素子に付着することにより、センサの性能を低下させてしまうという問題があった。

そこで例えば、電子部品の開口部に保護フィルムを貼付することで、開口部を塞ぐ方法が採られている。例えば図９に示すように、電子部品２０の開口部１８をポリイミドフィルム等の耐熱性を有する保護フィルム１９で塞ぐことにより、電子部品２０内にアウトガスが入り込まない構造が採られている。

特開２０１０－２０３８５７号公報

図９に示すような従来提案されている保護フィルム付きの電子部品２０では、実装基板に搭載した後、保護フィルム１９を剥がす必要がある。その際、保護フィルム１９を把持し易くするため、保護フィルムの一部を電子部品２０より長尺としていた。しかし、このような構造の電子部品２０は、個々の電子部品毎に保護フィルム１９を貼付する必要があり、生産性を悪化させる原因となっていた。

そこで本発明は、開口部を有する電子部品において、開口部を塞ぐように、保護フィルムを簡便に貼付することができ、複数の電子部品へ効率よく保護フィルムを貼付することができる生産性に優れた電子部品およびその製造方法を提供することを目的とする。さらに、実装の際、簡便に保護フィルムを剥離することができる電子部品の実装方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本願請求項１に係る電子部品は、表面に保護フィルムを貼付した電子部品において、前記電子部品の内部に搭載したチップ部品と、前記チップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を備えたパッケージ部と、前記パッケージ部表面の少なくとも前記開口部を塞ぐ貼付部と、前記パッケージ部表面と対向し、前記パッケージ部表面と接着しない部分を含む把持部とからなる前記保護フィルムと、前記把持部の前記パッケージ部表面側に保護テープを有することを特徴とする。

本願請求項２に係る電子部品の製造方法は、内部に搭載されたチップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を備えたパッケージ部を備え、前記開口部を塞ぐように保護フィルムを前記パッケージ部表面に貼付した電子部品の製造方法であって、前記保護フィルムに把持部と貼付部とを形成する工程と、前記電子部品の集合体を形成する工程と、前記保護フィルムを前記集合体の表面に前記貼付部が前記開口部を塞ぎ、前記把持部が前記パッケージ部表面と密着しないように貼付する工程と、前記保護フィルムを貼付した前記集合体の前記保護フィルムの一部と前記パッケージ部の一部とを切断することにより、各電子部品毎に前記保護フィルムの前記把持部が前記パッケージ部表面から浮き上がった前記電子部品に個片化する工程とを含むことを特徴とする。

本願請求項３に係る電子部品の製造方法は、内部に搭載されたチップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を備えたパッケージ部を備え、前記開口部を塞ぐように保護フィルムを前記パッケージ部表面に貼付した電子部品の製造方法であって、前記保護フィルムに保護テープを貼付する把持部と、前記保護テープを貼付しない貼付部とを形成する工程と、前記電子部品の集合体を形成する工程と、前記保護フィルムを前記集合体の表面に前記貼付部が前記開口部を塞ぎ、前記把持部が前記パッケージ部表面と密着しないように貼付する工程と、前記保護フィルムを貼付した前記集合体の前記保護フィルムの一部と前記パッケージ部の一部とを切断することにより、各電子部品毎に前記保護テープを貼付した前記保護フィルムの前記把持部が前記パッケージ部表面から浮き上がった前記電子部品に個片化する工程とを含むことを特徴とする。

本願請求項４に係る電子部品の実装方法は、チップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を備えたパッケージ部を備え、
前記パッケージ部表面の少なくとも前記開口部を塞ぐ貼付部と、前記パッケージ部表面と対向し、前記パッケージ部表面と接着しない部分を含む把持部あるいは前記パッケージ部表面側に保護テープが貼付された把持部とからなる保護フィルムを有する電子部品を実装基板に実装する実装方法であって、
前記電子部品を実装基板に実装した後、前記保護フィルムを剥離する際、前記パッケージ部表面から浮き上がる前記把持部の前記保護フィルムあるいは前記パッケージ部表面側に保護テープが貼付された把持部の前記保護フィルムを把持することにより、前記保護フィルムを剥離する工程を含むことを特徴とする。

本発明の電子部品は、電子部品の開口部を保護フィルムで塞いでいるため、実装基板に実装するとき高温処理によりフラックス等から放出されるアウトガスが発生してもセンサ素子等がアウトガスに晒されることがないため、チップ部品の性能の低下を招くことはない。

また本発明の電子部品の製造方法によれば、複数の電子部品からなる電子部品集合体の表面に効率よく保護フィルムを貼付することができるので、生産性の高い製造方法を実現することが可能となる。

さらに電子部品集合体を個片化するとき、例えばダイシングソーを用いた個片化方法を採用しても、開口部は保護フィルムで塞がれているため、個片化時に発生する切削屑や水等が開口部から電子部品の内部に侵入することを防ぐことができ、電子部品の品質低下等のない製造方法を実現することが可能となる。

さらにまた本発明の電子部品の実装方法によれば、電子部品の表面に貼付した保護フィルムの一部がパッケージ部表面から浮き上がるように形成されているため、例えばピンセットの先端部で確実に保護フィルムを把持し、引き上げることにより容易に保護フィルムを電子部品から取り除くことができる。この結果、従来例のような長尺な保護フィルムを用いる必要がない。

本発明の第１の実施例の電子部品を説明する図である。 本発明の第１の実施例の電子部品の製造方法を説明する図である。 本発明の第１の実施例の電子部品の製造方法を説明する図である。 本発明の第１の実施例の電子部品の製造方法を説明する図である。 本発明の第１の実施例の電子部品の実装方法を説明する図である。 本発明の第２の実施例の電子部品を説明する図である。 本発明の第２の実施例の電子部品の製造方法を説明する図である。 本発明の第２の実施例の電子部品の製造方法を説明する図である。 従来の電子部品を説明する図である。

本発明は、開口部を有する電子部品を実装基板に実装するとき、電子部品の開口部を保護フィルムで塞ぐことにより、フラックス等から放出されるアウトガスの影響を確実に防ぐことができる。さらに電子部品の表面に貼付した保護フィルムの把持部は電子部品の表面から浮き上がるように形成されているため、電子部品を実装基板に実装した後、例えばピンセットの先端部で確実に把持部の一部を把持し、引き上げることにより容易に保護フィルムを電子部品から剥離することができる。以下、本発明の実施例について、湿度センサや圧力センサ等のセンサ素子を備えた電子部品を例にとり、その構造、製造方法並びに実装方法について詳細に説明する。

まず、本発明の第１の実施例について説明する。
図１は、第１の実施例の電子部品１０の断面図を示す。電子部品１０は、内部にセンサチップ５（チップ部品）を搭載している。このセンサチップ５の表面には電極パッドが形成されており、金属線６でリード３と接続されている。センサチップ５の図示しないセンサ部が封止樹脂２（パッケージ部）から露出するように開口部４が設けられている。第１の保護フィルム１Ａは、折り曲げ部７ａから折れ曲げており、この折り曲げ部７ａをはさんで接着層８のない把持部１ａと接着層８が形成された貼付部１ｂとに分かれている。把持部１ａは、折り曲げ部７ａから電子部品１０の表面から浮き上がるように形成されており、電子部品１０の表面に接着していない。一方貼付部１ｂは、封止樹脂２の表面に接着して開口部４を塞いでいる。また、第１の保護フィルム１Ａの長さ（図面左右方向）は電子部品１０の長さと同じか電子部品１０の長さより短くし、把持部１ａの開放端部は電子部品１０から突出しない構成としている。

このような構造の電子部品を製造する場合、まず図２に示すように、電子部品集合体１１を形成する。図２（ａ）は、電子部品集合体１１の上面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ面における電子部品集合体１１の断面図である。図２は４個からなる電子部品の集合体を示している。センサチップ５の表面にはセンサ部が形成されており、開口部４から封止樹脂２の外部に露出する構造となっている。このような開口部４は、開口部に相当する凸部を備えた封止金型を用いて樹脂封止することで形成することができる。

続いて、電子部品集合体１１の表面に第１の保護フィルム１Ａを貼付する。図３（ａ）に示すように第１の保護フィルム１Ａは、２個の電子部品の開口部４を塞ぐことができる長さに形成され、接着層８が形成されている。第１の保護フィルム１Ａは、まずポリイミド樹脂等からなる耐熱性フィルムを用意し、金型を用いて所望の長さに切断するとともに、長手方向に延出する折り曲げ部７ａを形成し、折り曲げ部７ａを境界として把持部１ａと貼付部１ｂとを形成する。次に貼付部１ｂの接着面（電子部品集合体１１の表面と接着する面）に選択的に接着層８を形成する。このとき把持部１ａには接着層８を形成しない。接着層８はシリコーン樹脂系やアクリル樹脂系などの感圧性接着材により形成される。ここで接着層８としては後述する個片化工程の際、第１の保護フィルム１Ａが剥離しない耐水性を有し、さらに実装工程の際、アウトガスが発生しないものが好ましい。

次に貼付部１ｂに形成した接着層８を開口部４が形成された電子部品集合体１１の表面側に圧着することで、第１の保護フィルム１Ａを貼付する（図３ｂ）。この貼付により、開口部４は第１の保護フィルム１Ａによって塞がれることになる。また、把持部１ａは折り曲げ部７ａから電子部品集合体１１の表面から浮き上がるように形成される。第１の保護フィルム１Ａの幅は、電子部品１０の幅と等しいか短い長さとしているので、隣接する別の第１の保護フィルム１Ａと接触することはない。

続いて、電子部品集合体１１を個片化する。まず電子部品集合体１１のうち開口部４を有する面と反対側の封止樹脂２とリード３とが露出する面をダイシングテープ等の保護テープ１３に貼付する。

次に、図４に示すように第１の保護フィルム１Ａ側からダイシングソー１４を用いて封止樹脂２、リード３および保護テープ１３の一部を切削除去する。次にこの切削除去方向と直交する方向に切断するときは、第１の保護フィルム１Ａの貼付部１ｂ側から把持部１ａ側へ走行させ、第１の保護フィルム１Ａ、封止樹脂２、リード３および保護テープ１３の一部を切削除去することにより個片化する。把持部１ａは封止樹脂２の表面から浮き上がるように形成されているが、切断時に使用する切削水の水圧により把持部１ａは封止樹脂２の表面に押し付けられるため、把持部１ａを固定することができ、確実に把持部１ａを切断することができる。さらにダイシングソー１４の回転方向をダイシングソー１４の進行方向に対し上から下に向かうダウンカットとすることで、把持部１ａを封止樹脂２の表面に押し付けながら、確実に切断することができる。なお、図中の点線部は個片化予定領域である。

この個片化工程において開口部４は、貼付部１ｂで塞がれているため、切削水や封止樹脂やリードフレーム等から発生する切削屑が、開口部４内に侵入することを防ぐことができる。

続いて、開口部４を貼付部１ｂで塞いだ電子部品１０をはんだペースト等を用いて実装基板に実装する実装方法について説明する。通常の電子部品の製造方法に従い、リード３と実装基板とに形成した接続電極部にはんだペーストを形成した後、リフロー装置を用いてはんだを溶融させることではんだ接続を形成する。この高温の加熱処理のときはんだペーストに含まれるフラックスから揮発成分がアウトガスとして放出するが、電子部品１０は開口部４を第１の保護フィルム１Ａで塞いでいるので、電子部品内に揮発成分が入り込むことはなく、チップ部品の性能の低下を防ぐことが可能となる。

続いて、実装基板に実装した電子部品１０から第１の保護フィルム１Ａを剥離する。把持部１ａを例えばピンセット１６等の先で把持してから引き上げることにより（図５）、電子部品１０から第１の保護フィルム１Ａを容易に剥離することができる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。
図６は、第２の実施例の電子部品１０の断面図を示す。電子部品１０は、内部にセンサチップ５（センサ素子）を搭載している。このセンサチップ５の表面には電極パッドが形成されており、金属線６でリード３と接続されている。センサチップ５の図示しないセンサ部が封止樹脂２（パッケージ部）から露出するように開口部４が設けられている。さらに開口部４を設けた電子部品の表面側は第２の保護フィルム１Ｂが接着層８を介して貼付されている。さらに第２の保護フィルム１Ｂの一部には、接着層８の表面にのり殺しのための保護テープ１５が貼付されている。この保護テープ１５の厚さのため、第２の保護フィルム１Ｂは、折り曲げ部７ｂで折れ曲がっており、把持部１ａと貼付部１ｂとに分かれる。把持部１ａは、折り曲げ部７ｂから電子部品の表面から浮き上がるような状態であり、貼付部１ｂは開口部４を塞いでいる。把持部１ａは電子部品の表面から浮き上がった状態となっているため、容易にかつ確実に把持部１ａを把持することができる。また、把持部１ａの端部は、電子部品１０から突出しない構成としている。実施例２では把持部１ａの電子部品に面する側にも接着層８が形成されているが、のり殺しのための保護テープ１５が貼付されているので、把持部１ａが電子部品の表面に接着することはない。

このような構造の電子部品を製造する場合、まず図７（ａ）に示すように、第２の保護フィルム１Ｂを準備する。第２の保護フィルム１Ｂは、片方の面にシリコーン樹脂系やアクリル樹脂系などからなる感圧性接着材により接着層８が形成され、接着層８の一部表面上にのり殺しのための保護テープ１５が貼付されている。ただし接着層８としては後述する個片化工程の際、第２の保護フィルム１Ｂが剥離しない耐水性を有し、実装工程の際、アウトガスが発生しないものが好ましい。のり殺しの方法としては、保護テープ１５を貼付する方法に限られず接着層８の接着性が遮蔽できればよく、接着層８の全部または一部を除去する方法などであっても構わない。

次に貼付部１ｂを開口部４が形成されたパッケージ部表面側に圧着することにより、第２の保護フィルム１Ｂを電子部品集合体１１に貼付する（図７ｂ）。第２の保護フィルム１Ｂは、電子部品集合体１１に一括で貼付できる大きさとすると、例えば矢印の方向にローラー１７を用いて簡便に貼付することができる。この貼付方法によれば、作業上の効率がよく生産性の高い貼付方法となる。この貼付により、開口部４は貼付部１ｂによって塞がれることになる。また把持部１ａは、のり殺しを行っているためパッケージ部表面に接触した状態となっている。

続いて、電子部品集合体を個片化する。まず電子部品集合体１１の開口部４を有する面と反対側の封止樹脂２とリード３とが露出する面をダイシングテープ等の保護テープ１３に貼付する。

次に、電子部品集合体１１をマトリクス状に切断する。この切断はまず、把持部１ａと貼付部１ｂが連続する方向（図８の左右方向）をダイシングソー１４により切削除去する。このとき把持部１ａの両端に連続する貼付部１ｂは接着層８により電子部品集合体１１と接着しているので、把持部１ａは電子部品集合体１１の表面から浮き上がることはない。次に図８に示すように保護テープ１５の端部にダイシングソー１４の端部が接するか、保護テープ１５の端部を切削除去するように、ダイシングソー１４により第２の保護フィルム１Ｂ、保護テープ１５、封止樹脂２、リード３および保護テープ１３の一部を切削除去することにより、電子部品集合体１１を個片化する。なお、図中の点線部は個片化予定領域である。

また切断除去する方向の順番に制限はなく、保護テープ１５の端部を露出する方向から先に切断除去を行っても構わない。この場合、切断除去後に把持部１ａの端部が電子部品集合体１１の表面から浮き上がるので、続く直角方向に切断するときは、貼付部１ｂから把持部１ａに向かう方向へ切断除去すると、切断時に使用する切削水の水圧により把持部１ａを電子部品集合体１１の表面に押し付けて一時的に固定化するので、確実に把持部１ａを切削除去することができる。さらに、ダイシングソー１４の回転方向をダイシングソー１４の進行方向に対し上から下に向かうダウンカットとすることで、把持部１ａは電子部品集合体１１の表面に接触し、確実に切断することができ好ましい。

この個片化工程においても、開口部４は貼付部１ｂで塞がれているため、切削水や封止樹脂やリードフレーム等から発生する切削屑が、開口部４内に侵入することを防ぐことができる。

続いて、開口部４を貼付部１ｂで塞いだ電子部品１０をはんだペースト等を用いて実装基板に実装する実装方法について説明する。通常の電子部品の製造方法に従い、リード３と実装基板とに形成した接続電極部にはんだペーストを形成した後、リフロー装置を用いてはんだを溶融させることではんだ接続を形成する。この高温の加熱処理のときはんだペーストに含まれるフラックスから揮発成分がアウトガスとして放出するが、電子部品１０は開口部４を第２の保護フィルム１Ｂで塞いでいるので、電子部品１０内に揮発成分が入り込むことはなく、チップ部品の性能の低下を防ぐことが可能となる。

続いて、実装基板に実装した電子部品１０から第２の保護フィルム１Ｂを剥離する。保護テープ１５が貼付された把持部１ａを例えばピンセット１６等の先で把持してから引き上げることにより（図５に相当）、電子部品１０から第２の保護フィルム１Ｂを容易に剥離することができる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。例えば保護フィルム上に折り曲げ部７ａ、７ｂを一箇所のみに形成したが、開口部４を被覆できていれば、複数個所形成してもよい。あるいは折り曲げ部７ａ、７ｂを形成しなくてもよい。

また、接着層８は貼付部１ｂにより開口部４を塞ぐことができればよく、その形成方法は限定されない。本実施例では、貼付部１ｂ全体に接着層８を形成したが、例えば開口部４に相当する領域には接着層８を形成しないことも可能である。

また電子部品の内部にセンサチップを搭載した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、内部に搭載されたセンサチップが露出あるいは連通するように開口部が形成された電子部品に適用することが可能である。

１Ａ：第１の保護フィルム、１Ｂ：第２の保護フィルム、１ａ：把持部、１ｂ：貼付部、２：封止樹脂、３：リード、４：開口部、５：センサチップ、６：金属線、７ａ，７ｂ：折り曲げ部、８：接着層、１０：電子部品、１１：電子部品集合体、１３：保護テープ、１５：保護テープ、１６：ピンセット

Claims (4)

1. 表面に保護フィルムを貼付した電子部品において、
   前記電子部品の内部に搭載したチップ部品と、
   前記チップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を備えたパッケージ部と、
   前記パッケージ部表面の少なくとも前記開口部を塞ぐ貼付部と、前記パッケージ部表面と対向し、前記パッケージ部表面と接着しない部分を含む把持部とからなる前記保護フィルムと、
   前記把持部の前記パッケージ部表面側に保護テープを有することを特徴とする電子部品。
2. 内部に搭載されたチップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を備えたパッケージ部を備え、
   前記開口部を塞ぐように保護フィルムを前記パッケージ部表面に貼付した電子部品の製造方法であって、
   前記保護フィルムに把持部と貼付部とを形成する工程と、
   前記電子部品の集合体を形成する工程と、
   前記保護フィルムを前記集合体の表面に前記貼付部が前記開口部を塞ぎ、前記把持部が前記パッケージ部表面と密着しないように貼付する工程と、
   前記保護フィルムを貼付した前記集合体の前記保護フィルムの一部と前記パッケージ部の一部とを切断することにより、各電子部品毎に前記保護フィルムの前記把持部が前記パッケージ部表面から浮き上がった前記電子部品に個片化する工程とを含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
3. 内部に搭載されたチップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を備えたパッケージ部を備え、
   前記開口部を塞ぐように保護フィルムを前記パッケージ部表面に貼付した電子部品の製造方法であって、
   前記保護フィルムに保護テープを貼付する把持部と、前記保護テープを貼付しない貼付部とを形成する工程と、
   前記電子部品の集合体を形成する工程と、
   前記保護フィルムを前記集合体の表面に前記貼付部が前記開口部を塞ぎ、前記把持部が前記パッケージ部表面と密着しないように貼付する工程と、
   前記保護フィルムを貼付した前記集合体の前記保護フィルムの一部と前記パッケージ部の一部とを切断することにより、各電子部品毎に前記保護テープを貼付した前記保護フィルムの前記把持部が前記パッケージ部表面から浮き上がった前記電子部品に個片化する工程とを含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
4. チップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を備えたパッケージ部を備え、
   前記パッケージ部表面の少なくとも前記開口部を塞ぐ貼付部と、前記パッケージ部表面と対向し、前記パッケージ部表面と接着しない部分を含む把持部あるいは前記パッケージ部表面側に保護テープが貼付された把持部とからなる保護フィルムを有する電子部品を実装基板に実装する実装方法であって、
   前記電子部品を実装基板に実装した後、前記保護フィルムを剥離する際、前記パッケージ部表面から浮き上がる前記把持部の前記保護フィルムあるいは前記パッケージ部表面側に保護テープが貼付された把持部の前記保護フィルムを把持することにより、前記保護フィルムを剥離する工程を含むことを特徴とする電子部品の実装方法。

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