JPH1155069A - 樹脂封止表面実装型電子部品 - Google Patents
樹脂封止表面実装型電子部品Info
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Abstract
構成する樹脂配線基板と蓋部材との接着の信頼性を向上
させ、気密封止の信頼性の向上を図る。 【解決手段】 樹脂配線基板1に電子部品素子5を搭載
し、電子部品素子5を覆うように蓋部材を配線基板1に
接着して、電子部品素子5が収納され内部が空洞の封止
領域を構成し、前記配線基板上の蓋部材接着面内に設け
られた貫通導電溝で側面電極21を形成している。前記
貫通導電溝内のメッキ層はAuメッキ層13を最上層と
したCuメッキ層12を含む2種以上の金属層で構成さ
れ、前記配線基板1の上面及び下面に前記貫通導電溝の
周縁と接続した導体10,11を有するが、上側の導体
10上には前記Cuメッキ層12のみが形成され、接着
の信頼性を向上させるためにAuメッキ層13を含む他
のメッキ層は形成しないようにしている。
Description
の他の樹脂材により電子部品素子を気密封止した電子部
品の気密性向上に係るものであり、特に表面弾性波素子
等の圧電素子を空洞に密閉封止するのに適した樹脂封止
表面実装型電子部品の封止構造に関するものである。即
ち、本発明に係る樹脂封止表面実装型電子部品は、封止
された空洞領域(真空乃至は気体領域)を有するもので
あり、単に電子部品素子と外気とを遮断する樹脂封止又
は樹脂注型とは異なる技術分野である。
ば圧電素子、磁歪素子、その他の可動部品)を外気と遮
断し電気的には外部回路と接続してその機能を活用する
には、モールド、樹脂封止或いは樹脂注型と言われる封
止ではなく、周囲に空間(真空乃至気体)を形成したい
わゆる空洞封止が必要である。
クケースによる密封パッケージが主な手段で、最近にお
いては経済性の面から樹脂材による密封方法も例えば特
開平9−148477号等で提案されている。
封封止構造の概略を一例として図4及び図5に示す。こ
れらの図において、1は樹脂配線基板であり、電子部品
素子5は接合部材(例えば金)6を介して樹脂配線基板
1上に接合固定されている。配線基板1に形成された貫
通導電孔としてのスルーホール4は配線基板1上の導体
で電子部品素子5と接続されている。2は樹脂枠基板で
あり電子部品素子5を収納するのに必要なスペースがえ
ぐられており、その上に樹脂蓋基板3が乗せられ、配線
基板1と枠基板2、及び枠基板2と蓋基板3とは接着剤
でそれぞれ接着密封される。その後、切断位置Zの所を
切断して図5の個品電子部品が作られる。スルーホール
4は配線基板1上の導体により、配線基板1と枠基板2
と蓋基板3とで囲まれた空洞7内に収納されている電子
部品素子5と接続されているから、半円筒状に切断され
たスルーホール面4aを外部接続用側面電極として用い
た表面実装型電子部品を構成でき、スルーホール面4a
を外部回路に接続することで内部に収納されている電子
部品素子5の機能を動作させることが出来る。
脂材による密封封止構造のスルーホール部分の拡大図で
ある。スルーホール4は、樹脂配線基板1の上下面の導
体10,11(例えば基板に貼り付けられたCu箔パタ
ーン)を電気的に接続する目的で、内周面にCuメッキ
によるCuメッキ層12を被着、形成し、その上にNi
メッキ層等(図示されていない)を介して最上層にAu
メッキによるAuメッキ層13を被着、形成したもので
ある。
及び配線基板1の外部接続面(図面では下側)が、当該
表面実装型電子部品を使用する際にはんだ付けする面で
あり、長時間外気に晒されてもはんだ付け性が劣化しな
いよう化学的に安定な表面を形成するためである。この
際、スルーホール4両側にはスルーホール内にメッキが
付き易いように及び配線基板1のパターンとの接続信頼
性を確保するためランドパッド10a,11aが設けら
れる。これらのランドパッド10a,11aは、樹脂配
線基板1の上下面の導体10,11の端部に前記スルー
ホール4の周縁の全周を囲むように一体に形成された円
環状部分として構成され、さらに上記メッキ処理により
Cuメッキ層12乃至最上層のAuメッキ層13が積層
形成される。
5と同一部分には同一符号を付してある。
板1と樹脂枠基板2とを接着する際には、接着性を向上
させる為、接着面を化学的処理により粗面化する。しか
し、配線基板1上側の接着面のAuランドパット面P
(ランドパッド10aの最上層にAuメッキ層13が被
着された面)は化学的に安定なため粗面化はされず、接
着信頼性の低い面となる。このようなAuランドパット
面Pを有する配線基板1と枠基板2とを接着した場合、
外気と空洞7を遮断している気密信頼性のある最少接着
面距離は接着面の全幅L0よりもかなり小さなL1とな
る。
止構造では、必要なL1寸法を確保するにはAuランド
パット面Pの巾寸法分だけ製品寸法を大きくしなければ
ならず、製品寸法に制約がある場合は気密信頼性が低下
する等の問題点を有している。
図8及び図9に示すようなランドレス・スルーホールと
言われるスルーホール内メッキ法を採用することも考え
られるが、基板上の配線パターン(導体)15とスルー
ホール16内周の導体16aとの接続面積が少ない為、
その分接続の信頼性が低下する。例えば、−40℃〜8
5℃の熱衝撃試験によりその差違が確認され、またスル
ーホール16を半円筒状に切断して当該電子部品の側面
電極とする場合は切断の時の機械的応力によりスルーホ
ール内導体16aが剥離したり、外部回路とのはんだ付
け時の端子強度低下となる等の問題が発生し、特にスル
ーホールを半円筒状に切断して当該電子部品の外部接続
用側面電極とする場合は不適当である。
を囲む内部が空洞の封止領域を構成する樹脂配線基板と
蓋部材との接着の信頼性を向上させ、ひいては気密封止
の信頼性の向上を図ることのできる樹脂封止表面実装型
電子部品を提供することを目的とする。
の実施の形態において明らかにする。
に、本発明は、樹脂配線基板に電子部品素子を搭載し、
該電子部品素子を覆うように蓋部材を前記配線基板に接
着して、前記電子部品素子が収納され内部が空洞の封止
領域を構成し、前記配線基板上の蓋部材接着面内に設け
られた貫通導電孔又は溝にて外部回路との接続導通路と
なす樹脂封止表面実装型電子部品において、前記貫通導
電孔又は溝内のメッキ層はAu層を最上層としたCu層
を含む2種以上の金属層で構成され、前記配線基板の上
面及び下面に前記貫通導電孔又は溝の周縁と接続した導
体を有しかつ該導体上に前記Cu層が形成されており、
前記Au層を含む他のメッキ層は前記蓋部材接着面内の
前記上面の導体上には無く前記下面側の外部回路接続パ
ターン全域に施されていることを特徴としている。
て、円形の貫通導電孔を略2分割した形状であって、前
記配線基板上の蓋部材接着面内に設けられた半円筒状貫
通導電溝を外部接続用側面電極としてもよい。
てもよい。
体化した構成でもよい。
実装型電子部品の実施の形態を図面に従って説明する。
の形態であって、中間部を省略した正断面図であり、図
2及び図3は個品電子部品に切断する前段階のスルーホ
ール部分の正断面図及び平面図である。
に切断する前段階のスルーホール部分の構成について説
明する。これらの図において、スルーホール20は、樹
脂配線基板1の上下面の導体10,11(例えば基板に
貼り付けられたCu箔パターン)を電気的に接続する目
的で、内周面にCuメッキによるCuメッキ層12を被
着、形成し、その上にNiメッキ層等(図示されていな
い)を介して最上層にAuメッキによるAuメッキ層1
3を被着、形成したものである。但し、スルーホール4
両側のランドパッド10a,11aのうち、樹脂配線基
板1の上面側となるランドパッド10a及びこれと一体
に連続する導体10にはCuメッキ層12のみが形成さ
れ、Niメッキ層乃至Auメッキ層13は形成しないで
おき、Cu面を露出させた状態に残す。つまり、樹脂配
線基板1と樹脂枠基板2との接着性を改善するため、枠
基板2の接着面にはNiメッキ層乃至Auメッキ層13
は形成しない。なお、樹脂配線基板1の下面側となるラ
ンドパッド11a及びこれと一体に連続する導体11
(外部回路接続パターンとなる)にはスルーホール内周
面と同様にCuメッキ層12の上にNiメッキ層乃至A
uメッキ層13が全域にわたり被着、形成される。
脂配線基板1と樹脂枠基板2、及び樹脂枠基板2と樹脂
蓋基板3とを接着剤でそれぞれ接着密封し、その後、切
断位置Zの所を切断することで図1の如き個品の樹脂封
止表面実装型電子部品が得られる。
面が樹脂とCuのみで構成され、樹脂基板の接着技術
(粗面化技術)により十分気密信頼性のある接着面が得
られるから、電子部品素子5を気密に収納した空洞7を
外気から遮断する気密信頼性のある最少接着面距離は図
3のL2となり、接着面の全幅L0に近づけることがで
き、図7の従来例のL1よりも相当大きくできる。
互に気密に接着状態の樹脂枠基板2(枠体)と樹脂蓋基
板3(蓋板)とで蓋部材を構成しており、樹脂配線基板
1上に気密に接着されて被せられた当該蓋部材内側の空
洞7に圧電素子としての表面弾性波素子等の電子部品素
子5が収納固定されているものであり、図2及び図3の
スルーホール20を略2分割した形状の半円筒状貫通導
電溝は外部接続用側面電極21を構成し、かつ配線基板
1下面の外部回路接続パターンで構成される外部接続用
底面電極22への接続導通路として機能している。
基板3の材質は例えば、BTレジン(ビスマレイミドト
リアジン樹脂)であり、相互の接着はBTレジン系のプ
リプレグを用いて行うことができる。
材による密封封止構造の従来例と同様であり、同一又は
相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
を得ることができる。
続信頼性とスルーホール内導体の付着強度を確保するた
め、Cuメッキ層12は上下にランドパットを設け(導
体のランドパッド10a,11aの上に積層形成し)、
中間層(Ni等)のメッキを含めAuメッキ層13は配
線基板1の上面側の樹脂枠基板2の接着面にランドパッ
トを設けない構造(つまり中間層及び最上層のAuメッ
キ層13はランドパッド10a上に積層されていない構
造)としたので、配線基板1と樹脂枠基板2との接着面
が樹脂とCuのみで構成され、粗面化技術により十分気
密信頼性のある接着面とすることが可能となり、電子部
品素子5が気密に収納された空洞7と外気との遮断距離
をかなり大きくすることが可能になる。このため、気密
信頼性の大幅向上が可能となる。
上下に設けられているので、従来通りのスルーホール内
メッキ導体付着強度が得られる。ランドレス・スルーホ
ール構造の場合に問題となる接続の信頼性の低下や外部
回路とのはんだ付け時の端子強度低下は発生しない。
3のスルーホール20を切断位置Zで略2分割に切断し
て半円筒状貫通導電溝からなる外部接続用側面電極21
を形成したが、切断位置を例えば図2及び図3のZ’と
することで、スルーホール20をそのまま残して、配線
基板1下面の外部回路接続パターンで構成される外部接
続用底面電極22への接続導通路とすることも可能であ
る。
板3とを相互に接着することで構成する代わりに、内側
に凹部を有するように当初から形成されたキャップ状の
樹脂部材であってもよい。
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であり、蓋部材が装着される配線基板の接
着面中にはCuランドパットを設けるが、Ni、Auパ
ットは設けない構造であれば、接着信頼性は確保され、
スルーホール電極の強度も従来通りの強度が確保出来、
発明の効果は同様である。
ルーホール直径(メッキ前):0.5mm、ランドパット
径:0.8mm、樹脂配線基板1の厚み:0.5mm、基板1
の上下面の導体パターン厚み:18μm、メッキ厚みは
最下層Cu:約15μm、中間層Ni:約7μm、最上
層Au:1μmとして樹脂封止表面実装型電子部品を試
作した。比較のため、図6及び図7の従来構造において
も同一寸法で樹脂封止表面実装型電子部品を試作した。
但し、上記各部の寸法から図7のL1:0.05mm、図
3におけるL2:0.2mmである。
従来構造の気密信頼性を比較するため吸湿リフロー試験
とよばれる次の試験を行った。 1.作成したサンプルをMIL−STD−883Cに規
定されているグロスリークテストにより気密検査を行い
初期気密性を確認する(フロリナート液中に沈めて泡の
発生を見る方法)。 2.次に、サンプルを85℃、85%RHの湿中に放置
し吸湿させる。 3.吸湿させたサンプルを室温で30分放置後260℃
リフロー炉に3回通過させる。 4.上記サンプルを再度上記グロスリークテストにより
気密検査を行う。 5.湿中放置時間と気密不良発生率を比較する
った。 表 気密不良発生率 湿中放置時間 従来構造(試作1) 従来構造(試作2) 実施の形態の構造 8時間 14/34=41% 14/35=40% 0/30=0% 18時間 18/35=51% 20/23=87% 24時間 0/30=0% 48時間 2/30=7%
実施の形態の構造には気密信頼性に大きな差があり、本
発明の効果は大きい。一般民生機器においては湿中放置
24時間後のリフロー炉3回通過が合格レベルと言われ
ている。
封止表面実装型電子部品によれば、樹脂配線基板と蓋部
材との接着面の接着性を改善して、外気と電子部品素子
が気密封止された空洞との遮断距離を増大させることが
可能で、気密信頼性の向上を図ることができる。また、
前記配線基板の上面及び下面に貫通導電孔又は溝の周縁
と接続したCu層のパターン(ランドパット)が設けら
れているので、前記貫通導電孔又は溝内面のメッキ導体
付着強度を十分確保することができる。
施の形態を示す中間部を省略した正断面図である。
前段階のスルーホール周辺の構造を示す正断面図であ
る。
前段階のスルーホール周辺の構造を示す平面図である。
正断面図である。
実装型電子部品の正断面図である。
ーホール周辺の構造を示す正断面図である。
示す平面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 樹脂配線基板に電子部品素子を搭載し、
該電子部品素子を覆うように蓋部材を前記配線基板に接
着して、前記電子部品素子が収納され内部が空洞の封止
領域を構成し、前記配線基板上の蓋部材接着面内に設け
られた貫通導電孔又は溝にて外部回路との接続導通路と
なす樹脂封止表面実装型電子部品において、 前記貫通導電孔又は溝内のメッキ層はAu層を最上層と
したCu層を含む2種以上の金属層で構成され、前記配
線基板の上面及び下面に前記貫通導電孔又は溝の周縁と
接続した導体を有しかつ該導体上に前記Cu層が形成さ
れており、前記Au層を含む他のメッキ層は前記蓋部材
接着面内の前記上面の導体上には無く前記下面側の外部
回路接続パターン全域に施されていることを特徴とする
樹脂封止表面実装型電子部品。 - 【請求項2】 円形の貫通導電孔を略2分割した形状で
あって、前記配線基板上の蓋部材接着面内に設けられた
半円筒状貫通導電溝を外部接続用側面電極とした請求項
1記載の樹脂封止表面実装型電子部品。 - 【請求項3】 前記電子部品素子は圧電素子である請求
項1又は2記載の樹脂封止表面実装型電子部品。 - 【請求項4】 前記蓋部材は枠体と蓋板とを接着一体化
したものである請求項1,2又は3記載の樹脂封止表面
実装型電子部品。
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