WO2011104784A1 - 変換体モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3025—Electromagnetic shielding
Definitions
- the present invention relates to a converter module for converting a wave, for example, a sound wave into an electric signal, and a method for manufacturing the same.
- portable devices such as mobile phones are required to be further reduced in size and weight.
- microphones mounted therein are also reduced in size and weight.
- a converter that converts sound waves into an electrical signal is mounted on a substrate having sound holes, and the substrate electrode of the substrate and the vibrator electrode of the converter are connected by a bonding wire.
- it is equipped with an amplifying element that amplifies the electrical signal of the converter, the substrate electrode of the substrate and the element electrode of the amplifying element are connected by a bonding wire, and the microphone of the substrate is made into a substrate module, thereby reducing the size and weight. I am trying to figure it out.
- Patent Document 1 as a first conventional example related to the downsizing of a package.
- the first conventional example has a problem that the miniaturization of the converter module is insufficient. That is, in the first conventional example, as described above, since the converter and the amplifying element are both mounted on the substrate, the size of the package cannot be sufficiently reduced.
- Patent Document 2 As a second conventional example in order to further reduce the size of the first conventional example.
- a concave portion is provided in the amplifying element (LSI chip) itself in order to vibrate the vibration film of the converter, and the concave portion is formed when the amplifying element is thin.
- the microphone sensitivity to the external sound which is the most important in the performance of the microphone, depends on the size of the recess. As a result, since the microphone is reduced in size, there is a problem that the capacity of the recess cannot be sufficiently secured and the performance of the microphone sensitivity is deteriorated.
- the heat generation of the amplifying element is particularly high. There is a problem that it increases.
- An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to obtain a higher output converter module at a low cost while improving the sensitivity performance after achieving downsizing.
- a converter module includes a substrate, a converter that is held on the substrate and converts an external wave into an electrical signal, and is held on the substrate and is electrically connected to the converter.
- the board has a first hole that penetrates the board in the front and back direction in a region facing the electronic part.
- the converter module of the present invention since the substrate has the first hole portion that penetrates the substrate in the front and back direction in the region facing the electronic component, the converter module can be reduced in size and weight while reducing the weight. Heat generated from the components can be easily radiated to the outside of the converter module. As a result, a higher output converter module can be obtained at low cost.
- a heat sink may be provided in the first hole.
- the heat sink may be fixed to the electronic component.
- the converter module of the present invention may further include a cap material held on the substrate so as to cover the converter and the electronic component, and the cap material may be fixed to the electronic component.
- the entire cap material functions as a heat sink, the heat dissipation efficiency can be further improved.
- the cap material may be composed of a rib material fixed to the peripheral edge on the substrate and a plate-like member fixed on the rib material.
- the plate-like member can be easily manufactured, it is effective in reducing the manufacturing cost. Further, when the rib structure is employed, the back space can be arbitrarily set, so that the sound quality is stabilized and improved when the converter module is a microphone.
- the plate member may be fixed to the electronic component.
- the plate-like member may have an uneven shape formed on the surface opposite to the substrate.
- the substrate may have a second hole that penetrates the substrate in a region facing the converter.
- the converter faces the first electrode formed on one surface of the converter and the one surface. It has the 2nd electrode formed in the other surface, and the 1st electrode and the 2nd electrode may be electrically connected by the penetration electrode which penetrates the inside of a conversion object.
- the converter may be fixed on the electronic component.
- the electronic component may be fixed on the converter.
- the converter module can be further reduced in size and weight.
- heat generated from the electronic component can be easily radiated to the outside not only from the upper surface of the converter module but also from the side surface of the converter module.
- planar shape of the converter and the electronic component may be the same, and the side surfaces of the converter and the electronic component may coincide with the direction perpendicular to the top surface of the substrate.
- planar shape of the substrate and the converter may be the same, and the side surfaces of the substrate and the converter may coincide with the direction perpendicular to the upper surface of the substrate.
- the converter body and the electronic component having the stack structure can be made to have the same size in a plane. For this reason, especially when the converter is disposed on the substrate side of the stack structure, the planar size of the converter can be reduced, and the converter module can be further reduced in size and weight.
- the electronic component may be held with the element formation surface facing the substrate side.
- the electronic component electrically connected to the converter may be an amplifying element that amplifies an electric signal from the converter.
- the method of manufacturing a converter module according to the present invention includes a step (a) of forming a first hole penetrating in the front and back direction of the substrate on the substrate, and converting an external wave to an electrical signal on the substrate.
- the amplifying element is fixed on the substrate so as to face the first hole. Therefore, heat generation from the amplifying element is achieved while reducing the size and weight of the converter module. Can be easily radiated to the outside of the converter module. As a result, a higher output converter module can be realized at low cost.
- the step (a) may include a step of forming a second hole penetrating in the front and back direction of the substrate in a region of the substrate facing the converter.
- the method for manufacturing a converter module of the present invention further includes a step (d) of fixing a cap material on the substrate so as to cover the converter and the amplification element after the steps (b) and (c). It may be.
- the step (d) includes a step of fixing a rib member so as to surround the converter and the amplifying element on the peripheral portion of the substrate, and a step of fixing a plate-like member on the rib member. Also good.
- the plate-like member is easy to manufacture, the cost of the converter module is reduced.
- the rib structure is employed, when the converter module is a microphone, the back space can be arbitrarily set, so that the sound quality is stabilized and improved.
- step (a) In the manufacturing method of the converter module of the present invention, in the step (a), a plurality of first holes are formed in the substrate.
- the converter and the amplifying element are A plurality of converters and amplifying elements are fixed on the substrate as a pair, and after the steps (b) and (c), the substrate and the cap material are separated by a cutting means into the pair of converters and amplifying elements.
- a step (e) of dividing the substrate into pieces by cutting the substrate so as to include the substrate may be further provided.
- the manufacturing cost of the converter module can be reduced by simultaneously cutting the substrate and the cap material.
- the converter module and the manufacturing method thereof of the present invention it is possible to obtain a converter module with higher output at a low cost while reducing the size and improving the sensitivity performance.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a converter module according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a converter module according to a first modification of the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a converter module according to a second modification of the first embodiment of the present invention.
- FIG. 4 shows a converter module according to the second embodiment of the present invention, and is a schematic cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
- FIG. 5A to FIG. 5E are schematic plan views in order of steps showing a method for manufacturing a converter module according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 5A to FIG. 5E are schematic plan views in order of steps showing a method for manufacturing a converter module according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a converter module according to a modification of the second embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a converter module according to the third embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a converter module according to a first modification of the third embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a converter module according to a second modification of the third embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a converter module according to the fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a converter module according to the fifth embodiment of the present invention.
- FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a converter module according to the sixth embodiment of the present invention.
- FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a converter module according to a seventh embodiment of the present invention.
- FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a converter module according to a modification of the seventh embodiment of the present invention.
- the converter module 5 includes a substrate 1 and a vibrating membrane 2 that is held on the main surface of the substrate 1 and constitutes, for example, a capacitor that converts sound waves input from the outside into electrical signals.
- Converter 3 including, an amplifier output function for amplifying an electrical signal from the diaphragm 2, a rectifying output function, a digitized signal processing output function, etc.
- the amplifying element 4 as an electronic component having the output function and the shield cap material 13 held on the substrate 1 so as to cover the conversion body 3 and the amplifying element 4 are configured.
- the substrate 1 has, for example, a two-layer structure of an upper layer substrate 1a and a lower layer substrate 1b, and has a plurality of substrate electrodes 18 formed on the upper surface and a plurality of mounting terminals 9 formed on the lower surface.
- the substrate electrode 18 and the mounting terminal 9 are electrically connected by an internal wiring 12 formed inside.
- a two-layer structure is adopted for the substrate 1, but a single layer may be used as long as the number of mounting terminals 9 and the arrangement position (arrangement) are not limited. Further, if it is necessary to increase the number of mounting terminals 9 and the number of arrangements, a multilayer substrate having two or more layers may be used.
- the composition of the substrate 1 is assumed to be a general resin-based organic substrate, but is an inorganic material made of a metal material such as a copper (Cu) -based alloy or an iron (Fe) -based alloy used for a lead frame, a ceramic material, or the like.
- a substrate may be used.
- the amplification element 4 is fixed to the upper surface of the substrate 1 by an element adhesive 19.
- the amplification element electrode 16 formed on the upper surface of the amplification element 4 and the substrate electrode 18 on the substrate 1 are electrically connected by an amplification element wire 17.
- a first through hole 1c is formed in the lower portion of the amplification element 4 in the substrate 1. Accordingly, since the lower surface of the amplifying element 4 is exposed from the substrate 1 through the first through hole 1c, the heat generated from the amplifying element 4 is transferred to the outside of the converter module 5 while reducing the size and weight of the converter module 5. Can easily dissipate heat. Therefore, high output of the converter module 5 can be achieved.
- the amplifying element 4 when the amplifying element 4 is fixed on the substrate 1 with the element adhesive 19, it is desirable to apply the element adhesive 19 while avoiding the first through holes 1 c provided in the substrate 2 in advance. However, when a material having excellent thermal conductivity is used for the element adhesive 19, the first through hole 1 c may be blocked. Further, the first through hole 1c provided in the substrate 1 may be formed in advance before the amplification element 4 is fixed, or may be formed after the amplification element 4 is fixed.
- the vibrating membrane 2 constituting the conversion body 3 is electrically connected to the amplification element electrode 16 via the conversion body wiring 15, the conversion body electrode 8, the conversion body wire 35, the substrate electrode 18, the internal wiring 12 of the substrate 1 and the amplification element wire 17. Connected. Although not shown, the amplification element electrode 16 is connected to an internal circuit. As described above, the amplifying element electrode 16 and the substrate electrode 18 are connected by the amplifying element wire 17, and the substrate electrode 18 and the mounting terminal 9 are connected to each other. 4 is electrically connected to the mounting terminal 9 of the substrate 1 through the electric signal processing or the like.
- the shield cap material 13 made of, for example, a metal material fixed on the substrate 1 with the cap adhesive 20 vibrates the transducer 3 so that sound waves input from the outside are directly transmitted to the vibration film 2.
- a second through hole 13 a is provided above the film 2.
- the shield cap material 13 may be a resin material or the like as long as it can be shielded.
- the vibrating membrane 2 of the converter 3 has a two-layer structure of a passive membrane and an active membrane, and the passive membrane and the active membrane are held at a distance from each other. Therefore, if the distance between the passive film and the active film physically varies, the capacitance is changed according to the theory of capacitance change of the capacitor. That is, the sound wave input from the outside of the converter module 5 vibrates the vibrating membrane 2 of the converter 3 from the second through-hole 13 a provided in the shield cap material 13, so that the vibration has an electric capacity. Converted to change. Further, the converted electric signal is input to the amplifying element 4 through the above-described electrical connection path. The amplifying element 4 processes an electrical signal from the vibration film 2 and outputs it from the mounting terminal 9 of the substrate 1 through an electrical path on the way.
- the converter module 5 according to the first embodiment is provided with the first through hole 1c on the lower side of the amplifying element 4 in the substrate 1 that holds the amplifying element 4, and thus the converter module 5
- the heat generated from the amplifying element 4 can be easily radiated to the outside while reducing the size and weight. Therefore, the converter module 5 with higher output can be obtained.
- the converter module 5 When the converter module 5 is mounted on a printed circuit board or the like, if the hole is provided in the printed circuit board itself at a position facing the first through hole 1c, the heat dissipation of the converter module 5 is further increased. Promoted.
- FIG. 2 shows a first modification of the first embodiment.
- the heat radiating plate 50 is disposed on the exposed surface from the first through hole 1 c of the substrate 1 in the amplification element 4 via the heat radiating plate adhesive 52. It is characterized by being fixed.
- the heat sink 50 is desirably a material having excellent thermal conductivity.
- a metal material for example, a copper alloy plated with nickel, is used, but a resin material may be used.
- the heat radiating plate adhesive 52 is also a material having high thermal conductivity, and here, a metal material, for example, a thermosetting resin mixed with silver is used.
- the converter module 5 is such that the heat generated from the amplifying element 4 accompanying the increase in the output of the amplifying element 4 is radiated to the outside through the heat radiating plate 50, thereby While reducing the size and weight of 5, it is possible to improve the quality such as heat dissipation characteristics.
- the substrate 1 of the converter module 5 is mounted on a printed board or the like, if the heat sink 50 is also mounted on the printed board together with the board 1, the heat dissipation to the outside of the printed board is improved.
- the heat radiating plate 50 is mounted on the heat radiating mechanism provided on the printed board, not only the converter module 5 but also the heat radiability of the entire printed board is promoted.
- FIG. 3 shows a second modification of the first embodiment.
- the converter module 5 has the heat radiating plate 50 fixed to the exposed surface from the first through hole 1 c of the substrate 1 in the amplification element 4 via the heat radiating plate adhesive 52.
- the heat sink adhesive material 52 is filled between the upper surface of the amplifying element 4 and the shield cap material 13.
- the converter module 5 according to the second embodiment is characterized in that the shield cap material is composed of a plate-like cap material 25 and a rib material 28.
- a second through hole 25a is formed in a portion of the plate-shaped cap member 25 facing the vibration film 2 of the converter 3.
- the other members than the shield cap material are the same as those of the first modification of the first embodiment shown in FIG.
- the rib material 28 made of a resin material is fixed to the periphery of the substrate 1 by a lower adhesive 27 so as to surround the converter 3 and the amplification element 4.
- the plate-like cap material 25 made of, for example, a resin material in which the second through hole 26 a is provided at the portion facing the converter 3 is fixed to the upper surface of each rib member 28 by the upper adhesive material 26.
- the rib member 28 and the plate-like cap member 25 may be made of a metal material or the like as long as it can be shielded.
- the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the cap covering the converter 3 and the amplifying element 4 can be applied to the plate-shaped cap material 25. Therefore, the shield cap can be easily manufactured, and the manufacturing cost can be reduced.
- a plurality of first through holes 1c are formed, a plurality of substrate electrodes 18 are formed on the upper surface, and a plurality of mounting terminals 9 are formed on the lower surface.
- a substrate 1 having a two-layer structure is prepared.
- the amplifying element 4 is fixed by the element adhesive 19 so as to straddle the first through holes 1 c on the substrate 1.
- the amplification element electrode 16 of the amplification element 4 and the substrate electrode 18 of the substrate 1 are electrically connected by the amplification element wire 17.
- the back surface 3 a side of the converter 3 having the vibration film 2 and the back space 3 a below the vibration film 2 in a region on the side of the amplifying element 4 on the substrate 1 is attached by the converter adhesive 36. Stick.
- the converter electrode 8 of the converter 3 and the substrate electrode 18 of the substrate 1 are electrically connected by the converter wire 35.
- a polycrystalline silicon (Poly-Si) material is used for the converter electrode 8
- a general aluminum (Al) material is used for the amplifying element electrode 16. Therefore, the converter wire 35 employs an Al wedge bond system, and the amplifying element wire 17 employs an Au ball bond system.
- the amplifying element electrode 16 of the amplifying element 4 and the substrate electrode 18 of the substrate 1 are connected by the amplifying element wire 17, and then the converter 3 is fixed on the substrate 1.
- the present invention is not limited thereto, and the amplifying element electrode 16 and the substrate electrode 18 may be connected by the amplifying element wire 17 after the converter 3 is fixed on the substrate 1.
- one converter 3 and one amplifying element 4 that are fixed are paired, and a rib member 28 is fixed on the substrate 1 by a lower adhesive 27 so as to surround each pair.
- the plate-like cap material 25 is fixed by the upper adhesive 26 so as to cover the rib material 28.
- the lower adhesive material 27 and the upper adhesive material 26 use thermosetting resin materials having the same composition, the lower adhesive material 27 and the upper adhesive material 26 are placed after the plate-like cap material 25 is placed. Are heated to about 150 ° C. to 250 ° C. in a nitrogen atmosphere to prevent oxidation, and are fixed to each other.
- the heat sink 50 is also fixed to the lower surface of the amplification element 4 exposed from the first through hole 1 c on the back surface of the substrate 1 using the heat sink adhesive 52.
- the 2nd through-hole 25a is formed in the site
- the heat sink 50 may be fixed to the lower surface of the amplifying element 4 in advance.
- the second through hole 25a may be formed in advance before fixing.
- the substrate 1, the rib material 28, and the plate-shaped cap material 25 are simultaneously cut using a cutting means such as a dicing blade.
- a cutting means such as a dicing blade.
- diamond is used for the abrasive grains of the dicing blade, but CBN (cubic boron nitride) may be used.
- CBN cubic boron nitride
- a copper (Cu) -tin (Sn) -based metal bond is used as the bond material for fixing the abrasive grains, but a nickel (Ni) -based metal bond or a thermosetting resin material may be used. Good.
- an adhesive tape material (not shown) is used to fix the substrate 1, the rib material 28, and the plate-like cap material 25 when cutting with a dicing blade, but other fixing methods such as a vacuum adsorption method are used. It doesn't matter. However, since the second through-hole 25a and the vibration film 2 are spatially connected, it is necessary to prevent the vibration film 2 from being destroyed by the suction force of vacuum. Furthermore, when cutting with a dicing blade, frictional heat and cutting waste are generated. Cutting water is generally used for the purpose of cooling and removal of cutting waste at this time. Furthermore, it is necessary not to break the vibrating membrane 2 due to the hydrodynamic force of the cutting water and the cutting waste.
- a tape material is affixed not only to the substrate 1 but also to the upper surface of the plate-like cap material 25, and cutting water and cutting waste are put into the second through hole 25 a. Etc. to prevent infiltration.
- the converter module 5 held on the tape material is individually picked up to obtain the converter module 5 shown in FIG. 5 (e) and FIG.
- the amplifying element 4 when the amplifying element 4 is fixed on the substrate 1 with the element adhesive 19, it is desirable to apply the element adhesive 19 while avoiding the first through holes 1 c provided in the substrate 2 in advance.
- the first through hole 1c is provided in the substrate 1 in advance.
- the first through hole 1c is formed in the lower portion of the amplifying element 4 in the substrate 1 by a drill or the like. May be.
- the first through hole 1c is provided in the vicinity of the amplifying element 4, and the heat sink 50 is fixed to the lower surface of the amplifying element 4 through the first through hole 1c. is doing. For this reason, while the converter module 5 is reduced in size and weight, the heat generated from the amplifying element 4 is more easily radiated to the outside. As a result, the output of the converter module 5 can be increased.
- the heat dissipation of the converter module 5 is further promoted. Further, at this time, if the heat radiating plate 50 itself is mounted on the printed circuit board, heat radiation to the outside of the printed circuit board becomes easy. Furthermore, when the heat dissipation mechanism is provided on the printed circuit board, if the heat dissipation plate 50 is mounted on the heat dissipation mechanism, the heat dissipation of the entire printed circuit board as well as the converter module 5 is further promoted.
- the heat radiating plate 50 is a material having excellent thermal conductivity.
- a metal material is used, but a resin material may be used.
- the heat radiation plate adhesive 52 is also a material having excellent thermal conductivity.
- a thermosetting resin mixed with a metal material is used.
- the rib member 28 is also desirably a material having excellent thermal conductivity.
- a metal material is used, but a resin material may be used.
- the heat generated due to the higher output of the amplifying element 4 is radiated to the outside of the converter module 5 through the heat radiating plate 50, thereby reducing the size and weight of the converter module 5 while radiating heat. Quality such as characteristics can be improved. As a result, a higher output converter module 5 can be obtained.
- the plate-like cap material 25 is used for the cap that covers the converter 3 and the amplifying element 4, the cap can be easily manufactured and the manufacturing cost can be reduced. Can do.
- FIG. 6 shows a modification of the second embodiment.
- the converter module 5 according to this modification is characterized in that a heat radiation plate adhesive 52 is filled between the upper surface of the amplifying element 4 and the plate-like cap material 25.
- the plate-like cap material 25 is desirably a material having excellent thermal conductivity.
- a metal material for example, a copper alloy with nickel plating is used, but a resin material may be used.
- the heat sink adhesive 52 is also desirably a material having excellent thermal conductivity.
- a thermosetting resin mixed with metal for example, silver, is used.
- the heat generated due to the high output of the amplifying element 4 is radiated from the entire surface of the plate-shaped cap member 25 to the outside of the converter module 5 as well as the heat radiating plate 50 provided on the lower surface of the multiplying element 4. Therefore, it is possible to realize the converter module 5 in which the quality such as heat dissipation characteristics is further improved while reducing the size and weight.
- FIGS. 1, 2 and 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the converter module 5 is characterized in that both the converter 3 and the amplifying element 4 are flip-chip mounted. That is, the converter 3 is fixed to the upper surface of the substrate 1 with the surface on which the vibration film 2 and the converter electrode 8 are formed facing the substrate 1. Specifically, the converter electrode 8 is electrically connected to the substrate electrode 18 with the bumps 11 interposed. Further, the converter underfill material 23 is filled around the substrate electrode 18, the bump 11, and the converter electrode 8. In addition, a second through hole 1 d serving as a sound hole is formed in a region of the substrate 1 facing the vibration film 2 of the converter 3.
- the amplifying element 4 is fixed on the upper surface of the substrate 1 with the surface on which the amplifying element surface electrode 10 is formed facing the substrate 1. Specifically, the amplification element surface electrode 10 is electrically connected to the substrate electrode 18 with the bumps 11 interposed. Further, an amplifying element underfill material 24 is filled between the amplifying element and the heat dissipation plate 50 including the substrate electrode 18, the bump 11 and the amplifying element surface electrode 10.
- the space between the surface (upper surface) opposite to the element forming surface of the amplifying element 4 and the plate-like cap material 25 is filled with a heat sink adhesive 52.
- the converter module 5 with improved quality such as heat dissipation characteristics can be realized while reducing the size and weight.
- first through holes 1c and second through holes 1d are formed, a plurality of substrate electrodes 18 are formed on the upper surface, and a plurality of mounting terminals 9 are formed on the lower surface.
- a substrate 1 is prepared. However, at least one of the through holes 1c and 1d may be formed in a subsequent process.
- the amplifying element 4 is arranged on the substrate 1 such that the lower surface (element forming surface) faces the first through hole 1c, and the amplifying element surface electrode 10 and the substrate electrode 18 are connected by the bumps 11. It is fixed by connecting. Subsequently, an amplifying element underfill material 24 is poured between the amplifying element 4 and the substrate 1 in order to ensure and maintain the bonding of the amplifying element surface electrode 10, the bump 11 and the substrate electrode 18. Subsequently, the amplification element underfill material 24 is heated and solidified. Here, a thermosetting resin is used as the amplifying element underfill material 24. In addition, since the heat sink 50 is fixed to the lower surface of the amplifying element 4, it is necessary to select a material having high heat dissipation for the amplifying element underfill material 24.
- the converter 3 is arranged on the substrate 1 so that the vibration film 2 faces downward and faces the second through hole 1d of the substrate 1, and the converter electrode 8 and the substrate electrode 18 are bumped. 11 is fixed by connecting.
- a converter underfill material 23 is poured between the converter 3 and the substrate 1 in order to ensure and maintain the bonding of the converter electrode 8, the bump 11, and the substrate electrode 18.
- the converter underfill material 23 is solidified by heating or the like.
- a thermosetting resin is used as the converter underfill material 23.
- the converter underfill material 23 may be applied when the converter electrode 8 and the substrate electrode 18 are connected by the bumps 11. Further, instead of the converter underfill material 23, a tape material or the like may be used.
- each underfill material 23 and 24 was used in order to protect the connection part by the bump 11, if it can protect a connection part even if these underfill materials 23 and 24 are not used, it will not necessarily be an underfill material. 23 and 24 need not be used. However, in the present embodiment, since there is a gap due to the bump pitch between the adjacent bumps 11, sound from the outside entering from the second through hole 1d provided in the substrate 1 is likely to leak. Therefore, in this embodiment, each underfill material 23 and 24 is used also from a viewpoint of sound collection efficiency.
- the converter 3 is mounted after the amplification element 4 is mounted on the substrate 1.
- the amplification element 4 may be mounted after mounting the conversion body 3 on the substrate 1. .
- the heat sink adhesive 52 is filled between the amplifying element 4 and the plate-shaped cap member 25.
- the heat generated by the amplifying element 4 can be transmitted to the plate-shaped cap material 25. It is not always necessary to use the heat radiation plate adhesive 52.
- the plate-like cap material 25 is desirably a material having excellent thermal conductivity.
- a metal material for example, a copper alloy plated with nickel is used, but a resin material may be used.
- the rib material 28 itself exhibits a heat dissipation effect, so that the heat dissipation from the side surface of the converter module 5 is also improved.
- the substrate 1, the rib material 28, and the plate-shaped cap material 25 are simultaneously cut by a dicing blade or the like. Thereafter, the converter module 5 held on the tape material is individually picked up to obtain the converter module 5 shown in FIG.
- the converter module 5 according to the third embodiment obtains the effect of the converter module according to the second embodiment and dissipates heat above the side of the amplifier element 4 opposite to the substrate 1. Since the plate-like cap material 25 functioning as a plate is disposed and the heat radiation plate adhesive 52 is filled between the amplification element 4 and the plate-like cap material 25, the heat generated from the amplification element 4 is converted to the converter module 5. It is possible to more reliably dissipate heat to the outside. As a result, a higher output converter module 5 can be obtained.
- the plate-shaped cap material 25 itself becomes a heat sink with a relatively large area, the heat dissipation characteristics are further improved. Moreover, the plate-shaped cap material 25 used as a heat sink is easy to manufacture, which leads to a reduction in the cost of the converter module 5.
- the shield cap has a rib structure, and the conversion body 3 is flip-chip mounted so that the back space 3a of the conversion body 3 faces upward. For this reason, the volume of the back space 3a can be arbitrarily set, and the vibrating membrane 2 is likely to vibrate in a wide frequency band while ensuring the sound collecting capability, so that the sound quality is stabilized and improved.
- FIG. 8 shows a converter module according to a first modification of the third embodiment.
- the converter module 5 according to the first modification has an uneven shape 25 b on the upper surface of the plate-like cap material 25 that functions as a heat sink.
- FIG. 9 shows a converter module according to a second modification of the third embodiment.
- the first modification shown in FIG. 9 has a triangular protrusion 25c in cross section on the upper surface of the plate-shaped cap member 25 that functions as a heat sink.
- the converter 3 is mounted such that the vibrating membrane 2 is on the upper side.
- a through hole is provided between the converter electrode 8 on the upper surface and the converter electrode 8 on the lower surface, and formed in the through hole.
- the through-hole conductor portion 14 is electrically connected.
- a natural oxide film is generally formed on the outer peripheral surface of the through-hole conductor 14, that is, the inner wall of the through-hole formed in the converter 3, the leakage current from the through-hole conductor 14 to the converter 3 Is suppressed.
- the vibration film 2 of the conversion body 3 is configured to face the plate-like cap material 25
- the second portion of the plate-like cap material 25 facing the vibration film 2 has a second portion. Similar to the embodiment, the second through hole 25a is provided.
- the manufacturing method of the converter module 5 according to the fourth embodiment is the same as that of the third embodiment except that the converter 3 is mounted upward.
- the converter module 5 according to the fourth embodiment is similar to the third embodiment in that the radiator plate adhesive material 52 is filled between the amplifying element 4 and the plate-like cap material 25, and the plate Since the cap member 25 substantially functions as a heat radiating plate, the heat generation from the amplifying element 4 can be more easily radiated to the outside more reliably while reducing the size and weight of the converter module 5. As a result, a higher output converter module 5 can be obtained.
- the entire surface of the plate-shaped cap material 25 functions as a heat radiating plate, and since the plate-shaped cap material 25 has a relatively large area, the heat radiation characteristics are further improved. To do. Moreover, since the shield cap has a substantially plate-like structure, the manufacture becomes easy, and the manufacturing cost of the converter module 5 can be reduced.
- FIGS. 1, 2, 7, and 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
- the converter module 5 As shown in FIG. 11, the converter module 5 according to the fifth embodiment is mounted such that the amplifying element 4 and the converter 3 are sequentially stacked on the substrate 1.
- the amplifying element 4 with the element formation surface facing up is fixed by an element adhesive 19 so as to straddle the first through hole 1 c formed in the substrate 1.
- a heat radiating plate 50 is fixed to the lower surface of the amplifying element 4 exposed from the first through hole 1 c by a heat radiating plate adhesive 52.
- the conversion body 3 is formed with a through-hole conductor portion 14 as in the fourth embodiment, and is fixed to the amplification element surface electrode 10 on the upper surface of the amplification element 4 with bumps 11 interposed therebetween.
- the amplification element surface electrode 10 and the amplification element electrode 16 are electrically connected through an internal circuit.
- a shield cap member 13 provided with a second through-hole 13 a at a position facing the vibrating membrane 2 of the converter 3 is arranged on the peripheral edge of the substrate 1 so as to cover the laminated amplification element 4 and the converter 3.
- the cap adhesive 20 is fixed.
- the amplification element 4 and the converter 3 are stacked one above the other and mounted, the downsizing and weight reduction of the converter module 5 with improved heat dissipation characteristics are further promoted. be able to.
- a substrate 1 having a two-layer structure in which a first through hole 1c is formed, a plurality of substrate electrodes 18 are formed on an upper surface, and a plurality of mounting terminals 9 are formed on a lower surface is prepared.
- the amplifying element 4 is arranged on the substrate 1 with the lower surface, which is the surface opposite to the element formation surface, facing the first through hole 1 c and fixed by the element adhesive 19. Subsequently, the amplification element electrode 16 of the amplification element 4 and the substrate electrode 18 of the substrate 1 are connected by the amplification element wire 17.
- the transducer 3 having the vibration film 2 and the back space 3a below the vibration film 2 is fixed on the amplifying element 4 with the back space 3a facing down.
- the converter electrode 8 on the lower surface of the converter 3 and the amplifying element surface electrode 10 of the amplifying element 4 are connected by the bumps 11.
- the converter underfill material 23 is poured into the lower side of the converter 3, and then the converter underfill is poured.
- the fill material 23 is solidified by heating. In this case, the converter underfill material 23 is used in order to protect the connection portion by the bump 11.
- the converter underfill material 23 is not necessarily used. It is not necessary to use the converter underfill material 23. However, since there is a gap due to the bump pitch between the adjacent bumps 11, air can flow from the back space 3 a of the converter 3 to the inside of the shield cap 13. For this reason, since the back space 3a can be substantially increased, the sensitivity of the converter module 5 is improved and the sound quality is improved.
- the amplifying element 4 is mounted on the amplifying element 4 after the amplifying element electrode 16 and the substrate electrode 18 are connected by the amplifying element wire 17.
- the amplification element electrode 16 and the substrate electrode 18 may be connected by the amplification element wire 17.
- a shield cap material 13 having a second through-hole 13a is formed on the peripheral edge of the substrate 1 so as to cover the amplifying element 4 and the converter 3 stacked on the substrate 1, and the cap adhesive 20 It adheres by.
- the converter module 5 shown in FIG. 11 is obtained.
- the heat generated by the increase in the output of the amplifying element 4 is radiated to the outside through the heat radiating plate 50 fixed to the lower surface of the amplifying element 4. 4 is stacked with the converter 3 and mounted on the substrate 1, thereby realizing the converter module 5 with improved quality such as heat dissipation characteristics while reducing the size and weight of the converter module 5. . As a result, a higher output converter module 5 can be obtained.
- the converter module 5 when the converter module 5 is mounted on a printed circuit board or the like, if the heat sink 50 is also mounted on the printed circuit board, heat can be easily radiated to the outside of the printed circuit board. Furthermore, if the heat radiating plate 50 is mounted on the heat radiating mechanism provided on the printed board, not only the converter module 5 but also the heat radiability of the entire printed board is promoted.
- FIGS. 1, 2, and 10 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the amplifying element 4 and the converting body 3 are sequentially stacked on the substrate 1, and the substrate 1, the amplifying element 4 and the converting body 3 are stacked. And the width W of each other is the same.
- the amplifying element 4 is flip-chip mounted, and a plurality of amplifying element back surface electrodes 31 and 33 are provided on the surface (back surface) opposite to the element forming surface. It has been.
- An amplification element through-hole conductor 32 is formed in the amplification element 4, and the amplification element back electrode 31 is electrically connected to the amplification element surface electrode 10 through the amplification element through-hole conductor 32.
- the converter electrode 8 on the lower surface connected to the through-hole conductor portion 14 in the converter 3 is electrically connected to the amplifier element back electrode 33 of the amplifier element 4 via the bumps 11.
- the converter 3 and the amplifying element 4 do not use a wire for electrical connection with the substrate 1 and need not use a shield cap material. And weight reduction are possible.
- a substrate 1 having a two-layer structure in which a first through hole 1c is formed, a plurality of substrate electrodes 18 are formed on an upper surface, and a plurality of mounting terminals 9 are formed on a lower surface is prepared.
- the amplifying element 4 is arranged on the substrate 1 so that the element forming surface thereof faces the first through hole 1 c of the substrate 1, and the amplifying element surface electrode 10 and the substrate electrode 18 are connected by the bumps 11. It is fixed by connecting. Subsequently, in order to ensure and maintain the bonding of the amplifying element surface electrode 10, the bump 11, and the substrate electrode 18, an amplifying element underfill material 24 is poured between the amplifying element 4 and the substrate. The fill material 24 is solidified by heating or the like.
- the converter 3 is fixed on the amplifying element 4 by arranging the converter 3 with the back space 3a facing downward and connecting the converter electrode 8 and the amplifying element back electrode 31 with the bumps 11.
- the converter underfill material 23 is poured between the converting body 3 and the amplifying element 4. Thereafter, the converter underfill material 23 is solidified by heating or the like.
- a material having the same composition or an equivalent property is used for the amplifying element underfill material 24 and the converter underfill material 23, the process of solidifying both the underfill materials 23 and 24 can be performed simultaneously, so that mass productivity is achieved. Will improve.
- each underfill material 23, 24 is made of a material having the same composition and the same viscosity, each underfill material 23, 24 is poured in a separate process, but a material having a different viscosity is used. Also good. For example, if the amplifying element underfill material 24 having a viscosity lower than that of the converter underfill material 23 is used for the amplifying element 4 having a large planar dimension before cutting, the amplifying element underfill material 24 and the converter underfill material 23 Can be poured in the same process, so that mass productivity is improved.
- both the amplification element underfill material 24 and the converter underfill material 23 may be subjected to a treatment such as coating in the step of bonding the bumps 11. Further, instead of the underfill materials 23 and 24, a tape material or the like may be used. Furthermore, after the amplifying element 4 is fixed on the substrate 1, the converter 3 is fixed on the amplifying element 4. On the contrary, after the converter 3 is fixed on the amplifying element 4, The converted converter 3 and the amplifying element 4 may be fixed on the substrate 1.
- both the amplification element 4 and the conversion body 3 are manufactured from the wafer state, the plurality of amplification elements 4 in the wafer state and the plurality of conversion bodies 3 in the wafer state are respectively bonded to the bumps 11. Thereafter, the amplifying element 4 in the wafer state and the conversion body 3 in the wafer state are simultaneously cut by a dicing blade or the like, thereby forming a stack-like piece in which the amplifying element 4 and the conversion body 3 are connected to each other. Subsequently, the stacked amplifying element 4, the converter 3, and the substrate 1 that are separated are joined to each other by the bumps 11. Thereafter, necessary underfill materials 23 and 24 are poured and further solidified.
- the heat radiating plate 50 is fixed to the lower surface exposed from the first through hole 1 c of the substrate 1 in the amplification element 4 by the heat radiating plate adhesive 52.
- the converter module 5 shown in FIG. 12 is obtained.
- the converter module 5 can be reduced in size and further reduced in weight. Further, since the amplifying element 4 is joined to the substrate 1 by the bumps 11 instead of the amplifying element wires, it is not necessary to take a margin for the wire loop in the substrate 1. Thereby, the width W of the converter module 5 can be reduced, and the converter module 5 can be further reduced in size.
- the plane areas of the width element 4 and the converter 3 are made equal.
- the planar dimension of the amplifying element 4 can be reduced, and a shield cap can be dispensed with.
- This also makes it possible to further reduce the size and weight of the converter module 5. Therefore, in the present embodiment, the converter module 5 having excellent heat dissipation characteristics can be obtained while reducing the size and weight, and high output can be realized.
- the two wafer bonded states of the amplifying element 4 and the converter 3 can be simultaneously processed into a single piece state in which the amplifying element 4 and the converter 3 are bonded by dicing or the like, the processing time can be shortened. Manufacturing cost can be reduced.
- the converter module 5 when the converter module 5 is mounted on a printed circuit board or the like, if the heat sink 50 is also mounted on the printed circuit board, heat can be easily radiated to the outside of the printed circuit board. Furthermore, if the heat radiating plate 50 is mounted on the heat radiating mechanism provided on the printed board, not only the converter module 5 but also the heat radiability of the entire printed board is promoted.
- FIGS. 1, 2, and 10 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the converter 3 and the amplifying element 4 are sequentially stacked on the substrate 1, and the converter 3 and the amplifying element 4 are mutually connected. Are formed to have the same width W.
- the laminated converter 3 and the amplifying element 4 are covered with the shield cap material 13, and a heat sink adhesive 52 is filled between the amplifying element 4 and the shield cap material 13. And the shield cap material 13 are fixed to each other.
- the converter 3 is fixed downward and flip-chip mounted so that the vibrating membrane 2 faces the first through hole 1c provided in the substrate 1.
- the conversion body 3 is provided with a through-hole conductor portion 14, and the amplification element 4 flip-chip mounted on the conversion body 3 is connected to the conversion body 3 and the substrate via the through-hole conductor portion 14 of the conversion body 3. 1 is electrically connected.
- the converter module 5 according to the seventh embodiment has a stacked structure (stack structure) including the converter 3 and the amplifying element 4, further reduction in size and weight can be achieved.
- the shield cap member 13 that serves as a heat sink is fixed to the amplifying element 4, the heat generated from the amplifying element 4 is generated only on the upper surface of the converter module 5 while reducing the size and weight of the converter module 5. In addition, heat can be easily radiated from the side surface of the converter module 5 to the outside.
- a substrate 1 having a two-layer structure in which a first through hole 1c is formed, a plurality of substrate electrodes 18 are formed on an upper surface, and a plurality of mounting terminals 9 are formed on a lower surface is prepared.
- the converter 3 is arranged on the substrate 1 so that the surface of the diaphragm 2 faces the first through hole 1c, and the substrate electrode 18 of the substrate 1 and the converter electrode 8 of the converter 3 are disposed. Are fixed by being connected by a bump 11.
- the converter underfill material 23 is poured in order to ensure and maintain the bonding of the substrate electrode 18, the bump 11, and the converter electrode 8.
- the poured converter underfill material 23 is solidified by heating or the like.
- the converter underfill 23 may be subjected to a treatment such as coating when the substrate electrode 18 and the converter electrode 8 are connected by the bumps 11.
- the amplification element 4 is fixed on the conversion body 3 by connecting the conversion body electrode 8 of the conversion body 3 and the amplification element surface electrode 10 by the amplification element bumps 34.
- An amplifying element underfill material 24 is poured between the converting body 3 and the amplifying element 4 in order to ensure and maintain the bonding of the converting body electrode 8, the amplifying element surface electrode 10 and the bump 11. Thereafter, the poured amplification element underfill material 24 is solidified by heating or the like.
- the amplification element underfill material 24 may be subjected to a treatment such as coating when the converter electrode 8 and the amplification element surface electrode 10 are connected by the bumps 11.
- each underfill material 23 and 24 was used here, you may substitute with a tape material etc.
- the amplification element 4 was mounted on the conversion body 3.
- the stacked conversion body 3 and amplification element 4 may be mounted on the substrate 1.
- the stacked conversion body 3 and amplification element 4 are formed by performing dicing or the like on the plurality of conversion bodies 3 and amplification elements 4 both in the wafer state, as in the sixth embodiment. May be.
- a shield cap material 13 that also serves as a heat sink is fixed to the peripheral edge portion of the substrate 1 with a cap adhesive 20 so as to cover the stacked conversion body 3 and amplification element 4.
- the heat sink adhesive 52 is applied on the amplifying element 4, and the amplifying element 4 and the shield cap material 13 are fixed to each other.
- the converter module 5 shown in FIG. 13 is obtained.
- the shield cap member 13 that also serves as a heat sink is provided on the substrate 1, but the sound that enters from the outside of the converter module 5 is transmitted through the first through hole 1 c to the vibrating membrane 2. Therefore, it is not necessary to provide the shield cap material 13 on the substrate 1.
- the upper surface of the amplifying element 4 and the shield cap material 13 are fixed to each other by the heat radiating plate adhesive 52.
- the heat radiating plate adhesive 52 is not necessarily required. is not.
- the converter module 5 can be further reduced in size and weight.
- the amplifying element 4 and the shield cap material 13 are connected and the shield cap material 13 functions as a heat sink, heat generation from the amplifying element 4 is achieved while reducing the size and weight of the converter module 5.
- FIG. 14 shows a modification of the seventh embodiment.
- the planar dimension of the substrate 1 is set to W which is the same as that of the converter 3 and the amplifying element 4.
- the opening diameter of the first through hole 1c provided in the substrate 1 is made larger than the opening diameter of the first through hole 1c according to the seventh embodiment.
- the shield cap material 13 is not required, and the heat radiating plate 50 is formed only on the upper surface of the amplifying element 4.
- the heat sink 50 is preferably made of a material having excellent thermal conductivity.
- a metal material is used, but a resin material may be used.
- the heat sink adhesive 52 is also preferably a material having excellent thermal conductivity, and in this modification, a thermosetting resin mixed with a metal material is used.
- the converter module 5 does not have a shield cap material as compared with the seventh embodiment, the converter module 5 can be further reduced in size and weight.
- the heat radiating plate 50 is fixed to the upper surface of the amplifying element 4, the heat generated from the amplifying element 4 can be easily radiated to the outside while reducing the size and weight of the converter module 5.
- the amplification element 4 has been described as an example of the electronic component.
- the present invention is not limited to the amplification element, and other active elements can be used.
- the converter module and the manufacturing method thereof according to the present invention are capable of obtaining a higher-output converter module at low cost while reducing the size and improving the sensitivity performance, and converting the wave into an electric signal. It is useful for modules and manufacturing methods thereof.
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Abstract
変換体モジュール(5)は、基板(1)と、基板(1)の上に保持され、外部からの波動を電気信号に変換する変換体(3)と、基板(1)の上に保持され、変換体(3)と電気的に接続された電子部品(4)とを有している。基板(1)には、電子部品(4)と対向する領域に基板(1)を表裏方向に貫通する第1の貫通孔(1c)が形成されている。
Description
本発明は、波動、例えば音波を電気信号に変換する変換体モジュール及びその製造方法に関する。
例えば、携帯電話等の携帯機器においては、さらなる小型化及び軽量化が求められている。この要望に応え、携帯機器は、その内部に実装されるマイクロフォンも小型化及び軽量化が図られている。
具体的には、音孔を有する基板の上に、音波を電気信号に変換する変換体(変換素子)を実装し、基板の基板電極と変換体の振動体電極とをボンディングワイヤにより接続する。また、変換体の電気信号を増幅する増幅素子を備え、基板の基板電極と増幅素子の素子電極とをボンディングワイヤにより接続し、基板のマイクロフォンを基板モジュール化することにより、小型化及び軽量化を図ろうとしている。さらには、小型化及び軽量化を図りつつ、より高出力化に向けての性能向上が求められている。なお、類似する先行文献としては、パッケージの小型化に関する第1の従来例として特許文献1がある。
しかしながら、第1の従来例においては、変換体モジュールの小型化が不十分であるという問題がある。すなわち、第1の従来例においては、上述したように、変換体及び増幅素子をいずれも基板上に実装するため、パッケージの小型化が十分に図れていない。
第1の従来例のさらなる小型化を図るべく第2の従来例として特許文献2がある。第2の従来例は、小型化を図ってはいるものの、変換体の振動膜を振動させるために、増幅素子(LSIチップ)自体に凹部を設けており、該増幅素子が薄い場合には凹部を設けることができない。ここで、マイクロフォンの性能で最も重要である、外部音に対するマイクロフォン感度はこの凹部の大きさに依存する。その結果、マイクロフォンの小型化を図るがゆえに、凹部の容量を十分に確保できず、マイクロフォン感度の性能を劣化させてしまうという問題が生じる。
さらに、第1の従来例及び第2の従来例においては、小型化及び軽量化を図りつつ、より高出力化を目指すには、増幅素子の高出力化に伴って、とりわけ増幅素子の発熱が増大してしまうという問題がある。
本発明は、前記の問題を解決し、小型化を図った上で感度性能を向上しつつ、より高出力の変換体モジュールを低コストで得られるようにすることを目的とする。
なお、本発明においては、小型化、感度性能の向上、放熱性の向上による高出力化及び低コスト化のうち、少なくとも高出力化を達成できればよい。
前記の目的を達成するため、本発明は、変換体モジュールを、増幅素子等の電子部品が実装される基板における該電子部品の対向部分に孔部を設ける構成とする。
具体的に、本発明に係る変換体モジュールは、基板と、基板の上に保持され、外部からの波動を電気信号に変換する変換体と、基板の上に保持され、変換体と電気的に接続された電子部品とを備え、基板は電子部品と対向する領域に基板を表裏方向に貫通する第1の孔部を有している。
本発明の変換体モジュールによると、基板は電子部品と対向する領域に基板を表裏方向に貫通する第1の孔部を有しているため、変換体モジュールの小型化及び軽量化を図りつつ電子部品からの発熱を変換体モジュールの外部へ放熱しやすくすることができる。その結果、より高出力の変換体モジュールを低コストで得ることができる。
本発明の変換体モジュールにおいて、第1の孔部には放熱板が設けられていてもよい。
このようにすると、電子部品からの発熱をより効率的に放熱することができる。
この場合に、放熱板は電子部品と固着されていてもよい。
さらにこの場合に、本発明の変換体モジュールは、基板の上に変換体及び電子部品を覆うように保持されたキャップ材をさらに備え、キャップ材は電子部品と固着されていてもよい。
このようにすると、キャップ材の全体が放熱板として機能するため、放熱効率をより一層高めることができる。
この場合に、キャップ材は、基板の上の周縁部に固着されたリブ材と、該リブ材の上に固着された板状部材とからなっていてもよい。
このようにすると、板状部材は作製が容易であるため、製造コストの低減に有効である。また、リブ構造を採用すると、背面空間を任意に設定できるため、変換体モジュールがマイクロフォンである場合には、音質が安定し且つ向上する。
この場合に、板状部材は電子部品と固着されていてもよい。
このようにすると、放熱効率をより一層高めることができる。
さらにこの場合に、板状部材は、基板と反対側の面上に形成された凹凸形状を有していてもよい。
このようにすると、電子部品からの発熱を変換体モジュールの外部へより確実に放熱しやすくすることができる。
本発明の変換体モジュールにおいて、基板は、変換体と対向する領域に基板を貫通する第2の孔部を有していてもよい。
このようにすると、変換体が保持された位置において基板を貫通する第2の孔部を、例えば音孔として利用することにより、キャップ材に音孔を設ける必要がなくなる。
第1の孔部に放熱板が設けられている場合に、本発明の変換体モジュールにおいて、変換体は、該変換体の一の面に形成された第1電極と、一の面と対向する他の面に形成された第2電極とを有し、第1電極と第2電極とは、変換体の内部を貫通する貫通電極によって電気的に接続されていてもよい。
このようにすると、変換体と基板とを電気的に接続する平面積を縮小できるため、変換体モジュールのさらなる小型化及び軽量化を図ることができる。
この場合に、変換体は電子部品の上に固着されていてもよい。
また、この場合に、電子部品は変換体の上に固着されていてもよい。
このようにすると、変換体と電子部品とがスタック構造となるため、変換体モジュールのさらなる小型化及び軽量化を図ることができる。また、電子部品からの発熱を変換体モジュールの上面はもとより、変換体モジュールの側面からも外部へ放熱しやすくすることができる。
この場合に、変換体と電子部品との平面形状は同一であり、且つ、変換体と電子部品との互いの側面は、基板の上面に対して垂直な方向に一致していてもよい。
さらにこの場合に、基板と変換体との平面形状は同一であり、且つ、基板と変換体との互いの側面は、基板の上面に対して垂直な方向に一致していてもよい。
このようにすると、スタック構造を採る変換体と電子部品とを平面的に同等のサイズとすることができる。このため、特にスタック構造の基板側に変換体を配置した場合には、該変換体の平面サイズを縮小することができ、変換体モジュールのさらなる小型化及び軽量化を図ることができる。
本発明の変換体モジュールにおいて、電子部品は、基板側に素子形成面を対向させて保持されていてもよい。
このようにすると、電子部品は、いわゆるフリップチップ接続されるため、ボンディングワイヤが不要となるので、電子部品の実質的な実装面積を縮小することができるので、変換体モジュールのさらなる小型化及び軽量化を図ることができる。
本発明の変換体モジュールにおいて、変換体と電気的に接続された電子部品は、変換体からの電気信号を増幅する増幅素子であってもよい。
本発明に係る変換体モジュールの製造方法は、基板に該基板の表裏方向に貫通する第1の孔部を形成する工程(a)と、基板の上に、外部からの波動を電気信号に変換する変換体を固着する工程(b)と、基板の上に第1の孔部と対向するように増幅素子を固着する工程(c)とを備えている。
本発明の変換体モジュールの製造方法によると、基板の上に第1の孔部と対向するように増幅素子を固着するため、変換体モジュールの小型化及び軽量化を図りつつ増幅素子からの発熱を変換体モジュールの外部に放熱しやすくすることができる。その結果、より高出力の変換体モジュールを低コストで実現することができる。
本発明の変換体モジュールの製造方法において、工程(a)は、基板における変換体と対向する領域に、基板の表裏方向に貫通する第2の孔部を形成する工程を含んでいてもよい。
このようにすると、変換体と対向する領域に形成した第2の孔部を、例えば音孔として利用することにより、キャップ材に音孔を設ける必要がなくなる。
本発明の変換体モジュールの製造方法は、工程(b)及び工程(c)よりも後に、基板の上に、変換体及び増幅素子を覆うようにキャップ材を固着する工程(d)をさらに備えていてもよい。
この場合に、工程(d)は、基板の周縁部に変換体及び増幅素子を囲むようにリブ材を固着する工程と、リブ材の上に、板状部材を固着する工程とを含んでいてもよい。
このようにすると、板状部材は製造が容易であるため、変換体モジュールの低コスト化につながる。また、リブ構造を採るため、変換体モジュールがマイクロフォンである場合には、背面空間を任意に設定できるので、音質が安定し且つ向上する。
本発明の変換体モジュールの製造方法は、工程(a)において、基板には、第1の孔部が複数形成されており、工程(b)及び工程(c)において、変換体及び増幅素子は、それぞれ複数で且つ変換体及び増幅素子を一対として基板の上に固着され、工程(b)及び工程(c)よりも後に、切断手段により基板とキャップ材とを一対の変換体及び増幅素子を含むように切断することにより、基板を個片化する工程(e)をさらに備えていてもよい。
このようにすると、小型化及び軽量化並びに放熱構造を有する変換体モジュールを得ることができる。その上、基板とキャップ材とを同時に切断することにより、変換体モジュールの製造コストを低減することができる。
本発明の変換体モジュール及びその製造方法によると、小型化を図る共に感度性能を向上しつつ、より高出力の変換体モジュールを低コストで得ることができる。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施形態及びそれ以降の各実施形態における各図面は、理解を容易にするために各構成要素を主体に模式的に示しており、それらの形状及び縦横の寸法比等については正確には表されていない。
本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施形態及びそれ以降の各実施形態における各図面は、理解を容易にするために各構成要素を主体に模式的に示しており、それらの形状及び縦横の寸法比等については正確には表されていない。
図1に示すように、変換体モジュール5は、基板1と、該基板1の主面上に保持され、例えば外部から入力される音波を電気信号に変換するコンデンサ等を構成する振動膜2を含む変換体3と、該基板1の主面上に変換体3と間隔をおいて保持され、振動膜2からの電気信号を増幅するアンプ出力機能、整流出力機能及びデジタル化信号処理出力機能等の出力機能を有する電子部品としての増幅素子4と、基板1の上に変換体3及び増幅素子4を覆うように保持されたシールドキャップ材13とから構成されている。
基板1は、例えば上層基板1a及び下層基板1bの2層構造を有し、上面に形成された複数の基板電極18と、下面に形成された複数の実装端子9とを有している。基板電極18と実装端子9とは、内部に形成された内部配線12によって電気的に接続されている。なお、ここでは、基板1に2層構造を採用したが、実装端子9の個数及び配置位置(配列)に制約がなければ、単層でも構わない。また、実装端子9の個数及び配列数を増やす必要があれば、2層以上の多層基板を用いればよい。基板1の組成には、一般的な樹脂系有機基板を想定しているが、リードフレームに用いられる銅(Cu)系合金若しくは鉄(Fe)系合金等の金属材料又はセラミック材料等からなる無機基板を用いてもよい。
基板1の上面には、増幅素子4が素子接着材19によって固着されている。増幅素子4の上面に形成された増幅素子電極16と基板1上の基板電極18とは、増幅素子ワイヤ17によって電気的に接続されている。
本実施形態の特徴として、基板1における増幅素子4の下側部分には、第1の貫通孔1cが形成されている。従って、増幅素子4の下面は、基板1から第1の貫通孔1cを通して露出するため、変換体モジュール5の小型化及び軽量化を図りながら、増幅素子4からの発熱を変換体モジュール5の外部に容易に放熱することができる。従って、変換体モジュール5の高出力化を図ることができる。
なお、増幅素子4を基板1の上に素子接着材19により固着する際には、素子接着材19をあらかじめ基板2に設けられた第1の貫通孔1cを避けて塗布するのが望ましい。しかしながら、素子接着材19に熱伝導性に優れた材料を用いる場合には、第1の貫通孔1cを塞いでも構わない。さらに、基板1に設ける第1の貫通孔1cは、増幅素子4を固着する前にあらかじめ形成されていてもよく、また、増幅素子4を固着した後に形成してもよい。
基板2の上面における増幅素子4の側方には、振動膜2と該振動膜2の下側に設けられた背面空間3aとを有する変換体3が、その背面空間3a側を変換体接着材36によって固着されている。変換体3の上面に形成された変換体電極8と基板1上の基板電極18とは、変換体ワイヤ35によって電気的に接続されている。なお、増幅素子接着材19と変換体接着材36とは、互いの組成が同一でもよく、また異なっていてもよい。また、増幅素子ワイヤ17と変換体ワイヤ35との組成も、同一でもよく、異なっていてもよい。
変換体3を構成する振動膜2は、変換体配線15、変換体電極8、変換体ワイヤ35、基板電極18、基板1の内部配線12及び増幅素子ワイヤ17を介して増幅素子電極16と電気的に接続されている。また、図示はしていないが、増幅素子電極16は、内部回路と接続されている。上述したように、増幅素子電極16と基板電極18とは増幅素子ワイヤ17で接続され、基板電極18と実装端子9とは互いに接続されているため、変換体3の振動膜2は、増幅素子4を介して基板1の実装端子9との間で電気信号処理等を経て電気的に接続される。
基板1の上にキャップ接着材20によって固着された、例えば金属材料からなるシールドキャップ材13には、外部から入力される音波が振動膜2に直接に伝わるように、変換体3を構成する振動膜2の上方に第2の貫通孔13aが設けられている。なお、シールドキャップ材13は、シールドが可能であれば樹脂材料等でも構わない。
変換体3の振動膜2は、受動膜と能動膜との2層構造であり、該受動膜と能動膜とは互いに間隔をおいて保持されている。従って、受動膜と能動膜との間隔が物理的に変動すれば、コンデンサの容量変化の理論によって電気容量に変化が生じる。すなわち、変換体モジュール5の外部から入力される音波は、シールドキャップ材13に設けられた第2の貫通孔13aから、変換体3の振動膜2を振動させることにより、その振動が電気容量の変化に変換される。さらに、変換された電気信号は、上述した電気的接続経路を通して増幅素子4に入力される。増幅素子4は、振動膜2からの電気信号を処理し、途中の電気経路を介して基板1の実装端子9から出力される。
以上のように、第1の実施形態に係る変換体モジュール5は、増幅素子4を保持する基板1における増幅素子4の下側に第1の貫通孔1cを設けているため、変換体モジュール5の小型化及び軽量化を図りながら、増幅素子4からの発熱を外部に容易に放熱することができる。従って、より高出力の変換体モジュール5を得ることができる。
なお、変換体モジュール5をプリント基板等に実装する際には、該プリント基板自体にも第1の貫通孔1cと対向する位置に孔部を設けておけば、変換体モジュール5の放熱がさらに促進される。
(第1の実施形態の第1変形例)
図2に第1の本実施形態の第1変形例を示す。
図2に第1の本実施形態の第1変形例を示す。
図2に示すように、第1変形例に係る変換体モジュール5は、増幅素子4における基板1の第1の貫通孔1cからの露出面に、放熱板接着材52を介して放熱板50が固着されていることを特徴とする。
放熱板50は、熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においては、金属材料、例えばニッケルめっきを施した銅合金を用いたが樹脂材でも構わない。また、放熱板接着材52も熱伝導性が高い材料であることが望ましく、ここでは、金属材料、例えば銀を混ぜ合わせた熱硬化性樹脂を用いている。
このように、第1変形例に係る変換体モジュール5は、増幅素子4の高出力化に伴う該増幅素子4からの発熱が放熱板50を介して外部に放熱されることにより、変換体モジュール5の小型化及び軽量化を図りつつ、放熱特性等の品質を向上することができる。なお、変換体モジュール5の基板1をプリント基板等に実装する際に、基板1と共に放熱板50をもプリント基板に実装すれば、プリント基板の外部への放熱性が向上する。さらに、プリント基板に設けられた放熱機構に放熱板50を実装すれば、変換体モジュール5だけでなく、プリント基板全体の放熱性も促進される。
(第1の実施形態の第2変形例)
図3に第1の本実施形態の第2変形例を示す。
図3に第1の本実施形態の第2変形例を示す。
図3に示すように、第2変形例に係る変換体モジュール5は、増幅素子4における基板1の第1の貫通孔1cからの露出面に放熱板接着材52を介して放熱板50を固着して設けると共に、増幅素子4の上面とシールドキャップ材13との間に放熱板接着材52を充填していることを特徴とする。
この際、シールドキャップ材13は、熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においては金属材料、例えばニッケルメッキを施した銅合金を用いたが樹脂材でも構わない。また、放熱板接着材52も熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においては金属材料、例えば銀を混ぜ合わせた熱硬化性樹脂を用いている。
従って、増幅素子4の高出力化に伴う発熱は、増複素子4の下方だけでなく、シールドキャップ材13の全面から変換体モジュール5の外部へ放熱される。このため、変換体モジュール5の小型化及び軽量化を図りつつ、放熱特性等の品質がさらに向上した変換体モジュール5を実現できる。
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について図4を参照しながら説明する。ここでは、図1及び図2に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
以下、本発明の第2の実施形態について図4を参照しながら説明する。ここでは、図1及び図2に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
図4に示すように、第2の実施形態に係る変換体モジュール5は、シールドキャップ材が、板状キャップ材25とリブ材28とから構成されていることを特徴とする。板状キャップ材25における変換体3の振動膜2と対向する部位には、第2の貫通孔25aが形成されている。なお、シールドキャップ材以外の他の部材は、図2に示した第1の実施形態の第1変形例と同等である。
具体的には、例えば樹脂材料からなるリブ材28は、基板1の周縁部の上に変換体3及び増幅素子4の周囲を囲むように下部接着材27により固着されている。
また、変換体3と対向する部位に第2の貫通孔26aが設けられた、例えば樹脂材料からなる板状キャップ材25は、各リブ材28の上面と上部接着材26によって固着されている。尚、リブ材28及び板状キャップ材25はシールドが可能であれば金属材料等でも構わない。
このように、第2の実施形態に係る変換体モジュール5によると、第1の実施形態と同様の効果を得られる上に、変換体3及び増幅素子4を覆うキャップに、板状キャップ材25を用いているため、シールドキャップの作製が容易となって、製造コストの低減を図ることができる。
以下、前記のように構成された第2の実施形態に係る変換体モジュールの製造方法について図5(a)~図5(e)を参照しながら説明する。
まず、図5(a)に示すように、複数の第1の貫通孔1cが形成される共に、上面に複数の基板電極18が形成され、下面に複数の実装端子9が形成された、例えば2層構造の基板1を用意する。
次に、図5(b)及び図4に示すように、素子接着材19によって、基板1の上の各第1の貫通孔1cを跨ぐように増幅素子4をそれぞれ固着する。その後、増幅素子4の増幅素子電極16と基板1の基板電極18とを増幅素子ワイヤ17によって電気的に接続する。続いて、基板1上における増幅素子4の側方の領域に、振動膜2と該振動膜2の下側に背面空間3aとを有する変換体3の背面空間3a側を変換体接着材36により固着する。その後、変換体3の変換体電極8と基板1の基板電極18とを変換体ワイヤ35によって電気的に接続する。ここでは、変換体電極8に、多結晶シリコン(Poly-Si)系材料を用い、増幅素子電極16に、一般的なアルミニウム(Al)系材料を用いている。従って、変換体ワイヤ35にはAlウェッジボンド方式を採用し、増幅素子ワイヤ17にはAuボールボンド方式を採用している。
また、本実施形態においては、増幅素子4の増幅素子電極16と基板1の基板電極18とを増幅素子ワイヤ17で接続した後に、基板1の上に変換体3を固着している。しかし、これに限らず、基板1の上に変換体3を固着した後に、増幅素子電極16と基板電極18とを増幅素子ワイヤ17で接続してもよい。
その後、固着された1つの変換体3及び1つの増幅素子4を1対として、各対ごとにそれぞれを囲むように、基板1の上にリブ材28を下部接着材27によって固着する。
次に、図5(c)及び図4に示すように、板状キャップ材25を、リブ材28を覆うように上部接着材26によって固着する。ここでは、下部接着材27と上部接着材26とは、組成が同一の熱硬化性樹脂材を用いているため、板状キャップ材25を載置した後、下部接着材27と上部接着材26とを、酸化防止のため窒素雰囲気で約150℃~250℃にまで加熱して硬化し、互いに固着させる。このとき、基板1の裏面の第1の貫通孔1cからそれぞれ露出する増幅素子4の下面にも、放熱板接着材52を用いて放熱板50をそれぞれ固着する。その後、板状キャップ材25における各変換体3の振動膜2と対向する部位に第2の貫通孔25aをそれぞれ形成する。なお、放熱板50は、増幅素子4の下面にあらかじめ固着しておいてもよい。また、第2の貫通孔25aにおいても、固着前にあらかじめ形成しておいてもよい。
次に、図5(d)に示すように、基板1、リブ材28及び板状キャップ材25を切断手段である、例えばダイシングブレード等を用いて同時に切断する。ここで、ダイシングブレードの砥粒にはダイヤモンドを用いたが、CBN(cubic boron nitride)でも構わない。また、砥粒を固着するためのボンド材には、銅(Cu)-錫(Sn)系のメタルボンドを用いたが、ニッケル(Ni)系のメタルボンド又は熱硬化性樹脂材を用いてもよい。また、ダイシングブレードにより切断する際の、基板1、リブ材28及び板状キャップ材25の固定に粘着性を持つテープ材(図示せず)を用いたが、他の固定方式、例えば真空吸着法でも構わない。但し、第2の貫通孔25aと振動膜2とは空間的につながっているため、真空による吸着力によって振動膜2を破壊しないようにする必要がある。さらに、ダイシングブレードにより切断する際には、摩擦熱と切削屑とが発生する。このときの冷却及び切断屑の除去等を目的として、一般に切削水を使用する。さらに、切削水の水流力及び切削屑等によっても振動膜2を破壊しないようにする必要がある。従って、本実施形態においては、振動膜2を保護できるように、基板1だけでなく板状キャップ材25の上面にもテープ材を貼付して、第2の貫通孔25aに切削水及び切削屑等が浸入しないようにしている。
以上の切断工程の後、テープ材に保持された変換体モジュール5を個別にピックアップして、図5(e)及び図4に示す変換体モジュール5を得る。
なお、増幅素子4を基板1の上に素子接着材19により固着する際には、素子接着材19をあらかじめ基板2に設けられた第1の貫通孔1cを避けて塗布するのが望ましい。また、基板1にあらかじめ第1の貫通孔1cを設けたが、例えば、増幅素子4を固着した後に、基板1における増幅素子4の下側部分にドリル等によって第1の貫通孔1cを形成してもよい。
このように、本実施形態に係る変換体モジュール5は、増幅素子4の近傍に第1の貫通孔1cを設け、さらに該第1の貫通孔1cを通して増幅素子4の下面に放熱板50を固着している。このため、変換体モジュール5の小型化及び軽量化を図りつつ、増幅素子4からの発熱が外部により一層放熱しやすくなる。その結果、変換体モジュール5の高出力化を図ることができる。
また、変換体モジュール5をプリント基板等にへ実装する際に、プリント基板自体に少なくとも1つの孔部を形成しておけば、変換体モジュール5の放熱がさらに促進される。さらに、このとき、放熱板50自体をプリント基板に実装すれば、プリント基板の外部への放熱が容易となる。さらに、プリント基板に放熱機構が設けてある場合には、その放熱機構に放熱板50を実装すれば、変換体モジュール5はもとよりプリント基板全体の放熱性も一層促進される。
ここで、放熱板50は、熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本実施形態においては、金属材料を用いたが、樹脂材料でも構わない。
また、放熱板接着材52も熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本実施形態においては、金属材料を混ぜ合わせた熱硬化性樹脂を用いている。また、リブ材28も熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本実施形態においては、金属材料を用いたが樹脂材料でも構わない。
このように、増幅素子4の高出力化に伴う発熱は、放熱板50を介して変換体モジュール5の外部に放熱されることにより、変換体モジュール5の小型化及び軽量化を図りつつ、放熱特性等の品質を向上することができる。その結果、より高出力の変換体モジュール5を得ることができる。
その上、第2の実施形態においては、変換体3及び増幅素子4を覆うキャップに、板状キャップ材25を用いているため、キャップの作製が容易となって、製造コストの低減を図ることができる。
(第2の実施形態の一変形例)
図6に第2の本実施形態の一変形例を示す。
図6に第2の本実施形態の一変形例を示す。
図6に示すように、本変形例に係る変換体モジュール5は、増幅素子4の上面と板状キャップ材25との間に放熱板接着材52を充填していることを特徴とする。
この際、板状キャップ材25は、熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においては金属材料、例えばニッケルめっきを施した銅合金を用いたが樹脂材料を用いてもよい。また、放熱板接着材52も熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においては金属、例えば銀を混ぜ合わせた熱硬化性樹脂を用いている。
従って、増幅素子4の高出力化に伴う発熱は、増複素子4の下面に設けた放熱板50だけでなく、板状キャップ材25の全面から変換体モジュール5の外部へ放熱される、このため、小型化及び軽量化を図りつつ、放熱特性等の品質がさらに向上した変換体モジュール5を実現できる。
(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態について図7を参照しながら説明する。ここでは、図1、図2及び図4に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
以下、本発明の第3の実施形態について図7を参照しながら説明する。ここでは、図1、図2及び図4に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
図7に示すように、第3の実施形態に係る変換体モジュール5は、変換体3及び増幅素子4が共にフリップチップ実装されていることを特徴とする。すなわち、変換体3は基板1の上面に、振動膜2及び変換体電極8が形成された面を基板1と対向させて固着されている。具体的には、変換体電極8はバンプ11を介在させて基板電極18と電気的に接続されている。さらに、基板電極18、バンプ11及び変換体電極8の周囲には、変換体アンダーフィル材23が充填されている。また、基板1における変換体3の振動膜2と対向する領域には、音孔となる第2の貫通孔1dが形成されている。
増幅素子4は、基板1の上面に、増幅素子表面電極10が形成された面を基板1と対向させて固着されている。具体的には、増幅素子表面電極10はバンプ11を介在させて基板電極18と電気的に接続されている。さらに、基板電極18、バンプ11及び増幅素子表面電極10を含め、増幅素子と放熱板50との間には、増幅素子アンダーフィル材24が充填されている。
増幅素子4の素子形成面と反対側の面(上面)と板状キャップ材25との間には、放熱板接着材52が充填されている。
以上により、小型化及び軽量化を図りつつ、放熱特性等の品質が向上した変換体モジュール5を実現できる。
以下、前記のように構成された変換体モジュール5の製造方法について、第2の実施形態と異なる工程のみを説明する。
まず、それぞれ複数の第1の貫通孔1c及び第2の貫通孔1dが形成される共に、上面に複数の基板電極18が形成され、下面に複数の実装端子9が形成された2層構造の基板1を用意する。但し、各貫通孔1c、1dの少なくとも一方は、後工程で形成してもよい。
次に、基板1の上に、増幅素子4をその下面(素子形成面)が第1の貫通孔1cと対向するように配置して、増幅素子表面電極10と基板電極18とをバンプ11によって接続することにより固着する。続いて、増幅素子表面電極10、バンプ11及び基板電極18との接合を確保し且つ持続させるために、増幅素子4と基板1との間に増幅素子アンダーフィル材24を流し込む。続いて、増幅素子アンダーフィル材24を加熱して固化する。ここでは、増幅素子アンダーフィル材24として、熱硬化性樹脂を用いている。なお、増幅素子4の下面には放熱板50を固着するため、増幅素子アンダーフィル材24は、放熱性が高い材料を選ぶ必要がある。
なお、増幅素子アンダーフィル材24は、増幅素子表面電極10と基板電極18とをバンプ11により接続する際に、塗布してもよい。また、増幅素子アンダーフィル材24に代えて、テープ材等を用いてもよい。
次に、基板1の上に、変換体3をその振動膜2を下向きで且つ基板1の第2の貫通孔1dと対向するように配置して、変換体電極8と基板電極18とをバンプ11によって接続することにより固着する。続いて、変換体電極8、バンプ11及び基板電極18との接合を確保し且つ持続させるために、変換体3と基板1との間に変換体アンダーフィル材23を流し込む。続いて、変換体アンダーフィル材23を加熱等により固化する。ここでは、変換体アンダーフィル材23として、熱硬化性樹脂を用いている。なお、変換体アンダーフィル材23は、変換体電極8と基板電極18とをバンプ11により接続する際に塗布してもよい。また、変換体アンダーフィル材23に代えて、テープ材等を用いてもよい。
なお、バンプ11による接続部を保護するために各アンダーフィル材23、24を用いたが、これらのアンダーフィル材23、24を用いなくても接続部を保護することができれば、必ずしもアンダーフィル材23、24を用いる必要はない。但し、本実施形態においては、隣接するバンプ11同士の間にはバンプピッチによる隙間があるため、基板1に設けられた第2の貫通孔1dから入る外部からの音が漏れやすくなる。従って、本実施形態においては、集音効率の観点からも、各アンダーフィル材23、24を用いている。
また、増幅素子4を基板1の上に実装した後に変換体3を実装したが、これとは逆に、基板1の上に変換体3を実装した後に、増幅素子4を実装してもよい。
次に、基板1上に実装された変換体3及び増幅素子4の周囲をそれぞれ囲むように、基板1の上に下部接着材27によって各リブ材28を載置する。続いて、リブ材28の上に上部接着材26を塗布すると共に、増幅素子4の上面(素子形成面と反対側の面)に放熱板接着材52を塗布する。その後、放熱板として機能する板状キャップ材25を載置する。その後、下部接着材27、上部接着材26及び放熱板接着材52は、いずれも同等の組成を持つ熱硬化性樹脂であるため、板状キャップ材25を載置した後、下部接着材27、上部接着材26及び放熱板接着材52を、酸化防止のため窒素雰囲気で約150℃~250℃にまで加熱して硬化し、互いに固着させる。なお、本実施形態においては、放熱板接着材52には、熱伝導性を向上させるために熱硬化性樹脂に金属材料、例えば銀を混入している。
また、本実施形態においては、増幅素子4と板状キャップ材25との間に放熱板接着材52を充填したが、増幅素子4の発熱を板状キャップ材25に伝えることができるのであれば、必ずしも放熱板接着材52を用いる必要はない。
また、板状キャップ材25は、熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本実施形態においては、金属材料、例えばニッケルめっきを施した銅合金を用いたが、樹脂材料でも構わない。さらに、リブ材28に対しても、熱伝導性が高い材料を選択すれば、リブ材28自体が放熱効果を発揮するため、変換体モジュール5の側面からの放熱性も向上する。
次に、基板1、リブ材28及び板状キャップ材25をダイシングブレード等によって同時に切断する。その後、テープ材に保持された変換体モジュール5を個別にピックアップして、図7に示す変換体モジュール5を得る。
以上説明したように、第3の実施形態に係る変換体モジュール5は、第2の実施形態に係る変換体モジュールの効果を得られる上に、増幅素子4における基板1と反対側の上方に放熱板として機能する板状キャップ材25を配置し、且つ増幅素子4と板状キャップ材25との間に放熱板接着材52を充填しているため、増幅素子4からの発熱を変換体モジュール5の外部に、より確実に放熱しやすくすることができる。その結果、より高出力の変換体モジュール5を得ることができる。
さらに、板状キャップ材25自体が比較的に大面積の放熱板となるため、より一層放熱特性が向上する。また、放熱板となる板状キャップ材25は製造が容易であり、変換体モジュール5のコストの低下にもつながる。
また、シールドキャップがリブ構造を採ると共に、変換体3の背面空間3aが上方となるように変換体3をフリップチップ実装している。このため、背面空間3aの容積を任意に設定でき、集音能力を確保しつつ広い周波数帯域で振動膜2が振動しやすくなるので、音質が安定し且つ向上する。
(第3の実施形態の第1変形例)
図8に第3の実施形態の第1変形例に係る変換体モジュールを示す。
図8に第3の実施形態の第1変形例に係る変換体モジュールを示す。
図8に示すように、第1変形例に係る変換体モジュール5は、放熱板として機能する板状キャップ材25の上面に、凹凸形状25bを有している。
(第3の実施形態の第2変形例)
図9に第3の実施形態の第2変形例に係る変換体モジュールを示す。
図9に第3の実施形態の第2変形例に係る変換体モジュールを示す。
図9に示す第1変形例は、放熱板として機能する板状キャップ材25の上面に、断面三角突起形状25cを有している。
このように、第1変形例及び第2変形例によると、放熱板である板状キャップ材25の表面積が凹凸形状25b又は三角突起形状25cによって増大するため、図7に示す板状キャップ材25を有する変換体モジュールと比べて、放熱性がより一層促進される。
(第4の実施形態)
以下、本発明の第4の実施形態について図10を参照しながら説明する。ここでは、図1、図2及び図7に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
以下、本発明の第4の実施形態について図10を参照しながら説明する。ここでは、図1、図2及び図7に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
図10に示すように、第4の実施形態に係る変換体モジュール5は、変換体3をその振動膜2が上側となるように実装している。さらに、変換体3と基板1との電気的な接続に変換体ワイヤを用いる代わりに、上面の変換体電極8と下面の変換体電極8との間に貫通孔を設け、該貫通孔に形成された貫通孔導体部14により電気的に接続されている。ここで、貫通孔導体部14の外周面、すなわち変換体3に形成された貫通孔の内壁には、一般に自然酸化膜が形成されるため、貫通孔導体部14から変換体3への漏れ電流が抑制される。
また、第4の実施形態においては、変換体3の振動膜2を板状キャップ材25と対向させる構成を採るため、板状キャップ材25における振動膜2との対向部分には、第2の実施形態と同様に、第2の貫通孔25aを設けている。
第4の実施形態に係る変換体モジュール5の製造方法は、変換体3を上向きに実装する以外は第3の実施形態と同等である。
なお、変換体3の下面のバンプ11による接続部を保護するために、変換体アンダーフィル材23を用いたが、該アンダーフィル材23を用いなくても接続部を保護することができれば、必ずしも変換体アンダーフィル材23を用いる必要はない。変換体アンダーフィル材23を用いない場合には、隣接するバンプ11同士の間にはバンプピッチによる隙間があるため、変換体3の背面空間3aから板状キャップ材25の内側に空気の流通が可能となる。このため、変換体3の背面空間3aを増大できるので、変換体モジュール5の感度が向上して音質が良好となる。
このように、第4の実施形態に係る変換体モジュール5は、第3の実施形態と同様に、増幅素子4と板状キャップ材25との間に放熱板接着材52を充填して、板状キャップ材25を実質的に放熱板として機能させるため、変換体モジュール5の小型化及び軽量化を図りつつ、増幅素子4からの発熱を外部へより確実に放熱しやすくすることができる。その結果、より高出力の変換体モジュール5を得ることができる。
さらに、増幅素子4の下面に固着した放熱板50に加え、板状キャップ材25の全面が放熱板として機能し、該板状キャップ材25は比較的に面積が大きいため、より放熱特性が向上する。また、シールドキャップがほぼ板状構造であるため、製造が容易となって、変換体モジュール5の製造コストを低減することができる。
(第5の実施形態)
以下、本発明の第5の実施形態について図11を参照しながら説明する。ここでは、図1、図2、図7及び図10に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
以下、本発明の第5の実施形態について図11を参照しながら説明する。ここでは、図1、図2、図7及び図10に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
図11に示すように、第5の実施形態に係る変換体モジュール5は、増幅素子4と変換体3とが基板1の上に順次積層されて実装されている。
具体的には、素子形成面を上にした増幅素子4は、基板1に形成された第1の貫通孔1cを跨ぐように、素子接着材19により固着されている。増幅素子4における第1の貫通孔1cから露出する下面には放熱板50が放熱板接着材52により固着されている。
変換体3は、第4の実施形態と同様に貫通孔導体部14が形成されており、増幅素子4の上面の増幅素子表面電極10との間でバンプ11を介在させて固着されている。ここで、図示はしないが、増幅素子表面電極10と増幅素子電極16とは、内部回路を通じて電気的に接続されている。
基板1の周縁部には、変換体3の振動膜2と対向する位置に第2の貫通孔13aが設けられたシールドキャップ材13が、積層された増幅素子4及び変換体3を覆うようにしてキャップ接着材20により固着されている。
このように、第5の実施形態によると、増幅素子4と変換体3とを上下に積層して実装するため、放熱特性が向上した変換体モジュール5の小型化及び軽量化をより一層促進することができる。
以下、前記のように構成された変換体モジュール5の製造方法について説明する。
まず、第1の貫通孔1cが形成される共に、上面に複数の基板電極18が形成され、下面に複数の実装端子9が形成された2層構造の基板1を用意する。
次に、基板1の上に、増幅素子4をその素子形成面と反対側の面である下面を第1の貫通孔1cに対向させて配置し、素子接着材19により固着する。続いて、増幅素子4の増幅素子電極16と基板1の基板電極18とを増幅素子ワイヤ17によって接続する。
続いて、増幅素子4の上に振動膜2と該振動膜2の下側に背面空間3aを有する変換体3を、その背面空間3aを下側にして固着する。ここでは、変換体3の下面の変換体電極8と増幅素子4の増幅素子表面電極10とをバンプ11によって接続する。増幅素子表面電極10、バンプ11及び変換体電極8の互いの接合を確保し且つ持続させるために、変換体3の下側に変換体アンダーフィル材23を流し込み、その後、流し込まれた変換体アンダーフィル材23を加熱するなどして固化する。なお、ここでも、バンプ11による接続部を保護するために、変換体アンダーフィル材23を用いたが、該変換体アンダーフィル材23を用いなくても、接続部を保護できるのであれば、必ずしも変換体アンダーフィル材23を用いる必要はない。但し、隣接するバンプ11同士の間には、バンプピッチによる隙間があるため、変換体3の背面空間3aからシールドキャップ13の内側に空気の流通が可能となる。このため、背面空間3aを実質的に増大できるので、変換体モジュール5の感度が向上して音質が良好となる。
なお、本実施形態においては、増幅素子電極16と基板電極18とを増幅素子ワイヤ17で接続した後に、増幅素子4の上に変換体3を実装したが、これとは逆に、増幅素子4の上に変換体3を実装した後に、増幅素子電極16と基板電極18とを増幅素子ワイヤ17で接続しても構わない。
その後、基板1の上に積層された増幅素子4及び変換体3を覆うように、基板1の上の周縁部に、第2の貫通孔13aが形成されたシールドキャップ材13をキャップ接着材20により固着する。以上により、図11に示す変換体モジュール5を得る。
第5の実施形態に係る変換体モジュール5は、増幅素子4の高出力化に伴う発熱が該増幅素子4の下面に固着された放熱板50を介して外部に放熱される、さらに、増幅素子4は変換体3と積層されて基板1の上に実装されていることにより、変換体モジュール5の小型化及び軽量化を図りつつ、放熱特性等の品質が向上した変換体モジュール5を実現できる。その結果、より高出力の変換体モジュール5を得ることができる。
なお、変換体モジュール5をプリント基板等に実装する際に、放熱板50もプリント基板に実装すれば、プリント基板の外部に放熱しやすくなる。さらに、プリント基板に設けられた放熱機構に放熱板50を実装すれば、変換体モジュール5だけでなく、プリント基板全体の放熱性も促進される。
(第6の実施形態)
以下、本発明の第6の実施形態について図12を参照しながら説明する。ここでは、図1、図2及び図10に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
以下、本発明の第6の実施形態について図12を参照しながら説明する。ここでは、図1、図2及び図10に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
図12に示すように、第6の実施形態に係る変換体モジュール5は、基板1の上に増幅素子4と変換体3とが順次積層され、且つ、基板1と増幅素子4と変換体3との互いの幅Wが同一寸法となるように形成されている。
具体的には、第6の実施形態に係る増幅素子4はフリップチップ実装されており、且つ素子形成面とは反対側の面(裏面)上に、複数の増幅素子裏面電極31、33が設けられている。増幅素子4には増幅素子貫通孔導体部32が形成されており、増幅素子裏面電極31は増幅素子貫通孔導体部32を介して増幅素子表面電極10と電気的に接続されている。変換体3における貫通孔導体部14と接続された下面の変換体電極8は、増幅素子4の増幅素子裏面電極33とバンプ11を介して電気的に接続されている。
以上の構成により、変換体3及び増幅素子4には、基板1との電気的な接続にワイヤを用いることがなく、且つシールドキャップ材をも用いる必要がないため、変換体モジュール5のさらなる小型化及び軽量化が可能となる。
以下、前記のように構成された変換体モジュール5の製造方法について説明する。
まず、第1の貫通孔1cが形成される共に、上面に複数の基板電極18が形成され、下面に複数の実装端子9が形成された2層構造の基板1を用意する。
次に、基板1の上に、増幅素子4をその素子形成面が基板1の第1の貫通孔1cに対向するように配置して、増幅素子表面電極10と基板電極18とをバンプ11によって接続することにより固着する。続いて、増幅素子表面電極10とバンプ11と基板電極18との接合を確保し且つ持続させるために、増幅素子4と基板との間に増幅素子アンダーフィル材24を流し込み、その後、増幅素子アンダーフィル材24を加熱等により固化する。
次に、増幅素子4の上に、変換体3をその背面空間3a側を下向きに配置して、変換体電極8と増幅素子裏面電極31とをバンプ11によって接続することにより固着する。変換体電極8とバンプ11と増幅素子裏面電極31との接合を確保し且つ持続させるために、変換体3と増幅素子4との間に変換体アンダーフィル材23を流し込む。その後、変換体アンダーフィル材23を加熱等により固化する。ここで、増幅素子アンダーフィル材24と変換体アンダーフィル材23とに、組成が同一の又は性質が同等の材料を用いれば、両アンダーフィル材23、24を固化する工程を同時に行えるため量産性が向上する。
また、ここでは、各アンダーフィル材23、24には、組成が同一で粘性が同等である材料を用いたため、各アンダーフィル材23、24を別工程で流し込んだが、粘性が異なる材料を用いてもよい。例えば、切断前には平面寸法が大きい増幅素子4に、変換体アンダーフィル材23よりも粘性が低い増幅素子アンダーフィル材24を用いれば、増幅素子アンダーフィル材24と変換体アンダーフィル材23とを同一工程で流し込むことが可能となるので量産性が向上する。
また、増幅素子アンダーフィル材24及び変換体アンダーフィル材23は、いずれもバンプ11を接合する工程で塗布等の処理を行ってもよい。また、アンダーフィル材23、24に代えて、テープ材等を用いても構わない。さらに、増幅素子4を基板1の上に固着した後に、増幅素子4の上に変換体3を固着したが、これとは逆に、増幅素子4の上に変換体3を固着した後に、積層された変換体3及び増幅素子4を基板1の上に固着してもよい。
なお、増幅素子4と変換体3とを共にウェーハ状態から作製する場合には、ウェーハ状態の複数の増幅素子4と、ウェーハ状態の複数の変換体3とをそれぞれバンプ11に接合する。その後、ダイシングブレード等によって、ウェーハ状態の増幅素子4とウェーハ状態の変換体3とを同時に切断することにより、増幅素子4と変換体3とが互いに接続されたスタック状の個片を形成する。続いて、個片とされたスタック状の増幅素子4と変換体3と基板1の上にバンプ11によって接合する。その後、必要なアンダーフィル材23、24を流し込み、さらに固化する。
次に、増幅素子4における基板1の第1の貫通孔1cから露出する下面に、放熱板接着材52によって放熱板50を固着する。以上により、図12に示す変換体モジュール5を得る。
このように、第6の実施形態によると、変換体3と増幅素子4とを積層構造(スタック構造)としているため、変換体モジュール5の小型化とさらなる軽量化とを図ることができる。また、増幅素子4は基板1との間で増幅素子ワイヤではなく、バンプ11により接合しているため、基板1にワイヤループ分のマージンを取る必要がなくなる。これにより、変換体モジュール5の幅Wを小さくすることができ、変換体モジュール5のさらなる小型化が可能となる。
さらに第5の実施形態においては、幅素子4と変換体3との平面積を同等としている。これにより、増幅素子4の平面寸法を小さくすることができ、シールドキャップを不要にできる。これによっても、変換体モジュール5の小型化及び軽量化をより一層図ることができる。従って、本実施形態においては、小型化及び軽量化を図りながら、放熱特性に優れた変換体モジュール5を得ることができ、高出力化を実現できる。
また、増幅素子4と変換体3との2枚のウェーハ接合状態から、ダイシング加工等によって増幅素子4と変換体3とが接合された個片状態に同時に加工できるため、加工時間を短縮できるので、製造コストを低減できる。
なお、変換体モジュール5をプリント基板等に実装する際に、放熱板50もプリント基板に実装すれば、プリント基板の外部に放熱しやすくなる。さらに、プリント基板に設けられた放熱機構に放熱板50を実装すれば、変換体モジュール5だけでなく、プリント基板全体の放熱性も促進される。
(第7の実施形態)
以下、本発明の第7の実施形態について図13を参照しながら説明する。ここでは、図1、図2及び図10に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
以下、本発明の第7の実施形態について図13を参照しながら説明する。ここでは、図1、図2及び図10に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
図13に示すように、第7の実施形態に係る変換体モジュール5は、基板1の上に変換体3と増幅素子4とが順次積層され、且つ、変換体3と増幅素子4との互いの幅Wが同一寸法となるように形成されている。また、積層された変換体3及び増幅素子4は、シールドキャップ材13に覆われており、増幅素子4とシールドキャップ材13との間には放熱板接着材52が充填されて、増幅素子4とシールドキャップ材13とが互いに固着されている。
変換体3は、その振動膜2が基板1に設けられた第1の貫通孔1cと対向するように下向きに固着され、フリップチップ実装されている。変換体3には、貫通孔導体部14が設けられており、変換体3の上にフリップチップ実装された増幅素子4は、変換体3の貫通孔導体部14を介して変換体3及び基板1と電気的に接続されている。
このように、第7の実施形態に係る変換体モジュール5は、変換体3と増幅素子4とを積層構造(スタック構造)としているため、さらなる小型化及び軽量化を図ることができる。
その上、増幅素子4に放熱板となるシールドキャップ材13を固着しているため、変換体モジュール5の小型化及び軽量化を図りつつ、増幅素子4からの発熱を変換体モジュール5の上面だけでなく、変換体モジュール5の側面からも外部に放熱しやすくすることができる。
以下、前記のように構成された変換体モジュール5の製造方法について説明する。
まず、第1の貫通孔1cが形成される共に、上面に複数の基板電極18が形成され、下面に複数の実装端子9が形成された2層構造の基板1を用意する。
次に、基板1の上に、変換体3をその振動板2の表面が第1の貫通孔1cに対向するように配置して、基板1の基板電極18と変換体3の変換体電極8とをバンプ11によって接続することにより固着する。続いて、基板電極18とバンプ11と変換体電極8との接合を確保し且つ持続させるために、変換体アンダーフィル材23を流し込む。続いて、流し込まれた変換体アンダーフィル材23を加熱等により固化する。なお、変換体アンダーフィル23は、基板電極18と変換体電極8とをバンプ11により接続する際に、塗布等の処理を行ってもよい。
次に、変換体3の上に増幅素子4を、変換体3の変換体電極8と増幅素子表面電極10とを増幅素子バンプ34によって接続することにより固着する。変換体電極8と増幅素子表面電極10とバンプ11との接合を確保し且つ持続させるために、変換体3と増幅素子4との間に増幅素子アンダーフィル材24を流し込む。その後、流し込まれた増幅素子アンダーフィル材24を加熱等により固化する。ここでも、増幅素子アンダーフィル材24は、変換体電極8と増幅素子表面電極10とをバンプ11により接続する際に、塗布等の処理を行ってもよい。また、ここでは各アンダーフィル材23、24を用いたが、テープ材等により代替しても構わない。
なお、基板1の上に変換体3を実装した後に、該変換体3の上に増幅素子4を実装したが、これとは逆に、変換体3の上に増幅素子4を実装した後に、積層された変換体3と増幅素子4とを基板1の上に実装してもよい。このとき、積層された変換体3と増幅素子4とは、第6の実施形態と同様に、共にウェーハ状態にある複数の変換体3及び増幅素子4に対して、ダイシング加工等を行って形成してもよい。
次に、積層された変換体3及び増幅素子4を覆うように、基板1の上の周縁部に放熱板を兼ねるシールドキャップ材13をキャップ接着材20により固着する。このとき、増幅素子4の上に放熱板接着材52を塗布しておき、増幅素子4とシールドキャップ材13とを互いに固着する。以上により、図13に示す変換体モジュール5を得る。
なお、本実施形態においては、放熱板を兼ねるシールドキャップ材13を基板1の上にも設けたが、変換体モジュール5の外部から進入する音が第1の貫通孔1cを介して振動膜2に十分に伝わるのであれば、シールドキャップ材13を基板1の上には設ける必要がない。
また、増幅素子4の上面とシールドキャップ材13とを放熱板接着材52によって固着したが、増幅素子4からの放熱がシールドキャップ材13に伝播するのであれば、必ずしも放熱板接着材52は必要ではない。
以上のように、第7の実施形態によると、変換体3と増幅素子4とを積層構造(スタック構造)としているため、さらなる変換体モジュール5の小型化及び軽量化を図ることができる。その上、増幅素子4とシールドキャップ材13とを接続して、該シールドキャップ材13を放熱板として機能させるため、変換体モジュール5の小型化及び軽量化を図りつつ、増幅素子4からの発熱を変換体モジュール5の上面だけでなく、変換体モジュール5の側面からも外部に放熱しやすくすることができる。その結果、高出力の変換体モジュール5を得ることができる。
(第7の実施形態の一変形例)
図14に第7の実施形態の一変形例を示す。
図14に第7の実施形態の一変形例を示す。
図14に示すように、本変形例に係る変換体モジュール5は、基板1の平面寸法を変換体3及び増幅素子4と同一のWとしている。
さらに、基板1に設けた第1の貫通孔1cの開口径を第7の実施形態に係る第1の貫通孔1cの開口径よりも大きくしている。これにより、シールドキャップ材13が不要となり、増幅素子4の上面にのみ放熱板50を形成している。
また、第2の実施形態等と同様に、放熱板50は熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においては金属材料を用いたが、樹脂材料でも構わない。
放熱板接着材52も、熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においても金属材料を混ぜ合わせた熱硬化性樹脂を用いている。
本変形例に係る変換体モジュール5は、第7の実施形態と比べて、シールドキャップ材を有さないため、変換体モジュール5のさらなる小型化及び軽量化を図ることができる。
その上、増幅素子4の上面に放熱板50が固着されているため、変換体モジュール5の小型化及び軽量化を図りつつ、増幅素子4からの発熱を外部に放熱しやすくすることができる。
なお、上記の各実施形態及びその変形例において、電子部品の一例として、増幅素子4を挙げたが、本発明は増幅素子に限られず、他の能動素子等を用いることができる。
本発明に係る変換体モジュール及びその製造方法は、小型化を図る共に感度性能を向上しつつ、より高出力の変換体モジュールを低コストで得ることができ、波動を電気信号に変換する変換体モジュール及びその製造方法等に有用である。
1 基板
1a 上層基板
1b 下層基板
1c 第1の貫通孔(第1の孔部)
1d 第2の貫通孔(第2の孔部)
2 振動膜
3 変換体
3a 背面空間
4 増幅素子(電子部品)
5 変換体モジュール
8 変換体電極
9 実装端子
10 増幅素子表面電極
11 バンプ
12 内部配線
13 シールドキャップ材
13a 第2の貫通孔
14 貫通孔導体部
15 変換体配線
16 増幅素子表面電極
17 増幅素子ワイヤ
18 基板電極
19 素子接着材
20 キャップ接着材
21 増幅素子貫通孔
23 変換体アンダーフィル材
24 増幅素子アンダーフィル材
25 板状キャップ材
25a 第2の貫通孔
25b 凹凸形状
25c 三角突起形状
26 上部接着材
27 下部接着材
28 リブ材
31 増幅素子裏面電極
32 増幅素子貫通孔導体部
33 増幅素子裏面電極
35 変換体ワイヤ
36 変換体接着材
50 放熱板
52 放熱板接着材
1a 上層基板
1b 下層基板
1c 第1の貫通孔(第1の孔部)
1d 第2の貫通孔(第2の孔部)
2 振動膜
3 変換体
3a 背面空間
4 増幅素子(電子部品)
5 変換体モジュール
8 変換体電極
9 実装端子
10 増幅素子表面電極
11 バンプ
12 内部配線
13 シールドキャップ材
13a 第2の貫通孔
14 貫通孔導体部
15 変換体配線
16 増幅素子表面電極
17 増幅素子ワイヤ
18 基板電極
19 素子接着材
20 キャップ接着材
21 増幅素子貫通孔
23 変換体アンダーフィル材
24 増幅素子アンダーフィル材
25 板状キャップ材
25a 第2の貫通孔
25b 凹凸形状
25c 三角突起形状
26 上部接着材
27 下部接着材
28 リブ材
31 増幅素子裏面電極
32 増幅素子貫通孔導体部
33 増幅素子裏面電極
35 変換体ワイヤ
36 変換体接着材
50 放熱板
52 放熱板接着材
Claims (20)
- 基板と、
前記基板の上に保持され、外部からの波動を電気信号に変換する変換体と、
前記基板の上に保持され、前記変換体と電気的に接続された電子部品とを備え、
前記基板は、前記電子部品と対向する領域に前記基板を表裏方向に貫通する第1の孔部を有している変換体モジュール。 - 請求項1において、
前記第1の孔部には、放熱板が設けられている変換体モジュール。 - 請求項2において、
前記放熱板は、前記電子部品と固着されている変換体モジュール。 - 請求項3において、
前記基板の上に、前記変換体及び電子部品を覆うように保持されたキャップ材をさらに備え、
前記キャップ材は、前記電子部品と固着されている変換体モジュール。 - 請求項4において、
前記キャップ材は、前記基板の上の周縁部に固着されたリブ材と、該リブ材の上に固着された板状部材とからなる変換体モジュール。 - 請求項5において、
前記板状部材は、前記電子部品と固着されている変換体モジュール。 - 請求項5又は6において、
前記板状部材は、前記基板と反対側の面上に形成された凹凸形状を有している変換体モジュール。 - 請求項1~7のいずれか1項において、
前記基板は、前記変換体と対向する領域に前記基板を貫通する第2の孔部を有している変換体モジュール。 - 請求項3において、
前記変換体は、該変換体の一の面に形成された第1電極と、前記一の面と対向する他の面に形成された第2電極とを有し、
前記第1電極と前記第2電極とは、前記変換体の内部を貫通する貫通電極によって電気的に接続されている変換体モジュール。 - 請求項9において、
前記変換体は、前記電子部品の上に固着されている変換体モジュール。 - 請求項9において、
前記電子部品は、前記変換体の上に固着されている変換体モジュール。 - 請求項10又は11において、
前記変換体と前記電子部品との平面形状は同一であり、且つ、前記変換体と前記電子部品との互いの側面は、前記基板の上面に対して垂直な方向に一致している変換体モジュール。 - 請求項12において、
前記基板と前記変換体との平面形状は同一であり、且つ、前記基板と前記変換体との互いの側面は、前記基板の上面に対して垂直な方向に一致している変換体モジュール。 - 請求項1~13のいずれか1項において、
前記電子部品は、前記基板側に素子形成面を対向させて保持されている変換体モジュール。 - 請求項1~14のいずれか1項において、
前記変換体と電気的に接続された電子部品は、前記変換体からの電気信号を増幅する増幅素子である変換体モジュール。 - 基板に該基板の表裏方向に貫通する第1の孔部を形成する工程(a)と、
前記基板の上に、外部からの波動を電気信号に変換する変換体を固着する工程(b)と、
前記基板の上に、前記第1の孔部と対向するように増幅素子を固着する工程(c)とを備えている変換体モジュールの製造方法。 - 請求項16において、
前記工程(a)は、前記基板における前記変換体と対向する領域に、前記基板の表裏方向に貫通する第2の孔部を形成する工程を含む変換体モジュールの製造方法。 - 請求項16において、
前記工程(b)及び工程(c)よりも後に、
前記基板の上に、前記変換体及び増幅素子を覆うようにキャップ材を固着する工程(d)をさらに備えている変換体モジュールの製造方法。 - 請求項18において、
前記工程(d)は、
前記基板の周縁部に前記変換体及び増幅素子を囲むようにリブ材を固着する工程と、
前記リブ材の上に、板状部材を固着する工程とを含む変換体モジュールの製造方法。 - 請求項18又は19において、
前記工程(a)において、前記基板には、前記第1の孔部が複数形成されており、
前記工程(b)及び工程(c)において、前記変換体及び増幅素子は、それぞれ複数で且つ前記変換体及び増幅素子を一対として前記基板の上に固着され、
前記工程(b)及び工程(c)よりも後に、
切断手段により、前記基板と前記キャップ材とを前記一対の変換体及び増幅素子を含むように切断することにより、前記基板を個片化する工程(e)をさらに備えている変換体モジュールの製造方法。
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JP2010038264A JP2013093637A (ja) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | 半導体装置及びその製造方法 |
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2010
- 2010-02-24 JP JP2010038264A patent/JP2013093637A/ja active Pending
- 2010-09-17 WO PCT/JP2010/005682 patent/WO2011104784A1/ja active Application Filing
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