WO2014017514A1 - 複合電子部品及びそれを備える電子装置 - Google Patents

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    • H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires

Definitions

  • the present invention relates to a composite electronic component and an electronic apparatus including the same.
  • connection between the electronic component and the wiring substrate is provided on the substrate, and the electronic component is connected to the wiring substrate by connecting a wire or a bump to a pad electrode electrically connected to the electronic component. May be electrically connected.
  • the main object of the present invention is to provide a composite electronic component that can be suitably mounted.
  • the composite electronic component according to the present invention includes a substrate, a first electronic component, a second electronic component, and a support member.
  • the first electronic component is mounted on one main surface of the substrate.
  • the second electronic component is mounted on the other main surface of the substrate.
  • the support member is disposed between the substrate and the second electronic component.
  • the first electronic component has a smaller outer dimension than the substrate in plan view.
  • a pad electrode to which the first electronic component is electrically connected is provided on a region of one main surface of the substrate on which the first electronic component is not mounted.
  • the support member is provided at a position overlapping the pad electrode in plan view.
  • the support member is constituted by a connection member that electrically connects the second electronic component and the substrate.
  • An electronic device electrically connects the composite electronic component, the mother board on which the composite electronic component is mounted, the pad electrode and the mother board, and is a wiring member ultrasonically bonded to the pad electrode.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a composite electronic component according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the electronic device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the composite electronic component according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a composite electronic component according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a composite electronic component according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a composite electronic component according to the first embodiment.
  • the composite electronic component 1 includes a wiring board 10.
  • the wiring board 10 can be constituted by, for example, a resin board or a ceramic board in which wiring is provided.
  • a first pad electrode 11 and a second pad electrode 12 are provided on the first main surface 10 a of the wiring substrate 10.
  • the first electronic component 20 is mounted on the central portion of the first main surface 10a.
  • the first electronic component 20 is electrically connected to the first pad electrode 11 by the bump 13.
  • the first pad electrode 11 is provided in a region on the first main surface 10a where the first main surface 10a and the first electronic component 20 overlap.
  • the first pad electrode 11 is electrically connected to the second pad electrode 12. For this reason, the first electronic component 20 is electrically connected to the second pad electrode 12. (Not shown)
  • the type of the first electronic component 20 is not particularly limited.
  • the first electronic component 20 may be, for example, an acoustic wave component such as a surface acoustic wave component or a boundary acoustic wave component.
  • the elastic wave component may be an elastic wave resonator or an elastic wave filter device.
  • an example in which the first electronic component 20 is a surface acoustic wave component will be described.
  • the first electronic component 20 includes a piezoelectric substrate 21 and an IDT electrode 22 disposed on the main surface 21a of the piezoelectric substrate 21 on the wiring substrate 10 side.
  • a silicon oxide film or the like may be provided on the main surface 21a so as to cover the IDT electrode 22.
  • the first electronic component 20 is smaller than the wiring board 10. That is, the area of the wiring board 10 is larger than the area of the first electronic component 20.
  • a part of the first main surface 10 a of the wiring substrate 10 is exposed from the first electronic component 20.
  • a second pad electrode 12 is disposed on the exposed portion of the first main surface 10a of the wiring substrate 10. That is, in the plan view of the first main surface 10a, the second pad electrode 12 is provided on a region of the first main surface 10a where the first electronic component 20 is not mounted.
  • the 2nd pad electrode 12 is provided in the area
  • the second electronic component 30 is mounted on the second main surface 10b.
  • the second electronic component 30 is opposed to the first electronic component 20 through the wiring board 10.
  • the second electronic component 30 is electrically connected to the third pad electrode 15 provided on the second main surface 10b by the bumps 14 constituting the connection member.
  • the bumps 14 provided between the wiring board 10 and the second electronic component 30 constitute a support member for the second electronic component 30.
  • the third pad electrode 15 is electrically connected to the second pad electrode 12 provided on the first main surface 10a by a via hole electrode 16 penetrating the wiring substrate 10. For this reason, the first electronic component 20 is electrically connected to the second pad electrode 12, and the second electronic component 30 is also electrically connected.
  • the type of the second electronic component 30 is not particularly limited.
  • the second electronic component 30 may be, for example, an acoustic wave component such as a surface acoustic wave component or a boundary acoustic wave component.
  • the elastic wave component may be an elastic wave resonator or an elastic wave filter device.
  • an example in which the second electronic component 30 is a surface acoustic wave component will be described.
  • the second electronic component 30 includes a piezoelectric substrate 31 and an IDT electrode 32 disposed on the main surface 31a of the piezoelectric substrate 31 on the wiring substrate 10 side. Note that a silicon oxide film or the like may be provided on the main surface 31 a so as to cover the IDT electrode 32 for the purpose of compensating the temperature characteristics of the second electronic component 30.
  • the outer dimension of the second electronic component 30 is larger than the outer dimension of the first electronic component 20. That is, the area of the second electronic component 30 is larger than the area of the first electronic component 20.
  • the second electronic component 30 is provided across the region where the first electronic component 20 is provided and the region where the second pad electrode 12 is provided. When viewed in plan from the first main surface 10 a side, the bumps 14 constituting the support member are provided so as to overlap the second pad electrode 12.
  • the wiring board 10 and the second electronic component 30 have the same area, and the wiring board 10 and the second electronic component 30 completely overlap in plan view.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the electronic device 2 on which the composite electronic component 1 is mounted.
  • the electronic device 2 includes a mother substrate 40.
  • the composite electronic component 1 is mounted on the main surface 40 a of the mother substrate 40.
  • the main surface 31b opposite to the IDT electrode 32 of the piezoelectric substrate 31 of the second electronic component 30 of the composite electronic component 1 is bonded to the mother substrate 40 by an adhesive layer 41 containing a cured product of an adhesive.
  • a pad electrode 43 is provided on the main surface 40 a of the mother substrate 40.
  • the pad electrode 43 and the second pad electrode 12 are electrically connected by a wiring member such as a wire 42.
  • the wire 42 is ultrasonically bonded to the pad electrodes 43 and 12.
  • a bump may be used as the wiring member.
  • a sealing member 44 for sealing the composite electronic component 1 is provided on the main surface 40a.
  • the first electronic component 20 and the second electronic component 30 are provided to face each other with the wiring board 10 therebetween.
  • the mounting area of the first and second electronic components 20 and 30 is made smaller than when the first electronic component 20 and the second electronic component 30 are separately mounted on the mother board 40. Can do.
  • the bumps 14 constituting the support member are provided so as to overlap with the second pad electrode 12 when viewed in plan from the first main surface 10a side. Therefore, when a wiring member such as the wire 42 is bonded to the bump 14 by an ultrasonic bonding method or the like, when stress is applied to the wiring substrate 10, the stress is transmitted to the mother substrate 40 side via the bump 14, and the wiring It is difficult to apply a large stress to the substrate 10. Therefore, damage to the wiring board 10 can be suppressed. Further, since the rigidity required for the wiring board 10 is reduced, the wiring board 10 can be thinned. Furthermore, when the wire 42 is ultrasonically bonded, the ultrasonic wave is hardly attenuated, and the bonding strength of the wire 42 can be increased. In addition, since the distance between the bump 14 and the first electronic component 20 can be increased, the stress transmitted from the bump 14 to the first electronic component 20 can be reduced. Therefore, damage to the first electronic component 20 can be suppressed.
  • the thermal expansion coefficient of the wiring board 10 approximates the thermal expansion coefficient of the piezoelectric substrates 21 and 31 constituting the electronic components 20 and 30.
  • the composite electronic component 1 is produced, for example, by mounting a plurality of electronic components 20 and 30 on a mother board 40 for constituting a plurality of wiring boards 10 and then dividing the mother board 40 into a plurality of parts. Also good.
  • An electronic component other than the first and second electronic components 20 and 30 may be further mounted on the wiring board 10.
  • the first electronic component 20 does not necessarily have to be mounted on the central portion of the first main surface 10a.
  • the first electronic component 20 has a region that does not overlap a part of the first main surface 10a when viewed from the first main surface 10a side.
  • two regions where the first electronic component 20 does not overlap with a part of the first main surface 10a are formed at both ends of the first electronic component 20.
  • the second pad electrode and the support member are provided in the two regions that do not overlap. In this case, even if a force is applied to the second pad electrode and the support member, the force applied to the substrate is dispersed.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the composite electronic component 1a in the second embodiment.
  • the first and second electronic components 20 and 30 are mounted on the wiring board 10.
  • the first and second electronic components 20 and 30 are mounted on the third electronic component 50. That is, in the present invention, the substrate may be constituted by an electronic component.
  • the third electronic component 50 includes a piezoelectric substrate 51.
  • IDT electrodes 52 and 53 are provided on the main surfaces 51a and 51b of the piezoelectric substrate 51, respectively.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the composite electronic component 1b according to the third embodiment.
  • the bumps 14 also serve as support members, whereas in the composite electronic component 1b of the present embodiment, an insulating support member 17 made of resin or the like is provided. ing. Even in this case, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, by providing the support member 17 over the entire circumference of the second electronic component 30, for example, the IDT electrode 32 can be sealed.
  • the via-hole electrode 16 is disposed inside the insulating support member 17. The load applied to the via hole electrode 16 can be dispersed by the rigidity of the support member 17.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a composite electronic component according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 5, a plurality of at least one of the first and second electronic components 20 and 30 may be mounted on the wiring board 10.

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Abstract

　好適に実装し得る複合電子部品を提供する。　複合電子部品１は、基板１０と、第１の電子部品２０と、第２の電子部品３０と、支持部材１４とを備える。第１の電子部品２０は、基板１０の一主面１０ａ上に実装されている。第２の電子部品３０は、基板１０の他主面１０ｂ上に実装されている。支持部材１４は、基板１０と第２の電子部品３０との間に配されている。第１の電子部品２０は、平面視において基板１０よりも外形寸法が小さい。平面視において、第１の電子部品２０が実装されていない基板１０の一主面の領域の上に、第１の電子部品２０と電気的に接続されたパッド電極１２が設けられている。平面視において、支持部材１４がパッド電極１２と重なる位置に設けられている。

Description

複合電子部品及びそれを備える電子装置
　本発明は、複合電子部品及びそれを備える電子装置に関する。
　従来、基板の両主面上に電子部品が実装された複合電子部品が知られている（例えば特許文献１，２を参照）。このような複合電子部品を用いることにより、電子部品の実装面積を小さくし得る。
特開２００１－１８９４１７号公報 ＷＯ０１／０２１６１５５　Ａ１号公報
　複合電子部品においては、電子部品と配線基板との接続は、基板上に設けられており、電子部品に電気的に接続されたパッド電極にワイヤやバンプを接続することにより電子部品を配線基板に電気的に接続する場合がある。
　現在のところ、基板の一主面上に、電子部品が電気的に接続されたパッド電極が設けられている複合電子部品の好ましい構成については十分に検討されていない。
　本発明の主な目的は、好適に実装し得る複合電子部品を提供することである。
　本発明に係る複合電子部品は、基板と、第１の電子部品と、第２の電子部品と、支持部材とを備える。第１の電子部品は、基板の一主面上に実装されている。第２の電子部品は、基板の他主面上に実装されている。支持部材は、基板と第２の電子部品との間に配されている。第１の電子部品は、平面視において、基板よりも外形寸法が小さい。平面視において、第１の電子部品が実装されていない基板の一主面の領域の上に、第１の電子部品が電気的に接続されたパッド電極が設けられている。平面視において、支持部材がパッド電極と重なる位置に設けられている。
　本発明に係る複合電子部品のある特定の局面では、支持部材は、第２の電子部品と基板とを電気的に接続している接続部材により構成されている。
　本発明に係る電子装置は、上記複合電子部品と、複合電子部品が実装されたマザー基板と、パッド電極とマザー基板とを電気的に接続しており、パッド電極に超音波接合された配線部材とを備える。
　本発明によれば、好適に実装し得る複合電子部品を提供することができる。
図１は、第１の実施形態における複合電子部品の略図的断面図である。 図２は、第１の実施形態における電子装置の略図的断面図である。 図３は、第２の実施形態における複合電子部品の略図的断面図である。 図４は、第３の実施形態における複合電子部品の略図的断面図である。 図５は、第４の実施形態における複合電子部品の略図的断面図である。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
　また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
　（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態における複合電子部品の略図的断面図である。図１に示されるように、複合電子部品１は、配線基板１０を備えている。配線基板１０は、例えば、内部に配線が設けられた樹脂基板やセラミック基板により構成することができる。配線基板１０の第１の主面１０ａの上には、第１のパッド電極１１と、第２のパッド電極１２とが設けられている。
　第１の主面１０ａの中央部の上には、第１の電子部品２０が実装されている。第１の電子部品２０は、バンプ１３により、第１のパッド電極１１に電気的に接続されている。平面視した場合、第1の主面１０ａ上の領域であって、第１の主面１０ａと第１の電子部品２０とが重なる領域に、第１のパッド電極１１が設けられている。第１のパッド電極１１は、第２のパッド電極１２に電気的に接続されている。このため、第２のパッド電極１２には、第１の電子部品２０が電気的に接続されている。(図示せず)
　第１の電子部品２０の種類は、特に限定されない。第１の電子部品２０は、例えば、弾性表面波部品や弾性境界波部品などの弾性波部品であってもよい。弾性波部品は、弾性波共振子であってもよいし、弾性波フィルタ装置であってもよい。本実施形態では、第１の電子部品２０が、弾性表面波部品である例について説明する。第１の電子部品２０は、圧電基板２１と、圧電基板２１の配線基板１０側の主面２１ａの上に配されたＩＤＴ電極２２とを有する。なお、第１の電子部品２０の温度特性を補償することなどを目的として、主面２１ａの上に、ＩＤＴ電極２２を覆うように、酸化ケイ素膜等が設けられていてもよい。
　第１の電子部品２０は、配線基板１０よりも小さい。すなわち、配線基板１０の面積の方が、第１の電子部品２０の面積よりも大きい。第１の主面１０ａの平面視において、配線基板１０の第１の主面１０ａの一部は、第１の電子部品２０から露出している。この配線基板１０の第１の主面１０ａの露出部の上に第２のパッド電極１２が配されている。すなわち、第１の主面１０ａの平面視において、第１の主面１０ａの第１の電子部品２０が実装されていない領域の上に第２のパッド電極１２が設けられている。図１では、第１の主面１０ａの周縁近くの第１の電子部品２０が実装されていない、第1の主面１０ａ上の領域に、第２のパッド電極１２が設けられている。
　第２の主面１０ｂの上には、第２の電子部品３０が実装されている。第２の電子部品３０は、配線基板１０を介して第１の電子部品２０と対向している。第２の電子部品３０は、接続部材を構成しているバンプ１４により、第２の主面１０ｂ上に設けられた第３のパッド電極１５に電気的に接続されている。本実施形態では、この配線基板１０と第２の電子部品３０との間に設けられたバンプ１４は、第２の電子部品３０の支持部材を構成している。
　第３のパッド電極１５は、配線基板１０を貫通するビアホール電極１６によって、第１の主面１０ａ上に設けられた第２のパッド電極１２に電気的に接続されている。このため、第２のパッド電極１２には、第１の電子部品２０が電気的に接続されていると共に、第２の電子部品３０も電気的に接続されている。
　第２の電子部品３０の種類は、特に限定されない。第２の電子部品３０は、例えば、弾性表面波部品や弾性境界波部品などの弾性波部品であってもよい。弾性波部品は、弾性波共振子であってもよいし、弾性波フィルタ装置であってもよい。本実施形態では、第２の電子部品３０が、弾性表面波部品である例について説明する。第２の電子部品３０は、圧電基板３１と、圧電基板３１の配線基板１０側の主面３１ａの上に配されたＩＤＴ電極３２とを有する。なお、第２の電子部品３０の温度特性を補償することなどを目的として、主面３１ａの上に、ＩＤＴ電極３２を覆うように、酸化ケイ素膜等が設けられていてもよい。
　第２の電子部品３０の外形寸法は、第１の電子部品２０の外形寸法よりも大きい。すなわち、第２の電子部品３０の面積の方が、第１の電子部品２０の面積よりも大きい。第２の電子部品３０は、第１の電子部品２０が設けられた領域と第２のパッド電極１２が設けられた領域とに跨がって設けられている。第１の主面１０ａ側から平面視した場合、支持部材を構成しているバンプ１４は、第２のパッド電極１２と重なるように設けられている。一つの実施形態として、配線基板１０と第２の電子部品３０とが同じ面積であり、かつ平面視において、配線基板１０と第２の電子部品３０とが完全に重なっている。
　図２は、複合電子部品１を搭載した電子装置２の略図的断面図である。電子装置２は、マザー基板４０を備えている。このマザー基板４０の主面４０ａの上に、複合電子部品１が実装されている。複合電子部品１の第２の電子部品３０の圧電基板３１のＩＤＴ電極３２とは反対側の主面３１ｂは、接着剤の硬化物を含む接着層４１によってマザー基板４０に接着されている。マザー基板４０の主面４０ａの上には、パッド電極４３が設けられている。パッド電極４３と第２のパッド電極１２とは、ワイヤ４２などの配線部材により電気的に接続されている。ワイヤ４２は、パッド電極４３，１２に超音波接合されている。なお、配線部材として、バンプを用いてもよい。
　主面４０ａの上には、複合電子部品１を封止するための封止部材４４が設けられている。
　以上説明したように、複合電子部品１では、第１の電子部品２０と第２の電子部品３０とが配線基板１０を介して対向するように設けられている。このため、例えば、第１の電子部品２０と第２の電子部品３０とを別個にマザー基板４０に実装する場合よりも、第１及び第２の電子部品２０，３０の実装面積を小さくすることができる。
　支持部材を構成しているバンプ１４が、第１の主面１０ａ側から平面視した場合、第２のパッド電極１２と重なるように設けられている。このため、超音波接合法などによりワイヤ４２などの配線部材をバンプ１４に接合するとき、配線基板１０に応力が加わった際には、バンプ１４を介して応力がマザー基板４０側に伝わり、配線基板１０に大きな応力が加わり難い。よって、配線基板１０の損傷を抑制することができる。また、配線基板１０に求められる剛性が低くなるため、配線基板１０を薄くすることができる。さらに、ワイヤ４２を超音波接合する際に超音波が減衰しにくく、ワイヤ４２の接合強度を高めることができる。また、バンプ１４と第1の電子部品２０との距離を離すことができるため、バンプ１４から第1の電子部品２０に伝わる応力を小さくできる。よって、第1の電子部品２０の損傷を抑制することができる。
　なお、配線基板１０の熱膨張係数は、電子部品２０，３０を構成している圧電基板２１，３１の熱膨張係数と近似していることが好ましい。
　複合電子部品１は、例えば、複数の配線基板１０を構成するためのマザー基板４０の上に、複数の電子部品２０，３０を実装し、その後マザー基板４０を複数に分断することにより作製してもよい。
　配線基板１０の上に、第１及び第２の電子部品２０，３０以外の電子部品がさらに実装されていてもよい。また、第1の電子部品２０は、第1の主面１０ａの中央部に必ずしも実装されていなくともよい。具体的には、第１の主面１０ａ側から平面視した場合、第1の電子部品２０が第１の主面１０ａの一部と重ならない領域を有すればよい。好ましくは、第１の主面１０ａと平行に延びるある方向において、第1の電子部品２０の両端に、第1の電子部品２０が第１の主面１０ａの一部と重ならない２つの領域が設けられていることが望ましい。さらに好ましくは、この重ならない２つの領域に第２のパッド電極及び支持部材が設けられていることが望ましい。この場合には、第２のパッド電極及び支持部材に力が加わったとしても、基板に加わる力が分散される。
　以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
　（第２の実施形態）
　図３は、第２の実施形態における複合電子部品１ａの略図的断面図である。第１の実施形態における複合電子部品１では、配線基板１０の上に、第１及び第２の電子部品２０，３０が実装されている。それに対して、本実施形態に係る複合電子部品１ａでは、第１及び第２の電子部品２０，３０は、第３の電子部品５０に実装されている。すなわち、本発明において、基板は、電子部品により構成されていてもよい。
　第３の電子部品５０は、圧電基板５１を備えている。圧電基板５１の主面５１ａ、５１ｂのそれぞれの上には、ＩＤＴ電極５２，５３が設けられている。
　（第３の実施形態）
　図４は、第３の実施形態における複合電子部品１ｂの略図的断面図である。第１の実施形態に係る複合電子部品１では、バンプ１４が支持部材を兼ねているのに対して、本実施形態の複合電子部品１ｂでは、樹脂などからなる絶縁性の支持部材１７が設けられている。この場合であっても、第１の実施形態と同様の効果が奏される。また、支持部材１７を第２の電子部品３０の全周にわたって設けることにより、例えば、ＩＤＴ電極３２を封止することもできる。図４では、絶縁性の支持部材１７の内部にビアホール電極１６が配置されている。ビアホール電極１６に加わる荷重を支持部材１７の剛性によって分散できる。
　（第４の実施形態）
　図５は、第４の実施形態における複合電子部品の略図的断面図である。図５に示されるように、第１及び第２の電子部品２０，３０の少なくとも一方が、配線基板１０に複数実装されていてもよい。
１、１ａ、１ｂ…複合電子部品
２…電子装置
１０…配線基板
１０ａ…第１の主面
１０ｂ…第２の主面
１１…第１のパッド電極
１２…第２のパッド電極
１３、１４…バンプ
１５…第３のパッド電極
１６…ビアホール電極
１７…支持部材
２０…第１の電子部品
３０…第２の電子部品
２１，３１…圧電基板
２２，３２…ＩＤＴ電極
４０…マザー基板
４０ａ…主面
４１…接着層
４２…ワイヤ
４３…パッド電極
４４…封止部材
５０…第３の電子部品
５１…圧電基板
５２，５３…ＩＤＴ電極

Claims (3)

  1. 　基板と、
    　前記基板の一主面上に実装された第１の電子部品と、
    　前記基板の他主面上に実装された第２の電子部品と、
    　前記基板と前記第２の電子部品との間に配された支持部材と、
    を備え、
    　平面視において、前記第１の電子部品は、前記基板よりも外形寸法が小さく、
    　平面視において、前記第１の電子部品が実装されていない前記基板の一主面の領域の上に、前記第１の電子部品と電気的に接続されたパッド電極が設けられており、
    　平面視において、前記支持部材が前記パッド電極と重なる位置に設けられている、複合電子部品。
  2. 　前記支持部材は、前記第２の電子部品と前記基板とを電気的に接続している接続部材により構成されている、請求項１に記載の複合電子部品。
  3. 　請求項１または２に記載の複合電子部品と、
    　前記複合電子部品が実装されたマザー基板と、
    　前記パッド電極と前記マザー基板とを電気的に接続しており、前記パッド電極に超音波接合された配線部材と、
    を備える、電子装置。
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