JP3744822B2 - 電子部品及び電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器のキャビティ実装面に電子部品素子を搭載した電子部品及び多数の電子部品の容器領域を縦横に配置した多数個取り電子部品用基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子部品として、例えば、公開特許２０００−７７９４２に示す表面実装型水晶発振器が知られている。
【０００３】
図７に従来の電子部品の例として表面実装型水晶発振器２００の外観斜視図を、図８に表面実装型発振器２００のＡ−Ａ面における断面図を、図９に表面実装型発振器２００の底面図を示す。図８、図９に示すように表面実装型水晶発振器２００は多層基板で構成された容器２４からなる。容器２４は、平板状の回路基板が多層に積層された平板状多層基板２４ａ、開口が略四角形状の枠体基板２２と、シームリング２５から構成され、この平板状多層基板２４ａの上面にはシームリング２５でキャビティ２１を、平板状多層基板２４ａの下面に枠体基板２２でキャビティ３０を形成しており、それぞれのキャビティ２１，３０の実装面３１に電子部品素子である水晶振動子２３、発振回路ＩＣ２７ａ、コンデンサ素子２７ｂが実装されている。また、図９に示すように底面のキャビティ３０周囲の４角で枠体基板２２上には、４つの端子電極２２ａが形成されている。
【０００４】
このように構成される表面実装型水晶発振器２００の製造については、上面のキャビティ２１を水晶振動子２３で実装した後、シームリング２５及び封止用金属板リッド２６によって気密封止する。また、底面のキャビティ３０に発振回路ＩＣ２７ａ、コンデンサ素子２７ｂを実装した後、キャビティ３０の残部に熱硬化性樹脂２８を充填・硬化している。
【０００５】
一方、このような表面実装型水晶発振器２００は図６の多数個取り電子部品用基板により形成される。キャビティ３０は容器２４の発振回路ＩＣ２７ａやコンデンサ素子２７ｂが搭載される実装面３１と枠体基板２２の側壁に囲まれ、各々が独立した形状となっている、また、容器となる領域が縦横に配置されている。
【０００６】
図１０（ａ）にキャビティ３０内に発振回路ＩＣ２７ａやコンデンサ素子２７ｂなどの電子部品素子を実装した多数個取り電子部品用基板１０の状況を示す。また、図１０（ｂ）にキャビティ３０に熱硬化性樹脂２８の充填する工程を示す概念図を示す。すなわち、多数個取り電子部品用基板１０において、各容器体のキャビティは隣り合う電子部品（表面実装型水晶発振器２００）毎に区切られているため、熱硬化性樹脂２８の充填工程において、充填創始を各キャビティ３０毎に充填の始動、停止の動作を繰り返してキャビティ３０内に充填して発振回路ＩＣ２７ａ，コンデンサ素子２７ｂを樹脂で被覆していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術の表面実装型水晶発振器２００においては、図９に示すように、端子電極２２ａを大きくしてマザーボードへの接合強度を高める必要があるが、キャビティ３０があるため大きくするのに限界がある。また、キャビティ３０を小さくすると発振回路ＩＣ２７ａやコンデンサ素子２７ｂの搭載量が減り、高機能化に影響を受けるという問題点を有していた。一方、搭載面積を上げるためにキャビティ３０を形成せずに、基板表面に発振回路ＩＣ２７ａやコンデンサ素子２７ｂを搭載する構成が考えられるが、端子電極２２ａを形成することができず、発振回路ＩＣ２７ａやコンデンサ素子２７ｂの保護を有効に行うことが困難となっていた。
【０００８】
また、多数個取り電子部品用基板１０においてキャビティ３０は各表面実装型水晶発振器２００毎に独立し、隣り合う表面実装型水晶発振器２００ごとに区切られているために、熱硬化性樹脂２８の充填工程において、各キャビティ３０毎に充填の始動・停止の動作を繰り返さなければならず、作業の効率改善上大きなネックとなっていた。また、これによって、各キャビティ３０毎に充填の始動・停止の動作を繰り返すことにより容器２２の外表面に不要な樹脂が付着するという問題点もあった。
【０００９】
さらに、各キャビティ３０毎に熱硬化性樹脂２８を充填する方式では、各キャビティ３０毎に充填する熱硬化性樹脂２８の量が微妙に異なり、その結果、実装された電子部品素子２７ａや２７ｂを覆う熱硬化性樹脂２８の量にばらつきが生じ、外部からの機械的応力やマザーボードの配線との短絡が生じる可能性が高くなり、被覆信頼性が低下するという問題点もあった。
【００１０】
本発明は、上述の問題点を解決するために案出されたものであり、またその目的は、小型化ができると共に、キャビティ内の部品搭載面積を広げ、製品機能の多機能化・高性能化に対応し、かつ、電子部品素子を有効に保護しうる電子部品を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、熱硬化性樹脂の充填する工程の作業効率を改善することができ、被覆信頼性を高めが多数個取り電子部品用基板を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品は、容器の下部にキャビティを形成するとともに、該キャビティ実装面に電子部品素子を搭載し、前記容器の上部に水晶振動子を搭載して成る電子部品であって、前記容器底面の四隅部に端子電極を形成するとともに、前記端子電極間に位置する前記キャビティ側壁に、前記キャビティ内部と前記容器外部とを連通する連通溝を形成し、かつ前記キャビティ実装面と前記連通溝に前記電子部品素子を被覆する樹脂を充填して成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明の電子部品は、前記連通溝に前記電子部品素子を配置したことを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明は、下部に電子部品素子用キャビティを有する複数の容器領域を縦横に配置させるとともに、隣接する容器領域の各キャビティ間を結合する結合溝を形成した多数個取り電子部品用基板を準備する工程と、前記多数個取り電子部品用基板に水晶振動子を搭載する工程と、前記多数個取り電子部品用基板のキャビティ実装面に電子部品素子を実装するとともに、前記キャビティ実装面に前記結合溝を通じて前記電子部品素子を被覆する樹脂を充填する工程と、前記多数個取り電子部品用基板を前記容器領域ごとに個片に分割する工程と、を含む電子部品の製造方法である。
【００１５】
【作用】
本発明の電子部品によれば、キャビティ側壁に、前記キャビティ内部と容器外部とを連通する連通溝を形成して成り、かつ前記キャビティ実装面と連通溝に電子部品素子を被覆する樹脂が充填されている。また、電子部品素子のキャビティ実装面だけでなく、連通溝の領域も電子部品素子の実装可能な領域とすることができるため、電子部品素子を従来のキャビティのみが形成されているのに比べてキャビティ実装面の面積を拡大することができる。言い換えれば容器全体を小型化することができる。これにより、製品の多機能化・高性能化が可能となる。また、キャビティ実装面と連通溝に樹脂が充填されているために、連通溝に搭載する電子部品素子を電気的又は機械的に有効に保護することができる。
【００１６】
また、本発明の多数個取り電子部品用基板によれば、隣接する容器領域の各キャビティ間を結合する結合溝を形成したために、上述の電子部品素子を被覆する樹脂を各キャビティ毎に充填するにあたり樹脂の充填装置の始動・停止の動作を繰り返す必要がなく、隣接する各キャビティ間に形成された結合溝を利用して連続充填させることができ、作業性を飛躍的に向上させることができる。
【００１７】
さらに電子部品の外表面に不要な樹脂が付着することが一切ない。また、キャビティ内部に充填された樹脂は、結合溝を介して、その厚みを均一にすることができ、電子部品素子の被覆信頼性が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面とともに説明する。図１は本発明の電子部品である水晶発振器の外観斜視図であり、図２は前記水晶発振器のＡ−Ａ面における断面図である。また、図３は水晶発振器の底面図である。図４は本発明の多数個取り電子部品用基板を示す外観斜視図である。また、図５（ａ）は電子部品素子を搭載した多数個取り電子部品用基板の平面図、（ｂ）は多数個取り電子部品用基板のキャビティに樹脂を充填する際の作業動作を説明する図である。
【００１９】
図１〜図３において、水晶発振器２０は多層基板からなる容器２２から構成されている。容器２２は、各々配線パターンを有する平面状のセラミック絶縁基板２２ａ、２２ｂ、２２ｃと枠体状のセラミック絶縁基板２２ｄとシールリング２５とから構成されている。
【００２０】
枠状のセラミック絶縁基板２２ｄの内周と平板状のセラミック絶縁基板２２ｃ底面とで囲まれる空間がＩＣチップ２７ａ及び電子部品素子２７ｂを収容するキャビティ３０となる。このキャビティ３０には、ＩＣチップ２７ａ、電子部品素子２７ｂを備える。
【００２１】
また、容器２２のキャビティ３０の反対側にはシームリング２５によってキャビティ２１が形成されており、キャビティ２１内に水晶振動子２３が導電ペースト３２にて固着され、また、シームリング２５上に載置された封止用金属板リッド２６によって気密封止される。
【００２２】
さらに、キャビティ３０の側壁には、キャビティ３０と容器２２の外部とを連通する連通溝２９が形成されている。この連通溝２９は各対向するキャビティ３０の側壁に形成しているが、これに限定されず、後述する樹脂の充填工程がスムーズに行えるように１個の容器２２に対して少なくとも２カ所の連通溝２９を形成するとよい。また、連通溝２９の深さがキャビティ３０の深さ（実装面３１）よりも等しいか、または浅く形成するのが好ましい。これにより、電子部品の機械的強度低下を最低限に抑えることができるものである。
【００２３】
そして、連通溝２９は図４に示すように、多数個取り電子部品用基板１０において、各キャビティ３０間を結合する結合溝２９ａからなっており、また、結合溝２９ａは、配列する容器領域の横方向に一列に形成されている。これによってもキャビティ３０、結合溝２９ａに熱硬化性樹脂２８を充填する場合、一列の先頭部で始動、一列の終端部で停止の動作を行えさえすれば良く、列の途中においては充填の動作を一方向のみで継続したまま作業を行うことができるので、さらに作業性が向上するものである。なお、縦方向に一列にキャビティ３０，結合溝２９ａが形成されても良い。
【００２４】
ＩＣチップ２７ａの電極部には予めＡｕバンプを形成し、ＩＣチップ２７ａは、このＡｕバンプがセラミック絶縁基板２２ｂ上の電極パッドにＡｇペーストによる接着又は超音波による融着により接合されることにより、キャビティ３０の底面に形成された電極パッドに接続される。ＩＣチップ２７ａは、この接合によって機械的にも固定されるが、キャビティ３０の残部空間に熱硬化性の樹脂２８を充填し、加熱し硬化させることにより強度面で補強され、固定される。
【００２５】
樹脂２８としては、例えばエポキシ系であって、粘度３０００ｃｐｓ、線膨張係数３０ｐｐｍ、収縮率１．７％のものが用いられる。樹脂２８は、キャビティ３０及び連通溝２９にその表面がＩＣチップ２７ａの上面を完全に覆う高さまで、しかもキャビティ３０の開口端縁よりも低い高さまで、隙間無く充填される。そして、充填後、一気に樹脂の硬化温度まで昇温する。これにより表面が先に硬化して収縮する応力が発生し、その応力でＩＣチップ２７ａがキャビティ３０の実装面３１、即ちセラミック絶縁基板２２ｂ側に押さえられる。
【００２６】
また、水晶発振器２０を実装基板であるマザーボードに実装する際、樹脂２８はＩＣチップ２７ａ及び電子部品素子２７ｂがマザーボードを介して受ける外部からの機械的影響からの保護効果と、マザーボード上の配線との短絡防止という保護効果も得られる。
【００２７】
次に、本発明の電子部品の製造方法について説明する。
【００２８】
まず、多数個取り電子部品用基板を作成する。具体的には、４層からなるセラミックの多数個取りシートを作成する。各シートは、セラミック絶縁基板２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが積層されて構成する容器２２が抽出可能に複数に縦横に並んで一体形成したものである。この際、キャビティ３０は図４に示すように水晶発振器２０の隣り合う結合溝２９ａによって一列連続的になキャビティとなっている。ここでは、セラミック絶縁基板２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの４層で構成される水晶発振器を例にとったが、製品の構造の複雑度によっては、セラミック絶縁基板２２ａ、２２ｂ、２２ｃの３層部分のうち少なくとも１層以上あれば良い。
【００２９】
水晶発振器２０を製造する工程は、水晶搭載工程、電子部品素子搭載工程、熱硬化性樹脂充填・硬化工程があり、水晶搭載工程から熱硬化性樹脂充填・硬化工程の順に進め、この工程間の電子部品は多数個取り電子部品用基板で製造する。
【００３０】
水晶搭載工程においては、まず、容器２２である多数個取り電子部品用基板を用意し、そのキャビティ２１の実装面３１の電極パッド上に硬化して導電性接着部材となる導電性樹脂ペースト３２を供給し、水晶振動子２３の引き出し電極（不図示）が電極パッドと接続するように導電性樹脂ペースト３２に水晶振動子２３を載置する。そして、導電性樹脂ペースト３２を硬化して、セラミック絶縁基板２２ａ上に水晶振動子２３を固定する。
【００３１】
次に、水晶振動子２３の周波数調整を行う。具体的には、セラミックパッケージのＩＣチップ２７ａを搭載する側の開口周囲に形成した電極パッドにて電源電圧、グランド及び測定用プローブを接続し、発振させ、発振周波数を測定しながら、水晶振動子の励振電極にＡｇ蒸着させる方法やイオンビームを照射する方法により、実質的に励振電極の質量を増加若しくは減少させて、発振周波数の調整を行う。
【００３２】
次に、１５０℃〜２５０℃の熱エージングにより、発振周波数の安定化を行い、その後、封止用金属板リッド２６により気密封止を行う。この時、封止用金属板リッド２６をセラミックパッケージのシームリング２５上に載置して、Ｎ2やＨｅなどのガスや真空の雰囲気中にてシーム溶接などの溶接により、前記封止用金属板リッド２６の周囲にローラヘッドを当接させて溶接を行う。
【００３３】
電子部品素子搭載工程について、まず、ＩＣチップ２７ａや電子部品素子２７ｂをキャビティ３０の実装面３１に実装を行う。具体的には、まずＩＣチップ２７ａの実装は、ＩＣチップ２７ａに形成した各Ａｕバンプと、キャビティ３０の実装面３１に形成した各ＩＣ電極パッドとが合致するように、ＩＣチップ２７ａを位置決め載置して、その後、ＩＣチップ２７ａにＡｇペーストによる接着や超音波による融着などにより互いに接合させる。
【００３４】
また、電子部品素子２７ｂの接合は、素子電極パッドにＡｇ粉末などを含む導電性樹脂ペーストを塗布し、電子部品素子２７ｂを載置し、その後、導電性樹脂ペーストを硬化する。
【００３５】
熱硬化性樹脂２８の充填硬化工程について、まず、ＩＣチップ２７ａ、電子部品素子２７ｂを充填樹脂２８で充填・被覆する。具体的には、この工程時の製品形態は、図５（ａ）で示すような多数個取り回路基板状であるため、樹脂充填動作は図５（ｂ）で示すように、キャビティ３０の連なる数個の容器２２において結合溝２９ａを通じて一度に樹脂充填を行う。樹脂としてはエポキシ系の熱硬化性の樹脂が用いられ、その際、結合溝２９ａの実装面３１にも形成した電子部品も樹脂充填され、結果的にキャビティ３０の実装面３１と結合溝２９ａの双方に配置されたＩＣチップ２７ａや電子部品素子２７ｂの全体を完全に樹脂で覆うことになる。その後、加熱して樹脂を硬化させる。
【００３６】
樹脂硬化後にブレイクやカッティングにより、電子部品を多数個取り電子部品用基板状態から個片状態に分割することで製造が終了する。
【００３７】
なお、上述のようにキャビティ３０、結合溝２９ａに電子部品素子２７ａ，２７ｂを搭載してキャビティ３０と結合溝２９ａの双方に熱硬化性樹脂２８を充填・硬化させた後に、個々の電子部品２０に分割しているが、このステップにより熱硬化性樹脂２８の充填が均質となり、ばらつきが少なく信頼性に優れた電子部品２０を得ることができる。
【００３８】
かくして本発明の構成によれば、キャビティ３０の側壁に、図３で示すようにキャビティ３０の内部と容器２２の外部とを連通する連通溝２９が形成されることにより、連通溝２９にも電子部品素子２７ｂが搭載可能となるとともに、キャビティ３０，連通溝２９の双方を樹脂で充填させるために従来の構造の電子部品より安全で、小型化が可能で、かつ、製品の高性能化・高機能化が行えるものである。
【００３９】
また、従来の容器２２形状の場合では、樹脂充填する際に、多数個取り電子部品用基板１０の各電子部品２０のキャビティ３０は、隣り合う電子部品２０ごとに区切られてしまうため、樹脂充填も図１０（ｂ）で示すように始動、停止をキャビティの個数分繰り返し複雑な作業動作を行わなければなかったが、本発明では、多数個取り電子部品用基板１０の隣り合うキャビティ３０が結合溝２９ａによって各キャビティ３０が結合しているため、図５（ｂ）に示すように、樹脂充填を多数個取り電子部品用基板１０で一列分、一括に簡易的な作業動作で行うことができる。これにより、樹脂充填作業において作業効率の大幅な向上ができるようになる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、キャビティ側壁にキャビティ内部と容器外部とを連通する連通溝が形成し、キャビティ実装面と連通溝に樹脂を充填するために、小型化が可能で、キャビティに実装する電子部品の実装面積を拡大してより多数の電子部品素子が搭載でき、製品の多機能化・高性能化が可能となると共に、各電子部品素子を充填する樹脂により電気的又は機械的に有効に保護することができる電子部品を提供することが可能となる。
【００４１】
また、作業面では、電子部品のキャビティに樹脂を充填する際に各キャビティ間を結合する結合溝を形成しているので、樹脂充填の作業が簡素化され作業効率が向上する多数個取り電子部品用基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品である水晶発振器の外観斜視図である。
【図２】本発明の電子部品である水晶発振器の断面図である。
【図３】本発明の電子部品である水晶発振器の底面図である。
【図４】本発明の多数個取り電子部品用基板の外観斜視図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の多数個取り電子部品用基板における樹脂充填作業の概念図である。
【図６】従来の多数個取り電子部品用基板の外観斜視図である。
【図７】従来の電子部品である水晶発振器の外観斜視図である。
【図８】従来の電子部品である水晶発振器の断面図である。
【図９】従来の電子部品である水晶発振器の底面図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は従来の多数個取り電子部品用基板におけるの樹脂充填作業の概念図である。
【符号の説明】
１０・・・多数個取り電子部品用基板
２０・・・水晶発振器（電子部品）
２１・・・キャビティ（水晶振動子搭載用）
２２・・・容器
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ・・・平板状のセラミック絶縁基板
２２ｄ・・・枠体状のセラミック絶縁基板
２３・・・水晶振動子
２５・・・シームリング
２６・・・封止用金属板
２７ａ・・・電子部品素子
２７ｂ・・・電子部品素子
２８・・・熱硬化性樹脂
２９・・・連通溝
３０・・・キャビティ（電子部品素子搭載用）
３１・・・実装面
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器のキャビティ実装面に電子部品素子を搭載した電子部品及び多数の電子部品の容器領域を縦横に配置した多数個取り電子部品用基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子部品として、例えば、公開特許２０００−７７９４２に示す表面実装型水晶発振器が知られている。
【０００３】
図７に従来の電子部品の例として表面実装型水晶発振器２００の外観斜視図を、図８に表面実装型発振器２００のＡ−Ａ面における断面図を、図９に表面実装型発振器２００の底面図を示す。図８、図９に示すように表面実装型水晶発振器２００は多層基板で構成された容器２４からなる。容器２４は、平板状の回路基板が多層に積層された平板状多層基板２４ａ、開口が略四角形状の枠体基板２２と、シームリング２５から構成され、この平板状多層基板２４ａの上面にはシームリング２５でキャビティ２１を、平板状多層基板２４ａの下面に枠体基板２２でキャビティ３０を形成しており、それぞれのキャビティ２１，３０の実装面３１に電子部品素子である水晶振動子２３、発振回路ＩＣ２７ａ、コンデンサ素子２７ｂが実装されている。また、図９に示すように底面のキャビティ３０周囲の４角で枠体基板２２上には、４つの端子電極２２ａが形成されている。
【０００４】
このように構成される表面実装型水晶発振器２００の製造については、上面のキャビティ２１を水晶振動子２３で実装した後、シームリング２５及び封止用金属板リッド２６によって気密封止する。また、底面のキャビティ３０に発振回路ＩＣ２７ａ、コンデンサ素子２７ｂを実装した後、キャビティ３０の残部に熱硬化性樹脂２８を充填・硬化している。
【０００５】
一方、このような表面実装型水晶発振器２００は図６の多数個取り電子部品用基板により形成される。キャビティ３０は容器２４の発振回路ＩＣ２７ａやコンデンサ素子２７ｂが搭載される実装面３１と枠体基板２２の側壁に囲まれ、各々が独立した形状となっている、また、容器となる領域が縦横に配置されている。
【０００６】
図１０（ａ）にキャビティ３０内に発振回路ＩＣ２７ａやコンデンサ素子２７ｂなどの電子部品素子を実装した多数個取り電子部品用基板１０の状況を示す。また、図１０（ｂ）にキャビティ３０に熱硬化性樹脂２８の充填する工程を示す概念図を示す。すなわち、多数個取り電子部品用基板１０において、各容器体のキャビティは隣り合う電子部品（表面実装型水晶発振器２００）毎に区切られているため、熱硬化性樹脂２８の充填工程において、充填創始を各キャビティ３０毎に充填の始動、停止の動作を繰り返してキャビティ３０内に充填して発振回路ＩＣ２７ａ，コンデンサ素子２７ｂを樹脂で被覆していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術の表面実装型水晶発振器２００においては、図９に示すように、端子電極２２ａを大きくしてマザーボードへの接合強度を高める必要があるが、キャビティ３０があるため大きくするのに限界がある。また、キャビティ３０を小さくすると発振回路ＩＣ２７ａやコンデンサ素子２７ｂの搭載量が減り、高機能化に影響を受けるという問題点を有していた。一方、搭載面積を上げるためにキャビティ３０を形成せずに、基板表面に発振回路ＩＣ２７ａやコンデンサ素子２７ｂを搭載する構成が考えられるが、端子電極２２ａを形成することができず、発振回路ＩＣ２７ａやコンデンサ素子２７ｂの保護を有効に行うことが困難となっていた。
【０００８】
また、多数個取り電子部品用基板１０においてキャビティ３０は各表面実装型水晶発振器２００毎に独立し、隣り合う表面実装型水晶発振器２００ごとに区切られているために、熱硬化性樹脂２８の充填工程において、各キャビティ３０毎に充填の始動・停止の動作を繰り返さなければならず、作業の効率改善上大きなネックとなっていた。また、これによって、各キャビティ３０毎に充填の始動・停止の動作を繰り返すことにより容器２２の外表面に不要な樹脂が付着するという問題点もあった。
【０００９】
さらに、各キャビティ３０毎に熱硬化性樹脂２８を充填する方式では、各キャビティ３０毎に充填する熱硬化性樹脂２８の量が微妙に異なり、その結果、実装された電子部品素子２７ａや２７ｂを覆う熱硬化性樹脂２８の量にばらつきが生じ、外部からの機械的応力やマザーボードの配線との短絡が生じる可能性が高くなり、被覆信頼性が低下するという問題点もあった。
【００１０】
本発明は、上述の問題点を解決するために案出されたものであり、またその目的は、小型化ができると共に、キャビティ内の部品搭載面積を広げ、製品機能の多機能化・高性能化に対応し、かつ、電子部品素子を有効に保護しうる電子部品を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、熱硬化性樹脂の充填する工程の作業効率を改善することができ、被覆信頼性を高めが多数個取り電子部品用基板を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品は、容器の下部にキャビティを形成するとともに、該キャビティ実装面に電子部品素子を搭載し、前記容器の上部に水晶振動子を搭載して成る電子部品であって、前記容器底面の四隅部に端子電極を形成するとともに、前記端子電極間に位置する前記キャビティ側壁に、前記キャビティ内部と前記容器外部とを連通する連通溝を形成し、かつ前記キャビティ実装面と前記連通溝に前記電子部品素子を被覆する樹脂を充填して成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明の電子部品は、前記連通溝に前記電子部品素子を配置したことを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明は、下部に電子部品素子用キャビティを有する複数の容器領域を縦横に配置させるとともに、隣接する容器領域の各キャビティ間を結合する結合溝を形成した多数個取り電子部品用基板を準備する工程と、前記多数個取り電子部品用基板に水晶振動子を搭載する工程と、前記多数個取り電子部品用基板のキャビティ実装面に電子部品素子を実装するとともに、前記キャビティ実装面に前記結合溝を通じて前記電子部品素子を被覆する樹脂を充填する工程と、前記多数個取り電子部品用基板を前記容器領域ごとに個片に分割する工程と、を含む電子部品の製造方法である。
【００１５】
【作用】
本発明の電子部品によれば、キャビティ側壁に、前記キャビティ内部と容器外部とを連通する連通溝を形成して成り、かつ前記キャビティ実装面と連通溝に電子部品素子を被覆する樹脂が充填されている。また、電子部品素子のキャビティ実装面だけでなく、連通溝の領域も電子部品素子の実装可能な領域とすることができるため、電子部品素子を従来のキャビティのみが形成されているのに比べてキャビティ実装面の面積を拡大することができる。言い換えれば容器全体を小型化することができる。これにより、製品の多機能化・高性能化が可能となる。また、キャビティ実装面と連通溝に樹脂が充填されているために、連通溝に搭載する電子部品素子を電気的又は機械的に有効に保護することができる。
【００１６】
また、本発明の多数個取り電子部品用基板によれば、隣接する容器領域の各キャビティ間を結合する結合溝を形成したために、上述の電子部品素子を被覆する樹脂を各キャビティ毎に充填するにあたり樹脂の充填装置の始動・停止の動作を繰り返す必要がなく、隣接する各キャビティ間に形成された結合溝を利用して連続充填させることができ、作業性を飛躍的に向上させることができる。
【００１７】
さらに電子部品の外表面に不要な樹脂が付着することが一切ない。また、キャビティ内部に充填された樹脂は、結合溝を介して、その厚みを均一にすることができ、電子部品素子の被覆信頼性が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面とともに説明する。図１は本発明の電子部品である水晶発振器の外観斜視図であり、図２は前記水晶発振器のＡ−Ａ面における断面図である。また、図３は水晶発振器の底面図である。図４は本発明の多数個取り電子部品用基板を示す外観斜視図である。また、図５（ａ）は電子部品素子を搭載した多数個取り電子部品用基板の平面図、（ｂ）は多数個取り電子部品用基板のキャビティに樹脂を充填する際の作業動作を説明する図である。
【００１９】
図１〜図３において、水晶発振器２０は多層基板からなる容器２２から構成されている。容器２２は、各々配線パターンを有する平面状のセラミック絶縁基板２２ａ、２２ｂ、２２ｃと枠体状のセラミック絶縁基板２２ｄとシールリング２５とから構成されている。
【００２０】
枠状のセラミック絶縁基板２２ｄの内周と平板状のセラミック絶縁基板２２ｃ底面とで囲まれる空間がＩＣチップ２７ａ及び電子部品素子２７ｂを収容するキャビティ３０となる。このキャビティ３０には、ＩＣチップ２７ａ、電子部品素子２７ｂを備える。
【００２１】
また、容器２２のキャビティ３０の反対側にはシームリング２５によってキャビティ２１が形成されており、キャビティ２１内に水晶振動子２３が導電ペースト３２にて固着され、また、シームリング２５上に載置された封止用金属板リッド２６によって気密封止される。
【００２２】
さらに、キャビティ３０の側壁には、キャビティ３０と容器２２の外部とを連通する連通溝２９が形成されている。この連通溝２９は各対向するキャビティ３０の側壁に形成しているが、これに限定されず、後述する樹脂の充填工程がスムーズに行えるように１個の容器２２に対して少なくとも２カ所の連通溝２９を形成するとよい。また、連通溝２９の深さがキャビティ３０の深さ（実装面３１）よりも等しいか、または浅く形成するのが好ましい。これにより、電子部品の機械的強度低下を最低限に抑えることができるものである。
【００２３】
そして、連通溝２９は図４に示すように、多数個取り電子部品用基板１０において、各キャビティ３０間を結合する結合溝２９ａからなっており、また、結合溝２９ａは、配列する容器領域の横方向に一列に形成されている。これによってもキャビティ３０、結合溝２９ａに熱硬化性樹脂２８を充填する場合、一列の先頭部で始動、一列の終端部で停止の動作を行えさえすれば良く、列の途中においては充填の動作を一方向のみで継続したまま作業を行うことができるので、さらに作業性が向上するものである。なお、縦方向に一列にキャビティ３０，結合溝２９ａが形成されても良い。
【００２４】
ＩＣチップ２７ａの電極部には予めＡｕバンプを形成し、ＩＣチップ２７ａは、このＡｕバンプがセラミック絶縁基板２２ｂ上の電極パッドにＡｇペーストによる接着又は超音波による融着により接合されることにより、キャビティ３０の底面に形成された電極パッドに接続される。ＩＣチップ２７ａは、この接合によって機械的にも固定されるが、キャビティ３０の残部空間に熱硬化性の樹脂２８を充填し、加熱し硬化させることにより強度面で補強され、固定される。
【００２５】
樹脂２８としては、例えばエポキシ系であって、粘度３０００ｃｐｓ、線膨張係数３０ｐｐｍ、収縮率１．７％のものが用いられる。樹脂２８は、キャビティ３０及び連通溝２９にその表面がＩＣチップ２７ａの上面を完全に覆う高さまで、しかもキャビティ３０の開口端縁よりも低い高さまで、隙間無く充填される。そして、充填後、一気に樹脂の硬化温度まで昇温する。これにより表面が先に硬化して収縮する応力が発生し、その応力でＩＣチップ２７ａがキャビティ３０の実装面３１、即ちセラミック絶縁基板２２ｂ側に押さえられる。
【００２６】
また、水晶発振器２０を実装基板であるマザーボードに実装する際、樹脂２８はＩＣチップ２７ａ及び電子部品素子２７ｂがマザーボードを介して受ける外部からの機械的影響からの保護効果と、マザーボード上の配線との短絡防止という保護効果も得られる。
【００２７】
次に、本発明の電子部品の製造方法について説明する。
【００２８】
まず、多数個取り電子部品用基板を作成する。具体的には、４層からなるセラミックの多数個取りシートを作成する。各シートは、セラミック絶縁基板２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが積層されて構成する容器２２が抽出可能に複数に縦横に並んで一体形成したものである。この際、キャビティ３０は図４に示すように水晶発振器２０の隣り合う結合溝２９ａによって一列連続的になキャビティとなっている。ここでは、セラミック絶縁基板２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの４層で構成される水晶発振器を例にとったが、製品の構造の複雑度によっては、セラミック絶縁基板２２ａ、２２ｂ、２２ｃの３層部分のうち少なくとも１層以上あれば良い。
【００２９】
水晶発振器２０を製造する工程は、水晶搭載工程、電子部品素子搭載工程、熱硬化性樹脂充填・硬化工程があり、水晶搭載工程から熱硬化性樹脂充填・硬化工程の順に進め、この工程間の電子部品は多数個取り電子部品用基板で製造する。
【００３０】
水晶搭載工程においては、まず、容器２２である多数個取り電子部品用基板を用意し、そのキャビティ２１の実装面３１の電極パッド上に硬化して導電性接着部材となる導電性樹脂ペースト３２を供給し、水晶振動子２３の引き出し電極（不図示）が電極パッドと接続するように導電性樹脂ペースト３２に水晶振動子２３を載置する。そして、導電性樹脂ペースト３２を硬化して、セラミック絶縁基板２２ａ上に水晶振動子２３を固定する。
【００３１】
次に、水晶振動子２３の周波数調整を行う。具体的には、セラミックパッケージのＩＣチップ２７ａを搭載する側の開口周囲に形成した電極パッドにて電源電圧、グランド及び測定用プローブを接続し、発振させ、発振周波数を測定しながら、水晶振動子の励振電極にＡｇ蒸着させる方法やイオンビームを照射する方法により、実質的に励振電極の質量を増加若しくは減少させて、発振周波数の調整を行う。
【００３２】
次に、１５０℃〜２５０℃の熱エージングにより、発振周波数の安定化を行い、その後、封止用金属板リッド２６により気密封止を行う。この時、封止用金属板リッド２６をセラミックパッケージのシームリング２５上に載置して、Ｎ2やＨｅなどのガスや真空の雰囲気中にてシーム溶接などの溶接により、前記封止用金属板リッド２６の周囲にローラヘッドを当接させて溶接を行う。
【００３３】
電子部品素子搭載工程について、まず、ＩＣチップ２７ａや電子部品素子２７ｂをキャビティ３０の実装面３１に実装を行う。具体的には、まずＩＣチップ２７ａの実装は、ＩＣチップ２７ａに形成した各Ａｕバンプと、キャビティ３０の実装面３１に形成した各ＩＣ電極パッドとが合致するように、ＩＣチップ２７ａを位置決め載置して、その後、ＩＣチップ２７ａにＡｇペーストによる接着や超音波による融着などにより互いに接合させる。
【００３４】
また、電子部品素子２７ｂの接合は、素子電極パッドにＡｇ粉末などを含む導電性樹脂ペーストを塗布し、電子部品素子２７ｂを載置し、その後、導電性樹脂ペーストを硬化する。
【００３５】
熱硬化性樹脂２８の充填硬化工程について、まず、ＩＣチップ２７ａ、電子部品素子２７ｂを充填樹脂２８で充填・被覆する。具体的には、この工程時の製品形態は、図５（ａ）で示すような多数個取り回路基板状であるため、樹脂充填動作は図５（ｂ）で示すように、キャビティ３０の連なる数個の容器２２において結合溝２９ａを通じて一度に樹脂充填を行う。樹脂としてはエポキシ系の熱硬化性の樹脂が用いられ、その際、結合溝２９ａの実装面３１にも形成した電子部品も樹脂充填され、結果的にキャビティ３０の実装面３１と結合溝２９ａの双方に配置されたＩＣチップ２７ａや電子部品素子２７ｂの全体を完全に樹脂で覆うことになる。その後、加熱して樹脂を硬化させる。
【００３６】
樹脂硬化後にブレイクやカッティングにより、電子部品を多数個取り電子部品用基板状態から個片状態に分割することで製造が終了する。
【００３７】
なお、上述のようにキャビティ３０、結合溝２９ａに電子部品素子２７ａ，２７ｂを搭載してキャビティ３０と結合溝２９ａの双方に熱硬化性樹脂２８を充填・硬化させた後に、個々の電子部品２０に分割しているが、このステップにより熱硬化性樹脂２８の充填が均質となり、ばらつきが少なく信頼性に優れた電子部品２０を得ることができる。
【００３８】
かくして本発明の構成によれば、キャビティ３０の側壁に、図３で示すようにキャビティ３０の内部と容器２２の外部とを連通する連通溝２９が形成されることにより、連通溝２９にも電子部品素子２７ｂが搭載可能となるとともに、キャビティ３０，連通溝２９の双方を樹脂で充填させるために従来の構造の電子部品より安全で、小型化が可能で、かつ、製品の高性能化・高機能化が行えるものである。
【００３９】
また、従来の容器２２形状の場合では、樹脂充填する際に、多数個取り電子部品用基板１０の各電子部品２０のキャビティ３０は、隣り合う電子部品２０ごとに区切られてしまうため、樹脂充填も図１０（ｂ）で示すように始動、停止をキャビティの個数分繰り返し複雑な作業動作を行わなければなかったが、本発明では、多数個取り電子部品用基板１０の隣り合うキャビティ３０が結合溝２９ａによって各キャビティ３０が結合しているため、図５（ｂ）に示すように、樹脂充填を多数個取り電子部品用基板１０で一列分、一括に簡易的な作業動作で行うことができる。これにより、樹脂充填作業において作業効率の大幅な向上ができるようになる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、キャビティ側壁にキャビティ内部と容器外部とを連通する連通溝が形成し、キャビティ実装面と連通溝に樹脂を充填するために、小型化が可能で、キャビティに実装する電子部品の実装面積を拡大してより多数の電子部品素子が搭載でき、製品の多機能化・高性能化が可能となると共に、各電子部品素子を充填する樹脂により電気的又は機械的に有効に保護することができる電子部品を提供することが可能となる。
【００４１】
また、作業面では、電子部品のキャビティに樹脂を充填する際に各キャビティ間を結合する結合溝を形成しているので、樹脂充填の作業が簡素化され作業効率が向上する多数個取り電子部品用基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品である水晶発振器の外観斜視図である。
【図２】本発明の電子部品である水晶発振器の断面図である。
【図３】本発明の電子部品である水晶発振器の底面図である。
【図４】本発明の多数個取り電子部品用基板の外観斜視図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の多数個取り電子部品用基板における樹脂充填作業の概念図である。
【図６】従来の多数個取り電子部品用基板の外観斜視図である。
【図７】従来の電子部品である水晶発振器の外観斜視図である。
【図８】従来の電子部品である水晶発振器の断面図である。
【図９】従来の電子部品である水晶発振器の底面図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は従来の多数個取り電子部品用基板におけるの樹脂充填作業の概念図である。
【符号の説明】
１０・・・多数個取り電子部品用基板
２０・・・水晶発振器（電子部品）
２１・・・キャビティ（水晶振動子搭載用）
２２・・・容器
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ・・・平板状のセラミック絶縁基板
２２ｄ・・・枠体状のセラミック絶縁基板
２３・・・水晶振動子
２５・・・シームリング
２６・・・封止用金属板
２７ａ・・・電子部品素子
２７ｂ・・・電子部品素子
２８・・・熱硬化性樹脂
２９・・・連通溝
３０・・・キャビティ（電子部品素子搭載用）
３１・・・実装面
Claims (3)
- 容器の下部にキャビティを形成するとともに、該キャビティ実装面に電子部品素子を搭載し、前記容器の上部に水晶振動子を搭載して成る電子部品であって、
前記容器底面の四隅部に端子電極を形成するとともに、前記端子電極間に位置する前記キャビティ側壁に、前記キャビティ内部と前記容器外部とを連通する連通溝を形成し、かつ前記キャビティ実装面と前記連通溝に前記電子部品素子を被覆する樹脂を充填して成ることを特徴とする電子部品。 - 前記連通溝に前記電子部品素子を配置したことを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
- 下部に電子部品素子用キャビティを有する複数の容器領域を縦横に配置させるとともに、隣接する容器領域の各キャビティ間を結合する結合溝を形成した多数個取り電子部品用基板を準備する工程と、
前記多数個取り電子部品用基板に水晶振動子を搭載する工程と、
前記多数個取り電子部品用基板のキャビティ実装面に電子部品素子を実装するとともに、前記キャビティ実装面に前記結合溝を通じて前記電子部品素子を被覆する樹脂を充填する工程と、
前記多数個取り電子部品用基板を前記容器領域ごとに個片に分割する工程と、を含む電子部品の製造方法。
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