JP4848789B2 - Manufacturing method of electronic device - Google Patents

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本発明は電子装置に係り、特にプリント配線基板上にＭＥＭＳセンサーを実装した電子装置に関する。   The present invention relates to an electronic device, and more particularly to an electronic device in which a MEMS sensor is mounted on a printed wiring board.

従来から、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサー、加速度センサー等の各種ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）センサーが種々の用途に用いられている。例えば、イメージセンサーは、半導体チップの一方の面が、光電変換を行う受光素子が配設されたアクティブ面となっている。このようなセンサーは、アクティブ面を保護したり、センサーの稼動を確保するために、センサー本体のアクティブ面に空隙部を設けるように保護材が配設され気密封止されたパッケージ構造となっている。
このようなＭＥＭＳセンサーをプリント配線基板上に実装した電子装置が使用されている。従来の電子装置は、接着剤を介してＭＥＭＳセンサーをプリント配線基板上に固着し、ワイヤーボンディングがなされた構造であった（特許文献１）。このような電子装置では、プリント配線基板とＭＥＭＳセンサーの熱収縮率の差があっても、接着層が収縮応力を吸収するため、ＭＥＭＳセンサーの信頼性が損なわれることがなかった。
特開２００５−７２４１８号公報 Conventionally, various micro electro mechanical system (MEMS) sensors such as an image sensor such as a CCD and a CMOS and an acceleration sensor have been used for various purposes. For example, in an image sensor, one surface of a semiconductor chip is an active surface on which a light receiving element that performs photoelectric conversion is disposed. Such a sensor has a package structure in which a protective material is disposed and hermetically sealed so as to provide a gap in the active surface of the sensor body in order to protect the active surface and ensure the operation of the sensor. Yes.
An electronic device in which such a MEMS sensor is mounted on a printed wiring board is used. A conventional electronic device has a structure in which a MEMS sensor is fixed on a printed wiring board via an adhesive and wire bonding is performed (Patent Document 1). In such an electronic device, even if there is a difference in thermal shrinkage between the printed wiring board and the MEMS sensor, the reliability of the MEMS sensor is not impaired because the adhesive layer absorbs the shrinkage stress.
JP-A-2005-72418

しかしながら、従来の電子装置はＭＥＭＳセンサーの端子とプリント配線基板の端子とをワイヤボンディングした構造であり、面方向の広がりが必要であり、電子装置の高密度化、小型化に限界があった。
このため、貫通ビアを介してアクティブ面と反対側の面にはんだボールバンプを設けたＭＥＭＳセンサーをボールボンディング方式により実装することが考えられる。しかし、これにより高密度化、小型化は達成されるものの、プリント配線基板とＭＥＭＳセンサーの熱収縮率の差による応力がＭＥＭＳセンサーに作用することを防止できず、信頼性が低下するという問題があった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、小型で信頼性が高い電子装置を提供することを目的とする。 However, the conventional electronic device has a structure in which the terminal of the MEMS sensor and the terminal of the printed wiring board are wire-bonded and needs to expand in the surface direction, and there is a limit to increasing the density and miniaturization of the electronic device.
For this reason, it is conceivable to mount a MEMS sensor provided with solder ball bumps on the surface opposite to the active surface via a through via by a ball bonding method. However, although high density and miniaturization are achieved by this, it is not possible to prevent stress due to the difference in thermal shrinkage between the printed wiring board and the MEMS sensor from acting on the MEMS sensor, and there is a problem that reliability is lowered. there were.
The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a small and highly reliable electronic device.

このような目的を達成するために、本発明の電子装置の製造方法は、プリント配線基板上に少なくともＭＥＭＳセンサーを備え、該ＭＥＭＳセンサーは貫通ビアを介してアクティブ面と反対側の面にバンプを有し、該バンプはコイル形状のスプリングコネクターを介して前記プリント配線基板の端子に接続されており、前記ＭＥＭＳセンサーと前記プリント配線基板との間隙部には樹脂部材が配設され、前記バンプ、前記スプリングコネクターおよび前記端子は前記樹脂部材中に埋没している電子装置を製造するための方法であって、貫通ビアを介してアクティブ面と反対側の面にバンプを有するＭＥＭＳセンサーの該バンプ上にコイル形状のスプリングコネクターを電気的に接続した状態で固着する工程と、プリント配線基板のＭＥＭＳセンサー実装部位に樹脂部材層を形成する工程と、前記ＭＥＭＳセンサーのバンプ上のスプリングコネクターと、前記プリント配線基板の端子とを位置合せし、前記ＭＥＭＳセンサーと前記プリント配線基板とを圧着し、スプリングコネクターが前記樹脂部材層を貫通してプリント配線基板の前記端子に当接して電気的接続がなされた状態とし、その後、前記樹脂部材層に硬化処理を施す工程と、を有するような構成とした。 In order to achieve such an object, an electronic device manufacturing method of the present invention includes at least a MEMS sensor on a printed wiring board, and the MEMS sensor has bumps on a surface opposite to the active surface through a through via. And the bump is connected to a terminal of the printed wiring board via a coil-shaped spring connector, and a resin member is disposed in a gap between the MEMS sensor and the printed wiring board. The spring connector and the terminal are a method for manufacturing an electronic device embedded in the resin member, on the bump of the MEMS sensor having a bump on a surface opposite to the active surface through a through via. A process of fixing a coil-shaped spring connector in an electrically connected state, and a MEMS circuit of a printed wiring board. A step of forming a resin member layer on the substrate mounting portion, a spring connector on the bump of the MEMS sensor, and a terminal of the printed wiring board, and the crimping of the MEMS sensor and the printed wiring board; And a step in which the connector penetrates the resin member layer and contacts the terminal of the printed wiring board to be electrically connected, and then the resin member layer is subjected to a curing process. .

このような本発明の電子装置は、プリント配線基板とＭＥＭＳセンサーとの間に熱収縮率の差があっても、異方性導電層や、スプリングコネクターと樹脂部材が収縮応力を吸収してＭＥＭＳセンサーに収縮応力が作用することを阻止するので、信頼性が高く、また、ワイヤボンディング方式ではないので、ＭＥＭＳセンサーの実装に要する面方向の広がりが抑制され、高密度実装への対応が可能であり、電子装置の小型化が可能である。   In such an electronic device according to the present invention, even if there is a difference in thermal shrinkage between the printed wiring board and the MEMS sensor, the anisotropic conductive layer, the spring connector, and the resin member absorb the shrinkage stress and the MEMS. Since it prevents the shrinkage stress from acting on the sensor, it is highly reliable, and since it is not a wire bonding method, the spread in the surface direction required for mounting the MEMS sensor is suppressed, making it possible to handle high-density mounting. The electronic device can be downsized.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の電子装置の一実施形態を示す部分平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線における拡大断面図である。図１および図２において、本発明の電子装置１は、プリント配線基板２上に異方性導電層５を介してＭＥＭＳセンサー１１を実装して備えている。実装されるＭＥＭＳセンサー１１は、貫通ビア１４を介してアクティブ面１３と反対側の面にバンプ１５を有しており、このバンプ１５は異方性導電層５を介してプリント配線基板２の所望の端子３に電気的に接続されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial plan view showing an embodiment of the electronic device of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 and 2, an electronic device 1 according to the present invention includes a MEMS sensor 11 mounted on a printed wiring board 2 via an anisotropic conductive layer 5. The MEMS sensor 11 to be mounted has a bump 15 on the surface opposite to the active surface 13 through the through via 14, and the bump 15 is desired for the printed wiring board 2 through the anisotropic conductive layer 5. The terminal 3 is electrically connected.

プリント配線基板２は、ＭＥＭＳセンサー１１を実装する部位の所望の位置に複数（図示例では４箇所）の貫通孔２ａを有しているとともに、ＭＥＭＳセンサー１１を実装するための端子３を備えている。そして、異方性導電層５を介して実装されたＭＥＭＳセンサー１１とプリント配線基板２には、上記の貫通孔２ａを貫通するようにして規制用部材７が係合されている。この規制用部材７は、ＭＥＭＳセンサー１１をプリント配線基板２方向に付勢するものであり、異方性導電層５の微小な変形を許容しつつ、ＭＥＭＳセンサー１１の位置を規制安定化するものである。
異方性導電層５は、絶縁樹脂、絶縁ゴム、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂等のような、プリント配線基板２とＭＥＭＳセンサー１１の熱収縮率の差による応力を微小な変形により吸収可能な材料中に、導電性粒子を分散させたものである。導電性粒子としては、例えば、銅、銀、金、錫等の金属粒子、あるいは、プラスチック等の樹脂粒子の表面に金、銀、ニッケル、銅、錫、白金等の導電性めっき膜を形成した導電めっき樹脂ボール等であってよい。このような異方性導電層５の厚みは、３〜５０μｍ程度の範囲で適宜設定することができる。 The printed wiring board 2 has a plurality of (four in the illustrated example) through-holes 2a at desired positions of a part where the MEMS sensor 11 is mounted, and includes a terminal 3 for mounting the MEMS sensor 11. Yes. Then, the regulation member 7 is engaged with the MEMS sensor 11 and the printed wiring board 2 mounted via the anisotropic conductive layer 5 so as to penetrate the through hole 2a. This regulating member 7 biases the MEMS sensor 11 in the direction of the printed wiring board 2 and regulates and stabilizes the position of the MEMS sensor 11 while allowing minute deformation of the anisotropic conductive layer 5. It is.
The anisotropic conductive layer 5 can absorb stress due to a difference in thermal shrinkage between the printed wiring board 2 and the MEMS sensor 11 such as insulating resin, insulating rubber, silicone resin, epoxy resin, and the like by minute deformation. Conductive particles are dispersed in the material. As the conductive particles, for example, a conductive plating film of gold, silver, nickel, copper, tin, platinum or the like is formed on the surface of metal particles such as copper, silver, gold, tin, or resin particles such as plastic. It may be a conductive plating resin ball or the like. The thickness of such an anisotropic conductive layer 5 can be appropriately set within a range of about 3 to 50 μm.

また、規制用部材７は、図示例では棒状部７ａの両端部に鉤部７ｂを備えたものである。このような規制用部材７の材質は、例えば、クロム、アルミニウム、ニッケル等の金属材料であってよい。また、このような金属材料の表面に絶縁層を被覆したものであってもよい。尚、ＭＥＭＳセンサー１１をプリント配線基板２の方向に付勢するための規制用部材は、図示のような構成に限定されるものではない。
本発明の電子装置に実装するＭＥＭＳセンサーは、特に制限はなく、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサーや、加速度センサー、圧力センサー、ジャイロセンサー等の各種ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）センサー等であってよい。このようなＭＥＭＳセンサーは、アクティブ面（センサーの所望の検知機能を発現する領域）を保護したり、センサーの稼動を確保するために、アクティブ面に空隙部を設けるように保護材が配設され気密封止されたパッケージ構造であってよい。 In the illustrated example, the regulating member 7 is provided with flanges 7b at both ends of the rod-like portion 7a. The material of the regulating member 7 may be a metal material such as chrome, aluminum, or nickel. Further, the surface of such a metal material may be coated with an insulating layer. The regulating member for urging the MEMS sensor 11 in the direction of the printed wiring board 2 is not limited to the configuration shown in the drawing.
The MEMS sensor mounted on the electronic device of the present invention is not particularly limited, and may be an image sensor such as a CCD or CMOS, or various MEMS (Micro Electro Mechanical System) sensors such as an acceleration sensor, a pressure sensor, or a gyro sensor. . In such a MEMS sensor, a protective material is provided so as to provide a gap on the active surface in order to protect the active surface (a region where a desired detection function of the sensor is expressed) or to ensure the operation of the sensor. It may be a hermetically sealed package structure.

図示例のＭＥＭＳセンサー１１は、凹部１２ａ内にアクティブ面１３を備えたセンサー本体１２と、このセンサー本体１２のアクティブ面１３に空隙部１８を介して対向する保護材１６と、アクティブ面１３よりも外側領域に環状に配設され空隙部１８を気密封止するようにセンサー本体１２と保護材１６とを接合する接合部材１７とを備えている。また、センサー本体１２は、アクティブ面１３よりも外側の領域に複数の貫通ビア１４を備えており、この貫通ビア１４は図示しない配線によってアクティブ面１３の所望の端子に接続している。また、アクティブ面１３と反対側に露出する貫通ビア１４にはバンプ１５が配設されている。
貫通ビア１４の材質は、銅、銀、金、錫等の導電材料、あるいは、これらの導電材料を含有する導電ペーストとすることができる。また、バンプ１５の材質は、銅、銀、金、錫等の導電材料とすることができる。 The MEMS sensor 11 in the illustrated example includes a sensor body 12 having an active surface 13 in a recess 12 a, a protective material 16 that faces the active surface 13 of the sensor body 12 via a gap 18, and an active surface 13. A joining member 17 that joins the sensor body 12 and the protective material 16 so as to hermetically seal the air gap 18 is provided in an annular shape in the outer region. Further, the sensor body 12 includes a plurality of through vias 14 in a region outside the active surface 13, and the through vias 14 are connected to desired terminals on the active surface 13 by wiring not shown. Bumps 15 are disposed on the through vias 14 exposed on the side opposite to the active surface 13.
The material of the through via 14 can be a conductive material such as copper, silver, gold, or tin, or a conductive paste containing these conductive materials. Moreover, the material of the bump 15 can be a conductive material such as copper, silver, gold, or tin.

また、ＭＥＭＳセンサー１１を構成する保護材１６の材質は、電子装置の用途に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス、シリコン、セラミック等を挙げることができ、保護材１６の厚みは、材質、光透過性等を考慮して、例えば、０．３〜１ｍｍの範囲で設定することができる。
また、接合部材１７は、例えば、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の絶縁樹脂であってよく、また、これらにガラス、セラミックス等のビーズを含有したものであってもよい。さらに、接合部材１７は、ろう材層を金属層で挟持したような多層構造であってもよい。この場合、ろう材層は、融点が４５０℃以下である、いわゆる「軟ろう」であり、例えば、Ｓｎ−Ａｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金のいずれかからなる層とすることができる。また、金属層は、例えば、Ａｕ／Ｔｉ積層、Ａｕ／Ｃｒ積層、Ｃｕ／Ｔｉ積層、Ｃｕ／Ｃｒ積層等とすることができる。 Further, the material of the protective material 16 constituting the MEMS sensor 11 can be appropriately selected according to the use of the electronic device, and examples thereof include glass, silicon, ceramic, etc. The thickness of the protective material 16 is as follows: In consideration of the material, light transmittance, etc., for example, it can be set in the range of 0.3 to 1 mm.
Further, the bonding member 17 may be, for example, an insulating resin such as a silicone resin, a polyimide resin, an epoxy resin, or an acrylic resin, or may contain beads such as glass or ceramics. Furthermore, the joining member 17 may have a multilayer structure in which a brazing material layer is sandwiched between metal layers. In this case, the brazing material layer is a so-called “soft brazing” having a melting point of 450 ° C. or lower, and is made of, for example, any one of a Sn—Au alloy, a Sn—Ag alloy, a Sn—Bi alloy, and a Sn—Zn alloy. It can be a layer. The metal layer can be, for example, an Au / Ti stack, an Au / Cr stack, a Cu / Ti stack, a Cu / Cr stack, or the like.

このような本発明の電子装置は、プリント配線基板２とＭＥＭＳセンサー１１との間に熱収縮率の差があっても、異方性導電層５が収縮応力を吸収し、ＭＥＭＳセンサー１１に収縮応力が作用することを阻止するので、信頼性が高いものである。また、ワイヤボンディング方式ではないので、ＭＥＭＳセンサー１１の実装に要する面方向の広がりが抑制され、高密度配線への対応が可能であり、小型化が可能である。   In such an electronic device of the present invention, even when there is a difference in thermal shrinkage between the printed wiring board 2 and the MEMS sensor 11, the anisotropic conductive layer 5 absorbs the shrinkage stress and shrinks to the MEMS sensor 11. Since it prevents the stress from acting, it is highly reliable. In addition, since it is not a wire bonding method, the spread in the surface direction required for mounting the MEMS sensor 11 is suppressed, and it is possible to cope with high-density wiring and downsizing.

図３は、本発明の電子装置の他の実施形態を示す部分断面図である。図３において、本発明の電子装置２１は、プリント配線基板２２上にスプリングコネクター２５を介してＭＥＭＳセンサー１１を実装して備えている。実装されるＭＥＭＳセンサー１１は、貫通ビア１４を介してアクティブ面１３と反対側の面にバンプ１５を有しており、このバンプ１５はスプリングコネクター２５を介してプリント配線基板２２の所望の端子２３に接続されている。
この電子装置２１を構成するプリント配線基板２２は、規制用部材を装着するための貫通孔を備えていない他は、上述のプリント配線基板２と同様である。また、ＭＥＭＳセンサー１１は、上述の電子装置２を構成するＭＥＭＳセンサー１１と同様である。 FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the electronic device of the present invention. In FIG. 3, the electronic device 21 of the present invention includes a MEMS sensor 11 mounted on a printed wiring board 22 via a spring connector 25. The MEMS sensor 11 to be mounted has bumps 15 on the surface opposite to the active surface 13 through through vias 14, and the bumps 15 are connected to desired terminals 23 of the printed wiring board 22 through spring connectors 25. It is connected to the.
The printed wiring board 22 constituting the electronic device 21 is the same as the above-described printed wiring board 2 except that it does not include a through hole for mounting the regulating member. The MEMS sensor 11 is the same as the MEMS sensor 11 constituting the electronic device 2 described above.

スプリングコネクター２５は、可撓性を有する導電材料、例えば、銅、ニッケル、金、クロム等を用いることができる。スプリングコネクター２５の形状は特に制限はなく、例えば、錐体形状、棒形状等とすることができる。また、スプリングコネクター２５の寸法は、形状による可撓性の大きさ、プリント配線基板２２とＭＥＭＳセンサー１１との間に許容される間隙部の大きさ等を考慮して適宜設定することができる。
また、プリント配線基板２２とＭＥＭＳセンサー１１との間隙部には樹脂部材２６が配設されている。この樹脂部材２６は、ＭＥＭＳセンサー１１を支持するためのものであり、かつ、スプリングコネクター２５の微小な変形を許容しつつ、プリント配線基板２２とＭＥＭＳセンサー１１の熱収縮率の差による応力を吸収するものである。このような樹脂材料２６としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を挙げることができる。 The spring connector 25 can be made of a conductive material having flexibility, such as copper, nickel, gold, chromium, or the like. The shape of the spring connector 25 is not particularly limited, and may be, for example, a cone shape or a rod shape. The dimensions of the spring connector 25 can be appropriately set in consideration of the flexibility depending on the shape, the size of the gap allowed between the printed wiring board 22 and the MEMS sensor 11, and the like.
A resin member 26 is disposed in the gap between the printed wiring board 22 and the MEMS sensor 11. The resin member 26 is for supporting the MEMS sensor 11 and absorbs stress due to a difference in thermal contraction rate between the printed wiring board 22 and the MEMS sensor 11 while allowing minute deformation of the spring connector 25. To do. Examples of such a resin material 26 include acrylic resin, epoxy resin, and silicone resin.

このような本発明の電子装置２１は、プリント配線基板２２とＭＥＭＳセンサー１１との間に熱収縮率の差があっても、樹脂部材２６が収縮応力を吸収してＭＥＭＳセンサー１１に収縮応力が作用することを阻止し、スプリングコネクター２５が微小に変形することによって電気的接続が確実に維持され、信頼性が高いものである。また、ワイヤボンディング方式ではないので、ＭＥＭＳセンサー１１の実装に要する面方向の広がりが抑制され、高密度実装への対応が可能であり、小型化が可能である。
上述の電子装置は、例示であり、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。したがって、ＭＥＭＳセンサーは例示のような構成に限定されるものではない。また、プリント配線基板上に実装されるＭＥＭＳセンサーの個数に制限はなく、また、複数のＭＥＭＳセンサーを備える場合には、各ＭＥＭＳセンサーの機能が異なるものであってもよい。 In such an electronic device 21 of the present invention, even if there is a difference in thermal shrinkage between the printed wiring board 22 and the MEMS sensor 11, the resin member 26 absorbs the shrinkage stress and the MEMS sensor 11 has a shrinkage stress. By preventing the action and the spring connector 25 being deformed slightly, the electrical connection is reliably maintained and the reliability is high. Moreover, since it is not a wire bonding system, the spread of the surface direction required for mounting the MEMS sensor 11 is suppressed, it is possible to cope with high-density mounting, and miniaturization is possible.
The above-described electronic device is an exemplification, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. Therefore, the MEMS sensor is not limited to the configuration as illustrated. Moreover, there is no restriction | limiting in the number of the MEMS sensors mounted on a printed wiring board, and when providing a some MEMS sensor, the function of each MEMS sensor may differ.

次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
（プリント配線基板の作製）
まず、公知の手法によりプリント配線を形成したプリント配線基板を作製した。プリント配線には、４ｍｍ×４ｍｍの正方形の線上に２０個（１辺５個）の端子を形成した。このプリント配線基板のＸＹ方向（シリコンウエハの表面に平行な平面）の熱膨張係数は１７ｐｐｍであった。
また、上記の２０個の端子が位置するＭＥＭＳセンサー実装部位の４隅（５．５ｍｍ×５．５ｍｍの正方形領域の４隅）に該当するプリント配線基板に、ドリルを用いて直径１ｍｍの貫通孔をそれぞれ形成した。 Next, the present invention will be described in more detail with specific examples.
[Example 1]
(Production of printed wiring board)
First, a printed wiring board on which printed wiring was formed by a known method was produced. In the printed wiring, 20 terminals (5 on each side) were formed on a 4 mm × 4 mm square line. The thermal expansion coefficient of this printed wiring board in the XY direction (a plane parallel to the surface of the silicon wafer) was 17 ppm.
Also, a through hole having a diameter of 1 mm using a drill on a printed wiring board corresponding to the four corners (four corners of a 5.5 mm × 5.5 mm square region) of the MEMS sensor mounting portion where the 20 terminals are located. Formed respectively.

（ＭＥＭＳセンサーの作製）
まず、厚み６２５μｍのシリコンウエハを準備し、一辺５ｍｍである正方形で多面付けに区画した。このシリコンウエハの両面に、プラズマＣＶＤ法により酸化珪素膜（厚み５μｍ）を成膜した。このシリコンウエハのＸＹ方向（シリコンウエハの表面に平行な平面）の熱膨張係数は３ｐｐｍであった。
次に、このシリコンウエハの両面にポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製 ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、貫通ビア形成用フォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次いで、レジストパターンをマスクとし、ウエットエッチングにより、各面付け毎に４ｍｍ×４ｍｍの正方形の線上に２０個（１辺５個）の微細貫通孔を形成した。この微細貫通孔の開口径は、シリコンウエハの表面で７０μｍ、中央部で５０μｍであった。 (Production of MEMS sensor)
First, a silicon wafer having a thickness of 625 μm was prepared, and was divided into multiple faces with a square having a side of 5 mm. Silicon oxide films (thickness 5 μm) were formed on both sides of this silicon wafer by plasma CVD. The thermal expansion coefficient of this silicon wafer in the XY direction (a plane parallel to the surface of the silicon wafer) was 3 ppm.
Next, a positive photoresist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied to both surfaces of the silicon wafer, and a resist pattern was formed by exposing and developing through a photomask for forming a through via. Next, using the resist pattern as a mask, 20 fine through holes were formed on each 4 mm × 4 mm square line by wet etching. The opening diameter of the fine through hole was 70 μm at the surface of the silicon wafer and 50 μm at the center.

次に、レジストパターン上からガラス基板の一方の面にスパッタリング法により銅薄膜を形成して下地導電層とした。この下地導電層は微細貫通孔の内壁面にも形成された。次いで、下地導電層を給電層として電解銅めっきにより微細貫通孔内に銅を充填し、その後、不要なレジストパターン、下地導電層、銅層を除去して、貫通ビアを形成した。
次いで、このシリコンウエハの各面付け毎に、従来の手法によりセンサー本体（アクティブ面寸法：３５００μｍ×３５００μｍ、凹部寸法：４０００μｍ×４０００μｍ、深さ２００μｍ）を作製した。各センサー本体は、アクティブ面の周囲に２０個（１辺５個）の端子を備えるものであった。その後、各端子と所望の貫通ビアを接続する配線を形成した。また、各貫通ビアの他方の端部には、金線を用いてスタッドバンプ法によりバンプ（直径１００μｍ）を形成した。 Next, a copper thin film was formed by sputtering on one surface of the glass substrate from above the resist pattern to form a base conductive layer. The underlying conductive layer was also formed on the inner wall surface of the fine through hole. Next, copper was filled in the fine through-holes by electrolytic copper plating using the base conductive layer as a power feeding layer, and then unnecessary resist patterns, base conductive layers, and copper layers were removed to form through vias.
Next, a sensor body (active surface dimensions: 3500 μm × 3500 μm, recess dimensions: 4000 μm × 4000 μm, depth 200 μm) was prepared for each imposition of the silicon wafer by a conventional method. Each sensor body was provided with 20 terminals (5 on each side) around the active surface. Thereafter, a wiring connecting each terminal and a desired through via was formed. A bump (diameter: 100 μm) was formed on the other end of each through via by a stud bump method using a gold wire.

次に、センサー本体のアクティブ面を有する凹部と、貫通ビアが配設されている領域との中間の領域に、樹脂組成物（協立化学産業（株）製 ワールドロック）をスクリーン印刷により塗布し、半硬化させて、接合部材（幅２００μｍ、高さ２０μｍ）を形成した。
次に、上記の多面付けのシリコンウエハをダイシングして、５ｍｍ×５ｍｍのセンサー本体を得た。
一方、厚み５５０μｍのガラス基板を保護材として準備し、多面付けに区画（１辺７ｍｍである正方形）した。このガラス基板のＸＹ方向（シリコンウエハの表面に平行な平面）の熱膨張係数は４ｐｐｍであった。次に、ガラス基板の各面付け毎に、センサー本体を、接合部材がガラス基板面に当接し、バンプが貫通ビアに接続されるように位置合せして固着した。
次に、上述の多面付けのガラス基板をダイシングして、センサー本体とガラス基板（保護材）が一体化されたＭＥＭＳセンサーを得た。このＭＥＭＳセンサーは、厚みが約０．２ｍｍであり、寸法は５ｍｍ×５ｍｍであった。 Next, a resin composition (World Rock, manufactured by Kyoritsu Chemical Industry Co., Ltd.) is applied by screen printing to an intermediate region between the concave portion having the active surface of the sensor body and the region where the through via is disposed. And semi-cured to form a joining member (width 200 μm, height 20 μm).
Next, the multi-sided silicon wafer was diced to obtain a sensor body of 5 mm × 5 mm.
On the other hand, a glass substrate having a thickness of 550 μm was prepared as a protective material, and was divided into multiple faces (a square having a side of 7 mm). The thermal expansion coefficient of this glass substrate in the XY direction (a plane parallel to the surface of the silicon wafer) was 4 ppm. Next, for each imposition of the glass substrate, the sensor body was aligned and fixed so that the bonding member contacted the glass substrate surface and the bump was connected to the through via.
Next, the above-mentioned multi-sided glass substrate was diced to obtain a MEMS sensor in which the sensor body and the glass substrate (protective material) were integrated. This MEMS sensor had a thickness of about 0.2 mm and dimensions of 5 mm × 5 mm.

（ＭＥＭＳセンサーの実装）
まず、直径０．５ｍｍのＳＵＳ材を用いて、図２に示されるような両端に鉤部を備えた規制用部材を作製した。この規制用部材の両端の鉤部の距離は１ｍｍであった。尚、この規制用部材の表面には、感光性ポリイミドを用いてフォトリソグラフィーにより絶縁層（厚み３μｍ）を形成した。
次に、厚み３０μｍの異方性導電フィルム（サンユレック（株）製 ＡＣＩ）を５ｍｍ×５ｍｍの寸法に切断し、この異方性導電フィルムを介して上記のＭＥＭＳセンサーの２０個のバンプと、プリント配線基板の２０個の端子を位置合わせして圧着した。次いで、プリント配線基板の貫通孔に上記の規制用部材を挿入し、図２に示されるように、プリント配線基板とＭＥＭＳセンサーを挟持するように装着した。
これにより、本発明の電子装置が得られた。 (Installation of MEMS sensor)
First, using a SUS material having a diameter of 0.5 mm, a regulating member having flanges at both ends as shown in FIG. 2 was produced. The distance between the flanges at both ends of this regulating member was 1 mm. An insulating layer (thickness 3 μm) was formed on the surface of the regulating member by photolithography using photosensitive polyimide.
Next, an anisotropic conductive film (ACI manufactured by Sanyu REC Co., Ltd.) having a thickness of 30 μm is cut into a size of 5 mm × 5 mm, and 20 bumps of the MEMS sensor are printed through the anisotropic conductive film. The 20 terminals of the wiring board were aligned and crimped. Next, the regulating member was inserted into the through hole of the printed wiring board, and the printed wiring board and the MEMS sensor were mounted so as to be sandwiched as shown in FIG.
Thereby, the electronic device of the present invention was obtained.

［実施例２］
（プリント配線基板の作製）
規制用部材を挿入するための貫通孔を形成しない他は、実施例１と同様にして、プリント配線基板を作製した。
（ＭＥＭＳセンサーの作製）
実施例１と同様にして、ＭＥＭＳセンサーを作製した。 [Example 2]
(Production of printed wiring board)
A printed wiring board was produced in the same manner as in Example 1 except that a through hole for inserting the regulating member was not formed.
(Production of MEMS sensor)
A MEMS sensor was produced in the same manner as in Example 1.

（ＭＥＭＳセンサーの実装）
まず、ＭＥＭＳセンサーの２０個のバンプ上に、直径１００μｍ、高さ１００μｍのコイル形状のスプリングコネクターを固着した。
一方、プリント配線基板のＭＥＭＳセンサー実装部位に、樹脂組成物（協立化学産業（株）製 ワールドロック）をスクリーン印刷で５ｍｍ×５ｍｍの正方形状に印刷し、１５０℃、２０分間の乾燥を行った。これにより厚み１０μｍの樹脂部材層を形成した。
次いで、２０個のバンプ上のスプリングコネクターと、プリント配線基板の２０個の端子を位置合わせして圧着し、樹脂部材層を貫通してスプリングコネクターをプリント配線基板の端子に当接させた。次に、樹脂部材に対して２００℃、６０分間の硬化処理を施して、図３に示されるような本発明の電子装置が得た。 (Installation of MEMS sensor)
First, a coil-shaped spring connector having a diameter of 100 μm and a height of 100 μm was fixed on 20 bumps of the MEMS sensor.
On the other hand, a resin composition (World Rock, manufactured by Kyoritsu Chemical Industry Co., Ltd.) is printed in a 5 mm x 5 mm square shape on the printed circuit board on the MEMS sensor mounting site, and dried at 150 ° C for 20 minutes. It was. Thus, a resin member layer having a thickness of 10 μm was formed.
Next, the spring connectors on the 20 bumps and the 20 terminals of the printed wiring board were aligned and pressed, and the spring connector was brought into contact with the terminals of the printed wiring board through the resin member layer. Next, the resin member was subjected to a curing treatment at 200 ° C. for 60 minutes to obtain an electronic device of the present invention as shown in FIG.

［比較例］
（プリント配線基板の作製）
規制用部材を挿入するための貫通孔を形成しない他は、実施例１と同様にして、プリント配線基板を作製した。
（ＭＥＭＳセンサーの作製）
バンプとして半田バンプを形成した他は、実施例１と同様にして、ＭＥＭＳセンサーを作製した。
（ＭＥＭＳセンサーの実装）
上記のＭＥＭＳセンサーの２０個のバンプと、プリント配線基板の２０個の端子を位置合わせして圧着し、２４０℃で５分間加熱してＭＥＭＳセンサーを実装した。これにより、比較例の電子装置が得られた。 [Comparative example]
(Production of printed wiring board)
A printed wiring board was produced in the same manner as in Example 1 except that a through hole for inserting the regulating member was not formed.
(Production of MEMS sensor)
A MEMS sensor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that solder bumps were formed as bumps.
(Installation of MEMS sensor)
The 20 bumps of the MEMS sensor and the 20 terminals of the printed wiring board were aligned and pressure-bonded, and heated at 240 ° C. for 5 minutes to mount the MEMS sensor. Thereby, the electronic device of the comparative example was obtained.

［電子装置の評価］
下記の条件で加熱・冷却を繰り返した後の接続抵抗を測定した。
その結果、実施例１、２の電子装置は、接続抵抗の変化が５％以内であった。しかし、比較例の電子装置は、接続抵抗の変化が１０％以上であった。
（加熱・冷却条件）
−５５℃と１２５℃とでそれぞれ１５分間保持する加熱・冷却サイクルを
１０００回行う。 [Evaluation of electronic devices]
The connection resistance after repeated heating and cooling under the following conditions was measured.
As a result, in the electronic devices of Examples 1 and 2, the change in connection resistance was within 5%. However, in the electronic device of the comparative example, the change in connection resistance was 10% or more.
(Heating / cooling conditions)
1000 heating / cooling cycles of 15 minutes at -55 ° C and 125 ° C, respectively.

ＭＥＭＳセンサーを搭載した小型で高信頼性の電子装置が要求される種々の分野において適用できる。   The present invention can be applied in various fields where a small and highly reliable electronic device equipped with a MEMS sensor is required.

本発明の電子装置の一実施形態を示す部分平面図である。It is a fragmentary top view which shows one Embodiment of the electronic device of this invention. 図１のＡ−Ａ線における拡大断面図である。It is an expanded sectional view in the AA line of FIG. 本発明の電子装置の他の実施形態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing other embodiments of the electronic device of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，２１…電子装置
２，２２…プリント配線基板
５…異方性導電層
７…規制用部材
２５…スプリングコネクター
２６…樹脂部材
１１…ＭＥＭＳセンサー
１２…センサー本体
１３…アクティブ面
１４…貫通ビア
１５…バンプ
１６…保護材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 ... Electronic device 2,22 ... Printed wiring board 5 ... Anisotropic conductive layer 7 ... Restriction member 25 ... Spring connector 26 ... Resin member 11 ... MEMS sensor 12 ... Sensor main body 13 ... Active surface 14 ... Through-via 15 ... Bump 16 ... Protective material

Claims (1)

プリント配線基板上に少なくともＭＥＭＳセンサーを備え、該ＭＥＭＳセンサーは貫通ビアを介してアクティブ面と反対側の面にバンプを有し、該バンプはコイル形状のスプリングコネクターを介して前記プリント配線基板の端子に接続されており、前記ＭＥＭＳセンサーと前記プリント配線基板との間隙部には樹脂部材が配設され、前記バンプ、前記スプリングコネクターおよび前記端子は前記樹脂部材中に埋没している電子装置を製造するための方法であって、
貫通ビアを介してアクティブ面と反対側の面にバンプを有するＭＥＭＳセンサーの該バンプ上にコイル形状のスプリングコネクターを電気的に接続した状態で固着する工程と、
プリント配線基板のＭＥＭＳセンサー実装部位に樹脂部材層を形成する工程と、
前記ＭＥＭＳセンサーのバンプ上のスプリングコネクターと、前記プリント配線基板の端子とを位置合せし、前記ＭＥＭＳセンサーと前記プリント配線基板とを圧着し、スプリングコネクターが前記樹脂部材層を貫通してプリント配線基板の前記端子に当接して電気的接続がなされた状態とし、その後、前記樹脂部材層に硬化処理を施す工程と、を有することを特徴とする電子装置の製造方法。 At least a MEMS sensor is provided on a printed wiring board, and the MEMS sensor has a bump on a surface opposite to the active surface through a through via, and the bump is a terminal of the printed wiring board through a coil-shaped spring connector. A resin member is disposed in the gap between the MEMS sensor and the printed wiring board, and the bump, the spring connector, and the terminal are embedded in the resin member. A method for
Fixing a coil-shaped spring connector in an electrically connected state on the bump of the MEMS sensor having a bump on the surface opposite to the active surface through the through via;
Forming a resin member layer on the MEMS sensor mounting portion of the printed wiring board;
The spring connector on the bump of the MEMS sensor and the terminal of the printed wiring board are aligned, the MEMS sensor and the printed wiring board are pressure-bonded, and the spring connector penetrates the resin member layer to print the printed wiring board. And a step of applying a curing process to the resin member layer.
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