JP5565544B2 - 電子部品及び電子部品モジュール - Google Patents
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Description
本発明は、中空空間を有するSAW(Surface Acoustic Wave)素子やBAW(Bulk Acoustic Wave)素子等の電子部品、及び、当該電子部品が搭載された電子部品モジュールに関し、さらに詳しくは、モジュール化の際の樹脂封止の圧力に耐えられる中空構造を備えた電子部品、及び、かかる電子部品が搭載された電子部品モジュールに関する。
従来のSAW素子やBAW素子等の電子部品として、例えば特許文献1に記載の電子部品が知られている。この電子部品は、図9のように、圧電基板520上に駆動部503が設けられている。
また、中空空間508が保護部524により形成されている。中空空間508は、駆動部503に弾性波や音響波が伝搬する際に必要となる空間を確保するために設けられている。そして、保護部524は第1保護膜525と第2保護膜526と第3保護膜527とから構成されている。
なお、駆動部503上には振動保護膜509a、509bが形成されているが、振動保護膜509a、509bは、駆動部503を保護し、駆動部503の周波数調整の機能を有しているものであって、駆動部503における弾性波や音響波の伝搬を妨げるものではない。
昨今、このような中空空間を有する電子部品は、電子部品をモジュール基板に実装して、電子部品を覆うように樹脂封止することにより、モジュール化して用いられることが多くなってきている。そのため、モジュール化の際の樹脂封止(例えば、トランスファーモールド)の際の圧力に耐えられる電子部品が求められる。
しかしながら、上述の特許文献1の構成による電子部品においては、モジュール化の際の樹脂封止の圧力に耐えられず、保護部が変形し、その結果、中空空間が変形するおそれがあった。
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであって、モジュール化の際に中空空間が変形することが抑制された電子部品を提供することを目的とする。
本発明の電子部品は、素子基板と、素子基板の一方主面上に形成された駆動部と、駆動部の周囲に中空空間を形成するように駆動部を覆う保護部と、保護部上部に配置された樹脂からなる接着層と、接着層上に配置された補強板と、を備え、補強板がシリコン基板であることを特徴としている。
本発明によれば、保護部上にシリコン基板である補強板を備えていることから、モジュール樹脂成型の際に、中空空間が変形することを抑制することが可能である。
以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子部品1を示す断面図である。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子部品1を示す断面図である。
図1の断面図に示すように、電子部品1は、素子基板2と、駆動部3と、保護部4と、パッド電極5と、ビア導体6と、実装電極7と、接着層10と、補強板11と、を備えている。
本実施形態では、電子部品1はSAW素子の例である。この場合、素子基板2は圧電基板であり、表面波は圧電基板の表面を伝搬する。圧電基板の材質としては、例えばLiTaO3等が用いられる。
駆動部3は素子基板2の一方主面上に形成されている。本実施形態では、駆動部3はIDT(Inter Digital Transducer)電極を有している。IDT電極の材質としては、例えばAl等が挙げられる。
保護部4は、駆動部3の周囲に中空空間8を形成するように駆動部3を覆っている。保護部4は、例えば、3層構造であり以下の方法により形成する。
まず、感光性ポリイミド系樹脂を圧電基板の一方主面全体に塗布し、露光、現像を行うことにより、駆動部3とその周囲が露出するように開口したポリイミドパターンを形成する。パターン形成後、加熱することでポイリイミドを硬化させる。次に、エポキシフィルムからなるカバー層とポリイミドフィルムからなるカバー層が積層された積層フィルムを、エポキシフィルムからなるカバー層側を上述のポリイミドパターン側に向けて、ポリイミドパターン上に配置して熱圧着する。
パッド電極5は素子基板2の表面に形成され、実装電極7は保護部4の表面に形成されている。また、ビア導体6は保護部内に作り込まれており、ビア導体6を介して、パッド電極5と実装電極7とが電気的に接続されている。さらに、駆動部3はパッド電極5と電気的に接続されている。よって、駆動部3は、パッド電極5とビア導体6とを介して、実装電極7に電気的に接続されている。なお、駆動部3のIDT電極とパッド電極5は、同一プロセスで形成すると、安価に製造できるため好ましい。IDT電極とパッド電極5の形成方法としては、例えばスパッタリング法等、薄膜プロセスを用いたものが挙げられる。
電子部品1の保護部4上には、接着層10を介在させて、シリコン基板である補強板11が固定されている。接着層10は第1実施形態においてはダイアタッチ樹脂フィルム(DAF)が用いられている。
上記接着層10及び補強板11は例えば以下の方法により保護部4上に形成することができる。
まず、シリコンウェハを用意し、接着層10となるべきダイアタッチ樹脂フィルムをシリコンウェハに貼り付ける。次に、接着層10が貼り付けられているシリコンウェハを所定の厚み、大きさに切り出し補強板11を得る。
例えば、第1実施形態においては、補強板11の厚みは1mm、ヤング率は140GPa、接着層10の厚みは0.5mm、ヤング率は6GPaとした。
次に、接着層10が貼り付けられている補強板11を、接着層10が貼り付けられている側を保護部4側に向けて、保護部4上に実装機で設置し、ダイボンド、加熱等の固化プロセスで接着層10を固化させることで、補強板11を保護部4上に固定する。第1実施形態では、ダイボンドの際の温度は150℃であり、その後、155℃、1時間の条件下で接着層10を硬化させている。
なお、補強板11としてシリコンを用いているのは、シリコンは加工がしやすく、補強板11を薄くしやすいという利点があるからである。また、モジュール樹脂成型時の中空空間8の変形抑制効果をより高めるには、図1に示す通り、接着層10及び補強版11は、保護部4上のうち、保護部4を挟んで対向する領域に中空空間8が形成されている領域から、対向する領域に中空区間8が形成されていない領域にかけて、広く形成されることがより望ましい。
次に、以下の方法によって、上述した本発明の第1実施形態に係る電子部品1と、従来の構成による電子部品について、樹脂モールド成型時の中空構造の耐圧試験を行うことで、本発明の第1実施形態に係る電子部品1の耐圧性能が向上していることを確認した。
まず、比較例となる、従来の構成による電子部品(図示せず)を作製した。この電子部品(比較例)は、保護部上にシリコン基板である補強板を備えていない点で第1実施形態に係る電子部品1と異なっている。
次に、本発明の第1実施形態に係る電子部品1と、比較例に係る従来の構成による電子部品(比較例)に対しモールド樹脂成型を行った。
その結果、従来の構成による電子部品(比較例)は中空部分が端部から中心部に向かうにつれて変形し、中空空間が変形した。一方で、本発明の第1実施形態に係る電子部品1については、中空構造は変形することなく維持された。すなわち、本願においては、シリコン基板である補強板11を接着層10を介して保護部4上に備えた構成としており、このように補強板11を設けているため、樹脂モールド時の圧力に耐え得る強固な構造とすることができ、結果、中空空間8の変形を抑制できるのである。
また、上記に加えて、本願の構成を用いた電子部品であれば、市販の実装機を使って補強板を実装することも可能であるので、特別な設備投資なく、製造が容易にできるという利点もある。
また、本願においては、モジュール化(樹脂封止)しても中空構造の変形を抑制可能な電子部品1を、予め補強板11に接着層10を塗布しておき、当該補強板11を実装機を使って保護部4上に実装することにより製造することができる。よって、モジュール成型の際に別途中空構造を強化するための工程を要しない。
また、予め保護部4の厚さを厚くした電子部品1を用意する場合には、感光性ポリイミド系樹脂の厚さを厚くすることが難しく、より高コストになるという問題があるが、本発明による構成の電子部品1であれば、より安価に補強板11を保護部4上に固定することが可能である。
なお、第1実施形態では補強板11の厚み、ヤング率を上述の通りとしているが、かかる厚み等は保護部4の厚み、面積、中空空間8の大きさ等に応じて適宜選択可能である。
また、第1実施形態では、接着層10として、ダイアタッチ樹脂フィルムを用いているが、ダイアタッチ樹脂フィルムに替えて、ダイアタッチ樹脂をスクリーン印刷したものであっても良い。
また、保護部4上への補強板11の接着は、上記に示した方法に替えて、まず先に保護部4上に接着層10となるべきダイアタッチ樹脂フィルムを貼り付けておき、その上に補強板11を配置・実装する方法でも良い。
さらに、第1実施形態では、1つ1つの電子部品にダイシングした後の個々の電子部品1の保護部4上に、それぞれ補強板11を実装していくことを前提として記述しているが、別の方法として、ダイシング後ではなく、ダイシング前の複数の電子部品1の保護部4上にまとめて接着層10を介してシリコンウェハをのせた後に、個別の電子部品にダイシングするという方法でも良い。
また、上記補強板11は回路基板を持つシリコン基板であっても良い。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る電子部品モジュール101について説明する。電子部品モジュール101は、第1実施形態に係る電子部品1が搭載された電子部品モジュールである。
次に、第2実施形態に係る電子部品モジュール101について説明する。電子部品モジュール101は、第1実施形態に係る電子部品1が搭載された電子部品モジュールである。
図2に、電子部品モジュール101の断面図を示す。図2に示すように、電子部品モジュール101は、モジュール基板120と、電子部品1と、樹脂層121と、を備えている。電子部品モジュール101はIC素子(図示せず)を備えていても良い。電子部品1はモジュール基板120上に固定されている。また、樹脂層121は、モジュール基板120の一方主面上に、電子部品1を内蔵するように形成されている。
電子部品1、より詳しくは電子部品1の実装電極7は、ワイヤ123を介してモジュール基板120に設けられたランド電極122と電気的に接続されている。従って、電子部品1の駆動部3は、パッド電極5と、ビア導体6と、実装電極7と、を介して、ランド電極122に電気的に接続されている。なお、ランド電極122は電子部品モジュール101と外部の回路とを電気的に接続するために設けられ、ランド電極122の少なくとも一部は電子部品モジュール101の下面に露出している(図示せず)。
次に、本発明に係る第2実施形態の電子部品モジュール101の製造方法を、図3(A)〜図3(C)の断面図を用いて説明する。
まず、図3(A)に示すように、モジュール基板120を用意する。モジュール基板120の例としては、プリント基板やリードフレーム等が挙げられる。
次に、実装機を使って、あらかじめ所定の位置に配置されている電子部品1を吸引機構等で保持した後、電子部品1を保持した状態で電子部品1をモジュール基板120上に搬送し、電子部品1の保持を解除してモジュール基板120の一方主面上に電子部品1を固定する。なお、モジュール基板120と電子部品1の間に接着層(図示せず)が介在する場合、あらかじめモジュール基板120上に接着層を設けても良いし、電子部品1のモジュール基板120との対向面に接着層を設けても良い。接着層を用いる場合には、加熱等の固化プロセスで電子部品1をモジュール基板120上に固定させる。
次に図3(B)に示す通り、ワイヤボンディングで実装電極7と,モジュール基板120に備えられたランド電極122とをワイヤ123で接続する。これにより、電子部品1と電子部品モジュール101が電気的に接続される。
次に、図3(C)に示すように、モジュール基板120の電子部品1が固定されている側の一方主面上に樹脂層121を形成する。このとき、樹脂層121は電子部品1を内蔵するように形成される。樹脂層121の形成方法としては、ラミネートや樹脂モールド工法が挙げられる。このとき、上述の通り、電子部品1は、予め保護部4上に接着層10を介して補強板11を設けた構成としており、このように補強板11を設けていることから、中空空間8の変形を抑制することができる。
なお、第2実施形態では、電子部品1とランド電極122とはワイヤ123で接続されているが、ワイヤボンディングに替えて、フリップチップボンディング等、別の接続方法で接続されていても良い。
以上のようにして、本発明に係る第1実施形態の電子部品1を搭載した、第2実施形態の電子部品モジュール101が出来上がる。電子部品モジュール101は、補強板11を備えた電子部品1を活用していることから、モジュール化の際の樹脂封止の圧力で電子部品1内の中空空間8が変形することを抑制することができる。
[第3実施形態]
次に本発明の別の実施形態として、図4、図5(A)、(B)、図6(C)、(D)に、本発明の第3実施形態に係る電子部品モジュール201の断面図を示す。但し、図5(A)、(B)、図6(C)、(D)は電子部品モジュール201の製造過程を示す断面図である。
次に本発明の別の実施形態として、図4、図5(A)、(B)、図6(C)、(D)に、本発明の第3実施形態に係る電子部品モジュール201の断面図を示す。但し、図5(A)、(B)、図6(C)、(D)は電子部品モジュール201の製造過程を示す断面図である。
第3実施形態に係る電子部品モジュール201は、第2実施形態に係る電子部品モジュール101と同様、図4及び図5(A)、(B)、図6(C)、(D)に示したように、モジュール基板220上に、素子基板22と、駆動部23と、保護部24と、パッド電極25と、ビア導体26と、実装電極27と、接着層30と、補強板31と、を備えた電子部品21が固定されており、さらに、電子部品21を内蔵するように樹脂層221を備えている。
また、第2実施形態に係る電子部品モジュール101と同様に、電子部品21、より詳しくは電子部品21の実装電極27は、ワイヤ223を介して、電子部品モジュール201に設けられたランド電極222と電気的に接続されている。従って、電子部品21の駆動部23は、パッド電極25と、ビア導体26と、実装電極27と、を介して、ランド電極222に電気的に接続されている。
しかし、第2実施形態に係る電子部品モジュール101においては、ワイヤ123は接着層10の外側に配置されていたのに対して、第3実施形態に係る電子部品モジュール201においては、ワイヤ223は接着層30の内部に埋め込まれた構造となっている。従って、第3実施形態においては、モジュール化(樹脂封止)の際の中空空間28の変形抑制に加えて、ワイヤ223自体の樹脂封止時の圧力耐性も向上させることが可能である。
以下、本第3実施形態に係る電子部品モジュール201の製造方法を記述する。但し、第1、第2実施形態と同様の箇所は概要のみ記述し詳細な説明を省略する。
まず、第1実施形態と同様の方法により、図5(A)に示すように、電子部品21の一部分を構成する電子部品本体21aを作製する。なお、図5(A)に示すように、この段階ではまだ接着層30及び補強板31は保護部24上には形成していない。
次に、図5(B)に示すように、モジュール基板220を用意し、モジュール基板220の一方主面上に電子部品本体21aを実装機等を使って固定する。また、ワイヤボンディングで実装電極27と,モジュール基板220に備えられたランド電極222とをワイヤ223で接続する。
次に、図6(C)に示す通り、接着層30を介在させて、シリコン基板である補強板31を、少なくとも保護部24の上を含む位置に固定し、モジュール基板220上に電子部品21を完成させる。このとき、接着層30は、少なくとも保護部24の上面を覆うと共に、接着層30がワイヤ223を内包する形状となるよう配置する。なお、第3実施形態においては、接着層30としてダイアタッチ樹脂フィルムを用いている。
次に、図6(D)に示すように、モジュール基板220の電子部品21が固定されている側の一方主面上に、樹脂層221を、樹脂層221が電子部品21を内蔵する形状となるように、ラミネートや樹脂モールド工法により形成する。このとき、上述の通り、電子部品21は、予め保護部24上に接着層30を介して補強板31を設けた構造としており、このように補強板11を設けていることから、中空空間28の変形を抑制することができる。さらに、ワイヤ223が接着層30内に埋め込まれた構造としているため、樹脂封止の際のワイヤ223自体の圧力耐性も向上させることができる。
以上の方法により、ワイヤ223及び中空構造双方について一括して樹脂封止時の圧力耐性を向上させた第3実施形態の電子部品モジュール201が完成する。
なお、接着層30にダイアタッチ樹脂を用いているのは、シリコン基板である補強板31に塗りやすく接着力も良いためである。また、ダイアタッチ樹脂のヤング率は4〜8GPa程度である。
また、上記第3実施形態ではワイヤ223の全てを接着層30内部に埋め込む構造としているが、必ずしもワイヤ223全てを接着層30に埋め込む必要はなく、別の実施形態として、図7や図8に示す通り、ワイヤ223の一部のみを接着層30に埋め込む構造であっても良い。この場合であっても、中空構造のみならず、ワイヤ223そのものの樹脂封止時の圧力耐性を向上させることができる。
また、上述の実施形態では、電子部品がSAW素子の場合を例として挙げているが、本発明はSAW素子に限定されるものではなく、例えば、電子部品がBAW素子やMEMS(Micro Electro MechanicalSystems)素子であっても良い。
また、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
1、21:電子部品
2、22:素子基板
3、23:駆動部
4、24:保護部
5、25:パッド電極
6、26:ビア導体
7、27:実装電極
8、28:中空空間
10、30:接着層
11、31:補強板
21a:電子部品本体
101、201:電子部品モジュール
120、220:モジュール基板
121、221:樹脂層
122、222:ランド電極
123、223:ワイヤ
503:駆動部
508:中空空間
509a、509b:振動保護膜
520:圧電基板
524:保護部
525:第1保護膜
526:第2保護膜
527:第3保護膜
2、22:素子基板
3、23:駆動部
4、24:保護部
5、25:パッド電極
6、26:ビア導体
7、27:実装電極
8、28:中空空間
10、30:接着層
11、31:補強板
21a:電子部品本体
101、201:電子部品モジュール
120、220:モジュール基板
121、221:樹脂層
122、222:ランド電極
123、223:ワイヤ
503:駆動部
508:中空空間
509a、509b:振動保護膜
520:圧電基板
524:保護部
525:第1保護膜
526:第2保護膜
527:第3保護膜
Claims (4)
- 素子基板と、前記素子基板の一方主面上に形成された駆動部と、前記駆動部の周囲に中空空間を形成するように前記駆動部を覆う保護部と、前記保護部上部に配置された樹脂からなる接着層と、前記接着層上に配置された補強板と、を備え、
前記補強板がシリコン基板であることを特徴とする電子部品。 - 前記接着層はダイアタッチ樹脂であることを特徴とする請求項1記載の電子部品。
- モジュール基板上に、請求項1又は請求項2記載の前記電子部品が搭載され、前記電子部品を覆うようにモールド成型された樹脂層が形成されていることを特徴とする電子部品モジュール。
- 前記電子部品と前記モジュール基板がワイヤボンディングによりワイヤ接続されており、前記ワイヤの一部又は全部が前記接着層内に埋め込まれていることを特徴とする請求項3記載の電子部品モジュール。
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