JP5632031B2 - 電子部品パッケージの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、内部に電子部品が実装される電子部品パッケージの製造方法に関する。

近年、電子部品の高性能化及びコンパクト化のため、両面に電極が配置された電子部品が用いられている。そして、この電子部品の両面に配置された電極同士を接続する時には、電子部品を貫通する貫通電極（例えば、特許文献１参照）や、電子部品の端部から回り込むように形成された側面電極が用いられている。

貫通電極は、一般に、電子部品に貫通する孔を開け、孔の表面に絶縁膜を形成した後でこの孔に導電性材料を充填させることにより形成される。また、側面電極は、棒状又は板状の金属を電子部品の端部で折り曲げたり、電子部品を自身の端部を中心に回転させながら蒸着させたりすることで、電子部品の端部に形成されている。

特開２００２−１７０９１９号公報

しかし、貫通電極を形成する時には電子部品に孔を開けるので、精密部品である電子部品が欠けたり損傷したりすることがあった。また、側面電極を形成するための金属を折り曲げる方法は大きな加重が作用して電子部品が損傷する恐れがあり、電子部品を回転させながら蒸着させる方法は電子部品を回転させる機構の導入が煩雑である、というように側面電極は電極の形成が困難であった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、電子部品自体を加工することなく、複数の機能面に設けられた電極間を容易に電気的接続することが可能な電子部品パッケージの製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。

本発明の電子部品パッケージの製造方法は、機能面に電極が形成された電子部品と、前記電子部品を覆うように複数の構成部材を接合して形成されたケーシングと、を有し、前記電子部品の機能面と、前記ケーシングの構成部材間の接合面とが、交差するように配置され、前記ケーシングが、前記電子部品を収容可能な貫通孔が形成された第一ケーシングと、前記貫通孔の開口部を覆い上面に電気配線の形成された第二ケーシングとを含んで構成された電子部品パッケージの製造方法において、前記第一ケーシングを形成する第一ウエハに前記貫通孔を複数形成する工程と、前記第一ウエハと、前記第二ケーシングを構成する第二ウエハとを接合する工程と、前記電子部品の機能面と前記ケーシングの接合面とが交差するように、且つ前記電極が前記電気配線に形成された接合材に位置合わせされた状態で前記電子部品を押し込むことで当該電子部品を実装する工程と、接合された前記ウエハを個片ごとに分離する工程と、を備えることを特徴としている。

このように構成することで、第一ウエハに電子部品を収容するための貫通孔を形成し、第二ウエハおよび第三ウエハは加工を施すことなく第一ウエハと接合するだけでケーシングを形成することができる。したがって、ケーシングを容易に製造することができる。また、一般的に電子部品の中で面積が大きい機能面が貫通孔の内周面に対向するように貫通孔を形成すればよい。つまり、平面視において第一ウエハに形成する貫通孔の大きさを最小限にすることができ、ウエハに対して貫通孔の数を多く形成することができる。したがって、ウエハからの電子部品パッケージの取出個数を多くすることができる。また、電子部品の表面および裏面の両面が機能面である場合、電子部品の側面と第二ウエハまたは第三ウエハの表面とが接するように構成されるため、電子部品の表裏面の電極を側面付近に形成しつつ、第二ウエハまたは第三ウエハの表面との間に導電性ペーストなどの導電材料を介して配置することにより容易に、かつ、確実に電気的に導通をとることができる。

このように構成することで、第一ウエハに電子部品を収容するための貫通孔を形成し、第二ウエハおよび第三ウエハは加工を施すことなく第一ウエハと接合するだけでケーシングを形成することができる。したがって、ケーシングを容易に製造することができる。

また、一般的に電子部品の中で面積が大きい機能面が、複数の構成部材からなるケーシングの構成部材同士の接合面と平行でなくなるため、第１ウエハにおける電子部品の配置個数を多くすることができる。その結果、ウエハからの電子部品パッケージの取出個数を多くすることが可能になり、電子部品パッケージの製造コストを低減することができる。

本発明に係る電子部品パッケージの製造方法によれば、一般的に電子部品の中で面積が大きい機能面が、複数の部材からなるケーシングの部材同士の接合面と平行でなくなるため、例えば、ケーシングをウエハで形成する際に、ウエハに対して電子部品の配置個数を多くすることができる。つまり、ウエハからの電子部品パッケージの取出個数を多くすることができる。また、外部への電極取り出しも容易となる。

本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの部分斜視図である。 本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの一部の部品を省略した平面図である。 本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの製造方法を示す説明図である。 本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの製造方法を示す説明図である。 本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの製造方法を示す説明図である。 本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの製造方法を示す説明図である。 本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの製造方法を示す説明図である。 本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの製造方法を示す説明図である。 本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの製造方法を示す説明図である。 本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの斜視図である。 本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの製造方法を示す説明図である。 本発明の第２実施形態における電子部品パッケージの部分斜視図である。 本発明の第２実施形態における電子部品パッケージの製造方法を示す説明図である。 本発明の第２実施形態における電子部品パッケージの製造方法を示す説明図である。 本発明の第２実施形態における電子部品パッケージの製造方法を示す説明図である。 本発明の第２実施形態における電子部品パッケージの製造方法を示す説明図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る電子部品パッケージの第１実施形態を、図１から図１１を参照しながら説明する。なお、図２では説明の便宜のため後述する第３ケーシングを省略して示している。

図１は本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの部分斜視図、図２は本発明の第１実施形態における電子部品パッケージの一部の部品を省略した平面図である。

図１から図２に示すように、この電子部品パッケージ１は、電子部品４と、構成部材である第１ケーシング１１と第２ケーシング１２と第３ケーシング１３を接合して電子部品４を覆うように形成されたケーシング９と、電極配線２ａ、２ｂと、電子部品４と電極配線２ａ、２ｂとを電気的に接続する導電材料（図示せず）を有している。

電子部品４は、例えばＩＣや水晶振動子等で構成され、略直方体状に形成されている。なお、電子部品４の表面の一部には電極（図示せず）が形成され、電極配線２ａ、２ｂと接続されている。電子部品４の表面の電極以外の部分は、絶縁処理されていることが好ましい。

ケーシング９は、例えばシリコンで形成された、外形が略直方体状をしており、その内部は空洞になる状態に形成されている。本実施形態では、電子部品４を収納可能な状態に貫通孔が形成された第１ケーシング１１と、概貫通孔の両端をふさぐ状態でケーシング９を形成する、電気配線２ａおよび２ｂが形成された板状の第２ケーシング１２と第１ケーシング１１は、接合層３を介して接合されている。

第２ケーシング１２および第３ケーシング１３は平板状の部材であり、第１ケーシング１１の端面において接着剤接合、または金や錫を用いたはんだ接合、あるいは陽極接合などによりそれぞれ接合されている。

電子部品４に備えられた電極（図示せず）は、第２ケーシング１２に形成された電気配線２ａおよび２ｂに、例えば導電性ペーストなどの接合剤（図示せず）を介して電気的にも物理的にも接続されている。

そして、本実施形態においては、電子部品４の機能面と、第２ケーシング１２の接合面とが直交するように配置されている。

また、第２ケーシング１２に形成された電気配線２ａ、２ｂは図１に示したように個々の電子部品パッケージ１に形成した状態において、概電子部品パッケージ１の側面に電気配線２ａ、２ｂの一部が露出する状態に形成されている。

次に、以上のように構成された電子部品パッケージ１の製造方法について説明する。

図３に示すように、平面視における大きさが略同一の３枚の第１ウエハ２１及び第２ウエハ２２および第３ウエハ２３を用意する。

この第１ウエハ２１が第１ケーシング１１の構成材料であり、第２ウエハ２２が第２ケーシング１２の構成材料であり、第３ウエハ２３が第３ケーシング１２の構成材料である。

図４は第１ケーシング１１の部分斜視図である。図示したように第１ケーシング１１は第１ウエハ２１に貫通孔４０を複数形成したものである。

図５は第２ケーシング１２の部分斜視図である。図示したように第２ケーシング１２には電気配線２ａ、２ｂが形成されている。

図６は第１ケーシング１１と第２ケーシング１２とを接合した状態を示す部分斜視図である。図示したように、第１ケーシング１１と第２ケーシング１２を、接合層３を介して電気配線２ａ、２ｂを挟み込む状態に、互いに接合する。

図７は第１ケーシング１１と第２ケーシング１２とを接合した状態を示す部分上面図である。

図８に示すように、電子部品４を第１ケーシング１１および第２ケーシング１２を接合することで形成した箱状の構造体の中に挿入する。このとき、電子部品４の電極（図示せず）と、電気配線２ａおよび２ｂに形成した例えば導電性ペーストなどの接合剤（図示せず）に位置あわせして押し込むことで、電気的にも物理的にも接続される。

図９は電子部品を挿入し、接合した状態を示す上面図である。

図１０に示すように第１ケーシング１１に第３ケーシング１３を接合することで第１ケーシング１１と第２ケーシング１２を接合して形成した箱状の構造体に第３ケーシング１３を接合することで電子部品４が封入された状態に形成できる。

図１１に示すように個々に分離することで電子部品パッケージ１の製造が完了する。図１１では説明の便宜のため第３ケーシングを省略して示している。

こうして、本実施形態の電子部品パッケージ１によれば、一般的に電子部品４の中で面積が大きい機能面が、第１ケーシング１１と第２ケーシング１２とからなるケーシング９の接合面と平行でなくなるため、第１ウエハ２２における電子部品４の配置個数を多くすることができる。その結果、ウエハからの電子部品パッケージ１の取出個数を多くすることが可能になり、電子部品パッケージ１の製造コストを低減することができる。

また、電子部品４の電極を第２ケーシングに形成された電気配線２ａ、２ｂを通じてケーシング９の外側にまで容易に引き出すことができる。

本実施例においては電気配線の取り出しを２カ所としたがこの限りではなく、封入する電子部品の電極数などに応じて増やしても良い。
（第２実施形態）
次に、以下、本発明に係る電子部品パッケージの第２実施形態を、図１２から図１６を参照しながら説明する。なお。本実施形態は、第1実施形態とケーシングの構成が異なるのみであるため、前記第１実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

図１２に示すように、電子部品パッケージ１０は、電子部品４１と、構成部材である第１ケーシング１１１と第２ケーシング１２１とを接合して電子部品４１を覆うように形成されたケーシング９１と、電極配線２ｃ、２ｄと、電子部品４１と電気配線２ｃ、２ｄとを電気的に接続する導電材料（図示せず）を有している。また、ケーシング９１内は電子部品４１が実装された状態において、充填材３０により、電子部品４１とケーシング９１の内壁との間隙および電子部品４１と電気配線２ｃ、２ｄとの間隙が充填されている。

次に、電子部品パッケージ１０の製造方法について説明する。

図３から図１１に示した第1実施例の製造工程により、図１３示した状態まで電子部品パッケージを形成する。

次に、図１４に示したように充填材３０をケーシング９１に充填することで、電子部品４１とケーシング９１の内壁との間隙および電子部品４１と電気配線２ｃ、２ｄとの間隙が充填剤３０で充填される。

そして、図１５に示したように個片ごとに分離することで電子部品パッケージ１０の製造が完了する。

なお、図１６に示したように、必要に応じてケーシング９１から突出した充填剤３０を研磨加工してもよい。

こうして、本実施形態の電子部品パッケージによれば、一般的に電子部品４１の中で面積が大きい機能面が、第１ケーシング１１１と第２ケーシング１２１とからなるケーシング９１の接合面と平行でなくなるため、第１ウエハ２２における電子部品４１の配置個数を多くすることができる。その結果、ウエハからの電子部品パッケージ１０の取出個数を多くすることが可能になり、電子部品パッケージ１０の製造コストを低減することができる。

また、電子部品４１の電極を第２ケーシング１２１に形成された電気配線２ｃ、２ｄを通じてケーシング９１の外側にまで容易に引き出すことができる。

本実施例においては電気配線の取り出しを２カ所としたがこの限りではなく、封入する電子部品の電極数などに応じて増やしても良い。

また、さらにはケーシング９１の開口部９２側の充填剤３０を研磨加工してやることで電子部品パッケージ１０の体積を減らすことができるため実装面積の低減に寄与することも可能とする。

以上、本発明の第１実施形態から第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更等も含まれる。例えば、上記第１実施形態から第２実施形態では、電子部品の機能面と、第２ケーシング１２の接合面と、がそれぞれ直交するように配置されているとした。しかし、電子部品の機能面と、第２ケーシング１２の接合面と、はそれぞれ交差するように配置されていてもよい。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。例えば、本実施形態では、ケーシングにシリコンウエハを用いた場合の説明をしたが、ガラス基板やセラミック、金属基板を用いることも可能である。

１、１０ 電子部品パッケージ
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 電気配線
３ 接合層
４、４１ 電子部品
１１、１１１ 第１ケーシング
１２、１２１ 第２ケーシング
１３、１３１ 第３ケーシング
９、９１ ケーシング
２１ 第１ウエハ
２２ 第２ウエハ
２３ 第３ウエハ
３０ 充填材
４０ 貫通孔

Claims (4)

1. 機能面に電極が形成された電子部品と、前記電子部品を覆うように複数の構成部材を接合して形成されたケーシングと、を有し、前記電子部品の機能面と、前記ケーシングの構成部材間の接合面とが、交差するように配置され、前記ケーシングが、前記電子部品を収容可能な貫通孔が形成された第一ケーシングと、前記貫通孔の開口部を覆い上面に電気配線の形成された第二ケーシングとを含んで構成された電子部品パッケージの製造方法において、
   前記第一ケーシングを形成する第一ウエハに前記貫通孔を複数形成する工程と、
   前記第一ウエハと、前記第二ケーシングを構成する第二ウエハとを接合する工程と、
   前記電子部品の機能面と前記ケーシングの接合面とが交差するように、且つ前記電極が前記電気配線に形成された接合材に位置合わせされた状態で前記電子部品を押し込むことで当該電子部品を実装する工程と、
   接合された前記ウエハを個片ごとに分離する工程と、
   を備え、
   前記貫通孔を複数形成する工程の後に、電子部品パッケージの側面に一部が露出するように前記電子部品の機能面と前記電子部品パッケージの側面とを直線状に結ぶように前記第二ケーシングの上面に前記電気配線を形成する工程を有することを特徴とする電子部品パッケージの製造方法。
2. 前記電子部品を実装する工程の後に、前記貫通孔の他方の開口部に充填材を充填する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子部品パッケージの製造方法。
3. 前記充填材を充填する工程の後に、当該充填した充填材のうち前記第一ケーシングから突出した充填剤を研磨加工する工程を備えることを特徴とする請求項２に記載の電子部品パッケージの製造方法。
4. 前記電子部品パッケージは、前記貫通孔の他方の開口部を覆う第三ケーシングを有し、前記電子部品を実装する工程の後に、前記第一ウエハと、前記第三ケーシングを構成する第三ウエハとを接合する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子部品パッ
   ケージの製造方法。

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