JP7168163B2 - 電子部品およびその製造方法並びに電子部品の実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品およびその製造方法並びに電子部品の実装方法に関する。特に、例えばセンサ素子等のチップ部品がパッケージされた状態で外部に露出する開口部を有する電子部品において、開口部を塞ぐ保護フィルム付きの電子部品およびその製造方法並びに電子部品の実装方法に関するものである。

近年、各種センサは、スマートフォンまたはタブレット端末等の通信機器への搭載や、万歩計や活動量計等のヘルスケア機器への搭載や、車載用または産業機器用のセンサの増加等により需要がますます拡大し、種々のセンサが開発されている。例えば湿度センサでは、従来の抵抗式に加え、雰囲気温度範囲として広く使用できる容量式のセンサが開発されている。また圧力センサでは、ダイヤフラム表面に半導体歪ゲージを形成し、圧力によってダイヤフラムが変形することにより発生するピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化に依存する抵抗式や、固定電極と可動電極とを対向させて配置するコンデンサを形成し、圧力によって可動電極が変形することにより発生する静電容量の変化を測る容量式のセンサが開発されている。

このような湿度センサまたは圧力センサ等は、セラミックまたは樹脂等によって形成されるパッケージ内にセンサ素子を載置し、物理量を計測する検出部の少なくとも一部を外部に露出あるいは連通する開口部を有するパッケージ構造が採用される（例えば、特許文献１）。

このような開口部を有する電子部品を実装基板に実装する場合、様々な問題が発生する。例えば電子部品を実装基板に実装するとき、はんだを用いるのが一般的で、はんだを溶融させるための高温処理を行う必要がある。その際、はんだと共に使用されるフラックスから揮発成分がアウトガスとして放出され、電子部品全体がアウトガスに晒されてしまう。そしてこのアウトガスが電子部品の開口部内に露出するセンサ素子に付着することにより、センサの性能を低下させてしまうという問題があった。

そこで例えば、電子部品の開口部に保護フィルムを貼付することで、開口部を塞ぐ方法が採られている。具体的には図１１に示すように、電子部品３０の開口部１６をポリイミドフィルム等の耐熱性を有する保護フィルム１５で塞ぐことにより、電子部品３０内にアウトガスが入り込まない構造が採られている。

特開２０１０－２０３８５７号公報

ところで、図１１に示すような保護フィルム付きの電子部品３０では、実装基板に搭載した後、保護フィルム１５を剥がす必要がある。その際、保護フィルム１５を把持し易くするため、保護フィルムの一部を電子部品３０より長尺としていた。そのため、このような構造の電子部品３０をキャリアテープなどの容器に収納するときは、電子部品３０から突出している保護フィルム１５に合わせた特殊形状の収納容器を用意する必要があり、生産コストが増加する原因となっていた。

また、図１１に示す構造の保護フィルム１５は、個々の電子部品毎に貼付する必要があり、生産性を悪化させる原因となっていた。

そこで本発明は、開口部を有する電子部品において、開口部を塞ぐように、保護フィルムを簡便に貼付することができ、汎用の収納容器を使用することができる生産性に優れた電子部品およびその製造方法を提供することを目的とする。さらに、実装の際、簡便に保護フィルムを剥離することができる電子部品の実装方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本願請求項１に係る電子部品は、表面に保護フィルムを貼付した電子部品において、前記電子部品の内部に搭載したチップ部品と、前記チップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を備えたパッケージ部と、前記パッケージ部表面に貼付した、前記開口部を塞ぐとともに複数の凸部を有する前記保護フィルムを備え、前記パッケージ部表面と前記保護フィルムに形成された少なくとも１つの前記凸部の切断部から露出する前記凸部の内壁とで囲まれた前記電子部品の側面に開口する第１の空隙部を有することを特徴とする。

本願請求項２に係る電子部品は、請求項１に記載の電子部品において、前記パッケージ部表面の一部に形成された段部と前記保護フィルムとで囲まれた前記電子部品の側面に開口する第２の空隙部を有することを特徴とする。

本願請求項３に係る電子部品の製造方法は、内部に搭載されたチップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を有するパッケージ部を備え、前記開口部を塞ぐように複数の凸部を有する保護フィルムを前記パッケージ部表面に貼付した電子部品の製造方法であって、個片化のため前記パッケージ部と前記保護フィルムの少なくとも１つの前記凸部とを切断することにより、各電子部品毎に前記パッケージ部表面と前記凸部の切断により露出する前記凸部の内壁とで囲まれた第１の空隙部を形成する工程を含むことを特徴とする。

本願請求項４に係る電子部品の製造方法は、請求項３に記載の電子部品の製造方法において、前記パッケージ部表面に凹部を形成しておき、前記凹部を形成した前記パッケージ部表面に前記保護フィルムを貼付し、個片化のため前記凹部と前記保護フィルムとを切断することにより、各電子部品毎に段部と前記保護フィルムとで囲まれた第２の空隙部を形成する工程を含むことを特徴とする。

本願請求項５に係る電子部品の実装方法は、チップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を備えたパッケージ部を備え、前記パッケージ部表面の前記開口部を塞ぐように複数の凸部を有する保護フィルムを貼付した電子部品を実装基板に実装する実装方法であって、前記電子部品を実装基板に実装した後、前記保護フィルムを剥離する際、前記パッケージ部表面と前記保護フィルムに形成された少なくとも１つの前記凸部の切断部から露出する前記凸部の内壁とで囲まれた前記電子部品の側面に開口する第１の空隙部あるいはさらに、前記パッケージ部表面の一部に形成された段部と前記保護フィルムとで囲まれた前記電子部品の側面に露出する第２の空隙部の前記保護フィルムを把持してから引き上げることにより、前記保護フィルムを剥離する工程を含むことを特徴とする。

本発明の電子部品は、電子部品の開口部を保護フィルムで塞いでいるため、実装基板に実装するとき高温処理によりフラックス等から放出されるアウトガスが発生してもセンサ素子等がアウトガスに晒されることがないため、チップ部品の性能の低下を招くことはない。また、本発明の電子部品に貼付している保護フィルムの大きさは、電子部品の大きさとほぼ等しいため、特殊形状の収納容器を必要とせず、生産コストの増加を招くこともない。

また本発明の電子部品の製造方法によれば、複数の電子部品からなる電子部品集合体の表面に一括で保護フィルムを貼付することができるので、生産性の高い製造方法を実現することが可能となる。

さらに電子部品集合体を個片化するとき、例えばダイシングソーを用いた個片化方法を採用しても、開口部は保護フィルムで塞がれているため、個片化時に発生する切削屑や水等が開口部から電子部品の内部に侵入することを防ぐことができ、電子部品の品質低下等のない製造方法を実現することが可能となる。

さらにまた本発明の電子部品の実装方法によれば、電子部品表面とその表面に貼付した保護フィルムとの間に側面に開口する空隙を有しているため、例えばピンセットの先端部で確実に保護フィルムを把持してから引き上げることにより、容易に保護フィルムを取り除くことができる。この結果、従来例のような長尺な保護フィルムを用いる必要がなく、汎用の収納容器を使用することができ、生産コストの増加を招くこともない。

本発明の第１の実施例の電子部品を説明する図である。 本発明の第１の実施例の電子部品の製造方法を説明する図である。 本発明の第１の実施例の電子部品の製造方法を説明する図である。 本発明の第１の実施例の電子部品の製造方法を説明する図である。 本発明の第１の実施例の電子部品を説明する図である。 本発明の第１の実施例の電子部品の実装方法を説明する図である。 本発明の第２の実施例の電子部品を説明する図である。 本発明の第２の実施例の電子部品の製造方法を説明する図である。 本発明の第２の実施例の電子部品の製造方法を説明する図である。 本発明の第２の実施例の電子部品を説明する図である。 従来の電子部品を説明する図である。

本発明は、開口部を有する電子部品を実装基板に実装するとき、電子部品の開口部を保護フィルムで塞ぐことにより、フラックス等から放出されるアウトガスの影響を確実に防ぐことができる。さらに保護フィルムと電子部品との間に保護フィルムの凸部によって間隙を設けることにより、電子部品を実装基板に実装した後、容易に保護フィルムを電子部品から剥離することができる。以下、本発明の実施例について、湿度センサや圧力センサ等のセンサ素子を備えた電子部品を例にとり、その構造、製造方法並びに実装方法について詳細に説明する。

まず、本発明の第１の実施例について説明する。
図１は、第１の実施例の電子部品１０の断面図を示す。電子部品１０は、内部にセンサチップ５（チップ部品）を搭載している。このセンサチップ５の表面には電極パッドが形成されており、金属線６でリード３と接続されている。センサチップ５の図示しないセンサ部が封止樹脂２から露出するように開口部４が設けられている。さらに開口部４を設けたパッケージ部表面側には保護フィルム１が貼付され、開口部４が塞がれている。また本発明の保護フィルム１は、独立した凸部７を複数備えた形状としている。

このような構造の電子部品を製造する場合、まず図２に示すように、電子部品集合体１１を形成する。図２（ａ）は、電子部品集合体１１の上面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ´面における電子部品集合体１１の断面図である。図２では４個の電子部品の集合体を示している。センサチップ５の表面にはセンサ部が形成されており、開口部４から封止樹脂２の外部に露出する構造となっている。このような開口部４は、開口部に相当する凸部を備えた封止金型を用いて樹脂封止することで形成することができる。

続いて図３に示すように、封止樹脂２の表面に保護フィルム１を貼付する。この保護フィルム１は、ポリイミド樹脂等からなる耐熱性フィルムに凹凸形状が形成（エンボス加工）されており、開口部４を塞ぐように封止樹脂２の表面に貼付される。なお電子部品と保護フィルム１との密着性を向上させるために、保護フィルム１の接着面に予めシリコーン樹脂系等の接着層を形成する。ただし接着層としては後述する実装工程の際、アウトガスが発生しないものを選択する必要がある。また図３では、開口部４上に凸部７が配置しない構造を記載しているが、保護フィルム１に形成される凹凸形状は独立した凸部７を複数個配置する構造とすると、開口部４上に凸部７が配置した場合でも開口部４は保護フィルム１によって塞がれることになる。

続いて、図４に個片化する工程を示す。保護フィルム１の封止樹脂２と接触している面と反対側の面をダイシングテープ等の保護テープ８に貼付する。保護フィルム１と封止樹脂２または保護テープ８とのそれぞれの接着性は、保護フィルム１と封止樹脂２または保護テープ８との接着面積を適宜設定することで、調整することができる。

次に、リード３側から、ダイシングソー１２を用いてリード３、封止樹脂２および保護フィルム１の一部を切削除去することにより個片化を行う。この個片化工程において開口部４は、保護フィルム１および保護テープ８で塞がれているため、個片化するときに使用する水や封止樹脂やリードフレーム等から発生する切削屑が、開口部４内に侵入することを防ぐことができる。個片化には、ダイシングソーを用いる方法以外にレーザー光を照射する方法等を用いてもよい。

図５に個片化後の電子部品を示す。図５（ａ）は電子部品１０の上面図を、図５（ｂ）に図５（ａ）のＢ－Ｂ´面における電子部品１０の断面図を示す。なお、センサチップ５等の図示は省略している。
本実施例ではこの個片化工程で、凸部７を切断するように構成している。その結果、個片化後の電子部品１０の端部に、凸部７の切断面が配置し凸部７の内壁が露出する。この凸部７の内壁と封止樹脂２とで囲まれた空間が電子部品１０の側面に開口する第１の空隙部９ａとなる。

図５（ｂ）に示すように、電子部品１０の側面に開口する第１の空隙部９ａの形成により後述する保護フィルム１を剥離することが容易になる。このように、本実施例の電子部品１０は、保護フィルム１を電子部品集合体１１に貼付し、個片化工程により保護フィルム１と電子部品集合体１１とを切断するため、保護フィルム１の大きさは電子部品１０と同じ大きさとなる。このため例えばキャリアテープ等の容器に収納する場合は、一般的な形状のキャリアテープ等の収納容器を使用することが可能となる。

続いて、表面に保護フィルム１を貼付した電子部品１０をはんだペースト等を用いて実装基板に実装する実装方法について説明する。通常の電子部品の製造方法に従い、実装基板に形成した接続電極部にはんだペーストを形成した後、リフロー装置を用いてはんだを溶融させることではんだ接続を形成する。この高温の加熱処理のときはんだペーストに含まれるフラックスから揮発成分がアウトガスとして放出するが、電子部品１０は開口部４を保護フィルム１で塞いでいるので、開口部内に揮発成分が入り込むことはなく、チップ部品の性能の低下を防ぐことが可能となる。

続いて、実装基板に実装した電子部品１０から、保護フィルム１を剥離する。電子部品１０は側面に開口する第１の空隙部９ａを形成しているので、この第１の空隙部９ａに例えばピンセット１３等の先を挿入し（図６）、保護フィルム１を把持してから引き上げることにより、電子部品１０から保護フィルム１を容易に剥離することができる。

次に第２の実施例について説明する。図７は第２の実施例の電子部品２０を示す。第１の実施例では、保護フィルム１を切断することのみで第１の空隙部９ａを形成したが、第２の実施例では封止樹脂２の表面の一部を切り欠いて第２の空隙部９ｃを形成する構成としている。第２の空隙部９ｃを形成することにより、さらに容易に保護フィルム１を剥離することができ、生産性の向上が期待される。

電子部品２０は内部にセンサチップ５を搭載している。このセンサチップ５の表面には電極パッドが形成されており、金属線６でリード３と接続されている。センサチップ５の図示しないセンサ部が封止樹脂２から露出するように形成された開口部４が設けられている。また、電子部品２０の端部には、保護フィルム１と封止樹脂２の一部との間に第２の空隙部９ｃが設けられている。さらに開口部４を設けた封止樹脂２の表面側は保護フィルム１が貼付され、開口部が塞がれている。第２の空隙部９ｃの大きさは特に限定はされないが、保護フィルム１を剥離する作業に支障がない程度であればよい。

このような構造の電子部品を製造する場合、まず図８に示すように、電子部品集合体２１を形成する。図８（ａ）に電子部品集合体２１の上面図を、図８（ｂ）に図８（ａ）のＣ－Ｃ´面における電子部品集合体２１の断面図をそれぞれ示す。図８では４個の電子部品の集合体を示している。センサチップ５の表面にはセンサ部が形成されており、開口部４から封止樹脂２の外部に露出する構造となっている。また、封止樹脂２の表面には、封止樹脂２の一部を凹状に切り欠いた段部９ｂが形成された構造となっている。このような開口部４、段部９ｂはそれぞれ開口部、段部に相当する凸部を備えた封止金型を用いて樹脂封止することで形成することができる。

続いて図９に示すように、封止樹脂２の表面に保護フィルム１を貼付する。この保護フィルム１はポリイミド樹脂等からなる耐熱性フィルムに凹凸形状を形成（エンボス加工）されており、開口部４および段部９ｂを形成した封止樹脂２の表面に貼付される。２２は電子部品集合体となる。なお封止樹脂２と保護フィルム１との密着性を向上させるため、保護フィルム１の接着面に予めシリコーン樹脂系等の接着層を形成する。ただし接着層としては、後述する実装工程の際、アウトガスが発生しないものを選択する必要がある。また図９では、開口部４上に凸部７が配置しない構造を記載しているが、保護フィルム１に形成される凹凸形状は、独立した凸部７を複数個配置する構造とすると開口部４上に凸部７が配置した場合でも、開口部４は保護フィルム１によって塞がれることになる。当然ながら、凸部７を介して開口部４と段部９ｂが連通することもない。

続いて、第１の実施例と同様にして個片化するため電子部品２２を保護テープ８に貼付する（図示省略）。保護フィルム１と封止樹脂２または保護テープ８とのそれぞれの接着性は、保護フィルム１と封止樹脂２または保護テープ８との接着面積を適宜設定することで調整することができる。

次にリード３側から、ダイシングソーを用いてリード３、封止樹脂２および保護フィルム１の一部を切削除去することにより個片化を行う（図４に相当）。この個片化工程において開口部４は、保護フィルム１および保護テープ８で塞がれているため、例えばダイシングソーを用いて個片化するときに使用する水や封止樹脂やリードフレーム等から発生する切削屑が、開口部内に侵入することを防ぐことができる。

本実施例では、上記第１の実施例同様凸部７を切断することで第１の空隙部９ａが形成される。同時にこの個片化により段部９ｂを切断するように構成することで、電子部品２０の端部に、段部９ｂの切断面が配置し段部９ｂの内壁が露出する。この段部９ｂの内壁と保護フィルム１で囲まれた空間が電子部品２０の側面に開口する第２の空隙部９ｃとなる。

図１０（ａ）は電子部品２０の上面図であり、第１の空隙部９ａおよび第２の空隙部９ｃが形成されていることがわかる。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤ－Ｄ´面における電子部品２０に第１の空隙部９ａと第２の空隙部９ｃとが形成された断面図を示す。この第１の空隙部９ａおよび第２の空隙部９ｃの形成により後述する保護フィルム１を剥離することがより容易になる。このように本実施例の電子部品２０においても、個片化後の保護フィルム１の大きさは電子部品と同じ大きさとなる。このため例えばキャリアテープ等の容器に収納する場合は、一般的な形状のキャリアテープ等の収納容器を使用することが可能となる。

続いて、電子部品２０をはんだペースト等を用いて実装基板に実装する実装方法について説明する。通常の電子部品の製造方法に従い、リード３と実装基板に形成した接続電極部とにはんだペーストを形成した後、リフロー装置を用いてはんだを溶融させることではんだ接続を形成する。この高温の加熱処理のときはんだペーストに含まれるフラックスから揮発成分がアウトガスとして放出するが、電子部品２０は開口部４を保護フィルム１で塞いでいるので、開口部内に揮発成分が入り込むことはない。また第２の空隙部９ｃから入り込む揮発成分についても、第１の空隙部９ａに入り込む揮発成分同様、センサ素子の劣化を招くことはない。

続いて、実装基板に実装した電子部品２０から、保護フィルム１を剥離する。電子部品２０は端部に第１の空隙部９ａあるいは第２の空隙部９ｃを形成しているので、この第１の空隙部９ａあるいは第２の空隙部９ｃに例えばピンセット１３等の先を挿入し、保護フィルム１を把持してから引き上げることにより、電子部品２０から保護フィルム１を容易に剥離することができる（図６に相当）。なお、第１の空隙部９ａと第２の空隙部９ｃとを同じ場所に開口するように構成してもよい。このように構成すると、凸部７の高さを低くできるという利点もある。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。例えば保護フィルム上に形成した凸部の大きさや隣接する凸部同士の配置に特に制限はなく、電子部品に貼付し個片化した後、電子部品の開口部が塞がれ、少なくとも電子部品の一つの端部に第１の空隙部９ａあるいは第２の空隙部９ｃが形成されればよく、電子部品の複数の端部に第１の空隙部９ａあるいは第２の空隙部９ｃが形成されるよう適宜凸部の配置を設定してもよい。また凸部同士の配置は、格子状、千鳥状としてもよい。さらには、不規則な配置であっても構わない。

また電子部品の内部にセンサチップを搭載した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、内部に搭載されたセンサチップが露出あるいは連通するように開口部が形成された電子部品に適用することが可能である。

１：保護フィルム、２：封止樹脂、３：リード、４：開口部、５：センサチップ、６：金属線、７：凸部、９ａ：第１の空隙部、９ｂ：段部、９ｃ：第２の空隙部、１０：電子部品、１１：電子部品集合体、１２：ダイシングソー、２０：電子部品、２１：電子部品集合体、２２：電子部品集合体

Claims (5)

1. 表面に保護フィルムを貼付した電子部品において、
   前記電子部品の内部に搭載したチップ部品と、
   前記チップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を備えたパッケージ部と、
   前記パッケージ部表面に貼付した、前記開口部を塞ぐとともに複数の凸部を有する前記保護フィルムを備え、
   前記パッケージ部表面と前記保護フィルムに形成された少なくとも１つの前記凸部の切断部から露出する前記凸部の内壁とで囲まれた前記電子部品の側面に開口する第１の空隙部を有することを特徴とする電子部品。
2. 前記パッケージ部表面の一部に形成された段部と前記保護フィルムとで囲まれた前記電子部品の側面に開口する第２の空隙部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
3. 内部に搭載されたチップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を有するパッケージ部を備え、
   前記開口部を塞ぐように複数の凸部を有する保護フィルムを前記パッケージ部表面に貼付した電子部品の製造方法であって、
   個片化のため前記パッケージ部と前記保護フィルムの少なくとも１つの前記凸部とを切断することにより、各電子部品毎に前記パッケージ部表面と前記凸部の切断により露出する前記凸部の内壁とで囲まれた第１の空隙部を形成する工程を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
4. 前記パッケージ部表面に凹部を形成しておき、前記凹部を形成した前記パッケージ部表面に前記保護フィルムを貼付し、個片化のため前記凹部と前記保護フィルムとを切断することにより、各電子部品毎に段部と前記保護フィルムとで囲まれた第２の空隙部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の電子部品の製造方法。
5. チップ部品の少なくとも一部が外部に露出あるいは連通する開口部を備えたパッケージ部を備え、
   前記パッケージ部表面の前記開口部を塞ぐように複数の凸部を有する保護フィルムを貼付した電子部品を実装基板に実装する実装方法であって、
   前記電子部品を実装基板に実装した後、前記保護フィルムを剥離する際、前記パッケージ部表面と前記保護フィルムに形成された少なくとも１つの前記凸部の切断部から露出する前記凸部の内壁とで囲まれた前記電子部品の側面に開口する第１の空隙部あるいはさらに、前記パッケージ部表面の一部に形成された段部と前記保護フィルムとで囲まれた前記電子部品の側面に露出する第２の空隙部の前記保護フィルムを把持してから引き上げることにより、前記保護フィルムを剥離する工程を含むことを特徴とする電子部品の実装方法。

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