(57)【要約】【課題】中空封止を必要とする電子部品のパッケージングの小型化、製造の簡易化、及び低コスト化を実現する。【解決手段】所定の温度で硬化する熱硬化性樹脂を材料として予め所定の形状に予備成形された予備成形樹脂２０を準備し、該予備成形樹脂２０に対して前記所定の温度以上に加熱したスタンパ部材２２を押し込んで凹部２４を形成すると共に、そのまま該スタンパ部材２２の有する熱にて該凹部２４の付近のみを熱硬化させることによって熱硬化部２４Ａを形成する。その上で、該凹部２４に電子部品を対応・配置させ、当該予備成形樹脂２０に所定の圧力を加えながら該電子部品を圧縮封止する。【選択図】図１
2010114192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の中空封止方法であって、
所定の温度で硬化する熱硬化性樹脂を材料として予め所定の形状に予備成形された予備成形樹脂を準備し、
該予備成形樹脂に対して前記所定の温度以上に加熱したスタンパ部材を押し込んで凹部を形成すると共に、該スタンパ部材の有する熱にて該凹部を熱硬化させ、
前記凹部に前記電子部品を対応・配置させた上で、該電子部品を封止する
ことを特徴とする電子部品の中空封止方法。
【請求項２】
請求項１において、
予備成形樹脂の準備が、複数の予備成形樹脂を合体した大きさに相当する大きな予備成形樹脂を形成した後に、サイジングすることによって一個一個の予備成形樹脂を製造するものである
ことを特徴とする電子部品の中空封止方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記凹部の形成が、複数のスタンパ部材を前記予備成形樹脂に一度に押圧することにより、複数の凹部を同時に形成するものである
ことを特徴とする電子部品の中空封止方法。
【請求項４】
電子部品を中空封止する際に使用される電子部品の中空封止用樹脂であって、
所定の温度で硬化する熱硬化性樹脂を材料として予め所定の形状に予備成形されると共に、自身の表面の一部に熱硬化された凹部を備えた
電子部品の中空封止用樹脂。
【請求項５】
請求項４において、
前記凹部が、複数並んで配置された
ことを特徴とする電子部品の中空封止用樹脂。
【請求項６】
所定の温度で硬化する熱硬化性樹脂を材料として予め所定の形状に予備成形された樹脂を準備し、
該予備成形された樹脂に加熱された凸部を有するスタンパを押し当てる
ことを特徴とする電子部品の中空封止用樹脂の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、可動部付きの電子部品のように、中空部を確保した上でパッケージングする必要のある電子部品の中空封止方法、中空封止用樹脂、及び中空封止用樹脂の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インクジェットのプリンタヘッド、圧力センサ、加速度センサ等の超小型スイッチを構成するマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）、携帯電話機の如き移動通信機器などに使用する表面弾性波（ＳＡＷ）素子、バルク弾性波（ＢＡＷ）素子など、機能部に機械的可動部が存在する電子部品が知られている。
【０００３】
可動部付きの電子部品は、その機能上、当該電子部品等をそのまま樹脂等にて密封封止することができない。すなわち、可動部付きの電子部品を有効に機能させるためには、パッケージの内部に「中空部（非封止空間）」を確保する必要がある。本明細書では、このような電子部品を総称して、中空封止を必要とする電子部品と称することとする。
【０００４】
中空部を形成する構造として、従来、金属製のキャップを用いる方法が提案されていた。しかし、この方法は、金属キャップによる厚さ方向の制約が問題となることが多い。そのため、金属キャップに代わり、例えば特許文献１においては、樹脂を用いて中空部を確保しながらＳＡＷデバイスをパッケージングする中空封止技術が開示されている。
【０００５】
このＳＡＷデバイスの製造に当たっては、図６（ａ）（ｂ）に示されるように、先ず配線基板３とＳＡＷチップ４との空隙に櫛歯状電極６とＡｕバンプ８とを取り囲むように熱硬化性樹脂の隔壁１２が形成される。これは、モールド樹脂１３を成形する際に、この隔壁１２の存在により、該モールド樹脂１３がＳＡＷチップ４と配線基板３との間の空間Ｓｐに流れ込むのを防止するためである。
【０００６】
隔壁１２によってモールド樹脂１３の流れ込まない非封止空間Ｓｐが確保されることにより、ＳＡＷデバイス２は、その本来の機能を発揮することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−７３５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この特許文献１に開示された技術を含め、従来の中空封止を必要とする電子部品のパッケージング手法は、いずれも、確保すべき空間に封止材料が流れ込まないように予めキャップや隔壁等を別部材にて形成しておき、その上で、本来の封止材料にて封止するというものであったため、１個１個の非封止空間を精度良く確保するための工程が複雑で製造に時間が掛かる上に小型化が難しく、また、多くの部品を必要とするためコスト高になり易いという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、中空封止を必要とする電子部品のパッケージングの小型化、製造の簡易化、及び低コスト化を実現することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電子部品の中空封止方法であって、所定の温度で硬化する熱硬化性樹脂を材料として予め所定の形状に予備成形された予備成形樹脂を準備し、該予備成形樹脂に対して前記所定の温度以上に加熱したスタンパ部材を押し込んで凹部を形成すると共に、該スタンパ部材の有する熱にて該凹部を熱硬化させ、前記凹部に前記電子部品を対応・配置させた上で、該電子部品を封止することにより、上記課題を解決したものである。
【００１１】
本発明では、中空封止を必要とする電子部品のパッケージングに当たり、熱硬化性の予備成形樹脂を準備し、この予備成形樹脂にて電子部品を直接樹脂封止する。予備成形樹脂には、封止の前に、該予備成形樹脂の硬化温度以上に加熱したスタンパ部材が押し込まれる。これにより、スタンパ部材が押し込まれることによって凹部が形成され、且つスタンパ部材の有する熱にて該凹部を部分的に熱硬化させることができる。
【００１２】
本発明では、このように、電子部品が配置されるべき非封止空間の付近のみを予め熱硬化させ、「形状の確定された凹部」を形成しておくのが大きな特徴である。この凹部に非封止品たる電子部品を対応・配置させ、当該予備成形樹脂を用いて、該電子部品を圧縮封止する。凹部の周辺は、既に熱硬化が完了しているため、圧縮封止を行っても当該凹部はその形状が保持されるため、これがそのまま非封止空間を形成することになる。
【００１３】
従って、本発明によれば、非封止空間を確保するために、別途の部材を必要とせず、同一の予備成形樹脂を使ってそのまま封止を完了することができる。凹部（非封止空間）の大きさはスタンパ部材の外径で規定できる。凹部の形成位置は、予備成形樹脂の位置に対するスタンパ部材の機械的な位置によって規定できる。いずれも機械的な製造精度に依存するため正確である。また、単一の予備成形樹脂にいわゆるディンプル加工を施すだけなので、小型化が容易であり、従来より製造時間を大幅に短縮することができる。さらに、この手法は、後述するように、必要ならば複数のスタンパ部材を一度に駆動することにより、複数の凹部を同時に形成することもできるため、大量生産にも好適である。
【００１４】
なお、本発明は、電子部品を中空封止する際に使用される電子部品の中空封止用樹脂であって、所定の温度で硬化する熱硬化性樹脂を材料として予め所定の形状に予備成形されると共に、自身の表面の一部に熱硬化された凹部を備えた電子部品の中空封止用樹脂ととらえることもできる。
【００１５】
また、所定の温度で硬化する熱硬化性樹脂を材料として予め所定の形状に予備成形された樹脂を準備し、該予備成形された樹脂に加熱された凸部を有するスタンパを押し当てることを特徴とする電子部品の中空封止用樹脂の製造方法と捉えることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、中空封止を必要とする電子部品のパッケージングを簡易に且つ低コストで精度良く実現することができる。また、この種の製品で強いニーズのある小型化にも良好に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。  
【００１８】
電子部品のパッケージングの分野において、いわゆる「予備成形樹脂（プリフォーム樹脂）」と称されるシート状（平板状）の樹脂を使用して加圧下で圧縮封止する手法が知られている。予備成形樹脂を用いる圧縮樹脂封止は、電子部品を封止する際の樹脂の流れが小さいため、電子部品のワイヤが切断される等の不具合が発生しにくく、また、加圧下で封止できることからエアの巻き込みの少ない高品質のパッケージングが可能である。
【００１９】
この実施形態では、予備成形された樹脂に予め所定の加工を施し、その上で上記圧縮樹脂封止に掛かる。
【００２０】
図１は、本発明の最も基本的な実施形態の一例を示す概念図である。図１において、符号２０が予備成形樹脂、２２がスタンパ部材である。
【００２１】
予備成形樹脂２０は、所定の温度以上に加熱すると硬化する熱硬化性の樹脂を、比較的弱い圧縮力にて硬化温度未満で所定の平板形状に成形することによって製造・準備する。なお、このとき、図２に示されるように、複数（図示の例では６個）の予備成形樹脂２０を合体した大きさに相当する大きな予備成形樹脂２０Ｔを形成した後にサイジングすることによって一個一個の予備成形樹脂２０（の母体）を製造するようにしてもよい。この手法は、任意の大きさの予備成形樹脂２０を正確な寸法で製造できるため、ばらつきの小さな予備成形樹脂２０を精度良く効率的に製造できる点で優れる。
【００２２】
スタンパ部材２２は、確保しようとする非封止空間の内径Ｄ１と同一の外径ｄ１を有している。スタンパ部材２２は、予備成形樹脂２０の硬化温度以上に加熱されている。したがって、スタンパ部材２２を予備成形樹脂２０に所定の深さｄｉだけ押し込むことにより、内径Ｄ１、深さｄｉの非封止空間に相当する凹部２４を形成可能である。スタンパ部材２２は、予備成形樹脂２０の硬化温度以上に加熱されているため、押し込んだ状態を維持すると、凹部２４の付近のみが熱硬化され、熱硬化部２４Ａが形成される。なお、図示の熱硬化部２４Ａは、概念的に示したもので、実際の熱硬化部の大きさ（或いは範囲）を示したものではない。
【００２３】
図３に示されるように、実際に凹部２４を形成するときには、この実施形態では、計１０個のスタンパ部材２２ａ〜２２ｊが５個ずつ２列に並んだ状態で、基台２６上に配置された押圧装置３０を使用するようにしている。基台２６は、全体がスタンパ部材２２ａ〜２２ｊごと上下動可能である。これにより、押圧装置３０の１回の駆動（上下動）で図４に示されるような１０個の凹部２４ａ〜２４ｊを同時に形成可能である。
【００２４】
それぞれの凹部２４ａ〜２４ｊ付近の熱硬化部の形成範囲（熱硬化される範囲）は、スタンパ部材２２がどの程度予備成形樹脂２０の硬化温度より高い温度に設定されているか、或いはどの程度の時間スタンパ部材２２を予備成形樹脂２０内に押し込んでいるか等、に依存して変化する。定性的には、スタンパ部材２２の加熱温度が高いほど、また、押し込んでいる時間が長いほど、凹部２４ａ〜２４ｊ付近の熱硬化部の形成範囲は大きくなる。熱硬化部の形成範囲が大きくなると、凹部２４ａ〜２４ｊの形成強度は高まるが、次工程の圧縮封止の際の圧縮代が小さくなり過ぎて封止全体の品質に悪影響が発生する恐れがある。また、基板との接触面の熱硬化部が大きくなりすぎると、圧縮封止の際に溶融して基板と接着する部分がなくなってしまう。そのため、熱硬化部の形成範囲は適宜の範囲のみに抑えることになる。また、凹部２４ａ〜２４ｊ付近の熱硬化部と非硬化部（次工程での圧縮封止部）との境界における熱分布は、スタンパ部材２２の加熱温度が高くて押し込み時間が短いほどそのグラデーションが急になる傾向となる。逆に、スタンパ部材２２の加熱温度が比較的低くて押し込み時間が長いほど、熱分布のグラデーションは緩くなる傾向となる。熱硬化部と次工程での圧縮封止部との親和性は、基本的には熱分布のグラデーションが緩いほど良好になるが、現実的には小型化の要請等との兼ね合いとなる。そのため、封止しようとする電子部品の大きさや用途、或いは予備成形樹脂２０自体が素材的に有する単位容積当たりの強度等を考慮して、スタンパ部材２２の加熱温度及び押し込み時間を最適な値に設定することになる。
【００２５】
図５を参照して、このようにして非封止空間に相当する凹部２４ａ〜２４ｊが形成された予備成形樹脂２０を用いて被封止品たるＭＥＭＳ（電子部品）５４ａ〜５４ｊを圧縮樹脂封止するための工程を説明する。
【００２６】
この実施形態では、予備成形樹脂２０に対して所定の圧力を加える圧縮封止工程が、上型４０と下型４２とで構成される一組の圧縮封止金型４４によって実現されている。下型４２は、貫通孔４６Ａを有する枠状金型４６と、該貫通孔４６Ａ内に嵌合・配置された圧縮金型４８とを備える。圧縮金型４８は、枠状金型４６の貫通孔４６Ａに沿って基板５２及び上型４０に向かって（相対的に）進退動する。なお、図示はしないが、下型４２上には離型フィルムが被せられる。
【００２７】
基板５２は、１０個のＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）５４ａ〜５４ｊを備えている。ＭＥＭＳ５４ａ〜５４ｊは、可動部を備えるため、中空部（非封止空間）を必要とする。即ち、この実施形態では、ＭＥＭＳ５４ａ〜５４ｊが「中空封止を必要とする電子部品」に相当している。基板５２は、複数のＭＥＭＳ５４ａ〜５４ｊごと上型４０に取り付けられ、該上型４０と枠状金型４６との間でクランプされる。
【００２８】
予備成形樹脂２０は、枠状金型４６で囲まれた圧縮金型４８の上面に載置される。この実施形態では、予備成形樹脂２０の投入の際に枠状金型４６と圧縮金型４８との境界に若干の段差が敢えて形成されるように設計されており、予備成形樹脂２０が丁度枠状金型４６の貫通孔４６Ａによって位置決めされるようになっている。従って、予備成形樹脂２０上に形成されている凹部２４ａ〜２４ｊも、下型４２に対してきわめて正確に位置決めされる。
【００２９】
この圧縮封止金型４４による圧縮樹脂封止は、以下のような手順で行われる。
【００３０】
最初に、上型４０に、図示せぬ基板供給機構によって基板５２がセットされる。次に、枠状金型４６の貫通孔４６Ａ内（圧縮金型４８の上面）に予備成形樹脂２０が投入・配置される。予備成形樹脂２０は、予め形成された凹部２４ａ〜２４ｊを上側にして配置される。凹部２４ａ〜２４ｊの形成位置は、基板５２上のＭＥＭＳ２４ａ〜２４ｊの組み込み位置に対応している。次いで、予備成形樹脂２０の加熱が開始されると共に、枠状金型４６と圧縮金型４８が共に上型４０に向かって上昇し、枠状金型４６と上型４０との間で基板５２がクランプされる。さらに、圧縮金型４８が基板５２に向けて上昇すると、予備成形樹脂２０の凹部２４ａ〜４４ｊが基板５２上のＭＥＭＳ５４ａ〜５４ｊの配置位置と対応し、凹部２４ａ〜２４ｊ以外の上面が基板５２と接触する。
【００３１】
凹部２４ａ〜２４ｊの付近は、前工程でのスタンプ部材２２ａ〜２２ｅの押し込みにより、既に熱硬化されているため、この圧縮行程によっても、凹部２４ａ〜２４ｊの形状は、そのまま保持され、該凹部２４ａ〜２４ｊが、そのまま非封止空間として機能する。その後、圧縮金型４８が基板５２に向かって更に圧縮された後、温度が更に上昇されて予備成形樹脂２０全体を熱硬化させる。予備成形樹脂２０の硬化後、圧縮封止金型４４を開き、樹脂封止された基板５２を取り出す。
【００３２】
この実施形態によれば、予備成形樹脂２０には、予め凹部２４ａ〜２４ｊが形成され、しかも、その周りが熱硬化されているため、非封止空間を形成するための別途の部材は必要なく、また、該別途の部材を組み込んだりする手間も必要もなく、極めて簡易且つ低コストで中空封止を必要とする電子部品をパッケージングすることが可能である。
【００３３】
なお、本発明においては、予備成形樹脂の母体をどのように製造するかについては、特に限定されない。しかしながら、上記実施形態のように、複数の予備成形樹脂に相当する大きな予備成形樹脂を形成すると共に、該大きな予備成形樹脂をサイジングすることによって一個一個の予備成形樹脂を製造するように構成すると、より寸法精度の高い予備成形樹脂を容易に製造することができるようになるという点で好ましい。予備成形樹脂の寸法精度を高めることにより、中空封止を必要とする電子部品と凹部との位置決め精度をより高めることができる。
【００３４】
また、本発明においては、必ずしも複数の凹部を同時に形成させるように構成する必要はない。例えば、１つの凹部を有する予備成形樹脂をＭＥＭＳに合わせて複数枚並べても良い。これにより大きさ、種類の異なるＭＥＭＳを一括封止できる。複数の凹部を１個のスタンパ部材を順に動かして、形成しても良い。また、例えば５個ずつ２列、計１０個の凹部を形成する際に、５個のスタンパ部材を１列に並べた押圧装置を用意し、この押圧装置を１列ずつ水平方向に移動させることによって計１０個の凹部を形成するようにしてもよい。但し、基板上の複数のＭＥＭＳが同じものの場合や大きさに大差がない場合には、上記実施形態のように、マトリクス状に全凹部に対応したスタンパ部材を配置した押圧装置を用意し、全凹部を同時に形成させるようにするのが好ましい。この構成によれば、単に製造工程を簡略化できるだけでなく、先に熱硬化させた凹部の影響が、後に熱硬化させる凹部に悪影響を与えたりしないようにすることが可能である。
【００３５】
また、本発明においては、圧縮封止工程を実現するための圧縮封止金型の構成についても、特に限定されない。しかしながら、例えば上記実施形態のように、該圧縮封止金型が、上型と、貫通孔を有する枠状金型及び該貫通孔に嵌合して配置された圧縮金型を有する下型と、で構成される一組の金型によって実現され、且つ枠状金型の貫通孔によって、予備成形樹脂の下型上における載置位置の位置決めがなされるように構成するのが好ましい。これにより、金型上の予備成形樹脂の位置決めを簡易に且つ高精度に行うことができ、結果として凹部（被封止空間）と電子部品との位置決め精度をより高めることができる。
【００３６】
また、上記実施形態においては、基板を上型に取り付け、その後基板の下に予備成形樹脂を取り付けるようにしていたが、基板を上型に取り付けると共に予備成形樹脂を下型上に載置する構成であってもよい。この構成によれば、予備成形樹脂を軟化させた上で基板にタッチさせることができるので、特に複雑な金線を有している場合に有効である。更には、基板を下型上に載置し、基板の上に予備成形樹脂を載置する構成でもよく、又、基板の上に予備成形樹脂を予め載置した上で、（予備成形樹脂ごと）基板を下型上に載置する構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
可動部付きの電子部品のように、特に中空部を確保してパッケージングする必要のある電子部品のパッケージに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る電子部品のパッケージ方法の最も基本的な実施形態の一例を示す断面図
【図２】予備成形樹脂の母材を製造する一例を示す平面図
【図３】予備成形樹脂に１０個の凹部を形成する工程を示した正面図
【図４】予備成形樹脂に１０個の凹部が形成された状態を示す平面図
【図５】圧縮封止工程を示す工程図
【図６】従来の中空封止を必要とする電子部品のパッケージ方法を説明するための断面図
【符号の説明】
【００３９】
２０…予備成形樹脂
２２（２２ａ〜２２ｊ）…スタンパ部材
２４…凹部
２４Ａ…熱硬化部
２６…基台
３０…押圧装置
４０…上型
４２…下型
４６…枠状金型
４６Ａ…貫通孔
４８…圧縮金型
５２…基板
５４ａ〜５４ｊ…ＭＥＭＳ（電子部品）
【図１】
2010114192.tif 000003
【図２】
2010114192.tif 000004
【図３】
2010114192.tif 000005
【図４】
2010114192.tif 000006
【図５】
2010114192.tif 000007
【図６】
2010114192.tif 000008