(57)【要約】【課題】機械的保護部位を有する機能素子が樹脂で被覆された小型の電気部品およびその製造方法を提供する。【解決手段】基板１１の主面１１ａに形成された機械的保護部位を有する機能素子１２と、機能素子１２の周りに主面１１ａから立設し、機能素子１２を外部に電気的に接続するための接続端子１３と、機能素子１２の外側を被覆し、接続端子１３の端部１３ａを露出し、外縁１４ａの少なくとも一部が接続端子１３の機能素子１２側の側面１３ｂより外側で、且つ基板１１の外縁１１ｂより内側の領域１５に延在している樹脂１４と、を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主面に形成された機械的保護部位を有する機能素子と、
前記機能素子の周りに前記主面から立設し、前記機能素子を外部に電気的に接続するための接続端子と、
前記機能素子の外側を被覆し、前記接続端子の端部を露出し、外縁の少なくとも一部が前記接続端子の前記機能素子側の側面より外側で、且つ前記基板の外縁より内側の領域に延在している樹脂と、
を具備することを特徴とする電気部品。
【請求項２】
前記基板が半導体基板であり、前記機能素子が可動電極と、前記可動電極の動作空間を確保するためのキャビティとを具備することを特徴とする請求項１に記載の電気部品。
【請求項３】
前記基板が載置される基板載置部と、接続導体を介して前記接続端子に接続される配線とを有する配線基板と、
前記基板と、前記配線基板の前記基板載置面と、前記接続導体とを一体に封止する樹脂と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の電気部品。
【請求項４】
格子状に形成されたダイシングラインを有し、前記ダイシングラインに囲まれた領域に、機械的保護部位を有する機能素子と、前記機能素子の周りに立設し、前記機能素子を外部に電気的に接続するための接続端子とが形成されたウェーハを準備する工程と、
前記機能素子が露出するサイズの開口を有するマスクを介して前記ウェーハ上に熱硬化性の樹脂を塗布する工程と、
前記樹脂が軟化する温度より高く、且つ前記樹脂が硬化を開始する温度より低い温度で熱処理を施し、前記樹脂を、外縁の少なくとも一部が前記接続端子の前記機能素子側の側面より外側で、且つ前記ダイシングラインの外縁より内側の領域まで流動させる工程と、
前記樹脂が硬化する温度で熱処理を施し、前記樹脂を硬化させる工程と、
前記ウェーハを、前記ダイシングラインに沿って切断する工程と、
を具備することを特徴とする電気部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気部品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動作空間を確保するとともに外気の浸入を遮断するためにキャビティ内に気密封止される機械的保護部位を有する機能素子を備え、機械的保護部位を有する機能素子を樹脂で被覆してキャビティを機械的に補強した電気部品が知られている。  
機械的保護部位を有する機能素子に熱硬化性の樹脂を塗布し、樹脂を加熱して硬化させるときに、樹脂がだれるので、硬化後の樹脂のサイズは塗布時の樹脂のサイズより大きくなる。
【０００３】
そのため、だれた樹脂が機械的保護部位を有する機能素子の周りに配置されたボンディングパッドに至り、ボンディングパットが樹脂で覆われると、ワイヤボンディング不良の原因となる問題がある。  
だれた樹脂がボンディングパッドに至らない距離だけ機械的保護部位を有する機能素子とボンディングパッドとを離間させると、電気部品のサイズが大きくなるという問題がある。  
更に、機械的保護部位を有する機能素子とボンディングパッドとの間を接続する配線も長くなるので、電気的浮遊容量が増加し、電気特性が悪化する原因になる。
【０００４】
ボンディングパッドに変えて、樹脂より高い突起状の接続端子を設ければ、だれた樹脂が接続端子に到っても、接続端子が樹脂で覆われることは無い。  
これにより、機械的保護部位を有する機能素子と接続端子とを必要以上に離間させる必要が無くなり、電気部品のサイズが大きくなるという問題は解消される。
【０００５】
然しながら、電気部品の製造工程において、多数の機械的保護部位を有する機能素子が形成されたウェーハ全面を熱硬化性の樹脂で覆ったのち、ダイシングにより個別の電気部品に分離する場合に、樹脂が介在するとダイシングラインが視認しづらくなるので、ダイシング位置の検出精度が低下するという問題がある。  
更に、樹脂とウェーハを同時にダイシングすると、ダイシングブレードが目詰まりしやすくなるので、ダイシングブレードのドレッシング回数の増加、ダイシングブレード寿命の低下、ダイシング品質の低下などが生じ、生産性が低下する問題がある。
【０００６】
これに対して、樹脂を取り囲むダムを設けることにより、だれた樹脂がダムより外側の領域に到らないようにする方法が知られている（例えば特許文献１参照）。  
然しながら、ダムを設けることは、電子部品のサイズの増大を招き、製造工程が複雑になるという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−２１８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、機械的保護部位を有する機能素子が樹脂で被覆された小型の電気部品およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の電気部品は、基板の主面に形成された機械的保護部位を有する機能素子と、前記機能素子の周りに前記主面から立設し、前記機能素子を外部に電気的に接続するための接続端子と、前記機能素子の外側を被覆し、前記接続端子の端部を露出し、外縁の少なくとも一部が前記接続端子の前記機能素子側の側面より外側で、且つ前記基板の外縁より内側の領域に延在している樹脂と、を具備することを特徴としている。
【０００９】
本発明の一態様の電気部品の製造方法は、格子状に形成されたダイシングラインを有し、前記ダイシングラインに囲まれた領域に、機械的保護部位を有する機能素子と、前記機能素子の周りに立設し、前記機能素子を外部に電気的に接続するための接続端子とが形成されたウェーハを準備する工程と、前記機能素子が露出するサイズの開口を有するマスクを介して前記ウェーハ上に熱硬化性の樹脂を塗布する工程と、前記樹脂が軟化する温度より高く、且つ前記樹脂が硬化を開始する温度より低い温度で熱処理を施し、前記樹脂を、外縁の少なくとも一部が前記接続端子の前記機能素子側の側面より外側で、且つ前記ダイシングラインの外縁より内側の領域まで流動させる工程と、前記樹脂が硬化する温度で熱処理を施し、前記樹脂を硬化させる工程と、前記ウェーハを前記ダイシングラインに沿って切断する工程と、を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、機能素子が樹脂で被覆された小型の電気部品およびその製造方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１２】
本発明の実施例に係る電気部品について図１を用いて説明する。図１は電気部品を示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施例の電気部品１０は、基板１１の主面１１ａに形成された機械的保護部位を有する機能素子１２と、機能素子１２の周りに主面１１ａから立設し、機能素子１２を外部に電気的に接続するための接続端子１３と、機能素子１２の外側を被覆し、接続端子１３の端部１３ａを露出し、外縁１４ａの少なくとも一部、ここでは全部が接続端子１３の機能素子１２側の側面１３ｂより外側で、且つ基板１１の外縁１１ｂより内側の領域１５に延在している樹脂１４と、を具備している。
【００１４】
基板１１は、例えばシリコン基板である。機械的保護部位を有する機能素子１２は、例えば基板１１に作り込まれた静電駆動型のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）可変キャパシタである。
【００１５】
ＭＥＭＳ可変キャパシタは、例えば対向したアルミニウム電極に電圧を印加すると、静電引力によってアルミニウム電極間の距離が変化することを利用した可変キャパシタで、固定電極と、固定電極に対向する可動電極と、固定電極および可動電極を収納し、可動電極の動作空間を確保するためのキャビティとを具備している。  
キャビティ内は、有害ガス、例えば水分によりアルミニウム電極の清浄性が損なわれ、ＭＥＭＳ可変キャパシタの特性に影響を及ぼさないように、乾燥雰囲気、または真空雰囲気に保たれている。
【００１６】
接続端子１３は、例えば高さが２０μｍ程度のバンプである。樹脂１４は熱硬化性の樹脂、例えばエポキシ樹脂である。  
樹脂１４は熱硬化するときにだれを生じるが、だれた樹脂１４は基板１１の外縁１１ｂに至ることなく、外縁１１ｂの手前で停止している。接続端子１３の高さは、だれた樹脂１４の高さより大きいように設定されているので、接続端子１３の端部１３ａは樹脂１４より露出している。
【００１７】
図２は電気部品１０を比較例と対比して示す断面図で、図２（ａ）は本実施例の電気部品を示す断面図、図３（ｂ）は比較例の電気部品を示す断面図、図３（ｃ）は別の比較例の電気部品を示す断面図である。
【００１８】
始めに、比較例について説明する。図３（ｂ）に示すように比較例の電気部品３０は、基板３１の主面に機能素子１２が形成され、機能素子１２の周りにボンディングパッド３３が形成されている。  
樹脂３４の外縁３４ａは、ボンディングパッド３３の機能素子１２側の側面より外側で、且つ基板３１の外縁３１ｂより内側の領域３５には延在していない。
【００１９】
これは、だれた樹脂３４の外縁３４ａがボンディングパッド３３に至らないように、機能素子１２とボンディングパッド３３との距離Ｌ２が電気部品１０の機能素子１２と接続端子１３との距離Ｌ１より大きく設定しているためである。そのため、電気部品３０の基板３１のサイズＷ２は、電気部品１０の基板１１のサイズＷ１より大きくなる。
【００２０】
図３（ｃ）に示すように、別の比較例の電気部品４０は、基板４１の主面に機能素子１２が形成され、機能素子１２の周りに接続端子４３が形成されている。  
樹脂４４の外縁４４ａは、接続端子４３の機能素子１２側の側面より外側で、且つ基板４１の外縁４１ｂより内側の領域４５を越えて延在している。
【００２１】
これは、機能素子１２と接続端子４３との距離Ｌ３が電気部品１０の機能素子１２と接続端子１３との距離Ｌ１より小さく設定しているためである。そのため、そのため、電気部品４０の基板４１のサイズＷ３は、電気部品１０の基板１１のサイズＷ１より小さくできる。
【００２２】
然しながら、だれた樹脂４４の外縁４４ａはダイシングブレードで切断された面なので、樹脂４４の外縁４４ａおよび基板４１の外縁４１ｂには、欠け、チッピングなどの欠陥４６が発生している。接続端子４３の高さは樹脂４４の高さより大きく設定されているので、接続端子４３の端部４３ａは樹脂４４より露出している。
【００２３】
次に、電気部品１０の製造方法について説明する。図３は電気部品の製造工程を順に記す断面図である。  
始めに、格子状に形成されたダイシングライン５０を有し、ダイシングライン５０に囲まれた領域に、機械的保護部位を有する機能素子１２と、機能素子１２の周りに立設し、１２機能素子を外部に電気的に接続するための接続端子１３とが形成されたウェーハ５１を準備する。
【００２４】
具体的には、図３（ａ）に示すように、基板１１の主面に機能素子１２を形成し、機能素子１２の周りボンディングパッド５２を形成する。  
次に、図３（ｂ）に示すように、ワイヤボンディング法によりボンディングパッド５２に金のスタッドバンプ５３を形成する。これにより、ボンディングパッド５２とスタッドバンプ５３を有する接続端子１３が形成される。
【００２５】
次に、図３（ｃ）に示すように、機能素子１２を露出するサイズの開口を有するマスク５４、例えばメタルマスクを介して、印刷法によりウェーハ５１上に熱硬化性の樹脂５５、例えばエポキシ樹脂を塗布する。
【００２６】
次に、マスク５４を移動させた後、樹脂５５が軟化する温度より高く、且つ樹脂が硬化を開始する温度より低い温度で熱処理を施し、熱処理温度および熱処理時間を制御することにより、樹脂５５を、外縁の少なくとも一部が接続端子１３の機能素子１２側の側面１３ｂより外側で、且つダイシングライン５０の外縁より内側の領域５６まで流動させる。
【００２７】
次に、樹脂５５が硬化する温度で熱処理を施すことにより、流動した樹脂５５が熱硬化して樹脂１４になる。  
次に、ウェーハ５１をダイシングライン５０に沿って切断することにより、図１に示す電気部品１０が得られる。
【００２８】
樹脂５５の流動は、上述したように熱処理温度および熱処理時間に依存する。樹脂５５の流動性は、熱処理温度が樹脂５５の軟化する温度より高くなるにつれて大きくなり、硬化を開始する温度に近づくにつれて低下する。また、熱処理時間が長いほど、樹脂５５が流動する距離が大きくなる。
【００２９】
図４は、電気部品の樹脂の流動性を示す図である。図４に示すように、熱処理温度Ｔ、熱処理時間ｔを選ぶことにより、樹脂の流動性を制御し、樹脂の外縁の形状を変えることができる。
【００３０】
図４（ａ）は樹脂の流動が接続端子１３で止まるように、熱処理温度Ｔ１、熱処理時間ｔ１を選んだ場合の例である。樹脂６１の外縁６１ａは、接続端子１３の途中まで流動している。図１に示す樹脂１４より流動が少ない場合の例である。
【００３１】
図４（ｂ）は樹脂の流動が接続端子１３を超えて、基板１１の外縁１１ｂの直前で止まるように熱処理温度Ｔ２、熱処理時間ｔ２を選んだ場合の例である。樹脂６２の外縁６２ａは、接続端子１３を超えて、基板１１の外縁１１ｂの直前まで流動している。図１に示す樹脂１４より流動が多い場合の例である。
【００３２】
図４（ｃ）は樹脂の流動が止まる位置が接続端子１３の手前から接続端子１３を超えて基板１１の外縁１１ｂの前まで不均一化した場合の例である。樹脂６３の外縁６３ａは接続端子１３の手前から接続端子１３を超えて基板１１の外縁１１ｂの手前まで不均一に流動している。樹脂の流動の不均一は、樹脂の温度ムラ、基板１１の傾きなどに起因していると考えられる。
【００３３】
図５は電気部品が実装された状態を示す断面図である。図５に示すように、電気部品７０は、基板１１が載置される基板載置部７１ａと、ワイヤ（接続導体）７２を介して接続端子１３に接続される配線７３とを有する配線基板７１と、基板１１と、配線基板７１の基板１１が載置される面と、接続導体７２とを一体に封止する樹脂７４とを具備している。配線７３はビア７５を介して導電性ボール７６、例えばハンダボールに接続されている。
【００３４】
以上説明したように、本実施例では、機能素子１２が露出するサイズの開口を有するマスク５３を介してウェーハ５１上に熱硬化性の樹脂５５を塗布し、樹脂５５が軟化する温度より高く、且つ樹脂５５が硬化を開始する温度より低い温度で熱処理を施し、樹脂５５を、外縁の少なくとも一部が接続端子１３の機能素子１２側の側面１３ｂより外側で、且つダイシングライン５０の外縁より内側の領域まで流動させ、樹脂５５が硬化する温度で熱処理を施し、樹脂５５を硬化させている。
【００３５】
その結果、電気部品１０は、機能素子１２の外側を被覆し、接続端子１３の端部１３ａを露出し、外縁１４ａの少なくとも一部が接続端子１３の機能素子１２側の側面１３ｂより外側で、且つ基板１１の外縁１１ｂより内側の領域１５に延在している樹脂１４を具備している。
【００３６】
これにより、機能素子１２と接続端子１３との距離Ｌ１を、図２（ｂ）に示す機能素子１２とボンディングパッド３３との距離Ｌ２より小さく設定し、基板１１のサイズＷ１を図２（ｂ）に示す基板３１のサイズＷ２より小さくすることができる。従って、機械的保護部位を有する機能素子が樹脂で被覆された小型の電気部品およびその製造方法が得られる。
【００３７】
距離Ｌ１を小さくすることにより、機能素子１２と接続端子１３を接続する配線の電気的浮遊容量が小さくなり、電気特性が向上する。  
基板１１の外縁１１ｂまで樹脂１４が延在していないので、複数の電気部品１０が形成されたウェーハ５１を容易にダイシングすることができる。
【００３８】
ここでは、機能素子１２が、静電駆動型のＭＥＭＳ可変キャパシタである場合について説明したが、圧電駆動型のＭＥＭＳ可変キャパシタであっても構わない。  
また、その他のＭＥＭＳ、例えば、下部電極と上部電極とで圧電性薄膜を挟持し、機械的振動を阻害しないように圧電性薄膜の下側に凹部を有する基板に形成された薄膜圧電共振子（ＦＢＡＲ：Film Bulk Acoustic Resonator）、または固定電極と、固定電極に対向した可動電極とを有する静電駆動型のＭＥＭＳスイッチなどであっても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例に係る電気部品を示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図。
【図２】本発明の実施例に係る電気部品を比較例と対比して示す図で、図２（ａ）は本実施例の電気部品を示す断面図、図２（ｂ）は比較例の電気部品を示す断面図、図２（ｃ）は別の比較例の電気部品を示す断面図。
【図３】本発明の実施例に係る電気部品の製造工程を順に示す断面図。
【図４】本発明の実施例に係る電気部品の樹脂の流動性を示す平面図。
【図５】本発明の実施例に係る電気部品が実装された状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１０、３０、４０、７０  電気部品
１１、３１、４１  基板
１１ａ、１４ａ、６１ａ、６２ａ、６３ａ  外縁
１２  機能素子
１３、４３  接続端子
１３ａ  端部
１３ｂ  側面
１４、３４、４４、５５、６１、６２、６３、７４  樹脂
１５、３５、４５、５６  領域
３３、５２  ボンディングパッド
４６  欠陥
５０  ダイシングライン
５１  ウェーハ
５３  バンプ
５４  マスク
７１  配線基板
７１ａ  基板載置部
７２  ワイヤ（接続導体）
７３  配線
７５  ビア
７６  導電性ボール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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