(57)【要約】【課題】小型化可能で、かつ周波数特性の劣化を抑制が可能な電子デバイス、及び電子デバイスの製造方法を提供すること。【解決手段】本発明は、基板１０と、基板１０の上面に実装された弾性波デバイス３０と、基板１０の上面に実装されたチップ部品２０と、チップ部品２０の端子２２、端子２２と接続された基板１０の端子１２ａ、及び半田４０に形成され、かつ基板１０及びチップ部品２０の非金属部に形成されていない樹脂層４２と、金属により形成されチップ部品２０及び弾性波デバイス３０を封止する封止部５０と、を具備する電子デバイス１００、及び電子デバイス１００の製造方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上面に実装された弾性波デバイスと、
半田を用いて前記基板の上面に実装されたチップ部品と、
前記チップ部品の端子、前記チップ部品の端子と接続された前記基板の端子、及び前記半田、それぞれの表面に形成され、かつ前記基板及び前記チップ部品のうち非金属部には形成されていない樹脂層と、
金属により形成され、前記チップ部品及び前記弾性波デバイスを封止する封止部と、を具備することを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
２つ以上の前記弾性波デバイスが前記基板の上面に実装され、
前記封止部は接地されていることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記樹脂層は電着塗装法により形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記樹脂層は前記チップ部品の端子、前記基板の端子、及び前記半田、それぞれの表面を完全に覆うことを特徴とする請求項１から３いずれか一項記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記樹脂層は前記チップ部品の端子、前記基板の端子、及び前記半田と、前記封止部とを絶縁することを特徴とする請求項１から４いずれか一項記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記樹脂層はエポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項１から５いずれか一項記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記樹脂層はポリアミドイミド樹脂を含むことを特徴とする請求項１から６いずれか一項記載の電子デバイス。
【請求項８】
半田を用いて基板の上面にチップ部品を実装する工程と、
前記チップ部品の端子、前記チップ部品の端子と接続された前記基板の端子、及び前記半田、それぞれの表面を覆い、かつ前記基板及び前記チップ部品のうち非金属部には形成されないように樹脂層を形成する工程と、
前記基板の上面に弾性波デバイスを実装する工程と、
金属により形成された封止部により、前記チップ部品及び前記弾性波デバイスを封止する工程と、を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記樹脂層は電着塗装法により形成されることを特徴とする請求項８記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記樹脂層は前記チップ部品の端子、前記基板の端子、及び前記半田のそれぞれの表面を完全に覆うことを特徴とする請求項８又は９記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂層はエポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項８から１０いずれか一項記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂層はポリアミドイミド樹脂を含むことを特徴とする請求項８から１１いずれか一項記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂層を形成する工程の後であって、前記弾性波デバイスを実装する工程の前に、前記基板の端子から前記樹脂層を除去する工程を有し、
前記弾性波デバイスを実装する工程は、前記樹脂層が除去されたことにより露出した端子と前記弾性波デバイスとを電気的に接続する工程であることを特徴とする請求項８から１２いずれか一項記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子デバイス、及び電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの通信機器に搭載される電子デバイスには小型化が要求されている。このため、フィルタ及びデュプレクサなどと、キャパシタ及びインダクタなどの部品とを同一の電子デバイスとして形成することがある。このような電子デバイスは、外部からの衝撃及び水分から保護するため、封止を行う。特許文献１には、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：弾性表面波）デバイスとチップ部品とを半田により封止する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１２３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１パッケージ内にデュプレクサなどの弾性波デバイスが２つ以上ある場合、弾性波デバイス同士が干渉する。干渉を防ぐためには、ＧＮＤを強化することが有効である。樹脂封止ではＧＮＤの強化は難しいが、金属封止によりＧＮＤの大幅な強化が可能となる。また電子デバイスの小型化及び集積化のために、インピーダンス整合のためのインダクタをパッケージ内に実装することも要請されている。しかし、金属で封止すると、金属とインダクタとが短絡してしまう。そこで、短絡を防止する絶縁層を、金属とインダクタとの間に介在させる必要がある。特許文献１の技術では半田とチップ部品とのショートを防ぐために、チップ部品を覆う樹脂を形成している。しかし、樹脂をポッティングで形成すると、電子デバイスの小型化が困難になる。またリフロー処理などにおいて樹脂からガスが発生し、ガスが周波数特性の劣化を引き起こす。本発明は上記課題に鑑み、小型化可能で、かつ周波数特性の劣化を抑制が可能な電子デバイス、及び電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、基板と、前記基板の上面に実装された弾性波デバイスと、半田を用いて前記基板の上面に実装されたチップ部品と、前記チップ部品の端子、前記チップ部品の端子と接続された前記基板の端子、及び前記半田、それぞれの表面に形成され、かつ前記基板及び前記チップ部品のうち非金属部には形成されていない樹脂層と、金属により形成され、前記チップ部品及び前記弾性波デバイスを封止する封止部と、を具備する電子デバイスである。
【０００６】
上記構成において、２つ以上の前記弾性波デバイスが前記基板の上面に実装され、前記封止部は接地されている構成とすることができる。
【０００７】
上記構成において、前記樹脂層は電着塗装法により形成される構成とすることができる。
【０００８】
上記構成において、前記樹脂層は前記チップ部品の端子、前記基板の端子、及び前記半田、それぞれの表面を完全に覆う構成とすることができる。
【０００９】
前記樹脂層は前記チップ部品の端子、前記基板の端子、及び前記半田と、前記封止部とを絶縁することを特徴とする請求項１から３いずれか一項記載の電子デバイス。
【００１０】
上記構成において、前記樹脂層はエポキシ樹脂を含む構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記樹脂層はポリアミドイミド樹脂を含む構成とすることができる。
【００１２】
本発明は、半田を用いて基板の上面にチップ部品を実装する工程と、前記チップ部品の端子、前記チップ部品の端子と接続された前記基板の端子、及び前記半田、それぞれの表面を覆い、かつ前記基板及び前記チップ部品のうち非金属部には形成されないように樹脂層を形成する工程と、前記基板の上面に弾性波デバイスを実装する工程と、金属により形成された封止部により、前記チップ部品及び前記弾性波デバイスを封止する工程と、を有する電子デバイスの製造方法である。
【００１３】
上記構成において、前記樹脂層は電着塗装法により形成される構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記樹脂層は前記チップ部品の端子、前記基板の前記配線と接続された端子、及び前記半田、それぞれの表面を完全に覆う構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、前記樹脂層はエポキシ樹脂を含む構成とすることができる。
【００１６】
上記構成において、前記樹脂層はポリアミドイミド樹脂を含む構成とすることができる。
【００１７】
上記構成において、前記樹脂層を形成する工程の後であって、前記弾性波デバイスを実装する工程の前に、前記基板の端子から前記樹脂層を除去する工程を有し、前記弾性波デバイスを実装する工程は、前記樹脂層が除去されたことにより露出した端子と前記弾性波デバイスとを電気的に接続する工程とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、小型化可能で、かつ周波数特性の劣化を抑制が可能な電子デバイス、及び電子デバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は実施例１に係る電子デバイス１００を例示する平面図である。
【図２】図２は図１における線Ａ−Ａに沿った断面を例示する断面図である。
【図３】図３（ａ）から図３（ｃ）は電子デバイス１００の製造方法を例示する断面図である。
【図４】図４は電子デバイス１００の製造方法を例示する断面図である。
【図５】図５（ａ）から図５（ｃ）は電子デバイス１００の製造方法を例示する断面図である。
【図６】図６（ａ）から図６（ｃ）は電子デバイス１００の製造方法を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面を用いて実施例について説明する。
【実施例１】
【００２１】
実施例１は電着塗装法により樹脂層４２を形成する例である。図１は実施例１に係る電子デバイス１００を例示する平面図である。図２は図１における線Ａ−Ａに沿った断面を例示する断面図である。図２においては、樹脂層４２、封止部５０、リッド５２及び金属層５４を透視している。
【００２２】
図１及び図２に示すように、電子デバイス１００は、基板１０、９個のチップ部品２０、４個の弾性波デバイス３０、及びスイッチ１３を含む。図２に示すように、基板１０の上面には端子１２ａ、１２ｂ及び１２ｃが設けられ、下面には端子１４が設けられている。基板１０の内部には内部配線１６及びビア配線１８が設けられている。端子１２ａ〜１２ｃは、内部配線１６及びビア配線１８を介して端子１４と電気的に接続されている。図１に示すように、端子１２ｃは基板１０の外周部に設けられ、チップ部品２０及び弾性波デバイス３０を囲む。
【００２３】
チップ部品２０は例えばキャパシタ又はインダクタなどを含む受動部品であり、端子２２を備える。端子２２は半田４０を介して基板１０の端子１２ａと電気的に接続されている。樹脂層４２は、後述するように電着塗装法により形成され、図２に示すように、端子１２ａ及び２２並びに半田４０の表面を覆う。樹脂層４２は、基板１０、及びチップ部品２０のうちの非金属部には設けられていない。チップ部品２０の非金属部とは、チップ部品２０の表面のうち端子２２以外の部分である。また基板１０の上面、端子１２ｂ、１２ｃ及び１４には樹脂層４２は形成されない。
【００２４】
図２に示すように、弾性波デバイス３０は圧電基板３２、ＩＤＴ３４及び端子３６を備えるＳＡＷデバイスチップである。ＩＤＴ３４及び端子３６は圧電基板３２の下面に設けられている。端子３６は、半田バンプ４４を介して基板１０の端子１２ｂと電気的に接続されている。弾性波デバイス３０は、ＩＤＴ３４と基板１０の上面との間に空隙が形成されるようにフリップチップ実装されている。図１に破線で示すように、２つの弾性波デバイス３０はデュプレクサ３１を形成する。デュプレクサ３１内の２つの弾性波デバイス３０のうち、一方は送信フィルタとして機能し、他方は受信フィルタとして機能する。弾性波デバイス３０はスイッチ１３を介して不図示のアンテナと接続される。スイッチ１３は、２つのデュプレクサ３１の一方を選択してアンテナと接続する。チップ部品２０は、弾性波デバイス３０とアンテナとの間のインピーダンスを整合する。
【００２５】
チップ部品２０及び弾性波デバイス３０は封止部５０により封止されている。封止部５０は例えば錫銀（Ｓｎ−Ａｇ）などを主成分とする半田により形成され、端子１２ｃに接合されている。端子１２ｃ及び封止部５０は、チップ部品２０及び弾性波デバイス３０を囲む。封止部５０は樹脂層４２及び弾性波デバイス３０の側面及び上面に接触する。リッド５２は封止部５０の上面に接触する。金属層５４は封止部５０及びリッド５２を覆う。端子１２ｃ、封止部５０、リッド５２及び金属層５４は接地されている。
【００２６】
基板１０は例えば樹脂又はセラミックなどの絶縁体により形成されている。端子１２ａ〜１２ｃ及び１４は、例えば基板１０に近い方から銅、ニッケル及び金（Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ）など金属を積層して形成されている。内部配線１６及びビア配線１８は例えばＣｕなどの金属により形成されている。端子２２は例えば基板１０に近い方からニッケル（Ｎｉ）及び錫（Ｓｎ）を積層して形成されている。樹脂層４２は例えばエポキシ系樹脂、又はポリアミド系樹脂などの樹脂により形成されている。圧電基板３２は例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）又はタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）などの圧電体により形成されている。ＩＤＴ３４は例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属により形成されている。半田４０及び半田バンプ４４は例えばＳｎ−Ａｇを主成分とする。リッド５２は例えばコバールなどの金属により形成されている。金属層５４は例えばＮｉなどの金属により形成されている。
【００２７】
電子デバイス１００の製造方法について説明する。図３（ａ）から図６（ｃ）は電子デバイス１００の製造方法を例示する断面図である。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、基板１０を準備する。図３（ｂ）に示すように、例えばスパッタリングなどにより、基板１０の下面に金属層６０を形成する。金属層６０は例えばチタン（Ｔｉ）により形成され、端子１４を覆い、かつ端子１４と電気的に接続されている。図３（ｃ）に示すように、基板１０にチップ部品２０を実装する。
【００２９】
図４に格子斜線で示した電解液６４がタンク６２に貯留されている。電解液６４として例えばＩＮＳＵＬＥＥＤ（インシュリード、登録商標）を用いる。基板１０に冶具６６を装着する。冶具６６は導電体を含み、金属層６０と電気的に接続されている。基板１０及び陽極６８を電解液６４に入れる。陽極６８に正電圧、冶具６６に負電圧を印加し、電着塗装を行う。金属層６０、内部配線１６及びビア配線１８を介して、端子１２ａ〜１２ｃ、端子２２及び半田４０に電流が流れる。このため、図５（ａ）に示すように、端子１２ａ〜１２ｃ、端子２２及び半田４０に選択的に樹脂層４２が形成される。絶縁体である基板１０の上面には樹脂層４２は形成されない。電着塗装の処理時間は例えば６０秒であり、使用する電圧は５０Ｖ、樹脂層４２の厚さは例えば１０μｍである。
【００３０】
図５（ｂ）に示すように、例えばレーザー光などにより、端子１２ｂ及び１２ｃから樹脂層４２を除去する。これにより、端子１２ｂ及び１２ｃが露出するため、弾性波デバイス３０の実装が可能となる。端子１２ａ、端子２２及び半田４０に形成された樹脂層４２は残存する。図５（ｃ）に示すように、弾性波デバイス３０をフリップチップ実装する。
【００３１】
図６（ａ）に示すように、封止部５０及びリッド５２によりチップ部品２０及び弾性波デバイス３０を封止する。例えば半田の融点程度の高温下において、溶融した封止部５０をリッド５２により押圧することにより、封止を行う。封止部５０は端子１２ｃに接合する。図６（ｂ）に示すように、封止部５０及びリッド５２を切断するハーフダイシング処理を行う。基板１０は切断されない。図６（ｃ）に示すように、例えば電解メッキ法などにより、金属層５４を形成する。金属層５４は、ハーフダイシング処理により形成された封止部５０及びリッド５２の側面からリッド５２の上面にかけて形成される。基板１０を切断するフルダイシング処理を行う。例えばエッチングなどにより金属層６０を除去する。このようにして、電子デバイス１００が形成される。
【００３２】
樹脂層４２により、端子１２ａ及び２２、並びに半田４０と、封止部５０とは絶縁される。樹脂層４２は薄く、端子１２ａ及び２２、並びに半田４０に沿うように設けられている。このため、チップ部品２０間の距離、及びチップ部品２０と弾性波デバイス３０との距離を小さくすることができる。従って、電子デバイス１００の小型化が可能である。例えばモールド成形又はポッティングなどによりチップ部品２０を覆う樹脂を設けることもできる。しかし、このような工程を行うためには、チップ部品２０間の距離、及びチップ部品２０と弾性波デバイス３０との距離を大きくすることが求められる。従って、電子デバイスの小型化が困難になる。
【００３３】
また樹脂層４２を多くの樹脂により形成すると、封止又は実装などのリフロー処理において樹脂から大量のガスが発生することがある。ガスは弾性波デバイス３０の周波数特性を劣化させる。実施例１における樹脂層４２に用いられている樹脂は少量であるため、ガスの発生は抑制される。従って、周波数特性の劣化は抑制される。
【００３４】
電子デバイスの一例である電子デバイス１１０において、電着塗装法を用いた例（実施例１）とポッティングを用いた例（比較例）とで、樹脂の量を比較する。
【００３５】
各チップ部品のサイズは０．６ｍｍ×０．３ｍｍであり、１つのチップ部品２０には２つの端子２２が設けられている。図１に示したような９個のチップ部品２０に樹脂層を形成する。実施例１では、各チップ部品に電着塗装法により厚さ１０μｍの樹脂層又は厚さ３０μｍの樹脂層を設ける。比較例では、ポッティングにより厚さ１００μｍの樹脂層を設ける。
【００３６】
表１は実施例１における被覆位置ごとの樹脂層の被覆面積を示す表である。
【表１】
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表１におけるチップ部品の被覆面積は、１つのチップ部品の端子２２の正面（図２における紙面表側の面）、背面、上面及び側面を合わせた面積であり、表１に示すように０．４５ｍｍ２である。接合面とは端子１２ａ及び半田４０が樹脂層に覆われる面であり、０．０３ｍｍ２である。チップ部品１つあたりの被覆面積は表１に示す合計の０．４８ｍｍ２であり、チップ部品９個では４．３２ｍｍ２である。表２は実施例１における樹脂の体積を示す表である。
【表２】
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被覆面積と厚さの積が体積であり、厚さ１０μｍで０．０４３２ｍｍ３、厚さ３０μｍで０．２９６ｍｍ３である。
【００３７】
表３は比較例における被覆位置ごとの樹脂層の被覆面積を示す表である。
【表３】
2014158099.tif 000005
表３におけるチップ部品の被覆面積は、１つのチップ部品全体の正面、背面、上面、右側面及び左側面の面積であり、０．７２ｍｍ２である。基板１０の被覆面積は、基板１０の上面、端子１２ａ及び半田４０の樹脂層に被覆される面積であり、０．５２ｍｍ２である。チップ部品１つあたりの被覆面積は表３に示す合計の１．２４ｍｍ２であり、チップ部品９個では１１．１６ｍｍ２である。表４は比較例における樹脂の体積を示す表である。体積は１．１１６ｍｍ３である。
【表４】
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実施例１と比較して比較例においては、樹脂層が基板１０の上面からチップ部品全体にかけて形成されるため、被覆面積が大きくなる。またポッティング法によると、樹脂をチップ部品のエッジ部に１０μｍ以上被覆するために、相当量の樹脂が必要となる。表２に示した実施例１と比べ、表４に示した比較例では、樹脂の体積が９〜２６倍になる。実施例１においては樹脂層が端子２２、及び接合面を覆えばよいため被覆面積は小さくなる。従って樹脂の体積も小さくてよい。このように、実施例１によれば、樹脂の量を大幅に少なくすることができる。
【００３８】
樹脂層４２が端子１２ａ及び２２、半田４０を覆う。このため、封止部５０は樹脂層４２と接触し、端子１２ａ及び２２並びに半田４０と接触しない。従ってショートが抑制される。樹脂層４２による端子１２ａ及び２２、半田４０の被覆が不完全である場合、封止部５０とのショートが発生する。ショートを抑制するためには、樹脂層４２が端子１２ａ及び２２、半田４０の表面を完全に覆うことが好ましい。また樹脂層４２の厚さが５μｍ以上であることが好ましい。厚さが５μｍ未満であると、樹脂層にピンホールなどが生じ、ショートが発生しやすくなる。樹脂層４２が厚いほどショートは抑制されるが、電子デバイス１００の大型化及びガスの発生が起きる。従って、樹脂層４２の厚さは１０〜３０μｍが好ましい。またＩＮＳＵＬＥＥＤを用いて形成した樹脂層４２は高い絶縁性を有するため、ショートが効果的に抑制される。
【００３９】
電着塗装法によれば、例えばモールド成形などに比べ、樹脂層４２の密着性が高くなる。また、ほぼ均一な厚さの樹脂層４２を隙間なく形成することができる。電着塗装の処理時間により樹脂層４２の厚さは調整可能である。従って、緻密で、所望の厚さを有する樹脂層４２を簡単に形成することができる。また図４に示した冶具６６と導通した部分（端子１２ａ〜１２ｃ、端子２２及び半田４０）に選択的に樹脂層４２を設けることができる。ダイシング処理の前に電着塗装を行うため、一度に複数の樹脂層４２を形成することができる。
【００４０】
電解液６４の種類を変えることで、樹脂層４２の材料を変えることが可能である。樹脂層４２を、例えば特殊変性ノボラックエポキシ樹脂などにより形成することができる。この場合、樹脂層４２はより緻密になり、隙間のない樹脂層４２が形成される。またエッジカバー性が高いため、先端が鋭い形状の部分も覆うことができる。また樹脂層４２は例えばリフロー処理において２７０℃程度まで加熱しても溶融しない。
【００４１】
樹脂層４２を例えば変性ポリアミドイミド樹脂により形成することもできる。変性ポリアミドイミド樹脂は耐熱性が高い。従って、リフロー処理において例えば３００℃以上まで加熱しても、樹脂層４２は溶融しない。また樹脂層４２の折り曲げ耐性が高くなるため、樹脂層４２に機械的な負荷が加わっても、割れにくい。樹脂層４２はエポキシ樹脂及びポリイミドアミド樹脂以外の樹脂により形成されてもよい。
【００４２】
チップ部品２０及び弾性波デバイス３０を１つの基板１０に実装することで、電子デバイス１００をモジュールとして用いることができる。上述のようにチップ部品２０〜弾性波デバイス３０間の距離を小さくできるため、モジュールは小型化可能である。チップ部品２０及び弾性波デバイス３０の数は変更可能である。チップ部品２０及び弾性波デバイス３０は１つずつでもよいし、２つ以上でもよい。図１に示したように、２つの弾性波デバイス３０がデュプレクサ３１を形成した場合でも、金属の封止部５０を用いることでＧＮＤを強化し、弾性波デバイス３０間の干渉を抑制することができる。上記のように、チップ部品２０〜弾性波デバイス３０間の距離を小さくできるため、小型かつ集積化したモジュールを形成することができる。チップ部品２０はデュプレクサとアンテナとの間のインピーダンス整合のための受動部品とすることができる。つまり、電子デバイス１００を高周波用のモジュールとすることができる。チップ部品２０はキャパシタ及びインダクタ以外の部品を含んでもよい。弾性波デバイス３０は、ＳＡＷフィルタ以外に、弾性境界波フィルタ、ラブ波フィルタ、又はＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator：圧電薄膜共振子）を用いたフィルタなどのような弾性波フィルタを備えてもよい。
【００４３】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０                                            基板
１２ａ〜１２ｃ、２２                            端子
２０、２０ａ〜２０ｇ                            チップ部品
３０、３０ａ〜３０ｅ                            弾性波デバイス
４０                                            半田
４２                                            樹脂層
５０                                            封止部
６４                                            電解液
１００、１１０                                  電子デバイス
【図１】
2014158099.tif 000007
【図２】
2014158099.tif 000008
【図３】
2014158099.tif 000009
【図４】
2014158099.tif 000010
【図５】
2014158099.tif 000011
【図６】
2014158099.tif 000012