(57)【要約】【課題】アウトガスによる影響を防止することで電子部品特性の低下を防止可能な、電子部品の実装構造体、及び電子部品の製造方法を提供する。【解決手段】接続電極３３，３４を有する基材３に電子部品１を実装する電子部品１の実装構造体２である。電子部品１は、所定の機能を有する機能片１１と、機能片１１に電気的に接続される導電部を含む被覆膜２５，２６により表面が覆われ、凹部を有する樹脂突起部２４と、凹部に配置された接着材２７，２８を有する。接着材２７，２８は、被覆膜２５，２６における導電部を接続電極３３，３４に導電接触させた状態に電子部品１を前記基材３に実装する。【選択図】図２
2011205426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続電極を有する基材に電子部品が実装された電子部品の実装構造体であって、
前記電子部品は、
所定の機能を有する機能片と、
前記機能片に電気的に接続される導電部を含む被覆膜により表面が覆われ、且つ、凹部を有する樹脂突起部と、
前記凹部に設けられた接着剤と、
を有しており、
前記被覆膜と前記接続電極とが導通接触され、且つ、前記被覆膜と前記接続電極とが前記接着剤により保持された状態で、前記電子部品が前記基材に実装されていることを特徴とする電子部品の実装構造体。
【請求項２】
前記接着剤が、前記被覆膜および前記接続電極に囲われた密閉空間にあることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造体。
【請求項３】
前記機能片が、水晶片であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の実装構造体。
【請求項４】
前記機能片に設けられた電極層により前記被覆膜が構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品の実装構造体。
【請求項５】
接続電極を有する基材に所定の機能を有する機能片を実装する電子部品の製造方法であって、
前記機能片に円環形状の樹脂突起部を設ける工程と、
前記樹脂突起部を溶融又は半溶融状態にすることにより、前記樹脂突起部に凹部を形成する工程と、
前記樹脂突起部を前記機能片に電気的に接続される導電部を含む被覆膜で覆う工程と、
前記凹部に接着材を設ける工程と、
前記被覆膜を前記接続電極に導通接触させ、且つ、前記接着剤により保持させた状態で、前記電子部品を前記基材に実装することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項６】
接続電極を有する基材に電子部品が実装された電子部品の実装構造体であって、
前記電子部品は、
所定の機能を有する機能片と、
前記機能片に電気的に接続される電極部を有し、
前記基材は、
前記接続電極に電気的に接続される導電部を含む被覆膜により表面が覆われ、且つ、凹部を有する樹脂突起部と、
前記凹部に設けられた接着剤と、
を有しており、
前記被覆膜が前記電極部に導通接触し、且つ、前記接着剤により保持された状態で、前記電子部品が前記基材に実装されていることを特徴とする電子部品の実装構造体。
【請求項７】
前記接着剤が、前記被覆膜および前記電極部に囲われた密閉空間にあることを特徴とする請求項６に記載の電子部品の実装構造体。
【請求項８】
前記機能片が、水晶片であることを特徴とする請求項６又は７に記載の電子部品の実装構造体。
【請求項９】
前記機能片に設けられた電極層により前記被覆膜が構成されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の電子部品の実装構造体。
【請求項１０】
接続電極を有する基材に電極部を有し所定の機能を有する機能片を実装する電子部品の製造方法であって、
前記基材に円環形状の樹脂突起部を設ける工程と、
前記樹脂突起部を溶融又は半溶融状態にすることにより、前記樹脂突起部に凹部を形成する工程と、
前記樹脂突起部を前記接続電極に電気的に接続される導電部を含む被覆膜で覆う工程と、
前記凹部に接着材を設ける工程と、
前記被覆膜を前記電極部に導通接触させ、且つ、前記接着剤により保持させた状態で、前記電子部品を前記基材に実装することを特徴とする電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の実装構造体および電子部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、水晶振動子等の機能片を含む電子部品は、水晶振動子に設けられた励振電極と水晶振動子を駆動する駆動回路に接続するための接続電極がハンダ等の導電ペーストにより導電接触した状態で固定される（例えば、特許文献１参照）。このような導電ペーストを用いる場合、例えば落下衝撃などの衝撃が加わった際、水晶振動子と接続電極との接続部が破損するおそれがあり、接続信頼性を低下させる要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２６１３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、弾性を有するコア部と、コア部の表面に設けられた導電膜と、から構成されるバンプ電極を上記励振電極に設け、接着材を介してバンプ電極と接続電極とを導電接触させる電子部品の実装構造も考えられる。しかしながら、このようなバンプ電極を採用する場合においては、接着材から発生したアウトガスにより水晶振動子の振動特性を変化させ、信頼性を低下させる虞がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、アウトガスによる影響を防止することで電子部品特性の低下を防止可能な、電子部品の実装構造体、及び電子部品の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の電子部品の実装構造体は、接続電極を有する基材に電子部品を実装する電子部品の実装構造体であって、前記電子部品は、所定の機能を有する機能片と、前記機能片に電気的に接続される導電部を含む被覆膜により表面が覆われ、且つ凹部を有する樹脂突起部と、前記凹部に設けられ、少なくとも表面に接着性を有する接着剤と、を有しており、前記被覆膜を前記接続電極に導通接触させ、且つ前記接着剤の接着力により機械的保持させた状態に前記電子部品を前記基材に実装することを特徴とする。
【０００７】
本発明の電子部品の実装構造体によれば、被覆膜により覆われ、凹部を有する樹脂突起部を電気的接点に用いるとともに、凹部に配置され、少なくとも表面に接着機能を有する接着材としてもちいることにより良好な導通状態を保持するとともに電子部品を基材上に実装した構造体が得られる。ここで、樹脂突起部は被覆膜に覆われているため、樹脂から発生するアウトガスの影響を防止できる。また、接着材は被覆膜および基材の接続電極により周囲が囲まれることで、密閉状態とされる。これにより、接着材から発生するアウトガスの影響を防止できる。よって、アウトガスに起因する電子部品の特性の低下を防止することができる。また、樹脂突起部は弾性を有しているため、外部からの衝撃が加わった場合でも導通部への付加を低減することができ、優れた導通信頼性を得ることができる。
【０００８】
また、上記電子部品の実装構造体においては、前記機能片が、水晶片であるのが好ましい。本発明は、電子部品が水晶片を備えた水晶振動子を構成する。よって、上述のようにアウトガスによる水晶振動子の振動特性の劣化が防止されるとともに高い導通信頼性を備えた水晶振動子となる。
【０００９】
また、上記電子部品の実装構造体においては、樹脂突起部は、感光性樹脂材料から構成されているのが好ましい。この構成によれば、例えばフォトリソ法により円環形状の樹脂突起の微細パターンを形成した後、半溶融または溶融状態にすることにより、凹形状を有する樹脂突起形成が可能となる。よって、電子部品の製造工程が簡略化され、製造コストを低減できる。
【００１０】
また、上記電子部品の実装構造体においては、前記機能片に設けられた電極層により前記被覆膜が構成されるのが好ましい。このようにすれば、電子部品の製造時に、電極層とともに被覆膜を形成することができ、製造工程を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】水晶振動子パッケージの断面構成を示す図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】水晶振動子を下方から視た図である。
【図４】水晶振動子の実装方法を説明するための図である。
【図５】バンプ電極及び接着部の形成工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１３】
図１は本発明に係る電子部品の実装構造体を適用した水晶振動子パッケージを示す図である。図１に水晶振動子パッケージの断面構成を示す図であり、図２は図１の平面図、図３は水晶振動子を下方から視た図である。また、図４（ａ）、（ｂ）は図３におけるＡ−Ａ´線矢視に対応する断面構成図であり、樹脂突起の形状を説明するための図である。
【００１４】
水晶振動子パッケージ（電子部品の実装構造体）２は、図１、２に示すように、水晶振動子（電子部品）１と、水晶振動子１を封止する容器（基材）３と、を備えている。水晶振動子１は、図１から図３に示すように、水晶片（機能片）１１と、水晶片１１を励振する一対の励振電極１２、１３と、バンプ電極１４と、接着材１５とを備えている。
【００１５】
容器３は、詳細については後述するように水晶振動子１との電気的接続に用いられる接続電極３３、３４と、回路基板（図示略）などに実装する際の端子電極３５、３６が形成されている。
【００１６】
水晶片１１は、平面視でほぼＵ字状であって、基部２１から２つの腕部２２、２３が同一方向に並列して延びる音叉型の平面形状を有する板状部材である。一対の励振電極１２、１３それぞれは、例えばＡｌ（アルミニウム）やＡｕ（金）などの導電材料で形成されており、水晶片１１の一面に形成されている。そして、励振電極１２は、水晶片１１の一面において基部２１から腕部２２にわたって形成されている。また、励振電極１３は、水晶片１１の一面において基部２１から腕部２３にわたって形成されている。
【００１７】
バンプ電極１４は、基部２１の一面に形成されており、上記励振電極１２、１３に電気的に接続された状態に設けられている。バンプ電極１４は、図１及び図３に示すように、凹部を有する突起状の樹脂コア部（樹脂突起部）２４と、樹脂コア部２４の表面に形成された一対の導電膜（被覆膜）２５、２６とを備えている。
【００１８】
導電膜２５、２６は、例えばスパッタ法などによる成膜後にパターニングすることで形成されている。本実施形態では、スパッタ法によって形成したＡｕ／Ｃｒ層をパターニングすることで励振電極１２、１３と連続して形成されており、励振電極１２、１３と導通している。すなわち、水晶振動子パッケージ２は、バンプ電極１４を水晶振動子１と容器３との電気的接点として利用している。
【００１９】
なお、導電膜２５、２６は、例えばＡｕ（金）、ＴｉＷ（チタン／タングステン）、Ｃｕ（銅）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ、Ｗ、ＮｉＶ（ニッケル／バナジウム）、Ａｌ、Ｐｄ（パラジウム）、鉛フリーハンダなどの金属や合金、これらの単層、或いは複数種を積層したもので形成してもよい。
【００２０】
図２に示すように、樹脂コア部２４は、平面視略、丸形状から構成されており、樹脂コア部２４を覆う導電膜２５、２６もそれぞれ丸形状となっている。また、樹脂コア部２４は、後述するようにフォトリソグラフィ技術やエッチング技術によって樹脂材料を円環形状にパターニングした後、樹脂パターンを半融解または融解させることで断面形状が凹部を有する略半円状とされている。
【００２１】
樹脂コア部２４は上述のように導電膜２５、２６により覆われることから種々の樹脂材料を用いることができ、例えばポリイミド樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの感光性絶縁樹脂や熱硬化性絶縁樹脂で形成されている（本実施形態では、エポキシ樹脂を用いた）。
【００２２】
さらに、基部２１の一面における上記樹脂コア部２４（バンプ電極１４）の凹部には接着材１５が設けられている。接着材１５は、図１に示されるように、導電膜２５、２６を上記接続電極３３、３４に導電接触させた状態で水晶振動子１を容器本体３１に実装（接着）可能となっている。水晶振動子１は、図１に示されるように基部２１が容器３に支持された片持ち支持構造となっている。
【００２３】
接着部１５は、少なくとも表面に接着性を有する材料であれば種々のものを用いることができ、具体的に本実施形態においては、上記樹脂コア部を形成後、フォトリソ工程及びエッチング工程により形成している。なお、接着材１５は、接着材として機能しない樹脂の表面に接着性を有する接着層を別途形成することで構成してもよい。
【００２４】
上記容器３は、容器本体３１と、容器本体３１を覆う蓋体３２とを備えている。容器本体３１は、ほぼ箱状に形成されており、例えばセラミックスなどの絶縁材料で形成されている。そして、容器本体３１の底部の上面には、接続電極３３、３４が形成されている。また、容器本体３１の底部の下面には、回路基板（図示略）などに実装する際の端子電極３５、３６が形成されている。接続電極３３、３４それぞれは、例えばＷ膜上に形成されたＮｉめっき層上にＡｕ膜を積層することで構成されており、容器本体３１に形成された配線（図示略）を介して端子電極３５、３６それぞれに接続されている。蓋体３２は、容器本体３１と同様に、例えばセラミックスなどの絶縁材料で形成されている。そして、蓋体３２は、容器本体３１の開口部にロウ付けなどにより接合されており、容器本体３１との間に形成される空間内に水晶振動子１を封止する。
【００２５】
上述したように本実施形態に係る水晶振動子パッケージ２は、バンプ電極１４を電気的接点として用い、接着材１５により良好な導通状態を保持するとともに水晶振動子１を容器３上に実装することができる。樹脂コア部２４は導電膜２５、２６によって覆われているため、樹脂コア部２４から発生するアウトガスが水晶振動子１（水晶片１１）の振動特性を低下させるといった不具合を防止できる。さらに、接着材１５は図１に示したように導電膜２５，２６が接続電極に密着した状態となる。すなわち、接着材１５はバンプ電極１４により周囲が囲まれることで密閉状態とされる。これにより、接着材１５から発生するアウトガスが水晶振動子１（水晶片１１）の振動特性を低下させるといった不具合を防止できる。
【００２６】
このように本実施形態に係る水晶振動子パッケージ２によれば、樹脂材料から発生するアウトガスに起因する水晶振動子１（電子部品）の特性の低下を防止することができ、信頼性の高いものを提供できる。また、樹脂コア部２４及び接着材１５はいずれも弾性を有しているため、外部からの衝撃が加わった場合でもバンプ電極１４及び接続電極３３、３４における導通部への付加を軽減することができ、優れた導通信頼性を得ることができる。また、フォトリソグラフィ技術によりバンプ電極を作製することができるため、従来の導電ペーストより電極を小型化することができる。
【００２７】
本発明の電子部品の製造方法の一実施形態として、上記水晶振動子パッケージ２（水晶振動子１）を製造する工程について説明する。本実施形態では、上記バンプ電極１４及び接着部１５を形成する工程に特徴を有している。そのため、以下ではバンプ電極１４及び接着部１５を製造する方法を中心に説明する。
【００２８】
まず、図５（ａ）に示すように、水晶片１１の一面にスピンコート法により感光性樹脂材料５０を塗布する。具体的に本実施形態では、後述の接着工程において接着材としての機能を有するエポキシ樹脂を塗布した。
続いて、露光及び現像工程を行う。具体的には、図５（ｂ）に示すように、上記樹脂コア部２４を円環形状の樹脂パターンＰ１対応する開口が形成されたフォトマスクＭを用いる。
【００２９】
このようなフォトマスクＭを用いて露光処理及び現像処理を行うことで、図５（ｃ）に示すように、水晶片１１上には円環形状の樹脂パターンＰ１が形成される。
【００３０】
続いて、図５（ｄ）に示すように、樹脂パターンを加熱させ、融解させることにより凹部を有する半円状の樹脂コア部２４を形成する。加熱方法としては種々の方法を例示することができ、本実施形態では、例えば水晶振動子１を加熱炉内に入れることで加熱処理を行った。
【００３１】
このとき、円環形状の樹脂パターンは融解するに従い、円環の中心部は部分的に繋がり、外周部は半円形状になることにより中心部に凹部を有する半円形状の樹脂コア部２４が形成される。
【００３２】
このようにして樹脂コア部２４を形成した後、水晶片１１上に励振電極１２、１３を構成する形成する。励振電極１２、１３は、例えばスパッタ法によりＡｕ／Ｃｒ層を成膜した後、所望の形状にパターニングする。具体的には、樹脂コア部２４を覆った状態にするとともに接着部１５を露出させるようにＡｕ／Ｃｒ層をパターニングする。これにより励振電極１２、１３及び樹脂コア部２４を覆う導電膜２５，２６を形成することができる。このように本実施形態においては、励振電極１２、１３の一部によって導電膜２５、２６を形成することで、製造プロセスを簡略化することができる。この後、凹部にフォトリソ法または印刷法により接着材１５を形成する。
以上の工程により、励振電極１２、１３の接続部に樹脂コア部２４、接着材１５を備えた水晶振動子１が製造できる。
【００３３】
次に、水晶振動子１の実装方法について、図１および図４を参照しながら説明する。ここで、図４は水晶振動子１の容器３への実装時におけるバンプ電極１４を示す断面図である。まず、水晶振動子１に設けられたバンプ電極１４及び接着部１５を容器本体３１に形成された接続電極３３、３４に対して接触、押圧させる（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）。なお、水晶振動子１の実装は加熱しながら行われる。
【００３４】
このとき、導電膜２５及び接続電極３３と導電膜２６及び接続電極３４とが、それぞれ導電接触する。また、接着部１５を硬化させる。よって、接着部１５は、導電膜２５及び接続電極３３と導電膜２６及び接続電極３４とのそれぞれの接触状態を保持することができる。
【００３５】
以上のようにして、水晶振動子１を容器本体３１内に実装する。その後、容器本体３１と蓋体３２とを接合して水晶振動子１を封止する。このようにして、水晶振動子パッケージ２が形成される。このとき、樹脂コア部２４は導電膜２５、２６によって覆われているため、樹脂コア部２４から発生するアウトガスが水晶振動子１（水晶片１１）の振動特性を低下させることが防止される。さらに、接着材１５はバンプ電極１４により周囲が囲まれることで図４（ｂ）に示すように密閉状態となっており、接着部１５から発生するアウトガスが水晶振動子１（水晶片１１）の振動特性を低下させることが防止される。このようにして形成される水晶振動子パッケージ２によれば、樹脂材料から発生するアウトガスに起因する水晶振動子１の特性の低下を防止することで信頼性の高いものとなる。また、水晶振動子１と容器本体３１との接続部分に例えば落下衝撃などの衝撃が加わった際、樹脂コア部２４が弾性変形してこの衝撃を吸収する。
【００３６】
なお、本発明は上記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内において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、音叉型水晶振動子パッケージに本発明を適用した例を示したが、ＡＴ型水晶振動子パッケージや振動型ジャイロセンサー等の電子部品においても適用可能である。また、上記実施形態では、接着材１５が平面視円形形状のものとしたが、矩形状に形成してもよい。また、本発明では、水晶振動子１にバンプ電極１４を形成したが、容器本体３１にバンプ電極１４を形成しても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１…水晶振動子（電子部品）、２…水晶振動子パッケージ（電子部品の実装構造体）、３…容器（基材）、１１…水晶片（機能片）、１２，１３…励振電極、１５…接着材、２４…樹脂コア（樹脂突起部）、２５，２６…導電膜（被覆膜、導電部）、３３，３４…接続電極。
【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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