(57)【要約】      （修正有）【課題】素子部品が基板部に気密に実装された電子部品用中空パッケージおよび電子部品用中空パッケージを低価格かつ高効率で製造することのできる製造方法を提供する。【解決手段】素子部品１２を実装した基板部４に素子部品を中空構造で覆う一方の面が開口した箱型形状のキャップ材７を結合してなる電子部品用中空パッケージ１であって、キャップ材がキャップ材内面に形成された接着剤層８により基板部と結合されてなる電子部品用中空パッケージおよび基板部に素子部品を多数個実装して素子部品集合体１４となし、素子部品集合体に箱型形状の開口部を多数個形成したキャップ部集合体１５を、キャップ部集合体の内面に形成された接着剤層で結合して電子部品用中空パッケージ集合体１６となし、その後、中空パッケージ集合体を電子部品用中空パッケージの個片に切り分けることを特徴とする電子部品用中空パッケージの製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子部品を実装した基板部に同素子部品を中空構造で覆う一方の面が開口した箱型形状のキャップ材を結合してなる電子部品用中空パッケージであって、前記キャップ材が同キャップ材内面に形成された接着剤層により前記基板部と結合されてなる電子部品用中空パッケージ。
【請求項２】
前記キャップ材が樹脂材料、または樹脂材料を繊維で強化してなる繊維強化型樹脂材料からなる請求項１に記載の電子部品用中空パッケージ。
【請求項３】
前記キャップ材が金属又はセラミックからなる表面層を有する請求項１に記載の電子部品用中空パッケージ。
【請求項４】
前記表面層が蒸着、スパッター、メッキおよびイオンプレーティングのいずれかから形成されてなる請求項２又は３に記載の電子部品用中空パッケージ。
【請求項５】
基板部に素子部品を多数個実装して素子部品集合体となし、同素子部品集合体に箱型形状の開口部を多数個形成したキャップ部集合体を、同キャップ部集合体の内面に形成された接着剤層で結合して電子部品用中空パッケージ集合体となし、その後、同中空パッケージ集合体を電子部品用中空パッケージの個片に切り分けることを特徴とする電子部品用中空パッケージの製造方法。
【請求項６】
前記キャップ材が樹脂材料、または樹脂材料を繊維で強化してなる繊維強化型樹脂材料からなる請求項５に記載の電子部品用中空パッケージの製造方法。
【請求項７】
前記キャップ材が金属又はセラミックからなる表面層を有する請求項５または６に記載の電子部品用中空パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子、ＳＡＷ素子（弾性表面波素子）、振動子、無線モジュール等の素子部品を封止して電子部品とする電子部品用中空パッケージ、ならびに電子部品用中空パッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
素子部品を封止する方法としては、
（ａ）成形用金型を用いて樹脂封止する方法、
（ｂ）素子部品に液状の封止用樹脂を滴下し、または液状の封止用樹脂に素子部品を浸漬する方法、
（ｃ）中空パッケージ内に素子部品を収容する方法
の３種に大別される。
【０００３】
（ａ）の方法については、通常、成形用金型として多くのキャビティーを有するものを用い、キャビティー内に素子部品を配置した状態でタブレット状とした封止用樹脂を加熱、加圧して注入することにより素子部品を封止する。この場合、封止物の外形は成形用金型（キャビティー）により自動的に決定され、所定の外形を有する封止物を効率的に得ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、（ｂ）の方法については、通常、素子部品にノズルから液状の封止用樹脂を滴下し、またはダム等で囲った内側に封止用樹脂を充填し、ここに素子部品を浸漬して封止する。この際、封止用樹脂を滴下するものについては封止物の外形は不定形となり、ダム等で囲むものについてはダム等の配置により封止物の外形が決定される（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
最後に、（ｃ）の方法については、封止用樹脂により直接封止する方法では特性が変化しやすいＳＡＷ素子等の素子部品を封止する場合に好適に適用され、中空パッケージ内に周囲に間隔を設けて素子部品を収容することにより封止する（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
このような中空パッケージは、例えば凹部を有するパッケージ本体と、このパッケージ本体の凹部を覆う蓋体とから構成され、パッケージ本体と蓋体とは単に固定剤で固定される他、パッケージ本体の蓋体側の外壁端部に段差を設け、この段差部分に蓋体を嵌め込むようにして固定剤で固定される（例えば、特許文献４参照）。また、パッケージ本体と蓋体とを固定する固定剤には、低融点ロウ材や有機樹脂系接着剤が用いられる（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１５１５３０号公報
【特許文献２】特開２００２−５７３７２号公報
【特許文献３】特開２００４−１９３８７９号公報
【特許文献４】実開平１−８１０２５号公報
【特許文献５】実開平４−２３３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したような、ＳＡＷ素子等の素子部品を配した基板部と横壁部と蓋部からなり各部品を接着する方法では蓋部を嵌め込む作業が必要となるため、手間がかかり生産性が低下する。また、多数個配列し一度に多数個のパッケージを生産する場合においても部品点数が多く生産性が低下する。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、複数の素子部品が気密に封止された電子部品用中空パッケージ集合体から低価格かつ高効率で製造することのできる電子部品用中空パッケージを提供することを目的としている。また、本発明は、電子部品中空パッケージ集合体を用いた電子部品用中空パッケージ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】
【０００９】
本発明者らは、鋭意検討した結果、電子部品用中空パッケージにおいて、キャップ材をその内面に形成された接着剤層により基板部と結合することによって上記問題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は
（1）素子部品を実装した基板部に同素子部品を中空構造で覆う一方の面が開口した箱型形状のキャップ材を結合してなる電子部品用中空パッケージであって、前記キャップ材が同キャップ材内面に形成された接着剤層により前記基板部と結合されてなる電子部品用中空パッケージ、
（2）前記キャップ材が樹脂材料、または樹脂材料を繊維で強化してなる繊維強化型樹脂材料からなる上記（1）に記載の電子部品用中空パッケージ、
（3）前記キャップ材が金属又はセラミックからなる表面層を有する上記（1）に記載の電子部品用中空パッケージ、
（4）前記表面層が蒸着、スパッター、メッキおよびイオンプレーティングのいずれかから形成されてなる上記（2）又は（3）に記載の電子部品用中空パッケージ、
（5）基板部に素子部品を多数個実装して素子部品集合体となし、同素子部品集合体に箱型形状の開口部を多数個形成したキャップ部集合体を、同キャップ部集合体の内面に形成された接着剤層で結合して電子部品用中空パッケージ集合体となし、その後、同中空パッケージ集合体を電子部品用中空パッケージの個片に切り分けることを特徴とする電子部品用中空パッケージの製造方法、
（6）前記キャップ材が樹脂材料、または樹脂材料を繊維で強化してなる繊維強化型樹脂材料からなる上記（5）に記載の電子部品用中空パッケージの製造方法および
（7）前記キャップ材が金属又はセラミックからなる表面層を有する上記（5）または（6）に記載の電子部品用中空パッケージの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、素子部品が基板部に気密に実装された電子部品用中空パッケージおよび同電子部品用中空パッケージを低価格かつ高効率で製造することのできる製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の電子部品用中空パッケージおよび各部品を示す断面図である。
【図２】本発明の他の電子部品用中空パッケージおよび各部品を示す断面図である。
【図３】電子部品用中空パッケージの製造手順を示す説明図である。
【図４】基板部に複数の素子部品が実装された素子部品集合体を示す外観図である。
【図５】キャップ材集合体を示す外観図である。
【図６】電子部品用中空パッケージ集合体を個片に切り分ける状況を示す図である。
【図７】切り分けられた個々の電子部品用中空パッケージを示す外観図である。
【図８】キャップ部集合体を示す図である。
【図９】比較例１で製造した比較用の電子部品用中空パッケージの各部品を示す断面図である。
【図１０】比較例２で使用した比較用の電子部品用中空パッケージの各部品を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の電子部品用中空パッケージ１の断面を図示したものである。キャップ部３と基板部４により中空パッケージ２が構成されており、キャップ部３を用いて基板部４に実装した素子部５を封入することにより電子部品用中空パッケージ１が得られる。キャップ部３は形状付与、剛性保持を目的としたキャップ材７、素子部品保護の目的で耐湿性、気密性、電磁波シールド性のような耐環境性を付与する表面層６及び接着、気密性を付与することを目的とした接着剤層８より構成されていることが好ましい。中空パッケージ２を用いた本発明の電子部品用中空パッケージ１はキャップ部３、素子部５、基板部４から構成されている。
【００１３】
素子部５は半導体素子、ＳＡＷ素子等の素子部品１２とバンプ１３から構成され、例えばＡｇ等を主成分とする導電性接着剤９によって基板１０に配置された端子１１と電気的に接続されると共に固定されている。
基板部４は、例えば素子部品１２が実装される基板１０と端子１１、導電性接着剤９から構成される。
【００１４】
また、図２は、本発明の他の電子部品用中空パッケージ１を図示したものである。なお、図２については、導電性接着剤９、端子１１の図示を省略している。
本発明の電子部品用中空パッケージ１は、必ずしも図１に示すような単数の素子部品１２を収容するものに限定されず、図２に示すように複数の素子部品１２を収容するものであってもよい。図１または図２に示すような本発明の電子部品用中空パッケージ１は、収容する素子部品１２の形状や個数に応じて、適宜、形状や大きさ等を変更することができる。
【００１５】
キャップ部３を構成するキャップ材７は、例えば樹脂材料若しくは樹脂材料を繊維で強化した繊維強化型樹脂材料からなるものとすることができ、必ずしも限定されるものではないが、価格、強度、加工性等の観点から樹脂材料を繊維で強化した繊維強化型樹脂材料からなるものとすることが好ましく、特に樹脂材料を熱硬化性樹脂とした繊維強化型熱硬化性樹脂材料からなるものとすることが好ましい。
【００１６】
このようなキャップ材７としては、例えば繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸、乾燥させて半硬化状態としたプリプレグを１枚または複数枚重ね合わせて加熱加圧成形したものが挙げられ、このようなものとしては市販されている一般的なガラスエポキシ積層板等を用いることもできる。
【００１７】
キャップ材７を構成する繊維基材としては、例えばガラスクロス、ガラスマット等の無機繊維基材、芳香族ポリアミド繊維、セルロース繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維等の有機繊維基材が挙げられ、これらは単独で、または２種以上を混合して使用することができる。好ましい繊維基材としては、例えばＥガラスクロス、Ｔガラスクロス等が挙げられる。また、キャップ材７を構成する熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
【００１８】
キャップ部３の厚みは、素子部５を封入した場合、中空構造を維持することができると共に、気密性を維持することができる厚みであれば必ずしも制限されるものではなく、通常、０．１〜０．２ｍｍ程度である。
キャップ材７は前記のようなプラスチック製のものが一般的であり、シート状に成形した樹脂組成物を成形して作成する。その材質は熱硬化性樹脂が好ましく、熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられ、中でもエポキシ樹脂が好適なものとして挙げられる。中でも、特にエポキシ樹脂とエポキシ樹脂用硬化剤とを必須成分として含有するエポキシ樹脂組成物が好適なものとして挙げられる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。
このエポキシ樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂用硬化剤としては、ジシアンジアミドとその誘導体、芳香族ジアミン等のアミン系硬化剤、ノボラック型フェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤、アミノ変性ノボラック型フェノール樹脂、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸等の酸無水物硬化剤等ポリビニルフェノール樹脂、有機酸ヒドラジッド、ジアミノマレオニトリルとその誘導体、メラミンとその誘導体、アミンイミド、ポリアミン塩、モレキュラーシーブ、アミン、酸無水物、ポリアミド、イミダゾール等を用いることができる。
また、このとき硬化促進剤を任意で配合することができ、この硬化促進剤としては、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、芳香族アミン、三フッ化ホウ素アミン錯体、トリフェニルホスフィン等を用いることができる。
【００１９】
これらの樹脂組成物は繊維基材にあらかじめ含浸するか繊維基材と同時に成型して一体化することができる。繊維基材としては、例えばガラスクロス、ガラスマット等の無機繊維基材、芳香族ポリアミド繊維、セルロース繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維等の有機繊維基材が挙げられ、これらは単独で、または２種以上を混合して使用することができる。好ましい繊維基材としては、例えば電子部品用途に広く使用されているＥガラスクロス等が挙げられる。
【００２０】
一方、キャップ部３を構成する接着剤層８に使用する接着剤はキャップ部３と基板部４とを確実に結合させることができれば必ずしも制限されるものではない。例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、などがある。例えば、京セラケミカル製のエポキシ樹脂系の接着剤、製品名「ＴＡＦ８８０」等がある。
【００２１】
このようなキャップ材７、または表面層６を施したキャップ材７と接着剤層８とを互いに重ね合わせてエンボスロールやエンボスプレスを用いて加熱下、加圧して接着させるとともに一方の面（接着剤層の面）に箱型形状の開口部を形成させることにより容易にキャップ部３とすることができる。この際、接着剤層８をＢステージ化にすることにより、後で行なわれる基板部４との結合を可能な状態となる。
【００２２】
次に、電子部品用中空パッケージ１の製造方法について説明する。
図３は、電子部品用中空パッケージ１の製造手順を簡単に図示したものである。この製造手順では、まず基板部４に半導体素子やＳＡＷ素子等の素子部５を実装する。その後、前記のような一方の面（接着剤層の面）に箱型形状の開口部を形成したキャップ部３を重ね合わせる。
その後、例えば、凹面を有するエンボスロールや同エンボスプレス機等を用いてキャップ部３における箱型形状の開口部の周縁（基板部と接触する部分）を加熱下、０．５ＭＰａ以下の圧力を加えた加熱加圧処理を行い、接着剤層８を軟化後に硬化させることによりキャップ部３と基板部４とが結合され、電子部品中空パッケージ１を得ることができる。
【００２３】
このように、中空パッケージ２を用いた本発明の電子部品用中空パッケージ１、または、これを用いた製造方法によれば、キャップ部３に接着剤層８が設けられているために、基板部４に素子部５を実装した後、キャップ部３と基板部４を重ね合わせて加熱処理等を行うことで、容易に電子部品中空パッケージ１を製造することができる。
また、表面層６は蒸着、スパッター、メッキ等により皮膜を形成して本発明の電子部品用中空パッケージに耐湿性、気密性、電磁波シールド性のような耐環境性を付与することが出来る。
【００２４】
このように、本発明の電子部品用中空パッケージの製造方法によれば、素子部５が気密に封止された電子部品用中空パッケージを容易に製造することができるため、特にＳＡＷデバイスのようなＳＡＷ素子を中空パッケージ２内に収容する必要があるものに好適に用いることができる。
【００２５】
図４〜７は、電子部品用中空パッケージの多数個一括生産の製造方法を図示したものである。この製造方法によれば、素子部５が実装された複数の電子部品用中空パッケージ、すなわち、電子部品用中空パッケージ集合体１６（図６）を一括して製造するものである。より詳しく説明するならば、上記した基板部４に複数の素子部５が平面状に一体的に実装された素子部品集合体１４（図４）と、やはり上記したような複数のキャップ部が平面状に一体的に形成されたキャップ部集合体１５（図５）とを結合して電子部品用中空パッケージ集合体１６（図６）を製造するものである。
図４に示すように、基板部４に複数の素子部品１２（図１における素子部品１２とバンプ１３）が平面状に一体的に実装されて素子部集合体１４が形成される（図４において、バンプ１３は示されていない）。図４においては、図示を省略したが、基板部４には導電性接着材９及び端子１１が形成されている。
本発明の製造方法では、まず図４に示すように基板部４に素子部５を実装する。次いで、図３に示すように、素子部５が配された基板部４はキャップ部集合体１５と重ね合わせることにより図６に示すような電子部品用中空パッケージ集合体１６を製造することができる。
【００２６】
その後、全体に対して、例えばプレス機やロール機等を用い加熱処理または０．５ＭＰａ以下の圧力を加えた加熱下、加圧処理することにより接着剤層を軟化後に硬化させてキャップ３と基板部４とを接着することにより電子部品１の集合体である電子部品集合体１６を得る。
さらに、この電子部品集合体１６を、図６の破線で示すような位置、すなわち隣接する電子部品１の中間部分で切断し、分離することにより、図７に示すような複数の電子部品用中空パッケージ１を得ることができる。
この製造方法に示すように本発明の中空パッケージ２を用いた電子部品用中空パッケージ１はキャップ部３及び素子部５を配した基板部４がそれぞれ電子部品用中空パッケージ１を製造する最終段階である切断工程まで一体となって形成された物であってもよい。このような素子部品集合体１４、キャップ部集合体１５を用いることで素子部品１２が気密に封止された多数の電子部品用中空パッケージ１を容易かつ効率的に製造することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２８】
（実施例１）
中空パッケージのキャップ材としてエポキシ成形材料（京セラケミカル製：製品名ＫＥ１２５０）をガラスクロス（旭化成製：製品名ＡＳ２１１６）に含浸したプリプレグ（厚さ０．１ｍｍ）を約２３ｍｍ×約２２ｍｍに切断したものを用意した。これに上記した接着剤層（京セラケミカル製のエポキシ樹脂系の接着剤「製品名ＴＦＡ８８０」よりなる層：厚さ０．０２５ｍｍ）をほぼ同じ大きさに切断して重ね合わせ１７５℃の温度で１０ＭＰａの圧力を加えてキャップ材および接着剤層を半硬化状態で接着し、次いで等間隔に複数個の凸部を有するエンボス金型と凹部を有するエンボス金型でプレスして図８に示すような一方の面が箱型形状に開口したキャップ部集合体とした。
一方、基板としては上記プリプレグとほぼ同じ大きさに切断したセラミック製の平板（厚み０．３５ｍｍ）を用意した。この基板に取り付けられた一対の端子に導電性接着剤を用いて素子部品を等間隔に複数個実装した後、個々の同素子部品を上記したキャップ部集合体の個々の中空構造で覆うように重ね合わせて１８０℃の温度で６０分間、０．５ＭＰａの圧力を加えて開口した個々の中空構造の周縁を基板に結合して複数の素子部品からなる素子部品集合体とキャップ部集合体からなる電子部品用中空パッケージ集合体を得た。
その後、回転切削刃を用いて前記電子部品用中空パッケージ集合体を個片に切り分けて、複数の電子部品用中空パッケージを製造した。
【００２９】
（実施例２）
中空パッケージのキャップ材として市販のポリイミド樹脂含浸ガラスクロス（京セラケミカル製：製品名ＴＬＰ５８３）を使用した以外は実施例１と同様に行い、複数の電子部品用中空パッケージを製造した。
【００３０】
（実施例３）
キャップ部集合体の表面層にイオンプレーティング処理により厚さ１μｍの銅および厚さ０．２μｍのニッケル層を形成させた以外は実施例１と同様に行い、複数の電子部品用中空パッケージを製造した。
【００３１】
（比較例１）
中空パッケージの基板として、市販のガラス繊維強化エポキシ積層板（京セラケミカル製ＴＬＢ−５５１、厚さ０．２ｍｍ）を３０ｍｍ×２０ｍｍに切断したものを用意した。一方、中空パッケージのキャップ材として、素子部品を収容するための複数の凹部を有する３０ｍｍ×２０ｍｍのエポキシ樹脂成形品を用意した。このキャップ材の凹部に導電性接着剤を用いて複数の圧電素子（素子部品）を実装して集合体を作製した後、凹部側の縁部に接着剤（スリーボンド社製の２液型エポキシ系接着剤、「２０８２ｃ」）を塗布して前記基板を重ね合わせ、１００℃の温度で６０分間の加熱硬化処理を行い、集合体に基板が結合された比較用の電子部品用中空パッケージ集合体を製造した（図９参照）。
その後、回転切削刃を用いて同比較用の電子部品用中空パッケージ集合体を個片に切り分けて、複数の比較用の電子部品用中空パッケージを製造した。
【００３２】
（比較例２）
ハンダ付けによりＳＵＳ製キャップ材（キャップ部）とメタライズされた基板部が結合されてなる複数の電子部品用中空パッケージを製造した（図１０参照）。
【００３３】
次に、実施例１〜３、比較例１および２の各電子部品用中空パッケージについて下記の特性評価を行った。結果を表１に示す。
［耐熱性］
温度３０℃、相対湿度６０％で１９２時間の吸湿処理を行った後、２４０℃のＩＲリフローを３０秒間行い、各電子部品用中空パッケージにおけるクラックの有無を評価した。なお、評価は、各実施例、比較例の各電子部品用中空パッケージについて１２個ずつ行い、クラックが発生した数で示した。
［耐湿性］
２本のアルミニウム配線を有するシリコン製チップ（テスト用素子）を中空パッケージの内部に実装した実施例１〜３、比較例１、２の電子部品用中空パッケージについて、１２０℃、０．２５ＭＰaの飽和水蒸気中でプレッシャークッカーテスト（ＰＣＴ）を行い、アルミニウムの腐食による断線をショート不良、電流のリークが見られた場合をリーク不良として評価した。なお、それぞれの評価は、各実施例、比較例の電子部品用中空パッケージについて１２個ずつ行い、不良が発生した数（ショート数およびリーク数）で示した。
［生産性］
実施例１〜３および比較例１で得られた各電子部品用中空パッケージならびに比較例２で用いた電子部品用中空パッケージについて時間当りの生産個数および生産コストを測定して下記のように評価した。
○：３０００〜５０００個/時間
×：１０００個/時間以下
【００３４】
【表１】
2011049310.tif 000003
【００３５】
実施例１〜３のように素子部品を基板に等間隔に複数個実装した基板集合体及びキャップ集合体から電子部品用中空パッケージ集合体および電子部品用中空パッケージを容易に製造できることが確認された。特に接着剤層による接着は容易に基板部とキャップ部を結合でき、生産性が向上する。また、耐熱性や耐湿性にも優れるものができることが確認された。
【符号の説明】
【００３６】
１：電子部品用中空パッケージ
２：中空パッケージ
３：キャップ部
４：基板部
５：素子部
６：表面層
７：キャップ材
８：接着剤層
９：導電性接着材
１０：基板
１１：端子
１２：素子部品
１３：バンプ
１４：素子部品集合体
１５：キャップ部集合体
１６：電子部品用中空パッケージ集合体
【図１】
2011049310.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011049310.tif 000008
【図６】
2011049310.tif 000009
【図７】
2011049310.tif 000010
【図８】
2011049310.tif 000011
【図９】
2011049310.tif 000012
【図１０】
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