(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する基板と、
前記主面と対向して配置されるセンサ部を有するチップ部品と、
前記主面と前記チップ部品との間であって、前記主面の平面視で前記チップ部品の縁の位置よりも内側に配置された複数のバンプ電極と、
前記主面と前記チップ部品との間であって、前記主面の平面視で少なくとも前記チップ部品の縁の位置から前記複数のバンプ電極の外側の位置まで設けられたダム部材と、
少なくとも前記ダム部材と前記チップ部品との隙間に設けられたアンダーフィル材と、
を備え、
前記主面と前記センサ部との間であって、前記主面の平面視で前記複数のバンプ電極によって囲まれる領域に空間が設けられており、
前記アンダーフィル材が、前記主面の平面視で前記空間の外側に設けられ、
前記ダム部材と前記チップ部品との隙間は、前記チップ部品の外側から内側にむけて漸増することを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記ダム部材と前記チップ部品との隙間は、前記ダム部材と前記空間との間における前記主面と前記チップ部品との隙間よりも狭い、請求項１記載の電子部品。
【請求項３】
前記主面の平面視で前記ダム部材の外側の端部は前記チップ部品の縁の位置よりも外側に位置する、請求項１または請求項２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記センサ部は、外部から前記空間内に流入した水分量に応じて誘電率が変化する感湿膜を備えた湿度センサを有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項５】
前記センサ部は可動部を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項６】
基板の主面上にダム部材を形成するダム形成工程と、
センサ部が設けられたチップ部品を前記基板上に実装する工程であって、前記センサ部と前記主面とを対向させ、前記センサ部と前記主面との間に空間を設けた状態で、バンプ電極を介して前記チップ部品と前記基板とを接続する実装工程と、
少なくとも前記ダム部材と前記チップ部品との間にアンダーフィル材を充填するフィル充填工程と、
を備え、
前記ダム形成工程では、前記ダム部材を、前記基板と前記チップ部品との間であって、前記主面の平面視で少なくとも前記チップ部品の縁の位置から前記複数のバンプ電極の外側の位置まで設け、
前記ダム形成工程では、前記ダム部材と前記チップ部品との隙間が、前記チップ部品の外側から内側にむけて漸増するように前記ダム部材を形成することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項７】
前記ダム形成工程では、前記ダム部材と前記チップ部品との隙間が、前記ダム部材と前記空間との間における前記主面と前記チップ部品との隙間よりも狭くなるように前記ダム部材を形成する、請求項６に記載の電子部品の製造方法。
【請求項８】
前記ダム形成工程では、前記主面の平面視で前記ダム部材の外側の端部が前記チップ部品の縁の位置よりも外側に位置するように前記ダム部材を形成する、請求項６または請求項７に記載の電子部品の製造方法。
【請求項９】
前記センサ部は、外部から前記空間内に流入した水分量に応じて誘電率が変化する感湿膜を備えた湿度センサを有する、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
【請求項１０】
前記センサ部は可動部を有する、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の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、センサ部を有するチップ部品を備えた電子部品および電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサ部を有するチップ部品を基板に実装する場合、センサ部の機能を損なわないようにセンサ部の周辺に空間を設けた状態で実装する必要がある。例えば、特許文献１においては、半導体素子の各電極端子と基板のパッドとの接続部が存する接続部領域と、接続部領域よりも内方の内方領域とを分割するように、内方領域を取り囲むダムが形成された半導体装置が開示されている。この半導体装置では、ダムによって囲まれる基板の内方領域内に、基板を貫通する複数個の貫通孔が形成されており、封止に用いるアンダーフィル材に気泡が残留しないようにしている。
【０００３】
また、特許文献２においては、基板と対向するセンサチップを備えたセンサアセンブリが開示される。このセンサアセンブリでは、基板とセンサチップとの間にチャンバが設けられる。チャンバはダムによって囲まれており、このダムによってアンダーフィルがチャンバ内に入ることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５１０７０号公報
【特許文献２】米国特許第８７９１５３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ダム部材によってセンサ部周辺の空間を囲むことでアンダーフィル材の空間への侵入をある程度防ぐことはできるものの、アンダーフィル材を塗布する際にアンダーフィル材がダム部材とチップ部品との隙間から内側の空間に向けて漏れ出す可能性がある。特に、粘度の低いアンダーフィル材を用いる場合には毛細管現象によってアンダーフィル材が侵入しやすく、塗布量の制御が難しくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、センサ部の空間へアンダーフィル材が侵入することを確実に防止することができる電子部品および電子部品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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の電子部品は、主面を有する基板と、主面と対向して配置されるセンサ部を有するチップ部品と、主面とチップ部品との間であって、主面の平面視でチップ部品の縁の位置よりも内側に配置された複数のバンプ電極と、主面とチップ部品との間であって、主面の平面視で少なくともチップ部品の縁の位置から複数のバンプ電極の外側の位置まで設けられたダム部材と、少なくともダム部材とチップ部品との隙間に設けられたアンダーフィル材とを備え、主面とセンサ部との間であって、主面の平面視で複数のバンプ電極によって囲まれる領域に空間が設けられ、アンダーフィル材が、主面の平面視で空間の外側に設けられたことを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、ダム部材の端部からセンサ部の空間までの間にダム部材が設けられない領域が構成される。これにより、アンダーフィル材を塗布した際に、ダム部材とチップ部品との間のわずかな隙間を介して侵入するアンダーフィル材は、この領域よりも内側のセンサ部の空間までは到達せず、センサ部の空間へのアンダーフィル材の侵入を防止することができる。
【０００９】
本発明の電子部品において、ダム部材とチップ部品との隙間は、ダム部材と空間との間における主面とチップ部品との隙間よりも狭くなっていてもよい。このような構成によれば、隙間を介して侵入するアンダーフィル材の量を抑制することができるとともに、ダム部材の端部からセンサ部の空間までの間にダム部材が設けられない領域を確実に構成することができる。
【００１０】
本発明の電子部品において、ダム部材とチップ部品との隙間は、チップ部品の外側から内側にむけて漸増するようになっていてもよい。このような構成によれば、ダム部材とチップ部品との隙間のアンダーフィル材の侵入経路において隙間が漸増するため、アンダーフィル材がチップ部品の空間へ到達する前に侵入を防止することができる。
【００１１】
本発明の電子部品において、主面の平面視でダム部材の外側の端部はチップ部品の縁の位置よりも外側に位置していてもよい。このような構成によれば、チップ部品の外側から内側に侵入するアンダーフィル材のセンサ部の空間への到達を防止することができる。
【００１２】
本発明の電子部品において、センサ部は、外部から空間内に流入した水分量に応じて誘電率が変化する感湿膜を備えた湿度センサを有していてもよい。また、本発明の電子部品において、センサ部は可動部を有していてもよい。このような構成によれば、センサ部の湿度センサや可動部が動作する空間を確実に確保することができる。
【００１３】
本発明の電子部品の製造方法は、基板の主面上にダム部材を形成するダム形成工程と、センサ部が設けられたチップ部品を基板上に実装する工程であって、センサ部と主面とを対向させ、センサ部と主面との間に空間を設けた状態で、バンプ電極を介してチップ部品と基板とを接続する実装工程と、少なくともダム部材とチップ部品との間にアンダーフィル材を充填するフィル充填工程と、を備える。ダム形成工程では、ダム部材を、基板とチップ部品との間であって、主面の平面視で少なくともチップ部品の縁の位置から複数のバンプ電極の外側の位置まで設ける。
【００１４】
このような構成によれば、ダム部材の端部からセンサ部の空間までの間にダム部材が設けられない領域が構成される。これにより、フィル充填工程において、ダム部材とチップ部品との間のわずかな隙間を介して侵入するアンダーフィル材は、この領域よりも内側のセンサ部の空間までは到達せず、センサ部の空間へのアンダーフィル材の侵入を防止することができる。
【００１５】
本発明の電子部品の製造方法において、ダム形成工程では、ダム部材とチップ部品との隙間が、ダム部材と空間との間における主面とチップ部品との隙間よりも狭くなるようにダム部材を形成してもよい。このような構成によれば、ダム部材の端部からセンサ部の空間までの間にダム部材が設けられない領域を確実に構成することができる。
【００１６】
本発明の電子部品の製造方法において、ダム形成工程では、ダム部材とチップ部品との隙間が、チップ部品の外側から内側にむけて漸増するようにダム部材を形成してもよい。このような構成によれば、ダム部材とチップ部品との隙間のアンダーフィル材の侵入経路において隙間が漸増するため、アンダーフィル材がチップ部品の空間へ到達する前に侵入を防止することができる。
【００１７】
本発明の電子部品の製造方法において、ダム形成工程では、主面の平面視でダム部材の外側の端部がチップ部品の縁の位置よりも外側に位置するようにダム部材を形成するようにしてもよい。このような構成によれば、フィル充填工程において、チップ部品の外側から内側に侵入するアンダーフィル材のセンサ部の空間への到達を防止することができる。
【００１８】
本発明の電子部品の製造方法において、センサ部は、外部から空間内に流入した水分量に応じて誘電率が変化する感湿膜を備えた湿度センサを有していてもよい。また、本発明の電子部品の製造方法において、センサ部は可動部を有していてもよい。このような構成によれば、センサ部の湿度センサや可動部が動作する空間を確実に確保することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、センサ部の空間へアンダーフィル材が侵入することを確実に防止することができる電子部品および電子部品の製造方法を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、第１実施形態に係る電子部品を例示する模式図である。
【図２】ダム部材の一部を拡大した模式断面図である。
【図３】ダム部材の一部を拡大した模式断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係る電子部品の製造方法を例示する模式断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、変形例を示す模式図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に係る電子部品を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１（ａ）および（ｂ）は、第１実施形態に係る電子部品を例示する模式図である。
図１（ａ）には本実施形態に係る電子部品１の断面図が表され、図１（ｂ）には本実施形態に係る電子部品１の平面図が表される。図１（ａ）の断面図は、図１（ｂ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。説明の便宜上、図１（ｂ）ではチップ部品２０、センサ部２５は二点鎖線で表され、アンダーフィル材５０は省略されている。
図２および図３は、ダム部材の一部を拡大した模式断面図である。
【００２３】
本実施形態に係る電子部品１は、基板１０、チップ部品２０、バンプ電極３０、ダム部材４０およびアンダーフィル材５０を備える。基板１０はチップ部品２０を実装するための基材であり、プリント配線板やセラミックス基板などが用いられる。基板１０は主面１０ａを有する。基板１０の主面１０ａ上にチップ部品２０が実装される。
【００２４】
チップ部品２０は、例えば半導体ウェーハを矩形状に細分した部品である。チップ部品２０には所定の素子や回路が形成されていてもよい。チップ部品２０はセンサ部２５を有する。センサ部２５はチップ部品２０の表面に形成される。
【００２５】
センサ部２５は、センサ部２５の周辺の状態や状態変化を電気信号に変換する機能を有する。センサ部２５は、例えば、周囲の温度、湿度、圧力、磁力などを検出する。センサ部２５は可動部を有していてもよい。センサ部２５は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）である。センサ部２５の可動部には、例えば櫛歯電極や抵抗素子を備えたダイアフラムなどが設けられる。
【００２６】
チップ部品２０は、センサ部２５と基板１０の主面１０ａとの間に空間ＳＰを設けた状態で配置される。すなわち、センサ部２５と主面１０ａとは互いに対向し、両者間には所定の空間ＳＰが設けられる。この空間ＳＰを設けることでセンサ部２５は周辺の状態や状態変化を検知することができる。
【００２７】
バンプ電極３０は、主面１０ａとチップ部品２０との間に設けられる。バンプ電極３０は、チップ部品２０と基板１０のパッド電極（図示せず）との間の電気的な接続とともに、チップ部品２０の機械的な支持のために用いられる。バンプ電極３０は、主面１０ａとチップ部品２０との間であって、主面１０ａの平面視でチップ部品２０の縁の位置よりも内側に複数個配置される。これにより、バンプ電極３０の高さに応じて空間ＳＰの高さが設定される。バンプ電極３０には、例えば金やはんだが用いられる。
【００２８】
ダム部材４０は、主面１０ａとチップ部品２０との間に設けられる。ダム部材４０は、主面１０ａの平面視で少なくともチップ部品２０の縁２０ａの位置から複数のバンプ電極３０の外側の位置まで設けられる。ダム部材４０の外周部分は複数のバンプ電極３０の外側を囲むように設けられる。本実施形態では、ダム部材４０は、チップ部品２０の縁２０ａの外側からバンプ電極３０の内側よりもわずかに手前の位置まで設けられる。
【００２９】
アンダーフィル材５０は、主面１０ａの平面視で空間ＳＰの外側であって、少なくともダム部材４０とチップ部品２０との隙間に設けられる。
【００３０】
このような本実施形態に係る電子部品１においては、ダム部材４０の端部４０ａからセンサ部２５の空間ＳＰまでの間にダム部材４０が設けられない第１領域Ｒ１が構成される。図１に表した例では、チップ部品２０と主面１０ａとの間で、空間ＳＰの外側からダム部材４０の端部４０ａまでの間に空間ＳＰから連続する第１領域Ｒ１が設けられる。このような第１領域Ｒ１が設けられることで、アンダーフィル材５０が空間ＳＰに侵入することを防止することができる。
【００３１】
本実施形態に係る電子部品１では、主面１０ａの平面視でダム部材４０が閉じているため、センサ部２５は外部環境の影響を受けにくくなる。このため、電子部品１で用いられるセンサ部２５としては、検出対象以外の物理量によって検出精度が損なわれやすい検出機能（例えば、磁気や加速度の検出機能）を有するものに好適である。
【００３２】
図２に表したように、本実施形態に係る電子部品１では、ダム部材４０とチップ部品２０との隙間ｄ１が、ダム部材４０と空間ＳＰとの間における主面１０ａとチップ部品２０との隙間ｄ２よりも狭くなっている。これにより、ダム部材４０と空間ＳＰとの間に、空間ＳＰと連続する第１領域Ｒ１が構成される。この第１領域Ｒ１が構成されると、アンダーフィル材５０を塗布する際、ダム部材４０とチップ部品２０との隙間を介して内側に侵入するアンダーフィル材５０は、第１領域Ｒ１で止められることになる。
【００３３】
すなわち、アンダーフィル材５０は、ダム部材４０とチップ部品２０との隙間を毛細管現象によって内側に侵入してくる。しかし、第１領域Ｒ１の部分ではダム部材４０の表面とアンダーフィル材５０との接触角が増加するため（例えば、１８０度以上になるため）、毛細管現象によるアンダーフィル材５０の進行が抑制される。このアンダーフィル材５０の進行の抑制効果は、粘度の低いアンダーフィル材５０ほど顕著である。
【００３４】
図３に表したように、ダム部材４０の空間ＳＰ側の一部に傾斜面４０ｂが設けられていてもよい。傾斜面４０ｂにおいては、ダム部材４０とチップ部品２０との隙間ｄ３が外側から内側にむけて漸増する。このような構成によって、アンダーフィル材５０の侵入経路においてダム部材４０とチップ部品２０との隙間が漸増して、毛細管現象による進行が徐々に弱まり、空間ＳＰへ到達する前にアンダーフィル材５０の侵入を防止することができる。
【００３５】
なお、隙間ｄ３の漸増とは、傾斜面４０ｂや傾斜曲面等によって隙間ｄ３が連続的に増加する場合のほか、階段状の面によって隙間ｄ３が段階的に増加する場合も含まれる。
【００３６】
（電子部品の製造方法）
図４（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係る電子部品の製造方法を例示する模式断面図である。
先ず、図４（ａ）に表したように、基板１０の主面１０ａ上にダム部材４０を形成する（ダム形成工程）。次に、図４（ｂ）に表したように、チップ部品２０のセンサ部２５を主面１０ａに対向させるようにチップ部品２０を基板１０の主面１０ａ上に実装する（実装工程）。ここでは、いわゆるフェースダウン実装である。チップ部品２０または基板１０には予めバンプ電極３０が設けられる。チップ部品２０はバンプ電極３０を介して基板１０に実装される。センサ部２５と主面１０ａとの間には空間ＳＰが構成される。
【００３７】
次に、図４（ｃ）に表したように、アンダーフィル材５０を充填する（フィル充填工程）。アンダーフィル材５０は、例えば熱硬化型樹脂である。アンダーフィル材５０は、硬化前の粘度の低い状態で塗布される。アンダーフィル材５０をチップ部品２０の外側から塗布することで、アンダーフィル材５０はチップ部品２０とダム部材４０との隙間に毛細管現象によって侵入してくる。
【００３８】
本実施形態では、所定量のアンダーフィル材５０を塗布することで、少なくともチップ部品２０とダム部材４０との間にアンダーフィル材５０が充填される。アンダーフィル材５０はチップ部品２０の縁２０ａから外側にはみ出していてもよい。しかし、アンダーフィル材５０はセンサ部２５と主面１０ａとの間にある空間ＳＰには侵入しない。外側から内側に侵入するアンダーフィル材５０は、ダム部材４０と空間ＳＰとの間の第１領域Ｒ１で止まることになり、空間ＳＰまでは侵入しないことになる。なお、アンダーフィル材５０の一部は第１領域Ｒ１にわずかに入り込むことはあり得るものの、空間ＳＰまで達することはない。
【００３９】
アンダーフィル材５０を充填した後は、所定の加熱等によってアンダーフィル材５０を硬化させる。これにより電子部品１が完成する。このような製造方法では、空間ＳＰがアンダーフィル材５０によって埋まることがなく、センサ部２５の機能を損なうことなくアンダーフィル材５０による封止を行うことが可能になる。
【００４０】
（変形例）
図５（ａ）および（ｂ）は、変形例を示す模式図である。
図５（ａ）には変形例に係る電子部品１Ｂの断面図が表され、図５（ｂ）には変形例に係る電子部品１Ｂの平面図が表される。図５（ａ）の断面図は、図５（ｂ）に示すＡ１−Ａ１線の断面図である。説明の便宜上、図５（ｂ）ではチップ部品２０、センサ部２５は二点鎖線で表され、アンダーフィル材５０は省略されている。
【００４１】
変形例に係る電子部品１Ｂでは、ダム部材４０が分割されている。すなわち、主面１０ａの平面視において、ダム部材４０は閉じていない。したがって、空間ＳＰは、ダム部材４０の設けられていない部分で外側空間と連通する状態になる。
【００４２】
このようなダム部材４０を用いた場合には、アンダーフィル材５０はダム部材４０が設けられた部分の外側から充填される。つまり、ダム部材４０が設けられていない部分からアンダーフィル材５０は充填されない。これにより、アンダーフィル材５０が空間ＳＰに侵入することを防止することができる。
【００４３】
変形例に係る電子部品１Ｂでは、ダム部材４０の外側の空間と内側の空間ＳＰとが連通していることから、外部からの湿度や圧力の変化を空間ＳＰ内で検出しやすくなる。したがって、電子部品１Ｂで用いられるセンサ部２５としては、外部環境の変化を精度よく検出したい検出機能を有するものが好適である。そのようなセンサ部２５の具体例として、外部から空間ＳＰ内に流入した水分量に応じて誘電率が変化する感湿膜を備えた湿度センサが挙げられる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の説明を行う。
図６（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に係る電子部品を例示する模式図である。
図６（ａ）には本実施形態に係る電子部品１Ｃの平面図が表される。図６（ｂ）には図６（ａ）に示すＢ−Ｂ線の断面図が表され、図６（ｃ）には図６（ａ）に示すＣ−Ｃ線の断面図が表される。
【００４５】
本実施形態に係る電子部品１Ｃでは、ダム部材４０の内側の端部４０ａがバンプ電極３０の内側よりも空間ＳＰまで位置している。例えば、端部４０ａは空間ＳＰと隣接する位置まで設けられる。本実施形態では、空間ＳＰと連通する第２領域Ｒ２が設けられる。第２領域Ｒ２にはダム部材４０は設けられない。例えば、バンプ電極３０が設けられる部分にはダム部材４０は形成されない。第２領域Ｒ２は、空間ＳＰからバンプ電極３０が設けられる部分まで延びる。
【００４６】
これにより、アンダーフィル材５０を塗布した際、ダム部材４０とチップ部品２０との間のわずかな隙間を介して侵入するアンダーフィル材５０は、第２領域Ｒ２の位置で止められることになる。すなわち、アンダーフィル材５０の侵入を第２領域Ｒ２で止めて、空間ＳＰまで到達させないようにすることができる。
【００４７】
本実施形態に係る電子部品１Ｃでは、空間ＳＰを確保しつつアンダーフィル材５０による封止を行うことができるとともに、空間ＳＰの外側の広い領域をダム部材４０によって囲むことができる。
【００４８】
以上説明したように、実施形態によれば、センサ部２５の空間ＳＰへアンダーフィル材５０が侵入することを確実に防止することができる電子部品１，１Ｂ，１Ｃおよび電子部品１，１Ｂ，１Ｃの製造方法を提供することが可能になる。
【００４９】
なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態に示した例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５０】
１，１Ｂ，１Ｃ…電子部品
１０…基板
１０ａ…主面
２０…チップ部品
２０ａ…縁
２５…センサ部
３０…バンプ電極
４０…ダム部材
４０ａ…端部
４０ｂ…傾斜面
５０…アンダーフィル材
Ｒ１…第１領域
Ｒ２…第２領域
ＳＰ…空間
ｄ１，ｄ２，ｄ３…隙間
【図１】
0006425595.tif 000002
【図２】
0006425595.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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