(57)【要約】【課題】可動片を備える素子基板を実装した電子部品において、外部からのガスや水分の侵入を防止して耐久性、信頼性を高めること。【解決手段】本発明は、一方面に可動片１１が形成された素子基板１０と、素子基板１０を実装する支持基板２０と、支持基板２０に素子基板１０が実装された状態で、少なくとも素子基板１０の可動片が形成されていない他方面側を覆う封止樹脂３とを備える電子部品１である。また、本発明は、一方面に可動片１１が形成された素子基板１０を、その一方面を支持基板２０側に向けてフェースダウン実装する工程と、支持基板２０に素子基板１０が実装された状態で、少なくとも素子基板１０の可動片１１が形成されていない他方面側を封止樹脂３で覆う工程とを備える電子部品１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】
一方面に可動片が形成された素子基板と、
前記素子基板を実装する支持基板と、
前記支持基板に前記素子基板が実装された状態で、少なくとも前記素子基板の前記可動片が形成されていない他方面側を覆う封止樹脂と
を備えることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記封止樹脂は、前記素子基板の周辺全体を覆うよう設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項３】
前記支持基板に前記素子基板が実装された状態で、前記素子基板の周辺を覆うように配置されるシールド部を備えており、
前記シールド部と前記素子基板との間に前記封止樹脂が充填されている
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項４】
前記支持基板に凹部が設けられており、この凹部内に前記素子基板の可動片が配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項５】
前記凹部の内壁に前記シールド部が取り付けられている
ことを特徴とする請求項４記載の電子部品。
【請求項６】
前記支持基板に枠が取り付けられており、この枠内に前記素子基板が配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項７】
前記封止樹脂で覆われた前記素子基板を前記支持基板との間で挟み込むよう配置される他の支持基板を備えている
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項８】
前記素子基板の一方面には前記可動片を中空状態で覆う蓋が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項９】
一方面に可動片が形成された素子基板を、その一方面を支持基板側に向けてフェースダウン実装する工程と、
前記支持基板に前記素子基板が実装された状態で、少なくとも前記素子基板の前記可動片が形成されていない他方面側を封止樹脂で覆う工程と
を備えることを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項１０】
前記素子基板をフェースダウン実装する工程では、前記支持基板に予め設けられた凹部内に前記素子基板の可動片を配置するよう実装する
ことを特徴とする請求項９記載の電子部品の製造方法。
【請求項１１】
前記封止樹脂で覆われた前記素子基板を前記支持基板との間で挟み込むよう他の支持基板を配置する工程を備える
ことを特徴とする請求項９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、素子基板に可動片が形成され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】
ＩＣチップやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）の実装方法、さらなる小型化の実現において、中空構造が求められている。例えば、スイッチや周波数フィルタなどに利用されるＭＥＭＳでは、フォトリソグラフィ等の半導体製造技術によって可動片となる電極を形成しているため、可動片の周辺は中空空間に保つ必要がある。したがって、可動片の周囲をガラスキャップ等で覆い、内部を中空にしたパッケージが採用される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４３８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、例えばＭＥＭＳの可動片が駆動してスイッチとして機能する場合など、構造上、ＭＥＭＳの可動部周辺を真空もしくは不活性ガス雰囲気に保つ必要がある。つまり、Out gasの発生や外部からの水分浸入などにより、ＭＥＭＳの可動部の信頼性に問題が生じる恐れがあるからである。しかしながら、さらに真空を保つべく支持基板としてセラミック材などを用いると、高コスト・高温処理が必要であり、かつ、実装性などの問題点が生じる。また、実装時のリフロー時の加熱により、気密部の残留物が膨張して破裂の可能性があるという問題も生じている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、一方面に可動片が形成された素子基板と、素子基板を実装する支持基板と、支持基板に素子基板が実装された状態で、少なくとも素子基板の可動片が形成されていない他方面側を覆う封止樹脂とを備える電子部品である。
【０００６】
また、本発明は、一方面に可動片が形成された素子基板を、その一方面を支持基板側に向けてフェースダウン実装する工程と、支持基板に素子基板が実装された状態で、少なくとも素子基板の可動片が形成されていない他方面側を封止樹脂で覆う工程とを備える電子部品の製造方法である。
【０００７】
このような本発明では、可動片が形成された素子基板を支持基板に実装した状態で、少なくとも素子基板の可動片が形成に形成されていない面側が封止樹脂で覆われていることから、素子基板の可動片が形成されていない面側から素子基板の可動片へのOut gasや水分の侵入を防止できるようになる。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、本発明によれば、ＭＥＭＳ等の可動片を備える素子のさらなる小型化の実装を実現する上で、耐久性、耐熱性等の信頼性の高い中空構造を容易に実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る電子部品を説明する模式断面図である。すなわち、この電子部品１は、一方面に可動片１１が形成された素子基板１０と、この素子基板１０を実装する支持基板２０と、支持基板２０に素子基板１０が実装された状態で、少なくとも素子基板１０の可動片１１が形成されていない他方面側を覆う封止樹脂３とを備えている。なお、図１に示す電子部品１では、素子基板１０の周辺全体を封止樹脂３で覆う構造となっている。
【００１０】
素子基板１０に形成された可動片１１は、周囲を中空空間に保つためのガラス等のキャップ１２が被せられている。このような可動片１１が形成されている素子基板１０は、支持基板２０に可動片１１を下側にしたフェースダウン実装によって接続されている。接続はバンプＢを介して行われ、支持基板２０に形成された配線パターンＰと導通状態となっている。
【００１１】
支持基板２０の素子基板１０が実装された周辺には中間基板３０が設けられている。中間基板３０には、必要に応じて配線パターンＰや上下基板間を導通させるスルーホールＨが設けられている。また、中間基板３０の高さは素子基板１０の実装高さよりも高くなっており、封止樹脂３で素子基板１０の全体を覆うための土手としても利用される。
【００１２】
中間基板３０で囲まれた素子基板１０は封止樹脂３で埋め込まれる状態となっている。この際、素子基板１０の可動片１１はガラス等のキャップ１２によって中空空間が保持され、内部での可動が確保されている。
【００１３】
また、封止樹脂３で素子基板１０が埋め込まれた状態で、中間基板３０の上には他の支持基板４０が搭載され、下側の支持基板２０との間で素子基板１０を挟み込む構造となっている。さらに、このような素子基板１０の埋め込み構造において、素子基板１０の周辺となる中間基板３０の内壁および他の支持基板４０の下面にはシールド部４が形成されている。すなわち、シールド部４は素子基板１０の可動片１１が形成されていない他方面側を囲む状態で設けられている。シールド部４は銅や金のめっきによって形成され、中間基板３０や他の支持基板４０から封止樹脂３内へ水分等が侵入することを防止できようになっている。なお、シールド部４は電気的に接地して電磁シールドとしても利用してもよい。
【００１４】
このように、素子基板１０の周辺における少なくとも可動片１１が形成されていない側が封止樹脂３で覆われていることにより、周辺基板からのOut gasや外部からの水分が素子基板１０に侵入し、可動片１１の動作に影響を与えてしまうことを防止できるようになる。特に、素子基板１０が組み込まれた多層基板に他の部品をリフローによって実装する場合、素子基板１０が封止樹脂３で埋め込まれていることで耐熱性を向上でき、リフロー後の動作信頼性を高めることができる。
【００１５】
次に、この電子部品１の製造方法を説明する。図２は、電子部品の製造方法を順に説明する模式断面図である。先ず、半導体基板（例えば、シリコン）を用いた半導体製造技術を用いて可動片１１を形成し、素子基板１０を製造する。また、素子基板１０の可動片１１を覆うようにガラス等のキャップ１２を設けておき、可動片１１の可動空間を確保しておく。キャップ１２の接続は、スタッド金バンプ＋はんだなどの接合を用いることができる。その後、図２（ａ）に示すように、素子基板１０をバンプＢによって支持基板２０にフェースダウン実装する。
【００１６】
次いで、図２（ｂ）に示すように、フェースダウン実装した素子基板１０の周辺に中間基板３０を配置して素子基板１０を囲み、この囲みの中に封止樹脂３を充填する。封止樹脂３としては、熱硬化性樹脂や紫外線照射硬化型樹脂などを用いる。中間基板３０は素子基板１０の実装高さよりも高くなっているため、囲みの中に封止樹脂３を充填することで、素子基板１０の全体を封入できるようになる。
【００１７】
ここで、封止樹脂３による素子基板１０の封入は、中間基板３０を支持基板２０に図示しない接着剤によって加熱接着する前に行うことが望ましい。つまり、素子基板１０を封止樹脂３で封入した後、加熱によって中間基板３０の接着を行えば、この接着の際の加熱に対する耐性を高めることができる。
【００１８】
次に、図２（ｃ）に示すように、封止樹脂３で覆われた素子基板１０の上に他の支持基板４０を載置して、下側の支持基板２０との間で素子基板１０を挟み込みようにする。これにより、素子基板１０は積層した基板の間に封止樹脂３を介して埋め込まれる構造となり、主として有機材料から成る周辺基板から発生するOut gasの侵入、さらには外部からの水分の浸入を防ぐことができるようになる。また、中間基板３０と上側の支持基板４０とに予め設けられたシールド部４によって素子基板１０の周辺を囲むことができ、これらの基板から封止樹脂３へ水分等が侵入することを防止できるようになる。
【００１９】
次に、本実施形態の他の例を説明する。図３は、他の実施形態に係る電子部品を説明する模式断面図である。この電子部品１は、一方面に可動片１１が形成された素子基板１０、素子基板１０を実装する支持基板２０、支持基板２０に素子基板１０が実装された状態で、少なくとも素子基板１０の可動片１１が形成されていない他方面側を覆う封止樹脂３、中間基板３０および他の支持基板４０を備えている点で先に説明した図１に示す電子部品と同様であるが、素子基板１０を支持基板２０にフェースダウン実装するにあたり、予め支持基板２０に凹部２１を設けておき、この凹部２１に合わせて可動片１１が配置されるよう装着している点で相違する。
【００２０】
つまり、この電子部品１では、図１に示す電子部品におけるキャップ１２を設けない代わりに、支持基板２０の凹部２１で可動片１１の中空空間を確保する構造であり、キャップ１２が不要となるとともに、全体高さを低くすることが可能となる。また、支持基板２０の凹部２１の内壁にシールド部４を設けておくことで、支持基板２０側からの水分浸入を防止できるようになる。
【００２１】
なお、電子部品１の全体高さを問題としない場合や、可動片１１に対する高い信頼性を得るために、図１に示すようなキャップ１２を設けた状態で凹部２１に向けたフェースダウン実装を行ってもよい。
【００２２】
図４は、図３に示す電子部品の製造方法を説明する模式断面図である。先ず、図４（ａ）に示すように、凹部２１を備えた支持基板２０を用意し、凹部２１の周辺に中間基板３０を設けておく。
【００２３】
次に、図４（ｂ）に示すように、支持基板２０の凹部２１内に素子基板１０の可動片１１を配置するよう素子基板１０のフェースダウン実装を行う。素子基板１０には予め図示しないパッドが設けられており、フェースダウン実装によってこのパッドと支持基板１０の配線パターンＰとが導通する状態となる。
【００２４】
次いで、素子基板１０をフェースダウン実装した状態で、中間基板３０による枠の内側に封止樹脂３を充填する。封止樹脂３としては、先と同様に熱硬化性樹脂や紫外線照射硬化型樹脂などを用いる。中間基板３０は素子基板１０の実装高さよりも高くなっているため、囲みの中に封止樹脂３を充填することで、素子基板１０の少なくとも可動片１１が形成されていない面側を封止樹脂３で覆うことが可能となる。一方、凹部２１側は素子基板１０がフェースダウン実装されることで開口が塞がれる状態となり、凹部２１内に封止樹脂３が侵入せず、可動片１１のための中空空間を保つことができる。
【００２５】
次に、図４（ｄ）に示すように、封止樹脂３で覆われた素子基板１０の上に他の支持基板４０を載置して、下側の支持基板２０との間で素子基板１０を挟み込みようにする。これにより、素子基板１０は積層した基板の間に封止樹脂３を介して埋め込まれる構造となり、周辺基板からのOut gas、外部からの水分の浸入を防ぐことができるようになる。また、支持基板２０の凹部２１の内壁には予めシールド部４が設けられているため、このシールド部４によって素子基板１０の可動片１１側を囲むことができ、支持基板２０から凹部２１内の中空空間へ水分等が侵入することを防止できるようになる。
【００２６】
次に、本実施形態に係る電子部品の他の構成例を説明する。図５〜図７は、本実施形態に係る電子部品の他の構成例を説明する模式断面図である。先ず、図５に示す電子部品１は、支持基板２０にフェースダウン実装された素子基板１０をシールド部４で覆い、シールド部４の内部に封止樹脂３を充填させたものである。すなわち、この電子部品１は、先に示した複数枚の基板を重ね合わせた多層構造ではなく、１枚の支持基板２０に素子基板１０が実装された単層構造となっている。
【００２７】
素子基板１０には先と同様に可動片１１が半導体製造技術等によって形成されており、この可動片１１をキャップ１２で覆うことによりキャップ１２内に中空空間を確保している。素子基板１０は支持基板２０にバンプＢを介してフェースダウン実装され、支持基板２０に設けられた配線パターンＰと導通している。シールド部４は金属キャップから構成され、フェースダウン実装された素子基板１０の上を覆うように支持基板２０と絶縁部材５を介して接続されている。なお、シールド部４を電磁シールドとして用いる場合には、支持基板２０に設けられた接地ラインと導通するように接続すればよい。
【００２８】
シールド部４には図示しない穴が設けられており、この穴からシールド部４の内側へ封止樹脂３を注入できるようになっている。つまり、この電子部品１を製造するには、支持基板２０に素子基板１０をフェースダウン実装した後、素子基板１０を覆う状態にシールド部４を取り付け、その後、シールド部４の穴から内部へ封止樹脂３を注入する。単層基板構造であっても、このような構成によって素子基板１０の少なくとも可動片１１が形成されていない面側に封止樹脂３を充填した電子部品１を構成できる。
【００２９】
図６に示す電子部品１は、支持基板２０にフェースダウン実装された素子基板１０に封止樹脂３でポッティング塗布したものである。すなわち、素子基板１０には先と同様に可動片１１が半導体製造技術等によって形成されており、この可動片１１をキャップ１２で覆うことでキャップ１２内に中空空間を確保している。素子基板１０は支持基板２０にバンプＢを介してフェースダウン実装され、支持基板２０に設けられた配線パターンＰと導通している。この状態で、素子基板１０の上から封止樹脂３をポッティングすることで、素子基板１０を包んで保護している。このような構成によれば、枠やキャップが不要となり、可動片１１を有する素子基板１０を封止樹脂３で簡単に保護することが可能となる。
【００３０】
また、図７に示す電子部品１は、支持基板２０に取り付けられた枠基板３１の枠内に素子基板１０がフェースダウン実装され、この枠内に封止樹脂３を充填させることで素子基板１０の封止を行ったものである。
【００３１】
素子基板１０には先と同様に可動片１１が半導体製造技術等によって形成されており、この可動片１１をキャップ１２で覆うことでキャップ１２内に中空空間を確保している。素子基板１０は支持基板２０にバンプＢを介してフェースダウン実装され、支持基板２０に設けられた配線パターンＰと導通している。素子基板１０の周辺には枠基板３１が支持基板２０に取り付けられている。枠基板３１の高さは素子基板１０の実装高さより高くなっているため、枠内に封止樹脂３を充填することで素子基板１０の少なくとも可動片１１が形成されていない面側に封止樹脂３を充填した電子部品１を構成できる。
【００３２】
図５〜図７に示すいずれの電子部品１の例でも、図１および図３に示す電子部品１の例に比べて部品点数を少なくすることができ、簡素な構成でありながら、封止樹脂３によって周辺基板からのOut gasの侵入や、外部からの水分侵入を防止できる電子部品１を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態に係る電子部品を説明する模式断面図である。
【図２】電子部品の製造方法を順に説明する模式断面図である。
【図３】他の実施形態に係る電子部品を説明する模式断面図である。
【図４】図３に示す電子部品の製造方法を説明する模式断面図である。
【図５】本実施形態に係る電子部品の他の構成例を説明する模式断面図（その１）である。
【図６】本実施形態に係る電子部品の他の構成例を説明する模式断面図（その２）である。
【図７】本実施形態に係る電子部品の他の構成例を説明する模式断面図（その３）である。
【符号の説明】
【００３４】
１…電子部品、３…封止樹脂、４…シールド部、１０…素子基板、１１…可動片、１２…キャップ、２０…支持基板、３０…中間基板、４０…他の支持基板、Ｂ…バンプ、Ｐ…配線パターン
【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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【図６】
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【図７】
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