(57)【要約】【課題】実装基板上に圧電デバイス等の電子部品とＩＣ部品とを並置した表面実装型の電子部品ユニットにおいて、ＩＣ部品を樹脂被覆する際に樹脂の圧力によってＩＣ部品と接続されたボンディングワイヤが変形することを抑制する。【解決手段】複数の実装基板２を縦横配列にて連設したシート状の実装基板母材２０と、各実装基板上に夫々搭載された電子部品３と、各電子部品と隣接した実装基板面に夫々搭載され且つ該実装基板上の配線パターンとの間をボンディングワイヤ６により接続されたＩＣ部品４と、少なくともボンディングワイヤを含めた各ＩＣ部品を被覆するモールド樹脂５と、を備えた電子部品ユニット母材において、各ＩＣ部品の四方に、夫々電子部品、及び／又は、堰き止め部材が配置されている。【選択図】図２
2009164333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の実装基板を縦横配列にて連設したシート状の実装基板母材と、前記各実装基板上に夫々搭載された電子部品と、前記各電子部品と隣接した実装基板面に夫々搭載され且つ該実装基板上の配線パターンとの間をボンディングワイヤにより接続されたＩＣ部品と、少なくともボンディングワイヤを含めた前記各ＩＣ部品を被覆するモールド樹脂と、を備えた電子部品ユニット母材において、
前記各ＩＣ部品の前後左右方向に、夫々前記電子部品、及び／又は、堰き止め部材が配置されていることを特徴とする電子部品ユニット母材。
【請求項２】
前記堰き止め部材は、前記実装基板母材の外周縁に沿って配置されるダミー電子部品から構成されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品ユニット母材。
【請求項３】
前記堰き止め部材は、前記実装基板母材の外周縁に着脱される外枠から構成されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品ユニット母材。
【請求項４】
前記電子部品は、圧電振動子であり、前記ＩＣ部品は発振回路部品であることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の電子部品ユニット母材。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の電子部品ユニット母材を個片毎に分割したことにより得られたことを特徴とする電子部品ユニット。
【請求項６】
複数の実装基板を縦横配列にて連設したシート状の実装基板母材の各実装基板面上に夫々電子部品を搭載する際に、一つの縦列に属する複数の実装基板上における各電子部品の横方向位置が交互に異なるように搭載する工程と、
前記各電子部品と隣接した前記各実装基板面に夫々ＩＣ部品を搭載し、且つ前記各実装基板上の配線パターンと前記ＩＣ部品との間をワイヤボンディングにより接続する工程と、
前後左右方向のうちの少なくとも一方に前記電子部品が存在しないＩＣ部品がある場合に、該電子部品が存在しない一方に堰き止め部材を配置する工程と、
少なくとも前記各ＩＣ部品をボンディングワイヤと共にモールド樹脂により被覆する工程と、
を備えたことを特徴とする電子部品ユニット母材の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の表面実装型電子部品ユニット母材の製造方法により製造された表面実装型電子部品ユニット母材を個片に切断する工程を備えたことを特徴とする電子部品ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装基板上に並置した電子部品とＩＣ部品上に樹脂を被覆した表面実装型の電子部品ユニットにおいて、樹脂被覆時にＩＣ部品から延びるボンディングワイヤが変形することを防止できる電子部品ユニット母材、電子部品ユニット、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信市場においては、各種電装部品の実装性、保守・取扱性、装置間での部品の共通性等を考慮して、各機能毎に部品群のモジュール化を推進するメーカーが増えている。また、モジュール化に伴って、低背化、小型化、低コスト化も強く求められている。
特に、基準発振回路、ＰＬＬ回路、及びシンセサイザー回路等、機能及びハード構成が確立し、且つ高安定性、高性能化が要求される回路部品に関してモジュール化への傾向が強まっている。更に、これらの部品群をモジュールとしてパッケージ化することによりシールド構造を確立しやすくなるという利点がある。
複数の関連部品をモジュール化、パッケージ化することにより構築される表面実装用の電子デバイスとして、例えば圧電振動子、圧電発振器、ＳＡＷデバイス等を例示することができる。
【０００３】
図４は従来の表面実装型圧電発振器の構成を示す図であり、この圧電発振器は、実装基板１００上に、圧電振動子１０１と、発振回路、及び温度補償回路等を構成する回路素子を固有の集積回路に集積したＩＣ部品１０５と、を並置して搭載した構成を備えており、圧電発振器の低背化を図る上で効果的な構成を備えている。圧電振動子１０１は底部に設けた実装電極１０１ａを実装基板１００の配線パターン１００ａ上に半田接続することにより搭載される。ＩＣ部品１０５は、その底部を実装基板面に固定した後でＩＣ部品外面の各電極と実装基板上の配線パターンとの間をボンディングワイヤ１０６を用いて接続される。
更に、ボンディングワイヤ１０６を含めたＩＣ部品１０５を保護するためにモールド樹脂１０７が被覆形成される（特許文献１、２参照）。モールド樹脂は、ＩＣ部品の表面やボンディングワイヤを埃や腐食から保護したり、耐衝撃性、耐振動性を確保するために被覆される。
【０００４】
このような構成を備えた圧電発振器をバッチ処理により製造する際に従来は個々の搭載部品の実装し易さを優先するために、図５（ａ）に示すように複数の実装基板１００を縦横に配列して大面積のシート化した実装基板母材１１０上に、圧電振動子１０１から成る縦列Ａを所定の横間隔（ＩＣ部品搭載スペース）を隔てて平行に複数列形成し、次いで圧電振動子の縦列Ａの間にＩＣ部品１０５から成る縦列Ｂを配置する。その後、実装基板母材１１０の上面全体に粘度の低い液状のモールド樹脂１０７を流し込み、図示しないスキージ（へら、平板）により樹脂上面を一方向へ均して平坦化する。樹脂の乾燥後に、ダイシングブレードにより個片に切断し、特性検査工程を経て完成する。
図５（ｂ）は、モールド樹脂を塗布する際の状態を示した拡大図であり、ボンディングワイヤ１０６は柔軟で断線し易いため、モールド樹脂が一方向Ｃへ流し込まれる際に樹脂１０７の勢いによって、樹脂の流し込み方向Ｃの下流側に位置するボンディングワイヤ１０６が変形したり、断線しやすくなる。
【０００５】
ＩＣ部品１０５の樹脂流し込み方向Ｃの上流側にＩＣ部品よりも背高の圧電振動子１０１が近接配置されている場合には、上流側のボンディングワイヤ１０６ａは変形しにくい。また、樹脂流し込み方向Ｃの下流側に圧電振動子１０１が近接配置されている場合には下流側のボンディングワイヤ１０６ｂは変形しにくい。
しかし、実装基板母材１１０の最端縁１１０ａに沿った位置にある縦列Ｂ’に含まれる各ＩＣ部品１０５から延びるボンディングワイヤ１０６は実装基板母材１１０の端縁１１０ａから外部へ流出する樹脂流の勢いによって大きく変形したり、個片への切断時に切断され易くなる。また、図５（ａ）に示すＩＣ部品縦列Ｂに対して矢印Ｄ方向から樹脂が流し込まれる場合には、個々のＩＣ部品のボンディングワイヤに対する樹脂圧力を低減したり、基板端縁からの樹脂の流出を妨げる圧電振動子が存在しないために、ＩＣ部品と接続された全てのボンディングワイヤは変形し易く、ショートの危険や基板切断時に断線し易くなる。
【０００６】
以上のように、図５（ａ）に示した実装基板母材上に、圧電振動子の縦列ＡとＩＣ部品の縦列Ｂを交互に配列した場合には、縦横どの方向から樹脂を流し込んだとしても、少なくとも一部のＩＣ部品と接続されたボンディングワイヤが樹脂からの圧力によって変形し易くなるという問題があった。また、実装基板面積の小型化により、ワイヤと実装基板端縁との間の距離が短くなり、ワイヤが僅かに外側へ変形しているだけでも基板切断時に断線し易くなる。
また、樹脂を流し込んだ後に行われる図示しないスキージによる一方向への均し作業において加わる圧力によって樹脂内部に埋設されたワイヤが変形する虞もある。
特開２０００−３１３２４（特許文献３）公報には、実装基板上に圧電振動子とＩＣ部品を並置し、且つＩＣ部品とボンディングワイヤを樹脂被覆した発振器において、ＩＣ部品の外周を包囲する環状の半田堤を実装基板上に形成することにより、ポッティングにより充填した樹脂の基板外流出を防止した構成が開示されている。しかし、数mm角の実装基板上に搭載される個々のＩＣ部品の外周に微細な半田堤を形成する作業は生産性を低下させる虞がある。また、圧電振動子をも樹脂被覆することにより発振器全体の強度、耐久性を高めようとした場合には対応が難しくなるという問題がある。
【０００７】
特許文献２には、実装基板上にＳＡＷフィルタと半導体チップとを並置した状態で両者を樹脂被覆した圧電デバイスにおいて、半導体チップと基板とを接続するボンディングワイヤの変形を防止するために樹脂の材質を選定する旨が記載されている。しかし、樹脂の流動性、その他の特性をいかに選定したとしても、樹脂を流し込む際の圧力によってボンディングワイヤの変形を低減することは難しい。
【特許文献１】特開２００７−１７３４３１公報
【特許文献２】特開２００４−９５６３３公報
【特許文献３】特開２０００−３１３２４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように実装基板上に圧電デバイス等の電子部品と、ワイヤボンディングされたＩＣ部品とを並置し、且つ少なくともＩＣ部品を樹脂被覆した従来の表面実装型の電子部品ユニットにおいては、ＩＣ部品上に流動性のある樹脂を流し込んだり、スキージにより整形する際に生じる圧力によってボンディングワイヤが変形して周辺部品とショートしたり、実装基板の切断時に断線するという不具合があった。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、実装基板上に圧電デバイス等の電子部品とＩＣ部品とを並置した表面実装型の電子部品ユニットにおいて、ＩＣ部品を樹脂被覆する際に樹脂の圧力によってＩＣ部品と接続されたボンディングワイヤが変形することを抑制することができる電子部品ユニット母材、電子部品ユニット、及びそ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】
上記目的を達成するため、本発明の電子部品ユニット母材は、複数の実装基板を縦横配列にて連設したシート状の実装基板母材と、前記各実装基板上に夫々搭載された電子部品と、前記各電子部品と隣接した実装基板面に夫々搭載され且つ該実装基板上の配線パターンとの間をボンディングワイヤにより接続されたＩＣ部品と、少なくともボンディングワイヤを含めた前記各ＩＣ部品を被覆するモールド樹脂と、を備えた電子部品ユニット母材において、前記各ＩＣ部品の前後左右方向に、夫々前記電子部品、及び／又は、堰き止め部材が配置されていることを特徴とする。
ボンディングワイヤにより実装基板と接続されたＩＣ部品の四方に電子部品を配置して堰き止め用の壁としたので、モールド樹脂を実装基板母材上に流し込んだ際に樹脂が壁に当たって樹脂圧力が低減されるので、樹脂圧力によってワイヤが変形しなくなる。即ち、モールド樹脂がＩＣ部品の回りに形成された空間に充填されて外部に流出しないので、ワイヤが流されることによる変形が防止される。
本発明の電子部品ユニット母材では、前記堰き止め部材は、前記実装基板母材の外周縁に沿って配置されるダミー電子部品から構成されることを特徴とする。
本発明の電子部品ユニット母材では、前記堰き止め部材は、前記実装基板母材の外周縁に着脱される外枠から構成されることを特徴とする。
本発明の電子部品ユニット母材は、前記電子部品は、圧電振動子であり、前記ＩＣ部品は発振回路部品であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電子部品ユニットは、前記電子部品ユニット母材を個片毎に分割したことにより得られたことを特徴とする。
本発明の電子部品ユニット母材の製造方法は、複数の実装基板を縦横配列にて連設したシート状の実装基板母材の各実装基板面上に夫々電子部品を搭載する際に、一つの縦列に属する複数の実装基板上における各電子部品の横方向位置が交互に異なるように搭載する工程と、前記各電子部品と隣接した前記各実装基板面に夫々ＩＣ部品を搭載し、且つ前記各実装基板上の配線パターンと前記ＩＣ部品との間をワイヤボンディングにより接続する工程と、前後左右方向のうちの少なくとも一方に前記電子部品が存在しないＩＣ部品がある場合に、該電子部品が存在しない一方に堰き止め部材を配置する工程と、少なくとも前記各ＩＣ部品をボンディングワイヤと共にモールド樹脂により被覆する工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明の電子部品ユニットの製造方法は、前記表面実装型電子部品ユニット母材の製造方法により製造された表面実装型電子部品ユニット母材を個片に切断する工程を備えたことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る電子部品ユニット母材としての圧電発振器母材ユニットを用いて製造される圧電発振器（電子部品）の構成を示す正面縦断面及び平面図（モールド樹脂を省略）であり、ここでは水晶発振器を一例として説明する。
表面実装型の水晶発振器１は、実装基板２上に、パッケージ化された水晶振動子（圧電振動子＝電子部品）３と、発振回路、温度補償回路等を構成するワンチップのＩＣ部品４を並置すると共に、水晶振動子３とＩＣ部品４をモールド樹脂５により被覆した構成を備えている。
実装基板２は、絶縁基板１０と、絶縁基板１０底部に設けた実装電極１１と、絶縁基板上面に設けた配線パターン（ランド）１２、１３と、実装電極１１と各配線パターン１２、１３とを接続する図示しない接続導体と、を備える。
水晶振動子３は、パッケージ内に図示しない水晶振動素子（水晶基板上に励振電極を形成した構成）を収納した構成を備え、水晶振動素子の励振電極と導通した底部端子３ａを配線パターン１２上に半田接続している。
ＩＣ部品４は、実装基板２の所定位置に固定された状態で、ボンディングワイヤ６によって電極４ａとランド１３との間を接続されている。
【００１２】
次に、図２（ａ）及び（ｂ）は本発明に係る電子部品ユニット母材としての水晶発振器母材ユニット（圧電発振器母材ユニット）の構成を示す平面図、及び正面図である。
水晶発振器母材ユニット（電子部品ユニット母材）２０は、同一構造を備えた複数の実装基板２を縦横配列にて連設したシート状の実装基板母材２１と、各実装基板２上に夫々搭載された水晶振動子（電子部品）３と、各水晶振動子３と隣接した実装基板面に夫々搭載され且つ実装基板２上の配線パターン１３との間をボンディングワイヤ６により接続されたＩＣ部品４と、少なくともボンディングワイヤ６を含めた各ＩＣ部品４を被覆するモールド樹脂５と、を備えている。
この実施形態に係る水晶発振器においては、モールド樹脂５は、ボンディングワイヤ６を含むＩＣ部品４と、水晶振動子３の外面全体を被覆しているが、ボンディングワイヤ６を含むＩＣ部品４のみを樹脂で被覆するようにしてもよい。
【００１３】
本発明の水晶発振器母材ユニット２０は、各ＩＣ部品４の四方（縦横方向位置）に、夫々水晶振動子３、或いはダミー水晶振動子（堰き止め部材）２５が配置されるようにレイアウトした構成が特徴的である。
個々の実装基板２上では、ＩＣ部品４は、水晶振動子３の一側方に隣接配置されるが、水晶発振器母材ユニット２０上では各ＩＣ部品４の四方（前後左右方向）を水晶振動子３、及びダミー水晶振動子２５によって包囲するために、実装基板２の縦列Ｌ内では、各実装基板上における水晶振動子３とＩＣ部品４の横方向位置が左右交互に入れ替わった配置となっている。また、実装基板２の横列Ｓ内では各実装基板上における水晶振動子３とＩＣ部品４の位置関係は同一となっている。
【００１４】
ダミー水晶振動子２５は、水晶振動子３を実装基板母材２１の端縁に沿って連設されたダミー実装基板２Ａ上に搭載したものである。この結果、実装基板母材２１の端縁２１ａに沿って搭載されたＩＣ部品４は、３個の水晶振動子３と一個のダミー水晶振動子２５によって四方を包囲された状態となっており、それ以外の内側に位置するＩＣ部品４は４個の水晶振動子３により四方を包囲された状態となっている。
なお、ダミー水晶振動子２５に代えて、樹脂の堰き止めのみを目的とした任意の材質から成る堰き止め部材をダミー実装基板２Ａ上に搭載してもよいし、ダミー実装基板２Ａの自体に堰き止め部材として機能する突起を設けても良い。
【００１５】
このように実装基板母材上に搭載された全てのＩＣ部品４は、その四方を水晶振動子３、ダミー水晶振動子（堰き止め部材）２５、或いは他の堰き止め部材によって包囲された状態となっている。このため、縦横いずれの方向から流動性を有した液状の樹脂を流し込んだとしても、樹脂は水晶振動子３等により四方を包囲された凹所内に充填され、この凹所内に配置されたＩＣ部品４を被覆する。特に、凹所内に注入された樹脂流が樹脂の充填方向下流側へ流出する量が下流側に位置する背高の水晶振動子３等の存在によって大幅に制限されるため、ボンディングワイヤ６を下流側へ押し出す圧力が激減し、ボンディングワイヤの変形が防止される。
なお、図２において矢印Ｅで示す縦方向、或いは矢印Ｆで示す横方向から樹脂を注入する場合には、各注入方向Ｅ、Ｆの上流側に位置するダミー水晶振動子２５Ａは省略することができる。ＩＣ部品４の下流側に堰き止め部材として機能する水晶振動子３があればボンディングワイヤの変形を防止するのに十分だからである。
【００１６】
上記の如き構成を備えた水晶発振器母材ユニット２０を製造する手順は以下の通りである。
まず、同一構造を備えた複数の実装基板２を縦横配列にて連設したシート状の実装基板母材２１の各実装基板面上に夫々水晶振動子（電子部品）３を搭載する工程を実施する。この際、実装基板２の縦列Ｌ上では、水晶振動子の横方向位置が交互に異なるように搭載する。
次に、各水晶振動子３と隣接した各実装基板面に夫々ＩＣ部品４を搭載し、且つ各実装基板上の配線パターン１３とＩＣ部品の電極４ａとの間をボンディングワイヤ６により接続する。実装基板の縦列Ｌ上において、各水晶振動子３の横方向位置が交互に異なっている結果として、ＩＣ部品４を搭載するためのスペースも交互に異なっている。従って、搭載を完了した各ＩＣ部品４の横方向位置は、縦列Ｌ内において交互に異なっている。
この結果、実装基板母材２１の端縁２１ａに沿って配置されたＩＣ部品４を除いた内側に位置する全てのＩＣ部品４はその四方を水晶振動子３によって包囲された状態となっている。
【００１７】
また、四方のうちの少なくとも一方に水晶振動子３が存在しないＩＣ部品４がある場合には、水晶振動子３が存在しない側方位置にダミー水晶振動子２５、或いはその他の堰き止め部材を配置する。具体的には、実装基板母材２１の端縁２１ａに沿って配置されたＩＣ部品４は三方を水晶振動子３によって包囲されているが、残りの一方には水晶振動子３が存在しない。そこで、実装基板母材２１の端縁２１ａに沿ってダミー実装基板２Ａの列を形成し、端縁に位置するＩＣ部品４の包囲されていない一方を包囲するようにダミー水晶振動子２５、或いは他の堰き止め部材を対応するダミー実装基板上に配置する。
次いで、少なくとも各ＩＣ部品４をボンディングワイヤ６と共にモールド樹脂により被覆する工程を実施し、モールド樹脂の上面をスキージにより平坦化してから該モールド樹脂を乾燥させる。
最後に、各実装基板間の境界線、及び実装基板母材２１の端縁２１ａに沿って夫々切断することにより水晶発振器の個片を得る。
【００１８】
以上のように本発明の実装基板母材ユニットにあっては、各実装基板２上のＩＣ部品４の四方（縦横方向）を水晶振動子３、或いはダミー水晶振動子２５、又は他の堰き止め部材によって包囲した構成としたので、縦横何れの方向から樹脂を流し込んだとしても、各ＩＣ部品の下流側には常に背高の水晶振動子等が存在するために、下流側のボンディングワイヤが樹脂の圧力によって変形することが防止される。
従って、ボンディングワイヤが他の導体部分に接触してショートしたり、実装基板間の境界線に沿って水晶発振器母材ユニット２０を水晶発振器の個片に切断した際に断線するという不具合がなくなる。
【００１９】
次に、図３（ａ）及び（ｂ）は本発明の実装基板母材ユニットの製造工程において使用する外枠（堰き止め部材）の構成及び使用方法を示す斜視図、及び縦断面図である。
本実施形態においては、実装基板母材２１の最外端縁２１ｂに沿って矩形環状の外枠（堰き止め部材）３０の内壁が密着するように組み付けることによって、実装基板母材上面に樹脂を流し込んだ際のボンディングワイヤの変形を防止するようにしている。
外枠３０は、実装基板母材２１の外周縁に対して密着して組み付け可能な内周形状を有し、且つ着脱可能に構成されている。また、図示のように外枠３０を組み付けた状態において、実装基板母材２１上に搭載された水晶振動子３よりも上方に突出するように外枠３０の厚みを設定する。
このように構成することにより、端縁２１ａに沿って配置されるＩＣ部品４の開放された外側に沿った位置に外枠３０が存在することとなり、樹脂を何れの方向から流し込んだとしても、流し込み方向下流側に位置する外枠によって樹脂の流出が防止されるため、ＩＣ部品の下流側に位置するボンディングワイヤが変形することが防止される。更に、外枠３０により実装基板母材２１の外周縁に沿って均一に樹脂を行き渡らせることができるので、外周縁に位置するＩＣ部品を確実に樹脂モールドすることができる。
【００２０】
なお、樹脂を流し込む方向の上流側に外枠が存在しなくてもよい場合もあるので、その場合には上流側の外枠部分だけを除去した構成（コ字状）としてもよい。
なお、上記実施形態では、圧電発振器の代表例として水晶発振器を例示したが、本発明は圧電材料から成る圧電振動素子を使用した発振器に適用できる。
また、上記実施形態では、ＩＣ部品４のみならず水晶振動子３をも樹脂により埋没させたが、ＩＣ部品４のみを樹脂被覆するタイプにも本発明は適用することができる。
また、電子部品３として水晶振動子を例示し、ＩＣ部品として発振回路等を集積化したワンチップの半導体チップを例示したが、これも一例に過ぎず、本発明は背高の電子部品と、ワイヤボンディングされるＩＣ部品と、から成る電子部品ユニット一般に適用することができる。なお、電子部品は、ボンディングワイヤのループよりも背高であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る電子部品ユニット母材としての圧電発振器母材ユニットを用いて製造される圧電発振器（電子部品）の構成を示す正面縦断面及び平面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明に係る電子部品ユニット母材としての水晶発振器母材ユニット（圧電発振器母材ユニット）の構成を示す平面図、及び正面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実装基板母材ユニットの製造工程において使用する外枠（堰き止め部材）の構成及び使用方法を示す斜視図、及び縦断面図である。
【図４】従来の表面実装型圧電発振器の構成を示す図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は圧電発振器をバッチ処理により製造する際に従来使用していた水晶発振器母材ユニットの平面図、及び要部説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…水晶発振器、２…実装基板、２Ａ…ダミー実装基板、３…水晶振動子（電子部品）、３ａ…底部端子、４…ＩＣ部品、４ａ…電極、５…モールド樹脂、６…ボンディングワイヤ、１０…絶縁基板、１１…実装電極、１２、１３…配線パターン、２０…水晶発振器母材ユニット、２１…実装基板母材、２１ａ…端縁、２５…ダミー水晶振動子、３０…外枠
【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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