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技術 中空パッケージ及びその製造方法

出願人 新日本無線株式会社日清紡ホールディングス株式会社日本無線株式会社上田日本無線株式会社
発明者 高村文雄唐澤由光
出願日 2015年11月20日 (5年6ヶ月経過) 出願番号 2015-227248
公開日 2017年6月1日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 2017-098349
状態 特許登録済
技術分野 半導体容器とその封止
主要キーワード アクティブ面 チップ側電極 シート状樹脂 高周波集積回路 気密封止構造 電子部品パッケージ 四角枠 SAW
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年6月1日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

一般的な封止工法を用い、かつ低コスト中空空間が形成されたパッケージ製作できるようにする。

解決手段

ダム形成工程にて、チップ10上に第1ダム14を形成し、かつこの第1ダム14に対向する基板11上の位置に第2ダム16を形成し、フリップチップ接続工程にて、チップ10のバンプ電極13を基板11の電極15にフリップチップ接続した後、樹脂封止工程では、第1ダム14と第2ダム16が向かい合う状態で、チップ10の周囲におけるチップ基板間に封止樹脂21を塗布し、ステップキュア硬化させる。これにより、封止樹脂21が第1ダム14及び第2ダム16で良好にき止められるので、チップ10のアクティブ面に影響を与えない中空空間が形成される。

概要

背景

従来から、SAW(Surface Acoustic Wave)フィルタ高周波集積回路(RF−IC)やMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子等のパッケージでは、その素子のアクティブ面でのメカニカルな動作を確保するため、或いは素子面を保護するために、セラミックパッケージ気密封止構造が採用される。

また、樹脂を用いて封止する場合には、一般的なアンダーフィル樹脂を使うと、アクティブ面に樹脂が触れ特性変動を起ことがあるため、図5の例のような特殊な封止工法によりパッケージを製作することが行われる。

図5に、特許文献1等で提案されている従来の電子部品パッケージの構造が示されており、1は基板、2はチップ、3は基板側電極、4はチップ側電極、5はバンプ、6はシート状樹脂である。この例では、図5(A)に示されるように、基板側電極3とチップ側電極4をバンプ5により接続し、減圧下でチップ2の上から基板1までをシート状樹脂6で覆い、大気圧に戻して加熱・硬化すると、シート状樹脂6が基板1とチップ2との隙間に流入し、図5(B)に示されるように、樹脂60によって全体が封止される。この結果、基板1とチップ2のアクティブ面との間に、中空空間8が形成される。

概要

一般的な封止工法を用い、かつ低コストで中空空間が形成されたパッケージを製作できるようにする。ダム形成工程にて、チップ10上に第1ダム14を形成し、かつこの第1ダム14に対向する基板11上の位置に第2ダム16を形成し、フリップチップ接続工程にて、チップ10のバンプ電極13を基板11の電極15にフリップチップ接続した後、樹脂封止工程では、第1ダム14と第2ダム16が向かい合う状態で、チップ10の周囲におけるチップ基板間に封止樹脂21を塗布し、ステップキュアで硬化させる。これにより、封止樹脂21が第1ダム14及び第2ダム16で良好にき止められるので、チップ10のアクティブ面に影響を与えない中空空間が形成される。

目的

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、一般的な封止工法を用い、かつ低コストで中空空間が形成されたパッケージを製作することができる中空パッケージ及びその製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

基板上にチップ電気的に接続され、これらチップと基板との間を中空として全体が樹脂封止される中空パッケージの製造方法において、上記チップ上に第1ダムを形成し、かつこの第1ダムに対向する上記基板上の位置に第2ダムを形成するダム形成工程と、上記第1ダムと第2ダムが向かい合う状態で、上記チップを上記基板にフリップチップ接続するフリップチップ接続工程と、上記チップ−基板間に封止樹脂を塗布し、この封止樹脂が上記第1ダムと第2ダムによりき止められる状態で樹脂硬化させる樹脂封止工程と、を設けたことを特徴とする中空パッケージの製造方法。

請求項2

上記チップが上記基板にフリップチップ接続されたとき、向き合う上記第1ダムと第2ダムとの間に僅かな隙間ができるように、上記第1ダムと第2ダムの合計の高さを設定したことを特徴とする請求項1記載の中空パッケージの製造方法。

請求項3

基板上にチップが電気的に接続され、これらチップと基板との間を中空として全体が樹脂封止される中空パッケージにおいて、上記チップ上に形成された第1ダムと、この第1ダムに対向するように上記基板上に形成された第2ダムを備え、これらの第1ダムと第2ダムが向かい合う状態で、上記チップが上記基板にフリップチップ接続されており、上記チップ−基板間に塗布された封止樹脂は、上記第1ダムと第2ダムが向かい合う間際まで流入した状態で封止されていることを特徴とする中空パッケージ。

技術分野

0001

本発明は中空パッケージ及びその製造方法、特に樹脂封止により回路チップ部の中空構造を確保する中空パッケージ及びその製造方法に関する。

背景技術

0002

従来から、SAW(Surface Acoustic Wave)フィルタ高周波集積回路(RF−IC)やMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子等のパッケージでは、その素子のアクティブ面でのメカニカルな動作を確保するため、或いは素子面を保護するために、セラミックパッケージ気密封止構造が採用される。

0003

また、樹脂を用いて封止する場合には、一般的なアンダーフィル樹脂を使うと、アクティブ面に樹脂が触れ特性変動を起ことがあるため、図5の例のような特殊な封止工法によりパッケージを製作することが行われる。

0004

図5に、特許文献1等で提案されている従来の電子部品パッケージの構造が示されており、1は基板、2はチップ、3は基板側電極、4はチップ側電極、5はバンプ、6はシート状樹脂である。この例では、図5(A)に示されるように、基板側電極3とチップ側電極4をバンプ5により接続し、減圧下でチップ2の上から基板1までをシート状樹脂6で覆い、大気圧に戻して加熱・硬化すると、シート状樹脂6が基板1とチップ2との隙間に流入し、図5(B)に示されるように、樹脂60によって全体が封止される。この結果、基板1とチップ2のアクティブ面との間に、中空空間8が形成される。

先行技術

0005

特開2015−130413号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、従来の中空パッケージにおいては、上述のように、高価なセラミックパッケージを使用して中空構造にする工法や、図5の例のように、減圧下でシート状樹脂6をチップ2の上から被せ、封止樹脂60を形成するという特殊な工法となるため、製造コストが高くなるという問題があった。

0007

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、一般的な封止工法を用い、かつ低コストで中空空間が形成されたパッケージを製作することができる中空パッケージ及びその製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、基板上にチップが電気的に接続され、これらチップと基板との間を中空として全体が樹脂封止される中空パッケージの製造方法において、上記チップ上に第1ダムを形成し、かつこの第1ダムに対向する上記基板上の位置に第2ダムを形成するダム形成工程と、上記第1ダムと第2ダムが向かい合う状態で、上記チップを上記基板にフリップチップ接続するフリップチップ接続工程と、上記チップ−基板間に封止樹脂を塗布し、この封止樹脂が上記第1ダムと第2ダムによりき止められる状態で樹脂硬化させる樹脂封止工程と、を設けたことを特徴とする。
請求項2の発明は、上記チップが上記基板にフリップチップ接続されたとき、向き合う上記第1ダムと第2ダムとの間に僅かな隙間ができるように、上記第1ダムと第2ダムの合計の高さを設定したことを特徴とする。

0009

請求項3の発明は、基板上にチップが電気的に接続され、これらチップと基板との間を中空として全体が樹脂封止される中空パッケージにおいて、上記チップ上に形成された第1ダムと、この第1ダムに対向するように上記基板上に形成された第2ダムを備え、これらの第1ダムと第2ダムが向かい合う状態で、上記チップが上記基板にフリップチップ接続されており、上記チップ−基板間に塗布された封止樹脂は、上記第1ダムと第2ダムが向かい合う間際まで流入した状態で封止されていることを特徴とする。

0010

上記の構成によれば、第1ダムと第2ダムが向かい合うようにして回路チップが基板にフリップチップ接続(バンプ接続)され、この状態で、チップと基板の間に封止樹脂が塗布される。このとき、封止樹脂は、第1ダムと第2ダムによる壁で堰き止められ、この状態で樹脂封止される。即ち、チップが基板にフリップチップ接続されたとき、第1ダムと第2ダムとの間に、僅かな隙間ができる状態にすることが好ましいが、この状態で、封止樹脂は、各ダムのエッジ表面張力によりダム間を越えることはなく、その後の硬化工程により樹脂が硬化されることにより、チップと基板との間に中空空間が形成される。

発明の効果

0011

本発明によれば、封止樹脂を用いた一般的な封止工法によりパッケージの封止ができ、特殊な工法を用いないので、封止が容易となり、かつ低コストで中空パッケージを製作することができるという効果がある。

図面の簡単な説明

0012

本発明の実施例の中空パッケージの製造方法で用いられるチップと基板の構成を示し、図(A)はチップの斜視図、図(B)は基板の斜視図である。
図1のチップを基板にフリップチップ接続したときの状態を示す側面図である。
実施例の中空パッケージの製造方法における封止樹脂の塗布工程を示す斜視図である。
実施例において封止樹脂を塗布したときの状態を示す拡大図である。
従来の中空パッケージの製造方法を示し、図(A)はシート状樹脂を配置したときの図、図(B)は減圧下で加熱し樹脂封止したときの図である。

実施例

0013

図1(A)に、実施例の中空パッケージの製造方法で製作される例えばSAWフィルタ等の回路チップが示され、図1(B)に基板が示されており、図1(A)のチップ10において、13はバンプ電極、14は第1ダムであり、図1(B)の基板11において、15は電極、16は第2ダムである。

0014

実施例の製造方法では、ダム形成工程、フリップチップ接続工程、樹脂封止工程が行われ、まずダム形成工程において、上記チップ10の第1ダム14が、例えばポリイミドを用いてアクティブ領域を囲むように枠状(例えば四角枠状)に形成され、他方の基板11の第2ダム16は、例えばソルダーレジストを用いて、第1ダム14に対向する位置に枠状(四角枠状)に形成される。

0015

ここで、上記のダム14,16は、樹脂等の絶縁性材料ではなく、導電性の材料を用いて形成してもよく、また僅かな突起のようなものでもよく、例えば第1ダム14又は第2ダム16の一方を配線パターンと同様の線状のパターンとしてもよい。また、この枠状の第1ダム14又は第2ダム16は、途中の複数箇所切れているもの、或いは多数の点状体を枠状に並べたもの等でもよく、それらの隙間が隙間部分の表面張力により樹脂を堰き止める間隔となっていれば、どのような形状のものでも適用することができる。

0016

次のフリップチップ接続工程では、図2に示されるように、第1ダム14と第2ダム16が向かい合う状態として、チップ10のバンプ電極13と基板11の電極15がフリップチップ接続される。また、このとき、第1ダム14と第2ダム16との間に、僅かな隙間Sが開く状態となることが好ましい。即ち、第1ダム14の高さと第2ダム16の高さの合計がフリップチップ接続されたときの基板11とチップ10の間の間隔(バンプ電極13と電極15の合計の長さ)よりも小さくなるように設定することで、僅かな隙間Sを持って第1ダム14と第2ダム16とが向かい合うようにし、これによって、確実なフリップチップ接続と、後述の樹脂封止が良好に行われるようにしている。

0017

上記フリップチップ接続工程の後、樹脂封止が行われるが、この樹脂封止工程では、図3に示されるように、チップ10の外周を一周するようにディスペンサ20を移動させ、チップ基板間に封止樹脂21が塗布される。この封止樹脂21としては、比較的チクソ性の高い樹脂を用いることが好ましく、またこの塗布の際は、窒素(N2)置換雰囲気で作業することが望ましい。

0018

図4には、上記封止樹脂21の塗布状態が示されており、封止樹脂21は第1ダム14と第2ダム16まで到達するが、第1ダム14と第2ダム16の両方のエッジ(端面)の表面張力により堰き止められる。そして、この塗布後は、熱硬化を段階的に行うステップキュアにて封止樹脂21を硬化させることにより、中空空間22を形成しかつ第1ダム14と第2ダム16が向かい合う間際まで封止樹脂21が流入した状態で樹脂封止したパッケージが作製される。

0019

なお、上記樹脂封止では、第1ダム14と第2ダム16の先端を角型(直角)のエッジとすることが好ましく、これによりエッジの表面張力、そして樹脂の堰き止め効果を高めることができる。

0020

以上のように、実施例によれば、封止樹脂21が第1ダム14及び第2ダム16で確実に堰き止められるので、チップ10のアクティブ面に樹脂が触れて特性変動等を起こすこともなく、良好な中空空間22が形成される。
また、封止樹脂を用いた一般的な封止工法により中空パッケージの封止が容易にでき、中空パッケージを低コストで製作することが可能となる。

0021

上記実施例では、第1ダム14及び第2ダム16をバンプ電極13及び電極15の内側に設けたが、これらのダム14,16をバンプ電極13及び電極15の外側に配置する構成を採用することも可能である。また、1つのパッケージを制作する場合を説明したが、集合基板に複数のチップを搭載し、この集合基板上でフリップチップ接続及び樹脂封止を行うことで、複数のパッケージを同時に製作することができる。

0022

1,11…基板、 2,10…チップ、
3,4…電極、 5…バンプ、
6…シート状樹脂、 8,22…中空空間、
13…バンプ電極(チップ側)、
15…電極(基板側)、
14…第1ダム、 16…第2ダム、
21…封止樹脂。

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