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JPWO2009090896A1 - 電子部品 - Google Patents

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Abstract

はんだバンプのサイズのバラツキがあっても素子の実装位置のバラツキを小さくすることができ、狭ピッチ化にも容易に対応することができる電子部品を提供する。（ａ）共通基板と、（ｂ）共通基板の一方主面に実装される少なくとも２つの素子１０ａ，１０ｂと、（ｃ）共通基板の一方主面に形成された導電パターン４２であって、素子１０ａ，１０ｂ同士が隣接する方向と同方向に延在しかつ素子１０ａ，１０ｂの端子にそれぞれ対応する位置に形成された複数のランド４４を含む、導電パターン４２と、（ｄ）ランド４４の延在方向に直角方向両側の側縁から離れて、ランド４４の延在方向の両端に隣接して、少なくとも導電パターン４２上に形成された絶縁膜５０と、（ｅ）ランド４４上に配置され、ランド４４と素子１０ａ，１０ｂの端子とを接合するはんだバンプとを備える。

Description

本発明は、電子部品に関し、詳しくは、共通基板上に複数の素子がはんだバンプを介して実装された電子部品に関する。
従来、共通基板上に複数の素子が実装された電子部品が提案されている。
例えば図１０の断面図に示す電子部品は、受信用弾性表面波フィルタ１０２と送信用弾性表面波フィルタ１０３とが、はんだ又は金バンプ１０５で電気的に多層構造セラミック基板１０１に対して接続されている。はんだバンプの場合はリフローで、金バンプの場合は超音波接合で接合される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１９８３２５号公報
はんだバンプを用いる場合、一般には、例えば図９の平面図に示すように、共通基板に形成された導電パターン４２ｘ上に、ソルダーレジストを用いて開口５２ｘを有する絶縁膜５０ｘが形成されており、絶縁膜５０ｘの開口５２ｘから露出する部分の導電パターン４２ｋが、素子１０ａ，１０ｂと接続するための共通基板側のランドとなる。
このように絶縁膜の開口に導電パターンが露出するランドを形成する場合、絶縁膜と導電パターンの位置ずれを考慮し、導電膜は、絶縁膜の開口よりも大きく形成しておく必要がある。そのため、バンプの狭ピッチ化に不利であるとともに、設計上の制約となる。
また、はんだバンプは、リフロー工程により溶けると、絶縁膜の開口内に閉じ込められた状態で濡れ広がり、素子実装高さが低くなるため、はんだバンプのサイズのバラツキの許容範囲は絶縁膜の開口の大きさで決まる。絶縁膜の開口を大きくすると、はんだバンプのサイズのバラツキの許容範囲は大きくなるが、素子の実装位置のバラツキが大きくなる。一方、絶縁膜の開口を小さくすると、素子の実装位置のバラツキは小さくなるが、はんだバンプのサイズのバラツキの許容範囲が小さくなる。
低背化や狭ピッチ化のためバンプサイズが小さくなると、絶縁膜の開口サイズも小さくしなければならない。開口が小さくなると、開口の加工精度を高め、開口の寸法のバラツキも小さくする必要があるため、加工が困難になり、加工コストも増大する。
本発明は、かかる実情に鑑み、はんだバンプのサイズのバラツキがあっても素子の実装位置のバラツキを小さくすることができ、狭ピッチ化にも容易に対応することができる電子部品を提供しようとするものである。
本発明は、以下のように構成した電子部品を提供する。
電子部品は、（ａ）共通基板と、（ｂ）前記共通基板の一方主面に実装される少なくとも２つの素子と、（ｃ）前記共通基板の前記一方主面に形成された導電パターンであって、前記共通基板の前記一方主面に実装される前記素子同士が隣接する方向と同方向に延在しかつ前記共通基板の前記一方主面に実装される前記素子の端子にそれぞれ対応する位置に形成された複数のランドを含む、導電パターンと、（ｄ）前記ランドの延在方向に直角方向両側の側縁から離れて、前記ランドの延在方向の両端に隣接して、少なくとも前記導電パターン上に形成された絶縁膜と、（ｅ）前記ランド上に配置され、前記ランドと前記素子の前記端子とを接合するはんだバンプとを備える。
上記構成において、ランドが延在する方向と、共通基板に実装された素子同士が隣接する方向とは同じ方向である。ランドの延在方向両側には絶縁膜が配置され、ランドの延在方向に直角な方向の両側の側縁から離れて絶縁膜が形成されているため、はんだバンプはリフロー時にランドの延在方向に直角方向両側の空間に回り込むことができる。そのため、はんだバンプの大きさにばらつきがあっても、隣接する素子同士の間隔を一定に保って実装することができる。
上記構成において、導電パターンのうちランドの延在方向両端に隣接する部分を、ランドと同じ幅でランドと同じ方向に延在するように形成しておくことで、絶縁膜とランドとの位置ずれの許容範囲を大きくすることができる。バンプの狭ピッチ化を図る場合、素子同士が隣接する一方向についてのみ絶縁膜の寸法精度を高めればよい。そのため、絶縁膜に開口を設けてランドを形成する場合と比べると、バンプの狭ピッチ化を図る際の設計制約が少なく、製造も容易である。
好ましくは、前記絶縁膜は、前記ランドの前記側縁から所定の間隔を設けて延在し、前記ランドのまわりを囲む。
この場合、素子の搭載位置がずれても、ランドのまわりを囲む絶縁膜の内側にはんだバンプが入っていれば、その後のハンドリングなどの際に素子の位置がさらにずれることがなくなる。
好ましくは、前記絶縁膜と前記ランドの前記側縁との間の間隔は、前記はんだバンプの直径よりも小さい。
この場合、素子の搭載位置がずれても、リフロー工程において、はんだバンプはランドに接するため、セルフアライメントにより正常な位置に素子を実装することができる。
好ましくは、前記導電パターンは、前記ランドが延在する方向と平行に延在するアライメントマーク形成部を含む。前記絶縁膜は、前記アライメントマーク形成部の延在方向両側に間隔を設けて形成されたアライメントマーク端部を含む。前記アライメントマーク形成部のうち、前記アライメントマーク端部に設けられた前記間隔に露出する部分により、アライメントマークが形成される。
この場合、導電パターンと絶縁膜の位置合わせがずれても、ランドとアライメントマークとが同じ方向にほぼ同じ量だけずれるため、素子搭載精度への影響が小さくなる。
好ましくは、前記共通基板の前記一方主面に、前記素子を覆う樹脂をさらに備える。
この場合、複数の素子を備えた電子部品を小型化することが容易である。
好ましくは、前記素子が送信用弾性表面波フィルタと受信用弾性表面波フィルタである。
この場合、小型のデュプレクサを提供することができる。
本発明の電子部品は、はんだバンプのサイズのバラツキがあっても素子の実装位置のバラツキを小さくすることができ、狭ピッチ化にも容易に対応することができる。
電子部品の断面図である。（実施例１） 共通基板の一方主面の平面図である。（実施例１） ランド付近の要部拡大平面図である。（実施例１） 実装位置のＸ，Ｙ方向のばらつきを示すグラフである。（実施例１） アライメントマーク付近の要部拡大断面図である。（実施例２） 共通基板の一方主面の平面図である。（実施例３） ランド付近の要部拡大平面図である。（実施例３） ランド付近の要部拡大断面図である。（実施例３） 共通基板の平面図である。（比較例） 電子部品の断面図である。（従来例）
符号の説明
１０ａ，１０ｂ 素子
１８ はんだバンプ
２０，２０ａ，２０ｂ 支持層
３０ 電子部品
３２ 樹脂
４０ 共通基板
４０ａ 上面（一方主面）
４０ｂ 下面
４２ 導電パターン
４２ａ アライメントマーク形成部
４３ 側縁
４４ ランド
４４ａ アライメントマーク
４４ａ，４４ｔ 側縁
５０ 絶縁膜
５０ａ アライメントマーク端部
５０ｂ 絶縁膜
５３ スリット
５３ａ 間隔
以下、本発明の実施の形態として実施例を、図１〜図７を参照しながら説明する。
＜実施例１＞ 実施例１の電子部品３０について、図１〜図４を参照しながら説明する。
図１の断面図に示すように、実施例１の電子部品３０は、共通基板４０の一方主面である上面４０ａ側に２つの素子１０ａ，１０ｂが実装されている。すなわち、共通基板４０の上面４０ａに形成された導電パターン４２と素子１０ａ，１０ｂとの間は、はんだバンプ１８を介して電気的に接続されている。素子１０ａ，１０ｂのまわりには樹脂３２が配置され、素子１０ａ，１０ｂは樹脂３２で覆われている。共通基板４０の他方主面である下面４０ｂ側には、電子部品３０を他の回路基板等に実装するための外部電極４６が露出している。共通基板４０の内部には、導電パターン４２と外部電極４６との間を電気的に接続するビア導体や内部配線パターンが形成されている。例えば電子部品３０はデュプレクサであり、素子１０ａ，１０ｂとして送信用と受信用の弾性表面波フィルタを共通基板４０に並べて搭載する。
詳しくは図２の平面図及び図３の要部拡大平面図に示すように、共通基板４０の上面４０ａには導電パターン４２が形成され、その上に、斜線を付した絶縁膜５０がソルダーレジストを用いて形成されている。絶縁膜５０にはスリット５３が形成され、導電パターン４２のうちスリット５３から露出する部分によって、はんだバンプ１８と接合されるランド４４が形成されている。ランド４４は、共通基板４０の上面４０ａに実装される素子１０ａ，１０ｂ同士が隣接する方向、すなわちＸ方向（図において左右方向）と同じ方向に延在している。絶縁膜５０のスリット５３は、ランド４４の延在方向（Ｘ方向）に直角方向、すなわちＹ方向に延在しており、絶縁膜５０は、ランド４４のＹ方向両側の側縁４４ｓから離れて形成されている。
このように絶縁膜５０のＹ方向に延在するスリット５３に、Ｘ方向に延在するランド４４が露出していると、素子１０ａ，１０ｂの搭載位置ずれやはんだバンプ１８のサイズのバラツキ等によるはんだの濡れ性の不均一等により、素子１０ａ，１０ｂに位置ずれが生じても、Ｙ方向の位置ずれ量に比べると、Ｘ方向の位置ずれ量は小さくなる。そのため、Ｘ方向に隣接する素子１０ａ，１０ｂ間の間隔を小さく設計できるので、製品の小型化、コスト面に有利である。
また、導電パターン４２と絶縁膜５０の位置合わせ精度が悪くても、ランド４４のピッチが変わらないので、素子１０ａ，１０ｂの実装不良が発生しにくい。
また、絶縁膜５０はランド４４の側縁４４ｓから離れて形成されているため、リフロー工程において、はんだバンプ１８がＹ方向に広がる空間がある。そのため、絶縁間の開口内の閉空間内にはんだバンプが配置される場合と比べると、はんだバンプ１８に応力がかかり難いため、素子１０ａ，１０ｂの接合信頼性が高い。
次に、具体的な作製例について図１及び図２を参照しながら説明する。
素子１０ａ，１０ｂとして、圧電基板１１上に少なくとも1つの振動部及び振動部に接続されている素子配線を有する圧電素子を作製する。中空空間１３を形成するため、振動部にかからないよう支持層１２を形成する。支持層１２には、感光性ポリイミド系樹脂を用いた。支持層１２上にラミネート等によりカバー層１４を形成し、レーザーによりビアホールを形成する。カバー層１４は非感光性エポキシ系樹脂を用いた。その後、電解メッキ(Ｃｕ、Ｎｉ等)にてアンダーバンプメンタル層１７を形成し、表面に酸化防止のためのＡｕ(厚さ０．０５〜０．１μｍ程度)を形成する。アンダーバンプメンタル層１７の直上に、メタルマスクを介して、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ等のはんだペーストを印刷し、はんだペーストが溶解する温度、例えば２６０℃くらいで加熱することで、はんだをアンダーバンプメンタル層１７と固着させ、フラックス洗浄剤によりフラックスを除去し、球状のはんだバンプ１８を形成する。その後、ダイシング等の方法でチップを切り出し、素子の準備が完了する。
共通基板４０については、一般的なプリント配線版製造方法により、表面４０ａにＣｕ箔をエッチングによりパターニングした導電パターン４２を設け、その上にソルダーレジストを用いてフォトリソエッチング法により絶縁膜５０を形成し、導電パターン表面の酸化防止のため無電解メッキにてＮｉ(厚さ３〜６μｍ程度)とＡｕ(厚さ０．０５〜０．１μｍ程度)を形成したプリント配線版を準備する。
プリント配線版表面４０ａの導電パターン４２と絶縁膜５０とにより構成されるランド４４が、図２に示すように、２つの素子１０ａ，１０ｂが隣接する方向、すなわちＸ方向に延在するように、導電パターン４２と絶縁膜５０を形成にする。
次いで、図１及び図２に示すように、プリント配線版表面４０ａのランド４４に素子１０ａ，１０ｂを実装し、その後、樹脂３２で埋め込んだ後に分割して、複数個の電子部品３０を作製した。
図４は、樹脂３２に素子１０ａ，１０ｂを埋め込む前に、素子１０ａ，１０ｂの実装位置を測定した結果、すなわち素子の実装位置のばらつきを示すグラフである。次の表１に、図４の測定値の平均値、標準偏差、最大値、最小値を示す。
Figure 2009090896
図４及び表１から、Ｘ方向の実装位置のばらつきは、Ｙ方向の実装位置のばらつきよりも小さいことが分かる。これは、ランド４４のＸ方向両端には絶縁膜５０が形成されているが、ランド４４のＹ方向両側には絶縁膜５０が形成されていないため、リフロー工程において、はんだバンプ１８は、Ｘ方向よりもＹ方向に、より自由に広がることができるためと考えられる。
＜実施例２＞ 実施例２の電子部品について、図５を参照しながら説明する。
実施例２の電子部品は、実施例１の電子部品３０と同じ構成に、以下の構成を追加している。
すなわち、図５の要部拡大平面図に示すように、導電パターンには、ランドと同様にＸ方向に延在するアライメントマーク形成部４２ａを形成する。絶縁膜には、アライメントマーク形成部４２ａの延在方向両側の上に間隔５３ａを設けてアライメントマーク端部５０ａを形成する。そして、導電パターンのアライメントマーク形成部４２ａのうち、太線６０で示すように、絶縁膜のアライメントマーク端部５０ａの間隔５３ａに露出している部分によってアライメントマーク４４ａを形成する。
導電パターン及び絶縁膜は、アライメントマークを形成するための部分と、ランドを形成するための部分との両方を同時に形成する。
このように、実装時のアライメントマーク４４ａをランドと同じ構成にすると、導電パターンと絶縁膜の相対位置がずれても、ランドとアライメントマークの両方が同じ方向に同じ量だけずれるため、素子搭載精度への影響が小さくなる。
＜実施例３＞ 実施例３の電子部品について、図６〜図８を参照しながら説明する。
実施例３の電子部品は、実施例１の電子部品と略同じ構成である。以下では、実施例１と同じ構成部分には同じ符号を用い、実施例１との相違点を中心に説明する。
実施例１の電子部品では、Ｙ方向に延在する絶縁膜５０が、Ｘ方向に並ぶように形成されており、ランド４４のＹ方向両側には、絶縁膜５０は形成されていない。これに対して、実施例３の電子部品では、図６の平面図及び図６で符号Ａを付した部分の要部拡大平面図である図７に示すように、ランド４４ｂのＹ方向両側にもランド４４ｂの側縁４４ｔから間隔を設けて絶縁膜５０ｂが形成されている。すなわち、ランド４４ｂごとに、ランド４４ｂを囲うように矩形の枠状の絶縁膜５０ｂを形成する
図８の要部拡大断面図に示すように、ランド４４ｂの側縁４３と絶縁膜５０ｂの内面５２との間の間隔（Ｓ）は、はんだバンプ１８の直径（Ｄ）より小さいことが望ましい。Ｓ＜Ｄとすると、素子１０ａ，１０ｂの搭載位置がずれたとしても、絶縁膜５０ｂに囲まれた開口５３ｂ内にはんだバンプが収まれば、絶縁膜５０ｂによりはんだバンプの移動が阻止されるため、ハンドリングなどにより素子の位置が大きくずれることがない。後工程のリフローではんだボールが溶けると、はんだの表面張力によるセルフアライメント作用により、素子１０ａ，１０ｂを正常な位置に実装できる。
＜まとめ＞ 以上に説明したように、素子同士が隣接する方向に延在するランドの延在方向両側に絶縁膜を形成し、はんだバンプを用いて素子を実装すると、はんだバンプのサイズのバラツキがあっても素子の実装位置のバラツキを小さくすることができ、狭ピッチ化にも容易に対応することができる。
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施可能である。

Claims (6)

  1. 共通基板と、
    前記共通基板の一方主面に実装される少なくとも２つの素子と、
    前記共通基板の前記一方主面に形成された導電パターンであって、前記共通基板の前記一方主面に実装される前記素子同士が隣接する方向と同方向に延在しかつ前記共通基板の前記一方主面に実装される前記素子の端子にそれぞれ対応する位置に形成された複数のランドを含む、導電パターンと、
    前記ランドの延在方向に直角な方向の両側の側縁から離れて、前記ランドの延在方向の両端に隣接して、少なくとも前記導電パターン上に形成された絶縁膜と、
    前記ランド上に配置され、前記ランドと前記素子の前記端子とを接合するはんだバンプと、
    を備えたことを特徴とする、電子部品。
  2. 前記絶縁膜は、前記ランドの前記側縁から所定の間隔を設けて延在し、前記ランドのまわりを囲むことを特徴とする、請求項１に記載の電子部品。
  3. 前記絶縁膜と前記ランドの前記側縁との間の間隔は、前記はんだバンプの直径よりも小さいことを特徴とする、請求項２に記載の電子部品。
  4. 前記導電パターンは、前記ランドが延在する方向と平行に延在するアライメントマーク形成部を含み、
    前記絶縁膜は、前記アライメントマーク形成部の延在方向両側に間隔を設けて形成されたアライメントマーク端部を含み、
    前記アライメントマーク形成部のうち、前記アライメントマーク端部に設けられた前記間隔に露出する部分により、アライメントマークが形成され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。
  5. 前記共通基板の前記一方主面に、前記素子を覆う樹脂をさらに備えたことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の圧電デバイス。
  6. 前記素子が送信用弾性表面波フィルタと受信用弾性表面波フィルタであることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の電子部品。
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