專利名稱：電子部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子部件，它包含電子元件和安裝電子元件的基片。
背景技術(shù)：
在近幾年里，包含電子元件和安裝電子元件基片的電子部件的尺寸和高度已大幅度減少了。在這樣的情況下，經(jīng)常應(yīng)用一種工藝，其中，電子元件和基片的預(yù)定表面通過導(dǎo)電塊彼此機械或電氣連接，也就是被稱為倒裝芯片式的工藝。


圖1A和圖1B分別是使用通用倒裝芯片式工藝相關(guān)技術(shù)的電子部件10的不同縱向的橫截面圖。
如圖1A和圖1B所示，電子部件10包含電子元件20和其上安裝電子元件20的基片30。
如圖1A所示，電子元件20的預(yù)定功能表面120被固定，從而朝著特定的方向(圖1A向下)，并且與基片30的預(yù)定安裝面130相對。電子元件20和基片30通過插入它們之間的金屬塊40彼此電氣和機械地連接。另外，如圖1B所示，比如，在半導(dǎo)體器件領(lǐng)域和類似領(lǐng)域中，為了加強連接，有一種眾所周知的方法，在電子元件20和基片30之間填充樹脂90。用于上述目的的樹脂90通常被稱為未充滿。
然而，在電子部件的場合中，其中在諸如聲表面波元件之類的電子元件的功能表面上配有電極等，而且若樹脂粘附于功能表面，就不能充分達到元件的功能，在這種情況下無法施加未充滿。相應(yīng)的，電子元件只通過塊與基片的安裝表面機械連接。如果基于電子元件質(zhì)量的塊的總接觸面積很小，就會產(chǎn)生問題，因為電子元件由于墜落、振動等引起外部機械負載而與塊脫離，電子部件本身的功能也被破壞了。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述的問題，設(shè)計了本發(fā)明。本發(fā)明的一個目的是提供一種電子部件，其中，電子元件和基片可非常牢固地彼此機械連接。
為了達到上述的目的，本發(fā)明的電子部件包含電子元件和安裝電子元件的基片，電子元件和基片彼此通過至少三個塊電氣或機械地連接，其特征是，將同電子元件連接的塊的總連接面積除以電子元件質(zhì)量所得的值，與將同基片連接的塊的總連接面積除以電子元件質(zhì)量所得的值，至少為8.8mm2/g。
如果將同電子元件連接的塊的總連接面積除以電子元件質(zhì)量所得的值，與將同基片連接的塊的總連接面積除以電子元件質(zhì)量所得的值至少為11.6mm2/g，那么是有利的。
另外，本發(fā)明的電子部件較佳地具有這樣的特征，即塊由金或含金的合金作為主要成分制成。
此外，本發(fā)明的電子部件較佳地具有這樣的特征，即電子元件和基片只通過塊彼此機械地連接。
同樣的，在本發(fā)明的電子部件中，電子元件可以是聲表面波元件包含至少一個形成于壓電基片上的IDT電極。
根據(jù)本發(fā)明的電子部件，甚至對于作為包含聲表面波元件電子部件的聲表面波器件，其中不能使用未充滿將電子元件同基片連接，可達到非常牢固的機械連接。
附圖簡述圖1A和圖1B分別是使用通用倒裝芯片式工藝相關(guān)技術(shù)的電子部件的不同縱向的橫截面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的電子部件的立體圖。
圖3是圖2實施例電子部件的縱向橫截面圖。
圖4是作為電子元件例子的聲表面波元件的立體圖，其功能表面位于圖中的上側(cè)。
圖5的表示出將金屬塊的總連接面積除以電子元件質(zhì)量所得的值與墜落測試測得的故障率之間的關(guān)系。
實施本發(fā)明的最佳方式在下文中，將參考圖2至圖4描述本發(fā)明的實施例。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的電子部件1的立體圖。圖3是該實施例電子部件1的縱向橫截面圖。另外，圖4是電子元件2的立體圖，其中在這個例子中是聲表面波元件，其功能表面12，當(dāng)如圖中所示定向時，固定于其上側(cè)。
在該實施例中，電子部件1是表面安裝部分，被安裝至母板上(未顯示)。如圖2、圖3和圖4所示，電子部件1包含電子元件2和基片3。電子元件2，比如，為聲表面波元件，具有至少一個形成于壓電基片的預(yù)定功能表面上的IDT電極?；?由諸如陶瓷材料、樹脂等絕緣材料制成，且具有安裝電子元件2的預(yù)定安裝表面。安裝電子元件2的基片3用蓋子罩住，電子元件2也用蓋子罩住，如圖2、圖3和圖4所示。
如圖4所示，在電子元件2中，該電子元件為聲表面波元件，在聲表面波的預(yù)定功能表面上形成用于傳送和接收聲表面波的IDT(叉指型)電極21和電極墊片22。形成IDT電極21和電極墊片22，從而可獲得預(yù)定的電學(xué)特性。在電極墊片22上形成了金屬塊4，比如由金或含金的合金作為主要成分制成。在該實施例中，如圖4所示，在四個金屬墊片22中的每個金屬墊片上形成一個金屬塊4。為了形成金屬塊，應(yīng)用了公知的導(dǎo)線撞接技術(shù)。
如果形成了總數(shù)為一個或兩個的金屬塊，當(dāng)可能由墜落等引起的機械沖擊加于電子部件1上時，容易有諸如動量之類的力施加給電子部件1。從而，電子部件1的耐沖擊性被破壞。為此，金屬塊4較佳形成的數(shù)目為至少三個。
電極墊片22包含導(dǎo)電電極，每根電極包含作為主要成分的鋁，電極用插于墊片和底層電極之間的接觸金屬(包含作為主要成分的Ti、Ni、NiCr等的薄膜)在底層電極上形成，底層電極通過公知的光刻技術(shù)與IDT電極21同時形成，如圖4所示。
如圖2和圖3所示，在基片3的預(yù)定安裝表面13上配備了內(nèi)部電極終端31，它與金屬塊4連接。此外，在基片3相對安裝表面13的一側(cè)形成了能把電子部件1表面安裝到母板(未顯示)上的外部電極終端32。內(nèi)部電極終端31和外部電極終端32通過形成于基片3側(cè)面的導(dǎo)體彼此電氣連接。在本實施例中，內(nèi)部電極終端31、外部電極終端32和連接這兩個終端的導(dǎo)體包含作為主要成分的W(鎢)，并分別按序在上面鍍上了Ni和Au。
電子元件2，在本例中是聲表面波元件，通過金屬塊4電氣且機械地連接并固定于在基片3的安裝表面13上形成的內(nèi)部電極終端31，比如，通過公知的使用超聲波和加熱的倒裝芯片式連接方法。內(nèi)部電極終端31的表面，用金電鍍，由于金對金的連接，該表面可充分與由金制成或含金的金屬塊連接。應(yīng)該指出的是，由于電子部件2是聲表面波元件，所以不使用未充滿或類似的技術(shù)。
在上述的電子部件1中，將金屬塊4和電子元件2互相連接的總面積除以電子元件2的質(zhì)量所得的值，與將金屬塊4和基片3互相連接的總面積除以電子元件2的質(zhì)量所得的值被設(shè)定在8.8mm2/g。這樣做是因為沒使用未充滿，也就是說，為了使電子元件2和基片3之間的機械連接免受破壞。
在下文中，將參考圖5，對通過墜落測試測得的電子部件1的故障率、將金屬塊4和電子元件2互相連接的總面積除以電子元件2的質(zhì)量所得的值，以及將金屬塊4和基片3互相連接的總面積除以電子元件2的質(zhì)量所得的值之間的關(guān)系作詳細的描述。
圖5的表示出將金屬塊4和電子元件2互相連接的總面積除以電子元件2的質(zhì)量所得的值，與墜落測試測得的故障率之間的關(guān)系。
對于這種墜落測試，準備了100個樣本，每個樣本含作為電子元件2的聲表面波元件LiTaO3，它具有3.52mg的重量，將這些樣本安裝到基片并經(jīng)歷負載墜落測試。測量了故障率。特別地，在進行測試時假設(shè)在可攜電話中使用電子部件。在100g砝碼的上面(也就是，與砝碼墜落時與地接觸的面相對的面)固定一個樣本，電子元件2六個面中的一個待測表面與砝碼上面接觸。樣本可從1.5m高墜落16次。對電子元件2六個面中的每個都有近似為矩形的平行六面體作墜落測試。在這個墜落測試中，與基片3連接的金屬塊4的總連接面積大于與電子元件2連接的金屬塊4的總連接面積。
在該實施例中，與電子元件2連接的金屬塊4的總連接面積和與基片3連接的金屬塊4的總連接面積如下定義。
參看與電子元件2連接的金屬塊4的總連接面積，在倒裝芯片式連接方法中，含金作為主要成分的金屬塊4與在電子元件2上形成的含鋁作為主要成分的電極墊片22進行機械接觸，施加超聲波或熱以引起金和鋁彼此擴散，從而形成金和鋁的合金層。合金層有助于連接。因此，合金層的連接面積作為總的連接面積。為確定總的連接面積，本發(fā)明的電子部件1被浸入鹽酸以溶解含鋁作為主要成分的電極墊片22。從而，含金作為主要成分的金屬塊4與電子元件2分離。對金屬塊4表面的觀察顯示，金是金色的，而包含金和鋁的合金層是灰色的。測量每個金屬塊4上分離前與電極墊片22接觸的表面部分面積以及形成鋁和金合金層部分的面積?？偟拿娣e作為與電子元件2連接的金屬塊4的總連接面積。通過可用來進行計算的顯微鏡測量金屬塊4上鋁和金合金層形成部分的面積。
參看與基片3連接的金屬塊4的總連接面積，基片的連接表面用金電鍍，金屬塊4含金作為主要成分。從而，基片3和金屬塊4通過同一類材料彼此連接。相應(yīng)地，測量每個塊4的接觸面積，總面積作為與基片3連接的金屬塊4的總連接面積。每個塊4的接觸面積通過紅液滲透探傷法或類似的方法測得。根據(jù)紅液滲透探傷法，電子部件被浸入紅墨水，從而使電子部件的表面被染為紅色。接著，金屬塊與基片分離，測量未被染成紅色的基片部分的面積。
如圖5所示，在將連接于電子元件2的金屬塊4的總連接面積除以電子元件2的質(zhì)量所得的值為6.000mm2/g時，由墜落測試獲得的電子部件1的故障率為31％。
另外，在將連接于電子元件2的金屬塊4的總連接面積除以電子元件2的質(zhì)量所得的值為8.000mm2/g時，由墜落測試獲得的電子部件1的故障率為15％。
另一方面，由墜落測試獲得的電子部件1的故障率是低的，即在將連接于電子元件2的金屬塊4的總連接面積除以電子元件2的質(zhì)量所得的值為8.800mm2/g時，故障率為7％。
對于這個8.800mm2/g的值，非常少的例子在墜落少于100次時就失效，比如可攜電話，它的失效在于使用者的粗心。因此，當(dāng)故障率被減到7％，可得出結(jié)論，電子部件1的耐用性在實際使用中基本沒問題。
相應(yīng)地，將連接于電子元件2的金屬塊4的總連接面積除以電子元件2的質(zhì)量所得的值定為8.8mm2/g或更高為較佳。因此，提供高質(zhì)量的電子部件，其可能由墜落引起的故障率是低的。更佳地，將連接于電子元件2的金屬塊4的總連接面積除以電子元件2的質(zhì)量所得的值被設(shè)定在11.6mm2/g或更高。在這種情況下，墜落測試顯示，故障率為0％。在實際中，可能由墜落引起的故障可基本較佳地防止。
應(yīng)該指出的是，這項墜落測試處理這樣的情況，即其中連接于基片3的金屬塊4的總連接面積大于連接于電子部件2的金屬塊4的總連接面積。在連接于電子元件2的金屬塊4的總連接面積大于與基片3接觸的金屬塊4的總接觸面積的情況下可得到類似的結(jié)果。
雖然以上的描述對根據(jù)本發(fā)明一實施例的電子部件的較佳結(jié)構(gòu)和特性作出了詳細的描述，但可以理解的是，本發(fā)明并不受在文中提到的特定例子的限制，尤其是可作出許多修改和變化。
舉例來說，在本實施例中，金屬塊4通過導(dǎo)線撞接方法形成。這個方法并不是限制性的。金屬塊4可通過比如電鍍的方法形成。
另外，在本實施例中，作為電極墊片22結(jié)構(gòu)的例子，可以層壓含鋁作為主要成分的導(dǎo)電材料和接觸金屬。層壓并不是限制性的。電極墊片22可通過光刻技術(shù)與IDT電極21同時形成?？砂葱柽x擇層的數(shù)目。另外，IDT電極21和電極墊片22的配置并不局限于圖4中所示的配置。
在本實施例中，內(nèi)部電極終端31、外部電極終端32以及連接這些電極的導(dǎo)體，每個都有這樣的結(jié)構(gòu)，即其中把鎳和金電鍍到W(鎢)上。這不是限制性的。較佳地，最上一層由金制成，因為金可與由金或含金作為主要成分的合金制成的金屬塊4牢固地連接。
同樣，在本實施例中，倒裝芯片式連接方法應(yīng)用了超聲波和熱?？珊翢o麻煩地施加使用熱或超聲波的倒裝芯片式連接。
此外，在本發(fā)明的這個實施中，作為電子部件1，應(yīng)用了安裝在母板上的表面安裝部件作為例子。這不是限制性的。不用說，可把本發(fā)明應(yīng)用于包含直接安裝在母板上的電子元件的電子部件(未顯示)。
工業(yè)上的實用性根據(jù)本發(fā)明的電子部件，將連接于電子元件的多個金屬塊的總連接面積除以電子元件的質(zhì)量所得的值，和將接觸基片的塊的總接觸面積除以電子元件的質(zhì)量所得的值都被設(shè)定為8.8mm2/g或更高，或較佳為11.6mm2/g或更高。因此，即使對于諸如每個都含聲表面波元件的聲表面波器件之類的電子部件，其中不能使用未充滿法將電子元件和基片連接，可獲得非常牢固的機械連接。
權(quán)利要求
1.一種電子部件(1)，包含電子元件(2)和安裝電子元件(2)的基片(3)，電子元件(2)和基片(3)通過至少三個塊(4)彼此電氣或機械地連接，其特征在于，將連接于電子元件(2)的塊(4)的總連接面積除以電子元件(2)的質(zhì)量所得的值，以及將連接于基片(3)的塊(4)的總連接面積除以電子元件(2)的質(zhì)量所得的值都至少為8.8mm2/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子部件，其特征在于，將連接于電子元件(2)的塊(4)的總連接面積除以電子元件(2)的質(zhì)量所得的值以及將連接于基片(3)的塊(4)的總連接面積除以電子元件(2)的質(zhì)量所得的值都至少為11.6mm2/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電子部件，其特征在于，電子元件(2)和基片(3)只通過塊(4)彼此機械地連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電子部件(1)，其特征在于，塊(4)由金或含金作為主要成分的合金制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電子部件(1)，其特征在于，電子元件(2)是包含至少一個在壓電基片上形成的IDT電極(21)的聲表面波元件。
全文摘要
提供了一種電子部件(1)，它含有電子元件(2)和安裝電子元件(2)的基片(3)，電子元件(2)和基片(3)通過至少三個塊(4)彼此電氣或機械地連接。將連接于電子元件(2)的塊(4)的總連接面積除以電子元件(2)的質(zhì)量所得的值，以及將連接于基片(3)的塊(4)的總連接面積除以電子元件(2)的質(zhì)量所得的值都至少為8.8mm
文檔編號H01L21/60GK1466778SQ01807776
公開日2004年1月7日 申請日期2001年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月30日
發(fā)明者下江一伸, 武田光雄, 雄, 明, 高田俊明, 彥, 高田忠彥 申請人:株式會社村田制作所