JP4853142B2 - Micro device module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロデバイスモジュール及びその製造方法に関し、特に、圧電基板上にくし型電極部を有するSAW(Surface Acoustic Wave)素子あるいは機能面に可動部または振動子を持つMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)やF−BAR(Thin Film Bulk Acoustic Wave Resonators)などのマイクロデバイスを内蔵してモジュール化されたマイクロデバイスモジュール及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a micro device module and a manufacturing method thereof, and more particularly, a SAW (Surface Acoustic Wave) element having a comb-shaped electrode portion on a piezoelectric substrate, or a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) having a movable portion or a vibrator on a functional surface. In particular, the present invention relates to a micro device module modularized by incorporating a micro device such as a thin film bulk acoustic wave resonator (F-BAR).
近年の携帯電話をはじめとする携帯用電子機器は、持ち運びに便利なように小型軽量化が進められており、携帯用電子機器に搭載される電子部品も小型軽量化が促進されている。
電子部品の小型化に対しては、1つのデバイスの内部に複数のチップや部品を搭載する、いわゆる高密度実装モジュール化が大変有効であり、様々な研究開発が進められている。
In recent years, portable electronic devices such as mobile phones have been reduced in size and weight so that they can be easily carried, and the reduction in size and weight of electronic components mounted on portable electronic devices has been promoted.
For miniaturization of electronic components, so-called high-density mounting modules in which a plurality of chips and components are mounted inside one device are very effective, and various research and development are underway.
一方、これらの携帯用電子機器に搭載される部品としては、圧電基板上にくし型電極部を有するSAW(Surface Acoustic Wave)素子あるいは機能面に可動部または振動子を持つMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)やF−BAR(Thin Film Bulk Acoustic Wave Resonators)などのマイクロデバイスを内蔵してモジュール化されたマイクロデバイスモジュールも重要な部品であり、小型軽量化が進められている。 On the other hand, as parts mounted on these portable electronic devices, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) having a SAW (Surface Acoustic Wave) element having a comb-shaped electrode portion on a piezoelectric substrate or a movable portion or a vibrator on a functional surface. ) And F-BAR (Thin Film Bulk Acoustic Wave Resonators) and other microdevice modules that are modularized are also important components, and are becoming smaller and lighter.
上記のマイクロデバイスは中空封止構造が必要であり、近年では特に複数のマイクロデバイスを中空封止して搭載する高密度実装型のマイクロデバイスモジュールの開発が重要となってきている。 The above-mentioned microdevice requires a hollow sealing structure, and in recent years, development of a high-density mounting type microdevice module in which a plurality of microdevices are mounted in a hollow seal has become important.
特許文献1及び2は、単体のマイクロデバイスを樹脂シートなどの樹脂層で中空封止する技術を開示している。
しかし、特許文献1及び2の方法では、樹脂シートと基板との接着面積が大きく、しかもこの面積は他の部品を搭載できないので、高密度実装を実現する上では無駄な面積となってしまい、大きな障害となっている。
However, in the methods of
本発明の目的は、機能面に、MEMSやF−BARあるいはSAW素子などの振動子または可動部などを持つマイクロデバイスが組み込まれてモジュール化されたマイクロデバイスモジュールであって、マイクロデバイスを封止する樹脂シートと基板の接着面積を縮小して高密度実装を実現できるマイクロデバイスモジュール及びその製造方法を提供することである。 An object of the present invention is a micro device module in which a micro device having a vibrator or a movable portion such as a MEMS, F-BAR, or SAW element is incorporated into a functional surface, and the micro device is sealed. An object of the present invention is to provide a micro device module capable of realizing high-density mounting by reducing the bonding area between a resin sheet and a substrate to be manufactured and a manufacturing method thereof.
上記の課題を解決するため、本発明のマイクロデバイスモジュールは、モジュール基板と、前記モジュール基板のマイクロデバイスマウント領域に形成された第1電極と、前記モジュール基板の前記マイクロデバイスマウント領域の外部に形成された第2電極と、機能面に可動部または振動子が形成された機能素子と、前記機能面に形成されたバンプとを有し、前記バンプが前記第1電極に接続して、前記機能面が前記モジュール基板に接しないように前記モジュール基板の前記マイクロデバイスマウント領域にマウントされたマイクロデバイスと、前記機能面が封止されて中空部分が構成されるように前記マイクロデバイスの前記機能面を除く面及び前記モジュール基板を被覆して形成され、前記第2電極を露出させる開口部が形成されている、繊維に樹脂を含浸させてなる樹脂含浸シートとを有する。 In order to solve the above problems, a micro device module of the present invention is formed on a module substrate, a first electrode formed in the micro device mounting region of the module substrate, and outside the micro device mounting region of the module substrate. And a functional element having a movable part or vibrator formed on the functional surface, and a bump formed on the functional surface, the bump being connected to the first electrode, A microdevice mounted in the microdevice mounting region of the module substrate so that the surface does not contact the module substrate, and the functional surface of the microdevice so that the functional surface is sealed to form a hollow portion An opening for exposing the second electrode is formed, covering the module substrate and the module substrate. That has a resin-impregnated sheet comprising a resin impregnated with fibers.
上記の本発明のマイクロデバイスモジュールは、モジュール基板のマイクロデバイスマウント領域に第1電極が形成され、モジュール基板のマイクロデバイスマウント領域の外部に第2電極が形成され、機能面に可動部または振動子が形成された機能素子と、機能面に形成されたバンプとを有するマイクロデバイスが、バンプが第1電極に接続して、機能面がモジュール基板に接しないようにモジュール基板のマイクロデバイスマウント領域にマウントされている。
また、機能面が封止されて中空部分が構成されるようにマイクロデバイスの機能面を除く面及びモジュール基板を被覆して、第2電極を露出させる開口部が形成されている、繊維に樹脂を含浸させてなる樹脂含浸シートが形成されている。
In the micro device module of the present invention, the first electrode is formed in the micro device mounting region of the module substrate, the second electrode is formed outside the micro device mounting region of the module substrate, and the movable portion or the vibrator is formed on the functional surface. The micro device having the functional element formed with the bump and the bump formed on the functional surface is connected to the first electrode and the micro device mounting region of the module substrate so that the functional surface does not contact the module substrate. Mounted.
In addition, a resin is applied to the fiber in which an opening for exposing the second electrode is formed so as to cover the surface excluding the functional surface of the microdevice and the module substrate so that the functional surface is sealed to form a hollow portion. A resin-impregnated sheet formed by impregnating with is formed.
また、上記の課題を解決するため、本発明のマイクロデバイスモジュールの製造方法は、マイクロデバイスマウント領域に第1電極が形成され、前記マイクロデバイスマウント領域の外部に第2電極が形成されたモジュール基板の前記マイクロデバイスマウント領域に、機能面に可動部または振動子が形成された機能素子と、前記機能面に形成されたバンプとを有するマイクロデバイスを、前記バンプが前記第1電極に接続し、前記機能面が前記モジュール基板に接しないようにマウントする工程と、繊維に樹脂を含浸させてなる樹脂含浸シートで前記マイクロデバイスの前記機能面を除く面及び前記モジュール基板を被覆し、前記機能面を封止して中空部分を構成する工程と、前記樹脂含浸シートに前記第2電極を露出させる開口部を形成する工程とを有する。 In addition, in order to solve the above-described problem, a method of manufacturing a micro device module according to the present invention includes a module substrate in which a first electrode is formed in a micro device mount region and a second electrode is formed outside the micro device mount region. A microdevice having a functional element having a movable portion or a vibrator formed on a functional surface and a bump formed on the functional surface in the microdevice mount region, and the bump is connected to the first electrode; Mounting the functional surface so as not to contact the module substrate, and covering the surface excluding the functional surface of the microdevice and the module substrate with a resin-impregnated sheet in which fibers are impregnated with resin; Forming a hollow portion and forming an opening for exposing the second electrode to the resin-impregnated sheet And a that process.
上記の本発明のマイクロデバイスモジュールの製造方法は、まず、マイクロデバイスマウント領域に第1電極が形成され、マイクロデバイスマウント領域の外部に第2電極が形成されたモジュール基板を用意する。
次に、モジュール基板のマイクロデバイスマウント領域に、機能面に可動部または振動子が形成された機能素子と、機能面に形成されたバンプとを有するマイクロデバイスを、バンプが第1電極に接続し、機能面がモジュール基板に接しないようにマウントする。
次に、繊維に樹脂を含浸させてなる樹脂含浸シートでマイクロデバイスの機能面を除く面及びモジュール基板を被覆し、機能面を封止して中空部分を構成する。
次に、樹脂含浸シートに第2電極を露出させる開口部を形成する。
In the manufacturing method of the micro device module of the present invention described above, first, a module substrate is prepared in which a first electrode is formed in the micro device mount region and a second electrode is formed outside the micro device mount region.
Next, a micro device having a functional element having a movable portion or a vibrator formed on the functional surface and a bump formed on the functional surface is connected to the first electrode in the micro device mounting region of the module substrate. Mount so that the functional surface does not touch the module substrate.
Next, the surface excluding the functional surface of the microdevice and the module substrate are covered with a resin-impregnated sheet obtained by impregnating the resin with fibers, and the functional surface is sealed to form a hollow portion.
Next, an opening for exposing the second electrode is formed in the resin-impregnated sheet.
本発明のマイクロデバイスモジュールは、機能面に、MEMSやF−BARあるいはSAW素子などの振動子または可動部などを持つマイクロデバイスが組み込まれてモジュール化されたマイクロデバイスモジュールであって、モジュール基板にマウントされたマイクロデバイスを封止する樹脂含浸シートに第2電極を露出させる開口部が形成されており、マイクロデバイスを封止する樹脂シートと基板の接着面積を縮小して高密度実装を実現できる。 The micro device module of the present invention is a micro device module that is modularized by incorporating a micro device having a vibrator or a movable portion such as a MEMS, F-BAR, or SAW element on the functional surface. An opening for exposing the second electrode is formed in the resin-impregnated sheet for sealing the mounted micro device, and the bonding area between the resin sheet for sealing the micro device and the substrate can be reduced to realize high-density mounting. .
また、本発明のマイクロデバイスモジュールの製造方法は、機能面に、MEMSやF−BARあるいはSAW素子などの振動子または可動部などを持つマイクロデバイスが組み込まれてモジュール化されたマイクロデバイスモジュールの製造方法であって、モジュール基板にマウントされたマイクロデバイスを樹脂含浸シートで封止し、この樹脂含浸シートに第2電極を露出させる開口部を形成しており、第2電極にさらなる配線や電子部品を搭載可能となり、マイクロデバイスを封止する樹脂シートと基板の接着面積を縮小して高密度実装を実現できる。 The method of manufacturing a microdevice module according to the present invention is a method of manufacturing a microdevice module that is modularized by incorporating a microdevice having a vibrator or a movable part such as a MEMS, F-BAR, or SAW element on the functional surface. In this method, a micro device mounted on a module substrate is sealed with a resin-impregnated sheet, and an opening for exposing the second electrode is formed in the resin-impregnated sheet, and further wiring and electronic components are formed on the second electrode. Can be mounted, and the high-density mounting can be realized by reducing the bonding area between the resin sheet for sealing the microdevice and the substrate.
以下、本発明の実施形態に係るマイクロデバイスモジュール及びその製造方法について図面を参照して説明する。 Hereinafter, a micro device module and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)は本実施形態に係るマイクロデバイスモジュールの斜視図であり、図1(b)は断面図である。本実施形態に係るマイクロデバイスモジュールは、例えば、SAW素子、MEMSあるいはF−BARなどの可動部または振動子を持つ機能素子を備えたマイクロデバイスがモジュール化されたものである。
例えば0.3mmの樹脂基板などからなるモジュール基板10の一方の面上におけるマイクロデバイスマウント領域R1に第1電極11が形成されており、マイクロデバイスマウント領域の外部の領域R2に第2電極12が形成されている。第1電極11及び第2電極12は、例えば30μmの厚みを有する。
機能面に可動部または振動子が形成された機能素子を有する複数個(例えば3個)のマイクロデバイス(20A,20B,20C)がモジュール基板10のマイクロデバイスマウント領域R1にマウントされている。
FIG. 1A is a perspective view of a micro device module according to this embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view. The micro device module according to the present embodiment is obtained by modularizing a micro device including a functional element having a movable part or a vibrator such as a SAW element, MEMS, or F-BAR.
For example, the
A plurality (for example, three) of micro devices (20A, 20B, 20C) having functional elements having movable portions or vibrators formed on the functional surface are mounted on the micro device mounting region R1 of the
ここで、上記のマイクロデバイスについて説明する。図2は、図1のマイクロデバイスモジュールでモジュール化されているマイクロデバイスの断面図であり、代表的にSAW素子を示しているが、SAW素子、MEMSあるいはF−BARなど、特に限定されるものではない。 Here, the micro device will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of a micro device modularized by the micro device module of FIG. 1, and typically shows a SAW element, but is particularly limited to a SAW element, MEMS, F-BAR, or the like. is not.
図2に示すように、例えば、LiTaO3、LiNbO3、水晶などの圧電基板20の機能面上に、くし型電極21が形成されてSAW素子などの機能素子が構成されている。また、機能素子が形成された機能面において、機能素子などに接続して形成されたアルミニウムなどからなるパッド電極22が形成されており、パッド電極22上にバンプ(突起電極)23が形成されている。さらに、不図示の保護膜などが形成されていてもよい。
上記のSAW素子が形成されたマイクロデバイスは、例えば1×2mm、125μm厚さであり、マイクロデバイスに形成されたバンプ23は例えば径が200μm、高さが60μmのはんだバンプである。
As shown in FIG. 2, for example, a comb-
The micro device on which the SAW element is formed has, for example, 1 × 2 mm and a thickness of 125 μm. The bump 23 formed on the micro device is, for example, a solder bump having a diameter of 200 μm and a height of 60 μm.
図1(b)に示すように、上記のような構成の複数個(例えば3個)のマイクロデバイス(20A,20B,20C)が、バンプが第1電極11に接続し、機能面がモジュール基板10に接しないように、モジュール基板10のマイクロデバイスマウント領域R1にマウントされている。
As shown in FIG. 1B, a plurality of (for example, three) microdevices (20A, 20B, 20C) having the above-described configuration have bumps connected to the
また、マイクロデバイス(20A,20B,20C)の機能面を除く面及びモジュール基板10を被覆して、繊維に樹脂を含浸させてなる樹脂含浸シート30が形成されており、中空部分Vが構成されて、マイクロデバイス(10A,20B,20C)の機能面が封止されている。
ここで、本実施形態においては、モジュール基板10に複数個(例えば3個)のマイクロデバイス(20A,20B,20C)がマウントされているが、樹脂含浸シート30は複数個のマイクロデバイス(20A,20B、20C)を一括で封止するように形成されている。
Further, the surface excluding the functional surface of the microdevice (20A, 20B, 20C) and the
Here, in the present embodiment, a plurality (for example, three) of micro devices (20A, 20B, 20C) are mounted on the
上記の樹脂含浸シート30は、例えば炭素繊維やガラス繊維などの繊維または一方向に引き揃えた繊維にエポキシ樹脂などの各種樹脂を含浸させたものであり、例えば、自身の形状を保つ程度となっているが完全硬化はしておらず、反応性を有している状態(いわゆるB状態)でシート状に成形されたプリプレグを、上記の形状にして封止した後に硬化して得られた膜である。
The resin-impregnated
また、マイクロデバイスマウント領域の外部の領域R2において、樹脂含浸シート30に、第2電極を露出させる開口部Hが形成されており、また、マイクロデバイスマウント領域の外部の領域R2における開口部Hの上方において、枠状基板40がマウントされている。
例えば、枠状基板40は両面に電極(41,42)が形成され、両電極(41,42)を接続するように枠状基板40を貫通する貫通配線43が形成され、さらに一方の電極42側の表面にソルダーレジスト44が形成されて構成されている。
上記の構成の枠状基板40の電極41が、はんだ層45により、開口部Hから露出しているモジュール基板10の第2電極12に接続されている。
Further, in the region R2 outside the micro device mount region, an opening H that exposes the second electrode is formed in the resin-impregnated
For example, the frame-
The
上記のように第2電極12の上層に枠状基板40の配線が第2電極12に接続して形成されている構成のほか、第2電極12に電子部品が搭載されている構成とすることもできる。また、配線が形成され、さらに電子部品が搭載されている構成とすることもできる。
In addition to the configuration in which the wiring of the frame-
また、モジュール基板のマイクロデバイスがマウントされた面の裏面には、裏面電極13などが形成され、モジュール基板10を貫通する貫通配線14により、第2電極12と裏面電極13などが接続されている。また、裏面電極13が形成された領域を除いて、ソルダーレジスト15が形成されている。裏面電極13は、例えば30μmの厚みを有する。
Further, a
また、モジュール基板10のマイクロデバイス(20A,20B,20C)がマウントされた面の裏面に、他の電子部品(50,51)がマウントされていてもよい。
例えば、リードフレームでパッケージ化された電子部品50のリード50aが裏面電極13に接続されている構成、あるいは電子部品51の端子51aが直接裏面電極13に接続された構成などとすることができる。
Also, other electronic components (50, 51) may be mounted on the back surface of the surface of the
For example, the
上記の樹脂含浸シート30で封止された中空部分Vは、例えば、真空、減圧、還元雰囲気、あるいは不活性ガス雰囲気に保持されている。
一般に、SAW素子、MEMSあるいはF−BARなどのマイクロデバイスは、素子が厚い保護膜などで被服される構成とはなっていないので、素子の耐久性及び信頼性を高めるために上記の各雰囲気に保持することが好ましい。
The hollow portion V sealed with the resin impregnated
In general, microdevices such as SAW elements, MEMS, and F-BARs are not configured to be covered with a thick protective film or the like. Therefore, in order to increase the durability and reliability of the elements, the above-mentioned atmosphere is used. It is preferable to hold.
本実施形態において、第1電極、第2電極及び裏面電極としては、電極と称しているが、配線そのものであるような構成、あるいは、配線の一部が素子などをマウントするためのランドとなっている構成なども含む。 In the present embodiment, the first electrode, the second electrode, and the back electrode are referred to as electrodes. However, the structure is a wiring itself, or a part of the wiring is a land for mounting an element or the like. Including the configuration.
上記の構成の本実施形態に係るマイクロデバイスモジュールは、枠状基板40に形成された電極42側から、他の実装基板などに実装して用いることができる。
The micro device module according to the present embodiment having the above-described configuration can be used by being mounted on another mounting substrate or the like from the
上記の本実施形態のマイクロデバイスモジュールは、機能面に、MEMSやF−BARあるいはSAW素子などの振動子または可動部などを持つマイクロデバイスが組み込まれてモジュール化されたマイクロデバイスモジュールであって、モジュール基板にマウントされたマイクロデバイスを封止する樹脂含浸シートに第2電極を露出させる開口部が形成されており、マイクロデバイスを封止する樹脂シートと基板の接着面積を縮小して高密度実装を実現できる。 The micro device module of the above-described embodiment is a micro device module in which a micro device having a vibrator or a movable part such as a MEMS, F-BAR, or SAW element is incorporated into a functional surface, and is modularized. An opening that exposes the second electrode is formed in the resin-impregnated sheet that seals the micro device mounted on the module substrate, and the high-density mounting is achieved by reducing the bonding area between the resin sheet that seals the micro device and the substrate. Can be realized.
次に、本実施形態に係るマイクロデバイスモジュールの製造方法について説明する。
本実施形態に係る製造方法においては、複数個のマイクロデバイスモジュールを一体化して製造し、最後に個片化する方法で製造する。
Next, a manufacturing method of the micro device module according to the present embodiment will be described.
In the manufacturing method according to the present embodiment, a plurality of micro device modules are manufactured by being integrated, and finally manufactured by singulation.
まず、図3(a)の断面図に示すように、例えば、複数個のマイクロデバイスモジュール用のモジュール基板を一体化してなるモジュール基板10を用意する。
モジュール基板10の一方の面において、マイクロデバイスマウント領域R1に第1電極11が形成されており、マイクロデバイスマウント領域の外部の領域R2に第2電極12が形成されている。
また、モジュール基板のマイクロデバイスマウント領域R1を有する面の裏面には、裏面電極13が形成され、モジュール基板10を貫通する貫通配線14により、第2電極12と裏面電極13などが接続されている。また、裏面電極13が形成された領域を除いて、ソルダーレジスト15が形成されている。マイクロデバイスの形成面は、ソルダーレジストを形成しないようにする。
First, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3A, for example, a
On one surface of the
Further, a
次に、機能面に可動部または振動子が形成された機能素子を有する複数個(例えば3個)のマイクロデバイス(20A,20B,20C)をモジュール基板10のマイクロデバイスマウント領域R1にマウントする。ここで、必要に応じてフラックスの洗浄を行う。
ここでは、マイクロデバイス(20A,20B,20C)のバンプが第1電極11に接続し、機能面がモジュール基板10に接しないようにマウントする。マイクロデバイスのバンプがはんだバンプの場合にはリフローなどでマウントされ、あるいは、金などのスタッドバンプを用いた超音波接合によるマウントや、熱圧着によるマウントなどであってもよい。
Next, a plurality (for example, three) of micro devices (20A, 20B, 20C) having functional elements having movable parts or vibrators formed on the functional surface are mounted on the micro device mounting region R1 of the
Here, the microdevices (20A, 20B, 20C) are mounted such that the bumps are connected to the
上記のようにしてマウントした結果、図3(b)の断面図及び図4の斜視図に示す状態となる。 As a result of mounting as described above, the state shown in the cross-sectional view of FIG. 3B and the perspective view of FIG. 4 is obtained.
次に、図5(a)の断面図に示すように、樹脂含浸シート30として、例えば炭素繊維やガラス繊維などの繊維または一方向に引き揃えた繊維にエポキシ樹脂などの各種樹脂を含浸させたものであって、自身の形状を保つ程度となっているが完全硬化はしておらず、反応性を有している状態(いわゆるB状態)でシート状に成形された、いわゆるプリプレグを用意し、マイクロデバイスマウント領域に対応する凹部が形成された金型32を用いて、たとえば0.5〜5mmの厚みのシリコン樹脂シート31を介してプリプレグ(樹脂含浸シート30)を押圧する。シリコン樹脂シート31を介することで、樹脂含浸シート30の離型がよくなり、効率的に成形を行うことができる。
プリプレグとしては、例えば、日立化成社製のMCL−E−679FG(商品名)を用いることができる。この場合には、1〜100mmHg、100〜150℃、10〜100Kg重/10cm□、30分〜2時間の処理を行う。
なお、ガラス繊維を有するプリプレグは強度が強く、マイクロデバイスの角部があたっても破れにくいという特徴を有する。
Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5A, as the resin-impregnated
As the prepreg, for example, MCL-E-679FG (trade name) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. can be used. In this case, the treatment is performed at 1 to 100 mmHg, 100 to 150 ° C., 10 to 100 kg weight / 10 cm □, and 30 minutes to 2 hours.
Note that a prepreg having glass fibers is strong and has a characteristic that it is not easily torn even when a corner of a microdevice hits.
上記の結果、図5(b)の断面図に示すように、プリプレグ(樹脂含浸シート30)でマイクロデバイス(20A,20B,20C)の機能面を除く面及びモジュール基板10を被覆し、機能面を封止して中空部分Vを構成することができる。
上記のように金型を押圧した状態で所定の温度以上に加熱し、プリプレグ(樹脂含浸シート30)を硬化させることができる。あるいは、金型をリリースした後で、熱を印加して硬化させることもできる。
As a result, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5B, the prepreg (resin impregnated sheet 30) covers the surface excluding the functional surface of the microdevice (20A, 20B, 20C) and the
The prepreg (resin impregnated sheet 30) can be cured by heating to a predetermined temperature or higher while pressing the mold as described above. Alternatively, after the mold is released, it can be cured by applying heat.
ここで、本実施形態においては、モジュール1つあたりモジュール基板10に複数個(例えば3個)のマイクロデバイス(20A,20B,20C)をマウントしているが、樹脂含浸シート30により複数個のマイクロデバイス(20A,20B、20C)を一括で封止することができる。これは、樹脂含浸シートの樹脂成分の粘性が高く、複数個のマイクロデバイスの間隙から中空部分となる内側に流れ出すことを防止することができるために実現できる。
Here, in the present embodiment, a plurality of (for example, three) micro devices (20A, 20B, 20C) are mounted on the
上記の金型をリリースすると、図6(a)の断面図及び図7(a)の斜視図に示す状態となる。
次に、図6(b)の断面図及び図7(b)の斜視図に示すように、樹脂含浸シート30に第2電極12を露出させる開口部Hを形成する。
ここでは、例えばCO2レーザ光を照射して、径が250μmの開口部Hを形成する。例えば、0.1mm程度の厚みのプリプレグは、CO2レーザ光により容易に貫通する開口部を形成することができる。プリプレグの下部の電極は金属層であり、高い反射率を有するので、レーザ光を反射するので電極表面で開口が停止する。CO2レーザ光は出力が高いので広い開口部を形成するのに適している。
この後、必要に応じて、デスミヤと呼ばれる洗浄工程を行って開口部の内部を洗浄する。
When the mold is released, the state shown in the sectional view of FIG. 6A and the perspective view of FIG.
Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 6B and the perspective view of FIG. 7B, an opening H that exposes the
Here, for example, CO 2 laser light is irradiated to form the opening H having a diameter of 250 μm. For example, a prepreg having a thickness of about 0.1 mm can easily form an opening that penetrates with CO 2 laser light. Since the lower electrode of the prepreg is a metal layer and has a high reflectance, the laser beam is reflected so that the opening stops on the electrode surface. Since the CO 2 laser beam has a high output, it is suitable for forming a wide opening.
Thereafter, if necessary, a cleaning process called desmearing is performed to clean the inside of the opening.
次に、図8の斜視図に示すように、マイクロデバイスマウント領域の外部の領域R2において、開口部Hの上方に枠状基板40をマウントする。枠状基板40も、複数個のマイクロデバイスモジュール用の枠状基板を一体化してなる枠状基板40であり、マイクロデバイスをマウントし、樹脂含浸シートで被覆してなる凸部に対応する貫通部Tが形成された形状となっている。
上記の貫通部Tを、マイクロデバイスをマウントし、樹脂含浸シートで被覆して構成される凸部に嵌合させて、枠状基板40をマウントする。
Next, as shown in the perspective view of FIG. 8 , the frame-shaped
The frame-
上記の枠状基板のマウントの結果、図9(a)の断面図に示す状態となる。
例えば、枠状基板40は両面に電極(41,42)が形成され、両電極(41,42)を接続するように枠状基板40を貫通する貫通配線43が形成され、さらに一方の電極42側の表面にソルダーレジスト44が形成された構成であり、上記の構成の枠状基板40の電極41を、はんだ層45により、開口部Hから露出しているモジュール基板10の第2電極12に接続する。枠状基板についても、一方の面のみソルダーレジストを形成しておき、貫通部Tは打ち抜きなどで形成しておく。
As a result of mounting the frame-shaped substrate, the state shown in the cross-sectional view of FIG.
For example, the frame-shaped
枠状基板40は、例えば0.2mmの厚みであり、予め形成したアライメントマークなどを用いて位置合わせしてマウントし、例えば50〜100μmの厚みのはんだ層45によりリフロー処理などで接続する。
また、マイクロデバイスをマウントし、樹脂含浸シートで被覆してなる凸部と、枠状基板40の貫通部の内壁の間隙は、例えば0.1〜0.3mm程度とする。本実施形態においては、マイクロデバイスをマウントし、樹脂含浸シートで被覆してなる凸部に対して0.1〜0.3mm程度の狭い間隙で枠状基板などをマウント可能であるので、実装密度を向上できる。
The frame-shaped
Further, the gap between the convex part mounted with the microdevice and covered with the resin-impregnated sheet and the inner wall of the penetrating part of the frame-
次に、図9(b)に示すように、モジュール基板10のマイクロデバイス(20A,20B,20C)がマウントされた面の裏面において、リードフレームでパッケージ化された電子部品50のリード50aを裏面電極13に接続し、あるいは電子部品51の端子51aを直接裏面電極13に接続して、電子部品(50,51)をマウントする。
Next, as shown in FIG. 9B, the
上記の枠状基板のマウント及び裏面への電子部品のマウントの結果、図10の斜視図に示す状態となる。
この後の工程としては、個片化(ダイシング)処理により、個々のマイクロデバイスモジュール毎に切断して、図1(a)及び(b)に示すマイクロデバイスモジュールを製造することができる。
As a result of mounting the frame-shaped substrate and mounting the electronic component on the back surface, the state shown in the perspective view of FIG. 10 is obtained.
As a subsequent step, the micro device module shown in FIGS. 1A and 1B can be manufactured by cutting into individual micro device modules by individualization (dicing) processing.
上記のように第2電極12の上層に枠状基板40の配線が第2電極12に接続して形成するほか、第2電極12に電子部品を搭載してもよい。また、配線を形成し、さらに電子部品を搭載することもできる。
As described above, the wiring of the frame-
また、上記の樹脂含浸シート30で封止された中空部分Vを、例えば、真空、減圧、還元雰囲気、あるいは不活性ガス雰囲気に保持されるように、樹脂含浸シートで被覆する工程を、真空、減圧、還元雰囲気、あるいは不活性ガス雰囲気下で行うことができる。
Further, the step of covering the hollow portion V sealed with the resin impregnated
上記の本実施形態のマイクロデバイスモジュールの製造方法によれば、機能面に、MEMSやF−BARあるいはSAW素子などの振動子または可動部などを持つマイクロデバイスが組み込まれてモジュール化されたマイクロデバイスモジュールの製造方法であって、モジュール基板にマウントされたマイクロデバイスを樹脂含浸シートで封止し、この樹脂含浸シートに第2電極を露出させる開口部を形成しており、第2電極にさらなる配線や電子部品を搭載可能となり、マイクロデバイスを封止する樹脂シートと基板の接着面積を縮小して高密度実装を実現できる。 According to the manufacturing method of the micro device module of the present embodiment described above, a micro device in which a micro device having a vibrator or a movable portion such as a MEMS, F-BAR, or SAW element is incorporated into a functional surface is modularized. A method for manufacturing a module, in which a microdevice mounted on a module substrate is sealed with a resin-impregnated sheet, and an opening for exposing the second electrode is formed in the resin-impregnated sheet, and further wiring is provided on the second electrode. And electronic components can be mounted, and the high-density mounting can be realized by reducing the bonding area between the resin sheet for sealing the microdevice and the substrate.
また、中空封止する樹脂含浸シートとして、プリプレグは開口部の形成が容易である。さらに、プリプレグの材料コストは非常に安価であるので、従来技術よりも大幅にコストを抑制することができる。
また、中空封止する樹脂含浸シートとして、例えばガラス織物にエポキシ樹脂が含浸されてなるプリプレグは、加熱加圧時の樹脂の流れ込みが少なく、封止工程においてマイクロデバイスの機能面側に樹脂が流れ込むなどの不良が起こりにくいので、高歩留りを実現できる。
Moreover, as a resin-impregnated sheet for hollow sealing, the prepreg can easily form an opening. Further, since the material cost of the prepreg is very low, the cost can be greatly reduced as compared with the conventional technology.
Moreover, as a resin-impregnated sheet for hollow sealing, for example, a prepreg made of glass fabric impregnated with an epoxy resin has less resin flow during heating and pressurization, and the resin flows into the functional surface side of the microdevice in the sealing process. Therefore, high yields can be realized.
本発明は上記の実施形態に限定されない。
例えば、SAW素子の他、MEMSやF−BARなどの機能素子を有するマイクロデバイスを内蔵したモジュールとすることも可能である。
マイクロデバイスマウント領域の外部の領域においては、枠状基盤や電子部品など種々の部品をマウントできる。
その他、本発明の観点を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in addition to the SAW element, a module incorporating a micro device having a functional element such as MEMS or F-BAR may be used.
In the area outside the micro device mounting area, various components such as a frame-like base and electronic components can be mounted.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明のマイクロデバイスモジュールは、SAW素子、MEMSあるいはF−BARなどの機能面に可動部または振動子を持つマイクロデバイスをパッケージ化したモジュールなどに適用できる。
本発明のマイクロデバイスモジュールの製造方法は、SAW素子、MEMSあるいはF−BARなどの機能面に可動部または振動子を持つマイクロデバイスをパッケージ化したモジュールを製造する方法に適用できる。
The micro device module of the present invention can be applied to a module in which a micro device having a movable portion or a vibrator on a functional surface such as a SAW element, MEMS, or F-BAR is packaged.
The manufacturing method of the micro device module of the present invention can be applied to a method of manufacturing a module in which a micro device having a movable part or a vibrator on a functional surface such as a SAW element, MEMS, or F-BAR is packaged.
10…モジュール基板、11…第1電極、12…第2電極、13…裏面電極、14…貫通配線、15…ソルダーレジスト、20,20A,20B,20C…マイクロデバイス、21…くし型電極、22…パッド電極、23…バンプ、30…樹脂含浸シート、31…シリコン樹脂シート、32…金型、40…枠状基板、41,42…電極、43…貫通配線、44…ソルダーレジスト、45…はんだ層、50…電子部品、50a…リード、51…電子部品、51a…端子、H…開口部、R1…マイクロデバイスマウント領域、R2…マイクロデバイスマウント領域の外部の領域、T…貫通部、V…中空部分
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記モジュール基板のマイクロデバイスマウント領域に形成された第1電極と、
前記モジュール基板の前記マイクロデバイスマウント領域の外部に形成された第2電極と、
機能面に可動部または振動子が形成された機能素子と、前記機能面に形成されたバンプとを有し、前記バンプが前記第1電極に接続して、前記機能面が前記モジュール基板に接しないように前記モジュール基板の前記マイクロデバイスマウント領域にマウントされたマイクロデバイスと、
前記機能面が封止されて中空部分が構成されるように前記マイクロデバイスの前記機能面を除く面及び前記モジュール基板を被覆して形成され、前記第2電極を露出させる開口部が形成されている、繊維に樹脂を含浸させてなる樹脂含浸シートと
を有し、
前記第2電極の上層に前記第2電極に接続して、少なくとも、配線が形成されている、または、電子部品が搭載されている
マイクロデバイスモジュール。 A module board;
A first electrode formed in a micro device mounting region of the module substrate;
A second electrode formed outside the micro device mounting region of the module substrate;
A functional element having a movable portion or a vibrator formed on a functional surface; and a bump formed on the functional surface, wherein the bump is connected to the first electrode, and the functional surface is in contact with the module substrate. A micro device mounted in the micro device mounting region of the module substrate so as not to
An opening for exposing the second electrode is formed, covering the surface excluding the functional surface of the microdevice and the module substrate so that the functional surface is sealed to form a hollow portion. We have, have a resin-impregnated sheet comprising a resin impregnated in the fiber,
A micro device module in which at least a wiring is formed on an upper layer of the second electrode and connected to the second electrode, or an electronic component is mounted .
前記樹脂含浸シートが前記複数個のマイクロデバイスを一括で封止するように形成されている
請求項1に記載のマイクロデバイスモジュール。 A plurality of the micro devices are mounted on the module substrate,
The micro device module according to claim 1, wherein the resin-impregnated sheet is formed so as to collectively seal the plurality of micro devices.
請求項1または2に記載のマイクロデバイスモジュール Micro device module according to claim 1 or 2 other electronic components on the back surface of the micro device of the module substrate is mounted is mounted
請求項1〜3のいずれかに記載のマイクロデバイスモジュール。 It said hollow portion, vacuum, reduced pressure, a reducing atmosphere or microdevice module according to claim 1 which is held in an inert gas atmosphere.
繊維に樹脂を含浸させてなる樹脂含浸シートで前記マイクロデバイスの前記機能面を除く面及び前記モジュール基板を被覆し、前記機能面を封止して中空部分を構成する工程と、
前記樹脂含浸シートに前記第2電極を露出させる開口部を形成する工程と、
前記開口部を形成する工程の後に、前記第2電極の上層に前記第2電極に接続して、少なくとも、配線を形成する工程、または、電子部品を搭載する工程と
を有するマイクロデバイスモジュールの製造方法。 A function in which a movable part or a vibrator is formed on the functional surface in the micro device mount region of the module substrate in which the first electrode is formed in the micro device mount region and the second electrode is formed outside the micro device mount region. Mounting a microdevice having an element and a bump formed on the functional surface such that the bump is connected to the first electrode and the functional surface is not in contact with the module substrate;
A step of covering the surface excluding the functional surface of the microdevice and the module substrate with a resin-impregnated sheet obtained by impregnating a fiber with resin, and sealing the functional surface to form a hollow portion;
Forming an opening exposing the second electrode in the resin-impregnated sheet ;
After the step of forming the opening , a micro device module having at least a step of forming a wiring or a step of mounting an electronic component connected to the second electrode above the second electrode Method.
前記樹脂含浸シートで被覆する工程において、前記樹脂含浸シートで前記複数個のマイクロデバイスを一括で封止するように被覆する
請求項5に記載のマイクロデバイスモジュールの製造方法。 In the step of mounting the micro device on the module substrate, mounting a plurality of micro devices on the module substrate,
The method for manufacturing a microdevice module according to claim 5 , wherein in the step of coating with the resin-impregnated sheet, the plurality of microdevices are covered with the resin-impregnated sheet so as to be collectively sealed.
請求項5または6に記載のマイクロデバイスモジュールの製造方法 The method for manufacturing a micro device module according to claim 5 , further comprising a step of mounting another electronic component on a back surface of the surface of the module substrate on which the micro device is mounted.
請求項5〜7のいずれかに記載のマイクロデバイスモジュールの製造方法。 The step of coating with the resin-impregnated sheet so that the hollow portion is maintained in a vacuum, reduced pressure, reducing atmosphere, or inert gas atmosphere is performed in a vacuum, reduced pressure, reducing atmosphere, or inert gas atmosphere. Item 8. A method for producing a microdevice module according to any one of Items 5 to 7 .
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