JP6520481B2

JP6520481B2 - Electronic component module

Info

Publication number: JP6520481B2
Application number: JP2015131540A
Authority: JP
Inventors: 正紀篠田
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2035-06-30
Also published as: JP2017015522A

Description

本発明は、電子部品モジュールに関する。 The present invention relates to an electronic component module.

例えばＩＣやセンサ等の各種チップが実装された電子部品モジュールは、使用環境の温度変動に耐えて不具合なく動作できるように、チップが実装面に安定して支持される必要がある。 For example, in an electronic component module on which various chips such as IC and sensor are mounted, the chip needs to be stably supported on the mounting surface so that the chip can operate without any troubles against the temperature fluctuation of the use environment.

ここで、図１０は、チップ５０の下面が基板６０の表面に接合されている電子部品モジュール４０を例示する図である。チップ５０と基板６０とが面接合されている構成では、各材料の熱膨張係数の違いに起因する変形量の差異によって、図１０に示されるように、温度変動時にチップ５０に歪みが生じる場合がある。チップ５０がパッケージに接合されている構成であっても同様であり、チップ５０とパッケージとの熱膨張係数の違いによって、温度変動時にチップ５０に歪みが生じる場合がある。 Here, FIG. 10 is a view exemplifying the electronic component module 40 in which the lower surface of the chip 50 is bonded to the surface of the substrate 60. In the configuration in which the chip 50 and the substrate 60 are surface-bonded, as shown in FIG. 10, the chip 50 is distorted when the temperature fluctuates due to the difference in deformation amount caused by the difference in thermal expansion coefficient of each material. There is. The same applies to the configuration in which the chip 50 is bonded to the package, and the difference in the thermal expansion coefficient between the chip 50 and the package may cause distortion in the chip 50 when the temperature changes.

チップ５０に歪みが生じると、誤作動や機能低下等の不具合が生じる可能性がある。また、チップ５０が例えば加速度センサ等のセンサである場合には、計測精度が低下してしまう可能性がある。 If distortion occurs in the chip 50, problems such as malfunction or deterioration in function may occur. In addition, when the chip 50 is a sensor such as an acceleration sensor, for example, the measurement accuracy may be reduced.

そこで、基板のスルーホールに一端が挿入され、他端が基板表面から突出する柱状の導体で形成されたポストで半導体チップを支持する配線基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に係る配線基板によれば、温度変動時における半導体チップと基板との変形量の差異をポストが吸収することで、半導体チップに係る熱応力が緩和される。 Therefore, a wiring board has been proposed in which one end is inserted into a through hole of a substrate and the other end supports a semiconductor chip with a post formed of a columnar conductor protruding from the substrate surface (see, for example, Patent Document 1). According to the wiring substrate according to Patent Document 1, the post absorbs the difference in the amount of deformation between the semiconductor chip and the substrate at the time of temperature change, whereby the thermal stress applied to the semiconductor chip is alleviated.

特開２００９−６４９０８号公報JP, 2009-64908, A

しかしながら、特許文献１に係る方法で複数のポストを基板に設けるには、ポストを基板のスルーホールに圧入、高さ調整、固定といった工程が必要になり、工数が増大して製造コストの上昇を招く可能性がある。また、複数のポストの高さを一定にするのが困難であり、ポストに支持される半導体チップががたついて動作不良を起こす可能性がある。 However, in order to provide a plurality of posts on the substrate by the method according to Patent Document 1, steps such as press-fitting, height adjustment, and fixing of the posts into the through holes of the substrate become necessary, which increases man-hours and increases manufacturing costs. There is a possibility of causing it. Further, it is difficult to make the heights of the plurality of posts constant, which may cause the semiconductor chip supported by the posts to rattle and cause malfunction.

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、製造コストの上昇を招くことなく、温度変化に関わらず安定して動作可能な電子部品モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide an electronic component module that can stably operate regardless of temperature change without causing an increase in manufacturing cost.

本発明の一態様によれば、チップと、前記チップを収容するパッケージと、前記チップ及び前記パッケージの一方と一体形成され、他方に接合される複数の柱体と、を有する。 According to one aspect of the present invention, it has a chip, a package for housing the chip, and a plurality of columns integrally formed with one of the chip and the package and joined to the other.

本発明の実施形態によれば、製造コストの上昇を招くことなく、温度変化に関わらず安定して動作可能な電子部品モジュールが提供される。 According to an embodiment of the present invention, an electronic component module capable of stably operating regardless of temperature change is provided without increasing the manufacturing cost.

実施形態における電子部品モジュールを例示する斜視図である。It is a perspective view which illustrates the electronic component module in an embodiment. 実施形態における電子部品モジュールを例示する断面図である。It is a sectional view which illustrates the electronic component module in an embodiment. 実施形態におけるチップを例示する図である。It is a figure which illustrates the chip in an embodiment. 実施形態における柱体の構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the composition of the pillar in an embodiment. 実施形態における電極の構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the composition of the electrode in an embodiment. 実施形態における柱体が変形する様子を例示する図である。It is a figure which illustrates a mode that the columnar body in embodiment deform | transforms. 柱体にかかる荷重と変位を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the load and displacement concerning a pillar. ガラスにかかる荷重と伸びを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the load and elongation which apply to glass. 実施形態における電子部品モジュールの他の構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the other structure of the electronic component module in embodiment. 従来技術における電子部品モジュールを例示する図である。It is a figure which illustrates the electronic component module in a prior art.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

＜電子部品モジュールの構成＞
図１は、実施形態における電子部品モジュール１０を例示する斜視図である。また、図２は、実施形態における電子部品モジュール１０を例示する断面図である。なお、図１には、パッケージ２００の上蓋が外された電子部品モジュール１０が示されている。 <Configuration of electronic component module>
FIG. 1 is a perspective view illustrating an electronic component module 10 in the embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the electronic component module 10 according to the embodiment. Note that FIG. 1 shows the electronic component module 10 with the upper lid of the package 200 removed.

以下に示される図面において、Ｘ方向及びＹ方向は、それぞれ基板３００の表面に平行であって、互いに直交する方向である。Ｘ方向はチップ１００の幅方向であり、Ｙ方向はチップ１００の奥行方向である。また、Ｚ方向は、基板３００の表面に垂直な高さ方向である。 In the drawings shown below, the X direction and the Y direction are directions parallel to the surface of the substrate 300 and orthogonal to each other. The X direction is the width direction of the chip 100, and the Y direction is the depth direction of the chip 100. Further, the Z direction is a height direction perpendicular to the surface of the substrate 300.

図１及び図２に示されるように、電子部品モジュール１０は、チップ１００、パッケージ２００、基板３００を有する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the electronic component module 10 has a chip 100, a package 200, and a substrate 300.

チップ１００は、図２に示されるように、複数の電極１０２を有し、パッケージ２００の内面に接合されている。各電極１０２は、直接又は導線１０１によってパッケージ２００の端子２０１に接続され、端子２０１を介して基板３００の配線パターン３０１に接続されている。本実施形態におけるチップ１００は加速度センサであるが、例えば加速度センサ以外の各種センサ、ＩＣ等であってもよい。 The chip 100 has a plurality of electrodes 102 and is bonded to the inner surface of the package 200 as shown in FIG. Each electrode 102 is connected to the terminal 201 of the package 200 directly or by a lead 101, and is connected to the wiring pattern 301 of the substrate 300 via the terminal 201. The chip 100 in the present embodiment is an acceleration sensor, but may be, for example, various sensors other than the acceleration sensor, an IC, or the like.

パッケージ２００は、例えばアルミナ等のセラミックスで形成され、内部にチップ１００を収容して上蓋が閉じられた状態で封止されている。パッケージ２００は、チップ１００の電極１０２と基板３００に形成されている配線パターン３０１とを接続する端子２０１を有する。なお、パッケージ２００の形状及び材質は、本実施形態において例示される構成に限られるものではない。 The package 200 is formed of, for example, a ceramic such as alumina, and is sealed in a state in which the chip 100 is accommodated inside and the upper lid is closed. The package 200 has a terminal 201 for connecting the electrode 102 of the chip 100 and the wiring pattern 301 formed on the substrate 300. The shape and the material of the package 200 are not limited to the configuration exemplified in the present embodiment.

基板３００には、表面に配線パターン３０１が形成され、チップ１００を収容するパッケージ２００が実装されている。パッケージ２００は、端子２０１が配線パターン３０１に半田付けされることで、基板３００の表面に実装されている。また、基板３００には、チップ１００からの出力を増幅するアンプや、検出回路等の他の電子部品が実装されてもよい。 A wiring pattern 301 is formed on the surface of the substrate 300 , and a package 200 for housing the chip 100 is mounted. The package 200 is mounted on the surface of the substrate 300 by soldering the terminals 201 to the wiring pattern 301. Further, on the substrate 300, an amplifier for amplifying the output from the chip 100, and other electronic components such as a detection circuit may be mounted.

＜チップの構成＞
図３は、実施形態におけるチップ１００を例示する図である。図３（Ａ）は、チップ１００の上面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、図３（Ａ）では、チップ１００の上ガラス１１０の図示が省略されている。 <Chip configuration>
FIG. 3 is a diagram illustrating the chip 100 in the embodiment. FIG. 3A is a top view of the chip 100. FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. In FIG. 3A, the upper glass 110 of the chip 100 is not shown.

図３に示されるように、チップ１００は、上ガラス１１０、フレーム１２０、錘１５０、ばね１６０を有する。 As shown in FIG. 3, the chip 100 has an upper glass 110, a frame 120 , a weight 150, and a spring 160.

上ガラス１１０及び下ガラス１３０は、例えば硼珪酸ガラスで矩形の板状に形成された部材であり、フレーム１２０を間に挟んで保持する。上ガラス１１０は、電極１０２が形成される複数の貫通孔１１１を有する。下ガラス１３０は、電極１０２が形成される複数の貫通孔１３１を有する。また、下ガラス１３０には、下ガラス１３０と同じ材料で形成された複数の柱体１４０が一体に設けられている。 The upper glass 110 and the lower glass 130 are, for example, members formed of a borosilicate glass in a rectangular plate shape, and hold the frame 120 therebetween. The upper glass 110 has a plurality of through holes 111 in which the electrodes 102 are formed. The lower glass 130 has a plurality of through holes 131 in which the electrodes 102 are formed. Further, the lower glass 130 is integrally provided with a plurality of pillars 140 formed of the same material as the lower glass 130.

柱体１４０は、チップ１００がパッケージ２００に収容された状態で、下ガラス１３０の下面からＺ方向に平行に突出するように下ガラス１３０に一体形成されている。柱体１４０は、例えば半田、接着剤等によって、下ガラス１３０とは反対側の端面がパッケージ２００に接合される。 The column body 140 is integrally formed on the lower glass 130 so as to protrude parallel to the Z direction from the lower surface of the lower glass 130 in a state where the chip 100 is accommodated in the package 200. The end face of the pillar 140 opposite to the lower glass 130 is bonded to the package 200 by, for example, a solder, an adhesive or the like.

例えば環境温度が上昇してチップ１００の下ガラス１３０及びパッケージ２００がそれぞれ熱膨張等すると、各柱体１４０が、下ガラス１３０とパッケージ２００との変形量の違いを吸収するように変形する。このように柱体１４０が変形することで、温度変動時におけるパッケージ２００の変形に応じたチップ１００の歪みが低減され、チップ１００の動作が安定に保たれる。 For example, when the ambient temperature rises and the lower glass 130 of the chip 100 and the package 200 respectively undergo thermal expansion or the like, each pillar 140 is deformed so as to absorb the difference in the amount of deformation between the lower glass 130 and the package 200. Thus, deformation of the column 140 reduces distortion of the chip 100 according to the deformation of the package 200 at the time of temperature change, and the operation of the chip 100 is stably maintained.

図４は、実施形態におけるチップ１００の底面図であり、柱体１４０の構成を例示する図である。 FIG. 4 is a bottom view of the chip 100 in the embodiment, and is a view illustrating the configuration of the column 140.

本実施形態におけるチップ１００の下ガラス１３０の下面には、図４（Ａ）に示されるように、円柱状の柱体１４０が配列されている。なお、柱体１４０の形状は、円柱に限られるものではなく、角柱等の異なる形状であってもよい。また、チップ１００に設けられる柱体１４０は、チップ１００を支持可能であれば、その数、径（太さ）、高さ（長さ）及び配置等の構成は限定されない。 As shown in FIG. 4A, cylindrical columns 140 are arranged on the lower surface of the lower glass 130 of the chip 100 in the present embodiment. The shape of the column 140 is not limited to a cylinder, and may be a different shape such as a prism. In addition, the configuration of the number, diameter (thickness), height (length), arrangement, and the like of the pillars 140 provided on the chip 100 is not limited as long as the chip 100 can be supported.

ここで、例えば温度変動によってチップ１００の下ガラス１３０及びパッケージ２００がそれぞれ熱膨張して変形すると、柱体１４０の変形量は、チップ１００の中央部よりも外側の方が大きくなる。 Here, for example, when the lower glass 130 and the package 200 of the chip 100 thermally expand and deform due to temperature fluctuation, the deformation amount of the column body 140 becomes larger in the outer side than the central portion of the chip 100.

そこで、図４（Ｂ）に示されるように、チップ１００の中央側ほど、チップ１００を安定して支持できるように柱体１４０を大径化し、チップ１００の外側ほど、大きな変形に耐え得るように柱体１４０を小径化してもよい。また、チップ１００の外側ほど、同様に大きな変形に耐え得るように柱体１４０を長くしてもよい。 Therefore, as shown in FIG. 4B, the diameter of the column 140 is increased so that the tip 100 can be stably supported near the center of the tip 100, and the outside of the tip 100 can withstand large deformation. The diameter of the column 140 may be reduced. Also, as the outside of the tip 100 is the same, the column 140 may be made longer so as to withstand large deformation.

このような構成により、温度変動時におけるチップ１００の下ガラス１３０とパッケージ２００との変形量の差異が大きい場合であっても、柱体１４０が変形量の差異を吸収し、チップ１００の歪みを抑制できる。また、柱体１４０によって、チップ１００がより安定的且つ強固に支持されるようになる。 With such a configuration, even if the difference in deformation between the lower glass 130 of the chip 100 and the package 200 at the time of temperature change is large, the column 140 absorbs the difference in deformation and the distortion of the chip 100 is reduced. It can be suppressed. In addition, the pillars 140 support the chip 100 more stably and firmly.

なお、柱体１４０を形成する方法は特に限定されないが、製造コストの上昇を招くことがなく、寸法精度良く容易に加工可能なエッチングで柱体１４０を形成することが好ましい。 Although the method for forming the column 140 is not particularly limited, it is preferable to form the column 140 by etching that can be easily processed with high dimensional accuracy without causing an increase in manufacturing cost.

フレーム１２０は、図３に示されるように、上ガラス１１０と下ガラス１３０との間に設けられている。フレーム１２０は、図３（Ａ）に示されるように、上面視で中央部分に形成されている開口１２１、開口１２１の各辺から中心部に向かって突出する突出部１２２を有する。フレーム１２０は、一端が錘１５０に接続されたばね１６０の他端が内周面に固定され、ばね１６０を介して錘１５０を変位可能に支持する。 The frame 120 is provided between the upper glass 110 and the lower glass 130, as shown in FIG. As shown in FIG. 3A, the frame 120 has an opening 121 formed in a central portion in a top view, and a projection 122 projecting from each side of the opening 121 toward the central portion. The other end of the spring 160 whose one end is connected to the weight 150 is fixed to the inner circumferential surface of the frame 120, and the weight 150 is displaceably supported via the spring 160.

錘１５０は、フレーム１２０の突出部１２２との間及び上ガラス１１０の下面との間に静止状態で所定の大きさのギャップＧｐを形成するように、４つのばね１６０によってＸＹＺ各方向に変位可能に支持されている。錘１５０が変位すると、ギャップＧｐの間隔が変化し、間隔の変化に伴ってギャップＧｐにおける静電容量が変化する。このようにして生じる錘１５０の変位に応じたギャップＧｐの静電容量の変化を計測することで、加速度を検出できる。 The weight 150 is displaceable in each of the XYZ directions by four springs 160 so as to form a gap Gp of a predetermined size in a stationary state between the protrusion portion 122 of the frame 120 and the lower surface of the upper glass 110 It is supported by When the weight 150 is displaced, the distance between the gaps Gp changes, and the capacitance in the gap Gp changes as the distance changes. The acceleration can be detected by measuring the change in the capacitance of the gap Gp according to the displacement of the weight 150 generated in this manner.

チップ１００の電極１０２は、パッケージ２００の端子２０１を介して基板３００の配線パターン３０１に接続されている。下ガラス１３０の電極１０２は、図３（Ｂ）に示されるように、貫通孔１３１から柱体１４０の外周面に形成され、柱体１４０の下ガラス１３０とは反対側の端部でパッケージ２００の端子２０１に接合される。 The electrodes 102 of the chip 100 are connected to the wiring pattern 301 of the substrate 300 via the terminals 201 of the package 200. The electrode 102 of the lower glass 130 is formed on the outer peripheral surface of the column 140 from the through hole 131 as shown in FIG. 3B, and the package 200 is formed at the end opposite to the lower glass 130 of the column 140. Is joined to the terminal 201 of the

また、電極１０２は、図５に示されるように、下ガラス１３０の貫通孔１３１から、貫通孔１３１に連通するように柱体１４０に形成された連通孔１４１を通るように形成されてもよい。このように、柱体１４０の周囲又は内部に形成された電極１０２によって、チップ１００と基板３００の配線パターン３０１とが、パッケージ２００の端子２０１を介して電気的に接続される。 In addition, as shown in FIG. 5, the electrode 102 may be formed to pass from the through hole 131 of the lower glass 130 to the communication hole 141 formed in the pillar 140 so as to communicate with the through hole 131. . As described above, the chip 100 and the wiring pattern 301 of the substrate 300 are electrically connected via the terminals 201 of the package 200 by the electrodes 102 formed around or inside the column 140.

図６は、実施形態における柱体１４０が変形する様子を例示する図である。 FIG. 6 is a view illustrating how the column body 140 in the embodiment is deformed.

図６（Ａ）に示されるように、常温において各柱体１４０がＺ方向に平行になるように、下ガラス１３０とパッケージ２００とが接合されている。 As shown in FIG. 6A, the lower glass 130 and the package 200 are bonded such that each pillar 140 is parallel to the Z direction at normal temperature.

図６（Ａ）に示される状態から温度が上昇すると、図６（Ｂ）に示されるように、下ガラス１３０及びパッケージ２００がそれぞれ熱膨張する。下ガラス１３０及びパッケージ２００は、熱膨張係数の差に応じて変形量が異なるが、複数の柱体１４０が屈曲するように変形することで、下ガラス１３０とパッケージ２００との変形量の差異を吸収する。 When the temperature rises from the state shown in FIG. 6 (A), the lower glass 130 and the package 200 thermally expand as shown in FIG. 6 (B). Although the lower glass 130 and the package 200 have different amounts of deformation depending on the difference in thermal expansion coefficient, the plurality of columns 140 are deformed so as to bend, so that the difference in the amount of deformation between the lower glass 130 and the package 200 is Absorb.

このように、柱体１４０が変形して下ガラス１３０とパッケージ２００との変形量の差異を吸収するため、温度上昇時におけるパッケージ２００の変形による下ガラス１３０の歪みが低減される。したがって、チップ１００は、使用環境の温度が変化しても動作不良を起こすことなく安定して動作することが可能になる。 As described above, the distortion of the lower glass 130 due to the deformation of the package 200 at the time of temperature rise is reduced because the columnar body 140 is deformed and the difference in the amount of deformation between the lower glass 130 and the package 200 is absorbed. Therefore, the chip 100 can operate stably without causing a malfunction even if the temperature of the use environment changes.

図７に示されるように、柱体１４０の下ガラス１３０とは反対側端部に、柱体１４０の軸方向に直交する方向に荷重Ｆ_ｐを加えた場合、柱体１４０の荷重負荷方向の変位量Ｖは、下式（１）で求めることができる。 As shown in FIG. 7, when a load F _p is applied in the direction orthogonal to the axial direction of the column 140 at the end opposite to the lower glass 130 of the column 140, the load loading direction of the column 140 The displacement amount V can be obtained by the following equation (1).

Ｖ：変位量
Ｆ_ｐ：荷重
Ｌ_ｐ：柱体の長さ
Ｅ_ｇ：縦弾性係数
Ｉ_ｚ：断面二次モーメント
断面二次モーメントＩ_ｚは、下式（２）で表される。 V: Displacement amount F _p: Load L _p: a length of the columnar body E _g: modulus of longitudinal elasticity I _z: cross-sectional second moment second moment _{I z} is expressed by the following formula (2).

ｄ：柱体の直径
式（１）及び式（２）から、柱体１４０の変位量がＶとなるときの荷重Ｆ_ｐは、下式（３）で表される。 d: Column having a diameter of formulas (1) and (2), the load _{F p} when displacement of the amount of the columnar body 140 is V is expressed by the following formula (3).

変位量Ｖは、チップ１００の下ガラス１３０とパッケージ２００との熱膨張係数の差によって生じるものであり、チップ１００の中心部からの距離と熱膨張係数の差を用いて、下式（４）で表される。 Displacement amount V are those caused by the difference in thermal expansion coefficient between the lower glass 130 and the package 200 of the chip 100, using the difference between the distance and the thermal expansion coefficient from the center of the chip 100, the following equation (4 It is represented by).

Ｖ_ｎ：中央からｎ番目の柱体における下ガラスとパッケージとの相対変位
ｐ：柱体の間隔
α_ｇ：下ガラス（硼珪酸ガラス）の熱膨張係数
α_ｃ：パッケージ（アルミナ）の熱膨張係数
ΔＴ：温度変化
δ_ｇ：柱体の下ガラス側端部の変位
式（３）及び式（４）から、中央からｎ番目の柱体１４０に加えられる荷重Ｆ_ｎは、下式（５）で表される。 V _n : relative displacement between the lower glass and the package in the nth column from the center p: distance between the columns α _g : thermal expansion coefficient of the lower glass (borosilicate glass) α _c : thermal expansion coefficient of the package (alumina) ΔT: Temperature change δ _g : Displacement of lower glass side end of column From the equations (3) and (4), the load F _n applied to the n-th column 140 from the center is given by the following equation (5) expressed.

中央からＮ番目までの柱体１４０にかかる荷重の合計Ｆ_Ｃは、下式（６）で表される。 Total F _C of the load applied to the columnar body 140 from the center to the N-th is expressed by the following equation (6).

さらに、荷重が加えられる方向に柱体１４０が（２Ｎ＋１）本並んでいるとすると、中央から半分の領域の柱体１４０にかかる荷重の合計Ｆ_ｇは、下式（７）で表される。 Furthermore, assuming that (2N + 1) pillars 140 are arranged in the direction in which the load is applied, the total load F _g applied to the pillars 140 in the region from the center to the half is expressed by the following expression (7).

式（７）で表される力Ｆ_ｇが、下ガラス１３０を引き伸ばす方向に作用する。図８に示されるように、例えば直方体のガラスに荷重Ｆ_ｇが加えられたときのガラスの荷重負荷方向の伸びδ_ｇは、下式（８）で表される。 The force F _g represented by the equation (7) acts in the direction of stretching the lower glass 130. As shown in FIG. 8, for example, when a load F _g is applied to a rectangular glass, the elongation δ _{g in} the load loading direction of the glass is expressed by the following equation (8).

δ_ｇ：ガラスの伸び
Ｅ_ｇ：ガラスの縦弾性係数
Ｌ_ｇ：ガラスの中心から端部までの長さ
Ａ_ｇ：ガラスの断面積
式（７）及び式（８）から、下式（９）が得られる。 δ _g : Elongation of glass E _g : Longitudinal elastic modulus of glass L _g : Length from the center to the end of glass A _g : Cross sectional area of glass From formulas (7) and (8), the following formula (9) Is obtained.

ここで、実施形態における各数値を以下に示す。 Here, each numerical value in the embodiment is shown below.

Ｅ_ｇ＝６３ｋＮ／ｍｍ^２：下ガラス（硼珪酸ガラス）の縦弾性係数
ｄ＝０．０２ｍｍ：柱体の直径
Ｌ_ｐ＝０．０７ｍｍ：柱体の長さ
ｐ＝０．１２５：柱体の間隔
Ｎ＝３４：荷重負荷方向において中央から端部までの柱体の数
α_ｇ＝３．２５×１０^−６／℃ ：下ガラス（硼珪酸ガラス）の熱膨張係数
α_ｃ＝７．１０×１０^−６／℃ ：パッケージ（アルミナ）の熱膨張係数
ΔＴ＝５０℃ ：温度変化
ｔ_ｇ＝０．４ｍｍ：下ガラスの厚さ
ｗ_ｇ＝９ｍｍ：下ガラスの幅
Ｌ_ｇ＝４．５ｍｍ：下ガラスの中央から端部までの長さ
Ａ_ｇ＝３．６ｍｍ^２：下ガラスの断面積
式（９）に上記した各数値を代入すると、実施形態における下ガラス１３０の変形量である伸びδ_ｇは７０．６ｎｍとなる。 E _g = 63 kN / mm ² : longitudinal modulus of elasticity of lower glass (borosilicate glass) d = 0.02 mm: diameter of column L _p = 0.07 mm: length of column p = 0.125: of column Spacing N = 34: Number of cylinders from the center to the end in the load direction α _g = 3.25 × 10 ^-6 / ° C: Thermal expansion coefficient of lower glass (borosilicate glass) α _c = 7.10 × 10 ^-6 / ° C: thermal expansion coefficient of package (alumina) ΔT = 50 ° C: temperature change t _g = 0.4 mm: thickness of lower glass w _g = 9 mm: width of lower glass L _g = 4.5 mm: lower Length from the center to the end of the glass A _g = 3.6 mm ² : Cross section of the lower glass If the above-mentioned values are substituted into the equation (9), the elongation δ _g which is the deformation of the lower glass 130 in the embodiment Is 70.6 nm.

［比較例］
次に、チップ１００の下ガラス１３０がパッケージ２００に直接接合された比較例に係る電子部品モジュールにおいて、温度変動時の下ガラス１３０の変形量を求める。 [Comparative example]
Next, in the electronic component module according to the comparative example in which the lower glass 130 of the chip 100 is directly bonded to the package 200, the amount of deformation of the lower glass 130 at the time of temperature fluctuation is determined.

温度上昇時にパッケージ２００が熱膨張することによる下ガラス１３０の伸びδ_０は、パッケージ２００の剛性を無限大∞とすると、以下の式（１０）で表される。 The elongation δ ₀ of the lower glass 130 due to the thermal expansion of the package 200 when the temperature rises is represented by the following equation (10), where the stiffness of the package 200 is infinite ∞.

式（１０）に以下の各数値を代入すると、下ガラス１３０の伸びδ_０は８６６．３ｎｍとなる。 Substituting the following numerical values into Equation (10), the elongation δ ₀ of the lower glass 130 is 866.3 nm.

Ｌ_ｇ＝４．５ｍｍ：下ガラスの中央から端部までの長さ
α_ｇ＝３．２５×１０^−６／℃ ：下ガラス（硼珪酸ガラス）の熱膨張係数
α_ｃ＝７．１０×１０^−６／℃ ：パッケージ（アルミナ）の熱膨張係数
ΔＴ＝５０℃ ：温度変化
ここで、下ガラス１３０を単位長さ縮めるのに必要な力ｆ_ｇは、以下の通りである。 L _g = 4.5 mm: The length from the center to the end of the lower glass α _g = 3. 25 10 ^-6 / ° C: The thermal expansion coefficient of the lower glass (borosilicate glass) α _c = 7. 10 10 ⁻⁶ / ° C .: Thermal expansion coefficient of package (alumina) ΔT = 50 ° C .: Temperature change Here, the force f _g required to shrink the lower glass 130 by unit length is as follows.

ｆ_ｇ＝Ｅ_ｇＡ_ｇ＝２２６．８ｋＮ
Ｅ_ｇ＝６３ｋＮ／ｍｍ^２：下ガラス（硼珪酸ガラス）の縦弾性係数
Ａ_ｇ＝３．６ｍｍ^２：下ガラスの断面積
また、パッケージ２００を単位長さ縮めるのに必要な力ｆｃは、以下の通りである。 f _g = E _g A _g = 226.8 kN
E _g = 63 kN / mm ² : modulus of longitudinal elasticity of lower glass (borosilicate glass) A _g = 3.6 mm ² : cross-sectional area of lower glass Further, the force fc required to shrink the package 200 by a unit length is As it is.

ｆ_ｃ＝Ｅ_ｃＡ_ｃ＝３０６０ｋＮ
Ｅ_ｃ＝３６０ｋＮ／ｍｍ^２：パッケージ（アルミナ）の縦弾性係数
Ａ_ｃ＝８．５ｍｍ^２：パッケージの断面積
上記したｆ_ｇとｆ_ｃとの比に応じてパッケージ２００も変形するので、実際に下ガラス１３０の伸びδ_０ｇは、以下の式（１１）で表される。 f _c = E _c A _c = 3060 kN
E _c = 360 kN / mm ² : longitudinal modulus of elasticity of the package (alumina) A _c = 8.5 mm ² : package cross-sectional area Since the package 200 is also deformed according to the ratio of f _g to f _c described above, The elongation δ _{0 g} of the lower glass 130 is expressed by the following equation (11).

式（１１）に上記したように求められた各数値を代入すると、比較例における下ガラス１３０の実際の伸びδ_０ｇは８０６．５ｎｍとなる。 Substituting the numerical values obtained as described above into the equation (11), the actual elongation δ _0g of the lower glass 130 in the comparative example is 806.5 nm.

上記した実施形態における下ガラス１３０の伸びδ_ｇが７０．６ｎｍであるのに対して、下ガラス１３０がパッケージ２００に直接接合された比較例では、実施形態と同じ温度変化でも、下ガラス１３０の伸びδ_０ｇが８０６．５ｎｍに増大する。 In the comparative example in which the lower glass 130 is directly bonded to the package 200 while the elongation δ _g of the lower glass 130 in the above-described embodiment is 70.6 nm, the lower glass 130 has the same temperature change as the embodiment . The elongation δ _0g increases to 806.5 nm.

このように、下ガラス１３０とパッケージ２００とが複数の柱体１４０を介して接合された実施形態では、温度変化時の下ガラス１３０の伸びを、下ガラス１３０がパッケージ２００に直接接合された比較例に比べて、８．８％まで低減できる。 Thus, compared the embodiment the lower glass 130 and the package 200 is joined via a plurality of pillar bodies 140, the elongation of the lower glass 130 during temperature changes, the bottom glass 130 is bonded directly to the package 200 Compared to the example, it can be reduced to 8.8%.

したがって、実施形態に係る電子部品モジュール１０によれば、温度変化時の下ガラス１３０の変形量が低減され、チップ１００が温度変化に関わらず動作不良等を起こすことなく安定して動作することが可能になる。また、エッチングにより柱体１４０を下ガラス１３０と同一材料で一体形成することで、製造コストの上昇を招くことなく柱体１４０を高精度に形成できる。
Therefore, according to the electronic component module 10 according to the embodiment , the amount of deformation of the lower glass 130 at the time of temperature change is reduced, and the chip 100 operates stably without causing malfunction or the like regardless of the temperature change. It will be possible. Further, by integrally forming the pillars 140 with the same material as the lower glass 130 by etching, the pillars 140 can be formed with high accuracy without causing an increase in manufacturing cost.

なお、上記した実施形態では、チップ１００がパッケージ２００に収容される構成を例示したが、図９に示されるように、チップ１００が基板３００に直接実装され、チップ１００がパッケージ２００に覆われる構成であってもよい。 Although the configuration in which the chip 100 is accommodated in the package 200 is illustrated in the above embodiment, as shown in FIG. 9, the configuration in which the chip 100 is directly mounted on the substrate 300 and the chip 100 is covered by the package 200 It may be

このような構成であっても、温度変化時におけるチップ１００の下ガラス１３０と基板３００との変形量の差異を複数の柱体１４０が吸収し、下ガラス１３０の歪みが低減される。したがって、チップ１００は、温度変化時にも安定して動作し続けることが可能になる。 Even with such a configuration, the plurality of columns 140 absorb the difference in the amount of deformation between the lower glass 130 of the chip 100 and the substrate 300 when the temperature changes, and the distortion of the lower glass 130 is reduced. Therefore, the chip 100 can continue to operate stably even when the temperature changes.

また、柱体１４０がチップ１００の下ガラス１３０と一体形成されている構成を例示したが、柱体１４０は、パッケージ２００と一体形成されてチップ１００の下ガラス１３０と接合される構成であってもよい。この場合、柱体１４０は、パッケージ２００と同じ材料で形成される。さらに、チップ１００が基板３００に直接実装される場合には、柱体１４０は、基板３００と一体形成されてチップ１００の下ガラス１３０と接合される構成であってもよい。この場合、柱体１４０は、基板３００と同じ材料で形成される。 Further, although the configuration in which the column body 140 is integrally formed with the lower glass 130 of the chip 100 is illustrated, the column body 140 is a configuration integrally formed with the package 200 and joined with the lower glass 130 of the chip 100 It is also good. In this case, the column body 140 is formed of the same material as the package 200. Furthermore, when the chip 100 is directly mounted on the substrate 300, the pillars 140 may be integrally formed with the substrate 300 and bonded to the lower glass 130 of the chip 100. In this case, the column body 140 is formed of the same material as the substrate 300.

このような構成であっても、上記した実施形態と同様に、柱体１４０によって温度変化時におけるチップ１００の下ガラス１３０の歪みが低減され、チップ１００が温度変化に関わらず安定して動作できるようになる。 Even with such a configuration, the distortion of the lower glass 130 of the chip 100 at the time of temperature change is reduced by the column body 140 as in the above-described embodiment, and the chip 100 can operate stably regardless of the temperature change. It will be.

以上、実施形態に係る電子部品モジュールについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。なお、上記した実施形態における各部の寸法は、例示した値に限定されるものではない。 As mentioned above, although the electronic component module which concerns on embodiment was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation and improvement are possible within the scope of the present invention. In addition, the dimension of each part in above-described embodiment is not limited to the illustrated value.

１０電子部品モジュール
１００チップ
１０２電極
１４０柱体
２００パッケージ
３００基板 10 Electronic Component Module 100 Chip 102 Electrode 140 Column 200 Package 300 Substrate

Claims

With chips
A package for containing the chip;
An electronic component module comprising: a plurality of columns integrally formed with one of the chip and the package and joined to the other.

With chips
A substrate on which the chip is mounted;
An electronic component module, comprising: a plurality of columns integrally formed with the chip and joined to the substrate.

Wherein the plurality of columnar body, the electronic component module according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed by etching.

The electronic component module according to any one of claims 1 to 3 , wherein the plurality of columns are thinner at an outer column than at a central side of the chip.

The electronic component module according to any one of claims 1 to 4 , wherein an electrode is formed on at least one or more circumferences or insides of the plurality of columns.

The said chip | tip is an acceleration sensor, The electronic component module as described in any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned.