专利名称：电子部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子部件，它包含电子元件和安装电子元件的基片。
背景技术：
在近几年里，包含电子元件和安装电子元件基片的电子部件的尺寸和高度已大幅度减少了。在这样的情况下，经常应用一种工艺，其中，电子元件和基片的预定表面通过导电块彼此机械或电气连接，也就是被称为倒装芯片式的工艺。
图1A和图1B分别是使用通用倒装芯片式工艺相关技术的电子部件10的不同纵向的横截面图。
如图1A和图1B所示，电子部件10包含电子元件20和其上安装电子元件20的基片30。
如图1A所示，电子元件20的预定功能表面120被固定，从而朝着特定的方向(图1A向下)，并且与基片30的预定安装面130相对。电子元件20和基片30通过插入它们之间的金属块40彼此电气和机械地连接。另外，如图1B所示，比如，在半导体器件领域和类似领域中，为了加强连接，有一种众所周知的方法，在电子元件20和基片30之间填充树脂90。用于上述目的的树脂90通常被称为未充满。
然而，在电子部件的场合中，其中在诸如声表面波元件之类的电子元件的功能表面上配有电极等，而且若树脂粘附于功能表面，就不能充分达到元件的功能，在这种情况下无法施加未充满。相应的，电子元件只通过块与基片的安装表面机械连接。如果基于电子元件质量的块的总接触面积很小，就会产生问题，因为电子元件由于坠落、振动等引起外部机械负载而与块脱离，电子部件本身的功能也被破坏了。
发明内容
考虑到上述的问题，设计了本发明。本发明的一个目的是提供一种电子部件，其中，电子元件和基片可非常牢固地彼此机械连接。
为了达到上述的目的，本发明的电子部件包含电子元件和安装电子元件的基片，电子元件和基片彼此通过至少三个块电气或机械地连接，其特征是，将同电子元件连接的块的总连接面积除以电子元件质量所得的值，与将同基片连接的块的总连接面积除以电子元件质量所得的值，至少为8.8mm2/g。
如果将同电子元件连接的块的总连接面积除以电子元件质量所得的值，与将同基片连接的块的总连接面积除以电子元件质量所得的值至少为11.6mm2/g，那么是有利的。
另外，本发明的电子部件较佳地具有这样的特征，即块由金或含金的合金作为主要成分制成。
此外，本发明的电子部件较佳地具有这样的特征，即电子元件和基片只通过块彼此机械地连接。
同样的，在本发明的电子部件中，电子元件可以是声表面波元件包含至少一个形成于压电基片上的IDT电极。
根据本发明的电子部件，甚至对于作为包含声表面波元件电子部件的声表面波器件，其中不能使用未充满将电子元件同基片连接，可达到非常牢固的机械连接。
附图简述图1A和图1B分别是使用通用倒装芯片式工艺相关技术的电子部件的不同纵向的横截面图。
图2是根据本发明实施例的电子部件的立体图。
图3是图2实施例电子部件的纵向横截面图。
图4是作为电子元件例子的声表面波元件的立体图，其功能表面位于图中的上侧。
图5的表示出将金属块的总连接面积除以电子元件质量所得的值与坠落测试测得的故障率之间的关系。
实施本发明的最佳方式在下文中，将参考图2至图4描述本发明的实施例。
图2是根据本发明实施例的电子部件1的立体图。图3是该实施例电子部件1的纵向横截面图。另外，图4是电子元件2的立体图，其中在这个例子中是声表面波元件，其功能表面12，当如图中所示定向时，固定于其上侧。
在该实施例中，电子部件1是表面安装部分，被安装至母板上(未显示)。如图2、图3和图4所示，电子部件1包含电子元件2和基片3。电子元件2，比如，为声表面波元件，具有至少一个形成于压电基片的预定功能表面上的IDT电极。基片3由诸如陶瓷材料、树脂等绝缘材料制成，且具有安装电子元件2的预定安装表面。安装电子元件2的基片3用盖子罩住，电子元件2也用盖子罩住，如图2、图3和图4所示。
如图4所示，在电子元件2中，该电子元件为声表面波元件，在声表面波的预定功能表面上形成用于传送和接收声表面波的IDT(叉指型)电极21和电极垫片22。形成IDT电极21和电极垫片22，从而可获得预定的电学特性。在电极垫片22上形成了金属块4，比如由金或含金的合金作为主要成分制成。在该实施例中，如图4所示，在四个金属垫片22中的每个金属垫片上形成一个金属块4。为了形成金属块，应用了公知的导线撞接技术。
如果形成了总数为一个或两个的金属块，当可能由坠落等引起的机械冲击加于电子部件1上时，容易有诸如动量之类的力施加给电子部件1。从而，电子部件1的耐冲击性被破坏。为此，金属块4较佳形成的数目为至少三个。
电极垫片22包含导电电极，每根电极包含作为主要成分的铝，电极用插于垫片和底层电极之间的接触金属(包含作为主要成分的Ti、Ni、NiCr等的薄膜)在底层电极上形成，底层电极通过公知的光刻技术与IDT电极21同时形成，如图4所示。
如图2和图3所示，在基片3的预定安装表面13上配备了内部电极终端31，它与金属块4连接。此外，在基片3相对安装表面13的一侧形成了能把电子部件1表面安装到母板(未显示)上的外部电极终端32。内部电极终端31和外部电极终端32通过形成于基片3侧面的导体彼此电气连接。在本实施例中，内部电极终端31、外部电极终端32和连接这两个终端的导体包含作为主要成分的W(钨)，并分别按序在上面镀上了Ni和Au。
电子元件2，在本例中是声表面波元件，通过金属块4电气且机械地连接并固定于在基片3的安装表面13上形成的内部电极终端31，比如，通过公知的使用超声波和加热的倒装芯片式连接方法。内部电极终端31的表面，用金电镀，由于金对金的连接，该表面可充分与由金制成或含金的金属块连接。应该指出的是，由于电子部件2是声表面波元件，所以不使用未充满或类似的技术。
在上述的电子部件1中，将金属块4和电子元件2互相连接的总面积除以电子元件2的质量所得的值，与将金属块4和基片3互相连接的总面积除以电子元件2的质量所得的值被设定在8.8mm2/g。这样做是因为没使用未充满，也就是说，为了使电子元件2和基片3之间的机械连接免受破坏。
在下文中，将参考图5，对通过坠落测试测得的电子部件1的故障率、将金属块4和电子元件2互相连接的总面积除以电子元件2的质量所得的值，以及将金属块4和基片3互相连接的总面积除以电子元件2的质量所得的值之间的关系作详细的描述。
图5的表示出将金属块4和电子元件2互相连接的总面积除以电子元件2的质量所得的值，与坠落测试测得的故障率之间的关系。
对于这种坠落测试，准备了100个样本，每个样本含作为电子元件2的声表面波元件LiTaO3，它具有3.52mg的重量，将这些样本安装到基片并经历负载坠落测试。测量了故障率。特别地，在进行测试时假设在可携电话中使用电子部件。在100g砝码的上面(也就是，与砝码坠落时与地接触的面相对的面)固定一个样本，电子元件2六个面中的一个待测表面与砝码上面接触。样本可从1.5m高坠落16次。对电子元件2六个面中的每个都有近似为矩形的平行六面体作坠落测试。在这个坠落测试中，与基片3连接的金属块4的总连接面积大于与电子元件2连接的金属块4的总连接面积。
在该实施例中，与电子元件2连接的金属块4的总连接面积和与基片3连接的金属块4的总连接面积如下定义。
参看与电子元件2连接的金属块4的总连接面积，在倒装芯片式连接方法中，含金作为主要成分的金属块4与在电子元件2上形成的含铝作为主要成分的电极垫片22进行机械接触，施加超声波或热以引起金和铝彼此扩散，从而形成金和铝的合金层。合金层有助于连接。因此，合金层的连接面积作为总的连接面积。为确定总的连接面积，本发明的电子部件1被浸入盐酸以溶解含铝作为主要成分的电极垫片22。从而，含金作为主要成分的金属块4与电子元件2分离。对金属块4表面的观察显示，金是金色的，而包含金和铝的合金层是灰色的。测量每个金属块4上分离前与电极垫片22接触的表面部分面积以及形成铝和金合金层部分的面积。总的面积作为与电子元件2连接的金属块4的总连接面积。通过可用来进行计算的显微镜测量金属块4上铝和金合金层形成部分的面积。
参看与基片3连接的金属块4的总连接面积，基片的连接表面用金电镀，金属块4含金作为主要成分。从而，基片3和金属块4通过同一类材料彼此连接。相应地，测量每个块4的接触面积，总面积作为与基片3连接的金属块4的总连接面积。每个块4的接触面积通过红液渗透探伤法或类似的方法测得。根据红液渗透探伤法，电子部件被浸入红墨水，从而使电子部件的表面被染为红色。接着，金属块与基片分离，测量未被染成红色的基片部分的面积。
如图5所示，在将连接于电子元件2的金属块4的总连接面积除以电子元件2的质量所得的值为6.000mm2/g时，由坠落测试获得的电子部件1的故障率为31％。
另外，在将连接于电子元件2的金属块4的总连接面积除以电子元件2的质量所得的值为8.000mm2/g时，由坠落测试获得的电子部件1的故障率为15％。
另一方面，由坠落测试获得的电子部件1的故障率是低的，即在将连接于电子元件2的金属块4的总连接面积除以电子元件2的质量所得的值为8.800mm2/g时，故障率为7％。
对于这个8.800mm2/g的值，非常少的例子在坠落少于100次时就失效，比如可携电话，它的失效在于使用者的粗心。因此，当故障率被减到7％，可得出结论，电子部件1的耐用性在实际使用中基本没问题。
相应地，将连接于电子元件2的金属块4的总连接面积除以电子元件2的质量所得的值定为8.8mm2/g或更高为较佳。因此，提供高质量的电子部件，其可能由坠落引起的故障率是低的。更佳地，将连接于电子元件2的金属块4的总连接面积除以电子元件2的质量所得的值被设定在11.6mm2/g或更高。在这种情况下，坠落测试显示，故障率为0％。在实际中，可能由坠落引起的故障可基本较佳地防止。
应该指出的是，这项坠落测试处理这样的情况，即其中连接于基片3的金属块4的总连接面积大于连接于电子部件2的金属块4的总连接面积。在连接于电子元件2的金属块4的总连接面积大于与基片3接触的金属块4的总接触面积的情况下可得到类似的结果。
虽然以上的描述对根据本发明一实施例的电子部件的较佳结构和特性作出了详细的描述，但可以理解的是，本发明并不受在文中提到的特定例子的限制，尤其是可作出许多修改和变化。
举例来说，在本实施例中，金属块4通过导线撞接方法形成。这个方法并不是限制性的。金属块4可通过比如电镀的方法形成。
另外，在本实施例中，作为电极垫片22结构的例子，可以层压含铝作为主要成分的导电材料和接触金属。层压并不是限制性的。电极垫片22可通过光刻技术与IDT电极21同时形成。可按需选择层的数目。另外，IDT电极21和电极垫片22的配置并不局限于图4中所示的配置。
在本实施例中，内部电极终端31、外部电极终端32以及连接这些电极的导体，每个都有这样的结构，即其中把镍和金电镀到W(钨)上。这不是限制性的。较佳地，最上一层由金制成，因为金可与由金或含金作为主要成分的合金制成的金属块4牢固地连接。
同样，在本实施例中，倒装芯片式连接方法应用了超声波和热。可毫无麻烦地施加使用热或超声波的倒装芯片式连接。
此外，在本发明的这个实施中，作为电子部件1，应用了安装在母板上的表面安装部件作为例子。这不是限制性的。不用说，可把本发明应用于包含直接安装在母板上的电子元件的电子部件(未显示)。
工业上的实用性根据本发明的电子部件，将连接于电子元件的多个金属块的总连接面积除以电子元件的质量所得的值，和将接触基片的块的总接触面积除以电子元件的质量所得的值都被设定为8.8mm2/g或更高，或较佳为11.6mm2/g或更高。因此，即使对于诸如每个都含声表面波元件的声表面波器件之类的电子部件，其中不能使用未充满法将电子元件和基片连接，可获得非常牢固的机械连接。
权利要求
1.一种电子部件(1)，包含电子元件(2)和安装电子元件(2)的基片(3)，电子元件(2)和基片(3)通过至少三个块(4)彼此电气或机械地连接，其特征在于，将连接于电子元件(2)的块(4)的总连接面积除以电子元件(2)的质量所得的值，以及将连接于基片(3)的块(4)的总连接面积除以电子元件(2)的质量所得的值都至少为8.8mm2/g。
2.根据权利要求1的电子部件，其特征在于，将连接于电子元件(2)的块(4)的总连接面积除以电子元件(2)的质量所得的值以及将连接于基片(3)的块(4)的总连接面积除以电子元件(2)的质量所得的值都至少为11.6mm2/g。
3.根据权利要求1或2的电子部件，其特征在于，电子元件(2)和基片(3)只通过块(4)彼此机械地连接。
4.根据权利要求1的电子部件(1)，其特征在于，块(4)由金或含金作为主要成分的合金制成。
5.根据权利要求1的电子部件(1)，其特征在于，电子元件(2)是包含至少一个在压电基片上形成的IDT电极(21)的声表面波元件。
全文摘要
提供了一种电子部件(1)，它含有电子元件(2)和安装电子元件(2)的基片(3)，电子元件(2)和基片(3)通过至少三个块(4)彼此电气或机械地连接。将连接于电子元件(2)的块(4)的总连接面积除以电子元件(2)的质量所得的值，以及将连接于基片(3)的块(4)的总连接面积除以电子元件(2)的质量所得的值都至少为8.8mm
文档编号H01L21/60GK1466778SQ01807776
公开日2004年1月7日 申请日期2001年12月28日 优先权日2001年1月30日
发明者下江一伸, 武田光雄, 雄, 明, 高田俊明, 彦, 高田忠彦 申请人:株式会社村田制作所