专利名称：电子部件及其安装结构以及安装方法
技术领域：
本发明涉及一种例如晶振等电子部件及其安装结构以及安装方法。
背景技术：
例如在包含晶振等的电致伸缩元件(电子部件)的封装中，晶振中设置的激励电极和用于连接到对晶振进行驱动的驱动电路的连接电极，通过焊料等的导电浆料，在导电接触的状态下固定(例如、参照专利文献1)。专利文献1 日本特开平11161360号公报然而，在上述现有的晶振中也存在下面的课题。也即，当连接电极的表面上存在凹凸形状时，存在激励电极与连接电极之间的接触面积变小的问题。而且，期待对封装施加了落下冲击等的冲击时的晶振与连接电极之间的连接可靠性的提高。
发明内容
本发明是鉴于上述现有的而作成的，其目的在于提供一种能够提高与连接电极的连接可靠性的电子部件及其安装结构以及安装方法。本发明为了解决上述课题而采用了下述结构。也即，本发明相关的电子部件电子部件，是连接到与驱动电路导通的连接电极的电子部件，其特征在于，所述电子部件具备 具有规定的功能的功能片；形成在该功能片的凸块电极；和保持部，其保持该凸块电极与所述连接电极的导电接触状态；所述凸块电极具备具有弹性的芯部和设置在该芯部的表面的导电膜，并且，通过所述芯部的弹性变形，所述导电膜与所述连接电极导电接触。在本发明中，由于芯部发生弹性变形，因此即使连接电极上存在凸形状，导电膜与连接电极也以足够的接触面积来良好地导电接触。另外，通过保持部，保持导电膜与连接电极之间的导电接触。从而，在导电膜与连接电极之间，可得到高的连接可靠性。也即，在电子部件的安装时，将凸块电极按压在连接电极时，芯部仿效连接电极的表面形状而发生弹性变形。与此相伴，形成在芯部的表面的导电膜也仿效连接电极的表面形状而发生变形。因此，导电膜与连接电极之间的接触面积增大。而且，通过保持部来保持导电膜与连接电极之间接触状态。因此，导电膜与连接电极之间的连接可靠性提高。这里， 即使在凸块电极与连接电极之间的接触位置上施加冲击，因凸块电极发生弹性变形，从而可以吸收该冲击。由此，凸块电极与连接电极之间的接触位置上可得到高的耐冲击性。另外，用不同的构件来形成保持部和凸块电极，由此能够对各个构件选择最佳的材料。由此，在凸块电极与连接电极之间可得到高的连接可靠性。另外，在本发明中能够优选采用所述功能片被悬臂支撑的结构。
由此，在本发明中，受约束的位置是单侧，因此功能片的机械自由度得以提高，能够最小限度地减少能量丢失(振动的逃脱、遗漏等)。再有，作为所述功能片，能够优选采用在所述导电膜与所述连接电极的导电接触部附近被悬臂支撑的结构。由此，在本发明中，由于采用了仅仅单侧的连接，因此与面连接、两端连接结构相比，即使在具有连接电极的基板等与功能片之间存在热膨胀系数之差时，由于热应力不会传递到连接部、功能片，因此能够延长连接寿命变长，并且提高作为电子部件的稳定性，也不会对基板等产生多余的热应力。再有，还能抑制经由连接部传递到功能片的机械变形、热变形而产生的应力的影响。另外，在上述的结构中，优选能够采用所述功能片在该功能片的振动的波节的位置上被悬臂支撑的结构。由此，在本发明中，在支撑部中衰减功能片的振动，还能提高机电振动的Q值(变换効率)。另外，作为本发明的电子部件，所述功能片也可以构成利用对所述导电膜的通电而产生位移的电致伸缩元件。另外，本发明的电子部件中，所述功能片也可以是水晶片。在本发明中，作为功能片采用了水晶片，由此构成晶振。另外，本发明的电子部件中，所述保持部也可以是粘接层。在本发明中，通过粘接层来粘接导电膜与连接电极，由此保持导电膜与连接电极之间导电接触。另外，本发明的电子部件中，所述粘接层也可以覆盖所述导电膜。在本发明中，在电子部件的安装时，将凸块电极按压在连接电极时，因粘接层被挤压，而导电膜与连接电极导电接触。另外，本发明的电子部件中，所述导电膜的一部分也可以从所述粘接层露出。在本发明中，在电子部件的安装时，将凸块电极按压在连接电极时，由于导电膜从粘接层露出，因此，不用挤压粘接层，能够使导电膜与连接电极容易地导电接触。从而，导电膜与连接电极之间的连接可靠性进一步提高。另外，本发明的电子部件中，优选将所述粘接层与所述导电膜隔开设置。在本发明中，在电子部件的安装时，将凸块电极按压在连接电极时，由于粘接层与导电膜隔开设置，因此与上述同样，能够使导电膜与连接电极容易地导电接触。从而，进一步提高导电膜与连接电极之间的连接可靠性。另外，本发明的电子部件的安装结构，其特征在于，前述的电子部件安装在具有所述连接电极的基板。另外，本发明的电子部件的安装方法，其特征在于，具有将前述的电子部件安装在具有所述连接电极的基板的工序。由此，在本发明中，在凸块电极与连接电极之间的接触位置上，可得到高的耐冲击性，并且，用不同的构件形成保持部和凸块电极，由此能够对各个构件选择最佳的材料，在凸块电极与连接电极之间可得到高的连接可靠性。再有，在本发明中，通过悬臂支撑功能片，使功能片的机械自由度得以提高，能够最小限度地抑制能量丢失(振动的逃脱、遗漏等)，另外，能够延长连接寿命，能够提高作为电子部件的稳定性，并且也不会对基板等产生多余的热应力，还能抑制经由连接部传递到功能片的机械变形、热变形而产生的应力的影响。此外，本发明中的电子部件，是指通过电磁作用来发现规定的功能的部件，其包括通过电力作用而产生振动等的位移的电致伸缩元件和通过磁力作用而产生振动等的位移的磁致伸缩元件。
图1是表示第一实施方式中的晶振封装的截面图。图2是图1的平面图。图3是表示晶振的立体图。图4是表示晶振的安装方法的工序图。图5是表示具备晶振的移动电话机的立体图。图6是表示第二实施方式中的晶振的立体图。图7是表示晶振的安装方法的工序图。图8是表示第三实施方式中的晶振的立体图。图9是表示晶振的安装方法的工序图。图中1、110、120_晶振(电致伸缩元件、电子部件)；11-水晶片(功能片)；14-凸块电极；15、111、121_粘接层(保持部)；24-树脂芯(芯部)；25、26_导电膜；33、34_连接电极
具体实施例方式(第一实施方式)下面，根据附图，说明本发明中的电子部件的第一实施方式。此外，在下面的说明中使用的各图面中，为了使各构件成为可识别的大小，适宜地改变了比例尺。这里，图1是表示具备晶振的晶振封装的截面图、图2是图1的平面图、图3是表示晶振的立体图。首先，说明具有作为本发明中的电子部件的晶振(电致伸缩元件)1的晶振封装2。 晶振封装2如图1以及图2所示，具备晶振1和密封晶振1的容器3。晶振1如图1 图3所示，具有水晶片(功能片)11、激励水晶片11的一对激励电极12、13、凸块电极14和粘接层(保持部)15。水晶片11在俯视下大致为U字状，是两个臂部22、23在同一方向上从基部21起并列延伸的具有音叉型平面形状的板状构件。一对激励电极12、13分别由例如Al (铝)等导电材料形成，并且形成于水晶片11 的一面。而且，激励电极12在水晶片11的一面(图1中、下面)中从基部21形成至到臂部22。另外，激励电极13在水晶片11的一面中从基部21形成至臂部23。凸块电极14形成在基部21的一面。而且，凸块电极14如图1以及图3所示，具有树脂芯(芯部)24、形成在树脂芯M的表面的一对导电膜25、26。树脂芯M由聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、苯酚(phenol)树脂、硅树脂、硅变性聚酰亚胺树脂、环氧树脂等感光性绝缘树脂、热硬化性绝缘树脂形成。
另外，树脂芯M如图3所示，在将晶振1安装在容器主体31之前，形成为大致半圆柱(蒲鋅)状，在基部21的一面中沿着与一对臂部22、23各自的延伸方向大致正交的方向而延伸。这里，大致半圆柱状是指与水晶片11相接的内面(底面)为平面、并且非接触的外面侧为弯曲面的柱状形状。具体而言，作为大致半圆柱状可以列举出横截面为大致半圆状、大致半椭圆状、大致梯形状。而且，树脂芯M如图1所示，在将晶振1安装到容器主体31之后，通过将晶振1 相对按压在容器主体31，使树脂芯M仿效后面叙述的连接电极33、34各自的表面形状而发生弹性变形。此外，树脂芯M是利用光刻技术、蚀刻技术来形成的。此外，树脂芯M的材质(硬度)和形状是根据各个连接电极33、34的形状等适宜地选择、设计的。一对导电膜25 J6分别如图3所示，在树脂芯M的表面隔开间隔而形成，一对导电膜25,26分别由例如Au(金)、TiW(钛/钨)、Cu(铜)、Cr (铬)、Ni (镍)、Ti、W、NiV(镍 /钒)、Al、Pd(钯)、铅焊料(Pb free solder)等金属、合金形成，既可以是这些材料的单层构件，也可以是层叠了多种材料的多层构件。导电膜25与激励电极12连续形成，并且与激励电极12导通。另外，如图1所示， 在将晶振1安装到容器主体31之后，因树脂芯M发生弹性变形而使导电膜25仿效连接电极33的表面形状发生变形，进而使导电膜25与连接电极33导电接触。而且，导电膜沈与激励电极13连续形成，并且与激励电极13导通。另外，在将晶振1安装到容器主体31之后，因树脂芯M发生弹性变形而使导电膜沈仿效连接电极34 的表面形状发生变形，进而使导电膜26与连接电极34导电接触。这里，各个导电膜25、26是通过采用例如溅射法等进行成膜后进行构图 (patterning)来形成的。另外，各个导电膜25J6也可以利用溅射法、无电解镀敷来形成基底膜后利用电解镀敷层叠上层膜来形成。此外，各个导电膜25、26，与树脂芯M同样，根据各个连接电极33、34的形状等，适宜地选择、设计。其中，如后面叙述，由于树脂芯M仿效连接电极33、34的形状而发生弹性变形，因此对各个导电膜25 J6而言优选采用延展性特别良好的Au来形成。这里，当导电膜25 J6具有层叠结构时，优选由Au形成其最外层。粘接层15如图1 图3所示，由例如环氧树脂、丙烯酸树脂等粘接剂形成。而且， 粘接层15分别包围导电膜25以及连接电极33的接触部分和导电膜沈以及连接电极34 的接触部分。另外，如图3所示，在将晶振1安装在容器主体31之前，涂布粘接层15，以使其覆盖导电膜25、26的表面。而且，这种结构的晶振1(水晶片11)如图1以及图2所示，在导电膜25、26与连接电极33、34之间的导电接触部附近(图1以及图2中、左侧端部)，成为只有基部21被容器3支撑的悬臂支撑结构。更详细而言，采用了晶振1基于水晶片11的振动特性，在该水晶片11振动时的振幅最小的振动的波节的位置上，将上述导电接触部作为悬臂支撑部设置的结构。容器3具有容器主体31和覆盖容器主体31的盖体32。容器主体31形成为大致箱状，由例如陶瓷等的绝缘材料来形成。而且，在容器主体31的底部的上面形成有连接电极33、34。另外，在容器主体31的底部的下面形成有在电路基板(省略图示)等安装时的端子电极35、36。
各个连接电极33、34由金属等的导电材料形成，比如为在例如W膜上形成的Ni镀敷层上层叠了 Au膜的结构，经形成在容器主体31的布线(省略图示)，与各个端子电极35、 36分别连接。盖体32，与容器主体31同样，由例如陶瓷等绝缘材料形成。而且，盖体32通过硬钎焊(口々付K )等，接合在容器主体31的开口部，在与容器主体31之间形成的空间内密封晶振Io接着，参照图4，说明晶振1的安装方法。这里，图4是表示将晶振安装到容器主体时的凸块电极的截面图。首先，将设置在晶振1的凸块电极14接触、按压到容器主体31上形成的连接电极 33、34(图 4(a)、图 4(b))。此时，树脂芯M发生弹性变形而仿效各个连接电极33、34的形状。而且，导电膜25伴随树脂芯M的弹性变形而仿效连接电极33的表面形状，并且导电膜26仿效连接电极34的表面形状。另外，覆盖导电膜25、26的粘接层15沿着树脂芯 24的外周面而逐渐被挤压。因此，由粘接层15覆盖的各个导电膜25、26的至少一部分，从粘接层15露出而与各个连接电极33、34接触。由此，导电膜25以及连接电极33和导电膜 26以及连接电极34分别以足够的接触面积来导电接触。而且，粘接层15粘接凸块电极14与连接电极33、34，导电膜25以及连接电极33 和导电膜沈以及连接电极34分别保持接触状态。通过上述方式，将晶振1安装到容器主体31内。之后，接合容器主体31与盖体32 来密封晶振1。通过这样，形成晶振封装2。这里，在晶振1与容器主体31之间的连接部分施加了例如落下冲击等冲击时，树脂芯M发生弹性变形来吸收此冲击。另夕卜，上述的晶振1中，水晶片11在导电膜25 J6与连接电极33、34之间的导电接触部附近的一处被悬臂支撑，因此水晶片11的前端侧的机械自由度得以提高，能够最小限度地抑制能量丢失(振动的逃脱、遗漏等)。另外，晶振1仅仅以单侧连接于容器主体31， 因此，与面连接、两端连接结构相比，即使在具有连接电极33、34的构件等与晶振1 (水晶片 11)之间存在热膨胀系数之差时，由于热应力不会传递到连接部、水晶片11，因此能够延长连接寿命、能够提高作为电子部件的稳定性，并且不会对基板等的构件产生多余的热应力。 再有，还能抑制经由连接部传递到水晶片11的机械变形、热变形而产生的应力的影响。再有，上述的晶振1中，由于在水晶片11的振动的波节的位置上被悬臂支撑，因此支撑部中抑制水晶片11的振动的衰减，还能提高机电振动的Q值(变换効率)。(电子设备)而且，作为上述的晶振1，采用例如图5所示的移动电话机100。这里，图5是表示移动电话机的立体图。此移动电话机100具备显示部101、多个操作按键102、听筒口 103、话筒口 104以及具有上述显示部101的主体部。如上所述，根据本实施方式中的晶振1，树脂芯M发送弹性变形，各个导电膜25、 26与连接电极33、34以足够的接触面积良好地导电接触。而且，通过粘接层15，来保持导电膜25、26与连接电极33、34之间的导电接触。从而，在导电膜25、26与连接电极33、34
7之间，可得到高的连接可靠性。另外，根据本实施方式中的晶振1，水晶片11的前端侧的机械自由度得以提高，能够最小限度地抑制能量丢失(振动的逃脱、遗漏等)，并且即使在具有连接电极33、34的构件等与晶振1(水晶片11)之间存在热膨胀系数之差时，热应力不会传递到连接部、水晶片 11，因此能够延长连接寿命并且能够提高作为电子部件的稳定性。再有，在本实施方式中， 也不会对基板等的构件产生多余的热应力，还能抑制经由连接部传递到水晶片11的机械变形、热变形而产生的应力的影响。(第二实施方式)接着，参照附图，说明本发明中的晶振的第二实施方式。这里，图6是表示安装到容器主体之前的晶振的立体图、图7是表示将晶振安装到容器主体时的凸块电极的截面图。此外，在本实施方式中，由于与上述的第一实施方式相比，粘接层的形状不同，因此以这一点为中心进行说明，对上述实施方式中说明的结构要素赋予相同符号，并且对其省略说明。在本实施方式中的晶振110中，如图6所示，在将晶振110安装到容器主体31之前，各个导电膜25、26的顶部从粘接层111露出。在这种结构的晶振110中，将设置在晶振110的凸块电极14接触、按压到容器主体31中设置的连接电极33、34 (图7 (a)、图7 (b))。此时，树脂芯M发生弹性变形而仿效各个连接电极33、34的形状。而且，导电膜 25伴随着树脂芯M的弹性变形而仿效连接电极33的形状，并且导电膜沈仿效连接电极 34的形状。这里，各个导电膜25、26的一部分从粘接层111露出，因此将凸块电极14接触到连接电极33、34时，各个导电膜25、26与各个连接电极33、34接触。而且，粘接层111粘接凸块电极14与连接电极33、34，来保持导电膜25以及连接电极33和导电膜沈以及连接电极34各自的接触状态。通过上述方式，将晶振110安装到容器主体31内。如上所述，在本实施方式中的晶振110，也产生与上述的第一实施方式同样的作用、効果，但是，由于预先使各个导电膜25 J6的一部分从粘接层111露出，因此安装时能够进一步提高导电膜25以及连接电极33和导电膜沈以及连接电极34各自中的连接可靠性。(第三实施方式)接着，参照附图，说明本发明中的晶振的第三实施方式。这里，图8是表示安装到容器主体之前的晶振的立体图、图9是表示将晶振安装到容器主体时的凸块电极的截面图。此外，在本实施方式中，与上述的第一实施方式相比，粘接层的形状不同，因此以这一点为中心进行说明，并且对上述实施方式中说明的结构要素赋予相同的符号，对其省略说明。在本实施方式中的晶振120中，如图8所示，在将晶振120安装到容器主体31之前，与各个导电膜25、26隔开而设置粘接层121。在与树脂芯M的延伸方向正交的方向上，在与经由树脂芯M靠近臂部22、23的一侧隔开的一侧形成一对粘接层121。而且，粘接层121形成为四棱柱状，在与各个导电膜 25,26的外周隔开的位置上沿着树脂芯M而延伸。在这种结构的晶振120中，也将设置在晶振120的凸块电极14接触、按压到容器主体31中设置的连接电极33、34 (图9 (a)、图9 (b))。
此时，树脂芯M发生弹性变形而仿效各个连接电极33、34的形状。而且，导电膜 25伴随着树脂芯M的弹性变形而仿效连接电极33的形状，并且导电膜沈仿效连接电极 34的形状。这里，粘接层121与各个导电膜25 J6隔开而形成，因此，将凸块电极14与连接电极33、34接触时，各个导电膜25 J6与连接电极33、34接触。而且，粘接层121粘接凸块电极14与连接电极33、34，来保持导电膜25以及连接电极33和导电膜沈以及连接电极34各自的接触状态。通过上述方式，将晶振120安装到容器主体31内。如上所述，在本实施方式中的晶振120中，也产生与上述的第二实施方式同样的作用、効果。此外，在本实施方式中，只要各个粘接层121设置在与导电膜25 J6隔开的位置即可，也可以是例如环状等其他形状。此外，本发明并不限定于上述实施方式，只要不脱离本发明的主旨的范围内，可以实施各种变更。例如，树脂芯的形状不限于半圆柱状，也可以是梯形状。另外，在一个树脂芯形成有两个导电膜，但是也可以与两个导电膜分别对应地形成两个树脂芯。此时，树脂芯也可以是半球状等、其他形状。另外，芯部只要具有弹性，也可以采用树脂材料以外的其他材料来形成。而且，在本实施例中，作为晶振采用音叉型构件来进行说明，但是并不限于此，也可以采用AT切割振子、SAW振子等晶振。另外，通过将水晶片用作功能片，来构成晶振，但是也可以采用其他压电材料，来构成晶振以外的其他电致伸缩元件。另外，在上述实施方式中，例示了作为电子部件供给电力时在功能片上产生位移的电致伸缩元件，但是并不限于此，也可以应用因例如磁力而在功能片上产生位移的磁致伸缩元件。再有，晶振、电致伸缩元件并不限于本实施例中说明的悬臂型的结构，也可以是面连接型、双夹持结构等他的结构。另外，在本实施例中，举例说明了在容器中安装晶振的情况。也可以安装到形成有布线图案的基板，而不是容器。另外，晶振的安装方法在晶振设置粘接层的状态下将晶振安装到容器主体，但是也可以在晶振中形成本实施例中说明的凸块电极并且不设置粘接层， 在将粘接层设置在容器主体、基板的状态下将晶振安装到容器主体。另外，在上述实施方式中说明的电子部件及其安装结构以及安装方法能够广泛应用于将机械要素部件、传感器、执行器、电子电路集成化在一个硅基板上的设备(喷墨打印机的喷头、压力传感器、加速度传感器、陀螺仪)等MEMS(Micrc) Electro Mechanical Systems)0
权利要求
1.一种电子部件，其连接到与驱动电路导通的连接电极， 所述电子部件具备具有规定的功能的功能片； 形成在该功能片的凸块电极；和保持部，其保持该凸块电极与所述连接电极的导电接触状态； 所述凸块电极具备由树脂形成的芯部和设置在该芯部的表面的导电膜，所述导电膜与所述连接电极导电接触。
2.根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于， 所述功能片被悬臂支撑。
3.根据权利要求2所述的电子部件，其特征在于，所述功能片，在所述导电膜与所述连接电极的导电接触部附近被悬臂支撑。
4.根据权利要求2所述的电子部件，其特征在于，所述功能片，在该功能片的振动的波节的位置上被悬臂支撑。
5.根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于，所述功能片构成利用对所述导电膜的通电而产生位移的电致伸缩元件。
6.根据权利要求5所述的电子部件，其特征在于， 所述功能片是水晶片。
7.根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于， 所述保持部是粘接层。
8.根据权利要求7所述的电子部件，其特征在于， 所述粘接层覆盖所述导电膜。
9.根据权利要求8所述的电子部件，其特征在于， 所述导电膜的一部分从所述粘接层露出。
10.根据权利要求7所述的电子部件，其特征在于， 所述粘接层与所述导电膜隔开设置。
11.一种电子部件的安装结构，权利要求1 10中任一项所述的电子部件安装在具有所述连接电极的基板。
12.一种电子部件的安装方法，该电子部件连接到与驱动电路导通的连接电极，所述安装方法包括将权利要求1 10中任一项所述的电子部件安装到具有所述连接电极的基板的工序。
全文摘要
提供一种能够提高与连接电极的连接可靠性的电子部件及其安装结构以及安装方法。电子部件具备具有规定的功能的水晶片(11)；形成在水晶片(11)的凸块电极(14)；保持凸块电极(14)与连接电极(33、34)之间的导电接触状态的粘接层(15)；凸块电极(14)具备具有弹性的树脂芯(24)和设置在树脂芯(24)的表面的导电膜(25、26)，并且，通过树脂芯(24)的弹性变形，导电膜(25、26)与连接电极(33、34)导电接触。
文档编号H03H9/02GK102170274SQ20111003580
公开日2011年8月31日 申请日期2008年10月17日 优先权日2007年10月19日
发明者桥元伸晃 申请人:精工爱普生株式会社