電子部品の製造方法

【課題】生産性に優れた電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】パッケージ１４の三側面をフレーム１１に固定する第１の工程と、次にフレーム１１を接合ステージ１８上に搬送し、この接合ステージ１８に設けた吸引口１９でパッケージ１４の底面を吸引し、接合ステージ１８上に固定する第２の工程と、次いでパッケージ１４の内部にＳＡＷ素子１６を実装する第３の工程と、次にパッケージ１４の開口部をリッド２１で半田封止する第４の工程とを備えたものである。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えばＳＡＷデバイスなどパッケージ内に素子を実装した電子部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＳＡＷデバイスの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【０００３】まず図１０に示すようにパレット１に設けた複数の凹部１ａのそれぞれに内部底面に電極２ａを有するパッケージ２を挿入する。また凹部１ａの底面には貫通孔１ｂを設けている。
【０００４】次に図１１に示すようにこのパレット１を接合ステージ３上に搬送し、接合ステージ３に設けた吸引孔３ａより貫通孔１ｂを介してパッケージ２の底面を吸引し固定する。次いで表面にバンプ４を有するＳＡＷ素子５をバンプ４とパッケージ２の電極２ａとが接触するようにパッケージ２に挿入する。次いでＳＡＷ素子５の裏面から超音波ツール６を用いて超音波振動を加えることにより、電極２ａとバンプ４とを接合する。
【０００５】その後パレット１からパッケージ２を取出して、図１２に示すようにリフロー搬送具７の凹部に挿入し、リッド８で開口部を覆い、重り９で上から押さえながらリフロー炉内を搬送し、半田封止を行い、ＳＡＷデバイスを得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この方法によると、パレット１の凹部１ａにパッケージ２を確実に挿入するため、凹部１ａをパッケージ２の大きさよりも余裕を持たせて大きくしなければならない。一方凹部１ａを大きくすると搬送時にパレット１からパッケージ２が飛び出してしまうことがあった。その結果、飛び出たパッケージ２にはＳＡＷ素子が実装できず生産性が悪くなるという問題点を有していた。
【０００７】そこで本発明は、パッケージを安定して搬送し、電子部品の生産性を向上させることのできる電子部品の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために以下の構成を有するものである。
【０００９】本発明の請求項１に記載の発明は、パッケージの三側面を固定して搬送を行うものであり、搬送途中でのフレームからのパッケージの飛び出しを防止することができる。
【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、フレームはバネ性を有するものであり、パッケージを確実に固定することができる。
【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、フレームを金属で構成するものであり、金属のバネ性を利用することによりパッケージをフレームに確実に固定することができる。
【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は、パッケージの底面には電極を有すると共に、素子の前記パッケージの底面に固定する面にはバンプを有し、前記電極と前記バンプとを超音波接合により素子を実装するものであり、超音波接合時にバンプと電極間に発生するせん断応力を緩和することができる。
【００１３】本発明の請求項５に記載の発明は、超音波接合時にパッケージの少なくとも二側面をフレームと非接触の状態とするものであり、バンプと電極間に発生するせん断応力をさらに緩和することができる。
【００１４】本発明の請求項６に記載の発明は、ステージの表面を平滑面とするものであり、ステージとパッケージとの摩擦係数を小さくすることができるので、超音波接合時にバンプと電極間に発生するせん断応力をさらに緩和することができる。
【００１５】本発明の請求項７に記載の発明は、フレームに位置決め用の穴を設けたものであり、パッケージに確実に素子を実装することができる。
【００１６】本発明の請求項８に記載の発明は、パッケージの三側面を固定して開口部の封止を行うものであり、リッドの位置決めを容易に行うことができる。
【００１７】本発明の請求項９に記載の発明は、フレームの厚みを（パッケージの厚み＋リッドの厚み）より厚くしたものであり、リッドの位置決めをさらに精度良く行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜４、６〜９に記載の発明について説明する。
【００１９】図１は本発明の実施の形態１におけるフレームの要部の斜視図、図２は同要部の断面図、図３は同超音波接合工程を説明するための要部の断面図、図４は同パッケージ封止工程を説明するための要部の断面図であり、１１はフレーム、１２ａ，１２ｂは支持部、１３は位置決め穴、１４はパッケージ、１５は電極、１６はＳＡＷ素子、１７はバンプ、１８は接合ステージ、１９は吸引口、２０は超音波ツール、２１はリッド、２２は重り、２３はステージ、２４はリフロー炉である。
【００２０】また、図５は一般的なＳＡＷデバイスの断面図であり、３１は圧電基板、３２は圧電基板３１上に形成した櫛形電極、３３は櫛形電極３２に接続した接続電極であり、図１〜図４に示す構成要素と同じものには同番号を付して説明を省略する。
【００２１】まず、図１、図２に示すように金属製のフレーム１１の支持部１２ａにパッケージ１４の隣り合う二側面を、支持部１２ｂで他の一側面を挟んで固定する。支持部１２ａは略Ｌ字状であり、パッケージ１４のコーナーをＬ字のコーナーに対応させて支持部１２ａに接触させる。また一方支持部１２ｂは曲面状の凸部１２ｃを有し、この凸部１２ｃはパッケージ１４の他の一側面に接触している。パッケージ１４を挟む前の支持部１２ａ，１２ｂ間の幅をパッケージ１４の幅よりも狭くすることにより、互いの弾性を活かしてパッケージ１４を確実に固定することができるのである。またフレーム１１は一端が独立した支持部１２ａ，１２ｂの対を多数有し、支持部１２ａ，１２ｂの対に対応して他端部に位置決め穴１３をそれぞれ設けてある。
【００２２】また、図５に示すように圧電基板３１の一面に櫛形電極３２及びこの櫛形電極３２に接続した接続電極３３とを有するＳＡＷ素子１６の接続電極３３上にバンプ１７を作製しておく。
【００２３】次に図３に示すようにパッケージ１４を設置したフレーム１１を接合ステージ１８の上に移動させて位置決め穴１３を用いてパッケージ１４の位置決めを行う。次いで吸引口１９よりパッケージ１４の底部を吸引することによりパッケージ１４を接合ステージ１８上に固定し、パッケージ１４の電極１５とＳＡＷ素子１６の表面に設けたバンプ１７とが接触するようにＳＡＷ素子１６をパッケージ１４内に挿入する。その後図１に示したようにフレーム１１でパッケージ１４の三側面を固定したまま、１５０℃程度に加熱しながらＳＡＷ素子１６の裏面から超音波ツール２０により超音波振動を加え、電極１５とバンプ１７との接合を行う。
【００２４】接合完了時にＳＡＷ素子１６の接続電極３３とバンプ１７間及びバンプ１７と電極１５間にはせん断応力が発生する。しかしながらフレーム１１はバネ性を有するため発生するせん断応力を緩和することができる。このせん断応力を緩和することによりＳＡＷ素子１６にクラックが発生するのを防止できる。
【００２５】超音波接合終了後、支持部１２ａ，１２ｂで再びパッケージ１４の三側面を固定し、吸引口１９からの吸引を止める。
【００２６】次に図４に示すようにフレーム１１をステージ２３に移動させた後、位置決め穴１３を用いてパッケージ１４の位置決めを行った後、パッケージ１４の開口部にリッド２１を重ね合わせて上から重り２２で押さえながらリフロー炉２４内を通過させることにより半田封止し、図５に示すＳＡＷデバイスを得る。
【００２７】なお、図２に示すようにフレーム１１の厚みをパッケージ１４の高さよりも大きくすることにより、リッド２１の位置ずれを防止でき、リッド２１の位置決め精度をさらに向上させることができる。
【００２８】以上のように本実施の形態１においてはフレーム１１にパッケージ１４の三側面を固定することにより搬送中のパッケージ１４の飛び出しを防止することができる。
【００２９】また、フレーム１１を金属で構成することにより、バネ性を有するものとなり、確実にパッケージ１４をフレーム１１に固定することができる。
【００３０】さらに、パッケージ１４の電極１５とＳＡＷ素子１６のバンプ１７とを超音波接合する際、フレーム１１のバネ性により、超音波接合完了時に電極１５とバンプ１７間及びバンプ１７とＳＡＷ素子１６の接続電極３３間に発生するせん断応力を緩和することができる。
【００３１】また、接合ステージ１８の表面を平滑面とすることにより、超音波接合時にパッケージ１４と接合ステージ１８との摩擦係数を小さくすることにより、発生するせん断応力をより小さくすることができる。
【００３２】さらに、フレーム１１に位置決め用の穴を設けることにより、パッケージ１４の位置決め精度を更に向上させることができる。
【００３３】また、パッケージ１４をフレーム１１で固定したまま、リッド２１の半田付けを行うことにより、パッケージ１４の開口部とリッド２１との位置合わせを容易に行うことができる。
【００３４】さらにまた、フレーム１１の厚みをパッケージ１４の厚みよりも大きくすることにより、フレーム１１がリッド２１の位置決めの際のガイドの役割も果たすこととなり、確実にリッド２１の位置決めを行うことができる。
【００３５】なお、上記実施の形態１で示したようにフレーム１１を金属を用いて作製することにより、バネ性を有すると共に超音波接合時、リッド２１の半田付け時等加熱を必要とする工程においてもパッケージ１４をフレーム１１で固定したまま行うことができるので、一度フレーム１１に固定すれば完成までパッケージ１４を移し替える必要がないので生産性を向上させることができる。
【００３６】（実施の形態２）以下実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項５に記載の発明について説明する。
【００３７】図６は本発明の実施の形態２における超音波接合工程を説明するための要部の上面図、図７は同要部の断面図である。図において実施の形態１の図１で説明したものと同一のものは同一番号を付し、詳細な説明は省略する。本実施の形態２の図６、図７と実施の形態１の図１と相違する点は、超音波接合時の支持部１２ａ，１２ｂとパッケージ１４との位置関係である。
【００３８】すなわち実施の形態１においては、支持部１２ａ，１２ｂでパッケージ１４の三側面を固定したまま超音波接合を行ったが、本実施の形態２においては図６R>６に示すように支持部１２ｂをパッケージ１４の外方へ引張ることによりパッケージ１４の二側面がフレーム１１と非接触の状態となるようにしたものである。もちろん実施の形態１と同様に接合ステージ１８の吸引口１９よりパッケージ１４の底面を吸引して接合ステージ１８に固定しているので、例えパッケージ１４の二側面をフレーム１１と非接触の状態としても、パッケージ１４の位置決めは確実に行うことができる。
【００３９】この超音波接合工程におけるフレーム１１へのパッケージ１４の固定状態を変えた以外は実施の形態１と同様にしてＳＡＷデバイスを作製する。
【００４０】以上本実施の形態２においてはパッケージ１４の二側面がフレーム１１と非接触の状態でＳＡＷ素子１６とパッケージ１４との超音波接合を行うことにより、超音波接合完了時に発生するパッケージ１４の電極１５とバンプ１７間及びバンプ１７とＳＡＷ素子１６の接続電極３３間に発生するせん断応力を実施の形態１と比較するとさらに緩和することができる。
【００４１】（実施の形態３）以下実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項５に記載の発明について説明する。
【００４２】図８は本発明の実施の形態３における超音波接合工程を説明するための要部の上面図、図９は同要部の断面図である。図において実施の形態１の図１及び実施の形態２の図６で説明したものと同一のものは同一番号を付し、詳細な説明は省略する。本実施の形態３と実施の形態１、実施の形態２と相違する点は、超音波接合時の支持部１２ａ，１２ｂとパッケージ１４との位置関係である。
【００４３】すなわち実施の形態１においては、支持部１２ａ，１２ｂでパッケージ１４の三側面を固定した状態で、また実施の形態２においては二側面を支持部１２ａと接触させた状態で超音波接合を行った。本実施の形態３においては図８、図９に示すように支持部１２ａ，１２ｂをパッケージ１４の外方へ引張ることによりパッケージ１４の全側面がフレーム１１と非接触となるようにしたものである。もちろん実施の形態１と同様に接合ステージ１８の吸引口１９よりパッケージ１４の底面を吸引して接合ステージ１８に固定しているので、例えパッケージ１４の全側面をフレーム１１と非接触の状態としても、パッケージ１４の位置決めは確実に行うことができる。
【００４４】この超音波接合工程におけるフレーム１１へのパッケージ１４の固定状態を変えた以外は実施の形態１と同様にしてＳＡＷデバイスを作製する。
【００４５】以上本実施の形態３においてはパッケージ１４の全側面がフレーム１１と非接触の状態でＳＡＷ素子１６とパッケージ１４との超音波接合を行うことにより、超音波接合完了時の反力が摩擦力と真空力のみとなり、発生するパッケージ１４の電極１５とバンプ１７間及びバンプ１７とＳＡＷ素子１６の接続電極３３間に発生するせん断応力を実施の形態２と比較するとさらに緩和することができる。
【００４６】
【発明の効果】以上本発明によると、パッケージの三側面をフレームに固定して搬送することにより、搬送途中でパッケージがフレーム外に飛び出したりするのを防止でき、確実に素子をパッケージ内に実装することができる。その結果電子部品の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電子部品の製造方法におけるフレームの要部の斜視図
【図２】同要部の断面図
【図３】同超音波接合工程を説明するための要部の断面図
【図４】同パッケージ封止工程を説明するための要部の断面図
【図５】一般的なＳＡＷデバイスの断面図
【図６】本発明の実施の形態２における超音波接合工程を説明するための要部の上面図
【図７】同実施の形態２における超音波接合工程を説明するための要部の断面図
【図８】本発明の実施の形態３における超音波接合工程を説明するための要部の上面図
【図９】本発明の実施の形態３における超音波接合工程を説明するための要部の断面図
【図１０】従来のパレットの要部の斜視図
【図１１】従来の超音波接合を説明するための要部の断面図
【図１２】従来のパッケージ封止工程を説明するための要部の断面図
【符号の説明】
１１フレーム
１２ａ支持部
１２ｂ支持部
１２ｃ凹部
１３位置決め穴
１４パッケージ
１５電極
１６ＳＡＷ素子
１７バンプ
１８接合ステージ
１９吸引口
２０超音波ツール
２１リッド
２２重り
２３ステージ
２４リフロー炉

【特許請求の範囲】
【請求項１】パッケージの三側面をフレームに固定する第１の工程と、次に前記フレームをステージ上に搬送し、このステージに設けた吸引部で前記パッケージの底面を吸引して前記ステージ上に固定する第２の工程と、次いで前記パッケージの内部に素子を実装する第３の工程と、次に前記パッケージの開口部をリッドで封止する第４の工程とを備えた電子部品の製造方法。
【請求項２】フレームはバネ性を有する請求項１に記載の電子部品の製造方法。
【請求項３】フレームは金属で構成されている請求項１に記載の電子部品の製造方法。
【請求項４】パッケージの底面には電極を有すると共に、素子の前記パッケージの底面に固定する面にはバンプを有し、第３の工程において前記電極とバンプとを超音波接合により素子を実装する請求項１に記載の電子部品の製造方法。
【請求項５】第３の工程において少なくともパッケージの二側面をフレームと非接触の状態とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。
【請求項６】ステージの表面は平滑面とする請求項５に記載の電子部品の製造方法。
【請求項７】フレームに位置決め用の穴を設けた請求項１に記載の電子部品の製造方法。
【請求項８】パッケージの内部に素子を実装する第１の工程と、次に前記パッケージの開口部をリッドで封止する第２の工程とを備え、この第２の工程においては、パッケージの三側面を固定して行う電子部品の製造方法。
【請求項９】フレームの厚みをパッケージの厚みとリッドの厚みを足したものよりも厚くした請求項８に記載の電子部品の製造方法。

【図１】