JP2012119918A

JP2012119918A - 電子部品

Info

Publication number: JP2012119918A
Application number: JP2010267507A
Authority: JP
Inventors: Junji Koyama; 潤司小山; Muneyuki Oshiro; 宗幸大代
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-06-21

Abstract

【課題】熱硬化型接着剤による接着剤硬化物層におけるリークが生じ難く、気密封止性に優れた中空部を有する電子部品を提供する。
【解決手段】組合わさって中空部を内部に構成する複数のケース部材２、４と、中空部に位置している電子部品機能部と、複数のケース部材２、４を接合している熱硬化型接着剤の接着剤硬化物層５，６とを備え、該接着剤の未硬化時のｔａｎδが１．２５以下である、電子部品１。
【選択図】図１

Description

本発明は、外部に対して封止された中空構造を有する電子部品に関し、より詳細には、該中空構造が接着剤硬化物により封止されている電子部品に関する。

従来、弾性表面波装置や圧電共振装置において、中空構造を有するケースが広く用いられている。中空構造を有するケースは、複数のケース材を接着剤により接着することにより形成されている。中空部分を気密封止するには、上記接着剤の硬化物が、気密性に優れていることが求められる。

他方、半導体装置においても、半導体装置と、回路基板との間の空隙を封止するために、気密封止性に優れた封止用接着剤が用いられている。例えば、下記の特許文献１には、この種の用途に用いられる半導体封止用樹脂組成物が開示されている。特許文献１に記載の封止用樹脂組成物は、液状エポキシ樹脂と、固形フェノール樹脂と、潜在性硬化促進剤と無機質充填材とを含む、熱硬化型の液状封止剤である。

特許文献１では、４０℃〜９０℃の温度に加温した状態で、上記液状封止剤を塗布し、しかる後より高温下に加熱し、上記封止剤を硬化させている。

特開２０００−３０９６８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液状封止剤では、加熱硬化時に温度が高くなると、まず液状封止剤の粘度が低下する。加えて、半導体装置と基板との間の空隙に存在する空気が膨張する。そのため、硬化に至っていない液状封止層を通して空気が外に出るおそれがあった。従って、硬化後の封止剤層や、封止剤層と基板や半導体装置との界面にリークパスが残存するという問題があった。リークパスが存在すると、リークパスにより、水分や腐食性ガスが侵入するおそれがある。従って、耐湿性や信頼性が低下する。

特許文献１に記載の液状封止剤は、半導体装置と基板との間の空隙を封止するのに用いられているものであるが、弾性表面波装置や圧電共振子を中空部内に配置してなる前述した中空構造を有するケースを用いた電子部品においても、封止剤すなわち接着剤硬化物に上記のようなリークパスが生じないことが強く求められている。

リークパスを防止するには、リークパスが生じ難い封止剤や接着剤の材料を検討しなければならない。また加工からばらつきを低減したり、リークパスが生じないように封止剤や接着剤を硬化するタイミング等を高精度に制御したりする必要がある。しかしながら、このような材料の検討や製造工程の高精度な制御を行ったとしても、上記リークパスによる不良を完全に無くすことは非常に困難である。そのため、リークパスが生じた不良品を選別しなければならなかった。よって、半導体装置を含む電子部品の歩どまりが低いという問題があった。

本発明の目的は、中空部を封止するための接着剤硬化物におけるリークパスが生じ難く、従って中空部を確実に気密封止することを可能とする電子部品を提供することにある。

本発明は、中空部を内部に構成するための複数のケース部材と、前記中空部に位置している電子部品機能部と、前記複数のケース部材を接合している熱硬化型接着剤の接着剤硬化物とを備え、前記接着剤の未硬化時のｔａｎδが１．２５以下である。

本発明のある特定の局面では、前記熱硬化型接着剤が、液状エポキシ樹脂と、該液状エポキシ樹脂の潜在性硬化剤と、充填材とを含む。この場合には、接着剤硬化物が機械的強度に優れているため、より一層信頼性に優れた電子部品を提供することができる。

本発明における電子部品機能部は、特に限定されないが、本発明の他の特定の局面では、電子部品機能部が圧電共振部である。従って、この場合には、本発明にしたがって、中空部の気密封止性に優れた、圧電共振部品を提供することができる。

本発明に係る電子部品では、上記熱硬化型接着剤の未硬化時のｔａｎδが１．２５以下であるため、後述の実施例から明らかなように、リークパスを低減し、中空部を確実に気密封止することが可能となる。従って、信頼性に優れた電子部品を提供することができ、かつ電子部品の歩どまりを高めることが可能となる。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電子部品の分解斜視図である。（ｂ）は該電子部品において用いられている圧電共振素子を示す正面断面図である。本発明の電子部品における接着剤硬化物層による接合部分の電子顕微鏡写真である。比較例の電子部品における接着剤硬化物層におけるリークパスを示す接着剤硬化物による接合部分の電子顕微鏡写真である。接着剤の未硬化時のｔａｎδと、電子部品におけるリーク不良率との関係を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る分解斜視図である。電子部品１は、下ケース基板２と矩形枠状の圧電共振素子３と、上ケース基板４とを有する。下ケース基板２及び上ケース基板４は、本実施形態では、絶縁性セラミックスにより形成されている。もっとも、下ケース基板２及び上ケース基板４を構成する材料はこれに限定されず、様々な絶縁性セラミックスや合成樹脂を用いることができる。下ケース基板２の上面には、開口形状が短形の凹部２ａが形成されている。図１（ａ）では図示されていないが、上ケース基板４の下面にも同様の凹部が形成されている。

下ケース基板２の凹部２ａと、上ケース基板４の下面の凹部は、後述する中空部を構成するために設けられている。

圧電共振素子３は、ＰＺＴなどの圧電セラミックスからなる圧電基板３ａを有する。圧電基板３ａの上面には、第１の共振電極３ｂが形成されており、下面には、第２の共振電極３ｃが形成されている。第１，第２の共振電極３ｂ，３ｃは、圧電基板３ａの上面中央において部分的に形成されており、かつ圧電基板３ａを介して表裏対向されている。第１、第２の共振電極３ｂ、３ｃが対向している部分が共振部である。それによって、エネルギー閉じ込め型の圧電共振素子３が構成されている。

上記圧電共振素子３が、下ケース基板２及び上ケース基板４に対し矩形枠状の接着剤硬化物層５，６により接合されている。それによって、圧電共振素子３の電子部品機能部であるエネルギー閉じ込め型の圧電共振部が、内部の中空部内に位置している。従って、本実施形態では、圧電共振素子３は、中空部を構成するケース部材を兼ねている。もっとも、後述するように、本発明においては、組合わさって中空部を内部に構成する複数のケース部材は本実施形態の下ケース基板２、上ケース基板４及び圧電共振素子３の一部を用いたものに限定されるものではない。

本実施形態の電子部品１の特徴は、上記接着剤硬化物層５，６が、熱硬化型接着剤を加熱硬化することにより形成されており、かつ接着剤未硬化時のｔａｎδが１．２５以下であることにある。それによって、後述する実施例から明らかなように、接着剤硬化物層５，６におけるリークパス及び接着剤硬化物層５，６と、圧電共振素子３との界面並びに下ケース基板２及び上ケース基板４との界面におけるリークパスを抑制することができ、中空部の気密封止性を効果的に高めることができる。これを具体的な実施例に基づき説明する。

（実施例１）
外形寸法が３．８×２×厚み１．０５ｍｍであり、凹部２ａの形状が３．８×２×深さ０．１３ｍｍである絶縁性セラミックスからなる下ケース基板２と、該下ケース基板２と同様に構成された上ケース基板４とを用意した。圧電共振素子３として、圧電性セラミックスからなる圧電基板３ａの上面及び下面に第１，第２の共振電極３ｂ，３ｃが形成されているエネルギー閉じ込め型の圧電共振素子３を用意した。上記下ケース基板２と圧電共振素子３と上ケース基板４とを、熱硬化型接着剤を用いて貼り合わせ、加熱硬化させ、接着剤硬化物層５，６を形成し、それによって電子部品１を得た。使用した熱硬化型接着剤は、液状エポキシ樹脂エピコート８０７（三菱化学社製、液状エポキシ樹脂）２２重量部及びエピコート８２８（三菱化学社製、液状エポキシ樹脂）１８重量部と、エポキシ樹脂を潜在性硬化剤（味の素社製、品番：ＭＹ−２４、アミンアダクトタイプ）１０重量部と、充填剤としてＡＳＦＰ−３０（電気化学工業社製アルミナ粉末）２５重量部と、充填剤としてＡＲ６５０Ｓ（東洋紡社製、アクリル樹脂粒子）２５重量部とを含む。この熱硬化型の液状の接着剤を、凹部２ａの周囲の矩形枠状部分及び上ケース基板４の下面の凹部の矩形枠状部分に塗布し、上記のようにして、圧電共振素子３に下ケース基板２及び上ケース基板４を接合した。硬化に際しては、１２０℃の温度に加熱した。

上記のようにして得られた電子部品１における接着剤硬化物層５，６の未硬化時のｔａｎδを動的粘弾性装置（ＴＡインスツルメント製、ＡＲ−２０００ＥＸ）を用い、以下の条件で測定した。なお、測定に際しては、接着剤の２つのサンプルを取り出し、測定を行った。

ジオメトリー：ＰＬＡＴＥＳＳＴ２０ＭＭ
ジオメトリーギャップ：０．５ｍｍ
測定：ひずみスイープモード（０．００４〜０．１％）
角周波数：６．２８３ｒａｄ／ｓ
温度：２５℃

上記測定条件において、ひずみ０．１％の時のｔａｎδを測定した。その結果、２つのサンプルにおいて、ｔａｎδは０．８６及び０．８９であった。

（実施例２）
使用した熱硬化型接着剤の組成を下記の表１に示すように変更したことを除いては、実施例１と同様にして電子部品１を得た。

上記のようにして得た電子部品１を用いた接着剤から２つのサンプルを取り出し、実施例１と同様にして未硬化時のｔａｎδを測定した。その結果、ｔａｎδは、１．１４及び１．１６であった。

（実施例３）
使用した熱硬化型接着剤の組成を下記の表１に示すように変更したことを除いては、実施例１と同様にして電子部品１を得た。

上記のようにして得た電子部品１における接着剤の未硬化時のｔａｎδは、１．２５であった。

（比較例１）
使用した熱硬化型接着剤の組成を下記の表１に示すように変更したことを除いては、実施例１と同様にして電子部品を得た。

上記のようにして得た電子部品を用いた接着剤の３つのサンプルを取り出し未硬化時のｔａｎδを実施例１と同様にして測定したところ、１．３２、１．３５及び１．３７であった。

（比較例２）
使用した熱硬化型接着剤の組成を下記の表１に示すように変更したことを除いては、実施例１と同様にして電子部品を得た。

接着剤の未硬化時の２つのサンプルを取り出した。このようにして得た２つのサンプルｔａｎδを実施例１と同様にして測定したところ、１．３９及び１．４０であった。

下記の表１には、実施例１〜３及び比較例１，２における熱硬化性接着剤の組成と、前述した各サンプルのｔａｎδを示す。

上記のようにして得た実施例１〜３及び比較例１，２の各電子部品におけるリーク不良率を以下の要領で評価した。

リーク不良率の評価方法：
各電子部品をフッ素系不活性液体中に６０秒間沈漬し、気泡がでた電子部品の数を数えた。
（気泡の生じた電子部品数／試作した電子部品数）×１００（％）

結果を図４に示す。

図４から明らかなように、ｔａｎδが１．２５以下の実施例１〜３では、リーク不良率はゼロであったのに対し、ｔａｎδが１．２５超える比較例１，２では、リーク不良率が高く、リークパスが発生していた。そこで、実施例１の電子部品における接着剤硬化物層を切断し、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。結果を図２に示す。また、上記比較例１の電子部品１においても、上記接着剤硬化物層を切断し、同様に電子顕微鏡で観察した。図２は実施例１の結果を図３は比較例１の結果を示す。図３から明らかなように、比較例１では、接着剤硬化物層に、リークパスと見られる貫通孔が形成されているのに対し、実施例１では、このような孔は認められなかった。

図２及び図３の対比からも明らかなように、比較例１では、上記リークパスが形成されているため、リーク不良率が高かったのに対し、実施例１ではこのようなリークパスと見られる孔が形成されていないため、リーク不良率が０％と改善されていることがわかる。

なお、上記実施形態では、圧電共振素子３に、下ケース基板２及び上ケース基板４を接着剤硬化物層５，６を介して接合した構造により、内部に中空部が形成されていたが、本発明は、このような中空部を有する電子部品に広く用いることができる。従って、図１に示した電子部品１に限らず、中空部を有し、組合わさって中空部を内部に構成する複数のケース部材を備える電子部品において、該複数のケース部材を熱硬化型接着剤の接着剤硬化物により接合してなる電子部品に広く適用することができる。

１…電子部品
２…下ケース基板
２ａ…凹部
３…圧電共振素子
３ａ…圧電基板
３ｂ…第１の共振電極
３ｃ…第２の共振電極
４…上ケース基板
５，６…接着剤硬化物層

Claims

中空部を内部に構成するための複数のケース部材と、
前記中空部に位置している電子部品機能部と、
前記複数のケース部材を接合している熱硬化型接着剤の接着剤硬化物とを備え、前記接着剤の未硬化時のｔａｎδが１．２５以下である、電子部品。
前記熱硬化型接着剤が、液状エポキシ樹脂と、該液状エポキシ樹脂の潜在性硬化剤と、充填材とを含む、請求項１に記載の電子部品。
前記電子部品機能部が圧電共振部である、請求項１または２に記載の電子部品。