JPH10209162A - 半田バンプ接続電子部品およびその製造方法 - Google Patents

半田バンプ接続電子部品およびその製造方法

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JPH10209162A
JPH10209162A JP9005575A JP557597A JPH10209162A JP H10209162 A JPH10209162 A JP H10209162A JP 9005575 A JP9005575 A JP 9005575A JP 557597 A JP557597 A JP 557597A JP H10209162 A JPH10209162 A JP H10209162A
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JP
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solder
solder bump
upper substrate
hole
substrate
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JP9005575A
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Koji Asaji
康志 浅地
Hiroshi Kawai
浩史 川合
Yasuhiro Negoro
泰宏 根来
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3452Solder masks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/3485Application of solder paste, slurry or powder

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Abstract

(57)【要約】 【課題】半田バンプ接続用の下地電極を下部基板に形成
して、下部基板に半田バンプを形成することにより、小
形化を図ることのできる半田バンプ接続電子部品を提供
し、および下地電極に引出電極を兼ねさせることにより
配線パターンを不必要とし、かつ、上部基板に形成した
孔をメタルマスク代わりに使用する半田バンプ接続電子
部品の製造方法を提供する。 【解決手段】下部基板1に形成した下地電極e1が上部
基板5に形成した孔5b内に位置するように、下部基板
1と上部基板5とが貼り合わされ、下地電極e1には、
孔5bの直径より狭い幅を有し、かつ、上部基板5の厚
みより厚い高さを有する半田バンプb1が形成されて孔
5bから突出している半田バンプ接続電子部品。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半田バンプで接続
する電子部品、特に、下部基板とこの下部基板にに形成
した機能部を保護ないし封止する上部基板とを備えた半
田バンプ接続電子部品およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半田バンプ接続電子部品およびそ
の製造方法について、図11を参照して説明する。同図
は従来の半田バンプ接続電子部品としての加速度センサ
20の断面形態を示すものである。21は下部基板で、
この下部基板21には、振動体22が自由振動可能に形
成されている。23は上部基板で、凹部23aと孔23
bを有し、下部基板21に貼り合わされて、その凹部2
3aで振動体22を蓋被している。24は振動体22の
引出電極で、孔23b内に露出している下部基板21上
に形成されている。また、25は上部基板23上に形成
された半田バンプ形成用の下地電極で、この下地電極2
5と引出電極24は孔23bを経由する配線パターン2
6により接続されている。そして、下地電極25には、
半田バンプ27が形成されている。この半田バンプ27
は、半田クリームをメタルマスクを使用して下地電極2
5上に印刷し、その後、この印刷された半田クリームを
加熱溶融し、その溶剤を蒸発させて半田を表面張力によ
り球体状に凝集させて形成される。
【0003】振動体22に形成した図示しない可動櫛歯
電極と下部基板21に形成した固定櫛歯電極との間の静
電容量が加速度に応じて変化し、この静電容量の変化量
を半田バンプ27、27から取り出し、電圧変換して加
速度を検出する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半田バンプ接続電子部品は、機能部からの引出電極24
を下部基板21に形成し、上部基板23に半田バンプ接
続用の下地電極25を形成し、この引出電極24と下地
電極25との間を接続する配線パターン26を必要とす
る。したがって、従来の半田バンプ接続電子部品は、引
出電極24を外部に導出する孔23b、配線パターン2
6および下地電極25を別々に形成する領域を必要とし
て、形状が大きくなっていた。
【0005】また、従来の半田バンプ接続電子部品の製
造方法は、半田バンプを形成するための半田クリームを
印刷するメタルマスクを必要とし、かつ、配線パターン
26を形成する工程を必要としていた。
【0006】そこで、本発明は、半田バンプ接続用の下
地電極を下部基板に形成して、下部基板に半田バンプを
形成することにより、小形化を図ることのできる半田バ
ンプ接続電子部品を提供し、および下地電極に引出電極
を兼ねさせることにより配線パターンを不必要とし、か
つ、上部基板に形成した孔をメタルマスク代わりに使用
する半田バンプ接続電子部品の製造方法を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の半田バ
ンプ接続電子部品の発明は、下部基板に形成した下地電
極が上部基板に形成した孔内に位置するように、前記下
部基板と前記上部基板とを貼り合わせ、前記下地電極に
は前記孔の直径より狭い幅を有し、かつ、前記上部基板
の厚みより厚い高さを有する前記半田バンプが形成され
て前記孔から突出しているものである。
【0008】この半田バンプ接続電子部品の発明は、下
部基板の下地電極に形成した半田バンプが、上部基板の
孔より突出して形成され、実装基板への接続の機能を果
たす。この半田バンプの形成されている下地電極は、機
能部からの引出電極も兼ねているので、この引出電極と
下地電極とを個別に形成する必要が無く、またこれらを
接続する配線パターンも必要が無くなり、小形化を図る
ことができる。
【0009】請求項2に記載の半田バンプ接続電子部品
の製造方法の発明は、下部基板に半田バンプ接続用の下
地電極を形成する工程と、該下地電極が、上部基板に形
成した孔内に位置するように、前記上部基板を前記下部
基板に貼り合わせる工程と、半田クリームを前記孔内に
充填する工程と、前記半田クリームを加熱溶融して半田
を凝集させ、前記下地電極上に前記半田バンプを形成し
て前記孔より突出させる工程と、よりなるものである。
【0010】この半田バンプ接続電子部品の製造方法の
発明は、半田バンプ形成用の半田クリームを上部基板に
形成した孔内に充填し、この半田クリームを加熱溶融
し、下地電極上に半田をその表面張力により、上部基板
の厚みより厚い高さを有する球体状に凝集させて孔から
突出する半田バンプを形成する。この半田バンプは、下
地電極の直径、孔の大きさ、半田クリームの量を適宜設
定することにより形成される。そして、この半田バンプ
により、本発明の半田バンプ接続電子部品が実装基板に
接続される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の半田バンプ接続
電子部品の実施例について図面を参照して説明する。図
1において、10は半田バンプ接続電子部品としての加
速度センサを断面形態で示すものである。1は、単結晶
シリコン層1a、酸化シリコン層1bおよび単結晶シリ
コン層1cの3層構造よりなるSOI(Sicon On Insul
ator)基板より構成される下部基板である。単結晶シリ
コン層1cをフォトリソグラフィ技術、エッチング技術
などの半導体微細加工技術を用いて加工することによ
り、図2に点集合部分で示す機能部が形成される。即
ち、単結晶シリコン層1c上に、点集合部分で示す機能
部および単結晶シリコン層1cの周辺部の形状に相当す
るフォトレジストマスクを形成し、6フッ化硫黄(SF
6 )ガスを用いたRIE(反応性イオンエッチング)に
より単結晶シリコン層1cに、酸化シリコン層1bが見
えるまで異方性エッチングを施す。つぎに、下部基板1
をバファフッ酸(BHF)のエッチング液に浸漬して、
振動体2、支持梁2a、可動櫛歯電極2bの下部にある
及び露出している酸化シリコン層1bを除去する。な
お、図1に示す下部基板1は、図2のX−X線断面にお
ける形態を示すものである。
【0012】図2において、2は長方形板状の振動体
で、その4隅部からは支持梁2aが長手方向と直角方向
に伸び、その先端は固定電極3にそれぞれ結合してい
る。振動体2はこれらの4つの支持梁2aにより矢印方
向に変位可能に支持されている。固定電極3の表面に
は、半田バンプ接続用の下地電極e1が形成されてい
る。
【0013】また、振動体2の中央部の両側面には可動
櫛歯電極2bが形成されている。そして、この可動櫛歯
電極2bと対抗してコンデンサを形成する固定櫛歯電極
4aも形成され、この固定櫛歯電極4aは固定電極4に
結合している。そして、この固定電極4の表面には、半
田バンプ接続用の下地電極e1が形成されている。
【0014】なお、振動体2、支持梁2a、可動櫛歯電
極2bは、上述のように、下部の酸化シリコン層1bが
エッチングにより除去されて単結晶シリコン層1aから
浮いて振動可能に形成されている。
【0015】この加速度センサ10の機能部は以上のよ
うな構成よりなり、振動体2の矢印方向(図2において
例えば上部)を移動体の進行方向に向けて搭載すると、
移動体の加速度を検知することができる。即ち、加速度
が生じると、振動体2はその慣性のために加速に追随で
きず、可動櫛歯電極2bと固定櫛歯電極4aとは接近し
て、その間に形成される静電容量が大きくなる。この静
電容量の変化量を電圧変換して加速度が求められる。
【0016】図3において、5kはパイレックスガラス
基板よりなる厚手の上部基板で、裏面側に振動体2など
の振動部を蓋被する凹部5aと、半田バンプ形成用の複
数個の貫通した孔5bとを有する。なお、この上部基板
5kは後工程で表面を研磨されて厚みが薄く加工されて
薄手の上部基板5となる。そして、図1に示す上部基板
5は図3のY−Y線断面における形態を示すものであ
る。
【0017】図2に示す下部基板1の上には、図3に示
す厚手の上部基板5kが、図4に示すように、即ち、下
部基板1に形成された下地電極e1が上部基板5kの孔
5bの中央部に位置するように、陽極接合などにより貼
り合わされる。ついで、上部基板5kの表面を薄く研磨
して薄手の上部基板5に加工する。
【0018】つぎに、孔5bに半田クリームを印刷し
て、孔5bに半田クリームを充填する。その後、半田ク
リームを加熱溶融することにより、半田をその表面張力
により球体状に凝集させて、図1に示すように、孔5b
(上部基板5)から突出する半田バンプb1を下地電極
e1上に形成する。この半田バンプb1は、半田の濡れ
性が孔5bを形成する上部基板5と固定電極4(3)と
は悪く、下地電極e1とはよいので、半田が下地電極e
1上に凝集して球体状に形成される。
【0019】つぎに、上記半田バンプb1の形成につい
て詳細に説明する。図6、図1および図2において、下
部基板1の単結晶シリコン層1cにより形成された固定
電極4(3)の上に、半田バンプ形成用の下地電極e1
をリフトオフ法により形成する。この下地電極e1は、
直径が200μmの円形で、固定電極4(3)に接触す
る側から、厚みが50nmのクロム(Cr)、同じく1
00nmの白金(Pt)、同じく200nmの金(A
u)の3層の金属膜よりなる。図3に示すように、厚み
が300μmのパイレックスガラス基板よりなる厚手の
上部基板5kに、サンドブラスト加工などにより、直径
が500μmの孔5bを形成する。そして、図7および
図4に示すように、この孔5bの中央部に下地電極e1
が位置するように、陽極接合により下部基板1と上部基
板5kを貼り合わせる。
【0020】図8に示すように、厚みが300μmの厚
手の上部基板5kの表面を機械研磨して厚みが80μm
の薄手の上部基板5とする。なお、この研磨のとき、下
地電極e1を汚損から防止するため、孔5b内にワック
スなどを充填して暫時保護してもよい。また、この機械
研磨のとき、研磨の砥流が、図5に示す凹部5aに侵入
する懸念はない。それは、下部基板1(1c、3、4)
と上部基板5kとが陽極接合により一体に接合されてい
るからである。
【0021】図9に示すように、半田クリームを上部基
板5に印刷して、孔5bに半田クリーム6を充填する。
【0022】図10に示すように、半田クリーム6をリ
フロー炉などにより加熱溶融させ、その溶剤を蒸発させ
て半田をその表面張力により球体状に凝集させて、下地
電極e1上に半田バンプb1を形成する。この半田バン
プb1の形状は、下地電極e1の直径が200μm、上
部基板5の厚みが80μm、孔5bの直径が500μm
に対し、高さが約200μm、幅が約300μmの球体
状となる。したがって、この形成された半田バンプb1
は、孔5bから約120μm突出しており、これによ
り、半田バンプ接続電子部品を、図示しない実装基板に
接続することができる。なお、半田バンプb1の高さ及
び幅などの形状は、下地電極e1の大きさ、孔5bの大
きさ及び高さ、使用する半田クリームの量、半田の組
成、印刷条件などにより決定される。
【0023】
【発明の効果】請求項1に記載の半田バンプ接続電子部
品の発明は、下部基板に引出電極を兼ねる下地電極を形
成し、この下地電極上に上部基板の孔から突出する半田
バンプを形成しているので、従来のように、下部基板に
引出電極を形成し、上部基板に半田バンプ形成用の下地
電極を形成する必要が無く、また、これらの引出電極と
下地電極とを接続する配線パターンを設ける必要も無い
ので、小形化を実現することができる。
【0024】請求項2に記載の半田バンプ接続電子部品
の製造方法の発明は、半田バンプ形成用の半田クリーム
を上部基板に形成した孔内に充填し、この半田クリーム
を加熱溶融することで、下地電極上に半田をその表面張
力により球体状に凝集して孔から突出する半田バンプを
形成する。したがって、本発明においては、孔を有する
上部基板が半田クリーム印刷用のメタルマスクの機能を
果たし、従来必要としていたメタルマスクが不必要とな
る。また、本発明においては、半田バンプを形成する下
地電極が引出電極の機能も兼ねるので、従来のように、
引出電極と下地電極を別々に形成する必要もなく、した
がって、これらを接続する配線パターンも不必要とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の半田バンプ接続電子部品の一実施例
としての加速度センサの断面形態図
【図2】 図1に示す本実施例の下部基板の平面図
【図3】 図1に示す本実施例の上部基板の研磨前の平
面図
【図4】 図2に示す下部基板の上に、図3に示す研磨
前の上部基板を陽極接合により貼り合わせた平面図
【図5】 図4において上部基板を研磨した後のZ−Z
線断面形態図
【図6】 半田バンプの形成の態様を示すもので、固定
電極に下地電極を形成する工程図
【図7】 同じく、孔を形成した厚手の上部基板を下部
基板に陽極接合により貼り合わせる工程図
【図8】 同じく、厚手の上部基板をその表面を研磨し
て薄く形成する工程図
【図9】 同じく、上部基板の孔内に半田クリームを充
填する工程図
【図10】 同じく、半田クリームを加熱溶融して半田
をその表面張力により球体状に凝集させて半田バンプを
形成する工程図
【図11】 従来の半田バンプ接続電子部品としての加
速度センサの断面形態図
【符号の説明】
1 下部基板 1a 単結晶シリコン層 1b 酸化シリコン層 1c 単結晶シリコン層 2 振動体 2a 支持梁 2b 可動櫛歯電極 3、4 固定電極 4a 固定櫛歯電極 5 上部基板 5a 凹部 5b 孔 6 半田クリーム e1 下地電極 b1 半田バンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部基板に形成した半田バンプ接続用の
    下地電極が、上部基板に形成した孔内に位置するよう
    に、前記下部基板と前記上部基板とが貼り合わされ、前
    記下地電極には前記孔の直径より狭い幅を有し、かつ、
    前記上部基板の厚みより厚い高さを有する前記半田バン
    プが形成されて前記孔から突出している半田バンプ接続
    電子部品。
  2. 【請求項2】 下部基板に半田バンプ接続用の下地電極
    を形成する工程と、 前記下地電極が、上部基板に形成した孔内に位置するよ
    うに、前記上部基板を前記下部基板に貼り合わせる工程
    と、 半田クリームを前記孔内に充填する工程と、 前記半田クリームを加熱溶融して半田を凝集させ、前記
    下地電極上に半田バンプを形成して前記孔より突出させ
    る工程と、よりなる半田バンプ接続電子部品の製造方
    法。
JP9005575A 1997-01-16 1997-01-16 半田バンプ接続電子部品およびその製造方法 Pending JPH10209162A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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