功能元件安装模块及其制造方法

文档序号:6886722
专利名称:功能元件安装模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及例如使用受光元件或发光元件等功能元件、使用密封树 脂将功能元件安装到基板上的功能元件安装模块及其制造方法。
背景技术
目前,作为这种功能元件安装模块,例如已知具有中空结构的封装 件的安装模块。如图8所示,在现有的光功能元件安装模块100中,在基板102上 通过框状的间隔件103安装透光性构件104,构成封装件101。并且, 在该封装件101内,使光功能部106与透光性构件104对置地配置光功 能元件105,从而进行光信号107的收发。但是,在这样的现有技术的情况下,为了保持透光性构件104,需 要框状的间隔件103,因此存在小型化受限的问题。此外,例如使波长405nm的短波长的蓝紫激光透过时,作为透光性 构件104,必须使用实施了特殊涂敷的玻璃,存在非常昂贵的问题。另一方面,在专利文献l中,作为现有技术,公开了在基板上代替 框状的间隔件通过密封剂安装透光性部件而构成的封装件。专利文献l:特开平3 - 225867号乂>才艮发明内容本发明是为了解决上述现有技术中的问题而进行的,其目的是提供 一种能够小型化且不需要高价特殊构件的功能元件安装模块及其制造 方法。为了实现上述目的,本发明的功能元件安装模块的制造方法具有如 下步骤使用如下基板,该基板以元件主体的功能部侧面为上侧利用引 线接合安装有在该功能部侧面上具有预定的功能部和在其周围的焊盘 的功能元件,在所述基板上,在所述光功能元件的附近设置用于阻挡液 状密封树脂的突提部,在所述光功能元件和所迷突堤部之间滴下液状密 封树脂,在该光功能元件和该突堤部之间,以所述焊盘以及所述引线接合用的引线的一部分露出的方式填充该密封树脂,使具有与所述功能元 件对应的孔部的封装件结构构件在使该孔部与所述功能元件的功能部 对置的状态下与所述突堤部抵接,由此,使该封装件结构构件与所述液 状的密封树脂接触,使所述液状的密封树脂硬化,将所述封装件结构构 件固定在所述基板上,除去所述突提部。在本发明中,在上述发明中所述封装件结构构件的孔部形成为与所 述功能元件大致相同大小。在本发明中,在上述发明中在所述功能元件的焊盘上设置能够进行 金引线接合并且用于保护Al系电极的金属膜。在本发明中,在上述发明中还具有在所述封装件结构构件上设置覆 盖所述孔部的保护用覆盖构件的步骤。在本发明中,在上述发明中所述保护用覆盖构件是能够从所述封装 件结构构件剥离的保护膜。另一方面,本发明的功能元件安装模块具备基板,该基板以元件 主体的功能部侧面为上侧利用引线接合安装有在该功能部侧面上具有 预定的功能部和在其周围的焊盘的功能元件;封装件结构构件,具有与 所述功能元件对应的孔部,在所述功能元件的焊盘和所述引线接合用的 引线的一部分露出的状态下,由密封树脂密封该功能元件,并且,所述 封装件结构构件由该密封树脂固定在所述基板上。在本发明中,在上述发明中在所述封装件结构构件上设置有覆盖所 述孔部的保护用覆盖构件,在该保护用覆盖构件上设置有与所述功能元 件的功能部上的空间连通的排气口 。在本发明中,在上述发明中在所述封装件结构构件上设置有覆盖所 述孔部的保护用覆盖构件,在所述封装件结构构件和所述保护用覆盖构 件之间设置有与所述功能元件的功能部上的空间连通的排气口 。在本发明中,在J;述发明中在所述封装件结构构件上设置有覆盖所 述孔部的保护用覆盖构件,该保护用覆盖构件是能够从所述封装件结构 构件剥离的保护膜。根据本发明,在功能元件和突提部之间滴下液状的密封树脂并进行 硬化,固定在封装件结构构件上,所以,不需要现有技术中的框状间隔 件,能够提供非常小型的功能元件安装模块。此外,根据本发明,得到功能元件的功能部露出的状态下的模块,所以,能够提供能够不使用实施了特殊涂敷的高价玻璃且不使例如蓝紫 激光这样的短波长的光衰减地可靠地进行输入输出、并且散热性优良的 功能元件安装模块。并且,在本发明的情况下,以功能元件侧面上的焊盘和引线接合用 的引线的 一部分露出的方式在功能元件和突提部之间填充密封树脂并 进行硬化,所以,功能元件小型化,在焊盘和功能部的距离较近的情况 下,也能够可靠地使位于功能部侧面上的焊盘的内侧的功能部露出,其 结果是,能够谋求功能元件安装模块的进一 步小型化。在本发明中,如果将封装件结构构件的孔部形成为与功能元件大致 相同大小,则由于在功能元件和突堤部之间填充的密封树脂的表面张 力,能够可靠地使功能元件侧面上的至少焊盘露出。在本发明中,在功能元件的焊盘上设置能够进行金引线接合且用于 保护Al系电极的金属膜的情况下,保护容易腐蚀的焊盘,所以,在不 使引线接合的接合强度降低的情况下提高焊盘的耐腐蚀性。在本发明中,在封装件结构构件上设置覆盖孔部的保护用覆盖构 件,从而能够防止异物附着在功能元件的功能部上。即,根据本发明, 能够得到中空结构的封装件。此外,如果在该保护用覆盖构件上或在封装件结构构件和保护用覆 盖构件之间设置与功能元件的功能部上的空间连通的排气口 ,则能够防 止在封装件安装时的焊料回流中的中空部分的气体或水分膨胀所导致 的封装件的破坏。另 一方面,如果使用能够从所述封装件结构构件剥离的保护膜作为 保护用覆盖构件,则通过在使用时(向装置组装时)剥离保护部件,由 此,例如在使用光功能元件的情况下能够不使光信号衰减地进行输入输 出。根据本发明,可提供一种能够进行使用小尺寸的功能元件的模块的 小型化且不需要高价特殊的构件的功能元件安装模块。


图1 (a) ~ (d)是说明本实施方式的功能元件安装模块的制造方 法的概要图。图2是该功能元件安装模块的截面结构图。图3是示出该功能元件安装模块密封前的状态的平面图。 图4(a) ~ (c)是示出本发明另一实施方式的主要部分的截面结 构图。图5(a) ~ (c)是示出本发明又一实施方式的主要部分的截面结 构图。图6是示出该实施方式的变更例的截面结构图。 图7是示出该实施方式的变化例的截面结构图。 图8是现有的功能元件安装模块的截面结构图。符号说明l...功能元件安装模块 2...基板 3...光功能元件(功能元件) 3a…上表面(功能部侧面) 4...布线图案 5...金线(引线接合用 的引线) 6...焊盘 7...突堤部 8...密封树脂 9...外部连接 端子 IO...封装件结构构件 lOa...孔部 12…切除线 15... 保护膜 16...保护用覆盖构件 16a...排气口 30...光功能部 (功能部)具体实施方式
下面,参考附图详细地说明本发明的实施方式。图1 (a) ~ (d)是说明本实施方式的功能元件安装模块的制造方 法的概要图,图2是该功能元件安装模块的截面结构图,图3是示出该 功能元件安装模块密封前的状态的平面图。如图1 (a)所示,在本实施方式中,首先,在基板2上,对具有受 光元件或发光元件等光功能部(功能部)30的光功能元件(功能元件) 3使设置有光功能部30的上表面(功能部侧面)3a朝向上侧地进行安 装。在此,光功能元件3的光功能部30设置在光功能元件3的上表面 3a的中央部。此外,在光功能元件3的上表面3a的光功能部30的周围 (在本实施方式的情况下是两边缘部)设置多个焊盘6。在本发明的情况下,没有特别地限定,但是,从提高焊盘6的耐腐 蚀性的观点来看,优选在焊盘6上设置保护用的金属膜。从不使金的引线接合的接合强度下降的观点来看,优选该金属膜使用能够进行金引线接合且用于保护Al系电极的金属材料。作为这样的 材料,例如优选使用在凸点下金属中使用的材料(例如Ni/Au合金)。另一方面,基板2上的光功能元件3的周围(在本实施方式的情况 下是基板2的长度方向的两侧边缘部),设置多个图案状的连接部4, 并且采用金线(引线接合用的引线)5电连接这些连接部4和光功能元 件3的焊盘6。并且,基板2上的连接部4通过填充在通孔内的导电性材料20,连 接到基板2的背侧的外部连接端子9上。并且,在基板2上的光功能元件3的周围区域(例如基板2的边缘 部),设置用于阻挡液状的密封树脂8的突堤部7。在本发明的情况下,突提部7的形状没有特别地限定,但是从可靠 地阻挡密封树脂8的观点来看,优选形成为包围光功能元件3的环状(例 如矩形形状)。此外,对于突堤部7的高度来说,优选设定条件,使得在下述的封 装件结构构件10的按压时,上端部分成为比金线5的上端部的位置高 的位置。接下来,如图1 (b)所示,在光功能元件3和突堤部7之间滴下液 状的密封树脂8,在光功能元件3和突堤部7之间填充密封树脂8。此时,优选密封树脂8不到达光功能元件3的焊盘6,并且密封树 脂8的顶部成为与突堤部7的上端部大致相等的形状。并且,在这种状 态下,成为焊盘6和焊盘6侧的金线5的一部分(端部分)露出的状态。在本发明的情况下,密封树脂8的种类没有特别地限定,可以采用 热硬化性树脂或紫外线硬化性树脂中的任何一种树脂。特别是,从确保 密封质量的观点来看,优选采用环氧系树脂。并且,密封树脂8的粘度没有特别地限定,但是从防止密封树脂8 向光功能元件3的上表面3a流动的观点来看,优选采用5 50Pa's的粘 度。并且,如图1 (c)所示,例如将由印刷布线板、塑料板等构成的平 板状的封装件结构构件IO抵接配置在突堤部7的上端部,并且以预定 的压力整体地向基板2的方向按压。此处,如图3所示,在封装件结构构件10上,设置与光功能元件3 的上表面3a的形状大致相同的形状并且大小大致相同或稍大的孔部10a,以该孔部10a位于光功能元件3的正上方的方式对封装件结构构件 10进行对位并按压。
并且,通过该步骤,封装件结构构件10的基板2侧的面(下表面) 和密封树脂8接触,在光功能元件3的周围,在基板2和封装件结构构 件IO之间填充密封树脂8。
即,在光功能元件3和突提部7之间填充的密封树脂8,通过毛细 管现象沿着封装件结构构件10的下表面向光功能元件3的上表面3a扩 展,但是,由于密封树脂的表面张力而在孔部10a的边缘部被阻挡,维 持焊盘6和焊盘6侧的金线5的一部分(端部)露出的状态。
在本发明的情况下,光功能元件3的上表面3a的周缘部和孔部10a 的内缘部之间的距离D (参考图3)没有特别地限定,但是从防止密封 树脂8向光功能元件3的上表面3a流动的观点来看,优选是0~ lmm。
并且,光功能元件3的上表面3a和密封件构成部件10的下表面之 间的距离(间隙)没有特别地限定,但是从防止密封树脂8向光功能元 件3的上表面3a流动的观点来看,优选是100~ 500pm。
并且,例如在采用热硬化型树脂作为密封树脂8时,在该状态下在 预定的温度下进行加热,从而使密封树脂8硬化,将封装件结构构件10 固定在基板2上。
之后,如图1 (d)所示,沿着突提部7的内侧附近的切除线12进 行切割,由此,如图2所示,得到作为目的的光功能元件安装模块1。
如上所述,根据本实施方式,由于不需要现有技术那样的框状的间 隔件,所以可以提供非常小型的功能元件安装模块1。
此外,根据本实施方式,由于得到光功能元件3的光功能部30露 出的状态的模块,所以可以提供能够不采用实施特殊涂敷的高价的玻璃 且不使例如蓝紫激光这样的短波长的光衰减而可靠地进行输入输出、并 且散热性优良的功能元件安装模块1。
并且,在本实施方式的情况下,以与光功能元件3大致相同的大小 形成封装件结构构件10的孔部10a,以光功能元件3的上表面3a上的 焊盘6以及金线5的焊盘6侧的端部分露出的方式在光功能元件3和突 堤部7之间填充密封树脂8并进行硬化,所以,光功能元件3小型化, 并且即使在焊盘6和光功能部30的距离较近的情况下,也可以在光功 能元件3的上表面3a上使位于焊盘6的内侧的光功能部30可靠地露出,其结果是,可以谋求功能元件安装模块1的进一步小型化。
图4(a) ~ (c)是示出本发明另一实施方式的主要部分的截面结 构图,下面,与上述实施方式对应的部分采用相同的符号,并且省略其 详细的说明。
如图4(a)所示,在本实施方式中,在由上述实施方式的图1 (a) ~ (c)中说明的步骤填充密封树脂8并使其硬化而固定在基板2上的封 装件结构构件10上,例如采用粘接剂以覆盖孔部10a的方式贴合例如 由树脂材料构成的保护膜15。
在这种情况下,对于保护膜15的粘接中所使用的粘接剂来说,使 用粘接力较弱并且能够从封装件结构构件10剥离保护膜15的粘接剂。
之后,如图4 (b)和(c)所示,与上述实施方式相同地,沿着突 提部7的内侧附近的切除线12进行切割,从而得到作为目的的功能元 件安装模块1A。
根据具有这样结构的本实施方式,除了与上述实施方式相同的效 果,由于在封装件结构构件10上设置有覆盖功能部露出用孔部10a的 保护膜15,所以,能够防止异物附着在光功能元件3的光功能部30上。
并且,在本实施方式中,由于采用能够从封装件结构构件10剥离 的保护膜15,所以,在使用时剥离保护膜15 (参考图4 (c)),由此, 可以不使针对光功能元件3的光功能部30的光信号衰减地进行输入输 出。其他结构以及作用效果与上述实施方式相同,所以,省略其详细说 明。
图5(a) ~ (c)是示出本发明又一实施方式的主要部分的截面结 构图,下面,与上述实施方式对应的部分采用相同的符号,并且省略其 ^洋细的i兌明。
如图5(a)所示,对于本实施方式来说,采用具有光传感器以外的 磁传感器等功能部30A的功能元件3A,在由上述实施方式的图l(a) ~ (c)中说明的步骤填充密封树脂8并使其硬化而固定到基板2上的封 装件结构构件10上,例如采用粘接剂以覆盖孔部10a的方式贴合板状 的保护用覆盖构件16。
并且,如图5 (b)以及(c)所示,与上述实施方式相同地,沿着 突提部7的内侧附近的切除线12进行切割,从而去除突提部7。
由此,得到由完全密闭型的中空结构体构成的功能元件安装模块1B。
如上所述,根据本实施方式,除了与上述实施方式相同的效果,由 于在封装件结构构件IO上设置有覆盖孔部IOA的保护用覆盖构件16, 所以能够防止异物附着在光功能元件3A的光功能部30A上。
图6是示出图5 (a) ~ (c)所示的实施方式的变形例的截面结构图。
如图6所示,在该功能元件安装模块1C中,在保护用覆盖构件16 的例如与功能元件3A对置的部分设置与功能元件3A的功能部30A上 的空间32连通的排气口 16a。
在本例中,预先在保护用覆盖构件16上例如通过钻孔加工等设置 排气口 16a,如上所述,以覆盖孔部10a的方式在封装件结构构件10上 贴合保护用覆盖构件16之后,进行上述的切割,从而得到作为目的的 功能元件安装模块1C。
在本发明的情况下,保护用覆盖构件16的排气口 16a的直径没有 特别地限定,但是从可靠地防止异物侵入的观点来看,优选排气口 16a 的直径为0.1 ~0.5mm。并且,在本实施方式中,在贴合保护用覆盖构件 16之后,按压封装件结构构件IO也可以。
根据具有这样结构的本实施例的功能元件安装模块1C,由于在保 护用覆盖构件16上设置有与功能元件3A的功能部30A上的空间连通的 排气口 16a,所以,在封装件安装时的焊料回流中,可以防止由于封装 件内部的空间32等的中空部分的气体或水分膨胀所导致的封装件的破 坏。
其他结构以及作用效果与上述实施方式相同,所以省略其详细的说明。
图7示出在图5(a) ~ (c)所示的实施方式中在保护用覆盖构件 上设置的排气口的其他例子。下面,与上述实施方式对应的部分采用相 同的符号,并且省略其详细的说明。
如图7所示,在本实施方式的功能元件安装模块1D中,在保护用 覆盖构件16的与封装件结构构件IO对置的部分,例如形成槽部,由此, 在将封装件结构构件10安装在保护用覆盖构件16上的情况下,在它们 之间设置与功能元件3A的功能部30A上的空间32连通的排气口 17。
在本实施方式中,预先在保护用覆盖构件16上设置槽部,如上所述,以覆盖孔部10a的方式在封装件结构构件10上使槽部对置地粘合 保护用覆盖构件16之后,进行上述的切割,从而得到作为目的的功能 元件安装模块1D。
在具有这样结构的本实施方式中,也在封装件结构构件10和保护 用覆盖构件16之间设置与功能元件3A的功能部30A上的空间32连接 的排气口 n,所以,在封装件安装时的焊料回流中,能够防止封装件内 部的空间32等的中空部分的气体或水分膨胀所导致的封装件的破坏。
其他结构以及作用效果与上述实施方式相同,所以省略其详细的说明。
并且,本发明不限于上述的实施方式,可以进行各种变形。
例如,在上述实施方式中,将突堤部形成环状,但是只要可靠地阻
挡液状的密封树脂,例如也可以形成为以预定间隔排列多个突状部分等
的其他形状。
此外,本发明不仅适用于采用光功能元件或磁传感器的功能元件安 装模块,而且适用于各种MEMS ( Micro Electro Mechanical System )用部件。
权利要求
1.一种功能元件安装模块的制造方法,具有如下步骤使用如下基板,该基板以元件主体的功能部侧面为上侧利用引线接合安装有在该功能部侧面上具有预定的功能部和在其周围的焊盘的功能元件,在所述基板上,在所述功能元件的附近设置用于阻挡液状的密封树脂的突堤部,在所述功能元件和所述突堤部之间滴下液状的密封树脂,在该功能元件和该突堤部之间,以所述焊盘以及所述引线接合用的引线的一部分露出的方式填充该密封树脂,使具有与所述功能元件对应的孔部的封装件结构构件在使该孔部与所述功能元件的功能部对置的状态下与所述突堤部抵接,由此,使该封装件结构构件与所述液状的密封树脂接触,使所述液状的密封树脂硬化,将所述封装件结构构件固定在所述基板上,除去所述突堤部。
2. 根据权利要求1的功能元件安装模块的制造方法,其中,所述封装件结构构件的孔部形成为与该功能元件大致相同大小。
3. 根据权利要求1的功能元件安装模块的制造方法,其中, 在所述功能元件的焊盘上设置能够进行金引线接合并且用于保护Al系电极的金属膜。
4. 根据权利要求1的功能元件安装模块的制造方法,其中, 还具有在所述封装件结构构件上设置覆盖所述孔部的保护用覆盖构件的步骤。
5. 根据权利要求4的功能元件安装模块的制造方法,其中, 所述保护用覆盖构件是能够从所述封装件结构构件剥离的保护膜。
6. —种功能元件安装模块,其中,具备基板,该基板以元件主体的功能部侧面为上侧利用引线接合 安装有在该功能部侧面上具有预定的功能部和在其周围的焊盘的功能 元件;封装件结构构件,具有与所述功能元件对应的孔部,在所述功能元件的焊盘和所述引线接合用的引线的一部分露出的 状态下,由密封树脂密封该功能元件,并且,所述封装件结构构件由该 密封树脂固定在所述基板上。
7. 根据权利要求6的功能元件安装模块,其中, 在所述封装件结构构件上设置有覆盖所述孔部的保护用覆盖构件,在该保护用覆盖构件上设置有与所述功能元件的功能部上的空间连通 的排气口。
8. 根据权利要求6的功能元件安装模块,其中,在所述封装件结构构件上设置有覆盖所述孔部的保护用覆盖构件, 在所述封装件结构构件和所述保护用覆盖构件之间设置有与所述功能 元件的功能部上的空间连通的排气口 。
9. 根据权利要求6的功能元件安装模块,其中, 在所述封装件结构构件上设置有覆盖所述孔部的保护用覆盖构件,该保护用覆盖构件是能够从所述封装件结构构件剥离的保护膜。
全文摘要
本发明提供可小型化且不需高价特殊构件的功能元件安装模块的制造方法。使用以引线接合对具有功能部(30)和其周围的焊盘(6)的功能元件(3)使其上表面侧为上侧地进行安装的基板(2),在基板(2)上,在光功能元件(3)的周围设置阻挡液状的密封树脂(8)用的突堤部(7),滴下密封树脂(8),在光功能元件(3)和突堤部(7)之间焊盘(6)和金线(5)的一部分露出地填充密封树脂(8),将具有与光功能元件(3)对应的孔部(10a)的封装件结构构件(10)在使孔部(10a)与光功能元件(3)的光功能部(30)对置的状态下与突堤部(7)抵接,从而使封装件结构构件(10)与密封树脂(8)接触,使密封树脂(8)硬化而将密封构成部件(10)固定在基板(2)上,除去突堤部(7)。
文档编号H01L31/0203GK101410989SQ20078001161
公开日2009年4月15日 申请日期2007年3月1日 优先权日2006年3月2日
发明者浅田隆广, 米田吉弘, 铃木和明 申请人:索尼化学&信息部件株式会社
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