JP2000091880A - フリップチップ型弾性波デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱膨張係数の差異によるストレス破壊や特定
のバンプへの荷重集中を発生させないで、その中心周波
数が比較的低い弾性波デバイスを製造可能にする。 【解決手段】 チップ１０の表面に、ダミーパッド４０
を設ける。ダミーパッド４０は、弾性波の励振に係る入
力電極１４等の電極や、これらに接続されている入力パ
ッド２０等のパッドと導通しないよう、パッド１０の表
面において分散して配置される。パッケージのダイアタ
ッチ面上にはダミーパッド４０に対応するパッドは設け
ない。入力パッド２０、出力パッド２２及びグラウンド
パッド２４を相近接して配置した場合でも、その偏りに
よる特定バンプへの荷重集中は発生しない。ダミーパッ
ド４０上のバンプ２６はダイアタッチ面上の導体に接続
されないため、バンプ間隔が大きくても熱膨張係数の差
異によるストレス破壊は生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ型
弾性波デバイス及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の弾性波デバイスは、パッケージ内
にチップ背面を固定し更にチップ表面のパッドとパッケ
ージ側のパッドとをワイヤボンディングにより接続す
る、といった手法で製造されていた。フリップチップ型
弾性波デバイスは、ワイヤボンディングなしで製造でき
る弾性波デバイスであり、例えば図４に示す構成のチッ
プ１０を図５に示す構成のパッケージ１２へと図６に示
す工程に従い組み込むことにより、製造することができ
る。

【０００３】図４に示したのは、チップ１０の表面にお
ける導体の配置の概略である。入力電極１４は、複数の
電極指を櫛歯状乃至指交差状にかみ合わせた構成を有す
る一対の導体であり、当該一対の導体の間に所定周波数
の電気信号が印加されると、チップ１０の表面又はその
近傍にて弾性波が発生する。入力電極１４の左右両側に
配置されている２個の出力電極１６も、それぞれ、複数
の電極指を櫛歯状乃至指交差状にかみ合わせた構成を有
する一対の導体であり、入力電極１４にて発生しチップ
１０上を伝搬した弾性波は、これらの出力電極１６によ
り受波され、電気信号に変換される。従って、入力電極
１４に電気信号が入力されると、その電気信号のうち所
定の周波数成分即ち電極指間隔に対応した周波数近傍の
成分のみが、出力電極１６から電気信号として出力され
る。更に、各出力電極１６から見て入力電極１４と逆の
側には、反射器１８が配置されている。反射器１８は入
力電極１４や出力電極１６における電極指間隔と同じ間
隔の電極指を図中の上下端で短絡した構成を有する導体
であり、出力電極１６にて得られる電気信号に応じ当該
出力電極１６が発生させる弾性波等はこれらの反射器１
８により反射され、一部は出力電極１６により受波され
る。

【０００４】チップ１０の表面には、更に、いずれも金
あるいはアルミニウム等の導体から形成されている入力
パッド２０、出力パッド２２及びグラウンドパッド２４
が設けられている。入力パッド２０は、入力電極１４を
構成する一対の導体のうち一方と導通するよう配置され
ており、出力パッド２２は、出力電極１６を構成する一
対の導体のうち一方と導通するよう配置されている。グ
ラウンドパッド２４は、入力電極１４を構成する一対の
導体のうち入力パッド２０と導通していない方の導体
や、出力電極１６を構成する一対の導体のうち出力パッ
ド２２と導通していない方の導体と、導通するよう、配
置されている。これら、入力パッド２０、出力パッド２
２及びグラウンドパッド２４は、パッケージ側の対応す
るパッドとの電気的接続及び機械的固定のために用いら
れるパッドであり、チップ１０をパッケージ１２に組み
込むに際しては、その上に金等の導体から形成されたバ
ンプ２６が配置される。

【０００５】図５に示したのは、セラミクス等から形成
されたパッケージ１２のダイアタッチ面における導体の
配置の概略である。パッケージ１２は、チップ１０を収
納するための凹部を有しており、図中符号２８で表され
ているのは当該凹部の側壁である。また、本願では、こ
の凹部の底面をダイアタッチ面と呼んでいる。ダイアタ
ッチ面上には、いずれもその表面が金等の導体から形成
されている入力パッド３０、出力パッド３２及びグラウ
ンドパッド３４が設けられている。これらのうち入力パ
ッド３０及び出力パッド３２は、入力電極１４等が形成
されている面をダイアタッチ面に向けた状態でチップ１
０をパッケージ１２の凹部内に収納したとき、チップ１
０の入力パッド２０及び出力パッド２２のうち対応する
ものの上に配置されているバンプが当接するよう、入力
パッド２０及び出力パッド２２と対向して配置形成され
ている。また、グラウンドパッド３４は、入力電極１４
等が形成されている面をダイアタッチ面に向けた状態で
チップ１０をパッケージ１２の凹部内に収納したとき、
チップ１０のグラウンドパッド２４上に配置されている
バンプが当接するよう、かつ、入力パッド３０及び出力
パッド３２並びにその周縁の間隙を除くダイアタッチ面
のほぼ全ての部位を覆うよう、配置形成されている。な
お、図中、破線の円で示されているのは、チップ１０を
収納したときバンプ２６が当接する部位である。

【０００６】図６に、フリップチップ型弾性波デバイス
の製造工程の概略を示す。フリップチップ型弾性波デバ
イスを製造するに際しては、まず、図６（１）に示すよ
うに、チップ１０表面の各パッド上にバンプ２６を配置
する。次に、図６（２）に示すように、チップ１０の表
面即ち入力電極１４等が形成されている面をダイアタッ
チ面３６に向けた状態で、チップ１０をパッケージ１２
内に入れる。その際、パッケージ１２の側壁２８の内面
を案内として用いることができる。更に、図６（３）に
示すように、チップ１０の背面から超音波や圧力を加え
る。すると、バンプ２６により、チップ１０表面の各パ
ッドと、ダイアタッチ面３６上の対応するパッドとが、
互いに電気的に接続及び機械的に固定される（フェース
ダウンボンディング）。そして、図６（４）に示すよう
に、蓋３８をかぶせる。図示しないが、パッケージ１２
の外面には、ダイアタッチ面３６上の各パッドと導通す
るよう導体の端子が設けられている。従って、図４及び
図５に示す構造及び図６に示す方法により、ワイヤボン
ディングなしで、チップ型の弾性波デバイスを製造する
ことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法に
は、バンプ２６相互の間隔を小さめに設定しておかねば
ならない、バンプ２６を偏って配置させることができな
い等の制約や、低周波のデバイスを実現するのが困難で
ある、といった問題点がある。

【０００８】まず、バンプ２６によりチップ１０側のパ
ッドとパッケージ１２側のパッドとを接続する際には、
超音波や圧力を印加する。すると、水晶その他の圧電性
材料から形成されているチップ１０とセラミクス等から
形成されているパッケージ１２の熱膨張係数の差によっ
て、バンプ２６及びその接続先パッドにストレスが加わ
る。このストレスは、図７に示すようにバンプ間隔が小
さい場合には、比較的小さなものにとどまるが、図８に
示すようにバンプ間隔が大きいと大きくなる。従って、
熱膨張係数の差に起因したストレスによる破壊を防ぐに
は、バンプ間隔を小さくする必要がある。

【０００９】また、バンプ間隔が小さい場合であって
も、図９に示すようにバンプ配置に偏りがある場合、超
音波や圧力の印加による荷重が特定のバンプに集中して
しまう。従って、従来は、バンプ配置にできるだけ偏り
を生じないよう注意する必要があった。

【００１０】更に、その中心周波数が低い弾性波デバイ
スを実現しようとすると、中心周波数が低いため電極指
の間隔が広がり、従ってチップサイズも大きくなる。バ
ンプ配置に偏りが生じないよう大きなチップ上にパッド
を配置すると、バンプ間隔が広がることとなりやすい。
バンプ間隔が広がると上述のストレス破壊による接続不
良が生じやすくなるため、従来の方法では、例えばその
中心周波数が８００ＭＨｚ以下の弾性波デバイスを製造
することが困難であった。

【００１１】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、その中心周波数が
比較的低いフリップチップ型弾性波デバイスを、超音波
及び圧力の印加によるストレス破壊ひいては接続不良を
さほど発生させずに、製造可能にすることを目的とす
る。また、本発明は、電極との接続に係るパッドの配置
ひいてはバンプの配置が偏っていても、この偏りによっ
て特定のバンプへの加重集中が生ずることがないように
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、（１）弾性波励振用の電極がその
表面に形成されたチップをダイアタッチ面上に載置した
ときに互いに対向することとなるよう、導体から形成さ
れた複数の接続固定用パッドをチップ表面及びダイアタ
ッチ面それぞれに配置しておき、次にチップ表面の接続
固定用パッド上にそれぞれ導体のバンプを配置し、更に
チップ表面の接続固定用パッドとダイアタッチ面上の接
続固定用パッドとをバンプを介して向かい合わせた状態
でチップ背面から超音波及び／又は圧力を印加すること
により、上記電極に接続されているチップ表面の接続固
定用パッドとダイアタッチ面上の接続固定用パッドとを
互いに電気的に接続しかつ機械的に固定するフリップチ
ップ型弾性波デバイス製造方法において、（２）チップ
表面の電極及び接続固定用パッドと導通しないよう、か
つ、ダイアタッチ面上にチップを載置したときダイアタ
ッチ面上のいずれの接続固定用パッドとも対向しないよ
う、導体から形成された複数のダミーパッドをチップ表
面に分散して配置しておき、（３）チップ表面の接続固
定用パッド上にバンプを配置する際併せてダミーパッド
上にもそれぞれバンプを配置することにより、（４）チ
ップ背面から印加される超音波及び／又は圧力による荷
重を複数のダミーパッド及びその上のバンプにて分散す
ることを特徴とする。

【００１３】また、本発明は、その表面に設けられた弾
性波励振用の電極と、ダイアタッチ面上にチップを載置
したときダイアタッチ面上のいずれかの接続固定用パッ
ドと対向することとなるよう、かつ、上記弾性波励振用
の電極と導通するよう、その表面に設けられ、導体から
形成されている複数の接続固定用パッドと、を備える圧
電性のチップにおいて、チップ表面の接続固定用パッド
と導通しないよう、かつ、ダイアタッチ面上にチップを
載置したときダイアタッチ面上のいずれの接続固定用パ
ッドとも対向しないような配置にて、その表面に設けら
れ、導体から形成されている複数のダミーパッドを備
え、本発明の方法にてダイアタッチ面上に実装されるこ
とを特徴とする。

【００１４】更に、本発明は、チップを収納する際にそ
の内壁面にてチップを案内する側壁と、この側壁と共に
チップ収納用の凹部を形成するダイアタッチ面と、ダイ
アタッチ面上にチップを載置したときチップ表面のいず
れかの接続固定用パッドと対向することとなるよう、当
該ダイアタッチ面上に設けられ、導体から形成されてい
る複数の接続固定用パッドと、を備えるパッケージにお
いて、ダイアタッチ面上にチップを載置したときチップ
表面のいずれのダミーパッドとも対向しないような配置
にて、ダイアタッチ面上に上記接続固定用パッドが設け
られており、本発明の方法を実施する際に本発明のチッ
プを収納するために使用されることを特徴とする。

【００１５】そして、本発明に係るフリップチップ型弾
性波デバイスは、本発明のチップと、本発明のパッケー
ジと、上記バンプと、を備え、本発明の方法により製造
されることを特徴とする。

【００１６】このように、本発明において、チップ表面
に更にダミーパッドが配置される。チップ表面の接続固
定用パッドとダイアタッチ面上の接続固定用パッドとを
互いに接続及び固定する際には、先だって、このダミー
パッド上にもバンプを配置しておく。ダミーパッドは、
チップ表面に複数個分散して配置されているから、バン
プによる接続及び固定を形成すべくチップ背面から印加
される超音波や圧力による荷重は、これら複数のダミー
パッド及びその上のバンプにて分散されることになる。
従って、チップ表面における接続固定用パッドの配置ひ
いてはその上のバンプの配置に偏りがあったとしても、
この偏りにより特定のバンプへの荷重集中が発生するこ
とはない。

【００１７】また、上述のように、接続固定用パッドや
その上のバンプの配置に関し本発明ではある程度の偏り
が許容されるため、中心周波数が比較的低いデバイスを
得ようとするときであっても、入力パッド、出力パッ
ド、グランウンドパッド等の接続固定用パッドを、チッ
プ上のある特定の位置に互いに近接して（寄せ集めて）
配置することが可能になる。即ち、チップとパッケージ
（ダイアタッチ面）の熱膨張係数の差異によるストレス
破壊は、接続固定用パッド上のバンプの間隔を狭めるこ
とによって、避けることができる。また、荷重集中を避
けるため分散配置されているダミーパッド相互の間隔
は、その中心周波数が比較的低いデバイスを得ようとす
る場合には、比較的大きくなる。しかし、ダミーパッド
上のバンプはダイアタッチ面上の導体と接続されないた
め、ストレスによる破壊が生ずる余地はない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
なお、図４乃至図９に示した従来技術と同様の又は対応
する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

【００１９】図１に、本発明の一実施形態におけるチッ
プ１０の構成、特にその表面における導体の配置の概略
を示す。また、図２に、この実施形態におけるパッケー
ジ１２の構成、特にそのダイアタッチ面上における導体
の配置の概略を示す。図１に示されるように、本実施形
態においては、入力パッド２０、出力パッド２２及びグ
ラウンドパッド２４が、図中上記中央の部位に互いに近
接して配置されている。また、チップ１０表面の図中上
下端部には、入力電極１４等の電極や入力パッド２０等
のパッドと導通しないよう分散して、複数個（図中８
個）のダミーパッド４０が配置されている。このダミー
パッド４０の上にも、バンプ２６が配置される。更に、
図２に示すように、ダイアタッチ面上のグラウンドパッ
ド３４は、ダミーパッド４０上のバンプ２６と当接しな
いよう、配置形成されている。

【００２０】これら図１に示したチップ１０と図２に示
したパッケージ１２とを用いて図６に示した工程に従い
フリップチップ型弾性波デバイスを製造することによ
り、特定のバンプ２６への荷重の集中や、熱膨張係数の
差異に起因したバンプ接続のストレス破壊ひいては接続
不良を、避けることができる。

【００２１】即ち、バンプ接続を形成するに際して超音
波及び圧力を印加すると、この超音波及び圧力により入
力パッド２０等の上のバンプ２６が変形するのと同時
に、ダミーパッド４０上のバンプも同様に変形し、超音
波及び圧力による荷重を吸収する。ダイアタッチ面上に
は、ダミーパッド４０上のバンプが当接する導体（入力
パッド３０等のような金メタライズド層）は無いけれど
も、入力パッド２０等の上のバンプの変形量と、ダミー
パッド４０上のバンプの変形量には、有意差は生じな
い。従って、図１に示すように入力パッド２０、出力パ
ッド２２及びグラウンドパッド２４を相近接して配置し
たとしても、ダミーパッド４０上のバンプ２６によって
も荷重が分散され、チップ１０全体としてみた場合荷重
分布が一様化する。このように、バンプ２６の配置が多
少偏っていても特定のバンプ２６への荷重の集中は生じ
ないため、本実施形態によれば、従来に比べ自由に、信
号入出力に係るバンプ２６の配置を設計できる。

【００２２】また、図２に示したように、ダイアタッチ
面上、ダミーパッド４０に対向するパッドは設けられて
おらず、従って図３に示すように、ダミーパッド４０上
のバンプ２６はダイアタッチ面３８上のいずれの導体に
も接続及び固定されない。即ち、機械的にはフリーであ
る。従って、本実施形態によれば、熱膨張係数の差に起
因してバンプ接続形成の際に生じるストレス破壊ひいて
は接続不良を引き起こすことなく、即ち高い信頼性を以
て、その中心周波数が比較的低いデバイスや複数組のフ
ィルタ電極が組み込まれている等、その電極形成面の面
積が大きくなりやすいデバイスを、実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態におけるチップの構成を
示す導体配置図である。

【図２】 この実施形態におけるパッケージの構成を示
す導体配置図である。

【図３】 この実施形態におけるパッドとバンプの関係
を示す部分断面図である。

【図４】 一従来技術におけるチップの構成を示す導体
配置図である。

【図５】 この従来技術におけるパッケージの構成を示
す導体配置図である。

【図６】 フリップチップ型弾性波デバイスの製造工程
を示す図であり、特に（１）はバンプ配置工程を、
（２）はチップ収納工程を、（３）はバンプ接続・固定
工程を、（４）は蓋閉止工程を、それぞれ示す図であ
る。

【図７】 バンプ間隔が小さい状態を示す部分断面図で
ある。

【図８】 バンプ間隔が大きい状態を示す部分断面図で
ある。

【図９】 バンプ配置に偏りがある状態を示す部分断面
図である。

【符号の説明】

１０ チップ、１２ パッケージ、１４ 入力電極、１
６ 出力電極、２０，３０ 入力パッド、２２，３２
出力パッド、２４，３４ グラウンドパッド、２６ バ
ンプ、３６ ダイアタッチ面、４０ ダミーパッド。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その表面に弾性波励振用の電極が形成さ
   れているチップをダイアタッチ面上に載置したとき互い
   に対向することとなるよう、導体から形成された複数の
   接続固定用パッドをチップ表面及びダイアタッチ面それ
   ぞれに配置しておき、次にチップ表面の接続固定用パッ
   ド上にそれぞれ導体のバンプを配置し、更にチップ表面
   の接続固定用パッドとダイアタッチ面上の接続固定用パ
   ッドとをバンプを介して向かい合わせた状態でチップ背
   面から超音波及び／又は圧力を印加することにより、上
   記電極と導通しているチップ表面の接続固定用パッドと
   ダイアタッチ面上の接続固定用パッドとを互いに電気的
   に接続しかつ機械的に固定するフリップチップ型弾性波
   デバイス製造方法において、 チップ表面の電極及び接続固定用パッドと導通しないよ
   う、かつ、ダイアタッチ面上にチップを載置したときダ
   イアタッチ面上のいずれの接続固定用パッドとも対向し
   ないよう、導体から形成された複数のダミーパッドをチ
   ップ表面に分散して配置しておき、 チップ表面の接続固定用パッド上にバンプを配置する際
   併せてダミーパッド上にもそれぞれバンプを配置するこ
   とにより、 チップ背面から印加される超音波及び／又は圧力による
   荷重を複数のダミーパッド及びその上のバンプにて分散
   することを特徴とするフリップチップ型弾性波デバイス
   製造方法。
2. 【請求項２】 その表面に設けられた弾性波励振用の電
   極と、ダイアタッチ面上にチップを載置したときダイア
   タッチ面上のいずれかの接続固定用パッドと対向するこ
   ととなるよう、かつ、上記弾性波励振用の電極と導通す
   るよう、その表面に設けられ、導体から形成されている
   複数の接続固定用パッドと、を備える圧電性のチップに
   おいて、 チップ表面の接続固定用パッドと導通しないよう、か
   つ、ダイアタッチ面上にチップを載置したときダイアタ
   ッチ面上のいずれの接続固定用パッドとも対向しないよ
   うな配置にて、その表面に設けられ、導体から形成され
   ている複数のダミーパッドを備え、 請求項１記載の方法にてダイアタッチ面上に実装される
   ことを特徴とするチップ。
3. 【請求項３】 チップを収納する際にその内壁面にてチ
   ップを案内する側壁と、この側壁と共にチップ収納用の
   凹部を形成するダイアタッチ面と、ダイアタッチ面上に
   チップを載置したときチップ表面のいずれかの接続固定
   用パッドと対向することとなるよう、当該ダイアタッチ
   面上に設けられ、導体から形成されている複数の接続固
   定用パッドと、を備えるパッケージにおいて、 ダイアタッチ面上にチップを載置したときチップ表面の
   いずれのダミーパッドとも対向しないような配置にて、
   ダイアタッチ面上に上記接続固定用パッドが設けられて
   おり、 請求項１記載の方法を実施する際に請求項２記載のチッ
   プを収納するために使用されることを特徴とするパッケ
   ージ。
4. 【請求項４】 請求項２記載のチップと、請求項３記載
   のパッケージと、上記バンプと、を備え、請求項１記載
   の方法により製造されることを特徴とするフリップチッ
   プ型弾性波デバイス。