JP2000269368A - 表面波装置 - Google Patents

表面波装置

Info

Publication number
JP2000269368A
JP2000269368A JP11068350A JP6835099A JP2000269368A JP 2000269368 A JP2000269368 A JP 2000269368A JP 11068350 A JP11068350 A JP 11068350A JP 6835099 A JP6835099 A JP 6835099A JP 2000269368 A JP2000269368 A JP 2000269368A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base member
acoustic wave
surface acoustic
wave device
cap member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11068350A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadahiko Takada
忠彦 高田
Mikihiro Iwasaki
幹大 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP11068350A priority Critical patent/JP2000269368A/ja
Publication of JP2000269368A publication Critical patent/JP2000269368A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]

Landscapes

  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ベース部材とキャップ部材との接合時に金属バ
ンプ接合部に加わる応力を低減して、金属バンプ接合部
での接続不具合が生じがたい、信頼性に優れた表面波装
置を提供する。 【解決手段】表面波素子20が金属バンプ51でバンプ
接合されてベース部材10に支持固定されるとともに電
気的に接続され、表面波素子20を覆うようにキャップ
部材30がベース部材10に高融点半田からなるロウ材
52により接合されている。そして、ベース部材10の
線膨張係数をa、キャップ部材30の線膨張係数をbと
したときに、0.9≦b/a≦1.6の関係を満たすよ
うにベース部材10及びキャップ部材30を選定して構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベース部材にバン
プ接合により接続・固定した表面波素子をベース部材と
キャップ部材とを接合したパッケージ内に気密封止した
表面波装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、表面波素子を金属バンプ接合
してベース部材に接続・固定し、表面波素子をベース部
材とキャップ部材とを接合したパーッケージ内に気密封
止した構造の表面波装置が知られている。この種の表面
波装置は、まず、表面波素子をベース部材に対向させ
て、表面波素子の各電極パッドとこれに対応するベース
部材の各電極ランドとをAu等の金属バンプで接合して
表面波素子をベース部材に支持固定するとともに電気的
に接続し、その後、ベース部材とキャップ部材との接合
部にはんだ等のロウ材を設け、このロウ材を加熱して溶
融し、その後冷却してベース部材とキャップ部材とを接
合して製造される。
【0003】従来の表面波装置は、例えば、ベース部材
として線膨張係数が約7×10-6/℃のアルミナを用
い、キャップ部材として線膨張係数が約4.5×10-6
/℃のコバールを用いて構成されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の表面波装置においては、ベース部材とキャップ部材
とを接合した後に、金属バンプや金属バンプと接合した
電極の破損、はがれ等の接続不具合が発生し、特性不良
になるという問題があった。この不具合は、ベース部材
とキャップ部材の線膨張係数の差が大きいために、ベー
ス部材とキャップ部材との接合時の加熱、冷却に伴う膨
張・収縮によりベース部材とキャップ部材との間に大き
な残留応力が発生し、図4に示すように、ベース部材1
0とキャップ部材30とが大きく変形し、この変形によ
り、表面波素子20とベース部材10とを接続・固定す
る金属バンプ51や金属バンプ51と接合した電極1
2,25(特に電極25)に応力が集中するためである
と考えられる。なお、キャップ部材を接合する前の状態
すなわち表面波素子をベース部材に金属バンプ接合した
状態で、ベース部材とキャップ部材との接合時と同条件
の加熱、冷却を行っても上記のような接続不具合の発生
はなかった。
【0005】そこで、本発明の目的は、ベース部材とキ
ャップ部材との接合時に金属バンプ接合部に加わる応力
を低減して、金属バンプ接合部での接続不具合が生じが
たい、信頼性に優れた表面波装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ベース部材と、ベース部材にバンプ接合
された表面波素子と、表面波素子を気密封止するように
ベース部材に接合されたキャップ部材とを備えてなる表
面波装置において、ベース部材の線膨張係数をa、キャ
ップ部材の線膨張係数をbとしたときに、0.9≦b/
a≦1.6であることを特徴とする。
【0007】この構成により、ベース部材とキャップ部
材との接合時の膨張・収縮により生じるベース部材とキ
ャップ部材の間の残留応力を小さくすることができ、金
属バンプ接合部に加わる応力を大幅に低減することがで
きるので、金属バンプやバンプ接合部の電極の破損、は
がれ等の接続不具合が発生しなくなる。
【0008】なお、本発明における表面波装置は、表面
波共振子、表面波フィルタ、表面波遅延線等の表面波を
利用した装置一般を含むものであり、装置の種類や用途
に応じて、1つ以上の任意の数のインターデジタルトラ
ンスデューサ(IDT)が圧電基板上に設けられる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に係る表面波
装置の構成を図1及び図2を参照して説明する。図1は
表面波装置の断面図、図2は表面波素子の平面図であ
る。本実施形態の表面波装置は、表面波素子20の複数
の電極パッド25とベース部材10の凹部内上面の複数
の電極ランド12とが金属バンプ51でバンプ接合され
て、表面波素子20がベース部材10に支持固定される
とともに電気的に接続されている。また、表面波素子2
0を覆うようにキャップ部材30がベース部材10に高
融点半田からなるロウ材52により接合されて、表面波
素子20がベース部材10とキャップ部材30とで形成
されたパッケージ内(空間内)に気密封止されている。
表面波装置においては、表面波素子20の表面波伝播面
とベース部材10との間には、図示のように表面波を効
率よく伝播するためにギャップ(空間)が設けられてい
る。
【0010】表面波素子20は、図2に示すように圧電
基板21を備え、圧電基板21の上面にはIDT電極2
2、反射器電極23、各IDT電極22から引き出され
た引出電極24、各引出電極24に接続した電極パッド
25からなる電極パターンが形成されている。電極パタ
ーンはAlまたはAlを含む合金からなり周知の薄膜形
成法により形成される。圧電基板21としては、タンタ
ル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶等の圧電性の材
料が用いられる。
【0011】ベース部材10は複数のセラミックを積層
することにより凹部形状に形成され、下面、凹部の内面
及び内部に複数の電極ランド12を含む入出力用、アー
ス用の電極パターンが形成されている。キャップ部材3
0はFe−Ni合金やFe等を含む合金からなる金属板
であり、必要に応じてメッキ処理される。なお、図示省
略しているが、ベース部材10の下面には入出力用の端
子電極が形成されており、この表面波装置は、ベース部
材10の下面を実装面として、実装基板(回路基板)に
実装されて用いられる。
【0012】この表面波装置は以下のように製造され
る。まず、表面波素子20の各電極パッド25上にAu
またはAuを主成分とした金属バンプ51をボールボン
ディング法により形成する。次に表面波素子20をフェ
イスダウン方式、すなわちIDT電極等が形成された表
面波伝播面をベース部材10に対向させて、例えば超音
波と熱を同時に印加することにより、各電極パッド25
とこれに対応するベース部材10の各電極ランド12と
を金属バンプ51で接合して、表面波素子20をベース
部材10に接続・固定する。
【0013】次に、ベース部材10に予めロウ材52と
なる高融点はんだを圧延したキャップ部材30を重ね合
わせ、リフロー炉に投入して、ベース部材10、表面波
素子20及びキャップ部材30の全ての構成部材をロウ
材52の融点よりも高温となるように均一に加熱してロ
ウ材52を溶融し、その後冷却してベース部材10とキ
ャップ部材30とを接合する。
【0014】そして、本実施形態の表面波装置において
は、ベース部材10の線膨張係数をa、キャップ部材3
0の線膨張係数をbとしたときに、0.9≦b/a≦
1.6の関係を満たすようにベース部材10及びキャッ
プ部材30を選定して構成されている。例えば、ベース
部材10として線膨張係数が7×10-6/℃のアルミナ
を用い、キャップ部材30として線膨張係数が9.5×
10-6/℃のFe−Ni合金を用いることにより実現さ
れる。また、Fe−Ni合金の場合はNiの含有比率を
変えることにより、その線膨張係数を変えることができ
る。
【0015】このように、本実施形態の表面波装置で
は、上記の式を満たすように構成されているため、ベー
ス部材とキャップ部材との接合時の膨張・収縮により生
じるベース部材とキャップ部材の間の残留応力を極めて
小さくすることができ、金属バンプ接合部に加わる応力
を大幅に低減することができる。したがって、金属バン
プやバンプ接合部の電極の破損、はがれ等の接続不具合
の発生を大幅に低減することができ、歩留まりの向上、
故障率の低減、信頼性の向上を図ることができる。
【0016】次に、本発明の上記限定理由を解析データ
に基づいて説明する。図3は上記構成の表面波装置にお
いて、ベース部材とキャップ部材との接合条件(温度2
5℃〜350℃に変化させた時)での金属バンプに加わ
る最大主応力と線膨張係数比b/aとの関係を示す図で
ある。ベース部材を線膨張係数が7×10-6/℃のアル
ミナとし、キャップ部材の線膨張係数を変えたときの解
析データである。図3において、■はベース部材:2.
0×2.5×0.75mm、キャップ部材:2.05×
2.55×0.1mm、表面波素子:1.0×1.6×
0.35mm、金属バンプ:厚み0.02mmのAu、
ロウ材:厚み0.03のはんだでのデータ、▲はキャッ
プ部材の厚みを2倍の0.2mmとしたデータ、×はロ
ウ材の厚みを2倍の0.06としたデータ、●はロウ材
をAu−Snに変更したデータである。なお、キャップ
部材を接合しない場合の同条件での金属バンプに加わる
最大主応力は8.257×107kg/m2(図3の破
線)である。
【0017】実際の製品において、キャップ部材を接合
しない場合には金属バンプ接合部の電極パッド部にはが
れ等が発生しないことから、金属バンプに加わる最大主
応力を8.257×107kg/m2以下であれば問題な
いと考えられる。そこで、製造バラツキなどを考慮し
て、金属バンプ接合部での接続不具合の発生しない条件
を最大主応力8.2×107kg/m2以下とした。この
最大主応力約8.2×107kg/m2以下となるベース
部材の線膨張係数に対するキャップ部材の線膨張係数の
比b/aは図3から0.9〜1.6の範囲となる。
【0018】なお、金属バンプ51としては、AuやA
u−Sn合金に限るものではなく、後工程のベース部材
とキャップ部材との接合時に溶融や軟化の起こりにくい
金属材料が用いられる。
【0019】上記バンプ接合では超音波と熱を同時に印
加した工法で説明したが、超音波のみあるいは熱のみを
印加してバンプ接合を行う工法であってもよい。また、
金属バンプ形成の方法はボールボンディング工法に限る
ものではなく、例えば、メッキによるバンプ形成法等の
他の金属バンプ形成法を採用してもよい。
【0020】ロウ材としては、半田以外にAu−Sn合
金、低融点ガラスを用いることができる。また、上記実
施形態例では、キャップ部材にロウ材を圧着したもので
説明したが、ベース部材にロウ材を予備形成するように
してもよく、また印刷により形成するようにしてもよ
い。
【0021】また、キャップ部材の材料はFe−Ni合
金またはFeを含む合金に限定されるものではなく、ベ
ース部材との関係において上記線膨張係数の条件を満た
す材料であればよい。また金属に限るものでもなく、キ
ャップ部材にセラミックを用いてもよく、この場合、ロ
ウ材として低融点ガラスを用いることもできる。また、
金属製のベース部材を用いてもよい。
【0022】また、ベース部材及びキャップ部材の形状
は上記実施形態に限るものではなく、例えば平板状のベ
ース部材と凹部状のキャップ部材とでパッケージを構成
してもよい。また、表面波素子の電極パターンも上記実
施形態に限定されるものではない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ベース部材及びキャップ部材の線膨張係数が特定の関係
となるように構成されており、ベース部材とキャップ部
材との接合時に金属バンプ接合部に加わる応力を大幅に
低減することができるので、金属バンプやバンプ接合部
での接続不具合の発生を防止することができ、信頼性の
高い表面波装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態に係る表面波装置の断面図である。
【図2】一実施形態に係る表面波素子の平面図である。
【図3】金属バンプに加わる最大主応力と線膨張係数比
b/aとの関係を示す図である。
【図4】従来の表面波装置のベース部材とキャップ部材
の接合時の変形を説明するための簡略断面図である。
【符号の説明】
10 ベース部材 12 電極ランド 20 表面波素子 25 電極パッド 30 キャップ部材 51 金属バンプ 52 ロウ材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベース部材と、ベース部材にバンプ接合
    された表面波素子と、表面波素子を気密封止するように
    ベース部材に接合されたキャップ部材とを備えてなる表
    面波装置において、 ベース部材の線膨張係数をa、キャップ部材の線膨張係
    数をbとしたときに、0.9≦b/a≦1.6であるこ
    とを特徴とする表面波装置。
JP11068350A 1999-03-15 1999-03-15 表面波装置 Pending JP2000269368A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11068350A JP2000269368A (ja) 1999-03-15 1999-03-15 表面波装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11068350A JP2000269368A (ja) 1999-03-15 1999-03-15 表面波装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000269368A true JP2000269368A (ja) 2000-09-29

Family

ID=13371301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11068350A Pending JP2000269368A (ja) 1999-03-15 1999-03-15 表面波装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000269368A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3303791B2 (ja) 電子部品の製造方法
JP3726998B2 (ja) 表面波装置
US20060220500A1 (en) Method for manufacturing surface acoustic wave device
KR20020052958A (ko) 탄성 표면파 장치 및 그 제조 방법
JP2001053178A (ja) 電子回路装置が封止され回路基板に実装される電子部品及びその製造方法
JP3339450B2 (ja) 表面波装置の製造方法
JP4012753B2 (ja) 弾性表面波装置
US20020057034A1 (en) Surface elastic wave device having bumps in a definite area on the device and method for manufacturing the same
JP3775433B2 (ja) 電子部品装置
JP2004129193A (ja) 弾性表面波装置
JP3428488B2 (ja) 電子部品の製造方法
JP2000269368A (ja) 表面波装置
JP2004153579A (ja) 弾性表面波装置及びその製造方法
JP2001102905A (ja) 弾性表面波装置
US11271542B2 (en) Acoustic wave device and method of fabricating the same
JP3638431B2 (ja) 弾性表面波装置
JP2000353934A (ja) 弾性表面波装置
JP7406341B2 (ja) 電子部品、フィルタおよびマルチプレクサ
JP7361343B2 (ja) モジュール
JP2000252784A (ja) 表面波装置
JPH11163670A (ja) 圧電デバイス
JPH09148878A (ja) 弾性表面波デバイス
JP2005217780A (ja) 圧電装置
JPH1098352A (ja) 弾性表面波デバイス
JP2002246870A (ja) 弾性表面波装置とその製造装置