JP2001291742A

JP2001291742A - Ｉｃチップの接合方法及びこれを用いた水晶発振器

Info

Publication number: JP2001291742A
Application number: JP2000105469A
Authority: JP
Inventors: Tatsunobu Shibuya; 龍伸渋谷; Susumu Negishi; 進根岸; Hiroshi Uehara; 博上原; Yasuo Sakaba; 泰男酒葉
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【目的】接合不良を防止したＩＣチップ２の接合方法及
びこれを用いた生産性の高い水晶発振器を提供する。【構成】ＩＣチップ２の一主面に形成した複数の端子電
極７にそれぞれバンプ８を設けて、基板に形成された回
路パターンとしての複数の導電路５の接続端子部に超音
波熱圧着によって前記バンプ８を接続してなるＩＣチッ
プ２の接合方法において、前記接続端子部の線幅を同一
にした構成とする。ＩＣチップ２の一主面に形成した複
数の端子電極７にそれぞれバンプ８を設けて、基板に形
成された回路パターンとしての複数の導電路５の接続端
子部に超音波熱圧着によって前記パンブ８を接続してな
るＩＣチップ２の接合方法において、前記接続端子部を
平行にするとともに、前記超音波による振動方向を前記
接続端子部の長さ方向とした構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バンプを用いた超
音波熱圧着によるＩＣチップの接合方法を産業上の技術
分野とし、特に接続不良を防止した接合方法及びこれを
用いた水晶発振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】（発明の背景）種々の電子回路を集積化
したＩＣチップは多くの電子機器に使用され、その小型
化の原動力となっている。近年では、ワイヤボンディン
グに比較して小型化をさらに促進することから、水晶発
振器においてもバンプを用いた超音波熱圧着による接合
方法が適用されている。

【０００３】（従来技術の一例）第２図は一従来例を説
明する水晶発振器の図である。水晶発振器は、積層セラ
ミックからなり凹部と段部を有する容器本体１にＩＣチ
ップ２と水晶片３を収容し、カバー４を接合して密閉す
る。容器本体１の凹部底面１ａには、第３図に示したよ
うに回路パターンとしての導電路５が形成される。ま
た、段部には図示しない水晶端子が形成される。

【０００４】回路パターン（導電路５）は、下地電極と
しての一層目を印刷及び焼成によるタングステン（Ｗ）
として、その表面に電解メッキによる金が形成される。
そして、通常では、導電路５の先端側となる黒点で示す
接続端子部（導電端子部とする）６を除いて露出し、図
示しないアルミナ等の絶縁材で覆われる。

【０００５】ＩＣチップ２は一主面の対向する一組の両
辺側に端子電極７を有し、例えば金粒とした球状の所謂
バンプ８が形成される（第４図）。そして、ＩＣチップ
２の一主面を凹部底面に対向させ、バンプ８と導電路５
の先端側となる導電端子部６とを位置決めして当接す
る。

【０００６】そして、超音波熱圧着機によって、ＩＣチ
ップ２を熱圧着（押圧）しながら超音波によって水平方
向に振動させ、バンプ８を楕円状に押し潰して導電端子
部６と接続する。すなわち、金属（ここでは金）の固相
拡散によって接合される。

【０００７】なお、水晶片３が一方向に長い矩形状であ
るため、容器本体１の凹部底面１ｂも長方形になる。し
たがって、小型化が進行すると、ＩＣチップ２は凹部底
面の幅方向に目一杯に配置される。これにより、導電路
５はスペースのある特に長さ方向の両側に形成される。

【０００８】したがって、ＩＣチップ２は長さ方向の対
向する一組の両辺に端子電極７を形成される。そして、
熱圧着時の押圧力が均等に分散するように、両辺の端子
電極７の数は同等程度（約４：６の範囲内）とする。

【０００９】水晶片３は、両主面に図示しない励振電極
を有し、引出電極の延出した一端部両側を段部の水晶端
子に導電性接着剤９によって、電気的・機械的に接続す
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の水晶発振器では、ＩＣチップ
２と導電端子部６との接続不良により、高価なＩＣチツ
プ２を無駄にして歩留まりも悪く、生産性の低い問題が
あった。

【００１１】そこで、原因を究明したところ次のことが
判明した。すなわち、凹部底面の各導電路５（導電端子
部６）は、ＩＣチップ２における端子電極７の間隔が異
なる等の設計上の理由から、必ずしも、その線幅が相互
間で同一ではない。そして、下地電極（Ｗ等）を印刷及
び焼成によって形成することに起因して、線幅の狭い導
電路５はその高さが大きく、線幅の広い導電路５はその
高さが小さい。

【００１２】このため、導電端子部６の高さが不揃いと
なり、例えば線幅が狭くて高さの大きい導電端子部６間
の線幅が広くて高さが低い導電端子部６では、バンプ８
との接触が不充分で押圧力が十分に作用しない。したが
って、両者間での相互拡散が不充分で接続不良となる問
題があった。

【００１３】また、ＩＣチップ２の端子電極７は、前述
のように対向する一組の両辺側に形成される。そして、
これに対向させて、凹部底面には導電端子部６が形成さ
れる。導電端子部６は、多くは一組の両辺に対して直交
方向に形成されるが、一部は例えば端部では平行方向に
形成される。

【００１４】このため、超音波によるＩＣチップ２（バ
ンプ８）の振動方向を矢印Ｐで示すように一組の両辺に
対して直交方向とすると、多くは導電路５（導電端子部
６）の延出方向とバンプ８の振動方向とが同一なので、
位置ズレを起こしても接合できる「第５図（ａ）」。

【００１５】しかし、導電端子部６の延出方向と振動方
向とが直交する場合には、導電端子部６の幅が狭いと、
振動によるバンプ８のズレによって導電端子部６の幅か
ら飛び出し、接続不良を引き起こす問題もあった「第５
図（ｂ）」。このため、導電端子部６の線幅を広げれば
よいが、要求されるＩＣチップ２のサイズと機能の面か
ら電極部のレイアウトが決まる等の理由からできない問
題があった。

【００１６】（発明の目的）本発明は、接合不良を防止
したＩＣチップ２の接合方法及びこれを用いた生産性の
高い水晶発振器を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＩＣチップ２
の端子電極７に設けられたバンプ８が接続する基板に形
成された導電端子部６の線幅を同一にしたことを第１の
解決手段とする。また、基板に形成された導電子部を平
行にするとともに、超音波による振動方向を導電端子部
６の長さ方向としたことを第２の解決手段とする。

【００１８】

【作用】本発明の第１解決手段では、導電端子部６の線
幅を同一にするので、導電端子部６の高さをほぼ同一に
する。また、第２解決手段では、導電端子部６を平行に
して超音波による振動方向を導電端子部６の長さ方向と
するので、バンプ８の飛び出しを防止する。以下、本発
明の一実施例を水晶発振器を例として説明する。

【００１９】第１図は本発明の一実施例を説明する、容
器本体の凹部底面に形成された回路パターンの図であ
る。なお前従来例図と同一部分には同番号を付与してそ
の説明は簡略又は省略する。水晶発振器は、前述したよ
うに、積層セラミックからなり凹部底面にＩＣチップ２
を固着し、段部に水晶片３を保持して、カバー４を接合
した構成とする。

【００２０】そして、この実施例では、凹部底面に形成
される導電路５の先端側となり、表面が露出して長方形
とした導電端子部６の線幅を同一として同面積とする。
そして、導電端子部６は長方形として平行に配置され
る。この例では、中央領域の各導電端子部６は導電路５
の線幅と同じとする。そして、両端側の導電端子部６は
導電路５の線幅より大きくする。

【００２１】このようなものでは、前述のように端子電
極７の形成されたＩＣチップ２の一主面を凹部底面に対
向させ、両辺側に形成され端子電極７上のバンプ８を導
電端子部６に当接する。そして、超音波熱圧着機によっ
て、ＩＣチップ２を押圧しながら、導電端子部６の長さ
方向に振動させ、導電端子部６にバンプ８を接合する。

【００２２】このような構成であれば、導電端子部６の
幅及び面積を同一としたので、導電端子部６の高さをほ
ぼ同じにできる。したがって、超音波熱圧着機による押
圧時に、ＩＣチップ２のバンプ８を導電端子部６に確実
に接触できる。これにより、導電端子部６の高さの不揃
いに起因した接続不良を防止できる。

【００２３】また、導電端子部６を平行に配置して、導
電端子部６の長さ方向にＩＣチップ２（バンプ８）を振
動させる。したがって、振動によってバンプ８が位置ズ
レを起こしても導電路５の延出方向なので、バンプ８は
導電端子部６内に留まり飛び出すことがない。これによ
り、導電端子部６の配置及び振動方向に起因した接続不
良を防止できる。これらのことから、歩留まりを良好に
して生産性の高い水晶発振器を得ることができる。

【００２４】上記実施例では、ＩＣチップ２の端子電極
７は一組の対向する両辺側に設けたが、これと直交する
他組の両辺側にあってもよい。この場合でも、各導電端
子部６の幅及び面積を同一にし、導電端子部６の長さ方
向にＩＣチップ２を振動させることによって同様な効果
を奏することができる。

【００２５】また、導電端子部６の面積を同一とした
が、基本的には幅が同一であれば高さをほぼ一定にでき
るので面積は異なってもよい。但し、同一面積の方が高
さは一定になる。また、ＩＣチップ２と水晶片３を一主
面側の凹部に収容したが、両主面に凹部を設けて別個に
収容してもよい。そして、水晶発振器を例として説明し
たが、各分野でのＩＣチップ２の実装方法に適用でき
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、ＩＣチップの端子電極に設け
られたバンプが接続する基板に形成された導電端子部の
線幅を同一にする。また、基板に形成された導電端子部
を平行にするとともに、超音波による振動方向を導電端
子部６の長さ方向とする。したがって、接合不良を防止
したＩＣチップの接合方法及びこれを用いた生産性の高
い水晶発振器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明する、容器本体の凹部
底面に形成された回路パターンの図である。

【図２】従来例を説明する水晶発振器の断面図である。

【図３】従来例を説明する、容器本体の凹部底面に形成
された回路パターンの図である。

【図４】従来例を説明するＩＣチップの一主面の平面図
である。

【図５】従来例の問題点を説明する導電端子部及びバン
プの図である。

【符号の説明】

１容器本体、２ＩＣチップ、３水晶片、４カバ
ー、５導電路、６導電端子部、７端子電極、８バ
ンプ、９導電性接着剤．

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年４月７日（２０００．４．７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】回路パターン（導電路５）は、下地電極と
しての一層目を印刷及び焼成によるタングステン（Ｗ）
として、その表面に電解メッキによる金が形成される。
そして、通常では、導電路５の先端側となる黒点で示す
接続端子部（導電端子部とする）６を露出し、これ以外
は図示しないアルミナ等の絶縁材で覆われる。

フロントページの続き (72)発明者酒葉泰男埼玉県狭山市大字上広瀬1275番地の２日本電波工業株式会社狭山事業所内Ｆターム(参考） 5F044 KK04 KK12 LL00 5J079 AA04 BA43 HA09 HA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＩＣチップの一主面に形成した複数の端子
電極にそれぞれバンプを設けて、基板に形成された回路
パターンとしての複数の導電路の接続端子部に超音波熱
圧着によって前記バンプを接続してなるＩＣチップの接
合方法において、前記接続端子部の線幅を同一にし、前
記超音波による振動方向を前記接続端子部の長さ方向と
したことを特徴とするＩＣチップの接合方法。
【請求項２】ＩＣチップの一主面に形成した複数の端子
電極にそれぞれバンプを設けて、基板に形成された回路
パターンとしての複数の導電路の接続端子部に超音波熱
圧着によって前記バンプを接続してなるＩＣチップの接
合方法において、前記接続端子部を平行にするととも
に、前記超音波による振動方向を前記接続端子部の長さ
方向としたことを特徴とするＩＣチップの接合方法。
【請求項３】請求項１又は２のＩＣチップの接合方法を
用いて、容器本体の凹部にＩＣチップを接続して、水晶
片を収容したことを特徴とする水晶発振器。