JP2002043889A - ベアsawチップの実装封止構造及び封止方法並びに高周波回路モジュール - Google Patents

ベアsawチップの実装封止構造及び封止方法並びに高周波回路モジュール

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JP2002043889A
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JP
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bare
chip
saw chip
sealing
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Bunji Moriya
文治 森谷
Shinya Nakai
信也 中井
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TDK Corp
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  • Wire Bonding (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージを用いることなく基板にフェース
ダウンボンディングしたベアSAWチップの周縁部を気
密封止することにより、実装面積の縮小や低背化を実現
する。 【解決手段】 表面パターン11をベース基板20に対
面させてベアSAWチップ10を該基板20にフェース
ダウンボンディングし、かつ前記表面パターン11の少
なくともSAW伝搬部分に面する密閉空間が形成される
ように前記ベアSAWチップ10の周縁部と基板20と
の間を封止樹脂30で気密封止する。前記封止樹脂30
は加熱硬化性、紫外線硬化性のいずれか又は両方の性質
を有するとともに、チキソ性を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベアSAWチップ
の実装技術に係るもので、特にSAW(弾性表面波)を
利用したデバイスの内でフェースダウンボンディングで
基板と電気的に接続し、封止するためのベアSAWチッ
プの実装封止構造及び封止方法並びに高周波回路モジュ
ールに関する。
【0002】
【従来の技術】携帯電話の市場は右肩上がりの急激な成
長を見せており、2000年の全世界の携帯電話生産数
は、5億台に近づくと見られている。年成長率も30%
を越え、2003年には8億台に達するとの予測も出て
いる。
【0003】一方、携帯電話の小形軽量化競争は相変わ
らず激烈である。また、携帯電話としての機能の高度
化、複雑化もめざましく、たとえば、インターネットに
つなげて電子メールを送る、TVカメラを携帯電話に取
り付けお互いの画像を見ながら通話を楽しめる、などな
ど。
【0004】このように、性能をアップしつつ、小形軽
量、薄形化を進めてゆくために、携帯電話を構成する部
品へのさらなる小形化、軽量化、薄形化、また、部品点
数の削減、さらには低消費電力化への要求は日増しに高
まっている。
【0005】一般に、このような要求を具現化するため
に、アクティブ素子としてのLSIによる機能の集積
化、取り込み(アクティブインテグレーション)、性能
向上がもっとも重要である。LSIの開発と並行して、
LSIも含めてその周辺の受動部品類の集積化(パッシ
ブインテグレーション)もまた同様に重要である。
【0006】携帯電話を始めとする移動体通信機器用の
高周波部品(無線による送受信回路部品)へも同様のニ
ーズがあり、日夜研究開発が進められているが、前記の
ような集積化への要望が一段と高まっている。
【0007】携帯電話等の移動体通信機器に用いられる
SAWフィルタ等のSAW素子においても、他の受動部
品類と同様の要求があるが、SAW素子特有の問題、つ
まりSAWが伝搬する表面パターンに水分、塵埃等の異
物が付着しないようにかつSAWの伝搬を妨げないよう
に中空状態で気密封止する必要性から、従来は所定のパ
ッケージ内にベアSAWチップを収納する構造をとって
いた。
【0008】図6は従来のベアSAWチップの実装封止
構造の1例であり、セラミック又は樹脂パッケージ1の
内側底面に、ベアSAWチップ10が表面パターン11
(SAWが伝搬する面)を上向きとして接着されてい
る。そして、パッケージ1側の電極2とベアSAWチッ
プのボンディングパッド間はアルミワイヤ3によるワイ
ヤボンディングで接続されている。そして、セラミッ
ク、樹脂又は金属の蓋体4がベアSAWチップ10を覆
ってパッケージ5に気密に接着されている。
【0009】図7は従来のベアSAWチップの実装封止
構造の他の例であり、セラミック又は樹脂パッケージ5
の電極6に対してAuバンプ等の接続電極12を有する
ベアSAWチップ10が表面パターン11を下向きとし
てフェースダウンボンディングされている。そして、セ
ラミック、樹脂又は金属の蓋体7がベアSAWチップ1
0を覆ってパッケージ5に気密に接着されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図6の従来
例はベアSAWチップ10をワイヤボンディングでパッ
ケージ側電極に接続しているが、SAWの伝搬する表面
パターンが上向きであるため、塵埃等が製造過程や製造
後に付着しやすい。このため、図7の従来例のようにベ
アSAWチップ10をパッケージ側電極にフェースダウ
ンボンディングする構造が採用されるようになってきて
いる。
【0011】しかしながら、図6及び図7の構造はいず
れもベアSAWチップをパッケージ内に収納するもので
あるため、実装面積が大きくなり、また厚みもパッケー
ジの肉厚分だけ大きくなり、低背化が困難である。例え
ば、図6、図7のいずれにおいても、高さH=1mm以上
必要となる。
【0012】本発明の第1の目的は、上記の点に鑑み、
パッケージを用いることなく基板にフェースダウンボン
ディングしたベアSAWチップの周縁部を気密封止する
ことにより、実装面積の縮小や低背化を実現可能とした
ベアSAWチップの実装封止構造及び封止方法を提供す
ることにある。
【0013】本発明の第2の目的は、パッケージを用い
ることなく基板にフェースダウンボンディングしたベア
SAWチップの周縁部を気密封止するとともに、他の電
子部品も同一基板に装着することにより、小型化や低背
化を実現可能とした高周波回路モジュールを提供するこ
とにある。
【0014】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項1の発明に係るベアSAWチップの実装
封止構造は、表面パターンを基板に対面させてベアSA
Wチップを該基板にフェースダウンボンディングし、か
つ前記表面パターンの少なくともSAW伝搬部分に面す
る密閉空間が形成されるように前記ベアSAWチップの
周縁部と基板との間を樹脂で気密封止したことを特徴と
している。
【0016】本願請求項2の発明に係るベアSAWチッ
プの実装封止構造は、請求項1において、前記樹脂が加
熱硬化性、紫外線硬化性のいずれか又は両方の性質を有
することを特徴としている。
【0017】本願請求項3の発明に係るベアSAWチッ
プの実装封止構造は、請求項1又は2において、前記樹
脂がチキソ性を有することを特徴としている。
【0018】本願請求項4の発明に係るベアSAWチッ
プの実装封止方法は、表面パターンを基板に対面させて
ベアSAWチップを該基板にフェースダウンボンディン
グする工程と、前記フェースダウンボンディングする工
程と並行して又は前記フェースダウンボンディングする
工程の後に、前記表面パターンの少なくともSAW伝搬
部分に面する密閉空間が形成されるように前記ベアSA
Wチップの周縁部と基板との間に樹脂を設ける工程と、
前記樹脂を設ける工程の後に加熱、紫外線照射のいずれ
か又は両方で前記樹脂を硬化させて気密封止する工程を
備えることを特徴としている。
【0019】本願請求項5の発明に係る高周波回路モジ
ュールは、表面パターンを基板に対面させてベアSAW
チップを該基板にフェースダウンボンディングし、かつ
前記表面パターンの少なくともSAW伝搬部分に面する
密閉空間が形成されるように前記ベアSAWチップの周
縁部と基板との間を樹脂で気密封止するとともに、前記
ベアSAWチップ以外の電子部品を前記基板に装着した
ことを特徴としている。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るベアSAWチ
ップの実装封止構造及び封止方法並びに高周波回路モジ
ュールの実施の形態を図面に従って説明する。
【0021】図1は本発明の第1の実施の形態であっ
て、ベアSAWチップの実装封止構造及び封止方法を示
し、図2はベアSAWチップのSAW(弾性表面波)の
伝搬する電極指部分を含む表面パターンの例である。
【0022】これらの図において、20は樹脂等のベー
ス基板であり、ベアSAWチップを単独で搭載するため
の素子基板であってもよいし、他の電子部品を混載する
モジュール基板、さらには携帯電話等の装置基板であっ
てもよい。このベース基板20上にはベアSAWチップ
10が有するAuバンプ等の接続電極12に対応した基
板側電極21が少なくとも形成されている。そして、ベ
アSAWチップ10は表面パターン11を下向きにして
ベース基板20上にフェースダウンボンディングされ
る。例えば、ベアSAWチップ10側の接続電極12が
Auバンプであれば、基板側電極21の表面をAuとし
て超音波ボンディング等で接続を行う。
【0023】前記フェースダウンボンディングの際又は
その後に、封止樹脂30でベアSAWチップ10の周縁
部とベース基板20との間を気密封止する。つまり、ベ
アSAWチップ10周囲の少なくとも4側面とベース基
板20との間に封止樹脂30を塗布して気密に塞ぐよう
にする。このとき、表面パターン11の少なくともSA
W伝搬部分に面する密閉空間が表面パターン11とベー
ス基板20との間に残るようにし、封止樹脂30が表面
パターン11のSAW伝搬部分に回り込まないようにす
る。すなわち、図2のベアSAWチップ10の表面パタ
ーン11において、斜線部分Pより内側の流れ込み不可
領域Q(SAW用電極指13が配置されている領域)に
封止樹脂が流れ込まないようにする必要がある。
【0024】そのため、前記封止樹脂30は、常温にお
いてディスペンサー等による塗布作業が容易でかつ塗布
後は流動しないような、チキソ性に富んだ(チキソトロ
ピーを有する)樹脂とし、しかも塗布後迅速に硬化させ
得るように前記封止樹脂30は紫外線硬化性、加熱硬化
性のいずれか又は両方の性質を有する。
【0025】ベアSAWチップ10の気密封止工程は、
上記のような性質を有する封止樹脂30を用い、ディス
ペンサー等でベアSAWチップ10周囲と基板20間に
封止樹脂30を塗布後、紫外線照射、加熱のいずれか、
又は両方の硬化処理を施して封止樹脂30を迅速に硬化
させて封止構造を完成させる。樹脂30の塗布時にはチ
ップ10とベース基板20の隙間や樹脂30の温度流動
性を最適化し、さらには樹脂硬化時においてチップ10
の表面パターン11に付着しやすい不純物を含むガスを
発生させたりしないように配慮する。
【0026】この第1の実施の形態によれば、次の通り
の効果を得ることができる。
【0027】(1) 表面パターン11をベース基板20
に対面させてベアSAWチップ10を該基板20にフェ
ースダウンボンディングし、かつ表面パターン11の少
なくともSAW伝搬部分に密閉空間が形成されるように
前記ベアSAWチップ10の周縁部と基板20との間を
封止樹脂30で気密封止したので、ワイヤボンディング
の手法によらないフェースダウンボンディング工法によ
る構造でSAWに影響を与えずに封止を行うことがで
き、しかも封止は大きな体積を取らずに高い信頼性を確
保することができる。このため、従来必要であったベア
SAWチップ10を収納するパッケージが不要となり、
実装面積の縮小や低背化が可能である。
【0028】図3(A),(B)は第1の実施の形態と
図7の従来例の実装面積を比較した例であり、ベアSA
Wチップ10が1.3×0.8mmであるとき、図3
(A)の第1の実施の形態では周囲に0.2mmの封止樹
脂30があるため実装面積は1.7×1.2=2.04
mmとなるが、図3(B)に示す図7の従来例の場合で
はパッケージを用いるため実装面積は2.5×2.0=
5.0mmとなり、第1の実施の形態ではほぼ60%程
度実装面積を削減できている。
【0029】また、第1の実施の形態では高さH=0.
5mmにすることが可能であり、図6や図7の従来例(H
=1mm)に比較して50%の削減ができる。さらに、封
止樹脂30のベアSAWチップ10上側へのはみ出しを
無くせばH=0.4mmまで低減可能である。
【0030】(2) 封止樹脂30は基板20上に塗布後
にその塗布形状を保持するチキソ性を持つため、ベアS
AWチップ10の表面パターン11側への回り込みを防
止して、SAWの伝搬する電極指13部分を含む領域に
封止樹脂30が付着しないようにすることができる。ま
た、封止樹脂30が加熱硬化性、紫外線硬化性を有する
ことで、迅速な硬化処理が可能である。
【0031】図4は上記第1の実施の形態に示した構造
を応用可能な携帯電話のフロントエンドジュールのブロ
ック図であり、このブロック図中のBPF(バンドパス
フィルタ)がSAWフィルタであって第1の実施の形態
の構造を適用可能である。
【0032】図5(A)は本発明の第2の実施の形態で
あって、ベアSAWチップ10を第1の実施の形態と同
様にフェースダウンボンディングするとともに、それ以
外の電子部品40をモジュール基板50にはんだ付け等
で装着した高周波回路モジュールである。ベアSAWチ
ップ10以外の電子部品40としては、例えば図4のL
PF(ローパスフィルタ)、RFスイッチ、ダイプレク
サ等が挙げられる。そして、モジュール基板50には各
部品を覆うようにキャップ51が被せられて固着されて
いる。なお、図1と同一部材には同一符号を付した。
【0033】図5(B)は比較のために従来の図6や図
7のパッケージタイプのSAW素子60を装着した高周
波回路モジュールの例である。図5(B)ではパッケー
ジタイプのSAW素子60を用いるため、モジュール基
板50Aの実装面積が大きくなり、キャップ51Aの高
さも大きくなる。図5(B)では基板も含めた高周波回
路モジュールの全体高さが例えば、2.0mmであるのに
対し、同図(A)のベアSAWチップ10を用いた第2
の実施の形態の高周波回路モジュールでは1.6mmにま
で低背化できる。また、図5(B)で実装面積が例えば
8.4×5.0=42.0mmであったものが、同図
(A)のベアSAWチップ10を用いた第2の実施の形
態の高周波回路モジュールでは7.5×4.8mmに縮
小できる(約14%削減)。
【0034】本発明の第2の実施の形態によれば、ベア
SAWチップ10及びその他の電子部品40を同一モジ
ュール基板50に搭載することで高周波回路モジュール
の小型化、低背化を図ることができる。
【0035】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表面パターンを基板に対面させてベアSAWチップを該
基板にフェースダウンボンディングし、かつ前記表面パ
ターンの少なくともSAW伝搬部分に密閉空間が形成さ
れるように前記ベアSAWチップの周縁部と基板との間
を樹脂で気密封止することができ、SAWフィルタ等の
SAW素子、あるいはSAW素子を含んだ高周波回路モ
ジュールの小型化、低背化、構造の簡素化を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態であってベアSAW
チップの実装封止構造及び封止方法を示す正断面図であ
る。
【図2】本発明の第1の実施の形態で用いるベアSAW
チップの表面パターンの例を示すフェースダウンボンデ
ィング前の平面図である。
【図3】第1の実施の形態と従来例との実装面積とを対
比した平面図である。
【図4】SAW素子を用いた携帯電話用フロントエンド
モジュールのブロック図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態の高周波回路モジュ
ールを、従来例のSAW素子を用いた高周波回路モジュ
ールと対比して示す正断面図である。
【図6】ベアSAWチップの実装封止構造の従来例を示
す正断面図である。
【図7】ベアSAWチップの実装封止構造の他の従来例
を示す正断面図である。
【符号の説明】
1,5 パッケージ 2,6,12,21 電極 3 アルミワイヤ 4,7 蓋体 10 ベアSAWチップ 11 表面パターン 12 接続電極 13 電極指 20 ベース基板 30 封止樹脂 40 電子部品 50 モジュール基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03H 3/08 H03H 3/08 Fターム(参考) 5F044 KK02 LL00 RR17 RR18 5F061 AA01 BA03 CA05 FA06 5J097 AA30 AA33 EE05 HA04 JJ03 JJ06 JJ09 KK10 LL08

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面パターンを基板に対面させてベアS
    AWチップを該基板にフェースダウンボンディングし、
    かつ前記表面パターンの少なくともSAW伝搬部分に面
    する密閉空間が形成されるように前記ベアSAWチップ
    の周縁部と基板との間を樹脂で気密封止したことを特徴
    とするベアSAWチップの実装封止構造。
  2. 【請求項2】 前記樹脂が加熱硬化性、紫外線硬化性の
    いずれか又は両方の性質を有するものである請求項1記
    載のベアSAWチップの実装封止構造。
  3. 【請求項3】 前記樹脂がチキソ性を有するものである
    請求項1又は2記載のベアSAWチップの実装封止構
    造。
  4. 【請求項4】 表面パターンを基板に対面させてベアS
    AWチップを該基板にフェースダウンボンディングする
    工程と、 前記フェースダウンボンディングする工程と並行して又
    は前記フェースダウンボンディングする工程の後に、前
    記表面パターンの少なくともSAW伝搬部分に面する密
    閉空間が形成されるように前記ベアSAWチップの周縁
    部と基板との間に樹脂を設ける工程と、 前記樹脂を設ける工程の後に加熱、紫外線照射のいずれ
    か又は両方で前記樹脂を硬化させて気密封止する工程を
    備えることを特徴とするベアSAWチップの実装封止方
    法。
  5. 【請求項5】 表面パターンを基板に対面させてベアS
    AWチップを該基板にフェースダウンボンディングし、
    かつ前記表面パターンの少なくともSAW伝搬部分に面
    する密閉空間が形成されるように前記ベアSAWチップ
    の周縁部と基板との間を樹脂で気密封止するとともに、
    前記ベアSAWチップ以外の電子部品を前記基板に装着
    したことを特徴とする高周波回路モジュール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002208652A (ja) * 2001-01-09 2002-07-26 Namics Corp 中空構造の電子デバイス及びその製造方法
JP2007073554A (ja) * 2005-09-02 2007-03-22 Dainippon Printing Co Ltd 樹脂封止デバイスの製造方法及びその製造装置

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