JP2003051677A

JP2003051677A - 多層基板への電子部品実装方法および多層基板に電子部品が実装された電子部品装置

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Publication number: JP2003051677A
Application number: JP2001239199A
Authority: JP
Inventors: Shingo Masuko; 真吾増子
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2003-02-21

Abstract

(57)【要約】【課題】多層基板上に電子部品を実装する際に、この電
子部品に生じる応力歪みを抑える。【解決手段】弾性表面波装置等の電子部品の電極パッド
ＰＤ１、ＰＤ２に付けた金属バンプ３１、３２が、多層
基板１００の上下配線層１０２、１０８を繋ぐ電気導体
１０４ａ、１０４ｃの上の電極（１０２の一部：表面は
金メッキ層１１０）と同軸上に配置され、押圧されつつ
超音波加振される。このようにすると、弾性表面波装置
の電極パッドＰＤ１、ＰＤ２に付けた金属バンプ３１と
別の金属バンプ３２との間には押圧力が掛からない（押
圧力は金属バンプ３１、３２上だけに掛かる）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多層基板への電
子部品実装方法および多層基板に電子部品が実装された
電子部品装置に関する。とくに、多層基板へ弾性表面波
装置をフェイスダウン実装する方法の改良およびこの方
法で多層基板に弾性表面波装置が実装された電子部品装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多層基板に実装される電子部品として、
弾性表面波フィルタ装置（surface acoustic wave filt
er device；ＳＡＷフィルタとも称される）が知られて
いる。弾性表面波フィルタ装置は、圧電性基板に櫛歯状
電極（インターデジタル電極またはインターデジタル変
換器：ＩＤＴと略記される）を形成することで構成され
ている。この弾性表面波フィルタ装置は、受動素子であ
るため電源がなくても動作でき、また小型かつ軽量であ
ることから、電子部品の高密度実装が求められる携帯電
話などでよく用いられている。

【０００３】弾性表面波フィルタに代表される弾性表面
波装置では、ＩＤＴの電極指が隣接する電極指との間の
圧電基板表面近傍に電界を発生させて、基板の圧電性に
より弾性表面波を励振するようになっている。逆に、弾
性表面波が電極部に伝搬すると、伝搬された弾性表面波
に対応した電荷が電極上に発生するようになっている。

【０００４】ところで、弾性表面波フィルタ等の電子部
品は、部品単独で製造・販売されることもあれば、多層
基板に実装された状態で（具体的には弾性表面波フィル
タの周辺回路を組み込んだ機能部品として）製造・販売
されることもある。弾性表面波フィルタ等の電子部品
は、多層基板に実装される場合、通常は多層基板にフェ
イスダウンボンディングにより取り付けられる。基板に
弾性表面波装置をフェイスダウン実装する例としては、
特開２００１−９４３９０号公報に開示された「弾性表
面波デバイスおよびその製造方法」がある。また、多層
基板の製法例としては、特開２００１−７７２３４号公
報に開示された「プリント配線板、半導体装置およびそ
の製造方法」がある。

【０００５】ここで、半導体ＬＳＩの多層基板実装と弾
性表面波装置の多層基板実装との間には、以下のような
違いがある。すなわち、ＬＳＩを多層基板にマウントす
る場合、ＬＳＩ基板底面が多層基板表面に密着され、場
合によってはＬＳＩ基板底面と多層基板表面との間に樹
脂等の接着部材が充填される。これは、接続強度確保の
ため（あるいは発熱の大きなＬＳＩの場合は多層基板側
への放熱効果も期待して）である。

【０００６】これに対し、弾性表面波フィルタ装置の圧
電性基板は表面波が伝搬するので、フィルタ基板底面と
多層基板表面とを密着させたり、その間に樹脂等の充填
はできない（密着させたり樹脂充填等をすると、弾性表
面波フィルタの振動エネルギの一部が多層基板側に逃げ
てしまう）。

【０００７】そこで、弾性表面波フィルタの基板底面と
多層基板表面との間に空間部が設けられる。この場合、
（上記空間部に接着部材等を充填できないので）弾性表
面波フィルタの多層基板への取付強度は、弾性表面波フ
ィルタの電極パッドと多層基板電極との間の金属バンプ
等による接合部分だけで確保することになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】弾性表面波フィルタの
電極パッドと多層基板電極との間の接合強度を確保する
ためには、多層基板電極およびフィルタ電極パッドの金
属バンプ接合面は広い平面であることが望まれる。接合
部分にあたる多層基板電極面上に突起等の平面阻害要素
がある場合、その部分では広い平面を確保できない（つ
まり弾性表面波フィルタと多層基板との間の機械的な接
合強度が弱まる）からである。このため、金属バンプは
この突起部分を避けることが望ましい。

【０００９】いま、上記突起部分を避けて金属バンプを
介して弾性表面波フィルタを多層基板にフェイスダウン
実装する場合を考えてみる。この場合、金属バンプ直下
が、多層基板間の接続導体（ビアホール：via hole）部
分で機械的強固に支えられない。この場合、弾性表面波
フィルタを多層基板に（金属バンプの超音波加振融解等
で）取り付ける際に上からの押圧力が加わると、金属バ
ンプと金属バンプとの間の空間部上の弾性表面波ィルタ
圧電性基板に曲げ応力が働き、そりが起きる方向の応力
歪みが圧電性基板に生じる（図５または図９参照）。こ
のような応力歪みが生じると、弾性表面波フィルタの周
波数特性（またはフィルタ中心周波数ｆｏ）が、設計中
心値からずれる。つまり、弾性表面波フィルタのｆｏの
ばらつきが多くなってしまう。

【００１０】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、その目的は、多層基板上に電子部品を実装する際
に、この電子部品に生じる応力歪みを抑えることができ
る電子部品実装方法を提供することである。

【００１１】この発明の他の目的は、上記のような応力
歪みが抑えられた状態で電子部品が実装された電子部品
装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】（１）第１の発明の実施
の形態においては、弾性表面波装置等の電子部品の電極
パッド（ＰＤ１、ＰＤ２）に付けた金属バンプ（３１、
３２）が、多層基板（１００）の上下配線層（１０２、
１０８）を繋ぐ電気導体（例えば図１の１０４ａ、１０
４ｃ：凸状先端部と非凸状底面部を有するビアホール配
線金属）の上の電極（１０２の一部：表面は金メッキ層
１１０）と同軸上に配置され、押圧されつつ、例えば超
音波加振される。

【００１３】このようにすると、弾性表面波装置の電極
パッド（ＰＤ１、ＰＤ２）に付けた金属バンプ（３１）
と別の金属バンプ（３２）との間には押圧力が掛からな
い（押圧力は金属バンプ３１、３２上だけに掛かる）。
この場合、上記押圧力は上下配線層（１０２、１０８）
を繋ぐ電気導体（ビアホール配線金属１０４ａ、１０４
ｃまたはそのスタック１０４ａ＋１１４ａ、１０４ｃ＋
１１４ｃ＋１２４ｃ等）で支えられ、弾性表面波装置の
金属バンプ間（３１〜３２間またはＰＤ１〜ＰＤ２間）
基板（１０）に曲げ応力は生じない。このことから、弾
性表面波装置を多層基板に実装する場合に、特性（弾性
表面波フィルタのｆｏ等）が設計値からずれたり、特性
（ｆｏ等）がばらついたりすることが、抑えられる。

【００１４】（２）第２の発明の実施の形態において
は、弾性表面波装置等の電子部品の電極パッド（ＰＤ
１、ＰＤ２）に付けた金属バンプ（３１、３２）が、多
層基板（１００）の上下配線層（１０２、１０８）を繋
ぐ電気導体（例えば図５の１０４ａ、１０４ｂ：凸状先
端部と非凸状底面部を有するビアホール配線金属）の上
の電極（１０８の一部：表面は金メッキ層１１０）と非
同軸上とされる（電気導体１０４ａ、１０４ｂの凸状先
端部の突起Ｐｒ１、Ｐｒ２を避けるため）。

【００１５】このように「金属バンプ（３１、３２）と
電気導体（１０４ａ、１０４ｂ）とを非同軸配置」とし
た場合、超音波加振時等の押圧力で多層基板（１００）
に多少なりとも“そり”変形を起こさせる力が生じる。
すると、弾性表面波装置の金属バンプ間（３１〜３２間
またはＰＤ１〜ＰＤ２間）の基板（１０）内に曲げ応力
が生じる。

【００１６】この曲げ応力の発生量を緩和するために、
多層基板（１００）の底面にパディング部材（３００
ａ）によるパッドをあて、弾性表面波装置を多層基板
（１００）の表面に押圧して金属バンプ（３１、３２）
を超音波加振する際に、多層基板（１００）が“そり”
変形し難くなるようにする。こうすれば、多層基板（１
００）の“そり”変形に起因して弾性表面波装置の圧電
性基板（１０）に生じる応力歪みを抑制できる。このこ
とから、弾性表面波装置を多層基板に実装する場合に、
特性（弾性表面波フィルタのｆｏ等）が設計値からずれ
たり、特性（ｆｏ等）がばらついたりすることが、抑え
られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の一実施の形態に係る多層基板への電子部品実装方法お
よび多層基板に電子部品が実装された電子部品装置を、
説明する。

【００１８】図１は、この発明の一実施の形態に係る電
子部品装置の構成（パッド・オン・ビア構造）を説明す
る図である。ここでは、多層基板１００にフェイスダウ
ン実装される電子部品として、弾性表面波フィルタ装置
を想定している。

【００１９】図１の上半分では、分かり易くするために
単純な構成の弾性表面波フィルタ装置を例示している。
この弾性表面波フィルタ装置は、例えばタンタル酸リチ
ウムＬｉＴａＯ_３（あるいは四ほう酸リチウムＬｉ_２Ｂ
_４Ｏ_７）を用いた圧電性基板１０上に、アルミニウムや
銅などを用いた櫛歯状電極（インターデジタル変換器／
ＩＤＴ）２０と、この櫛歯状電極２０に接続された電極
パッド（表面金メッキ）ＰＤ１〜ＰＤ４を形成して、作
られている。

【００２０】この弾性表面波フィルタ装置は、次のよう
にして多層基板１００に取り付けることができる。すな
わち、金粒などの金属バンプを付着させた電極パッドＰ
Ｄ１〜ＰＤ４を多層基板１００上の所定の取付面に当接
させてフェイスダウンマウントし、圧電性基板１０上か
ら多層基板１００側に押圧しながら超音波加振等を行う
ことにより金属バンプを溶融させる。これにより、弾性
表面波装置の電極パッドＰＤ１〜ＰＤ４を多層基板１０
０上の電極に電気的に接続するとともに、弾性表面波装
置を多層基板１００に対して機械的に固定する。その
際、圧電性基板１０と多層基板１００との間には、空間
が設けられる。この空間を設けず圧電性基板１０と多層
基板１００とを密着させると、弾性表面波フィルタの振
動エネルギの一部が多層基板１００側に逃げてしまい、
フィルタの損失が増えるからである。

【００２１】図１の下半分は、図１の上半分に示した弾
性表面波装置を、Ｘ１−Ｘ２線に沿って切断した断面図
である。図１の下半分は、弾性表面波装置の素子基板１
０と多層基板１００表面との間に上記空間を設けて、弾
性表面波装置が多層基板１００にフェイスダウン実装さ
れた状態を例示している。

【００２２】図１の下半分に例示される多層基板１００
は、次のような構造を持っている。すなわち、弾性表面
波装置がフェイスダウンマウントされる側に、金メッキ
層１１０で表面が覆われパターンニングされた銅箔等の
配線層（又はグランドパターン）１０２を有する絶縁体
（ガラス繊維で強化された樹脂シートなど）１０６が配
置されている。この絶縁体１０６の下には、パターンニ
ングされた銅箔等の配線層１０８を有する絶縁体（ガラ
ス繊維で強化された樹脂シートなど）１１６が配置され
ている。

【００２３】金粒などの金属バンプ３１が超音波加振さ
れる際に押圧力を受ける配線層１０２の直下（図１の垂
線Ａ１と同軸上）には、断面が例えば略三角形あるいは
略台形となる電気導体（ビアホール）１０４ａが埋め込
まれている。同様に、金粒などの金属バンプ３２が超音
波加振される際に押圧力を受ける配線層１０２の直下
（図１の垂線Ａ２と同軸上）には、断面が例えば略三角
形あるいは略台形となる電気導体（ビアホール）１０４
ｃが埋め込まれている。すなわち、弾性表面波装置の電
極パッドＰＤ１、ＰＤ２がビアホールの電気導体１０４
ａ、１０４ｂの平らな底面上に乗った、パッド・オン・
ビア構造となっている。

【００２４】なお、図１では、上記１０４ａ、１０４ｃ
以外に、超音波加振時の押圧力を受けない電気導体（ビ
アホール）１０４ｂも例示されている。

【００２５】垂線Ａ１上の上側配線層１０２は、電気導
体１０４ａを介して、垂線Ａ１上の下側配線層１０８に
電気的に接続される。垂線Ａ２上の上側配線層１０２
は、電気導体１０４ｃを介して、垂線Ａ２上の下側配線
層１０８に電気的に接続される。同様に、上側配線層１
０２の別の箇所が、電気導体１０４ｂを介して、下側配
線層１０８の別の箇所に電気的に接続される。

【００２６】垂線Ａ１上の下側配線層１０８は、絶縁体
（ガラス繊維で強化された樹脂シートなど）１１６に埋
め込まれた電気導体（ビアホール）１１４ａを介して、
その下の絶縁体（ガラス繊維で強化された樹脂シートな
ど）１２６上でパターンニングされた銅箔配線層１１８
上の金メッキ層１１７に、電気的に接続される。同様
に、垂線Ａ２上の下側配線層１０８は、絶縁体１１６に
埋め込まれた電気導体（ビアホール）１１４ｃを介し
て、その下の絶縁体１２６上でパターンニングされた銅
箔配線層１１８上の金メッキ層１１７に、電気的に接続
される。

【００２７】垂線Ａ２上の配線層１１８はさらに、絶縁
体１２６に埋め込まれた電気導体（ビアホール）１２４
ｃを介して、その下の絶縁体（ガラス繊維で強化された
樹脂シートなど）１３６上でパターンニングされた銅箔
配線層１２８に、電気的に接続される。

【００２８】絶縁体１３６は、銅箔配線層１２８の形成
面とは反対側に、金メッキ層１３９で覆われた銅箔配線
層１３８を有している。この金メッキされた配線層１３
８は、スルーホール１８０を介して、配線層１２８およ
び金メッキされた配線層１１８に、電気的に接続され
る。

【００２９】垂線Ａ１上の金メッキされた配線層１３８
は、絶縁体（ガラス繊維で強化された樹脂シートなど）
１４６に埋め込まれた電気導体（ビアホール）１４４ａ
を介して、絶縁体１４６上の銅箔配線層１４８に電気的
に接続される。同様に、垂線Ａ２上の金メッキされた配
線層１３８は、絶縁体１４６に埋め込まれた電気導体
（ビアホール）１４４ｃを介して、絶縁体１４６上の銅
箔配線層１４８に電気的に接続される。

【００３０】垂線Ａ１上の配線層１４８は、絶縁体（ガ
ラス繊維で強化された樹脂シートなど）１５６に埋め込
まれた電気導体（ビアホール）１５４ａを介して、絶縁
体１５６上でパターンニングされた銅箔配線層（配線パ
ターンまたはグランドパターン）１５８に電気的に接続
される。この銅箔配線層１５８上には、金メッキ層１６
０（または図示しないがソルダ・レジスト膜など）が形
成される。

【００３１】以上のような構成の多層基板１００上に弾
性表面波装置がフェイスダウン実装される場合、多層基
板１００の底面（金メッキ層１６０側）が台座２００に
載置される。そして、多層基板１００の表面（金メッキ
層１１０側）の所定位置（弾性表面波装置の電極パッド
ＰＤ１〜ＰＤ４が当接すべき位置；例えばパッドＰＤ１
に付いて言えば図１の垂線Ａ１上に位置する部分）に、
金属バンプ３１、３２、…を介して、弾性表面波装置の
電極パッドＰＤ１〜ＰＤ４が当接される（図１の例では
電極パッドは４つあるので、金属バンプも４つ用いる
が、図示しているのは２つだけとしている）。

【００３２】そして、弾性表面波素子の基板１０を上側
から台座２００側に向けて押圧しながら、図示しない超
音波印加装置により金属バンプ３１、３２、…を加振溶
融させる。その結果、弾性表面波装置の電極パッドＰＤ
１〜ＰＤ４は多層基板１００の金メッキ層１１０上の所
定位置にろう付けされる。これにより、弾性表面波装置
は多層基板１００に対して電気的に接続されるとともに
機械的に固定される。

【００３３】上記弾性表面波装置の接続・固定処理にお
いて、弾性表面波装置側から多層基板１００側へ加わる
押圧力は、電極パッドＰＤ１〜ＰＤ４を通る垂線Ａ１、
Ａ２、…（図１では垂線は２つしか図示していないが、
同様な垂線がパッドＰＤ３およびＰＤ４上にもある）に
しか掛からない。この押圧力が掛かる多層基板１００の
絶縁体１０６中には、電気導体（中身の詰まった中実な
ビアホール）１０４ａ、１０４ｃ、…が埋め込まれてい
る（図１ではビアホールが２つしか図示されていない
が、同様なビアホールまたは同様な中実部材がパッドＰ
Ｄ３およびＰＤ４の下にも存在する）。

【００３４】これらの電気導体（または同様な中実部
材）１０４ａ、１０４ｃ、…が電極パッドＰＤ１〜ＰＤ
４側からの押圧力の受け皿となり、押圧力により多層基
板１００が湾曲するような形状歪みが生じることが抑制
される。このため、弾性表面波装置を多層基板１００に
フェイスダウン実装する際に弾性表面波装置の圧電性基
板１０内部に応力歪みが生じにくくなり、弾性表面波フ
ィルタの周波数特性（またはフィルタ中心周波数ｆｏ）
が設計中心値からずれにくくなる。つまり、この応力歪
みに起因する弾性表面波フィルタのｆｏのばらつきを小
さくできる。

【００３５】図２は、この発明の一実施の形態に係る電
子部品装置の製法（一例）を説明する図である。

【００３６】まず、後に配線層あるいはグランド層とし
てパターンニングされる銅箔１０２の所定位置（図１に
例示した弾性表面波装置の電極パッドＰＤ１〜ＰＤ４に
合わせるなら４箇所）に、銀等の金属薄膜を印刷する
（図２（ａ）参照）。この銀薄膜は、最初は図１の金属
バンプ３１等の実断面より広い面積の銀膜として印刷さ
れる。その後、この広い銀薄膜上に、面積を減らした第
２の銀薄膜が重ね印刷される。以下同様に、徐々に面積
を減らしながら第３、第４、…の銀薄膜が重ね印刷され
る。その結果、概略的にいって円錐状あるいはピラミッ
ド状若しくは三角錐状の電気導体（凸状先端部および平
面状底部を持つ基板間接続コーン）１０４が、銅箔１０
２の所定位置形成される。

【００３７】次に、図２（ｂ）に例示されるように銅箔
（後に配線層等としてパターンニングされる）１０８が
張り付けられた絶縁体（ガラス繊維で強化された樹脂シ
ートなど）１０６に、図２（ａ）の電気導体（基板間接
続コーン）１０４が形成された銅箔１０２が押圧接着さ
れる。その結果、電気導体１０４の凸状先端部が絶縁体
１０６を貫通し、この凸状先端部Ｐｒが銅箔１０８を突
き抜ける（図２（ｃ）参照）。

【００３８】その後、図示しないマスクパターンを用い
て銅箔１０２および１０８をエッチングして配線層のパ
ターンニングが行われる。また、多層基板の最表面にく
る銅箔配線層１０２上には、金メッキ層１１０が形成さ
れる（図２（ｄ）参照）。

【００３９】次に、電気導体（基板間接続コーン）１０
４と同軸上となる位置の銅箔配線層１０８の上に、電気
導体（基板間接続コーン）１１４となる銀薄膜が、重ね
印刷される（図２（ｅ）参照）。

【００４０】次に、図２（ｆ）に例示されるように銅箔
（ここでは、既に配線層等としてパターンニングされて
いる）１１８が張り付けられた絶縁体（ガラス繊維で強
化された樹脂シートなど）１１６に、図２（ｅ）の電気
導体（基板間接続コーン）１１４が押圧される。その結
果、電気導体１１４の凸状先端部が絶縁体１１６を貫通
し、この凸状先端部Ｐｒが銅箔１１８を突き抜ける（図
２（ｈ）参照）。

【００４１】以上のような操作を繰り返すことにより、
図１の下半分に例示されるような多層基板１００が得ら
れる（図２では図１のスルーホール１８０の形成工程は
略している）。

【００４２】こうして得られた多層基板１００の電気導
体１０４および１１４（図２（ｈ）参照）は、弾性表面
波装置の圧電性基板１０上の所定位置に形成された電極
パッド（金メッキされている）ＰＤ１から金属バンプ３
１を介して印加される押圧力を受ける「受け皿」として
機能する。この受け皿があると、弾性表面波装置の基板
１０がフェイスダウン実装される際に、金属バンプ３１
を介して配線層１０２上に局部的に掛かる押圧力により
絶縁体樹脂シート１０６が歪む程度が緩和される（状況
により、若干の歪みは発生する可能性がある）。その結
果、弾性表面波装置の基板１０内部に応力が発生して弾
性表面波装置の特性（フィルタのｆｏなど）がばらつい
てしまうことが、抑制される。

【００４３】なお、以上述べた製法はあくまで一例であ
り、結果的に同様な構成を得るための手順および／また
は使用材料等は、上記説明以外に種々存在する。

【００４４】図３は、この発明の別の実施形態に係る電
子部品装置の構成の要部を例示する図である。図２
（ｈ）では、前記押圧力を受ける「受け皿」が電気導体
１０４および１１４のスタックとなっているが、この受
け皿は、必ずしも複数導体のスタックである必要はな
い。すなわち、図３に例示されるように、絶縁体（樹脂
シート）１０６の裏表面に設けられた上下配線層１０２
と１０８を繋ぐ電気導体１０４ａおよび１０４ｃを、金
属バンプ３１および３２を介して弾性表面波素子基板１
０側から印加される押圧力の受け皿として、利用するこ
とができる。この例でのポイントは、電気導体１０４ａ
（１０４ｃ）の平坦底面側で金属バンプ３１（３２）を
受け、かつ電気導体１０４ａ（１０４ｃ）と金属バンプ
３１（３２）を同じ垂線上に同軸的に配置したことにあ
る（厳密に垂線上同軸配置である必要はなく、大略、垂
線上同軸配置であればよい）。

【００４５】図４は、この発明のさらに別の実施形態に
係る電子部品装置の構成の要部を例示する図である。図
３の例では、前記押圧力を受ける「受け皿」が１個の先
端凸状電気導体１０４ａおよび１０４ｃで構成されてい
る。これに対し、図４の例でも「受け皿」が１個の先端
凸状電気導体１０４ａおよび１０４ｃで構成されている
ことに変わりはない。しかし、図４の例では、電気導体
１０４ａ（１０４ｃ）と非同軸的に、下側絶縁体（樹脂
シート）１１６内を貫通する電気導体１１４ａ（１１４
ｃ）が存在している。つまり、隣接する絶縁体１０６お
よび１１６それぞれの電気導体１０４および１１４が、
非同軸状に配置される場合であっても、この発明の実施
は可能である。

【００４６】図５は、この発明の他の実施の形態に係る
電子部品装置の構成（パッド・オフ・ビア構造）を説明
する図である。ここでも、多層基板１００にフェイスダ
ウン実装される電子部品として、弾性表面波フィルタ装
置を想定している。図５の上半分の弾性表面波装置は図
１の弾性表面波装置と同様に構成できる。

【００４７】この弾性表面波フィルタ装置は、次のよう
にして多層基板１００に取り付けることができる。すな
わち、金粒などの金属バンプを付着させた電極パッドＰ
Ｄ１〜ＰＤ４を多層基板１００上の所定の取付面に当接
させてフェイスダウンマウントし、圧電性基板１０上か
ら多層基板１００側に押圧しながら超音波加振等を行う
ことにより金属バンプを溶融させる。これにより、弾性
表面波装置の電極パッドＰＤ１〜ＰＤ４を多層基板１０
０上の電極に電気的に接続するとともに、弾性表面波装
置を多層基板１００に対して機械的に固定する。その
際、圧電性基板１０と多層基板１００との間には、空間
が設けられる。図５の下半分は、図５の上半分に示した
弾性表面波装置を、Ｘ１−Ｘ２線に沿って切断した断面
図である。図５の下半分は、弾性表面波装置の素子基板
１０と多層基板１００表面との間に上記空間を設けて、
弾性表面波装置が多層基板１００にフェイスダウン実装
された状態を例示している。

【００４８】図５の下半分に例示される多層基板１００
は、次のような構造を持っている。すなわち、弾性表面
波装置がフェイスダウンマウントされる側に、金メッキ
層１１０で表面が覆われパターンニングされた銅箔等の
配線層（又はグランドパターン）１０８を有する絶縁体
（ガラス繊維で強化された樹脂シートなど）１０６が配
置されている。この絶縁体１０６の下には、パターンニ
ングされた銅箔等の配線層１０２を有する絶縁体（ガラ
ス繊維で強化された樹脂シートなど）１１６が配置され
ている。

【００４９】金粒などの金属バンプ３１が超音波加振さ
れる際に押圧力を受ける配線層１０８の直下（図５の垂
線Ａ１上）から若干ずれた位置（図５の垂線Ｂ１上）に
は、断面が例えば略三角形あるいは略台形となる電気導
体（ビアホール）１０４ａが埋め込まれている。この電
気導体１０４ａの凸状先端部は銅箔配線層１０８および
金メッキ層１１０を突き抜けて多層基板１００の表面上
に突起Ｐｒ１を作り出している。垂線Ａ１上の金属バン
プ３１の位置を垂線Ｂ１上の金メッキ層１１０表面の位
置から若干ずらしているのは、金属バンプ３１が位置的
にが突起Ｐｒ１を避けるようにするためである。

【００５０】同様に、金粒などの金属バンプ３２が超音
波加振される際に押圧力を受ける配線層１０８の直下
（図５の垂線Ａ２上）から若干ずれた位置（図５の垂線
Ｂ２上）には、断面が例えば略三角形あるいは略台形と
なる電気導体（ビアホール）１０４ｂが埋め込まれてい
る。この電気導体１０４ｂの凸状先端部は銅箔配線層１
０８および金メッキ層１１０を突き抜けて多層基板１０
０の表面上に突起Ｐｒ２を作り出している。垂線Ａ２上
の金属バンプ３２の位置を垂線Ｂ２上の金メッキ層１１
０表面の位置から若干ずらしているのは、金属バンプ３
２が位置的にが突起Ｐｒ２を避けるようにするためであ
る。

【００５１】前述した図１の構造は弾性表面波装置の電
極パッドＰＤ１、ＰＤ２がビアホール電気導体１０４
ａ、１０４ｂの平らな底面上に乗った、パッド・オン・
ビア構造となっているが、図５の構造では弾性表面波装
置の電極パッドＰＤ１、ＰＤ２がビアホール電気導体１
０４ａ、１０４ｂの突起Ｐｒ１、Ｐｒ２の位置からずれ
た、パッド・オフ・ビア構造となっている。

【００５２】垂線Ｂ１上の上側配線層１０８は、電気導
体１０４ａを介して、垂線Ｂ１上の下側配線層１０２に
電気的に接続される。垂線Ｂ２上の上側配線層１０８
は、電気導体１０４ｂを介して、垂線Ｂ２上の下側配線
層１０２に電気的に接続される。

【００５３】垂線Ｂ１上の下側配線層１０２は、絶縁体
１１６に埋め込まれた電気導体（ビアホール）１１４ａ
を介して、その下の絶縁体（ガラス繊維で強化された樹
脂シートなど）１２６上でパターンニングされた銅箔配
線層１１８上の金メッキ層１１７に、電気的に接続され
る。同様に、垂線Ｂ２上の下側配線層１０２は、絶縁体
１２６に埋め込まれた電気導体（ビアホール）１１４ｂ
を介して、その下の絶縁体１２６上でパターンニングさ
れた銅箔配線層１１８上の金メッキ層１１７に、電気的
に接続される。

【００５４】垂線Ｂ２上の配線層１１８はさらに、絶縁
体１２６に埋め込まれた電気導体（ビアホール）１２４
ｂを介して、その下の絶縁体（ガラス繊維で強化された
樹脂シートなど）１３６上でパターンニングされた銅箔
配線層１２８に、電気的に接続される。絶縁体１３６
は、銅箔配線層１２８の形成面とは反対側に、金メッキ
層１３９で覆われた銅箔配線層１３８を有している。こ
の金メッキされた配線層１３８は、スルーホール１９０
を介して、配線層１２８および金メッキされた配線層１
１８に、電気的に接続される。なお、配線層１３８上
は、図示しないが、ソルダ・レジスト膜で部分的に覆う
ようにしてもよい。

【００５５】以上のような構成の多層基板１００上に弾
性表面波装置がフェイスダウン実装される場合、多層基
板１００の底面（金メッキ層１３９側）が台座２００に
載置される。そして、多層基板１００の表面（金メッキ
層１１０側）の所定位置（弾性表面波装置の電極パッド
ＰＤ１〜ＰＤ４が当接すべき位置；例えばパッドＰＤ１
に付いて言えば図５の垂線Ａ１上に位置する部分）に、
金属バンプ３１、３２、…を介して、弾性表面波装置の
電極パッドＰＤ１〜ＰＤ４が当接される（図５の例では
電極パッドは４つあるので、金属バンプも４つ用いる
が、図示しているのは２つだけとしている）。

【００５６】そして、弾性表面波素子の基板１０を上側
から台座２００側に向けて押圧しながら、図示しない超
音波印加装置により金属バンプ３１、３２、…を加振溶
融させる。その結果、弾性表面波装置の電極パッドＰＤ
１〜ＰＤ４は多層基板１００の金メッキ層１１０上の所
定位置にろう付けされる。これにより、弾性表面波装置
は多層基板１００に対して電気的に接続されるとともに
機械的に固定される。

【００５７】上記弾性表面波装置の接続・固定処理にお
いて、弾性表面波装置側から多層基板１００側へ加わる
押圧力は、電極パッドＰＤ１〜ＰＤ４を通る垂線Ａ１、
Ａ２、…（図５では垂線は２つしか図示していないが、
同様な垂線がパッドＰＤ３およびＰＤ４上にもある）に
掛かる。この押圧力は、電気導体１０４、１１４などの
スタックと同軸線上（垂線Ｂ１、Ｂ２上など）には加わ
らない。このため、垂線Ａ１〜Ｂ１（Ａ２〜Ｂ２）間の
絶縁体（樹脂シート）１０６、１１６、…に剪断力が加
わり、これらの絶縁体１０６、１１６、…に歪みが生じ
ようとする（この歪みが生じると弾性表面波素子基板１
０内に応力歪みが生じて前述したフィルタｆｏのずれ等
の原因となる）。

【００５８】しかし、図５の構造では、垂線Ｂ１〜Ｂ２
の間の多層基板１００底面にスルーホール１９０の形成
端面（より広いパターンの一部でもよい）が設けられて
いる。このスルーホール１９０形成端面は、上記押圧力
により絶縁体１０６、１１６、…に生じようとする歪み
（湾曲）を抑えるパディング部材３００として機能す
る。すなわち、垂線Ａ１、Ａ２、…上から押圧力が加わ
り多層基板１００底面が台座２００面に向かって湾曲し
ようとする形状変形がパディング部材３００により阻止
される。

【００５９】すると、弾性表面波装置の多層基板１００
への接続・固定処理において、弾性表面波装置側から多
層基板１００側へ押圧力が加わっても多層基板１００の
湾曲変形が抑えられ、結果的に、弾性表面波素子基板１
０内に生じる応力歪みの発生量を低減させることができ
る。このことから、弾性表面波フィルタ装置を多層基板
１００にフェイスダウン実装する際にフィルタ特性（ｆ
ｏなど）がばらついてしまうことを抑え込むことができ
る。

【００６０】図６は、この発明の他の実施の形態に係る
電子部品装置の製法（一例）を説明する図である。

【００６１】まず、後に配線層あるいはグランド層とし
てパターンニングされる銅箔１０８が張り付けられた絶
縁体（ガラス繊維で強化された樹脂シートなど）１０６
が用意される（図６（ａ）参照）。

【００６２】次に、後に配線層あるいはグランド層とし
てパターンニングされる銅箔１０２の所定位置（図５に
例示した弾性表面波装置の電極パッドＰＤ１〜ＰＤ４に
合わせるなら４箇所）に、銀等の金属薄膜を印刷する
（図６（ｂ）参照）。この銀薄膜は、最初は図５の金属
バンプ３１等の実断面より広い面積の銀膜として印刷さ
れる。その後、この広い銀薄膜上に、面積を減らした第
２の銀薄膜が重ね印刷される。以下同様に、徐々に面積
を減らしながら第３、第４、…の銀薄膜が重ね印刷され
る。その結果、概略的にいって円錐状あるいはピラミッ
ド状若しくは三角錐状の電気導体（凸状先端部および平
面状底部を持つ基板間接続コーン）１０４が、銅箔１０
２の所定位置形成される。

【００６３】次に、図６（ａ）に示す絶縁体１０６の銅
箔１０８面の反対側から、図６（ｂ）に示す先端凸状の
電気導体１０４が形成された銅箔１０２が押圧接着され
る。その結果、電気導体１０４の凸状先端部が絶縁体１
０６を貫通し、この凸状先端部Ｐｒが銅箔１０８を突き
抜ける（図６（ｃ）参照）。こうして、絶縁体１０６の
上下両面に銅箔１０８および１０２が張り付けられた２
層基板（多層基板１００の一部）ができあがる（図６
（ｃ）参照）。

【００６４】その後、図示しないマスクパターンを用い
て銅箔１０２および１０８をエッチングして配線層のパ
ターンニングが行われる。また、多層基板の最表面にく
る銅箔配線層１０８上には、金メッキ層１１０が形成さ
れる（図６（ｄ）参照）。絶縁体１０６の下側銅箔配線
層１０２上には別の絶縁体（ガラス繊維で強化された樹
脂シートなど）１１６が張り付けられる。

【００６５】次に、パターンニングされて配線層等を構
成する銅箔１１８が張り付けられた別の絶縁体（ガラス
繊維で強化された樹脂シートなど）１２６が、用意され
る。そして、電気導体（基板間接続コーン）１０４と同
軸上となる位置の銅箔配線層１１８の上に、電気導体
（基板間接続コーン）１１４となる銀薄膜が、重ね印刷
される（図６（ｅ）参照）。この電気導体１１４が形成
された絶縁体１２６が、図６（ｄ）の絶縁体１１６に押
圧接着される。ここでは、絶縁体１２６が多層基板の最
終基板層であるとする。この最終基板層となる絶縁体１
２６の底面に銅箔１２８を張り付け、適宜パターンニン
グして、この底面に多層基板最下面の配線層／グランド
パターンを形成する（図６（ｆ）参照）。

【００６６】こうして得られた多層基板１００の電気導
体１０４および１１４（図６（ｇ）参照）は、弾性表面
波装置の圧電性基板１０上の所定位置に形成された電極
パッド（金メッキされている）ＰＤ１から金属バンプ３
１を介して印加される押圧力を受ける「受け皿」として
機能できない。このため、何の「対策」もないと、弾性
表面波装置の基板１０がフェイスダウン実装される際
に、金属バンプ３１を介して配線層１０８上に局部的に
掛かる押圧力により、絶縁体樹脂シート１０６、１１
６、１２６が（多少なりとも湾曲する方向に）歪む。そ
の「対策」として、多層基板最下面の配線層／グランド
パターン１２８の一部（図５の構造でみて垂線Ｂ１〜Ｂ
２の間にくる配線層またはグランドパターン部分）を、
パディング部材３００ａとして設けている。

【００６７】このパディング部材３００ａは、上記押圧
力により絶縁体１０６、１１６、１２６に生じようとす
る歪み（湾曲）を抑えるように機能する。すなわち、金
メッキ層１１０上の金属バンプ３１等から押圧力が加わ
る際に、多層基板１００の底面が図示しない台座（図５
では２００）面に向かって湾曲しようとする形状変形
を、パディング部材３００ａにより阻止できる。

【００６８】すると、弾性表面波装置の多層基板１００
への接続・固定処理において、弾性表面波装置側から多
層基板１００側へ押圧力が加わっても多層基板１００の
湾曲変形が抑えられ、結果的に、弾性表面波素子基板１
０内に生じる応力歪みの発生量を低減させることができ
る。このことから、弾性表面波フィルタ装置を多層基板
１００にフェイスダウン実装する際にフィルタ特性（ｆ
ｏなど）がばらついてしまうことを抑え込むことができ
る。

【００６９】なお、以上述べた製法はあくまで一例であ
り、結果的に同様な構成を得るための手順および／また
は使用材料等は、上記説明以外に種々存在する。

【００７０】図７は、この発明の別実施形態に係る電子
部品装置の構成の要部を例示する図である。図７では、
金属バンプ３１〜３２間の直下に位置する多層基板底面
の比較的広い面積に、パディング部材３００ａを設けて
いる。このパディング部材３００ａとしては、電気導体
１１４ａ、１１４ｂに接続された銅箔配線層１１８から
電気的に分離されたグランドパターンなどを利用するこ
とができる。

【００７１】図８は、この発明の別実施形態に係る電子
部品装置の構成の要部を例示する図である。図５ではス
ルーホール１９０の基板底面露出部分（またはこの部分
に位置する広い配線パターンの一部）がパディング部材
３００として利用されている。また、図６（ｇ）あるい
は図７では基板底面の配線パターンまたはグランドパタ
ーンの一部がパディング部材３００ａとして利用されて
いる。これに対し、図８では、絶縁体１１６の一部（樹
脂面）を底面ツライチとしてパディング部材３００ｂを
形成している。なお、図８の構成では、図示しないが、
ソルダ・レジスト膜を厚めに形成したものをパディング
部材３００ｂとして利用することもできる。

【００７２】図９は、この発明のさらに他の実施の形態
に係る電子部品装置の構成を説明する図である。図５で
は垂線Ｂ１、Ｂ２の内側に垂線Ａ１、Ａ２上の金属バン
プ３１、３２がくるような構成を採っているが、図９で
は垂線Ｂ１、Ｂ２の外側に垂線Ａ１、Ａ２上の金属バン
プ３１、３２がくるような構成を採っている。このよう
な構成において、もし、金属バンプ３１、３２の直下の
多層基板底面位置にパディング部材３００ｃ、３００ｄ
がないと、弾性表面波フィルタ装置のフェイスダウン実
装時に、図５の場合とは逆方向のたわみ方による応力歪
みが発生する。このような応力歪みも、弾性表面波フィ
ルタの特性ばらつきの原因となる。

【００７３】そこで、このような応力歪みの発生を抑え
るために、金属バンプ３１、３２の直下の多層基板底面
位置に、パディング部材３００ｃ、３００ｄを設けてい
る。弾性表面波フィルタ装置のフェイスダウン実装時に
は、このパディング部材３００ｃ、３００ｄが金属バン
プ３１、３２側からの押圧力をほぼ均等に受けて、多層
基板１００が湾曲することを抑え、ひいては弾性表面波
素子基板１０内に応力歪みが発生することを抑える。

【００７４】なお、図示はしないが、例えば図９の構成
において、金属バンプ３１（または３２）を垂線Ｂ１〜
Ｂ２の外側に位置させ、金属バンプ３２（または３１）
を垂線Ｂ１〜Ｂ２の内側に位置させるようにしてもよ
い。この場合、例えば垂線Ｂ１〜Ｂ２の外側に位置する
金属バンプ３１側からの押圧力は左側パディング部材３
００ｃが支え、垂線Ｂ１〜Ｂ２の内側に位置する金属バ
ンプ３２側からの押圧力はパディング部材３００ｃ〜３
００ｄ間の配線層（またはグランドパターン）１３８が
支えるように構成できる。この場合は、パディング部材
３００ｃ〜３００ｄ間の配線層（またはグランドパター
ン）１３８がパディング部材として機能する一方、右側
パディング部材３００ｄは必ずしもパディング部材とし
て機能しない。しかし、このような構成でも、弾性表面
波フィルタ装置のフェイスダウン実装時の多層基板歪み
変形を抑えることができ、結果的にフェイスダウン実装
に伴う弾性表面波フィルタの特性ぱらつきを抑えること
ができる。

【００７５】以上述べた製法はあくまで一例であり、結
果的に同様な構成あるいは効果（弾性表面波フィルタの
特性ぱらつきを抑えることなど）を得るに有効な手順や
使用材料等は、上記説明以外に種々存在する。たとえ
ば、図６（ｇ）のパディング部材３００ａ、図７のパデ
ィング部材３００ａ、図９のパディング部材３００ｃ、
３００ｄなどの表面は、適宜、ソルダレジスト（半田が
下の銅箔に付かないようにする保護膜：通常緑色の絶縁
膜）で覆ってもよい。

【００７６】また、図５その他の実施の形態では基板間
接続コーン１０４の先端Ｐｒが多層基板表面層１１０を
突き抜けた場合を例示しているが、図６（ｇ）に例示さ
れるように、基板間接続コーン１０４の先端が表面層１
１０を突き抜ける直前で止まっている場合も、この発明
の実施の形態としてあり得る。この場合、図６（ｇ）で
は図解上明確ではないが、コーン１０４の先端により表
面層１１０の一部が僅かに盛り上がり、表面層１１０の
平面性が阻害される。この平面性阻害は電極パッドＰＤ
１と表面層１１０との間の、（金属バンプ３１による）
接続強度を落とす要因となる。したがって、「基板間接
続コーン１０４の先端が表面層１１０を突き抜ける直前
で止まっている場合」でも、図５その他の実施の形態で
用いたパディング部材３００が、弾性表面波フィルタの
ような電子部品に応力歪みが発生することを抑える手段
として、有効に機能する。

【００７７】この発明は上記各実施の形態に限定される
ものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しな
い範囲で種々な変形・変更が可能である。また、各実施
の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよ
く、その場合組み合わせによる効果が得られる。

【００７８】さらに、上記実施の形態には種々な段階の
発明が含まれており、この出願で開示される複数の構成
要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出
され得る。たとえば、実施の形態に示される全構成要件
から１または複数の構成要件が削除されても、この発明
の効果あるいはこの発明の実施に伴う効果のうち少なく
とも１つが得られるときは、この構成要件が削除された
構成が発明として抽出され得るものである。

【００７９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
弾性表面波装置等の電子部品を多層基板に実装する際
に、電子部品と多層基板との間の接続強度を確保しつ
つ、電子部品に生じる応力歪みを抑える（または緩和す
る）ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る電子部品装置の
構成（パッド・オン・ビア構造）を説明する図。

【図２】この発明の一実施の形態に係る電子部品装置の
製法を説明する図。

【図３】この発明の別実施形態に係る電子部品装置の構
成の要部を例示する図。

【図４】この発明の別実施形態に係る電子部品装置の構
成の要部を例示する図。

【図５】この発明の他の実施の形態に係る電子部品装置
の構成（パッド・オフ・ビア構造）を説明する図。

【図６】この発明の他の実施の形態に係る電子部品装置
の製法を説明する図。

【図７】この発明の別実施形態に係る電子部品装置の構
成の要部を例示する図。

【図８】この発明の別実施形態に係る電子部品装置の構
成の要部を例示する図。

【図９】この発明のさらに他の実施の形態に係る電子部
品装置の構成を説明する図。

【符号の説明】

１０…圧電性基板；２０…櫛歯状電極（インターデジタ
ル変換器／ＩＤＴ）；３１、３２…金属バンプ（金ボー
ル）；１００…多層基板；１０４、１１４、１２４、１
４４、１５４…ビア・コンタクト部（銀などの導体薄膜
をピラミッド状に重ね印刷した基板間接続コーン：先端
が尖った形状であればピラミッド状あるいは円錐形に限
られない）；１０２、１０８、１１８、１２８、１３
８、１４８、１５８、…銅箔（多層基板の配線パターン
やグランドパターンなど）；１１０、１１７、１３９、
１６０…金メッキ層；１０６、１１６、１２６、１３
６、１４６、１５６…絶縁体（ガラス繊維入り樹脂シー
トなど）；１８０、１９０…スルーホール；２００…台
座；３００…パディング部材；Ｐｒ１、Ｐｒ２…突起；
ＰＤ１〜ＰＤ４…電極パッド（表面金メッキ）。

フロントページの続きＦターム(参考） 5E319 AA03 AB05 AC11 AC18 BB09 GG11 5E346 AA60 CC32 CC38 DD12 DD22 FF45 HH11 5F044 KK07 KK18 QQ03 5J097 AA24 HA04 JJ06 JJ09 KK10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁体を間に挟んで配設された第１の配線
層および第２の配線層を電気導体を介して接続する構成
を有する多層基板に、電極パッドを有する電子部品を実
装する方法において、前記電気導体は非凸状部を有し、この非凸状部側の上
に、前記電気導体と同軸的に前記電子部品の電極パッド
を向き合わせ、前記電気導体の非凸状部側に接触した前記第１の配線層
のある側の多層基板面上から、金属バンプを介して、電
子部品の電極パッドを接合するようにしたことを特徴と
する、多層基板への電子部品実装方法。
【請求項２】絶縁体を間に挟んで配設された一方の配線
層および他方の配線層を電気導体を介して接続する構成
を有する多層基板に、電極パッドを有する電子部品を実
装する方法において、前記電気導体は先端凸状部および非凸状部を有し、この
凸状部の先端位置を避けて、この凸状部側の上に前記電
子部品の電極パッドを向き合わせ、前記電気導体の非凸状部側に接触した前記一方の配線層
のある側の多層基板裏面側に、パディング部材を設け、前記電気導体の凸状部側に接触した前記他方の配線層の
ある側の多層基板表面上から、前記凸状部の先端位置を
避けて、金属バンプを介して、前記電子部品の電極パッ
ドを接合するようにしたことを特徴とする、多層基板へ
の電子部品実装方法。
【請求項３】電極パッドを持つ電子部品を多層基板の表
面に取り付けた装置おいて、前記多層基板は絶縁体を間に挟んで配設された第１の配
線層および第２の配線層を含み；前記第１の配線層およ
び前記第２の配線層は前記絶縁体を貫通する電気導体に
より接続され；前記電気導体は非凸状部を有し；前記電
気導体の非凸状部に接触した前記第１の配線層がある側
の前記多層基板表面上に、前記電気導体と同軸的に、金
属バンプを介して、前記電子部品の電極パッドが接合さ
れるように構成されたことを特徴とする電子部品装置。
【請求項４】電極パッドを持つ電子部品を多層基板の表
面に取り付けた装置おいて、前記多層基板は絶縁体を間に挟んで配設された一方の配
線層および他方の配線層を含み；前記一方の配線層およ
び前記他方の配線層は前記絶縁体を貫通する電気導体に
より接続され；前記電気導体は先端凸状部および非凸状
部を有し；前記電気導体の先端凸状部に接触した前記他
方の配線層がある側の前記多層基板表面上に、前記電気
導体の先端凸状部を避けて、金属バンプを介して、前記
電子部品の電極パッドが接合され、前記電気導体の非凸状部側に接触した前記一方の配線層
のある側の多層基板裏面側に、パディング部材を設ける
ように構成されたことを特徴とする電子部品装置。