JP2004135092A - 表面実装型ｓａｗデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】表面実装用の配線基板上の配線パターン上に導体バンプを介してＳＡＷチップをフェイスダウン搭載した構造のＳＡＷデバイスにおいて、ＳＡＷチップ下面に配置されるフリップチップ実装用の接続パッド数を減少させることによって、ＳＡＷチップ及びＳＡＷデバイスの平面積を減縮することができる。
【解決手段】絶縁基板３と、圧電基板１９下面に形成されたＩＤＴ電極１７、ＩＤＴ電極と接続され且つ配線基板２の配線パターン５上に導体バンプ１０を介してフリップチップ実装される接続パッド１６と、を備えたＳＡＷチップ１５と、を備えた表面実装型ＳＡＷデバイス１において、圧電基板下面には外周縁に沿って外周アース電極１８を備え、ＩＤＴ電極を構成するアース側電極指のうちの少なくとも一つを外周アース電極とをリード線により導通させ、ＳＡＷチップの外面を被覆する導電膜２５によって外周アース電極を配線基板上の配線パターンのうちの接地側ランドと電気的機械的に接続した。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＤＴ電極形成面を下向きにした弾性表面波チップを配線基板上にフリップチップ実装した構造の弾性表面波デバイスにおいて、接地側パッド数を低減して小型化を図った表面実装型弾性表面波デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）は、水晶等の圧電基板上に互いに間挿し合う２つの櫛歯状の電極を備えたＩＤＴ電極を配置した構成を有し、例えばＩＤＴ電極に高周波電界を印加することによって弾性表面波を励起し、弾性表面波を圧電反作用によって高周波電界に変換することによってフィルタ特性を得るものである。
ところで、ＳＡＷデバイスの占有面積の小型化を図るために、特開平２−１８６６６２号公報、ＷＯ９７／０２５９６等には、図３（ａ）に示すように、ＳＡＷチップ１１０を構成する圧電基板１１１とほぼ同等の面積を備えた表面実装用の配線基板１０１の上面のランド（配線パターン）１０２に、ＩＤＴ電極１１２及び接続パッド１１３を形成した面を下向きにした状態（フェイスダウン状態）のＳＡＷチップ１１０を導体バンプ１１４によってフリップチップ実装し、更にＳＡＷチップの下面と配線基板上面との間にＳＡＷ伝搬用の気密空間Ｓを確保しつつＳＡＷチップ外面から配線基板上面にかけて液状の封止樹脂１１５を被覆してから硬化させた樹脂封止型ＳＡＷデバイス１００が提案されている。
ここで、図３（ｂ）はＳＡＷチップの底面図を示すものであって、３つのＩＤＴ電極を近接配置し、その両側にグレーティング反射器を配置した縦結合二重モードＳＡＷフィルタを２つ縦続接続したものであり、圧電基板１１１の下面適所には入出力用の接続パッド１１３Ｈと、接地用の接続パッド１１３Ｇとが設けられており、適宜配線がなされている。これらの接続パッド１１３Ｈ、１１３Ｇは、対面する配線基板１０１上面の各ランド１０２上に導体バンプ１１４により接続されることにより、電気的機械的接続を実現している。導体バンプ１１４による十分な接続強度を確保するためには、導体バンプ１１４の直径としては１００μｍ以上であることが求められる。一方、圧電基板下面の接続パッド１１３Ｈ、１１３Ｇの面積は、直径１００μｍの導体バンプ１１４を搭載するために必要な面積の他に、周辺の接続パッド１１３や配線パターンとの接触を回避するために、少なくとも１３０μｍ角の矩形であることが求められる。
従って、圧電基板１１１の面積としては、ＩＴＤ１１２の他に多数の接続パッド１１３を互いに干渉し合うことなく配置し得る程度に広い面積を確保する必要があり、これがＳＡＷチップ、ＳＡＷデバイスの小型化を妨げる要因となっていた。
【特許文献１】特開平２−１８６６６２号公報
【特許文献２】ＷＯ９７／０２５９６
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、表面実装用の配線基板上の配線パターン上に導体バンプを介してＳＡＷチップをフェイスダウン搭載した構造のＳＡＷデバイスにおいて、ＳＡＷチップ下面に配置されるフリップチップ実装用の接続パッド数を減少させることによって、ＳＡＷチップ及びＳＡＷデバイスの平面積を減縮することを可能にした表面実装型ＳＡＷデバイスを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の如き手段を備える。
即ち、請求項１の表面実装型ＳＡＷデバイスは、絶縁基板、該絶縁基板の底部に設けた表面実装用の外部電極、及び該絶縁基板の上面に設けられ且つ該外部電極と導通した配線パターン、を備えた配線基板と、圧電基板、該圧電基板下面に形成されたＩＤＴ電極、該ＩＤＴ電極と接続され且つ前記配線パターン上に導体バンプを介してフリップチップ実装される接続パッドと、を備えたＳＡＷチップと、前記ＳＡＷチップ下面と前記配線基板上面との間に気密空間を形成するように配線基板とＳＡＷチップとの間に配置される樹脂製ダムと、を備えた表面実装型ＳＡＷデバイスにおいて、前記圧電基板下面には外周縁に沿って外周アース電極を備え、前記ＩＤＴ電極を構成するアース側電極指のうちの少なくとも一つを前記外周アース電極とをリード線により導通させ、前記ＳＡＷチップの外面を被覆する導電膜によって前記外周アース電極を配線基板上の配線パターンのうちの接地側ランドと電気的機械的に接続したことを特徴とする。
配線基板上にＳＡＷチップをフェイスダウン状態でフリップチップ実装する場合、ＩＤＴ電極と接続された入出力側接続パッド及び接地側接続パッドを、配線基板側の各ランドと一対一にてバンプにより接続する必要がある。しかし、バンプの寸法に対応して各接続パッドの面積を十分に大きく設定する必要があるため、ＳＡＷチップを構成する圧電基板はＩＤＴ電極から成る機能部以外の部分の面積が大きくなり、ＳＡＷチップの小型化を阻害する要因となっていた。
本発明では、ＳＡＷチップ下面の外周に沿ったデッドスペース（ダイシングマージン）に外周アース電極を配置すると共に、ＩＤＴ電極を構成する接地側電極指のうちの少なくとも一つと外周アース電極とを直接接続するようにしたので、接地用の接続パッドの一部が不要となり、その分だけ圧電基板の面積を減縮することができ、ＳＡＷチップの面積を減縮することが可能となる。ＳＡＷチップの面積の減縮は、必然的にこれを支持する配線基板の減縮をもたらすので、ＳＡＷデバイス全体の小型化につながる。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１において、前記ＩＤＴ電極は、入出力側電極指と、該入出力側電極指のＳＡＷ伝搬方向両側方に夫々配置した接地側電極指とを備え、該接地側電極指を前記外周アース電極と接続したことを特徴とする。
この発明では、入出力側電極指の両側に配置した全ての接地側電極指を外周アース電極と導通させるようにしたので、圧電基板面積を大幅に減縮できる。
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記ＩＤＴ電極の両側方には複数の反射ストリップから成る反射器を備え、前記ＩＤＴ電極の接地側電極指を該反射器を構成する反射ストリップを経由して前記外周アース電極と接続したことを特徴とする。
入出力パッドを、ＩＤＴ電極のＳＡＷ伝搬方向に配置した場合には、リード線が障害となって、一部の接地側電極指を直接外周アース電極と接続することが困難となる。この発明では、該接地側電極指と外周アース電極との間に位置する反射器を構成する反射ストリップを利用して接続を実現したので、配線レイアウトの複雑化、圧電基板の大型化を回避できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装型弾性表面波デバイス（以下、ＳＡＷデバイス、という）の縦断面図、及びＳＡＷチップの底面図である。
図１（ａ）に示すように、このＳＡＷデバイス１は、矩形平板状の絶縁基板３、絶縁基板３の底部に設けた表面実装用の複数の外部電極４、及び絶縁基板３の上面に設けられ且つ内部導体６を介して各外部電極４と導通したランド（配線パターン）５、及び絶縁基板３上面の外周縁に沿って配置された接地側ランド７を備えた配線基板２と、ランド５と導体バンプ１０を介して電気的機械的に接続される接続パッド１６、ＩＤＴ（インターディジタルトランスジューサ）電極１７、及び外周アース電極１８を夫々圧電基板１９の下面に備えたＳＡＷチップ１５と、ＳＡＷチップ下面の外周近傍に沿って全周配置されてＳＡＷチップ下面と配線基板上面との間の空間を封止して気密空間Ｓを形成する絶縁樹脂から成るダム２０と、接地側ランド７を外周アース電極１８と電気的機械的に接続すると共にＳＡＷチップ１５の外面全体を被覆する導電性接着剤、或いは金属膜から成る導電膜２５と、を備えている。
ＳＡＷチップ１５は、図１（ｂ）に示すように、圧電基板１０の底面に、３つのＩＤＴ電極を近接配置し、その両側にグレーティング反射器を配置した構造の縦結合２重モードＳＡＷフィルタを２つ並置して縦続接続したものであり、ＩＤＴ電極１７と、接続パッド１６（１６Ｈ、１６Ｇ）と、外周アース電極１８と、を備えている。中間位置にあるＩＤＴ電極１７の図中外側に位置する櫛型電極は入出力側の接続パッド１６Ｈと接続され、入力側の接続パッド１６Ｈに高周波電界が印加されることによって弾性表面波を励起し、出力側では弾性表面波を圧電作用によって高周波電界に変換することによってフィルタ特性を得ることができる。入出力側の接続パッド１６Ｈは、夫々導体バンプ１０を介して配線基板上の対応する入出力側のランド５と電気的機械的に接続されている。
一方、接地側の接続パッド１６Ｇは、２つの中央ＩＤＴ電極間に配置されているのみであり、各ＩＤＴ電極１７の外側（ＳＡＷ伝搬方向と直交する方向）には接地側の接続パッドは存在しない。その代わりに、圧電基板下面の外周縁に沿ったダイシング用のマージンを利用して外周アース電極１８を配置し、外側に配置されたＩＤＴ電極の接地側くし型電極との間をリード線によって接続している。このため、最低でも１３０μｍ角の面積を有した接地側接続パッドを４個削減することができ、その分だけ圧電基板の面積を縮小し、ＳＡＷチップ、ＳＡＷデバイスの小型化を図ることができる。
【０００７】
外周アース電極１８は、従来ダイシングスペースとしてデッドスペース化されていた圧電基板外周のスペース内に配置されるため、圧電基板面積を拡大するものではない。即ち、通常、ＳＡＷチップは、大面積の圧電基板母材を用いてバッチ処理により量産されるが、圧電基板個片間には最終工程でダイシング切断する際の切断マージンとして所要幅のスペースが存在している。本発明は、この切断マージンを利用して外周アース電極１８を形成し、これを従来の接地側パッドに代えて利用することにより、圧電基板の小型化を図ったものである。ダイシングによって外周アース電極１８を分断したとしても、外周アース電極１８の大半が残留することは勿論である。
一方、外周アース電極１８と対面する配線基板２上面の外周縁には、接地側の外部電極４と導通した接地側ランド７が配置されており、両者を導電性接着剤、或いは金属メッキから成る導電膜２５によって接続することにより、外周アース電極１８が接地される。バンプによる接続箇所が減少することによる機械的接続強度の低下は、導電膜２５により接地側ランド７と外周アース電極１８とを接続することにより補うことができる。
導電膜２５によってＳＡＷチップ外面を被覆することにより、ＳＡＷチップのシールドを行うことができる。
なお、圧電基板１９上にＩＤＴ電極１７、接続パッド１６Ｈ、１６Ｇ、外周アース電極１８等の金属パターンを形成する手順は、従来同様に圧電基板上に金属膜を形成した後にフォトエッチングを施す微細加工技術によって行われる。
このようにして得たＳＡＷチップ１５をダイシングソーによって個片に切断した後で、各ＳＡＷチップ１５を大面積の配線基板母材上にフェイスダウン状態で搭載する。この際、樹脂製ダム２０を予め配線基板個片の周縁近傍、或いはＳＡＷチップ下面の周縁近傍に環状に形成しておく。次いで、ＳＡＷチップ１５下面の各接続パッド１６Ｈ、及び１６Ｇを、配線基板個片上面の対応する入出力側接続パッド５Ｈ、接地側接続パッド５Ｇに対して導体バンプ１０を用いて電気的機械的に接続する。次いで、導体膜２５を用いて外周アース電極１８と接地側ランド７とを電気的機械的に接続すると共に、下面を除いた圧電基板外面を被覆する。最後に、配線基板母材を個片に分割することによって個々のＳＡＷデバイスが完成する。
【０００８】
次に、図２（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態に係るＳＡＷデバイスの縦断面図、及びＳＡＷチップの底面図である。図２（ｂ）に示すように、この実施形態に係るＳＡＷチップ１５は、各ＩＤＴ電極１７のＳＡＷ伝搬方向両側に夫々反射器３０ａ、３０ｂを備え、一方の接地側電極指１７Ｇ−１は直近に位置する外周アース電極１８と接続されるが、他方の接地側電極指１７Ｇ−２については、入出力側の各電極指１７Ｈと接続された各入出力側接続パッド１６Ｈを反射器３０ｂの外側に配置しているため、リード線３１が障害となって当該反射器側の接地側電極指１７Ｇ−２と外周アース電極１８とを直接接続することが困難である。
そこで、本発明では、当該反射器３０ｂを構成する個々の反射ストリップ（浮き電極）のうちの一本をリード線３２の一部として活用することにより、外周アース電極１８との接続を実現している。即ち、接地側電極指１７Ｇ−２から延びるリード線３２を、反射器３０ｂを構成する一本の反射ストリップの一端と接続すると共に、該反射ストリップの他端部からリード線３２を外周アース電極１８に向けて導出して接続している。
この実施形態に係るＳＡＷチップ１５は、入出力側接続パッド１６Ｈを反射器３０ｂの横方向に位置するデッドスペース内に配置しているため、図２に示した圧電基板１９の縦方向寸法を減縮することが可能となり、ＳＡＷチップの面積を更に減縮することができる。
この実施形態に係るＳＡＷデバイスの製造手順については、図１について述べた工程をそのまま流用することができる。
【０００９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、表面実装用の配線基板上の配線パターン上に導体バンプを介してＳＡＷチップをフェイスダウン搭載した構造のＳＡＷデバイスにおいて、ＳＡＷチップ下面に配置されるフリップチップ実装用の接続パッド数を減少させることによって、ＳＡＷチップ及びＳＡＷデバイスの平面積を減縮することができる。
請求項１の発明では、ＳＡＷチップ下面の外周に沿ったデッドスペースとしての所定幅のダイシングマージンに外周アース電極を配置すると共に、ＩＤＴ電極を構成する接地側電極指のうちの少なくとも一つと外周アース電極とを接続するようにしたので、接地用の接続パッドの一部が不要となり、その分だけ圧電基板の面積を減縮することができ、ＳＡＷチップの面積を減縮することが可能となる。ＳＡＷチップの面積の減縮は、必然的にこれを支持する配線基板の減縮をもたらすので、ＳＡＷデバイス全体の小型化につながる。
請求項２の発明では、入出力側電極指の両側に配置した全ての接地側電極指を外周アース電極と導通させるようにしたので、圧電基板面積を大幅に減縮できる。
請求項３の発明では、接地側電極指と外周アース電極との間に位置する反射器を構成する反射ストリップを利用して接続を実現したので、配線レイアウトの複雑化、圧電基板の大型化を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係るＳＡＷデバイスの縦断面図、及びＳＡＷチップの底面図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態に係るＳＡＷデバイスの縦断面図、及びＳＡＷチップの底面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は従来例に係るＳＡＷデバイスの縦断面図、及びＳＡＷチップの底面図。
【符号の説明】
１　ＳＡＷデバイス、２　配線基板、３　絶縁基板、４　外部電極、５、５Ｈ、５Ｇ　ランド（配線パターン）、６　内部導体、７　接地側ランド、１０　導体バンプ、１５　ＳＡＷチップ、１６、１６Ｈ、１６Ｇ　接続パッド、１７　ＩＤＴ電極、１７Ｈ、１７Ｇ　電極指、１８　外周アース電極、１９　圧電基板、２０　樹脂製ダム、２５　導電膜、３０　反射器、３１、３２　リード線。

Claims (3)

1. 絶縁基板、該絶縁基板の底部に設けた表面実装用の外部電極、及び該絶縁基板の上面に設けられ且つ該外部電極と導通した配線パターン、を備えた配線基板と、
   圧電基板、該圧電基板下面に形成されたＩＤＴ電極、該ＩＤＴ電極と接続され且つ前記配線パターン上に導体バンプを介してフリップチップ実装される接続パッドと、を備えたＳＡＷチップと、
   前記ＳＡＷチップ下面と前記配線基板上面との間に気密空間を形成するように配線基板とＳＡＷチップとの間に配置される樹脂製ダムと、
   を備えた表面実装型ＳＡＷデバイスにおいて、
   前記圧電基板下面には外周縁に沿って外周アース電極を備え、前記ＩＤＴ電極を構成するアース側電極指のうちの少なくとも一つを前記外周アース電極と導通させ、
   前記ＳＡＷチップの外面を被覆する導電膜によって前記外周アース電極を配線基板上の配線パターンのうちの接地側ランドと電気的機械的に接続したことを特徴とする表面実装型ＳＡＷデバイス。
2. 前記ＩＤＴ電極は、入出力側電極指と、該入出力側電極指のＳＡＷ伝搬方向両側方に夫々配置した接地側電極指とを備え、該接地側電極指を前記外周アース電極と接続したことを特徴とする請求項１に記載の表面実装型ＳＡＷデバイス。
3. 前記ＩＤＴ電極のＳＡＷ伝搬方向両側方には複数の反射ストリップから成る反射器を備え、前記ＩＤＴ電極の接地側電極指を該反射器を構成する反射ストリップを経由して前記外周アース電極と接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面実装型ＳＡＷデバイス。

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