JP2004147220A - Ｓａｗチップの構造、その製造方法、表面実装型ｓａｗデバイス、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実装基板上にＳＡＷチップをフェイスダウン状態で搭載した構造のＳＡＷデバイスにおいて、フォトリソグラフィプロセスによって、ＳＡＷチップ側に予めＳＡＷチップの機能部を包囲する気密空間を形成することにより、高い品質を維持しながら生産性を高めたＳＡＷチップの構造、その製造方法、及び表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】圧電基板２と、該圧電基板の主面上に形成した導電パターンから成る機能部３及び該機能部と接続された接続パッド４と、機能部及び接続パッドの各外周を夫々包囲するように圧電基板主面上に突設された背高のダム部５と、該各ダム部の頂面に積層された樹脂層６と、を備え、機能部を包囲する環状のダム部の開口部を樹脂層によって気密封止した。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波チップを実装基板上にバンプを用いてフェイスダウン搭載してから弾性表面波チップを樹脂にて封止した構造の弾性表面波デバイスにおいて、弾性表面波チップの機能部（ＩＤＴ電極、反射器等）を包囲する気密空間を効率的に形成することができるＳＡＷチップの構造、その製造方法、及び表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法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櫛歯状の電極指から成るＩＤＴ（インターディジタルトランスジューサ）電極を配置した構成を備え、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。
ＷＯ９７／０２５９６には、図４に示した如き構造の表面実装型のＳＡＷデバイスが開示されている。このＳＡＷデバイス１０１は、絶縁基板１０３、該絶縁基板１０３の底部に設けた表面実装用の外部電極１０４、及び該絶縁基板の上面に設けた上部電極１０５とから成る実装基板１０２と、上部電極１０５上に導体バンプ１１０を介して電気的機械的に接続される接続パッド１１６、及びＩＤＴ電極１１７を下面に備えた圧電基板１１８から成るＳＡＷチップ１１５と、ＳＡＷチップ１１５の裾部全周に充填されて気密空間Ｓを形成する第１の封止樹脂１２０と、実装基板１０２上面、第１の封止樹脂１２０及びＳＡＷチップ１１５の外面に対して被覆一体化される第２の封止樹脂１２１と、を備えている。
第１の封止樹脂１２０は、スクリーン印刷、ディスペンサによる充填等の方法によって塗布される比較的粘度の高い樹脂であり、第１の封止樹脂１２０をＳＡＷチップ１１８の裾部全周に渡って充填することにより、ＳＡＷチップ１１５の下面と実装基板１０２の上面との間に樹脂が充填されていないＳＡＷ伝搬用の気密空間Ｓを確保する。第２の封止樹脂１２１は、比較的粘度の低い流動性を備えた樹脂であり、例えば図示しない外枠によって実装基板外周を包囲してせき止めた状態で、外枠内部にディスペンサ等から１５０℃程度に加熱された状態で充填され、固化後に外枠を外すことによりＳＡＷデバイス１０１が完成する。
バッチ処理によりＳＡＷデバイスを量産する場合には、実装基板個片をシート状に連結した大面積の実装基板母材を用い、実装基板母材上に複数のＳＡＷチップを実装した状態で、上記と同様の手順を繰り返して第２の封止樹脂１２１を塗布して硬化処理した後に、個片毎に切断分割することにより、個々のＳＡＷデバイスを完成する。
【特許文献１】ＷＯ９７／０２５９６
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のＳＡＷデバイスにあっては、第２の封止樹脂１２１によりＳＡＷチップを被覆する工程の前に、気密空間Ｓを形成するために第１の封止樹脂１２０から成るダムを形成する必要があり、この第１の封止樹脂形成工程がＳＡＷデバイスの製造工程を複雑化させ、生産性を低下させる大きな要因となっていた。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、表面実装用の実装基板上の上部電極上にバンプを介してＳＡＷチップをフェイスダウン状態で搭載した構造のＳＡＷデバイスにおいて、ＳＡＷチップ下面と実装基板上面との間の空間を気密化しながらＳＡＷチップ外面を樹脂封止する際に、ディスペンサ等を用いて封止樹脂を充填することによってダムを形成するという煩雑な手法を用いることなく、フォトリソグラフィプロセスによって、ＳＡＷチップ側に予めＳＡＷチップの機能部（ＩＤＴ電極、反射器）を包囲する気密空間を形成することにより、高い品質を維持しながら生産性を高めたＳＡＷチップの構造、その製造方法、及び表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法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。
請求項１に係るＳＡＷチップの構造は、圧電基板と、該圧電基板の主面上に形成した導電パターンから成る機能部及び該機能部と接続された接続パッドと、前記機能部及び接続パッドの各外周を夫々包囲するように圧電基板主面上に突設された背高のダム部と、該各ダム部の頂面に積層された樹脂層と、を備え、前記機能部を包囲する環状のダム部の開口部を前記樹脂層によって気密封止したことを特徴とする。
実装基板（実装基板個片、実装基板母材）上にフェイスダウン状態で搭載したＳＡＷチップを樹脂被覆するために、流動性の高い樹脂をスクリーン印刷、或いはディスペンサによりＳＡＷチップ上に被覆する際に、樹脂の一部がＳＡＷチップの機能部に付着すると、ＳＡＷ伝搬が妨げられて電気的特性が不安定化する。この様な不具合を解消するために、従来はＳＡＷチップを実装基板上に搭載した後で、被覆用の樹脂が機能部に浸入することを防止するための封止樹脂を予め要所に充填する煩雑な作業が必要とされていた。これに対して本発明では、ＳＡＷチップ側に予め、機能部を包囲するダム部を形成し、環状のダム部により包囲された機能部を樹脂層にて気密封止するので、実装基板上に対してフリップチップ実装を行った後で、樹脂被覆を行えば良くなるので、製造手順が簡略化し、生産性を高めることが可能となる。
請求項２の発明は、請求項１に記載のＳＡＷチップを、実装基板上に搭載したことを特徴とする。
これによれば、ＳＡＷチップを実装基板上に搭載した後に、封止用の樹脂をＳＡＷチップの裾部と実装基板との間の間隙に充填する煩雑な作業が不要となる。
【０００５】
請求項３の発明は、圧電基板と、該圧電基板の主面上に形成した導電パターンから成る機能部及び該機能部と接続された接続パッドと、前記機能部及び接続パッドの各外周を夫々包囲するように圧電基板主面上に立設された背高のダム部と、該各ダム部の頂面に積層された樹脂層と、を備え、前記機能部を包囲する環状のダム部の開口部を前記樹脂層によって気密封止したＳＡＷチップの製造方法であって、前記機能部及び接続パッドを含む圧電基板の主面上に前記ダム部を構成する第１の感光層を形成する第１の感光層形成工程と、フォトマスクを用いて前記第１の感光層を露光した後で現像することにより、前記機能部及び接続パッド上の第１の感光層だけを除去する第１の露光、現像工程と、前記圧電基板主面上に残留した第１の感光層の頂面間に跨るように前記樹脂層を構成する感光性樹脂シートを積層一体化する第２の感光層形成工程と、フォトマスクを用いて感光性樹脂シートを露光した後で現像することにより、前記接続パッドの上方に位置する感光性樹脂シートだけを除去して、前記機能部を包囲する環状のダム部の開口部を気密空間とする第２の露光、現像工程と、から成ることを特徴とする。
圧電基板の一主面上にダム部と、気密空間を形成する工程をフォトリソグラフィ技術を用いて実施するため、正確且つ生産性よく、ＳＡＷチップを量産することが可能となる。
請求項４の発明は、請求項３に記載の前記第２の露光、現像工程を経たＳＡＷチップを、実装基板上にフリップチップ実装する工程を備えたことを特徴とする。
これによれば、気密空間を備えたＳＡＷチップを実装基板上に搭載するだけで、ＳＡＷデバイスの組立を完了することができる。
【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）（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）は本発明の一実施形態に係るＳＡＷ（弾性表面波）チップの外観斜視図、樹脂層を除去した状態を示す斜視図（Ａ−Ａ断面図）、ＳＡＷチップの機能部及びパッドのパターン図（Ｂ−Ｂ断面図）及び縦断面（Ｃ−Ｃ断面図）である。
このＳＡＷチップ１は、圧電基板２と、圧電基板２の一主面上に夫々形成した導電パターンから成る機能部（ＩＤＴ電極、反射器）３、及び機能部３と接続された接続パッド４と、機能部３及び接続パッド４の各外周を夫々包囲するように圧電基板主面上に突設された背高のダム部５と、該各ダム部５の頂面に積層された樹脂層６と、を備えている。図１（ｃ）中の破線は、ダム部５を形成する位置を示している。なお、後述する実装基板上にフリップチップ実装するためのバンプ７については、図示のように予め接続パッド４上に固着しておいてもよいし、実装基板上の上部電極上に固定しておいてもよい。
本発明のＳＡＷチップ１の特徴的な構成は、前記ダム部５と樹脂層６をフォトリソグラフィプロセスにより形成、加工する点と、機能部３を包囲する環状のダム部５ａの開口部を樹脂層６によって気密封止してＳＡＷ伝搬用の気密空間Ｓを形成した点にある。
このように本実施形態では、ＳＡＷチップを構成する圧電基板２の主面上に機能部３、接続パッド４の各外周を包囲するように背高のダム部５を突設すると共に、機能部３を包囲する環状ダム部５ａの開口部を樹脂層６により気密封止したので、ＳＡＷチップ側に予め気密空間Ｓを形成することが可能となり、このＳＡＷチップ１を実装基板上にフェイスダウン状態で搭載した後で、気密空間Ｓを形成するための煩雑な封止樹脂の充填作業を行う必要が無くなる。従って、ＳＡＷデバイスの組立工程を大幅に簡略化し、生産性を高めることが可能になる。
【０００７】
図２は、図１に示したＳＡＷチップ１を実装基板１０上にフェイスダウン状態で搭載した場合の構成を示す縦断面図である。実装基板１０は、セラミック、ガラスエポキシ等から成る絶縁基板１１、絶縁基板１１の底部（下部）に設けた表面実装用の外部電極１２、及び、絶縁基板１１の上面（上部）に設けられ且つ接続導体１４を介して外部電極１２と導通した上部電極１３、から構成される。
この例ではバンプ７をＳＡＷチップ１側の接続パッド４に予め固定してあるため、ＳＡＷチップ１を実装基板１０上に搭載する場合には、各バンプ７を各上部電極１３に固定し、必要に応じて封止樹脂２０をＳＡＷチップ外面全体に被覆することにより、ＳＡＷデバイスを完成することができる。圧電基板２の主面上の機能部（ＩＤＴ電極、反射器等）３は、ダム部５と樹脂層６によって画成された気密空間Ｓ内に位置しているため、機能部３を構成するＩＤＴ電極により生成される弾性表面波の伝搬が阻害される虞がない。
【０００８】
次に、図３（ａ）乃至（ｆ）は、本発明の一実施形態に係るＳＡＷチップの製造工程を説明するための図である。なお、この図は、圧電基板個片を多数シート状に連結した大面積の圧電基板母材（ウェハ）を用いたバッチ処理を行う場合の加工手順を示している。
まず、図３（ａ）は圧電基板２の一主面上にＩＤＴ電極、反射器等の導体パターンから成る機能部３と、機能部３と導通した接続パッド４と、を備えたＳＡＷチップを示している。
図３（ｂ）は、機能部３及び接続パッド４を含む圧電基板２の主面上にダム部５を構成する第１の感光層３０を形成する第１の感光層形成工程を示している。第１の感光層は、液状の感光樹脂材料を用いる場合には、スクリーン印刷等により均一厚に塗布し、感光性樹脂フィルムを用いる場合にはこれを主面上に接着して均一厚化する。
次に、図３（ｃ）（ｄ）は、第１の露光、現像工程を示しており、フォトマスク３１を用いて第１の感光層３０を露光した後で現像することにより、機能部３及び接続パッド４上の第１の感光層部分（未感光部分）だけを除去する。この結果、図３（ｄ）に示すように、ダム部５を構成する第１の感光層部分（感光部分）だけが残留し、機能部３、接続パッド４の上方は、空洞となっている。なお、これとは逆に、感光した部分を除去し、未感光部分をダム部としてもよい。
次いで、図３（ｄ）に示すように残留した第１の感光層３０の頂面間に跨るように樹脂シート３２を積層し一体化する。
【０００９】
次に、図３（ｅ）は第２の感光層形成工程を示しており、フォトマスク３３を用いて感光性樹脂シート３２を露光してから現像することにより、接続パッド４の上方に位置する感光性樹脂シート３２部分（未感光部分）だけを除去して、機能部３を包囲する環状のダム部５ａの開口部を感光性樹脂シート３２ａにより気密封止して気密空間Ｓを形成する。なお、この場合も、感光した部分を除去し、未感光残留部分を残しても良い。
図３（ｆ）は、第２の感光層形成工程を経たＳＡＷチップの構成を示しており、機能部３を包囲する環状のダム部５ａが感光性樹脂シート３２ａにより気密封止されているため、ＳＡＷ伝搬用の気密空間Ｓが確実に形成されている。
その後、図示しないダイシングソーを用いて、切断ラインＣに沿って圧電基板母材を個片毎に切断分割することにより、ＳＡＷチップ個片を得ることができる。
更に、図１（ｃ）に示した如く、ダム５の谷間に露出した接続パッド４の上面にダム５の頂面よりも突出した導体バンプ７を固着することにより、ＳＡＷチップ１が完成する。
このようにして得られたＳＡＷチップ１を図２に示した如き実装基板１０上に搭載してＳＡＷデバイスを完成する場合には、ＳＡＷチップ１をフェイスダウン状態にして、導体バンプ７を上部電極１３上に電気的機械的に固定するフリップチップ実装工程を行えばよい。
ＳＡＷチップを外気から完全に遮断して耐久性を向上させるためには、ＳＡＷチップ外面を封止樹脂２０により被覆すればよい。
なお、更なる小型化が要求される場合は、実装基板を省略して、ＳＡＷチップを電子機器等のプリント基板上に直接搭載することも可能である。
【００１０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、表面実装用の実装基板上の上部電極上にバンプを介してＳＡＷチップをフェイスダウン状態で搭載した構造のＳＡＷデバイスにおいて、ＳＡＷチップ下面と実装基板上面との間の空間を気密化しながらＳＡＷチップ外面を樹脂封止する際に、ディスペンサ等を用いて封止樹脂を充填することによってダムを形成するという煩雑な手法を用いることなく、フォトリソグラフィプロセスによって、ＳＡＷチップ側に予めＳＡＷチップの機能部（ＩＤＴ電極、反射器）を包囲する気密空間を形成することにより、高い品質を維持しながら生産性を高めたＳＡＷチップの構造、その製造方法、及び表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）は本発明の一実施形態に係るＳＡＷ（弾性表面波）チップの外観斜視図、樹脂層を除去した状態を示す斜視図（Ａ−Ａ断面図）、ＳＡＷチップの機能部及びパッドのパターン図（Ｂ−Ｂ断面図）及び縦断面図（Ｃ−Ｃ断面図）。
【図２】本発明のＳＡＷチップを搭載したＳＡＷデバイスの断面図。
【図３】（ａ）乃至（ｆ）は、本発明の一実施形態に係る製造方法の説明図。
【図４】従来のＳＡＷデバイスの構成を示す断面図。
【符号の説明】
１　ＳＡＷチップ、２　圧電基板、３　機能部、４　接続パッド、５　ダム部、５ａ　環状ダム部、６　樹脂層、１０　実装基板、１１　絶縁基板、１２　外部電極、１３　上部電極、１４　接続導体

Claims (4)

1. 圧電基板と、該圧電基板の主面上に形成した導電パターンから成る機能部及び該機能部と接続された接続パッドと、前記機能部及び接続パッドの各外周を夫々包囲するように圧電基板主面上に突設された背高のダム部と、該各ダム部の頂面に積層された樹脂層と、を備え、
   前記機能部を包囲する環状のダム部の開口部を前記樹脂層によって気密封止したことを特徴とするＳＡＷチップの構造。
2. 請求項１に記載のＳＡＷチップを、実装基板上に搭載したことを特徴とする表面実装型ＳＡＷデバイス。
3. 圧電基板と、該圧電基板の主面上に形成した導電パターンから成る機能部及び該機能部と接続された接続パッドと、前記機能部及び接続パッドの各外周を夫々包囲するように圧電基板主面上に立設された背高のダム部と、該各ダム部の頂面に積層された樹脂層と、を備え、前記機能部を包囲する環状のダム部の開口部を前記樹脂層によって気密封止したＳＡＷチップの製造方法であって、
   前記機能部及び接続パッドを含む圧電基板の主面上に前記ダム部を構成する第１の感光層を形成する第１の感光層形成工程と、
   フォトマスクを用いて前記第１の感光層を露光した後で現像することにより、前記機能部及び接続パッド上の第１の感光層だけを除去する第１の露光、現像工程と、
   前記圧電基板主面上に残留した第１の感光層の頂面間に跨るように前記樹脂層を構成する感光性樹脂シートを積層一体化する第２の感光層形成工程と、
   フォトマスクを用いて感光性樹脂シートを露光した後で現像することにより、前記接続パッドの上方に位置する感光性樹脂シートだけを除去して、前記機能部を包囲する環状のダム部の開口部を気密空間とする第２の露光、現像工程と、から成ることを特徴とするＳＡＷチップの製造方法。
4. 請求項３に記載の前記第２の露光、現像工程を経たＳＡＷチップを、実装基板上にフリップチップ実装する工程を備えたことを特徴とする表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法。

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