JP2004200776A - Sawデバイスの構造、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】実装基板を備えていないSAWチップを直接マザーボード上にフェイスダウン状態で実装することを可能ならしめて薄型化を達成すると共に、マザーボード上のランドパターンの変更に対応して容易に接続パッドの位置を変更することができる。
【解決手段】圧電基板2の主面上に夫々配置した機能部3及び接続パッド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、各ダム部の頂面に積層された第1の樹脂層6と、接続パッドと導通し且つ接続パッドを包囲するダム部及び第1の樹脂層の各縦壁を経て第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッド7と、第1の増設接続パッドの少なくとも一部を除いた他の部分、ダム部、第1の樹脂層及び接続パッドの各露出面を夫々被覆するように積層された第2の樹脂層8と、を備えた。
【選択図】 図1
【解決手段】圧電基板2の主面上に夫々配置した機能部3及び接続パッド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、各ダム部の頂面に積層された第1の樹脂層6と、接続パッドと導通し且つ接続パッドを包囲するダム部及び第1の樹脂層の各縦壁を経て第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッド7と、第1の増設接続パッドの少なくとも一部を除いた他の部分、ダム部、第1の樹脂層及び接続パッドの各露出面を夫々被覆するように積層された第2の樹脂層8と、を備えた。
【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ばかりでなく、実装基板を用いずにSAWチップを直接マザーボード上に実装することを可能にしたSAWデバイスの構造、及びそ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、タンタル酸リチウム等の圧電材料から成る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、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。
また、SAWデバイスのメーカーから購入したSAWデバイスを携帯電話機等の電子機器に組み込むアッセンブリメーカー側では、電子機器のマザーボード上にSAWデバイスを実装するため、予め使用するマザーボード上のランドパターンの配置に適合するように、実装基板底部の外部電極の配置を設定する必要があった。しかし、アッセンブリメーカー側の要求は多種多様であり、多様なランドパターンの配置に合わせた外部電極を備えた実装基板を設計し、製造していたのでは、実装基板の種類数が過剰となり、実装基板の製造手数、製造コスト、製品管理手数が増大し、生産性の低下、コストアップを避けることが困難となる。
また、上記のように従来、SAWチップを電子機器のマザーボード上に搭載する際には、必ず、マザーボード上のランドパターンの配置に適合した外部電極を備えた実装基板上にSAWチップを実装したSAWデバイスを作成し、このSAWデバイスをマザーボード上に実装していたため、実装基板の厚み分だけSAWデバイスの実装高さが大きくなるという問題があった。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、実装基板を介在させずに、SAWチップを直接マザーボード上にフェイスダウン状態で実装することを可能ならしめると共に、SAWチップの機能部を気密空間内に配置して機能部に異物が付着することを防止することにより、高い品質を維持しながら生産性を高めたSAWデバイスの構造、及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、マザーボード上のランドパターンの変更に対応するために、SAWチップ上に形成する接続パッドを任意自在に配置することを他の目的とする。
【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デバイスの構造は、圧電基板と、該圧電基板の主面上に夫々配置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第1の樹脂層と、を備え、前記第1の樹脂層は、前記機能部を環状に包囲するダム部の開口部を気密封止すると共に、前記接続パッドを環状に包囲するダム部の開口を開放状態に保持し、前記接続パッドと導通し且つ接続パッドを包囲するダム部及び前記第1の樹脂層の各縦壁を経て該第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッドと、該第1の増設接続パッドの少なくとも一部を除いた他の部分、前記ダム部、第1の樹脂層及び接続パッドの各露出面を夫々被覆するように積層された第2の樹脂層と、を備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、圧電基板と、該圧電基板の主面上に夫々配置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第1の樹脂層と、を備え、前記第1の樹脂層は、前記機能部を環状に包囲するダム部の開口部を気密封止すると共に、前記接続パッドを環状に包囲するダム部の開口を開放状態に保持し、前記接続パッドと導通し且つ接続パッドを包囲するダム部及び前記第1の樹脂層の各縦壁を経て該第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッドと、該第1の増設接続パッドの少なくとも一部を除いた他の部分、前記ダム部、第1の樹脂層及び接続パッドの各露出面を夫々被覆するように積層された第2の樹脂層と、該第1の増設接続パッドの露出した部分から該第2の樹脂層の縦壁を経て該第2の樹脂層の上面にまで延在した第2の増設接続パッドと、該第2の増設接続パッドの上面の少なくとも一部を除いた他の部分、前記第2の樹脂層及び第1の増設接続パッドの各露出面を夫々被覆するように積層された第3の樹脂層と、を備えたことを特徴とする。
表面実装用の実装基板上にSAWチップをフェイスダウンで搭載してから樹脂封止した構造のSAWデバイスの場合には、実装基板の厚み分だけ全体高さが増大するという不具合が生じる。更に、実装基板底部に設けた実装電極(外部電極)の配置、間隔を、特定のマザーボード上のランドパターンの配置に合わせて設計した場合には、当該SAWデバイスをそれ以外のマザーボードに搭載することが不可能であった。このため、ランドパターンのレイアウトが異なるマザーボードに対しては、それに適合した配置の実装電極を備えた実装基板を使用した別個のSAWデバイスを設計、製造する必要があった。これがコストアップの原因となっていた。
【0005】
請求項1、及び2の本発明では、実装基板を用いないことによる薄型化を図りながら、SAWチップの機能部形成面側に順次、樹脂層、増設接続パッドを形成してゆくことにより、IDT電極と導通した接続パッドから延長形成された増設接続パッドの配置、位置を任意、且つ容易に調整することが可能となり、搭載しようとするマザーボードのランドパターンと整合性よく対応した接続状態を実現できる。
請求項3の発明は、請求項2において、前記第3の樹脂層上に順次他の樹脂層を積層すると共に、前記第2の増設接続パッドと接続した他の増設接続パッドを順次上方に延長形成し、最上部の樹脂層に設けた穴から最上部の増設接続パッドの上面が露出するように構成したことを特徴とする。
このように、SAWチップ上に積層する樹脂層の層数は4層以上であってもよい。
請求項4の発明は、請求項1、2又は3において、前記第1の増設接続パッド、前記第2の増設接続パッド、或いは前記最上部増設接続パッドの露出面に、導体バンプを固定したことを特徴とする。
SAWデバイスをマザーボード上にフリップチップ実装する際に使用する導体バンプは、予めSAWデバイス側に固定しておいてもよい。或いは、マザーボード上に固定しておいてもよい。
【0006】
請求項5の発明は、圧電基板と、該圧電基板の主面上に夫々配置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第1の樹脂層と、を少なくとも備え、前記第1の樹脂層は、前記機能部を環状に包囲するダム部の開口部を気密封止すると共に、前記接続パッドを環状に包囲するダム部の開口を開放状態に保持したSAWデバイス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第1の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内を気密空間とする第2の露光、現像工程と、前記接続パッドと夫々導通し且つ接続パッドの露出面を包囲する前記ダム部及び前記第1の樹脂層の各縦壁を経て該第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッドを形成する第1の増設パッド形成工程と、から成ることを特徴とする。
【0007】
請求項6の発明に係るSAWデバイスの製造方法は、圧電基板と、該圧電基板の主面上に夫々配置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第1の樹脂層と、を少なくとも備え、前記第1の樹脂層は、前記機能部を環状に包囲するダム部の開口部を気密封止すると共に、前記接続パッドを環状に包囲するダム部の開口を開放状態に保持したSAWデバイス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第1の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内を気密空間とする第2の露光、現像工程と、前記接続パッドと夫々導通し且つ接続パッドの露出面を包囲する前記ダム部及び前記第1の樹脂層の各縦壁を経て該第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッドを形成する第1の増設パッド形成工程と、前記第1の増設接続パッドの少なくとも一部を除いた他の部分、前記ダム部、前記第1の樹脂層及び接続パッドの各露出面を夫々被覆するように第2の樹脂層を積層する第2の樹脂層形成工程と、前記第1の増設接続パッドと導通し、且つ該第1の増設接続パッドの露出面を包囲する前記第2の樹脂層の縦壁を経て該第2の樹脂層の上面にまで延在した第2の増設接続パッドを形成する第2の増設接続パッド形成工程と、該第2の増設接続パッドの上面の少なくとも一部を除いた他の部分、前記第2の樹脂層及び第1の増設接続パッドの各露出面を夫々被覆するように第3の樹脂層を積層する第3の樹脂層積層工程と、から成ることを特徴とする。
請求項5、6に記載の製造方法は、圧電基板の一主面上にダム部と、樹脂層を順次積層形成して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デバイスを量産することが可能となる。また、ダム部及び樹脂層を形成する際にSAWチップ上の接続パッドから厚み方向へ延びる増設接続パッドを形成するようにしたので、増設接続パッドを接続パッドとは異なった任意の位置に配置することが可能となり、搭載対象となるマザーボード上のランドパターンのレイアウト変更に容易に追随した製造工程を実現できる。
請求項7の発明は、請求項6において、前記第3の樹脂層上に順次他の樹脂層を積層すると共に、第2の増設接続パッドから延びる他の増設接続パッドを順次上方に延長形成し、最上部樹脂層に設けた穴から最上部増設接続パッドの上面を露出させる工程を更に備えたことを特徴とする。
樹脂層の積層数は、4層以上であってもよい。
請求項8の発明は、請求項5、6又は7に記載の第1の増設接続パッドの露出面、第2の増設接続パッドの露出面、或いは前記最上部増設接続パッドの露出面に導体バンプを固定する工程を更に備えたことを特徴とする。
【0008】
【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)及び(c)は本発明の一実施形態に係るSAW(弾性表面波)デバイスの外観斜視略図、積層物を除去してSAWデバイスの機能部及びパッドを露出させた状態を示す斜視図(X−X断面図)、及び縦断面(Y−Y断面図)である。
このSAWデバイス1は、水晶、タンタル酸リチウム等の圧電材料から成る圧電基板2と、圧電基板2の一主面上に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を構成するIDT電極から引き出された接続パッド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ダム部5と、該各ダム部5の頂面に積層されて機能部3を環状に包囲するダム部5Aの開口のみを気密封止する第1の樹脂層6と、各接続パッド4を環状に包囲するダム部の開口の縦壁を経て各接続パッド4から上方へ引き出した第1の増設接続パッド7と、第1の増設接続パッド7の上面の一部を除いてダム部5及び第1の樹脂層6の露出面上に積層された第2の樹脂層8と、第1の増設接続パッド7の露出面から第2の樹脂層8の縦壁及び上面にかけて上向きに配線された第2の増設接続パッド9と、第2の増設接続パッド9の上面の少なくとも一部を除いて第1の増設接続パッド7の露出面及び第2の樹脂層8の露出面に被覆された第3の樹脂層10と、第3の樹脂層10に設けた穴から露出した第2の増設接続パッド9上に固定された導体バンプ11と、を備えている。
換言すれば、圧電基板2、機能部3、及び接続パッド4はSAWチップAを構成し、ダム部5、各樹脂層6、8、10、及び各増設接続パッド7、9は積層部Bを構成しており、本発明のSAWデバイス1は、このSAWチップA上に積層部Bを形成した構成を備えている。
なお、実際には、SAWチップAの厚みに対して、積層部Bを構成する各層の合計厚みは、極めて薄いのであるが、ここでは図示説明の都合上、積層される各層の厚みを誇張して描いている。
図1(b)中のハッチング領域は、圧電基板2の主面上にダム部5を形成する領域を示している。なお、後述するマザーボードのランドパターン上にフリップチップ実装する際に使用する接続手段としての導体バンプについては、図示のように予め最上部に位置する増設接続パッド上に固着しておいてもよいし、マザーボード上の上部電極上に固定しておいてもよい。
【0009】
本発明のSAWデバイス1の特徴的な構成は、最下部の樹脂層としてのダム部5と、その上に順次積層される各樹脂層6、8、10を感光性樹脂から構成してフォトリソグラフィプロセスにより所要形状に加工する点と、機能部3を包囲する環状のダム部5Aの開口部を第1の樹脂層6によって気密封止してSAW伝搬用の気密空間Sを形成した点と、SAWチップA上にダム部及び樹脂層を順次積層形成する過程で接続パッドから上向きに増設接続パッドを順次引き出し、最上部の増設接続パッドをマザーボード上のランドパターンとバンプを介して接続するように構成した点にある。
このように本実施形態では、表面実装用の実装基板を用いないことにより薄型化を図ることができる。更に、SAWデバイス1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の開口部だけを第1の樹脂層6により気密封止したので、SAWデバイス側に予め気密空間Sを形成することが可能となり、従来のようにSAWチップ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。
更に、第1の樹脂層上に第2、第3の樹脂層を順次積層形成すると共に、接続パッド4と導通した第1、第2の増設接続パッド7、9を順次上向き且つ任意の位置に連続形成したことにより、増設接続パッドの位置を任意に調整することが可能となり、マザーボード側のランドパターンの設計変更に容易に追従することができる。そして、接続パッド4とは異なったピッチの増設接続パッドによりマザーボード上のランドパターンと整合した状態での接続を実現することが可能となる。
【0010】
更に、本発明のSAWデバイスを詳述すると次の通りである。
即ち、このSAWデバイス1では、接続パッド4の上面の少なくとも一部はダム部5及び第1の樹脂層6によって覆われてはおらず、ダム部5と第1の樹脂層6に形成した穴内に接続パッド4が位置している。更に、接続パッド4と導通し且つダム部5及び第1の樹脂層6の各縦壁5a、6aを経て第1の樹脂層6の上面にまで延在した第1の増設接続パッド7を設け、第1の増設接続パッド9の少なくとも一部を除いた露出部分、即ち第1の樹脂層7及び接続パッド4の露出部分を被覆するように第2の樹脂層8を積層し、第1の増設接続パッド7の露出した上面から第2の樹脂層8の縦壁8aを経て第2の樹脂層の上面にまで延在するように第2の増設接続パッド9を配線し、更に第2の増設接続パッド9の上面の少なくとも一部を除いて第2の樹脂層8及び第1の増設接続パッド7の露出面を被覆するように第3の樹脂層10を積層し、第3の樹脂層10に設けた穴から露出した第2の増設接続パッド9の上面にバンプ11を固定することにより製造される。
【0011】
このように樹脂積層、増設接続パッド形成等を複数回繰り返す理由は、圧電基板2上に当初形成した接続パッド4の位置が、このSAWデバイス1を搭載せんとするマザーボード上のランドパターンの間隔と合致しない場合の対応策とするためであり、接続パッド4から引き出し形成した増設接続パッドをマザーボード上のランドパターンと合致する間隔となるように配置することにより対応している。つまり、接続パッド4と導通した各増設接続パッドを利用して、マザーボード上のランドパターンと合致した間隔、配置を備えた接続パッドを自由に形成することを可能としたものである。しかも、各樹脂層、増設接続パッドの厚さは極めて薄いため、従来の如く実装基板を使用したSAWデバイスに比べて全体の厚さを大幅に低減できる。
従って、形成する樹脂層の層数は図示した実施形態の如く3層に限られる訳ではなく、2層構造(第1の樹脂層6と第2の樹脂層8と第1の増設接続パッド7のみ)であってもよいし、或いは4層以上であってもよい。例えば、4層以上の樹脂層を備えたSAWデバイスを形成する場合には、第3の樹脂層10上に順次他の樹脂層を積層すると共に、第2の増設接続パッド9上に他の増設接続パッドを順次配線し、最上部の樹脂層に形成した穴から最上部の増設接続パッドの上面が露出するように構成した上で、当該最上部の増設接続パッドの上面にバンプを固定すればよい。
図2は図1に示したSAWデバイス1をマザーボード20上に搭載した状態を示しており、マザーボード上のランドパターン上にSAWデバイス1のバンプ11を載置した状態でハンダ固定することにより実装が完了する。
【0012】
次に、図3は圧電基板ウェハを用いて本発明のSAWデバイスを製造する工程を説明するための図である。
図3(a)は圧電基板個片をシート状に連結した大面積の圧電基板ウェハ30を示しており、ウェハ30上の各個片領域上にはIDT電極、反射器等を含んだ機能部3、及び機能部3と接続された接続パッド4が形成されている。
図3(b)は、機能部3及び接続パッド4を含む圧電基板個片の主面上にダム部5を構成する第1の感光層31を形成する第1の感光層形成工程と、所要のフォトマスク40を用いて第1の感光層31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上に位置する第1の感光層31だけを除去する第1の露光、現像工程と、を示している。
第1の感光層31としては、フィルム状、或いは液状の感光性樹脂を用い、これを各圧電基板個片上に跨って被覆し、上面を平坦化する。この第1の感光層31上に添設するフォトマスク40としては、例えば機能部3と接続パッド4の上部に位置する第1の感光層31の所定部分だけを被覆し、他の部位を露出させる構造を備えたマスクを用い、露光光を照射してマスクにより被覆されていない第1の感光層部分だけを露光して感光させ、感光した部分のみを除去することにより現像を完了する。
この結果、図3(c)に示す如く、機能部3及び接続パッド4を包囲するようにダム5が均一厚に積層形成される。つまり、機能部3及び接続パッド4に対応する部分にのみ穴が形成された状態で、ダム5が均一厚に形成される。
【0013】
次いで、図3(c)に示す如く、このウェハ30上にフィルム状の感光性樹脂シートから成る第2の感光層32を密着積層してその上面を平坦化する。この結果、図3(d)の第2の感光層形成工程に示すように、ダム5(第1の感光層31)の頂面間に跨るように第1の樹脂層6が一体形成され、各機能部3上にはSAW伝搬用の各気密空間Sが形成され、接続パッド4上にも閉空間が形成される。
次いで、図3(d)中に示したフォトマスク41を用いて各接続パッド4に対応する第2の感光層32部分だけを隠蔽した状態で露光、現像を行い、各接続パッド4の直上に位置する第2の感光層32だけを除去する。このようにフォトマスク41を用いて第2の感光層32を露光した後で現像し、各接続パッド4の上方に位置する第2の感光層32だけを除去することにより、機能部3を包囲する環状のダム部5Aの開口部内を気密空間Sとするための第2の露光、現像工程が完了する。
前工程における加工の結果、図3(e)に示した如く第2の感光層32(第1の樹脂層6)に穴を形成して各接続パッド4を露出させた後で、所要のマスクを用いた蒸着、或いはメッキ等によって、各接続パッド4と夫々導通し且つ接続パッド4の露出面を環状に包囲するダム部5B及び第1の樹脂層6の各縦壁5a、6aを経て第1の樹脂層6の上面にまで延在した第1の増設接続パッド7を形成する(第1の増設接続パッド形成工程)。
【0014】
図3(f)は第2の樹脂層形成工程を示しており、この工程では第1の増設接続パッド7の少なくとも一部(上面)を除いた他の部分、ダム部5の縦壁5a、第1の樹脂層6及び接続パッド4の各露出面を夫々被覆するように第2の樹脂層8を積層する。即ち、この工程においては、接続パッド4を露出させるためにダム部5及び第1の樹脂層6に形成しておいた穴を埋め、且つ第1の樹脂層6の上面を均一厚で被覆するように第3の感光層33を積層してから、図示しないマスクを用いた露光、現像により、第1の増設接続パッド7の上面のみを露出させるように第3の感光層33に穴を形成する。この第3の感光層33は、第2の樹脂層8となる。
更に、図3(f)には第2の増設接続パッド形成工程も示されており、この工程では、第1の増設接続パッド7と導通し、且つ第1の増設パッド7の露出面を包囲する第2の樹脂層8の縦壁8aを経て第2の樹脂層8の上面にまで延在した第2の増設接続パッド9を図示しないマスクを用いた蒸着、或いはメッキ等により形成する。
この実施形態では、第2の増設接続パッド9が最終の接続パッドとなり、この第2の増設接続パッド9の形成位置を図2に示したマザーボード20上のランドパターン21のピッチ、配置と合致させるように構成する。
図3(g)には、第2の増設接続パッド9の上面の少なくとも一部を除いた他の面、第2の樹脂層8及び第1の増設接続パッド7の各露出面を夫々被覆するように第3の樹脂層10を積層する第3の樹脂層積層工程が示されている。即ち、この工程では、第4の感光層34を第2の樹脂層8上に上面が平坦となるように積層してから所要のフォトマスクを用いた露光、現像を行うことにより、第2の増設接続パッド9の上面の少なくとも一部を露出させる。
以上の工程によりウェハ30上に複数のSAWデバイス1が形成され、各個片をダイシングブレード等を用いて分割することにより、SAWデバイス個片を得ることが出来る。
【0015】
なお、上述のようにマザーボード上にこのSAWデバイスをフリップチップ実装するための導体バンプ11は、図3(g)のように最上部に位置する増設接続パッドの露出面上に固定してもよいし、マザーボード上のランドパターン上に予め設けておいても良い。
また、ダム部5上に第1及び第2の樹脂層6、8のみを積層形成した構成とする場合には、マザーボードとの接続に使用する増設接続パッドは、第1の増設接続パッド7となるし、或いは、第3、第4の増設接続パッドを順次形成して、最上部に位置する増設接続パッドを利用しても良い。
【0016】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、SAWチップの機能部を形成した主面側に、フォトリソグラフィ技術によって樹脂層、増設接続パッドを順次形成して行くので、実装基板を用いないSAWデバイスを構築することができ、SAWチップを直接マザーボード上にフェイスダウン状態で実装することを可能ならしめると共に、SAWチップの機能部を気密空間内に配置して機能部に異物が付着することを防止することにより、高い品質を維持しながら生産性を高めることができる。
また、マザーボード上のランドパターンの変更に対応するために、SAWチップ上に形成する接続パッドを任意自在に配置することができる。
即ち、請求項1及び2に記載のSAWデバイスの構造では、実装基板を用いないで薄型化を図りながら、SAWチップの機能部形成面側に順次、樹脂層、増設接続パッドを形成してゆくことにより、IDT電極と導通した接続パッドから延長形成された増設接続パッドの配置、位置を任意、且つ容易に調整することが可能となり、搭載しようとするマザーボードのランドパターンと整合性よく対応した接続状態を実現できる。
請求項3の発明によれば、SAWチップ上に積層する樹脂層の層数は4層以上であってもよい。
請求項4の発明によれば、SAWデバイスをマザーボード上にフリップチップ実装する際に使用する導体バンプは、予めSAWデバイス側に固定しておいてもよい。
請求項5の発明に係る製造方法によれば、圧電基板の一主面上にダム部と、樹脂層を順次積層形成して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デバイスを量産することが可能となる。また、ダム部及び樹脂層を形成する際にSAWチップ上の接続パッドから厚み方向へ延びる増設接続パッドを形成するようにしたので、増設接続パッドを接続パッドとは異なった任意の位置に配置することが可能となり、搭載対象となるマザーボード上のランドパターンのレイアウト変更に容易に追随した製造工程を実現できる。
請求項7の発明によれば、樹脂層の積層数を、4層以上とすることもできる。しかも、樹脂層の肉厚は圧電基板に比べて格段に薄いため、全体厚みが過大となることがない。
請求項8の発明によれば、最上部増設接続パッドの露出面に導体バンプを固定することにより、マザーボード上のランドパターンに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)(b)及び(c)は本発明の一実施形態に係るSAW(弾性表面波)デバイスの外観斜視略図、積層物を除去してSAWデバイスの機能部及びパッドを露出させた状態を示す斜視図(X−X断面図)、及び縦断面(Y−Y断面図)。
【図2】図1に示したSAWデバイスをマザーボード上に搭載した状態を示す図。
【図3】(a)乃至(g)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デバイス、2 圧電基板、3 機能部(IDT電極、反射器)、4接続パッド、5 ダム部、6 第1の樹脂層、7 第1の増設接続パッド、8第2の樹脂層、9 第2の増設接続パッド、10 第3の樹脂層、11 導体バンプ、20 マザーボード、21 ランドパターン、30 ウェハ、31 第1の感光層、32 第2の感光層、33 第3の感光層、34 第4の感光層。
【発明の属する技術分野】
本発明は、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ばかりでなく、実装基板を用いずにSAWチップを直接マザーボード上に実装することを可能にしたSAWデバイスの構造、及びそ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、タンタル酸リチウム等の圧電材料から成る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、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。
また、SAWデバイスのメーカーから購入したSAWデバイスを携帯電話機等の電子機器に組み込むアッセンブリメーカー側では、電子機器のマザーボード上にSAWデバイスを実装するため、予め使用するマザーボード上のランドパターンの配置に適合するように、実装基板底部の外部電極の配置を設定する必要があった。しかし、アッセンブリメーカー側の要求は多種多様であり、多様なランドパターンの配置に合わせた外部電極を備えた実装基板を設計し、製造していたのでは、実装基板の種類数が過剰となり、実装基板の製造手数、製造コスト、製品管理手数が増大し、生産性の低下、コストアップを避けることが困難となる。
また、上記のように従来、SAWチップを電子機器のマザーボード上に搭載する際には、必ず、マザーボード上のランドパターンの配置に適合した外部電極を備えた実装基板上にSAWチップを実装したSAWデバイスを作成し、このSAWデバイスをマザーボード上に実装していたため、実装基板の厚み分だけSAWデバイスの実装高さが大きくなるという問題があった。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、実装基板を介在させずに、SAWチップを直接マザーボード上にフェイスダウン状態で実装することを可能ならしめると共に、SAWチップの機能部を気密空間内に配置して機能部に異物が付着することを防止することにより、高い品質を維持しながら生産性を高めたSAWデバイスの構造、及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、マザーボード上のランドパターンの変更に対応するために、SAWチップ上に形成する接続パッドを任意自在に配置することを他の目的とする。
【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デバイスの構造は、圧電基板と、該圧電基板の主面上に夫々配置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第1の樹脂層と、を備え、前記第1の樹脂層は、前記機能部を環状に包囲するダム部の開口部を気密封止すると共に、前記接続パッドを環状に包囲するダム部の開口を開放状態に保持し、前記接続パッドと導通し且つ接続パッドを包囲するダム部及び前記第1の樹脂層の各縦壁を経て該第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッドと、該第1の増設接続パッドの少なくとも一部を除いた他の部分、前記ダム部、第1の樹脂層及び接続パッドの各露出面を夫々被覆するように積層された第2の樹脂層と、を備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、圧電基板と、該圧電基板の主面上に夫々配置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第1の樹脂層と、を備え、前記第1の樹脂層は、前記機能部を環状に包囲するダム部の開口部を気密封止すると共に、前記接続パッドを環状に包囲するダム部の開口を開放状態に保持し、前記接続パッドと導通し且つ接続パッドを包囲するダム部及び前記第1の樹脂層の各縦壁を経て該第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッドと、該第1の増設接続パッドの少なくとも一部を除いた他の部分、前記ダム部、第1の樹脂層及び接続パッドの各露出面を夫々被覆するように積層された第2の樹脂層と、該第1の増設接続パッドの露出した部分から該第2の樹脂層の縦壁を経て該第2の樹脂層の上面にまで延在した第2の増設接続パッドと、該第2の増設接続パッドの上面の少なくとも一部を除いた他の部分、前記第2の樹脂層及び第1の増設接続パッドの各露出面を夫々被覆するように積層された第3の樹脂層と、を備えたことを特徴とする。
表面実装用の実装基板上にSAWチップをフェイスダウンで搭載してから樹脂封止した構造のSAWデバイスの場合には、実装基板の厚み分だけ全体高さが増大するという不具合が生じる。更に、実装基板底部に設けた実装電極(外部電極)の配置、間隔を、特定のマザーボード上のランドパターンの配置に合わせて設計した場合には、当該SAWデバイスをそれ以外のマザーボードに搭載することが不可能であった。このため、ランドパターンのレイアウトが異なるマザーボードに対しては、それに適合した配置の実装電極を備えた実装基板を使用した別個のSAWデバイスを設計、製造する必要があった。これがコストアップの原因となっていた。
【0005】
請求項1、及び2の本発明では、実装基板を用いないことによる薄型化を図りながら、SAWチップの機能部形成面側に順次、樹脂層、増設接続パッドを形成してゆくことにより、IDT電極と導通した接続パッドから延長形成された増設接続パッドの配置、位置を任意、且つ容易に調整することが可能となり、搭載しようとするマザーボードのランドパターンと整合性よく対応した接続状態を実現できる。
請求項3の発明は、請求項2において、前記第3の樹脂層上に順次他の樹脂層を積層すると共に、前記第2の増設接続パッドと接続した他の増設接続パッドを順次上方に延長形成し、最上部の樹脂層に設けた穴から最上部の増設接続パッドの上面が露出するように構成したことを特徴とする。
このように、SAWチップ上に積層する樹脂層の層数は4層以上であってもよい。
請求項4の発明は、請求項1、2又は3において、前記第1の増設接続パッド、前記第2の増設接続パッド、或いは前記最上部増設接続パッドの露出面に、導体バンプを固定したことを特徴とする。
SAWデバイスをマザーボード上にフリップチップ実装する際に使用する導体バンプは、予めSAWデバイス側に固定しておいてもよい。或いは、マザーボード上に固定しておいてもよい。
【0006】
請求項5の発明は、圧電基板と、該圧電基板の主面上に夫々配置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第1の樹脂層と、を少なくとも備え、前記第1の樹脂層は、前記機能部を環状に包囲するダム部の開口部を気密封止すると共に、前記接続パッドを環状に包囲するダム部の開口を開放状態に保持したSAWデバイス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第1の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内を気密空間とする第2の露光、現像工程と、前記接続パッドと夫々導通し且つ接続パッドの露出面を包囲する前記ダム部及び前記第1の樹脂層の各縦壁を経て該第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッドを形成する第1の増設パッド形成工程と、から成ることを特徴とする。
【0007】
請求項6の発明に係るSAWデバイスの製造方法は、圧電基板と、該圧電基板の主面上に夫々配置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第1の樹脂層と、を少なくとも備え、前記第1の樹脂層は、前記機能部を環状に包囲するダム部の開口部を気密封止すると共に、前記接続パッドを環状に包囲するダム部の開口を開放状態に保持したSAWデバイス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第1の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内を気密空間とする第2の露光、現像工程と、前記接続パッドと夫々導通し且つ接続パッドの露出面を包囲する前記ダム部及び前記第1の樹脂層の各縦壁を経て該第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッドを形成する第1の増設パッド形成工程と、前記第1の増設接続パッドの少なくとも一部を除いた他の部分、前記ダム部、前記第1の樹脂層及び接続パッドの各露出面を夫々被覆するように第2の樹脂層を積層する第2の樹脂層形成工程と、前記第1の増設接続パッドと導通し、且つ該第1の増設接続パッドの露出面を包囲する前記第2の樹脂層の縦壁を経て該第2の樹脂層の上面にまで延在した第2の増設接続パッドを形成する第2の増設接続パッド形成工程と、該第2の増設接続パッドの上面の少なくとも一部を除いた他の部分、前記第2の樹脂層及び第1の増設接続パッドの各露出面を夫々被覆するように第3の樹脂層を積層する第3の樹脂層積層工程と、から成ることを特徴とする。
請求項5、6に記載の製造方法は、圧電基板の一主面上にダム部と、樹脂層を順次積層形成して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デバイスを量産することが可能となる。また、ダム部及び樹脂層を形成する際にSAWチップ上の接続パッドから厚み方向へ延びる増設接続パッドを形成するようにしたので、増設接続パッドを接続パッドとは異なった任意の位置に配置することが可能となり、搭載対象となるマザーボード上のランドパターンのレイアウト変更に容易に追随した製造工程を実現できる。
請求項7の発明は、請求項6において、前記第3の樹脂層上に順次他の樹脂層を積層すると共に、第2の増設接続パッドから延びる他の増設接続パッドを順次上方に延長形成し、最上部樹脂層に設けた穴から最上部増設接続パッドの上面を露出させる工程を更に備えたことを特徴とする。
樹脂層の積層数は、4層以上であってもよい。
請求項8の発明は、請求項5、6又は7に記載の第1の増設接続パッドの露出面、第2の増設接続パッドの露出面、或いは前記最上部増設接続パッドの露出面に導体バンプを固定する工程を更に備えたことを特徴とする。
【0008】
【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)及び(c)は本発明の一実施形態に係るSAW(弾性表面波)デバイスの外観斜視略図、積層物を除去してSAWデバイスの機能部及びパッドを露出させた状態を示す斜視図(X−X断面図)、及び縦断面(Y−Y断面図)である。
このSAWデバイス1は、水晶、タンタル酸リチウム等の圧電材料から成る圧電基板2と、圧電基板2の一主面上に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を構成するIDT電極から引き出された接続パッド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ダム部5と、該各ダム部5の頂面に積層されて機能部3を環状に包囲するダム部5Aの開口のみを気密封止する第1の樹脂層6と、各接続パッド4を環状に包囲するダム部の開口の縦壁を経て各接続パッド4から上方へ引き出した第1の増設接続パッド7と、第1の増設接続パッド7の上面の一部を除いてダム部5及び第1の樹脂層6の露出面上に積層された第2の樹脂層8と、第1の増設接続パッド7の露出面から第2の樹脂層8の縦壁及び上面にかけて上向きに配線された第2の増設接続パッド9と、第2の増設接続パッド9の上面の少なくとも一部を除いて第1の増設接続パッド7の露出面及び第2の樹脂層8の露出面に被覆された第3の樹脂層10と、第3の樹脂層10に設けた穴から露出した第2の増設接続パッド9上に固定された導体バンプ11と、を備えている。
換言すれば、圧電基板2、機能部3、及び接続パッド4はSAWチップAを構成し、ダム部5、各樹脂層6、8、10、及び各増設接続パッド7、9は積層部Bを構成しており、本発明のSAWデバイス1は、このSAWチップA上に積層部Bを形成した構成を備えている。
なお、実際には、SAWチップAの厚みに対して、積層部Bを構成する各層の合計厚みは、極めて薄いのであるが、ここでは図示説明の都合上、積層される各層の厚みを誇張して描いている。
図1(b)中のハッチング領域は、圧電基板2の主面上にダム部5を形成する領域を示している。なお、後述するマザーボードのランドパターン上にフリップチップ実装する際に使用する接続手段としての導体バンプについては、図示のように予め最上部に位置する増設接続パッド上に固着しておいてもよいし、マザーボード上の上部電極上に固定しておいてもよい。
【0009】
本発明のSAWデバイス1の特徴的な構成は、最下部の樹脂層としてのダム部5と、その上に順次積層される各樹脂層6、8、10を感光性樹脂から構成してフォトリソグラフィプロセスにより所要形状に加工する点と、機能部3を包囲する環状のダム部5Aの開口部を第1の樹脂層6によって気密封止してSAW伝搬用の気密空間Sを形成した点と、SAWチップA上にダム部及び樹脂層を順次積層形成する過程で接続パッドから上向きに増設接続パッドを順次引き出し、最上部の増設接続パッドをマザーボード上のランドパターンとバンプを介して接続するように構成した点にある。
このように本実施形態では、表面実装用の実装基板を用いないことにより薄型化を図ることができる。更に、SAWデバイス1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の開口部だけを第1の樹脂層6により気密封止したので、SAWデバイス側に予め気密空間Sを形成することが可能となり、従来のようにSAWチップ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。
更に、第1の樹脂層上に第2、第3の樹脂層を順次積層形成すると共に、接続パッド4と導通した第1、第2の増設接続パッド7、9を順次上向き且つ任意の位置に連続形成したことにより、増設接続パッドの位置を任意に調整することが可能となり、マザーボード側のランドパターンの設計変更に容易に追従することができる。そして、接続パッド4とは異なったピッチの増設接続パッドによりマザーボード上のランドパターンと整合した状態での接続を実現することが可能となる。
【0010】
更に、本発明のSAWデバイスを詳述すると次の通りである。
即ち、このSAWデバイス1では、接続パッド4の上面の少なくとも一部はダム部5及び第1の樹脂層6によって覆われてはおらず、ダム部5と第1の樹脂層6に形成した穴内に接続パッド4が位置している。更に、接続パッド4と導通し且つダム部5及び第1の樹脂層6の各縦壁5a、6aを経て第1の樹脂層6の上面にまで延在した第1の増設接続パッド7を設け、第1の増設接続パッド9の少なくとも一部を除いた露出部分、即ち第1の樹脂層7及び接続パッド4の露出部分を被覆するように第2の樹脂層8を積層し、第1の増設接続パッド7の露出した上面から第2の樹脂層8の縦壁8aを経て第2の樹脂層の上面にまで延在するように第2の増設接続パッド9を配線し、更に第2の増設接続パッド9の上面の少なくとも一部を除いて第2の樹脂層8及び第1の増設接続パッド7の露出面を被覆するように第3の樹脂層10を積層し、第3の樹脂層10に設けた穴から露出した第2の増設接続パッド9の上面にバンプ11を固定することにより製造される。
【0011】
このように樹脂積層、増設接続パッド形成等を複数回繰り返す理由は、圧電基板2上に当初形成した接続パッド4の位置が、このSAWデバイス1を搭載せんとするマザーボード上のランドパターンの間隔と合致しない場合の対応策とするためであり、接続パッド4から引き出し形成した増設接続パッドをマザーボード上のランドパターンと合致する間隔となるように配置することにより対応している。つまり、接続パッド4と導通した各増設接続パッドを利用して、マザーボード上のランドパターンと合致した間隔、配置を備えた接続パッドを自由に形成することを可能としたものである。しかも、各樹脂層、増設接続パッドの厚さは極めて薄いため、従来の如く実装基板を使用したSAWデバイスに比べて全体の厚さを大幅に低減できる。
従って、形成する樹脂層の層数は図示した実施形態の如く3層に限られる訳ではなく、2層構造(第1の樹脂層6と第2の樹脂層8と第1の増設接続パッド7のみ)であってもよいし、或いは4層以上であってもよい。例えば、4層以上の樹脂層を備えたSAWデバイスを形成する場合には、第3の樹脂層10上に順次他の樹脂層を積層すると共に、第2の増設接続パッド9上に他の増設接続パッドを順次配線し、最上部の樹脂層に形成した穴から最上部の増設接続パッドの上面が露出するように構成した上で、当該最上部の増設接続パッドの上面にバンプを固定すればよい。
図2は図1に示したSAWデバイス1をマザーボード20上に搭載した状態を示しており、マザーボード上のランドパターン上にSAWデバイス1のバンプ11を載置した状態でハンダ固定することにより実装が完了する。
【0012】
次に、図3は圧電基板ウェハを用いて本発明のSAWデバイスを製造する工程を説明するための図である。
図3(a)は圧電基板個片をシート状に連結した大面積の圧電基板ウェハ30を示しており、ウェハ30上の各個片領域上にはIDT電極、反射器等を含んだ機能部3、及び機能部3と接続された接続パッド4が形成されている。
図3(b)は、機能部3及び接続パッド4を含む圧電基板個片の主面上にダム部5を構成する第1の感光層31を形成する第1の感光層形成工程と、所要のフォトマスク40を用いて第1の感光層31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上に位置する第1の感光層31だけを除去する第1の露光、現像工程と、を示している。
第1の感光層31としては、フィルム状、或いは液状の感光性樹脂を用い、これを各圧電基板個片上に跨って被覆し、上面を平坦化する。この第1の感光層31上に添設するフォトマスク40としては、例えば機能部3と接続パッド4の上部に位置する第1の感光層31の所定部分だけを被覆し、他の部位を露出させる構造を備えたマスクを用い、露光光を照射してマスクにより被覆されていない第1の感光層部分だけを露光して感光させ、感光した部分のみを除去することにより現像を完了する。
この結果、図3(c)に示す如く、機能部3及び接続パッド4を包囲するようにダム5が均一厚に積層形成される。つまり、機能部3及び接続パッド4に対応する部分にのみ穴が形成された状態で、ダム5が均一厚に形成される。
【0013】
次いで、図3(c)に示す如く、このウェハ30上にフィルム状の感光性樹脂シートから成る第2の感光層32を密着積層してその上面を平坦化する。この結果、図3(d)の第2の感光層形成工程に示すように、ダム5(第1の感光層31)の頂面間に跨るように第1の樹脂層6が一体形成され、各機能部3上にはSAW伝搬用の各気密空間Sが形成され、接続パッド4上にも閉空間が形成される。
次いで、図3(d)中に示したフォトマスク41を用いて各接続パッド4に対応する第2の感光層32部分だけを隠蔽した状態で露光、現像を行い、各接続パッド4の直上に位置する第2の感光層32だけを除去する。このようにフォトマスク41を用いて第2の感光層32を露光した後で現像し、各接続パッド4の上方に位置する第2の感光層32だけを除去することにより、機能部3を包囲する環状のダム部5Aの開口部内を気密空間Sとするための第2の露光、現像工程が完了する。
前工程における加工の結果、図3(e)に示した如く第2の感光層32(第1の樹脂層6)に穴を形成して各接続パッド4を露出させた後で、所要のマスクを用いた蒸着、或いはメッキ等によって、各接続パッド4と夫々導通し且つ接続パッド4の露出面を環状に包囲するダム部5B及び第1の樹脂層6の各縦壁5a、6aを経て第1の樹脂層6の上面にまで延在した第1の増設接続パッド7を形成する(第1の増設接続パッド形成工程)。
【0014】
図3(f)は第2の樹脂層形成工程を示しており、この工程では第1の増設接続パッド7の少なくとも一部(上面)を除いた他の部分、ダム部5の縦壁5a、第1の樹脂層6及び接続パッド4の各露出面を夫々被覆するように第2の樹脂層8を積層する。即ち、この工程においては、接続パッド4を露出させるためにダム部5及び第1の樹脂層6に形成しておいた穴を埋め、且つ第1の樹脂層6の上面を均一厚で被覆するように第3の感光層33を積層してから、図示しないマスクを用いた露光、現像により、第1の増設接続パッド7の上面のみを露出させるように第3の感光層33に穴を形成する。この第3の感光層33は、第2の樹脂層8となる。
更に、図3(f)には第2の増設接続パッド形成工程も示されており、この工程では、第1の増設接続パッド7と導通し、且つ第1の増設パッド7の露出面を包囲する第2の樹脂層8の縦壁8aを経て第2の樹脂層8の上面にまで延在した第2の増設接続パッド9を図示しないマスクを用いた蒸着、或いはメッキ等により形成する。
この実施形態では、第2の増設接続パッド9が最終の接続パッドとなり、この第2の増設接続パッド9の形成位置を図2に示したマザーボード20上のランドパターン21のピッチ、配置と合致させるように構成する。
図3(g)には、第2の増設接続パッド9の上面の少なくとも一部を除いた他の面、第2の樹脂層8及び第1の増設接続パッド7の各露出面を夫々被覆するように第3の樹脂層10を積層する第3の樹脂層積層工程が示されている。即ち、この工程では、第4の感光層34を第2の樹脂層8上に上面が平坦となるように積層してから所要のフォトマスクを用いた露光、現像を行うことにより、第2の増設接続パッド9の上面の少なくとも一部を露出させる。
以上の工程によりウェハ30上に複数のSAWデバイス1が形成され、各個片をダイシングブレード等を用いて分割することにより、SAWデバイス個片を得ることが出来る。
【0015】
なお、上述のようにマザーボード上にこのSAWデバイスをフリップチップ実装するための導体バンプ11は、図3(g)のように最上部に位置する増設接続パッドの露出面上に固定してもよいし、マザーボード上のランドパターン上に予め設けておいても良い。
また、ダム部5上に第1及び第2の樹脂層6、8のみを積層形成した構成とする場合には、マザーボードとの接続に使用する増設接続パッドは、第1の増設接続パッド7となるし、或いは、第3、第4の増設接続パッドを順次形成して、最上部に位置する増設接続パッドを利用しても良い。
【0016】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、SAWチップの機能部を形成した主面側に、フォトリソグラフィ技術によって樹脂層、増設接続パッドを順次形成して行くので、実装基板を用いないSAWデバイスを構築することができ、SAWチップを直接マザーボード上にフェイスダウン状態で実装することを可能ならしめると共に、SAWチップの機能部を気密空間内に配置して機能部に異物が付着することを防止することにより、高い品質を維持しながら生産性を高めることができる。
また、マザーボード上のランドパターンの変更に対応するために、SAWチップ上に形成する接続パッドを任意自在に配置することができる。
即ち、請求項1及び2に記載のSAWデバイスの構造では、実装基板を用いないで薄型化を図りながら、SAWチップの機能部形成面側に順次、樹脂層、増設接続パッドを形成してゆくことにより、IDT電極と導通した接続パッドから延長形成された増設接続パッドの配置、位置を任意、且つ容易に調整することが可能となり、搭載しようとするマザーボードのランドパターンと整合性よく対応した接続状態を実現できる。
請求項3の発明によれば、SAWチップ上に積層する樹脂層の層数は4層以上であってもよい。
請求項4の発明によれば、SAWデバイスをマザーボード上にフリップチップ実装する際に使用する導体バンプは、予めSAWデバイス側に固定しておいてもよい。
請求項5の発明に係る製造方法によれば、圧電基板の一主面上にダム部と、樹脂層を順次積層形成して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デバイスを量産することが可能となる。また、ダム部及び樹脂層を形成する際にSAWチップ上の接続パッドから厚み方向へ延びる増設接続パッドを形成するようにしたので、増設接続パッドを接続パッドとは異なった任意の位置に配置することが可能となり、搭載対象となるマザーボード上のランドパターンのレイアウト変更に容易に追随した製造工程を実現できる。
請求項7の発明によれば、樹脂層の積層数を、4層以上とすることもできる。しかも、樹脂層の肉厚は圧電基板に比べて格段に薄いため、全体厚みが過大となることがない。
請求項8の発明によれば、最上部増設接続パッドの露出面に導体バンプを固定することにより、マザーボード上のランドパターンに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)(b)及び(c)は本発明の一実施形態に係るSAW(弾性表面波)デバイスの外観斜視略図、積層物を除去してSAWデバイスの機能部及びパッドを露出させた状態を示す斜視図(X−X断面図)、及び縦断面(Y−Y断面図)。
【図2】図1に示したSAWデバイスをマザーボード上に搭載した状態を示す図。
【図3】(a)乃至(g)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デバイス、2 圧電基板、3 機能部(IDT電極、反射器)、4接続パッド、5 ダム部、6 第1の樹脂層、7 第1の増設接続パッド、8第2の樹脂層、9 第2の増設接続パッド、10 第3の樹脂層、11 導体バンプ、20 マザーボード、21 ランドパターン、30 ウェハ、31 第1の感光層、32 第2の感光層、33 第3の感光層、34 第4の感光層。
Claims (8)
- 圧電基板と、該圧電基板の主面上に夫々配置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第1の樹脂層と、を備え、
前記第1の樹脂層は、前記機能部を環状に包囲するダム部の開口部を気密封止すると共に、前記接続パッドを環状に包囲するダム部の開口を開放状態に保持し、
前記接続パッドと導通し且つ接続パッドを包囲するダム部及び前記第1の樹脂層の各縦壁を経て該第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッドと、該第1の増設接続パッドの少なくとも一部を除いた他の部分、前記ダム部、第1の樹脂層及び接続パッドの各露出面を夫々被覆するように積層された第2の樹脂層と、を備えたことを特徴とするSAWデバイスの構造。 - 圧電基板と、該圧電基板の主面上に夫々配置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第1の樹脂層と、を備え、
前記第1の樹脂層は、前記機能部を環状に包囲するダム部の開口部を気密封止すると共に、前記接続パッドを環状に包囲するダム部の開口を開放状態に保持し、
前記接続パッドと導通し且つ接続パッドを包囲するダム部及び前記第1の樹脂層の各縦壁を経て該第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッドと、該第1の増設接続パッドの少なくとも一部を除いた他の部分、前記ダム部、第1の樹脂層及び接続パッドの各露出面を夫々被覆するように積層された第2の樹脂層と、該第1の増設接続パッドの露出した部分から該第2の樹脂層の縦壁を経て該第2の樹脂層の上面にまで延在した第2の増設接続パッドと、該第2の増設接続パッドの上面の少なくとも一部を除いた他の部分、前記第2の樹脂層及び第1の増設接続パッドの各露出面を夫々被覆するように積層された第3の樹脂層と、を備えたことを特徴とするSAWデバイスの構造。 - 前記第3の樹脂層上に順次他の樹脂層を積層すると共に、前記第2の増設接続パッドと接続した他の増設接続パッドを順次上方に延長形成し、最上部の樹脂層に設けた穴から最上部の増設接続パッドの上面が露出するように構成したことを特徴とする請求項2に記載のSAWデバイスの構造。
- 前記第1の増設接続パッド、前記第2の増設接続パッド、或いは前記最上部増設接続パッドの露出面に、導体バンプを固定したことを特徴とする請求項1、2又は3に記載のSAWデバイスの構造。
- 圧電基板と、該圧電基板の主面上に夫々配置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第1の樹脂層と、を少なくとも備え、
前記第1の樹脂層は、前記機能部を環状に包囲するダム部の開口部を気密封止すると共に、前記接続パッドを環状に包囲するダム部の開口を開放状態に保持したSAWデバイス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第1の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内を気密空間とする第2の露光、現像工程と、
前記接続パッドと夫々導通し且つ接続パッドの露出面を包囲する前記ダム部及び前記第1の樹脂層の各縦壁を経て該第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッドを形成する第1の増設パッド形成工程と、
から成ることを特徴とするSAWデバイスの製造方法。 - 圧電基板と、該圧電基板の主面上に夫々配置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第1の樹脂層と、を少なくとも備え、
前記第1の樹脂層は、前記機能部を環状に包囲するダム部の開口部を気密封止すると共に、前記接続パッドを環状に包囲するダム部の開口を開放状態に保持したSAWデバイス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第1の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内を気密空間とする第2の露光、現像工程と、
前記接続パッドと夫々導通し且つ接続パッドの露出面を包囲する前記ダム部及び前記第1の樹脂層の各縦壁を経て該第1の樹脂層の上面にまで延在した第1の増設接続パッドを形成する第1の増設パッド形成工程と、
前記第1の増設接続パッドの少なくとも一部を除いた他の部分、前記ダム部、前記第1の樹脂層及び接続パッドの各露出面を夫々被覆するように第2の樹脂層を積層する第2の樹脂層形成工程と、
前記第1の増設接続パッドと導通し、且つ該第1の増設接続パッドの露出面を包囲する前記第2の樹脂層の縦壁を経て該第2の樹脂層の上面にまで延在した第2の増設接続パッドを形成する第2の増設接続パッド形成工程と、
該第2の増設接続パッドの上面の少なくとも一部を除いた他の部分、前記第2の樹脂層及び第1の増設接続パッドの各露出面を夫々被覆するように第3の樹脂層を積層する第3の樹脂層積層工程と、
から成ることを特徴とするSAWデバイスの製造方法。 - 前記第3の樹脂層上に順次他の樹脂層を積層すると共に、第2の増設接続パッドから延びる他の増設接続パッドを順次上方に延長形成し、最上部樹脂層に設けた穴から最上部増設接続パッドの上面を露出させる工程を更に備えたことを特徴とする請求項6に記載のSAWデバイスの製造方法。
- 請求項5、6又は7に記載の第1の増設接続パッドの露出面、第2の増設接続パッドの露出面、或いは前記最上部増設接続パッドの露出面に導体バンプを固定する工程を更に備えたことを特徴とするSAWデバイスの製造方法。
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