JP2004312636A - Surface acoustic wave device and its manufacturing method - Google Patents

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JP2004312636A JP2003106853A JP2003106853A JP2004312636A JP 2004312636 A JP2004312636 A JP 2004312636A JP 2003106853 A JP2003106853 A JP 2003106853A JP 2003106853 A JP2003106853 A JP 2003106853A JP 2004312636 A JP2004312636 A JP 2004312636A
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Sei Gunchi
聖 郡池
Yuji Ikeda
雄二 池田
Susumu Yamamoto
進 山本
Naoyuki Mishima
直之 三島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface acoustic wave (SAW) device small in size and high in airtightness, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: A cap for sealing a SAW element 30 is composed of a metal cap 40. The metal cap 40 includes a flange 41 in its adhesive portion, which is adhered to a wiring board 10 by glass or metal wax or an adhesives. An inner dimension of the metal cap 40 is made larger than the SAW element 40 within 150μm in a cross section A-A'. Besides, four corners of an inner surface of the metal cap 40 in the same cross section are rounded within a diameter 75μm. Further, a corner formed from an upper surface and a side surface in the same inner surface is rounded within 50μm. Moreover, an angle formed of the upper surface and the side surface in the same inner surface is made larger than 90°and smaller than or equal to 102°. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波デバイス及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子機器の小型化及び高性能化に伴い、これに搭載された電子部品にも小型化及び高性能化が要求されている。特に、電波を送信又は受信する電子機器における例えば送信用バンドパスフィルタ,受信用バンドパスフィルタ,アンテナ共用器,中間周波フィルタ又はFM変調器等として使用される弾性表面波(Surface Acoustic Wave:以下、SAWと略す)デバイスは、不要な信号を抑圧する目的で広く携帯電話機等における高周波(RF)部に使用されているが、携帯電話機等の急速な小型化及び高性能化に伴い、パッケージを含めて低背であって全体的な小型化及び高性能化が要求されている。加えて、SAWデバイスの用途の拡大からその需要が急速に増加したことに伴い、製造コストの削減も重要な要素となってきた。
【0003】
従来では、一般にSAWデバイスにおいて気密構造の面実装構造を実現する場合には、以下に例示する特許文献1が開示するようなセラミックスを用いたパッケージ構造が使用される場合が多い。ここで、特許文献1に開示されたSAWデバイスの構成を、図1を用いて説明する。
【0004】
図1(a)に示すように、従来では、金属バンプ111を介してSAW素子(SAWデバイスチップともいう)110とパッケージ配線106とが電気的且つ機械的に接続されたフリップチップ実装構造を有するSAWデバイス100のパッケージ構造が開示されている。このような構成において、SAWデバイス100ではセラミックス等を積層した枠体103付きのパッケージ内部にSAW素子110を金属バンプ111を介してフリップチップ接合し、金属キャップ105を被せ、金(Au)・錫(Sn)などのロウ材104を用いて気密封止する場合が多い。この場合、セラミックス等の枠体103は、その封止特性を維持するために、350μm程度の幅をもたせることが多い。一方、図1(b)には、平板構造のセラミックスなどで構成された配線基板201に金属キャップ202を被せ、Au・Snなどのロウ材204若しくは接着剤で気密封止したパッケージ構造が提案されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平4−170811号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したようにセラミックスを用いた場合、気密性を向上させるために、キャップやその他のパッケージを比較的厚く構成する必要がある。このため、SAWデバイスの小型化が制限されてしまうという問題が存在する。
【0007】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、小型で且つ気密性の高い弾性表面波デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、請求項1記載のように、圧電基板上に形成された櫛形電極を有する弾性表面波素子と、該弾性表面波素子を搭載する絶縁性基板と、該弾性表面波素子を気密封止するための金属キャップとを有する弾性表面波デバイスにおいて、前記弾性表面波素子における前記絶縁性基板と反対側の面を含む断面における前記金属キャップの内寸法が前記弾性表面波素子の寸法よりも150μm以内に大きい構成を有する。金属製のキャップは、セラミックス製や樹脂製のキャップと比較して非常に薄く作成することが可能である。そこで、金属キャップの内側(キャビティともいう)の大きさを弾性表面波素子の大きさよりも最大でも150μm以内に大きい構成とすることで、薄いキャップを使用するというメリットを十分に活かし、弾性表面波デバイスをより小型化することが可能となる。また、金属は一般的に負荷や熱による変形に強く且つ高密度の固体構造でもあるため、これをキャップに適用することで、より気密性を高められる。更に、金属は加工が容易で且つセラミックスや樹脂等と比較してSAW素子との干渉を避けるための細かな形状を精度良く実現することができ、SAW素子に対してキャップの搭載位置をセルフアライメントされる構成とすることができるため、弾性表面波デバイスの製造がし易く且つ封止時に弾性表面波素子を破損する恐れも軽減することができ、製造方法が容易化できる。
【0009】
また、請求項1記載の前記弾性表面波デバイスは、好ましくは請求項2記載のように、前記断面における前記金属キャップの内面の4隅が径75μm以内の丸みを有するように構成される。金属キャップ内面のコーナに丸みを小さくすることにより、金属キャップのキャビティにおけるデッドスペースを抑えることが可能となり、弾性表面波デバイスの大型化を防止することができる。
【0010】
また、請求項1記載の前記弾性表面波デバイスは、好ましくは請求項3記載のように、前記金属キャップの内面における上面と側面とで形成されるコーナ部が径50μm以内の丸みを有するように構成される。金属キャップ内面上部の4辺に丸みを小さくすることにより、弾性表面波素子に対して金属キャップを最大限に低背化させ、小型化させた場合でも、接着時に弾性表面波素子を破損することなく、接着位置がセルフアライメントされる構成とすることができる。更に、この丸みの径を50μm以内とすることで、金属キャップのキャビティにおけるデッドスペースを抑えることが可能となり、弾性表面波デバイスの大型化を防止することができる。
【0011】
また、請求項1記載の前記弾性表面波デバイスは、好ましくは請求項4記載のように、前記金属キャップの内面における上面と側面とのなす角が90°より大きく102°以下であるように構成される。金属キャップの内面における上面と側面とのなす角を鈍角、即ちテーパ角を持たせることで、接着時に弾性表面波素子を破損することなく、接着位置がセルフアライメントされる構成とすることができる。
【0012】
また、請求項1記載の前記弾性表面波デバイスは、好ましくは請求項5記載のように、前記金属キャップの前記絶縁性基板との接続部にフランジ部を有して構成される。フランジ部を有することで、絶縁性基板との接着面が大きくなるため、接着力が上昇し、気密性が向上する。
【0013】
また、請求項5記載の前記弾性表面波デバイスは、例えば請求項6記載のように、前記フランジ部と前記絶縁性基板とがガラス又は金属製のロウ材又は接着剤により接着されてもよい。
【0014】
また、本発明は、請求項7記載のように、圧電基板上に形成された櫛形電極を有する弾性表面波素子と、該弾性表面波素子を搭載する絶縁性基板と、該弾性表面波素子を気密封止するための金属キャップとを有する弾性表面波デバイスを製造するための製造方法において、前記絶縁性基板上に前記弾性表面波素子を実装する第1の工程と、前記絶縁性基板上に実装した前記弾性表面波素子を、前記弾性表面波素子における前記絶縁性基板と反対側の面を含む断面における内寸法が前記弾性表面波素子の寸法よりも150μm以内に大きい前記金属キャップで封止する第2の工程とを有して構成される。金属製のキャップは、セラミックス製や樹脂製のキャップと比較して非常に薄く作成することが可能である。そこで、金属キャップの内側(キャビティともいう)の大きさを弾性表面波素子の大きさよりも最大でも150μm以内に大きい構成とすることで、薄いキャップを使用するというメリットを十分に活かし、小型化された弾性表面波デバイスを製造することが可能となる。また、金属は一般的に負荷や熱による変形に強く且つ高密度の固体構造でもあるため、これをキャップに適用することで、より気密性を高められる。更に、金属は加工が容易で且つセラミックスや樹脂等と比較してSAW素子との干渉を避けるための細かな形状を精度良く実現することができ、SAW素子に対してキャップの搭載位置をセルフアライメントされる構成とすることができるため、弾性表面波デバイスの製造がし易く且つ封止時に弾性表面波素子を破損する恐れも軽減することができ、製造方法が容易化できる。
【0015】
また、請求項7記載の前記第2の工程は、好ましくは請求項8記載のように、前記断面における内面の4隅が径75μm以内の丸みを有する前記金属キャップで前記弾性表面波素子を封止するように構成される。金属キャップ内面のコーナに丸みを小さくすることにより、接着時に弾性表面波素子を破損することなく、接着位置がセルフアライメントされる構成とすることができるため、金属キャップのキャビティにおけるデッドスペースを抑えることが可能となり、大型化が防止された弾性表面波デバイスを製造することができる。
【0016】
また、請求項7記載の前記第2の工程は、好ましくは請求項9記載のように、内面における上面と側面とで形成されるコーナ部が径50μm以内の丸みを有する前記金属キャップで前記弾性表面波素子を封止するように構成される。金属キャップ内面上部の4辺に丸みを小さくすることにより、弾性表面波素子に対して金属キャップを最大限に低背化させ、小型化させた場合でも、接着時に弾性表面波素子を破損することなく、接着位置がセルフアライメントされる構成とすることができるため、製造方法が容易化される。更に、この丸みの径を50μm以内とすることで、金属キャップのキャビティにおけるデッドスペースを抑えることが可能となり、大型化が防止された弾性表面波デバイスを製造することができる。
【0017】
また、請求項7記載の前記第2の工程は、好ましくは請求項10記載のように、内面における上面と側面とのなす角が90°より大きく102°以下である前記金属キャップで前記弾性表面波素子を封止するように構成される。金属キャップ内面における上面と側面とのなす角を鈍角、即ちテーパ角を持たせることで、接着時に弾性表面波素子を破損することなく、接着位置がセルフアライメントされる構成とすることができるため、製造方法が容易化される。
【0018】
また、請求項7記載の前記第2の工程は、好ましくは請求項11記載のように、前記絶縁性基板との接続部にフランジ部を有する前記金属キャップで前記弾性表面波素子を封止するように構成される。フランジ部を有する金属キャップを用いることで、絶縁性基板との接着面が大きくなるため、接着力が上昇し、気密性が向上する。
【0019】
また、請求項11記載の前記第2の工程は、例えば請求項12記載のように、前記フランジ部と前記絶縁性基板とをガラス又は金属製のロウ材又は接着剤により接着するように構成してもよい。
【0020】
また、請求項7記載の前記製造方法は、好ましくは請求項13記載のように、前記絶縁性基板が前記弾性表面波素子が実装される領域が2次元配列された多面取り構造を有し、前記弾性表面波素子が実装された前記領域を個々に個片化する第3の工程を有するように構成される。多面取り構造の基板を用いることで、一度に複数の弾性表面波デバイスを製造することができるため、1つの弾性表面波デバイスを製造するために要する手間やコストを削減することができ、安価な弾性表面波デバイスを実現することができる。
【0021】
また、請求項7記載の前記第1の工程は、好ましくは請求項14記載のように、前記弾性表面波素子を前記絶縁性基板上に前記櫛形電極が形成された面を向かい合わせた状態でフリップチップ実装するように構成される。弾性表面波素子をいわゆるフェイスダウン状態で実装した構成とすることで、弾性表面波デバイスを更に小型化することが可能となる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好適に実施した形態について図を参照して説明する。図2は本実施形態による弾性表面波(SAW)デバイス1の構成を示す図である。尚、(a)はSAWデバイス1の断面図であり、(b)は(a)のA−A’断面図である。
【0023】
図2(a)に示すように、SAWデバイス1は、圧電基板の一方の主面(これを第1の主面とする)に櫛形電極及びこれと電気的に接続された配線パターン及び電極パッドが形成されたSAW素子30と、SAW素子30がバンプ20によりフェイスダウン状態でボンディングされた配線基板10と、SAW素子30を封止する金属キャップ40とを有して構成されている。尚、金属キャップ40は金・錫(以下、AuSnという)やはんだ等のロウ材50やフリットガラスや樹脂等の接着剤などで配線基板10に接着される。これにより、従来用いられていたようなセラミック製のキャップと比較して非常に薄く加工することが可能となり、結果としてSAWデバイス1を小型化することが可能となる。また、薄く加工した場合でも、SAW素子30の気密性が低下することもない。
【0024】
配線基板10は絶縁性基板、例えば単一のセラミック基板に配線パターンが形成された平板、又は所定の配線パターンが形成された複数のセラミック基板が積層された平板で構成されている。SAW素子30は、配線基板10の電極パッドが形成されたダイアタッチ面に第1の主面が向き合う状態、いわゆるフェイスダウン状態でフリップチップ実装される。この際、SAW素子30における電極パッドとダイアタッチ面における電極パッドとは、金属製のバンプ20により接続される。これにより、SAW素子30が配線基板10に電気的に接続され、且つ機械的に固定される。
【0025】
また、図2(b)は(a)のA−A’断面を切り開いてSAWデバイス1を見下ろした状態を図示したものである。図2(b)においてキャップ30は、断面と最外周部が見える状態として図示される。
【0026】
A−A’断面において、SAW素子30の長辺の長さをLs,金属キャップ40の内側(キャビティともいう)の長辺の長さをLcとすると、本実施形態では、Lcが以下の式1を満足する範囲に構成する。即ち、Lcを150μm以内の範囲でSAW素子30よりも大きくする。
Ls≦Lc≦Ls+150μm …(式1)
【0027】
また同様に、A−A’断面におけるSAW素子30の短辺の長さも金属キャップ40の内側の短辺の長さよりも150μm以内の範囲で大きくする。このように本実施形態では、金属キャップ40のマージン(クリアランスともいう)を150μm以内の範囲で大きくとる、即ち、SAW素子30における配線基板10と反対側の面(第1の主面と反対側の主面:これを第2の主面とする)を含む断面(A−A’断面に相当)における金属キャップ40の内寸法をSAW素子30の寸法よりも150μm以内に大きくすることで、製造に要する精度が極端に上昇することを回避しつつ、SAW素子30を収容するためのキャビティにおける余分なスペースを最小限に抑えることが可能である。
【0028】
次に、A−A’断面における金属キャップ40の内側の4つのコーナに関して以下に説明する。図3(a)は、金属キャップ40の内側のコーナの1つを拡大した図である。図3(a)に示すように、本実施形態では、金属キャップ40の内側のコーナに径R1の丸みを小さくすることにより、金属キャップ40をSAW素子30に被せる際に、SAW素子との干渉を避けることができSAW素子30を傷つけることなく、位置をセルフアライメントさせることが可能となる。また、径R1を例えば金属キャップ40のSAW素子30に対するマージンとした150μmの半分、即ち75μm以下とすることで、金属キャップ40の大型化を抑制しつつセルフアライメント可能な構成とすることが可能となる。
【0029】
また、金属キャップ40の内側上面における4辺、即ち金属キャップ40の側壁(テーパ42)と上壁43とで形成されたコーナは、図3(b)に示すように、径R2の丸みを有している。この丸みを小さくすることにより、弾性表面波素子に対して金属キャップを最大限に低背化させ、小型化させた場合でも、金属キャップ40をSAW素子30に被せる際に、SAW素子30を傷つけることなく、位置をセルフアライメントさせることが可能となる。また、径R2を例えば50μm以下とすることで、金属キャップ40の大型化を抑制しつつセルフアライメント可能な構成とすることが可能となる。
【0030】
また、本実施形態では図3(b)に示すように、テーパ42と配線基板10(又は上壁43)とが所定の角度θ1を有するように構成するとよい。これにより、金属キャップ40をSAW素子30に被せる際に、金属キャップ40がセルフアライメントにより位置決めされるように構成することが可能となる。また、この角度θ1を例えば12°以内とする、換言すれば、金属キャップ40の内面における上面と側面とのなす角を90°より大きく102°以下とすることで、金属キャップ40の大型化を抑制しつつセルフアライメント可能な構成とすることが可能となる。
【0031】
更に、金属キャップ40には、図2(a)及び(b)に示すように、フランジ41が設けられており、ロウ材50による配線基板10との接着がより強固となるように構成されている。
【0032】
以上のような構成を有することにより、本実施形態では、図4(a)から(c)に示すように、金属キャップ40を接着した際、これがSAW素子30に対する所定の位置からずれ、例えばSAW素子30と接触したとしても、SAW素子30を破損することなく、予め考慮しておいたマージンの範囲内における所定の位置にセルフアライメントされる。尚、図4は金属キャップ40が最大にずれた場合のSAW素子30と金属キャップ40との相対的な位置関係を示し、(a)又は(b)は金属キャップ40又はSAW素子30が図面中上下方向又は左右方向にずれて接着された場合の例を示し、図4(c)は金属キャップ40(又はSAW素子30であってもよい)が所定の位置より回転して接着された場合を示している。
【0033】
また、本実施形態によるSAWデバイス1の具体的な寸法の例を以下に説明する。本具体例では、A−A’断面において、SAW素子30の寸法を長辺の長さ(Ls)1.35mm,短辺の長さ0.85mm,厚み0.25mmとし、金属キャップ40の内側の寸法を長辺の長さ(Lc)1.50mm,短辺の長さ1.00mmとした。即ち、A−A’断面における金属キャップ40のSAW素子30に対するマージンを周囲全体において75μmずつとした。また、金属キャップ40の内側の4隅のコーナの径R1を50μmとし、金属キャップ40の4辺のコーナの径R2を50μmとした。更に、金属キャップ40の底部(配線基板10と接着される側)の外側の寸法を長辺の長さを1.80mm,短辺の長さを1.30mmとし、金属キャップ40の底部の内側の寸法を長辺の長さを1.60mm,短辺の長さを1.10mmとし、内側の上壁43の高さを0.32mmとした。即ち、テーパ42と上壁43とのなす角θ1を約10.5°とした。更にまた、配線基板10の寸法をA−A’断面と平行な面において長辺の長さ2.00mm,短辺の長さ1.50mmとし、金属キャップ40の厚さを0.05mmとした。
【0034】
以上のように構成した場合において、金属キャップ40のずれにより金属キャップ40底部位置の最大エリアはA−A’断面のSAW素子30と金属キャップ40との間に設けられたクリアランス±0.075mmで決まる。すなわち金属キャップ40底部位置の有効エリアは長辺方向において1.95mm,短辺方向において1.55mmとなる。配線基板10の大きさは長辺の長さが2.00mm,短辺の長さが1.50mmであるから、金属キャップ40の最外周とのクリアランスは±0.025mm残されている。
【0035】
以上のように、金属キャップ40のA−A’断面の内側のコーナのR1の寸法を50μmとしたが、許容される金属キャップ40のずれに対するクリアランスが±75μm以内であれば、SAW素子30が一度に2箇所以上接することはないので、キャップ挿入時にチップを破損することもない。但し、上記した寸法は本実施形態によるSAWデバイス1の具体的な一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変形することが可能である。
【0036】
また、他の具体的な構成例としては、A−A’断面において、金属キャップ40の内側の寸法を長辺の長さ(Lc)を1.45mm,短辺の長さを0.95mmとすることもできる。即ち、A−A’断面における金属キャップ40のSAW素子30に対するマージンを100μmずつとした。また、金属キャップ40の底部(配線基板10と接着される側)の外側の寸法を長辺の長さを1.75mm,短辺の長さを1.25mmとし、金属キャップ40の底部の内側の寸法を長辺の長さを1.55mm,短辺の長さを1.05mmとし、内側の上壁43の高さを0.32mmとした。即ち、テーパ42と上壁43とのなす角θ1を10.5°程度とした。尚、他の構成は上記した具体例と同様である。
【0037】
このような具体的構成とすることで、A−A’断面のSAW素子30と金属キャップ40との間に設けられたクリアランスが±0.05mmとなるため、発生しうる金属キャップ40の最大ずれ巾が±0.05mmとなる。この時、金属キャップ40底部位置の有効エリアは長辺方向において1.85mm,短辺方向において1.35mmとなる。このため、配線基板寸法を長辺の長さが1.90mm,短辺の長さが1.40mmとなるまで縮小しても、金属キャップ40の最外周とのクリアランスはまだ±0.025mm残されているため、パッケージの更なる小型化を図ることができる。
【0038】
但し、金属キャップ40の内部上部4辺のR2寸法はその値が大きければ、SAW素子30のA−A’断面における端部にそのコーナが接する可能性がある。このため、そのR2の寸法の値及び金属キャップ40の厚みの合計分だけSAW素子30の上面(A−A’)部よりも金属キャップ40の高さを高くする必要がある。しかしながら、近年のSAWデバイスはパッケージの低背化も強く要求されている。そこで本実施形態では、金属キャップ40の高さを極力押さえるために、内部上部4辺のR2寸法を金属キャップ40の厚み程度である50μm以内に押さえる。これにより、金属キャップ40の高さをSAW素子30の上面から100μm以内に押さえることが可能になり、SAWデバイス1の大型化が抑制される。
【0039】
また、金属キャップ40は、しぼり加工により成型することが可能である。この際、金属キャップ40の側内壁のコーナの径R1を除くテーパ42の配線基板10に対する角度(以下、テーパ角という)を、上述したように、12°以内とすることにより、金属キャップ40のA−A’断面における内寸よりも底部をおおよそ100μm程度以内に広げることができ、金属キャップ40の装着時にSAW素子30との干渉を避けることが容易になる。
【0040】
更に、本実施形態において金属キャップ40には、底部、即ち配線基板10との接着部分にフランジ41を有している。このフランジ41の巾は、金属キャップ40の側内壁のコーナの径R1を除くテーパ角を12°設けた場合でも、おおよそ100μm確保できるため、金錫(AuSn)やはんだやフリットガラス等のロウ材や接着剤等を用いた金属キャップ40と配線基板10との接着巾をおおよそ100μm確保することができ、安定した気密封止を行うことが可能となる。
【0041】
尚、以上におけるSAWデバイス1の説明では、完成品1個のみの構造を例に挙げた。但し、SAWデバイス1の製造過程では、上記した構成に限定されず、例えば複数の回路基板10が2次元配列された多面取り構成の基板(これを以下ベース基板という)を用いてもよい。これにより、一度に複数のSAWデバイス1を作成することができ、製造コストを削減することが可能となる。以下、このような多面取り構成のベース基板を用いたSAWデバイス1の製造方法を図5から図6を用いて詳細に説明する。
【0042】
まず、図5(a)に示すように、配線基板10が2次元配列された多面取り構造のベース基板10A上に、SAW素子30をバンプ20によりフェイスダウン状態でフリップチップ実装する。この際、ベース基板10Aにおける個々の配線基板10の領域には、SAW素子30と電気的及び機械的に接続するための電極パターン(配線パターンも含む)11及び金属キャップ40を接着するためのロウ材50が形成されている。
【0043】
次に、図5(b)に示すように、実装したSAW素子30を金属キャップ40により封止し、これらを加熱及び加圧することでロウ材50を一時融解させ、両者を接着する(図5(c)参照)。但し、図5(d)及び(e)に示すように、金属キャップ40を接着した後、接着部分にAu・Sn等の金属材料のシート51を加熱・加圧することで付着させてもよい。これにより、SAWデバイス1の封止状態を向上させることが可能となる。
【0044】
このように、個々のSAW素子30を金属キャップ40で封止すると、次に図6(a)に示すように、ベース基板10AをUV(紫外線)フィルム60上に載置し、これをリング状のフレーム61で保持した後、ベース基板10Aを例えば回転切削刃(ダイシングブレードともいう)62でSAWデバイス1に個片化する(図6(b)参照)。但し、このほかにも例えばレーザビーム等を用いて、個々のSAWデバイス1に個片化してもよい。
【0045】
その後、UVフィルム60側からベース基板10Aに紫外線を照射し、UVフィルム60を軟化させることで基板の取り扱いを容易化した後に(図6(c)参照)、ベース基板10AをUVフィルム60から取り出すことにより個々のSAWデバイス1に個片化する(図6(d)参照)。
【0046】
以上説明したように構成することで、本実施形態では、容易に製造することができる小型化されたSAWデバイスが実現できる。尚、このような構造のパッケージは、上述のSAWデバイスに限定されることなく、フリップチップ接合により実装される電子部品であれば同様に適用することが可能である。また、上記した実施形態では1つのSAW素子30で構成されたSAWデバイス1を例に挙げて説明したが、本発明ではこれに限定されず、複数個のSAW素子が組み込まれた例えばデュプレクサ等の電子部品に対しても同様に適用することが可能である。この場合、複数チップの搭載されているエリアの最外周部を1つのチップに想定して置き換えることにより、容易に適用が可能である。
【0047】
また、以上で説明した実施形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、小型で且つ気密性の高い弾性表面波デバイス及びその製造方法が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のSAWデバイスの構成を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施形態によるSAWデバイス1の構成を示す図であり、(a)はその断面図であり、(b)は(a)のA−A’断面図である。
【図3】(a)は図2(a)のA−A’断面における金属キャップ40内側のコーナを拡大した図であり、(b)は金属キャップ40の内側上面における4辺の側壁(テーパ42)と上壁43とで形成されたコーナを拡大した図である。
【図4】金属キャップ40を接着した際の金属キャップ40とSAW素子30との位置関係を示すためのA−A’断面図である。
【図5】本発明の一実施形態によるSAWデバイス1の製造方法を説明するためのプロセス図である(1)。
【図6】本発明の一実施形態によるSAWデバイス1の製造方法を説明するためのプロセス図である(2)。
【符号の説明】
1 SAWデバイス
10 配線基板
11 電極パターン
10A ベース基板
20 バンプ
30 SAW素子
40 金属キャップ
41 フランジ
42 テーパ
50 ロウ材
51 シート
60 UVフィルム
61 フレーム
62 回転切削刃
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface acoustic wave device and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as electronic devices become smaller and have higher performance, electronic components mounted thereon have also been required to be smaller and have higher performance. Particularly, a surface acoustic wave (Surface Acoustic Wave) used as, for example, a transmission band-pass filter, a reception band-pass filter, an antenna duplexer, an intermediate frequency filter, or an FM modulator in an electronic device that transmits or receives radio waves. Devices (abbreviated as SAW) are widely used in high-frequency (RF) sections of mobile phones and the like for the purpose of suppressing unnecessary signals. It is required to have a low profile, a small size and a high performance. In addition, as the demand for SAW devices has rapidly increased due to expansion of applications, reduction of manufacturing costs has become an important factor.
[0003]
Conventionally, in general, when realizing an airtight surface mount structure in a SAW device, a package structure using ceramics as disclosed in Patent Document 1 exemplified below is often used. Here, the configuration of the SAW device disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.
[0004]
As shown in FIG. 1A, conventionally, a flip chip mounting structure in which a SAW element (also referred to as a SAW device chip) 110 and a package wiring 106 are electrically and mechanically connected via a metal bump 111 is provided. A package structure of the SAW device 100 is disclosed. In such a configuration, in the SAW device 100, the SAW element 110 is flip-chip bonded via a metal bump 111 to the inside of a package having a frame 103 in which ceramics or the like are stacked, a metal cap 105 is covered, and gold (Au) In many cases, hermetic sealing is performed using a brazing material 104 such as (Sn). In this case, the frame 103 made of ceramics or the like often has a width of about 350 μm in order to maintain the sealing characteristics. On the other hand, FIG. 1B proposes a package structure in which a metal cap 202 is placed on a wiring board 201 made of a ceramic having a flat plate structure or the like, and hermetically sealed with a brazing material 204 such as Au or Sn or an adhesive. ing.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-4-170811
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when ceramics are used as described above, it is necessary to make caps and other packages relatively thick in order to improve airtightness. Therefore, there is a problem that miniaturization of the SAW device is limited.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and has as its object to provide a small and highly airtight surface acoustic wave device and a method of manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve this object, the present invention provides a surface acoustic wave device having a comb-shaped electrode formed on a piezoelectric substrate, an insulating substrate on which the surface acoustic wave device is mounted, In a surface acoustic wave device having a metal cap for hermetically sealing the surface acoustic wave element, an inner dimension of the metal cap in a cross section including a surface of the surface acoustic wave element opposite to the insulating substrate is the same. It has a configuration that is larger than the size of the surface acoustic wave element by 150 μm or less. A metal cap can be made very thin compared to a ceramic or resin cap. Therefore, by making the size of the inside (also referred to as a cavity) of the metal cap larger than the size of the surface acoustic wave element by at most 150 μm, the advantage of using a thin cap can be fully utilized and the surface acoustic wave can be fully utilized. It is possible to further reduce the size of the device. In addition, metal is generally resistant to deformation due to load or heat and has a high-density solid structure. By applying this to the cap, the airtightness can be further improved. In addition, metal is easy to process, and it is possible to accurately realize a fine shape to avoid interference with the SAW element as compared with ceramics and resins, etc., and to self-align the mounting position of the cap with respect to the SAW element. Therefore, the surface acoustic wave device can be easily manufactured and the possibility of damaging the surface acoustic wave element during sealing can be reduced, and the manufacturing method can be simplified.
[0009]
Further, the surface acoustic wave device according to claim 1 is preferably configured such that four corners of the inner surface of the metal cap in the cross section have a radius of 75 μm or less in the cross section. By reducing the roundness of the corners on the inner surface of the metal cap, it is possible to suppress the dead space in the cavity of the metal cap, and to prevent the surface acoustic wave device from being enlarged.
[0010]
Preferably, in the surface acoustic wave device according to the first aspect, a corner portion formed by an upper surface and a side surface of the inner surface of the metal cap has a roundness having a diameter of 50 μm or less. Be composed. By reducing the roundness of the upper four sides of the inner surface of the metal cap, the height of the metal cap is reduced as much as possible with respect to the surface acoustic wave element, and even if the size is reduced, the surface acoustic wave element is damaged during bonding. Instead, it is possible to adopt a configuration in which the bonding position is self-aligned. Further, by setting the diameter of the roundness to 50 μm or less, it is possible to suppress the dead space in the cavity of the metal cap, thereby preventing the surface acoustic wave device from being enlarged.
[0011]
The surface acoustic wave device according to claim 1 is preferably configured such that an angle formed between an upper surface and a side surface on the inner surface of the metal cap is greater than 90 ° and equal to or less than 102 °. Is done. By making the angle between the upper surface and the side surface of the inner surface of the metal cap an obtuse angle, that is, having a taper angle, the bonding position can be self-aligned without damaging the surface acoustic wave element during bonding.
[0012]
The surface acoustic wave device according to a first aspect of the present invention preferably includes a flange portion at a connection portion of the metal cap with the insulating substrate, as described in the fifth aspect. By having the flange portion, the bonding surface with the insulating substrate is increased, so that the bonding strength is increased and the airtightness is improved.
[0013]
In the surface acoustic wave device according to a fifth aspect, the flange portion and the insulating substrate may be bonded to each other with a glass or metal brazing material or an adhesive.
[0014]
According to the present invention, there is provided a surface acoustic wave element having a comb-shaped electrode formed on a piezoelectric substrate, an insulating substrate on which the surface acoustic wave element is mounted, and the surface acoustic wave element. A manufacturing method for manufacturing a surface acoustic wave device having a metal cap for hermetically sealing; a first step of mounting the surface acoustic wave element on the insulating substrate; The mounted surface acoustic wave element is sealed with the metal cap whose inner dimension in a cross section including the surface of the surface acoustic wave element opposite to the insulating substrate is within 150 μm larger than the dimension of the surface acoustic wave element. And a second step. A metal cap can be made very thin compared to a ceramic or resin cap. Therefore, the size of the inside (also referred to as a cavity) of the metal cap is set to be larger than the size of the surface acoustic wave element by 150 μm or less at maximum, so that the advantage of using a thin cap is fully utilized and the size is reduced. It becomes possible to manufacture a surface acoustic wave device. In addition, metal is generally resistant to deformation due to load or heat and has a high-density solid structure. By applying this to the cap, the airtightness can be further improved. In addition, metal is easy to process, and it is possible to accurately realize a fine shape to avoid interference with the SAW element as compared with ceramics and resins, etc., and to self-align the mounting position of the cap with respect to the SAW element. Therefore, the surface acoustic wave device can be easily manufactured and the possibility of damaging the surface acoustic wave element during sealing can be reduced, and the manufacturing method can be simplified.
[0015]
Preferably, in the second step, the surface acoustic wave element is sealed with the metal cap having four corners of the inner surface of the cross section having a radius of not more than 75 μm. It is configured to stop. By reducing the roundness of the inner corner of the metal cap, the bonding position can be self-aligned without damaging the surface acoustic wave element at the time of bonding, thereby suppressing dead space in the cavity of the metal cap. This makes it possible to manufacture a surface acoustic wave device in which an increase in size is prevented.
[0016]
In the second step, preferably, the corner portion formed by the upper surface and the side surface on the inner surface has the metal cap having a radius of 50 μm or less. It is configured to seal the surface acoustic wave element. By reducing the roundness of the upper four sides of the inner surface of the metal cap, the height of the metal cap is reduced as much as possible with respect to the surface acoustic wave element, and even if the size is reduced, the surface acoustic wave element is damaged during bonding. In addition, since the bonding position can be self-aligned, the manufacturing method can be simplified. Further, by setting the diameter of the roundness to 50 μm or less, it is possible to suppress a dead space in the cavity of the metal cap, and it is possible to manufacture a surface acoustic wave device in which an increase in size is prevented.
[0017]
The second step according to claim 7 is preferably such that the angle between the upper surface and the side surface of the inner surface is greater than 90 ° and less than or equal to 102 °. It is configured to seal the wave element. By making the angle between the upper surface and the side surface of the metal cap inner surface an obtuse angle, that is, having a taper angle, the bonding position can be self-aligned without damaging the surface acoustic wave element during bonding, The manufacturing method is simplified.
[0018]
In the second step of the present invention, preferably, the surface acoustic wave element is sealed with the metal cap having a flange at a connection portion with the insulating substrate. It is configured as follows. By using a metal cap having a flange portion, the bonding surface with the insulating substrate is increased, so that the bonding force is increased and the airtightness is improved.
[0019]
The second step described in claim 11 is configured such that, for example, the flange portion and the insulating substrate are bonded to each other with a glass or metal brazing material or an adhesive as described in claim 12. You may.
[0020]
Further, in the manufacturing method according to claim 7, preferably, as in claim 13, the insulating substrate has a multi-chamfered structure in which a region where the surface acoustic wave element is mounted is two-dimensionally arranged, It is configured to include a third step of individually singulating the area where the surface acoustic wave element is mounted. By using a substrate having a multi-planar structure, a plurality of surface acoustic wave devices can be manufactured at a time. Therefore, the labor and cost required to manufacture one surface acoustic wave device can be reduced, and the cost can be reduced. A surface acoustic wave device can be realized.
[0021]
In the first step of the present invention, preferably, the surface acoustic wave element is faced with the surface on which the comb-shaped electrodes are formed on the insulating substrate. It is configured to be flip-chip mounted. With the configuration in which the surface acoustic wave element is mounted in a so-called face-down state, the size of the surface acoustic wave device can be further reduced.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the surface acoustic wave (SAW) device 1 according to the present embodiment. (A) is a cross-sectional view of the SAW device 1, and (b) is a cross-sectional view along AA 'of (a).
[0023]
As shown in FIG. 2A, the SAW device 1 includes a comb-shaped electrode, a wiring pattern electrically connected to the comb-shaped electrode, and an electrode pad on one main surface (hereinafter referred to as a first main surface) of the piezoelectric substrate. Are formed, a SAW element 30 on which the SAW element 30 is formed, a wiring board 10 to which the SAW element 30 is bonded face down by a bump 20, and a metal cap 40 for sealing the SAW element 30. The metal cap 40 is bonded to the wiring board 10 with a brazing material 50 such as gold / tin (hereinafter, referred to as AuSn) or solder, or an adhesive such as frit glass or resin. As a result, it is possible to process a very thin cap as compared with a conventionally used ceramic cap, and as a result, it is possible to reduce the size of the SAW device 1. Further, even when the SAW element 30 is formed thin, the airtightness of the SAW element 30 does not decrease.
[0024]
The wiring substrate 10 is formed of an insulating substrate, for example, a flat plate in which a wiring pattern is formed on a single ceramic substrate, or a flat plate in which a plurality of ceramic substrates on which a predetermined wiring pattern is formed are stacked. The SAW element 30 is flip-chip mounted in a state where the first main surface faces the die attach surface of the wiring substrate 10 on which the electrode pads are formed, that is, in a so-called face-down state. At this time, the electrode pad on the SAW element 30 and the electrode pad on the die attach surface are connected by the metal bump 20. Thereby, the SAW element 30 is electrically connected to the wiring board 10 and is mechanically fixed.
[0025]
FIG. 2B illustrates a state in which the AA ′ section of FIG. 2A is cut open and the SAW device 1 is looked down. In FIG. 2B, the cap 30 is shown in a state where the cross section and the outermost peripheral portion are visible.
[0026]
In the AA ′ section, assuming that the length of the long side of the SAW element 30 is Ls and the length of the long side inside the metal cap 40 (also referred to as a cavity) is Lc, in the present embodiment, Lc is represented by the following equation. 1 is satisfied. That is, Lc is made larger than that of the SAW element 30 within a range of 150 μm or less.
Ls ≦ Lc ≦ Ls + 150 μm (Equation 1)
[0027]
Similarly, the length of the short side of the SAW element 30 in the AA ′ cross section is set to be larger than the length of the short side inside the metal cap 40 by 150 μm or less. As described above, in the present embodiment, the margin (also referred to as clearance) of the metal cap 40 is increased within a range of 150 μm or less, that is, the surface of the SAW element 30 opposite to the wiring substrate 10 (the opposite side to the first main surface). Of the metal cap 40 in a cross section (corresponding to the AA ′ cross section) including the main surface of the SAW element 30 within 150 μm. It is possible to minimize the extra space in the cavity for accommodating the SAW element 30 while avoiding an extreme increase in the accuracy required for the above.
[0028]
Next, four corners inside the metal cap 40 in the AA 'section will be described below. FIG. 3A is an enlarged view of one corner inside the metal cap 40. As shown in FIG. 3A, in the present embodiment, when the corner inside the metal cap 40 has a smaller radius R1, the interference with the SAW element when the metal cap 40 is put on the SAW element 30 is obtained. Can be avoided, and the position can be self-aligned without damaging the SAW element 30. Further, by setting the diameter R1 to be, for example, half of 150 μm, which is a margin of the metal cap 40 with respect to the SAW element 30, that is, 75 μm or less, it is possible to realize a configuration capable of self-alignment while suppressing the metal cap 40 from being enlarged. Become.
[0029]
Further, the four sides on the inner upper surface of the metal cap 40, that is, the corner formed by the side wall (taper 42) of the metal cap 40 and the upper wall 43 have a radius R2 as shown in FIG. 3B. are doing. By reducing the roundness, even if the metal cap is made as short as possible with respect to the surface acoustic wave element and the SAW element 30 is covered with the metal cap 40, the SAW element 30 is damaged. Without this, the position can be self-aligned. Further, by setting the diameter R2 to, for example, 50 μm or less, it becomes possible to provide a configuration capable of self-alignment while suppressing an increase in the size of the metal cap 40.
[0030]
In this embodiment, as shown in FIG. 3B, the taper 42 and the wiring board 10 (or the upper wall 43) may be configured to have a predetermined angle θ1. This makes it possible to configure the metal cap 40 to be positioned by self-alignment when the metal cap 40 is put on the SAW element 30. In addition, the angle θ1 is set to, for example, 12 ° or less, in other words, the angle between the upper surface and the side surface of the inner surface of the metal cap 40 is set to be larger than 90 ° and 102 ° or less, thereby increasing the size of the metal cap 40. It is possible to make a configuration capable of performing self-alignment while suppressing it.
[0031]
Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, the metal cap 40 is provided with a flange 41 so that the bonding of the brazing material 50 to the wiring board 10 is further strengthened. I have.
[0032]
With the above configuration, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4A to 4C, when the metal cap 40 is bonded, the metal cap 40 is displaced from a predetermined position with respect to the SAW element 30, for example, SAW. Even when the SAW element 30 comes into contact with the element 30, the SAW element 30 is self-aligned to a predetermined position within a margin that is considered in advance without being damaged. FIG. 4 shows the relative positional relationship between the SAW element 30 and the metal cap 40 when the metal cap 40 is maximally displaced, and (a) or (b) shows that the metal cap 40 or the SAW element 30 is in the drawing. FIG. 4C shows an example of a case where the metal cap 40 (or the SAW element 30 may be rotated) from a predetermined position is bonded. Is shown.
[0033]
Further, an example of specific dimensions of the SAW device 1 according to the present embodiment will be described below. In this specific example, in the AA ′ cross section, the dimensions of the SAW element 30 are long side length (Ls) 1.35 mm, short side length 0.85 mm, and thickness 0.25 mm. The length of the long side (Lc) was 1.50 mm and the length of the short side was 1.00 mm. That is, the margin of the metal cap 40 with respect to the SAW element 30 in the AA ′ cross section is set to 75 μm in the entire periphery. The corner diameters R1 at the four corners inside the metal cap 40 were set to 50 μm, and the corner diameters R2 at the four sides of the metal cap 40 were set to 50 μm. Further, the outside dimensions of the bottom of the metal cap 40 (the side to be bonded to the wiring board 10) are set such that the length of the long side is 1.80 mm and the length of the short side is 1.30 mm, and the inside of the bottom of the metal cap 40 is set. The length of the long side was 1.60 mm, the length of the short side was 1.10 mm, and the height of the inner upper wall 43 was 0.32 mm. That is, the angle θ1 between the taper 42 and the upper wall 43 was set to about 10.5 °. Furthermore, the dimensions of the wiring board 10 were 2.00 mm in the long side and 1.50 mm in the short side in a plane parallel to the AA ′ section, and the thickness of the metal cap 40 was 0.05 mm. .
[0034]
In the case of the above configuration, the maximum area at the bottom position of the metal cap 40 due to the displacement of the metal cap 40 is the clearance ± 0.075 mm provided between the SAW element 30 and the metal cap 40 in the AA ′ cross section. Decided. That is, the effective area at the bottom of the metal cap 40 is 1.95 mm in the long side direction and 1.55 mm in the short side direction. Since the length of the long side of the wiring board 10 is 2.00 mm and the length of the short side is 1.50 mm, a clearance of ± 0.025 mm from the outermost periphery of the metal cap 40 is left.
[0035]
As described above, the dimension of R1 of the corner inside the AA ′ section of the metal cap 40 is set to 50 μm. However, if the allowable clearance for the displacement of the metal cap 40 is within ± 75 μm, the SAW element 30 is Since there is no contact at two or more places at a time, the chip is not damaged when the cap is inserted. However, the dimensions described above are only specific examples of the SAW device 1 according to the present embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
[0036]
Further, as another specific configuration example, in the AA ′ cross section, the length inside the metal cap 40 is set to 1.45 mm for the long side length (Lc) and 0.95 mm for the short side length. You can also. That is, the margin of the metal cap 40 with respect to the SAW element 30 in the AA ′ section was set to 100 μm. In addition, the outside dimension of the bottom of the metal cap 40 (the side to be bonded to the wiring board 10) is 1.75 mm for the long side and 1.25 mm for the short side. The length of the long side is 1.55 mm, the length of the short side is 1.05 mm, and the height of the inner upper wall 43 is 0.32 mm. That is, the angle θ1 between the taper 42 and the upper wall 43 is set to about 10.5 °. The other configuration is the same as the above-described specific example.
[0037]
With such a specific configuration, the clearance provided between the SAW element 30 and the metal cap 40 in the AA ′ cross section becomes ± 0.05 mm, so that the maximum possible displacement of the metal cap 40 can occur. The width becomes ± 0.05 mm. At this time, the effective area at the bottom of the metal cap 40 is 1.85 mm in the long side direction and 1.35 mm in the short side direction. Therefore, even if the size of the wiring board is reduced to a length of the long side of 1.90 mm and a length of the short side of 1.40 mm, the clearance from the outermost periphery of the metal cap 40 is still ± 0.025 mm. Therefore, the size of the package can be further reduced.
[0038]
However, if the value of the R2 dimension of the upper four inner sides of the metal cap 40 is large, the corner may contact the end of the SAW element 30 in the AA ′ cross section. Therefore, it is necessary to make the height of the metal cap 40 higher than the upper surface (AA ′) of the SAW element 30 by the sum of the value of the dimension of R2 and the thickness of the metal cap 40. However, recent SAW devices are also strongly required to have a reduced package height. Therefore, in this embodiment, in order to keep the height of the metal cap 40 as low as possible, the R2 dimension of the four inner upper sides is kept within 50 μm, which is about the thickness of the metal cap 40. This makes it possible to keep the height of the metal cap 40 within 100 μm from the upper surface of the SAW element 30, thereby suppressing an increase in the size of the SAW device 1.
[0039]
The metal cap 40 can be formed by squeezing. At this time, as described above, the angle of the taper 42 (hereinafter, referred to as the taper angle) excluding the corner diameter R1 of the inner side wall of the metal cap 40 with respect to the wiring board 10 is set to within 12 °, so that the metal cap 40 is formed. The bottom can be widened to about 100 μm or less than the inner dimension in the AA ′ cross section, and it is easy to avoid interference with the SAW element 30 when the metal cap 40 is mounted.
[0040]
Further, in the present embodiment, the metal cap 40 has a flange 41 at a bottom portion, that is, a bonding portion with the wiring board 10. The width of the flange 41 can be assured to be approximately 100 μm even when the taper angle excluding the corner diameter R1 of the inner wall of the metal cap 40 is set to 12 °, so that a brazing material such as gold tin (AuSn), solder or frit glass is used. Approximately 100 μm can be secured between the metal cap 40 and the wiring board 10 using a metal or an adhesive or the like, and stable hermetic sealing can be performed.
[0041]
In the above description of the SAW device 1, the structure of only one completed product has been described as an example. However, in the manufacturing process of the SAW device 1, the present invention is not limited to the above-described configuration. For example, a substrate having a multi-plane configuration in which a plurality of circuit boards 10 are two-dimensionally arranged (hereinafter, referred to as a base substrate) may be used. Thereby, a plurality of SAW devices 1 can be created at a time, and the manufacturing cost can be reduced. Hereinafter, a method of manufacturing the SAW device 1 using the base substrate having such a multi-plane configuration will be described in detail with reference to FIGS.
[0042]
First, as shown in FIG. 5A, a SAW element 30 is flip-chip mounted face-down by bumps 20 on a base substrate 10A having a multi-cavity structure in which wiring substrates 10 are two-dimensionally arranged. At this time, an electrode pattern (including a wiring pattern) 11 for electrically and mechanically connecting to the SAW element 30 and a row for adhering a metal cap 40 are formed in the region of each wiring substrate 10 in the base substrate 10A. A material 50 is formed.
[0043]
Next, as shown in FIG. 5B, the mounted SAW element 30 is sealed with a metal cap 40, and these are heated and pressurized to temporarily melt the brazing material 50 and bond them (FIG. 5B). (C)). However, as shown in FIGS. 5D and 5E, after the metal cap 40 is adhered, a sheet 51 of a metal material such as Au or Sn may be adhered to the adhered portion by heating and pressing. Thereby, the sealing state of the SAW device 1 can be improved.
[0044]
When the individual SAW elements 30 are sealed with the metal caps 40, the base substrate 10A is placed on a UV (ultraviolet) film 60 as shown in FIG. After being held by the frame 61, the base substrate 10A is singulated into the SAW device 1 by, for example, a rotary cutting blade (also referred to as a dicing blade) 62 (see FIG. 6B). However, besides this, individual SAW devices 1 may be singulated using, for example, a laser beam.
[0045]
After that, the base film 10A is irradiated with ultraviolet rays from the UV film 60 side to soften the UV film 60 to facilitate the handling of the substrate (see FIG. 6C), and then the base substrate 10A is taken out from the UV film 60. Thus, the individual SAW devices 1 are singulated (see FIG. 6D).
[0046]
With the configuration as described above, in this embodiment, a miniaturized SAW device that can be easily manufactured can be realized. Note that the package having such a structure is not limited to the above-described SAW device, but may be applied to any electronic component mounted by flip chip bonding. Further, in the above-described embodiment, the SAW device 1 including one SAW element 30 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a duplexer or the like in which a plurality of SAW elements are incorporated. The same can be applied to electronic components. In this case, it can be easily applied by assuming and replacing the outermost peripheral portion of the area where a plurality of chips are mounted with one chip.
[0047]
The embodiments described above are merely preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be implemented in various modifications without departing from the gist thereof.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, a small and highly airtight surface acoustic wave device and a method for manufacturing the same can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional SAW device.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a configuration of a SAW device 1 according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a cross-sectional view thereof, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
3A is an enlarged view of a corner inside the metal cap 40 in an AA ′ cross section of FIG. 2A, and FIG. 3B is a side view of four side walls (tapered) on the inner upper surface of the metal cap 40. 42) is an enlarged view of a corner formed by the upper wall 43.
FIG. 4 is an AA ′ sectional view showing a positional relationship between the metal cap 40 and the SAW element 30 when the metal cap 40 is bonded.
FIG. 5 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the SAW device 1 according to one embodiment of the present invention (1).
FIG. 6 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the SAW device 1 according to one embodiment of the present invention (2).
[Explanation of symbols]
1 SAW device
10 Wiring board
11 Electrode pattern
10A base board
20 bumps
30 SAW element
40 metal cap
41 Flange
42 Taper
50 brazing material
51 sheets
60 UV film
61 frames
62 rotary cutting blade

Claims (14)

圧電基板上に形成された櫛形電極を有する弾性表面波素子と、該弾性表面波素子を搭載する絶縁性基板と、該弾性表面波素子を気密封止するための金属キャップとを有する弾性表面波デバイスにおいて、
前記弾性表面波素子における前記絶縁性基板と反対側の面を含む断面における前記金属キャップの内寸法が前記弾性表面波素子の寸法よりも150μm以内に大きいことを特徴とする弾性表面波デバイス。
A surface acoustic wave device having a surface acoustic wave element having a comb-shaped electrode formed on a piezoelectric substrate, an insulating substrate on which the surface acoustic wave element is mounted, and a metal cap for hermetically sealing the surface acoustic wave element On the device,
A surface acoustic wave device, wherein an inner dimension of the metal cap in a cross section including a surface of the surface acoustic wave element opposite to the insulating substrate is larger than a dimension of the surface acoustic wave element by 150 μm or less.
前記断面における前記金属キャップの内面の4隅が径75μm以内の丸みを有することを特徴とする請求項1記載の弾性表面波デバイス。2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein four corners of the inner surface of the metal cap in the cross section have a radius of 75 μm or less. 前記金属キャップの内面における上面と側面とで形成されるコーナ部が径50μm以内の丸みを有することを特徴とする請求項1記載の弾性表面波デバイス。2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein a corner formed by an upper surface and a side surface of the inner surface of the metal cap has a radius of not more than 50 [mu] m. 前記金属キャップの内面における上面と側面とのなす角が90°より大きく102°以下であることを特徴とする請求項1記載の弾性表面波デバイス。The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein an angle between an upper surface and a side surface of the inner surface of the metal cap is greater than 90 ° and equal to or less than 102 °. 前記金属キャップの前記絶縁性基板との接続部にフランジ部を有することを特徴とする請求項1記載の弾性表面波デバイス。The surface acoustic wave device according to claim 1, further comprising a flange portion at a connection portion of the metal cap with the insulating substrate. 前記フランジ部と前記絶縁性基板とがガラス又は金属製のロウ材又は接着剤により接着されていることを特徴とする請求項5記載の弾性表面波デバイス。The surface acoustic wave device according to claim 5, wherein the flange portion and the insulating substrate are adhered by a glass or metal brazing material or an adhesive. 圧電基板上に形成された櫛形電極を有する弾性表面波素子と、該弾性表面波素子を搭載する絶縁性基板と、該弾性表面波素子を気密封止するための金属キャップとを有する弾性表面波デバイスを製造するための製造方法において、
前記絶縁性基板上に前記弾性表面波素子を実装する第1の工程と、
前記絶縁性基板上に実装した前記弾性表面波素子を、前記弾性表面波素子における前記絶縁性基板と反対側の面を含む断面における内寸法が前記弾性表面波素子の寸法よりも150μm以内に大きい前記金属キャップで封止する第2の工程と
を有することを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
A surface acoustic wave device having a surface acoustic wave element having a comb-shaped electrode formed on a piezoelectric substrate, an insulating substrate on which the surface acoustic wave element is mounted, and a metal cap for hermetically sealing the surface acoustic wave element In a manufacturing method for manufacturing a device,
A first step of mounting the surface acoustic wave element on the insulating substrate;
The internal dimension of the surface acoustic wave element mounted on the insulating substrate in a section including the surface of the surface acoustic wave element opposite to the insulating substrate is larger than the dimension of the surface acoustic wave element by 150 μm or less. And a second step of sealing with the metal cap.
前記第2の工程は、前記断面における内面の4隅が径75μm以内の丸みを有する前記金属キャップで前記弾性表面波素子を封止することを特徴とする請求項7記載の弾性表面波デバイスの製造方法。8. The surface acoustic wave device according to claim 7, wherein, in the second step, the surface acoustic wave element is sealed with the metal cap having four corners of the inner surface of the cross section having a radius of 75 μm or less. 9. Production method. 前記第2の工程は、内面における上面と側面とで形成されるコーナ部が径50μm以内の丸みを有する前記金属キャップで前記弾性表面波素子を封止することを特徴とする請求項7記載の弾性表面波デバイスの製造方法。8. The surface acoustic wave device according to claim 7, wherein the second step includes sealing the surface acoustic wave element with the metal cap having a corner formed by an upper surface and a side surface of the inner surface having a radius of 50 μm or less. A method for manufacturing a surface acoustic wave device. 前記第2の工程は、内面における上面と側面とのなす角が90°より大きく102°以下である前記金属キャップで前記弾性表面波素子を封止することを特徴とする請求項7記載の弾性表面波デバイスの製造方法。8. The elastic surface acoustic wave device according to claim 7, wherein in the second step, the surface acoustic wave element is sealed with the metal cap having an angle between the upper surface and the side surface of the inner surface that is greater than 90 ° and equal to or less than 102 °. 9. A method for manufacturing a surface acoustic wave device. 前記第2の工程は、前記絶縁性基板との接続部にフランジ部を有する前記金属キャップで前記弾性表面波素子を封止することを特徴とする請求項7記載の弾性表面波デバイスの製造方法。8. The method of manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 7, wherein in the second step, the surface acoustic wave element is sealed with the metal cap having a flange at a connection portion with the insulating substrate. . 前記第2の工程は、前記フランジ部と前記絶縁性基板とをガラス又は金属製のロウ材又は接着剤により接着することを特徴とする請求項11記載の弾性表面波デバイスの製造方法。The method according to claim 11, wherein in the second step, the flange portion and the insulating substrate are bonded to each other with a glass or metal brazing material or an adhesive. 前記絶縁性基板は前記弾性表面波素子が実装される領域が2次元配列された多面取り構造を有し、
前記弾性表面波素子が実装された前記領域を個々に個片化する第3の工程を有することを特徴とする請求項7記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
The insulating substrate has a multi-chamfered structure in which a region where the surface acoustic wave element is mounted is two-dimensionally arranged,
8. The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 7, further comprising a third step of individually singulating the area on which the surface acoustic wave element is mounted.
前記第1の工程は、前記弾性表面波素子を前記絶縁性基板上に前記櫛形電極が形成された面を向かい合わせた状態でフリップチップ実装することを特徴とする請求項7記載の弾性表面波デバイスの製造方法。8. The surface acoustic wave according to claim 7, wherein in the first step, the surface acoustic wave element is flip-chip mounted on the insulating substrate with the surfaces on which the comb-shaped electrodes are formed facing each other. Device manufacturing method.
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WO2005026676A3 (en) * 2003-09-10 2006-08-24 Honeywell Int Inc Sensor top hat cover apparatus and method
JP2010074418A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Fujitsu Media Device Kk Elastic wave device and its manufacturing method

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