JP2005268297A - High frequency device and its fabrication method - Google Patents

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邦夫 松本
Yoshihide Yamaguchi
欣秀 山口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extremely small high frequency device having substantially same size as that of a functional element chip. <P>SOLUTION: The high frequency device comprises: a device chip 30; a functional element part 22 and an internal connection electrode 23 provided on the device chip 30, a gap 70 formed around the functional element part 22; a sealing resin layer 60 provided to surround the air gap 70, and an external connection electrode 40 to be connected with an internal connection electrode 23, wherein the sealing resin layer 60 is provided on the side for forming the functional element part above the device chip 30 to bury the internal connection electrode 23 and the air gap 70, and the external connection electrode 40 is carried on the outer surface of the sealing resin layer 60. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば表面弾性波デバイス,圧電薄膜デバイス,超小型メカニカルスイッチ等の機能素子部に空隙が必要な高周波デバイスおよびその製造方法に係り、特に小型化パッケージング技術に関する。   The present invention relates to a high-frequency device that requires a gap in a functional element such as a surface acoustic wave device, a piezoelectric thin film device, and a microminiature mechanical switch, and a manufacturing method thereof, and more particularly to a miniaturized packaging technique.

携帯電話機などに搭載される超小型高周波デバイスのうち表面弾性波デバイス,圧電薄膜デバイス,超小型メカニカルスイッチ等は、その機能素子部に空隙が必要である。従来はセラミック筐体に機能素子チップをフェースアップでボンディングし、ワイヤーボンディングで内部電極を接続した後、金属製キャップを用いてシーム溶接や半田付けで封止して実装していた。   Among ultra-small high-frequency devices mounted on cellular phones and the like, surface acoustic wave devices, piezoelectric thin film devices, ultra-small mechanical switches, and the like require a gap in their functional element portions. Conventionally, a functional element chip is bonded face-up to a ceramic casing, internal electrodes are connected by wire bonding, and then sealed and mounted by seam welding or soldering using a metal cap.

最近はデバイスの小型化を図るために、機能素子チップを配線基板にフリップチップボンディング(フェースダウンボンディング) し、樹脂等で封止した小型パッケージデバイスが開示されている。   Recently, in order to reduce the size of a device, a small package device in which a functional element chip is flip-chip bonded (face-down bonding) to a wiring substrate and sealed with a resin or the like has been disclosed.

特許文献1で開示されている表面弾性波(SAW)デバイスを例にとってみると、図5に示すようなパッケージ構造をしている。表面弾性波チップ20の内部接続電極23は、配線パターン41ならびに外部接続電極40を形成した配線基板30にバンプ50を介してフリップチップボンディングにより接続されている。   Taking the surface acoustic wave (SAW) device disclosed in Patent Document 1 as an example, it has a package structure as shown in FIG. The internal connection electrode 23 of the surface acoustic wave chip 20 is connected to the wiring substrate 30 on which the wiring pattern 41 and the external connection electrode 40 are formed by flip chip bonding via bumps 50.

表面弾性波チップ20の外周部は封止樹脂層60で封止され、表面弾性波チップ20の櫛歯電極22と配線基板30の間には空隙70が形成され、表面弾性波伝達機能が確保できる構造となっている。
再公表特許 WO97/02596
The outer peripheral portion of the surface acoustic wave chip 20 is sealed with a sealing resin layer 60, and a gap 70 is formed between the comb electrode 22 of the surface acoustic wave chip 20 and the wiring board 30 to ensure the surface acoustic wave transmission function. It has a structure that can be done.
Republished patent WO97 / 02596

近年、携帯電話機などの携帯機器に搭載される高周波デバイスに対する小型化要求はますます強く、さらなる小型化が求められている。しかし、図5に示す従来のパッケージ構造では、表面弾性波チツプ20の外表面からそれの周辺部にかけて所定厚の封止樹脂層60が必要であるとともに、表面弾性波チツプ20と対向するように配線基板30が設けられて、表面弾性波チツプ20と配線基板30の間に空隙70が形成されているため、これらが高周波デバイスの厚み、幅、奥行きとも小型化の阻害要因となっていた。   In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization of high-frequency devices mounted on portable devices such as cellular phones, and further miniaturization has been demanded. However, in the conventional package structure shown in FIG. 5, a sealing resin layer 60 having a predetermined thickness is required from the outer surface of the surface acoustic wave chip 20 to the periphery thereof, and so as to face the surface acoustic wave chip 20. Since the wiring board 30 is provided and the air gap 70 is formed between the surface acoustic wave chip 20 and the wiring board 30, these are obstacles to downsizing of the thickness, width and depth of the high-frequency device.

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、機能素子チップとほぼ同じサイズの超小型の高周波デバイスおよびその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to eliminate such disadvantages of the prior art and provide an ultra-small high-frequency device having almost the same size as a functional element chip and a method for manufacturing the same.

前記目的を達成するため、本発明の第1の手段は、デバイスチップと、そのデバイスチップ上に設けられた例えば櫛歯電極などの機能素子部ならびに内部接続電極と、前記機能素子部の周辺に形成された空隙と、その空隙を囲むように設けられた例えばエポキシ樹脂などからなる封止樹脂層と、前記内部接続電極と接続する外部接続電極とを備えた高周波デバイスにおいて、
前記封止樹脂層がデバイスチップ上の機能素子部形成面側に設けられて、前記内部接続電極ならびに空隙を埋設して、その封止樹脂層の外表面に前記外部接続電極が担持されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the object, the first means of the present invention includes a device chip, a functional element unit such as a comb-shaped electrode provided on the device chip, an internal connection electrode, and a periphery of the functional element unit. In a high frequency device comprising a formed gap, a sealing resin layer made of, for example, an epoxy resin provided so as to surround the gap, and an external connection electrode connected to the internal connection electrode,
The sealing resin layer is provided on the functional element part forming surface side on the device chip, the internal connection electrode and the gap are embedded, and the external connection electrode is carried on the outer surface of the sealing resin layer It is characterized by this.

本発明の第2の手段は前記第1の手段において、前記内部接続電極と外部接続電極がバンプで電気的に接続され、そのバンプが前記封止樹脂層に埋設されていることを特徴とするものである。   According to a second means of the present invention, in the first means, the internal connection electrode and the external connection electrode are electrically connected by a bump, and the bump is embedded in the sealing resin layer. Is.

本発明の第3の手段は前記第1の手段において、前記内部接続電極と外部接続電極が内面に金属膜を有するコンタクトホールで電気的に接続され、そのコンタクトホールが前記封止樹脂層に埋設されていることを特徴とするものである。   According to a third means of the present invention, in the first means, the internal connection electrode and the external connection electrode are electrically connected through a contact hole having a metal film on the inner surface, and the contact hole is embedded in the sealing resin layer. It is characterized by being.

本発明の第4の手段は、デバイスチップと、そのデバイスチップ上に設けられた機能素子部と、その機能素子部の周辺に形成された空隙と、その空隙を囲むように設けられた封止樹脂層とを備えた高周波デバイスの製造方法において、
前記機能素子部上に発泡剤を載置する工程と、
前記デバイスチップの全体に未硬化樹脂をコートする工程と、
その未硬化樹脂の上からエネルギーを付与して、前記発泡剤を発泡させて前記機能素子部の周辺に空隙を形成する工程と、
エネルギーを付与することにより前記未硬化樹脂を硬化させて封止樹脂層を形成する工程と
を含んだことを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a device chip, a functional element portion provided on the device chip, a gap formed around the functional element portion, and a sealing provided so as to surround the gap. In a method for manufacturing a high-frequency device comprising a resin layer,
Placing a foaming agent on the functional element portion;
Coating the whole of the device chip with uncured resin;
Applying energy from above the uncured resin, foaming the foaming agent to form voids around the functional element portion,
A step of curing the uncured resin by applying energy to form a sealing resin layer.

本発明の第5の手段は、デバイスチップと、そのデバイスチップ上に設けられた機能素子部ならびに内部接続電極と、前記機能素子部の周辺に形成された空隙と、その空隙を囲むように設けられた封止樹脂層と、前記内部接続電極と接続する外部接続電極とを備えた高周波デバイスの製造方法において、
デバイスウエハ上に前記機能素子部と内部接続電極のセットを繰り返して形成する工程と、
前記各機能素子部上に発泡剤を載置する工程と、
前記各内部接続電極の上にバンプを形成する工程と、
前記デバイスウエハの全体に未硬化樹脂をコートする工程と、
前記発泡剤を発泡させて前記機能素子部の周辺に空隙を形成する工程と、
前記未硬化樹脂を硬化させて封止樹脂層を形成する工程と、
前記封止樹脂層の表面を研磨して前記バンプの上部を封止樹脂層の表面から露出する工程と、
前記封止樹脂層の表面に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜をパターンニングして前記外部接続電極を形成する工程と、
前記デバイスウエハを個々のデバイスに切断分離する工程と
を含むことを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a device chip, a functional element portion and an internal connection electrode provided on the device chip, a gap formed around the functional element portion, and surrounding the gap. In the manufacturing method of the high-frequency device comprising the sealing resin layer made and the external connection electrode connected to the internal connection electrode,
A step of repeatedly forming a set of the functional element portion and the internal connection electrode on the device wafer;
Placing a foaming agent on each functional element section;
Forming bumps on each of the internal connection electrodes;
Coating the entire device wafer with uncured resin;
Forming a void around the functional element portion by foaming the foaming agent;
Curing the uncured resin to form a sealing resin layer;
Polishing the surface of the sealing resin layer to expose the upper portion of the bump from the surface of the sealing resin layer;
Forming a metal film on the surface of the sealing resin layer;
Patterning the metal film to form the external connection electrodes;
Cutting and separating the device wafer into individual devices.

本発明の第6の手段は、デバイスチップと、そのデバイスチップ上に設けられた機能素子部ならびに内部接続電極と、前記機能素子部の周辺に形成された空隙と、その空隙を囲むように設けられた封止樹脂層と、前記内部接続電極と接続する外部接続電極とを備えた高周波デバイスの製造方法において、
デバイスウエハ上に前記機能素子部と内部接続電極のセットを繰り返して形成する工程と、
前記各機能素子部上に発泡剤を載置する工程と、
前記デバイスウエハの全体に未硬化樹脂をコートする工程と、
前記発泡剤を発泡させて前記機能素子部の周辺に空隙を形成する工程と、
前記未硬化樹脂を硬化させて封止樹脂層を形成する工程と、
前記各内部接続電極に到達するコンタクトホールを封止樹脂層に形成する工程と、
前記コンタクトホールの内面から封止樹脂層の表面にかけて金属膜を形成する工程と、
前記封止樹脂層の表面に形成された金属膜をパターンニングして前記外部接続電極を形成する工程と、
前記デバイスウエハを個々のデバイスに切断分離する工程と
を含むことを特徴とするものである。
A sixth means of the present invention provides a device chip, a functional element portion and an internal connection electrode provided on the device chip, a gap formed around the functional element portion, and surrounding the gap. In the manufacturing method of the high-frequency device comprising the sealing resin layer made and the external connection electrode connected to the internal connection electrode,
A step of repeatedly forming a set of the functional element portion and the internal connection electrode on the device wafer;
Placing a foaming agent on each functional element section;
Coating the entire device wafer with uncured resin;
Forming a void around the functional element portion by foaming the foaming agent;
Curing the uncured resin to form a sealing resin layer;
Forming a contact hole reaching each internal connection electrode in the sealing resin layer;
Forming a metal film from the inner surface of the contact hole to the surface of the sealing resin layer;
Patterning a metal film formed on the surface of the sealing resin layer to form the external connection electrode;
Cutting and separating the device wafer into individual devices.

本発明の第7の手段は前記第4の手段ないし第6の手段において、前記発泡剤がアジド化合物またはナフタレンであることを特徴とするものである。  A seventh means of the present invention is characterized in that, in the fourth to sixth means, the foaming agent is an azide compound or naphthalene.

本発明の第8の手段は前記第4の手段ないし第6の手段において、前記未硬化樹脂の硬化速度が前記発泡剤の発泡速度より遅いことを特徴とするものである。  The eighth means of the present invention is characterized in that, in the fourth to sixth means, the curing rate of the uncured resin is slower than the foaming rate of the foaming agent.

本発明の第9の手段は前記第4の手段ないし第6の手段において、前記発泡剤の発泡を紫外線の照射で行い、前記未硬化樹脂の硬化を加熱によって行うことを特徴とするものである。  According to a ninth means of the present invention, in the fourth to sixth means, the foaming agent is foamed by irradiation with ultraviolet rays, and the uncured resin is cured by heating. .

本発明の第10の手段は前記第1の手段ないし第3の手段において、その高周波デバイスが表面弾性波デバイス,圧電薄膜デバイス,超小型メカニカルスイッチのいずれかであることを特徴とするものである。  According to a tenth means of the present invention, in the first to third means, the high-frequency device is any one of a surface acoustic wave device, a piezoelectric thin film device, and a micro mechanical switch. .

本発明によれば以下の効果を奏する。
(1)封止樹脂層そのものに外部接続電極を形成するため、配線基板を省くことができ、デバイスの厚さを薄くすることができる。
The present invention has the following effects.
(1) Since the external connection electrode is formed on the sealing resin layer itself, the wiring board can be omitted and the thickness of the device can be reduced.

(2)封止樹脂層は機能素子チップサイズとほぼ同じ大きさに形成できるため、小型化が可能となる。 (2) Since the sealing resin layer can be formed in almost the same size as the functional element chip size, it is possible to reduce the size.

(3)基本的に機能素子ウエハに積み上げていくビルトアップ工法であるため組み立てコストの低減と歩留まり向上を図ることができる。 (3) Since it is a built-up method that is basically stacked on functional element wafers, assembly cost can be reduced and yield can be improved.

以下、本発明の各実施形態について、特に表面弾性波デバイスを中心に図面と共に説明する。図1は、第1実施形態に係る表面弾性波デバイスのパッケージングプロセスの説明図である。このパッケージングプロセスを順に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to drawings, particularly focusing on surface acoustic wave devices. FIG. 1 is an explanatory diagram of a packaging process of the surface acoustic wave device according to the first embodiment. This packaging process will be described in order.

まず同図(1)に示すように、リチウムタンタレートあるいはリチウムナイオベートなどの圧電性単結晶からなる表面弾性波ウエハ21を準備する。ウエハ21上には、予めAlスパッタ膜をパターニングして形成した櫛歯電極22および内部接続電極23がセットになって、ウエハ21の長手方向に沿って繰り返して形成されている。  First, as shown in FIG. 2A, a surface acoustic wave wafer 21 made of a piezoelectric single crystal such as lithium tantalate or lithium niobate is prepared. On the wafer 21, a comb electrode 22 and an internal connection electrode 23 formed by patterning an Al sputtered film in advance are formed as a set, and are repeatedly formed along the longitudinal direction of the wafer 21.

次に同図(2)に示すように、後述のエネルギーを与えることによって気体を発生するかまたはそれ自体が気体となるアジド化合物またはナフタレン等の発泡剤80を印刷またはポッティングにより櫛歯電極22上に選択的に載置して、櫛歯電極22を覆う。  Next, as shown in FIG. 2 (2), a foaming agent 80 such as an azide compound or naphthalene that generates a gas by applying energy as described later or turns itself into a gas is printed or potted on the comb electrode 22. The comb-tooth electrode 22 is covered by selectively placing the electrode.

次に同図(3)に示すように、内部接続電極23上にワイヤバンプボンディング法によりAuバンプ50を所定の高さ形成する。  Next, as shown in FIG. 3C, an Au bump 50 is formed on the internal connection electrode 23 by a wire bump bonding method to a predetermined height.

次に同図(4)に示すように、発泡剤80およびバンプ50が付加されたウエハ21上の全体にエポキシ系未硬化樹脂61を所定の厚さスピンコートまたはラミネートして、発泡剤80およびバンプ50の上を覆う。  Next, as shown in FIG. 4 (4), an epoxy-based uncured resin 61 is spin-coated or laminated to a predetermined thickness on the entire wafer 21 to which the foaming agent 80 and the bumps 50 are added. The bump 50 is covered.

次に同図(5)に示すように、未硬化樹脂61の上から紫外線照射または加熱の単独または併用によりエネルギー100を照射して発泡剤80を発泡させ、櫛歯電極22の周辺に空隙70を形成する。空隙70を形成する際には、未硬化樹脂61は殆ど硬化していないため、発泡剤80の発泡は支障なく行われる。  Next, as shown in FIG. 5 (5), the foaming agent 80 is foamed by irradiating energy 100 from above or on the uncured resin 61 by ultraviolet irradiation or heating alone or in combination. Form. When the void 70 is formed, since the uncured resin 61 is hardly cured, the foaming agent 80 can be foamed without any trouble.

引き続き紫外線照射または加熱の単独または併用によりエネルギー100を照射し、未硬化樹脂61を硬化させて封止樹脂層60とする。この樹脂硬化により空隙70が確実に確保される。  Subsequently, energy 100 is irradiated by ultraviolet irradiation or heating alone or in combination, and the uncured resin 61 is cured to form the sealing resin layer 60. The void 70 is reliably secured by this resin curing.

なお、未硬化樹脂61の硬化速度は発泡剤80の発泡速度より遅くなるように調整しておくか、発泡剤80の発泡は紫外線の照射のみで行い、その後に加熱して熱硬化性未硬化樹脂61を硬化させてもよい。  The curing rate of the uncured resin 61 is adjusted so as to be slower than the foaming rate of the foaming agent 80, or the foaming of the foaming agent 80 is performed only by irradiation with ultraviolet rays, and then heated to be thermosetting uncured. The resin 61 may be cured.

この樹脂の硬化後同図(6)に示すように、封止樹脂層60の表面を研磨110してバンプ50の上部を封止樹脂層60の表面から露出させるとともに、封止樹脂層60の表面を平坦化し、空隙70上の封止樹脂層60は所定の厚さ残されている。  After the resin is cured, the surface of the sealing resin layer 60 is polished 110 to expose the upper portions of the bumps 50 from the surface of the sealing resin layer 60 as shown in FIG. The surface is flattened, and the sealing resin layer 60 on the gap 70 is left with a predetermined thickness.

次に同図(7)に示すように、バンプ50の露出部および封止樹脂層60の表面をCuあるいはNiの無電解メッキ膜(金属膜)で覆い、フォトエッチング法によりパターニングして外部接続電極40を形成する。従って封止樹脂層60は外部接続電極40の担持体としても機能し、外部接続電極40はバンプ50を介して内部接続電極23と電気的に接続されることになる。  Next, as shown in FIG. 7 (7), the exposed part of the bump 50 and the surface of the sealing resin layer 60 are covered with an electroless plating film (metal film) of Cu or Ni, and patterned by a photoetching method for external connection. The electrode 40 is formed. Therefore, the sealing resin layer 60 also functions as a carrier for the external connection electrode 40, and the external connection electrode 40 is electrically connected to the internal connection electrode 23 through the bumps 50.

最後に同図(7)の一点鎖線で示す位置でダイシング分離90して、同図(8)に示す表面弾性波デバイス120を得る。同図(8)に示されているように、機能素子部である櫛歯電極22の周囲に空隙70が形成され、その空隙70を囲むように表面弾性波チツプ30上に形成された封止樹脂層60は、内部接続電極23ならびにバンプ50を埋設し、封止樹脂層60の外表面に外部接続電極40が形成されている。  Finally, dicing separation 90 is performed at the position indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 7 to obtain the surface acoustic wave device 120 shown in FIG. As shown in FIG. 8 (8), a gap 70 is formed around the comb-shaped electrode 22 which is a functional element portion, and the sealing formed on the surface acoustic wave chip 30 so as to surround the gap 70. The resin layer 60 embeds the internal connection electrodes 23 and the bumps 50, and the external connection electrodes 40 are formed on the outer surface of the sealing resin layer 60.

図2は、第2実施形態に係る表面弾性波デバイスのパッケージングプロセスの説明図である。  FIG. 2 is an explanatory diagram of a packaging process of the surface acoustic wave device according to the second embodiment.

まず同図(1)に示すように、リチウムタンタレートあるいはリチウムナイオベートなどの圧電性単結晶からなる表面弾性波ウエハ21を準備する。ウエハ21上には、予めAlスパッタ膜をパターニングして形成した櫛歯電極22および内部接続電極23がセットになって、ウエハ21の長手方向に沿って繰り返して形成されている。   First, as shown in FIG. 1A, a surface acoustic wave wafer 21 made of a piezoelectric single crystal such as lithium tantalate or lithium niobate is prepared. On the wafer 21, a comb electrode 22 and an internal connection electrode 23 formed by patterning an Al sputtered film in advance are formed as a set, and are repeatedly formed along the longitudinal direction of the wafer 21.

次に同図(2)に示すように、エネルギーを与えることによって気体を発生するかまたはそれ自体が気体となるアジド化合物またはナフタレン等の発泡剤80を印刷またはポッティングにより櫛歯電極22上に選択的に載置して、櫛歯電極22を覆う。  Next, as shown in FIG. 2 (2), a foaming agent 80 such as an azide compound or naphthalene that generates gas by applying energy or becomes gas itself is selected on the comb electrode 22 by printing or potting. The comb-tooth electrode 22 is covered.

次に同図(3)に示すように、ウエハ21上の全面にエポキシ系樹脂の未硬化樹脂61をスピンコートまたはラミネートする。  Next, as shown in FIG. 3C, an epoxy resin uncured resin 61 is spin coated or laminated on the entire surface of the wafer 21.

次に同図(4)に示すように、未硬化樹脂61の上から紫外線の照射または加熱の単独または併用によりエネルギー100を照射して発泡剤80を発泡させ、各櫛歯電極22の周辺に空隙70を形成する。引き続き紫外線の照射または加熱の単独または併用によりエネルギー100を照射して未硬化樹脂61を硬化させ、封止樹脂層60とする。  Next, as shown in FIG. 4 (4), energy 100 is irradiated from above the uncured resin 61 by ultraviolet irradiation or heating alone or in combination to foam the foaming agent 80, and around each comb electrode 22. A void 70 is formed. Subsequently, the energy 100 is irradiated by ultraviolet irradiation or heating alone or in combination to cure the uncured resin 61 to form the sealing resin layer 60.

なお、未硬化樹脂61の硬化速度は発泡剤80の発泡速度より遅くなるように調整しておくか、発泡剤80の発泡は紫外線の照射のみで行い、その後に加熱して熱硬化性未硬化樹脂61を硬化させてもよい。  The curing rate of the uncured resin 61 is adjusted so as to be slower than the foaming rate of the foaming agent 80, or the foaming of the foaming agent 80 is performed only by irradiation with ultraviolet rays, and then heated to be thermosetting uncured. The resin 61 may be cured.

次に同図(5)に示すように、各機能素子の内部接続電極23に達するようにレーザ光130の照射により封止樹脂層60にコンタクトホール140を形成する。  Next, as shown in FIG. 5 (5), a contact hole 140 is formed in the sealing resin layer 60 by irradiation with a laser beam 130 so as to reach the internal connection electrode 23 of each functional element.

次に同図(6)に示すように、めっき金属により内部接続電極23とコンタクトホール140を接続し、かつ封止樹脂層60の表面をめっきにより金属膜で覆い、金属膜を選択エッチングして外部接続電極40を形成する。  Next, as shown in FIG. 6 (6), the internal connection electrode 23 and the contact hole 140 are connected with a plating metal, and the surface of the sealing resin layer 60 is covered with a metal film by plating, and the metal film is selectively etched. The external connection electrode 40 is formed.

最後に同図(6)の一点鎖線で示す位置でダイシング分離90して、同図(7)に示す表面弾性波デバイス120を得る。同図(7)に示されているように、機能素子部である櫛歯電極22の周囲に空隙70が形成され、その空隙70を囲むように表面弾性波チツプ30上に形成された封止樹脂層60は、内部接続電極23ならびにコンタクトホール140内の金属層を埋設し、封止樹脂層60の外表面に外部接続電極40が形成されている。  Finally, dicing separation 90 is performed at the position indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 6 (6) to obtain the surface acoustic wave device 120 shown in FIG. As shown in FIG. 7 (7), a gap 70 is formed around the comb electrode 22 which is a functional element portion, and the sealing formed on the surface acoustic wave chip 30 so as to surround the gap 70. The resin layer 60 embeds the internal connection electrode 23 and the metal layer in the contact hole 140, and the external connection electrode 40 is formed on the outer surface of the sealing resin layer 60.

図3は第3実施形態に係る超小型メカニカルスイッチ(RF−MEMS)の構成図、図4は第4実施形態に係る圧電薄膜デバイス(FBAR)の構成図である。これらの図において、符号150はデバイスチップ、160aと160bはスイッチ電極、170は圧電フィルムである。  FIG. 3 is a block diagram of a micro mechanical switch (RF-MEMS) according to the third embodiment, and FIG. 4 is a block diagram of a piezoelectric thin film device (FBAR) according to the fourth embodiment. In these drawings, reference numeral 150 is a device chip, 160a and 160b are switch electrodes, and 170 is a piezoelectric film.

これらのデバイスにおいても機能素子部の周囲に空隙70が形成され、その空隙70を囲むようにデバイスチツプ150上に形成された封止樹脂層60は、内部接続電極23ならびにバンプ50を埋設し、封止樹脂層60の外表面に外部接続電極40が形成されている。  Also in these devices, a void 70 is formed around the functional element portion, and the sealing resin layer 60 formed on the device chip 150 so as to surround the void 70 embeds the internal connection electrode 23 and the bump 50, External connection electrodes 40 are formed on the outer surface of the sealing resin layer 60.

本発明は、表面弾性波デバイス,圧電薄膜デバイス,超小型メカニカルスイッチ等の機能素子部に空隙が必要な高周波デバイス以外にも、内部に空隙の必要なマイクロロボット、マイクロセンサ等に応用可能である。   The present invention can be applied to a micro robot, a micro sensor, and the like that require a gap inside, in addition to a high-frequency device that requires a gap in a functional element such as a surface acoustic wave device, a piezoelectric thin film device, and a micro mechanical switch. .

本発明の第1実施形態に係る表面弾性波デバイスのパッケージングプロセス説明図である。It is packaging process explanatory drawing of the surface acoustic wave device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る表面弾性波デバイスのパッケージングプロセス説明図である。It is packaging process explanatory drawing of the surface acoustic wave device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る超小型メカニカルスイッチの構成図である。It is a block diagram of the microminiature mechanical switch which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る圧電薄膜デバイスの構成図である。It is a block diagram of the piezoelectric thin film device which concerns on 4th Embodiment of this invention. 従来の表面弾性波デバイスの構成図である。It is a block diagram of the conventional surface acoustic wave device.

符号の説明Explanation of symbols

21:表面弾性波ウエハ、22:櫛歯電極、23:内部接続電極、30:表面弾性波チップ、40:外部電極、50:バンプ、60:封止樹脂層、61:未硬化樹脂、70:空隙、80:発泡剤、90:ダイシング分離、100:エネルギー、110:研磨、120:表面弾性波デバイス、130:レーザ光、140:コンタクトホール、150:デバイスチップ、160a,160b:スイッチ電極、170:圧電フィルム。 21: surface acoustic wave wafer, 22: comb electrode, 23: internal connection electrode, 30: surface acoustic wave chip, 40: external electrode, 50: bump, 60: sealing resin layer, 61: uncured resin, 70: Void, 80: Foaming agent, 90: Dicing separation, 100: Energy, 110: Polishing, 120: Surface acoustic wave device, 130: Laser light, 140: Contact hole, 150: Device chip, 160a, 160b: Switch electrode, 170 : Piezoelectric film.

Claims (10)

デバイスチップと、そのデバイスチップ上に設けられた機能素子部ならびに内部接続電極と、前記機能素子部の周辺に形成された空隙と、その空隙を囲むように設けられた封止樹脂層と、前記内部接続電極と接続する外部接続電極とを備えた高周波デバイスにおいて、
前記封止樹脂層がデバイスチップ上の機能素子部形成面側に設けられて、前記内部接続電極ならびに空隙を埋設して、その封止樹脂層の外表面に前記外部接続電極が担持されていることを特徴とする高周波デバイス。
A device chip, a functional element portion and an internal connection electrode provided on the device chip, a void formed around the functional element portion, a sealing resin layer provided to surround the void, In a high-frequency device having an external connection electrode connected to an internal connection electrode,
The sealing resin layer is provided on the functional element part forming surface side on the device chip, the internal connection electrode and the gap are embedded, and the external connection electrode is carried on the outer surface of the sealing resin layer A high-frequency device characterized by that.
請求項1記載の高周波デバイスにおいて、前記内部接続電極と外部接続電極がバンプで電気的に接続され、そのバンプが前記封止樹脂層に埋設されていることを特徴とする高周波デバイス。 2. The high frequency device according to claim 1, wherein the internal connection electrode and the external connection electrode are electrically connected by a bump, and the bump is embedded in the sealing resin layer. 請求項1記載の高周波デバイスにおいて、前記内部接続電極と外部接続電極が内面に金属膜を有するコンタクトホールで電気的に接続され、そのコンタクトホールが前記封止樹脂層に埋設されていることを特徴とする高周波デバイス。 2. The high frequency device according to claim 1, wherein the internal connection electrode and the external connection electrode are electrically connected by a contact hole having a metal film on an inner surface, and the contact hole is embedded in the sealing resin layer. A high frequency device. デバイスチップと、そのデバイスチップ上に設けられた機能素子部と、その機能素子部の周辺に形成された空隙と、その空隙を囲むように設けられた封止樹脂層とを備えた高周波デバイスの製造方法において、
前記機能素子部上に発泡剤を載置する工程と、
前記デバイスチップの全体に未硬化樹脂をコートする工程と、
その未硬化樹脂の上からエネルギーを付与して、前記発泡剤を発泡させて前記機能素子部の周辺に空隙を形成する工程と、
エネルギーを付与することにより前記未硬化樹脂を硬化させて封止樹脂層を形成する工程と
を含んだことを特徴とする高周波デバイスの製造方法。
A high-frequency device comprising a device chip, a functional element portion provided on the device chip, a gap formed around the functional element portion, and a sealing resin layer provided so as to surround the gap In the manufacturing method,
Placing a foaming agent on the functional element portion;
Coating the whole of the device chip with uncured resin;
Applying energy from above the uncured resin, foaming the foaming agent to form voids around the functional element portion,
A step of curing the uncured resin by applying energy to form a sealing resin layer.
デバイスチップと、そのデバイスチップ上に設けられた機能素子部ならびに内部接続電極と、前記機能素子部の周辺に形成された空隙と、その空隙を囲むように設けられた封止樹脂層と、前記内部接続電極と接続する外部接続電極とを備えた高周波デバイスの製造方法において、
デバイスウエハ上に前記機能素子部と内部接続電極のセットを繰り返して形成する工程と、
前記各機能素子部上に発泡剤を載置する工程と、
前記各内部接続電極の上にバンプを形成する工程と、
前記デバイスウエハの全体に未硬化樹脂をコートする工程と、
前記発泡剤を発泡させて前記機能素子部の周辺に空隙を形成する工程と、
前記未硬化樹脂を硬化させて封止樹脂層を形成する工程と、
前記封止樹脂層の表面を研磨して前記バンプの上部を封止樹脂層の表面から露出する工程と、
前記封止樹脂層の表面に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜をパターンニングして前記外部接続電極を形成する工程と、
前記デバイスウエハを個々のデバイスに切断分離する工程と
を含むことを特徴とする高周波デバイスの製造方法。
A device chip, a functional element portion and an internal connection electrode provided on the device chip, a void formed around the functional element portion, a sealing resin layer provided to surround the void, In a method for manufacturing a high-frequency device including an external connection electrode connected to an internal connection electrode,
A step of repeatedly forming a set of the functional element portion and the internal connection electrode on the device wafer;
Placing a foaming agent on each functional element section;
Forming bumps on each of the internal connection electrodes;
Coating the entire device wafer with uncured resin;
Forming a void around the functional element portion by foaming the foaming agent;
Curing the uncured resin to form a sealing resin layer;
Polishing the surface of the sealing resin layer to expose the upper part of the bump from the surface of the sealing resin layer;
Forming a metal film on the surface of the sealing resin layer;
Patterning the metal film to form the external connection electrodes;
And a step of cutting and separating the device wafer into individual devices.
デバイスチップと、そのデバイスチップ上に設けられた機能素子部ならびに内部接続電極と、前記機能素子部の周辺に形成された空隙と、その空隙を囲むように設けられた封止樹脂層と、前記内部接続電極と接続する外部接続電極とを備えた高周波デバイスの製造方法において、
デバイスウエハ上に前記機能素子部と内部接続電極のセットを繰り返して形成する工程と、
前記各機能素子部上に発泡剤を載置する工程と、
前記デバイスウエハの全体に未硬化樹脂をコートする工程と、
前記発泡剤を発泡させて前記機能素子部の周辺に空隙を形成する工程と、
前記未硬化樹脂を硬化させて封止樹脂層を形成する工程と、
前記各内部接続電極に到達するコンタクトホールを封止樹脂層に形成する工程と、
前記コンタクトホールの内面から封止樹脂層の表面にかけて金属膜を形成する工程と、
前記封止樹脂層の表面に形成された金属膜をパターンニングして前記外部接続電極を形成する工程と、
前記デバイスウエハを個々のデバイスに切断分離する工程と
を含むことを特徴とする高周波デバイスの製造方法。
A device chip, a functional element portion and an internal connection electrode provided on the device chip, a void formed around the functional element portion, a sealing resin layer provided to surround the void, In a method for manufacturing a high-frequency device including an external connection electrode connected to an internal connection electrode,
A step of repeatedly forming a set of the functional element portion and the internal connection electrode on the device wafer;
Placing a foaming agent on each functional element section;
Coating the entire device wafer with uncured resin;
Forming a void around the functional element portion by foaming the foaming agent;
Curing the uncured resin to form a sealing resin layer;
Forming a contact hole reaching each internal connection electrode in the sealing resin layer;
Forming a metal film from the inner surface of the contact hole to the surface of the sealing resin layer;
Patterning a metal film formed on the surface of the sealing resin layer to form the external connection electrode;
And a step of cutting and separating the device wafer into individual devices.
請求項4ないし6記載のいずれか1項記載の高周波デバイスの製造方法において、前記発泡剤がアジド化合物またはナフタレンであることを特徴とする高周波デバイスの製造方法。 The method for manufacturing a high-frequency device according to any one of claims 4 to 6, wherein the foaming agent is an azide compound or naphthalene. 請求項4ないし6記載のいずれか1項記載の高周波デバイスの製造方法において、前記未硬化樹脂の硬化速度が前記発泡剤の発泡速度より遅いことを特徴とする高周波デバイスの製造方法。 The method for manufacturing a high-frequency device according to any one of claims 4 to 6, wherein a curing rate of the uncured resin is slower than a foaming rate of the foaming agent. 請求項4ないし6記載のいずれか1項記載の高周波デバイスの製造方法において、前記発泡剤の発泡を紫外線の照射で行い、前記未硬化樹脂の硬化を加熱によって行うことを特徴とする高周波デバイスの製造方法。 The method of manufacturing a high-frequency device according to any one of claims 4 to 6, wherein the foaming agent is foamed by ultraviolet irradiation, and the uncured resin is cured by heating. Production method. 請求項1ないし3記載のいずれか1項記載の高周波デバイスにおいて、その高周波デバイスが表面弾性波デバイス,圧電薄膜デバイス,超小型メカニカルスイッチのいずれかであることを特徴とする高周波デバイス。 4. The high-frequency device according to claim 1, wherein the high-frequency device is a surface acoustic wave device, a piezoelectric thin film device, or a micro mechanical switch.
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