JP2006033603A

JP2006033603A - 弾性表面波装置及びその製造方法

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Publication number: JP2006033603A
Application number: JP2004211840A
Authority: JP
Inventors: Iwao Fujita; 巌雄藤田; Masato Tose; 誠人戸瀬; Ryosuke Sakai; 亮介坂井
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】チップに保護膜を設けても、ワイヤボンディングの信頼性を確保しつつチップの小型化を図ることができる弾性表面波装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板１２と、基板１２上に形成されたＩＤＴ１４，１５と、ＩＤＴ１４，１５に接続されたパッド１３ａ，１４ａ，１４ｓ，１５ａ，１５ｓと、を有するＳＡＷチップ１１と、ランド２１ａ〜２５ａを有するパッケージ２０と、ＳＡＷチップ１１のパッド１３ａ，１４ａ，１４ｓ，１５ａ，１５ｓとパッケージ２０のランド２１ａ〜２５ａとを接続するボンディングワイヤ３０と、パッド１３ａ，１４ａ，１４ｓ，１５ａ，１５ｓとボンディングワイヤ３０との接続部分に塗布されて硬化した第１のシリコーン系樹脂４０と、第１のシリコーン系樹脂４０が硬化する際にＳＡＷチップ表面に形成された厚さ１００ｎｍ未満の第２のシリコーン系樹脂とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は弾性表面波装置及びその製造方法に関する。

従来、テレビ受信機に使用される映像中間周波用（ＶＩＦ）ＳＡＷフィルタなどの弾性表面波装置は、信頼性向上のため保護膜が形成されている。例えば、基板上にＡｌ薄膜からなるＩＤＴ電極およびＩＤＴ電極に接続された取出し電極（パッド）が形成され、これらの上から、ＩＤＴ電極の形成領域を覆うようにＺｎＯ等の圧電薄膜が形成され、圧電薄膜を覆うように、ＳｉＯ_２等の保護膜がスパッタリング法により形成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１７８３３０号公報

近年、機器の小型化や低コスト化を実現するためには、チップの小型化が必須となっている。しかし、ＴＶやＶＴＲはデジタル化が進んできているため、ＩＤＴ電極の対数を減らすことができない。このため、ＩＤＴ電極の形成領域がチップ面積に占める割合が大きくなる。

従来技術のように取出し電極がチップサイズに対し大きいと、ＩＤＴ電極の形成領域を確保することができないため、取出し電極を小さくかつ圧電薄膜の膜端との距離をできるだけ縮めなければならない。従来技術では、信頼性向上のため保護膜を形成しているが、取出し電極と圧電薄膜の膜端の距離が縮まると、保護膜が取出し電極にかかってしまい、ワイヤボンディングができない。もしくは、できても、接合強度が弱くなるという問題があった。

また、取出し電極にはＡｌ、ワイヤにはＡｕを用いているため、接合しても高温の環境下では接合部分が弱く、信頼性に支障をきたす問題があった。

本発明は、かかる実情に鑑み、チップに保護膜を設けても、ワイヤボンディングの信頼性を確保しつつチップの小型化を図ることができる弾性表面波装置及びその製造方法を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下のように構成した弾性表面波装置を提供する。

弾性表面波装置は、基板と、前記基板上に形成されたＩＤＴと、前記ＩＤＴに接続されたパッドと、を有するＳＡＷチップと、ランドを有するパッケージと、前記ＳＡＷチップの前記パッドと前記パッケージの前記ランドとを接続するボンディングワイヤと、前記パッドと前記ボンディングワイヤとの接続部分に塗布されて硬化した第１のシリコーン系樹脂と、前記第１のシリコーン系樹脂が硬化する際に前記ＳＡＷチップ表面に形成された厚さ１００ｎｍ未満の第２のシリコーン系樹脂とを備える。

上記構成において、第１のシリコーン系樹脂により、パッドとボンディングワイヤとの接合を補強し、ワイヤボンド接合の信頼性を向上することができる。また、第２のシリコーン系樹脂により、ＳＡＷチップ表面を被覆して外部雰囲気から遮断し、弾性表面波装置の信頼性を向上することができる。

従来のように保護膜をスパッタリング法等により形成する場合、メタルマスクを用いたり、リフトオフ用レジストを塗布したりして、ワイヤボンディングするパッド部分に保護膜が形成されないようにする必要がある。メタルマスクを用いたり、リフトオフ用レジストを塗布したりすると、ある程度以上の寸法が必要となるため、小型化には限界がある。上記構成によれば、メタルマスクやリフトオフ用レジストを用いずに、小型化を図ることができる。

また、本発明は、上記課題を解決するため、以下のように構成した弾性表面波装置の製造方法を提供する。

弾性表面波装置の製造方法は、基板と、前記基板上に形成されたＩＤＴと、前記ＩＤＴに接続されたパッドとを有するＳＡＷチップを、ランドを有するパッケージに収納した弾性表面波装置の製造方法である。前記製造方法は、前記ＳＡＷチップを前記パッケージにマウントする第１の工程と、前記ＳＡＷチップの前記パッドと前記パッケージの前記ランドとの間を、ボンディングワイヤを用いてワイヤボンディングする第２の工程と、前記パッドと前記ボンディングワイヤとの接続部分に第１のシリコーン系樹脂を塗布する第３の工程と、前記第１のシリコーン系樹脂を加熱して硬化させるとともに、このときに前記第１のシリコーン系樹脂から発生するシロキサンを前記ＳＡＷチップに付着させて、前記ＳＡＷチップ表面に第２のシリコーン系樹脂を形成する第４の工程とを含む。

上記方法によれば、第１のシリコーン系樹脂により、パッドとボンディングワイヤとの接合を補強し、ワイヤボンド接合の信頼性を向上することができる。また、第２のシリコーン系樹脂により、ＳＡＷチップ表面を被覆して外部雰囲気から遮断し、弾性表面波装置の信頼性を向上することができる。

従来のように保護膜をスパッタリング法等により形成する場合、メタルマスクを用いたり、リフトオフ用レジストを塗布したりして、ワイヤボンディングするパッド部分に保護膜が形成されないようにする必要がある。メタルマスクを用いたり、リフトオフ用レジストを塗布したりすると、ある程度以上の寸法が必要となるため、小型化には限界がある。上記方法によれば、メタルマスクやリフトオフ用レジストを用いずに、小型化を図ることができる。さらに、メタルマスクやリフトオフ用レジストを用いないので、保護膜形成工程が簡単になる。

好ましくは、前記第４の工程は、加熱オーブン中で行う。前記第３の工程において塗布する前記第１のシリコーン系樹脂の量は、前記第４の工程において前記加熱オーブン中に蒸発した前記シロキサンの濃度が飽和するように、制御する。

この場合、第２のシリコーン系樹脂の厚さを一定以上に保ち、電気特性（中心周波数、挿入損失）のバラツキを低減できる。

より好ましくは、前記第３の工程において塗布する前記第１のシリコーン系樹脂の量は、前記第４の工程において前記加熱オーブン中の前記第１のシリコーン系樹脂が１０ｇ／ｍ^３以上になるように制御する。

本発明の弾性表面波装置及びその製造方法は、チップに保護膜を設けても、ワイヤボンディングの信頼性を確保しつつチップの小型化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態として実施例を、図１〜図４を参照しながら説明する。

図１に示すように、ＳＡＷフィルタ１０は、大略、パッケージ２０にＳＡＷチップ１１がマウントされ、ワイヤボンディングされている。ワイヤボンディング部には、シリコーン系樹脂４０を塗布し、加熱硬化する。この硬化時に、シリコーン系樹脂４０から気化したシロキサンが圧電薄膜１６上に凝集・堆積し、圧電薄膜１６がシロキサン薄膜で保護されるようにする。

ＳＡＷチップ１１は、ガラス基板１２上に、Ａｌの電極膜が形成されている。電極膜は、振動伝搬方向に配置された２つのＩＤＴ１４，１５と、ＩＤＴ１４，１５の間とその両側とに略Ｈ字状に延在するアース配線１３と、パッド１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１４ｓ，１４ｔ，１５ａ，１５ｂ，１５ｓ，１５ｔと、ＩＤＴ１４，１５とパッド１４ａ，１４ｂ，１４ｓ，１４ｔ，１５ａ，１５ｂ，１５ｓ，１５ｔとの間を接続する配線とを含む。電極膜の上には、パッド１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１４ｓ，１４ｔ，１５ａ，１５ｂ，１５ｓ，１５ｔの部分を除いて、ＺｎＯの圧電薄膜１６が形成されている。圧電薄膜１６の上には、ＩＤＴ１４，１５の外側に、ダンピング材１７，１８が形成されている。

パッケージ２０は、樹脂の本体に金属の端子２１〜２５がモールド成形され、中央に収納空間２８が形成されている。この収納空間２８に、端子２１〜２５の端部に形成されたランド２１ａ〜２５ａと端子２３の端部に形成されたダイ・アタッチ２３ｂが露出する。ダイ・アタッチ２３ｂにＳＡＷチップ１１が接着される。

ＳＡＷチップ１１は、パッケージ２０の収納空間２８に配置され、ＳＡＷチップ１１のパッド１３ａ，１４ａ，１４ｓ，１５ａ，１５ｓと、パッケージ２０のランド２１ａ〜２５ａとの間が、それぞれ、Ａｕワイヤ３０を用いたワイヤボンディングによって、電気的に接続される。なお、ＳＡＷチップ１１の他のパッド１３ｂ，１４ｂ，１４ｔ，１５ｂ，１５ｔは、製造工程の途中で試験を行うためコンタクトピンを接触する部分である。

パッド１３ａ，１４ａ，１４ｓ，１５ａ，１５ｓのワイヤボンディング接合部を覆って保護・補強するため、鎖線で示したようにシリコーン系樹脂４０が塗布される。

シリコーン系樹脂４０を硬化させるため、図２に示すように、オーブン５０にＳＡＷフィルタ１０を入れて密閉し、ヒータ５２で加熱する。このとき、シリコーン系樹脂４０の成分であるシロキサン４２が蒸発し、ＳＡＷチップ１１の表面に付着する。これにより、ＳＡＷチップ１１の圧電薄膜１６はシロキサンＰＶＤ保護膜で完全に覆われる。ワイヤボンディングパッド接合部はシリコーン系樹脂４０で覆われているので、信頼性の高い接合状態が維持されたままとなる。

シリコーン系樹脂４０の硬化条件は、例えば１５０℃、２時間である。シリコーン系樹脂の硬化時にシリコーン系樹脂４０の成分であるシロキサン４２が蒸発し、１５０℃でオーブン内のシロキサン濃度がもっとも高くなり、蒸発と共にＳＡＷチップ１１の表面への付着も起こる。シリコーン系樹脂４０を硬化させた後、オーブン５０内の温度を下げると、飽和蒸気圧が小さくなるのに伴って、さらにシロキサン４２がＳＡＷチップ１１の表面に付着する。

図３は、オーブン５０に入れたＳＡＷフィルタ１０のシリコーン系樹脂４０の量と、圧電薄膜１６の上に形成されたシリコーン系樹脂膜（保護膜）の厚さとの関係を示すグラフである。オーブン５０内のシリコーン系樹脂４０が１ｇ／ｍ^３の場合、保護膜の厚さばらつきが大きいが、１０ｇ／ｍ^３以上では、約２０ｎｍの一定の厚さになる。これは、オーブン５０内のシロキサン濃度が飽和するためである。

次に、ＳＡＷフィルタ１０の製造手順について、図４を参照しながら説明する。

まず、ガラス基板１２のウエハを洗浄し（Ｓ１０）、ウエハ全面に、Ａｌをスパッタリングする。次に、レジストを塗布してパターニング後、エッチングでＡｌを除去する。そして、フォトレジストを除去して、ＩＤＴ１４，１５、パッド１３ａ，１３ｂ、１４ａ，１４ｂ，１４ｓ，１４ｔ，１５ａ，１５ｂ，１５ｓ，１５ｔ、その他の配線を含む電極膜を形成する（Ｓ１２）。

次に、ＺｎＯ薄膜をウエハ全面にスパッタリングにて形成した後、ＩＤＴ１４，１５の部分を覆い、パッド１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１４ｓ，１４ｔ，１５ａ，１５ｂ，１５ｓ，１５ｔの部分は覆わないようにレジストを形成し、レジストで覆われていない部分をウエットエッチングで除去する。これにより、ＩＤＴ１４，１５上がＺｎＯの圧電薄膜１６で覆われるとともに、パッド１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１４ｓ，１４ｔ，１５ａ，１５ｂ，１５ｓ，１５ｔには圧電薄膜１６が残らない（Ｓ１４）。

次に、圧電薄膜１６の長手方向の膜端を覆うようにダンピング材１７，１８を印刷する（Ｓ１６）。このようにしてできたウエハをダイシングによりチップ１１に分割し（Ｓ１８）、チップ１１をパッケージ２０にダイボンドし（Ｓ２０）、パッケージ２０のランド２１ａ〜２５ａとチップ１１のパッド１３ａ，１４ａ，１４ｓ，１５ａ，１５ｓをＡｕワイヤ３０でワイヤボンディングし（Ｓ２２）、そのワイヤボンディング部上に、シリコーン系樹脂４０をスプレーして覆う（Ｓ２４）。

次に、密閉したオーブン５０中で加熱し、シリコーン系樹脂４０を硬化させる。このとき、シリコーン系樹脂４０から発生したシロキサンが付着し、圧電薄膜１６はシロキサンＰＶＤ保護膜で完全に覆われる（Ｓ２６）。

次に、パッケージ２０を封止する（Ｓ２８）。複数のパッケージ２０が接続された状態で作製する場合には、個々のパッケージ２０を分割する。

以上に説明したように、ＳＡＷフィルタ１０は、ＳＡＷチップ１１の圧電薄膜１６をシロキサンの保護膜で完全に覆い、圧電薄膜１６の腐食を防止することができる。シロキサンは表面の凹凸に対する追従性がよく、ＳｉＯ_２のスパッタリング膜と比較して薄い膜厚でも、同等の信頼性向上を図ることができる。また、ＳｉＯ_２のスパッタリング膜と比較して薄い膜厚でよいため、保護膜形成による特性のばらつきが小さくなり、歩留まりが向上する。

また、ワイヤボンディング後にシリコーン系樹脂４０で覆うことにより、ワイヤボンディング部の汚染を最小にし、高温環境下でＡｌ・Ａｕ接合部に及ぼす影響を軽減でき、接合強度を維持できるので、信頼性の高い電気的接続を確保することができる。さらに、ワイヤボンディングするパッド１３ａ，１４ａ，１４ｓ，１５ａ，１５ｓ上には、Ａｕワイヤ３０を接合する時に障害となるものが存在しないので、良好な実装性を確保できる。

さらに、従来は必要であったリフトオフ用レジスト形成、ＳｉＯ_２等の成膜が不要であるため、生産期間の短縮と生産コストの削減が可能である。

従来、スパッタリフトオフのためにメタルマスクが使用されていたが、メタルマスクを使用する場合、強度確保のためメタルマスクの開口部をある程度以上離して設ける必要があり、チップサイズやウエハ上のチップ間隔を小さくすることが制約される。ＳＡＷフィルタ１０は、メタルマスクを使用せずに作製できるので、そのような制約がない。したがって、ＳＡＷフィルタ１０は、ウエハ１枚あたりのチップ個数を増やすことが可能になり、コストダウンを図ることができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更を加えて実施可能である。

実施例でガラス基板に圧電薄膜を形成した基板を用いたが、水晶、ＬｉＮｂＯ_３、ＬｉＴａＯ_３などの圧電単結晶基板を用いた場合にも、本発明を適用することができる。

使用するシリコーン系樹脂４０の種類によって、圧電薄膜１６上に形成される保護膜の成分や厚さが変わるが、その場合でも、保護膜の厚さは１００ｎｍ未満である。

ＳＡＷフィルタの構成図である。加熱工程の説明図である。シリコーン樹脂と保護膜の厚さの関係を示すグラフである。ＳＡＷフィルタの製造工程のフローチャートである。

符号の説明

１０ＳＡＷフィルタ
１１ＳＡＷチップ
２０パッケージ
３０ワイヤ
４０シリコーン系樹脂（第１のシリコーン系樹脂）
５０オーブン（加熱オーブン）

Claims

基板と、前記基板上に形成されたＩＤＴと、前記ＩＤＴに接続されたパッドと、を有するＳＡＷチップと、
ランドを有するパッケージと、
前記ＳＡＷチップの前記パッドと前記パッケージの前記ランドとを接続するボンディングワイヤと、
前記パッドと前記ボンディングワイヤとの接続部分に塗布されて硬化した第１のシリコーン系樹脂と、
前記第１のシリコーン系樹脂が硬化する際に前記ＳＡＷチップ表面に形成された厚さ１００ｎｍ未満の第２のシリコーン系樹脂とを備えることを特徴とする弾性表面波装置。
基板と、前記基板上に形成されたＩＤＴと、前記ＩＤＴに接続されたパッドとを有するＳＡＷチップを、ランドを有するパッケージに収納した弾性表面波装置の製造方法であって、
前記ＳＡＷチップを前記パッケージにマウントする第１の工程と、
前記ＳＡＷチップの前記パッドと前記パッケージの前記ランドとの間を、ボンディングワイヤを用いてワイヤボンディングする第２の工程と、
前記パッドと前記ボンディングワイヤとの接続部分に第１のシリコーン系樹脂を塗布する第３の工程と、
前記第１のシリコーン系樹脂を加熱して硬化させるとともに、このときに前記第１のシリコーン系樹脂から発生するシロキサンを前記ＳＡＷチップに付着させて、前記ＳＡＷチップ表面に第２のシリコーン系樹脂を形成する第４の工程とを含むことを特徴とする、弾性表面波装置の製造方法。
前記第４の工程は、加熱オーブン中で行い、
前記第３の工程において塗布する前記第１のシリコーン系樹脂の量は、前記第４の工程において前記加熱オーブン中に蒸発した前記シロキサンの濃度が飽和するように、制御することを特徴とする、請求項２に記載の製造方法。
前記第３の工程において塗布する前記第１のシリコーン系樹脂の量は、前記第４の工程において前記加熱オーブン中の前記第１のシリコーン系樹脂が１０ｇ／ｍ^３以上になるように制御することを特徴とする、請求項３に記載の製造方法。