JP2011124743A - 弾性波デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化が可能な弾性波デバイス及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、弾性波デバイスチップをパッケージ基板２の上面にフリップチップ実装する工程と、弾性波デバイスチップの側面を封止部８により封止する工程と、弾性波デバイスチップの上面及び封止部８の上面を削る工程と、を有する弾性波デバイスの製造方法である。本発明によれば、弾性波デバイスチップ及び封止部を削ることで低背化し、弾性波デバイスを薄型化することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、弾性波デバイス及びその製造方法に関し、特に弾性波デバイスチップをフリップチップ実装する弾性波デバイス及びその製造方法に関する。

情報化社会の進展に伴い、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）デバイスや弾性境界波デバイスのような弾性波デバイスには、小型化・低コスト化が要求されている。こうした要求に応えるために、弾性波デバイスチップをパッケージ基板にフリップチップ実装した弾性波デバイスが開発されている。

特許文献１には、基板にフリップチップ実装した弾性波デバイスを、半田により封止する技術が開示されている。

特開２００６−２０３１４９号公報

しかし、従来の弾性波デバイスでは薄型化が困難な場合があった。本願発明は上記課題に鑑み、薄型化が可能な弾性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。

本発明は、弾性波デバイスチップをパッケージ基板の上面にフリップチップ実装する工程と、前記弾性波デバイスチップの側面を封止部により封止する工程と、前記弾性波デバイスチップの上面及び前記封止部の上面を削る工程と、を有する弾性波デバイスの製造方法である。本発明によれば、弾性波デバイスチップ及び封止部を削ることで低背化し、弾性波デバイスを薄型化することができる。

上記構成において、前記削る工程は、ブラスト工法により削る工程を含む構成とすることができる。この構成によれば、弾性波デバイスチップ及び封止部をブラスト工法により削ることで、弾性波デバイスを薄型化できる。また、弾性波デバイスチップの上面に凹凸が形成されるため、反射波によるデバイス特性の悪化を抑制することができる。

上記構成において、前記フリップチップ実装する工程は、複数の前記弾性波デバイスチップを前記パッケージ基板の上面にフリップチップ実装する工程を含み、前記封止する工程は、前記複数の弾性波デバイスチップの各々の側面を封止部により封止する工程を含み、前記削る工程の後に、前記パッケージ基板を切断する工程を有する構成とすることができる。この構成によれば、簡単な工程で複数の弾性波デバイスを製造することができ、低コスト化を図ることができる。

上記構成において、前記封止する工程は、半田からなる前記封止部により封止する工程を含み、前記削る工程の後に、前記封止部の上面及び側面を覆う保護膜を形成する工程を有する構成とすることができる。この構成によれば、半田により弾性波デバイスチップを気密性高く封止し、かつ電気的にシールドすることができる。また、保護膜により封止部を保護することができる。

上記構成において、前記削る工程の後であって、前記パッケージ基板を切断する工程の前に、前記複数の弾性波デバイスチップ間に配置された前記封止部を前記パッケージ基板が露出するまで切断する工程を有し、前記保護膜を形成する工程は、前記封止部を切断する工程の後であって、前記パッケージ基板を切断する工程の前に行われ、前記パッケージ基板を切断する工程は、前記封止部を切断する工程における切断領域と重なる切断領域で前記パッケージ基板を切断する工程を含む構成とすることができる。この構成によれば、封止部を切断する工程の後に保護膜を形成する工程を行うため、複数の弾性表面波デバイスの各々の側面に保護膜を形成できる。これにより、弾性表面波デバイスを効果的に保護することができる。

本発明は、パッケージ基板と、前記パッケージ基板の上面にフリップチップ実装され、上面がブラスト加工されている弾性波デバイスチップと、前記デバイスチップの側面を封止する封止部と、を具備する弾性波デバイスである。本発明によれば、弾性波デバイスチップをブラスト工法により削ることで低背化し、弾性波デバイスを薄型化することができる。また、弾性波デバイスチップの上面に凹凸が形成されるため、反射波による特性の悪化を抑制することができる。

上記構成において、前記パッケージ基板の上面から前記弾性波デバイスチップの上面までの高さは、前記パッケージ基板の上面から前記封止部の上面までの高さより大きい構成とすることができる。この構成によれば、弾性波デバイスチップ及び封止部を削ることで、弾性波デバイスを薄型化できる。

上記構成において、前記封止部の側面及び上面を覆う保護膜を有し、前記封止部は半田からなる構成とすることができる。この構成によれば、半田により弾性波デバイスチップを気密性高く封止し、かつ電気的にシールドすることができる。また、保護膜により封止部を保護することができる。

本発明によれば、薄型化が可能な弾性波デバイス及びその製造方法を提供することができる。

図１（ａ）は比較例に係る弾性表面波デバイス１を例示する断面図であり、図１（ｂ）は実施例１に係る弾性表面波デバイス１００を例示する断面図である。 図２（ａ）から図２（ｅ）は、比較例に係る弾性表面波デバイス１の製造方法を例示する断面図である。 図３（ａ）から図３（ｅ）は、実施例１に係る弾性表面波デバイス１００の製造方法を例示する断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施例１の変形例に係る弾性表面波デバイス２００の製造方法を例示する断面図である。

図面を用いて、本発明の実施例について説明する。

初めに、比較例と実施例１、それぞれに係る弾性表面波デバイスの構成について説明する。図１は比較例に係る弾性表面波デバイス１、及び実施例１に係る弾性表面波デバイス１００を例示する断面図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、弾性表面波デバイス１及び弾性表面波デバイス１００は、それぞれパッケージ基板２、バンプ４、配線６、封止部８、弾性表面波デバイスチップ１０、及び保護膜１４を備える。図１（ａ）に示すように、弾性表面波デバイス１はリッド１２を備える。図１（ｂ）に示すように、弾性表面波デバイス１００はシードメタル１６を備える。

パッケージ基板２は例えばセラミック等の絶縁体からなる。弾性表面波デバイスチップ１０は、例えばＬｉＴａＯ_３又はＬｉＮｂＯ_３からなる圧電基板と、圧電基板上に設けられた櫛形電極とを備える。バンプ４及び配線６は例えばＡｕ等の金属からなる。封止部８は例えばＳｎ−Ａｇ等の半田からなる。リッド１２は例えばコバールからなる。保護膜１４及びシードメタル１６は、例えばＮｉ等の金属からなる。

弾性表面波デバイスチップ１０はパッケージ基板２の上面にフリップチップ実装されている。弾性表面波デバイスチップ１０が備える櫛形電極は、弾性表面波デバイスチップ１０の下面に設けられており、空隙と接している。このため、櫛形電極による弾性表面波の励振が効果的に行われる。

弾性表面波デバイスチップ１０は、バンプ４により配線６と電気的に接続されている。配線６は、パッケージ基板２の上面から、内部を通ってパッケージ基板２の下面に引き出されている。パッケージ基板２の下面に露出する配線６はフットパターンとして機能する。

パッケージ基板２の上面には金属パターンが形成されており、封止部８は金属パターンに接合される。封止部８はバンプ４や配線６とは接触せず、弾性表面波デバイスチップ１０とは電気的に絶縁される。

図１（ａ）に示すように、比較例に係る弾性表面波デバイス１においては、弾性表面波デバイスチップ１０の側面は封止部８に封止され、上面はリッド１２に封止される。パッケージ基板２の上面から弾性表面波デバイスチップ１０の上面までの高さは、パッケージ基板２の上面から封止部８までの上面までの高さと略等しい。パッケージ基板２の下面から保護膜１４の上面までの高さＨ１、つまり弾性表面波デバイス１の高さＨ１は例えば０．５ｍｍである。弾性表面波デバイスチップ１０の厚さＴ１は例えば０．２ｍｍである。つまり弾性表面波デバイスチップ１０の厚さＴ１は、弾性表面波デバイス１の高さＨ１の４０％を占める。また、リッド１２の厚さＴ２は０．０２ｍｍである。

図１（ｂ）に示すように、実施例１に係る弾性表面波デバイス１００においては、封止部８が弾性表面波デバイスチップ１０の側面の一部に接触し封止する。パッケージ基板２の上面から弾性表面波デバイスチップ１０の上面までの高さは、パッケージ基板２の上面から封止部８までの上面までの高さより大きい。パッケージ基板２の下面から保護膜１４の上面までの高さＨ２、つまり弾性表面波デバイス１００の高さＨ２は例えば０．３６ｍｍである。弾性表面波デバイスチップ１０の厚さＴ３は例えば０．０８ｍｍである。また、弾性表面波デバイスチップ１０の上面、つまりパッケージ基板２と対向する面とは反対側の面はブラスト加工されており、凹凸が形成されている。

上記のように、実施例１に係る弾性表面波デバイス１００は、弾性表面波デバイスチップ１０を薄型化し、またリッド１２を設けない分、比較例に係る弾性表面波デバイス１よりも例えば０．１４ｍｍの薄型化が可能となっている。言い換えれば実施例１により、弾性表面波デバイス１の厚さ０．５ｍｍから約３０％の薄型化を実現したことになる。

次に、弾性表面波デバイスの製造方法を説明する。まず、比較例に係る弾性表面波デバイス１の製造方法について説明する。

図２（ａ）から図２（ｅ）は、比較例に係る弾性表面波デバイス１の製造方法を例示する断面図である。

図２（ａ）に示すように、複数の弾性表面波デバイスチップ１０を、バンプ４を用いて、多面取り構造のパッケージ基板１８の上面にフリップチップ実装する。

図２（ｂ）に示すように、リッド２０を介して半田シートを上から加圧し、かつ加熱する。これにより、半田からなる封止部８、及びリッド２０で、複数の弾性表面波デバイスチップ１０の各々を封止する。

図２（ｃ）に示すように、封止部８及びリッド２０を、パッケージ基板１８が露出するまで切断するハーフダイシング工程を行う。このとき、パッケージ基板１８が切断されない程度に溝が形成されてもよい。

図２（ｄ）に示すように、封止部８の側面、及び個片化されたリッド１２に、Ｎｉからなる保護膜１４を形成する。

図２（ｅ）に示すように、パッケージ基板１８を切断するダイシング工程を行う。パッケージ基板１８は、図２（ｃ）における切断領域と重なる切断領域で切断され、個片化されたパッケージ基板２となる。以上の工程により、弾性表面波デバイス１が完成する。

比較例に係る弾性表面波デバイス１の製造方法では、図２（ｂ）に示すようにフリップチップ実装した弾性表面波デバイスチップ１０をそのまま封止する。このため、図１（ａ）に示すような厚さの弾性表面波デバイス１となり、薄型化が困難となる。次に実施例１に係る弾性表面波デバイス１００の製造方法について説明する。

図３（ａ）から図３（ｅ）は、実施例１に係る弾性表面波デバイス１００の製造方法を例示する断面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示した工程は、実施例１にも共通であるため説明を省略する。

図３（ａ）に示すように、封止部８、複数の弾性表面波デバイスチップ１０の各々、及びリッド２０に対してブラスト加工を行う。つまり、ブラスト工法により、封止部８の上面、複数の弾性表面波デバイスチップ１０の各々の上面、及びリッド２０を削る。ブラスト加工によりリッド２０は除去される。また、封止部８及び弾性表面波デバイスチップ１０の厚さは小さくなる。ブラスト加工は、砥粒として例えば粒径１２μｍのＧＣ（Ｇｒｅｅｎ Ｃａｒｂｏｒｕｎｄｏｍ：グリーンカーボランダム）を、例えば噴射圧０．２ＭＰａで噴射して行う。

図３（ｂ）に示すように、複数の弾性表面波デバイスチップ１０の間に配置された封止部８を、パッケージ基板１８が露出するまで切断するハーフダイシング工程を行う。

図３（ｃ）に示すように、パッケージ基板１８の露出した面、封止部８の上面及び側面、並びに弾性表面波デバイスチップ１０の側面の一部及び上面に、例えばＮｉからなる厚さが例えば０．１μｍのシードメタル１６を形成する。

図３（ｄ）に示すように、シードメタル１６の表面に、封止部８の上面及び側面、並びに弾性表面波デバイスチップ１０の側面の一部及び上面を覆うように、例えばＮｉやＣｕ等の金属からなる、厚さが例えば１０μｍの保護膜１４を形成する。保護膜１４の形成は、例えば電解メッキ法により行われる。

図３（ｅ）に示すように、パッケージ基板１８を切断するダイシング工程を行う。パッケージ基板１８は、図２（ｃ）における切断領域と重なる切断領域で、パッケージ基板１８上に形成されたシードメタル１６及び保護膜１４とともに切断され、個片化されたパッケージ基板２となる。以上の工程により、弾性表面波デバイス１００が完成する。

実施例１によれば、弾性表面波デバイスチップ１０を封止した後、ブラスト加工を行い、弾性表面波デバイスチップ１０及び封止部８を低背化する（図３（ａ）参照）。このため、図１（ｂ）に示すように弾性表面波デバイス１００の薄型化が可能となる。

図１（ａ）に示すフリップチップ実装の工程において、バンプ４と配線６とを超音波により接合することがある。この場合、弾性表面波デバイスチップ１０には力が加わるため、ある程度の厚さがないと弾性表面波デバイスチップ１０が破損することがある。図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、実施例１によれば弾性表面波デバイスチップ１０をフリップチップ実装した後に、ブラスト加工を行う。弾性表面波デバイスチップ１０は薄型化される前にフリップチップ実装されるため、破損を抑制できる。また、弾性表面波デバイスチップ１０のハンドリングの際にも、破損を抑制できる。

弾性表面波デバイスチップ１０及び封止部８を削る工程は、ブラスト工法以外の工法で行ってもよい。ただし、ブラスト工法を用いた場合、弾性表面波デバイスチップ１０の上面が粗くなる。つまり上面に凹凸が形成される。弾性表面波デバイスチップ１０の上面に凹凸が形成されると、弾性表面波が上面においてランダムに反射され、打ち消し合う。このため、弾性表面波が上面で反射することによるデバイス特性の悪化を抑制することができる。従って、ブラスト工法を用いることが好ましい。

弾性表面波デバイスチップ１０が備える圧電基板を形成するＬｉＴａＯ_３又はＬｉＮｂＯ_３は、封止部８を形成する半田より硬い。このため、ブラスト加工による弾性表面波デバイスチップ１０が削られる厚さは、封止部８が削られる厚さより小さくなる。従って、パッケージ基板２の上面から弾性表面波デバイスチップの上面までの高さは、パッケージ基板２の上面から封止部８までの上面までの高さより大きくなる。

封止部８は半田以外に、例えばエポキシ樹脂等の絶縁体で形成してもよい。しかし、封止部８を半田で形成することで、より気密性高く弾性表面波デバイスチップ１０を封止し、異物や水分の浸入を抑制することができる。また、半田により弾性表面波デバイスチップ１０を電気的にシールドするため、デバイス特性の悪化を抑制することもできる。従って、封止部８は半田で形成することが好ましい。

また、保護膜１４はなくてもよい。ただし、保護膜１４を例えばＮｉやＣｕ等の金属で形成することで、シールドの効果をより高めることができる。また、封止部８が半田で形成されている場合、弾性表面波デバイス１００を基板等に実装する際のリフロー工程等で、封止部８が溶融する恐れがある。このため、封止部８が半田で形成されている場合は特に封止部８を保護膜１４で覆うことが好ましい。また、保護膜１４は電解メッキ法以外の方法で形成してもよい。電解メッキ法を用いない場合、例えば無電解メッキ法等を用いる場合、通電させなくてよいため、シードメタル１６は形成しなくてもよい。

パッケージ基板は多面取り構造に限定されず、個片化されたパッケージ基板２に１つの弾性表面波デバイスチップ１０を実装し、封止、ブラスト加工、保護膜の形成を行ってもよい。しかし、複数の弾性表面波デバイスチップ１０を、多面取り構造のパッケージ基板１８に実装することにより、簡単な工程で複数の弾性表面波デバイス１００を製造することができ、低コスト化できる。また、図３（ｂ）のハーフダイシング工程の後に、図３（ｄ）の保護膜の形成を行うため、複数の弾性表面波デバイスの各々の側面に保護膜を形成して、弾性表面波デバイスの保護を効果的にすることができる。

次に実施例１の変形例について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施例１の変形例に係る弾性表面波デバイス２００の製造方法を例示する断面図である。図４（ａ）より前の工程は、図２（ａ）及び図２（ｂ）、並びに図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す工程と同じであるため、説明を省略する。

図４（ａ）に示すように、ブラスト加工及びハーフダイシング工程の後、封止部８の側面及び上面に保護膜１４を形成する。

図４（ｂ）に示すように、保護膜を形成した後、パッケージ基板１８を切断する。以上の工程により、弾性表面波デバイス２００が完成する。

実施例１の変形例によれば、ブラスト加工により弾性表面波デバイスチップ１０及び封止部８を削るため、弾性表面波デバイスの薄型化が可能である。また、保護膜１４は封止部８の上面及び側面を覆うため、封止部８を保護することができる。一方、弾性表面波デバイスチップ１０は保護膜に覆われない。このため、電解メッキ法により保護膜１４を形成する場合でも、シードメタル１６を形成しなくてよい。従って、工程が簡単になり、かつ材料も削減できるため、弾性表面波デバイスの低コスト化が可能となる。さらに、保護膜１４及びシードメタル１６が弾性表面波デバイスチップ１０の上面に形成されない分、弾性表面波デバイスの薄型化が可能となる。なお、電解メッキは封止部８に接続された電極に通電することで行われる。

実施例では弾性表面波デバイスを例に説明したが、これに限定されない。例えば弾性境界波デバイスチップを実装した弾性境界波デバイスや、他の弾性波デバイスにも、本発明は適用可能である。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

弾性表面波デバイス １，１００，２００
パッケージ基板 ２，１８
バンプ ４
配線 ６
封止部 ８
弾性表面波デバイスチップ １０
リッド １２，２０
保護膜 １４
シードメタル １６

Claims (8)

1. 弾性波デバイスチップをパッケージ基板の上面にフリップチップ実装する工程と、
   前記弾性波デバイスチップの側面を封止部により封止する工程と、
   前記弾性波デバイスチップの上面及び前記封止部の上面を削る工程と、を有する弾性波デバイスの製造方法。
2. 前記削る工程は、ブラスト工法により削る工程を含む請求項１記載の弾性波デバイスの製造方法。
3. 前記フリップチップ実装する工程は、複数の前記弾性波デバイスチップを前記パッケージ基板の上面にフリップチップ実装する工程を含み、
   前記封止する工程は、前記複数の弾性波デバイスチップの各々の側面を封止部により封止する工程を含み、
   前記削る工程の後に、前記パッケージ基板を切断する工程を有する請求項１又は２記載の弾性波デバイスの製造方法。
4. 前記封止する工程は、半田からなる前記封止部により封止する工程を含み、
   前記削る工程の後に、前記封止部の上面及び側面を覆う保護膜を形成する工程を有する請求項１から３いずれか一項記載の弾性波デバイスの製造方法。
5. 前記削る工程の後であって、前記パッケージ基板を切断する工程の前に、前記複数の弾性波デバイスチップ間に配置された前記封止部を前記パッケージ基板が露出するまで切断する工程を有し、
   前記保護膜を形成する工程は、前記封止部を切断する工程の後であって、前記パッケージ基板を切断する工程の前に行われ、
   前記パッケージ基板を切断する工程は、前記封止部を切断する工程における切断領域と重なる切断領域で前記パッケージ基板を切断する工程を含む請求項４記載の弾性波デバイスの製造方法。
6. パッケージ基板と、
   前記パッケージ基板の上面にフリップチップ実装され、上面がブラスト加工されている弾性波デバイスチップと、
   前記デバイスチップの側面を封止する封止部と、を具備する弾性波デバイス。
7. 前記パッケージ基板の上面から前記弾性波デバイスチップの上面までの高さは、前記パッケージ基板の上面から前記封止部の上面までの高さより大きい請求項６記載の弾性波デバイス。
8. 前記封止部の側面及び上面を覆う保護膜を有し、
   前記封止部は半田からなる請求項６又は７記載の弾性波デバイス。

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