JP2013090273A - Electronic component and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品およびその製造方法に関し、特に、ウェハレベル−チップサイズパッケージ型(WL−CSP型)弾性表面波装置などの電子部品およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic component and a manufacturing method thereof, and more particularly to an electronic component such as a wafer level-chip size package type (WL-CSP type) surface acoustic wave device and a manufacturing method thereof.
近年、素子サイズにまでパッケージを小型化したウェハレベル−チップサイズパッケージ(WL−CSP)型弾性表面波装置が開発されている。 In recent years, a wafer level-chip size package (WL-CSP) type surface acoustic wave device in which a package is reduced to the element size has been developed.
たとえば、特開2006−352430号公報(特許文献1)には、上述の弾性表面波装置の一例が記載されている。 For example, JP 2006-352430 A (Patent Document 1) describes an example of the surface acoustic wave device described above.
図6に示すように、特許文献1に記載の弾性表面波フィルタにおいては、圧電基板1の一方の主面である上面1Aに、IDT(Interdigital Trasducer)電極12とパッド電極13とを含む導電パターンが形成されている。IDT電極12の周囲には、第1の絶縁層20が形成されている。第1の絶縁層20は、パッド電極13上にも形成されている。第1の絶縁層20により、圧電基板1と間隔を設けて、第2の絶縁層22が配置されている。第2の絶縁層22の外縁は、大略、圧電基板1の外縁に沿って延在する。絶縁部材である第1および第2の絶縁層20,22によって、IDT電極12の周囲を覆う封止空間19が形成される。さらに、第2の絶縁層22の上から圧電基板11の外縁までを全体的に覆うように、外郭樹脂24が形成されている。外郭樹脂24の上方に、外部端子18が露出している。外部端子18は、第1の絶縁層20、第2の絶縁層22および外郭樹脂24に形成された貫通孔を介して、パッド電極13に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 6, in the surface acoustic wave filter described in
第1の絶縁層20および第2の絶縁層22の貫通孔には、接続部材15が形成されている。接続部材15は、パッド電極13上からメッキ膜を成長させることにより形成される。第2の絶縁層22上には貫通孔の開口部周縁に接するように配線層14が形成されているため、上記メッキ膜が配線層14に達すると、該メッキ層は、配線層14上でも成長する。そのため、接続部材15は一体に形成されるので、強固な配線となり、断線しにくく、信頼性が向上する。
A connecting
しかしながら、上記貫通孔は、レーザーなどで形成されるため、その開口部周縁にはバリが発生し、滑らかな形状になっていない。そのため、貫通孔から成長するメッキが配線層14に接触できない部分が存在し、配線層14上で成長するメッキ膜の厚みにバラツキが生じる。 However, since the through hole is formed by a laser or the like, burrs are generated at the periphery of the opening, and the shape is not smooth. Therefore, there is a portion where the plating grown from the through hole cannot contact the wiring layer 14, and the thickness of the plating film grown on the wiring layer 14 varies.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、絶縁層に設けた貫通孔にメッキ膜を形成することにより形成される配線を強固なものにするとともに、貫通孔よりも上部に形成されるメッキ層の厚みを均一にすることが可能な電子部品およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to strengthen a wiring formed by forming a plating film in a through hole provided in an insulating layer. Another object of the present invention is to provide an electronic component capable of making the thickness of the plating layer formed above the through hole uniform and a method for manufacturing the same.
本発明に係る電子部品は、対向する一対の主面を有する基板と、基板の一方の主面に形成され、機能部およびパッド電極を含む導電パターンと、導電パターンを被覆し、パッド電極に達する貫通孔を有する第1の絶縁層と、貫通孔に充填され、パッド電極に接続される第1のビア電極と、第1のビア電極の上部と接続されるように第1の絶縁層上に形成され、第1のビア電極の上部内側に位置するように設けられた穴部を有する配線下地層と、第1のビア電極と一体に配線下地層上に形成された配線層と、配線層を被覆する第2の絶縁層と、第2の絶縁層を貫通して配線層と接続された第2のビア電極と、第2のビア電極上に設けられた外部端子とを備える。 An electronic component according to the present invention includes a substrate having a pair of opposing main surfaces, a conductive pattern formed on one main surface of the substrate, including a functional part and a pad electrode, and covering the conductive pattern to reach the pad electrode. A first insulating layer having a through hole, a first via electrode filled in the through hole and connected to the pad electrode, and on the first insulating layer so as to be connected to an upper portion of the first via electrode A wiring base layer having a hole formed so as to be positioned inside the upper portion of the first via electrode; a wiring layer formed on the wiring base layer integrally with the first via electrode; and a wiring layer A second insulating layer covering the first insulating layer, a second via electrode penetrating the second insulating layer and connected to the wiring layer, and an external terminal provided on the second via electrode.
1つの実施態様では、上記電子部品において、配線下地層は、貫通孔の開口の外周を覆うように形成される。 In one embodiment, in the electronic component, the wiring base layer is formed so as to cover the outer periphery of the opening of the through hole.
1つの実施態様では、上記電子部品において、基板は圧電基板を含み、機能部は弾性表面波装置を構成するIDT電極を含み、第1の絶縁層は、IDT電極の封止空間を構成する中空部を含む。 In one embodiment, in the electronic component, the substrate includes a piezoelectric substrate, the functional unit includes an IDT electrode that forms a surface acoustic wave device, and the first insulating layer is a hollow that forms a sealed space of the IDT electrode. Part.
本発明に係る電子部品の製造方法は、対向する一対の主面を有する基板を準備する工程と、基板の一方の主面に機能部およびパッド電極を含む導電パターンを形成する工程と、導電パターンを被覆し、パッド電極に達する貫通孔を有する第1の絶縁層を形成する工程と、貫通孔に充填され、パッド電極に接続される第1のビア電極を形成する工程と、第1のビア電極の上部内側に位置するように設けられた穴部を有する配線下地層を第1の絶縁層上に形成する工程と、第1のビア電極と一体となるように配線下地層上に配線層を形成する工程と、配線層を被覆する第2の絶縁層を形成する工程と、第2の絶縁層を貫通して配線層と接続される第2のビア電極を形成する工程と、第2のビア電極上に外部端子を形成する工程とを備える。 An electronic component manufacturing method according to the present invention includes a step of preparing a substrate having a pair of opposed main surfaces, a step of forming a conductive pattern including a functional part and a pad electrode on one main surface of the substrate, and a conductive pattern. Forming a first insulating layer having a through hole reaching the pad electrode, forming a first via electrode filled in the through hole and connected to the pad electrode, and a first via Forming a wiring base layer having a hole provided on the inner side of the upper portion of the electrode on the first insulating layer; and wiring layer on the wiring base layer so as to be integrated with the first via electrode Forming a second insulating layer covering the wiring layer, forming a second via electrode penetrating the second insulating layer and connected to the wiring layer, Forming an external terminal on the via electrode.
1つの実施態様では、上記電子部品の製造方法において、第1のビア電極および前記配線層は、電解メッキにより形成される。 In one embodiment, in the electronic component manufacturing method, the first via electrode and the wiring layer are formed by electrolytic plating.
1つの実施態様では、上記電子部品の製造方法において、配線下地層は、リフトオフ法により形成される。 In one embodiment, in the electronic component manufacturing method, the wiring base layer is formed by a lift-off method.
本発明によれば、絶縁層に設けた貫通孔にメッキ膜を形成するにあたり、貫通孔の開口部の内側に位置する穴部を有する配線下地層を形成することにより、配線下地層が開口部周縁を覆い、貫通孔内のメッキ膜と十分に接触するため、メッキ膜を配線下地層上で均一に成長させることができる。また、上記穴部を通って、メッキ膜は一体に形成されるので、該メッキ層は、強固な配線となり、断線しにくく、信頼性が高い。 According to the present invention, when forming the plating film in the through hole provided in the insulating layer, the wiring base layer is formed by forming the wiring base layer having a hole located inside the opening of the through hole. Since the peripheral edge is covered and is sufficiently in contact with the plating film in the through hole, the plating film can be uniformly grown on the wiring base layer. In addition, since the plating film is integrally formed through the hole, the plating layer becomes a strong wiring, is not easily disconnected, and has high reliability.
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。 Embodiments of the present invention will be described below. Note that the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may not be repeated.
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。 Note that in the embodiments described below, when referring to the number, amount, and the like, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, and the like unless otherwise specified. In the following embodiments, each component is not necessarily essential for the present invention unless otherwise specified.
図1〜図3は、本発明の1つの実施の形態に係るWL−CSP型弾性表面波装置の製造方法である。 1 to 3 show a method for manufacturing a WL-CSP type surface acoustic wave device according to one embodiment of the present invention.
まず、図1(a)に示すように、圧電基板1の一方の主面(以下、「上面」という。)にIDT電極2を含む「第1の導電パターン」を形成する(第1工程)。
First, as shown in FIG. 1A, a “first conductive pattern” including an
次に、図1(b)に示すように、圧電基板1の上面にパッド電極3を含む「第2の導電パターン」を形成する(第2工程)。パッド電極3は、IDT電極2と電気的に接続される。また、パッド電極3は、後述する電解メッキに係る工程において用いられる給電ライン(図示しない)にも電気的に接続されている。なお、給電ラインは、「第1の導電パターン」または「第2の導電パターン」に含まれている。
Next, as shown in FIG. 1B, a “second conductive pattern” including the
図1(c)に示すように、圧電基板1の上面に、スピーンコート法により、ポリイミドなどの感光性樹脂が塗布される(第3工程)。そして、IDT電極2が露出し、パッド電極3が被覆されるように、感光性樹脂をフォトリソグラフィ法でパターニングして、絶縁性の支持層4を形成する。
As shown in FIG. 1C, a photosensitive resin such as polyimide is applied to the upper surface of the
さらに、図1(d)に示すように、支持層4上に、ロールラミネート法などでポリイミドなどからなる非感光性樹脂シートを貼り合わせることにより、絶縁性の第1のカバー層5が形成される(第4工程)。これにより、IDT電極2上に封止空間4Aが形成される。
Further, as shown in FIG. 1D, an insulating
図2(e)に示すように、パッド電極3の一部が露出するように、レーザーやドライエッチングなどにより、支持層4および第1のカバー層5を貫通する貫通孔5Aが形成される(第5工程)。なお、支持層4は感光性樹脂からなるため、予め貫通孔5Aを形成しておいてもよい。また、必要に応じて、貫通孔5Aの内部は清浄化処理される。
As shown in FIG. 2E, a through-
図2(f)に示すように、CuまたはNiからなるビア電極6が形成される(第6工程)。ビア電極6は、電解メッキによって、貫通孔5Aの底部であるパッド電極3から貫通孔5Aの開口部までメッキ層を成長させることによって形成される。ここで、ビア電極6は、その上部が第1のカバー層5の上面を超えないように形成されている。
As shown in FIG. 2F, a via
図2(g)に示すように、第1のカバー層5の上面に、所望の形状にパターニングされた配線下地層7が形成される(第7工程)。配線下地層7は、レジストで形成したパターンに金属を蒸着した後にレジストを除去し、レジストがない部分にのみ金属パターンを残すこと(リフトオフ法)によって形成される。
As shown in FIG. 2G, the
図4に示すように、配線下地層7には、ビア電極6の上部が一部露出するように、円形状の穴部が形成されている。すなわち、配線下地層7の穴部は、ビア電極6の上部よりも直径が小さくなるように形成され、ビア電極6の上部内側に位置している。これにより、配線下地層7の穴部外周は貫通孔5Aの開口部周縁を超えて、ビア電極6に接触している。
As shown in FIG. 4, a circular hole is formed in the
次に、図2(h)に示すように、配線下地層7の穴部から露出するビア電極6上から配線下地層7上に配線層8が形成される(第8工程)。配線層8は、ビア電極6と同様、電解メッキによりメッキ層を成長させることによって形成される。したがって、ビア電極6と配線層8とはメッキ層によって一体に形成される。また、上述したように、配線下地層7の穴部外周がビア電極6と十分に接触しているため、配線層8は膜厚にバラツキが生じることなく形成される。
Next, as shown in FIG. 2H, a
さらに、図3(i)に示すように、印刷法などを用いて、第1のカバー層5の上面および配線層8を感光性の熱硬化樹脂で被覆することにより、第2のカバー層9が形成される(第9工程)。そして、フォトリソグラフィ法で、配線層8の一部が露出するように第2のカバー層9に貫通孔が設けられる。
Further, as shown in FIG. 3I, the
図3(j)に示すように、電解メッキあるいは無電解メッキを用いて、第2のカバー層9の貫通孔内にメッキ層が充填され、アンダーバンプメタル10が形成される(第10工程)。アンダーバンプメタル10は、下からCu/Ni/Auの順に形成されたメッキ層から構成されてもよいし、Ni/Auの順に形成されたメッキ層で構成されてもよい。いずれの場合も、AuはNiの酸化を防止するために設けられる。したがって、Auは、0.1〜0.3μm程度の厚みがあればよい。
As shown in FIG. 3J, the
図3(k)に示すように、アンダーバンプメタル10上にSn−Ag−Cuなどの半田ペーストを印刷し、リフローすることで、外部端子としてのバンプ11が形成される(第11工程)。
As shown in FIG. 3 (k), a solder paste such as Sn-Ag-Cu is printed on the
図1〜図4を用いた以上の説明では、便宜上、1つのWL−CSP型弾性表面波装置を作製する過程を説明したが、実際には、圧電基板に複数の弾性表面波素子を形成し、圧電基板をダイシングすることにより、複数のWL−CSP型弾性表面波装置を作製する。 In the above description using FIGS. 1 to 4, the process of manufacturing one WL-CSP type surface acoustic wave device has been described for convenience. In practice, a plurality of surface acoustic wave elements are formed on a piezoelectric substrate. A plurality of WL-CSP type surface acoustic wave devices are fabricated by dicing the piezoelectric substrate.
これにより作製されたWL−CSP型弾性表面波装置の構造は、図5に示す通りである。すなわち、対向する一対の主面を有する圧電基板1と、圧電基板の一方主面に形成され、IDT電極2(機能部)およびパッド電極3を含む導電パターンと、IDT電極2が露出するように圧電基板の一方主面および導電パターンを被覆する支持層4と、支持層4を被覆する第1のカバー層5(支持層4およびカバー層5とを合わせて「第1の絶縁層」)と、支持層4および第1のカバー層5を貫通してパッド電極3の一部に接続されるビア電極6(第1のビア電極)と、ビア電極6の上部と接続するように第1のカバー層5上に所望の形状で形成され、ビア電極6の上部内側に位置するように配線下地層7に設けられた穴部を有する配線下地層7と、ビア電極6と一体に配線下地層7上に形成されている配線層8と、第1のカバー層5および配線層8を被覆する第2のカバー層9(第2の絶縁層)と、第2のカバー層9を貫通して配線層8と接続しているアンダーバンプメタル10(第2のビア電極)と、アンダーバンプメタル10上に設けられているバンプ11(外部端子)とを備えた弾性表面波装置である。
The structure of the WL-CSP type surface acoustic wave device thus fabricated is as shown in FIG. That is, the
本実施の形態に係る弾性表面波装置によれば、圧電基板に設けられている導電パターンの形状を問わず、自由に外部端子の位置を決めることができる。また、ビア電極と配線層とを一体に形成することができるため、強固な配線となり、断線しにくく、信頼性が向上する。 According to the surface acoustic wave device according to the present embodiment, the position of the external terminal can be freely determined regardless of the shape of the conductive pattern provided on the piezoelectric substrate. In addition, since the via electrode and the wiring layer can be formed integrally, the wiring becomes strong, is not easily disconnected, and the reliability is improved.
ところで、本実施の形態では電子部品の一例としての弾性表面波素子について説明したが、本発明に係る電子部品は、弾性境界波素子やバルク弾性波素子などの圧電素子や、半導体素子などの他の電気素子であってもよい。また、弾性表面波素子は、機能部であるIDT電極上に封止空間が必要であるが、機能部上に封止空間が必要ない電気素子の場合は、支持層4は第1のカバー層5と一体であってもよい。
By the way, although the surface acoustic wave device as an example of the electronic component has been described in the present embodiment, the electronic component according to the present invention includes other piezoelectric devices such as boundary acoustic wave devices and bulk acoustic wave devices, semiconductor devices, and the like. The electric element may be used. The surface acoustic wave element requires a sealing space on the IDT electrode, which is a functional part, but in the case of an electrical element that does not require a sealing space on the functional part, the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 圧電基板、2,12 IDT電極、3,13 パッド電極、4 支持層、4A 封止空間、5 第1のカバー層、5A 貫通孔、6 ビア電極、7 配線下地層、8,14 配線層、9 第2のカバー層、10 アンダーバンプメタル、11 バンプ、15 接続部材、18 外部端子、19 封止空間、20 第1の絶縁層、22 第2の絶縁層、24 外郭樹脂。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板の一方の主面に形成され、機能部およびパッド電極を含む導電パターンと、
前記導電パターンを被覆し、前記パッド電極に達する貫通孔を有する第1の絶縁層と、
前記貫通孔に充填され、前記パッド電極に接続される第1のビア電極と、
前記第1のビア電極の上部と接続されるように前記第1の絶縁層上に形成され、前記第1のビア電極の上部内側に位置するように設けられた穴部を有する配線下地層と、
前記第1のビア電極と一体に前記配線下地層上に形成された配線層と、
前記配線層を被覆する第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層を貫通して前記配線層と接続された第2のビア電極と、
前記第2のビア電極上に設けられた外部端子とを備えた、電子部品。 A substrate having a pair of opposing main surfaces;
A conductive pattern formed on one main surface of the substrate and including a functional part and a pad electrode;
A first insulating layer covering the conductive pattern and having a through hole reaching the pad electrode;
A first via electrode filled in the through hole and connected to the pad electrode;
A wiring base layer formed on the first insulating layer so as to be connected to an upper portion of the first via electrode, and having a hole provided so as to be positioned inside the upper portion of the first via electrode; ,
A wiring layer formed on the wiring base layer integrally with the first via electrode;
A second insulating layer covering the wiring layer;
A second via electrode penetrating the second insulating layer and connected to the wiring layer;
An electronic component comprising: an external terminal provided on the second via electrode.
前記機能部は弾性表面波装置を構成するIDT電極を含み、
前記第1の絶縁層は、前記IDT電極の封止空間を構成する中空部を含む、請求項1または請求項2に記載の電子部品。 The substrate includes a piezoelectric substrate;
The functional unit includes an IDT electrode constituting a surface acoustic wave device,
The electronic component according to claim 1, wherein the first insulating layer includes a hollow portion that forms a sealed space of the IDT electrode.
前記基板の一方の主面に機能部およびパッド電極を含む導電パターンを形成する工程と、
前記導電パターンを被覆し、前記パッド電極に達する貫通孔を有する第1の絶縁層を形成する工程と、
前記貫通孔に充填され、前記パッド電極に接続される第1のビア電極を形成する工程と、
前記第1のビア電極の上部内側に位置するように設けられた穴部を有する配線下地層を前記第1の絶縁層上に形成する工程と、
前記第1のビア電極と一体となるように配線下地層上に配線層を形成する工程と、
前記配線層を被覆する第2の絶縁層を形成する工程と、
前記第2の絶縁層を貫通して前記配線層と接続される第2のビア電極を形成する工程と、
前記第2のビア電極上に外部端子を形成する工程とを備えた、電子部品の製造方法。 Preparing a substrate having a pair of opposing main surfaces;
Forming a conductive pattern including a functional part and a pad electrode on one main surface of the substrate;
Forming a first insulating layer covering the conductive pattern and having a through hole reaching the pad electrode;
Forming a first via electrode filled in the through hole and connected to the pad electrode;
Forming a wiring base layer having a hole provided on the inner side of the upper portion of the first via electrode on the first insulating layer;
Forming a wiring layer on the wiring base layer so as to be integrated with the first via electrode;
Forming a second insulating layer covering the wiring layer;
Forming a second via electrode penetrating the second insulating layer and connected to the wiring layer;
And a step of forming an external terminal on the second via electrode.
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