JP2015130601A - module - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a module capable of obtaining a small acoustic wave device having good electric characteristics.SOLUTION: A module 100 includes: a module substrate 10; and an acoustic wave device 200 buried in the module substrate 10 and including a SAW chip 22 which is mounted on an upper surface of a package substrate 20, a metal sealing part 44 which is provided on the package substrate 20 and seals the SAW chip 22, and a ground terminal 36b which is provided on a lower surface of the package substrate 20 and is electrically connected with the SAW chip 22. The ground terminal 36b and the sealing part 44 are electrically connected with ground through via wiring 16 provided on the module substrate 10 and are not electrically connected with each other in the acoustic wave device 200.

Description

本発明は、モジュールに関し、例えばモジュール基板の内部に弾性波デバイスが埋め込まれたモジュールに関する。   The present invention relates to a module, for example, a module in which an acoustic wave device is embedded in a module substrate.

弾性波デバイスの小型化の要求に対して、パッケージ基板上に弾性波チップを実装した後、弾性波チップを封止部によって封止する構造が提案されている。また、高い気密性を確保するために、封止部にはんだ等の金属を用いることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In response to the demand for downsizing of acoustic wave devices, a structure in which an acoustic wave chip is mounted on a package substrate and then the acoustic wave chip is sealed by a sealing portion has been proposed. Moreover, in order to ensure high airtightness, using metal, such as a solder, for a sealing part is proposed (for example, refer patent document 1).

特開2006−203149号公報JP 2006-203149 A

金属製の封止部によって弾性波チップを封止する場合、封止部がグランドに電気的に接続されていないと、弾性波チップやパッケージ基板に形成されたパターン同士が封止部を介して容量結合し、電気特性が劣化してしまう。封止部をグランドに電気的に接続させる方法として、例えばパッケージ基板にビア配線を設け、このビア配線を介して封止部を弾性波デバイスのグランド端子に電気的に接続させることが考えられる。しかしながら、この場合、ビア配線を設ける領域を確保するために、パッケージ基板が大型化し、その結果、弾性波デバイスが大型化してしまう。また、弾性波デバイスのグランド端子と封止部とがパッケージ基板を貫通するビア配線によって電気的に接続されているため、例えば弾性波チップの信号に繋がる配線パターンと封止部とが容量結合した場合、電気特性の劣化が生じてしまう。   When the acoustic wave chip is sealed by the metal sealing part, if the sealing part is not electrically connected to the ground, the patterns formed on the acoustic wave chip and the package substrate pass through the sealing part. Capacitive coupling causes electrical characteristics to deteriorate. As a method for electrically connecting the sealing portion to the ground, for example, a via wiring is provided on the package substrate, and the sealing portion is electrically connected to the ground terminal of the acoustic wave device via the via wiring. However, in this case, the package substrate is enlarged in order to secure a region for providing the via wiring, and as a result, the acoustic wave device is enlarged. In addition, since the ground terminal of the acoustic wave device and the sealing portion are electrically connected by via wiring penetrating the package substrate, for example, the wiring pattern connected to the signal of the acoustic wave chip and the sealing portion are capacitively coupled. In this case, the electrical characteristics are deteriorated.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、小型で且つ電気特性が良好な弾性波デバイスを得ることが可能なモジュールを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a module capable of obtaining an elastic wave device that is small and has good electrical characteristics.

本発明は、モジュール基板と、前記モジュール基板の内部に埋め込まれ、パッケージ基板の上面に実装された弾性波チップと、前記パッケージ基板上に設けられ、前記弾性波チップを封止する金属製の封止部と、前記パッケージ基板の下面に設けられ、前記弾性波チップに電気的に接続されたグランド端子と、を含む弾性波デバイスと、を備え、前記グランド端子と前記封止部とは、前記モジュール基板に設けられた配線を介してグランドに電気的に接続され、前記弾性波デバイス内では互いに電気的に接続されていないことを特徴とするモジュールである。本発明によれば、小型で且つ電気特性が良好な弾性波デバイスを得ることができる。   The present invention provides a module substrate, an acoustic wave chip embedded in the module substrate and mounted on an upper surface of the package substrate, and a metal seal provided on the package substrate and sealing the acoustic wave chip. An elastic wave device including a stop portion and a ground terminal provided on a lower surface of the package substrate and electrically connected to the elastic wave chip, and the ground terminal and the sealing portion include: The module is electrically connected to the ground via wiring provided on the module substrate, and is not electrically connected to each other in the acoustic wave device. According to the present invention, it is possible to obtain an elastic wave device that is small and has good electrical characteristics.

上記構成において、前記パッケージ基板は、単層基板である構成とすることができる。   In the above configuration, the package substrate may be a single layer substrate.

上記構成において、前記封止部は、前記弾性波チップに対して前記パッケージ基板とは反対側で前記モジュール基板に設けられた前記配線を介してグランドに電気的に接続される構成とすることができる。   In the above configuration, the sealing portion is configured to be electrically connected to the ground via the wiring provided on the module substrate on the side opposite to the package substrate with respect to the acoustic wave chip. it can.

上記構成において、前記封止部は、複数の前記配線を介してグランドに電気的に接続される構成とすることができる。   The said structure WHEREIN: The said sealing part can be set as the structure electrically connected to a ground through the said some wiring.

上記構成において、前記封止部は、前記弾性波チップの周りを囲んで設けられた半田封止部と、前記弾性波チップ上に設けられた金属リッドと、を含む構成とすることができる。   The said structure WHEREIN: The said sealing part can be set as the structure containing the solder sealing part provided surrounding the said acoustic wave chip | tip, and the metal lid provided on the said acoustic wave chip | tip.

上記構成において、前記弾性波チップは、弾性表面波チップ又は圧電薄膜共振子チップを含む構成とすることができる。   In the above configuration, the acoustic wave chip may include a surface acoustic wave chip or a piezoelectric thin film resonator chip.

本発明によれば、小型で且つ電気特性が良好な弾性波デバイスを得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain an elastic wave device that is small and has good electrical characteristics.

図1(a)は、比較例1に係る弾性波デバイスを示す断面図であり、図1(b)は、パッケージ基板の上面図である。FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating an acoustic wave device according to Comparative Example 1, and FIG. 1B is a top view of the package substrate. 図2(a)は、比較例2に係る弾性波デバイスを示す断面図であり、図2(b)は、パッケージ基板の上面図である。2A is a cross-sectional view showing an acoustic wave device according to Comparative Example 2, and FIG. 2B is a top view of the package substrate. 図3は、実施例1に係るモジュールを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the module according to the first embodiment. 図4は、実施例1のモジュール内に内蔵された弾性波デバイスを示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the acoustic wave device built in the module according to the first embodiment. 図5(a)は、パッケージ基板の上面図であり、図5(b)は、パッケージ基板の断面図であり、図5(c)は、パッケージ基板の下面図である。5A is a top view of the package substrate, FIG. 5B is a cross-sectional view of the package substrate, and FIG. 5C is a bottom view of the package substrate. 図6は、弾性波チップを実装する前のウエハを示す上面図である。FIG. 6 is a top view showing the wafer before mounting the acoustic wave chip. 図7は、圧電薄膜共振子チップを示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a piezoelectric thin film resonator chip.

まず、比較例に係る弾性波デバイスについて説明する。図1(a)は、比較例1に係る弾性波デバイスを示す断面図であり、図1(b)は、パッケージ基板の上面図である。なお、図1(a)は、図1(b)のA−A間に相当する箇所の断面を示している。図1(a)及び図1(b)のように、パッケージ基板70の上面に、接続端子76と金属製のシールリング86とが設けられている。接続端子76に、弾性波チップ72がバンプ74によってフリップチップ実装されている。シールリング86は、弾性波チップ72を囲むように設けられている。シールリング86の上面に接合すると共に弾性波チップ72の側面に接合された半田封止部88と、弾性波チップ72上に設けられた金属リッド90と、を含む金属製の封止部92によって、弾性波チップ72は封止されている。封止部92を覆うように金属膜94が設けられている。   First, an acoustic wave device according to a comparative example will be described. FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating an acoustic wave device according to Comparative Example 1, and FIG. 1B is a top view of the package substrate. Note that FIG. 1A shows a cross section of a portion corresponding to A-A in FIG. As shown in FIGS. 1A and 1B, a connection terminal 76 and a metal seal ring 86 are provided on the upper surface of the package substrate 70. An acoustic wave chip 72 is flip-chip mounted on the connection terminal 76 by a bump 74. The seal ring 86 is provided so as to surround the acoustic wave chip 72. A metal sealing portion 92 including a solder sealing portion 88 bonded to the upper surface of the seal ring 86 and bonded to the side surface of the elastic wave chip 72, and a metal lid 90 provided on the elastic wave chip 72. The elastic wave chip 72 is sealed. A metal film 94 is provided so as to cover the sealing portion 92.

パッケージ基板70の下面には、弾性波デバイスの外部端子として信号端子78及びグランド端子80が設けられている。接続端子76と信号端子78及びグランド端子80とは、パッケージ基板70を貫通するビア配線82によって電気的に接続されている。つまり、弾性波チップ72は、信号端子78及びグランド端子80に電気的に接続されている。封止部92も、パッケージ基板70を貫通するビア配線84を介して、グランド端子80に電気的に接続されている。   On the lower surface of the package substrate 70, a signal terminal 78 and a ground terminal 80 are provided as external terminals of the acoustic wave device. The connection terminal 76, the signal terminal 78, and the ground terminal 80 are electrically connected by a via wiring 82 that penetrates the package substrate 70. That is, the acoustic wave chip 72 is electrically connected to the signal terminal 78 and the ground terminal 80. The sealing portion 92 is also electrically connected to the ground terminal 80 via a via wiring 84 that penetrates the package substrate 70.

比較例1によれば、封止部92をグランドに電気的に接続させるために、パッケージ基板70にビア配線84を設け、このビア配線84を介して封止部92をグランド端子80に電気的に接続させている。この場合、ビア配線84を設ける領域を確保するためにシールリング86の幅を広げることになり、パッケージ基板70が大型化し、その結果、弾性波デバイスが大型化してしまう。また、弾性波デバイス内でグランド端子80と封止部92とがビア配線84を介して電気的に接続されているため、例えば封止部92が弾性波チップ72の信号に繋がるパターン等の他のパターンと容量結合した場合、高周波電気特性の劣化が生じてしまう。さらに、例えばパッケージ基板70が単層基板である場合には、シールリング86の直下にグランド端子80がある場所でしかビア配線84を介して封止部92をグランド端子80に電気的に接続させることができないとの制約がある。このため、封止部92のグランドの強化が不十分となる恐れがある。   According to the comparative example 1, in order to electrically connect the sealing portion 92 to the ground, the via wiring 84 is provided in the package substrate 70, and the sealing portion 92 is electrically connected to the ground terminal 80 via the via wiring 84. Is connected. In this case, the width of the seal ring 86 is increased in order to secure a region where the via wiring 84 is provided, and the package substrate 70 is increased in size, and as a result, the elastic wave device is increased in size. In addition, since the ground terminal 80 and the sealing portion 92 are electrically connected via the via wiring 84 in the acoustic wave device, for example, a pattern such as a pattern in which the sealing portion 92 is connected to the signal of the acoustic wave chip 72. When this pattern is capacitively coupled, the high frequency electrical characteristics are deteriorated. Further, for example, when the package substrate 70 is a single-layer substrate, the sealing portion 92 is electrically connected to the ground terminal 80 via the via wiring 84 only where the ground terminal 80 is directly under the seal ring 86. There is a restriction that it cannot be done. For this reason, there is a possibility that the ground of the sealing portion 92 is not sufficiently strengthened.

図2(a)は、比較例2に係る弾性波デバイスを示す断面図、図2(b)は、パッケージ基板の上面図である。なお、図2(a)は、図2(b)のA−A間に相当する箇所の断面を示している。比較例1では、シールリング86を外側に広げることでビア配線84を設ける領域を確保していたが、比較例2では、図2(b)のように、シールリング86を内側に広げることでビア配線84を設ける領域を確保している。これにより、パッケージ基板70が大型化することを抑制できる。しかしながら、図2(a)のように、パッケージ基板70の上面と弾性波チップ72との間までシールリング86が延在するようになり、封止部92を構成する半田封止部88がパッケージ基板70の上面と弾性波チップ72との間まで入り込むようになる。これは、半田封止部88は、シールリング86上を半田が濡れ広がることで形成されるためである。この結果、弾性波チップ72に形成されているパターンに半田が付着し易くなり、電気特性が悪化してしまう。また、比較例2においても、比較例1で説明したような容量結合による高周波電気特性の劣化は生じる。   2A is a cross-sectional view showing an acoustic wave device according to Comparative Example 2, and FIG. 2B is a top view of the package substrate. FIG. 2A shows a cross section of a portion corresponding to A-A in FIG. In Comparative Example 1, the region where the via wiring 84 is provided is secured by expanding the seal ring 86 outward, but in Comparative Example 2, the seal ring 86 is expanded inward as shown in FIG. An area for providing the via wiring 84 is secured. Thereby, it can suppress that the package substrate 70 enlarges. However, as shown in FIG. 2A, the seal ring 86 extends between the upper surface of the package substrate 70 and the acoustic wave chip 72, and the solder sealing portion 88 constituting the sealing portion 92 is provided in the package. It enters between the upper surface of the substrate 70 and the elastic wave chip 72. This is because the solder sealing portion 88 is formed by spreading solder on the seal ring 86. As a result, the solder tends to adhere to the pattern formed on the acoustic wave chip 72, and the electrical characteristics are deteriorated. Also in Comparative Example 2, the high-frequency electrical characteristics deteriorate due to capacitive coupling as described in Comparative Example 1.

そこで、以下において、小型で且つ電気特性が良好な弾性波デバイスを得ることが可能なモジュールの実施例について説明する。   Therefore, an embodiment of a module capable of obtaining an elastic wave device that is small and has good electrical characteristics will be described below.

図3は、実施例1に係るモジュールを示す断面図である。図3のように、実施例1のモジュール100は、弾性波デバイス200がモジュール基板10の内部に埋め込まれて配置されている。弾性波デバイス200は、例えば高周波信号を処理するデバイスである。モジュール基板10は、絶縁層12と配線層14とが複数積層された多層配線基板である。積層された複数の配線層14は、絶縁層12を貫通するビア配線16によって互いに電気的に接続されている。配線層14とビア配線16とは、例えば銅等の金属で形成されている。絶縁層12は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、又は熱可塑性の液晶ポリマーシート等により形成されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the module according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 3, the module 100 according to the first embodiment includes the acoustic wave device 200 embedded in the module substrate 10. The elastic wave device 200 is a device that processes a high-frequency signal, for example. The module substrate 10 is a multilayer wiring substrate in which a plurality of insulating layers 12 and wiring layers 14 are stacked. The plurality of laminated wiring layers 14 are electrically connected to each other by via wirings 16 penetrating the insulating layer 12. The wiring layer 14 and the via wiring 16 are made of a metal such as copper, for example. The insulating layer 12 is formed of, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, or a thermoplastic liquid crystal polymer sheet.

ここで、モジュール100内に収容・内蔵された弾性波デバイス200について説明する。図4は、実施例1のモジュール内に内蔵された弾性波デバイスを示す断面図である。図4のように、弾性波デバイス200は、セラミック、サファイア、又は窒化アルミニウム等の絶縁体からなるパッケージ基板20の平坦上面に、弾性表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)チップ22がバンプ24によってフリップチップ実装されている。SAWチップ22は、圧電基板26と、圧電基板26のパッケージ基板20と向かい合う側の面に設けられたIDT(Interdigital Transducer)28と、を含む。圧電基板26は、例えばタンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウム等の圧電材料からなる。IDT28は、例えば銅又はアルミニウム等の金属で形成されている。バンプ24は、例えば銅、金、又は半田等の金属からなる。パッケージ基板20の上面とSAWチップ22との間には空隙30が形成されていて、IDT28は振動が抑制されないように空隙30に露出している。バンプ24も空隙30に露出している。   Here, the acoustic wave device 200 housed and incorporated in the module 100 will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the acoustic wave device built in the module according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, in the acoustic wave device 200, a surface acoustic wave (SAW) chip 22 is flipped by a bump 24 on a flat upper surface of a package substrate 20 made of an insulator such as ceramic, sapphire, or aluminum nitride. Chip mounted. The SAW chip 22 includes a piezoelectric substrate 26 and an IDT (Interdigital Transducer) 28 provided on the surface of the piezoelectric substrate 26 facing the package substrate 20. The piezoelectric substrate 26 is made of a piezoelectric material such as lithium tantalate or lithium niobate. The IDT 28 is made of a metal such as copper or aluminum, for example. The bump 24 is made of metal such as copper, gold, or solder. A gap 30 is formed between the upper surface of the package substrate 20 and the SAW chip 22, and the IDT 28 is exposed to the gap 30 so that vibration is not suppressed. The bump 24 is also exposed in the gap 30.

ここで、パッケージ基板20について説明する。図5(a)は、パッケージ基板の上面図であり、図5(b)は、パッケージ基板の断面図であり、図5(c)は、パッケージ基板の下面図である。なお、図5(b)は、図5(a)及び図5(c)のA−A間の断面図である。図5(a)から図5(c)のように、パッケージ基板20の上面に、接続端子32とシールリング34とが設けられている。パッケージ基板20の部材として、例えばセラミック、サファイア等を用いることができる。シールリング34は、パッケージ基板20の上面内の外周部分に、外周に沿って設けられている。接続端子32は、シールリング34よりも内側に設けられている。接続端子32とシールリング34とは、例えば銅等の金属で形成されている。   Here, the package substrate 20 will be described. 5A is a top view of the package substrate, FIG. 5B is a cross-sectional view of the package substrate, and FIG. 5C is a bottom view of the package substrate. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIGS. 5A and 5C. As shown in FIGS. 5A to 5C, the connection terminal 32 and the seal ring 34 are provided on the upper surface of the package substrate 20. As a member of the package substrate 20, for example, ceramic, sapphire, or the like can be used. The seal ring 34 is provided along the outer periphery of the outer peripheral portion in the upper surface of the package substrate 20. The connection terminal 32 is provided inside the seal ring 34. The connection terminal 32 and the seal ring 34 are made of a metal such as copper, for example.

パッケージ基板20の下面に、弾性波デバイス200の外部接続用の端子である外部端子36が設けられている。外部端子36は、信号端子及びグランド端子を含む。外部端子36は、例えば銅等の金属で形成されている。パッケージ基板20の上面に設けられた接続端子32と、下面に設けられた外部端子36とは、パッケージ基板20を貫通するビア配線38を介して電気的に接続されている。ビア配線38は、例えば銅等の金属で形成されている。パッケージ基板20の上面に設けられたシールリング34下にはビア配線は設けられてなく、シールリング34は外部端子36に電気的に接続されていない。パッケージ基板20は、例えば単層基板からなり、内部にパッケージ基板20の上面に平行な方向に延在する配線が設けられていない。   External terminals 36 that are external connection terminals of the acoustic wave device 200 are provided on the lower surface of the package substrate 20. The external terminal 36 includes a signal terminal and a ground terminal. The external terminal 36 is made of a metal such as copper, for example. The connection terminals 32 provided on the upper surface of the package substrate 20 and the external terminals 36 provided on the lower surface are electrically connected via via wirings 38 penetrating the package substrate 20. The via wiring 38 is formed of a metal such as copper, for example. No via wiring is provided below the seal ring 34 provided on the upper surface of the package substrate 20, and the seal ring 34 is not electrically connected to the external terminal 36. The package substrate 20 is made of, for example, a single layer substrate, and no wiring extending in a direction parallel to the upper surface of the package substrate 20 is provided therein.

図4のように、バンプ24は接続端子32に接合されていることから、SAWチップ22は外部端子36に電気的に接続されている。シールリング34は、SAWチップ22よりも外側に、SAWチップ22を囲んで設けられている。シールリング34の上面に接合すると共にSAWチップ22の側面に接合した半田封止部40と、SAWチップ22上に設けられた平坦形状の金属リッド42と、を含む金属製の封止部44によって、SAWチップ22は封止されている。金属リッド42は、例えばコバール等の金属で形成されている。封止部44を覆って、例えば銅等の金属膜46が設けられている。   As shown in FIG. 4, since the bumps 24 are bonded to the connection terminals 32, the SAW chip 22 is electrically connected to the external terminals 36. The seal ring 34 is provided outside the SAW chip 22 so as to surround the SAW chip 22. A metal sealing portion 44 including a solder sealing portion 40 bonded to the upper surface of the seal ring 34 and bonded to the side surface of the SAW chip 22, and a flat metal lid 42 provided on the SAW chip 22. The SAW chip 22 is sealed. The metal lid 42 is made of a metal such as Kovar, for example. A metal film 46 such as copper is provided so as to cover the sealing portion 44.

弾性波デバイス200は、図6のように、多面取り構造を用いて製造することができる。図6は、弾性波チップを実装する前のウエハを示す上面図である。図6のように、ウエハ48の上面に、図5(a)で説明した接続端子32とシールリング34とを含む複数のパターン49がアレイ状に配置されている。また、図示はしないが、ウエハ48の下面には、図5(c)で説明した外部端子36が設けられている。ウエハ48の上面に設けられた接続端子32と下面に設けられた外部端子36とは、ウエハ48を貫通するビア配線38によって電気的に接続されている。ウエハ48は、例えばサファイアである。サファイアを用いることで、温度特性の優れた弾性波デバイスを備えたモジュール基板を提供することができる。   The acoustic wave device 200 can be manufactured using a multi-chamfer structure as shown in FIG. FIG. 6 is a top view showing the wafer before mounting the acoustic wave chip. As shown in FIG. 6, a plurality of patterns 49 including the connection terminals 32 and the seal ring 34 described in FIG. 5A are arranged in an array on the upper surface of the wafer 48. Although not shown, the external terminal 36 described with reference to FIG. 5C is provided on the lower surface of the wafer 48. The connection terminals 32 provided on the upper surface of the wafer 48 and the external terminals 36 provided on the lower surface are electrically connected by via wirings 38 penetrating the wafer 48. The wafer 48 is, for example, sapphire. By using sapphire, it is possible to provide a module substrate including an elastic wave device having excellent temperature characteristics.

複数のパターン49それぞれにSAWチップ22をフリップチップ実装した後、例えばSnAg系の半田シートとその上に重ね合わせた金属リッド42との積層体を複数のSAWチップ22上に配置し、積層体を上側から加熱・加圧する。これにより、複数のSAWチップ22間の間隙に半田が充填される。半田は、シールリング34上を濡れ広がった後に固化して、シールリング34の上面とSAWチップ22の側面とに接合する。したがって、シールリング34は、半田に対して濡れ性の良好な金属からなる場合が好ましい。これにより、SAWチップ22の周囲を覆う半田封止部40が形成される。また、複数のSAWチップ22上には、金属リッド42が配置される。これにより、複数のSAWチップ22は、半田封止部40と金属リッド42とを含む封止部44によって封止される。その後、ウエハ48をダイシングによって切断して複数のSAWチップ22に個片化した後、金属膜46を形成することで、弾性波デバイス200が得られる。   After the SAW chip 22 is flip-chip mounted on each of the plurality of patterns 49, for example, a laminate of a SnAg-based solder sheet and a metal lid 42 superimposed thereon is disposed on the plurality of SAW chips 22, and the laminate is formed. Heat and press from above. As a result, solder is filled in the gaps between the plurality of SAW chips 22. The solder wets and spreads on the seal ring 34 and then solidifies and joins the upper surface of the seal ring 34 and the side surface of the SAW chip 22. Therefore, the seal ring 34 is preferably made of a metal having good wettability with respect to solder. As a result, a solder sealing portion 40 that covers the periphery of the SAW chip 22 is formed. A metal lid 42 is disposed on the plurality of SAW chips 22. Thereby, the plurality of SAW chips 22 are sealed by the sealing portion 44 including the solder sealing portion 40 and the metal lid 42. Thereafter, the wafer 48 is cut by dicing and separated into a plurality of SAW chips 22, and then the metal film 46 is formed, whereby the acoustic wave device 200 is obtained.

図4のように、弾性波デバイス200単体の状態では、封止部44と外部端子36とは、互いに独立していている。つまり、封止部44と外部端子36(例えば、グランド端子)とは、弾性波デバイス200内で電気的に接続されていない。   As shown in FIG. 4, in the state of the acoustic wave device 200 alone, the sealing portion 44 and the external terminal 36 are independent from each other. That is, the sealing portion 44 and the external terminal 36 (for example, a ground terminal) are not electrically connected within the acoustic wave device 200.

図3のように、モジュール基板10に内蔵された弾性波デバイス200の外部端子36は、配線層14及びビア配線16に電気的に接続されている。モジュール基板10の上面に形成された配線層14aは、少なくともその一部が端子パッドとして用いられ、この端子パッドには、電子部品18が実装されている。電子部品18は、例えば抵抗素子、インダクタ、又はキャパシタ等のチップ部品である。電子部品18は、パワーアンプ、アンテナスイッチ、又は高周波IC等の能動素子であってもよい。弾性波デバイス200の外部端子36のうちの信号端子36aは、例えば配線層14及びビア配線16を介して電子部品18に電気的に接続されている。   As shown in FIG. 3, the external terminal 36 of the acoustic wave device 200 built in the module substrate 10 is electrically connected to the wiring layer 14 and the via wiring 16. At least a part of the wiring layer 14a formed on the upper surface of the module substrate 10 is used as a terminal pad, and an electronic component 18 is mounted on the terminal pad. The electronic component 18 is a chip component such as a resistance element, an inductor, or a capacitor, for example. The electronic component 18 may be an active element such as a power amplifier, an antenna switch, or a high frequency IC. The signal terminal 36 a among the external terminals 36 of the acoustic wave device 200 is electrically connected to the electronic component 18 through the wiring layer 14 and the via wiring 16, for example.

弾性波デバイス200及び電子部品18は、モジュール基板10の下面に形成された配線層14bに対しても電気的に接続されている。モジュール基板10の下面の配線層14bは、モジュール100の外部接続用端子パッドとして機能する。即ち、弾性波デバイス200及び電子部品18は、モジュール基板10の下面の配線層14bを介して、電子機器のマザーボードにおける端子等に電気的に接続される。   The acoustic wave device 200 and the electronic component 18 are also electrically connected to the wiring layer 14 b formed on the lower surface of the module substrate 10. The wiring layer 14 b on the lower surface of the module substrate 10 functions as an external connection terminal pad of the module 100. That is, the acoustic wave device 200 and the electronic component 18 are electrically connected to terminals and the like on the motherboard of the electronic device via the wiring layer 14 b on the lower surface of the module substrate 10.

弾性波デバイス200の外部端子36のうちのグランド端子36bは、図3では明示していないが、配線層14及びビア配線16を介して、グランド用の端子パッドとして機能する配線層14bに電気的に接続されている。弾性波デバイス200の封止部44は、封止部44の上面側(図3の紙面上では封止部44の下側)に設けられたビア配線16を介して、グランド用の端子パッドとして機能する配線層14bに電気的に接続されている。グランド端子36bが電気的に接続されている配線層14bと封止部44が電気的に接続されている配線層14bとは、例えばそれぞれ独立した別々の配線層である。   The ground terminal 36b among the external terminals 36 of the acoustic wave device 200 is electrically connected to the wiring layer 14b functioning as a terminal pad for ground via the wiring layer 14 and the via wiring 16 although not explicitly shown in FIG. It is connected to the. The sealing portion 44 of the acoustic wave device 200 serves as a ground terminal pad via the via wiring 16 provided on the upper surface side of the sealing portion 44 (below the sealing portion 44 on the paper surface of FIG. 3). It is electrically connected to the functioning wiring layer 14b. The wiring layer 14b to which the ground terminal 36b is electrically connected and the wiring layer 14b to which the sealing portion 44 is electrically connected are, for example, separate and independent wiring layers.

実施例1によれば、弾性波デバイス200のグランド端子36bと封止部44とは、モジュール基板10に設けられたビア配線16を介してグランドに電気的に接続され、弾性波デバイス200内では互いに電気的に接続されていない。これにより、例えば、封止部44がSAWチップ22の信号に繋がるパターン等の他のパターンと容量結合した場合であっても、良好な高周波電気特性を得ることができる。また、封止部44は、モジュール基板10に設けられたビア配線16を介してグランドに電気的に接続されるため、比較例1のように、封止部44をグランドに接続させるためのビア配線をパッケージ基板20に設けなくて済む。よって、弾性波デバイス200を小型化することができる。   According to the first embodiment, the ground terminal 36 b and the sealing portion 44 of the acoustic wave device 200 are electrically connected to the ground via the via wiring 16 provided on the module substrate 10. Are not electrically connected to each other. Thereby, for example, even when the sealing portion 44 is capacitively coupled to another pattern such as a pattern connected to the signal of the SAW chip 22, good high frequency electrical characteristics can be obtained. Further, since the sealing portion 44 is electrically connected to the ground via the via wiring 16 provided on the module substrate 10, a via for connecting the sealing portion 44 to the ground as in the first comparative example. It is not necessary to provide wiring on the package substrate 20. Therefore, the acoustic wave device 200 can be reduced in size.

パッケージ基板20は、内部にパッケージ基板20の上面に平行な方向に延在する配線が設けられた多層基板の場合でもよいが、弾性波デバイス200の低背化のためには、単層基板である場合が好ましい。図4のように、パッケージ基板20の内部には、上面の接続端子32と下面の外部端子36とを電気的に接続させるビア配線38が設けられるだけであるため、パッケージ基板20に単層基板を用いることができる。   The package substrate 20 may be a multilayer substrate in which wiring extending in a direction parallel to the upper surface of the package substrate 20 is provided. However, in order to reduce the height of the acoustic wave device 200, a single-layer substrate may be used. Some cases are preferred. As shown in FIG. 4, the package substrate 20 is only provided with via wirings 38 for electrically connecting the connection terminals 32 on the upper surface and the external terminals 36 on the lower surface. Can be used.

図3のように、封止部44は、SAWチップ22に対してパッケージ基板20と反対側でモジュール基板10に設けられたビア配線16を介してグランドに電気的に接続されることが好ましい。これにより、封止部44と配線層14bとの間のビア配線16を短くできる。また、図3のように、封止部44は、複数のビア配線16を介してグランドに接続されることが好ましい。これにより、封止部44のグランドを強化することができ、封止部44による電磁シールド効果が得られる。また、熱伝導の経路が増えることから、SAWチップ22で発生した熱を効果的に放熱させることができる。   As shown in FIG. 3, the sealing portion 44 is preferably electrically connected to the ground via the via wiring 16 provided on the module substrate 10 on the opposite side of the package substrate 20 with respect to the SAW chip 22. Thereby, the via wiring 16 between the sealing part 44 and the wiring layer 14b can be shortened. As shown in FIG. 3, the sealing portion 44 is preferably connected to the ground via the plurality of via wirings 16. Thereby, the gland | grand | ground of the sealing part 44 can be strengthened and the electromagnetic shielding effect by the sealing part 44 is acquired. Further, since the heat conduction paths increase, the heat generated in the SAW chip 22 can be effectively dissipated.

弾性波デバイス200の製造プロセスの簡略化の観点から、弾性波デバイス200の外部端子36と金属膜46とは、同じ金属(例えば、銅)からなる場合が好ましい。   From the viewpoint of simplifying the manufacturing process of the acoustic wave device 200, the external terminal 36 and the metal film 46 of the acoustic wave device 200 are preferably made of the same metal (for example, copper).

実施例1では、図3のように、モジュール100内に内蔵された弾性波デバイス200は、モジュール基板10の電子部品18が設けられた面側に外部端子36が配置され、反対面側に封止部44が配置されている場合を例に示したが、上下反転した場合でもよい。また、弾性波デバイス200に備わる弾性波チップとしてSAWチップ22の場合を例に示したが、その他の弾性波チップの場合でもよく、例えばラブ波チップ、弾性境界波チップ、圧電薄膜共振子(FBAR:Film Bulk Acoustic Resonator)チップ等の場合でもよい。また、弾性波デバイス200は、共振器の場合でもよいし、送信フィルタ、受信フィルタ、或いは分波器の場合でもよい。   In the first embodiment, as shown in FIG. 3, the acoustic wave device 200 built in the module 100 has the external terminal 36 disposed on the surface side of the module substrate 10 on which the electronic component 18 is provided and sealed on the opposite surface side. Although the case where the stop part 44 is arrange | positioned was shown as an example, the case where it turned upside down may be sufficient. Further, although the SAW chip 22 is shown as an example of the elastic wave chip provided in the elastic wave device 200, other elastic wave chips may be used, for example, a love wave chip, a boundary acoustic wave chip, a piezoelectric thin film resonator (FBAR). : Film Bulk Acoustic Resonator) chip or the like. The acoustic wave device 200 may be a resonator, a transmission filter, a reception filter, or a duplexer.

図7は、圧電薄膜共振子チップを示す断面図である。図7のように、圧電薄膜共振子チップ50は、例えばシリコン等の基板52上に、下部電極54、窒化アルミニウム膜等の圧電膜56、及び上部電極58がこの順に積層されている。圧電膜56を挟み下部電極54と上部電極58とが重なる領域が共振領域60となる。共振領域60においては、圧電膜56内で励振されて上下方向に伝搬する弾性波(厚み縦振動のバルク波)が共振する。共振領域60の下方の基板52には、空隙62が形成されている。空隙62は、基板52を貫通して形成されていてもよいし、貫通せずに凹部となっていてもよい。また、空隙62は、基板52の上面と下部電極54との間に形成されていてもよい。さらに、空隙62の代わりに、弾性波を反射する音響反射膜が形成されていてもよい。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing a piezoelectric thin film resonator chip. As shown in FIG. 7, the piezoelectric thin film resonator chip 50 has a lower electrode 54, a piezoelectric film 56 such as an aluminum nitride film, and an upper electrode 58 laminated in this order on a substrate 52 such as silicon. A region where the lower electrode 54 and the upper electrode 58 overlap with each other with the piezoelectric film 56 interposed therebetween is a resonance region 60. In the resonance region 60, an elastic wave (a bulk wave of thickness longitudinal vibration) that is excited in the piezoelectric film 56 and propagates in the vertical direction resonates. A gap 62 is formed in the substrate 52 below the resonance region 60. The gap 62 may be formed through the substrate 52 or may be a recess without penetrating. Further, the gap 62 may be formed between the upper surface of the substrate 52 and the lower electrode 54. Furthermore, instead of the gap 62, an acoustic reflection film that reflects an elastic wave may be formed.

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。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

10 モジュール基板
12 絶縁層
14、14a、14b 配線層
16 ビア配線
20 パッケージ基板
22 SAWチップ
32 接続端子
34 シールリング
36 外部端子
36a 信号端子
36b グランド端子
40 半田封止部
42 金属リッド
44 封止部
50 圧電薄膜共振子チップ
100 モジュール
200 弾性波デバイス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Module board | substrate 12 Insulation layer 14, 14a, 14b Wiring layer 16 Via wiring 20 Package board 22 SAW chip 32 Connection terminal 34 Seal ring 36 External terminal 36a Signal terminal 36b Ground terminal 40 Solder sealing part 42 Metal lid 44 Sealing part 50 Piezoelectric thin film resonator chip 100 module 200 acoustic wave device

Claims (6)

モジュール基板と、
前記モジュール基板の内部に埋め込まれ、パッケージ基板の上面に実装された弾性波チップと、前記パッケージ基板上に設けられ、前記弾性波チップを封止する金属製の封止部と、前記パッケージ基板の下面に設けられ、前記弾性波チップに電気的に接続されたグランド端子と、を含む弾性波デバイスと、を備え、
前記グランド端子と前記封止部とは、前記モジュール基板に設けられた配線を介してグランドに電気的に接続され、前記弾性波デバイス内では互いに電気的に接続されていないことを特徴とするモジュール。
A module board;
An acoustic wave chip embedded in the module substrate and mounted on the upper surface of the package substrate; a metal sealing portion provided on the package substrate for sealing the acoustic wave chip; and the package substrate An elastic wave device including a ground terminal provided on a lower surface and electrically connected to the elastic wave chip;
The module, wherein the ground terminal and the sealing portion are electrically connected to the ground via wiring provided on the module substrate, and are not electrically connected to each other in the acoustic wave device. .
前記パッケージ基板は、単層基板であることを特徴とする請求項1記載のモジュール。   The module according to claim 1, wherein the package substrate is a single layer substrate. 前記封止部は、前記弾性波チップに対して前記パッケージ基板とは反対側で前記モジュール基板に設けられた前記配線を介してグランドに電気的に接続されることを特徴とする請求項1又は2記載のモジュール。   The said sealing part is electrically connected to the ground through the said wiring provided in the said module board on the opposite side to the said package board | substrate with respect to the said acoustic wave chip | tip. 2. The module according to 2. 前記封止部は、複数の前記配線を介してグランドに電気的に接続されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項記載のモジュール。   The module according to any one of claims 1 to 3, wherein the sealing portion is electrically connected to a ground via the plurality of wirings. 前記封止部は、前記弾性波チップの周りを囲んで設けられた半田封止部と、前記弾性波チップ上に設けられた金属リッドと、を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載のモジュール。   The said sealing part contains the solder sealing part provided in the circumference | surroundings of the said acoustic wave chip | tip, and the metal lid provided on the said acoustic wave chip | tip, The Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. The module as described in any one. 前記弾性波チップは、弾性表面波チップ又は圧電薄膜共振子チップを含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項記載のモジュール。   The module according to any one of claims 1 to 5, wherein the acoustic wave chip includes a surface acoustic wave chip or a piezoelectric thin film resonator chip.
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