JP3825475B2 - 電子部品の製造方法 - Google Patents
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- H01L24/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
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- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/16227—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bond pad of the item
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- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/4501—Shape
- H01L2224/45012—Cross-sectional shape
- H01L2224/45015—Cross-sectional shape being circular
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
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- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73257—Bump and wire connectors
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- H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
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Description
本発明は、弾性表面波装置やEPROM(Erasable Programmable Read−Only Memory、消去プログラム可能読取り専用メモリ)CCD(Charge Coupled Device、荷電結合素子)、半導体レーザ、発光ダイオード等の電子部品の製造方法に係り、特に基板上にフェースダウンに素子を搭載する電子部品の製造方法に関する。
背景技術
弾性表面波素子は、その機能上、表面波の伝搬するトランスデューサ部表面に空隙部を必要としており、該表面に異物層が存在することにより、表面波の伝搬に悪影響を生じ、所望の特性が損なわれる。そこで、弾性表面波素子をパッケージに収納する手段が採られている。その場合、ICなどで用いられている樹脂封止手段では、表面波を励起し伝搬するトランスデューサ部を樹脂が覆ってしまうため適用できず、通常はメタルパッケージあるいはセラミックパッケージを用いた気密性封止構造と呼ばれる封止手段が多用されている。
ところが、上記のメタルパッケージやセラミックパッケージを用いた気密性封止構造は生産性が悪く実装密度も上がらない。これに対して、日本国特開平4−56510号や特開平5−55303号に開示されているフェースダウン型の弾性表面波装置は、トランスデューサ部およびボンディングパッド部が形成された弾性表面波素子と、表面に前記素子のボンディングパッド部と対応する配線パターンを有する基板とを、前記素子のボンディングパッド部と前記基板の配線パターンとを一致させかつ前記トランスデューサ部と前記基板との間に空隙部を設けて、バンプ等の導電性物質を介して接合すると共に、樹脂により被覆固定された弾性表面波装置が提供されている。
しかしながら、このような弾性表面波装置を製造する場合の封止樹脂としては液状で熱硬化性のポッティング用エポキシ系樹脂等が用いられるが、その粘性が低いために、樹脂の硬化前にトランスデューサ部の表面が前記の液状樹脂で覆われてしまう。このため、前記素子上のトランスデューサ部により発生される弾性表面波の伝搬路を囲むように、枠状の絶縁部材もしくはダムを、樹脂により一体被覆固定する前に形成しておかねばならないものであった。
以下、従来の弾性表面波装置について、図46を参照して説明する。図46(a)は断面図を示し、図46(b)は図46(a)図の線A−Aに沿って切断して示す図で、枠状絶縁部材が形成された配線基板の平面図を示す。図中、点線で示す201、202はそれぞれ弾性表面波素子203と導電性バンプ204の位置を示す。図46(a)において、配線基板205は絶縁性基板の両表面および両表面に連続した端部面に導電性の配線パターン206が形成されている。弾性表面波素子203の主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部207と、このくし歯型電極パターンに電気的に接続されており信号を供給するための配線パターン208が形成されている。また、弾性表面波素子203のトランスデューサ部207と配線基板205とは空隙部209を形成して対向するように配設されている。配線パターン208と配線基板205上の配線パターン206とは、金(Au)や銀(Ag)等で構成された導電性のバンプ204により電気的に接続されている。導電性バンプ204による弾性表面波素子203と配線基板205との接続部および弾性表面波素子203は、エポキシ樹脂等の樹脂材料210で被覆されている。この場合の封止樹脂材料としては、液状で熱硬化性のエポキシ系樹脂等が用いられる。また、弾性表面波素子203を取り囲む形で樹脂210が硬化するまでにこの樹脂が空隙部209に流れてしまうことを防ぐためにポリイミド樹脂等で形成された枠状の絶縁部材もしくはダム211が設けられている。さらに、弾性表面波素子203のトランスデューサ部207の全部または一部が素子全体を覆う樹脂210が配線基板205の周縁部から外側へ流出しないように配線基板205上にポリイミド樹脂等で形成された枠状絶縁部材もしくはダム212が設けられている。図46(b)はこのように弾性表面波素子23を配線基板に装着する前の枠状絶縁部材もしくはダム211および212を形成した配線基板205の平面図である。
従って、弾性表面波素子203の封止用の樹脂210は枠状絶縁部材もしくはダム211により阻まれて、樹脂210が硬化するまでに空隙部209内に流れ込むことはなくなり、このため、弾性表面波素子の表面波伝搬路に侵入することはなく、弾性表面波素子の表面は中空状に保持され、特性を損なうことがない。また、配線基板上の周縁部に設けたダム212により樹脂210は配線基板205の外側に流れ出ることはない。
しかしながら、これら枠状の絶縁部材やダムの形成は、例えば感光性ポリイミド樹脂等を用いたフォトリソグラフィー工程により行う必要があるが、工程が増えるため、生産コストが多大になり、弾性表面波装置の生産性が低いという問題点があった。
また、枠状の絶縁部材やダムを形成することによって必然的に弾性表面波素子の機能面であるトランスデューサ部の有効面積を小さく制限せねばならず、このため、例えば移動体通信用弾性表面波装置として小型化が強く望まれる中、弾性表面波装置としての特性・機能を十分に発揮させることが不充分であるという問題点があった。また、さらには、本発明者らの検討によれば、従来の液状封止樹脂を用い、かつ、枠状の絶縁部材やダムを形成したとしても、弾性表面波素子とこれら枠状絶縁部材やダムの間隙から毛細管現象によりわずかに樹脂がしみこみ、表面波伝搬路であるトランスデューサ部に達している場合があり、このため、生産時の良品歩留を低下させてしまうという問題点を新たに発見した。
発明の開示
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものである。
本発明の目的は、電子部品に搭載される素子の特性に悪影響を与えず、かつ容易に樹脂封止できる電子部品の製造方法を提供することにある。
本発明の目的は、小型化に適し、また高密度実装に適した電子部品の製造方法を提供することにある。
また本発明は、封止部材の弾性表面波素子のトランスデューサ部への浸入を防止する弾性表面波装置の製造方法を提供することを目的としている。
本発明は、搭載する機能素子と、配線基板との空隙部を有効に確保できる電子部品の製造方法を提供することを目的としている。
本発明は、封止部材の流れ込みを防止する枠状部材を必要とせず、設計の自由度の高い電子部品の製造方法を提供することを目的としている。
本発明は、封止部材の流れ込みを防止する枠状部材を必要とせず、機能素子の機能を十分に発現できる電子部品の製造方法を提供することを目的としている。
本発明に係る電子部品の製造方法は、複数個の配線基板の集合体に対し所定位置に複数の機能素子をフェースダウンボンディング方式により位置決めする工程と、前記機能素子と前記配線基板の集合体とを導電性接合部材を介して所定間隔を維持して組立てる工程と、前記配線基板および前記機能素子の集合体に対し加熱溶融型部材を配置する工程と、前記配線基板と前記機能素子との間に空隙部を残しつつ前記加熱溶融型部材を加熱溶融する工程と、前記複数個の配線基板の集合体を前記加熱溶融型部材とともに分割して個々の電子部品を得る工程とを具備することを特徴とする。
本発明においては、複数個の配線基板の集合体に対し所定位置に複数の機能素子が位置決めされ、前記機能素子と前記配線基板の集合体とは導電性接合部材を介して所定間隔を維持して組立てられる。次に、前記配線基板および前記機能素子の集合体に対し加熱溶融型部材が配置され、前記配線基板と前記機能素子との間に空隙部を残しつつ前記加熱溶融型部材を加熱溶融される。最後に、前記加熱溶融型部材とともに前記複数個の配線基板の集合体が分割されて個々の電子部品が一度に複数個得られる。
本発明は、ひとつの配線基板の集合体の上に一括して導電性接合部材と機能素子である弾性表面波素子を組立て、その後にひとつの加熱溶融型部材、例えば薄片状樹脂を載置し、封止する、いわゆる多数個取りであるため、生産性を向上させることができる。
本発明の電子部品の製造方法によれば、封止用の加熱溶融型部材が機能素子と配線基板とで形成される各々の空隙部に流れ込むのを防止する枠状絶縁部材を必ずしも必要としないため、従来必要とした枠状絶縁部材の形成工程を不要とすることができ、しかも簡易な構造の電子部品が一度に複数得られる利点を有する。また、封止用の加熱溶融型部材として成形した薄片状樹脂を用いて加熱溶融およびその硬化により接合することにより、特に各機能素子の空隙部に対向する表面に樹脂が流れ込むのを容易に防ぐことができ、各機能素子に悪影響を生じさせず、各機能素子と配線基板との間に空隙部を形成し樹脂封止した電子部品を容易に製造することができる。
配線基板の材質としては、アルミナ、マグネシア、炭化珪素などのセラミック、ガラス被覆セラミック、内部に導体や機能部分を内蔵したアルミナなどのセラミック多層基板、FR−4をはじめとするガラスエポキシ等の樹脂基板を用いることができる。また、配線基板には、分割に備えて分割範囲を規定するマーカーを備えることもできる。
また、機能素子としては、例えば、弾性表面波素子、水晶振動子、圧電振動子、一対の送光部と受光部を有するフォトカプラ、EPROM、CCD、半導体レーザーあるいは発光ダイオードが挙げられる。
本発明の電子部品の製造方法によれば、複数の機能素子例えば弾性表面波素子や半導体素子をフェースダウンボンディング(ダイボンディングとワイヤボンディング工程なしにチップを裏返して直接パッケージにはり付ける技術、「科学大辞典」丸善株式会社昭和60年3月5日発行第1189頁参照)方式により実装することができる。ここで、フェースダウンボンディングとは、具体的にはいわゆるフリップチップ方式、ビームリード方式、TAB方式ペデステル方式等を含むものとする。本発明では、封止時の部材として、例えば熱硬化性薄片状樹脂を用い、加熱によって該樹脂表面もしくは全体を溶融し硬化させることにより、各機能素子と配線基板とを、配線基板と対向する各機能素子の主面と配線基板との間に空隙部を保持しながら封止できるようにしたものである。
本発明の電子部品の一部を構成することになる配線基板の各々には、実装方式の相違により、一主面のみに、または、一主面と他の主面の両面にわたって配線パターンを形成することができる。また、例えば、弾性表面波素子においては、空隙部を確保するために、ひとつの面にくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部とそのトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターンを形成することが必要となる。
各機能素子と配線基板とは、接合部材を介することにより接合させることができ、このとき、本発明にて形成される空隙部の隙間は接合部材の形状により定まるが10〜200μm、好ましくは20〜80μm確保することが望ましい。
本発明において、接合部材とは、素子(機能素子)と配線基板とを電気的に接続し、かつ、両者を固定する手段として定義される。例えば、いわゆるバンプ、導電性樹脂が使われる。バンプは、ボールバンプやめっきバンプなどがあり、また、導電性樹脂には、導電性ペーストや異方性導電樹脂などが含まれる。
本発明においては、これらを単独で用いてもよく、また、併用してもよく、これらは本発明に包含される。
配線基板上の配線パターンと素子(機能素子)上の配線パターンとを電気的に接合する部材例えば導電性バンプには、導電性金属めっきした樹脂ボールや金(Au)や銀(Ag)やはんだ(Sn系、Pb系、In系等)等からなる金属バンプ等がある。
これらの導電性バンプは、配線基板と素子(機能素子)とを所定の温度、圧力で接合することにより配線基板上の配線パターンと素子(機能素子)上の配線パターンとを電気的に接続するとともに、素子(機能素子)と配線基板との間に空隙部を形成し確保する役割を果たすことになる。一定の空隙部を確保するためには金や銀やはんだ等からなる金属バンプが導電性バンプとして特に好ましい。
本発明の電子部品の製造方法においては、接合された各機能素子と配線基板とを1つの熱硬化性樹脂により覆い固めることにより配線基板上に実装し、分割して電子部品を構成するが、この時に、例えば、熱硬化性樹脂として薄片状に成形されたエポキシ系樹脂を用い加熱によって該樹脂の表面もしくは全体を溶融し、かつ、硬化することにより各機能素子と配線基板を接合すると、樹脂の粘性を高く保持でき、硬化中に各機能素子の配線基板に対向する側に形成された空隙部に樹脂が流れ込むことを防ぐことができる。また、液状樹脂でないため枠状の絶縁性隔壁やダムを必ずしも必要としない。しかし、枠状の絶縁性隔壁を設けることにより、一層封止効果を上げることができ、本願発明に包含される。
従来の封止樹脂用材料として用いられる液状熱硬化性樹脂例えばエポキシ系ポッティング樹脂はその粘度が15Pa・s程度と低く、100〜200℃に加熱してもすぐには粘度は高くならず、低い粘度のままであるため、枠状絶縁部材なしでは、機能素子および配線基板の空隙部に流れ込み空隙部を維持できず機能素子の機能を損なう欠点がある。
しかしながら、本発明の電子部品の製造方法によれば、例えば、薄片状に成形されたエポキシ系樹脂を用いることによって加熱により溶融が開始されるまでは高粘度の状態が保たれ溶融後も硬化を制御することにより、少なくとも50Pa・s以上の粘度が得られる。このため、容易に各機能素子を包覆することができる。
このような薄片状樹脂は、例えば、エポキシ樹脂を原料とした粉末のものを必要な形状および重量に冷間圧縮成形して容易に形成できる。薄片状樹脂は、機能素子の空隙部を形成する主面ではない他の主面、例えば、各機能素子が弾性表面波素子の場合には、各弾性表面波素子の配線パターンが形成された主面でなく他の主面側に載置される。
この場合の薄片状樹脂の形状は、分割後の配線基板形状とほぼ等しいかやや小さい形状を用いることが好ましい。より好ましい薄片状樹脂の形状は、分割前の配線基板形状とほぼ等しいことである。
このようにすることにより、薄片状樹脂の各機能素子および分割前の配線基板に対する位置決めを確実にすることができる。ただし、この寸法の選択は各機能素子の合計の体積と薄片状樹脂の厚みにより適宜選択し得るものである。
空隙部と対向する面とは反対側の各機能素子の面上に載置された加熱溶融型部材である薄片状樹脂は、加熱溶融とその硬化によって少なくとも前記素子の他の主面に密着して前記素子を包覆し、配線基板とで機能素子を封止する。
この場合の加熱溶融、硬化条件は適度に制御することが必要であるが、本発明においては、薄片状樹脂の加熱溶融温度が100〜200℃、その硬化時間が20時間〜2時間で実施される。より好ましくは、110℃〜170℃にて加熱溶融した後、硬化は100℃〜160℃程度で3時間〜20時間実施される。
本発明の電子部品、例えば弾性表面波装置を製造するにあたっては、加熱溶融型部材の一主面に該加熱溶融型部材形状より小さい形状の緩衝材シートを接着して該加熱溶融型部材の緩衝材シート面を配線パターンが形成された主面を有する各弾性表面波素子の他の主面上に対向して載置し、かつ加熱溶融とその硬化によって少なくとも前記各素子の他の主面と該緩衝材シートとが密着して前記各素子を包覆するとともに、配線基板とで前記各素子を封止することもできる。緩衝材シートとしては、例えば、ゴム弾性体シートのような弾力性に富んだ材料があげられる。もしくは、金属箔やパラフィン紙を2層としたものを配置してもよい。この場合、各々の層のシートの大きさは前記加熱溶融型部材形状より小さい形状であれば必ずしも同じ大きさである必要はなく、任意の形状のものであってよい。このような構成とすることにより、樹脂硬化の際の収縮や熱膨張差により生ずる樹脂の応力歪みを緩和することができる。さらに、封止用の樹脂部と各弾性表面波素子との間に緩衝材シートの位置決めを容易に行うことができるため、生産性・信頼性の向上につながる。
本発明の電子部品の製造方法によれば、配線基板と各機能素子との電気的接続部分となる導電性接合部材に接続される配線パターンの高さを配線基板材料厚みまたは配線パターンの導電材料厚みを部分的に変えることによって制御し、もしくは電気的接続部分となる導電性接合部材の高さ自体を制御することによって、各機能素子と配線基板との間の適正量の空隙部を有効に確保できるので、機能素子が、例えば、弾性表面波吸収材が配置された弾性表面波素子である場合にも、各弾性表面波素子と配線基板との間の接合強度を充分に保て、接続の信頼性を向上させることができる。
本発明の電子部品、例えば弾性表面波装置の製造方法においては、配線基板の配線パターンを形成する際に、配線パターンの少なくとも一部を導電ペーストを用いたスクリーン印刷法により複数回塗布し、焼き付けまたは同時焼成することもできる。この場合、複数回塗布した部分の焼成後の厚みは他の部分との差が5〜100μmの範囲にあることが好ましい。
また、本発明の電子部品の製造方法においては、配線基板の配線パターンを形成する際に、配線パターンの少なくとも一部を蒸着もしくはスパッタ等の成膜方法により該配線パターンの他の部分より厚く成膜することもできる。この差は、少なくとも0.5μm以上あることが好ましい。
また、本発明の電子部品の製造方法においては、配線基板を形成する際に、電気的接続部分となる接合部材に対向する部分およびその近傍の領域に相当するグリーンシートを付加して焼成し、その後該配線基板に配線パターンを形成することもできる。このグリーンシートを付加して焼成した部分の厚みと他の部分の厚みの差は、実質的に5〜500μmの範囲にあることが好ましい。
このような配線基板の製造方法を用いることによって、接合部材の厚みが小さくても、配線パターン部分の配線基板材料もしくは導電材料の厚みと加えあわせることができるため、各機能素子と配線基板との間の適正量の空隙部を有効に確保できるので、特に、弾性表面波吸収材が配置された弾性表面波素子の場合にも、弾性表面波素子と配線基板との間の接合強度を充分に保つことが可能になり、接合強度を上げ、接続の信頼性を上げることができる。
さらに、本発明の電子部品においては、適正量の空隙部を確保するために、電気的接続部分となる導電性接合部材としてほぼ同一位置に導電性バンプを複数個積み重ねたものを用いることもできる。この場合、複数個の導電性バンプの厚みの和は30〜150μmの範囲となることが好ましい。あるいは、また、電気的接続部分となる導電性接合部材として導電性ボールバンプを用い、かつ、該導電性ボールバンプの厚みを導電性細線の太さを変えることにより調整することができる。これらの場合、導電性バンプとして、実質的に金からなるボールバンプ、実質的に錫からなるボールバンプ、実質的に鉛からなるボールバンプ等がより好ましい。あるいは、また、各機能素子の少なくとも一主面もしくは他の主面の一部に機能性物質を塗布する際、具体的には、例えば、各弾性表面波素子の少なくとも一主面もしくは他の主面の一部に弾性表面波吸収材を塗布する際に、機能物質すなわち弾性表面波吸収材を導電性接合部材の厚みより薄く塗布することができる。
このように電気的接続部分となる導電性接合部材の厚みを制御することによっても、各機能素子と配線基板との間の適正量の空隙部を有効に確保できる。この場合、配線基板の基板材料厚みもしくは導電材料の厚みを部分的に変える必要がないため、複数の電子部品の製造がより簡単になる。
本発明に係る電子部品の製造方法は、配線基板に対し所定位置に機能素子をフェースダウンボンディング方式により位置決めする工程と、前記機能素子と前記配線基板とを導電性接合部材を介して所定間隔を維持して組み立てる工程と、前記配線基板に対し加熱溶融型部材を配置する工程と、前記配線基板と前記機能素子との間に空隙部を残しつつ前記加熱溶融型部材を加熱溶融する工程とを具備し、前記加熱溶融型部材が加熱溶融型薄片状樹脂であって、前記薄片状樹脂の加熱溶融、硬化に係る工程は少なくとも、(1)薄片状樹脂の加熱溶融により樹脂形状を決める段階、(2)樹脂形状を維持しながらゲル化状態に移行する段階、(3)樹脂の硬化を行う段階、を含み、かつ(2)の工程温度が(1)または(3)より低いことを特徴とする。
本発明において、機能素子は配線基板に対して所定に位置に配置される。次に、機能素子と前記配線基板とは導電性接合部材を介して所定間隔を維持して組み立てられ、配線基板に対して加熱溶融型薄片状樹脂が配置される。そして、加熱溶融型薄片状樹脂は前記配線基板と前記機能素子との間に空隙部を残しつつ加熱溶融・硬化される。このとき、加熱溶融・硬化の工程は、複数の温度条件、すなわち、(1)薄片状樹脂の加熱溶融により樹脂形状を決める段階、(2)樹脂形状を維持しながらゲル化状態に移行する段階、(3)樹脂の硬化を行う段階に少なくともさらされ、(2)の温度が最も低くなるように制御される。このように、加熱溶融・硬化の工程に複数の段階的な温度条件をもたらすことにより、樹脂が機能素子と配線基板とで形成される空隙部に流れ込むのを防ぎつつ機能素子と配線基板とを確実に封止することができる。
本発明の電子部品の製造方法によれば、一定粘度を有する封止用の樹脂が機能素子と配線基板とで形成される空隙部に流れ込むのを防止する枠状絶縁部材を必ずしも必要としないため、従来必要とした枠状絶縁部材の形成工程を不要とすることができ、しかも簡易な構造の電子部品が得られる利点を有する。また、封止用の樹脂として成形した薄片状樹脂を用いて加熱溶融およびその硬化により接合することにより、特に機能素子の空隙部に対向する表面に樹脂が流れ込むのを容易に防ぐことができ、機能素子に悪影響を生じさせず、機能素子と配線基板との間に空隙部を形成し樹脂封止した電子部品を容易に製造することができる。
配線基板の材質としては、アルミナ、マグネシア、炭化珪素などのセラミック、ガラス被覆セラミック、内部に導体や機能部分を内蔵したアルミナなどのセラミック多層基板、FR−4をはじめとするガラスエポキシ等の樹脂基板を用いることができる。
また、機能素子としては、例えば、弾性表面波素子、水晶振動子、圧電振動子、一対の送光部と受光部を有するフォトカプラ、EPROM、CCD、半導体レーザーあるいは発光ダイオードが挙げられる。
本発明の電子部品の製造方法によれば、機能素子例えば弾性表面波素子や半導体素子をフェースダウンボンディング(ダイボンディングとワイヤボンディング工程なしにチップを裏返して直接パッケージにはり付ける技術「科学大辞典」丸善株式会社昭和60年3月5日発行第1189頁参照)方式により実装することができる。ここで、フェースダウンボンディングとは、具体的にはいわゆるフリップチップ方式、ビームリード方式、TAB方式ペデステル方式等を含むものとする。本発明では、封止時の部材として、粉末原料を冷間圧縮成形した加熱溶融型部材、例えば熱硬化性薄片状樹脂を用い、加熱によって該樹脂表面もしくは全体を溶融し硬化させることにより、機能素子と配線基板とを、配線基板と対向する機能素子の主面と配線基板との間に空隙部を保持しながら封止できるようにしたものである。
本発明の電子部品の一部を構成する配線基板は、実装方式の相違により、一主面のみに、または、一主面と他の主面の両面にわたって配線パターンを形成することができる。また、例えば、弾性表面波素子においては、空隙部を確保するために、ひとつの面にくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部とそのトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターンを形成することが必要となる。
機能素子と配線基板とは、接合部材を介することにより接合させることができ、このとき、本発明にて形成される空隙部の隙間は接合部材の形状により定まるが10〜200μm、好ましくは20〜80μm確保することが望ましい。
本発明において、接合部材とは、素子(機能素子)と配線基板とを電気的に接続し、かつ、両者を固定する手段として定義される。例えば、いわゆるバンプ、導電性樹脂が使われる。バンプは、ボールバンプやめっきバンプなどがあり、また、導電性樹脂には、導電性ペーストや異方性導電樹脂などが含まれる。
本発明においては、これらを単独で用いてもよく、また、併用してもよく、これらは本発明に包含される。
配線基板上の配線パターンと素子(機能素子)上の配線パターンとを電気的に接合する部材例えば導電性バンプには、導電性金属めっきした樹脂ボールや金(Au)や銀(Ag)やはんだ(Sn系、Pb系、In系等)等からなる金属バンプ等がある。
これらの導電性バンプは、配線基板と素子(機能素子)とを所定の温度、圧力で接合することにより配線基板上の配線パターンと素子(機能素子)上の配線パターンとを電気的に接続するとともに、素子(機能素子)と配線基板との間に空隙部を形成し確保する役割を果たすことになる。一定の空隙部を確保するためには金や銀やはんだ等からなる金属バンプが導電性バンプとして特に好ましい。
本発明の電子部品の製造方法においては、接合された機能素子と配線基板とを薄片状の例えば熱硬化性樹脂により覆い固めることにより配線基板上に実装し電子部品を構成するが、この時に、熱硬化性樹脂として薄片状に成形されたエポキシ系樹脂を用い加熱によって該樹脂の表面もしくは全体を溶融し、かつ、硬化することにより機能素子と配線基板を接合すると、樹脂の粘性を高く保持でき、硬化中に機能素子の配線基板に対向する側に形成された空隙部に樹脂が流れ込むことを防ぐことができる。また、液状樹脂でないため枠状の絶縁性隔壁やダムを必ずしも必要としない。しかし、枠状の絶縁性隔壁を設けることにより、一層封止効果を上げることができ、本願発明に包含される。
従来の封止樹脂用材料として用いられる液状熱硬化性樹脂例えばエポキシ系ポッティング樹脂はその粘度が15Pa・s程度と低く、100〜200℃に加熱してもすぐには粘度は高くならず、低い粘度のままであるため、枠状絶縁部材なしでは、機能素子および配線基板の空隙部に流れ込み空隙部を維持できず機能素子の機能を損なう欠点がある。
しかしながら、本発明の電子部品の製造方法によれば、薄片状に成形された例えばエポキシ系樹脂を用いることによって加熱により溶融が開始されるまでは高粘度の状態が保たれ溶融後も硬化を制御することにより、少なくとも50Pa・s以上の粘度が得られる。このため、容易に機能素子を包覆することができる。
このような薄片状樹脂は、例えば、エポキシ樹脂を原料とした粉末のものを必要な形状および重量に冷間圧縮成形して容易に形成できる。薄片状樹脂は、機能素子の空隙部を形成する主面ではない他の主面、例えば、機能素子が弾性表面波素子の場合には、弾性表面波素子の配線パターンが形成された主面でなく他の主面に載置される。
この場合の薄片状樹脂の形状は機能素子形状より大きく、かつ、配線基板形状とほぼ等しいかやや小さい形状を用いることが好ましい。より好ましい薄片状樹脂の形状は機能素子形状より大きく、かつ、配線基板形状とほぼ等しいことである。このようにすることにより、薄片状樹脂の機能素子および配線基板に対する位置決めを確実にすることができる。また、薄片状樹脂の形状を、その周囲を垂下した形とすると機能素子と配線基板との封止をより確実にできるので好ましい。
なお、例えば機能素子の形状が2mm×2mmの寸法に対し、配線基板形状の寸法が4mm×4mmの場合、薄片状樹脂の形状の寸法も4mm×4mmの大きさが用いられる。ただし、この寸法の選択は機能素子の体積と薄片状樹脂の厚みにより適宜選択し得るものである。
空隙部と対向する面とは反対側の機能素子の面上に載置された薄片状樹脂は、加熱溶融とその硬化によって少なくとも前記素子の他の主面に密着して前記素子を包覆し、配線基板とで機能素子を封止する。
樹脂としては熱硬化性樹脂が好ましく、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等があげられる。好ましくは、エポキシ樹脂であり、さらにはフェノール系のエポキシ樹脂がより好ましい。特に、ビスフェノールA型エポキシ樹脂やフェノールノボラック型エポキシ樹脂は、本発明の電子部品の製造方法に適する。
機能素子の空隙部に面した面とは異なる面上に載置された薄片状樹脂は、加熱溶融とその硬化によって少なくとも前記素子の空隙部に面した面とは異なる面に密着して前記素子を包覆し、配線基板とで機能素子を封止する。本発明において、加熱溶融、硬化条件は適度に制御することが必要であるが、本発明においては、110℃〜170℃にて加熱溶融した後、ゲル化温度は90℃〜150℃程度で例えば0.5時間実施され、硬化は100℃〜160℃程度で3時間〜20時間実施される。
本発明の電子部品、例えば弾性表面波装置を製造するにあたっては、加熱溶融型部材の一主面に該加熱溶融型部材形状より小さい形状の緩衝材シートを接着して該加熱溶融型部材の緩衝材シート面を配線パターンが形成された主面を有する弾性表面波素子の他の主面上に対向して載置し、かつ加熱溶融とその硬化によって少なくとも前記素子の他の主面と該緩衝材シートとが密着して前記素子を包覆するとともに、配線基板とで前記素子を封止することもできる。緩衝材シートとしては、例えば、ゴム弾性体シートのような弾力性に富んだ材料があげられる。もしくは、金属箔やパラフィン紙を2層としたものを配置してもよい。この場合、各々の層のシートの大きさは前記薄片状樹脂形状より小さい形状であれば必ずしも同じ大きさである必要はなく、任意の形状のものであってよい。このような構成とすることにより、樹脂硬化の際の収縮や熱膨張差により生ずる樹脂の応力歪みを緩和することができる。さらに、封止用の樹脂部と弾性表面波素子との間に緩衝材シートの位置決めを容易に行うことができるため、生産性・信頼性の向上につながる。
さらに、本発明の電子部品、例えば、弾性表面波装置を製造するにおいては、樹脂部の周辺端縁と配線基板の周辺端縁との間に配線基板の一主面からの配線パターンを露出し樹脂部が配線パターンを覆ってしまうことがないようにもでき、この場合には、配線パターンは配線基板の側部端面に形成された凹状配線パターンと連続する。
このため、弾性表面波装置を他の受動部品等とともに回路基板に面実装する際に、回路基板上の接続部と配線基板の側部端面に形成された凹状配線パターンとをはんだ等で容易に接続することができる。
本発明の電子部品の製造方法によれば、配線基板と機能素子との電気的接続部分となる導電性接合部材に接続される配線パターンの高さを配線基板材料厚みまたは配線パターンの導電材料厚みを部分的に変えることによって制御し、もしくは電気的接続部分となる導電性接合部材の高さ自体を制御することによって、機能素子と配線基板との間の適正量の空隙部を有効に確保できるので、機能素子が、例えば、弾性表面波吸収材が配置された弾性表面波素子である場合にも、弾性表面波素子と配線基板との間の接合強度を充分に保て、接続の信頼性を向上させることができる。
本発明の電子部品、例えば弾性表面波装置の製造方法においては、配線基板の配線パターンを形成する際に、配線パターンの少なくとも一部を導電ペーストを用いたスクリーン印刷法により複数回塗布し、焼き付けまたは同時焼成することもできる。この場合、複数回塗布した部分の焼成後の厚みは他の部分との差が5〜100μmの範囲にあることが好ましい。
また、本発明の電子部品の製造方法においては、配線基板の配線パターンを形成する際に、配線パターンの少なくとも一部を蒸着もしくはスパッタ等の成膜方法により該配線パターンの他の部分より厚く成膜することもできる。この差は、少なくとも0.5μm以上あることが好ましい。
また、本発明の電子部品の製造方法においては、配線基板を形成する際に、電気的接続部分となる接合部材に対向する部分およびその近傍の領域に相当するグリーンシートを付加して焼成し、その後該配線基板に配線パターンを形成することもできる。このグリーンシートを付加して焼成した部分の厚みと他の部分の厚みの差は、実質的に5〜500μmの範囲にあることが好ましい。
このような配線基板の製造方法を用いることによって、接合部材の厚みが小さくても、配線パターン部分の配線基板材料もしくは導電材料の厚みと加えあわせることができるため、機能素子と配線基板との間の適正量の空隙部を有効に確保できるので、特に、弾性表面波吸収材が配置された弾性表面波素子の場合にも、弾性表面波素子と配線基板との間の接合強度を充分に保つことが可能になり、接合強度を上げ、接続の信頼性を上げることができる。
さらに、本発明の電子部品においては、適正量の空隙部を確保するために、電気的接続部分となる導電性接合部材としてほぼ同一位置に導電性バンプを複数個積み重ねたものを用いることもできる。この場合、複数個の導電性バンプの厚みの和は30〜150μmの範囲となることが好ましい。あるいは、また、電気的接続部分となる導電性接合部材として導電性ボールバンプを用い、かつ、該導電性ボールバンプの厚みを導電性細線の太さを変えることにより調整することができる。これらの場合、導電性バンプとして、実質的に金からなるボールバンプ、実質的に錫からなるボールバンプ、実質的に鉛からなるボールバンプ等がより好ましい。あるいは、また、機能素子の少なくとも一主面もしくは他の主面の一部に機能性物質を塗布する際、具体的には、例えば、弾性表面波素子の少なくとも一主面もしくは他の主面の一部に弾性表面波吸収材を塗布する際に、機能物質すなわち弾性表面波吸収材を導電性接合部材の厚みより薄く塗布することができる。
このように電気的接続部分となる導電性接合部材の厚みを制御することによっても、機能素子と配線基板との間の適正量の空隙部を有効に確保できる。この場合、配線基板の基板材料厚みもしくは導電材料の厚みを部分的に変える必要がないため、電子部品の製造がより簡単になる。
本発明に係る電子部品の製造方法は、配線基板に対し所定位置に弾性表面波素子をフェースダウンボンディング方式により位置決めする工程と、前記弾性表面波素子と前記配線基板とを導電性接合部材を介して所定間隔を維持して組み立てる工程と、前記配線基板に対し加熱溶融型部材を配置する工程と、前記配線基板と前記弾性表面波素子との間に空隙部を残しつつ前記加熱溶融型部材を加熱溶融する工程とを具備し、前記弾性表面波素子を構成する圧電体から成るウェハーの一主面上にトランスデューサ部およびこのトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターンを複数個形成し、該配線パターン上の一部に複数の接合部材を形成した後、切断して個々の弾性表面波素子を形成する際に、切断時のブレードの速さが毎秒10mm以上50mm以下であり、かつ切断時に使用する水の比抵抗が0.01MΩcm以上100MΩcm以下であることを特徴とする。
本発明においては、配線基板に対し所定位置に弾性表面波素子が位置決めされる。このとき、弾性表面波素子を構成する圧電体から成るウェハーの一主面上にトランスデューサ部およびこのトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターンが複数個形成され、この配線パターンの一部には複数の接合部材が形成されている。次に、弾性表面波素子と配線基板とはこの接合部材を介して所定間隔を維持して組み立てられる。次いで、前記配線基板に対し加熱溶融型部材が配置され、前記配線基板と前記弾性表面波素子との間に空隙部を残しつつ前記加熱溶融型部材は加熱溶融される。最後に、複数個形成された配線パターンに対応して移動の速さが毎秒10mm以上50mm以下となるように調整されたブレードを用いると共に、比抵抗が0.01MΩcm以上100MΩcm以下となるように調整された水を用いて切断され、個々の弾性表面波装置が形成される。
こうしたブレードとしては、ダイヤモンドカッタのような切断部材を適当に用いることができる。
このような弾性表面波素子を作製する際の圧電体ウェハーの切断条件を最適に制御することにより、切断する際に生ずる静電気による障害を回避することができる。より、具体的には、弾性表面波素子のトランスデューサ部もしくは電極配線パターンの変質を防ぐことができる。
本発明は、ひとつの圧電体の上に複数のトランスデューサ部およびこのトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターンを形成しておき、一括して導電性接合部材と弾性表面波素子を組立て、例えば薄片状樹脂を載置して封止した後、切断して複数の弾性表面波装置を得るものであるため、生産性を向上させることができる。
本発明の電子部品の製造方法によれば、封止用の加熱溶融型部材が弾性表面波素子と配線基板とで形成される各々の空隙部に流れ込むのを防止する枠状絶縁部材を必ずしも必要としないため、従来必要とした枠状絶縁部材の形成工程を不要とすることができ、しかも簡易な構造の電子部品が一度に複数得られる利点を有する。また、封止用の加熱溶融型部材として成形した薄片状樹脂を用いて加熱溶融およびその硬化により接合することにより、弾性表面波素子の空隙部に対向する表面に加熱溶融型部材が流れ込むのを容易に防ぐことができ、弾性表面波素子に悪影響を生じさせず、弾性表面波素子と配線基板との間に空隙部を形成し樹脂封止した弾性表面波装置を容易に製造することができる。
配線基板の材質としては、アルミナ、マグネシア、炭化珪素などのセラミック、ガラス被覆セラミック、内部に導体や機能部分を内蔵したアルミナなどのセラミック多層基板、FR−4をはじめとするガラスエポキシ等の樹脂基板を用いることができる。また、配線基板には、分割に備えて分割範囲を規定するマーカーを備えることもできる。
本発明の電子部品の製造方法によれば、弾性表面波素子をフェースダウンボンディング(ダイボンディングとワイヤボンディング工程なしにチップを裏返して直接パッケージにはり付ける技術、「科学大辞典」丸善株式会社昭和60年3月5日発行第1189頁参照)方式により実装することができる。ここで、フェースダウンボンディングとは、具体的にはいわゆるフリップチップ方式、ビームリード方式、TAB方式ペデステル方式等を含むものとする。本発明では、封止時の部材として、例えば熱硬化性薄片状樹脂を用い、加熱によって該樹脂表面もしくは全体を溶融し硬化させることにより、弾性表面波素子と配線基板とを、配線基板と対向する弾性表面波素子の主面と配線基板との間に空隙部を保持しながら封止できるようにしたものである。
本発明の電子部品の一部を構成することになる配線基板の各々には、実装方式の相違により、一主面のみに、または、一主面と他の主面の両面にわたって配線パターンを形成することができる。また、弾性表面波素子においては、空隙部を確保するために、ひとつの面にくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部とそのトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターンを形成することが必要となる。
弾性表面波素子と配線基板とは、導電性接合部材を介することにより接合させることができ、このとき、本発明にて形成される空隙部の隙間は導電性接合部材の形状により定まるが10〜200μm、好ましくは20〜80μm確保することが望ましい。
本発明において、導電性接合部材とは、弾性表面波素子と配線基板とを電気的に接続し、かつ、両者を固定する手段として定義される。例えば、いわゆるバンプ、導電性樹脂が使われる。バンプは、ボールバンプやめっきバンプなどがあり、また、導電性樹脂には、導電性ペーストや異方性導電樹脂などが含まれる。
本発明においては、これらを単独で用いてもよく、また、併用してもよく、これらは本発明に包含される。
配線基板上の配線パターンと弾性表面波素子上の配線パターンとを電気的に接合する部材例えば導電性バンプには、導電性金属めっきした樹脂ボールや金(Au)や銀(Ag)やはんだ(Sn系、Pb系、In系等)等からなる金属バンプ等がある。
これらの導電性バンプは、配線基板と弾性表面波素子とを所定の温度、圧力で接合することにより配線基板上の配線パターンと弾性表面波素子上の配線パターンとを電気的に接続するとともに、弾性表面波素子と配線基板との間に空隙部を形成し確保する役割を果たすことになる。一定の空隙部を確保するためには金や銀やはんだ等からなる金属バンプが導電性バンプとして特に好ましい。
本発明の電子部品の製造方法においては、接合された弾性表面波素子と配線基板とを加熱溶融型部材により覆い固めることにより配線基板上に実装し、分割して弾性表面波装置を構成するが、この時に、例えば、加熱溶融型部材として薄片状に成形されたエポキシ系樹脂を用い加熱によって該樹脂の表面もしくは全体を溶融し、かつ、硬化することにより弾性表面波素子と配線基板を接合すると、樹脂の粘性を高く保持でき、硬化中に弾性表面波素子の配線基板に対向する側に形成された空隙部に樹脂が流れ込むことを防ぐことができる。また、液状樹脂でないため枠状の絶縁性隔壁やダムを必ずしも必要としない。しかし、枠状の絶縁性隔壁を設けることにより、一層封止効果を上げることができ、本願発明に包含される。
従来の封止樹脂用材料として用いられる液状熱硬化性樹脂例えばエポキシ系ポッティング樹脂はその粘度が15Pa・s程度と低く、100〜200℃に加熱してもすぐには粘度は高くならず、低い粘度のままであるため、枠状絶縁部材なしでは、機能素子および配線基板の空隙部に流れ込み空隙部を維持できず機能素子の機能を損なう欠点がある。
しかしながら、本発明の電子部品の製造方法によれば、例えば、薄片状に成形されたエポキシ系樹脂を用いることによって加熱により溶融が開始されるまでは高粘度の状態が保たれ溶融後も硬化を制御することにより、少なくとも50Pa・s以上の粘度が得られる。このため、容易に弾性表面波素子を包覆することができる。
このような薄片状樹脂は、例えば、エポキシ樹脂を原料とした粉末のものを必要な形状および重量に冷間圧縮成形して容易に形成できる。薄片状樹脂は、弾性表面波素子の空隙部を形成する主面ではない他の主面、すなわち弾性表面波素子の配線パターンが形成された主面でなく他の主面側に載置される。
この場合の薄片状樹脂の形状は、分割後の配線基板形状とほぼ等しいかやや小さい形状を用いることが好ましい。より好ましい薄片状樹脂の形状は、分割前の配線基板形状とほぼ等しいことである。
このようにすることにより、薄片状樹脂の弾性表面波素子および分割前の配線基板に対する位置決めを確実にすることができる。ただし、この寸法の選択は弾性表面波素子の合計の体積と薄片状樹脂の厚みにより適宜選択し得るものである。
空隙部と対向する面とは反対側の弾性表面波素子の面上に載置された薄片状樹脂は、加熱溶融とその硬化によって少なくとも前記素子の他の主面に密着して前記素子を包覆し、配線基板とで弾性表面波素子を封止する。
この場合の加熱溶融、硬化条件は適度に制御することが必要であるが、本発明においては、薄片状樹脂の加熱溶融温度が100〜200℃、その硬化時間が20時間〜2時間で実施される。より好ましくは、110℃〜170℃にて加熱溶融した後、硬化は100℃〜160℃程度で3時間〜20時間実施される。
本発明の電子部品、弾性表面波装置を製造するにあたっては、加熱溶融型部材の一主面に該加熱溶融型部材形状より小さい形状の緩衝材シートを接着して該加熱溶融型部材の緩衝材シート面を配線パターンが形成された主面を有する弾性表面波素子の他の主面上に対向して載置し、かつ加熱溶融とその硬化によって少なくとも前記各素子の他の主面と該緩衝材シートとが密着して弾性表面波素子を包覆するとともに、配線基板とで弾性表面波素子を封止することもできる。緩衝材シートとしては、例えば、ゴム弾性体シートのような弾力性に富んだ材料があげられる。もしくは、金属箔やパラフィン紙を2層としたものを配置してもよい。この場合、各々の層のシートの大きさは前記薄片状樹脂形状より小さい形状であれば必ずしも同じ大きさである必要はなく、任意の形状のものであってよい。このような構成とすることにより、樹脂硬化の際の収縮や熱膨張差により生ずる樹脂の応力歪みを緩和することができる。さらに、封止用の樹脂部と弾性表面波素子との間に緩衝材シートの位置決めを容易に行うことができるため、生産性・信頼性の向上につながる。
本発明の電子部品の製造方法によれば、配線基板と弾性表面波素子との電気的接続部分となる導電性接合部材に接続される配線パターンの高さを配線基板材料厚みまたは配線パターンの導電材料厚みを部分的に変えることによって制御し、もしくは電気的接続部分となる導電性接合部材の高さ自体を制御することによって、弾性表面波素子と配線基板との間の適正量の空隙部を有効に確保できるので、弾性表面波吸収材が配置された弾性表面波素子である場合にも、弾性表面波素子と配線基板との間の接合強度を充分に保て、接続の信頼性を向上させることができる。
本発明の電子部品、弾性表面波装置の製造方法においては、配線基板の配線パターンを形成する際に、配線パターンの少なくとも一部を導電ペーストを用いたスクリーン印刷法により複数回塗布し、焼き付けまたは同時焼成することもできる。この場合、複数回塗布した部分の焼成後の厚みは他の部分との差が5〜100μmの範囲にあることが好ましい。
また、本発明の電子部品の製造方法においては、配線基板の配線パターンを形成する際に、配線パターンの少なくとも一部を蒸着もしくはスパッタ等の成膜方法により該配線パターンの他の部分より厚く成膜することもできる。この差は、少なくとも0.5μm以上あることが好ましい。
また、本発明の電子部品の製造方法においては、配線基板を形成する際に、電気的接続部分となる接合部材に対向する部分およびその近傍の領域に相当するグリーンシートを付加して焼成し、その後該配線基板に配線パターンを形成することもできる。このグリーンシートを付加して焼成した部分の厚みと他の部分の厚みの差は、実質的に5〜500μmの範囲にあることが好ましい。
このような配線基板の製造方法を用いることによって、接合部材の厚みが小さくても、配線パターン部分の配線基板材料もしくは導電材料の厚みと加えあわせることができるため、弾性表面波素子と配線基板との間の適正量の空隙部を有効に確保できるので、特に、弾性表面波吸収材が配置された弾性表面波素子の場合にも、弾性表面波素子と配線基板との間の接合強度を充分に保つことが可能になり、接合強度を上げ、接続の信頼性を上げることができる。
さらに、本発明の電子部品においては、適正量の空隙部を確保するために、電気的接続部分となる導電性接合部材としてほぼ同一位置に導電性バンプを複数個積み重ねたものを用いることもできる。この場合、複数個の導電性バンプの厚みの和は30〜150μmの範囲となることが好ましい。あるいは、また、電気的接続部分となる導電性接合部材として導電性ボールバンプを用い、かつ、該導電性ボールバンプの厚みを導電性細線の太さを変えることにより調整することができる。これらの場合、導電性バンプとして、実質的に金からなるボールバンプ、実質的に錫からなるボールバンプ、実質的に鉛からなるボールバンプ等がより好ましい。あるいは、弾性表面波素子の少なくとも一主面もしくは他の主面の一部に弾性表面波吸収材を塗布する際に、機能物質すなわち弾性表面波吸収材を導電性接合部材の厚みより薄く塗布することができる。
このように電気的接続部分となる導電性接合部材の厚みを制御することによっても、弾性表面波素子と配線基板との間の適正量の空隙部を有効に確保できる。この場合、配線基板の基板材料厚みもしくは導電材料の厚みを部分的に変える必要がないため、複数の電子部品の製造がより簡単になる。
【図面の簡単な説明】
図1は参考例1に係る弾性表面波装置の断面図およびその部分平面図である。
図2は参考例1に係る弾性表面波装置の部分的斜視図である。
図3は参考例2に係る弾性表面波装置の平面図である。
図4は参考例2に係る弾性表面波装置の部分的斜視図である。
図5は参考例3に係る弾性表面波装置の分解斜視図である。
図6は参考例3に係る弾性表面波装置の製造工程図である。
図7は参考例4に係る弾性表面波装置の断面図である。
図8は参考例5に係る弾性表面波装置の断面図、その部分平面図および分部的斜視図である。
図9は参考例6に係る弾性表面波装置の断面図、その部分平面図および分解断面図である。
図10は参考例7に係る弾性表面波装置の断面図である。
図11は参考例8〜10に係る弾性表面波装置の断面図である。
図12は参考例11に係る弾性表面波装置の断面図である。
図13は参考例12〜13に係る弾性表面波装置の断面図およびその部分斜視図である。
図14は本発明の実施例1に係る弾性表面波装置の製造方法を示す図である。
図15は本発明の実施例2に係る弾性表面波装置の製造時の加熱条件を示す図である。
図16は参考例15に係る弾性表面波装置の断面図およびその部分平面図である。
図17は参考例16に係る弾性表面波装置の断面図およびその部分平面図である。
図18は参考例17に係る弾性表面波装置の断面図およびその部分平面図である。
図19は参考例17に係る弾性表面波素子の平面図である。
図20は従来の弾性表面波素子の平面図である。
図21は従来の弾性表面波素子の平面図である。
図22は参考例18に係る弾性表面波装置の平面図である。
図23は参考例18に係る弾性表面波素子の平面図である。
図24は参考例19に係る弾性表面波装置の断面図である。
図25は参考例20に係る弾性表面波装置の断面図である。
図26は参考例21〜23に係る弾性表面波装置の断面図およびその部分断面図である。
図27は参考例24に係る弾性表面波装置の断面図およびその部分断面である。
図28は参考例25に係る弾性表面波装置の断面図およびその部分平面図である。
図29は参考例25に係る弾性表面波装置の製造工程を示す図である。
図30は参考例26に係る弾性表面波装置の断面図、その部分平面図および部分的斜視図である。
図31は参考例27に係る弾性表面波装置の断面図およびその部分平面図である。
図32は参考例28〜29に係る弾性表面波装置の断面図およびその部分斜視図である。
図33は参考例31に係る弾性表面波装置の断面図である。
図34は参考例32に係る弾性表面波装置の断面図である。
図35は参考例33に係る水晶振動装置の断面図である。
図36は参考例34に係る圧電振動装置の断面図である。
図37は参考例35に係るフォトカプラの断面図および部分的斜視図である。
図38は参考例36に係るEPROMの断面図およびその部分平面図である。
図39は参考例37に係るCCDの断面図である。
図40は参考例38に係る半導体レーザの断面図である。
図41は参考例39に係る弾性表面波装置の製造方法を示す図である。
図42は参考例40に係る弾性表面波装置の製造方法を示す図である。
図43は参考例41に係るCCDカメラの断面図である。
図44は参考例42に係る移動体通信装置のブロック図である。
図45は参考例43に係る発振回路の回路図である。
図46は従来の弾性表面波装置の断面図およびその部分平面図である。
図47は他の参考例に係る弾性表面波装置の製造方法を示す図である。
図48は他の参考例に係る弾性表面波装置の製造方法を示す図である。
図49は他の参考実施例に係る弾性表面波装置の製造方法を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態を実施例により説明する。
参考例1
図1(a)は、参考例1の弾性表面波装置の断面図である。
図1において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2と対向して配設されている。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10を形成するため、フェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。このバンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、エポキシ等の樹脂部11で包覆されている。
図1(b)は、図1(a)のA−Aに沿って切断して示す平面図であり、図中導電性バンプ6および弾性表面波素子3は点線で示した位置に配置される。そして、配線パターン2の端部位置において弾性表面波素子側との間で導電性バンプ6が介挿され、弾性表面波素子3と配線基板1とはフェースダウンボンディングにより導電性バンプ6を介して電気的に接続される。
図2は、参考例1における一態様を説明する配線基板1を示す斜視図である。すなわち、図示しない樹脂部の周辺端縁と配線基板1の周辺端縁との間に配線基板の一主面からの配線パターン2が露出しておりこの配線パターン2が配線基板1の側壁端面に形成された凹状配線パターン12と連続している。このため、配線基板と弾性表面波素子の各配線パターンをはんだにより電気的接続を行う際、配線基板の配線パターンが露出し、かつはんだ面積が大となるため、はんだ付け作業が容易となり、かつ確実に電気的接続が行われる。
参考例2
図3において、点線で示す13は複数の導電性バンプ13で形成される軌跡13を示している。軌跡13の各バンプ内側14および各バンプ外側15に沿って環状の絶縁性隔壁が形成される位置を示している。この絶縁性隔壁を設けたことにより、樹脂部11の粘性が多少低下しても封止が確実に行える利点がある。図4に、この絶縁性隔壁17の概略的斜視図を示す。この絶縁性隔壁17は、バンプ内側14またはバンプ外側15のうち一方に設けられるものであってもよい。
参考例3
図5は本参考例の弾性表面波装置を組立てる前の樹脂部11、弾性表面波素子3、配線基板1の各々の位置関係を示している概略図であり、図6(a)〜図6(c)は工程を順に示すものである。
すなわち、図6(a)では配線基板1に弾性表面波素子3に設けた複数の導電性バンプを介して弾性表面波素子3を接合した状態を示し、図6(b)のように弾性表面波素子3上に、成形した薄片状樹脂16を載置する。この後、150℃で1分間前後加熱することにより、薄片状樹脂16が高い粘性を保ちながらほぼ全体が溶融し、図6(c)に示すように弾性表面波素子3を包覆するまでに変形し周囲は配線基板1と接合し、その後、引続く加熱により樹脂は硬化によって樹脂形状が定まることとなる。引続く加熱は、例えば125℃で3時間加熱し、さらに150℃で3時間加熱することにより硬化が完了する。ここで加熱とは直接的加熱、間接的加熱を問わず、封止部材を溶融させ、あるいは硬化させるのに必要な熱量を加えられればよい。例えば、高周波による加熱、電磁波による加熱、超音波による加熱、光の照射による加熱等の加熱手法を用いるようにしてもよい。このことは特に述べない場合にも同様である。
なお、樹脂16は充分チキソ性が高く、粘性も高いため、弾性表面波素子のトランスデューサー部表面に流れ込むことはない。
本発明によれば、一定粘度を有する封止用の樹脂が例えば弾性表面波素子のトランスデューサ部側の主面と配線基板とで形成される空隙部に流れ込むのを枠状絶縁部材を必ずしも必要とせず防止でき、簡易な構造の弾性表面波装置が得られる利点を有する。このように本発明の電子部品は枠状絶縁部材ないしは囲繞部材を要しない分、電子部品を小型化することができる。したがって、高密度実装に適した電子部品を提供することができる。また、本発明の電子部品の製造方法によれば枠状絶縁部材ないしは囲繞部材を要せずに機能素子を配線基板上に搭載することができ、従来よりも小型化した電子部品を製造することができる。また、高密度実装に適した電子部品を製造することができる。
また、配線基板1に弾性表面波素子3を予め、有機性接着剤で仮止めしておけば、有機性接着剤の飛散物質が弾性表面波素子3のくし型電極に付着することなく弾性表面波素子3の機能を低下させることもなく量産による封止組立てもより確実にでき、歩留まりも向上させることができる。
なお、上記のような薄片状樹脂は、エポキシ系樹脂例えばエポキシ樹脂を原料とした粉末のものを必要な形状および重量に冷間圧縮成形して容易に形成でき、例えば日東電工(株)製の封止用エポキシペレットEP等が適する。
また、エポキシ樹脂を原料とした粉末を補強用シート(フィルム)に一体含浸させ、冷間にて必要な形状に打ち抜きしたものを用いてもよい。また、薄片状樹脂の加熱溶融、硬化条件は適度に制御することが必要であるが、薄片状樹脂の加熱溶融、硬化温度が100〜200℃、その硬化時間が20時間〜2時間で実施されることが適切である。なお、より好ましくは、110℃〜170℃にて1分前後加熱溶融した後、硬化は100℃〜160℃程度で3時間加熱するというように段階を経由してもよく本発明に包含される。
参考例4
参考例4に係る弾性表面波装置の製造方法を図7に示す。
すなわち、薄片状樹脂の形状として、予め周辺部を垂下させた形状のものを図6と同様に位置決めし、弾性表面波素子のトランスデューサ部およびその配線パターンが形成されていない面上に載置し、加熱溶融、硬化させる方法である。この方法によれば弾性表面波素子の裏面に密着して包覆し、配線基板と封止させる上で、組み立て時間を短縮することができる。
この応用例に係る弾性表面波装置の製造方法を図47(a)に示す。すなわち、参考例3に示した弾性表面波素子の製造方法において、薄片状樹脂16の弾性表面波素子3に対する位置決め手段例えば薄片状樹脂16の弾性表面波素子3側の表面の一部に凹部を設ける。この凹部は弾性表面波素子3の外形より若干大きめの凹部を設ける。こうすることにより、弾性表面波素子3上に薄片状樹脂16を手動または自動的に配置する際、便利になる。特に、オートマウンタ(自動搬送装置)により薄片状樹脂16をバキュームチェックで素子3上に配置する際、確実に位置決めが可能となり、生産性も向上する。この凹部の底部に若干の隙間を設け素子3上と樹脂16との間に空隙を形成し、空気部を若干形成することも可能であり、素子3のそり(変形)による弾性表面波の特性を損なうこともない。また、図47(b)に示すように、樹脂16に形成する凹部16aの形状として二段に凹部を形成し、狭い凹部に空隙部をあらかじめ設けておき、そして加熱溶融すると、素子3との間に空隙ができやすく、緩衝材(気体による)の効果も発揮する。
なお、このような凹部は図47(c)、(d)に示すように参考例4にも応用することができる。
参考例5
図8(a)は、参考例5に係る弾性表面波装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、弾性表面波素子3の他の主面には、図8(c)に示すように、ほぼ全面にわたってアルミニウムを蒸着した導電性膜31が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続し、かつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、弾性表面波素子3の他の主面の導電性膜31と配線基板1の配線パターン2の一部とは、導電性物質32によって電気的に接続されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、加熱溶融型部材である熱硬化性ビスフェノールA型エポキシ樹脂を主体とする樹脂部11で包覆されている。
図8(b)は、樹脂部11により包覆する前の配線基板1の平面図の一例を示したものであり、弾性表面波素子3の他の主面に形成された導電性膜31は、配線基板1の配線パターン2の一部、例えば接地パターンに、導電性物質32を介して電気的に接続されている。
前記導電性物質32としては、例えば、Au線やAl線やCu線等のボンディングワイヤ、Agを含むエポキシ系導電性ペースト、異方性導電樹脂(ACF)等が含まれる。また、前記、導電性膜31としては、例えば、蒸着またはスパッタ等により製膜したAl膜、Au膜等が含まれる。
この場合、外来の電気的ノイズ等に対する、いわゆる電磁遮蔽効果(シールド効果)を有する。
参考例6
図9(a)は、参考例6に係る弾性表面波装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、弾性表面波素子3の他の主面と樹脂部11との間隙の少なくとも一部に、金属性箔33が設置されており、この金属性箔33の端部34が配線基板1の配線パターン2の少なくとも一部に接触し電気的に接続されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、熱硬化性エポキシ樹脂の樹脂部11で包覆されている。
図9(b)は、樹脂部11により包覆する前の配線基板1の平面図の一例を示したものであり、弾性表面波素子3の他の主面上に載置された金属性箔33の端部34が配線基板1の配線パターン2の一部、例えば接地パターンに接触し、電気的に接続されている。
このような金属性箔33は、アルミホイルなどのよく知られた安価なアルミニウム箔を使用することができる。また、銅箔、ニッケル箔、亜鉛箔、錫箔などでもよい。特に、銅箔は、比抵抗が小さいため、より高い周波数のノイズに対して有利である。
図9(c)は弾性表面波装置の製造方法の一例を示したものであり、金属性箔33を加熱溶融型薄片状樹脂16からなる樹脂部11側に予め接着した後に、薄片状樹脂を加熱溶融硬化させてもよい。この場合は、さらに位置合わせ精度を向上させることができる。加熱については直接的加熱、間接的加熱を問わず、封止部材を溶融させ、あるいは硬化させるのに必要な熱量を加えられればよい。例えば、高周波による加熱、電磁波による加熱、超音波による加熱、光の照射による加熱等の加熱手法を用いるようにしてもよい。
この場合、外来の電気的ノイズ等に対する、いわゆる電磁遮蔽効果(シールド効果)を有する。
参考7
図10は、参考例7に係る弾性表面波装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、弾性表面波素子3の他の主面には、ほぼ全面にわたってアルミニウムを蒸着した導電性膜31が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、弾性表面波素子3の他の主面の導電性膜31と配線基板1の配線パターン2の一部とは、Ni,FeもしくはCoを主成分とするフェライトからなる磁性体を分散させた樹脂35によって接続されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、熱硬化性エポキシ樹脂の樹脂部11で包覆されている。
この場合、磁性体は主として1GHz以上の高周波数領域で電気的に導通状態として作用するため、外来のノイズが誘起されても導電膜でこれを受け、磁性体を分散させた樹脂を介し、さらに配線基板上の配線パターンを通じて接地することができる。
また、熱硬化性エポキシ樹脂の樹脂部11のかわりに、PbO75%,B2O35%,SiO21%,そのほかZnO,Al2O3,TiO2,Bi2O3,PbF2,CuOを少量含む低融点ガラスのフリットを成形した加熱溶融型部材を用いることができ、同様な効果が得られる。
参考例8〜10
図11は、参考例8〜10に係る弾性表面波装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。
参考例8においては、さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、例えばエポキシ系樹脂等に金属粉末を分散させた樹脂36からなる樹脂部で包覆されている。この場合、高周波数領域においては金属粉末を分散させた樹脂は抵抗率が小さくなり、電気的に導通状態に近くなるため、外来のノイズが入ってきても樹脂から配線基板上の配線バターンに流れていき、接地することができる。
参考例9においては、さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、Fe,CoもしくはNiを主成分とするフェライトからなる磁性体粉末を分散させた樹脂36からなる樹脂部で包覆されている。この場合、磁性体は主として1GHz以上の高周波数領域で電気的に導通状態として作用するため、外来のノイズが誘起されても、磁性体粉末を分散させた樹脂を介し、さらに配線基板上の配線パターンを通じて接地することができる。
参考例10においては、さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、電波吸収体材料を分散させた樹脂36からなる樹脂部で包覆されている。電波吸収体材料としては、カーボン、フェライトもしくは両者の混合体等が有効である。この場合、外来の電気的ノイズは電波吸収体によりそのエネルギーを吸収されてしまうため、弾性表面波素子へのノイズの影響を軽減することができる。
なお、図11に示すように、弾性表面波素子3とこれを包覆する樹脂36との間に、敢えて所定の空隙を設けるようにしてもよい。この樹脂36は、図1に示した樹脂部11であってもよいし、他の封止部材であってもよい。この空隙は、封止部材である加熱溶融部材の加熱溶融後の硬化の工程において、弾性表面波素子3の反りを防止するものである。すなわち、弾性表面波素子3と樹脂部との間に空隙がなく弾性表面波素子3と樹脂部とが密着していると、樹脂部である加熱溶融部材の硬化時の縮みに伴って弾性表面波素子3が反ることになるが、この空隙によりこのような反りは防止される。
参考例11
図12は、参考例11に係る弾性表面波装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、例えばカーボンからなる導電性フィラーを含有する樹脂40からなる樹脂部で包覆されている。この場合、高周波数領域においては導電性フィラーを含有させた樹脂は抵抗率が小さくなり、電気的に導通状態に近くなるため、外来のノイズが入ってきても樹脂から配線基板上の配線パターンに流れていき、接地することができる。すなわち、外来の電気的ノイズ等に対する、いわゆる電磁遮蔽効果(シールド効果)を有する。
参考例12〜13
図13(a)は、参考例12に係る弾性表面波装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、樹脂部11で包覆されている。さらに、配線基板1の少なくとも2個所の側部端面に凹部42が形成されており、かつ、端部に凸部43が形成された金属板が前記樹脂部11の少なくとも一部を被覆するように設置され、さらに配線基板1の側部端面に形成された凹部42と該金属板の端部に形成された凸部43が噛み合うことにより金属板41と配線基板1とが一体化されている。
このような構造にすることにより、容易に金属板に平坦部を形成することができ、金属板の平坦部に、例えばスタンプ等の方法によりマーキングを容易に形成することができる。
さらに、金属板41自体を例えば接触接続等の方法により、配線基板1の配線パターン2の一部、すなわち接地パターンに電気的に接続し接地することにより、マーキングの容易性とともに電磁遮蔽効果をもたせることができ、外来ノイズに対する耐性を上げることができる。
図13(b)は、参考例13に係る弾性表面波装置の断面図であり、図13(c)は斜視図を示したものである。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、樹脂部11で包覆されている。さらに、配線基板1の少なくとも2個所の側部端面に切り欠き部44が形成されており、かつ、端部に突出部45が形成された金属板41が前記樹脂部11の少なくとも一部を被覆するように設置され、さらに配線基板1の側部端面に形成された切り欠き部44と該金属板の端部に形成された突出部45が噛み合うことにより金属板41と配線基板1とが一体化されている。
このような構造とすることにより、金属板を配線基板により精度よく固定でき、金属板の平坦部に例えばスタンプ等の方法によりマーキングを容易に形成することができる。
さらに、金属板41自体を例えば接触接続等の方法により、配線基板1の配線パターン2の一部、すなわち接地パターンに電気的に接続し接地することにより、マーキングの容易性とともに電磁遮蔽効果をもたせることができ、外来ノイズに対する耐性を上げることができる。
配線基板1の側部端面への凹部42もしくは切り欠き部44の形成方法としては、例えば、配線基板を製造する際にグリーンシートを2層ないし3層等の構造にして重ね合わせることにより、製造できる。または、機械的にこれらを形成してもよい。
実施例1
図14は、実施例1に係る弾性表面波装置の製造方法を説明するための斜視図である。図14(a)において、複数個の配線基板の集合体50が設置され、分割が容易であるようにまた分割後に個々の配線基板1となるように機械的に溝もしくはミシン目52が形成されている。
この複数個の配線基板の集合体に対し、それぞれの所定位置に弾性表面波素子を複数個位置決めし、前記素子3と配線基板の集合体50とを電気的接続部分(図示せず)を介して所定間隔を維持して組立てを行う。
さらに、前記配線基板の集合体50に対し加熱溶融型薄片状樹脂51を位置決めし、加熱溶融を行い硬化させる。
この後、図14(b)のように、複数個の配線基板の集合体50を前記薄片状樹脂51とともに溝もしくはミシン目52に沿って分割して個々の弾性表面波装置を得る。
この場合、ひとつの配線基板の集合体の上に一括して接合部材と弾性表面波素子を組立て、その後にひとつの薄片状樹脂を載置し、封止する、いわゆる多数個取りであるため、生産性を向上させることができる。
実施例2
実施例2として、4mm×4mm×0.5mmの形状の配線基板に、バンプ数6、形状2mm×2mmの弾性表面波素子(中心周波数1.5GHz)を30μmの空隙を介して接合し電気的に接続したものに、薄片状樹脂(形状4mm×4mm×0.4mm)を載置し、加熱溶融および硬化の条件を変えて封止性能を評価した実施例について説明する。
図15は、評価で用いた加熱溶融および硬化の時間に対する温度プロファイルを示したものである。また、表1には評価基準となる硬化状態、封止気密性、弾性表面波素子の周波数特性についてそれぞれ10個ずつ評価した結果を示す。なお、この場合の評価は、硬化状態は目視、封止気密性は不活性液体中への浸積による泡が無いこと、周波数特性は最小挿入損失が3dB以内であることを良としている。樹脂材料AおよびBは、本発明の薄片状樹脂(熱硬化性エポキシ樹脂)の場合であり、Aはガラス転移温度162℃のビスフェノールA型エポキシ樹脂、Bは135℃のフェノールノボラック型結晶性エポキシ樹脂を用いたものである。比較例として、従来のポッティング用液状樹脂(ガラス転移温度130℃)による場合をCとして示してある。
【表1】
表1から明らかなように、薄片状樹脂の加熱溶融、硬化に係る工程を3段階、すなわち、(1)薄片状樹脂の加熱溶融により樹脂形状を決める段階、(2)樹脂形状を維持しながらゲル化状態に移行する段階、(3)樹脂の硬化を行う段階、とし、かつ(2〉の工程温度を(1)または(3)より低くすることによって、封止性を向上できる。
しかしながら、(1)の工程温度をガラス転移温度に対して高すぎたり、低すぎたりする場合には、比較例から明らかなようによい封止性は得られない。
実施例3
実施例3に係る弾性表面波装置の製造方法として、圧電体から成るウェハーの一主面上にトランスデューサ部およびこのトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターンを複数個形成し、該配線パターン上の一部に複数の接合部材としてAuバンプを形成した後、切断して個々の弾性表面波素子を形成する際に、切断時のブレードの速さおよび切断時に使用する水の比抵抗を変えて、切断状態を評価した実施例について説明する。圧電体ウェハーとして、焦電係数が2.3×10-5C/(deg・m2)である36°YカットLiTaO3の3インチウェハーを用い、所定のくし歯型電極パターンからなるトランスデューサー部とこれに電気的に接続され信号を供給するための配線パターンとをAl膜にてPEP等の方法により形成した。この配線パターンの一部にAuバンプを形成した後、このウェハーを2mm×2mmの大きさの個々の弾性表面波素子に切断し、切断後の弾性表面波素子50個について切断状態を評価した結果を表2に示す。また、比較例として、本発明の範囲外の切断条件による結果を示す。
【表2】
表2から明らかなように、圧電体から成るウェハーの一主面上にトランスデューサ部およびこのトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターンを複数個形成し、該配線パターン上の一部に複数の接合部材を形成した後、切断して個々の弾性表面波素子を形成する際に、切断時のスピードを毎秒10mm以上50mm以下とし、かつ、切断時に使用する水の比抵抗を0.01MΩcm以上100MΩcm以下とし、切断条件を制御することにより、切断する際に生ずる静電気による障害を回避することができる。より、具体的には、弾性表面波素子のトランスデューサ部もしくは電極配線パターンの破壊・変質を防ぐことができる。
なお、圧電体ウェハーとして、36°YカットLiTaO3を用いたが、他のウェハーでも同様な結果が得られた。
参考例14
参考例14の弾性表面波装置の製造方法について説明する。
まず、電気的接続部分となる接合部材を配線基板の少なくとも一主面に形成された配線パターン上に形成した。配線基板の配線パターン上にはAuめっきを施してある。この場合の接合部材として、Auバンプを用いた。その後、配線基板に対し所定位置に弾性表面波素子を位置決めし、弾性表面波素子と配線基板とを電気的接続部分を介して所定間隔を維持して組み立てた。この際に、素子を加熱するとともに超音波を併用して接合を行った。その後、配線基板に対し加熱溶融型薄片状樹脂を位置決めし、前記薄片状樹脂を加熱溶融して、前記基板と前記素子との間に空隙部を残した構造の弾性表面波装置を得た。
比較のため、電気的接合部分である接合部材を、弾性表面波素子を形成するウェハーの一主面上にトランスデューサ部およびこのトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターンを複数個形成した後、該配線パターン上の一部に超音波併用加熱により形成し、切断して得た個々の弾性表面波素子を用い、その後、配線基板に対し所定位置に弾性表面波素子を位置決めし、弾性表面波素子と配線基板とを電気的接続部分を介して所定間隔を維持して組み立てた。この際に、素子を加熱するとともに超音波を併用して接合を行った。その後、配線基板に対し加熱溶融型薄片状樹脂を位置決めし、前記薄片状樹脂を加熱溶融して、前記基板と前記素子との間に空隙部を残した構造の、比較例の弾性表面波装置を得た。
これらに対して200℃の条件で高温放置試験を100時間課してその後に特性が劣化した弾性表面波装置の数を比較した。特性劣化は最小挿入損失の変化が1dB以上の場合と判定した。結果は、本発明の弾性表面波装置の製造方法である接合部材を先に配線基板の配線パターン上に形成した場合には、特性劣化が1/50であったのに対して、接合部材を先にウェハーの配線パターン上に形成した比較例の場合には、特性劣化が10/50であった。
この結果から明らかなように、電気的接続部分である導電性接合部材を前記配線基板の少なくとも一主面に形成された配線パターン上に形成した後、前記素子と配線基板とを該導電性接合部材を介して所定間隔を維持して組み立てることにより、弾性表面波素子と電気的接続部分である導電性接合部材との接合の界面に対する工程中の熱履歴をより少なくできるため、接合強度を向上でき、さらに信頼性の向上をはかることができる。
以上の参考例5〜13における各弾性表面波装置を実際に作成しノイズレベル等を測定した結果を表3に示す。
【表3】
参考例15
図16(a)は、参考例15に係る弾性表面波装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、弾性表面波素子3の他の主面と樹脂部11の間の少なくとも一部に緩衝材60が配置されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、加熱溶融型部材である熱硬化性ビスフェノールA型エポキシ樹脂を主体とする樹脂部11で包覆されている。
図16(b)は、樹脂部11により包覆する前の配線基板1の平面図の一例を示したものであり、弾性表面波素子3の他の主面には緩衝材60が載置されている。
緩衝材としては、例えばゴム弾性体シートのような弾力性に富んだ材料があげられる。もしくは、金属箔やパラフィン紙を2層としたものを配置してもよい。このような構成とすることにより、樹脂の硬化時における収縮に伴う応力歪みを緩和することができる。このような緩衝材は、弾性表面波素子3の他の主面の全面を覆うように配置してもよいし、一部を覆うように配置してもよい。
なお、このような緩衝材は、次のような製造工程によって形成してもよい。
すなわち、図48(a)に示すように凹状の樹脂部11の底部に液状シリコーン300を塗布する。次に、弾性表面波素子3を覆うように凹状の樹脂部11を載せる。そして、凹状の樹脂部11を加熱溶融して弾性表面波素子3を封止する。その際、図48(b)に示すように、前記の液状シリコーン300はゴム状になり、これが緩衝材となる。この場合、液状シリコーン300は、加熱溶融後は緩衝材の機能をもつが、その前段階においていわば糊のような役割を果たし、加熱溶融型部材を位置決めすることになる。
また、緩衝材としていくつかの材料を挙げたが、樹脂部11と素子3との間に空隙部(気体)を設けてもよい。すなわち、図49(a)に示すように、樹脂60の材料としてエポキシ樹脂の充填密度は小さくし、すなわち冷間圧縮成形の成形密度を第1実施例のものより小さくし、樹脂中に気泡を残し、加熱溶融後も上記空隙が残るようにしてもよい。また、図49(b)に示すように、充填材の密度の異なるつまり気泡の密度の異なる2層の樹脂材料を用いてもよい。すなわち、素子3に面する側には低充填密度(流動性小なる材料)のエポキシ樹脂60b、他の層には第1の参考例に用いられたような高充填密度(流動性大なる材料)の樹脂60aを用いることにより、実現可能とする。なお、ここで用いる材料の流動性は硬化剤またはフィラー材の量を変えることによって制御が可能である。
とになる。
参考例16
図17(a)は、参考例16に係る弾性表面波装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、ガラスフィラーを含有する樹脂61からなる熱硬化性エポキシ樹脂の樹脂部11で包覆されている。
図17(b)は、前記ガラスフィラーを含有する樹脂61からなる樹脂部11により包覆する前の配線基板1の平面図の一例を示したものである。
ガラスフィラーとしては、例えば、溶融シリカや、無定形シリカ、結晶性シリカもしくは、PbO−B2O3系やSiO2、Al2O3、PbF2等を含んだ低融点ガラス等があげられる。ここでは溶融シリカの破砕品を使用した。その形状は、平均粒径が0.5μmから5μmの大きさの範囲で分散していた。このような構造とすることにより、樹脂部の熱膨張率を小さくでき、弾性表面波素子や配線基板の熱膨張率に近づけることができるため、応力歪みを緩和し、熱衝撃性等の信頼性を向上させることができ、機械的強度を向上させることができる。
参考例17
図18(a)は、参考例17に係る弾性表面波装置の断面図を示したもので、加熱溶融型部材11を省いた状態を示すものである。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、熱硬化性エポキシ樹脂の樹脂部(図示しない)で包覆されている。
図18(b)は、さらに弾性表面波素子3を省いた状態の平面図を示すものである。ここで、接合部材6が配置されるべき位置66は、弾性表面波素子3の長辺waに対して中央部近傍領域wbに配置されている。より好ましい形態は、wb/waが0.75より小さいことである。
図19はこの参考例の弾性表面波素子3の平面図である。
同図に示すように、比較的細長い矩形の圧電性基板100上には、複数対の櫛歯状電極102が形成されている。また、圧電性基板100上には、櫛歯状電極102を挟むように吸音剤104が形成されている。さらに、圧電性基板100上のほぼ中央の両側には、複数の外部接続端子101が集中して設けられている。そして、このほぼ中央に設けられた外部接続端子101とこれに接続される比較的外側の櫛歯状電極102とは、外部接続端子101を延在することで電気的に接続されている。
因みにこの種の従来の弾性表面波素子の構成を図20に示す。従来の弾性表面波素子の外部接続端子101は、各電極に最も近くなる、つまり延在部が生じないような位置に配置されている。
さらに、弾性表面波素子としてそれほど細長くない形状のものを図21に示す。なお、符号103は反射器部である。この形状の弾性表面波素子は、本発明に係る弾性表面波装置に適用することができる。
このように、複数の接合部材を前記素子の中央部近傍領域に対向した位置に集中して配置することによって、各構成要素の熱膨張率の差による応力歪みの集中を緩和することができる。これは、特に細長い形状の弾性表面波素子3を用いる場合には非常に有効である。また、いうまでもなく、接合部材6は、配線基板1側に先に形成するか、弾性表面波素子3側に先に形成するかは、任意であり、いずれの場合も本発明の範囲に含まれる。
参考例18
図22は、参考例18に係る弾性表面波装置を示したものであり、加熱溶融型部材11および弾性表面波素子3を省いた状態の平面図を示すものである。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子(図示しない)の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部および配線パターンの面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。弾性表面波素子3が配置されるべき位置63は配線基板1のほぼ中央部にある。また、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部(図示しない)が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、熱硬化性エポキシ樹脂の樹脂部(図示しない)で包覆されている。ここで、前記の電気的接続に預かる複数の接合部材67は弾性表面波素子の中央部近傍領域に対向した位置に集中して配置されている。さらに、電気的接続に預からない複数の接合部材68は弾性表面波素子の周辺部領域に対向した位置に配置されている。
図23はこの参考例の弾性表面波素子3の平面図である。
同図に示すように、比較的細長い矩形の圧電性基板100上のほぼ中央には、一対の櫛歯状電極102が形成されている。また、圧電性基板100上には、櫛歯状電極102を挟むように反射部103が形成されている。さらに、圧電性基板100上のほぼ中央の両側には、複数の外部接続端子101が集中して設けられている。そして、圧電性基板100上の比較的外側には、電気的接続に預からないボンディングパット部105が設けられている。
このようにすると、弾性表面波素子3と配線基板1との接続をより確実にできるとともに、弾性表面波素子3の周辺部領域に対向した位置に配置された複数の接合部材68が前記薄片状樹脂の弾性表面波素子のトランスデューサ部への浸入を防止する。また、この効果は、特に細長い形状の弾性表面波素子を用いる場合に有効である。また、いうまでもなく、接合部材6は、配線基板1側に先に形成するか、弾性表面波素子3側に先に形成するかは、任意であり、いずれの場合も本発明の範囲に含まれる。
参考例19
図24は、参考例19に係る弾性表面波装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。前記導電性の配線パターン2の一部は、その導電材料の厚みが他の部分より厚い配線パターン71となっている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。さらに、弾性表面波素子3の一主面には弾性表面波吸収材70が配置されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された導電材料の厚みが厚い配線パターン71とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン71と5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、加熱溶融型部材である熱硬化性エポキシ樹脂を主体とする樹脂部11で包覆されている。
このような構造にすると、導電性接合部材6の厚みが小さくても、導電材料の厚みと加えあわせることができるため、弾性表面波素子3と配線基板1との間の適正量の空隙部を有効に確保できる。導電材料の厚みが厚いパターン71と通常の配線パターンの厚みの差は実質的に5〜100μmの範囲となるようにする。
このような構造を得るためには、配線基板の配線パターンを形成する際に、次の方法を任意に選択することができる。
Al2O3やガラスセラミック(いわゆる低温焼成基板)等のセラミックを配線基板として用いる場合には、配線基板を焼成する前の生の状態のシートの配線パターンを形成すべき部分に、導電性ペースト、例えばタングステンのペーストをスクリーン印刷法により塗布し、乾燥させた後、セラミックと導電性ペーストを同時焼成する。こうして配線基板上に配線パターン2が形成される。このとき、配線パターンの少なくとも一部の必要な個所にスクリーン印刷法を複数回繰り返すことにより、その部分の導電性ペーストの厚みは他の部分より厚く形成できる。したがって、同時焼成後の配線基板には、導電材料の厚みが厚い配線パターンの部分71が容易に形成できる。
セラミックまたはガラスエポキシなどを配線基板として用いる場合には、これに替えて、焼成後のセラミックもしくは型成形後のガラスエポキシに対して、配線パターンの少なくとも一部を導電ペーストを用いたスクリーン印刷法により複数回塗布し、焼き付けることにより、導電材料の厚みが厚い配線パターン71を形成することができる。
また、さらに、配線基板の配線パターンを形成する際に、導電性金属の蒸着もしくはスパッタ等の真空成膜法を単独で用いることも上記のスクリーン印刷法と併せて用いることもできる。この場合、厚みを必要とする部分以外の領域をマスクする等の方法により、配線パターンの必要とする部分を蒸着もしくはスパッタ等の成膜方法により他の部分より厚く成膜することができる。
参考例20
図25は、参考例20に係る弾性表面波装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、配線基板1の配線パターン2の一部は、配線基板材料の厚みが他の部分より厚い領域72に形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。さらに、弾性表面波素子3の一主面には弾性表面波吸収材70が配置されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線基板材料の厚みが他の部分より厚い領域72の配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、熱硬化性エポキシ樹脂の樹脂部11で包覆されている。
このような構造とすることによって、導電性接合部材の厚みが小さくても、配線基板材料の厚みと加えあわせることができるため、弾性表面波素子と配線基板との間の適正量の空隙部を有効に確保できる。配線基板材料の厚みの差は5〜100μmの範囲にあることが好ましい。
このような構造を得るためには、配線基板を形成する際に、次の方法を任意に選択することができる。
例えば、Al2O3やガラスセラミック等のセラミックを用いて配線基板を形成する際に、焼成前のセラミックグリーンシートに対し電気的接続部分となる接合部材に対向する部分およびその近傍の領域に相当する部分のグリーンシートを付加して焼成することによって、配線基板材料の厚みが他の部分より厚い領域72を容易に形成することができる。この厚みの差は実質的に5〜500μm、より好ましくは5〜100μmである。
また、ガラスエポキシやベークライト等の配線基板の場合には、必要とする配線基板の領域のみを複数枚はりあわせることにより、配線基板材料の厚みが他の部分より厚い領域72を容易に形成できる。
参考例21〜23
図26(a)は、参考例21に係る弾性表面波装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。さらに、弾性表面波素子3の一主面には弾性表面波吸収材70が配置されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性金属バンプ6を複数個ずつほぼ同一位置に積み重ねた接合部材75を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、熱硬化性エポキシ樹脂の樹脂部11で包覆されている。
図26(b)は、図26(a)の部分拡大図を示したもので、弾性表面波吸収材70の厚みwaは、ほぼ同一位置に積み重ねられた導電性接合部材75の高さ(配線パターンの厚みを含める)wbよりも小さい。wbは実質的に30〜150μmの範囲にあることが好ましい。
このように電気的接続部分となる導電性接合部材の厚みを制御することによっても、弾性表面波素子と配線基板との間の適正量の空隙部を有効に確保できる。
この場合、配線基板の基板材料厚みもしくは導電材料の厚みを部分的に変える必要がないため、製造がより簡単になる。
図26(c)は、参考例22に係る弾性表面波装置の断面図を示したものである。この例においては、弾性表面波素子3の一主面には弾性表面波吸収材70が配置されている。また、さらに、弾性表面波素子3の他の主面には弾性表面波吸収材70bが配置されている。
図26(d)は、参考例23に係る弾性表面波装置の断面図を示したものである。この例においては、樹脂部11と弾性表面波素子3の他の主面に配置された弾性表面波吸収材70bとの間に金属箔76が設置され、その一部が配線基板1上の配線パターン2bに接触接続されている。このため、外来のノイズが誘起されても金属箔が存在することにより、電磁的に遮蔽できるいわゆるシールド効果を持たせることができる。
参考例24
図27(a)は、参考例24に係る弾性表面波装置の断面図を示したものである。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。さらに、弾性表面波素子3の一主面には弾性表面波吸収材70が配置されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属バンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、熱硬化性エポキシ樹脂の樹脂部11で包覆されている。
図27(b)は、図27(a)の部分拡大図を示したもので、弾性表面波吸収材70の厚みwaは、複数の導電性接合部材6の高さ(配線パターンの厚みを含める)wbよりも小さくなっている。
このような構造は、導電性接合部材として、導電性のボールバンプ、例えばAuバンプもしくははんだバンプを用い、ボールバンプを形成する際の導電性細線(ワイヤ)の太さもしくは径をかえることにより、ボールの大きさを変えることができるため、ボールバンプを弾性表面波素子3側か配線基板1側かいずれに形成するかにかかわらず容易に形成できる。上記の太さもしくは径をかえる方法としては、バンプ自体の大きさをかえる他、バンプ形成時にバンプに対する圧力を弱くする等の方法がある。
また、弾性表面波吸収材70を配置する際の方法として、有機溶剤などの希釈剤で弾性表面波吸収材を薄め、塗布してもよい。この場合、有機溶剤としては、テルピネオール、石油ナフサ等を用いることができる。弾性表面波吸収材の乾燥工程でこれらの有機溶剤は揮発するため、その結果、弾性表面波吸収材70の厚みwaを薄く形成することができ、wbより小さくすることができる。また、いうまでもなく、導電性接合部材6は、配線基板1側に先に形成するか、弾性表面波素子3側に先に形成するかは、任意であり、いずれの場合も本発明の範囲に含まれる。
参考例25
図28(a)は、参考例25に係る弾性表面波装置の断面図である。
図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2フェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3はエポキシ等の樹脂またはガラス11で包覆されている。
図28(b)は、図28(a)の線A−Aに沿って切断して示す平面図であり、図中、バンプ6及び弾性表面波素子3は2点鎖線で想像線を示している。そして、配線パターン2の端部位置には弾性表面波素子側に設けられた導電性バンプ6との電気的接続位置を示しており、弾性表面波素子3と配線基板1とはフェースダウンボンディングにより導電性バンプ6を介して電気的に接続される。
図29は、図28の弾性表面波装置の製造方法を説明する図であり、(a)〜(c)は工程を順に示すものである。
すなわち、図29(a)では配線基板1に弾性表面波素子3に設けた複数の導電性バンプ6を介して弾性表面波素子3を接合した状態を示し、さらに、配線基板1が150℃〜200℃程度の温度に加熱されており、またエポキシ系の液状樹脂80が用意されている。この場合の粘性は低く調整されている。続いて、図29(b)のように、液状樹脂80を弾性表面波素子3の他の主面上に滴下させると、該素子3の側部に樹脂が回り込み、さらに加熱されているため液状樹脂の粘度が上がり、滴下された樹脂83がその形状に保持される。さらに、図29(c)に示すように、液状樹脂80をその量を制御しながら滴下することによって、高い粘性を保ちながら弾性表面波素子3を包覆するまでに変形し、周囲は配線基板1と接合し、その後引き続く加熱により樹脂11は硬化し樹脂形状が定まることになる。引き続く加熱は、例えば125℃で3時間加熱し、さらに150℃で6時間程度加熱することにより硬化が完了する。
なお、樹脂11または83は充分、粘性を高くすることによって、弾性表面波素子3のトランスデューサ部表面に流れ込むことはない。したがって、弾性表面波装置の機能に障害となることはない。
また、樹脂のかわりにPbO 75%,B2O3 5%,SiO2 1%を含有する硼珪酸鉛ガラスを用い、同様に行っても、滴下された液状ガラスが冷却して固化し、同じ効果が得られた。
参考例26
図30(a)は、参考例26に係る弾性表面波装置の断面図である。
図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。
また、弾性表面波素子3の他の主面には、図30(c)に示すように、ほぼ全面にわたって導電性膜31が形成されている。
また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、弾性表面波素子3の他の主面の導電性膜31と配線基板1の配線パターン2の一部とは、導電性物質32によって電気的に接続されている。
さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、上記した滴下によりエポキシ等の樹脂またはガラス11で包覆されている。
図30(b)は、樹脂11により包覆する前の配線基板1の平面図の一例を示したものであり、弾性表面波素子3の他の主面に形成された導電性膜31は、配線基板1の配線パターン2の一部、例えば接地パターンに、導電性物質32を介して電気的に接続されている。
前記導電性物質32としては、例えば、Au線やAl線等のボンディングワイヤ、Agを含むエポキシ系導電性ペースト、異方性導電樹脂(ACF)等が含まれる。また、前記導電性膜31としては、例えば、蒸着またはスパッタ等により成膜したAl膜、Au膜等が含まれる。
この場合、外来の電気的ノイズ等に対する、いわゆる電磁遮蔽効果(シールド効果)を有する。
また、導電性物質32の代わりに、フェライト等の磁性体を分散させた樹脂によって接続することもできる。この場合、磁性体は主として1GHz以上の高周波数領域で電気的に導通状態として作用するため、外来のノイズが誘起されても導電膜でこれを受け、磁性体を分散させた樹脂を介し、さらに配線基板上の配線パターンを通じて接地することができる。
参考例27
図31(a)は、参考例27に係る弾性表面波装置の断面図である。
図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。
また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、弾性表面波素子3の他の主面と樹脂部11との間隙の少なくとも一部に、金属性箔33が設置されており、この金属性箔33の端部34が配線基板1の配線パターン2の少なくとも一部に接触し電気的に接続されている。
さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、例えばエポキシ等の樹脂またはガラス11などを滴下したり流し込んだりして硬化させた封止部材により包覆されている。
図31(b)は、樹脂11を滴下したり流し込んだりして硬化させて包覆する前の配線基板1の平面図の一例を示したものであり、弾性表面波素子3の他の主面上に載置された金属性箔33の端部34が配線基板1の配線パターン2の一部、例えば接地パターンに接触し、電気的に接続されている。
このような金属性箔33は、アルミホイルや銅箔などのよく知られた安価なものを使用することができる。したがって、外来の電気的ノイズ等に対する、いわゆる電磁遮蔽効果(シールド効果)を有する。
参考例28、29
図32(a)は、参考例28に係る弾性表面波装置の断面図である。
図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、上記した滴下により樹脂またはガラス11で包覆されている。
さらに、配線基板1の少なくとも2個所の側部端面に凹部42が形成されており、かつ、端部に凸部43が形成された金属板が前記樹脂11の少なくとも一部を被覆するように設置され、さらに配線基板1の側部端面に形成された凹部42と該金属板の端部に形成された凸部43が噛み合うことにより金属板41と配線基板1とが一体化されている。
このような構造にすることにより、容易に金属板に平坦部を形成することができ、金属板の平坦部に、例えばスタンプ等の方法によりマーキングを容易に形成することができる。
さらに、金属板41自体を例えば接触接続等の方法により、配線基板1の配線パターン2の一部、すなわち接地パターンに電気的に接続し接地することにより、マーキングの容易性とともに電磁遮蔽効果をもたせることができ、外来ノイズに対する耐性を上げることができる。
図32(b)は、参考例29に係る弾性表面波装置の断面図であり、(c)は斜視図を示したものである。
図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続しかつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、上記した滴下により樹脂またはガラス11で包覆されている。さらに、配線基板1の少なくとも2個所の側部端面に切り欠き部44が形成されており、かつ、端部に突出部45が形成された金属板41が前記樹脂11の少なくとも一部を被覆するように設置され、さらに配線基板1の側部端面に形成された切り欠き部44と該金属板の端部に形成された突出部45が噛み合うことにより金属板41と配線基板1とが一体化されている。
このような構造とすることにより、金属板を配線基板により精度よく固定でき、金属板の平坦部に例えばスタンプ等の方法によりマーキングを容易に形成することができる。
さらに、金属板41自体を例えば接触接続等の方法により、配線基板1の配線パターン2の一部、すなわち接地パターンに電気的に接続し接地することにより、マーキングの容易性とともに電磁遮蔽効果をもたせることができ、外来ノイズに対する耐性を上げることができる。
配線基板1の側部端面への凹部42もしくは切り欠き部44の形成方法としては、例えば、配線基板を製造する際にグリーンシートを2層ないし3層等の構造にして重ね合わせることにより、製造できる。または、機械的にこれらを形成してもよい。
参考例30
参考例30に係る弾性表面波装置について説明する。
まず、電気的接続部分となる導電性接合部材を配線基板の少なくとも一主面に形成された配線パターン上に形成した。配線基板の配線パターン上にはAuめっきを施してある。この場合の接合部材として、Auバンプを用いた。その後、配線基板に対し所定位置に弾性表面波素子を位置決めし、弾性表面波素子と配線基板とを電気的接続部分を介して所定間隔を維持して組み立てた。この際に、素子を加熱するとともに超音波を併用して接合を行った。その後、パッケージと弾性表面波素子を150℃〜200℃に加熱しながら液状樹脂を弾性表面波素子の上に滴下して粘性を上げ、弾性表面波素子の側面に回り込ませて弾性表面波吸収材としての効果を持たせ、さらに、配線基板にまで達した後に硬化させることによって弾性表面波素子を包覆し、弾性表面波素子と配線基板とを弾性表面波素子に設けられたトランスデューサ部と配線基板との間に空隙部を残した構造の弾性表面波装置を得た。
比較のため、電気的接合部分である導電性接合部材を、弾性表面波素子を形成するウェハーの一主面上にトランスデューサ部およびこのトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターンを複数個形成した後、該配線パターン上の一部に超音波併用加熱により形成し、切断して得た個々の弾性表面波素子を用い、その後、配線基板に対し所定位置に弾性表面波素子を位置決めし、弾性表面波素子と配線基板とを電気的接続部分を介して所定間隔を維持して組み立てた。この際に、素子を加熱するとともに超音波を併用して接合を行った。その後、バッケージと弾性表面波素子を加熱しながら液状樹脂を弾性表面波素子の上に滴下して粘性を上げ、弾性表面波素子の側面に回り込ませて弾性表面波吸収材としての効果を持たせ、さらに、配線基板にまで達した後に硬化させることによって弾性表面波素子を包覆し、弾性表面波素子と配線基板とを弾性表面波素子に設けられたトランスデューサ部と配線基板との間に空隙部を残した構造の弾性表面波装置を得た。
これらに対して200℃の条件で高温放置試験を100時間課してその後に特性が劣化した弾性表面波装置の数を比較した。特性劣化は最小挿入損失の変化が1dB以上の場合と判定した。結果は、本発明の弾性表面波装置の製造方法である接合部材を先に配線基板の配線パターン上に形成した場合には、特性劣化が1/50であったのに対して、接合部材を先にウェハーの配線パターン上に形成した比較例の場合には、特性劣化が14/50であった。
この結果から明らかなように、電気的接続部分である導電性接合部材を前記配線基板の少なくとも一主面に形成された配線パターン上に形成した後、前記素子と配線基板とを該電気的接続部分を介して所定間隔を維持して組み立てることにより、弾性表面波素子と電気的接続部分である接合部材との接合の界面に対する工程中の熱履歴をより少なくできるため、接合強度を向上でき、さらに信頼性の向上をはかることができる。
参考例31、32
図33は参考例31に係る弾性表面波装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、弾性表面波素子3の一主面にはくし歯型電極パターンからなるトランスデューサ部4と、このトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターン5が形成されている。また、トランスデューサ部4および配線パターン5の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、対向した上記両配線パターン2,5を電気的に接続し、かつ、弾性表面波素子3と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、加熱溶融型部材である熱硬化性ビスフェノールA型エポキシ樹脂を主体とする樹脂部11で包覆されている。弾性表面波素子3の他の主面の全面は、樹脂部11が包覆されずに露出されている。なお、図34の参考例32の如く弾性表面波素子3の他の主面の一部の面だけを、樹脂部11が包覆されずに露出されないように構成してもよい。その場合、たとえば弾性表面波素子3の他の主面に他の配線パターン電極4’を設けたり、これらと配線基板1の配線パターンとをワイヤボンディング6’により接続するようにしてもよい。その場合、ワイヤボンディング6’については、樹脂部11に包覆されるように構成してもよい。これによりワイヤボンディング6’の機械的強度を高めることができる。しかし、ワイヤボンディング6’を露出することも可能である。
参考例33
図35は参考例33に係る水晶振動装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、水晶振動子90の両面にはそれぞれ電極91、92が形成されている。電極91の面はワイヤボンディング94によって配線基板1上の配線パターン2に接続されている。また、電極92の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。そして、水晶振動子90と配線基板1との間に空隙部10が形成されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6による弾性表面波素子3と配線基板1との接続部および弾性表面波素子3は、加熱溶融型部材である熱硬化性ビスフェノールA型エポキシ樹脂を主体とする樹脂部11で包覆されている。
参考例34
図36は参考例34に係る圧電振動装置の断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。また、圧電素子95の両面にはそれぞれ電極96、97が形成されている。電極96の面はワイヤボンディング94によって配線基板1上の配線パターン2に接続されている。また、電極97の面は、配線基板1に形成された配線パターン2とフェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ6を介して組み立てられる。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、圧電素子95の上部には緩衝材98が載置されている。さらに、導電性バンプ6による圧電素子95と配線基板1との接続部は、加熱溶融型部材である熱硬化性ビスフェノールA型エポキシ樹脂を主体とする樹脂部11で包覆されている。
このような構成を採用することによって、圧電素子から発生する波と配線基板1により反射された波との干渉を低減することができるという効果がある。
参考例35
図37(a)は参考例35に係るフォトカプラの断面図である。図において、配線基板1は絶縁性基板例えばセラミック、ガラス被覆セラミックおよびガラスエポキシ等の樹脂基板の両表面上に導電性の配線パターン2が形成されている。この配線パターン上にフォトカプラの送光部99および受光部100が導電性接合部材例えば導電性バンプ6を介して載置され接合されている。上記バンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。図37(b)に示すように、送光部99および受光部100の上部にはコの字状の絶縁性部材101が配置されている。さらに、導電性バンプ6によるフォトカプラの送光部99および受光部100さらに絶縁性材料101と配線基板1との接続部は、加熱溶融型部材である熱硬化性ビスフェノールA型エポキシ樹脂を主体とする樹脂部11で包覆されている。
このような構成を採用することによって、実装型フォトカプラを容易に作成することができる。
参考例36
図38(a)は参考例36に係るEPROMの断面図、(b)はその平面図である。図において、少なくとも紫外線を透過する基板(フィルタが形成されているものも含む。)例えばガラス基板110の両表面上には、導電性の配線パターン111が形成され、一方のガラス基板110上には、EPROM114が対向して配置される。そして、対向したガラス基板110とEPROM114を電気的に接続しかつ、ガラス基板110とEPROM114との間に空隙部113を形成するため、フェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ112を介して組み立てられる。このバンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6によるガラス基板110とEPROM114との接続部およびEPROM114は、エポキシ等の樹脂部115で包覆されている。上記EPROM114は紫外線により初期化される。EPROM114の紫外線受光面とガラス基板110とは対向するように配置されている。つまり、EPROM114は、ガラス基板110の裏面より透過した紫外線により初期化される。
このような構成を採用することによって、実装型EPROMを容易に作成することができる。
参考例37
図39は参考例37に係るCCDの断面図である。図において、少なくとも可視光を透過する基板(フィルタが形成されているものも含む。)例えばガラス基板(オプティカルフラットな特性を有することが好ましい。)116の両表面上には、導電性の配線パターン111が形成され、一方のガラス基板116上には、CCD素子117が対向して配置される。そして、対向したガラス基板116とCCD素子117を電気的に接続しかつ、ガラス基板116とCCD素子117との間に空隙部113を形成するため、フェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ112を介して組み立てられる。このバンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6によるガラス基板116とCCD117との接続部およびCCD117は、エポキシ等の樹脂部115で包覆されている。そして、上記CCD117の撮像面とガラス基板116とは対向するように配置されている。つまり、CCD素子117は、ガラス基板116の裏面より撮像光を受光する。
このような構成を採用することによって、実装型CCDを容易に作成することができる。
このような基板はカメラや密着型センサ等にも用いることができる。
参考例38
図40は参考例38に係る半導体レーザの断面図である。図において、少なくともレーザ光を透過する基板(フィルタが形成されているものも含む。)例えばガラス基板118の両表面上には、導電性の配線パターン111が形成され、ガラス基板116の一方の面には、半導体レーザ素子119が対向して配置される。そして、対向したガラス基板118と半導体レーザ素子119を電気的に接続しかつ、ガラス基板118と半導体レーザ素子119との間に空隙部113を形成するため、フェースダウンボンディングにより複数の導電性接合部材例えば金属からなるバンプ112を介して組み立てられる。このバンプは、金(Au)や銀(Ag)あるいははんだ(Sn系、Pb系、In系等)等で構成されている。さらに、導電性バンプ6によるガラス基板118と半導体レーザ素子119との接続部および半導体レーザ素子119は、エポキシ等の樹脂部115で包覆されている。そして、上記半導体レーザ素子119の発光面とガラス基板118とは対向するように配置されている。つまり、半導体レーザ素子119より発光されたレーザ光は、ガラス基板118を透過して外部に出力される。
このような構成を採用することによって、実装型半導体レーザを容易に作成することができる。このような基板は半導体レーザに代えて発光ダイオードにも用いることができる。
参考例39
図41は参考例39に係る弾性表面波装置の製造方法を説明するための図である。図において、加圧ヘッド120にはバンプ121が形成された機能素子例えば弾性表面波素子122が真空吸着などの手段により把持される。その下方では基板例えば配線基板123が受け台124上に準備される。125は赤外線源で、126は反射板である。赤外線源125としてはハロゲンランプなどを用いる。ハロゲンランプは強烈な赤外線を発するため、反射板126の表面は金メッキなどにより酸化が進行しないよう工夫しておく。この状態で赤外線源125から発したエネルギーを弾性表面波素子122及び配線基板123の接合面に照射しフェースダウンボンディングに必要な温度まで加熱する。この加熱温度と加熱時間は機能素子や基板の材質、形状、及びバンプの材質などにより異なるが、例えば錫を主体としたバンプの場合は5秒程度でフェースダウンボンディングに必要な250℃程度まで昇温させることも可能である。赤外線によりフェースダウンボンディングが可能な温度になったか否かについては放射温度計などで測定し、管理するとよい。所定の温度になった時点で加圧ヘッド120を下降させ、バンプを介して弾性表面波素子122を配線基板123に加圧すれば、赤外線により加熱され溶融したバンプ121が配線基板123にも結合し、フェースダウンボンディングが完了する。通常、フェースダウンボンディングに必要な温度は数百℃だが、ハロゲンランプを用いれば、最高温度としては800度程度まで昇温させることができるため、超音波振動などによる加熱方法を取る必要はない。
従って、弾性表面波素子や配線基板に無理な力や振動を与える必要がなく、弾性表面波素子等の機能素子の発生は極めて少ない。
参考例40
図42は参考例40を説明するための図である。この参考例は、参考例39の変形例である。この方法では、受け台124に、予め、配線基板123とバンプ121形成された機能素子例えば弾性表面波素子122を位置決め設定しておき、上方に設けた赤外線源125から弾性表面波素子122の背後に赤外線を照射し、弾性表面波素子122を伝わった熱でバンプ121を溶融させてフェースダウンボンディングを行う。この場合は弾性表面波素子122等の機能素子の、赤外線源側の表面温度がかなり高くなるため、機能素子の材質などによっては電気的特性が劣化する可能性もあるので、温度管理を十分に行う必要がある。
参考例41
図43は参考例41に係る撮像装置の断面図である。図に示すように、円筒状の筐体127内の一方の端部には、撮像光を取り込むための光学系128が配置されている。光学系128の背後には、CCD素子129が配置されている。このCCD素子129は、例えば参考例37におけるCCDが使われる。CCD素子129は、その背後に配置された配線基板130に接続されている。配線基板130は、その背後に配置されたカメラケーブル部131に接続されている。カメラケーブル部131を介し筐体127の他方の端部より、ケーブル132が引き出されている。
参考例42
図44は参考例42に係る移動体通信装置の構成を示すブロック図である。移動体通信装置としては、例えば自動車電話や携帯電話等がある。図に示すように、アンテナ133を介して受信した受信波は、アンテナ共用器134により受信系に分離される。分離された受信信号は、アンプ135により増幅された後、受信用バンドパスフィルタ136により所望の帯域が抽出され、ミキサ137に入力される。ミキサ137には、PLL発振器138により発振された局発信号が局発フィルタ139を介して入力されている。ミキサ137の出力は、IFフィルタ140、FM復調器141を介してスピーカ142より受信音として出力される。一方、マイク143より入力された送話音は、FM変調器145を介してミキサ145に入力される。ミキサ145には、PLL発振器146により発振された局発信号が入力されている。ミキサ145の出力は、送信用バンドパスフィルタ147、パワーアンプ148およびアンテナ共用器135を介してアンテナ133より送信波として出力される。
本発明に係る各弾性表面波装置は、この移動体装置の各部に使用することができる。例えば送信用バンドパスフィルタ147、受信用バンドパスフィルタ136、局発フィルタ139およびアンテナ共用器134には、本発明に係る弾性表面波装置がRF段のフィルタとして使われる。IFフィルタ140には、本発明に係る弾性表面波装置がチャネル選局に不可欠な狭帯域のIF段のフィルタとして使われる。FM変調器144には、本発明に係る弾性表面波装置が音声のFM変調における弾性表面波共振子として使われる。
参考例43
図45は参考例43に係るVTRやCATVに用いられるRFモジュレータの発振回路の回路図である。図に示す共振子として本発明に係る弾性表面波装置を用いることができる。また、同様に共振子として本発明に係る水晶振動装置(参考例33参照)を用いることができる。
以上幾つかの実施例につき説明したが、本発明は上述した実施例に限定されない。たとえば各実施例に記載された事項の組み合わせによる電子部品の製造方法は当然本出願の開示の範囲であるし、本発明の範囲に含まれる。
産業上の利用可能性
本発明の電子部品の製造方法によれば、成形された薄片状樹脂を用い、加熱によって溶融し、更に硬化させることにより、電子部品を包覆するとともに配線基板とで、電子部品を封止するものであるため、電子部品を簡易構造とできるほか、電子部品の電気的特性に悪影響を生じさせず、かつ容易に樹脂封止でき、従来の液状樹脂と比べて、作業時の取扱いも簡単となり、生産性向上に寄与することができ、工業的価値は大である。
さらに、電気的なノイズにも強く、マーキングも容易であり、電子部品の電気的特性に悪影響を生じさせず、かつ容易に樹脂封止でき、従来の液状樹脂と比べて、作業時の取扱いも簡単となり、生産性向上に寄与することができ、工業的価値は大である。
Claims (7)
- 複数個の配線基板の集合体に対し所定位置に複数の機能素子をフェースダウンボンディング方式により位置決めする工程と、
前記機能素子と前記配線基板の集合体とを導電性接合部材を介して所定間隔を維持して組み立てる工程と、
前記配線基板および前記機能素子の集合体に対し加熱溶融型部材を配置する工程と、
前記配線基板と前記機能素子との間に空隙部を残しつつ前記加熱溶融型部材を加熱溶融する工程と、
前記複数個の配線基板の集合体を前記加熱溶融型部材とともに分割して個々の電子部品を得る工程と
を具備することを特徴とする電子部品の製造方法。 - 配線基板に対し所定位置に機能素子をフェースダウンボンディング方式により位置決めする工程と、
前記機能素子と前記配線基板とを導電性接合部材を介して所定間隔を維持して組み立てる工程と、
前記配線基板に対し加熱溶融型部材を配置する工程と、
前記配線基板と前記機能素子との間に空隙部を残しつつ前記加熱溶融型部材を加熱溶融する工程とを具備し、
前記加熱溶融型部材が加熱溶融型薄片状樹脂であって、
前記薄片状樹脂の加熱溶融、硬化に係る工程は少なくとも、
(1)薄片状樹脂の加熱溶融により樹脂形状を決める段階、
(2)樹脂形状を維持しながらゲル化状態に移行する段階、
(3)樹脂の硬化を行う段階、を含み、
かつ(2)の工程温度が(1)または(3)より低いことを特徴とする電子部品の製造方法。 - 配線基板に対し所定位置に弾性表面波素子をフェースダウンボンディング方式により位置決めする工程と、
前記弾性表面波素子と前記配線基板とを導電性接合部材を介して所定間隔を維持して組み立てる工程と、
前記配線基板に対し加熱溶融型部材を配置する工程と、
前記配線基板と前記弾性表面波素子との間に空隙部を残しつつ前記加熱溶融型部材を加熱溶融する工程とを具備し、
前記弾性表面波素子を構成する圧電体から成るウェハーの一主面上にトランスデューサ部およびこのトランスデューサ部に電気的に接続する配線パターンを複数個形成し、該配線パターン上の一部に複数の接合部材を形成した後、切断して個々の弾性表面波素子を形成する際に、切断時のブレードの速さが毎秒10mm以上50mm以下であり、かつ切断時に使用する水の比抵抗が0.01MΩcm以上100MΩcm以下であることを特徴とする電子部品の製造方法。 - 前記加熱溶融型部材は樹脂であることを特徴とする請求項1または請求項3記載の電子部品の製造方法。
- 前記加熱溶融型部材は熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の電子部品の製造方法。
- 前記加熱溶融型部材がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の電子部品の製造方法。
- 前記加熱溶融型部材がフェノール系のエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の電子部品の製造方法。
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