JP3939692B2 - 表面弾性波フィルターパッケージの製造方法及びそれに用いるパッケージシート - Google Patents

表面弾性波フィルターパッケージの製造方法及びそれに用いるパッケージシート Download PDF

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Description

本発明は表面弾性波フィルターパッケージの製造方法及びそれに用いるパッケージシートに関するもので、とりわけ外郭パターン及びバリ(bur)防止用孔(hole)を形成したシートを用いた表面弾性波フィルター(以下、「SAWフィルター」という。)の製造方法及びそのシートに関するものである。
SAWフィルターは周波数信号処理用途の核心部品としてGHz周波数帯域に至るまで幅広く使用されている。とりわけ、SAWフィルターが有する量産性、選択性、安定性などの優れた特性からRF移動通信用途にまでその応用幅が広まっている。
現在、SAWフィルターはその寸法が小型化され続いており、これに応じてチップサイズパッケージタイプ(Chip Size Package Type、以下、「CSPタイプ」という。)での生産が行われている。前記CSPタイプパッケージは、図4に示したように、SAWフィルターチップ(110)をパッケージシート(113)上にバンプ(114)を通して電気的に連結された状態で位置させる。パッケージシートに付着されたSAWフィルターチップ(110)には樹脂材の保護層(111)が形成され、その外部面に金属材のシールド(112)が覆われる。
このようなCSPタイプSAWフィルターパッケージの製造工程を図5に示した。
先ず、図5(A)のように、多数個のSAWフィルターチップ(110)とパッケージシート、即ち基板(113)を用意し、SAWフィルターチップ(110)の下部には基板(113)に実装するためのバンプ(114)を形成する。前記SAWフィルターチップ(110)を基板(113)上に付着する。この際、SAWフィルターチップ(110)は各々のパッケージに分離され得るよう互いに一定間隔ほど離隔して配列される(図5(B))。
前記基板(113)上のチップ(110)の下部に樹脂材の保護層(111)を充填する。この際、樹脂材は熱硬化性樹脂または感光性フィルムなどである。保護層(111)はSAWフィルターチップが下部基板(113)と接触を維持できるようにし、フィルターチップ(110)の下部の空気層を維持させる役目を果たす(図5(C))。
前記基板(113)が各々のパッケージに切断される部分の保護層(111)を除去する。前記保護層を除去するグルービング(grooving)は一定の深さを切削する機械的な加工を使用してもよく、また露光方法を用いて感光性樹脂の一定部分を除去する光学的方法を使用してもよい(図5(D))。
前記のようにグルービング工程が済んだ後に、SAWフィルターチップ(110)の外部面には金属材のシールド(112)が形成される。シールド(112)は外部ノイズ(noise)に対する遮蔽性を確保し外部環境に対する信頼性向上のために形成されるもので、2以上の金属シールド層をメッキ法により形成する(図5(E))。
前記金属シールド(112)が形成されたSAWフィルターチップ(110)を各々のパッケージに分離すべく基板をダイシング(dicing)する(図5(F))。
このように従来のSAWフィルターパッケージを製造する工程において、金属シールド層が形成される部位がSAWフィルターチップの外部面とパッケージシートの表面になる。シールド層は金属材であり、SAWフィルター及び基板は非金属材料から成る。とりわけ、基板はセラミック基板を使うので、こうした異種物質を付着する際、相互離脱せず接着され得る接着力が低下する。このことからパッケージ切断工程においてシールド層が基板と分離されるデラミネーション(delamination)が発生し、製品の信頼性が大幅に低下する問題が生じる。こうしたデラミネーション現象は図6(A)に示してある。図6(A)に金属シールド(112)が基板(113)と分離される現象が見られる。
また、SAWパッケージはシールド層を通して接地を行うが、このために基板の端子が露出するようグルービングしなければならない。この際、基板のパターンとチップが正確に配列されないと接地できなくなる問題が生じ、これは製品の品質及び信頼性の問題を招く。
更に、SAWパッケージのシールド層は軟性の高いCuが主成分である為、パッケージのダイシング工程においてバリ(bur、ダイシングによる金属破片)が発生する問題がある。バリ(bur)は図6(B)に示したように、主にパッケージの隅部分に発生する。バリ(bur)は横及び縦方向の切断工程によりでき、これはパッケージの装着、保管及び信頼性などに係り重大な問題を引き起こしかねない。
本発明は、前記のような問題点を解決するためのもので、SAWパッケージの製造時にシールド層とチップ及びシートとの間に隙間ができる現象を防止することにより製品の信頼性を高め不良発生を防止できるSAWパッケージの製造方法及びそれに用いるパッケージシートを提供することを目的とする。
また、本発明は、パッケージシートの接地端子とシールド層との連結信頼性を保障でき、SAWパッケージ作製時にパッケージにバリ(bur)が発生することを防止できる構造のパッケージシート及びこれを用いたSAWパッケージの製造方法を提供することを目的とする。
前記のような目的を成し遂げるための構成手段として、本発明は表面弾性波(SAW)フィルターパッケージの製造方法において、多数個のSAWフィルターチップ、及び前記SAWフィルターチップが装着される位置の外郭線に沿って所定の幅の外郭パターンが形成され前記SAWフィルターチップが装着される位置の隅部分に重なり形成される円形のバリ発生防止孔が形成されたパッケージシートを備える段階;前記パッケージシートに前記多数個のSAWフィルターチップを装着する段階;前記パッケージシート上の多数個のSAWフィルターチップ周囲に保護層を形成する段階;前記多数個のSAWフィルターチップ間のパッケージシート及び前記パッケージシート上の外郭パターンが露出されるよう前記SAWフィルターチップ間の保護層を除去する段階;前記SAWフィルターチップ及び露出されたパッケージシートと外郭パターンに金属シールド層を形成する段階;及び、前記バリ発生防止孔を通過する線を切断線として前記SAWフィルターチップ間のパッケージシートを切断し、多数個のSAWフィルターパッケージを形成する段階;を含む表面弾性波フィルターパッケージの製造方法を提供する。
好ましくは、前記外郭パターンは前記SAWフィルターチップの周囲全体に対応する長さで前記パッケージシートに形成されることを特徴とする。また、好ましくは、前記バリ発生防止孔は隣接するSAWフィルターチップ装着位置の隅と全て重なる大きさに形成されることを特徴とする。好ましくは、前記パッケージシートは少なくとも2個のシート層から成ることを特徴とし、とりわけ前記バリ発生防止孔は少なくとも2個のシート層中SAWフィルターチップ装着面を含んだ少なくとも1個のシート層に形成されることができる。更に、好ましくは、前記SAWフィルターチップの下部にはSAWフィルターチップが装着されるようバンプが形成されることを特徴とする。好ましくは、前記保護層は感光性フィルムであることを特徴とし、とりわけ前記保護層の除去はドライエッチング(DRY ETCHING)によることを特徴とする。
さらに、本発明は表面弾性波(SAW)フィルターパッケージのパッケージシートにおいて、多数個のSAWフィルターチップが装着される位置の外郭線に沿って所定の幅に形成され、前記SAWフィルターチップ及びパッケージシートに形成される金属シールド層と接触する外郭パターン;及び、前記SAWフィルターチップが装着される位置の隅部分に重なり、多数個のSAWフィルターパッケージに切断するための切断線が通過するよう形成される円形のバリ発生防止孔;を含む表面弾性波フィルターパッケージのパッケージシートを提供する。
好ましくは、前記外郭パターンは前記SAWフィルターチップの周囲全体に対応する長さで前記パッケージシートに形成されることを特徴とする。また、好ましくは、前記バリ発生防止孔は隣接するSAWフィルターチップ装着位置の隅と全て重なる大きさに形成されることを特徴とする。更に、好ましくは、前記パッケージシートは少なくとも2個のシート層から成ることを特徴とし、とりわけ前記バリ発生防止孔は少なくとも2個のシート層中SAWフィルターチップ装着面を含んだ少なくとも1個のシート層に形成されることを特徴とする。また、本発明は、前記のようなSAWフィルターパッケージの製造方法により製造されることを特徴とする表面弾性波フィルターパッケージを提供する。更に、本発明は、前記のようなパッケージシートを用いて製造されることを特徴とする表面弾性波フィルターパッケージを提供する。
以上のように本発明によると、SAWパッケージのシールド層をシールド層と同一材質からパッケージシートに形成される外郭パターンと接触させ、相互にしっかり付着するよう構成し、パッケージの製造時にシールド層とチップ及びシートとの間に隙間が生じる現象を防止できる効果を奏する。また、本発明はパッケージシートの外郭パターンをSAWフィルターチップの外周に形成した為、フィルターチップが定位置から外れて配列されてもSAWフィルターパッケージのシールド層と外郭パターンとの接触信頼性を保障できる効果を提供する。更に、本発明はバリ発生防止孔をパッケージシートに形成してSAWパッケージの作製時にパッケージにバリ(bur)が発生するのを防止する効果を奏する。
以下、本発明について添付の図面を参照しながらより詳しく説明する。
本発明によるSAWフィルターパッケージは図1に示したパッケージシートを用いて製造する。図1のパッケージシート(51)は従来のSAWフィルターパッケージに用いるパッケージシート(図7の113)と異なる構成を有する。
図7は従来のパッケージシート(113)を示したもので、従来のパッケージシート(113)はセラミック材質から成るシートに多数個のSAWフィルターチップが装着されるよう構成される。パッケージシート(113)には複数個の端子(142)が形成されており、また接地のための接地端子(141)がSAWチップ外周部に隣接するよう形成される。各々のSAWチップは互いに一定距離ほど離隔して配列されるよう位置付けられる。
本発明によるパッケージシート(51)を図1に示した。本発明によるパッケージシート(51)は多数個のSAWフィルターチップが装着されるよう装着領域(62)が一定距離離隔されて配列され、装着領域(62)にはチップの端子と連結され得る端子(61)が形成される。こうした構成は従来のパッケージシートのとおりである。
しかし、本発明におけるパッケージシートは従来の接地端子の代わりに接地パターンを含んで形成される外郭パターン(52)を含むようになる。外郭パターン(52)はSAWフィルターチップが装着される位置の外郭線に沿って所定の幅で形成される。外郭パターン(52)は図1のように四角の縁を形成し、従来の接地端子の幅と同じか少し広く形成されることができる。こうした外郭パターン(52)はセラミックシート(51)にパターンを印刷することにより形成される。前記のような外郭パターン(52)は後述するようにパッケージシート上に形成されるシールド層と連結される。
また、本発明によるパッケージシート(51)は各装着領域(62)の隅部分に形成される円形のバリ発生防止孔(53)を含むようになる。パッケージシート(51)にSAWフィルターチップの装着後、各々のパッケージに分離される過程でパッケージシートをダイシング(dicing)するが、この際、各隅部分にバリ(bur)が発生する問題がある。こうした問題を防止すべく、本発明においてはパッケージシートにバリ発生防止孔(53)を形成するのである。
前記バリ発生防止孔(53)は、図1に示したように、SAWフィルターチップ装着領域(62)の各々の隅部分、即ち各々の辺が交じる部分に形成され、隅と重なるよう形成される。したがって、SAWフィルターチップ装着領域(62)の隅部分にはバリ発生防止孔(53)によりえぐられた部分ができる。こうした構成からダイシング過程において発生する隅部分のバリ(bur)発生を防止できるようになる。
本発明によるパッケージシート(51)は少なくとも2個のシート層を含むことができる。即ち、複数個のセラミックシート層が相互積層され積層型シートを形成することができる。このように複数個のシート層を通して各シート層面に回路要素を具現できるようになる。
また、前記バリ発生防止孔(53)は前記少なくとも2個のシート層の少なくとも1個に形成されることが好ましい。とりわけ、前記シート層中SAWフィルターチップが装着される面、即ち最上面を含む少なくとも1個のシート層に形成されることができる。結局、パッケージシートの上部シートに前記バリ発生防止孔(53)が形成されることができ、またはパッケージシート全体を貫通して形成されることもできる。
前記のような本発明によるパッケージシート(51)を用いて表面弾性波フィルターを製造する方法について図2を参照しながら考察する。図2は本発明による表面弾性波フィルターパッケージの製造工程を示した図面である。
(A)多数個のSAWフィルターチップ(55)を用意する。SAWフィルターチップ(55)はウェーハ等に複数個形成され、これを切断して各々のチップに分離されるものである。また、前記SAWフィルターチップ(55)が装着され得るようパッケージシート(51)を用意する。
前記パッケージシート(51)は通常セラミック基板で、多数個のセラミックシートが積層されて一つの基板を形成することができる。パッケージシート(51)の上部にはSAWフィルターチップ(55)と電気的連結を成すための端子(61)が形成されている。パッケージシート(51)の端子(61)とチップ(55)とは鉛のようなバンプ(59)を通して接続される。バンプ(59)はSAWフィルターチップ(55)の下部とシート(51)間の空気層を形成するようになる。SAWフィルターは表面弾性波を利用するもので、チップとシート間に低密度の空気層が形成されなければならない。このためチップの下部にバンプを形成するのである。また、これと異なりシートにソルダーバンプを形成し、チップの下部には低密度空気領域を形成するようプロテクターを装着することも可能である。
また、パッケージシート(51)にはチップ(55)の外郭線に沿って所定の幅で外郭パターン(52)が形成される。外郭パターン(52)は従来の接地端子形成領域を含んでチップ周囲に形成され、本実施例においては四角の縁を形成する。外郭パターンはAu、Niなどの合金であり後述するシールド層と材質が類似する。
また、パッケージシート(51)に、図1に示したような円形のバリ発生防止孔(53)を多数個形成する。バリ発生防止孔(53)はチップが装着される領域間に設けられる切断線が交差する点を中心に形成されることが好ましい。バリ発生防止孔(53)は前記外郭パターンの隅と重なるよう十分な大きさに形成する。
(B)前記パッケージシートにSAWフィルターチップを装着する。(A)段階からできたSAWフィルターチップ(55)をパッケージシート(51)の予め定められた位置に装着する。パッケージシート(51)とチップ(55)との間にはバンプ(59)により一定高さの空気層(54)が形成される。
(C)前記パッケージシート上のSAWフィルターチップの周囲に保護層を形成する。前記のようにパッケージシート(51)にSAWフィルターチップ(55)を装着した後、SAWフィルターチップ(55)の周囲に保護層(56)を形成するようになる。
前記保護層(56)は、図2(C)のようにチップ(55)の間に充填される。保護層(56)には感光性フィルムを使用することができる。感光性フィルムは光や放射線を浴びると該箇所だけ構造変化を起こす高分子化合物である。普通フォトレジストあるいは感光性ポリイミド、感光性ドライフィルムとも呼ばれるものを使用し、集積回路(IC)、大規模集積回路(LSI)、プリント配線基板、PCB基板などの諸基板にパターンを形成するために用いる。保護層を形成すべく薄い厚さのフィルムをチップの上部面に位置させ、これをローラーのような圧着手段を使用してチップ同士の隙間に押し込む。このような工程により保護層(56)がチップ(55)の間に充填される。保護層(56)はパッケージシート(51)に形成される外郭パターン(52)上にも接触するようになる。
(D)前記多数個のSAWフィルターチップの間のパッケージシート及び前記パッケージシート上の外郭パターンが露出されるようSAWフィルターチップ間の保護層を除去する。
前記(C)段階のように保護層(56)がチップ(55)の間に充填されると、SAWフィルターパッケージに金属材のシールド層を形成すべく、チップを包む一定厚さの保護層を除くチップの間の保護層を除去することになる。
即ち、図2(D)のようにチップらの間の切断部(57)線上に存在する保護層を除去するのであるが、この際、保護層に感光性フィルムを使用した場合、現像液あるいはドライエッチング(dry etching)により除去する。現像液では光を浴びない部分が除去され、ドライエッチング法では感光性フィルムまたはフォトレジストの除去される部分をAr、Oのような反応性ガスあるいはプラズマに露出させたりレーザーなどのような光で照射し、このようにプラズマあるいは光に露出した部分が除去される。
前記保護層が除去された部分にはパッケージシート(51)面とパッケージシート上に形成された外郭パターン(52)が露出する。こうした部分が露出するよう保護層を除去する際、除去される保護層の間隔を調節して保護層がSAWフィルターチップの外郭部分を一定厚さで覆うようにさせる。
(E)前記SAWフィルターチップ及び露出したパッケージシートと外郭パターンに金属シールド層を形成する。前記のようにチップの間の保護層が除去され外郭パターンとパッケージシート面の一部が露出すると、チップの外表面部と露出したパッケージシート及び外郭パターンに金属材のシールド層を形成する。
前記金属シールド層はSAWフィルターチップへの外部からの影響を最少化すべく形成されるもので、シート(51)の外郭パターン(52)と電気的に連結される。また、金属シールド層(58)はパッケージシートの外郭パターン(52)とその材質が相互類似する。即ち、シールド層は通常ニッケル及び銅などの成分を有し、外郭パターンはニッケルと金の成分を有するようになる。こうした材料の類似点により相互親和力が良く、また熱による収縮率がほぼ等しい。従って、金属シールド層(58)はパッケージシート上の外郭パターン(52)にしっかり接触する。
こうした利点を有する本発明によるSAWフィルターパッケージによると、従来の金属シールド層がセラミック材質のパッケージシート上にそのまま接触することから、パッケージシートと金属シールド層との相互分離の発生を防止できるようになる。
また、本発明のSAWパッケージによると従来のSAWフィルターパッケージに比してシールド層と接触され得る端子の面積が大幅に増加する。即ち、パッケージシートにSAWフィルターチップに沿って形成される外郭パターンを形成するので、外郭パターン中一部でもシールド層に接触すればシールド層との接地が十分に行われ、これに応じて外郭パターンとシールド層との接触信頼性を保障できるようになる。
しかも、パッケージシートにSAWフィルターチップが装着時あるいは後続連結工程において多少誤配列が生じるおそれがあり、従来にはこうした誤配列があるとシールド層がパッケージシート上の端子と接触できなくなる問題が生じた。しかし、本発明のように外郭パターンがチップの周囲に沿って広く形成されると、多少誤配列があってもシールド層が外郭パターンと常に接触できる利点がある。
(F)前記バリ発生防止孔を通過する線を切断線として前記SAWフィルターチップの間のパッケージシートを切断し、多数個のSAWフィルターパッケージを形成する。
前記のようにシールド層がSAWフィルターチップの外郭面に形成されると、これを各々のSAWフィルターパッケージに分離する。パッケージの分離は機械的な切削工程を用い、こうした過程において各々のパッケージの四角の隅部分にバリ(bur)ができるのを防止すべくパッケージシートに円形のバリ発生防止孔(53)を形成した。
前記バリ発生防止孔(53)は、図1に示したように、SAWフィルターチップ装着領域(62)の各々の隅部分、即ち各々の辺が交じる部分に形成され、隅と重なるよう形成される。従って、SAWフィルターチップの装着領域(62)の隅部分にはバリ発生防止孔(53)によりえぐられた部分が形成される。こうした構成により、ダイシング過程において発生し兼ねない隅部分のバリ(bur)発生を防止できるようになる。
図3は本発明による表面弾性波フィルターパッケージを切断した状態を示した図面である。各々のSAWフィルターパッケージは図3のように分離され、この際切断線(71)が交差する部分にバリ発生防止孔(53)が形成されていることがわかる。
本発明は特定の実施例に係り図示し説明したが、添付の特許請求の範囲により具備される本発明の精神や分野を外れない限度内において本発明が多様に改造及び変化され得ることは、当業界において通常の知識を有する者であれば容易に想到できることを明かしておく。
本発明による表面弾性波フィルターパッケージのパッケージシートを示した図面である。 本発明による表面弾性波フィルターパッケージの製造工程を示した図面である。 本発明による表面弾性波フィルターパッケージを切断した状態を示した図面である。 表面弾性波フィルターパッケージの断面図である。 従来の表面弾性波フィルターパッケージの製造工程を示した図面である。 (A)は従来の表面弾性波フィルターパッケージの金属シールドが基板と分離される現象を示した図面、(B)は従来の表面弾性波フィルターパッケージのバリ発生を示した図面である。 従来の表面弾性波フィルターパッケージのパッケージシートを示した図面である。
符号の説明
51 パッケージシート
52 外郭パターン
53 バリ発生防止孔
54 空気層
55 SAWフィルターチップ
56 保護層
58 シールド層

Claims (15)

  1. 表面弾性波(SAW)フィルターパッケージの製造方法において、
    多数個のSAWフィルターチップ、及び前記SAWフィルターチップが装着される位置の外郭線に沿って所定の幅の外郭パターンが形成されて前記外郭パターン中隣接する外郭パターンの隅部分に重なるような大きさに形成される円形のバリ発生防止孔が形成されたパッケージシートを備える段階と、
    前記パッケージシートに前記多数個のSAWフィルターチップを装着する段階と、
    前記パッケージシート上の多数個のSAWフィルターチップの周囲に保護層を形成する段階と、
    前記多数個のSAWフィルターチップの間のパッケージシート及び前記パッケージシート上の外郭パターンが露出するよう前記SAWフィルターチップの間の保護層を除去する段階と、
    前記SAWフィルターチップ及び露出したパッケージシートと外郭パターンに金属シールド層を形成する段階と、
    前記バリ発生防止孔を通過する線を切断線として前記SAWフィルターチップの間のパッケージシートを切断し、多数個のSAWフィルターパッケージを形成する段階と、
    を有することを特徴とする表面弾性波フィルターパッケージの製造方法。
  2. 前記外郭パターンは前記SAWフィルターチップの周囲全体に対応する長さで前記パッケージシートに形成されることを特徴とする請求項1に記載の表面弾性波フィルターパッケージの製造方法。
  3. 前記バリ発生防止孔は隣接した外郭パターンの隅と全て重なるような大きさに形成されることを特徴とする請求項1に記載の表面弾性波フィルターパッケージの製造方法。
  4. 前記パッケージシートは少なくとも2個のシート層から成ることを特徴とする請求項1に記載の表面弾性波フィルターパッケージの製造方法。
  5. 前記バリ発生防止孔は少なくとも2個のうち、SAWフィルターチップ装着面を含んだ少なくとも1個のシート層に形成されることを特徴とする請求項3に記載の表面弾性波フィルターパッケージの製造方法。
  6. 前記SAWフィルターチップの下部にはSAWフィルターチップが装着され得るようバンプが形成されることを特徴とする請求項1に記載の表面弾性波フィルターパッケージの製造方法。
  7. 前記保護層は感光性フィルムであることを特徴とする請求項1に記載の表面弾性波フィルターパッケージの製造方法。
  8. 前記保護層の除去はドライエッチング(DRY ETCHING)により行われることを特徴とする請求項7に記載の表面弾性波フィルターパッケージの製造方法。
  9. 表面弾性波(SAW)フィルターパッケージのパッケージシートにおいて、
    多数個のSAWフィルターチップが装着される位置の外郭線に沿って所定の幅で形成され、前記SAWフィルターチップ及びパッケージシートに形成される金属シールド層と接触する外郭パターンと、
    前記外郭パターンの隅部分と重なるような大きさに形成され、多数個のSAWフィルターチップに切断するための切断線が通過するよう形成される円形のバリ発生防止孔と、
    を有することを特徴とする表面弾性波フィルターパッケージのパッケージシート。
  10. 前記外郭パターンは前記SAWフィルターチップの周囲全体に対応する長さで前記パッケージシートに形成されることを特徴とする請求項9に記載の表面弾性波フィルターパッケージシート。
  11. 前記バリ発生防止孔は隣接した外郭パターンの隅と全て重なるような大きさに形成されることを特徴とする請求項9に記載の表面弾性波フィルターパッケージシート。
  12. 前記パッケージシートは少なくとも2個のシート層から成ることを特徴とする請求項9に記載の表面弾性波フィルターパッケージシート。
  13. 前記バリ発生防止孔は少なくとも2個のうち、SAWフィルターチップ装着面を含んだ少なくとも1個のシート層に形成されることを特徴とする請求項11に記載の表面弾性波フィルターパッケージシート。
  14. 請求項1ないし8のうち、いずれか一項の方法により製造されることを特徴とする表面弾性波フィルターパッケージ。
  15. 請求項9ないし13のうち、いずれか一項によるパッケージシートを用いて製造されることを特徴とする表面弾性波フィルターパッケージ。
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