JP4131149B2 - 表面実装型ｓａｗデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板上にフリップチップ実装した弾性表面波チップを樹脂にて封止した構造の弾性表面波デバイスや、その製造工程において発生する種々の不具合を解決した表面実装型弾性表面波デバイス、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）は、水晶等の圧電基板上に櫛歯状の電極指（ＩＤＴ電極）を配置した構成を備え、例えばＩＤＴ電極に高周波電界を印加することによって弾性表面波を励起し、弾性表面波を圧電反作用によって高周波電界に変換することによってフィルタ特性を得るものである。
図４には従来の表面実装型のＳＡＷデバイスの縦断面図が示されている。このＳＡＷデバイス１０１は、絶縁基板１０３、該絶縁基板１０３の底部に設けた表面実装用の外部電極１０４、該絶縁基板の上面に設けた上部電極１０５、及び外部電極１０４と上部電極１０５とを接続する接続導体１０６とから成る配線基板１０２と、上部電極１０５上に導体バンプ１１０を介して電気的機械的に接続される接続パッド１１６、及びＩＤＴ電極１１７を下面に備えた圧電基板１１８を備えたＳＡＷチップ１１５と、ＳＡＷチップ１１５の下端周縁と上部電極１０５との間に充填されてＳＡＷチップ１１５の下面と配線基板１０３の上面との間に弾性表面波伝搬用の気密空間Ｓを形成する硬化処理前粘度の高い第１の封止樹脂１２０と、ＳＡＷチップ１１５の外面全体及び第１の封止樹脂１２０の外面、更には第１の封止樹脂１２０によって被覆されていない配線基板上面にかけて被覆形成された硬化処理前粘度の低い第２の封止樹脂１２１と、を有している。
【０００３】
第１の封止樹脂１２０から成る封止部は、気密空間Ｓを形成し得るように、スクリーン印刷、ディスペンサによる充填等によってＳＡＷチップ１１５の裾部に形成される。第２の封止樹脂１２１は、スクリーン印刷、ディスペンサによる充填等によって形成され、予め第１の封止樹脂により被覆されないように露出形成された配線基板上面の一部に被覆される。
第１の封止樹脂１２０として、粘度の高い樹脂を使用するのは、ＳＡＷの伝搬路である圧電基板１１８の下面に樹脂が浸入することを防止するためであり、第２の封止樹脂１２１として粘度の低い樹脂を使用するのは、配線基板の露出部、第１の封止樹脂外面、及びＳＡＷチップ外面との間の密着性を確保するためである。粘度の高い第１の封止樹脂１２０だけでは、前記被覆対象物との間の密着性を確保することが困難であるため、粘度が低く被覆対象物とのぬれ性の良好な第２の封止樹脂により密着性を高めているものである（特開平６−２０４２９３号公報参照）。
【０００４】
次に、図５は、配線基板（個片）１０２を複数シート状に連結した構成の配線基板母材１２５を用いて図４のＳＡＷデバイス１０１を製造する手順を説明するための図であり、配線基板母材１２５上の各個片領域上にＳＡＷチップ１１５をフリップチップ実装した後で、第１の封止樹脂１２０によるＳＡＷチップ１１５の裾部に位置する間隙の封止を行って気密空間Ｓを形成してから、第２の封止樹脂１２１を一括して被覆形成する。その後、配線基板個片１０２の境界線に沿ってダイシングブレード等によって分割することにより複数個のＳＡＷデバイス個片１０１を得る。
しかし、図４に示したＳＡＷデバイス１０１にあっては、第２の封止樹脂１２１を配線基板上面に被覆させるために、第１の封止樹脂１２０を塗布した後のＳＡＷチップ１１５間の谷間に配線基板上面の一部を露出させる必要がある。図５のようにＳＡＷチップ間隔が狭い場合には、図６のようにＳＡＷチップ間の谷間に位置する配線基板上面が第１の封止樹脂１２０によって被覆されてしまい、第２の封止樹脂１２１が配線基板上面に接触することができず、第２の封止樹脂による封止効果（気密性の確保）が十分に発揮されない状況となる。
図５の如く隣接し合う各ＳＡＷチップ１１５の裾部に夫々配置した第１の封止樹脂１２０同士が未分離状態になることを防止するためには、ＳＡＷチップ間隔を拡張すればよいのであるが、ＳＡＷチップ間隔の拡張は、配線基板個片の大型化によるＳＡＷデバイスの大型化と、配線基板母材１２５の面積の大型化と、配線基板母材一枚当りから製作できるＳＡＷデバイス数が減少するという不具合をもたらす。
また、ディスペンサのノズルは直線状に延びているため、ＳＡＷチップ１１５の裾部に位置する間隙全周に沿って樹脂を充填するためには、ＳＡＷチップ１１５間の谷間状の間隙内に斜めにノズルを差し入れてＳＡＷチップの裾部に充填作業を行う必要がある。このような充填作業を可能ならしめるためには、ＳＡＷチップ間の間隔を予め広く設定しておく必要があり、図示した例では１，０００μｍ程度の広い間隔が必要である。
このような問題に対処するために、ＳＡＷチップを更に小型化することも考えられるが、無理な小型化には限界があり、設計上の自由度の制限、その他の不利不便をもたらす。
【０００５】
次に、特開平２−１８６６６２号公報（日立製作所）には、配線基板上にフェイスダウン状態でフリップチップ実装したＳＡＷチップの裾部を第１封止層にて封止した後で、これらの部品の外面を第２封止層にて被覆する構成が開示され、この第２の封止層としてＳＯＧ（Spin On Glass）材料を用いる例を示している。この公報には、ＳＯＧ材料を第２封止層として使用することにより、ＳＡＷチップの下面と配線基板表面との間の段差が大きい場合にも確実な気密封止を実現できる旨が示されている。しかし、ＳＯＧ材料についての沖電気（株）による１９９５年２月２１日付けの自社ホームページでは、ＳＯＧ材料は、完全に無機化するための硬化温度が３５０〜４００℃であり、ガラスが無機化する温度としては比較的低温であるものの、この温度はＳＡＷチップの構成材料や封止樹脂にとっては、高温に過ぎることが明らかである。即ち、例えば、図４に示したバンプ１１０が金から成り、バンプ１１０と接続されるＳＡＷチップ１１５側の接続パッド１１６がアルミニウムを主成分とした合金である場合には、上記範囲の高温にさらされることにより、両金属の接合部に、硬くてもろい金とアルミニウムの合金層が形成されてしまい、金バンプの信頼性が低下する。また、第１の封止樹脂１２０を高温にさらすと、第１の封止樹脂から発生するアウトガスによってＳＡＷチップを構成する各電極が腐食する、という不具合が発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、表面実装用の配線基板上の上部電極上にバンプを介してＳＡＷチップをフェイスダウン搭載し、ＳＡＷチップの裾部と配線基板との間の間隙内に第１の封止層を充填することにより、ＳＡＷチップ下方に弾性表面波伝搬用の気密空間を形成し、更に第１の封止層、及びＳＡＷチップ外面を第２の封止層にて被覆したＳＡＷデバイスにおいて、第２の封止層を配線基板上面と直接接合させるためのスペースを確保するために、配線基板の面積が増大したり、配線基板母材を用いた量産時の生産性の低下を招くという不具合を解決することができる表面実装型弾性表面波デバイス、及びその製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の如き手段を備える。
本発明に係るＳＡＷデバイスは、絶縁基板、該絶縁基板の下部に設けた表面実装用の外部電極、該絶縁基板の上部に設けた上部電極、及び外部電極と上部電極間を導通する接続導体から成る配線基板と、圧電基板、該圧電基板下面に形成され前記上部電極上に導体バンプを介して接続される接続パッド、及びＩＤＴ電極、を備えたＳＡＷチップと、前記ＳＡＷチップ下面と前記配線基板上面との間に気密空間を形成するように、少なくとも配線基板とＳＡＷチップ裾部との間に介在する樹脂から成る第１の封止層と、を備えた表面実装型ＳＡＷデバイスにおいて、前記第１の封止層の外周縁を配線基板の表層とともに切除することにより配線基板の外周縁上部に形成した露出部と、前記露出部、前記第１の封止層、及び前記ＳＡＷチップ外面を被覆する第２の封止層と、を備えたことを特徴とする。
配線基板上にフェイスダウン状態でＳＡＷチップをフリップチップ実装し、ＳＡＷチップ裾部と配線基板上面との間を全周にわたって第１の封止層により封止し、更にその外面に第２の封止層を被覆形成する場合、第２の封止層の裾部を配線基板上面と直接接合することが気密性、接合性を高める上で重要である。しかし、第１の封止層の外側に配線基板上面を張り出すことによって第２の封止層との接合マージンを確保しようとすると、配線基板が大型化する。一方、第１の封止層を塗布、充填する際の塗布面積を、前記接合マージンを確保し得るように所定の狭い範囲にコントロールすることは困難である。
そこで、本発明では、ＳＡＷチップよりも外側に位置する配線基板上面全体を覆うように第１の封止層を形成してから、第１の封止層の外周部と配線基板表層を切除して露出部を形成し、この露出部を第２の封止層との接合部として利用した。このため、配線基板の大型化を招くことなく、第２の封止層を配線基板上面と密着させることが可能となった。
なお、第２の封止層は、ＳＡＷチップの下面を除いた露出面全体を被覆する場合と、ＳＡＷチップの上面以外の側面を被覆する場合がある。
【０００８】
本発明は、前記第２の封止層は、樹脂材料から成り、前記第２の封止層を構成する樹脂の硬化処理前の粘度が、前記第１の封止層を構成する樹脂の硬化処理前の粘度よりも低いことを特徴とする。
第１の封止層（第１の封止樹脂）の粘度を高くすることにより、これをＳＡＷチップの裾部の空間に充填したとしても気密空間内に入り込む虞がなくなる一方で、露出部、第１の封止樹脂外面、及びＳＡＷチップ外面に密着して被覆する必要がある第２の封止層（第２の封止樹脂）についてはその粘度を低下させるようにしたものである。
本発明方法は、絶縁基板、該絶縁基板の下部に設けた表面実装用の外部電極、及び該絶縁基板の上部に設けた上部電極から成る配線基板と、該上部電極上に導体バンプを介してフリップチップ実装される接続パッド、及びＩＤＴ電極を夫々圧電基板の下面に備えたＳＡＷチップと、該ＳＡＷチップ下面と前記配線基板上面との間に気密空間を形成するように配置される第１の封止層と、から成る表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法において、前記上部電極と前記ＳＡＷチップの接続パッドとを、バンプを介して接続するフリップチップ実装工程と、前記ＳＡＷチップ下面と前記配線基板上面との間に気密空間を形成するようにＳＡＷチップ外面の少なくとも一部を樹脂から成る第１の封止層にて被覆する第１の封止層形成工程と、前記第１の封止層の外周部を配線基板の表層とともに切除して配線基板の露出部を形成する露出部形成工程と、前記露出部と、前記第１の封止層と、前記ＳＡＷチップ外面を第２の封止層により被覆する第２の封止層形成工程と、を備えたことを特徴とする。
これによれば、配線基板個片毎に、ＳＡＷチップの搭載、樹脂被覆、接地用露出部の形成、導電性金属被膜の被覆形成による接地用露出部との接続を行うことにより、請求項１、２に記載したＳＡＷデバイスを得ることができる。
【０００９】
本発明は、絶縁基板、該絶縁基板の下部に設けた表面実装用の外部電極、及び該絶縁基板の上部に設けた上部電極から成る配線基板を、複数個シート状に連結した大面積の配線基板母材を用いた、表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法において、圧電基板の下面に接続パッドとＩＤＴ電極を備えたＳＡＷチップの該接続パッドを、前記上部電極上に導体バンプを介して接続するフリップチップ実装工程と、前記各ＳＡＷチップ下面と前記各配線基板上面との間に気密空間を形成するようにＳＡＷチップ間の谷間に樹脂から成る第１の封止層を充填する第１の封止層形成工程と、前記ＳＡＷチップ間の谷間に位置する第１の封止層を分断すると共に前記配線基板の表層を切除して配線基板の露出部を形成する露出部形成工程と、前記露出部と、前記第１の封止層と、前記ＳＡＷチップ外面を第２の封止層により被覆する第２の封止層形成工程と、前記各工程を経た配線基板母材を、配線基板個片毎に切断する切断工程と、から成ることを特徴とする。
この製造方法では、大面積の配線基板母材を用いたバッチ処理により請求項１、２に記載のＳＡＷデバイスを量産する。なお、第２の封止層による被覆範囲は、ＳＡＷチップの下面を除いた露出面全体を被覆する場合と、ＳＡＷチップの上面以外の側面を被覆する場合がある。第１の封止樹脂による封止作業においては、スクリーン印刷が用いられ、ディスペンサによる狙いを定めた充填は行わないので、ＳＡＷチップ間の間隔を広く確保する必要もなくなる。
本発明は、前記露出部形成工程では、ＳＡＷチップ間に位置する第１の封止層及び配線基板上面の一部をダイシングブレードにてハーフカットすることを特徴とする。
露出部形成工程では、ＳＡＷチップ間の谷間を埋めるように充填された第１の封止層を、肉厚が厚いダイシングブレードを用いて分断する際に、配線基板表層（接地用導体としての上部電極、及び／或いは接続導体の一部を含む）を同時に切除するので、極めて簡単に露出部を確保することが可能となり、ＳＡＷチップ間の間隔を広く確保する必要もなくなる。
【００１０】
本発明は、前記切断工程において使用するダイシングブレードは、前記ハーフカットの際に用いるダイシングブレードよりも肉厚が薄いことを特徴とする。
ハーフカットに際しては、配線基板の表層の一部を切除して露出させる狙いがあるため、厚肉のカッタを用いたが、最後の切断をダイシングブレードにて行う場合には、配線基板間の境界線を単に切断するだけでよいので、薄肉のダイシングブレードを用いる。
本発明は、前記ハーフカット後に、配線基板の露出部、第１の封止層、及びＳＡＷデバイスの外面に金属皮膜を形成し、金属皮膜形成後に前記第２の封止層形成工程を実施することを特徴とする。
樹脂は吸水性を有するため、気密空間内のＩＤＴ電極に結露が生じ腐食が発生する虞がある。そこで、第１の封止層を含むＳＡＷチップ外面に金属被膜を形成し、更にその外面に第２の封止層を形成することにより、気密性、水密性を高めることができ、しかも金属被膜を配線基板の露出部に露出した接地導体と導通させることにより、シールド効果を発揮することができる。
本発明は、前記第２の封止層は樹脂材料から成り、該第２の封止層を構成する樹脂の硬化処理前の粘度が、該第１の封止層を構成する樹脂の硬化処理前の粘度よりも低いことを特徴とする。
第１の封止層（第１の封止樹脂）の粘度を高くすることにより、これをＳＡＷチップの裾部の空間に充填したとしても気密空間内に入り込む虞がなくなる一方で、露出部、第１の封止樹脂外面、及びＳＡＷチップ外面に密着して被覆する必要がある第２の封止層（第２の封止樹脂）についてはその粘度を低下させるようにしたものである。
【００１１】
本発明は、前記第２の封止層はガラス膜から成り、該ガラス膜は、シリカ溶液を２００℃以下で加熱して硬化させることにより形成されたことを特徴とする。
ガラス膜を硬化させる温度が高温である場合には、バンプ、接続パッド等の接続導体や、ＳＡＷチップや樹脂に対して悪影響を及ぼす。そこで、本発明では、２００℃以下の低温加熱によって硬化させることができるシリカ溶液を使用した。
本発明は、前記シリカ溶液には、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、又はＺｒＯ2のうちの何れかが含まれていることを特徴とする。
これによれば、使用する溶液の種類の選択範囲を拡大することができる。
本発明は、前記第２の封止層形成工程において被覆される第２の封止層は、ガラス膜であり、該ガラス膜はシリカ溶液を２００℃以下で加熱して硬化されることを特徴とする。
ガラス膜を硬化させる温度が高温である場合には、バンプ、接続パッド等の接続導体や、ＳＡＷチップや樹脂に対して悪影響を及ぼす。そこで、本発明では、２００℃以下の低温加熱によって硬化させることができるシリカ溶液を使用した。
本発明は、前記シリカ溶液には、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、又はＺｒＯ2のうちの何れかが含まれていることを特徴とする。
これによれば、使用する溶液の種類の選択範囲を拡大することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装型弾性表面波デバイス（以下、ＳＡＷデバイス、という）の外観斜視図、及び縦断面図である。
このＳＡＷデバイス１は、セラミック、ガラスエポキシ等から成る絶縁基板３、絶縁基板３の底部（下部）に設けた表面実装用の外部電極４、及び、絶縁基板３の上面（上部）に設けられ且つ接続導体６を介して外部電極４と導通した上部電極５、から成る配線基板２と、上部電極５と導体バンプ１０を介して電気的機械的に接続される接続パッド１６、及びＩＤＴ電極１７を夫々圧電基板１８の下面に備えたＳＡＷチップ１５と、上部電極５の上面を含む配線基板２とＳＡＷチップ１５の側面及び上面に対して被覆一体化されると共にＳＡＷチップ１５の裾部と配線基板上面との間の空隙に充填される第１の封止樹脂（第１の封止層）２０と、第１の封止樹脂２０による封止によってＳＡＷチップ１５下面と配線基板上面との間に形成される弾性表面波伝搬用の気密空間Ｓと、を備えている。
第１の封止樹脂２０の外周縁及び配線基板２の上部を切除することによって、第１の封止樹脂２０の外側には配線基板２の露出部８が形成されている。この例では、配線基板２上の複数の上部電極５のうちの少なくとも一つの上部電極（接地導体）５ａの外側部、及び接続導体（接地導体）６ａの表層は、それらの一部が第１の封止樹脂２０と共に切除されて導体部分が露出した露出部８となっている。第１の封止樹脂２０の外面全体には第２の封止樹脂（第２の封止層）２１が被覆形成され、この第２の封止樹脂２１を露出部８に密着させて高い気密性を確保することができる。
このように配線基板３の上面外周に被覆形成された第１の封止樹脂２０の外周縁を切除することにより配線基板の上面を露出させるようにしたので、配線基板の面積を大型化することなく露出部８を確保することができ、この露出部８を利用して第２の封止樹脂２１と配線基板との密着を確保できる。
【００１３】
なお、この実施形態では、第２の封止層２１は樹脂材料から成り、第２の封止層２１を構成する第２の封止樹脂の硬化処理前の粘度を、第１の封止樹脂２０を構成する第１の封止樹脂の硬化処理前の粘度よりも低く設定することにより、第１の封止樹脂の気密空間Ｓ内への浸入を防止でき、第２の封止樹脂による露出部８、第１の封止樹脂２０の外面、ＳＡＷチップ外面への密着性を十分に高めることができる。
なお、上部電極５は、例えばタングステン膜の表面にニッケルメッキ、金メッキを順次施した構成を備え、上部電極５は接続導体６を介して対応する外部電極４と導通している。互いに導通した外部電極４、上部電極５、及び接続導体６から成る導電体組は、入出力用と、接地用が複数組配置されており、接地用の上部電極（接地導体）５ａの外側端部と、接地用の接続導体（接地導体）６ａの上部を夫々第１の封止樹脂２０と共に切除することによって露出部（接地用露出部）８ａを形成している。第２の封止樹脂２１を被覆する前に、この接地用露出部８ａに位置する接地用上部電極５ａ、及び接地用接続導体６ａと導通し、且つ第１の封止樹脂２０及びＳＡＷチップ外面を被覆するように、図示しない導電性金属被膜をメッキ、蒸着、スパッタリング等によって成膜し、この導電性金属被膜の外面に第２の封止樹脂２１を被覆形成するようにしてもよい。
このように本発明のＳＡＷデバイスにおいては、配線基板の外側端部を大きく張り出すことによって第１の封止樹脂２０による非被覆部分を形成する必要がなく、第１の封止樹脂によって被覆された配線基板の外側部分を第１の封止樹脂と共に切除して露出部８を形成したので、従来のＳＡＷデバイスと比較した場合に、配線基板２の面積を小さくすることができる。また、露出部８のうちの導体露出部８ａを導電性金属被膜と接続することが可能となるので、シールド効果のみならず、より高い気密効果を得ることができる。
【００１４】
次に、図２（a）乃至（ｄ）に基づいて図１のＳＡＷデバイス１の製造手順を説明する。この例では複数の配線基板個片２をシート状に連結一体化した配線基板母材２５を用いたバッチ処理によるＳＡＷデバイスの生産方法を示す。
まず、図２（ａ）に示した如き、絶縁基板３の下面に外部電極４を有すると共に上面に上部電極５を備え、更に外部電極４と上部電極５との間を導通する接続導体６を有した配線基板個片２を複数個、シート状に連結した大面積の配線基板母材２５を製作し、配線基板母材２５の各個片領域に対して、下面に接続パッド１６とＩＤＴ電極１７を備えた圧電基板１８から成るＳＡＷチップ１５の接続パッド１６を、上部電極５の上面に導体バンプ１０を介して電気的機械的に接続する（フリップチップボンディング）。導体バンプ１０は、予め接続パッド１６側に形成しておいてもよいし、露出領域５ａ上に形成してもよい。導体バンプ１０は、例えば金等の導体から成るバンプであってもよいし、塊状の樹脂の外周に導体膜を被覆したものであってもよい。
次いで、図２（ａ）に示した第１の封止樹脂形成工程では、ＳＡＷチップ１５下面と各配線基板個片２の上面との間に気密空間Ｓを形成するように、各配線基板２と各ＳＡＷチップ１５の裾部（下面周縁部、側面の下端縁部）との間の空隙を封止するように第１の封止樹脂（第１の封止層）２０を充填する。換言すれば、ＳＡＷチップ１５下面と配線基板２上面との間に気密空間Ｓを形成するようにＳＡＷチップ間の谷間（間隙）に第１の封止樹脂２０を充填する。この工程では、例えば、スクリーン印刷等の方法によって、比較的粘度の高い第１の封止樹脂２０を塗布、充填する。粘度の高い樹脂を使用する理由は、ＳＡＷ伝搬のための気密空間Ｓを確実に確保する必要があるためである。
この実施形態では、ＳＡＷチップ１５間の間隙を埋めるように第１の封止樹脂２０をスクリーン印刷により一括して充填、被覆するため、ディスペンサによりノズルをＳＡＷチップ間に斜めに差し入れてＳＡＷチップ裾部を狙い打ちして充填する従来例と比べた場合に、ＳＡＷチップ間の間隔を狭くしても不具合がなく、大幅に狭くすることができる。
【００１５】
次に、図２（ｂ）に示した露出部形成工程では、ＳＡＷチップ１５間の谷間を埋めるように充填された封止樹脂２０を比較的肉厚の厚いダイシングブレードによってハーフカットする。即ち、ダイシングブレードによってＳＡＷチップ間の第１の封止樹脂２０を寸断すると共に各配線基板２間の境界線に沿った位置の表層を部分的に切除する程度にハーフカットすることにより、配線基板の上面と、上部電極（接地用導体）５ａの外側部及び接続導体（接地用導体）６ａの上部を夫々第１の封止樹脂と共に切除して露出部８（接地用露出部８ａ）を形成する。ハーフカットされた部分の幅は２００μｍ程度である。そして、ＳＡＷチップ１５間の間隔Ｌ２は、このハーフカットされる部分の幅にマージンを考慮して４００μｍ程度に予め設定する。
次に、図２（ｃ）の第２の封止樹脂被膜形成工程では、露出部８、第１の封止樹脂２０の外面、ＳＡＷチップの外面全体（下面を除く）を、第２の封止樹脂（第２の封止層）２１により被覆する。
なお、第２の封止樹脂２１を被覆する前に、露出部８、第１の封止樹脂２０の外面、及びＳＡＷチップ１５の外面に金属被膜をメッキ、蒸着、スパッタリング等により成膜して、接地用露出部８ａを介した接地によるシールド効果を得るとともに、第１の封止樹脂２０によっては十分に確保できない気密性を確保するようにしてもよい。
なお、第２の封止層２１を構成する第２の封止樹脂の硬化処理前の粘度を、第１の封止樹脂２０を構成する第１の封止樹脂の硬化処理前の粘度よりも低く設定することにより、第１の封止樹脂の気密空間Ｓ内への浸入を防止でき、第２の封止樹脂による露出部８、第１の封止樹脂２０の外面、ＳＡＷチップ外面への密着性を十分に高めることができる。
最後に、図２（ｃ）中に示した切断ラインＣに沿って、図２（ｂ）の工程で使用したダイシングブレードよりも肉厚の薄いダイシングブレードにより、配線基板母材２５を切断ラインＣに沿って個片ごとに分割する切断工程を実施する。この切断工程により、図２（ｄ）に示した如きＳＡＷデバイス個片１を得ることとなる。
【００１６】
次に、図３（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る製造方法の部分的な説明図であり、図３（ａ）は第２の封止樹脂被覆工程、図３（ｂ）は完成した個片を示す断面図である。この実施形態に係る製造方法におけるフリップチップ実装工程と、第１の封止樹脂形成工程と、露出部形成工程は、図２に示した実施形態に係る製造方法における図２（ａ）（ｂ）の工程と同様である。この実施形態に係る製造方法が図２の製造方法と異なる点は、第２の封止樹脂形成工程において、第２の封止樹脂２１を、ＳＡＷチップ１５の外面全体に被覆するのではなく、露出部８と、第１の封止樹脂２０の外面と、ＳＡＷ１５の側面のみにかけて被覆した構成にある。更に、図２（ｂ）において厚肉のダイシングブレードによって導体露出部８を形成するようにした点等、他の工程は図２と同様である。
従って、図３の製造方法を実施した場合にも、配線基板母材２５上のＳＡＷチップ１５間の間隔を狭くすることができ、同面積の配線基板母材から採ることができるＳＡＷデバイス数を増やすことができる。このようにして得られたＳＡＷデバイスは、その上面に第２の封止層２１が存在しない分だけ薄型化することができる。
次に、図１に示した実施形態に係るＳＡＷデバイスは、露出部８、第１の封止樹脂２０、及びＳＡＷチップ外面を被覆する第２の封止層２１として樹脂材料を使用したが、樹脂の代わりにガラス膜を使用してもよい。ガラス膜は、樹脂材料よりも吸水性の点、気密性の点で優れており、ＳＡＷデバイスの耐久性をより高めることができる。ここで使用するガラス材料としては、特開平６−１９９５２８号公報に開示されている如き２００℃以下でガラス化する材料を用いる。具体的には、例えばＳｉＯ２を４０重量％以上含有するシリカ溶液を用い、これを塗布してから硬化させることにより第２の封止層２１を形成する。２００℃以下で無機化する材料を使用するため、ＳＡＷチップや第１の封止樹脂に悪影響を及ぼす程度の高温が加えられることがなく、ＳＡＷデバイスの性能、信頼性を悪化させることが無くなる。
また、これ以外の材料、例えばＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、又はＺｒＯ２の何れかを主成分とした溶液、例えば、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２、ＳｉＯ２＋ＺｒＯ２を用いても、前記シリカ溶液を用いた場合と同様の機能を有した第２の封止層２１を形成することができる。
ガラス膜から成る第２の封止層２１は、ＳＡＷチップの上面を含む外面に被覆してもよいし、ＳＡＷチップの側面に被覆してもよい。後者の場合には、ＳＡＷデバイスを薄型化することができる。
また、図２、図３において夫々説明した製造方法の第２の封止層形成工程において、第２の封止層２１として上記の如き材料を用いてガラス膜を形成するようにしてもよい。即ち、上記のいずれかの溶液を露出部８、第１の封止樹脂２０、及びＳＡＷチップ外面（全面、或いは側面）に印刷形成してから、２００℃以下で加熱して硬化させることにより、ガラス膜を形成する。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、表面実装用の配線基板上の上部電極上にバンプを介してＳＡＷチップをフェイスダウン搭載し、ＳＡＷチップの裾部と配線基板との間に第１の封止樹脂を充填することにより、ＳＡＷチップ下方に弾性表面波伝搬用の気密空間を形成し、更に第１の封止層、及びＳＡＷチップ外面を第２の封止層にて被覆したＳＡＷデバイスにおいて、第２の封止層を配線基板上面と直接接合させるためのスペースを確保するために、配線基板の面積が増大したり、配線基板母材を用いた量産時の生産性の低下を招くという不具合を解決することができる。
本発明では、ＳＡＷチップよりも外側に位置する配線基板上面全体を覆うように第１の封止層を形成してから、第１の封止層の外周部と配線基板表層を切除して露出部を形成し、この露出部を第２の封止層との接合部として利用した。このため、配線基板の大型化を招くことなく、第２の封止層を配線基板上面と密着させることが可能となった。
本発明は、第１の封止層（第１の封止樹脂）の粘度を高くすることにより、これをＳＡＷチップの裾部の空間に充填したとしても気密空間内に入り込む虞がなくなる一方で、露出部、第１の封止樹脂外面、及びＳＡＷチップ外面に密着して被覆する必要がある第２の封止層（第２の封止樹脂）についてはその粘度を低下させるようにしたものである。
本発明方法によれば、配線基板個片毎に、ＳＡＷチップの搭載、樹脂被覆、接地用露出部の形成、導電性金属被膜の被覆形成による接地用露出部との接続を行うことにより、上記ＳＡＷデバイスを得ることができる。
請求項４の発明方法では、大面積の配線基板母材を用いたバッチ処理により上記ＳＡＷデバイスを量産することができる。
【００１８】
本発明では、露出部形成工程において、ＳＡＷチップ間の谷間を埋めるように充填された第１の封止層を、肉厚が厚いダイシングブレードを用いて分断する際に、配線基板表層（接地用導体としての上部電極、及び／或いは接続導体の一部を含む）を同時に切除するので、極めて簡単に露出部を確保することが可能となり、ＳＡＷチップ間の間隔を広く確保する必要もなくなる。
本発明では、最後の切断をダイシングブレードにて行う場合には、配線基板間の境界線を単に切断するだけでよいので、薄肉のダイシングブレードを用いる。
請求項７の発明では、第１の封止層を含むＳＡＷチップ外面に金属被膜を形成し、更にその外面に第２の封止層を形成することにより、気密性、水密性を高めることができ、しかも金属被膜を配線基板の露出部に露出した接地導体と導通させることにより、シールド効果を発揮することができる。
本発明では、第１の封止層（第１の封止樹脂）の粘度を高くすることにより、これをＳＡＷチップの裾部の空間に充填したとしても気密空間内に入り込む虞がなくなる一方で、露出部、第１の封止樹脂外面、及びＳＡＷチップ外面に密着して被覆する必要がある第２の封止層（第２の封止樹脂）についてはその粘度を低下させるようにしたものである。
本発明では、２００℃以下の低温加熱によって硬化させることができるシリカ溶液を使用し、高温加熱する場合の悪影響を回避した。
本発明によれば、使用する溶液の種類の選択範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装型弾性表面波デバイスの外観斜視図、及び縦断面図。
【図２】（ａ）乃至（ｄ）は図１のＳＡＷデバイスの製造工程を説明する図。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の変形例に係るＳＡＷデバイスの製造工程を説明する図。
【図４】従来例に係るＳＡＷデバイスの縦断面図。
【図５】（ａ）（ｂ）は図４に示したＳＡＷデバイスを製造する手順を示す工程図。
【図６】他の従来例の製造工程を説明するための図。
【符号の説明】
１ 弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）、２ 配線基板、３ 絶縁基板、４ 外部電極、５、５ａ 上部電極、６、６ａ 接続導体、８、８ａ 露出部、１０ 導体バンプ、Ｓ 気密空間、１５ 弾性表面波チップ（ＳＡＷチップ）、１６ 接続パッド、１７ ＩＤＴ電極、１８ 圧電基板、２０ 第１の封止層（第１の封止樹脂）、２１ 第２の封止層（第２の封止樹脂、ガラス膜）、２５ 配線基板母材。
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板上にフリップチップ実装した弾性表面波チップを樹脂にて封止した構造の弾性表面波デバイスや、その製造工程において発生する種々の不具合を解決した表面実装型弾性表面波デバイス、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）は、水晶等の圧電基板上に櫛歯状の電極指（ＩＤＴ電極）を配置した構成を備え、例えばＩＤＴ電極に高周波電界を印加することによって弾性表面波を励起し、弾性表面波を圧電反作用によって高周波電界に変換することによってフィルタ特性を得るものである。
図４には従来の表面実装型のＳＡＷデバイスの縦断面図が示されている。このＳＡＷデバイス１０１は、絶縁基板１０３、該絶縁基板１０３の底部に設けた表面実装用の外部電極１０４、該絶縁基板の上面に設けた上部電極１０５、及び外部電極１０４と上部電極１０５とを接続する接続導体１０６とから成る配線基板１０２と、上部電極１０５上に導体バンプ１１０を介して電気的機械的に接続される接続パッド１１６、及びＩＤＴ電極１１７を下面に備えた圧電基板１１８を備えたＳＡＷチップ１１５と、ＳＡＷチップ１１５の下端周縁と上部電極１０５との間に充填されてＳＡＷチップ１１５の下面と配線基板１０３の上面との間に弾性表面波伝搬用の気密空間Ｓを形成する硬化処理前粘度の高い第１の封止樹脂１２０と、ＳＡＷチップ１１５の外面全体及び第１の封止樹脂１２０の外面、更には第１の封止樹脂１２０によって被覆されていない配線基板上面にかけて被覆形成された硬化処理前粘度の低い第２の封止樹脂１２１と、を有している。
【０００３】
第１の封止樹脂１２０から成る封止部は、気密空間Ｓを形成し得るように、スクリーン印刷、ディスペンサによる充填等によってＳＡＷチップ１１５の裾部に形成される。第２の封止樹脂１２１は、スクリーン印刷、ディスペンサによる充填等によって形成され、予め第１の封止樹脂により被覆されないように露出形成された配線基板上面の一部に被覆される。
第１の封止樹脂１２０として、粘度の高い樹脂を使用するのは、ＳＡＷの伝搬路である圧電基板１１８の下面に樹脂が浸入することを防止するためであり、第２の封止樹脂１２１として粘度の低い樹脂を使用するのは、配線基板の露出部、第１の封止樹脂外面、及びＳＡＷチップ外面との間の密着性を確保するためである。粘度の高い第１の封止樹脂１２０だけでは、前記被覆対象物との間の密着性を確保することが困難であるため、粘度が低く被覆対象物とのぬれ性の良好な第２の封止樹脂により密着性を高めているものである（特開平６−２０４２９３号公報参照）。
【０００４】
次に、図５は、配線基板（個片）１０２を複数シート状に連結した構成の配線基板母材１２５を用いて図４のＳＡＷデバイス１０１を製造する手順を説明するための図であり、配線基板母材１２５上の各個片領域上にＳＡＷチップ１１５をフリップチップ実装した後で、第１の封止樹脂１２０によるＳＡＷチップ１１５の裾部に位置する間隙の封止を行って気密空間Ｓを形成してから、第２の封止樹脂１２１を一括して被覆形成する。その後、配線基板個片１０２の境界線に沿ってダイシングブレード等によって分割することにより複数個のＳＡＷデバイス個片１０１を得る。
しかし、図４に示したＳＡＷデバイス１０１にあっては、第２の封止樹脂１２１を配線基板上面に被覆させるために、第１の封止樹脂１２０を塗布した後のＳＡＷチップ１１５間の谷間に配線基板上面の一部を露出させる必要がある。図５のようにＳＡＷチップ間隔が狭い場合には、図６のようにＳＡＷチップ間の谷間に位置する配線基板上面が第１の封止樹脂１２０によって被覆されてしまい、第２の封止樹脂１２１が配線基板上面に接触することができず、第２の封止樹脂による封止効果（気密性の確保）が十分に発揮されない状況となる。
図５の如く隣接し合う各ＳＡＷチップ１１５の裾部に夫々配置した第１の封止樹脂１２０同士が未分離状態になることを防止するためには、ＳＡＷチップ間隔を拡張すればよいのであるが、ＳＡＷチップ間隔の拡張は、配線基板個片の大型化によるＳＡＷデバイスの大型化と、配線基板母材１２５の面積の大型化と、配線基板母材一枚当りから製作できるＳＡＷデバイス数が減少するという不具合をもたらす。
また、ディスペンサのノズルは直線状に延びているため、ＳＡＷチップ１１５の裾部に位置する間隙全周に沿って樹脂を充填するためには、ＳＡＷチップ１１５間の谷間状の間隙内に斜めにノズルを差し入れてＳＡＷチップの裾部に充填作業を行う必要がある。このような充填作業を可能ならしめるためには、ＳＡＷチップ間の間隔を予め広く設定しておく必要があり、図示した例では１，０００μｍ程度の広い間隔が必要である。
このような問題に対処するために、ＳＡＷチップを更に小型化することも考えられるが、無理な小型化には限界があり、設計上の自由度の制限、その他の不利不便をもたらす。
【０００５】
次に、特開平２−１８６６６２号公報（日立製作所）には、配線基板上にフェイスダウン状態でフリップチップ実装したＳＡＷチップの裾部を第１封止層にて封止した後で、これらの部品の外面を第２封止層にて被覆する構成が開示され、この第２の封止層としてＳＯＧ（Spin On Glass）材料を用いる例を示している。この公報には、ＳＯＧ材料を第２封止層として使用することにより、ＳＡＷチップの下面と配線基板表面との間の段差が大きい場合にも確実な気密封止を実現できる旨が示されている。しかし、ＳＯＧ材料についての沖電気（株）による１９９５年２月２１日付けの自社ホームページでは、ＳＯＧ材料は、完全に無機化するための硬化温度が３５０〜４００℃であり、ガラスが無機化する温度としては比較的低温であるものの、この温度はＳＡＷチップの構成材料や封止樹脂にとっては、高温に過ぎることが明らかである。即ち、例えば、図４に示したバンプ１１０が金から成り、バンプ１１０と接続されるＳＡＷチップ１１５側の接続パッド１１６がアルミニウムを主成分とした合金である場合には、上記範囲の高温にさらされることにより、両金属の接合部に、硬くてもろい金とアルミニウムの合金層が形成されてしまい、金バンプの信頼性が低下する。また、第１の封止樹脂１２０を高温にさらすと、第１の封止樹脂から発生するアウトガスによってＳＡＷチップを構成する各電極が腐食する、という不具合が発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、表面実装用の配線基板上の上部電極上にバンプを介してＳＡＷチップをフェイスダウン搭載し、ＳＡＷチップの裾部と配線基板との間の間隙内に第１の封止層を充填することにより、ＳＡＷチップ下方に弾性表面波伝搬用の気密空間を形成し、更に第１の封止層、及びＳＡＷチップ外面を第２の封止層にて被覆したＳＡＷデバイスにおいて、第２の封止層を配線基板上面と直接接合させるためのスペースを確保するために、配線基板の面積が増大したり、配線基板母材を用いた量産時の生産性の低下を招くという不具合を解決することができる表面実装型弾性表面波デバイス、及びその製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の如き手段を備える。
本発明に係るＳＡＷデバイスは、絶縁基板、該絶縁基板の下部に設けた表面実装用の外部電極、該絶縁基板の上部に設けた上部電極、及び外部電極と上部電極間を導通する接続導体から成る配線基板と、圧電基板、該圧電基板下面に形成され前記上部電極上に導体バンプを介して接続される接続パッド、及びＩＤＴ電極、を備えたＳＡＷチップと、前記ＳＡＷチップ下面と前記配線基板上面との間に気密空間を形成するように、少なくとも配線基板とＳＡＷチップ裾部との間に介在する樹脂から成る第１の封止層と、を備えた表面実装型ＳＡＷデバイスにおいて、前記第１の封止層の外周縁を配線基板の表層とともに切除することにより配線基板の外周縁上部に形成した露出部と、前記露出部、前記第１の封止層、及び前記ＳＡＷチップ外面を被覆する第２の封止層と、を備えたことを特徴とする。
配線基板上にフェイスダウン状態でＳＡＷチップをフリップチップ実装し、ＳＡＷチップ裾部と配線基板上面との間を全周にわたって第１の封止層により封止し、更にその外面に第２の封止層を被覆形成する場合、第２の封止層の裾部を配線基板上面と直接接合することが気密性、接合性を高める上で重要である。しかし、第１の封止層の外側に配線基板上面を張り出すことによって第２の封止層との接合マージンを確保しようとすると、配線基板が大型化する。一方、第１の封止層を塗布、充填する際の塗布面積を、前記接合マージンを確保し得るように所定の狭い範囲にコントロールすることは困難である。
そこで、本発明では、ＳＡＷチップよりも外側に位置する配線基板上面全体を覆うように第１の封止層を形成してから、第１の封止層の外周部と配線基板表層を切除して露出部を形成し、この露出部を第２の封止層との接合部として利用した。このため、配線基板の大型化を招くことなく、第２の封止層を配線基板上面と密着させることが可能となった。
なお、第２の封止層は、ＳＡＷチップの下面を除いた露出面全体を被覆する場合と、ＳＡＷチップの上面以外の側面を被覆する場合がある。
【０００８】
本発明は、前記第２の封止層は、樹脂材料から成り、前記第２の封止層を構成する樹脂の硬化処理前の粘度が、前記第１の封止層を構成する樹脂の硬化処理前の粘度よりも低いことを特徴とする。
第１の封止層（第１の封止樹脂）の粘度を高くすることにより、これをＳＡＷチップの裾部の空間に充填したとしても気密空間内に入り込む虞がなくなる一方で、露出部、第１の封止樹脂外面、及びＳＡＷチップ外面に密着して被覆する必要がある第２の封止層（第２の封止樹脂）についてはその粘度を低下させるようにしたものである。
本発明方法は、絶縁基板、該絶縁基板の下部に設けた表面実装用の外部電極、及び該絶縁基板の上部に設けた上部電極から成る配線基板と、該上部電極上に導体バンプを介してフリップチップ実装される接続パッド、及びＩＤＴ電極を夫々圧電基板の下面に備えたＳＡＷチップと、該ＳＡＷチップ下面と前記配線基板上面との間に気密空間を形成するように配置される第１の封止層と、から成る表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法において、前記上部電極と前記ＳＡＷチップの接続パッドとを、バンプを介して接続するフリップチップ実装工程と、前記ＳＡＷチップ下面と前記配線基板上面との間に気密空間を形成するようにＳＡＷチップ外面の少なくとも一部を樹脂から成る第１の封止層にて被覆する第１の封止層形成工程と、前記第１の封止層の外周部を配線基板の表層とともに切除して配線基板の露出部を形成する露出部形成工程と、前記露出部と、前記第１の封止層と、前記ＳＡＷチップ外面を第２の封止層により被覆する第２の封止層形成工程と、を備えたことを特徴とする。
これによれば、配線基板個片毎に、ＳＡＷチップの搭載、樹脂被覆、接地用露出部の形成、導電性金属被膜の被覆形成による接地用露出部との接続を行うことにより、請求項１、２に記載したＳＡＷデバイスを得ることができる。
【０００９】
本発明は、絶縁基板、該絶縁基板の下部に設けた表面実装用の外部電極、及び該絶縁基板の上部に設けた上部電極から成る配線基板を、複数個シート状に連結した大面積の配線基板母材を用いた、表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法において、圧電基板の下面に接続パッドとＩＤＴ電極を備えたＳＡＷチップの該接続パッドを、前記上部電極上に導体バンプを介して接続するフリップチップ実装工程と、前記各ＳＡＷチップ下面と前記各配線基板上面との間に気密空間を形成するようにＳＡＷチップ間の谷間に樹脂から成る第１の封止層を充填する第１の封止層形成工程と、前記ＳＡＷチップ間の谷間に位置する第１の封止層を分断すると共に前記配線基板の表層を切除して配線基板の露出部を形成する露出部形成工程と、前記露出部と、前記第１の封止層と、前記ＳＡＷチップ外面を第２の封止層により被覆する第２の封止層形成工程と、前記各工程を経た配線基板母材を、配線基板個片毎に切断する切断工程と、から成ることを特徴とする。
この製造方法では、大面積の配線基板母材を用いたバッチ処理により請求項１、２に記載のＳＡＷデバイスを量産する。なお、第２の封止層による被覆範囲は、ＳＡＷチップの下面を除いた露出面全体を被覆する場合と、ＳＡＷチップの上面以外の側面を被覆する場合がある。第１の封止樹脂による封止作業においては、スクリーン印刷が用いられ、ディスペンサによる狙いを定めた充填は行わないので、ＳＡＷチップ間の間隔を広く確保する必要もなくなる。
本発明は、前記露出部形成工程では、ＳＡＷチップ間に位置する第１の封止層及び配線基板上面の一部をダイシングブレードにてハーフカットすることを特徴とする。
露出部形成工程では、ＳＡＷチップ間の谷間を埋めるように充填された第１の封止層を、肉厚が厚いダイシングブレードを用いて分断する際に、配線基板表層（接地用導体としての上部電極、及び／或いは接続導体の一部を含む）を同時に切除するので、極めて簡単に露出部を確保することが可能となり、ＳＡＷチップ間の間隔を広く確保する必要もなくなる。
【００１０】
本発明は、前記切断工程において使用するダイシングブレードは、前記ハーフカットの際に用いるダイシングブレードよりも肉厚が薄いことを特徴とする。
ハーフカットに際しては、配線基板の表層の一部を切除して露出させる狙いがあるため、厚肉のカッタを用いたが、最後の切断をダイシングブレードにて行う場合には、配線基板間の境界線を単に切断するだけでよいので、薄肉のダイシングブレードを用いる。
本発明は、前記ハーフカット後に、配線基板の露出部、第１の封止層、及びＳＡＷデバイスの外面に金属皮膜を形成し、金属皮膜形成後に前記第２の封止層形成工程を実施することを特徴とする。
樹脂は吸水性を有するため、気密空間内のＩＤＴ電極に結露が生じ腐食が発生する虞がある。そこで、第１の封止層を含むＳＡＷチップ外面に金属被膜を形成し、更にその外面に第２の封止層を形成することにより、気密性、水密性を高めることができ、しかも金属被膜を配線基板の露出部に露出した接地導体と導通させることにより、シールド効果を発揮することができる。
本発明は、前記第２の封止層は樹脂材料から成り、該第２の封止層を構成する樹脂の硬化処理前の粘度が、該第１の封止層を構成する樹脂の硬化処理前の粘度よりも低いことを特徴とする。
第１の封止層（第１の封止樹脂）の粘度を高くすることにより、これをＳＡＷチップの裾部の空間に充填したとしても気密空間内に入り込む虞がなくなる一方で、露出部、第１の封止樹脂外面、及びＳＡＷチップ外面に密着して被覆する必要がある第２の封止層（第２の封止樹脂）についてはその粘度を低下させるようにしたものである。
【００１１】
本発明は、前記第２の封止層はガラス膜から成り、該ガラス膜は、シリカ溶液を２００℃以下で加熱して硬化させることにより形成されたことを特徴とする。
ガラス膜を硬化させる温度が高温である場合には、バンプ、接続パッド等の接続導体や、ＳＡＷチップや樹脂に対して悪影響を及ぼす。そこで、本発明では、２００℃以下の低温加熱によって硬化させることができるシリカ溶液を使用した。
本発明は、前記シリカ溶液には、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、又はＺｒＯ2のうちの何れかが含まれていることを特徴とする。
これによれば、使用する溶液の種類の選択範囲を拡大することができる。
本発明は、前記第２の封止層形成工程において被覆される第２の封止層は、ガラス膜であり、該ガラス膜はシリカ溶液を２００℃以下で加熱して硬化されることを特徴とする。
ガラス膜を硬化させる温度が高温である場合には、バンプ、接続パッド等の接続導体や、ＳＡＷチップや樹脂に対して悪影響を及ぼす。そこで、本発明では、２００℃以下の低温加熱によって硬化させることができるシリカ溶液を使用した。
本発明は、前記シリカ溶液には、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、又はＺｒＯ2のうちの何れかが含まれていることを特徴とする。
これによれば、使用する溶液の種類の選択範囲を拡大することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装型弾性表面波デバイス（以下、ＳＡＷデバイス、という）の外観斜視図、及び縦断面図である。
このＳＡＷデバイス１は、セラミック、ガラスエポキシ等から成る絶縁基板３、絶縁基板３の底部（下部）に設けた表面実装用の外部電極４、及び、絶縁基板３の上面（上部）に設けられ且つ接続導体６を介して外部電極４と導通した上部電極５、から成る配線基板２と、上部電極５と導体バンプ１０を介して電気的機械的に接続される接続パッド１６、及びＩＤＴ電極１７を夫々圧電基板１８の下面に備えたＳＡＷチップ１５と、上部電極５の上面を含む配線基板２とＳＡＷチップ１５の側面及び上面に対して被覆一体化されると共にＳＡＷチップ１５の裾部と配線基板上面との間の空隙に充填される第１の封止樹脂（第１の封止層）２０と、第１の封止樹脂２０による封止によってＳＡＷチップ１５下面と配線基板上面との間に形成される弾性表面波伝搬用の気密空間Ｓと、を備えている。
第１の封止樹脂２０の外周縁及び配線基板２の上部を切除することによって、第１の封止樹脂２０の外側には配線基板２の露出部８が形成されている。この例では、配線基板２上の複数の上部電極５のうちの少なくとも一つの上部電極（接地導体）５ａの外側部、及び接続導体（接地導体）６ａの表層は、それらの一部が第１の封止樹脂２０と共に切除されて導体部分が露出した露出部８となっている。第１の封止樹脂２０の外面全体には第２の封止樹脂（第２の封止層）２１が被覆形成され、この第２の封止樹脂２１を露出部８に密着させて高い気密性を確保することができる。
このように配線基板３の上面外周に被覆形成された第１の封止樹脂２０の外周縁を切除することにより配線基板の上面を露出させるようにしたので、配線基板の面積を大型化することなく露出部８を確保することができ、この露出部８を利用して第２の封止樹脂２１と配線基板との密着を確保できる。
【００１３】
なお、この実施形態では、第２の封止層２１は樹脂材料から成り、第２の封止層２１を構成する第２の封止樹脂の硬化処理前の粘度を、第１の封止樹脂２０を構成する第１の封止樹脂の硬化処理前の粘度よりも低く設定することにより、第１の封止樹脂の気密空間Ｓ内への浸入を防止でき、第２の封止樹脂による露出部８、第１の封止樹脂２０の外面、ＳＡＷチップ外面への密着性を十分に高めることができる。
なお、上部電極５は、例えばタングステン膜の表面にニッケルメッキ、金メッキを順次施した構成を備え、上部電極５は接続導体６を介して対応する外部電極４と導通している。互いに導通した外部電極４、上部電極５、及び接続導体６から成る導電体組は、入出力用と、接地用が複数組配置されており、接地用の上部電極（接地導体）５ａの外側端部と、接地用の接続導体（接地導体）６ａの上部を夫々第１の封止樹脂２０と共に切除することによって露出部（接地用露出部）８ａを形成している。第２の封止樹脂２１を被覆する前に、この接地用露出部８ａに位置する接地用上部電極５ａ、及び接地用接続導体６ａと導通し、且つ第１の封止樹脂２０及びＳＡＷチップ外面を被覆するように、図示しない導電性金属被膜をメッキ、蒸着、スパッタリング等によって成膜し、この導電性金属被膜の外面に第２の封止樹脂２１を被覆形成するようにしてもよい。
このように本発明のＳＡＷデバイスにおいては、配線基板の外側端部を大きく張り出すことによって第１の封止樹脂２０による非被覆部分を形成する必要がなく、第１の封止樹脂によって被覆された配線基板の外側部分を第１の封止樹脂と共に切除して露出部８を形成したので、従来のＳＡＷデバイスと比較した場合に、配線基板２の面積を小さくすることができる。また、露出部８のうちの導体露出部８ａを導電性金属被膜と接続することが可能となるので、シールド効果のみならず、より高い気密効果を得ることができる。
【００１４】
次に、図２（a）乃至（ｄ）に基づいて図１のＳＡＷデバイス１の製造手順を説明する。この例では複数の配線基板個片２をシート状に連結一体化した配線基板母材２５を用いたバッチ処理によるＳＡＷデバイスの生産方法を示す。
まず、図２（ａ）に示した如き、絶縁基板３の下面に外部電極４を有すると共に上面に上部電極５を備え、更に外部電極４と上部電極５との間を導通する接続導体６を有した配線基板個片２を複数個、シート状に連結した大面積の配線基板母材２５を製作し、配線基板母材２５の各個片領域に対して、下面に接続パッド１６とＩＤＴ電極１７を備えた圧電基板１８から成るＳＡＷチップ１５の接続パッド１６を、上部電極５の上面に導体バンプ１０を介して電気的機械的に接続する（フリップチップボンディング）。導体バンプ１０は、予め接続パッド１６側に形成しておいてもよいし、露出領域５ａ上に形成してもよい。導体バンプ１０は、例えば金等の導体から成るバンプであってもよいし、塊状の樹脂の外周に導体膜を被覆したものであってもよい。
次いで、図２（ａ）に示した第１の封止樹脂形成工程では、ＳＡＷチップ１５下面と各配線基板個片２の上面との間に気密空間Ｓを形成するように、各配線基板２と各ＳＡＷチップ１５の裾部（下面周縁部、側面の下端縁部）との間の空隙を封止するように第１の封止樹脂（第１の封止層）２０を充填する。換言すれば、ＳＡＷチップ１５下面と配線基板２上面との間に気密空間Ｓを形成するようにＳＡＷチップ間の谷間（間隙）に第１の封止樹脂２０を充填する。この工程では、例えば、スクリーン印刷等の方法によって、比較的粘度の高い第１の封止樹脂２０を塗布、充填する。粘度の高い樹脂を使用する理由は、ＳＡＷ伝搬のための気密空間Ｓを確実に確保する必要があるためである。
この実施形態では、ＳＡＷチップ１５間の間隙を埋めるように第１の封止樹脂２０をスクリーン印刷により一括して充填、被覆するため、ディスペンサによりノズルをＳＡＷチップ間に斜めに差し入れてＳＡＷチップ裾部を狙い打ちして充填する従来例と比べた場合に、ＳＡＷチップ間の間隔を狭くしても不具合がなく、大幅に狭くすることができる。
【００１５】
次に、図２（ｂ）に示した露出部形成工程では、ＳＡＷチップ１５間の谷間を埋めるように充填された封止樹脂２０を比較的肉厚の厚いダイシングブレードによってハーフカットする。即ち、ダイシングブレードによってＳＡＷチップ間の第１の封止樹脂２０を寸断すると共に各配線基板２間の境界線に沿った位置の表層を部分的に切除する程度にハーフカットすることにより、配線基板の上面と、上部電極（接地用導体）５ａの外側部及び接続導体（接地用導体）６ａの上部を夫々第１の封止樹脂と共に切除して露出部８（接地用露出部８ａ）を形成する。ハーフカットされた部分の幅は２００μｍ程度である。そして、ＳＡＷチップ１５間の間隔Ｌ２は、このハーフカットされる部分の幅にマージンを考慮して４００μｍ程度に予め設定する。
次に、図２（ｃ）の第２の封止樹脂被膜形成工程では、露出部８、第１の封止樹脂２０の外面、ＳＡＷチップの外面全体（下面を除く）を、第２の封止樹脂（第２の封止層）２１により被覆する。
なお、第２の封止樹脂２１を被覆する前に、露出部８、第１の封止樹脂２０の外面、及びＳＡＷチップ１５の外面に金属被膜をメッキ、蒸着、スパッタリング等により成膜して、接地用露出部８ａを介した接地によるシールド効果を得るとともに、第１の封止樹脂２０によっては十分に確保できない気密性を確保するようにしてもよい。
なお、第２の封止層２１を構成する第２の封止樹脂の硬化処理前の粘度を、第１の封止樹脂２０を構成する第１の封止樹脂の硬化処理前の粘度よりも低く設定することにより、第１の封止樹脂の気密空間Ｓ内への浸入を防止でき、第２の封止樹脂による露出部８、第１の封止樹脂２０の外面、ＳＡＷチップ外面への密着性を十分に高めることができる。
最後に、図２（ｃ）中に示した切断ラインＣに沿って、図２（ｂ）の工程で使用したダイシングブレードよりも肉厚の薄いダイシングブレードにより、配線基板母材２５を切断ラインＣに沿って個片ごとに分割する切断工程を実施する。この切断工程により、図２（ｄ）に示した如きＳＡＷデバイス個片１を得ることとなる。
【００１６】
次に、図３（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る製造方法の部分的な説明図であり、図３（ａ）は第２の封止樹脂被覆工程、図３（ｂ）は完成した個片を示す断面図である。この実施形態に係る製造方法におけるフリップチップ実装工程と、第１の封止樹脂形成工程と、露出部形成工程は、図２に示した実施形態に係る製造方法における図２（ａ）（ｂ）の工程と同様である。この実施形態に係る製造方法が図２の製造方法と異なる点は、第２の封止樹脂形成工程において、第２の封止樹脂２１を、ＳＡＷチップ１５の外面全体に被覆するのではなく、露出部８と、第１の封止樹脂２０の外面と、ＳＡＷ１５の側面のみにかけて被覆した構成にある。更に、図２（ｂ）において厚肉のダイシングブレードによって導体露出部８を形成するようにした点等、他の工程は図２と同様である。
従って、図３の製造方法を実施した場合にも、配線基板母材２５上のＳＡＷチップ１５間の間隔を狭くすることができ、同面積の配線基板母材から採ることができるＳＡＷデバイス数を増やすことができる。このようにして得られたＳＡＷデバイスは、その上面に第２の封止層２１が存在しない分だけ薄型化することができる。
次に、図１に示した実施形態に係るＳＡＷデバイスは、露出部８、第１の封止樹脂２０、及びＳＡＷチップ外面を被覆する第２の封止層２１として樹脂材料を使用したが、樹脂の代わりにガラス膜を使用してもよい。ガラス膜は、樹脂材料よりも吸水性の点、気密性の点で優れており、ＳＡＷデバイスの耐久性をより高めることができる。ここで使用するガラス材料としては、特開平６−１９９５２８号公報に開示されている如き２００℃以下でガラス化する材料を用いる。具体的には、例えばＳｉＯ２を４０重量％以上含有するシリカ溶液を用い、これを塗布してから硬化させることにより第２の封止層２１を形成する。２００℃以下で無機化する材料を使用するため、ＳＡＷチップや第１の封止樹脂に悪影響を及ぼす程度の高温が加えられることがなく、ＳＡＷデバイスの性能、信頼性を悪化させることが無くなる。
また、これ以外の材料、例えばＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、又はＺｒＯ２の何れかを主成分とした溶液、例えば、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２、ＳｉＯ２＋ＺｒＯ２を用いても、前記シリカ溶液を用いた場合と同様の機能を有した第２の封止層２１を形成することができる。
ガラス膜から成る第２の封止層２１は、ＳＡＷチップの上面を含む外面に被覆してもよいし、ＳＡＷチップの側面に被覆してもよい。後者の場合には、ＳＡＷデバイスを薄型化することができる。
また、図２、図３において夫々説明した製造方法の第２の封止層形成工程において、第２の封止層２１として上記の如き材料を用いてガラス膜を形成するようにしてもよい。即ち、上記のいずれかの溶液を露出部８、第１の封止樹脂２０、及びＳＡＷチップ外面（全面、或いは側面）に印刷形成してから、２００℃以下で加熱して硬化させることにより、ガラス膜を形成する。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、表面実装用の配線基板上の上部電極上にバンプを介してＳＡＷチップをフェイスダウン搭載し、ＳＡＷチップの裾部と配線基板との間に第１の封止樹脂を充填することにより、ＳＡＷチップ下方に弾性表面波伝搬用の気密空間を形成し、更に第１の封止層、及びＳＡＷチップ外面を第２の封止層にて被覆したＳＡＷデバイスにおいて、第２の封止層を配線基板上面と直接接合させるためのスペースを確保するために、配線基板の面積が増大したり、配線基板母材を用いた量産時の生産性の低下を招くという不具合を解決することができる。
本発明では、ＳＡＷチップよりも外側に位置する配線基板上面全体を覆うように第１の封止層を形成してから、第１の封止層の外周部と配線基板表層を切除して露出部を形成し、この露出部を第２の封止層との接合部として利用した。このため、配線基板の大型化を招くことなく、第２の封止層を配線基板上面と密着させることが可能となった。
本発明は、第１の封止層（第１の封止樹脂）の粘度を高くすることにより、これをＳＡＷチップの裾部の空間に充填したとしても気密空間内に入り込む虞がなくなる一方で、露出部、第１の封止樹脂外面、及びＳＡＷチップ外面に密着して被覆する必要がある第２の封止層（第２の封止樹脂）についてはその粘度を低下させるようにしたものである。
本発明方法によれば、配線基板個片毎に、ＳＡＷチップの搭載、樹脂被覆、接地用露出部の形成、導電性金属被膜の被覆形成による接地用露出部との接続を行うことにより、上記ＳＡＷデバイスを得ることができる。
請求項４の発明方法では、大面積の配線基板母材を用いたバッチ処理により上記ＳＡＷデバイスを量産することができる。
【００１８】
本発明では、露出部形成工程において、ＳＡＷチップ間の谷間を埋めるように充填された第１の封止層を、肉厚が厚いダイシングブレードを用いて分断する際に、配線基板表層（接地用導体としての上部電極、及び／或いは接続導体の一部を含む）を同時に切除するので、極めて簡単に露出部を確保することが可能となり、ＳＡＷチップ間の間隔を広く確保する必要もなくなる。
本発明では、最後の切断をダイシングブレードにて行う場合には、配線基板間の境界線を単に切断するだけでよいので、薄肉のダイシングブレードを用いる。
請求項７の発明では、第１の封止層を含むＳＡＷチップ外面に金属被膜を形成し、更にその外面に第２の封止層を形成することにより、気密性、水密性を高めることができ、しかも金属被膜を配線基板の露出部に露出した接地導体と導通させることにより、シールド効果を発揮することができる。
本発明では、第１の封止層（第１の封止樹脂）の粘度を高くすることにより、これをＳＡＷチップの裾部の空間に充填したとしても気密空間内に入り込む虞がなくなる一方で、露出部、第１の封止樹脂外面、及びＳＡＷチップ外面に密着して被覆する必要がある第２の封止層（第２の封止樹脂）についてはその粘度を低下させるようにしたものである。
本発明では、２００℃以下の低温加熱によって硬化させることができるシリカ溶液を使用し、高温加熱する場合の悪影響を回避した。
本発明によれば、使用する溶液の種類の選択範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装型弾性表面波デバイスの外観斜視図、及び縦断面図。
【図２】（ａ）乃至（ｄ）は図１のＳＡＷデバイスの製造工程を説明する図。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の変形例に係るＳＡＷデバイスの製造工程を説明する図。
【図４】従来例に係るＳＡＷデバイスの縦断面図。
【図５】（ａ）（ｂ）は図４に示したＳＡＷデバイスを製造する手順を示す工程図。
【図６】他の従来例の製造工程を説明するための図。
【符号の説明】
１ 弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）、２ 配線基板、３ 絶縁基板、４ 外部電極、５、５ａ 上部電極、６、６ａ 接続導体、８、８ａ 露出部、１０ 導体バンプ、Ｓ 気密空間、１５ 弾性表面波チップ（ＳＡＷチップ）、１６ 接続パッド、１７ ＩＤＴ電極、１８ 圧電基板、２０ 第１の封止層（第１の封止樹脂）、２１ 第２の封止層（第２の封止樹脂、ガラス膜）、２５ 配線基板母材。
Claims (8)
- 絶縁基板、該絶縁基板の下部に設けた表面実装用の外部電極、及び該絶縁基板の上部に設けた上部電極から成る配線基板と、該上部電極上に導体バンプを介してフリップチップ実装される接続パッド、及びＩＤＴ電極を夫々圧電基板の下面に備えたＳＡＷチップと、該ＳＡＷチップ下面と前記配線基板上面との間に気密空間を形成するように配置される第１の封止層と、を備えた表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法において、
前記上部電極と前記ＳＡＷチップの接続パッドとを、バンプを介して接続するフリップチップ実装工程と、
前記ＳＡＷチップ下面と前記配線基板上面との間に気密空間を形成するようにＳＡＷチップ外面の少なくとも一部を樹脂から成る第１の封止層にて被覆する第１の封止層形成工程と、
前記第１の封止層の外周部を配線基板の表層とともに切除して配線基板の露出部を形成する露出部形成工程と、
前記露出部と、前記第１の封止層と、前記ＳＡＷチップ外面を第２の封止層により被覆する第２の封止層形成工程と、を備えたことを特徴とする表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法。 - 絶縁基板、該絶縁基板の下部に設けた表面実装用の外部電極、及び該絶縁基板の上部に設けた上部電極から成る配線基板を、複数個シート状に連結した大面積の配線基板母材を用いた、表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法において、
圧電基板の下面に接続パッドとＩＤＴ電極を備えたＳＡＷチップの該接続パッドを、前記上部電極上に導体バンプを介して接続するフリップチップ実装工程と、
前記各ＳＡＷチップ下面と前記各配線基板上面との間に気密空間を形成するようにＳＡＷチップ間の谷間に樹脂から成る第１の封止層を充填する第１の封止層形成工程と、
前記ＳＡＷチップ間の谷間に位置する第１の封止層を分断すると共に前記配線基板の表層を切除して配線基板の露出部を形成する露出部形成工程と、
前記露出部と、前記第１の封止層と、前記ＳＡＷチップ外面を第２の封止層により被覆する第２の封止層形成工程と、
前記各工程を経た配線基板母材を、配線基板個片毎に切断する切断工程と、
から成ることを特徴とする表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法。 - 前記露出部形成工程では、ＳＡＷチップ間に位置する第１の封止層及び配線基板の表層をダイシングブレードにてハーフカットすることを特徴とする請求項１、又は２に記載の表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法。
- 前記切断工程において使用するダイシングブレードは、前記ハーフカットの際に用いるダイシングブレードよりも肉厚が薄いことを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法。
- 前記ハーフカット後に、配線基板の露出部、第１の封止層、及びＳＡＷデバイスの外面に金属皮膜を形成し、金属皮膜形成後に前記第２の封止層形成工程を実施することを特徴とする請求項３又は４に記載の表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法。
- 前記第２の封止層は樹脂材料から成り、該第２の封止層を構成する樹脂の硬化処理前の粘度が、該第１の封止層を構成する樹脂の硬化処理前の粘度よりも低いことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法。
- 前記第２の封止層形成工程において被覆される第２の封止層は、ガラス膜であり、該ガラス膜はシリカ溶液を２００℃以下で加熱して硬化されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法。
- 前記シリカ溶液には、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、又はＺｒＯ2のうちの何れかが含まれていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の表面実装型ＳＡＷデバイスの製造方法。
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