JP6793009B2 - 弾性波デバイス及び多面取り基板 - Google Patents

Description

本発明は、弾性波デバイス及び多面取り基板に関する。

弾性波デバイスの小型化のために、弾性波素子が設けられたデバイスチップをパッケージ基板上にバンプを用いてフリップチップ実装する技術が知られている。この場合に、弾性波の伝搬の妨げを抑制する又は接合強度の低下を抑制するために、バンプを２個上下に重ねた状態で接合することが知られている（例えば、特許文献１、２）。

また、フリップチップ実装において、電極の短絡を抑制するために、実装基板にバンプが配置される凹部を設け且つ電子部品と実装基板との間に当該凹部に連通した空隙を設けることが知られている（例えば、特許文献３）。また、接合不良を低減させるために、実装基板側のパッドに凹部を形成することが知られている（例えば、特許文献４から６）。また、バンプが土手部で囲まれた電子部品が知られている（例えば、特許文献７）。

特開２００４−１３５０９３号公報 特開２０１６−３４１３０号公報 特開２００９−６４８０４号公報 特開２００５−２６８３９７号公報 特開平５−３７１４６号公報 特開２０１３−９８７０１号公報 特開２０１２−２７６４４号公報

弾性波デバイスの小型化のために、デバイスチップのパッドを小さくすることが検討されている。しかしながら、パッドが小さくなると、パッドに接合するバンプも小さくなるため、接合強度が低下してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、接合強度の低下を抑制することを目的とする。

本発明は、パッケージ基板と、基板と、前記基板の主面上に設けられた弾性波素子と、前記基板の前記主面上に前記弾性波素子に電気的に接続して設けられ、中央領域が前記中央領域を囲む外周領域に対して凹んだ形状のパッドと、を有し、前記パッケージ基板上に前記弾性波素子が露出する空隙を有してフリップチップ実装されたデバイスチップと、前記空隙に露出し、前記パッドの前記中央領域に埋め込まれて前記パッケージ基板と前記デバイスチップとを接合するバンプと、を備え、前記パッドは前記基板の平坦な前記主面上に設けられ、前記パッドの前記中央領域における厚さは前記外周領域よりも薄い、弾性波デバイスである。

本発明は、パッケージ基板と、基板と、前記基板の主面上に設けられた弾性波素子と、前記基板の前記主面上に前記弾性波素子に電気的に接続して設けられ、中央領域が前記中央領域を囲む外周領域に対して凹んだ形状のパッドと、を有し、前記パッケージ基板上に前記弾性波素子が露出する空隙を有してフリップチップ実装されたデバイスチップと、前記空隙に露出し、前記パッドの前記中央領域に埋め込まれて前記パッケージ基板と前記デバイスチップとを接合するバンプと、を備え、前記パッドは前記基板の平坦な前記主面上に設けられた枠状の絶縁層の上面と前記絶縁層の内側の前記基板の前記主面とを覆って設けられている、弾性波デバイスである。

上記構成において、前記絶縁層は前記基板よりも熱伝導率が高く、前記弾性波素子は前記絶縁層上に設けられている構成とすることができる。

上記構成において、前記パッドの平面視において、前記パッドの前記凹んだ形状の輪郭は凸凹している構成とすることができる。

上記構成において、前記パッドと前記弾性波素子とは、前記パッドの幅よりも小さい距離で隣り合う構成とすることができる。

上記構成において、前記パッドは、前記パッドの幅よりも小さい距離で空隙を介して配線に隣り合う構成とすることができる。

上記構成において、前記バンプは、金バンプ又は銅バンプであり、スタッドバンプ又はめっきバンプである構成とすることができる。

本発明は、主面に配列して設けられた複数の弾性波素子と、前記主面に前記複数の弾性波素子に電気的に接続して設けられ、中央領域が前記中央領域を囲む外周領域に対して凹んだ形状の複数のパッドと、を備え、前記パッドは平坦な前記主面上に設けられ、前記パッドの前記中央領域における厚さは前記外周領域よりも薄い、多面取り基板である。また、本発明は、主面に配列して設けられた複数の弾性波素子と、前記主面に前記複数の弾性波素子に電気的に接続して設けられ、中央領域が前記中央領域を囲む外周領域に対して凹んだ形状の複数のパッドと、を備え、前記パッドは平坦な前記主面上に設けられた枠状の絶縁層の上面と前記絶縁層の内側の前記主面とを覆って設けられている、多面取り基板である。

本発明によれば、接合強度の低下を抑制することができる。

図１（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の領域Ａの拡大図である。 図２は、デバイスチップの平面図である。 図３（ａ）から図３（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その１）である。 図４（ａ）から図４（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その２）である。 図５（ａ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の領域Ａの拡大図である。 図６は、デバイスチップがパッケージ基板に対して移動した場合の断面図である。 図７は、比較例１に係る弾性波デバイスで生じる問題点を説明する断面図である。 図８は、比較例２に係るデバイスチップの断面図である。 図９は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスの断面図である。 図１０（ａ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの断面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の領域Ａの拡大図、図１０（ｃ）は、デバイスチップのパッドの平面図である。 図１１（ａ）から図１１（ｄ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その１）、図１１（ｅ）は、図１１（ｄ）のパッドの平面図である。 図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その２）である。 図１３（ａ）から図１３（ｃ）は、パッドの他の例を示す平面図（その１）である。 図１４（ａ）は、パッドの他の例を示す平面図（その２）、図１４（ｂ）は、パッケージ基板側のパッド上に金属層を設けた例を示す断面図である。 図１５（ａ）は、実施例３に係る弾性波デバイスを構成するデバイスチップのパッドの断面図、図１５（ｂ）は、パッドの平面図である。 図１６は、実施例３の変形例１に係る弾性波デバイスを構成するデバイスチップの断面図である。 図１７（ａ）は、実施例４に係る弾性波デバイスを構成するデバイスチップの平面図、図１７（ｂ）は、実施例４の変形例１に係る弾性波デバイスを構成するデバイスチップの平面図である。 図１８は、実施例４の変形例２に係る弾性波デバイスを構成するデバイスチップの平面図である。 図１９は、実施例５に係る弾性波デバイスを示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

図１（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の領域Ａの拡大図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）のように、実施例１の弾性波デバイス１００は、パッケージ基板１０とデバイスチップ２０とを含む。デバイスチップ２０は、バンプ５０によってパッケージ基板１０の平坦上面にフリップチップ実装されている。パッケージ基板１０とデバイスチップ２０との間には、デバイスチップ２０に設けられた弾性波共振器２４とバンプ５０とが露出する空隙５２が設けられている。弾性波共振器２４が空隙５２に露出することで、弾性波共振器２４を構成するＩＤＴの振動が妨げられることが抑制される。

パッケージ基板１０は、例えば酸化アルミニウム基板などのセラミック基板であるが、その他の絶縁基板であってもよい。パッケージ基板１０の上面に平坦形状をしたパッド１２が設けられている。バンプ５０はパッド１２に接合している。パッド１２は、パッケージ基板１０の内部に設けられた内部配線１４を介して、パッケージ基板１０の下面に設けられたフットパッド１６に電気的に接続されている。

デバイスチップ２０は、タンタル酸リチウム基板又はニオブ酸リチウム基板などの圧電基板である基板２２と、基板２２の主面上に設けられた弾性波共振器２４と、を含む。基板２２の主面に凹部２８が設けられている。凹部２８は、深さが例えば１５μｍ程度、幅が例えば５５μｍ程度である。

パッド２６が凹部２８の表面に沿って設けられている。弾性波デバイス１００の小型化のために、パッド２６の幅はパッド１２よりも狭くなっている。パッド２６の幅Ｗ１は例えば６０μｍ〜７０μｍ程度であり、パッド１２の幅Ｗ２は例えば８０μｍ〜９０μｍ程度である。パッド２６の中央領域３０は凹部２８に設けられ、中央領域３０を囲む外周領域３２は凹部２８の周りの基板２２の主面上に設けられている。パッド２６は、中央領域３０における厚さと外周領域３２における厚さとが同程度になっている。したがって、パッド２６の中央領域３０は外周領域３２に対して凹んでいる。バンプ５０は、パッド２６の中央領域３０に埋め込まれて、中央領域３０と外周領域３２とに接合している。バンプ５０の中央領域３０における厚さは例えば２μｍ〜５μｍ程度で、外周領域３２における厚さは例えば２μｍ〜５μｍ程度で、バンプ５０の幅は例えば５０μｍ程度である。

パッド１２、内部配線１４、フットパッド１６、及びパッド２６は、例えば金で形成されているが、アルミニウムやチタンなどのその他の金属で形成されていてもよい。バンプ５０は、例えば金バンプ又は銅バンプであり、例えばスタッドバンプ又はめっきバンプである。

パッケージ基板１０の上面であって、デバイスチップ２０の外側に金属パターン１８が設けられている。金属パターン１８はデバイスチップ２０を囲んで設けられている。金属パターン１８は、例えば金によって形成されている。デバイスチップ２０を囲む半田５４が金属パターン１８の上面に接合している。デバイスチップ２０上から半田５４上にかけて、平坦形状をした金属リッド５６が設けられている。金属リッド５６は、例えばコバールで形成されているが、その他の金属で形成されていてもよく、半田よりも融点の高い金属で形成されていることが好ましい。デバイスチップ２０は、半田５４と金属リッド５６とを含む封止部５８によって封止されている。封止部５８を覆って保護膜５９が設けられている。保護膜５９は、例えばニッケルめっき膜などの金属膜からなる。

図２は、デバイスチップの平面図である。図２のように、デバイスチップ２０は、基板２２上に、直列共振器Ｓ１からＳ４、並列共振器Ｐ１からＰ３、配線３４、及びパッド２６が設けられている。パッド２６は、基板２２に設けられた凹部２８の表面に沿って設けられている。パッド２６の中央領域３０は凹部２８に設けられ、外周領域３２は中央領域３０を囲むように凹部２８の周りに設けられている。凹部２８及びパッド２６は、矩形形状をしているがその他の形状であってもよい。

直列共振器Ｓ１からＳ４及び並列共振器Ｐ１からＰ３は弾性波共振器２４からなる。弾性波共振器２４は、例えば弾性表面波共振器である。弾性波共振器２４は、１ポート共振器であり、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）３６とその両側に設けられた反射器３８とを備える。配線３４は、弾性波共振器２４間及び弾性波共振器２４とパッド２６との間を接続する。

直列共振器Ｓ１からＳ４は、入力端子ＩＮであるパッド２６と出力端子ＯＵＴであるパッド２６との間に、配線３４を介して直列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ３の一端は配線３４を介して直列共振器Ｓ１からＳ４に接続され、他端は配線３４を介してグランド端子ＧＮＤであるパッド２６に接続されている。このように、デバイスチップ２０には弾性波共振器２４によってラダー型フィルタが形成されている。

実施例１の弾性波デバイス１００の製造方法について説明する。図３（ａ）から図４（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図３（ａ）から図４（ｃ）で説明する製造方法は多面取りプロセスによる製造方法である。図３（ａ）のように、パッド１２、内部配線１４、フットパッド１６、及び金属パターン１８が形成されたパッケージ基板１０を準備する。パッド１２の上面にスタッドバンプ法によってバンプ５０ａを形成する。バンプ５０ａの直径は例えば７７μｍ程度であり、高さは例えば２８μｍ程度である。なお、バンプ５０ａはめっき法によって形成してもよい。

図３（ｂ）のように、基板２２の主面に凹部２８を形成する。凹部２８の幅は例えば５５μｍ程度であり、高さは例えば１５μｍ程度である。凹部２８は、例えばフォトリソグラフィ法によってレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクにウエットエッチング又はブラスト加工を行うことで形成する。その後、基板２２の平坦主面に弾性波共振器２４を形成し、凹部２８にパッド２６を形成する。弾性波共振器２４とパッド２６とは一般的に用いられる方法によって形成する。これにより、配列した複数の弾性波共振器２４と、複数の弾性波共振器２４に電気的に接続し、中央領域が外周領域に対して凹んだ形状の複数のパッド２６と、が主面に設けられた多面取りの基板２２が得られる。その後、パッド２６の上面にスタッドバンプ法によってバンプ５０ｂを形成する。バンプ５０ｂの直径は例えば４０μｍ程度であり、高さは例えば２５μｍ程度である。バンプ５０ｂは、凹部２８の底面におけるパッド２６の上面に形成される。

図３（ｃ）のように、基板２２をダイシング法によって切断して複数のデバイスチップ２０に個片化する。

図４（ａ）のように、パッケージ基板１０のパッド１２上に形成されたバンプ５０ａとデバイスチップ２０のパッド２６上に形成されたバンプ５０ｂとを接合させる。これにより、デバイスチップ２０は、バンプ５０ａとバンプ５０ｂとからなるバンプ５０によってパッケージ基板１０の平坦上面にフリップチップ実装される。パッケージ基板１０とデバイスチップ２０との間には、弾性波共振器２４とバンプ５０とが露出する空隙５２が形成される。その後、デバイスチップ２０上に、半田５４と金属リッド５６を含む積層体を、半田５４がデバイスチップ２０側になるように配置する。

図４（ｂ）のように、積層体を加熱して半田５４が溶融した状態とし、この状態で金属リッド５６をデバイスチップ２０側に押圧する。これにより、複数のデバイスチップ２０の間隙に半田５４が充填される。半田５４は、パッケージ基板１０上に形成された金属パターン１８上を濡れ広がった後に固化し、デバイスチップ２０を囲んで金属パターン１８と金属リッド５６とに接合する。金属リッド５６は、デバイスチップ２０上から半田５４に延在する。金属リッド５６は例えばデバイスチップ２０に接しているが、金属リッド５６とデバイスチップ２０との間に半田５４が残存していてもよい。これにより、デバイスチップ２０は、半田５４と金属リッド５６とを含む封止部５８によって空隙５２を保ったまま封止される。その後、パッケージ基板１０の下面に、フットパッド１６を保護するレジスト膜９０を形成する。

図４（ｃ）のように、複数のデバイスチップ２０の間で、封止部５８、パッケージ基板１０、及びレジスト膜９０をダイシング法によって切断する。これにより、複数のデバイスに個片化される。その後、複数のデバイスに対してバレルめっきを施して、封止部５８を覆う保護膜５９を形成する。その後に、レジスト膜９０を除去することで、実施例１の弾性波デバイス１００が形成される。

ここで、比較例１の弾性波デバイスについて説明する。図５（ａ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の領域Ａの拡大図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）のように、比較例１の弾性波デバイス５００は、基板２２の主面に凹部が設けられてなく、パッド２６は基板２２の平坦主面上に設けられている。つまり、パッド２６は平坦形状となっている。バンプ５０はパッド２６の平坦面に接合されている。その他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。

弾性波デバイスの小型化のために、デバイスチップ２０のパッド２６を小さくすることが検討されている。比較例１の弾性波デバイス５００では、パッド２６が小さくなると、パッド２６とバンプ５０との接合面積が小さくなるため、パッド２６とバンプ５０との接合強度が低下する。このため、パッケージ基板１０と基板２２との線膨張係数の差によって発生する応力によって、パッド２６とバンプ５０との界面で接合が破断することがある。応力は、例えば温度サイクル試験（例えば６５℃〜１５０℃の間で所定の間隔で温度を変化させ、各温度を１５分間維持する処理を１０００サイクル行う試験）などのような温度変化が生じるときに発生する。なお、パッケージ基板１０が酸化アルミニウム基板である場合の線膨張係数は７．１ｐｐｍ／℃である。基板２２がタンタル酸リチウム基板又はニオブ酸リチウム基板である場合、結晶方位によって線膨張係数が異なり、タンタル酸リチウム基板の結晶方位のＸ軸方向の線膨張係数は１６．１ｐｐｍ／℃であり、ニオブ酸リチウム基板の結晶方位のＸ軸方向の線膨張係数は１５．４ｐｐｍ／℃である。

一方、実施例１の弾性波デバイス１００では、図１（ｂ）のように、パッド２６は中央領域３０が外周領域３２に対して凹んだ形状をし、バンプ５０はパッド２６の中央領域３０に埋め込まれている。これにより、パッド２６を小さくした場合でもパッド２６とバンプ５０との接合面積を大きくできるため、パッド２６とバンプ５０との接合強度の低下を抑制できる。したがって、パッケージ基板１０と基板２２との熱膨張係数の差による応力によってパッド２６とバンプ５０との接合が破断することを抑制できる。また、バンプ５０がパッド２６の中央領域３０に埋め込まれているためアンカー効果が生じ、これによっても、パッド２６とバンプ５０との接合が破断することが抑制される。

また、パッケージ基板１０と基板２２との熱膨張係数の差による応力によって、デバイスチップ２０の位置がパッケージ基板１０に対して移動してしまうことがある。図６は、デバイスチップがパッケージ基板に対して移動した場合の断面図である。図６のように、デバイスチップ２０の位置がパッケージ基板１０に対して移動した場合でも、バンプ５０の一部はデバイスチップ２０に追従して移動するようになるため、パッド２６とバンプ５０との界面で接合が破断することを抑制できる。

また、比較例１の弾性波デバイス５００では、図７のように、バンプ５０がパッド２６からはみ出して弾性波共振器２４に接触することがある。一方、実施例１では、バンプ５０はパッド２６の中央領域３０に埋め込まれているため、バンプ５０がパッド２６からはみ出すことを抑制でき、弾性波デバイスの特性劣化を抑制できる。

また、実施例１によれば、パッド２６が基板２２の主面に設けられた凹部２８の表面に沿って設けられることで、パッド２６の中央領域３０が外周領域３２に対して凹んだ形状となっている。このように、パッド２６の中央領域３０が外周領域３２に対して凹んだ形状を基板２２の凹部２８によって実現することで、弾性波デバイス１００の背が高くなることを抑制できる。

図８は、比較例２に係るデバイスチップの断面図である。図８のように、比較例２のデバイスチップでは、基板２２の平坦主面に付加膜９２を介してパッド２６が設けられている。パッド２６の表面は付加膜９２の形状に起因した凸凹が形成されている。このため、パッド２６とバンプ５０との接合面積を増大させることができる。しかしながら、この場合では、パッド２６にバンプ５０をスタッドバンプ法で形成する際の超音波が付加膜９２によって伝わり難くなり、バンプ５０の形成が難しい。一方、実施例１では、パッド２６は基板２２に設けられた凹部２８によって凸凹形状が形成され、パッド２６の厚さは一様であることから超音波が伝わり易くバンプ５０を良好に接合することができる。

図９は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスの断面図である。なお、図９では、図１（ａ）の領域Ａに相当する箇所の断面を示している。図９のように、基板２２は、サファイア基板などの支持基板６０に圧電基板６２を貼り付けた基板でもよい。支持基板６０の厚さは例えば１００μｍ〜３００μｍであり、圧電基板６２の厚さは支持基板６０よりも薄くて例えば２０μｍ〜１００μｍである。支持基板６０がサファイア基板である場合の線膨張係数は７．７ｐｐｍ／℃であり、パッケージ基板１０が酸化アルミニウム基板である場合の線膨張係数は７．１ｐｐｍ／℃であることから、基板２２の線膨張係数をパッケージ基板１０の線膨張係数に近づけることができる。よって、パッケージ基板１０とデバイスチップ２０との間に生じる応力を低減させることができ、その結果、バンプ５０とパッド２６との界面において接合が破断することを抑制できる。例えば、厚さ２５０μｍのサファイア基板からなる支持基板６０に厚さ１１０μｍのタンタル酸リチウム基板からなる圧電基板６２が貼り付けられた基板２２の線膨張係数は１０．２ｐｐｍ／℃程度である。

図１０（ａ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの断面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の領域Ａの拡大図、図１０（ｃ）は、デバイスチップのパッド近傍の平面図である。図１０（ａ）から図１０（ｃ）のように、実施例２の弾性波デバイス２００では、基板２２に凹部が設けられてなく、パッド２６ａが基板２２の平坦主面上に設けられている。パッド２６ａは、第１金属層７０と第２金属層７２とで構成されている。第１金属層７０は基板２２の平坦主面上に設けられ平坦形状をしている。第２金属層７２は第１金属層７０上であって第１金属層７０の外周部に設けられている。これにより、パッド２６ａは、第１金属層７０からなる中央領域３０と、第１金属層７０と第２金属層７２とからなる外周領域３２と、を有する。すなわち、パッド２６ａは、中央領域３０が外周領域３２に対して凹んだ形状をしている。

第１金属層７０の幅は例えば６０μｍ〜７０μｍ程度であり、高さは例えば１μｍ〜３μｍ程度である。第２金属層７２の幅は例えば３μｍ〜１０μｍ程度であり、５μｍ程度が好ましい。第２金属層７２の高さは例えば５μｍ〜１０μｍ程度であり、５μｍ程度が好ましい。第１金属層７０の上面（すなわち、中央領域３０）におけるバンプ５０の高さは例えば１０μｍ程度である。第１金属層７０と第２金属層７２とは同じ材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。第１金属層７０と第２金属層７２とは、金、アルミニウム、又はチタンのいずれかで形成されることができる。第２金属層７２には、一方の側面から他方の側面にかけて貫通した隙間７４が設けられている。すなわち、パッド２６ａの中央領域３０を形成する凹み形状の輪郭は凹凸を有する。バンプ５０は隙間７４に食い込んでいる。その他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。

次に、実施例２の弾性波デバイス２００の製造方法について説明する。図１１（ａ）から図１１（ｄ）、図１２（ａ）、及び図１２（ｂ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図、図１１（ｅ）は、図１１（ｄ）のパッドの平面図である。

図１１（ａ）のように、基板２２の平坦主面上に弾性波共振器２４とパッド２６ａを構成する第１金属層７０とを形成する。弾性波共振器２４と第１金属層７０とは一般的に用いられる方法によって形成する。

図１１（ｂ）のように、基板２２上に、第２金属層７２を形成する領域に開口９６を有し、その他の領域を覆うレジスト膜からなるマスク層９４を形成する。すなわち、マスク層９４は、第１金属層７０上であって第１金属層７０の外周領域に開口９６を有する。

図１１（ｃ）のように、マスク層９４をマスクとして、蒸着法によって第２金属層７２を形成する。第２金属層７２は、マスク層９４の開口９６に埋め込まれて形成される。なお、蒸着法の代わりにめっき法によって第２金属層７２を形成してもよい。めっき法で第２金属層７２を形成した場合は、マスク層９４上に第２金属層７２は形成されない。

図１１（ｄ）のように、リフトオフ法によってマスク層９４とその上に形成された第２金属層７２とを除去する。これにより、第１金属層７０と、第１金属層７０上であって第１金属層７０の外周領域に形成された第２金属層７２と、で構成されたパッド２６ａが形成される。パッド２６ａの上面にスタッドバンプ法又はめっき法によってバンプ５０を形成する。図１１（ｅ）のように、第２金属層７２には、一方の側面から他方の側面にかけて貫通した隙間７４が設けられている。バンプ５０は、第１金属層７０の上面に形成される。バンプ５０の直径は例えば５０μｍ程度であり、高さは例えば２５μｍ程度である。また、バンプ５０の幅広部分の高さは例えば１０μｍ程度である。

図１２（ａ）のように、基板２２をダイシング法によって切断して複数のデバイスチップ２０に個片化する。

図１２（ｂ）のように、パッド１２、内部配線１４、フットパッド１６、及び金属パターン１８が形成されたパッケージ基板１０のパッド１２に、デバイスチップ２０のパッド２６ａ上に形成されたバンプ５０を接合させる。これにより、デバイスチップ２０は、バンプ５０によってパッケージ基板１０の平坦上面にフリップチップ実装される。パッケージ基板１０とデバイスチップ２０との間には、弾性波共振器２４とバンプ５０とが露出する空隙５２が形成される。その後、デバイスチップ２０上に、半田５４と金属リッド５６を含む積層体を、半田５４がデバイスチップ２０側になるように配置する。

その後、実施例１の図４（ｂ）及び図４（ｃ）と同じ工程を行うことで、実施例２の弾性波デバイス２００が形成される。

実施例２によれば、図１０（ｂ）のように、デバイスチップ２０のパッド２６ａは、基板２２の平坦な主面に設けられ、中央領域３０における厚さが外周領域３２よりも薄くなっている。これによっても、パッド２６ａは中央領域３０が外周領域３２に対して凹んだ形状となるため、パッド２６ａとバンプ５０との接合面積を大きくでき、パッド２６ａとバンプ５０との接合強度の低下を抑制できる。

また、実施例２によれば、図１０（ｃ）のように、第２金属層７２の一方の側面から他方の側面にかけて隙間７４が設けられることで、パッド２６ａの平面視において、パッド２６ａの中央領域３０を形成する凹んだ形状の輪郭は凸凹している。これにより、バンプ５０が隙間７４に食い込むようになるため、バンプ５０とパッド２６ａとの接合強度の低下をさらに抑制できる。

なお、実施例２では、隙間７４は、矩形形状をしたパッド２６ａの４つの側面それぞれの中央付近に設けられている場合を例に示したが、この場合に限られる訳ではない。図１３（ａ）から図１３（ｃ）は、パッドの他の例を示す平面図である。図１３（ａ）のように、隙間７４は、パッド２６ａの対向する２つの側面に設けられ、他の２つの側面には設けられていなくてもよい。図１３（ｂ）のように、パッド２６ａの４つの側面それぞれに複数の隙間７４が設けられていてもよい。図１３（ｃ）のように、パッド２６ａの角部に隙間７４が設けられていてもよい。

なお、第２金属層７２の側面に隙間７４が設けられる代わりに、図１４（ａ）のように、第２金属層７２の中央領域３０側の側面に凹部７６が設けられてもよい。この場合でも、バンプ５０が凹部７６に食い込むようになるため、バンプ５０とパッド２６ｂとの接合強度の低下を抑制できる。また、図１４（ｂ）のように、パッケージ基板１０側のパッド１２上に金属層１３を設けても良い。このとき、金属層１３の開口１５は、断面視において基板２２側に向かってすぼむ開口形状とすることができる。金属層１３の基板２２側の開口径Ｗ１は例えば２２〜２３μｍ程度であり、パッド１２側の開口径Ｗ２は例えば３０〜３２μｍ程度である。これにより、より接合強度の低下を抑制できる。

なお、実施例２では、平坦形状をした第１金属層７０上の外周領域に第２金属層７２が設けられている場合を例に示したが、基板２２の平坦上面に枠状の第２金属層７２が設けられ、第２金属層７２の上面と第２金属層７２の内側の基板２２の主面とを覆って第１金属層７０が設けられていてもよい。

図１５（ａ）は、実施例３に係る弾性波デバイスを構成するデバイスチップのパッドの断面図、図１５（ｂ）は、パッドの平面図である。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）のように、実施例３の弾性波デバイスでは、基板２２の平坦主面に枠状の絶縁層７８が設けられ、パッド２６ｃは絶縁層７８の上面と絶縁層７８の内側の基板２２の主面とを覆って設けられている。これにより、パッド２６ｃは、中央領域３０が外周領域３２に対して凹んだ形状となっている。絶縁層７８は、例えば酸化シリコン、酸化アルミニウム、又は窒化アルミニウムなどの絶縁材料で形成されている。その他の構成は、実施例１の弾性波デバイスと同じであるため図示及び説明を省略する。

実施例３のように、デバイスチップ２０のパッド２６ｃは、基板２２の平坦な主面上に設けられた枠状の絶縁層７８の上面と絶縁層７８の内側の基板２２の主面とを覆って設けられてもよい。

図１６は、実施例３の変形例１に係る弾性波デバイスを構成するデバイスチップの断面図である。図１６のように、弾性波共振器２４が絶縁層７８上に設けられている。絶縁層７８は、基板２２よりも熱伝導率の高い材料で形成されている。例えば基板２２がタンタル酸リチウム基板である場合の熱伝導率は約５Ｗ／ｍＫ、ニオブ酸リチウム基板である場合の熱伝導率は約１０Ｗ／ｍＫであることから、絶縁層７８として酸化アルミニウム（熱伝導率が約２１Ｗ／ｍＫ）や窒化アルミニウム（熱伝導率が約２００Ｗ／ｍＫ）を用いることができる。その他の構成は、実施例３の弾性波デバイスと同じであるため説明を省略する。

実施例３の変形例１によれば、弾性波共振器２４は基板２２よりも熱伝導率が高い絶縁層７８上に設けられている。これにより、弾性波共振器２４の放熱性が向上するため、耐電力を向上させることができる。

図１７（ａ）は、実施例４に係る弾性波デバイスを構成するデバイスチップの平面図、図１７（ｂ）は、実施例４の変形例１に係る弾性波デバイスを構成するデバイスチップの平面図である。図１７（ａ）のように、弾性波共振器２４は、ＩＤＴ３６とその両側に設けられた反射器３８とを有する。ＩＤＴ３６は、１対の櫛型電極４０を備える。櫛型電極４０は、複数の電極指４２と、複数の電極指４２が接続されたバスバー４４と、を備える。１対の櫛型電極４０は、電極指４２がほぼ互い違いに配列するように対向している。パッド２６ａはバスバー４４に接続されている。図１７（ｂ）のように、実施例４の変形例１では、パッド２６ａは配線３４を介してバスバー４４に接続している。

図１７（ａ）のようにパッド２６ａがＩＤＴ３６に直接接続している場合や、図１７（ｂ）のようにパッド２６ａとＩＤＴ３６との間の配線３４の長さｄ１が短い場合では、図７で説明したように、バンプ５０がＩＤＴ３６に接触することが起こり易い。したがって、パッド２６ａと弾性波共振器２４とがパッド２６ａの幅よりも小さい距離で隣り合っている場合、バンプ５０と弾性波共振器２４との接触を抑制するために、パッド２６ａは中央領域３０が外周領域３２に対して凹んだ形状をしていることが好ましい。

図１８は、実施例４の変形例２に係る弾性波デバイスを構成するデバイスチップの平面図である。図１８のように、パッド２６ａは、空隙を介して配線３４に隣り合っている。パッド２６ａと配線３４との距離ｄ２が短い場合、バンプ５０が配線３４に接触することが起こり易い。したがって、パッド２６ａが、パッド２６ａの幅よりも小さい距離で空隙を介して配線３４に隣り合う場合、バンプ５０と配線３４との接触を抑制するために、パッド２６ａは中央領域３０が外周領域３２に対して凹んだ形状をしていることが好ましい。

なお、実施例１では、パッケージ基板１０側のバンプ５０ａとデバイスチップ２０側のバンプ５０ｂとを接合させた２段バンプ構造の場合を例に示し、実施例２では、デバイスチップ２０側のバンプ５０をパッケージ基板１０側のパッド１２に接合させた１段バンプ構造の場合を例に示した。しかしながら、実施例１から実施例４において、２段バンプ構造及び１段バンプ構造のいずれを用いてもよい。２段バンプ構造を用いた場合、弾性波デバイスの小型化のためにデバイスチップ２０のパッドの面積を小さくした場合でも、バンプ５０の高さを高くすることができる。

実施例１から実施例４においては、弾性波素子として弾性表面波共振器を例に説明したが、弾性波素子は弾性境界波共振器、ラブ波共振器、又は圧電薄膜共振器でもよい。また、弾性波デバイスの例としてラダー型フィルタを例に説明したが、多重モード型フィルタなどのその他の弾性波デバイスでもよい。

図１９は、実施例５に係る弾性波デバイスを示す図である。図１９のように、実施例５の弾性波デバイス５００は、アンテナ端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に接続された送信フィルタ８０と、アンテナ端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に接続された受信フィルタ８２と、を含む、デュプレクサである。送信フィルタ８０と受信フィルタ８２は、通過帯域が異なっている。送信フィルタ８０は、送信端子Ｔｘから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号としてアンテナ端子Ａｎｔに通過させ、他の帯域の信号を抑圧する。受信フィルタ８２は、アンテナ端子Ａｎｔから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の帯域の信号を抑圧する。送信フィルタ８０及び受信フィルタ８２の少なくとも一方を、実施例１から実施例４の弾性波デバイスとすることができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ パッケージ基板
１２ パッド
１３ 金属層
２０ デバイスチップ
２２ 基板
２４ 弾性波共振器
２６〜２６ｃ パッド
２８ 凹部
３０ 中央領域
３２ 外周領域
３４ 配線
３６ ＩＤＴ
３８ 反射器
４０ 櫛型電極
４２ 電極指
４４ バスバー
５０〜５０ｂ バンプ
５２ 空隙
６０ 支持基板
６２ 圧電基板
７０ 第１金属層
７２ 第２金属層
７４ 隙間
７６ 凹部
７８ 絶縁層
８０ 送信フィルタ
８２ 受信フィルタ
Ｓ１〜Ｓ４ 直列共振器
Ｐ１〜Ｐ３ 並列共振器

Claims (9)

1. パッケージ基板と、
   基板と、前記基板の主面上に設けられた弾性波素子と、前記基板の前記主面上に前記弾性波素子に電気的に接続して設けられ、中央領域が前記中央領域を囲む外周領域に対して凹んだ形状のパッドと、を有し、前記パッケージ基板上に前記弾性波素子が露出する空隙を有してフリップチップ実装されたデバイスチップと、
   前記空隙に露出し、前記パッドの前記中央領域に埋め込まれて前記パッケージ基板と前記デバイスチップとを接合するバンプと、を備え、
   前記パッドは前記基板の平坦な前記主面上に設けられ、前記パッドの前記中央領域における厚さは前記外周領域よりも薄い、弾性波デバイス。
2. パッケージ基板と、
   基板と、前記基板の主面上に設けられた弾性波素子と、前記基板の前記主面上に前記弾性波素子に電気的に接続して設けられ、中央領域が前記中央領域を囲む外周領域に対して凹んだ形状のパッドと、を有し、前記パッケージ基板上に前記弾性波素子が露出する空隙を有してフリップチップ実装されたデバイスチップと、
   前記空隙に露出し、前記パッドの前記中央領域に埋め込まれて前記パッケージ基板と前記デバイスチップとを接合するバンプと、を備え、
   前記パッドは前記基板の平坦な前記主面上に設けられた枠状の絶縁層の上面と前記絶縁層の内側の前記基板の前記主面とを覆って設けられている、弾性波デバイス。
3. 前記絶縁層は前記基板よりも熱伝導率が高く、
   前記弾性波素子は前記絶縁層上に設けられている、請求項２記載の弾性波デバイス。
4. 前記パッドの平面視において、前記パッドの前記凹んだ形状の輪郭は凸凹している、請求項１から３のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
5. 前記パッドと前記弾性波素子とは、前記パッドの幅よりも小さい距離で隣り合う、請求項１から４のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
6. 前記パッドは、前記パッドの幅よりも小さい距離で空隙を介して配線に隣り合う、請求項１から５のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
7. 前記バンプは、金バンプ又は銅バンプであり、スタッドバンプ又はめっきバンプである、請求項１から６のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
8. 主面に配列して設けられた複数の弾性波素子と、
   前記主面に前記複数の弾性波素子に電気的に接続して設けられ、中央領域が前記中央領域を囲む外周領域に対して凹んだ形状の複数のパッドと、を備え、
   前記パッドは平坦な前記主面上に設けられ、前記パッドの前記中央領域における厚さは前記外周領域よりも薄い、多面取り基板。
9. 主面に配列して設けられた複数の弾性波素子と、
   前記主面に前記複数の弾性波素子に電気的に接続して設けられ、中央領域が前記中央領域を囲む外周領域に対して凹んだ形状の複数のパッドと、を備え、
   前記パッドは平坦な前記主面上に設けられた枠状の絶縁層の上面と前記絶縁層の内側の前記主面とを覆って設けられている、多面取り基板。

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