JPWO2005099090A1 - 弾性表面波フィルタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

素子チップを覆っている樹脂シートを加熱しながら押圧する際に大きなボイドが発生することを防止することができる弾性表面波フィルタ及びその製造方法を提供する。 素子チップ１０は、ＩＤＴ１４及びＩＤＴ１４に電気的に接続されたパッド１６を含む配線パターンが形成された圧電基板１１の一方の主要面１１ａが、実装基板２に対向するように配置され、パッド１６が実装基板２のランド３にバンプ４を介して電気的に接続される。樹脂フィルム６は、圧電基板１１の他方の主要面１１ｂ及び実装基板２の他方の主要面を覆って、素子チップ１０を封止する。圧電基板１１は、一方の主要面１１ａが相対的に大きく、他方の主要面１１ｂが相対的に小さい。

Description

本発明は弾性表面波フィルタ及びその製造方法に関する。

弾性表面波フィルタは、一般のＬＳＩと同様、ＣＳＰ（ｃｈｉｐ ｓｉｚｅ ｐａｃｋａｇｅ）、すなわち素子チップと略同じ外形寸法のパッケージのものが種々提案されている。

例えば図１に断面図を示した弾性表面波フィルタ１は、外部端子（図示せず）を有する実装基板２に素子チップ１０ｘがフリップチップポンド実装され、素子チップ１０ｘの振動部分（弾性表面波の伝搬部分）に空間を形成した状態で、樹脂フィルム６で封止されている。素子チップ１０ｘは、圧電基板１１ｘの片面１１ａに、櫛型電極（ＩＤＴ）１４やパッド１６などを含む配線パターンが形成されている。実装基板２の外部端子に電気的に接続された金属部であるランド３と、素子チップ１０ｘのパッド１６とは、ハンダやＡｕなどの金属のバンプ４を介して電気的に接続される。

このように樹脂フィルム６で封止した弾性表面波フィルタは、一般に、図２のようにヒートプレス法によって製造される。すなわち、１枚の集合基板２ｘ上に複数の素子チップ１０ｘをフリップチップポンド実装した後、素子チップ１０ｘを樹脂フィルム６で覆い、加熱プレス８やロールラミネート方式により、樹脂フィルム６を加熱しながら、矢印９で示すように押圧する。これにより、熱で軟化した樹脂フィルム６を隣接する素子チップ１０ｘの間から実装基板２ｘに達するまで入り込ませ、素子チップ１０ｘを樹脂フィルム６内に埋め込む。そして、隣接する素子チップ１０ｘの間の部分の樹脂フィルム６及び集合基板２ｘを同時にダイシングすることで、個々のパッケージに分割する（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００３−１７９７９号公報 特開２００３−３２０６１号公報

しかし、樹脂フィルム６を加熱プレス８やロールラミネート方式で埋め込むときに、樹脂フィルム６は、圧電基板１１ｘの一対の主要面の間に延在する周面１２ｘとの間に空気を取り込んでしまい、結果的に、樹脂フィルム６が集合基板２ｘすなわち実装基板２に密着する部分の近傍に大きなボイド６ｘが発生することがある。

すなわち、圧電基板１１ｘの周面１２ｘは、一対の主要面に対して直角であるため、樹脂フィルム６をヒートプレスする初期段階では、樹脂フィルム６は圧電基板１１ｘの周面１２ｘから離れた状態となり、その結果、図１（ｂ）に示すように、矩形の圧電基板１１ｘの角や長辺に取り込んだ空気が集まって、ボイド６ｘが発生することがある。

このような大きなボイド６ｘが発生すると、弾性表面波フィルタ１は、封止幅（フィルム６と実装基板２の密着部分が、弾性表面波フィルタ１の内部空間と外部との間に介在する寸法）が小さくなる。これによって、弾性表面波フィルタ１は、特に耐湿性に対する信頼性が低下する。

本発明は、かかる実情に鑑み、素子チップを覆っている樹脂シートを加熱しながら押圧する際に大きなボイドが発生することを防止することができる弾性表面波フィルタ及びその製造方法を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した弾性表面波フィルタを提供する。

弾性表面波フィルタは、ランドが設けられた実装基板と、素子チップと、樹脂フィルムとを備える。前記素子チップは、平行かつ対向する一対の主要面を有する圧電基板の一方の前記主要面に、ＩＤＴ及び前記ＩＤＴに電気的に接続されたパッドを含む配線パターンが形成され、前記パッドが前記実装基板の前記ランドに対向するように配置され、前記パッドと前記ランドの間がバンプを介して電気的に接続される。前記弾性表面波フィルタは、樹脂フィルムが前記圧電基板の他方の前記主要面を覆い、前記素子チップを封止する。前記圧電基板は、前記一方の前記主要面が相対的に大きく、前記他方の前記主要面が相対的に小さい。圧電基板の主要面の外縁近傍部分を除去して主要面を小さくする。

上記構成によれば、樹脂フィルムで覆われる圧電基板の他方の主要面の面積が小さく、樹脂フィルムを加熱しながら押圧するヒートプレスによって樹脂フィルムが後から到達する圧電基板の一方の主要面の面積が大きいので、ヒートプレスの際に、圧電基板の一対の主要面の間に延在する周面に、樹脂フィルムをできるだけ沿わせるようにすることができる。これによって、大きなボイドの発生を防止して、封止幅が狭くならないようにすることができる。

具体的には、種々の態様で構成することができる。

好ましくは、前記圧電基板の前記一対の主要面の間に延在する周面は、平行平面部と、垂直平面部とを含み、１段以上の階段状である。前記平行平面部は、前記圧電基板の前記一対の主要面に略平行かつ平面状である。前記垂直平面部は、前記圧電基板の前記一対の主要面に略垂直かつ平面状である。

この場合、樹脂フィルムは、ヒートプレスの際に、圧電基板の周面のうち少なくとも平行平面部に接する。樹脂フィルムがヒートプレスの初期段階から空気を取り込み続けると大きなボイドに成長するが、上記構成によれば、樹脂フィルムが空気を取り込み続けることはなく、樹脂フィルムが空気を取り込んでも、形成された気泡は、圧電基板の周面の段ごとに分断される。封止に影響するは、圧電基板の一方の主要面側の最終段での気泡によるボイドであり、このボイドは小さくなる。

好ましくは、前記圧電基板の前記一対の主要面の間に延在する周面は、前記圧電基板の前記他方の前記主要面の外縁に沿って形成されたテーパ部を含む。

上記構成によれば、ヒートプレスの初期段階では、樹脂フィルムは徐々にテーパ部に接するため、空気を取り込みにくい。樹脂フィルムは、ヒートプレスの初期段階から圧電基板の周面から離れて空気を取り込み続けることはないので、大きなボイドの発生を防止することができる。

好ましくは、前記圧電基板の前記一対の主要面の間に延在する周面は、前記圧電基板の前記他方の前記主要面の外縁に沿って形成された曲面部を含む。

上記構成によれば、ヒートプレスの初期段階では、樹脂フィルムは曲面部に徐々に接するので、空気を取り込みにくい。樹脂フィルムは、ヒートプレスの初期段階から圧電基板の周面から離れて空気を取り込み続けることはないので、大きなボイドの発生を防止することができる。

また、本発明は、以下のように構成した弾性表面波フィルタの製造方法を提供する。

弾性表面波フィルタの製造方法は、第１乃至第４の工程を備える。前記第１の工程において、対向する一対の主要面を有する圧電基板の一方の前記主要面にＩＤＴ及び前記ＩＤＴに電気的に接続されたパッドを含む配線パターンが形成された複数の素子チップを作製する。前記第２の工程において、前記素子チップの前記一方の前記主要面を集合基板に対向させ、バンプを介して集合基板に電気的に接続することにより、複数の前記素子チップを互いに間隔を設けて前記集合基板に実装する。前記第３の工程において、前記集合基板に実装された複数の前記素子チップを樹脂フィルムで覆い、前記樹脂フィルムを加熱しながら押圧することにより、前記樹脂フィルムによってそれぞれの前記素子チップを封止する。前記第４の工程において、隣接する前記素子チップの間の部分の前記樹脂フィルム及び前記集合基板を切断して、個々の弾性表面波フィルタに分離する。前記第１の工程は、前記圧電基板の他方の前記主要面の外縁近傍部分を除去して、前記一方の前記主要面が相対的に大きく、前記他方の前記主要面が相対的に小さくなるようにする工程を含む。

上記方法によれば、第３の工程において、最初から樹脂フィルムで覆われる圧電基板の他方の主要面が小さく、樹脂フィルムが後から到達する圧電基板の一方の主要面が大きいので、樹脂フィルムをできるだけ圧電基板の周面に沿わせるようにすることができる。これによって、大きなボイドの形成を防止して、封止幅が狭くならないようにすることができる。

本発明の弾性表面波フィルタ及びその製造方法によれば、素子チップを覆っている樹脂シートを加熱しながら押圧する際に大きなボイドが発生することを防止することができる。

［図１］弾性表面波フィルタの構成を示す断面図である。（従来例）
［図２］弾性表面波フィルタの製造方法の説明図である。（従来例）
［図３］弾性表面波フィルタの構成を示す断面図である。（実施例１）
［図４］弾性表面波フィルタの製造方法の説明図である。（実施例１）
［図５］弾性表面波フィルタの構成を示す断面図である。（実施例２）
［図６］弾性表面波フィルタの製造方法の説明図である。（実施例２）
［図７］弾性表面波フィルタの構成を示す断面図である。（実施例２の変形例）
［図８］弾性表面波フィルタの構成を示す断面図である。（実施例１の変形例）

符号の説明

２ 実装基板
２ｘ 集合基板
３ ランド
４ バンプ
６ 樹脂フィルム
６ａ，６ｂ，６ｃ，７ａ ボイド
１０ 素子チップ
１１ 圧電基板
１１ａ 一方の主要面
１１ｂ 他方の主要面
１２ 段部
１４ ＩＤＴ
１６ パッド
２０ 素子チップ
２１ 圧電基板
２１ａ 一方の主要面
２１ｂ 他方の主要面
２２ テーパ部
２４ ＩＤＴ
２６ パッド
３０ 素子チップ
３１ 圧電基板
３１ａ 一方の主要面
３１ｂ 他方の主要面
３２ 曲面部
３４ ＩＤＴ
３６ パッド

以下、本発明の実施の形態について実施例を、図３〜図８を参照しながら説明する。

まず、第１実施例の弾性表面波フィルタ１ａについて、図３、図４、図８を参照しながら説明する。なお、図１及び図２に示した従来例と同一の部分には、同じ符号を用いている。

図３の断面図を示したように、弾性表面波フィルタ１ａは、図１及び図２に示した従来例と略同様に構成され、外部端子（図示せず）を有する実装基板２に、素子チップ１０がフリップチップポンド実装され、樹脂フィルム６で封止されている。

素子チップ１０は、平行かつ対向する一対の主要面を有する圧電基板１１の一方の主要面１１ａに、櫛型電極であるＩＤＴ１４やＩＤＴ１４に電気的に接続されたパッド１６などを含む配線パターンが、金属膜により形成されている。圧電基板１１には、ＬｉＴａＯ_３、ＬｉＮｂＯ_３、水晶などを用いる。

実装基板２は、平行かつ対向する一対の主要面の一方に外部端子（図示せず）が設けられ、他方の主要面に、金属部であるランド３が設けられている。外部端子とランド３とは、電気的に接続されている。ランド３は、例えばＡｕで形成する。

素子チップ１０は、配線パターンが形成された方の主要面１１ａが実装基板２のランド３が設けられた主要面に対向するように配置され、素子チップ１０のパッド１６と実装基板１２のランド３との間は、ハンダやＡｕなどの金属のバンプ４を介して電気的に接続される。バンプ４の厚みにより、素子チップ１０と実装基板１２の間に隙間が形成され、圧電基板１１の主要面１１ａの弾性表面波が伝搬する部分が拘束されないようになっている。

弾性表面波フィルタ１ａは、従来例と異なり、圧電基板１１の配線パターンが形成されていない方の主要面１１ｂの面積が、配線パターンが形成されている方の主要面１１ａの面積よりも小さい。そして、主要面１１ａ，１１ｂ間に延在する周面に、階段状の段部１２が形成されている。段部１２は、圧電基板１０の主要面１１ａ，１１ｂに平行かつ平面状の平行平面部１２ａと、圧電基板１０の主要面１１ａ，１１ｂに垂直かつ平面状の垂直平面部１２ｂとを含む。図３は、段部１２が１段の場合を図示しているが、２段以上であってもよい。

圧電基板１１の段部１２は、例えば、ダイシングにより形成することができる。すなわち、圧電基板１１のウェハから個々の素子チップ１０を分離するダシシング工程において、圧電基板１１の配線パターンが形成されている方の主要面１１ａの上にレジスト樹脂の保護膜を形成した後、ダイサーにより、圧電基板１１の配線パターンが形成されていない方の主要面１１ｂ側から、圧電基板１１のウェハに、所定の深さの溝を形成する。そして、保護層のレジスト樹脂を剥離し、パッド１６に、例えばＡｕのバンプ４を形成した後、ダイサーにより形成した圧電基板１１のウェハの溝に沿って、溝の形状の一部を残しながら、個々の素子チップ１０に分割する。素子チップ１０に残った溝の形状が、圧電基板１１の段部１２となる。溝（段部１２）によって薄くなった圧電基板１１の縁は、溝が深くなるほど欠けやすいので、溝の切込み深さは、圧電基板１１のウェハの厚さの略５０％±１５％が好ましい。

圧電基板１１に段部１２を形成する別の方法としては、酸によるエッチング、Ａｒガスなどを用いたドライエッチングなどを用いることができる。この場合、エッチングのマスクとして、圧電基板１１の段部１２になる溝を形成する部分に開口を設けたレジスト樹脂パターンを、圧電基板１１のウェハに印刷やフォトリソグラフィーなどを用いて形成する。

弾性表面波フィルタ１ａは、図４のようにヒートプレス法によって、従来例と同様の方法で製造する。

まず、１枚の集合基板２ｘ上に、複数の素子チップ１０を、隣接する素子チップ１０の間に空間を設けて、フリップチップポンド実装する。すなわち、パッド１６に予め形成されたバンプ４を、熱と超音波を加えながらランド３に接触させることによって、接合する。

次に、複数の素子チップ１０を樹脂フィルム６で覆い、加熱プレス８やロールラミネート方式により、樹脂フィルム６を加熱しながら、矢印９で示すように、集合基板２ｘ側に押圧する。これにより、熱で軟化した樹脂フィルム６を、隣接する素子チップ１０の間の空間から集合基板２ｘに達するまで入り込ませ、素子チップ１０を樹脂フィルム６内に埋め込む。

次に、隣接する素子チップ１０の間の部分の樹脂フィルム６及び集合基板２ｘを、集合基板２ｘに対して垂直に、同時にダイシングすることで、個々の弾性表面波フィルタ１ａに分割する。

弾性表面波フィルタ１ａは、従来例と異なり、圧電基板１１に段部１２を設けている。そのため、樹脂フィルム６を加熱しながら押圧するヒートプレスの際に、樹脂フィルム６は、圧電基板１１の段部１２の平行平面部１２ａに接する。樹脂フィルムがヒートプレスの初期段階から空気を取り込み続けると大きなボイドに成長するが、平行平面部１２ａがあるので、樹脂フィルム６が空気を取り込み続けることはない。樹脂フィルム６が空気を取り込んでも、形成された気泡は、圧電基板１１の段部１２で分断されるので、取り込む空気の体積を小さくすることができる。その結果、封止幅に影響するボイド６ａを小さくすることができる。これによって、封止幅を従来例より大きくすることができるので、耐湿性に対する信頼性を向上させることができる。

具体的な一例を挙げると、素子チップ１０と実装基板２の間の隙間は約１９μｍである。複数の素子チップ１１が集合基板２ｘに実装されたとき、隣接する素子チップ１１の間隔は、狭いところで約３００μｍ、広いところで約８００μｍである。素子チップ１１を覆うために用いる樹脂フィルム６の初期厚みは、２５０μｍである。

図３及び図４では、比較的厚い樹脂フィルム６を用いて封止する例を示したが、図８のように、比較的薄い樹脂フィルム７を用いて封止しても、ボイド７ａを小さくすることができ、耐湿性に対する信頼性を向上させることができる。この場合、加熱プレスやロールは、圧電基板１１の外形（主要面１１ｂや段部１２）に沿うような凹凸を有する形状とすればよい。

次に、第２実施例について、図５〜図７を参照しながら説明する。

図５の断面図を示したように、弾性表面波フィルタ１ｂは、第１実施例と略同様に構成され、実装基板２に素子チップ２０がフリップチップポンド実装され、樹脂フィルム６で封止されている。素子チップ２０は、圧電基板２１の一方の主要面２１ａに、ＩＤＴ２４やパッド２６を含む配線パターンが形成されている。パッド２６は、実装基板２のランド３とバンプ４を介して電気的に接続される。

第１実施例と異なり、圧電基板２１は、配線パターンが形成されていない方の主要面２１ｂ側の角が面取りされ、テーパ部２２が形成されている。テーパ部２２は、圧電基板２１の配線パターンが形成されていない主要面２１ｂの外縁から斜めに延在する斜面である。テーパ部２２により、圧電基板２１の２つの主要面２１ａ，２１ｂのうち、配線パターンが形成されていない方２１ｂの面積が、配線パターンが形成されている方２１ａの面積よりも小さい。

弾性表面波フィルタ１ｂは、図６に示すように、第１実施例と同様、ヒートプレス法によって製造することができる。すなわち、集合基板２ｘに、複数の素子チップ２０を、素子チップ２０間に間隔を設けて、フリップチップボンド実装する。素子チップ２０を樹脂フィルム６で覆い、加熱プレス８やロールラミネート方式により、樹脂フィルム６を加熱しながら、矢印９で示すように、集合基板２ｘ側に押圧し、それぞれの素子チップ２０を封止する。次に、隣接する素子チップ２０の間の部分の樹脂フィルム６及び集合基板２ｘを、集合基板２ｘに対して垂直に、同時にダイシングすることで、個々の弾性表面波フィルタ１ｂに分割する。

圧電基板２１にテーパ部２２を設けることで、樹脂フィルム６を加熱しながら押圧する際に、樹脂フィルム６がテーパ部２２に沿って順次埋め込まれていくため、樹脂フィルム６が取り込む空気の体積を小さくすることができる。その結果、封止幅に影響するボイド６ｂを小さくすることができ、耐湿性に対する信頼性を向上させることができる。

図５及び図６では圧電基板２１の角に断面が直線となるテーパ部２２を設けているが、図７に示した弾性表面波フィルタ１ｃのように、断面が曲線となる曲面部３２を形成し、圧電基板３１の角を丸くしてもよい。この場合、圧電基板３１の主要面３１ａ，３１ｂのうち、ＩＤＴ３４やパッド３６などを含む配線パターンが形成された方３１ａの面積に比べ、配線パターンが形成されていない方３１ｂの面積が小さく、テーパ部２２を設けた場合と同様に、ボイド６ｃが小さくなる。

テーパ部２２や曲面部３２は、ダイシングによって形成することができる。この場合、刃先形状がテーパ部２２や曲面部３２を形成するのに適切に設計されたダイサーブレードを用いればよい。例えば、断面Ｖ字形状のダイサーブレードを用いて、テーパ部２２を形成することができる。

また、テーパ部２２や曲面部３２は、酸によるエッチング、Ａｒガスなどを用いたドライエッチングなどを用いて形成することができる。その場合、開口パターンが、テーパ部２２や曲面部３２を形成するのに適切に設計された印刷マスク（例えば、エッチング深さに応じて濃度を変えた印刷マスク）を用いる。ダイシングによってテーパ部２２や曲面部３２を形成すると、例えば矩形の圧電基板２１，３１の場合には、４辺に沿って加工するため、主要面２１ｂ，３１ｂの角付近に稜線が形成される。エッチングによれば、このような稜線のない連続的な形状とすることが容易である。

以上に説明したように、圧電基板１１；２１；３１の主要面１１ａ，１１ｂ；２１ａ，２１ｂ；３１ａ，３１ｂのうち、配線パターンが形成されていない方１１ｂ；２１ｂ；３１ｂの面積を、配線パターンが形成された方１１ａ；２１ａ；３１ａの面積よりも小さくすることにより、素子チップ１０；２０；３０を覆っている樹脂シート６を加熱しながら押圧する際に大きなボイドが発生することを防止することができる。

なお、本発明の弾性表面波フィルタ及びその製造方法は、上記実施例に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施可能である。

Claims (5)

1. ランドが設けられた実装基板と、
   平行かつ対向する一対の主要面を有する圧電基板の一方の前記主要面に、ＩＤＴ及び前記ＩＤＴに電気的に接続されたパッドを含む配線パターンが形成され、前記パッドが前記実装基板の前記ランドに対向するように配置され、前記パッドと前記ランドの間がバンプを介して電気的に接続された、素子チップと、
   前記圧電基板の他方の前記主要面を覆い、前記素子チップを封止する、樹脂フィルムとを備えた、弾性表面波フィルタにおいて、
   前記圧電基板は、前記一方の前記主要面が相対的に大きく、前記他方の前記主要面が相対的に小さいことを特徴とする、弾性表面波フィルタ。
2. 前記圧電基板の前記一対の主要面の間に延在する周面は、
   前記圧電基板の前記一対の主要面に略平行かつ平面状の平行平面部と、前記圧電基板の前記一対の主要面に略垂直かつ平面状の垂直平面部とを含み、１段以上の階段状であることを特徴とする、請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。
3. 前記圧電基板の前記一対の主要面の間に延在する周面は、
   前記圧電基板の前記他方の前記主要面の外縁に沿って形成されたテーパ部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。
4. 前記圧電基板の前記一対の主要面の間に延在する周面は、
   前記圧電基板の前記他方の前記主要面の外縁に沿って形成された曲面部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の弾性表面波フィルタ。
5. 対向する一対の主要面を有する圧電基板の一方の前記主要面にＩＤＴ及び前記ＩＤＴに電気的に接続されたパッドを含む配線パターンが形成された複数の素子チップを作製する第１の工程と、
   前記素子チップの前記一方の前記主要面を集合基板に対向させ、バンプを介して集合基板に電気的に接続することにより、複数の前記素子チップを互いに間隔を設けて前記集合基板に実装する第２の工程と、
   前記集合基板に実装された複数の前記素子チップを樹脂フィルムで覆い、前記樹脂フィルムを加熱しながら押圧することにより、前記樹脂フィルムによってそれぞれの前記素子チップを封止する第３の工程と、
   隣接する前記素子チップの間の部分の前記樹脂フィルム及び前記集合基板を切断して、個々の弾性表面波フィルタに分離する第４の工程とを備えた、弾性表面波フィルタの製造方法において、
   前記第１の工程は、
   前記圧電基板の他方の前記主要面の外縁近傍部分を除去して、前記一方の前記主要面が相対的に大きく、前記他方の前記主要面が相対的に小さくなるようにする工程を含むことを特徴とする、弾性表面波フィルタの製造方法。

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