KR101392748B1 - Surface acoustic wave device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 표면탄성파 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중공 구조를 갖는 표면탄성파 소자의 제작 시 수지 필름으로 덮여진 외부에 고습에 견디는 물질을 추가함으로써 기존의 신뢰성 수준보다 강화된 조건에서 견딜 수 있도록 하는 고신뢰성의 표면탄성파 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a surface acoustic wave device and a method of manufacturing the surface acoustic wave device, and more particularly, to a surface acoustic wave device having a hollow structure by adding a substance resistant to high humidity to a surface covered with a resin film, And a method of manufacturing the surface acoustic wave device.
일반적으로, 표면탄성파 소자는 희망 주파수는 통과시키고 불필요한 주파수는 제거시키는 역할을 하는 소자이다.In general, a surface acoustic wave device is a device that passes a desired frequency and removes an unnecessary frequency.
표면탄성파 소자에는 기판 상에 형성된 입력전극 및 출력전극이 포함된다. 표면탄성파 필터의 입력전극에 전기신호가 인가되면 기판의 표면에 표면탄성파가 발생하게 되고, 이 표면탄성파가 출력전극에 전달되고 이것이 다시 전기신호로 변환되어 출력되어 희망 주파수대 성분만 통과되고, 불필요한 성분은 도중에 차단되게 된다.The surface acoustic wave element includes an input electrode and an output electrode formed on the substrate. When an electric signal is applied to the input electrode of the surface acoustic wave filter, a surface acoustic wave is generated on the surface of the substrate. The surface acoustic wave is transmitted to the output electrode, Is interrupted on the way.
도 1은 종래 압전 부품으로서의 탄성 표면파 장치의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a surface acoustic wave device as a conventional piezoelectric component.
도 1에 도시된 종래 탄성 표면파 장치는 실장 기판(1)상에 탄성 표면파 소자(압전 소자)(2)가 플립칩 본딩에 의해 실장되어 있는 구성이다. 또한, 탄성 표면파 소자(2)는 압전 기판 상에 적어도 1개의 빗형 전극부 및 복수의 범프를 갖는 구성이다. The conventional surface acoustic wave device shown in Fig. 1 has a structure in which a surface acoustic wave element (piezoelectric element) 2 is mounted on a
실장 기판(1)과 탄성 표면파 소자(2)는 탄성 표면파 소자(2)에 형성되어 있는 범프(3)와 실장 기판(1)에 형성되어 있는 랜드(4)가 접합됨으로써 접속되어 있다. 실장 기판(1)에는, 랜드(4)와 비아홀(30)을 통하여 전기적으로 접속되어 있는 외부 단자(7)가 형성되어 있다. 또한, 빗형 전극부는 탄성 표면파 소자(2)의 실장 기판(1)과 대향하는 면에 형성되어 있다. The
한편, 탄성 표면파 소자(2)에 있어서의 빗형 전극부가 형성되어 있으며, 탄성 표면파를 전파하는 영역을 기능부(진동부)(6)라고 한다. 또한, 범프(3)는 실장 기판(1)과 탄성 표면파 소자(2)의 간격을 유지하기 위하여 형성되어 있다.On the other hand, the interdigital electrode portion of the surface
탄성 표면파 장치에서, 탄성 표면파 소자(2)는 봉지 수지(5)(수지 필름(10))에 덮여져서 봉지되어 있다. 기능부(6)와, 실장 기판(1)과의 사이에는 틈(공간)(8)이 형성되어 있으며, 탄성 표면파를 전파할 수 있도록 되어 있다.In the surface acoustic wave device, the surface
이러한 구조의 탄성 표면파 장치는 실장 기판(1)에 기능부(6) 및 범프(3)를 갖는 압전 소자(2)를 형성하는 공정과 외부 단자(7)를 갖는 실장 기판(1)에 압전 소자를 형성하고, 진동부가 실장 기판과 대향 하도록 범프를 통하여 플립칩 본딩하는 공정, 압전 소자가 탑재된 실장 기판상에 수지 필름(5)을 배치하는 공정과 이를 이용한 봉지 공정, 수지 필름을 경화하는 경화공정, 기판을 다이싱하여 개개의 압전 부품을 얻는 분할 공정으로 이루어진다.The surface acoustic wave device having such a structure includes a step of forming the
그런데, 탄성 표면파 소자를 탑재하는 상자형 패키지가 소형화되지 않는 한 탄성 표면파 장치의 소형화ㆍ박형화를 이룰 수 없고, 소형의 상자형 패키지에 드는 비용이 비싸다고 하는 문제가 있었다.However, there has been a problem that the size and thickness of the surface acoustic wave device can not be reduced unless the box-shaped package on which the surface acoustic wave element is mounted is small, and the cost for the small box-shaped package is high.
또한, 액상의 수지가 탄성 표면파 소자의 진동부에 침입하는 것에 의한 불량이 발생함과 아울러, 액상의 수지중에 기포가 들어가서 보이드가 발생하는 것에 의한 봉지 불량도 발생하는 단점이 있다.In addition, there is a disadvantage in that the liquid resin penetrates into the vibrating section of the surface acoustic wave element, resulting in defects. In addition, voids are generated in the liquid resin and voids are generated.
그리고, 종래의 댐을 형성하는 방법에서는 댐과 범프의 높이의 변동에 의해, 범프의 밀착 강도가 약해지거나, 댐을 형성하는 분량만큼 탄성 표면파 소자의 대형화에 문제가 있으며, 습기에 의한 신뢰성 문제가 존재하고 있다.
In the conventional method of forming a dam, the adhesion strength of the bump is weakened due to the variation of the height of the dam and the bump, or the size of the surface acoustic wave element is increased by the amount of forming the dam. .
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 중공 구조를 갖는 표면탄성파 소자의 제작 시 수지 필름으로 덮여진 외부에 고습에 견디는 물질을 추가함으로써 기존의 신뢰성 수준보다 강화된 조건에서 견딜 수 있도록 하는 고신뢰성의 표면탄성파 소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems described above and to provide a surface acoustic wave device having a hollow structure capable of enduring under conditions that are higher than conventional reliability levels by adding a material resistant to high humidity, A highly reliable surface acoustic wave element and a method of manufacturing the same.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 압전소자의 기판(Substrate) 상에 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave)를 생성하는 IDT(Inter-Digitated Transducer) 진동부가 형성되고, 상기 IDT 진동부로부터 일정 간격으로 이격되게 패드(Pad)가 형성되며, 상기 패드 상에 일정 높이로 범프(Bump)가 형성되고, 상기 IDT 전극부가 형성된 면과 대향되도록 상기 범프를 통하여 상기 압전소자에 플립칩 본딩(Flipchip Bonding)으로 실장 기판(Ceramic Substrate)이 실장되며, 상기 실장 기판으로부터 상기 압전소자에 수지필름이 봉지되며, 상기 실장 기판을 포함하여 상기 수지필름 상의 전체에 패릴린(Parylene) 또는 초발수 코팅제가 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an IDT (Inter-Digitated Transducer) vibrating portion for generating a surface acoustic wave on a substrate of a piezoelectric element, A bump is formed at a predetermined height on the pad, and the bump is flip chip bonded to the piezoelectric element through the bump so as to face the surface on which the IDT electrode part is formed A resin film is encapsulated from the mounting substrate to the piezoelectric element, and a parylene or super water-repellent coating agent is applied to the entire surface of the resin film including the mounting substrate The surface acoustic wave device is characterized in that the surface acoustic wave device is coated.
또한, 상기 압전소자에 봉지된 상기 수지필름은, 상기 압전소자가 실장된 실장 기판을 2 개의 롤러 사이에 통과시키는 열압착 공정을 통해 가열되고 연화됨과 더불어 가압되고 경화된 상태일 수 있다.The resin film encapsulated in the piezoelectric element may be pressed and cured while heated and softened through a thermocompression process in which the mounting board on which the piezoelectric element is mounted is passed between the two rollers.
또한, 상기 수지필름은, 에폭시계 수지 조성물, 폴리이미드계 수지 조성물, 폴리올레핀계 수지 조성물을 포함하는 열연화성 및 접착성을 갖는 재료일 수 있다.Further, the resin film may be a material having a hot-melting property and an adhesive property including an epoxy resin composition, a polyimide resin composition and a polyolefin resin composition.
또한, 상기 압전소자의 기판 상에 상기 IDT 진동부와 상기 패드의 일부가 노출되도록 절연막이 덮여 형성될 수 있다.In addition, an insulating layer may be formed on the substrate of the piezoelectric element so that the IDT vibrating portion and a part of the pad are exposed.
그리고, 상기 절연막의 재료는 실리콘나이트라이드(SiNx)를 포함하는 유전체이고, 두께가 0.01 내지 0.02 ㎛ 일 수 있다.
The material of the insulating film is a dielectric material including silicon nitride (SiNx) and may have a thickness of 0.01 to 0.02 탆.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 압전소자의 기판(Substrate) 상에 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave)를 발생시키는 IDT(Inter-Digitated Transducer) 진동부를 형성하는 단계; (b) 상기 압전소자의 기판 상에 상기 IDT 진동부로부터 일정 간격으로 이격되게 복수의 패드(Pad)를 형성하는 단계; (c) 상기 각 패드 상에 일정 높이로 범프(Bump)를 형성하는 단계; (d) 상기 IDT 전극부가 형성된 면과 대향되도록 상기 범프를 통하여 상기 압전소자에 플립칩 본딩(Flip-chip Bonding)으로 실장 기판(Ceramic Substrate)을 실장하는 단계; (e) 상기 실장 기판으로부터 상기 압전소자에 수지필름을 봉지하는 단계; 및 (f) 상기 실장 기판을 포함하여 상기 수지필름 상의 전체를 패릴린(Parylene) 또는 초발수 코팅제로 코팅하는 단계를 포함하는 표면 탄성파 소자의 제조 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a piezoelectric vibrator, comprising: (a) forming an IDT (Inter-Digitated Transducer) vibrating portion for generating a surface acoustic wave on a substrate of a piezoelectric element; step; (b) forming a plurality of pads on the substrate of the piezoelectric element so as to be spaced apart from the IDT vibrating portion at regular intervals; (c) forming a bump at a constant height on the pads; (d) mounting a ceramic substrate on the piezoelectric element via flip-chip bonding by way of the bump so that the IDT electrode portion is opposed to the surface on which the IDT electrode portion is formed; (e) sealing the resin film from the mounting substrate to the piezoelectric element; And (f) coating the entire surface of the resin film including the mounting substrate with a parylene or super water repellent coating agent.
또한, 상기 (a) 단계는, 상기 IDT 진동부를 빗살무늬형의 금속판 형태로 상기 압전소자의 기판 중앙영역에 형성할 수 있다.In the step (a), the IDT oscillating portion may be formed in the form of a metal plate of a comb-stripe shape in the central region of the substrate of the piezoelectric element.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 복수의 패드를 상기 IDT 진동부와 이격된 거리를 갖도록 상기 압전소자의 기판 상에 형성할 수 있다.In the step (b), the plurality of pads may be formed on the substrate of the piezoelectric element so as to be spaced apart from the IDT vibrating portion.
또한, 상기 (b) 단계 이후에, 상기 압전소자의 기판 상에 절연막이 증착되고, 상기 범프가 형성될 복수의 패드 부위의 절연막과, 상기 IDT 진동부의 절연막은 제거시킬 수 있다.After the step (b), an insulating film is deposited on the substrate of the piezoelectric element, and the insulating film of a plurality of pad portions where the bump is to be formed and the insulating film of the IDT oscillating portion can be removed.
또한, 상기 수지필름은, 에폭시계 수지 조성물, 폴리이미드계 수지 조성물, 폴리올레핀계 수지 조성물을 포함하는 열연화성 및 접착성을 갖는 재료일 수 있다.Further, the resin film may be a material having a hot-melting property and an adhesive property including an epoxy resin composition, a polyimide resin composition and a polyolefin resin composition.
또한, 상기 (e) 단계는, 롤러를 사용하고 상기 수지필름을 가열하여 연화시킴과 더불어 가압하는 열압착 공정을 가질 수 있다.The step (e) may have a thermocompression process in which a roller is used and the resin film is heated, softened, and pressed.
또한, 상기 열압착 공정은 상기 압전 소자가 실장된 실장 기판을 2 개의 롤러 사이를 통과시켜서 행하고, 상기 실장 기판을 평면대에 고정하여 행할 수 있다.Further, in the thermocompression bonding step, the mounting board on which the piezoelectric element is mounted may be passed through between the two rollers, and the mounting board may be fixed to a flat base.
그리고, 상기 절연막의 재료는 실리콘나이트라이드(SiNx)를 포함하는 유전체이고, 두께가 0.01 내지 0.02 ㎛ 일 수 있다.
The material of the insulating film is a dielectric material including silicon nitride (SiNx) and may have a thickness of 0.01 to 0.02 탆.
본 발명에 의하면, 수지필름(Film Epoxy)의 외부에 고습에 견디는 물질(Parylene)을 추가함으로써 기존의 신뢰성 수준보다 강화된 조건에서 견디는 고신뢰성의 탄성 표면파 소자의 제조가 가능하다.According to the present invention, it is possible to manufacture a highly reliable surface acoustic wave element that can withstand conditions that are higher than conventional reliability levels by adding a high-moisture resistant material (Parylene) to the outside of a resin film (Film Epoxy).
또한, 모듈 상에 몰딩 시, 몰딩액이 실장 기판과 탄성 표면파 소자의 계면 사이로 스며들지 않는 장점이 있다.Further, when molding on the module, there is an advantage that the molding liquid does not permeate between the mounting substrate and the interface of the surface acoustic wave elements.
그리고, 액상의 수지가 표면 탄성파 소자의 진동부에 침입하는 것에 의한 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 액상의 수지 중에 기포가 들어가서 보이드가 발생하는 것에 의한 봉지 불량도 방지할 수 있다.
It is also possible to prevent the occurrence of defects caused by the liquid resin entering the vibrating section of the surface acoustic wave element, and to prevent the sealing failure caused by voids entering the liquid resin and voids.
도 1은 종래 압전 부품으로서의 탄성 표면파 장치의 단면도이다.
도 2 내지 도 8은 본 발명에 따른 표면 탄성파 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 표면 탄성파 소자의 제조 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 페릴린 코팅과 초발수 코팅을 한 제품과 기존품의 특성을 검사하여 신뢰성의 진행 결과를 비교한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a surface acoustic wave device as a conventional piezoelectric component.
2 to 8 are process flow charts for explaining a method of manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention.
9 is a flowchart of a method of manufacturing a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph comparing the progress of reliability by examining the characteristics of a product having perylene coating and super water-repellent coating and a conventional product according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that it is not intended to be limited to the particular embodiments of the invention but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 발명에 따른 표면탄성파 소자 및 그 제조방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Embodiments of a surface acoustic wave device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components will be denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
본 발명은 기판의 기계적 진동을 이용한 통신용 필터인 표면탄성파 소자 및 그 제조방법을 제공한다. 표면탄성파 소자는 기판 상에 형성된 빗살무늬형의 금속을 이용한다.The present invention provides a surface acoustic wave device, which is a communication filter using mechanical vibrations of a substrate, and a method of manufacturing the same. A surface acoustic wave element uses a comb-like metal formed on a substrate.
표면탄성파 소자는 한쪽 방향에서 전기적 신호를 입력하면 기판 상에 표면탄성파(SAW: Surface Acoustic Wave)가 발생하게 된다. 표면탄성파라고 불리우는 기계적인 진동은 반대편에서 다시 전기적인 신호로 변환되게 되는데, 여기서 기판 자체의 표면탄성파 주파수와 입력된 전기적 신호의 주파수가 다르면 신호가 전달되지 않고 제거(사라지게) 된다. 즉, 표면탄성파 소자는 필터 자체가 가진 기계-물질적 주파수와 같은 주파수만 통과시키는 BPF(대역통과필터)가 된다.Surface acoustic wave devices generate surface acoustic waves (SAWs) on a substrate when an electrical signal is input in one direction. The mechanical vibration, called surface acoustic wave, is converted back to an electrical signal on the opposite side. If the surface acoustic wave frequency of the substrate itself is different from the frequency of the input electrical signal, the signal is not transmitted but eliminated. That is, the surface acoustic wave element becomes a BPF (bandpass filter) that allows only the frequency equal to the mechanical-material frequency possessed by the filter itself.
표면탄성파 소자는 인위적인 코일콘덴서(LC) 공진의 원리를 이용한 필터에 비해 통과시키는 대역폭이 굉장히 좁아서, 필요 없는 주파수의 신호를 거의 완벽하게 걸러낸다. 따라서, 표면탄성파 소자는 이동 통신기기와 같은 무선 통신 회로의 고주파 회로부 또는 필터 소자가 탑재된 전자기기 등에 사용된다.
The surface acoustic wave device has a very narrow bandwidth to pass through compared with a filter using an artificial resonance (LC) resonance principle, so that signals of unnecessary frequencies are almost completely filtered out. Therefore, the surface acoustic wave device is used in a high-frequency circuit portion of a wireless communication circuit such as a mobile communication device or an electronic device on which a filter element is mounted.
이하, 본 발명에 따른 표면탄성파 소자 및 그 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a surface acoustic wave device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described.
도 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표면 탄성파 소자(200)는 압전소자(110)의 기판(Substrate) 상에 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave)를 생성하는 IDT(Inter-Digitated Transducer) 진동부(120)가 형성되고, IDT 진동부(120)로부터 일정 간격으로 이격되게 패드(Pad)(130)가 복수 개로 형성되며, 이 패드(130) 상에 일정 높이로 범프(Bump)(140)가 형성되고, IDT 진동부(120)가 형성된 면과 대향되도록 범프(140)를 통하여 압전소자(110)에 플립칩 본딩(Flipchip Bonding)으로 실장 기판(Ceramic Substrate)(150)이 실장되며, 실장 기판(150)으로부터 압전소자(110)에 수지필름(160)이 봉지되며, 실장 기판(150)을 포함하여 수지필름(160) 상의 전체에 패릴린(Parylene) 또는 초발수 코팅제(170)가 코팅되어 있는 구조를 갖는다.2, a surface acoustic wave device 200 according to an embodiment of the present invention includes an IDT (Inter-Digitated Transducer) vibrating unit for generating a surface acoustic wave on a substrate of a
이때, 압전소자(110)에 봉지된 수지필름(160)은, 압전소자(110)가 실장된 실장 기판(150)을 2 개의 롤러 사이에 통과시키는 열압착 공정을 통해 가열되고 연화됨과 더불어 가압되고 경화된 상태일 수 있다.At this time, the
또한, 압전소자(110)에 플립칩 본딩으로 실장되는 실장기판(150)의 내부에는 범프(140)와 연결되는 비아홀(Via Hole)(190)이 관통되어 외부로 형성되어 있다.A
또한, 표면 탄성파를 발생시키는 IDT 진동부(120)는 빗살무늬형의 금속판 형태로 압전소자(110)의 기판 중앙영역에 형성되고, 그 재료는 알루미늄(Al)이 선택될 수 있으며, 0.3 내지 0.5 ㎛의 두께로 형성될 수 있다.The IDT vibrating
또한, 수지필름(160)은, 에폭시계 수지 조성물, 폴리이미드계 수지 조성물, 폴리올레핀계 수지 조성물을 포함하는 열연화성 및 접착성을 갖는 재료일 수 있다.In addition, the
또한, 압전소자(110)의 기판 상에 IDT 진동부(120)와 복수의 패드(130)의 일부가 노출되도록 절연막(180)이 덮여 형성될 수 있다.An insulating
그리고, 절연막(180)의 재료는 실리콘나이트라이드(SiNx)를 포함하는 유전체이고, 두께가 0.01 내지 0.02 ㎛ 일 수 있다.
The material of the insulating
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 표면 탄성파 소자의 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
도 4에 도시된 바와 같이, 압전소자(110)의 기판 상에 빗살무늬형의 금속판 형태로 기판의 중앙영역에 IDT 진동부(120)를 형성한다. IDT 진동부(120)의 재료는 알루미늄(Al)이 선택될 수 있다. 기판 상에 IDT전극부(120)를 형성하는 방법은 다음과 같다.As shown in FIG. 4, the
압전소자(110)의 기판 전면에 0.3 ~ 0.5 um의 두께로 금속(예: Al)을 증착한다. 이후 포토레지스트를 이용한 포토리소그라피(Photolithography) 공정(코팅/노광/현상)을 통해 기판의 중앙영역에 형성된 금속을 제외하고 모두 식각하여 IDT 진동부(120)를 형성한다. 이 과정에서, 금속의 식각 방법은 염화붕소(BCl), 염소(Cl2) 가스 등을 이용한 건식 식각 방법이 선택될 수 있다. 이후 불필요한 포토레지스트 패턴은 스트립 공정을 통해 제거한다.A metal (for example, Al) is deposited on the entire surface of the
다음, IDT 진동부(120)와 이격된 거리를 갖도록 압전소자(110)의 기판 상에 복수의 패드(130)를 형성한다. 패드(130)의 재료는 티타늄(Ti) 및 금(Au)이 선택될 수 있다. 압전소자(110)의 기판 상에 패드(130)를 형성하는 방법은 다음과 같다.Next, a plurality of
포토레지스트를 이용한 포토리소그라피(Photolithography) 공정(코팅/노광/현상)을 통해 기판 상에 IDT 진동부(120)를 보호하는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이후 기판의 전면에 0.45 ~ 0.55um의 두께로 금속(예: Ti/Au)을 증착한다. 이때, IDT 진동부(120)는 포토레지스트 패턴에 의해 보호된다. 따라서, 패드(130)가 되는 금속은 IDT 진동부(120)가 형성된 영역을 제외한 기판의 전면에 형성된다. 이후 리프트오프(Lift-off) 공정을 통해 IDT 진동부(120)와 이격된 거리를 갖도록 기판의 표면에 증착된 금속을 벗겨낸다.A photolithography process (coating / exposure / development) using a photoresist is performed to form a photoresist pattern that protects the
다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 패드(130)의 일부를 노출하는 제1개구부(135)를 갖도록 압전소자(110)의 기판 상에 절연막(180)을 형성한다. 절연막(180)은 패드(130)를 전기적으로 절연함과 동시에 그의 일부만을 노출하는 역할을 한다. 절연막(180)의 재료는 실리콘나이트라이드(SiNx) 등과 같은 유전체가 선택될 수 있다. 패드(130)를 절연하는 절연막(180)을 형성하는 방법은 다음과 같다.Next, as shown in FIG. 4, an insulating
압전소자(110)의 기판 전면에 0.01 ~ 0.02um의 두께로 유전체 물질(예: SiNx)을 증착한다. 이때, 유전체 물질의 증착 방법은 플라즈마 화학증착 장비(PECVD)를 이용할 수 있다. 그리고 장비의 챔버 내부는 모노실란(SiH4), 암모니아(NH3) 가스 등이 유입된 분위기로 설정될 수 있다. 이후 포토레지스트를 이용한 포토리소그라피(Photolithography) 공정(코팅/노광/현상)을 통해 제1개구부(135)가 형성될 영역을 노출하는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이후, 절연막(180)을 식각하면 절연막(180)의 일부에 제1개구부(135)가 형성된다. 이 과정에서, 절연막(180)의 식각 방법은 사불화탄소(CF4), 산소(O2) 가스 등일 이용한 건식 식각 방법이 선택될 수 있다. 이후, 불필요한 포토레지스트 패턴은 스트립 공정을 통해 제거한다.A dielectric material (for example, SiNx) is deposited on the entire surface of the
다음, 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 패드(130) 상에 일정 높이로 범프(140)를 형성한다. 여기서, 범프(140)의 재료는 솔더, 금, 도전 수지 등으로 할 수 있다. 이때, 범프(140)는 압전소자(110)와 실장 기판(150)을 전기적으로 접속하는 것이어도 되고, 실장 기판(150)에의 기계적인 고착을 위한 것이어도 된다. 또한, 범프(140)는 압전소자(110)와 실장 기판(150)의 간격을 유지하기 위하여 형성되어 있는 것이어도 된다.Next, as shown in FIG. 5, bumps 140 are formed on the plurality of
다음, 도 6에 도시된 바와 같이 IDT 진동부(120)가 형성된 면과 대향되도록 범프(140)를 통하여 압전소자(110)에 플립칩 본딩(Flip-chip Bonding)으로 실장 기판(Ceramic Substrate)(150)을 실장시킨다.Next, as shown in FIG. 6, the
다음, 수지필름(160)을 압전소자(110)를 실장한 실장 기판(150)의 압전소자(110) 상에 배치하여, 수지필름(160)으로 압전소자(20)를 덮도록 하고, 소정의 온도와 갭으로 설정한 2 개의 롤러 사이에, 수지필름(160)을 배치한 압전소자(110)를 통과시켜 수지필름(160)을 압전소자(110) 및 실장기판(150)에 열압착하여 도 7에 도시된 바와 같이 봉지한다. 이 통과에 있어서 수지필름(160)을 롤러에 의해 가열하여 연화시킴과 더불어 압전소자(110)의 주변에, 수지필름(160)을 압전소자(110)들 사이에 매립하고 수지필름(160)을 실장기판(150)에 열압착하는 라미네이트(Laminate) 공정을 수행한다. 따라서, 라미네이팅 및 경화 공정에 의해 생성된 수지필름(160)을 통해 압전소자(110)가 보호된다.Next, the
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이 실장기판(150)과, 실장기판(150)에 범프(140)를 통하여 실장된 압전소자(110)를 포함해 기판 전체에 페릴린(Parylene) 또는 초발수 코팅제(170)로 코팅을 수행한다. 따라서, 이 코팅층에 의해 습기 문제를 해결하고 고신뢰성의 탄성 표면파 소자를 구현할 수 있다.
Next, as shown in FIG. 8, a mounting
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 표면 탄성파 소자의 제조 방법의 흐름도이다.9 is a flowchart of a method of manufacturing a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
먼저, 압전소자(110)의 기판(Substrate) 상에 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave)를 발생시키는 IDT(Inter-Digitated Transducer) 진동부(120)를 형성한다(S910).First, an IDT (Inter-Digitated Transducer)
이어, 압전소자(110)의 기판 상에 IDT 진동부(120)로부터 일정 간격으로 이격되게 복수의 패드(130)를 형성한다(S920).Next, a plurality of
S390 단계 이후에, 도 5에 도시된 바와 같이 압전소자(110)의 기판 상에 절연막(180)이 증착되고, 범프(140)가 형성될 복수의 패드(130) 부위의 절연막과, IDT 진동부(120)의 절연막은 제거시킨다. 이때, 절연막의 재료는 실리콘나이트라이드(SiNx)를 포함하는 유전체이고, 두께가 0.01 내지 0.02 ㎛ 일 수 있다.5, an insulating
이어, 복수의 패드(130) 상에 일정 높이로 각각 범프(140)를 형성한다(S930).Next, the
이어, IDT 전극부(120)가 형성된 면과 대향되도록 범프(140)를 통하여 압전소자(110)에 플립칩 본딩(Flip-chip Bonding)으로 실장 기판(Ceramic Substrate)(150)을 실장한다(S940).Subsequently, a
이어, 실장 기판(150)으로부터 압전소자(110)에 수지필름(160)을 봉지한다(S950).Next, the
이때, 롤러를 사용하고 수지필름(160)을 가열하여 연화시킴과 더불어 가압하는 열압착 공정을 가질 수 있다.At this time, it is possible to use a roller and heat and soften the
또한, 열압착 공정은 압전 소자(110)가 실장된 실장 기판(150)을 2 개의 롤러 사이를 통과시켜서 행하고, 실장 기판(150)을 평면대에 고정하여 행할 수 있다.The thermocompression bonding process can be performed by passing the mounting
또한, 수지필름은, 에폭시계 수지 조성물, 폴리이미드계 수지 조성물, 폴리올레핀계 수지 조성물을 포함하는 열연화성 및 접착성을 갖는 재료일 수 있다.Further, the resin film may be a material having a hot-melting property and an adhesive property including an epoxy resin composition, a polyimide resin composition and a polyolefin resin composition.
이어, 실장 기판(150)을 포함하여 수지필름(160) 상의 전체를 패릴린(Parylene) 또는 초발수 코팅제(170)로 코팅한다(S960).Next, the entire surface of the
여기서, 페릴린 코팅은 Dicing 을 통해 개개의 소자로 분리한 후, UV Tape 에 개개의 소자가 붙은 상태에서 페릴린을 코팅한다.Here, the perylene coating is separated into individual devices through dicing, and the perylene coating is performed with the individual elements attached to the UV tape.
따라서, 본 발명에 따른 표면 탄성파 소자(200)는 수지필름(160)에 의해 압전소자(110)가 보호되고, 도 10에 도시된 바와 같이 패릴린(Parylene) 또는 초발수 코팅제(170)에 의해 습기가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 페릴린 코팅과 초발수 코팅을 한 제품과 기존품의 특성을 검사하여 신뢰성의 진행 결과를 비교한 도면이다. 도 10에서, 기존품은 CSP type이고, 본 발명에 따른 제품은 기존품에 0.5 ㎛ 또는 2 ㎛의 두께로 페릴린 코팅하거나 기존품에 초발수 코팅한 것이다. 평가 방법으로는 각 항목별 10개 제품의 특성을 검사하되, 130도, 85%, 96h로 HAST(High Acceleratre Stress Test) 후 전기적 특성을 검사하거나, FC-40 Dipping 후 전기적 특성을 검사하였다. 신뢰성 진행 결과, HAST 96h 테스트의 경우 4가지 제품 모두가 Pass되어 비교가 불가하였고, FC-40 용액 Dipping 결과는 도 10에 도시된 바와 같이 기존품의 경우 32h 후에 NG가 발생하여 더 이상 진행하지 못한데 반하여 1160h이 경과하여도 NG가 발생하지 않고 진행됨을 알 수 있다. 따라서, 페릴린 및 초발수 코팅 적용 제품의 경우 신뢰성 개선에 효과적임을 알 수 있다.Therefore, in the surface acoustic wave device 200 according to the present invention, the
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims and their equivalents. Only. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
본 발명은 중공 구조를 갖는 표면탄성파 소자의 제작 시 수지 필름으로 덮여진 외부에 고습에 견디는 물질을 추가함으로써 기존의 신뢰성 수준보다 강화된 조건에서 견딜 수 있도록 하는 고신뢰성의 표면탄성파 소자 및 그 제조방법을 제공하는데에 이용할 수 있다.
The present invention relates to a highly reliable surface acoustic wave device which can withstand a condition higher than a conventional reliability level by adding a substance resistant to high humidity to the outside covered with a resin film in the production of a surface acoustic wave device having a hollow structure, For example.
100 : 표면 탄성파 소자 110 : 압전소자
120 : IDT 진동부 130 : 패드
140 : 범프 150 : 실장기판
160 : 수지필름 170 : 초발수 코팅제
180 : 절연막 190 : 비아홀(via hole)100: surface acoustic wave element 110: piezoelectric element
120: IDT vibrator 130: pad
140: Bump 150: Mounting substrate
160: Resin film 170: super water-repellent coating agent
180: insulating film 190: via hole
Claims (13)
상기 IDT 진동부가 형성된 면과 대향되도록 상기 범프를 통하여 상기 압전소자에 플립칩 본딩(Flipchip Bonding)으로 실장 기판(Ceramic Substrate)이 실장되며, 상기 실장 기판으로부터 상기 압전소자에 수지필름이 봉지되며,
습기가 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 실장 기판을 포함하여 상기 수지필름 상의 전체에 패릴린(Parylene) 또는 초발수 코팅제가 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자.
An IDT (Inter-Digitated Transducer) vibrating portion for generating a surface acoustic wave is formed on a substrate of a piezoelectric element, a pad is formed at a predetermined distance from the IDT vibrating portion, A bump is formed on the pad at a constant height,
A ceramic substrate is mounted on the piezoelectric element by flip chip bonding so as to face the surface on which the IDT vibrating portion is formed and the resin film is sealed from the mounting substrate to the piezoelectric element,
Wherein a parylene or super water repellent coating agent is coated on the entire surface of the resin film including the mounting substrate to prevent moisture from being generated.
상기 압전소자에 봉지된 상기 수지필름은, 상기 압전소자가 실장된 실장 기판을 2 개의 롤러 사이에 통과시키는 열압착 공정을 통해 가열되고 연화됨과 더불어 가압되고 경화된 상태인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the resin film encapsulated in the piezoelectric element is in a state of being pressed and hardened while being heated and softened through a thermocompression process of passing the mounting board on which the piezoelectric element is mounted between two rollers .
상기 수지필름은, 에폭시계 수지 조성물, 폴리이미드계 수지 조성물, 폴리올레핀계 수지 조성물을 포함하는 열연화성 및 접착성을 갖는 재료인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자.
3. The method according to claim 1 or 2,
Characterized in that the resin film is a material having a hot-melting property and an adhesive property, which comprises an epoxy resin composition, a polyimide resin composition, and a polyolefin resin composition.
상기 압전소자의 기판 상에 상기 IDT 진동부와 상기 패드의 일부가 노출되도록 절연막이 덮여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자.
The method according to claim 1,
Wherein an insulating film is formed on the substrate of the piezoelectric element so that the IDT vibrating portion and a part of the pad are exposed.
상기 절연막의 재료는 실리콘나이트라이드(SiNx)를 포함하는 유전체이고, 두께가 0.01 내지 0.02 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자.
5. The method of claim 4,
Wherein the material of the insulating film is a dielectric material including silicon nitride (SiNx) and has a thickness of 0.01 to 0.02 占 퐉.
(b) 상기 압전소자의 기판 상에 상기 IDT 진동부로부터 일정 간격으로 이격되게 복수의 패드(Pad)를 형성하는 단계;
(c) 상기 복수의 패드 상에 각각 일정 높이로 범프(Bump)를 형성하는 단계;
(d) 상기 IDT 전극부가 형성된 면과 대향되도록 상기 범프를 통하여 상기 압전소자에 플립칩 본딩(Flip-chip Bonding)으로 실장 기판(Ceramic Substrate)을 실장하는 단계;
(e) 상기 실장 기판으로부터 상기 압전소자에 수지필름을 봉지하는 단계; 및
(f) 습기가 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 실장 기판을 포함하여 상기 수지필름 상의 전체를 패릴린(Parylene) 또는 초발수 코팅제로 코팅하는 단계;
를 포함하는 표면 탄성파 소자의 제조 방법.
(a) forming an IDT (Inter-Digitated Transducer) vibrating portion for generating a surface acoustic wave on a substrate of a piezoelectric element;
(b) forming a plurality of pads on the substrate of the piezoelectric element so as to be spaced apart from the IDT vibrating portion at regular intervals;
(c) forming a bump at a constant height on the plurality of pads;
(d) mounting a ceramic substrate on the piezoelectric element via flip-chip bonding by way of the bump so that the IDT electrode portion is opposed to the surface on which the IDT electrode portion is formed;
(e) sealing the resin film from the mounting substrate to the piezoelectric element; And
(f) coating the entire surface of the resin film with a parylene or super water repellent coating, including the mounting substrate, to prevent moisture from being generated;
The surface acoustic wave device comprising:
상기 (a) 단계는, 상기 IDT 진동부를 빗살무늬형의 금속판 형태로 상기 압전소자의 기판 중앙영역에 형성하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the step (a) comprises forming the IDT oscillating portion in the form of a comb-shaped metal plate in the central region of the substrate of the piezoelectric element.
상기 (b) 단계는, 상기 복수의 패드를 상기 IDT 진동부와 이격된 거리를 갖도록 상기 압전소자의 기판 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the step (b) comprises forming the plurality of pads on the substrate of the piezoelectric element so as to be spaced apart from the IDT vibrating part.
상기 (b) 단계 이후에, 상기 압전소자의 기판 상에 절연막이 증착되고, 상기 범프가 형성될 복수의 패드 부위의 절연막과, 상기 IDT 진동부의 절연막은 제거시키는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자의 제조 방법.
The method according to claim 6,
The method of manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 1, wherein after the step (b), an insulating film is deposited on the substrate of the piezoelectric element, and the insulating film of a plurality of pad portions where the bump is to be formed and the insulating film of the IDT oscillating portion are removed Way.
상기 수지필름은, 에폭시계 수지 조성물, 폴리이미드계 수지 조성물, 폴리올레핀계 수지 조성물을 포함하는 열연화성 및 접착성을 갖는 재료인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Characterized in that the resin film is a material having a hot-melting property and an adhesive property, which comprises an epoxy resin composition, a polyimide resin composition, and a polyolefin resin composition.
상기 (e) 단계는, 롤러를 사용하고 상기 수지필름을 가열하여 연화시킴과 더불어 가압하는 열압착 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the step (e) includes a thermocompression bonding step of heating and softening the resin film using a roller and pressing the resin film.
상기 열압착 공정은 상기 압전 소자가 실장된 실장 기판을 2 개의 롤러 사이를 통과시켜서 행하고, 상기 실장 기판을 평면대에 고정하여 행하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the thermocompression bonding step is performed by passing the mounting board on which the piezoelectric element is mounted between two rollers, and fixing the mounting board to a flat base.
상기 절연막의 재료는 실리콘나이트라이드(SiNx)를 포함하는 유전체이고, 두께가 0.01 내지 0.02 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 소자의 제조 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the material of the insulating film is a dielectric material including silicon nitride (SiNx) and has a thickness of 0.01 to 0.02 탆.
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