KR101455074B1 - 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법 및 그 모듈 - Google Patents

탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법 및 그 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중공 구조를 포함하는 탄성 표면파 소자를 다른 소자들과 함께 하나의 실장기판에 모듈로 제작할 때 절연성 포장부재를 이용하여 가장 간소화 된 공정으로 저가화, 소형화 및 고신뢰성의 모듈을 제작할 수 있도록 한 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법 및 그 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈은, 기판 상에 표면탄성파를 생성하는 IDT 전극부가 형성되고, 상기 IDT 전극부와 이격하여 복수의 패드가 형성되며, 상기 복수의 패드의 일부를 노출하는 제1 개구부를 갖도록 절연막이 형성되며, 상기 IDT 전극부를 둘러싸도록 상기 IDT 전극부와 상기 복수의 패드 사이에 기둥부가 형성되며, 상기 기둥부와 함께 중공을 갖는 돔을 형성하도록 상기 기둥부에 지붕부가 안착되며, 상기 절연막과 상기 지붕부를 덮도록 내습용 보호막이 증착된 표면 탄성파 소자; 상기 복수의 패드 상에 일정 높이로 각각 형성된 범프(Bump); 상기 IDT 전극부와 대향하도록 상기 범프에 플립칩 본딩(Flip-chip Bonding)으로 실장된 PCB 기판; 및 상기 PCB 기판으로부터 상기 범프를 비롯해 탄성 표면파 소자를 모두 덮는 절연성 포장부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법 및 그 모듈{Module manufacturing method using a Surface Aucoustic Wave element, and module thereof}
본 발명은 탄성 표면파 소자를 이용해 모듈을 제작하는 방법과 그 모듈에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 중공 구조를 포함하는 웨이퍼 레벨 탄성 표면파 소자를 다른 소자들과 함께 하나의 실장기판에 모듈로 제작하는 경우에 가장 간소화 된 공정으로 저가화, 소형화 및 고신뢰성의 모듈을 제작할 수 있도록 한 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법 및 그 모듈에 관한 것이다.
종래 탄성 표면파 소자는 기판 위에 기능부(IDT)를 형성하고 중공구조를 통해 기능부(IDT)를 보호하며, 기판 위에 복수 개의 외부접속단자가 형성되고, 외부접속단자에 PCB 등 회로기판을 전기적으로 접속하기 위한 돌기전극이 형성되며, 중공구조를 완전히 덮도록 에폭시 등 수지를 이용하여 몰딩한 형태로 제작되고 있다.
이러한 탄성 표면파 소자는 도 1에 도시된 바와 같이 절연성 포장부재를 이용하여 압전기판 상부 전면을 덮도록 제작하고 있다. 또한 탄성 표면파 소자가 실장되는 모듈의 제작에 있어서도 절연성 포장부재로 탄성 표면파 소자와 다른 전자부품 소자를 모두 덮도록 설치해야 한다.
그런데, 탄성 표면파 소자의 절연성 포장부재와 모듈의 절연성 포장부재가 동일한 재질이 아니면, 2 개의 절연성 포장부재 간의 밀착력과 열팽창 계수의 차이를 고려하여 선정해야 한다.
모듈의 후공정에서 동일하거나 또는 보다 높은 고온의 Reflow 공정이 있게 되면, 열팽창 계수의 차이로 인해 밀착력이 약한 2 개의 절연성 포장부재 간의 틈새가 생기고, 이미 접합된 탄성 표면파 소자의 납땜이 2 개의 절연성 포장부재의 틈새를 따라 흐르게 되고, 이로 인해 쇼트(short)가 발생해 불량을 야기시키는 문제점이 있다.
또한, 탄성 표면파 소자와 다른 전자부품 소자를 하나의 실장기판에 실장하고 절연성 포장부재로 전체를 덮도록 제작하는 모듈에 있어서, 탄성 표면파 소자의 절연성 포장부재를 설치하는 것은 추가적인 공수가 증가하는 문제점도 있다.
한편, 실장기판과 접속하기 위해 외부접속단자와 전기적으로 연결된 돌기전극을 형성하는 방법에 있어서는 레이저 가공에 의해 절연성 포장부재에 관통구(Thru hole)를 형성해 도금하는 기법이 특허문헌에 소개되어 있다.
그러나, 레이저 가공은 장비가 비쌀 뿐만 아니라, 가공을 위해 압전기판 상에 설치된 외부접속단자의 손상을 보호하기 위해 금(Au) 등의 금속층을 매우 두껍게 형성해야 하기 때문에 비용(cost)이 많이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 전기 도금법에 의해 돌기전극을 형성함에 있어서, Flux 내성에 강한 절연성 포장부재를 이용할 수 있지만 이 방법도 공수가 증가하고 비용(cost)이 증가한다는 문제점이 있다.
대한민국 특허등록공보 제 561319 호 (등록일:2006.03.09)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 중공 구조를 포함하는 웨이퍼 레벨 탄성 표면파 소자를 다른 소자들과 함께 하나의 실장기판에 모듈로 제작하는 경우에 가장 간소화 된 공정으로 저가화, 소형화 및 고신뢰성의 모듈을 제작할 수 있도록 한 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법 및 그 모듈을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 상에 표면탄성파를 생성하는 IDT 전극부가 형성되고, 상기 IDT 전극부와 이격하여 복수의 패드가 형성되며, 상기 복수의 패드의 일부를 노출하는 제1 개구부를 갖도록 절연막이 형성되며, 상기 IDT 전극부를 둘러싸도록 상기 IDT 전극부와 상기 복수의 패드 사이에 기둥부가 형성되며, 상기 기둥부와 함께 중공을 갖는 돔을 형성하도록 상기 기둥부에 지붕부가 안착되며, 상기 절연막과 상기 지붕부를 덮도록 내습용 보호막이 증착된 표면 탄성파 소자; 상기 복수의 패드 상에 일정 높이로 각각 형성된 범프(Bump); 상기 IDT 전극부와 대향하도록 상기 범프에 플립칩 본딩(Flip-chip Bonding)으로 실장된 PCB 기판; 및 상기 PCB 기판으로부터 상기 범프를 비롯해 탄성 표면파 소자를 모두 덮는 절연성 포장부재를 포함하는 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈이 제공된다.
또한, 상기 탄성 표면파 소자는 상기 절연막과 상기 복수의 패드 및 상기 지붕부를 덮도록 내습용 보호막이 증착된 후 상기 복수의 패드 상에 증착된 내습용 보호막이 제거된 것이다.
또한, 상기 IDT 전극부는 빗살무늬형의 금속판 형태로 상기 기판의 중앙 영역에 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 패드는 금(Au) 재질이 바람직하다.
또한, 상기 지붕부는 라미네이팅 공법등을 통해 상기 기둥부에 안착될 수 있다.
그리고, 상기 기둥부는 사각형 또는 직사각형으로 형성되고, 상기 지붕부의 크기는 상기 기둥부가 둘러싸고 있는 면적에 대응할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 기판 상에 표면탄성파를 생성하는 IDT(Inter-Digitated Transducer) 전극부를 형성하는 단계; (b) 상기 기판 상에 상기 IDT 전극부로부터 일정 간격으로 이격되게 복수의 패드(Pad)를 형성하는 단계; (c) 상기 복수의 패드의 일부를 노출하는 제1 개구부를 갖도록 상기 기판 상에 절연막을 형성하는 단계; (d) 상기 IDT 전극부를 둘러싸도록 상기 IDT 전극부와 상기 복수의 패드 사이에 기둥부(Dam)를 형성하는 단계; (e) 상기 기둥부와 함께 중공을 갖는 돔을 형성하도록 상기 기둥부에 안착된 지붕부를 형성하는 단계; (f) 상기 절연막과 상기 복수의 패드 및 상기 지붕부를 덮도록 내습용 보호막을 증착하고, 상기 복수의 패드 상에 증착된 내습용 보호막을 제거하는 단계; (g) 상기 복수의 패드 상에 일정 높이로 각각 범프(Bump)를 1 개 이상 중첩 형성하는 단계; (h) 상기 IDT 전극부와 대향하도록 상기 범프에 플립칩 본딩(Flip-chip Bonding)으로 PCB 기판을 실장하는 단계; 및 (i) 상기 PCB 기판으로부터 상기 범프를 비롯해 탄성 표면파 소자를 모두 절연성 포장부재로 덮어 모듈을 제작하는 단계를 포함하는 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법이 제공된다.
또한, 상기 (a) 단계는 상기 IDT 전극부를 빗살무늬형의 금속판 형태로 상기 기판의 중앙 영역에 형성할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계는 금(Au) 재질의 상기 복수의 패드를 형성할 수 있다.
그리고, 상기 (e) 단계는 라미네이팅 등 공법을 통해 상기 지붕부를 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 다른 전자부품들과 함께 하나의 실장기판에 모듈로 제작하는 탄성표면파 소자를 제작함에 있어서 절연성 포장부재를 설치하지 않아도 되기 때문에 공수를 절감할 수 있으며, 저가로 제작할 수 있다. 따라서, 중공 구조를 포함하는 웨이퍼 레벨 탄성 표면파 소자를 다른 소자들과 함께 하나의 실장기판에 모듈로 제작할 때 가장 간소화 된 공정으로 저가화, 소형화 및 고신뢰성의 모듈을 제작할 수 있다.
또한, 모듈 제작 시, 내습성에 강한 하나의 절연성 포장부재만 설치함에 따라 신뢰성 시험 후 모듈의 전기적 특성 변화가 억제되고, 신뢰성이 높은 탄성 표면파 소자의 모듈 제작이 가능해지는 장점이 있다.
그리고, 전기도금법에 의한 돌기전극을 형성하지 않기 때문에 탄성표면파 소자에 별도의 절연부재를 형성하지 않고도, Si계 화합물 설치만으로도 충분히 습기 및 Flux 유입을 억제할 수 있다.
도 1은 종래 절연성 포장부재로 탄성 표면파 소자와 다른 전자부품 소자를 모두 덮도록 설치된 모듈의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 표면파 소자가 PCB 기판에 실장된 구조를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 표면 탄성파 소자의 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따라 표면 탄성파 소자를 PCB 기판에 실장시키고 절연성 포장부재를 덮어 모듈을 제작하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 표면 탄성파 소자를 이용한 모듈의 제작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
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.
본 발명에 따른 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법 및 그 모듈의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈(100)은, 표면 탄성파 소자(110)와 범프(Bump)(120), PCB 기판(130) 및 절연성 포장부재(140)를 포함한다.
표면 탄성파 소자(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 압축소자의 기판(111) 상에 표면탄성파를 생성하는 IDT 전극부(112)가 형성되고, IDT 전극부(112)와 이격하여 복수의 패드(113)가 형성되며, 복수의 패드(113)의 일부를 노출하는 제1 개구부를 갖도록 절연막(114)이 형성되며, IDT 전극부(112)를 둘러싸도록 IDT 전극부(112)와 복수의 패드(113) 사이에 기둥부(115)가 형성되며, 기둥부(115)와 함께 중공을 갖는 돔을 형성하도록 기둥부(115)에 지붕부(116)가 안착되며, 절연막(114)과 지붕부(116)를 덮도록 내습용 보호막(117)이 증착된다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 표면파 소자가 PCB 기판에 실장된 구조를 나타낸 도면이다.
범프(120)는 복수의 패드 상에 일정 높이로 각각 형성된다.
PCB 기판(130)은 IDT 전극부(112)와 대향하도록 범프(120)에 플립칩 본딩(Flip-chip Bonding)으로 실장된다.
절연성 포장부재(140)는 PCB 기판(130)으로부터 범프(120)를 비롯해 탄성 표면파 소자(110)를 모두 덮는다.
또한, 탄성 표면파 소자(110)는 절연막(114)과 복수의 패드(113) 및 지붕부(116)를 덮도록 내습용 보호막(117)이 증착된 후 복수의 패드(113) 상에 증착된 내습용 보호막(117)이 제거된 것이다. 따라서, 복수의 패드(113) 상에 전기적 접속을 위한 범프(120)가 접속될 수 있다. 이때, 복수의 패드(113)는 금(Au) 재질로 할 수 있다.
또한, IDT 전극부(112)는 빗살무늬형의 금속판 형태로 기판(111)의 중앙 영역에 형성될 수 있다.
또한, 지붕부(116)는 라미네이팅 공법을 통해 기둥부(115)에 안착될 수 있다.
그리고, 기둥부(115)는 사각형 또는 직사각형으로 형성되고, 지붕부(116)의 크기는 기둥부(115)가 둘러싸고 있는 면적에 대응할 수 있다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 표면 탄성파 소자의 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 압전소자의 기판(111) 상에 빗살무늬형의 금속판 형태로 기판(111)의 중앙영역에 IDT 전극부(112)를 형성한다. IDT 전극부(112)의 재료는 알루미늄(Al)이 선택될 수 있다. 기판(111) 상에 IDT 전극부(112)를 형성하는 방법은 다음과 같다.
압전소자의 기판(111) 전면에 0.3 ~ 0.5 um의 두께로 금속(예: Al)을 증착한다. 이후 포토레지스트를 이용한 포토리소그라피(Photolithography) 공정(코팅/노광/현상)을 통해 기판(111)의 중앙영역에 형성된 금속을 제외하고 모두 식각하여 IDT 전극부(112)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.
이어, IDT 전극부(112)와 이격된 거리를 갖도록 압전소자의 기판(111) 상에 복수의 패드(113)를 형성한다. 패드(113)의 재료는 티타늄(Ti) 및 금(Au)이 선택될 수 있다. 압전소자의 기판(111) 상에 패드(113)를 형성하는 방법은 다음과 같다.
포토레지스트를 이용한 포토리소그라피(Photolithography) 공정(코팅/노광/현상)을 통해 기판(111) 상에 IDT 전극부(112)를 보호하는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이후 기판(111)의 전면에 0.45 ~ 0.55 ㎛의 두께로 금속(예: Ti/Au)을 증착한다. 이때, IDT 전극부(112)는 포토레지스트 패턴에 의해 보호된다. 따라서, 패드(113)가 되는 금속은 IDT 전극부(112)가 형성된 영역을 제외한 기판(111)의 전면에 형성된다. 이후 리프트 오프(Lift-off) 공정을 통해 IDT 전극부(112)와 이격된 거리를 갖도록 기판(111)의 표면에 증착된 금속을 벗겨낸다.
다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 패드(113)의 일부를 노출하는 제1 개구부(118)를 갖도록 압전소자의 기판(111) 상에 절연막(114)을 형성한다. 절연막(114)은 패드(113)를 전기적으로 절연함과 동시에 그의 일부만을 노출하는 역할을 한다. 절연막(114)의 재료는 실리콘나이트라이드(SiNx) 등과 같은 유전체가 선택될 수 있다. 패드(113)를 절연하는 절연막(114)을 형성하는 방법은 다음과 같다.
압전소자의 기판(111) 전면에 0.01 ~ 0.02 ㎛의 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 제1 개구부(118)가 형성될 영역을 노출하는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이후, 절연막(114)을 식각하면 절연막(114)의 일부에 제1 개구부(118)가 형성된다. 이 과정에서, 절연막(114)의 식각 방법은 사불화탄소(CF4), 산소(O2) 가스 등을 이용한 건식 식각 방법이 선택될 수 있다. 이후, 불필요한 포토레지스트 패턴은 스트립 공정을 통해 제거한다.
다음, 도 6에 도시된 바와 같이, IDT 전극부(112)를 둘러싸도록 IDT 전극부(112)와 복수의 패드(113) 사이에 기둥부(115)를 형성한다. 기둥부(115)는 사각형 또는 직사각형 등 IDT 전극부(112)의 형상에 대응하여 형성된다. 기둥부(115)는 고분자 화합물 예컨대 감광성 물질(photosensitive material)로 선택될 수 있다. 기둥부(115)를 형성하는 방법은 다음과 같다.
IDT 전극부(112)와 복수의 패드(113) 사이에 기둥부(115)를 라미네이팅, 노광, 베이킹(PEB; Post Exposure Bake), 현상 및 경화 공정을 통해 형성한다. 이 공정은 통상의 포토리소그라피 공정과 유사한 흐름으로 진행되므로 이하 공정 조건에 한하여 더욱 자세히 설명한다. 기둥부(115)를 라미네이팅하는 온도는 대략 80℃, 압력은 대략 0.5Mpa, 분당 라미네이팅 속도는 대략 0.4m/min로 설정될 수 있다. 또한 이 과정에서, 기둥부(115)의 노광 조건은 200mj, 베이킹 조건은 100℃/5분, 현상 조건은 PMA(Propylene glycol methyl ether acetate) 용액에서 대략 3분 30초로 설정될 수 있다. 그리고 기둥부(115)를 견고하게 형성하기 위해 대략 200 ℃ 1 시간 동안 오븐에서 기둥부(115)를 경화시킬 수 있다. 위의 설명에서, 라미네이팅, 노광, 베이킹, 현상 및 경화 공정의 조건은 기둥부(115)를 형성하기 위한 실시예의 조건을 기재한 것일 뿐 이에 한정되지 않는다.
다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 기둥부(115)와 함께 중공(119)을 갖는 돔을 형성하도록 기둥부(115)에 안착된 지붕부(116)를 형성한다. 지붕부(116)의 크기는 기둥부(115)가 둘러싸고 있는 면적에 대응될 수 있다. 지붕부(116)는 기둥부(115)와 같이 감광성 물질로 선택될 수 있다. 즉, 지붕부(116)와 기둥부(115)는 이들 간의 접착력을 고려하여 동일한 고분자 화합물로 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 지붕부(116)를 형성하는 방법은 다음과 같다.
지붕부(116)가 기둥부(115) 상에 안착되도록 라미네이팅, 노광, 베이킹(PEB), 현상 및 경화 공정을 통해 형성한다. 이 공정 또한 통상의 포토리소그라피 공정과 유사한 흐름으로 진행되므로 이하 공정 조건에 한하여 더욱 자세히 설명한다. 지붕부(116)를 라미네이팅하는 온도는 대략 80℃, 압력은 대략 0.5Mpa, 분당 라미네이팅 속도는 대략 0.4m/min로 설정될 수 있다. 또한 이 과정에서, 지붕부(150)의 노광 조건은 450mj, 베이킹 조건은 110℃/5분, 현상 조건은 PMA(Propylene glycol methyl ether acetate) 용액에서 대략 10분으로 설정될 수 있다. 그리고 지붕부(116)를 견고하게 형성하기 위해 대략 200℃/1시간 동안 오븐에서 지붕부(116)를 경화시킬 수 있다. 그러면, 지붕부(116)는 기둥부(115)와 함께 중공(119)을 갖는 돔을 형성하며 IDT 전극부(112)를 보호하게 된다. 위의 설명에서, 라미네이팅, 노광, 베이킹, 현상 및 경화 공정의 조건은 지붕부(116)를 형성하기 위한 실시예의 조건을 기재한 것일 뿐 이에 한정되지 않는다.
다음, 도 8에 도시된 바와 같이, 기판(111) 상에 형성된 복수의 패드(113)와 절연막(114), 기둥부(115) 및 지붕부(116)를 덮도록 내습용 보호막(117)을 증착한다. 내습용 보호막(117)의 재료는 실리콘나이트라이드(SiNx) 등과 같은 유전체가 선택될 수 있다. 내습용 보호막(117)을 형성하는 방법은 다음과 같다.
압전소자의 기판(111) 전면에 0.01 ~ 0.02 ㎛의 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.
한편, 도 9 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따라 표면 탄성파 소자를 PCB 기판에 실장시키고 절연성 포장부재를 덮어 모듈을 제작하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이 복수의 패드(113) 상에 증착된 절연막(114)을 식각하면 절연막(114)의 일부에 제1 개구부(118)가 형성된다. 이 과정에서, 절연막(114)의 식각 방법은 사불화탄소(CF4), 산소(O2) 가스 등을 이용한 건식 식각 방법이 선택될 수 있다.
다음, 도 10에 도시된 바와 같이 복수의 패드(113) 상에 일정 높이로 범프(120)를 형성한다. 여기서, 범프(120)의 재료는 솔더(Solder), 금(Au), 도전 수지 등으로 할 수 있다. 이때, 범프(120)는 압전소자의 기판(111)과 PCB 기판(130)을 전기적으로 접속하는 것이어도 되고, PCB 기판(130)에의 기계적인 고착을 위한 것이어도 된다. 또한, 범프(120)는 압전소자의 기판(111)과 PCB 기판(130)의 간격을 유지하기 위하여 형성되어 있는 것이어도 된다.
다음, 도 11에 도시된 바와 같이 IDT 전극부(112)가 형성된 면과 대향되도록 범프(120)를 통하여 압전소자의 기판(111)에 플립칩 본딩(Flip-chip Bonding)으로 PCB 기판(Printed Circuit Board Substrate)(130)을 실장시킨다.
그리고, 도 12에 도시된 바와 같이 절연성 포장부재(140)를 기판(111)이 실장된 PCB 기판(130) 상에 배치하여, 절연성 포장부재(140)로 표면 탄성파 소자(110)를 덮도록 하여 모듈(100)을 제작한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 표면 탄성파 소자를 이용한 모듈의 제작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 먼저 압전소자의 기판(111) 상에 표면탄성파를 생성하는 IDT(Inter-Digitated Transducer) 전극부(112)를 형성한다(S1310).
이때, IDT 전극부(112)를 빗살무늬형의 금속판 형태로 기판(111)의 중앙 영역에 형성할 수 있다.
이어, 기판(111) 상에 IDT 전극부(112)로부터 일정 간격으로 이격되게 복수의 패드(113)를 형성한다(S1320)
이때, 복수의 패드(113)는 금(Au) 재질로 형성할 수 있다.
이어, 복수의 패드(113)의 일부를 노출하는 제1 개구부(118)를 갖도록 기판(111) 상에 절연막(114)을 형성한다(S1330).
이어, IDT 전극부(112)를 둘러싸도록 IDT 전극부(112)와 복수의 패드(113) 사이에 기둥부(115)를 형성한다(S1340).
이어, 기둥부(115)와 함께 중공을 갖는 돔을 형성하도록 기둥부(115)에 안착된 지붕부(116)를 형성한다(S1350).
이때, 라미네이팅 공법을 통해 지붕부(116)를 형성할 수 있다.
이어, 절연막과 복수의 패드 및 지붕부를 덮도록 내습용 보호막(117)을 증착하고, 복수의 패드(113) 상에 증착된 내습용 보호막을 제거한다(S1360).
이어, 복수의 패드(113) 상에 일정 높이로 각각 범프(120)를 형성한다(S1370).
이어, IDT 전극부와 대향하도록 범프(120)에 플립칩 본딩(Flip-chip Bonding)으로 PCB 기판(130)을 실장한다(S1380).
그리고, PCB 기판(130)으로부터 범프를 비롯해 탄성 표면파 소자를 모두 절연성 포장부재(140)로 덮어 모듈을 제작한다(S1390).
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 중공 구조를 포함하는 웨이퍼 레벨 탄성 표면파 소자를 다른 소자들과 함께 하나의 실장기판에 모듈로 제작하는 경우에 가장 간소화 된 공정으로 저가화, 소형화 및 고신뢰성의 모듈을 제작할 수 있도록 한 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법 및 그 모듈을 실현할 수 있다.
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.
본 발명은 중공 구조를 포함하는 탄성 표면파 소자를 다른 소자들과 함께 하나의 실장기판에 모듈로 제작할 때 절연성 포장부재를 이용하여 저가화, 소형화 및 고신뢰성의 모듈을 제작할 수 있도록 한 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법 및 그 모듈에 적용할 수 있다.
100 : 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 110 : 표면 탄성파 소자
111 : 기판 112 : IDT 전극부
113 : 복수의 패드 114 : 절연막
115 : 기둥부 116 : 지붕부
117 : 내습용 보호막 118 : 제1 개구부
119 : 중공 120 : 범프
130 : PCB 기판 140 : 절연성 포장부재

Claims (10)

  1. (a) 기판 상에 표면탄성파를 생성하는 IDT(Inter-Digitated Transducer) 전극부를 형성하는 단계;
    (b) 상기 기판 상에 상기 IDT 전극부로부터 일정 간격으로 이격되게 복수의 패드(Pad)를 형성하는 단계;
    (c) 상기 복수의 패드의 일부를 노출하는 제1 개구부를 갖도록 상기 기판 상에 절연막을 형성하는 단계;
    (d) 상기 IDT 전극부를 둘러싸도록 상기 IDT 전극부와 상기 복수의 패드 사이에 기둥부(Dam)를 형성하는 단계;
    (e) 상기 기둥부와 함께 중공을 갖는 돔을 형성하도록 상기 기둥부에 안착된 지붕부를 형성하는 단계;
    (f) 상기 절연막과 상기 복수의 패드 및 상기 지붕부를 덮도록 내습용 보호막을 증착하고, 상기 복수의 패드 상에 증착된 내습용 보호막을 제거하는 단계;
    (g) 내습용 보호막이 제거된 복수의 패드 상에 일정 높이로 각각 범프(Bump)를 1 개 이상 중첩 형성하는 단계;
    (h) 상기 IDT 전극부와 대향하도록 상기 범프에 플립칩 본딩(Flip-chip Bonding)으로 PCB 기판을 실장하는 단계; 및
    (i) 상기 PCB 기판으로부터 상기 범프를 비롯해 탄성 표면파 소자를 모두 절연성 포장부재로 덮어 모듈을 제작하는 단계;
    를 포함하는 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (a) 단계는 상기 IDT 전극부를 빗살무늬형의 금속판 형태로 상기 기판의 중앙 영역에 형성하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (b) 단계는 금(Au) 재질의 상기 복수의 패드를 형성하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 (e) 단계는 라미네이팅 공법을 통해 상기 지붕부를 형성하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법.
  5. 기판 상에 표면탄성파를 생성하는 IDT 전극부가 형성되고, 상기 IDT 전극부와 이격하여 복수의 패드가 형성되며, 상기 복수의 패드의 일부를 노출하는 제1 개구부를 갖도록 절연막이 형성되며, 상기 IDT 전극부를 둘러싸도록 상기 IDT 전극부와 상기 복수의 패드 사이에 기둥부가 형성되며, 상기 기둥부와 함께 중공을 갖는 돔을 형성하도록 상기 기둥부에 지붕부가 안착되며, 상기 절연막과 상기 지붕부를 덮도록 내습용 보호막이 증착된 표면 탄성파 소자;
    상기 복수의 패드 상에 일정 높이로 각각 형성된 범프(Bump);
    상기 IDT 전극부와 대향하도록 상기 범프에 플립칩 본딩(Flip-chip Bonding)으로 실장된 PCB 기판; 및
    상기 PCB 기판으로부터 상기 범프를 비롯해 탄성 표면파 소자를 모두 덮는 절연성 포장부재;
    를 포함하되
    상기 복수의 패드 상에 증착된 내습용 보호막은 제거되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈.
  6. 삭제
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 IDT 전극부는 빗살무늬형의 금속판 형태로 상기 기판의 중앙 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 패드는 금(Au) 재질인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 지붕부는 라미네이팅 공법을 통해 상기 기둥부에 안착된 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 기둥부는 사각형 또는 직사각형으로 형성되고, 상기 지붕부의 크기는 상기 기둥부가 둘러싸고 있는 면적에 대응하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈.
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