KR20010021017A - 전자 장치 소자의 탑재 방법 및 탄성 표면파 장치의 제조방법 - Google Patents

전자 장치 소자의 탑재 방법 및 탄성 표면파 장치의 제조방법 Download PDF

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무라타 야스타카
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Abstract

본 발명은 전자 장치 소자를 탑재하는 방법에 관한 것으로서, 표면에 금속 범프를 갖는 전자 장치 소자를 준비하는 단계, 압력 표면을 갖는 본딩 기구를 준비하는 단계, 상기 본딩 기구의 압력면이 상기 전자 장치 소자의 배면에 접촉해 있도록 하는 단계, 및 상기 본딩 기구에 초음파를 인가하여 상기 전자 장치 소자를 탑재 기판에 탑재하는 단계를 포함한다. 초음파 진동 방향에 있어서 본딩 기구의 압력의 최대 길이는, 초음파 진동 방향에 있어서 전자 장치 소자의 배면의 최대길이의 0.5배를 초과한다.

Description

전자 장치 소자의 탑재 방법 및 탄성 표면파 장치의 제조 방법{Mounting method for electronic device elements and manufacturing method for surface acoustic wave device}
본 발명은 전자 장치 소자를 탑재하는 방법에 관한 것으로서 특히, 초음파를 인가하고 탄성 표면파 장치를 탑재 기판 쪽으로 대하여 압축하면서 탄성 표면파 장치를 탑재 기판에 탑재하는 방법에 관한 것이다.
최근의 전자 소자의 소형화 및 박형화에 따라, 전자 장치 소자를 기판에 탑재하는 방법으로서 플립 칩 본딩 방법(flip chip bonding method)이 발전되어 왔다. 상기 플립 칩 본딩 방법은 그 기능면이 기판에 대향하도록 전자 소자 장치의 기능면을 배치하여, 상기 전자 장치 소자를 거기에 고정시키는 탑재 방법이다. 상기 방법은 전자 장치 소자의 전극에 형성된 금속 범프와 기판상의 전극 패턴을 전기적, 기계적으로 접속시키기 위하여 사용된다. 또한 상기 방법은 기판상에 제공된 전극 패턴에 위치하는 금속 범프를 전자 소자 장치의 전극에 접속시키기 위하여 사용된다. 현재 사용되는 플립 칩 본딩 방법에는 접속시에 초음파를 인가하는 방법 및 접속시에 초음파와 열을 동시에 인가하는 방법이 있다. 이러한 방법들은 금속 범프와 탑재 기판에 제공된 전극 패턴의 접속력을 강화시키기 위하여 사용된다.
초음파만을 사용하는 상기 플립 칩 본딩 방법에 있어서, 인가되는 초음파의 전력을 증가시키는 것은 금속 범프와 탑재 기판에 제공된 전극 패턴 사이의 접속력을 증가시킨다. 그러나, 초음파의 전력이 과도하게 증가될 때는 소자의 전극과 소자를 내재하고 있는 기판에 상당한 응력(stress)이 가해져서 전극과 기판에 크랙이 발생하게 된다.
일본 특개평 8-330880호 공보에는 상기 문제를 일으키는 도 14a 및 14b에 나타난 방법에 대하여 기재하고 있다. 특히, 도 14a에서 보는 바와 같이, 비록 본딩 기구(bonding tool) 67에 의하여 하중이 제공되는 방향은 전자 장치 소자의 전극 표면에 수직이지만, 초음파의 진동 방향은 수평방향이다. 그러므로, 도 14b에서 보는 바와 같이, 결과적으로 하중과 초음파의 합력은 전자 소자 장치 61에 가해진다. 그 결과, 전자 장치 소자 61의 측면은 그 중앙부에 비하여 상당히 낮아지게 된다. 따라서, 에너지는 전자 장치 소자의 측면에 위치한 금속 범프 64로 집중하게 되고, 금속 범프 64는 중앙부에 위치한 금속 범프 65보다 쉽게 부서지고, 그 결과 금속 범프 64와 전극 패드 62에 크랙이 발생하게 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 일본 특개평 8-330880호 에서는 더미 범프를 전자 장치 소자에 배치할 것을 제안하고 있다. 특히, 도 15에서 보는 바와 같이, 더미 패드(dummy pad) 73 및 더미 범프 74는, 초음파 진동 방향에 있어서, 전자 장치 소자 71에 제공되어 있는 전극 패드 72 및 금속 범프 71보다도 중앙부에서 멀리 떨어져 있으며, 그로 인해 응력이 더미 패드 73 및 더미 범프 74에 집중되도록 한다. 이것은 전극 패드 72와 금속 범프 75에서 크랙이 형성되는 것을 방지하여, 소자 71에 제공되어 있는 탑재 기판에 필요한 전기 전도성을 제공한다.
그러나, 상기와 같은 크랙이 형성되는 것을 막기 위하여 더미 범프를 제공하는 상기 방법은 하기와 같은 문제점이 있다. 상기 방법에 따르면, 더미 패드와 더미 범프가 부가적으로 제공되어야 하기 때문에, 전자 장치 소자 기판의 크기가 커져야 한다. 이것은 전제 전자 부품의 크기가 커지는 문제를 야기한다. 또한, 더미 패드에서 크랙이 발생할 할 때, 패드 조각들이 더미 패드로부터 분리되는 문제가 생긴다. 만약 상기 조각들이 전자 장치 소자에 붙어있게 되며, 전자 부품의 전기적 특성 및 그 신뢰성이 떨어지게 된다.
상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예는 전자 장치 소자와 패키지 사이의 접합에 있어서 신뢰성이 높고, 전기적 특성이 우수한 소형의 전자 부품을 제조하기 위한 전자 장치 소자를 탑재하는 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 첫 번째 바람직한 실시예의 방법에 따라 탄성 표면파 장치를 탑재한 것을 보여주는 상면도이다.
도 2는 도 1에서 A-A'를 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 두 번째 바람직한 실시예의 방법에 따라 탄성 표면파 장치를 탑재한 것을 보여주는 상면도이다.
도 4는 도 3에서 B-B'를 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 세 번째 바람직한 실시예의 방법에 따라 탄성 표면파 장치를 탑재한 것을 보여주는 상면도이다.
도 6는 도 5에서 C-C'를 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 네 번째 바람직한 실시예의 방법에 따라 탄성 표면파 장치를 탑재한 것을 보여주는 상면도이다.
도 8은 도 7에서 D-D'를 따라 자른 단면도이다.
도 9은 본 발명의 바람직한 실시예와는 다른 비교예의 방법에 따라 탄성 표면파 장치를 탑재한 것을 보여주는 상면도이다.
도 10는 도 9에서 E-E'를 따라 자른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다섯 번째 바람직한 실시예의 방법에 따라 탄성 표면파 장치를 탑재한 것을 보여주는 상면도이다.
도 12는 도 11에서 F-F'를 따라 자른 단면도이다.
도 13은 탄성 표면파 장치에서 크랙(crack)의 발생 비율과, 초음파 진동 방향에 있어서 본딩 기구의 최대 길이와 초음파 진동 방향에 있어서의 탄성 표면파 장치의 최대 길이의 비율 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 14a 및 14b는 각각 종래 전자 장치 소자를 기판에 탑재하는 방법에 의한 탑재를 보여주는 단면도이다.
도 15는 종래의 탑재 방법에 따라 더미 범프(dummy bump)가 제공된 전자 장치 소자를 보여주는 상면도이다.
<부호의 설명>
1, 31, 41, 51 탄성 표면파 소자
2, 32, 42, 52 압전 기판
3, 33, 43, 53 전극 패드
4, 34, 44, 54 금속 범프
5, 35, 45, 55 패키지 용기
6, 36, 46, 56 전극 패턴
7, 17, 27, 37, 47, 57, 67 본딩 기구
38, 48, 58 진공 개구부
61, 71 전자 장치 소자
64, 65 금속 범프
72 전극 패드
73 더미 패드
74 더미 범프
75 금속 범프
본 발명에 의한 바람직한 실시예는 표면에 금속 범프가 제공되어 있는 전자 장치 소자를 준비하는 단계, 압력면을 갖는 본딩 기구를 준비하는 단계, 탑재 기판을 준비하는 단계, 상기 본딩 기구의 압력면이 전자 장치 소자의 배면과 접촉을 유지하도록 하는 단계, 및 상기 본딩 기구에 초음파를 인가하여 상기 전자 장치 소자를 탑재 기판에 탑재하는 단계를 포함하며, 여기서 초음파의 진동 방향에 있어서, 본딩 기구의 압력면의 최대 길이는 초음파의 진동 방향에 있어서 전자 장치 소자의 배면의 최대 길이의 1/2 보다 크다.
이러한 방식으로, 초음파의 방향에 있어서 본딩 기구의 압력 표면의 길이를 증가시킴으로써, 진동 방향에 있어서 본딩 기구와 접촉하고 있는 탄성 표면파 장치의 길이는 증가하게 된다. 따라서, 설치할 때, 순간적으로 하중과 초음파의 합력이 기울어진 방향으로 가해지더라도, 탄성 표면파 장치는 탑재 기판의 수평 방향에 대하여 기울어지지 않으며, 응력이 전자 장치 소자의 특정한 부분인 금속 범프에 집중되지도 않는다. 그러므로, 금속 범프 및 전극 패드에서 크랙의 발생은 현저하게 감소하며, 그 결과, 전자 장치 소자와 탑재 기판 사이에서 우수한 전기적 특성을 갖는 안정하고 신뢰할 수 있는 접합이 생기게 된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서는 본딩 기구의 압력면의 모양이 전자 장치 소자의 배면의 모양과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다. 이러한 방식에서 본딩 기구의 압력면의 모양을 전자 장치 소자의 배면과 실직적으로 동일하게 선택함으로써, 초음파의 진동 방향과 다른 방향에 대하여 본딩 기구와 접촉하고 있는 전자 장치 소자의 길이는 길어지게 된다. 즉, 소자에서 본딩 기구와 접촉하는 면적이 커져서 안정한 접촉이 이루어지게 된다. 그 결과, 금속 범프 및 전극 패드에서의 크랙의 발생은 상당히 감소하고, 전자 장치소자의 기판에 대한 접합을 더욱 향상시키게 된다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시에에서는. 초음파의 진동 방향에 있어서 본딩 기구의 압력면의 최대 길이는, 실질적으로 초음파의 진동면에 있어서 전자 장치 소자의 배면의 최대 길이 이하이다.
초음파의 진동 방향에 있어서 본딩 기구의 압력면의 최대 길이를 초음파의 진동 방향에 있어서 전자 장치 소자의 배면의 최대 길이 이하가 되도록 조정함으로써, 전자 장치 소자가 패키지에 설치하는 경우, 전자 장치 소자의 크기와 비교하여 패키지의 크기를 크게 하지 않아도 초음파가 인가될 때 패키지의 측벽과의 상호작용은 억제된다. 그러므로, 전자 부품의 소형화는 달성된다.
초음파의 진동 방향에 있어서 본딩 기구의 압력면의 최대 길이를, 초음파의 진동방향에 있어서 전자 장치 소자의 배면의 길이보다 상당히 작게 조정함으로써, 비록 본딩 기구의 압력면이 전자 장치 소자의 배면에서 벗어날지라도, 본딩 기구의 압력면 부위와 소자의 배면 부위 사이의 거리는 작다. 그러므로, 본딩 기구와 캐키지에 의한 상호작용은 억제된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서는 초음파의 진동 방향에 있어서 본딩 기구의 압력면의 최대 길이는, 초음파의 진동 방향에 있어서 전자 장치 소자의 배면의 최대 길이의 약 0.8배이다.
바람직하게는 초음파의 진동 방향에 있어서 본딩 기구의 압력면의 길이가, 그러하므로 전자 장치 소자는 탑재 기판의 수평 방향에 대하여 실질적으로 기울어지지 않는다. 또한, 바람직하게는 본딩 기구의 압력면이 전자 장치 소자의 배면에서 조금 벗어날지라도 패키지의 측벽과 본딩 기구 사이의 상호작용을 억제하도록 상기의 길이를 조정한다. 이러한 조건을 만족시키기 위하여, 초음파의 진동 방향에 있어서 상기 본딩 기구의 압력면의 최대 길이는 초음파의 진동 방향에 있어서 전자 장치 소자의 배면의 최대 길이의 약 0.8배가 되도록 조정된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서는 상기 본딩 기구의 압력면에 상기 전자 장치 소자를 흡착고정하기 위한 진공 개구부(opening)를 설치한다. 상기 진공 개구부는 전자 장치 소자의 배면에서 범프가 배치되어 있지 않은 부분에 위치하도록 하여, 탑재 기판에 전자 장치 소자를 안정하고 신뢰할 수 있도록 탑재하게 한다.
따라서, 본딩 기구가 전자 장치 소자를 붙잡아서 상기 전자 장치를 기판에 탑재할 수 있도록 하기 위하여 진공 개구부를 제공함으로써, 전자 장치 소자의 진공 개구부 바로 아래 부분에 인가되는 초음파 전력은 전자 장치 소자에서 본딩 기구와 직접적으로 접촉하는 부분에 가해지는 전력에 비하여 상당히 감소된다. 그러므로, 전자 장치 소자의 배면에서 금속 범프가 배치되어 있지 않은 부분에 진공 개구부를 제공함으로써, 각각의 금속 범프에 가해지는 초음파 전력은 일정하게 된다. 이러한 경우, 응력은 특정 부위인 금속 범프에 집중되지 않는다. 그러므로, 금속 범프 및 패드에서 크랙의 발생은 상당히 감소되고, 전자 장치 소자를 기판에 안정하고 신뢰성 있게 접합할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서 상기 전자 장치 소자는 탄성 표면파 장치이다. 탄성 표면파 장치에 있어서, 표면파가 생성되어 자유롭게 전파되게 하기 위하여 기능면의 측면에 공간부가 제공되어야 하기 때문에, 장치와 패키지 사이에 접착제를 충진하더라로 장치가 고정되어서는 안된다. 그러므로, 장치와 패키지를 전기적 기계적으로 접합시키기 위하여 금속 범프를 사용하여야 한다. 우수한 접합력 및 접합 신뢰성을 획득하기 위하여 금속 범프가 배치된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 탄성 표면파 장치를 제조하는 방법을 제공하는데, 여기서는 상기 탄성 표면파 장치를 패키지에 설치하는 본 발명에 따른 탑재 방법 및 상기 패키지에 뚜껑을 고정시킴으로써 패키지를 닫는 단계를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자 장치 소자를 탑재하는 방법은 상기 탄성 표면파 소자를 배치하는데 사용된다. 즉, 상기 탑재 방법은 탄성 표면파 장치를 제조하는데 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 특징이나 이점 및 다른 소자에 대한 적용예는 하기 도면을 참고로 하여 설명하는 바람직한 실시예를 통하여 명백해질 것이다.
<실시예>
이하 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1, 3, 5, 7 및 11은 탄성 표면파 장치가 패키지에 탑재되는 방법을 보여주는 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 장치의 상면도이다. 도 9는 본 발명에 따른 바람직한 실시예와 다른 방법에 의하여 탄성 표면파 장치를 패키지에 탑재된 비교예에 의한 장치를 보여주는 상면도이다. 도 2는 도 1에서 A-A'를 따라 자른 단면도이며, 도 4는 도 3에서 B-B'를 따라 자른 단면도이며, 도 6은 도 5에서 C-C'를 따라 자른 단면도이며, 도 8는 도 7에서 D-D'를 따라 자른 단면도이며, 도 10는 도 9에서 E-E'를 따라 자른 단면도이며, 도 12는 도 11에서 F-F'를 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 2에서 보는 바와 같이, 탄성 표면파 장치 1은 바람직하게는 리튬 탄탈레이트(lithium tantalate), 리튬 니오베이트(lithium niobate), 석영 또는 적당한 재료로 만들어진 압전 기판 2; 바람직하게는 약 0.1㎛ 내지 0.2㎛의 두께를 갖는 알루미늄 박막으로 만들어져서 압전 기판 2의 표면(도 2에서 나타난 바와 같이 압전 기판 2의 아래 표면)에 배치된 빗살 형상(comb-shape)의 전극(나타나지 않음); 및 상기 빗살 형상 전극과 전기적으로 접속되어 있는 전극 패드 3을 포함한다. 금 또는 금을 함유하는 합금이나 다른 적당한 재료로 만들어진 금속 범프 4가 전극 패드 3에 제공되어 있다.
패키지 5는 바람직하게는 Al2O3또는 다른 적당한 세라믹 재료로 만들어지며 패키지 5와 장치 1을 전기적으로 접속하는 전극 패턴 6은 소자 탑재 기판에 제공된다.
또한, 본딩 기구(콜릿; collet) 7은 그 바닥 부분에 압력면(본딩 기구 7의 한 부분으로서, 도 2에서 보는 바와 같이 장치 1과 접속되어 있다)을 가지고 있다. 상기 압력면은 탄성 표면파 장치 1의 배면(도 2에서 보는 바와 같이 압전 기판 2의 윗면)과 접촉되어 있으면서 그것에 압력을 가한다.
탄성 표면파 장치 1은 금속 전극 4를 통하여 패키지 5에서 전극 패턴 6과 대향하도록 배치되어 있다. 다음으로, 본딩 기구 7의 압력면이 탄성 표면파 장치 1의 배면과 접촉할 때, 본딩 기구 7에 초음파 및 압력을 인가하고, 그로 인하여 금속 전극 4를 전극 패턴 6에 접속시킨다. 이러한 경우, 상기 초음파와 함께 열을 인가할 수도 있다. 상기 설명한 바와 같이, 탄성 표면파 장치 1이 내부에 배치되어 있는 패키지 5를 뚜껑(나타나지 않음)을 사용하여 완전히 밀봉한다. 그 결과, 탄성 표면파 장치가 완성된다.
도 1 및 2를 참고로 하여, 본 발명의 첫 번째 바람직한 실시예를 설명한다. 초음파의 진동 방향에 있어서, 탄성 표면파 장치 1의 배면의 최대 길이는 Lchip로 나타내며, 초음파의 진행 방향에 있어서 본딩 기구 7의 압력면의 길이는 Ltool로 나타내며, 이들은 바람직하게는 Ltool＞ 0.5 ×Lchip의 관계를 만족한다. 초음파 방향에 있어서, 본딩 기구 7의 압력면의 길이를 증가시킴으로써, 탄성 표면파 장치의 진동 방향에 있어서 탄성 표면파 장치가 본딩 기구 7과 접촉하는 길이는 증가하게 된다. 설치하는 경우에 있어서도, 탄성 표면파 장치 1에 대하여 하중과 초음파의 합력이 순간적으로 아래로 기울어진 방향으로 가해지더라도, 탄성 표면파 장치 1은 탑재 기판의 수평면에 대하여 기울어지지 않으며, 응력 또한 전자 장치 소자의 특정 부분인 금속 범프에 집중되지 않는다. 그러므로, 금속 범프 4와 전극 패드 3에서 크랙의 발생 수는 현저하게 감소하며, 그로인해, 패키지 5와 탄성 표면파 장치 1 사이에 안정된 접속을 이루게 한다.
도 13은 탄성 표면파 장치에서 크랙의 발생 비율과 초음파의 진동 방향에 있어서 탄성 표면파 장치의 최대 길이에 대한 초음파의 진동 방향에 있어서 본딩 기구의 최대 길이의 비율 사이의 관계를 보여준다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 바람직하게는 탄탈산 리튬(tantalic-acid-lithium)을 압전 기판의 재료로 사용하고, 본딩 기구의 배면의 모양은 본질적으로 원형이 되게한다. 도 13에 나타난 바와 같이, 상기의 바람직한 조건 Ltool＞ 0.5 ×Lchip을 만족하는 본딩 기구를 사용함으로써 탄성 표면파 장치에서 크랙의 발생률은 현저하게 감소되었다. 이러한 바람직한 실시예에 있어서, 본딩 기구의 크기는 패키지의 내벽과의 상호작용을 억제할 수 있도록 하는 방법으로 결정된다.
도 1 및 2에 있어서, 본딩 기구 7의 압력면은 바람직하게는 실질적으로 구형이다. 그러나, 압력면은 사각형 또는 두 갈래로 된 포크 형상일 수 있다. 초음파의 진동 방향에 대하여 수직인 슬릿(slit)에 의하여 두 갈래 갈라진 포크 형상의 압력면을 가진 경우, 초음파의 진동 방향에 대한 압력면의 최대 길이 Ltool은 중앙의 슬릿에 의하여 한정된 공간을 포함한다.
도 3 및 4는 본 발명의 두 번째 바람직한 실시예를 나타낸다. 본딩 기구 17의 압력면의 모양은 탄성 표면파 장치 1의 배면의 모양과 실질적으로 동일하다.
그러므로, 본딩 기구 17의 압력면의 모양을 탄성 표면파 장치 1의 배면의 모양과 실질적으로 동일하게 함으로써, 탄성 표면파 장치 1에서 본딩 기구 17과 접촉하는 길이는 초음파의 진동 방향과는 다른 방향으로 증가하게 한다. 그러므로, 탄성 표면파 장치가 본딩 기구 17과 접촉하는 면적은 증가하게 되어, 그 사이에 안정한 접촉을 이루게 된다. 그러므로, 소자의 특정한 부위인 금속 범프로 응력이 집중되지 않는다. 그 결과, 금속 범프 4 및 전극 패드 3에서 크랙의 발생 수는 많이 감소하게 되고, 그로인해 탄성 표면파 장치와 패키지 5 사이에 훨씬 더 안정한 접속을 제공하게 된다.
또한, 본딩 기구 17의 압력면의 모양이 탄성 표면파 장치의 배면의 모양과 실질적으로 동일한 경우, 탄성 표면파 장치 1에서 본딩 기구 17과 접촉하는 길이는 초음파의 진동 방향과 다른 방향으로 증가하게 된다. 이로인해, 탄성 표면파 장치 1과 패키지 5 사이에 안정한 접속이 이루어지게 된다. 또한, 도 4에서 보는 바와 같이, 패키지 5의 깊이는 탄성 표면파 장치 1의 높이보다 커지게 된다. 또한, 본딩 기구 17의 압력면의 크기가 탄성 표면파 장치 1의 배면의 크기보다 클 경우, 초음파가 인가되면 본딩 기구 17이 패키지 5의 내벽면과 쉽게 상호작용을 하게되기 때문에, 패키지 5의 크기는 탄성 표면파 장치 1의 크기보다 커야 한다. 그러나, 본딩 기구 17의 압력면의 모양이 탄성 표면파 장치 1의 배면의 모양과 실질적으로 동일한 본 바람직한 실시예에서는 본딩 기구 17과의 상호작용을 막기 위하여 패키지 5의 크기를 증가시킬 필요가 없고 따라서, 탄성 표면파 장치를 소형화 할 수 있다.
도 5 및 6을 참고로, 본 발명의 세 번째 바람직한 실시예를 설명한다. 본 바람직한 실시예에서 초음파의 진동 방향에 있어서, 본딩 기구 27의 압력면의 최대 길이는 초음파의 진동 방향에 있어서, 탄성 표면파 장치 1의 배면의 최대 길이의 약 0.8배이다.
초음파의 진동 방향에 있어서, 본딩 기구 27의 압력면의 길이를 초음파의 진동 방향에 있어서 탄성 표면파 장치 1의 배면의 길이보다 짧게 조종함으로써, 패키지의 깊이가 탄성 표면파 장치 1의 높이보다 큰 경우에, 본딩 기구 27의 압력면이 탄성 표면파 장치 1의 배면으로부터 벗어나더라도, 본딩 기구 27의 압력면 부위와 소자 1의 배면 부위 사이의 거리가 작게 된다. 그러므로, 본딩 기구 27과 패키지 5 사이의 상호작용은 억제된다. 그러므로, 패키지 5의 크기는 증가되지 않고, 따라서 탄성 표면파 장치의 소형화를 이룰 수 있게된다.
본 바람직한 실시예에서, 초음파의 진동 방향에 있어서 본딩 기구 27의 압력면의 최대 길이는, 초음파의 진동 방향에 있어서 탄성 표면파 장치 1의 배면의 최대 길이의 약 0.8배일 때, 초음파의 진동 방향에 있어서 본딩 기구 27의 압력면의 길이는 충분히 길어서, 탄성 표면파 장치 1은 탑재 기판의 수평 방향에 대하여 기울어지지 않게된다. 또한, 상기의 길이를 가질 때, 본딩 기구 27의 압력면이 탄성 표면파 장치 1의 배면으로부터 벗어나더라도, 본딩 기구 27은 패키지 5의 측벽과 상호작용을 하지 않는다.
도 6 및 7을 참고로, 본 발명의 네 번째 바람직한 실시예를 설명한다. 본 바람직한 실시예에서는 탄성 표면파 장치 31에 흡입력을 제공하기 위하여 본딩 기구 37의 압력면에 진공 개구부 38을 배치된다. 상기 진공 개구부 38은 탄성 표면파 장치 31의 배면에서 금속 범프 34가 배치되지 않은 곳에 위치한다. 그로 인해, 탄성 표면파 장치 31에 흡입력이 인가되어 탄성 표면파 장치 31이 패키지 35에 포함되게 된다.
따라서, 진공 개구부 38은 본딩 기구 37이 탄성 표면파 장치 31을 태워서 운반할 수 있게 하고, 탄성 표면파 장치 31이 패키지 35에서 대응하는 전극 36에 위치하도록 한다. 또한, 탄성 표면파 장치 31에 있어서, 진공 개구부 38의 바로 아래에 부분에 가해지는 초음파의 전력은 탄성 표면파 장치 31과 접촉하는 압력면에 인가되는 전력보다 작다. 그러므로, 진공 개구부 38이 탄성 표면파 장치 31의 배면에서 금속 범프가 배치되지 않은 곳에 위치하도록 함으로써, 각각의 금속 범프 34에 가해지는 초음파 전력이 동일하도록 한다. 이러한 바람직한 예에서는 특정한 부위한 금속 범프 34로 응력이 집중되지 않는다. 그러므로, 금속 범프 34 및 전극 패드 33에서 크랙의 발생 수가 현저하게 감소하고, 그로인해, 탄성 표면파 장치 31이 패키지 35에 안정적이고 신뢰성있게 접속되도록 한다.
표 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 본딩 기구가 사용되었을 때(도 7 및 8)와 도 9 및 10에서 보여지는 탄성 표면파 장치의 배면에서 금속 범프 44가 배치되어 있는 위치에 진공 개구부 48이 배치된 본딩 기구 47이 사용되었을 때의 크랙의 발생률을 나타낸다. 표 1로부터, 본 바람직한 실시예의 본딩 기구 37의 구조가 크랙의 발생률을 저하시키는데 효과적이라는 것이 명백하다.
진공 개구부가 탄성 표면파 장치의 배면에서 금속 범프가 배치되지 않은 곳에 위치하는 경우(실시예 4) 진공 개구부가 탄성 표면파 장치의 배면에서 금속 범프가 배치된 곳에 위치하는 경우(비교예)
크랙의 발생률 0 ％ 3 ％
도 11 및 12를 참고로 본 발명의 다섯 번째 바람직한 실시예를 설명한다. 네 번째 바람직한 실시예와 마찬가지로 본 바람직한 실시예에서는 본딩 기구 57의 압력면에 진공 개구부 58이 제공되어 있다. 진공 개구부 58은 진공 개구부가 탄성 표면파 장치 51에 흡입력을 인가할 때, 탄성 표면파 장치 51의 배면에서 금속 범프 54가 배치되지 않은 곳에 위치한다. 금속 범프 54들 사이의 거리가 짧고, 금속 범프 54가 위치하지 않은 면적이 좁은 탄성 표면파 장치 51에 있어서, 본 바람직한 실시예에서처럼, 각각의 크기가 비교적 작은 복수의 진공 개구부 58이 형성되어서 진공 흡인력을 제공한다.
상기 각각의 바람직한 실시예에 있어서, 전자 장치 소자로서 탄성 표면파 장치를 사용하는 경우를 바람직한 실시예로서 설명하였다. 이것은 본 발명이 탄성 표면파 장치를 탑재하는 데 있어서 특히 유용하기 때문이다. 즉, 탄성 표면파 장치에 있어서, 상기 장치의 기능면의 측면에는 표면파가 생성되어 자유롭게 전파되어 나갈 공간이 제공되어야 하고, 상기 장치와 패키지 사이에 접착제를 투입하더라도 상기 장치가 고정되지 않아야 하기 때문이다. 그러므로, 상기 장치와 패키지를 전기적, 기계적으로 접합하기 위하여 금속 범프를 사용하여야 한다. 이러한 이유로 금속 범프는 우수한 접합력과 신뢰성을 가져야 한다.
또한, 상기 바람직한 실시예에서는, 탄성 표면파 장치의 전극에 제공된 금속 범프가 패키지의 전극 패턴에 접속되는 경우에 대해서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 금속 범프가 패키지의 전극 패턴이?? 직접 제공되는 경우에 대해서도 비슷하게 사용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여만 설명하였지만, 하기 특허청구범위에 의한 발명의 범위 내에서 상기 기재된 원리를 실현하는 다양한 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 특허청구범위 이외의 다른 것에 의하여는 한정되지 않는다.
본 발명은 전자 장치 소자를 탑재하는 방법에 관한 것으로서 본 발명에 의한 탑재 방법을 이용할 경우 전자 소자를 소형으로 얇게 만들 수 있다.

Claims (13)

  1. 표면에 금속 범프가 제공되어 있는 전자 장치 소자를 준비하는 단계;
    압력면을 갖는 본딩 기구를 준비하는 단계;
    탑재 기판을 준비하는 단계;
    상기 본딩 기구의 압력면이 상기 전자 장치 소자의 배면과 접촉을 유지하도록 하는 단계; 및
    상기 본딩 기구에 초음파를 인가하여, 상기 전자 장치 소자를 탑재 기판에 탑재하는 단계를 포함하며;
    여기서 상기 초음파의 진동 방향에 있어서 상기 본딩 기구의 압력면의 최대 길이는, 적어도 초음파의 진동 방향에 있어서 상기 전자 장치 소자의 배면의 최대 길이의 1/2 보다 큰 것을 특징으로 하는 전자 장치 소자를 탑재하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 본딩 기구는 실질적으로 원형인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 본딩 기구는 실질적으로 직사각형인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 표면에 금속 범프가 제공되어 있는 탄성 표면파 장치를 준비하는 단계;
    압력면을 갖는 본딩 기구를 준비하는 단계;
    탑재 기판을 준비하는 단계;
    패키지를 준비하는 단계;
    상기 본딩 기구의 압력면이 상기 탄성 표면파 장치의 배면과 접촉을 유지하도록 하는 단계;
    상기 본딩 기구에 초음파를 인가하여, 상기 탄성 표면파 장치를 탑재 기판에 탑재하는 단계;
    상기 탄성 표면파 장치와 상기 탑재 기판을 상기 패키지 내에 설치하는 단계; 및
    뚜껑을 사용하여 상기 패키지를 닫는 단계를 포함하며;
    여기서 초음파의 진동 방향에 있어서 상기 본딩 기구의 압력면의 최대 길이는, 적어도 초음파의 진동 방향에 있어서 상기 탄성 표면파 장치의 배면의 최대 길이의 1/2 보다 큰 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치를 탑재하는 방법.
  5. 전자 장치 소자의 배면과 접촉하는 압력면을 갖는 본딩 기구를 준비하는 단계;
    상기 전자 장치 소자를 탑재 기판에 배치하는 단계;
    상기 전자 장치 소자의 배면을 본딩 기구와 접촉시켜 압력을 가하는 단계; 및
    상기 본딩 기구에 초음파를 인가하여, 상기 전자 장치 소자를 탑재 기판에 탑재하는 단계를 포함하며;
    여기서 상기 초음파의 진동 방향에 있어서 상기 본딩 기구의 압력면의 최대 길이는, 적어도 초음파의 진동 방향에 있어서 상기 전자 장치 소자의 배면의 최대 길이의 1/2 보다 큰 것을 특징으로 하는 전자 장치 소자를 탑재하는 방법.
  6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 본딩 기구의 압력면의 모양은 상기 전자 장치 소장의 배면의모양과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 초음파를 인가하는 단계에서 본딩 기구에 열을 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 초음파의 진동 방향에 있어서 상기 본딩 기구의 압력면의 최대 길이는, 초음파의 진동 방향에 있어서 상기 전자 장치 소자의 배면의 최대 길이 이하인 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 초음파의 진동 방향에 있어서 상기 본딩 기구의 압력면의 최대 길이는, 초음파의 진동 방향에 있어서 상기 전자 장치 소자의 배면의 최대 길이의 약 0.8 배인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 전자 장치 소자에 흡인력을 제공하기 위하여 상기 본딩 기구의 압력면에 진공 개구부를 제공하고, 상기 진공 개구부가 상기 전자 장치 소자에 흡인력을 제공할 때, 상기 전자 장치의 배면에서 금속 범프가 배치되지 않은 곳에 상기 진공 개구부가 위치하도록 하여 상기 전자 장치 소자를 탑재 기판에 탑재하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 전자 장치 소자에 흡인력을 제공하기 위하여 상기 본딩 기구의 압력면에 두 번째 진공 개구부를 제공하고, 상기 진공 개구부가 상기 전자 장치 소자에 흡인력을 제공할 때, 상기 전자 장치의 배면에서 금속 범프가 배치되지 않은 곳에 상기 두 번째 진공 개구부가 위치하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 전자 장치 소자는 탄성 표면파 장치인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 상기 12항에 의한 탑재 방법에 의하여 탄성 표면파 장치를 패키지에 설치하는 단계; 및
    뚜껑을 사용하여 상기 패키지를 닫는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치의 제조 방법.
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