KR20010081032A - 탄성 표면파 디바이스 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄성 표면파 디바이스 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 압전체에 빗살형상 전극 및 단자전극을 형성한 탄성 표면파 소자와, 소자 접속 단자 및 외부 접속 단자를 형성한 베이스 기판을 면 대향시키고, 단자전극과 소자 접속 단자를 접속함과 동시에 베이스 기판과 탄성 표면파 소자를 그 둘레 가장자리부를 밀봉부재로 밀봉하여 접합하는 것을 특징으로 한다.
Description
일반적으로 탄성 표면파 디바이스는 압전체상에 형성된 박막금속의 빗살형상 전극(IDT:Inter Digital Transducer)에 의해 전기신호와 탄성 표면파(SAW: Surface Acoustic Wave)를 변환하여, 신호를 송수신하는 것이다.
이와 같은 탄성 표면파 디바이스는 예를 들어 탄성 표면파 필터, 탄성 표면파 공진자 또는 지연회로 등에 사용되고 있다.
또한, 이 탄성 표면파 디바이스는 박형화, 소형화가 가능하므로, 최근 특히 휴대전화 등의 이동체 통신 시스템의 분야에서 널리 이용되고 있다.
그리고, 현재에서는 휴대전화의 소형화에 수반하여, 탄성 표면파 디바이스에도 더욱 소형화가 요구되고 있다.
종래의 탄성 표면파 디바이스로서는 예를 들어 일본 특개평8-191181호 공보에 기재된 구성이 알려져 있다.
이 일본 특개평8-191181호 공보에 기재된 탄성 표면파 디바이스에 대해서 도10 내지 도 15를 참조하여 제조공정에 따라 설명한다.
우선 도 10에 도시한 바와 같이 압전기판(1)상에 빗살형상 전극(2) 및 단자전극(3)을 알루미늄(Al) 등의 금속박막으로 형성하고 복수의 탄성 표면파 소자(4)를 형성한다.
다음에, 도 11에 도시한 바와 같이 단자전극(3)상에 금속 범프(5)를 형성한다.
그리고, 도 12에 도시한 바와 같이 압전기판(1)을 다이싱 등으로 개개의 탄성 표면파 소자(4)마다의 조각으로 잘라 낸다.
그 후, 도 13에 도시한 바와 같이 미리 도시하지 않은 외부 접속 단자 및 소자 접속 단자가 형성되고, 위쪽이 개구되고 복수 접속된 상자형 세라믹 패키지(11)내에 탄성 표면파 소자(4)를 초음파 등으로 페이스 다운 본딩한다.
이 상태에서, 도 14에 도시한 바와 같이 캡(12)으로 패키지(11)의 개구를 폐쇄하고, 이 캡(12)을 접착제(13)로 패키지(11)에 고정한다. 이에 의해, 탄성 표면파 소자(4)가 패키지(11)와 캡(12)으로 형성되는 공간내에 밀봉된다.
그리고, 도 15에 도시한 바와 같이 각각의 패키지(11)를 잘라냄으로써 탄성 표면파 디바이스(15)를 형성하고 있다.
그러나, 도 10 내지 도 15에 도시한 종래의 탄성 표면파 디바이스의 구성에서는 탄성 표면파 소자(4)를 패키지(11) 안에 설치하는 구성으로 되어 있다.
이 때문에, 탄성 표면파 소자(4)를 패키지(11)내에 마운트할 때의 정밀도, 마운트한 상태로 유지하기 위한 기구, 또는 캡(12)을 패키지(11)에 마운팅하기 위한 스페이스의 확보 등의 관계로부터 패키지(11)의 사이즈를 탄성 표면파 소자(4)의 사이즈에 비해 약 4배나 크게 하지 않을 수 없다는 문제가 발생하고 있다.
또한, 탄성 표면파 소자(4)를 밀봉하기 위해 캡(12)을 패키지(11)상에 마운팅 하고 있으므로, 그 마운팅 공정이 증가함과 동시에 캡(12)의 재료비도 발생하여 경제적으로 불리해진다.
또한, 패키지(11)내에 탄성 표면파 소자(4)를 초음파 등으로 페이스 다운 본딩하고 있으므로, 패키지(11) 또는 압전기판(1)의 재질이 초음파를 흡수하지 않는 경질인 재료에 한정된다는 불편함도 발생한다.
그래서, 본 발명은 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 소형으로 생산성이 높고 신뢰성도 높은 탄성 표면파 디바이스 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 소형화를 도모한 탄성 표면파 디바이스 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 관한 탄성 표면파 디바이스의 한 실시예를 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 2는 동 실시예에 관한 탄성 표면파 디바이스의 제조방법의 한 공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 3은 동 실시예에 관한 제조방법의 도 2에 도시한 공정의 다음 공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 4는 동 실시예에 관한 제조방법의 도 3에 도시한 공정의 다음공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 5는 동 실시예에 관한 제조방법의 도 4에 도시한 공정의 다음 공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 6은 동 실시예에 관한 제조방법의 도 5에 도시한 공정의 다음 공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 7은 동 실시예에 관한 제조방법의 도 6에 도시한 공정의 다음 공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 8은 동 실시예에 관한 제조방법의 변형예를 설명하기 위해 도시한 도면으로 도 3에 도시한 공정의 다음 공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 9는 동 변형예에 관한 제조방법의 도 5에 도시한 공정의 다음 공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 10은 종래의 탄성 표면파 디바이스의 제조방법의 한 공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 11은 동 종래예에 관한 제조방법의 도 10에 도시한 공정의 다음 공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 12는 동 종래예에 관한 제조방법의 도 11에 도시한 공정의 다음 공정을설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 13은 동 종래예에 관한 제조방법의 도 12에 도시한 공정의 다음 공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 14는 동 종래예에 관한 제조방법의 도 13에 도시한 공정의 다음 공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도,
도 15는 동 종래예에 관한 제조방법의 도 14에 도시한 공정의 다음 공정을 설명하기 위해 도시한 측단면도이다.
본 발명에 관한 탄성 표면파 디바이스는 외부 접속 단자 및 이 외부 접속 단자에 전기적으로 접속된 소자 접속 단자를 갖는 베이스 기판과, 이 베이스 기판에 대향하여 배치되고 내주면에 빗살형상 전극 및 이 빗살형상 전극에 접속된 단자전극이 형성된 압전체를 갖는 탄성 표면파 소자와, 소자 접속 단자와 단자 전극을 접속하는 접속체와, 압전체의 측면 또는 베이스 기판의 측면에 연속하는 측면을 형성하고 베이스 기판의 내주면과 압전체의 내주면 사이에 끼워지며 베이스 기판과 압전체를 소정 간격으로 유지하여 접합하는 틀형상 수지체를 구비하도록 한 것이다.
또한, 본 발명에 관한 탄성 표면파 디바이스의 제조방법은 복수의 압전체로잘라낼 수 있는 압전기판에 대하여, 복수의 압전체마다 각각 빗살형상 전극 및 이 빗살형상 전극에 전기적으로 접속된 단자전극을 형성하여 복수의 탄성 표면파 소자를 형성하는 제 1 공정과, 탄성 표면파 소자의 단자 전극상에 금속 범프를 형성하는 제 2 공정과, 복수의 베이스 기판으로 잘라 낼 수 있는 베이스판에 대하여 복수의 베이스 기판마다 각각 외부 접속 단자 및 이 외부 접속 단자에 전기적으로 접속된 소자 접속 단자를 형성하는 제 3 공정과, 복수의 베이스 기판 각각의 둘레 가장자리부를 따라서 틀형상으로 수지체를 도포하는 제 4 공정과, 탄성 표면파 소자와 베이스 기판을 단자 전극과 소자 접속 단자가 금속범프를 통하여 접속되도록 면 대향시키는 제 5 공정과, 수지체를 경화시킴으로써 탄성 표면파 소자와 베이스 기판을 접속하는 제 6 공정을 거치도록 한 것이다.
상기와 같은 구성 및 방법에 의하면, 탄성 표면파 소자의 단자 전극과 베이스 기판의 소자 접속 단자를 금속 범프로 전기적으로 접속하고, 압전체와 베이스 기판을 이 사이에 끼운 틀형상 수지체로 접합하도록 한 것으로, 탄성 표면파 소자와 패키지 벽면 사이의 클리어런스(clearance)가 불필요해져, 박형화를 도모하는 것이 가능해지고, 또한 패키지 그 자체를 탄성 표면파 소자와 동일한 면적으로 하는 것이 가능해지므로 소형화할 수 있다.
이하, 본 발명의 한 실시예에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이 탄성 표면파 디바이스(21)는 탄성 표면파 소자(22)를 갖는다.
이 탄성 표면파 소자(22)는 평판상의 압전체(23)의 한쪽의 내주면에 알루미늄(A1)의 금속박막으로 IDT가 되는 빗살형상 전극(24) 및 단자전극(25)이 형성되어 이루어진 것이다.
또한, 도 1에서 부호 "26"은 베이스 기판이다. 이 베이스 기판(26)은 탄성 표면파 소자(22)와 거의 동일한 형상으로 동일면적의 평판형상으로 형성되어 있다.
이 베이스 기판(26)의 한쪽의 내주면에는 소자 접속 단자(27)가 형성되어 있다. 또한, 이 베이스 기판(26)의 다른쪽 면에는 외부 접속 단자(28)가 형성되어 있다.
이 베이스 기판(26)에는 소자 접속 단자(27)와 외부 접속 단자(28)에 끼인부분에 컨택트 홀(contact hole)(29)이 형성되어 있다.
그리고, 이 베이스 기판(26)은 컨택트 홀(29) 내에 설치된 접속부(30)를 통하여 소자 접속 단자(27)와 외부 접속 단자(28)가 전기적으로 접속되어 있다.
이 베이스 기판(26)에 대하여 페이스 다운 본딩에 의해, 상기 탄성 표면파 소자(22)가 소정의 간격으로 면대향하도록 설치된다.
이 경우, 베이스 기판(26)의 소자 접속 단자(27)와, 탄성 표면파 소자(22)의 단자 접속(25)이 서로 대면하도록 설치된다.
그리고, 소자 접속 단자(27)와 단자 전극(25)은 볼록형상 도전물인 금속 범프(31)와 도전성 접착체(32)로 이루어진 접속체(33)에 의해 서로 기계적으로 접착되고, 또한 전기적으로도 접속된다.
또한, 베이스 기판(26) 및 탄성 표면파 소자(22)가 면 대향하고 있는 둘레 가장자리부에는 도전성 접착제로 형성된 밀봉부재(34)가 끼워져 있다.
이 밀봉부재(34)는 압전체(23)의 주측면(周側面) 또는 베이스 기판(26)의 주측면과 연속하는 주측면을 형성하도록, 압전체(23)와 베이스 기판(26)에 끼워진 수지체이다. 즉, 이 실시예에서는 압전체(23), 베이스 기판(26)의 주측면 및 수지체에 의해 패키지 벽면이 구성되는 것이 된다.
그리고, 이 밀봉부재(34)에 의해 베이스 기판(26)과 탄성 표면파 소자(22)가 소정의 간격으로 유지된 상태에서 기계적으로 접합되도록 이루어져 있다.
또한, 이 밀봉부재(34)는 압전체(23)와 베이스 기판(26) 사이에서 빗살형상 전극(24)의 주위를 밀봉하는 기능을 가지고, 또한 어스용 도전로로서도 기능한다.
다음에, 상기한 탄성 표면파 디바이스(21)의 제조방법에 대해서 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
우선, 도 2에 도시한 바와 같이 압전 웨이퍼(41) 상에 빗살형상 전극(24) 및 단자전극(25)을 알루미늄(A1) 등의 금속박막으로 형성하여 복수의 탄성 표면파 소자(22)를 형성한다.
다음에, 도 3에 도시한 바와 같이 각각의 탄성 표면파 소자(22)의 단자 전극(25)상에 금속 범프(31)를 본딩 또는 스크린 인쇄 등으로 형성한다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이 복수의 베이스 기판(26)이 형성되는 베이스판(42)의 소정 위치에 컨택트 홀(29)을 형성한다.
그리고, 이 베이스판(42)의 한쪽면에 소자 접속 단자(27)를 형성한다. 또한, 이 베이스판(42)의 다른쪽면에 외부 접속 단자(28)를 형성한다.
그 후, 컨택트홀(29)내에 소자 접속 단자(27)와 외부 접속 단자(28)를 전기적으로 접속하기 위한 접속부(30)를 형성한다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이 도포공정에서 베이스판(42)의 각각의 베이스 기판(26)의 소자 접속 단자(27)상에 도전성 접착제(32)를 도포한다.
동시에, 베이스판(42)의 각각의 베이스 기판(26)의 둘레 가장자리부에, 상기 도전성 접착제(32)와 동일 물질의 도전성 접착제로 이루어진 밀봉부재(34)를 스크린 인쇄에 의해 도포한다.
그 후, 도 6에 도시한 바와 같이 배치 공정에서 베이스판(42)의 각각의 베이스 기판(26)상에, 압전 웨이퍼(41)의 탄성 표면파 소자(22)를 대향 배치시킨다.
이 경우, 베이스 기판(26)의 소자 접속 단자(27)와 탄성 표면파 소자(22)의 단자 전극(25)을 대향시킨다.
그리고, 도 7에 도시한 바와 같이 고정공정에서 열경화 등에 의해 도전성 접착제(32)를 경화시키고, 금속 범프(31)와 함께 접속체(33)를 형성시킴으로써 소자 접속 단자(27)와 단자 전극(25)을 전기적으로 접속한다.
동시에, 밀봉부재(34)를 경화시킴으로써 압전체(23)와 베이스 기판(26)을 접합하고, 또한 이 사이에서 빗살형상 전극(24)의 주위를 밀봉한다.
그리고, 도 1에 도시한 바와 같이 베이스 기판(26)과 탄성 표면파 소자(22)는 거의 동일한 형상이므로, 압전 웨이퍼(41)와 베이스판(42)을 일괄하여 다이싱하고, 개개의 베이스 기판(26) 및 탄성 표면파 소자(22)로 잘라냄으로써 탄성표면파 디바이스(21)가 형성된다.
다음에, 상기한 실시예의 변형예에 대해서 설명한다. 즉, 앞에서 도 3에 도시한 바와 같이 탄성 표면파 소자(22)의 단자 전극(25) 상에 금속 범프(31)를 형성한 후, 도 8에 도시한 바와 같이 각각의 탄성 표면파 소자(22)를 잘라 낸다.
그리고, 앞에서 도 5에 도시한 공정 이후, 페이스 다운 본딩할 때, 도 9에 도시한 바와 같이 각각의 탄성 표면파 소자(22)마다 독립적으로 베이스판(42)에 접속시키도록 해도 좋은 것이다. 즉, 이 변형예에서는 압전 웨이퍼(41)의 잘라냄과 베이스판(42)의 잘라냄은 별도의 공정에서 이루어지고 있다.
또한, 상기한 실시예에서는 밀봉부재(34)를 소자 접속 단자(27)와 단자전극(25)을 접속하기 위한 도전성 접착제(32)와 동일한 재료로 하고, 도전성접착제(32)와 동시 형성할 수 있도록 함으로써 공정수를 적게 하여 작업성을 향상시키도록 하고 있다.
그러나, 밀봉부재(34)는 반드시 도전성 접착제(32)와 동일한 재료를 사용할 필요는 없고, 예를 들어 절연성 접착제 등을 사용해도 좋다. 특히, 절연성 접착제는 도전성 접착제에 비해 도전 입자를 포함하지 않으므로 기계적 강도가 높다는 이점이 있다.
도전성 접착제로서는 예를 들어 에폭시 수지 내에 은 입자를 분산시킨 은-에폭시 재료를 사용할 수 있다.
절연수지로서는 내습성을 중시하는 경우에는 에폭시계 수지, 기판 열팽창 등의 응력에 의한 비틀림을 완화시키기 위해 탄성을 중시하는 경우에는 실리콘계 수지, 폴리이미드 수지가 바람직하다.
또한, 상기한 실시예에서 형성되는 탄성 표면파 디바이스(21)에서는 그 압전체(23)의 빗살형상 전극(24) 및 단자전극(25)이 형성되어 있지 않은 측의 면을 보호막으로 덮도록 할 수도 있다.
이 보호막으로서는 예를 들어 동, 니켈, 알루미늄, 이산화 실리콘, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등이 사용 가능하다.
그리고, 이 보호막은 압전체(23)가 잘라 내어지기 전의 단계, 즉 아직 한장의 압전 웨이퍼(41)인 단계에서 도포하면 작업성이 편리하다.
또한, 베이스 기판(26)의 소자 접속 단자(27)와, 탄성 표면파 소자(22)의 단자 전극(25)을 전기적으로 접속하기 위해, 도전성 접착제(32)를 반드시 필요로 하지 않는다.
즉, 소자 접속 단자(27)와 단자전극(25)사이에 금속 범프(31)를 끼우고, 압력을 가하여 금속 범프(31)를 압착시켜도 충분한 전기적 접속을 얻는 것이 가능하기 때문이다.
요컨대, 베이스 기판(26)과 탄성 표면파 소자(22)의 기계적 결합은 어디까지나 밀봉부재(34)에 의해 유지되어 있는 것이므로, 소자 접속 단자(27)와 단자전극(25)의 접합에는 큰 기계적 강도를 필요로 하지 않아도 된다.
또한, 상기한 실시예에서는 베이스 기판(26)으로서 그 한쪽면에 소자 접속 단자(27)를 형성하고, 다른 면에 외부 접속 단자(28)를 형성한, 소위 단층 배선 기판을 사용한 예에 대해서 설명하고 있다.
그러나, 단층 배선 기판에 한정되지 않고, 절연기판과 전극패턴을 몇 겹 적층하여 이루어진, 소위 다층 배선 기판을 사용하면 배선의 자유도를 한층 더 높이는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 밖에 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 변형하여 실시할 수 있다.
이하 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 탄성 표면파 소자의 단자전극과 베이스 기판의 소자 접속 단자를 접속체로 전기적으로 접속하고, 압전체와 베이스 기판을 이 사이에 끼운 틀형상 수지체로 접합하므로, 탄성 표면파 소자와 패키지 벽면의 사이의 클리어런스가 불필요해지므로, 박형화를 도모하는 것이 가능해지고,또한 패키지 사이즈를 탄성 표면파 소자와 동일한 면적으로 하는 것이 가능해지므로 소형화할 수 있다.
따라서, 휴대 전화 등의 이동체 통신 시스템의 분야에서 널리 이용될 가능성은 큰 것이다.
Claims (7)
- 외부 접속 단자 및 이 외부 접속 단자에 전기적으로 접속된 소자 접속 단자를 갖는 베이스 기판,상기 베이스 기판에 대향하여 배치되고, 내주면에 빗살형상 전극 및 이 빗살형상 전극에 접속된 단자전극이 형성된 압전체를 갖는 탄성 표면파 소자,상기 소자 접속 단자와 상기 단자전극을 접속하는 접속체 및상기 압전체의 측면 또는 상기 베이스 기판의 측면에 연속하는 측면을 형성하고 상기 베이스 기판의 내주면과 상기 압전체의 내주면 사이에 끼워지며, 상기 베이스 기판과 압전체를 소정 간격으로 유지하여 접합하는 틀형상 수지체를 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,상기 틀형상 수지체는 도전성 접착제로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성표면파 디바이스.
- 제 2 항에 있어서,상기 접속체는 도전성 접착제로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,상기 틀형상 수지체는 절연성 접착제로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,상기 탄성 표면파 소자와 상기 베이스 기판은 거의 동일한 외형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
- 복수의 압전체로 잘라 낼 수 있는 압전 웨이퍼에 대하여, 상기 복수의 압전체 마다 각각 빗살형상 전극 및 이 빗살형상 전극에 전기적으로 접속된 단자전극을 형성하고, 복수의 탄성 표면파 소자를 형성하는 제 1 공정,상기 탄성 표면파 소자의 단자전극 상에 금속 범프를 형성하는 제 2 공정,복수의 베이스 기판으로 잘라 낼 수 있는 베이스판에 대하여, 상기 복수의 베이스 기판마다 각각 외부 접속 단자 및 이 외부 접속 단자에 전기적으로 접속된 소자 접속 단자를 형성하는 제 3 공정,상기 복수의 베이스 기판 각각의 둘레 가장자리부를 따라서 틀형상으로 수지체를 도포하는 제 4 공정,상기 탄성 표면파 소자와 상기 베이스 기판을, 상기 단자전극과 상기 소자 접속 단자가 상기 금속 범프를 통하여 접속되도록 면 대향시키는 제 5 공정,상기 수지체를 경화시킴으로써 상기 탄성 표면파 소자와 상기 베이스 기판을접합하는 제 6 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 수지체는 스크린 인쇄에 의해 상기 베이스 기판에 패턴닝(patterning)되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스의 제조방법.
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