KR20040069272A - 탄성 표면파 디바이스 및 그 제조 방법 - Google Patents

탄성 표면파 디바이스 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는 굽힘에 대해 충분한 내구성을 갖는 탄성 표면파 디바이스 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
실장 기판(21)과 프레임형 기판(22)과 덮개 기판(23)이 하부 기판(25)을 포함하는 패키지에 페이스 다운 상태로 SAW 필터 소자(1)가 고정된 SAW 디바이스(10)에 있어서, 실장 기판(21)에 다른 기판(22, 23, 25)의 변형에 의해 받은 변형이 SAW 필터 소자(1)의 실장 영역에 영향받지 않을 정도의 유연함을 갖게 한다. 이를 실현하기 위해, 예를 들어 실장 기판(21)의 두께를 100 ㎛ 이하로 한다. 또한, 실장 기판(21)의 하부에 캐비티(30)를 설치한다. 또한, 실장 기판(21)을 형성하는 재료로서는, 예를 들어 BT 레진이나 폴리이미드 수지나 PPE 등의 비교적 강성이 높은 절연 재료를 이용한다.

Description

탄성 표면파 디바이스 및 그 제조 방법{Surface Acoustic Wave Device And Method Of Fabricating The Same}
본 발명은, 탄성 표면파 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 텔레비전(이하, TV라 약칭함)이나 비디오 테이프 레코더(이하, VTR이라 약칭함)나 DVD(Digital video disk) 레코더나 휴대 전화기 등의 필터 소자나 발진자에 이용할 수 있는 탄성 표면파 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
현재, 탄성 표면파(Surface Acoustic Wave : 이하 SAW라 약칭함) 디바이스는, 예를 들어 45 ㎒ 내지 2 ㎓의 주파수 대역에 있어서의 무선 신호를 처리하는 각종 회로, 예를 들어 송신용 밴드 패스 필터, 수신용 밴드 패스 필터, 국부 발신 필터, 안테나 공용기, 중간 주파 필터, FM 변조기 등에 널리 이용되고 있다.
최근, 이들 신호 처리 기기는 소형화가 진행되고, 사용되는 SAW 디바이스 등의 전자 부품도 소형화의 요구가 강해지고 있다. 특히, 휴대 전화기 등의 휴대용 전자 기기에는 면실장이고 또한 키가 낮은 SAW 디바이스가 요구되도록 되어 왔다.
일반적인 면실장된 소형 사이즈의 SAW 디바이스의 구성을 도1에 도시한다. 도1에 도시하는 SAW 디바이스(900)는 실장 기판(921)과 포위 부재(922)와 덮개 부재(923)를 갖고 구성된 용기(패키지라고도 함) 속에 SAW 필터 소자(901)가 페이스 다운 상태로 플립 소자 실장되어 있다. 실장 기판(921)의 용기 내부측 면(이를 상면으로 함)에는 SAW 필터 소자(901)의 범프(911)와 위치 맞춤된 기판 배선(931)이 설치되어 있고, 이와 범프(911)가 전기적으로 접속되어 있다.
기판 배선(931)은 실장 기판(921) 내부를 관통하는 비아(via) 배선(932)을 거쳐서 이면에 배치된 전기단자(933)와 접속되어 있다. 전기단자(933)는, 도2에 도시한 바와 같이 땜납(943) 등을 이용하여 부품 실장 기판(941) 상에 설치된 배선(942)에 접속된다.
이와 같은 구성에 있어서, SAW 필터 소자(901)를 수납하는 패키지[실장 기판(921)과 포위 부재(922)와 덮개 부재(923)로 이루어짐]는 세라믹스를 이용하여 형성되는 경우가 많다(예를 들어 특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1]
일본 특허 공개 평7-336186호 공보
단, 프린트 기판에 실장되는 전자 부품에 대해서는 실장 기판을 구부렸을 때에도 전자 부품이 파괴되지 않도록 구성해야만 한다. 이는, 도2에 도시한 바와 같이 부품 실장 기판(941) 상에 부품을 납땜 실장한 상태에서 부품 실장 기판(941)을 왜곡시킴으로써 시험된다(이하, 이를 기판 굽힘 시험이라 함).
휴대 전화기 등에 탑재되는 800 ㎒ 내지 1.9 ㎓ 대의 SAW 필터 소자의 칩 사이즈는 일반적으로 2 ㎜ 각 이내로 작기 때문에, 이 기판 굽힘 시험에 의한 패키지의 변형은 거의 무시할 수 있어 충분한 신뢰성을 확보할 수 있다. 그러나, 예를 들어 TV용 중간 주파대 필터로서 사용되는 30 ㎒ 내지 75 ㎓ 대의 경우에는 SAW 필터 소자의 칩 사이즈가 10 ㎜ × 2 ㎜ 정도의 큰 값이 되고, 기판 굽힘 시험을 행한 경우의 패키지의 변형이 매우 커진다. 이로 인해, 범프를 이용하여 패키지와 SAW 필터 소자를 접속하는 접속 부분에 큰 응력이 발생한다. 이로 인해, 도2에 도시한 바와 같이, 범프(911)와 배선(931)이 파단되어 버려 SAW 디바이스의 실장 신뢰성을 확보할 수 없게 되는 문제가 발생한다.
본 발명은, 이와 같은 문제에 비추어 이루어진 것으로, 굽힘에 대해 충분한 내구성을 갖는 탄성 표면파 디바이스 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 종래 기술에 의한 SAW 디바이스(900)의 구성을 도시하는 단면도.
도2는 SAW 디바이스(900)가 실장된 부품 실장 기판(941)에 대해 기판 굽힘 시험을 행하였을 때의 문제점을 지적하기 위한 단면도.
도3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 SAW 디바이스(10)의 구성을 도시하는 도면으로, 도3의 (a)는 SAW 필터 소자(1)의 구성을 도시하는 상면도이고, 도3의 (b)는 SAW 디바이스(10)의 구성을 도시하는 A-A의 단면도이고, 도3의 (c)는 SAW 디바이스(10)의 구성을 도시하는 B-B의 단면도이고, 도3의 (d)는 그 하면도.
도4는 본 발명에 있어서의 굽힘 탄성률(E)의 정의를 설명하기 위한 도면.
도5는 SAW 디바이스(10)가 실장된 부품 실장 기판(41)에 대해 기판 굽힘 시험을 행하였을 때의 본 발명의 제1 실시예에 의한 효과를 설명하기 위한 도면.
도6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 SAW 디바이스(10)의 제조 프로세스를 설명하기 위한 도면.
도7은 본 발명의 제1 실시예에 의한 SAW 디바이스(10)의 다른 제조 프로세스를 설명하기 위한 도면.
도8은 본 발명의 제1 실시예에 의한 SAW 디바이스(60, 70 및 80)의 구성을도시하는 도면으로, 도8의 (a)는 SAW 디바이스(60)의 구성을 도시하는 A-A의 단면도이고, 도8의 (b)는 SAW 디바이스(70)의 구성을 도시하는 B-B의 단면도이고, 도8의 (d)는 SAW 디바이스(80)의 구성을 도시하는 B-B의 단면도.
도9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 SAW 디바이스(90)의 구성을 도시하는 도면으로, 도9의 (a)는 C-C의 단면도이고, 도9의 (b)는 D-D의 단면도이고, 도9의 (c)는 그 하면도.
도10은 SAW 디바이스(90)가 실장된 부품 실장 기판(41)에 대해 기판 굽힘 시험을 행하였을 때의 본 발명의 제3 실시예에 의한 효과를 설명하기 위한 도면.
도11은 본 발명의 제3 실시예에 의한 SAW 디바이스(90)의 제조 프로세스를 설명하기 위한 도면.
도12는 본 발명의 제4 실시예에 의한 SAW 디바이스(95)의 구성을 도시하는 도면으로, 도12의 (a)는 그 E-E의 단면도이고, 도12의 (b)는 그 F-F의 단면도이고, 도12의 (c)는 그 하면도.
도13은 SAW 디바이스(95)가 실장된 부품 실장 기판(41)에 대해 기판 굽힘 시험을 행하였을 때의 본 발명의 제4 실시예에 의한 효과를 설명하기 위한 도면.
도14는 본 발명의 제5 실시예에 의한 SAW 디바이스(100)의 구성을 도시하는 도면으로, 도14의 (a)는 SAW 디바이스(100)의 구성을 도시하는 G-G의 단면도이고, 도14의 (c)는 SAW 디바이스(100)의 구성을 도시하는 H-H의 단면도이고, 도14의 (d)는그 하면도.
도15는 SAW 디바이스(100)가 실장된 부품 실장 기판(41)에 대해 기판 굽힘시험을 행하였을 때의 본 발명의 제5 실시예에 의한 효과를 설명하기 위한 도면.
도16은 본 발명의 제5 실시예에 의한 SAW 디바이스(100)의 제조 프로세스를 설명하기 위한 도면.
도17은 본 발명의 제6 실시예에 의한 SAW 디바이스(100)의 제조 프로세스를 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : SAW 필터 소자
10, 60, 70, 80, 90, 95, 100 : SAW 디바이스
11 : 금속 범프
12 : 압전 기판
13 : 빗살형 전극
14 : 흡음재
20, 30 : 캐비티
21 : 실장 기판
22 : 프레임형 기판
23, 61 : 덮개 기판
25, 101 : 하부 기판
31, 42 : 기판 배선
32, 74, 81, 92 : 비아 배선
33 : 전기단자
41 : 부품 실장 기판
43 : 땜납
51 : 도전성 수지
52 : 이방성 도전 시트
75, 82 : 면 배선
91 : 접착 시트
102 : 중공부
103, 104 : 접착층
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 청구항 1에 기재된 바와 같이 압전 기판 상에 형성된 빗살형 전극을 갖는 탄성 표면파 필터 소자가 캐비티 내에 수납된 탄성 표면파 디바이스이며, 상기 탄성 표면파 필터 소자가 상면에 실장된 실장 기판을 갖고, 상기 실장 기판의 두께가 100 ㎛ 이하이도록 구성된다. 탄성 표면파 필터 소자가 탑재되는 실장 기판의 두께를 100 ㎛ 이하로 함으로써, 패키지의 변형에 의해 실장 기판이 변형된 경우라도 탄성 표면파 필터 소자의 탑재 영역에 생기는 응력이 저감되고, 이 영역을 평탄하게 유지하는 것이 가능해진다. 따라서, 탄성 표면파 디바이스를 탑재하는 기판이 구부러진 경우라도 탄성 표면파 필터 소자의 접속 부분이 실장 기판으로부터 박리되는 일이 없어, 충분한 내구성을 갖는 탄성 표면파 디바이스를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 다른 구성으로서, 예를 들어 청구항 2에 기재된 바와 같이, 상기 실장 기판의 하면측에 중공부를 가져도 좋다. 실장 기판 하면측에 중공부를 설치함으로써, 탑재 영역을 평탄하게 유지하면서 또한 저해되는 일 없이 실장 기판을 변형시킬 수 있고, 결과적으로 탄성 표면파 필터 소자와 실장 기판의 접속 부분에 응력이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 다른 구성으로서, 예를 들어 청구항 3에 기재된 바와 같이, 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방이 개구된 프레임형의 하부 기판을 상기 실장 기판 하방에 가져도 좋다. 탑재 영역을 평탄하게 유지하면서 또한 저해되는 일 없이 실장 기판을 변형시키기 위해서는, 적어도 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방에 중공부를 형성해 두는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 다른 구성으로서, 예를 들어 청구항 4에 기재된 바와 같이, 상기 하부 기판 하면에 있어서의 개구를 밀봉하는 덮개 기판을 가져도 좋다. 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방에 설치한 중공부를 밀봉함으로써, 실장 기판에 직접 충격이 가해지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 다른 구성으로서, 예를 들어 청구항 5에 기재된 바와 같이,판형의 하부 기판을 상기 실장 기판 하방에 갖고, 상기 실장 기판과 상기 하부 기판이 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방 이외의 영역에서 서로 고정되어도 좋다. 실장 기판 하방에 판형의 하부 기판을 설치함으로써 실장 기판이 과도하게 변형되는 것을 방지할 수 있고, 낙하 시간 등의 큰 충격시에 이것이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이들을 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방 이외의 영역에서 접착함으로써, 실장 기판을 충분히 변형할 수 있는 구성이 확보된다.
또한, 본 발명은 다른 구성으로서, 예를 들어 청구항 6에 기재된 바와 같이, 상기 실장 기판과 상기 하부 기판을 서로 고정하는 접착층을 갖고, 상기 접착층이 적어도 상기 실장 영역 하방 이외의 영역에 형성되어도 좋다. 실장 기판과 하부 기판 사이에 스페이서로서 기능하는 접착층을 설치함으로써, 제1 기판을 변위할 수 있는 영역을 충분히 확보하면서, 이것이 과도하게 변형되는 것을 제한할 수 있다.
또한, 본 발명은 다른 구성으로서, 예를 들어 청구항 7에 기재된 바와 같이, 상기 캐비티를 밀봉하기 위한 덮개 기판을 갖고, 상기 압전 기판에 있어서의 상기 빗살형 전극이 형성된 면과 반대측 면이 상기 덮개 기판에 고정되어도 좋다. 캐비티를 밀봉하는 덮개 기판은 다른 기판의 변형에 의한 영향을 받기 어려운 기판이다. 따라서, 이 덮개 기판에 탄성 표면파 필터 소자를 고정함으로써 탄성 표면파 필터 소자를 안정시켜 보유 지지하는 것이 가능해지고, 탄성 표면파 디바이스의 내구성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명은 다른 구성으로서, 예를 들어 청구항 8에 기재된 바와 같이,상기 캐비티를 밀봉하기 위한 덮개 기판을 갖고, 상기 덮개 기판에 있어서의 상기 탄성 표면파 필터 소자측의 면에 전기 실드를 갖고 구성되어도 좋다. 캐비티를 밀봉하는 덮개 기판, 즉 탄성 표면파 필터 소자의 상부에 전기 실드를 설치함으로써, 외래 소음에 의한 영향이 저감된 탄성 표면파 디바이스를 실현할 수 있다
또한, 본 발명은 다른 구성으로서, 예를 들어 청구항 9에 기재된 바와 같이, 상기 실장 기판의 하면에 전기 실드를 갖고 구성되어도 좋다. 실장 기판의 하면, 즉 탄성 표면파 필터 소자의 하부에 전기 실드를 설치함으로써, 외래 소음에 의한 영향이 저감된 탄성 표면파 디바이스를 실현할 수 있다.
또한, 상기한 전기 실드는, 예를 들어 청구항 10에 기재된 바와 같이, 면 배선이라도 좋다. 탄성 표면파 필터 소자의 일면을 덮는 면 배선을 형성하고, 이를 접지함으로써 필터 특성을 외래 소음에 대해 보다 안정화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 예를 들어 청구항 11에 기재된 바와 같이, 상기 탄성 표면파 필터 소자에 있어서의 금속 범프와 상기 실장 기판에 있어서의 기판 배선이 도전성 수지를 이용하여 전기적이면서 또한 기계적으로 접속되어도 좋다. 땜납 등의 금속 재료와 비교하여 유연성이 높은 수지 재료인 도전성 수지를 이용함으로써, 실장 기판이 변형되었을 때에 접착 부분에 받는 응력을 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명은, 예를 들어 청구항 12에 기재된 바와 같이, 상기 탄성 표면파 필터 소자에 있어서의 금속 범프와 상기 실장 기판에 있어서의 기판 배선이 이방성 도전 시트를 이용하여 전기적이면서 또한 기계적으로 접속되어도 좋다. 이방성 도전 시트도 또한 땜납 등의 금속 재료와 비교하여 유연성이 높은 수지 재료이다. 따라서, 이를 이용함으로써, 실장 기판이 변형되었을 때에 접착 부분에 받는 응력을 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명은, 예를 들어 청구항 13에 기재된 바와 같이, 상기 탄성 표면파 필터 소자가 페이스 다운 상태로 상기 캐비티에 수납되어도 좋다. 탄성 표면파 필터 소자를 페이스 다운 상태로 플립 칩을 실장함으로써, 예를 들어 와이어 본딩한 경우와 비교하여 탄성 표면파 소자를 소형화할 수 있다.
또한, 상기한 실장 기판은 청구항 14에 기재된 바와 같이, 굽힘 탄성률이 2 내지 8 ㎬인 것이 바람직하다. 종래 이용되고 있던 알루미나 세라믹스와 비교하여 충분히 작은 굽힘 탄성률(2 내지 8 ㎬)의 재료를 이용함으로써, 유연성이 좋은 실장 기판을 형성할 수 있다.
또한, 상기한 실장 기판은, 예를 들어 청구항 15에 기재된 바와 같이, 비스말레이미드 트리아진 수지, 폴리페닐렌에테르 또는 폴리이미드 수지 중 적어도 하나를 포함하여 형성되어도 좋다. 비스말레이미드 트리아진 수지나 폴리페닐렌에테르나 폴리이미드 수지는 종래 이용되고 있던 알루미나 세라믹스와 비교하여 충분히 굽힘 탄성률이 작은 수지 재료이다. 따라서, 이들을 이용함으로써 실장 기판의 가요성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제법상의 제한이나 갈라짐에 대한 내구성을 향상시킬 수 있으므로, 보다 기판을 얇게 하는 것이 가능해지고, 결과적으로 가요성을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 다른 본 발명은 청구항 16에 기재된 바와 같이, 압전 기판 상에 형성된 빗살형 전극을 갖는 탄성 표면파 필터 소자가 캐비티 내에 수납된 탄성 표면파디바이스의 제조 방법이며, 두께가 100 ㎛ 이하인 실장 기판 상에 상기 탄성 표면파 필터 소자를 페이스 다운 상태로 고정하는 제1 공정과, 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역이 개구된 프레임형 기판과 상기 프레임형 기판의 개구부를 밀봉하는 덮개 기판으로 상기 탄성 표면파 필터 소자를 밀봉하는 제2 공정을 갖고 구성된다. 탄성 표면파 필터 소자를 탑재하는 실장 기판에 두께가 100 ㎛ 이하인 기판을 이용함으로써, 패키지의 변형시에 탄성 표면파 필터 소자의 탑재 영역에 생기는 응력이 작은 구성으로 할 수 있다. 결과적으로, 이 영역이 평탄하게 유지되는 탄성 표면파 디바이스를 제작할 수 있다. 따라서, 탄성 표면파 디바이스를 탑재하는 기판이 구부러진 경우라도 탄성 표면파 필터 소자의 접속 부분이 실장 기판으로부터 박리되는 일 없이, 충분한 내구성을 갖는 탄성 표면파 디바이스를 제작할 수 있다.
또한, 다른 본 발명은 청구항 17에 기재된 바와 같이, 압전 기판 상에 형성된 빗살형 전극을 갖는 탄성 표면파 필터 소자가 캐비티 내에 수납된 탄성 표면파 디바이스의 제조 방법이며, 두께가 100 ㎛ 이하인 실장 기판과 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역이 개구된 프레임형 기판으로 형성되는 상기 캐비티 내에 상기 탄성 표면파 필터 소자를 페이스 다운 상태로 실장하는 제1 공정과, 상기 캐비티를 덮개 기판으로 밀봉하는 제2 공정을 갖고 구성된다. 본 발명에 의한 탄성 표면파 디바이스의 제조 방법에는 다양한 변화가 존재한다. 이상과 같은 공정을 경유하는 경우라도 청구항 16에 기재된 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 탄성 표면파 디바이스를 제작할 수 있다.
또한, 상기한 제2 공정은, 예를 들어 청구항 18에 기재된 바와 같이, 판형 또는 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방이 개구된 프레임형의 하부 기판을 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방 이외의 영역에서 상기 실장 기판 하방에 접착하도록 구성되어도 좋다. 실장 기판 하면측에 중공부를 설치하기 위한 하부 기판을 접착함으로써, 탑재 영역을 평탄하게 유지하면서 또한 저해되는 일 없이 실장 기판이 변형되는 영역을 확보할 수 있고, 결과적으로 탄성 표면파 필터 소자와 실장 기판의 접속 부분에 발생하는 응력이 억제된 탄성 표면파 디바이스를 제작할 수 있다.
또한, 상기한 제2 공정은, 예를 들어 청구항 19에 기재된 바와 같이, 상기 덮개 기판과 상기 탄성 표면파 필터 소자를 접착하도록 구성되어도 좋다. 캐비티를 밀봉하는 덮개 기판은 다른 기판의 변형에 의한 영향을 받기 어려운 기판이다. 따라서, 이 덮개 기판에 탄성 표면파 필터 소자를 고정함으로써 탄성 표면파 필터 소자를 안정시켜 보유 지지하는 것이 가능해지고, 결과적으로 내구성이 향상된 탄성 표면파 디바이스를 제조할 수 있다.
또한, 다른 본 발명은 청구항 20에 기재된 바와 같이, 압전 기판 상에 형성된 빗살형 전극을 갖는 탄성 표면파 필터 소자가 캐비티 내에 수납된 탄성 표면파 디바이스의 제조 방법이며, 상기 캐비티를 밀봉하기 위한 덮개 기판 상에 상기 탄성 표면파 필터 소자를 페이스 업 상태로 접착하는 제1 공정과, 두께가 100 ㎛ 이하인 실장 기판과 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역이 개구된 프레임형 기판으로 형성되는 상기 캐비티를 상기 탄성 표면파 필터 소자가 페이스 다운상태가 되도록 상기 덮개 기판으로 밀봉하는 제2 공정을 갖는 것을 갖고 구성된다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 탄성 표면파 디바이스의 제조 방법에는 다양한 변화가 존재한다. 이상과 같은 공정을 경유하는 경우라도 청구항 16에 기재된 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 탄성 표면파 디바이스를 제작할 수 있다.
또한, 상기한 제2 공정은, 예를 들어 청구항 21에 기재된 바와 같이, 판형 또는 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방이 개구된 프레임형의 하부 기판을 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방 이외의 영역에서 상기 실장 기판 하방에 접착하도록 구성되어도 좋다. 실장 기판 하면측에 중공부를 설치하기 위한 덮개 기판을 접착함으로써, 탑재 영역을 평탄하게 유지하면서 또한 저해되는 일 없이 실장 기판이 변형되는 영역을 확보할 수 있고, 결과적으로 탄성 표면파 필터 소자와 실장 기판의 접속 부분에 발생하는 응력이 억제된 탄성 표면파 디바이스를 제작할 수 있다.
또한, 본 발명은, 예를 들어 청구항 22에 기재된 바와 같이, 상기 실장 기판, 상기 프레임형 기판 및 상기 덮개 기판이 복수의 탄성 표면파 디바이스를 동시에 제작하기 위한 다면 취득형으로 구성되어 있고, 상기 제2 공정에서 제작된 적층 기판을 개별의 상기 탄성 표면파 디바이스에 개편화하는 제3 공정을 갖고 구성되어도 좋다. 다면 취득형으로 구성된 기판을 이용함으로써, 한 번에 복수의 탄성 표면파 디바이스를 제조하는 것이 가능해져 제조 효율이 향상되고, 저렴하게 이를 제작할 수 있다.
또한, 상기한 제3 공정은, 예를 들어 청구항 23에 기재된 바와 같이, 레이저또는 회전 절삭날을 이용하여 상기 탄성 표면파 디바이스를 개편화하도록 구성되어도 좋다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를 도면과 함께 상세하게 설명한다.
[제1 실시예]
우선, 본 발명에 의한 제1 실시예에 대해 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 도3의 (a)는 본 실시예에서 이용하는 SAW 필터 소자(1)의 구성을 도시하는 상면도이고, 도3의 (b)는 SAW 디바이스(10)의 구성을 도시하는 A-A 단면도이고, 도3의 (c)는 SAW 디바이스(10)의 구성을 도시하는 B-B 단면도이고, 도3의 (d)는 SAW 디바이스(10)의 구성을 도시하는 하면도이다. 단, 본 실시예에서는 TV 중간 주파수대에서 사용되는 SAW 필터 소자(1)를 이용한 경우를 예로 들어 설명한다.
도3의 (a)에 도시한 바와 같이, SAW 필터 소자(1)는 압전 기판(12) 상에 빗살형 전극(IDT)(13)과 전극단자가 패터닝 형성되어 전극단자의 상부에 금속제[바람직하게는 금(Au)제]의 금속 범프(11)가 형성된 구성을 갖고 있다. 또한, 이 SAW 필터 소자(1)에는 탄성 표면파(SAW)의 반사를 저감시키기 위해 IDT(13)를 덮도록 흡음재(14)가 인쇄 형성되어 있다. 또한, SAW의 전파 방향에 있어서의 압전 기판(12)의 단부면에서의 반사에 의해 필터 특성이 악화되는 것을 방지하기 위해, 이 단부면은 SAW 전파 방향에 대해 소정의 각도를 갖도록 형성되어 있다. 또한, IDT(13)는 원하는 필터 특성을 고려하여 그 전극지주기(電極指周期)나 중점 두기 형상이 제어되어 설계되어 있다.
이 SAW 필터 소자(1)는, 도3의 (b)에 도시한 바와 같이 SAW 필터 소자(1)와 전기적으로 접속되는 기판 배선(31)이 형성된 실장 기판(21)과, 실장 기판(21)에 있어서의 소자 탑재면 상에 SAW 필터 소자(1)를 수납하는 캐비티(20)를 형성하기 위한 프레임형 기판(22)과, 실장 기판(21)에 있어서의 소자 탑재면과 반대측에 캐비티(30)를 형성하기 위한 하부 기판(25)과, 프레임형 기판(22)으로 형성된 캐비티(20)를 밀봉하기 위한 덮개 기판(23)을 갖고 이루어지는 4층 구조(다층 구조)의 패키지에 페이스 다운 상태로 플립 칩 실장되어 고정되어 있다.
실장 기판(21)은 SAW 필터 소자(1)와 전기적으로 접속되는 배선 등이 형성된 배선 기판으로, 예를 들어 가요성 프린트 기판(이하, FPC라 함)으로 대표되는 수지 기판 등의 유연성이 우수한 재료를 이용하여 형성된다. 이 실장 기판(21)은 두께가 100 ㎛ 이하인 얇은 시트형으로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 실장 기판(21)의 유연성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 실장 기판(21)의 유연성에 대해서는, 후술에 있어서 도4와 함께 설명한다.
프레임형 기판(22) 및 하부 기판(25)은 프레임형을 이루고 있고, 이에 의해 각각 캐비티(20, 30)를 형성한다. 이 프레임형 기판(22) 및 하부 기판(25)은 실장 기판(21)과 접합성이 좋은 재료, 예를 들어 수지 기판을 이용하여 형성된다. 프레임형 기판(22) 및 하부 기판(25)에 있어서의 실장 기판(21)과의 접합면은 동일 형상을 이루고 있고, 실장 기판(21)의 동일한 부분을 상하면으로부터 협입하도록 각각 접합된다. 단, 적어도 SAW 필터 소자(1)가 실장된 영역 하방 이외의 영역의 일부를 상하면으로부터 협입하는 구성이면, 상기 동일 형상 및 상기 동일한 부분에한정되는 일 없이 다양하게 변형시킬 수 있다.
또한, 덮개 기판(23)은 판형을 이루고 있고, 프레임형 기판(22)과 접합성이 좋은 재료, 예를 들어 수지 기판을 이용하여 형성된다. 또한, 본 설명에 있어서의 수지 기판에는, 일반적으로 가격이 저렴한 유리 에폭시를 이용하는 것이 바람직하지만, BT(비스말레이미드 트리아진) 수지나 PPE(폴리페닐렌에테르)나 폴리이미드 수지 등을 이용하는 것도 가능하다.
이상과 같이, SAW 디바이스(10)의 패키지는 실장 기판(21)의 제1 면(이를 상면으로 함) 상에 SAW 필터 소자(1)를 수납 가능한 캐비티(20)를 형성하기 위해, 적어도 SAW 필터 소자(1)의 실장 영역이 개구된 프레임형의 프레임형 기판(22)이 실장 기판(21)의 상면에 부착 설치된 구성을 갖는다. 또한, 이에 의해 형성된 캐비티(20)는 이 속에 SAW 필터 소자(1)가 실장된 후, 덮개 기판(23)이 부착 설치되어 밀봉된다.
실장 기판(21)에는, 상술된 바와 같이 SAW 필터 소자(1)에 설치된 금속 범프(11)와 접속되는 기판 배선(31)이 형성된다. 이 기판 배선(31)은 SAW 필터 소자(1)가 실장될 때의 금속 범프(11)의 위치와 대응하도록 레이아웃된다. 금속 범프(11)와 기판 배선(31)을 접속함으로써, SAW 필터 소자(1)와 패키지[실장 기판(21)]가 전기적으로 접속될 뿐만 아니라, SAW 필터 소자(1)와 패키지가 기계적으로 고정된다. 이 때, 금속 범프(11)와 기판 배선(31)의 전기적 및 기계적인 접속에는 도전성 수지(51)를 이용하면 좋다. 땜납 등의 금속 재료와 비교하여 유연성이 높은 수지 재료인 도전성 수지(51)를 이용함으로써, 실장 기판(21)이 변형되었을 때에 접착 부분에 받는 응력을 저감시키는 것이 가능해진다.
또한, 실장 기판(21)의 하면측에 형성된 캐비티(30)는 상기 실장 기판(21)이 변형되는 것을 저해하지 않기 위한 중공부이다. 상술한 바와 같이, 실장 기판(21)은 얇은 시트형이다. 이로 인해, 다른 기판(22, 23 등)의 변형에 의해 받은 변형이 SAW 필터 소자(1)의 실장 영역에 영향을 미치지 않을 정도의 유연함을 갖는다. 즉, 실장 기판(21)을 얇은 시트형으로 함으로써, 다른 기판이 변형함으로써 받은 변형을 프레임형 기판(22) 및 하부 기판(25)으로 협지된 부분의 근방에만 집중시키는 것이 가능해진다. 따라서, SAW 필터 소자(1)의 실장 영역은 범프 접속된 부분에 문제점이 생길 정도의 변형이 생기지 않는다.
이와 같은 가요성을 달성하는 하나의 요소로서, 본 실시예에서는 실장 기판(21)을, 예를 들어 BT 레진이나 폴리이미드 수지나 PPE 등의 절연성의 기판을 이용한다. 이는, 상술한 바와 같이 유연성이 우수한 수지 재료이다. 예를 들어 종래, SAW 필터 소자(1)를 탑재하는 기판으로서 사용되고 있던 알루미나 세라믹스에 비교하여 BT 레진이나 폴리이미드 수지나 PPE 등의 수지 기판은 굽힘 탄성률(E)이 매우 작다.
여기서, 굽힘 탄성률(E)의 정의를 도4를 이용하여 설명하는 동시에, 실장 기판(21)의 유연성에 대해 설명한다. 도4에 도시한 바와 같이, 긴 변의 길이(L), 짧은 변의 길이(폭)(b), 두께(h)의 기판[본 실시예에서는 실장 기판(21)에 대응]에 대해 상방으로부터 상면의 중심으로 수직 방향의 힘(F)을 가한 경우, 굽힘에 대한 응력(이하, 굽힘 응력이라 함)()은 이하의 수학식 1로 나타낸다. 또한, 이 때의변형량을 S라 하면, 굽힘에 대한 왜곡(이하, 굽힘 왜곡이라 함)()은 이하의 수학식 2에 나타낸다.
굽힘 탄성률(E)은 굽힘 응력()을 굽힘 왜곡()으로 나누어 구하는 값이다. 따라서, 굽힘 탄성률(E)은 이하의 수학식 3으로 정의된다. 또한, 각 길이의 단위는 [㎜]이고, 굽힘 탄성률(E)의 단위는 [㎬]이다.
예로서, E ＝ 2 내지 8 ㎬의 재료(BT 레진이나 폴리이미드 수지나 PPE 등의 굽힘 탄성률에 상당)를 이용하여 L ＝ 10 ㎜, h ＝ 0.1 ㎜(100 ㎛), b ＝ 2 ㎜의 치수로 구성한 기판의 변형량(S)이 0.01 ㎜(10 ㎛)였다고 하면, 가해진 힘(F)은 1.6 내지 6.4 × 10-4[N](1.6 내지 6.4 × 10-2[gf])으로 구할 수 있다. 이는, 종래 SAW 필터 소자(1)를 탑재하는 기판에 사용되고 있던 알루미나 세라믹스[굽힘 탄성률(E) ＝ 314 ㎬]에 대해 같은 변형량(S)을 얻기 위해 필요한 힘(F) ＝ 2.5 × 10-2[N](2.5[gf])과 비교하여 100분의 1 정도의 크기이다. 따라서, 본 실시예와 같이, 굽힘 탄성률(E)이 2 내지 8 ㎬ 정도의 재료를 이용함으로써, 매우 유연한 실장 기판(21)을 형성할 수 있다. 또한, 종래, 알루미나 세라믹스를 이용한 경우, 제법상의 제한이나 갈라짐에 대한 내구성을 향상시키기 위해, 기판 두께를 약 200 ㎛ 이상으로 할 필요가 있다. 이에 대해, 본 실시예와 같이 BT 레진이나 폴리이미드 수지나 PPE 등의 수지를 이용한 경우, 보다 얇은 기판을 형성할 수 있다. 이와 같은 관점으로부터도 본 실시예가 매우 큰 장점을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 실장 기판(21)의 두께(h)를 100 ㎛ 이하로 함으로써, 실장 기판(21)의 유연성을 보다 향상시킬 수 있어, 문제점이 발생하는 것을 확실하게 방지하는 것이 가능해진다. 즉, 수학식 3으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 실장 기판(21)의 두께(h)를 얇게 함으로써 발생하는 힘을 대폭 작게 하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 변형을 지지부 근방으로 집중시키는 것이 가능해지고, 패키지가 굽힘에 대응하여 SAW 필터 소자(1)의 실장 영역에 생기는 응력을 충분히 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 지지부라 함은, 실장 기판(21)에 있어서의 프레임형 기판(22) 및 하부 기판(25)으로 협지된 부분이다. 또한, 보다 바람직하게는 실장 기판(21)의 두께를 80 ㎛ 이하로 한다. 이에 의해, 실장 기판(21)에 적용하는 기판 재료의 선택 범위를 넓히는 것이 가능해진다. 즉, 굽힘 탄성률(E)이 보다 큰 기판 재료를 실장 기판(21)에 적용하는 것이 가능해진다.
또한, 실장 기판(21)의 두께를 50 ㎛로 한 경우의 SAW 디바이스(10)의 치수예는 이하와 같다. SAW 디바이스(10)의 패키지는 긴 변의 길이를 10.8 ㎜, 짧은 변의 길이를 3.8 ㎜, 두께를 600 ㎛로 하여 제작할 수 있다. 또한, 패키지 내부의 캐비티(20)의 치수는 긴 변의 길이를 9.2 ㎜, 짧은 변의 길이를 2.2 ㎜, 높이를 0.5 ㎜로 하여 제작할 수 있다.
이 밖의 구성을 도3으로 복귀하여 설명한다. 실장 기판(21) 상면에 배치된 기판 배선(31)은, 도3의 (c)에 도시한 바와 같이 실장 기판(21) 및 하부 기판(25)을 관통하는 비아에 끼움 설치된 비아 배선(32)을 거쳐서 하부 기판(25) 하면에 배치된 전기단자(33)에 접속되어 있다. 전기단자(33)는 외부 단자로서 기능하는 금속 패턴이다. 즉, 전기단자(33)를 거쳐서 SAW 필터 소자(1)로 신호가 입출력된다. 또한, 전기단자(33)에는 패키지나 SAW 필터 소자(1)를 접지하는 그랜드 단자도 포함된다.
여기서, 전자단자(33)는, 도3의 (d)에 도시한 바와 같이 하부 기판(25) 하면에 있어서의 양 긴 변의 중앙 부근으로 밀집하도록 배치되는 것이 바람직하다. 이 때, 예를 들어 각각의 전기단자(33)의 중심 사이의 거리가 1.27 ㎜가 되도록 배치한다. 이와 같이 전기단자(33)를 밀집하여 배치시킴으로써, SAW 디바이스(10)의 전기 특성이 개선될 뿐만 아니라, 부품 실장 기판(41)(도5 참조)의 변형에 의해 SAW 디바이스(10)가 변형되는 것을 억제할 수 있다.
이상과 같이, 원패키지로서 구성된 SAW 디바이스(10)는, 예를 들어 도5에 도시한 바와 같이 부품 실장 기판(41)에 실장된다. 부품 실장 기판(41) 상에는 기판배선(42)이 설치되어 있고, 이들과 SAW 디바이스(10)에 있어서의 전기단자(33)가 땜납(43)에 의해 고정 부착됨으로써, SAW 디바이스(10)와 부품 실장 기판(41)이 전기적 및 기계적으로 접속된다. 또한, SAW 디바이스(10)를 부품 실장 기판(41) 상에 땜납 실장할 때, 땜납 리플로우에 의한 열가공을 경유하는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 열에 의한 문제점이 발생하는 것을 방지하기 위해, SAW 필터 소자(1) 상에 형성된 금속 범프(11)에는 Au 범프를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 도5에는 부품 실장 기판(41)에 대해 기판 굽힘 시험을 행하였을 때의 SAW 디바이스(10)가 받는 왜곡의 모습도 도시되어 있다. 도5를 참조하면 명백한 바와 같이, 부품 실장 기판(41)이 구부러지면, 그 영향을 받아 전기단자(33), 기판 배선(42) 및 땜납(43)을 이용하여 부품 실장 기판(41)과 직접적으로 접속된 하부 기판(25)이 변형된다. 이 변형에 의해 실장 기판(21)도 변형된다. 단, 본 실시예에서는 실장 기판(21)이 충분히 유연하므로, 실장 기판(21)이 변형되어도 SAW 필터 소자(1)의 실장 영역에는 거의 응력이 가해지지 않는다. 즉, 도5에 도시한 바와 같이, 발생한 응력이 지지부 근방으로 집중한다(응력 집중 부분). 이로 인해, 기판 굽힘 시험에 대한 충분한 신뢰성을 실현할 수 있다. 또한, SAW 필터 소자(1)의 금속 범프(11)와 실장 기판(21)의 접속 부분에 발생하는 변형 응력을 최대한 적게 하기 위해, 프레임형 기판(22) 및 하부 기판(25)의 내부 프레임, 환언하면 프레임형 기판(22) 및 하부 기판(25)으로 협지되는 부분을 금속 범프(11)의 접속 부분보다도 외측이 되도록 제한하는 것이 바람직하다.
다음에, 도6을 이용하여 상술한 SAW 디바이스(10)의 제조 프로세스를 설명한다. 본 제조 프로세스에서는, 우선 도6의 (a)에 도시한 바와 같이 기판 배선(31)이 배치된 두께 50 ㎛ 정도의 실장 기판(21)을 제작한다. 이 때, 기판 배선(31)은 SAW 필터 소자(1)가 실장 기판(21)의 중앙 부근에 배치되는 위치에 설치된다. 환언하면, 프레임형 기판(22)에 의해 형성되는 캐비티(20)의 중앙 부근에 SAW 필터 소자(1)가 배치되는 위치에 기판 배선(31)이 설치된다. 또한, 실장 기판(21)에는 비아 배선(32)(도3 참조)의 일부가 미리 형성되어 있다.
다음에, 도6의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기의 기판 배선(31) 상이며 SAW 필터 소자(1)의 금속 범프(11)가 배치되는 위치에 도전성 수지(51)를 패턴 형성한다. 이것에는, 예를 들어 스크린 인쇄를 이용할 수 있다. 다음에, 도6의 (c)에 도시한 바와 같이, 도전성 수지(51)가 패턴 형성된 실장 기판(21) 상에 SAW 필터 소자(1)를 페이스 다운 상태로 플립 칩 접속하여 고정한다.
다음에, 나머지 비아 배선(32) 및 전기단자(33)[도3의 (c) 참조]가 형성된 하부 기판(25)을 실장 기판(21)의 하면에 배치하고, 또한 캐비티(20)를 형성하기 위한 프레임형 기판(22)을 실장 기판(21)의 상면에 배치하고, 또한 이 캐비티(20)에 덮개를 하기 위한 덮개 기판(23)을 프레임형 기판(22)의 상면에 배치한다. 이와 같이, 실장 기판(21), 프레임형 기판(22), 하부 기판(25) 및 덮개 기판(23)을 각각 적층한 후, 상하 방향으로부터 가압 및 가열 프레스함으로써 이들을 서로 접착한다. 이에 의해, SAW 디바이스(10)가 제작된다. 단, 프레임형 기판(22) 및 덮개 기판(23)을 미리 접착해 둠으로써, 도6의 (d)에 있어서의 공정을 간소화해도 좋다.
또한, 도6을 이용한 설명에서는 1개의 SAW 디바이스(10)를 제작할 때의 제조 프로세스에 대해 예시하였지만, 실제로는 실장 기판(21), 프레임형 기판(22), 하부 기판(25) 및 덮개 기판(23)이 각각 2차원적으로 복수 배치된 다면 취득 구조의 기판을 한 번에 접합하는 방법을 이용하는 경우가 있다. 이 경우, 복수개의 SAW 디바이스(10)가 2차원 배열된 기판이 제작된다. 이로 인해, 상기 제조 방법에서는 레이저 등을 이용하여 SAW 디바이스(10)를 각각에 개편화하는 공정이 마련된다. 이와 같이 한 번에 복수의 SAW 디바이스(10)를 제작하는 방법을 이용함으로써, 보다 저비용으로 SAW 디바이스(10)를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 절단에 관해서는 회전 절삭날이나 누름 절단날 등을 이용할 수 있다.
또한, 상기한 SAW 디바이스(10)의 다른 제조 프로세스를, 도7을 이용하여 설명한다. 본 제조 프로세스에서는, 도7의 (a)에 도시한 바와 같이 SAW 필터 소자(1)를 실장 기판(21)으로 탑재하는 것보다 먼저, 실장 기판(21) 상면에 프레임형 기판(22)을 이용하여 캐비티(20)를 형성해 둔다. 이와 같이 실장 기판(21)에 프레임형 기판(22)을 미리 부착 설치해 둠으로써 기판 강도가 확보되므로, 이를 반송하기 쉬워진다. 또한, 실장 기판(21)에는 비아 배선(32)(도3 참조)의 일부가 미리 형성되어 있다.
단, 이와 같이 먼저 프레임형 기판(22)을 부착 설치한 경우, SAW 필터 소자(1)를 실장 기판(21)에 접속하여 고정하기 위한 도전성 수지(51)를 상기 실장 기판(21)의 기판 배선(31) 상에 스크린 인쇄하는 것이 곤란해진다. 그래서, 본 제조 프로세스에서는, 도7의 (b)에 도시한 바와 같이 실장 기판(21) 상이며캐비티(20) 내부에 이방성 도전 시트(52)를 삽입하고, 이 위로부터 SAW 필터 소자(1)를 접착 고정한다[도7의 (c) 참조].
그 후, 나머지 비아 배선(32) 및 전기단자(33)(도3 참조)가 형성된 하부 기판(25)을 실장 기판(21)의 하면에 배치하고, 또한 캐비티(20)에 덮개를 하기 위한 덮개 기판(23)을 프레임형 기판(22)의 상면에 배치한다. 이와 같이, 실장 기판(21), 프레임형 기판(22), 하부 기판(25) 및 덮개 기판(23)을 각각 적층한 후, 상하 방향으로부터 가압 및 가열 프레스함으로써 이들을 서로 접착한다. 이에 의해, SAW 디바이스(10)가 제작된다. 또한, 다른 구성은, 도6에서 설명한 제조 프로세스와 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다.
이상과 같이, SAW 필터 소자를 탑재하는 기판부[실장 기판(21)]에 충분한 유연성을 갖게 함으로써 SAW 필터 소자와 패키지의 접속 부분에 발생하는 응력이 저감되므로, SAW 디바이스를 탑재하는 기판이 왜곡을 받아도 패키지 내부의 SAW 필터 소자의 접속 부분이 박리되는 것을 방지할 수 있고, SAW 디바이스의 실장 신뢰성을 확보할 수 있다.
(제2 실시예)
다음에, 상술한 제1 실시예에 의한 SAW 디바이스(10)의 다른 구성예를 이하에 제2 실시예로서 몇 가지 예로 들어 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 제1 실시예와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 특기하지 않은 구성에 관해서는 제1 실시예와 마찬가지이다.
도8의 (a)는 본 실시예에 있어서의 제1 예에 의한 SAW 디바이스(60)의 구성을 도시하는 A-A 단면도이다. 또한, A-A 단면은 제1 실시예에 있어서의 도3의 (b)와 대응하는 것으로 한다.
도8의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에 의한 SAW 디바이스(60)는 제1 실시예에 의한 SAW 디바이스(10)와 같은 구성에 있어서, 하부 기판(25)의 하면[실장 기판(21)과 반대측]에 평면형의 덮개 기판(61)이 부착 설치된 구성을 갖는다. 이에 의해, 캐비티(30)가 밀폐되어 있다.
덮개 기판(61)에는 실장 기판(21)과 마찬가지로 시트형 수지 기판을 이용할 수 있다. 단, 이에 한정되지 않고, SAW 디바이스(60)의 대형화를 회피할 수 있을 정도의 두께이고, 또한 하부 기판(25)과 접합 가능한 기판이면 어떠한 것으로도 변형할 수 있다. 또한, 덮개 기판(61)에 어느 정도의 두께를 갖게 함으로써, 변형에 대한 SAW 디바이스(60)의 강도를 향상시키는 것이 가능해진다.
제1 실시예에 의한 실장 기판(21)은 상술한 바와 같이 다른 기판(22, 23, 25)에 비교하여 매우 얇고, 외부로부터의 충격에 대해 파손되기 쉽다. 그래서, 도8의 (a)와 같이, 캐비티(30)에 덮개[덮개 기판(61)]를 하여 실장 기판(21)에 직접 외부로부터의 충격이 가해지지 않도록 구성한다. 이에 의해, 실장 기판(21)이 외부로부터의 충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 실시예에 있어서, 하부 기판(25)의 하면에 배치되어 있던 전기단자(33)는 덮개 기판(61)의 하면에 배치되어 있고[도3의 (d)와 같음], 비아 배선(32)은 덮개 기판(61)도 관통함으로써 전기단자(33)와 기판 배선(31)을 전기적으로 접속하고 있다. 또한, 다른 구성은 제1 실시예와 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다. 또한, 그 제조프로세스는 하부 기판(25)의 하면에 덮개 기판(61)을 적층하고, 도6(또는 도7)에 있어서의 (d)와 마찬가지로 이들을 가압 및 가열 프레스하여 접착하도록 구성된다. 이에 의해, SAW 디바이스(60)가 제작된다.
또한, 도8의 (b)는 본 실시예에 있어서의 제2 예에 의한 SAW 디바이스(70)의 구성을 도시하는 B-B 단면도이다. 또한, B-B 단면은 제1 실시예에 있어서의 도3의 (c)와 대응하는 것으로 한다.
도8의 (b)에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 의한 SAW 디바이스(70)는 제1 실시예에 의한 SAW 디바이스(10)와 같은 구성에 있어서, 덮개 기판(23)의 하면[캐비티(20)측] 전체에 면형의 배선[면 배선(75)]이 형성된 구성을 갖는다. 또한, 이 면 배선(75)은 프레임형 기판(22)을 관통하는 비아에 끼움 설치된 비아 배선(74)을 거쳐서 기판 배선(31) 및 이와 접속된 전기단자(33)에 전기적으로 접속되어 있다.
이 면 배선(75)은 SAW 필터 소자(1)에 입사하는 소음을 저감시키는 전기 실드로서 기능한다. 따라서, 면 배선(75)은 전기단자(33)를 거쳐서 접지된다. 이와 같이, SAW 필터 소자(1)를 수납하는 캐비티(20)의 상부에 접지 전위를 형성함으로써, 환언하면 캐비티(20)의 내벽이며 SAW 필터 소자(1)의 상부에 전기 실드를 형성함으로써 SAW 필터 소자(1)를 전기적으로 보호하는 것이 가능해지고, SAW 필터 소자(1)의 동작을 안정화시키는 것이 가능해진다. 또한, 다른 구성은 제1 실시예와 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다. 또한, 그 제조 프로세스는 덮개 기판(23)의 하면에 미리 면 배선(75)을 메탈라이즈 형성해 두고, 이를 도6(또는 도7)에 있어서의 (d)와 마찬가지로 가압 및 가열 프레스하여 접착하도록 구성된다.이에 의해, SAW 디바이스(70)가 제작된다.
또한, 도8의 (c)는 본 실시예에 있어서의 제3 예에 의한 SAW 디바이스(80)의 구성을 도시하는 B-B 단면도이다. 도8의 (c)에 도시한 바와 같이, SAW 디바이스(80)는 제2 예에 의한 SAW 디바이스(70)에 있어서의 SAW 필터 소자(1)를 하측으로부터도 전기적으로 보호하는 구성을 갖는다. 또한, 도8의 (c)는 (b)와 마찬가지로 B-B 단면을 도시한다.
이상과 같이, SAW 필터 소자(1)를 하측으로부터 전기적으로 보호하기 위해, 본 예에서는 캐비티(30)의 상부, 즉 실장 기판(21)의 하면 전체에 면형의 배선[면 배선(82)]이 형성된 구성을 갖는다. 또한, 이 면 배선(82)은 실장 기판(21)을 관통하는 비아에 끼움 설치된 비아 배선(81)을 거쳐서 기판 배선(31)과 접속되어 있고, 또한 하부 기판(25)을 관통하는 비아 끼움 설치된 비아 배선(32)을 거쳐서 전기단자(33)와 접속되어 있다.
이 면 배선(75)은 SAW 필터 소자(1)에 입사하는 소음을 저감시키는 전기 실드로서 기능한다. 따라서, 면 배선(82)은 전기단자(33)를 거쳐서 설치된다. 이와 같이, SAW 필터 소자(1)를 수납하는 캐비티(20)의 하부에 접지 전위를 형성함으로써, 환언하면 실장 기판(21)에 있어서의 탄성 표면파 필터 소자(1)와 반대측의 면에 전기 실드를 형성함으로써 SAW 필터 소자(1)를 전기적으로 보호하는 것이 가능해지고, SAW 필터 소자(1)의 동작을 안정화시키는 것이 가능해진다. 또한, 면 배선(82)은 실장 기판(21)의 상면측에 형성되어도 좋다. 단, 이 때, 기판 배선(31)과 면 배선(82) 사이에는 절연층이 형성된다. 또한, 다른 구성은 제1 실시예와 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다. 또한, 그 제조 프로세스는 덮개 기판(23)의 하면에 미리 면 배선(75)을 메탈라이즈 형성해 두고, 또한 실장 기판(21)의 하면에 미리 면 배선(82)을 메탈라이즈 형성함으로써 양면 배선 기판을 형성해 두고, 이들을 도6(또는 도7)에 있어서의 (d)와 마찬가지로 가압 및 가열 프레스하여 접착하도록 구성된다. 이에 의해, SAW 디바이스(80)가 제작된다.
(제3 실시예)
다음에, 본 발명의 제3 실시예에 대해 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 상기한 제1 실시예에서는 SAW 필터 소자(1)가 설치되는 실장 기판(21)의 하면에 캐비티(30)를 형성하기 위한 하부 기판(25)을 설치하고 있었다. 여기서, 전기단자(33)를 땜납 리플로우에 의해 부품 실장 기판(41)의 기판 배선(42)으로 접착하는 경우, 땜납(43) 자체가 신발로서 기능하여 SAW 디바이스(10)가 뜬 상태가 된다. 이하에서는, 이와 같은 구성을 이용하여 하부 기판(25)을 생략한 경우를 제3 실시예로 하여 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 제1 실시예 또는 제2 실시예와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 특기하지 않은 구성에 관해서는 제1 실시예 또는 제2 실시예와 마찬가지이다.
도9는 본 실시예에 의한 SAW 디바이스(90)의 구성을 도시하는 도면이고, 도9의 (a)는 그 C-C 단면도이고, 도9의 (b)는 그 D-D 단면도이고, 도9의 (c)는 그 하면도이다.
도9의 (a)에 도시한 바와 같이, SAW 필터 소자(1)는 실장 기판(21)과 프레임형 기판(22)을 갖고 이루어지는 2층의 패키지에 페이스 다운 상태로 플립 칩 실장된다.
또한, 본 실시예에 있어서 실장 기판(21)의 하면에는 전기단자(33)가 배치되어 있고, 이들이 실장 기판(21)을 관통하는 비아에 끼움 설치된 비아 배선(92)을 거쳐서 실장 기판(21) 상면에 배치된 기판 배선(31)과 전기적으로 접속되어 있다[도9의 (b) 및 도9의 (c) 참조].
이와 같이 원패키지로서 구성된 SAW 디바이스(90)는, 예를 들어 도10에 도시한 바와 같이 부품 실장 기판(41) 상에 실장된다. 부품 실장 기판(41) 상에는 기판 배선(42)과 전기단자(33)가 설치되어 있고, 이들과 SAW 디바이스(90)에 있어서의 전기단자(33)가 땜납(43)에 의해 고정 부착됨으로써, SAW 디바이스(90)와 부품 실장 기판(41)이 전기적 및 기계적으로 접속된다.
그래서, 부품 실장 기판(41)에 대해 기판 굽힘 시험을 행한 경우, 도10에 도시한 바와 같이 부품 실장 기판(41)이 구부러지면, 그 영향을 받아 전기단자(33), 기판 배선(42) 및 땜납(43)을 이용하여 부품 실장 기판(41)과 직접적으로 접속된 실장 기판(21) 및 이에 고정 부착된 프레임형 기판(22)이 변형된다. 단, 본 실시예에서는 SAW 디바이스(90)가 탑재되어 있는 실장 기판(21)이 제1 실시예와 마찬가지로 충분히 유연해지므로, 실장 기판(21)이 변형되어도 SAW 필터 소자(1)의 실장 영역에는 거의 응력이 가해지지 않는다. 즉, 도10에 도시한 바와 같이, 발생한 응력이 지지부 근방으로 집중한다(응력 집중 부분). 이로 인해, 기판 굽힘 시험에 대한 충분한 신뢰성을 실현할 수 있다. 또한, 지지부라 함은, 실장 기판(21)과 프레임형 기판(22)의 접합 부분이다. 또한, SAW 필터 소자(1)의 금속 범프(11)와 실장 기판(21)의 접속 부분에 발생하는 변형 응력을 최대한 적게 하기 위해, 프레임형 기판(22)의 내부 프레임이 금속 범프(11)의 접속 부분보다도 외측이 되도록 제한하는 것이 바람직하다. 또한, 다른 구성은, 제1 실시예와 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다.
다음에, 도11을 이용하여 상술한 SAW 디바이스(90)의 제조 프로세스를 설명한다. 본 제조 프로세스에서는, 우선 도11의 (a)에 도시한 바와 같이 기판 배선(31) 및 전기단자(33)가 배치된 두께 50 ㎛ 정도의 양면 배선 기판인 실장 기판(21)을 제작하고, 이에 미리 프레임형 기판(22)을 부착 설치해 둔다. 이 부착 설치는 실장 기판(21)의 상면에 프레임형 기판(22)을 포개어 이들을 가압 및 가열 프레스함으로써 행해진다. 또한, 기판 배선(31)은 SAW 필터 소자(1)가 실장 기판(21)의 중앙 부근에 배치되는 위치에 설치된다. 환언하면, 프레임형 기판(22)에 의해 형성되는 캐비티(20)의 중앙 부근에, SAW 필터 소자(1)가 배치되는 위치에 기판 배선(31)이 설치된다. 또한, 실장 기판(21)에는 비아 배선(92)(도9 참조)이 미리 형성되어 있다.
다음에, 도11의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기한 프로세스에서 형성된 캐비티(20) 내부의 실장 기판(21) 상에 이방성 도전 시트(52)를 삽입하고, 이 위로부터 SAW 필터 소자(1)를 부착 설치 고정한다[도11의 (c) 참조]. 또한, 여기까지의 프로세스는 도7의 (a) 내지 도7의 (c)와 마찬가지이다.
이와 같이 SAW 필터 소자(1)를 탑재한 후, 하면에 접착 시트(91)가 도포된덮개 기판(23)을 프레임형 기판(22) 상으로부터 씌우고, 캐비티(20)에 덮개를 한다. 이상과 같은 프로세스를 경유함으로써, 본 실시예에 의한 SAW 디바이스(90)가 제작된다. 또한, 다른 구성은 제1 실시예(특히 도7)와 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다. 또한, 여기서는 제1 실시예에 있어서의 도7에 도시한 제조 프로세스를 인용하여 설명하였지만, 본 실시예에서는 이에 한정되지 않고, 예를 들어 도6에 도시한 제조 프로세스를 기초로 하여 제조하는 것도 가능하다.
(제4 실시예)
다음에, 본 발명의 제4 실시예에 대해 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 상기한 제3 실시예에서는, 부품 실장 기판(41)과 전기적인 접속을 형성하기 위한 전기단자(33)를 SAW 디바이스(90)의 하면에 있어서의 긴 변에 따라서 배열하고 있었다. 이에 대해 본 실시예에서는 전기단자(33)를 SAW 디바이스(90)의 짧은 변에 따라서 배열시킨다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 제1 실시예 내지 제3 실시예 중 어느 하나와 같은 구성에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 특기하지 않은 구성에 관해서는 제1 실시예 내지 제3 실시예 중 어느 하나와 마찬가지이다.
도12는 본 실시예에 의한 SAW 디바이스(95)의 구성을 도시하는 도면으로, 도12의 (a)는 그 E-E 단면도이고, 도12의 (b)는 그 F-F 단면도이고, 도12의 (c)는 그 하면도이다.
도12의 (a) 내지 도12의 (c)에 도시한 바와 같이, SAW 디바이스(95)에 있어서 실장 기판(21) 하면의 전기단자(33)는 짧은 변의 중앙 부근에 밀집하여 배치되어 있다. 또한, 실장 기판(21) 상면에 배치된 기판 배선(31)은 실장 기판(21)의 외변 부근에서 전기단자(33)와 콘택트를 취하기 위해, 실장 기판(21)의 짧은 변측으로 연장되어 있다. 이 밖의 구성은 제3 실시예와 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다.
또한, 이상과 같이 원패키지로서 구성된 SAW 디바이스(95)를 탑재한 부품 실장 기판(41)에 대해 기판 굽힘 시험을 행한 경우를 도13에 도시한다. 도13에 도시한 바와 같이 부품 실장 기판(41)이 구부러지면, 그 영향을 받아 전기단자(33), 기판 배선(42) 및 땜납(43)을 이용하여 부품 실장 기판(41)과 직접적으로 접속된 실장 기판(21) 및 이에 고정 부착된 프레임형 기판(22)이 변형된다. 단, 본 실시예에서는 SAW 디바이스(95)의 긴 변의 단부측이 땜납(43)에 의해 고정 부착되어 있으므로, 부품 실장 기판(41)의 변형에 의한 영향을 실장 기판(21)이 보다 완충할 수 있고, SAW 필터 소자(1)의 실장 영역에 가해지는 응력을 더 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 다른 구성은 제1 실시예와 마찬가지이므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
(제5 실시예)
다음에, 본 발명의 제5 실시예에 대해 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 본 실시예에서는 상기한 각 실시예에 의한 SAW 디바이스의 다른 구성예를 나타낸다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 제1 실시예로부터 제4 실시예와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 특기하지 않은 구성에 관해서는 제1 실시예 내지 제4 실시예 중 어느 하나와 마찬가지이다.
도14의 (a)는 본 실시예에 의한 SAW 디바이스(100)의 구성을 도시하는 H-H 단면도이고, (b)는 SAW 디바이스(100)의 구성을 도시하는 G-G 단면도이고, (c)는 SAW 디바이스(100)의 구성을 도시하는 하면도이다. 단, 본 실시 형태에서는 상기한 각 실시예와 마찬가지로, TV 중간 주파수대에서 사용되는 SAW 필터 소자(1)를 이용한 경우를 예로 들어 설명한다.
본 실시예에 있어서 SAW 필터 소자(1)는, 도14의 (a)에 도시한 바와 같이 SAW 필터 소자(1)와 전기적으로 접속되는 기판 배선(31)이 형성된 실장 기판(21)과, 실장 기판(21)에 있어서의 소자 탑재면 상에 SAW 필터 소자(1)를 수납하는 캐비티(20)를 형성하기 위한 프레임형 기판(22)과, 실장 기판(21)과 프레임형 기판(22)을 접착하기 위한 접착층(103)과, 실장 기판(21)의 변형을 소자 탑재면과 반대측으로부터 제한하기 위한 하부 기판(101)과, 실장 기판(21)에 있어서의 소자 탑재면과 반대측에 좁은 중공부(102)를 형성하고 또한 실장 기판(21)과 하부 기판(101)을 접착하기 위한 접착층(103)과, 프레임형 기판(22)으로 형성된 캐비티(20)를 밀봉하기 위한 덮개 기판(23)을 갖고 이루어지는 다층 구조의 패키지에 페이스 다운 상태로 플립 칩 실장되어 고정되어 있다.
실장 기판(21)은 제1 실시예와 마찬가지로, 예를 들어 FPC로 대표되는 수지 기판 등의 유연성이 우수한 재료를 이용하여 형성된다. 이 실장 기판(21)은 두께가 100 ㎛ 이하인 얇은 시트형으로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 실장 기판(21)의 유연성을 보다 향상시킬 수 있다.
프레임형 기판(22)은 제1 실시예와 마찬가지로 프레임형을 이루고 있고, 실장 기판(21) 상면측에 캐비티(20)를 형성한다. 이 프레임형 기판(22)은 수지 기판등을 이용하여 형성된다. 실장 기판(21)과 프레임형 기판(22)은 수지 등의 접착층(103)을 이용하여 접착된다.
실장 기판(21)의 하면에는 중공부(102)를 협지하여 하부 기판(101)이 설치되어 있다. 하부 기판(101)은 판형을 이루고 있고, 예를 들어 수지 기판을 이용하여 형성된다. 중공부(102)는 실장 기판(21)이 변형되는 것을 저해하지 않기 위한 공간이다. 단, 외부로부터의 충격 등으로 실장 기판(21)이 과도하게 변형되어 버린 경우, 금속 범프(11)와 기판 배선(31)의 접합 부분[도전성 수지(51)를 포함함]이 박리되어 버리는 가능성이 존재한다. 그래서 본 실시예에서는 실장 기판(21)이 변형되는 양을 제한하기 위한 하부 기판(101)을 설치하고 있다. 또한, 중공부(102)의 두께, 즉 실장 기판(21)과 하부 기판(101)의 거리는, 예를 들어 40 ㎛ 정도로 하는 것이 가능하지만, 이에 한정되지 않고, 실장 기판(21)의 과도한 변형을 방지할 수 있을 정도의 거리이면 어떠한 것으로도 변형할 수 있다. 또한, 중공부(102)의 두께는 후술하는 접착층(104)의 두께에 상당한다. 또한, 실장 기판(21)과 하부 기판(101)이 따로따로 변형하는 것이 가능하면, 중공부(102)를 설치하지 않아도 좋다. 즉, 실장 기판(21)과 하부 기판(101)이 접촉하고 있어도 좋다.
실장 기판(21)과 하부 기판(101)은 적어도 소자 실장 영역에 대응하는 하면 영역을 제외하는 부분에서 접착된다. 즉, 접착층(104)은 SAW 필터 소자(1)가 실장된 영역에 대응하는 하면 영역 이외에 도포된다. 예를 들어 접착층(104)은 접착층(103)과 대응하는 하면 영역에만 도포되어 있다. 접착층(104)은 수지 등의접착제이다. 접착층(104)은 실장 기판(21)과 하부 기판(101)을 접착할 뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 실장 기판(21)과 하부 기판(101) 사이에 비교적 좁은 중공부(102)를 형성하기 위한 스페이서로서도 기능한다.
이와 같이, 적어도 SAW 필터 소자(1)의 실장 영역에 있어서 실장 기판(21)과 하부 기판(101)이 접착 고정되어 있지 않은 구성으로 함으로써, 예를 들어 외부로부터의 응력에 의해 패키지가 변형을 받은 경우라도 실장 기판(21)을 하부 기판(101)으로부터 비교적 자유롭게 이동할 수 있다. 이로 인해, SAW 필터 소자(1)와 실장 기판(21)의 전기적인 접속 부분에 기계적인 힘이 가해지기 어려워 SAW 디바이스(100)의 접속 신뢰성이 향상된다.
또한, 덮개 기판(23)은 판형을 이루고 있고, 예를 들어 수지 기판을 이용하여 형성된다. 덮개 기판(23)과 프레임형 기판(22)은, 예를 들어 수지 등의 접착층(105)을 이용하여 접착된다. 이 때, 접착층(105)을 이용하여 덮개 기판(23)과 SAW 필터 소자(1)의 하면[IDT(13)가 형성된 면과 반대측]을 접착시켜도 좋다. 덮개 기판(23)은 다른 부재[예를 들어 프레임형 기판(22)이나 하부 기판(101) 등]와 비교하여 변형하지 않는 부재이다. 그래서, SAW 필터 소자(1)를 덮개 기판(23)에 고정함으로써, SAW 필터 소자(1)의 위치가 안정된다. 이에 의해, 기판 굽힘 시험이나 외부로부터 충격에 대한 안정성을 향상시키는 것이 가능해진다.
실장 기판(21)에는, 상술한 바와 같이 SAW 필터 소자(1)에 설치된 금속 범프(11)와 접속되는 기판 배선(31)이 형성된다. 이 기판 배선(31)은 SAW 필터 소자(1)가 실장될 때의 금속 범프(11)의 위치와 대응하도록 레이아웃된다. 금속 범프(11)와 기판 배선(31)을 접속함으로써, SAW 필터 소자(1)와 패키지[실장 기판(21)]가 전기적으로 접속될 뿐만 아니라, SAW 필터 소자(1)와 패키지가 기계적으로 고정된다. 이 때, 금속 범프(11)와 기판 배선(31)의 전기적 및 기계적인 접속에는 도전성 수지(51)를 이용하면 좋다.
또한, 실장 기판(21) 상면에 배치된 기판 배선(31)은, 도14의 (b)에 도시한 바와 같이 실장 기판(21) 및 하부 기판(101)[단, 접착층(103, 104)을 포함함]을 관통하는 비아에 끼움 설치된 비아 배선(32)을 거쳐서 하부 기판(101) 하면에 배치된 전기단자(33)에 접속되어 있다. 전기단자(33)는, 제1 실시예와 마찬가지로 외부 단자로서 기능하는 금속 패턴이다. 이 전기단자(33)는, 상술한 각 실시예와 마찬가지로 하부 기판(101)의 긴 변의 중앙 부근으로 밀집하도록 배치되어도, 짧은 변에 배치되어도 좋다. 또한, 전기단자(33)를 긴 변의 중앙 부근에 밀집시킨 경우를 도14의 (c)에 도시한다.
이상과 같이, 원패키지로서 구성된 SAW 디바이스(100)는, 예를 들어 도15에 도시한 바와 같이 부품 실장 기판(41) 상에 배치된다. 부품 실장 기판(41) 상에는 기판 배선(42)과 전기단자(33)가 설치되어 있고, 이들과 SAW 디바이스(100)에 있어서의 전기단자(33)가 땜납(43)에 의해 고정 부착됨으로써 SAW 디바이스(100)와 부품 실장 기판(41)이 전기적 및 기계적으로 접속된다. 또한, SAW 디바이스(10)를 부품 실장 기판(41) 상에 땜납 실장할 때, 땜납 리플로우에 의한 열가공을 경유하는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 열에 의한 문제점이 발생하는 것을 방지하기 위해, SAW 필터 소자(1) 상에 형성된 금속 범프(11)에는 Au 범프를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 도15에는 부품 실장 기판(41)에 대해 기판 굽힘 시험을 행하였을 때의 SAW 디바이스(100)가 받는 왜곡의 모습도 도시되어 있다. 도15를 참조하면 명백한 바와 같이, 부품 실장 기판(41)이 구부러지면, 그 영향을 받아 전기단자(33), 기판 배선(42) 및 땜납(43)을 이용하여 부품 실장 기판(41)과 직접적으로 접속된 하부 기판(101)이 변형된다. 이 변형에 의해 실장 기판(21)도 변형된다. 단, 본 실시예에서는 실장 기판(21)이 충분히 유연해지므로, 실장 기판(21)이 변형해도 SAW 필터 소자(1)의 실장 영역에는 거의 응력이 가해지지 않는다. 이로 인해 기판 굽힘 시험에 대한 충분한 신뢰성을 실현할 수 있다. 또한, SAW 필터 소자(1)의 금속 범프(11)와 실장 기판(21)의 접속 부분에 발생하는 변형 응력을 최대한 적게 하기 위해, 프레임형 기판(22) 및 하부 기판(101)으로 협지되는 부분을 금속 범프(11)의 접속 부분보다도 외측이 되도록 제한하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예의 SAW 디바이스(100)는 SAW 필터 소자(1)의 금속 범프(11)가 형성되어 있는 면의 반대측 면도 덮개 기판(23)과 접착 고정되어 있다. 이에 의해, SAW 디바이스(1)에 낙하 등의 충격이 가해진 경우에도 대부분의 가속도 충격을 패키지의 덮개인 덮개 기판(23)으로 흡수하는 것이 가능해지므로, SAW 필터 소자(1)에 형성된 금속 범프(11)와 실장 기판(21)의 접속 부분에 가해지는 충격을 완화하는 것이 가능해진다. 따라서, 낙하 등의 충격에 대한 SAW 디바이스(100)의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
다음에, 도16을 이용하여 상술한 SAW 디바이스(100)의 제조 프로세스를 설명한다. 본 제조 프로세스에서는, 우선 도16의 (a)에 도시한 바와 같이 접착 부분에 접착층(103)이 도포된 프레임형 기판(22)을 실장 기판(21)의 상면에 배치하고, 접착 부분에 접착층(104)이 형성되고 또한 하면에 전기단자(33)가 형성된 하부 기판(101)을 실장 기판(21)의 하면에 배치한다. 이와 같이 실장 기판(21), 프레임형 기판(22) 및 하부 기판(101)을 각각 적층한 후, 상하 방향으로부터 가압 및 가열 프레스함으로써 이들을 서로 접착한다. 또한, 실장 기판(21)에는 미리 기판 배선(31)이 배치되어 있다. 또한, 실장 기판(21) 및 하부 기판(101)에는 미리 비아 배선(32)이 형성되어 있다.
다음에, 도16의 (b)에 도시한 바와 같이, 금속 범프(11)에 도전성 수지(51)가 도포된 SAW 필터 소자(1)를 페이스 다운 상태로 캐비티(20) 내에 수납하고, 이를 실장 기판(21)에 있어서의 기판 배선(31)에 플립 칩 접속하여 고정한다. 또한, 도전성 수지(51)는 일정한 두께로 제어된 도전성 접착제층으로부터 스키지 등을 이용하여 전사하는 방식 등을 이용하여 SAW 필터 소자(1)의 금속 범프(11) 상에 도포된다.
그 후, 도16의 (c)에 도시한 바와 같이, 미리 접착층(105)이 형성된 덮개 기판(23)을 SAW 필터 소자(1)가 수납된 캐비티(20)에 씌우고, 이들을 상하 방향으로부터 가압 및 가열함으로써 접착 고정한다. 이 때, SAW 필터 소자(1)의 금속 범프(11)가 형성되어 있는 면의 반대측 면도 덮개 기판(23)과 접착 고정함으로써, 최종적인 SAW 디바이스(100)(도14 참조)가 완성된다.
또한, 도16을 이용한 설명에서는 1개의 SAW 디바이스(100)를 제작할 때의 제조 프로세스에 대해 예시하였지만, 실장 기판(21), 프레임형 기판(22) 및 하부 기판(101)이 각각 2차원적으로 복수개 배열된 다면 취득 구조의 기판을 한 번에 부착하여 각각의 캐비티(20)에 SAW 필터 소자(1)를 실장한 후, 덮개 기판(23)이 2차원적으로 복수개 배열된 다면 취득 구조의 기판으로 캐비티(20)를 밀봉하는 방법을 이용하는 경우가 있다. 이 경우, 복수의 SAW 디바이스(100)가 2차원 배열된 기판이 제작된다. 이로 인해, 상기 제조 방법에서는 레이저 등을 이용하여 SAW 디바이스(100)를 각각에 개편화하는 공정이 마련된다. 이와 같이 한 번에 복수의 SAW 디바이스(100)를 제작하는 방법을 이용함으로써, 보다 저비용으로 SAW 디바이스(100)를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 절단에 관해서는 회전 절삭날이나 누름 절단날 등을 이용할 수 있다.
(제6 실시예)
다음에, 본 발명의 제6 실시예에 대해 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 본 실시예에서는 상기한 각 실시예에 의한 SAW 디바이스의 다른 구성예를 나타낸다. 본 실시예에서는 제5 실시예에 나타내는 SAW 디바이스(100)의 다른 제조 방법을 나타낸다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 제1 실시예 내지 제5 실시예와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 특기하지 않은 구성에 관해서는 제1 실시예 내지 제5 실시예 중 어느 하나와 마찬가지이다.
본 실시예에 의한 제조 프로세스에서는, 우선 도17의 (a)에 도시한 바와 같이 SAW 필터 소자(1)를 페이스 업 상태로 덮개 기판(23)에 접착한다. 즉, SAW 필터 소자(1)의 하면[IDT(13)이 형성된 면과 반대측 면]을 덮개 기판(23)에 접착한다. 이 접착에는 접착층(105)이 이용된다.
다음에, 도17의 (b)에 도시한 바와 같이, 일정한 두께로 제어된 도전성 접착제층으로부터 스키지 등을 이용하여 전사하는 방식을 이용하여 SAW 필터 소자(1)의 금속 범프(11) 상에 도전성 수지(51)를 도포한다.
그 후, 도17의 (c)에 도시한 바와 같이, SAW 필터 소자(1)가 접착된 덮개 기판(23)을 상하 반전시키고, 이를 실장 기판(21), 프레임형 기판(22) 및 하부 기판(101)을 갖고 이루어지는 패키지의 캐비티(20)에 씌운 후, 이들을 가압 및 가열함으로써 접착 고정한다. 또한, 실장 기판(21), 프레임형 기판(22) 및 하부 기판(101)을 갖고 이루어지는 패키지는 도16의 (a)에 도시하는 프로세스에서 제작된 패키지이다. 이에 의해, 캐비티(20)가 밀봉되는 동시에, 금속 범프(11)와 기판 배선(31)이 도전성 수지(51)에 의해 접착 고정되어, 최종적인 SAW 디바이스(100)(도14 참조)가 완성된다.
또한, 도17을 이용한 설명에서는 1개의 SAW 디바이스(10)를 제작할 때의 제조 프로세스에 대해 예시하였지만, 실장 기판(21), 프레임형 기판(22) 및 하부 기판(101)이 각각 2차원적으로 복수개 배열된 다면 취득 구조의 기판을 한 번에 부착하고, 이와 SAW 필터 소자(1)가 접착된 덮개 기판(23)이 2차원적으로 복수개 배열된 다면 취득 구조의 기판을 부착함으로써, 복수의 SAW 디바이스(100)가 2차원 배열된 기판을 제작하는 방법이 있다. 이 제조 방법에서는 레이저 등을 이용하여 SAW 디바이스(100)를 각각에 개편화하는 공정이 마련된다. 이와 같이 한 번에 복수의 SAW 디바이스(100)를 제작하는 방법을 이용함으로써 보다 저비용으로 SAW 디바이스(100)를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 절단에 관해서는 회전 절삭날이나 누름 절단날 등을 이용할 수 있다.
또한, 상기 제1 실시예 내지 제6 실시예는 본 발명을 실시하기 위한 예에 지나지 않고, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 이들 실시예를 다양하게 변형하는 것은 본 발명의 범위 내이고, 또한 본 발명의 범위 내에 있어서 다른 다양한 실시예가 가능한 것은 상기 기재로부터 자명하다.
본 발명에 따르면, 굽힘에 대해 충분한 내구성을 갖는 탄성 표면파 디바이스 및 그 제조 방법을 실현할 수 있다.

Claims (23)

  1. 압전 기판 상에 형성된 빗살형 전극을 갖는 탄성 표면파 필터 소자가 캐비티 내에 수납된 탄성 표면파 디바이스이며,
    상기 탄성 표면파 필터 소자가 상면에 실장된 실장 기판을 갖고,
    상기 실장 기판의 두께가 100 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실장 기판의 하면측에 중공부를 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방이 개구된 프레임형의 하부 기판을 상기 실장 기판 하방에 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 하부 기판 하면에 있어서의 개구를 밀봉하는 덮개 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 판형의 하부 기판을 상기 실장 기판 하방에 갖고,
    상기 실장 기판과 상기 하부 기판이 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방 이외의 영역에서 서로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 실장 기판과 상기 하부 기판을 서로 고정하는 접착층을 갖고,
    상기 접착층은 적어도 상기 실장 영역 하방 이외의 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 캐비티를 밀봉하기 위한 덮개 기판을 갖고,
    상기 압전 기판에 있어서의 상기 빗살형 전극이 형성된 면과 반대측 면이 상기 덮개 기판에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 캐비티를 밀봉하기 위한 덮개 기판을 갖고,
    상기 덮개 기판에 있어서의 상기 탄성 표면파 필터 소자측 면에 전기 실드를 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 실장 기판의 하면에 전기 실드를 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 전기 실드는 면 배선인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  11. 제1항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터 소자에 있어서의 금속 범프와 상기 실장 기판에 있어서의 기판 배선이 도전성 수지를 이용하여 전기적이면서 또한 기계적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  12. 제1항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터 소자에 있어서의 금속 범프와 상기 실장 기판에 있어서의 기판 배선이 이방성 도전 시트를 이용하여 전기적이면서 또한 기계적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  13. 제1항에 있어서, 상기 탄성 표면파 필터 소자가 페이스 다운 상태로 상기 캐비티에 수납되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  14. 제1항에 있어서, 상기 실장 기판은 굽힘 탄성률이 2 내지 8 ㎬인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  15. 제1항에 있어서, 상기 실장 기판은 비스말레이미드 트리아진 수지, 폴리페닐렌에테르 또는 폴리이미드 수지 중 적어도 하나를 포함하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스.
  16. 압전 기판 상에 형성된 빗살형 전극을 갖는 탄성 표면파 필터 소자가 캐비티 내에 수납된 탄성 표면파 디바이스의 제조 방법이며,
    두께가 100 ㎛ 이하인 실장 기판 상에 상기 탄성 표면파 필터 소자를 페이스 다운 상태로 고정하는 제1 공정과,
    적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역이 개구된 프레임형 기판과 상기 프레임형 기판의 개구부를 밀봉하는 덮개 기판으로 상기 탄성 표면파 필터 소자를 밀봉하는 제2 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스의 제조 방법.
  17. 압전 기판 상에 형성된 빗살형 전극을 갖는 탄성 표면파 필터 소자가 캐비티 내에 수납된 탄성 표면파 디바이스의 제조 방법이며,
    두께가 100 ㎛ 이하인 실장 기판과 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역이 개구된 프레임형 기판으로 형성되는 상기 캐비티 내에 상기 탄성 표면파 필터 소자를 페이스 다운 상태로 실장하는 제1 공정과,
    상기 캐비티를 덮개 기판으로 밀봉하는 제2 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스의 제조 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제2 공정은 판형 또는 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방이 개구된 프레임형의 하부 기판을 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방 이외의 영역에서 상기 실장 기판 하방에접착하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제2 공정은 상기 덮개 기판과 상기 탄성 표면파 필터 소자를 접착하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  20. 압전 기판 상에 형성된 빗살형 전극을 갖는 탄성 표면파 필터 소자가 캐비티 내에 수납된 탄성 표면파 디바이스의 제조 방법이며,
    상기 캐비티를 밀봉하기 위한 덮개 기판 상에 상기 탄성 표면파 필터 소자를 페이스 업 상태로 접착하는 제1 공정과,
    두께가 100 ㎛ 이하인 실장 기판과 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역이 개구된 프레임형 기판으로 형성되는 상기 캐비티를 상기 탄성 표면파 필터 소자가 페이스 다운 상태가 되도록 상기 덮개 기판으로 밀봉하는 제2 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 디바이스의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제2 공정은 판형 또는 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방이 개구된 프레임형의 하부 기판을 적어도 상기 탄성 표면파 필터 소자의 실장 영역 하방 이외의 영역에서 상기 실장 기판 하방에 접착하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  22. 제16항, 제17항 또는 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실장 기판, 상기프레임형 기판 및 상기 덮개 기판은 복수의 탄성 표면파 디바이스를 동시에 제작하기 위한 다면 취득형으로 구성되어 있고,
    상기 제2 공정에서 제작된 적층 기판을 개별의 상기 탄성 표면파 디바이스에 개편화하는 제3 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제3 공정은 레이저 또는 회전 절삭날을 이용하여 상기 탄성 표면파 디바이스를 개편화하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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