WO2005076472A1 - 表面実装型sawデバイス - Google Patents

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WO2005076472A1
WO2005076472A1 PCT/JP2004/016857 JP2004016857W WO2005076472A1 WO 2005076472 A1 WO2005076472 A1 WO 2005076472A1 JP 2004016857 W JP2004016857 W JP 2004016857W WO 2005076472 A1 WO2005076472 A1 WO 2005076472A1
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piezoelectric substrate
saw
sealing resin
chip
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Inventor
Yasuhide Onozawa
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Toyo Communication Equipment Co., Ltd.
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/10—Mounting in enclosures
    • H03H9/1064—Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices
    • H03H9/1085—Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices the enclosure being defined by a non-uniform sealing mass covering the non-active sides of the BAW device

Definitions

  • the present invention relates to a surface acoustic wave device having a structure in which a surface acoustic wave chip is mounted face-down on a mounting substrate using bumps and the surface acoustic wave chip is sealed with a resin.
  • the present invention relates to a surface-mounted surface acoustic wave device that can solve various problems that occur when using a pyroelectric material.
  • a surface acoustic wave device has a configuration in which patterns such as comb-shaped electrode fingers (IDT electrodes), reflectors, and connection pads are arranged on a piezoelectric substrate made of quartz, lithium tantalate, or the like.
  • IDT electrodes comb-shaped electrode fingers
  • connection pads are arranged on a piezoelectric substrate made of quartz, lithium tantalate, or the like.
  • a surface acoustic wave is excited by applying a high-frequency electric field to the IDT electrode, and a filter characteristic is obtained by converting the surface acoustic wave into a high-frequency electric field by a piezoelectric action.
  • CSP Chip Size Package
  • a CSP-related technology for a SAW device is disclosed in, for example, JP-A-2002-100945.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a SAW device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100945.
  • a mounting substrate 100 including a wiring pattern 103 disposed on the insulating substrate 101 and electrically connected to the external electrode 102; a piezoelectric substrate 111; an IDT electrode 112 formed on one surface of the piezoelectric substrate 111; and a wiring pattern 103.
  • Chip 110 which has connection pads 113 connected to the substrate via conductive bumps 115, and is formed by covering the SAW chip 110 from the outer surface to the upper surface of the mounting substrate 100 with the SAW chip 110 being flip-chip mounted on the mounting substrate 100. Airtight between the IDT electrode 112 and the mounting board 100 A sealing resin 120 that forms the space S.
  • the crystal structure is the Siens fleece symbol, c, c, c, c, c,
  • the piezoelectric substrate 111 made of a piezoelectric material belonging to the point group C, C, or C has a pyroelectric property.
  • Lithium (LiNbO) and lithium tetraborate (LiBO) belonging to the point group C have pyroelectric properties.
  • Crystals belonging to point group D do not have pyroelectricity.
  • the SAW device is packed in the following manner after the SAW device A is stored in each pocket 131a of the embossed carrier tape body 131 (made of polystyrene), which is a long continuous material.
  • the opening of each pocket is sealed with a cover tape 132 made of PET to complete the embossed carrier tape 130, and the carrier tape 130 is wound around a reel, so-called tape and reel packaging is common.
  • the encapsulation resin 120 is charged.
  • the cover tape 132 is peeled off, the SAW device A sticks to the cover tape side, and when mounting it on a circuit board by the automatic mounting device, it is impossible to transfer, dislocation, dropout, etc. .
  • a CSP type SAW device with a size of 2.0 x 1.6 mm was manufactured using an epoxy-based resin material to check whether or not sticking to the cover tape 132 due to charging of the sealing resin. Confirmed experimentally.
  • As a sealing resin the relative dielectric constant is 3.2 and the volume resistivity is 1 X 10 16 ⁇ -c m.
  • the thickness H of the sealing resin on the upper surface of the SAW chip was 0.12 mm.
  • the CSP type SAW device was heated at 85 ° C for 5 minutes, and immediately thereafter, left in an atmosphere at 25 ° C for 2 minutes. When the SAW device was brought into contact with the cover tape 132, sticking to the cover tape due to charging of the sealing resin was confirmed.
  • the volume resistivity was 5 ⁇ 10 13 ⁇ -cm
  • the same experiment was performed using the sealing resin of 3.0, but it was difficult to prevent sticking to the cover tape due to charging of the sealing resin.
  • Patent document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100945
  • Patent Document 2 JP-A-11-92147
  • Patent Document 3 JP-A-6-305895
  • Non-patent Document 1 Applied Physics Handbook, 2nd edition, 458 pages Table 7.9 (Maruzen Co., Ltd.) Disclosure of the Invention
  • the present invention has been made in view of the above, and a SAW chip is mounted face down on a wiring pattern of a mounting board via a conductive bump, and resin is coated from the upper surface of the SAW chip to the upper surface of the insulating substrate.
  • a resin is filled in a gap between the skirt portion of the SAW chip and the upper surface of the mounting substrate to form an airtight space between the IDT electrode on the lower surface of the SAW chip and the upper surface of the mounting substrate.
  • the invention of claim 1 includes an insulating substrate, an external electrode for surface mounting disposed on a bottom of the insulating substrate, and the external electrode disposed on the insulating substrate and provided on the insulating substrate.
  • a SAW comprising a mounting substrate having a wiring pattern electrically connected to the poles, a piezoelectric substrate, an IDT electrode formed on one surface of the piezoelectric substrate, and a connection pad connected to the wiring pattern via a conductive bump. Sealing that forms an airtight space between the IDT electrode and the mounting substrate by being formed from the outer surface of the SAW chip to the upper surface of the mounting substrate while the chip and the SAW chip are flip-chip mounted on the mounting substrate. And the crystal structure of the piezoelectric substrate is C, C, C, C, C, C, C, C, C, C, C
  • the invention of claim 2 is characterized in that the conductivity of the encapsulating resin is suppressed by increasing the conductivity of the circuit board, wherein the element that easily bonds to oxygen is brought into contact with the piezoelectric substrate in claim 1. It is characterized in that the conductivity of the piezoelectric substrate is increased by heating.
  • the invention according to claim 3 is the method according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate contains at least one metal of Fe, Zr, Al, Cr, Mn, Rh, Cu, V, W, U, and Sn as an impurity. Thereby, the conductivity of the piezoelectric substrate is enhanced.
  • the invention according to claim 4 is the method according to claims 1 to 3, wherein the piezoelectric substrate is LiTaO.
  • a fifth aspect of the present invention provides a mounting substrate comprising: an insulating substrate; an external electrode for surface mounting disposed on a bottom of the insulating substrate; and a wiring pattern disposed on the insulating substrate and electrically connected to the external electrode.
  • a SAW chip comprising: a piezoelectric substrate; a piezoelectric substrate; an IDT electrode formed on one surface of the piezoelectric substrate; and connection pads connected to the wiring pattern via conductive bumps; and a flip chip on which the SAW chip is mounted on a mounting substrate.
  • the structure is a chain fleece symbol and any point group of C, C, C, C, C, C, C, C, C, C, C
  • the sealing resin having a relative dielectric constant of 3.2 or less and a volume resistivity of 1 ⁇ 10 16 ⁇ 'cm or less, and the sealing resin on the top surface of the SAW chip.
  • the outer surface of the SAW chip mounted face-down on the mounting board is covered with the heat-softened sheet resin, and the SAW chip skirt and the upper surface of the mounting board are separated.
  • a pyroelectric piezoelectric substrate By adding conductivity to the substrate, selecting a resin that is not easily charged as a resin material to be used, or by setting the thickness of the sealing resin on the top surface of the SAW chip to a specified value or more, the piezoelectric substrate due to temperature changes Of the sealing resin caused by spontaneous polarization of the resin can be prevented.
  • the thickness of the upper portion of the sealing resin is set to a thickness that makes it difficult to be charged, it is possible to prevent laser penetration when the product lot number is stamped on the sealing resin surface with a laser.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a surface mount type surface acoustic wave device (hereinafter, referred to as a SAW device) according to an embodiment of the present invention.
  • a SAW device surface mount type surface acoustic wave device
  • the SAW device 1 includes an insulating substrate 3 made of glass, resin, ceramic, glass epoxy, alumina, or the like, an external electrode 4 for surface mounting provided on the bottom of the insulating substrate 3, and an insulating substrate 3.
  • a mounting board 2 provided on the upper surface and including a wiring pattern 5 electrically connected to the external electrode 4 via the internal conductor 6; and a connection pad 16 electrically and mechanically connected to the wiring pattern 5 via the conductive bump 10.
  • the SAW chip 15 having the IDT electrode 17 electrically connected to the connection pad 16 on the lower surface of the piezoelectric substrate 18 and the outer surface (upper surface and side surface) excluding the lower surface of the SAW chip 15 are covered by the IDT electrode 17.
  • the piezoelectric substrate 18 is made of, for example, a pyroelectric piezoelectric material such as lithium tantalate (LiT aO).
  • the conductor bump 10 is made of Au in this example.
  • a conductive adhesive, solder or the like may be used.
  • the IDT electrode 17 constituting the SAW chip 15 applies a high-frequency electric field from the lead terminal on the power supply side.
  • the surface acoustic wave is excited, and the surface acoustic wave is converted into a high-frequency electric field by a piezoelectric action, whereby filter characteristics can be obtained.
  • the sealing resin 21 is heated to a curing temperature, for example, after heating and raising the temperature of the resin sheet to the softening temperature, deforming it under pressure to make it adhere to the outer surface of the SAW chip 15 and the upper surface of the mounting board. It is formed by fixing the shape by raising the temperature, and reinforces the airtightness of the SAW chip and the fixing force of the SAW chip to the mounting board. Further, the sealing resin 21 is used to seal the space between the IDT electrode 17 and the upper surface of the insulating substrate 3 as an airtight internal space (airtight space S) in order to ensure SAW propagation. It also functions as a means.
  • a characteristic configuration of the present invention is that in the surface-mounted SAW device 1 having the above-described configuration, the conductivity of the piezoelectric substrate 18 is increased to suppress the charging of the upper surface of the sealing resin 21. .
  • lithium tantalate LiTaO
  • LiTaO lithium tantalate
  • lithium niobate LiNbO 3
  • lithium tetraborate LiB 2 O 3
  • One method for increasing the conductivity of the piezoelectric substrate 18 is to heat the element while bringing an element that easily binds to oxygen into contact with the piezoelectric substrate.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-92147 discloses a technology for increasing the conductivity of lithium tantalate (LiTaO) or lithium niobate (LiNbO) by reduction treatment.
  • the conductivity of the piezoelectric substrate is improved. Can be increased.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-305895 describes that even if lithium tantalate contains many impurities, it satisfies the required characteristics of the SAW element.
  • Metals specifically, Fe, Zr, Al, Cr, Mn, Rh, Cu, V, W, U, and Sn are exemplified as metal impurities.
  • the sealing resin caused by the temperature gradient is formed. Can be effectively prevented from being charged.
  • lithium tantalate with enhanced conductivity examples include:
  • the present inventor has devised a configuration in which the sealing resin becomes electrically charged, even in relation to the relative permittivity of the sealing resin, the volume resistivity, and further the thickness H of the sealing resin. .
  • the crystal structure force of the piezoelectric substrate 18 that has been subjected to a process for increasing the conductivity, and a point group of any one of C, C, C, C, C, C, C, and C in the symbol of a fleece.
  • the sealing resin 21 has a relative dielectric constant of 3.2 or less and a volume resistivity of 1 ⁇ 10 16 ⁇ 'cm or less, the temperature gradient It has been found that the charging of the upper surface of the sealing resin due to the influence of the above can be effectively prevented.
  • the charging of the sealing resin can be prevented by setting the thickness H of the sealing resin on the upper surface of the SAW chip to 0.02 mm or more. Further, since the thickness H of the sealing resin is large, it is possible to prevent a problem that the laser penetrates the sealing resin when a production lot number or the like is marked with a laser marker.
  • lithium tantalate (LiTaO) with enhanced conductivity is used as the material of the piezoelectric substrate 18.
  • the SAW device is heated at 85 ° C for 5 minutes, and then immediately left in an atmosphere at 25 ° C for 2 minutes, and then the upper surface of the SAW device is brought into contact with a PET cover tape to make it static. When the electroadsorption property was confirmed, no sticking due to charging of the sealing resin was confirmed.
  • the sealing resin 21 has a relative dielectric constant exceeding 3.2 and a volume resistivity exceeding 1 ⁇ 10 16 ⁇ ⁇ cm, or if the sealing resin thickness on the top surface of the SAW chip is used, When H was less than 0.02 mm, sticking occurred due to charging of the sealing resin.
  • the sealing resin has a relative dielectric constant of 3.2 or less and a volume resistivity of 1 ⁇ 10 16 ⁇ 'cm or less, and the thickness H of the sealing resin on the SAW chip upper surface is 0.02 mm or more. It has been found that this is effective in preventing the charging of the sealing resin.
  • the thickness H of the sealing resin on the SAW chip was set to 0.12 mm, and lithium tantalate with enhanced conductivity was used as the piezoelectric substrate 18.
  • marking was performed at a depth of 0.08 mm from the sealing resin upper surface, and the laser did not penetrate the sealing resin.
  • the thickness H of the sealing resin on the SAW chip was set to 0.02 mm or more, the charging of the sealing resin was also prevented.
  • the antistatic effect increases as the thickness increases.However, if the thickness is excessively large, the need for a smaller and lighter SAW device goes against the need. Therefore, it is necessary to select an appropriate one.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a surface mount type surface acoustic wave device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a conventional surface mount type surface acoustic wave device.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the drawbacks of the conventional example.

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Abstract

　ＳＡＷデバイスを構成する圧電基板として焦電性を有する材料を使用した場合であっても、圧電基板の上面側に被覆された封止樹脂が帯電することを防止することができる表面実装型ＳＡＷデバイスを提供する。実装基板２と、圧電基板１８、該圧電基板の一面に形成したＩＤＴ電極１７、及び配線パターン５と導体バンプ１０を介して接続される接続パッド１６、を備えたＳＡＷチップ１５と、ＳＡＷチップを実装基板上にフリップチップ実装した状態でＳＡＷチップ外面から実装基板上面にかけて被覆形成されることによりＩＤＴ電極と実装基板との間に気密空間Ｓを形成する封止樹脂２１と、を備え、圧電基板の結晶構造がシェーンフリース記号でＣ１、Ｃ２、ＣＳ、Ｃ２Ｖ、Ｃ４、Ｃ４Ｖ、Ｃ３、Ｃ３Ｖ、Ｃ６、Ｃ６Ｖの何れかの点群に属している表面実装型ＳＡＷデバイスにおいて、圧電基板の導電性を高めることによって、封止樹脂の帯電を抑制した。

Description

表面実装型 SAWデバイス
技術分野
[0001] 本発明は、弾性表面波チップを実装基板上にバンプを用いてフェイスダウン搭載し て力 弾性表面波チップを榭脂封止した構造の弾性表面波デバイスにお 、て、圧電 基板として焦電性を有する材料を用いた場合に発生する種々の不具合を解決するこ とができる表面実装型弾性表面波デバイスに関するものである。
背景技術
[0002] 弾性表面波デバイス (SAWデバイス）は、水晶、タンタル酸リチウム等の圧電基板 上に櫛歯状の電極指 (IDT電極)、反射器、接続パッド等のパターンを配置した構成 を備え、例えば IDT電極に高周波電界を印加することによって弾性表面波を励起し 、弾性表面波を圧電作用によって高周波電界に変換することによってフィルタ特性を 得るものである。
ところで、半導体部品において CSP (Chip Size Package)と呼ばれる小型パッケ一 ジング技術が一般ィ匕するのに伴って、 SAWデバイスにおいても、デバイスの小型化 の容易化と、バッチ式の製造方法による生産性の向上という観点から、 CSP技術を 用いた生産方法が導入されるようになって!/、る。
SAWデバイスについての CSP関連技術は、例えば特開 2002— 100945公報に開 示されている。
図 2は特開 2002— 100945公報に開示された SAWデバイスの構造を示す断面図 であり、この SAWデバイス Aは、絶縁基板 101、絶縁基板 101の底部に配置した表 面実装用の外部電極 102、及び絶縁基板 101の上部に配置され且つ外部電極 102 と導通した配線パターン 103、を備えた実装基板 100と、圧電基板 111、圧電基板 1 11の一面に形成した IDT電極 112、及び配線パターン 103と導体バンプ 115を介し て接続される接続パッド 113、を備えた SAWチップ 110と、 SAWチップ 110を実装 基板 100上にフリップチップ実装した状態で SAWチップ 110外面から実装基板 100 上面にかけて被覆形成されることにより IDT電極 112と実装基板 100との間に気密 空間 Sを形成する封止榭脂 120と、を備える。
ところで、結晶構造がシエーンフリース記号で、 c、c、c 、 c 、
2V c、
4 c 、
4V c、
1 2 S 3 c 3
、 C、 C の何れかの点群に属する圧電材料から成る圧電基板 111は、焦電性を有
V 6 6V
することが知られている（例えば、応用物理ノヽンドブック、第 2版 458頁 表 7. 9)。 具体的には、例えば点群 C に属するタンタル酸リチウム (LiTaO )やニオブ酸リチ
3V 3
ゥム (LiNbO )や、点群 C に属する四ホウ酸リチウム (Li B O )は、焦電性を有す
3 4V 2 4 7
る力 点群 Dに属する水晶は焦電性を有しない。
3
図 2に示した SAWデバイスにお 、て、焦電性を有した材料から成る圧電基板 111 を使用すると、 SAWデバイスに温度勾配力 Sかかった際に、焦電効果によって電荷が 圧電基板表面に出現し、その電荷によって封止榭脂 120の表面が帯電する。
CSP型 SAWデバイスが、機器の回路基板上に搭載された状態で帯電すると、当 該 SAWデバイスの周辺に搭載されている他の電子部品に悪影響を及ぼす不具合 が発生する。
また、 SAWデバイスを出荷する際の梱包形態は、図 3に示すように、連続した長尺 物であるエンボスキャリアテープ本体 131 (ポリスチレン製）の各ポケット 131a内に S AWデバイス Aを収納した後で各ポケットの開口部を PETから成るカバーテープ 132 により封止することによりエンボスキャリアテープ 130を完成し、このキャリアテープ 13 0をリールに巻き付ける、所謂テープ &リール梱包が一般的である。しかし、焦電性を 有する圧電基板を用いて製作した図 2の CSP型 SAWデバイス Aをエンボスキャリア テープ 130によって梱包した状態で温度勾配をカ卩えると、封止榭脂 120の帯電によ つて、カバーテープ 132を剥がす際に、 SAWデバイス Aがカバーテープ側に貼り付 きを起こし、自動マウント装置により回路基板上に実装する際に移載不能、位置ずれ 、脱落等の支障が生じている。
更に具体例を示すと次の通りである。
焦電性を有した圧電基板 111としてタンタル酸リチウム (LiTaO )、封止樹脂 120と
3
してエポキシを主材とした榭脂材料を用い、 2. 0 X 1. 6mmサイズの CSP型 SAWデ バイスを製作して封止榭脂の帯電によるカバーテープ 132への貼り付き発生の有無 を実験的に確認した。封止榭脂としては、比誘電率 3. 2、体積抵抗率 1 X 1016 Ω -c mのものを用いた。 SAWチップ上面の封止榭脂の厚み Hは、 0. 12mmとした。 まず、 CSP型 SAWデバイスを 85°Cで 5分間加熱し、その直後に 25°Cの雰囲気中 に 2分間放置した。この SAWデバイスをカバーテープ 132に接触させた所、封止榭 脂の帯電によるカバーテープへの貼り付きが確認された。
また、同様に、 CSP型 SAWデバイスを 85°Cで 100時間加熱し、その直後に 25°C の雰囲気中に 2時間放置した場合も、封止榭脂の帯電によるカバーテープへの貼り 付きが確認された。
更に、封止榭脂の体積抵抗率と比誘電率を下げることにより、カバーテープへの貼 り付きを防止できる可能性を探るために、体積抵抗率 5 X 1013 Ω -cm,比誘電率 3. 0の封止榭脂を用いて同じ実験を行ったが、封止榭脂帯電によるカバーテープへの 貼り付きを防止できな力つた。
特許文献 1：特開 2002-100945公報
特許文献 2：特開平 11—92147号公報
特許文献 3：特開平 6— 305895号公報
非特許文献 1 :応用物理ハンドブック、第 2版 458頁 表 7. 9 (丸善株式会社） 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 本発明は上記に鑑みてなされたものであり、実装基板の配線パターン上に導体バ ンプを介して SAWチップをフェイスダウン実装し、 SAWチップ上面から絶縁基板上 面にかけて榭脂を被覆すると共に、 SAWチップ裾部と実装基板上面との隙間に榭 脂を充填させることにより、 SAWチップ下面の IDT電極と実装基板上面との間に気 密空間を形成するようにした表面実装型 SAWデバイスにお 、て、 SAWデバイスを 構成する圧電基板として焦電性を有する材料を使用した場合であっても、圧電基板 の上面側に被覆された封止榭脂が帯電することを防止することができる表面実装型 SAWデバイスを提供することを目的として ヽる。
課題を解決するための手段
[0005] 上記課題を解決するため、請求項 1の発明は、絶縁基板、該絶縁基板の底部に配 置した表面実装用の外部電極、及び該絶縁基板の上部に配置され且つ前記外部電 極と導通した配線パターン、を備えた実装基板と、圧電基板、該圧電基板の一面に 形成した IDT電極、及び前記配線パターンと導体バンプを介して接続される接続パ ッド、を備えた SAWチップと、前記 SAWチップを実装基板上にフリップチップ実装し た状態で SAWチップ外面から実装基板上面にかけて被覆形成されることにより前記 IDT電極と前記実装基板との間に気密空間を形成する封止榭脂と、を備え、前記圧 電基板の結晶構造がシエーンフリース記号で C、C、C、C 、C、C 、C、C 、
1 2 S 2V 4 4V 3 3V
C、C の何れかの点群に属している表面実装型 SAWデバイスにおいて、前記圧
6 6V
電基板の導電性を高めることによって、封止榭脂の帯電を抑制したことを特徴とする 請求項 2の発明は、請求項 1において、酸素と結合し易い元素を前記圧電基板に 接触させながら加熱することにより、前記圧電基板の導電性を高めたことを特徴とす る。
請求項 3の発明は、請求項 1において、圧電基板中に Fe、 Zr、 Al、 Cr、 Mn、 Rh、 Cu、 V、 W、 U、 Snの何れかの金属を少なくとも一種類不純物として含有させることに より、前記圧電基板の導電性を高めたことを特徴とする。
請求項 4の発明は、請求項 1乃至 3において、前記圧電基板が、 LiTaOであること
3 を特徴とする。
請求項 5の発明は、絶縁基板、該絶縁基板の底部に配置した表面実装用の外部 電極、及び該絶縁基板の上部に配置され且つ前記外部電極と導通した配線パター ン、を備えた実装基板と、圧電基板、該圧電基板の一面に形成した IDT電極、及び 前記配線パターンと導体バンプを介して接続される接続パッド、を備えた SAWチッ プと、前記 SAWチップを実装基板上にフリップチップ実装した状態で SAWチップ外 面から実装基板上面にかけて被覆形成されることにより前記 IDT電極と前記実装基 板との間に気密空間を形成する封止榭脂と、を備え、前記圧電基板の結晶構造がシ エーンフリース記号で C、C、C、C 、C、C 、C、C 、C、C の何れかの点群
1 2 S 2V 4 4V 3 3V 6 6V
に属している表面実装型 SAWデバイスにおいて、前記封止榭脂が比誘電率 3. 2以 下、且つ体積抵抗率 1 X 1016 Ω 'cm以下であり、前記 SAWチップ上面の封止榭脂 の厚み Hが 0. 02mm以上であり、前記圧電基板の導電性を高めることによって、封 止榭脂の帯電を抑制したことを特徴とする。
発明の効果
[0006] 以上のように本発明によれば、実装基板上にフェイスダウンで搭載した SAWチップ の外面を、加熱軟化させたシート榭脂により被覆すると共に、 SAWチップ裾部と実装 基板上面との隙間に榭脂を充填させることにより、 SAWチップ下面の IDT電極と実 装基板上面との間に気密空間を形成するようにした表面実装型 SAWデバイスにお いて、焦電性を有した圧電基板に導電性を付与したり、使用する榭脂材料として帯 電し難い材料を選定したり、更には SAWチップ上面の封止榭脂の肉厚を所定以上 とすることにより、温度変化による圧電基板の自発分極に起因した封止榭脂の帯電を 防止できる。
更には、封止榭脂の上部の肉厚を帯電しにくい程度に厚く設定することにより、製 品ロット番号をレーザにより封止榭脂面に刻印する際におけるレーザの貫通を防止 できる。
発明を実施するための最良の形態
[0007] 以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図 1は本発明の一実施形態に係る表面実装型弾性表面波デバイス (以下、 SAW デバイス、という）の縦断面図である。
この SAWデバイス 1は、ガラス、榭脂、セラミック、ガラスエポキシ、アルミナ等力ゝら成 る絶縁基板 3、絶縁基板 3の底部に設けた表面実装用の外部電極 4、及び、絶縁基 板 3の上面に設けられ且つ内部導体 6を介して外部電極 4と導通した配線パターン 5 、から成る実装基板 2と、配線パターン 5と導体バンプ 10を介して電気的機械的に接 続される接続パッド 16、及び接続パッド 16と導通した IDT電極 17を夫々圧電基板 1 8の下面に備えた SAWチップ 15と、 SAWチップ 15の下面を除いた外面（上面、及 び側面）を被覆することにより IDT電極 17と実装基板上面との間に気密空間 Sを形成 する封止榭脂 21と、を備えている。圧電基板 18は、例えば、タンタル酸リチウム (LiT aO )等の焦電性を有した圧電材料から構成する。導体バンプ 10は、この例では Au
3
を用いるが、導電性接着剤、半田等カゝら構成してもよい。
SAWチップ 15を構成する IDT電極 17は、給電側のリード端子から高周波電界を 印加されることによって弾性表面波を励起し、弾性表面波を圧電作用によって高周 波電界に変換することによってフィルタ特性を得ることができる。
封止榭脂 21は、例えば榭脂シートを一且軟ィ匕温度まで加熱昇温させてから加圧変 形させて SAWチップ 15外面と実装基板上面に密着させた後で、硬化温度まで加熱 昇温させて形状を固定することにより形成され、 SAWチップの気密性、及び実装基 板に対する SAWチップの固定力を補強する。更に、封止榭脂 21は、 SAW伝搬を確 保するために IDT電極 17と絶縁基板 3の上面との間の空間を気密化された内部空 間 (気密空間 S)とするための封止手段としても機能する。
本発明の特徴的な構成は、上記の如き構成を備えた表面実装型 SAWデバイス 1 において、圧電基板 18の導電性を高めることによって、封止榭脂 21の上面の帯電を 抑制したことにある。
圧電基板 18としては、例えば上記各点群に属するタンタル酸リチウム (LiTaO )や
3
、ニオブ酸リチウム（LiNbO )や、四ホウ酸リチウム（Li B O )を用いる。
3 2 4 7
圧電基板 18の導電性を高める一つの手法として、酸素と結合し易い元素を圧電基 板に接触させながら加熱する方法が挙げられる。
例えば、特開平 11— 92147号公報には、還元処理にてタンタル酸リチウム (LiTaO )や、ニオブ酸リチウム (LiNbO )の導電性を高める技術が開示されており、ここに
3 3
開示された技術を用いて導電性を高めた圧電基板を用いることにより、圧電基板の 焦電性に起因した封止榭脂の帯電を防止できる。
また、圧電基板中に Fe、 Zr、 Al、 Cr、 Mn、 Rh、 Cu、 V、 W、 U、 Snの何れかの金 属を少なくとも一種類不純物として含有させることにより、前記圧電基板の導電性を 高めることができる。
例えば、特開平 6— 305895号公報には、タンタル酸リチウムに多くの不純物が含ま れていても、 SAW素子の要求特性を満足する旨の記述があり、ここで挙げられてい る不純物のほとんどが金属であり、具体的には Fe、 Zr、 Al、 Cr、 Mn、 Rh、 Cu、 V、 W、 U、 Snが金属不純物として例示されている。
同公報には、含有する金属不純物と、タンタル酸リチウムの導電性の向上との関係 については一切言及されていないが、本発明者の実験によれば、これらの何れの金 属不純物も圧電基板の導電性を高めるために寄与することが確認されて 、る。 なお、携帯電話等のモパイル端末の RF段にぉ 、て使用される SAWフィルタや S A Wデュプレクサに使用する圧電基板材料としては、 SAWデバイスの小型化'低価格 化に有利なタンタル酸リチウムが圧倒的に多く利用されている力 タンタル酸リチウム は、ニオブ酸リチウムや四ホウ酸リチウムに比して焦電性がかなり強いという欠点を有 しており、これまでこの欠点を解決する手段が求められていた。
[0009] 本発明による帯電防止構造を備えた SAWデバイスによれば、焦電性の強!ヽタンタ ル酸リチウムを圧電基板として用いた場合であっても、温度勾配に起因した封止榭脂 の帯電を有効に防止することができる。
導電性を高めたタンタル酸リチウムの例としては、
http://www.siliconlight.com/htmipgs/ glvtechframes/glvmainbody.htmlに開 され 7こ Silicon Light Machines社の製品である PyroFree™ Lithium Tantalateを挙げることが できる。
更に、本発明者は、封止榭脂の比誘電率、体積抵抗率、更には封止榭脂の厚み H との関係においても、封止榭脂が帯電しに《なる構成を案出した。
即ち、まず、導電性を高めるための処理を受けた圧電基板 18の結晶構造力 シェ ーンフリース記号で C、C、C、C 、C、C 、C、C 、C、C の何れかの点群に
1 2 S 2V 4 4V 3 3V 6 6V
属しているために焦電性を有している場合に、封止榭脂 21が比誘電率 3. 2以下、且 つ体積抵抗率 1 X 1016 Ω 'cm以下であることにより、温度勾配の影響による封止榭 脂の上面の帯電を有効に防止できることが判明した。
更に、 SAWチップ上面の封止榭脂の厚み Hを 0. 02mm以上とすることにより、封 止榭脂の帯電を防止することができることが判明した。また、封止榭脂の厚み Hが厚 いことによって、製造ロット番号等をレーザマーカによってマーキングする場合にレー ザが封止榭脂を貫通する不具合も防止することができる。
以下に、具体的実施例を示しながら、本発明を更に詳細に説明する。
実施例 1
[0010] 圧電基板 18の材料として導電性を高めたタンタル酸リチウム (LiTaO )を用いると
3
共に、体積抵抗率 5 X 1013 Ω 'cm、比誘電率 3. 0の封止榭脂 21を用いて、 85°Cで 5分間加熱した後で 25°Cの雰囲気中に 2分間放置してから、エンボスキャリアテープ
(図 3を参照)を構成するカバーテープ (PET)への貼り付き状態を確認する実験、或 いは 85°Cで 100時間加熱した後で 25°Cの雰囲気中に 2時間放置してから、上記力 バーテープへの貼り付き状態を確認する実験を夫々行った。これらの実験の結果、 カバーテープへの貼り付きは全く発生せず、封止榭脂の帯電を防止する改善効果を 確認することができた。
実施例 2
[0011] 上記の改善効果の有効性を更に確認するために、導電性を高めた圧電基板と、極 力帯電し易い封止榭脂を使用した SAWデバイスのサンプルを製作して同様の実験 を実施した。その結果、封止榭脂の比誘電率が高い程、また体積抵抗率が高い程、 帯電が発生し易ぐ更に SAWチップ上面側の封止榭脂部分の厚み Hが薄い程帯電 し易いことが判明した。これらの判明事項を踏まえて、封止榭脂 21として比誘電率 3 . 2、体積抵抗率 1 X 1016 Ω 'cmのものを用い、 SAWチップ上面の封止榭脂厚み H を 0. 02mmとして SAWデバイスを製作した。
この SAWデバイスを 85°Cで 5分間加熱し、その直後に 25°Cの雰囲気中に 2分間 放置した後で、 PET製のカバーテープに SAWデバイスの上面榭脂部分を接触させ ることにより静電吸着性を確認したところ、封止榭脂の帯電による貼り付きは確認され なかった。
しかし、封止榭脂 21として、比誘電率が 3. 2を越え、且つ体積抵抗率が 1 X 1016 Ω •cmを越えるものを用いた場合、或いは、 SAWチップ上面の封止榭脂厚み Hが 0. 0 2mmを下回る場合には、夫々封止榭脂の帯電による貼り付きが発生した。
このことから、封止榭脂が比誘電率 3. 2以下、且つ体積抵抗率 1 X 1016 Ω 'cm以 下であり、前記 SAWチップ上面の封止榭脂の厚み Hが 0. 02mm以上であることが 封止榭脂の帯電を防止する上で有効であることが判明した。
実施例 3
[0012] 次に、圧電基板として導電性を高めたタンタル酸リチウム (LiTaO )を用いた SAW
3
デバイスを 85°Cで 100時間加熱し、その直後に 25°Cの雰囲気中に 2時間放置した 場合に、封止榭脂の帯電によるカバーテープへの貼り付きを確認することはできなか つた o
更に、圧電基板として導電性を高めたタンタル酸リチウムを用いた SAWデバイスを 260°Cで 1分間加熱し、その直後に 25°Cの雰囲気中に 2分間放置した場合にも、封 止榭脂の帯電によるカバーテープへの貼り付きを確認することはできな力つた。 実施例 4
[0013] 次に、封止榭脂の厚み Hを種々調整する実験を行った。即ち、 SAWデバイス 1の 封止榭脂 21の上面にレーザマーカによって製造ロット番号をマーキングする場合、 S AWチップ 15上の封止榭脂の厚み Hが薄すぎると、レーザが封止榭脂を貫通して S AWチップ上面を直接照射して SAWチップを破損させることがある。この不具合を解 消するための実験において、体積抵抗率が 1 X 1016 Ω 'cmで、比誘電率が 3. 2であ る封止榭脂を用いて 2. 0 X 1. 6mmサイズの SAWデバイスを製作する際に、 SAW チップ上の封止榭脂の厚み Hを 0. 12mmにし、圧電基板 18として導電性を高めた タンタル酸リチウムを用いた。この SAWデバイスの封止榭脂上面にレーザ彫刻を施 したところ、封止榭脂上面から 0. 08mmの深さでマーキングが行われ、レーザが封 止榭脂を貫通することはなかった。また、 SAWチップ上の封止榭脂の厚み Hを 0. 0 2mm以上にしたため、封止榭脂の帯電も防止できた。
実際に上記各実施例と同様の帯電確認実験を行ったところ、封止榭脂の帯電によ るカバーテープへの貼り付きは全く発生しな力つた。
なお、 SAWチップ上の封止榭脂の厚み Hは、厚い程、帯電防止効果は高まるが、 必要以上に厚くし過ぎると、 SAWデバイスに対する小型化 ·軽量ィ匕のニーズに逆行 することになるので、適宜選定する必要がある。
なお、焦電性を有した圧電基板の導電性を高めることにより封止榭脂の帯電を防止 できるため、 SAWデバイスが回路基板上に搭載された状態での帯電も防止できるこ とが確認された。このため、従来技術における欠点であった回路基板上の周辺電子 部品への悪影響を防止できる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明の一実施形態に係る表面実装型弾性表面波デバイスの縦断面図。
[図 2]従来の表面実装型弾性表面波デバイスの縦断面図。 [図 3]従来例の欠点を説明する図。
符号の説明
1 SAWデバイス、 2 実装基板、 3 絶縁基板、 4 外部電極、 5 配線パターン、 6 内部導体、 10 導体バンプ、 15 SAWチップ、 16 接続パッド、 17 IDT電極、 1 8 圧電基板、 21 封止榭脂

Claims

請求の範囲
[1] 絶縁基板、該絶縁基板の底部に配置した表面実装用の外部電極、及び該絶縁基 板の上部に配置され且つ前記外部電極と導通した配線パターン、を備えた実装基 板と、圧電基板、該圧電基板の一面に形成した IDT電極、及び前記配線パターンと 導体バンプを介して接続される接続パッド、を備えた SAWチップと、前記 SAWチッ プを実装基板上にフリップチップ実装した状態で SAWチップ外面から実装基板上 面にかけて被覆形成されることにより前記 IDT電極と前記実装基板との間に気密空 間を形成する封止榭脂と、を備え、前記圧電基板の結晶構造がシエーンフリース記 号で C、C、C 、 C 、C、 C 、C、C 、 C、C の何れかの点群に属している表
1 2 S 2V 4 4V 3 3V 6 6V
面実装型 SAWデバイスにお 、て、
前記圧電基板の導電性を高めることによって、封止榭脂の帯電を抑制したことを特 徴とする表面実装型 SAWデバイス。
[2] 酸素と結合し易い元素を前記圧電基板に接触させながら加熱することにより、前記 圧電基板の導電性を高めたことを特徴とする請求項 1に記載の表面実装型 SAWデ バイス。
[3] 圧電基板中に Fe、 Zr、 Al、 Cr、 Mn、 Rh、 Cu、 V、 W、 U、 Snの何れかの金属を少 なくとも一種類不純物として含有させることにより、前記圧電基板の導電性を高めたこ とを特徴とする請求項 1に記載の表面実装型 SAWデバイス。
[4] 前記圧電基板が、 LiTaOであることを特徴とする請求項 1乃至 3の何れか一項に
3
記載の表面実装型 SAWデバイス。
[5] 絶縁基板、該絶縁基板の底部に配置した表面実装用の外部電極、及び該絶縁基 板の上部に配置され且つ前記外部電極と導通した配線パターン、を備えた実装基 板と、圧電基板、該圧電基板の一面に形成した IDT電極、及び前記配線パターンと 導体バンプを介して接続される接続パッド、を備えた SAWチップと、前記 SAWチッ プを実装基板上にフリップチップ実装した状態で SAWチップ外面から実装基板上 面にかけて被覆形成されることにより前記 IDT電極と前記実装基板との間に気密空 間を形成する封止榭脂と、を備え、前記圧電基板の結晶構造がシエーンフリース記 号で C、C、C 、 C 、C、 C 、C、C 、 C、C の何れかの点群に属している表 面実装型 SAWデバイスにお 、て、
前記封止榭脂が比誘電率 3. 2以下、且つ体積抵抗率 1 X 1016 Ω .cm以下であり、 前記 SAWチップ上面の封止榭脂の厚み Hが 0. 02mm以上であり、
前記圧電基板の導電性を高めることによって、封止樹脂の帯電を抑制したことを特 徴とする表面実装型 SAWデバイス。
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