(57)【要約】【課題】デュープレクサやモジュール用途の弾性境界波デバイスの製造工程数を削減することで、コストダウンを図る。【解決手段】フィルタを形成したウェハを個片化し、位相整合回路を有する回路基板に実装し、クラッド層１４を形成するので、クラッド層１４のパターニング工程を削減することができる。すなわち、従来の弾性境界波デバイスの製造方法では、クラッド層を形成する際、電極をクラッド層で覆わないようにパターニングする必要があったが、本実施の形態ではこのようなクラッド層のパターニングが必要でないため、製造時の工程を削減することができ、製造コストを削減することができる。よって、より低コストで弾性境界波デバイスを製造することができる。【選択図】図１Ｈ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の媒質層であるウェハ表面に電極および第１の絶縁層を形成する工程と、
前記電極の端子部にバンプを形成する工程と、
前記第１の媒質層を個片化し、チップにする工程と、
配線基板に前記チップをフリップチップで接続する工程と、
前記チップを接続した前記配線基板上に、絶縁材料を塗布することで前記第１の絶縁層を覆うように第２の絶縁層を形成する工程とを含む、弾性境界波デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記チップを接続した前記配線基板を樹脂でモールドし、前記チップと前記配線基板の間隙に樹脂を充填する工程をさらに含む、請求項１記載の弾性境界波デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記チップを接続した前記配線基板を個片化する工程をさらに含む、請求項１または２記載の弾性境界波デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記チップを接続した前記配線基板を液状の絶縁材料中へ浸漬する工程をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の弾性境界波デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記絶縁材料は、アルミナを含有する液状の無機材料からなる、請求項１記載の弾性境界波デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記絶縁材料は、アルミを含有する金属アルコキシドを主成分とするゾルからなる、請求項１記載の弾性境界波デバイスの製造方法。
【請求項７】
第１の媒質層であるウェハ表面に電極および第１の絶縁層を形成する工程と、
前記電極の端子部に金バンプを形成する工程と、
前記第１の媒質層を個片化し、チップにする工程と、
位相整合回路を形成した配線基板に、少なくとも２つの前記チップをフリップチップで接続する工程と、
前記チップを接続した前記配線基板上に、絶縁材料を塗布及び焼成することで前記第１の絶縁層の上に第２の絶縁層を形成する工程と、
前記チップを接続した前記配線基板を樹脂でモールドし、前記チップと前記配線基板の間隙に樹脂を充填する工程と、
前記配線基板を個片化する工程とを備えた、デュープレクサの製造方法。
【請求項８】
第１の媒質層と、前記第１の媒質層上に形成された電極および第１の絶縁層と、前記電極の端子部に形成されたバンプとを有するチップと、
前記チップがフリップチップ実装により接続された配線基板と、
前記配線基板および前記チップの表面に、前記第１の絶縁層を覆うように形成された、無機材料を主成分とする第２の絶縁層とを備える、弾性境界波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性境界波デバイスおよびその製造方法に関する。また、弾性境界波デバイスを備えたデュープレクサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波を応用した装置の一つとして、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）デバイスが以前より良く知られている。このＳＡＷデバイスは、例えば携帯電話に代表される４５ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数帯における無線信号を処理する各種回路、例えば送信バンドパスフィルタ、受信バンドパスフィルタ、局発フィルタ、アンテナ共用器、ＩＦフィルタ、ＦＭ変調器等に用いられている。
【０００３】
弾性波デバイスの課題として、温度によって特性が変動する温度特性がある。温度特性を向上させるため、特許文献１においては、圧電基板上に圧電基板と温度特性の符号が異なる酸化シリコン膜を成膜した弾性表面波デバイスが開示されている。
【０００４】
温度特性の改善および素子の小型化を実現させるため、ラブ波を利用する弾性波デバイスや、異なる媒質の境界を伝搬する境界波を用いる弾性境界波デバイスが、特許文献２、特許文献３、非特許文献１に開示されている。
【０００５】
図２Ａは、特許文献２に開示されたラブ波を利用した弾性波デバイスの平面図である。図２Ｂは、図２ＡにおけるＺ−Ｚ部の断面図である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、従来の弾性波デバイスは、圧電基板３０１上に、電極で構成された直列共振器３０２と並列共振器３０３が形成されている。直列共振器３０２及び並列共振器３０３は、例えばＳｉＯ2で形成された誘電体膜３１０で覆われている。電極は、弾性波を励振する櫛歯型電極３０２ａ及び３０３ａと、弾性波を反射する反射器３０２ｂ及び３０３ｂと、櫛歯型電極３０２ａと接続されＡｕバンプが形成される端子部（入出力電極３０４，３０５、接地電極３０６，３０７、ダミー電極３０８）から構成されている。櫛歯型電極３０２ａ及び３０３ａと、反射器３０２ｂ及び３０３ｂは誘電体膜３１０で覆われているが、端子部は誘電体膜３１０で覆われていない。また、誘電体膜３１０の厚さは、電極よりも厚く、弾性表面波の波長をλとしたときに、おおよそ（０．３×λ）程度である。
【０００６】
図３Ａ〜図３Ｅは、図２Ａ及び図２Ｂに示す弾性波デバイスの製造プロセスを示す平面図である。図２Ａ及び図２Ｂに示す弾性波デバイスを製造する際は、まず、図３Ａに示すように、圧電基板３０１上に直列共振器３０２及び並列共振器３０３を形成する。次に、図３Ｂに示すように、直列共振器３０２及び並列共振器３０３を電気的に接続する接続電極３０９を形成する。図３Ａおよび図３Ｂの工程は，同時に行う場合もある。次に、図３Ｃに示すように、接続電極３０９の端部に入出力電極３０４及び３０５、接地電極３０６及び３０７を形成する。また、ダミー電極３０８も形成する。次に、図３Ｄに示すように、直列共振器３０２及び並列共振器３０３を、誘電体膜３１０で覆う。次に、図３Ｅに示すように、圧電基板３０１をアルミナ膜３１１で覆う。この時、入出力電極３０４及び３０５、接地電極３０６及び３０７、ダミー電極３０８を露出させるように、アルミナ膜３１１をフォトリソグラフィ法などでパターニングして形成する。しかしながら、一般には、特許文献４及び５などに開示されているように、境界波デバイスでは、異なる２つの媒質の境界で境界波以外の不要応答として励振される波が存在するため、この不要応答を低減させるために、さらに、表層に不要応答を散乱させる散乱層や、不要応答に基づく音声を吸収する吸音層を形成する必要がある。なお、図３Ａ〜図３Ｅに示す圧電基板３０１は、図示では個片化されているが、実際はウェハの一部である。よって、図示は省略しているが、図３Ｅに示す工程の後に圧電基板を個片化する工程がある。
【０００７】
図４Ａは、特許文献３に記載の弾性境界波デバイスの平面図である。図４Ｂは、図４ＡにおけるＹ−Ｙ部の断面図である。図４Ａ及び図４Ｂに示す弾性境界波デバイスは、圧電基板１０４に電極１０２が形成され、電極１０２上に誘電体膜である第２の媒質１０６及び第３の媒質１０７が形成されている例である。電極１０２は、弾性波を励振する櫛歯型電極１０２ａと、弾性波を反射する反射器１０２ｂと、櫛歯型電極１０２ａと接続しＡｕバンプが形成される端子部１０２ｃとから構成されている。櫛歯型電極１０２ａおよび反射器１０２ｂは、第２の媒質１０６および第３の媒質１０７で覆われているが、Ａｕバンプが形成される端子部１０２ｃは、第２の媒質１０６および第３の媒質１０７で覆われていない。
【０００８】
なお、図４Ａ及び図４Ｂに示す構成では、誘電体層（第２の媒質１０６および第３の媒質１０７）は二層で構成されているが、図５Ａ及び図５Ｂに示すラブ波構造の弾性境界波デバイスにおけるＳｉＯ2部を厚くしたようなものも報告されている（非特許文献２）。
【０００９】
特許文献１〜３，非特許文献１及び２に開示されているデバイスは、電極表面が厚い膜で覆われているので、信頼性が高いことも期待される。
【特許文献１】特開２００３−２０９４５８号公報
【特許文献２】特開２００４−１１２７４８号公報
【特許文献３】特開平１０−５４９００８号公報
【特許文献４】国際公開第２００４／０９５６９９パンフレット
【特許文献５】特開２００７−２４３４７３号公報
【非特許文献１】Masatsune Yamaguchi, Takashi Yamashita, Ken-ya Hashimoto, Tatsuya Omori,「Highly Piezoelectric Boundary Waves in Si/SiO2/LiNbO3 Structure」, Proceeding of 1998 IEEE International Frequency Control Symposium,（米国）,IEEE,1998年,p484-488
【非特許文献２】Hajime Kando 他, 2006年IEEE International Ultrasonics Symposium 6B-4 'RF Filter using Boundary Acoustic Wave'
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の弾性境界波デバイスは、ＳＡＷデバイスと比較すると、温度特性が良好、信頼性が高い、中空空間を形成する必要がない、などのメリットを有する。しかしながら、弾性境界波デバイスは、ＳＡＷデバイスと比べると層数が多いため製造工程が多くなり、製造コストアップにつながってしまう。
【００１１】
さらに、弾性境界波デバイスでデュープレクサや、モジュールを構成する場合、中空空間を形成する必要がないことがあまりメリットとならない。例えば、デュープレクサを構成する場合、送信フィルタおよび受信フィルタの２つのフィルタと、位相整合回路とが必要となる。そのため、位相整合回路を形成した基板に、上記フィルタを接続する。その際、昨今の小型化されたデュープレクサでは、フィルタをフリップチップボンディングで基板に接続する。その結果、電極接続部が中空空間として、自然に形成されてしまうため、中空空間が要らないということがメリットとならない。
【００１２】
よって、弾性境界波フィルタは、単体フィルタ以外の用途では、ＳＡＷデバイスと比べるとコストが高くなってしまう。
【００１３】
本発明の目的は、デュープレクサやモジュール用途の弾性境界波デバイスの製造工程数を削減することで、コストダウンを図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の弾性境界波デバイスの製造方法は、第１の媒質層であるウェハ表面に電極および第１の絶縁層を形成する工程と、前記電極の端子部にバンプを形成する工程と、前記第１の媒質層を個片化し、チップにする工程と、配線基板に前記チップをフリップチップで接続する工程と、前記チップを接続した前記配線基板上に、絶縁材料を塗布することで前記第１の絶縁層を覆うように第２の絶縁層を形成する工程とを含むものである。
【００１５】
本発明のデュープレクサの製造方法は、第１の媒質層であるウェハ表面に電極および第１の絶縁層を形成する工程と、前記電極の端子部に金バンプを形成する工程と、前記第１の媒質層を個片化し、チップにする工程と、位相整合回路を形成した配線基板に、少なくとも２つの前記チップをフリップチップで接続する工程と、前記チップを接続した前記配線基板上に、絶縁材料を塗布及び焼成することで前記第１の絶縁層の上に第２の絶縁層を形成する工程と、前記チップを接続した前記配線基板を樹脂でモールドし、前記チップと前記配線基板の間隙に樹脂を充填する工程と、前記配線基板を個片化する工程とを含むものである。
【００１６】
本発明の弾性境界波デバイスは、第１の媒質層と、前記第１の媒質層上に形成された電極および第１の絶縁層と、前記電極の端子部に形成されたバンプとを有するチップと、前記チップがフリップチップ実装により接続された配線基板と、前記配線基板および前記チップの表面に、前記第１の絶縁層を覆うように形成された、無機材料を主成分とする第２の絶縁層とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、デュープレクサやモジュール用途の弾性境界波デバイスの製造工程数を削減することができるので、弾性境界波デバイスおよびそれを備えたデュープレクサやモジュールなどの製造コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の弾性境界波デバイスの製造方法は、上記方法を基本として、以下のような態様をとることができる。
【００１９】
すなわち、本発明の弾性境界波デバイスの製造方法は、前記チップを接続した前記配線基板を樹脂でモールドし、前記チップと前記配線基板の間隙に樹脂を充填する工程をさらに含む方法とすることができる。
【００２０】
また、本発明の弾性境界波デバイスの製造方法は、前記チップを接続した前記配線基板を個片化する工程をさらに含む方法とすることができる。
【００２１】
また、本発明の弾性境界波デバイスの製造方法は、前記チップを接続した前記配線基板を液状の絶縁材料中へ浸漬する工程をさらに含む方法とすることができる。
【００２２】
また、本発明の弾性境界波デバイスの製造方法において、前記絶縁材料は、アルミナを含有する液状の無機材料からなる構成とすることができる。
【００２３】
また、本発明の弾性境界波デバイスの製造方法において、前記絶縁材料は、アルミを含有する金属アルコキシドを主成分とするゾルからなる構成とすることができる。
【００２４】
（実施の形態）
図１Ａ〜図１Ｈは、本実施の形態の弾性境界波デバイスの製造方法を示す平面図である。なお、図１Ａ〜図１Ｄに示す圧電基板１は、図示では個片化しているが、実際はウェハに図示の圧電基板が複数配された構成になっている。
【００２５】
まず、図１Ａに示すように、圧電基板１（第１の媒質層）上に直列共振器２ａ及び並列共振器２ｂを形成する。
【００２６】
次に、図１Ｂに示すように、直列共振器２ａ及び並列共振器２ｂを電気的に接続する接続電極３を形成する。なお、図１Ａおよび図１Ｂは同時行ってもよい。
【００２７】
次に、図１Ｃに示すように、接続電極３の端部に入出力電極４ａ及び４ｂ、接地電極４ｃ及び４ｄを形成する。また、ダミー電極４ｅも形成する。次に、図１Ｄに示すように、直列共振器２ａ及び並列共振器２ｂを、誘電体膜５で覆う。
【００２８】
次に、図１Ｄに示すように、入出力電極４ａ及び４ｂ、接地電極４ｃ及び４ｄ、ダミー電極４ｅ（いずれも図１Ｃ参照）にＡｕバンプを形成する。
【００２９】
次に、図１Ｅに示すように、ダイシング処理によりウェハを個片化し、チップを作製する。具体的には、ウェハリング２１に配された基板２２を、図中の破線部分で裁断する。裁断後の基板２２には、図１Ｄに示すように電極などが形成された圧電基板１０が複数配され、各圧電基板１の境界部分が破線に相当する。
【００３０】
次に、図１Ｆに示すように、配線基板１１に、個片化した圧電基板１０をフリップチップ実装する。具体的には、圧電基板１０の裏面に配されたＡｕバンプ１２を、配線基板１１における所定のパターンに電気的に接続する。なお、図１Ｆ（ａ）は、チップが実装された配線基板１１の平面図である。図１Ｆ（ｂ）は、図１Ｆ（ａ）におけるＺ−Ｚ部の断面図である。また、配線基板１１は、例えば、図６に示すデュープレクサの配線基板である。予め位相整合回路５３を形成した配線基板１１にチップを実装することにより、送信フィルタ５３や受信フィルタ５４などを形成することができる。これにより、図６に示すデュープレクサが配線基板１１上に形成される。
【００３１】
次に、図１Ｇに示すように、チップが実装された配線基板１１に、液状の絶縁材料を塗布する。塗布方法は、本実施の形態では配線基板１１の端子部をテープなどで保護後、液状の絶縁材料中へ浸漬する方法を採用した。なお、本実施の形態では、絶縁材料中への浸漬により絶縁材料を配線基板１１に塗布する方法としたが、配線基板１１を回転させて絶縁材料を滴下してコーティングするスピンコート法などの、他の方法で塗布してもよい。本実施の形態では、絶縁材料は、微小なアルミナを含有するアロンセラミックＤを使用したが、液状の無機材料を用いることができる。また、絶縁材料は、本実施の形態の材料以外に、焼成によりアルミナを形成する材料であれば何でもよく、例えば、アルミナを含有する金属アルコキシドのゾルなどを用いることができる。
【００３２】
次に、図１Ｈに示すように、チップが実装された配線基板１１に絶縁材料の塗布後、常温で２４時間放置し、９０℃で１時間加熱する。さらに、１５０℃で１時間以上加熱して絶縁材料を硬化させ、クラッド層１４を形成する。さらに、表面保護のために、クラッド層１４の表面に樹脂を滴下して充填し、１５０℃で加熱し、硬化させる。クラッド層１４の表面を保護するための樹脂としては、封止材料として一般的に用いられるエポキシ樹脂を使用した。
【００３３】
次に、配線基板１１をダイシング処理して個片化する。これにより、弾性境界波デバイスが実装されたデュープレクサが完成する。
【００３４】
上記の製造方法により製造した弾性境界波デバイスを評価したところ、境界波に由来する共振特性を得ることができた。
【００３５】
なお、本実施の形態は、配線基板に共振器一つを実装した例であるが、複数のフィルタ（チップ）を実装し、かつ、回路基板に位相整合回路を実装すれば、デュープレクサを形成することができる。
【００３６】
本実施の形態によれば、フィルタを形成したウェハを個片化（図１Ｅの工程）し、位相整合回路を有する回路基板に実装（図１Ｆの工程）し、クラッド層１４を形成する（図１Ｈの工程）ので、クラッド層１４のパターニング工程を削減することができる。すなわち、図３Ａ〜図３Ｅに示す従来の弾性境界波デバイスの製造方法では、図３Ｅに示すように第３の媒質３１１でクラッド層を形成する際、入出力電極３０４及び３０５、接地電極３０６及び３０７、ダミー電極３０８を第３の媒質３１１で覆わないようにパターニングする必要があったが、本実施の形態ではこのようなクラッド層のパターニングが必要でないため、製造時の工程を削減することができ、製造コストを削減することができる。よって、より低コストで弾性境界波デバイスを製造することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、デュープレクサに弾性境界波デバイスを実装する方法について説明したが、通信モジュールなどへの弾性境界波デバイスの実装方法にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】本実施の形態の弾性境界波デバイスの製造方法において、基板に共振器が形成された状態を示す平面図
【図１Ｂ】本実施の形態の弾性境界波デバイスの製造方法において、基板に接続電極が形成された状態を示す平面図
【図１Ｃ】本実施の形態の弾性境界波デバイスの製造方法において、接続電極に端子電極が形成された状態を示す平面図
【図１Ｄ】本実施の形態の弾性境界波デバイスの製造方法において、共振器に第２の媒質が形成された状態を示す平面図
【図１Ｅ】本実施の形態の弾性境界波デバイスの製造方法におけるウェハの構成を示す斜視図
【図１Ｆ】（ａ）本実施の形態の弾性境界波デバイスの製造方法において、個片化された基板が配線基板に接続された状態を示す平面図、（ｂ）同図（ａ）におけるＸ−Ｘ部の断面図
【図１Ｇ】本実施の形態の弾性境界波デバイスの製造方法において、配線基板を絶縁膜で覆った状態を示す断面図
【図１Ｈ】本実施の形態の弾性境界波デバイスの製造方法において、クラッド層を形成した状態を示す断面図
【図２Ａ】弾性境界波デバイスの構成を示す平面図
【図２Ｂ】図２ＡにおけるＺ−Ｚ部の断面図
【図３】Ａ〜Ｅは従来の弾性境界波デバイスの製造方法を示す平面図
【図４Ａ】特許文献３に開示された弾性境界波デバイスの構成を示す平面図
【図４Ｂ】図４ＡにおけるＹ−Ｙ部の断面図
【図５Ａ】特許文献２の弾性波デバイスの構成を示す平面図
【図５Ｂ】図５ＡにおけるＹ−Ｙ部の断面図
【図６】デュープレクサの構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００３９】
１  圧電基板
２ａ  直列共振器
２ｂ  並列共振器
３  接続電極
４ａ，４ｂ  入出力電極
４ｃ，４ｄ  接地電極
５  誘電体膜
【図１Ａ】
2010034782.tif 000003
【図１Ｂ】
2010034782.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
2010034782.tif 000009
【図１Ｈ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2010034782.tif 000016
【図３Ｅ】
2010034782.tif 000017
【図４Ａ】
2010034782.tif 000018
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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