(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子基板上に所定の導電パターンおよび突起電極が形成された弾性表面波素子を前記導電パターンおよび前記突起電極が形成された面が素子搭載面に搭載し得るフリップチップ実装用パッケージ基板であって、
前記素子搭載面の反対面である端子形成面には、
実装基板と電気的に接続される外部接続端子と、
少なくとも前記弾性表面波素子の搭載位置に相当する領域に前記外部接続端子の高さよりも厚い厚みを有する支持層とが形成されていることを特徴とするパッケージ基板。
【請求項２】
請求項１記載のパッケージ基板と、
素子基板上に所定の導電パターンおよび突起電極が形成され、前記パッケージ基板の素子搭載面に搭載された弾性表面波素子と、
前記弾性表面波素子を封止する封止部材とを有することを特徴とする集積回路装置。
【請求項３】
素子基板上に所定の導電パターンおよび突起電極が形成された弾性表面波素子を用意し、
前記弾性表面波素子が搭載される素子搭載面との反対面である端子形成面に、実装基板と電気的に接続される外部接続端子、および少なくとも前記弾性表面波素子の搭載位置に相当する領域に前記外部接続端子の高さよりも厚い厚みを有する支持層が形成されたパッケージ基板を用意し、
前記素子搭載面を外側に向けて前記パッケージ基板をステージ上にセットして前記支持層と前記ステージとを接触させ、
前記弾性表面波素子の前記所定の導電パターンおよび前記突起電極が形成された面を前記パッケージ基板の素子搭載面に押圧しながら超音波振動を与えて当該弾性表面波素子を前記パッケージ基板の素子搭載面に接合することを特徴とする集積回路装置の製造方法。
【請求項４】
前記支持層は絶縁性を有していることを特徴とする請求項３記載の集積回路装置の製造方法。
【請求項５】
前記パッケージ基板は樹脂製であることを特徴とする請求項３または４記載の集積回路装置の製造方法。
【請求項６】
前記集積回路装置は、所定の帯域中心周波数を有する前記弾性表面波素子が搭載された弾性表面波装置であることを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載の集積回路装置の製造方法。
【請求項７】
前記パッケージ基板には、相互に異なる帯域中心周波数を有する２つの前記弾性表面波素子が搭載されていることを特徴とする請求項６記載の集積回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パッケージ基板およびそれを用いた集積回路装置、ならびに集積回路装置の製造方法に関し、特に、弾性表面波素子とパッケージ基板とが超音波接合された集積回路装置のシェア強度の向上に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、目覚ましい普及を見せている携帯電話に代表される移動体通信機器は、小型化が急速に進められている。それに伴って、移動体通信機器に使用される部品には、小型化および高性能化が要求されている。
【０００３】
ここで、移動体通信機器における信号の分岐、生成を行うために、分波器が用いられている。分波器は、帯域通過フィルタ、帯域阻止フィルタ、あるいはこれらの組み合わせにより構成されたものがあるが、一層の小型化および高性能化を達成するために、相互に異なる帯域中心周波数を有する２つの弾性表面波素子が搭載された弾性表面波装置の用いられたものがある。
【０００４】
そして、弾性表面波装置では、弾性表面波素子がフリップチップ方式で搭載されるパッケージ基板は、樹脂製ではなく、アルミナやＬＴＣＣ等のように樹脂よりも硬いセラミック製が主流となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、小型、軽量、低コストを実現するためには、パッケージ基板は樹脂製とするのが望ましい。
【０００６】
しかしながら、パッケージ基板をセラミックよりも軟らかな樹脂製にすると、フリップチップ実装における超音波加振時にパッケージ基板がたわんで超音波パワーが十分に突起電極とパッケージ基板との接触面に加わらず、必要なシェア強度を確保することが困難になる。
【０００８】
そこで、本発明は、フリップチップ方式でパッケージ基板に搭載された弾性表面波素子のシェア強度の向上を図ることのできるパッケージ基板およびそれを用いた集積回路装置、ならびに集積回路装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るパッケージ基板は、素子基板上に所定の導電パターンおよび突起電極が形成された弾性表面波素子を導電パターンおよび突起電極が形成された面が素子搭載面に搭載し得るフリップチップ実装用パッケージ基板であって、素子搭載面の反対面である端子形成面には、実装基板と電気的に接続される外部接続端子と、少なくとも弾性表面波素子の搭載位置に相当する領域に外部接続端子の高さよりも厚い厚みを有する支持層とが形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る集積回路装置は、前述のパッケージ基板と、素子基板上に所定の導電パターンおよび突起電極が形成され、パッケージ基板の素子搭載面に搭載された弾性表面波素子と、弾性表面波素子を封止する封止部材とを有することを特徴とする。
【００１１】
さらに、上記課題を解決するため、本発明に係る集積回路装置の製造方法は、素子基板上に所定の導電パターンおよび突起電極が形成された弾性表面波素子を用意し、弾性表面波素子が搭載される素子搭載面との反対面である端子形成面に、実装基板と電気的に接続される外部接続端子、および少なくとも弾性表面波素子の搭載位置に相当する領域に外部接続端子の高さよりも厚い厚みを有する支持層が形成されたパッケージ基板を用意し、素子搭載面を外側に向けてパッケージ基板をステージ上にセットして支持層とステージとを接触させ、弾性表面波素子の所定の導電パターンおよび突起電極が形成された面をパッケージ基板の素子搭載面に押圧しながら超音波振動を与えて当該弾性表面波素子をパッケージ基板の素子搭載面に接合することを特徴とする。
【００１２】
このような発明によれば、パッケージ基板をステージ上に載置した場合、支持層がステージと接触する一方で外部接続端子は非接触となるので、弾性表面波素子の超音波接合時にパッケージ基板がたわむことがない。これにより、突起電極とパッケージ基板との接触面に十分な超音波パワーが加わるようになるので、フリップチップ方式でパッケージ基板に搭載された弾性表面波素子のシェア強度を大幅に向上させ、集積回路の接合不良を減少させることが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、発明の実施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態である弾性表面波素子がパッケージ化された弾性表面波装置を示す断面図、図２は図１の弾性表面波装置のパッケージ基板を端子形成面から示す平面図、図３は図１の弾性表面波素子の回路を示す概略図、図４は図３の弾性表面波素子の一部を示す平面図、図５は図１の弾性表面波装置における超音波実装時の状態を示す説明図、図６は図１の弾性表面波装置における超音波パワーとシェア強度との関係を比較例とともに示すグラフ、図７は本発明の他の実施の形態である弾性表面波装置における超音波実装時の状態を示す説明図である。
【００１５】
図１に示す弾性表面波装置１０は、圧電基板（素子基板）上に所定の導電パターンおよび突起電極１３が形成された弾性表面波素子１１が、単層あるいは複数層からなり所定の配線パターンや回路パターンの形成された樹脂製のパッケージ基板１２に搭載されたものである。
【００１６】
そして、弾性表面波素子１１における導電パターンの形成された面はパッケージ基板１２と対向配置されており、図示するように、弾性表面波素子１１はパッケージ基板１２の素子搭載面に突起電極１３を介してフリップチップ接続される。
【００１７】
パッケージ基板１２には、素子搭載面との反対面である端子形成面に、図示しないマザーボード（実装基板）と電気的に接続される外部接続端子１２ａが形成されている。さらに、図２に示すように、外部接続端子１２ａの形成領域以外には、外部接続端子１２ａの高さＨよりも厚い厚みＴを有する支持層１２ｂが形成されている。
【００１８】
なお、支持層１２ｂは弾性表面波素子１１の搭載位置に相当する領域に形成されていれば足り、本実施の形態のように、外部接続端子１２ａの形成領域を除いた全面に形成されていなくてもよい。但し、支持層１２ｂは外部接続端子１２ａを避けて形成されるのは勿論であり、支持層１２ｂが外部接続端子１２ａを覆って形成されることはない。
【００１９】
ここで、支持層１２ｂによりパッケージ基板１２の端子形成面に形成された外部接続端子１２ａや導電パターン間が導通されてしまうことを防止する観点から、支持層１２ｂは絶縁性を有する部材、たとえばソルダーレジストなどで構成されている。但し、支持層１２ｂが外部接続端子１２ａや導電パターンと非接触で形成されている場合には、支持層１２ｂは絶縁性を有する必要はない。
【００２１】
ここで、圧電基板は、ＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ3 や水晶などの圧電単結晶、あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスのような圧電性セラミックスにより形成されている。但し、絶縁基板上にＺｎＯ薄膜などの圧電薄膜を形成したものを圧電基板として用いてもよい。
【００２２】
そして、パッケージ基板１２には、弾性表面波素子１１を気密封止するキャップ（封止部材）１４が接着されており、弾性表面波素子１１を塵埃や機械的衝撃などから保護している。なお、弾性表面波素子１１は樹脂封止してもよい。
【００２３】
このような弾性表面波装置１０に実装された弾性表面波素子１１の圧電基板上には、図３に示すように、所定周波数の弾性表面波に共振する励振電極部１５が形成されている。この励振電極部１５には、励振電極部１５とパッケージ基板１２とを電気的に接続し、励振電極部１５に対する電気信号が入出力される入力電極１６、出力電極１７および接地電極１８が配線部１９を介して電気的に接続されている。そして、配線部１９は励振電極部１５と電極１６，１７，１８、および励振電極部１５相互間を電気的に接続する。そして、励振電極部１５および配線部１９はアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。但し、アルミニウムまたはアルミニウム合金以外の部材が含まれていてもよい。
【００２４】
なお、電極１６，１７，１８とパッケージ基板１２とは、これらに図１に示す突起電極１３を形成し、超音波によりバンプ接続される。
【００２５】
ここで、励振電極部１５は、図４に示すように、相互に入り組んだ一対の櫛の歯状に形成されている。そして、入力側の励振電極部１５に電圧を印加して電界をかけると、圧電基板には圧電効果により弾性表面波が発生する。また、このようにして生成された弾性表面波による機械的歪みが電界を生じさせ、出力側の励振電極部１５で電気信号に変換される。励振電極部１５の両側には、弾性表面波を反射する反射器２０が配置されている。
【００２６】
なお、本実施の形態は、入力電極１６と出力電極１７との間の配線部１９を直列腕とし、この直列腕と接地電極１８との間に複数の配線部１９である並列腕を構成し、直列腕および並列腕に励振電極部１５を配置したラダー型回路を構成しているが、ラダー型回路以外であってもよい。
【００２７】
次に、このような構成を有する弾性表面波装置の製造方法について、図５を用いて説明する。
【００２８】
先ず、前述した弾性表面波素子１１およびパッケージ基板１２を用意する。
【００２９】
次に、素子搭載面を外側に向けてパッケージ基板１２をステージ２１上にセットし、支持層１２ｂとステージ２１とを接触させる。
【００３０】
そして、保持部材２２に保持された弾性表面波素子１１を支持層１２ｂの方向に押圧しながら超音波振動を与え、この弾性表面波素子１１をパッケージ基板１２の素子搭載面に接合する。
【００３１】
なお、弾性表面波素子１１をパッケージ基板１２の素子搭載面に接合した後は、弾性表面波素子１１を包囲するようにしてキャップ１４をパッケージ基板１２に接着する。
【００３２】
ここで、パッケージ基板１２とステージ２２との間に位置する支持層１２ｂにより超音波接合時における樹脂製のパッケージ基板１２のたわみが阻止されるので、突起電極１３とパッケージ基板１２との接触面には十分な超音波パワーが加わるようになる。
【００３３】
ここで、超音波パワーとシェア強度との関係を図６に示す。
【００３４】
図６に示すように、パッケージ基板１２に支持層１２ｂを形成することにより、支持層がない場合に比べて、フリップチップ方式でパッケージ基板１２に搭載された弾性表面波素子１１のシェア強度が大幅に向上する。なお、図６において、支持層がない場合に６Ｗ以上で急激にシェア強度が低下しているのは、６Ｗ以上ではパッケージ基板１２の振動により圧電基板（ここではＬｉＴａＯ3 ）が割れてしまったためである。
【００３５】
そして、このようにシェア強度が大幅に向上することから、弾性表面波素子１１の接合不良を減少することができる。
【００３６】
また、これにより、より低い超音波パワーで十分な接合強度を得ることができることから、弾性表面波素子１１を効率よくパッケージ基板１２に接合することが可能になる。
【００３７】
ここで、支持層１２は、超音波実装において樹脂製のパッケージ基板１２がたわんでシェア強度が低下することを防止するためのものである。
【００３８】
以上の説明においては、パッケージ基板１２に支持層１２ｂを形成して超音波実装時におけるパッケージ基板１２のたわみを防止しているが、図７に示すようにすれば、支持層１２ｂを形成することなくパッケージ基板１２のたわみを防止することができる。
【００３９】
すなわち、弾性表面波素子１１は前述したものを、パッケージ基板１２は支持層１２ｂの形成されていないものを用意する。また、ステージ２１は、パッケージ基板１２の端子形成面における外部接続端子１２ａの形成領域を除いた領域が当接可能な支持突起２１ａを有するものを用意する。なお、支持突起２１ａは少なくとも弾性表面波素子１１の搭載位置に相当する領域が当接可能であればよく、外部接続端子１２ａの形成領域を除いた全ての領域が当接可能になっていなくてもよい。
【００４０】
次に、素子搭載面を外側に向けてパッケージ基板１２をステージ２１の支持突起２１ａ上にセットする。
【００４１】
そして、保持部材２２に保持された弾性表面波素子１１を支持突起２１ａ方向に押圧しながら超音波振動を与え、この弾性表面波素子１１をパッケージ基板１２の素子搭載面に接合する。
【００４２】
これによれば、ステージ２２の支持突起２１ａにより超音波接合時における樹脂製のパッケージ基板１２のたわみが阻止されるので、突起電極１３とパッケージ基板１２との接触面には十分な超音波パワーが加わるようになる。したがって、フリップチップ方式でパッケージ基板１２に搭載された弾性表面波素子１１のシェア強度を大幅に向上させることが可能になり、弾性表面波素子１１の接合不良を減少することができる。
【００４３】
また、より低い超音波パワーで十分な接合強度を得ることができることから、弾性表面波素子１１を効率よくパッケージ基板１２に接合することが可能になる。
【００４４】
以上の説明では、弾性表面波素子１１が一個搭載された弾性表面波装置１０が示されているが、たとえば相互に異なる帯域中心周波数を有する２つの弾性表面波素子を搭載して分波器とするなど、本発明の弾性表面波素子は種々の形態の弾性表面波装置に適用することが可能である。
【００４５】
また、本実施の形態において、パッケージ基板１２には、超音波加振時にたわみやすく本願の作用効果が顕著に現れる樹脂製を適用しているが、セラミック製であってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下の効果を奏することができる。
(1).パッケージ基板をステージ上に載置した場合、支持層がステージと接触する一方で外部接続端子は非接触となるので、弾性表面波素子の超音波接合時にパッケージ基板がたわむことがない。これにより、突起電極とパッケージ基板との接触面に十分な超音波パワーが加わるようになるので、フリップチップ方式でパッケージ基板に搭載された弾性表面波素子のシェア強度を大幅に向上させ、集積回路の接合不良を減少させることが可能になる。
(2).このようにフリップチップ方式でパッケージ基板に搭載された弾性表面波素子のシェア強度を大幅に向上させることが可能になることから、弾性表面波素子の接合不良を減少することができる。
(3).より低い超音波パワーで十分な接合強度を得ることができることから、弾性表面波素子を効率よくパッケージ基板に接合することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である弾性表面波素子がパッケージ化された弾性表面波装置を示す断面図である。
【図２】図１の弾性表面波装置のパッケージ基板を端子形成面から示す平面図である。
【図３】図１の弾性表面波素子の回路を示す概略図である。
【図４】図３の弾性表面波素子の一部を示す平面図である。
【図５】図１の弾性表面波装置における超音波実装時の状態を示す説明図である。
【図６】図１の弾性表面波装置における超音波パワーとシェア強度との関係を比較例とともに示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施の形態である弾性表面波装置における超音波実装時の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  弾性表面波装置（集積回路装置）
１１  弾性表面波素子（集積回路素子）
１２  パッケージ基板
１２ａ  外部接続端子
１２ｂ  支持層
１３  突起電極
１４  キャップ
１５  励振電極部
１６  入力電極
１７  出力電極
１８  接地電極
１９  配線部
２０  反射器
２１  ステージ
２１ａ  支持突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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