(57)【要約】      （修正有）【課題】デバイスチップの高い気密性を保ちつつ、小型化が可能な高周波モジュールおよびその製造方法を提供する。【解決手段】絶縁体からなる基板１０の上面上に形成された電極パッド１８にバンプ２２を用いデバイスチップ２０をフリップチップ実装する工程と、前記基板１０上にチップ部品３０を実装する工程と、前記デバイスチップ２０の上面および封止半田２４の上面をリッド２６が覆うように、前記チップ部品３０および前記デバイスチップ２０のうち前記デバイスチップ２０のみを前記封止半田２４で封止する工程と、を具備する高周波モジュールの製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体からなる基板の上面上に形成された電極パッドにバンプを用いデバイスチップをフリップチップ実装する工程と、
前記基板上にチップ部品を実装する工程と、
前記デバイスチップの上面および封止半田の上面をリッドが覆うように、前記チップ部品および前記デバイスチップのうち前記デバイスチップのみを前記封止半田で封止する工程と、
を具備する高周波モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記封止半田で封止する工程は、下面に半田層が形成され開口部を有するリッドとなるべき層を、前記開口部が前記チップ部品に対応するように前記デバイスチップの上面上に配置する工程と、
前記半田層が溶融した状態で、前記リッドとなるべき層を前記デバイスチップ上面に押圧する工程と、
を含む請求項１記載の高周波モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記リッドとなるべき層を配置する工程は、前記リッドとなるべき層および前記半田層が前記チップ部品と前記デバイスチップとのうち前記デバイスチップの上面上にのみ配置する工程である請求項２記載の高周波モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記デバイスチップをフリップチップ実装する工程は、複数の前記デバイスチップをフリップチップ実装する工程であり、
前記複数のデバイスチップが少なくとも１つ含まれるように、前記基板と前記リッドとなるべき層とを切断する工程を含む請求項２または３記載の高周波モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記リッドとなるべき層は、前記開口部間の幅の狭い領域と前記開口部間の幅の広い領域とを有し、
前記リッドとなるべき層を配置する工程においては、前記幅の広い領域を前記デバイスチップの上面上に配置し、
前記基板と前記リッドとなるべき層とを切断する工程は、前記幅の狭い領域を除去するように、前記リッドとなるべき層を切断する工程を含む請求項４記載の高周波モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記封止されたデバイスチップを覆う保護膜を形成する工程を含む請求項１から５のいずれか一項記載の高周波モジュールの製造方法。
【請求項７】
絶縁体からなり上面上に電極パッドが形成された基板と、
前記基板の前記電極パッドにバンプを用いフリップチップ実装されたデバイスチップと、
前記基板上に実装されたチップ部品と、
前記チップ部品および前記デバイスチップのうち前記デバイスチップのみを封止する封止半田と、
前記デバイスチップの上面および前記封止半田の上面を覆うリッドと、
を具備する高周波モジュール。
【請求項８】
前記デバイスチップは、弾性波デバイスチップである請求項７記載の高周波モジュール。
【請求項９】
前記リッドは金属からなる請求項７または８記載の高周波モジュール。
【請求項１０】
前記リッドの下面に形成された金属膜を具備する請求項７または８記載の高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波モジュールおよびその製造方法に関し、特にデバイスチップを基板にフリップチップ実装する高周波モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高周波部品の小型化、低コスト化、高機能化の要求に伴い、基板上に高周波デバイスチップだけでなく、チップインダクタ、チップキャパシタおよびチップ抵抗等のいわゆるチップ部品も実装し、高集積化を図った高周波モジュールが利用されている。こうした高周波モジュールに、異物付着や外部からの水分の浸入等があると、デバイスチップの機能が損なわれることがある。特に、デバイスチップがＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）共振器またはＦＢＡＲ（Ｆｉｌｍ  Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）等を含む弾性波デバイスである場合、その特性が悪化しやすい。特性悪化を抑制するために、デバイスチップを封止する技術が用いられている。
【０００３】
特許文献１には、多層基板上に表面弾性波素子とその他のチップ部品が実装され、表面弾性波素子とチップ部品とを蓋と側壁で覆う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、樹脂側壁および樹脂蓋による封止では気密性が十分ではない。さらに、デバイスチップとチップ部品との高さが異なると、モジュールの小型化が難しくなる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、デバイスチップの高い気密性を保ちつつ、小型化が可能な高周波モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、絶縁体からなる基板の上面上に形成された電極パッドにバンプを用いデバイスチップをフリップチップ実装する工程と、前記基板上にチップ部品を実装する工程と、前記デバイスチップの上面および封止半田の上面をリッドが覆うように、前記チップ部品および前記デバイスチップのうち前記デバイスチップのみを前記封止半田で封止する工程と、を具備する高周波モジュールの製造方法である。本発明によれば、デバイスチップの高い気密性を保ちつつ、小型化が可能となる。
【０００８】
上記構成において、前記封止半田で封止する工程は、下面に半田層が形成され開口部を有するリッドとなるべき層を、前記開口部が前記チップ部品に対応するように前記デバイスチップの上面上に配置する工程と、前記半田層が溶融した状態で、前記リッドとなるべき層を前記デバイスチップ上面に押圧する工程と、を含む構成とすることができる。この構成によれば、簡単に、デバイスチップのみを封止半田で封止することができる。
【０００９】
上記構成において、前記リッドとなるべき層を配置する工程は、前記リッドとなるべき層および前記半田層が前記チップ部品と前記デバイスチップとのうち前記デバイスチップの上面上にのみ配置する工程である構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記デバイスチップをフリップチップ実装する工程は、複数の前記デバイスチップをフリップチップ実装する工程であり、前記複数のデバイスチップが少なくとも１つ含まれるように、前記基板と前記リッドとなるべき層とを切断する工程を含む構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記リッドとなるべき層は、前記開口部間の幅の狭い領域と前記開口部間の幅の広い領域とを有し、前記リッドとなるべき層を配置する工程においては、前記幅の広い領域を前記デバイスチップの上面上に配置し、前記基板と前記リッドとなるべき層とを切断する工程は、前記幅の狭い領域を除去するように、前記リッドとなるべき層を切断する工程を含む構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記封止されたデバイスチップを覆う保護膜を形成する工程を含む構成とすることができる。
【００１３】
本発明は、絶縁体からなり上面上に電極パッドが形成された基板と、前記基板の前記電極パッドにバンプを用いフリップチップ実装されたデバイスチップと、前記基板上に実装されたチップ部品と、前記チップ部品および前記デバイスチップのうち前記デバイスチップのみを封止する封止半田と、前記デバイスチップの上面および前記封止半田の上面を覆うリッドと、を具備する高周波モジュールである。本発明によれば、デバイスチップの高い気密性を保ちつつ、小型化が可能となる。
【００１４】
上記構成において、前記デバイスチップは、弾性波デバイスチップである構成とすることができる。また、前記リッドは金属からなる構成とすることができる。さらに、前記リッドの下面に形成された金属膜を具備する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、デバイスチップの高い気密性を保ちつつ、小型化が可能な高周波モジュールおよびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）から図１（ｃ）は、実施例１に係る高周波モジュールの製造方法を示す断面図（その１）である。
【図２】図２（ａ）は、リッドとなるべき層を基板上に配置した上面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３（ａ）から図３（ｃ）は、実施例１に係る高周波モジュールの製造方法を示す断面図（その２）である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）はリッドとなるべき層の上面図である。
【図５】図５（ａ）は、実施例１に係る高周波モジュールの図５（ｂ）のＡ−Ａ断面図、図５（ｂ）は上面図である。
【図６】図６は、実施例１の変形例に係る高周波モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１（ａ）から図１（ｃ）と図３（ａ）から図３（ｃ）とは、実施例１に係る高周波モジュールの製造方法を示す断面図である。図１（ａ）のように、基板１０は、例えば多層基板であり、複数の層１０ａ〜１０ｃを含む。各層１０ａ〜１０ｃ間には、例えばＡｕまたはＣｕ等の金属からなる内層配線１２が形成されている。各層１０ａ〜１０ｃは、例えばセラミック等の絶縁体からなる。基板１０の上面上には、例えばＡｕまたはＣｕ等の金属からなる電極パッド１４、１８および金属パターン１６が形成されている。また、基板１０の上面上には、配線パターンが形成されていてもよい。また、基板１０は多層基板でなく単層の基板でもよい。
【００１９】
電極パッド１８に、チップ部品３０の電極部３２を例えば半田３６を用い接合させる。これにより、チップ部品３０を基板１０の上に実装する。チップ部品３０はＡｇペーストまたはＣｕペースト等の金属ペーストを用い電極パッド１８に接合されてもよい。
【００２０】
図１（ｂ）のように、基板１０の上面上に形成された電極パッド１４にバンプ２２を用いデバイスチップ２０をフリップチップ実装する。デバイスチップ２０は、例えば弾性波デバイスである。バンプ２２は、例えばＡｕまたは半田等の金属である。基板１０の上面からデバイスチップ２０の上面までの高さは、例えば約０．２ｍｍであり、基板１０の上面からチップ部品３０の上面までの高さは、例えば約０．３ｍｍである
【００２１】
図１（ｃ）のように、デバイスチップ２０上に、下面に半田層２８が形成されたリッドとなるべき層２７を配置する。リッドとなるべき層２７は開口部４０を有しており、開口部４０がチップ部品３０に対応するように、リッドとなるべき層２７を配置する。リッドとなるべき層２７は、例えばコバール合金等の金属からなる。半田層２８は、例えばＳｎ−Ａｇ半田である。
【００２２】
図２（ａ）は、リッドとなるべき層２７を基板１０上に配置した上面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である（デバイスチップおよびチップ部品は図示していない）。図２（ａ）のように、リッドとなるべき層２７は、複数の開口部４０を有している。リッドとなるべき層２７のうち開口部４０間の領域は、幅の狭い領域４６と幅の広い領域４８がある。リッドとなるべき層２７のうち開口部４０間の幅の広い領域４８が図１（ｃ）においてデバイスチップ２０上に配置される。図２（ｂ）のように、リッドとなるべき層２７の下面に半田層２８が形成されている。半田層２８は例えばリッドとなるべき層２７の下面の全面に形成されている。
【００２３】
図１（ｃ）に戻り、基板１０を半田層２８が溶融する温度に加熱し、矢印のようにリッドとなるべき層２７を前記デバイスチップ２０上面に押圧する。半田層２８が溶融する温度は、例えば２７０℃である。
【００２４】
図３（ａ）を参照し、半田層２８は溶融し、デバイスチップ２０の側面を覆い、金属パターン１６と接合する封止半田２４となる。金属パターン１６は、デバイスチップ２０の周辺に形成されており、封止半田２４はデバイスチップ２０の周囲を完全に囲むように形成される。金属パターン１６の表面は濡れ性があるため、封止半田２４と金属パターン１６とは接合する。封止半田２４の表面張力により、半田はデバイスチップ２０と基板１０との間には侵入しない。以上により、デバイスチップ２０の上面および封止半田２４の上面をリッドとなるべき層２７が覆うように、デバイスチップ２０が封止半田２４で封止される。チップ部品３０は開口部４０に位置しているため、チップ部品３０は封止されない。
【００２５】
図３（ｂ）のように、リッドとなるべき層２７および封止半田２４の一部をダイシングソー４２を用い切断する。これにより、リッドとなるべき層２７からリッド２６が形成される。
【００２６】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、リッドとなるべき層の上面図である。図４（ａ）のように、図３（ｂ）においては、開口部４０間の幅の狭い領域４６に沿ってリッドとなるべき層２７を切断する。さらに、幅の広い領域４８の端に沿って、リッドとなるべき層２７を切断する。これにより、図４（ｂ）のように、リッドとなるべき層２７は、各デバイスチップ２０に対応する複数のリッド２６に分離される。
【００２７】
図３（ｃ）のように、例えばＮｉ等の金属からなる保護膜３４を電解メッキ法を用い形成する。保護膜３４は、リッド２６および封止半田２４を覆うように形成される。また、保護膜３４は、チップ部品３０の電極部３２を覆うように形成される。ダイシングソー４２を用い、基板１０を切断する。これにより、高周波モジュールが完成する。
【００２８】
図５（ａ）は、実施例１に係る高周波モジュールの図５（ｂ）のＡ−Ａ断面図、図５（ｂ）は上面図である。図５（ｂ）において、デバイスチップ２０、バンプ２２および封止半田２４を点線で示している。デバイスチップ２０は、基板１０上の電極パッド１４にバンプ２２を用いフリップチップ実装され、チップ部品３０は電極パッド１８に半田３６等を用い実装されている。これにより、多層セラミック基板である基板１０上に、デバイスチップ２０およびチップ部品３０が実装されている。デバイスチップ２０の側面を囲むように封止半田２４が形成されている。封止半田２４は金属パターン１６に接合しており、デバイスチップ２０を封止している。封止半田２４は、デバイスチップ２０の全側面を覆っている。リッド２６は、デバイスチップ２０の上面と封止半田２４の上面を覆っている。
【００２９】
実施例１によれば、封止半田２４がチップ部品３０およびデバイスチップ２０のうちデバイスチップ２０のみを封止している。これにより、チップ部品３０がデバイスチップ２０の高さより高い場合であっても、リッド２６の高さがチップ部品３０の高さに制限されない。よって、高周波モジュールの小型化が可能となる。さらに、デバイスチップ２０が半田からなる封止半田２４で封止されているため、デバイスチップ２０の表面（図５（ａ）の基板１０側の面）に形成された素子を気密封止することができる。さらに、半田を用い封止することにより、特許文献１のように樹脂を用い封止するのに比べ、気密性を向上させることができる。
【００３０】
特に、デバイスチップ２０が弾性波デバイスチップである場合、デバイスチップ２０のうち弾性波素子が形成された面を気密封止することが求められる。よって、実施例１の構成を用いることが好ましい。
【００３１】
リッド２６は絶縁体でも金属でもよい。しかし、高周波モジュールでは、高周波を扱うデバイスチップ２０をシールドすることが求められる。そこで、金属からなるリッド２６を用いることにより、リッド２６と封止半田２４とで、デバイスチップ２０をシールドすることができる。
【００３２】
図６は、実施例１の変形例に係る高周波モジュールの断面図である。図６のように、リッド２６は例えば樹脂等の絶縁体からなり、リッド２６の下面に例えばＡｕ等からなる金属膜２９が形成されてもよい。これにより、金属膜２９と封止半田２４とで、デバイスチップ２０をシールドすることができる。金属膜２９はリッド２６の下面全面を覆うことが好ましい。
【００３３】
実施例１によれば、図１（ｃ）のように、下面に半田層２８が形成され開口部４０を有するリッドとなるべき層２７を、開口部４０がチップ部品３０に対応するようにデバイスチップ２０の上面上に配置する。半田層２８が溶融した状態で、リッドとなるべき層２７をデバイスチップ２０上面に押圧する。これにより、簡単に、デバイスチップ２０のみを封止半田２４で封止することができる。図１（ｃ）のように、チップ部品３０がデバイスチップ２０より高い場合、開口部４０を設けないと、チップ部品３０に半田が付着してしまう。また、チップ部品３０がデバイスチップ２０より低い場合でも、半田層２８とチップ部品３０との間に十分な余裕がないと、チップ部品３０に半田が付着してしまう。実施例１によれば、開口部４０をチップ部品３０に対応させることにより、チップ部品３０に半田が付着することを抑制できる。
【００３４】
また、リッドとなるべき層２７を配置する際に、リッドとなるべき層２７および半田層２８がチップ部品３０とデバイスチップ２０とのうちデバイスチップ２０の上面上にのみ配置することが好ましい。
【００３５】
さらに、図１（ｂ）のように、複数のデバイスチップ２０をフリップチップ実装し、図３（ｃ）のように、複数のデバイスチップ２０が少なくとも１つが含まれるように、基板１０とリッドとなるべき層２７とを切断することが好ましい。これにより、図２（ａ）のように、1枚のリッドとなるべき層２７と半田層２８とを基板１０上に配置すればよく、デバイスチップ２０各々にリッド２６を配置しなくともよくなる。
【００３６】
さらに、図１（ｃ）のように、リッドとなるべき層２７を配置する際は、幅の広い領域４８をデバイスチップの上面上に配置する。図４（ａ）のように、リッドとなるべき層２７を切断する際に、幅の狭い領域４６が除去されるように、リッドとなるべき層２７を切断する。これにより、リッドとなるべき層２７を取り扱う際は、補強機能を有する幅の狭い領域４６を、リッド２６を形成する際には簡単に除去することができる。
【００３７】
さらに、図３（ｃ）のように、封止されたデバイスチップ２０を覆う保護膜３４を形成することが好ましい。これにより、より気密性を高めることができる。保護膜３４は絶縁膜でもよいし、金属膜でもよい。
【００３８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
基板          １０
電極パッド              １４、１８
デバイスチップ          ２０
バンプ                  ２２
封止半田                ２４
リッド                  ２６
リッドとなるべき層      ２７
半田層                  ２８
チップ部品              ３０
電極部                  ３２
保護膜                  ３４
開口部                  ４０
幅の狭い領域            ４６
幅の広い境域            ４８
【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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