(57)【要約】【課題】小型、薄型、かつ低価格を実現することが可能な、圧電発振器の新規な構造と、その製造方法を提供すること。【解決手段】電気回路が形成された半導体チップ（１１）の主面上に、圧電振動子（１０）を直接に搭載し、また、半導体チップ（１１）の主面上に、圧電振動子（１０）の厚みよりも背の高い、外部電極としての電極ポスト（１５）を形成する。半導体チップ（１０）上の配線層（１２）を多層配線構造とすることによって、半導体チップ（１１）や電極ポスト（１５）の配置の自由度が向上し、また、圧電振動子（１０）を樹脂層により被覆することによって、信頼性がさらに向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路を有する半導体チップと、
前記半導体チップの主面上に搭載された圧電振動子と、
前記半導体チップの主面上に形成された外部電極と、
を備えることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
請求項１記載の圧電発振器であって、
前記外部電極の高さが、前記圧電振動子よりも高くなるように形成されたことを特徴とする圧電発振器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の圧電発振器であって、
前記圧電振動子は、前記半導体チップの配線層を介して前記電気回路に電気的に接続されており、
前記外部電極は、前記配線層を介して前記電気回路に電気的に接続されていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項４】
請求項３記載の圧電発振器であって、
前記配線層は、
第１の配線層と、
この第１の配線層を覆うように形成される層間絶縁膜と、
この層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して前記第１の配線層に接続される第２の配線層と、
を含む多層配線構造を有することを特徴とする圧電発振器。
【請求項５】
請求項３または請求項４記載の圧電発振器であって、
前記半導体チップの主面上に、前記圧電振動子ならびに前記外部電極の一部、を覆う樹脂層が形成されていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の圧電発振器であって、前記外部電極は、略四角柱形状であることを特徴とする圧電発振器。
【請求項７】
請求項５に記載の圧電発振器であって、前記樹脂層は、エポキシ系樹脂で構成されていることを特徴とする圧電発振器。
【請求項８】
複数の圧電振動子を共通の半導体基板上に搭載する第１の工程と、
外部電極を、前記複数の圧電振動子の各々に対応させて形成する第２の工程と、
前記共通の半導体基板上に前記複数の圧電振動子が搭載された状態で、各圧電振動子の検査を実施する第３の工程と、
前記共通の半導体基板をダイシングし、これによって、半導体チップ上に圧電振動子が搭載された構成をもつ複数の圧電発振器を、個別に切り出す第４の工程と、
を含むことを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の圧電発振器の製造方法であって、
前記外部電極が、前記圧電振動子よりも高くなるように形成されたことを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の圧電発振器の製造方法であって、
前記第１の工程では、前記共通の半導体基板上に搭載された、前記複数の圧電振動子の各々が、前記共通の半導体基板上に形成された共通の配線層によって相互に接続され、かつ、前記共通の配線層の一部が電極として引き出されるように形成され、
前記第３の工程では、前記共通の配線層を利用して、前記複数の圧電振動子の各々の検査を、個別に、あるいは、同時に実施することを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の圧電発振器の製造方法であって、
前記共通の配線層は、多層配線構造を有し、かつ、前記複数の圧電振動子の各々の外部接続端子が、前記共通の配線層の最上層の配線の一部に接続されることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれかに記載の圧電発振器の製造方法は、
前記第２の工程と前記第３の工程との間に、前記圧電振動子と前記外部電極の一部を各々を覆う樹脂層を形成する工程をさらに備えることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれかに記載の圧電発振器の製造方法であって、
前記第１の工程が、
前記複数の圧電振動子を同一基台上に配置した状態で圧電振動子を形成する工程と、
前記半導体基板に対し、前記基台を位置あわせし、前記圧電振動子と前記半導体基板とを固着する工程と、
を含むことを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項１４】
請求項８乃至１３のいずれかに記載の圧電発振器の製造方法であって、前記外部電極は、略四角柱形状であることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４に記載の圧電発振器の製造方法であって、前記樹脂層を形成する工程は、前記圧電振動子及び前記外部電極の一部を覆うように、エポキシ系樹脂を、前記圧電振動子、前記外部電極及び前記半導体基板の間の隙間に充填する工程と、その後、前記充填されたエポキシ系樹脂を硬化する工程とを含むことを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電発振器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話が広く普及しており、その基準周波数発振器として圧電発振器が用いられている。圧電発振器には高精度の基準周波数発振器としての性能とともに、部品としての小型化、薄型化、低価格化が要求されている。近年はさらにその要求が厳しくなっており、部品サイズとして、３２ｍｍ×２５ｍｍが主流となっており、さらに、２５ｍｍ×２０ｍｍ、あるいは２０ｍｍ×１６ｍｍのサイズ実現が要求されている。
【０００３】
従来は、セラミック基板、圧電振動子、ならびに半導体チップにて圧電発振器を構成し、小型化、薄型化、低価格化の要求に応えてきた。
【０００４】
従来例における圧電発振器について、図面を用いて説明する。図１０は、従来の圧電発振器の一例の構成を示すデバイスの断面図である。
【０００５】
図１０の構成において、参照符号１は圧電振動子、２はセラミック基板（脚部２ａと底部２ｂとで構成される）、３は外部電極、４は半導体チップ、５は半導体チップ上に形成された第１の配線層、６は圧電振動子１と半導体チップ４を電気的に接続するためのバンプ電極、７はセラミック基板２上に形成された第２の配線層、８は圧電振動子１と第２の配線層７とを電気的に接続するためにセラミック基板２に形成されたスルーホール、９は半導体チップを固定する樹脂である。
【０００６】
圧電振動子１、外部電極３、及び半導体チップ４は、半導体チップ４上に形成された第１の配線層５およびセラミック基板２上に形成された第２の配線層７によって、相互に電気的に接続されている。
【０００７】
携帯電話セットの基板等に表面実装するためには、圧電発振器には外部電極が必要である。図１０の従来例においては、セラミック基板２の最下部（脚部２ａの底面部）に外部電極３を構成しており、これによって、携帯電話セットの基板への実装を可能にしている。
【０００８】
図１０に記載される従来例と同様の基本構造をもつ圧電発振器は、例えば、特許文献１に記載されている。すなわち、特許文献１には、セラミック基板の凹部に半導体チップを収納して樹脂層を形成し、そのセラミック基板上に圧電振動子を搭載し、そのセラミック基板を貫通する埋め込み電極を介して半導体チップと圧電振動子を電気的に接続した基本構造をもつ、表面実装タイプの圧電発振器が示されている。
【特許文献１】特開平７−１０６８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来の構成の圧電発振器では、セラミック基板が必須の構成要素であり、圧電振動子と、セラミック基板と、半導体チップとが縦方向に積み重ねられているために薄型化が困難である。
【００１０】
また、あらかじめ成型されたセラミック基板の内壁間（つまり、凹部）に半導体チップを後から実装するため、セラミック基板の内壁と半導体チップ端に実装するための寸法余裕が必要であり、小型化がむずかしいという課題がある。
【００１１】
例えば、四方に壁をもつセラミック基板を用いて２．５ｍｍ×２．０ｍｍサイズの圧電発振器を実現するためには、セラミック基板の内壁の厚みとチップ実装に必要な寸法余裕を合わせて片側で０．４ｍｍ必要であるとすると、半導体チップには少なくとも、１．７ｍｍ×１．２ｍｍ以下のチップサイズが要求される。すなわち２．０ｍｍ×１．６ｍｍサイズの圧電発振器実現のためには、１．２ｍｍ×０．８ｍｍ以下のチップサイズが必要となり、その実現がかなり困難となる。
【００１２】
加えて、セラミック基板は高価であり、例えば、小型化、薄型化、低価格の２．０ｍｍ×１．６ｍｍサイズの圧電発振器を実現するためには、圧電発振器の構成そのものの見直しが必要とも言われている。
【００１３】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型、薄型、かつ低価格を実現することが可能な、圧電発振器の新規な構造と、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の圧電発振器は、電気回路を有する半導体チップと、前記半導体チップの主面上に、搭載された圧電振動子と、前記半導体チップの主面上に形成された外部電極とを備える。
好適には、前記外部電極の高さが、前記圧電振動子の厚みよりも高い。また、好適には、前記外部電極は、略四角柱形状である。
【００１５】
セラミック基板を使用することなく、半導体チップの主面上に直接的に圧電振動子を搭載すると共に、同じ主面上に（かつ圧電振動子の近傍に）、圧電振動子の厚みよりもその高さが高い外部電極を形成して、これによって実装基板への表面実装を可能とする。すなわち、圧電発振器の実装構造として、チップサイズの実装構造を採用することによって、格段の小型化、薄型化ならびに低価格化を図るものである。すなわち、本発明の圧電発振器では、従来のように、半導体チップをセラミック基板の凹部に収納する必要がないため、位置合わせ余裕等を考慮する必要がなくなり、基本的には半導体チップサイズによって平面的なサイズが決まり、また、その厚みは、セラミック基板が介在しないことから十分に薄くすることができ、かつ、高価なセラミック基板を必要としないために低価格化が可能となる。
【００１６】
また、本発明は、上記圧電発振器において、前記圧電振動子が、前記半導体チップの配線層を介して前記電気回路に電気的に接続されており、また、前記外部電極も前記配線層を介して前記電気回路に電気的に接続されている。すなわち、圧電振動子は、半導体チップの電気回路を介して外部電極に接続されており、独立した外部接続端子を持たない。
【００１７】
圧電振動子と、電気回路を形成した半導体チップのみで圧電発振器を構成し、半導体チップ上に外部電極を形成して外部電極としているため、セラミック基板の内壁や半導体チップを実装するための寸法余裕を考慮する必要がなく、例えば２．０ｍｍ×１．６ｍｍサイズの半導体チップサイズであれば、２．０ｍｍ×１．６ｍｍサイズの圧電発振器実現が可能となる。すなわち、圧電発振器の薄型化と小型化が可能であり、かつ、高価なセラミック基板を使用しないため低価格化を図ることが可能である。
【００１８】
また、本発明は、上記圧電発振器において、前記配線層は、第１の配線層と、この第１の配線層を覆うように形成される層間絶縁膜と、この層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して前記第１の配線層に接続される第２の配線層と、を含む多層配線構造を有する。
【００１９】
多層配線構造を採用することによって、その最上層の配線層のパターンやサイズの自由度が向上し、また、これに伴って、圧電振動子の搭載の自由度および外部電極の配置の自由度も向上する。このことは、圧電発振器のさらなる小型化、薄型化にも寄与する。
【００２０】
また、本発明は、上記圧電発振器において、前記半導体チップの主面上に、前記圧電振動子ならびに、前記外部電極の一部、を覆う樹脂層が形成されている。好適には、樹脂層は、エポキシ系樹脂で構成されている。
【００２１】
樹脂層を形成することによって、圧電振動子がその樹脂層に覆われて保護されるため防塵面や耐湿性の面での信頼性が向上し、また、圧電振動子と外部電極が樹脂によって固定されるために機械的な強度が向上し、したがって、信頼性の高い圧電発振器を実現することができる。
【００２２】
また、本発明の圧電発振器の製造方法は、前記複数の圧電振動子を共通の半導体基板上に搭載する第１の工程と、外部電極を、前記複数の圧電振動子の各々に対応させて形成する第２の工程と、前記共通の半導体基板上に前記複数の圧電振動子が搭載された状態にて、各圧電振動子の検査を実施する第３の工程と、前記共通の半導体基板をダイシングし、これによって、半導体チップ上に圧電振動子が搭載された構成をもつ複数の圧電発振器を、個別に切り出す第４の工程と、を含む。
好適には、前記外部電極の高さが、前記圧電振動子の厚さよりも高い。すなわち、前記外部電極は、前記圧電振動子の端面よりも突出するように形成される。また、好適には、前記外部電極は、略四角柱形状である。
【００２３】
共通の半導体基板上に複数の圧電振動子が搭載された状態で、各圧電振動子の電気的な検査を完了させるため、その後のダイシングによって個別化された圧電発振器については、簡略な検査で済ませること、あるいは、その検査自体を省略すること、が可能となる。したがって、セラミック基板を使用しない新規な構造をもつ、薄型、小型かつ低価格の圧電発振器を効率的に製造することができるようになり、量産化も可能となる。
【００２４】
また、本発明は、上記圧電発振器の製造方法において、前記第１の工程では、前記共通の半導体基板上に搭載された、前記複数の圧電振動子の各々が、前記共通の半導体基板上に形成された共通の配線層によって相互に接続され、かつ、前記共通の配線層の一部が電極として引き出されるように形成され、前記第３の工程では、前記共通の配線層を利用して、前記複数の圧電振動子の各々の検査を、個別に、あるいは、同時に実施する。
【００２５】
共通の半導体基板上に形成された配線層によって、各圧電振動子を相互に（並列に）接続し、この配線層を用いて各圧電振動子（ならびに対応する電気回路）を接地したり、あるいは、各圧電振動子（ならびに対応する電気回路）に検査用の信号を供給したりすることによって、共通の半導体基板上に搭載された状態の圧電振動子（ならびに対応する電気回路）の各々の電気的検査を行うことができる。このとき、複数の圧電振動子（ならびに対応する電気回路）について、個別に電気的検査を行うことができるのはもちろんのこと、複数の圧電振動子（ならびに対応する電気回路）について同時に検査を行うこともできる。したがって、圧電発振器の電気的な検査を格段に効率化することが可能である。このことは、圧電発振器のさらなる低価格化に寄与する。
【００２６】
また、本発明は、上記圧電発振器の製造方法において、前記共通の配線層は、多層配線構造を有し、かつ、前記複数の圧電振動子の各々の外部接続端子が、その多層配線構造をもつ前記共通の配線層の最上層の配線の一部に接続される。
【００２７】
多層配線構造を採用することによって、その最上層の配線層のパターンやサイズの自由度が向上するため、これに伴って、圧電振動子の搭載の自由度および外部電極の配置の自由度も向上する。このことは、圧電発振器の製造のさらなる効率化に貢献する。
【００２８】
また、本発明の圧電発振器の製造方法の他の態様は、前記第２の工程と前記第３の工程との間に、前記圧電振動子と前記外部電極の一部を各々を覆う樹脂層を形成する工程をさらに備える。
好適には、前記樹脂層を形成する工程では、前記圧電振動子及び前記外部電極の一部を覆うように、エポキシ系樹脂を、前記圧電振動子、前記外部電極及び前記半導体基板の間の隙間に充填する工程と、その後、前記充填されたエポキシ系樹脂を硬化する工程とを含む。
【００２９】
外部電極の形成工程（第２の工程）後、樹脂層を形成して圧電振動子と外部電極を固定し、しかる後、各圧電振動子（ならびに対応する電気回路）についての電気的な検査工程（第３の工程）を実施するものである。樹脂層の形成は、例えば、樹脂のポッティング等によって簡単に行うことができ、特に製造上の問題は生じない。したがって、信頼性の高い圧電発振器を、効率的に製造することができる。
好適には、前記第1の工程が、前記複数の圧電振動子を同一基台上に配置した状態で圧電振動子を形成する工程と、前記半導体基板に対し、前記基台を位置あわせし、前記圧電振動子と前記半導体基板とを固着する工程と、を含む。
また、好適には、前記樹脂層を形成する工程は、前記圧電振動子及び前記外部電極の一部を覆うように、エポキシ系樹脂を、前記圧電振動子、前記外部電極及び前記半導体基板の間の隙間に充填する工程と、その後、前記充填されたエポキシ系樹脂を硬化する工程とを含む。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、圧電発振器の実装構造として、チップサイズの実装構造を採用することによって、格段の小型化、薄型化ならびに低価格化を図ることができる。
【００３１】
すなわち、本発明の圧電発振器では、従来のように、半導体チップをセラミック基板の凹部に収納する必要がないため、位置合わせ余裕等を考慮する必要がなくなり、基本的には半導体チップサイズによって平面的なサイズが決まり、また、その厚みは、セラミック基板が介在しないことから十分に薄くすることができ、かつ、高価なセラミック基板を必要としないために低価格化が可能となる。
【００３２】
本発明によれば、例えば２．０ｍｍ×１．６ｍｍサイズの半導体チップサイズの場合、２．０ｍｍ×１．６ｍｍサイズの圧電発振器実現が可能となる。
【００３３】
また、多層配線構造を採用することによって、その最上層の配線層のパターンやサイズの自由度が向上し、これに伴って、圧電振動子の搭載の自由度および外部電極の配置の自由度も向上する。このことは、圧電発振器のさらなる小型化、薄型化にも寄与する。
【００３４】
また、樹脂層を形成することによって、圧電振動子の保護が強化され、また、圧電振動子と外部電極が樹脂によって固定されるために機械的な強度が向上し、したがって、信頼性の高い圧電発振器を実現することができる。
【００３５】
また、本発明によれば、共通の半導体基板上に複数の圧電振動子が搭載された状態で、各圧電振動子の電気的な検査を完了させるため、その後のダイシングによって個別化された圧電発振器については、簡略な検査で済ませること、あるいは、その検査自体を省略すること、が可能となる。したがって、検査の工数を削減することができる。
【００３６】
本発明によって、セラミック基板を使用しない新規な構造をもつ、薄型、小型かつ低価格の圧電発振器を効率的に製造することができるようになり、量産化も可能となる。
【００３７】
また、多層配線構造を採用することによって、圧電振動子の搭載の自由度および外部電極の配置の自由度が向上し、圧電発振器の製造のさらなる効率化が達成される。
【００３８】
また、樹脂層を形成した後に電気的な検査工程を実施することによって、信頼性の高い圧電発振器を効率的に製造することが可能となる。樹脂層の形成は、樹脂のポッティング等によって簡単に行うことができ、特に製造上の問題は生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（第１実施の形態）
【００４０】
図１は、本発明の圧電発振器の一例（チップサイズ実装構造を採用した例）を示す図であり、（ａ）は圧電発振器の断面図、（ｂ）は圧電発振器の側面図、（ｃ）は圧電発振器の上面図である。
【００４１】
図１において、参照符号１０は圧電振動子、１１は半導体チップ、１２は半導体チップ上に形成された配線層、１３は半導体チップ１１の保護膜、１４はバンプ電極（以下、単に電極という場合がある）、１５は電極ポスト（外部電極）である。
【００４２】
電極ポスト１５は、配線層１２上に、各バンプ電極１４に対応して設けられており、それぞれ略四角柱状（直方体）に形成されている。電極ポスト１５の高さＨは、圧電振動子１０の厚みＷ（バンプ電極１４の厚みを含む）よりも大きい。したがって、この電極ポスト１５の上面（頂部）にセット基板等（不図示）を接続することによって、表面実装が可能である。この電極ポスト１５は、例えば、スクリーン印刷を用いて、半田を重ねて塗布することによって形成することができる。
なお、本実施の形態では電極ポスト１５を設けているが、電極ポスト１５の代替として、ワイヤを設けてもよい。
【００４３】
圧電振動子１０は、電極１４を介して半導体チップ１１、配線層１２に電気的に接続され、さらに電極ポスト１５を介してセット基板等に電気的に接続される。電極ポスト１５とセット基板を電気的に接続する手段としては、導電性接着剤を使用しても良いし、新たに、電極ポスト１５のセット基板との接続面に半田バンプ等を構成しても良い。
図１Ａでは、配線層１２は、半導体チップ１１の主面上に形成されているが、更に層間絶縁層や導電層を積層して配置の自由度を増した構成も本発明に含まれる。また、信頼性向上のために、導電性配線層１２の上に更に保護膜を形成した構成も本発明に含まれる。
【００４４】
図１の構成の圧電発振器では、セラミック基板を使用せず、圧電振動子１０と半導体チップ１１のみを縦方向に積み重ねている構造であるため、従来のようにセラミック基板の内壁や半導体チップを実装するための寸法余裕を考慮する必要がなく半導体チップサイズを、そのまま、圧電発振器のサイズとすることができるため、従来構造に比べて大幅な小型化が可能である。
【００４５】
また、圧電振動子１０と半導体チップ１１のみを縦方向に積み重ねている構造であるため、格段の薄型化も可能である。
【００４６】
さらに、高価なセラミック基板を使用していないため、安価に圧電発振器を提供することが可能である。
（第２実施の形態）
【００４７】
図２は、本発明の圧電発振器の他の例（樹脂層を形成した例）の構成を示す断面図である。図１と共通する部分には同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
図２の構成において、参照符号１６は、圧電振動子１０（ならびに電極ポスト１５の側面の大半）を覆う、エポキシ系樹脂からなる樹脂層である。製造工程において、半導体基板上に圧電振動子１０や電極ポスト１５等が配置された状態で、エポキシ系樹脂を流し込む。
樹脂層１６を構成する樹脂剤は、好適には、液体状態にて粘度が４Ｐａ・ｓ〜１５Ｐａ・ｓであり、標準硬化条件は７０℃×５０分又は８０℃×２０分である。
【００４９】
図２の構成の圧電発振器は、図１の圧電発振器と同様に、小型化（スケールダウン）、薄型化ならびに低価格化が可能であることに加えて、樹脂層１６が設けられたことによる、機械的強度の向上と、半導体チップの保護性の向上とから、さらなる信頼性の向上をはかることができる。
【００５０】
すなわち、樹脂層１６によって圧電振動子１０が被覆されるために、圧電振動子１０の保護が強化され、防塵面や耐湿性の面での信頼性が向上し、また、樹脂層１６によって半導体チップ１１ならびに電極ポスト１５が固定されるため、圧電発振器の機械的強度が向上し、品質ならびに信頼性の向上を図ることができる。また、圧電振動子及び電極ポストを覆う樹脂層には、流動性が高く低粘度のエポキシ系樹脂を用いており、このエポキシ系樹脂が圧電振動子１０、バンプ電極１４、電極ポスト１５及び半導体チップ１１の隙間を充填するため、エポキシ樹脂の硬化後は、各素子の半導体チップ１１への固定強度を保つことができる。
【００５１】
（第３実施の形態）
図３は、本発明の圧電発振器の他の例（半導体チップ上の導電配線層を多層構造とした例）の構成を示す断面図である。図３において、前掲の図と共通する部分には同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
図３において、参照符号１７は層間絶縁層であり、参照符号１８は、層間絶縁層１７に形成したスルーホールであり、また、参照符号１９は、層間絶縁層１７上に形成した配線層（２層目の配線層）である。
【００５３】
通常の前工程を完了した半導体チップ上に層間絶縁層１７を形成し、半導体チップ１１と電気的な接続を取るためにスルーホール１８を形成する。
【００５４】
スルーホール１８形成後に配線層１９を形成して、半導体チップ１１との電気的接続を取る。さらに、配線層１９に、圧電振動子１０の電極１４を接続する。これによって、圧電振動子１０が、半導体チップ１１内の電気回路に電気的に接続される。そして、電極ポスト１５を配線層１９に接続することによって、チップサイズで、薄型かつ安価な圧電発振器が実現される。
【００５５】
また、図３の圧電発振器は、半導体チップ１１上の配線層を多層配線構造としたことによって、最上層の配線層１９を自由にパターニングすることができる。したがって、半導体チップ１１上に形成される第１層目の配線層１２の位置や、電極ポスト１５の配置の自由度が増大する。このことは、圧電発振器のさらなる薄型化および小型化に寄与する。
【００５６】
また、図３では、配線層を２層配線構造とした例を示したが、これに限定されるものではなく、３層以上の多層配線構造を採用したものも、本実施の形態に含まれる。また、信頼性向上のために、最上層の配線層１９の上に、さらに保護膜（パッシベーション膜）を形成してもよい。
（第４実施の形態）
【００５７】
図４は、本発明の圧電発振器の他の例（半導体チップ上の導電配線層を多層構造とし、かつ、樹脂層を形成した例）の構成を示す断面図である。図４において、前掲の図と共通する部分には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
図４の圧電発振器においては、図３の圧電発振器と同様の効果を得ることができる他、樹脂層１６によって半導体チップ１１および電極ポスト１５を固定しているため、信頼性ならびに品質がさらに向上する。
（第５実施の形態）
【００５９】
本実施の形態（ならびに本実施の形態以降の実施の形態）では、本発明の圧電発振器を効率的に量産可能な製造方法について説明する。
【００６０】
この方法では、ウェハレベルで圧電振動子を実装し、樹脂層で封止した後に、個々の半導体チップに分割するようにしたことを特徴とする。
図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の圧電発振器の製造方法の一例を説明するための、工程毎のデバイスの断面図である。図５において、前掲の図と同じ部分には同じ参照符号を付してある。
【００６１】
（図５（ａ），（ｂ）の工程）
図５（ａ）は前工程が完了した半導体基板（半導体ウェハ：半導体チップ１１、配線層１２、保護膜１３からなり、複数の圧電発振器を一括して製造するための共通の母体となる半導体基板である）を示している。この半導体基板（１１，１２、１３）上に、同図（ｂ）に示すように、圧電振動子１０を搭載する。すなわち、圧電振動子１０のバンプ電極（電極）１４が配線層１２に接続されるように、圧電振動子１０を固定する。
ここでは、圧電振動子１０をダイシングに先立ち、ウェハサイズの基台上に貼着しておくようにすれば、一括して位置あわせを行い、半導体基板上に圧電振動子を固着することが出来る。
【００６２】
（図５（ｃ）の工程）
図５（ｃ）の工程では、配線層１２上に電極ポスト１５を形成して外部電極とする。そして、この段階で、各圧電発振器について、個別に、あるいは、同時に、電気的な検査を行う。この電極ポスト１５は、スクリーン印刷などによって形成可能であるが、圧電振動子の実装に先立ち形成するようにしてもよい。この場合はめっき法などによって形成することも可能である。さらにまた、ウェハサイズのフィルム基板上に貼着した金属板をフォトリソグラフィおよびエッチングにより加工し、電極ポスト１５を形成し、これを半導体基板（ウェハ）上に位置決めして半田などにより固着した後、フィルム基板を剥離除去することによって形成することも可能である。
【００６３】
すなわち、複数の圧電発振器を、配線層を介して相互に電気的に接続し、かつ、配線層の一部を半導体基板上に電極として取り出しておくことによって、半導体基板をダイシングする前に圧電発振器の検査を実施することが可能となる。この場合は、圧電発振器として切り出した後の検査を簡略化、あるいは省略することが可能となり、検査の工数を削減することが可能となる。
【００６４】
また、半導体基板をダイシングする前であれば、複数の圧電発振器の検査を同時に実施することも可能となり、電気的検査の工数の大幅な削減が可能である。
【００６５】
（図５（ｄ）の工程）
図５（ｄ）の工程では、半導体基板をダイシングして、個別化された圧電発振器を切り出す。これによって、小型、薄型かつ安価な圧電発振器を、効率的かつ安価に製造することができる。
（第６実施の形態）
【００６６】
図６（ａ）〜（ｅ）は、本発明の圧電発振器の製造方法の他の例を説明するための、工程毎のデバイスの断面図である。図６において、前掲の図と同じ部分には同じ参照符号を付してある。
【００６７】
図６（ａ）〜（ｃ）は、図５（ａ）〜（ｃ）に相当する工程である。続いて、図６（ｄ）の工程において、樹脂層１６を形成し、この樹脂層１６によって、圧電振動子１０および電極ポスト１５を固定する。このように樹脂層１６によって固着することにより、機械的強度および保護性を高めた後にダイシングを行うことにより、極めて信頼性の高い圧電発振器を提供することが可能となる。
【００６８】
この場合も、圧電振動子１０の保護強化による信頼性の向上をはかることができ、さらに、機械的な強度の向上による品質と信頼性の向上を図ることができる。そして、この段階で、圧電発振器の各々について、個別に、あるいは、同時に検査を実施する。
【００６９】
ここで、複数の圧電発振器を、配線層を介して相互に電気的に接続し、かつ、配線層の一部を半導体基板上に電極として取り出しておくことによって、半導体基板をダイシングする前に圧電発振器の検査を実施することが可能となる。この場合は、圧電発振器として切り出した後の検査を簡略化、あるいは省略することが可能となり、検査の工数を削減することが可能となる。
【００７０】
また、半導体基板をダイシングする前であれば、複数の圧電発振器の検査を同時に実施することも可能となり、検査の工数の大幅な削減が可能である。
【００７１】
次に、図６（ｅ）の工程において、半導体基板をダイシングして、個別化された圧電発振器を切り出す。これによって、小型、薄型、安価かつ信頼性の高い圧電発振器を、効率的かつ安価に製造することができる。
（第７実施の形態）
【００７２】
図７（ａ）〜（ｈ）は、本発明の圧電発振器の製造方法の他の例を説明するための、工程毎のデバイスの断面図である。図７において、前掲の図と同じ部分には同じ参照符号を付してある。
【００７３】
図７（ａ）では、前工程が完了した半導体基板（半導体チップ１１、第一の配線層１２、保護膜１３）を用意する。
【００７４】
図７（ｂ）では、半導体基板上に層間絶縁層１７を形成する。続いて、図７（ｃ）では、層間絶縁層１７にスルーホール１８を形成する。
【００７５】
図７（ｄ）では、配線層１９を形成する。図７（ｅ）では、不要な配線層１９を除去する。
【００７６】
図７（ｆ）では、圧電振動子１０の電極１４を配線層１９に接続して、圧電振動子１０を固定する。
【００７７】
続いて、図７（ｇ）では、電極ポスト１５を形成して外部電極とする。そして、この段階で、圧電発振器の各々について、個別に、あるいは、同時に検査を実施する。
【００７８】
次に、図７（ｈ）では、半導体基板をダイシングして、個別化された圧電発振器を切り出す。これによって、小型、薄型かつ安価な圧電発振器を、効率的かつ安価に製造することができる。
（第８の実施の形態）
【００７９】
図８（ａ）〜（ｉ）は、本発明の圧電発振器の製造方法の他の例を説明するための、工程毎のデバイスの断面図である。図８において、前掲の図と同じ部分には同じ参照符号を付してある。
【００８０】
図８（ａ）〜（ｇ）は、図７（ａ）〜（ｇ）に相当する工程である。続いて、図８（ｈ）において、樹脂層１６を形成する。樹脂層１６を形成し、この樹脂層１６によって、圧電振動子１０および電極ポスト１５を固定する。これによって、圧電振動子１０の保護強化による信頼性の向上が図れ、さらに、機械的な強度の向上による品質と信頼性の向上を図ることができる。そして、この段階で、圧電発振器の各々について、個別に、あるいは、同時に検査を実施する。
【００８１】
複数の圧電発振器を、配線層を介して相互に電気的に接続し、かつ、配線層の一部を半導体基板上に電極として取り出しておくことによって、半導体基板をダイシングする前に圧電発振器の検査を実施することが可能となる。この場合は、圧電発振器として切り出した後の検査を簡略化、あるいは省略することが可能となり、検査の工数を削減することが可能となる。また、半導体基板をダイシングする前であれば、複数の圧電発振器の検査を同時に実施することも可能となり、検査の工数の大幅な削減が可能である。
【００８２】
次に、図８（ｉ）において、半導体基板をダイシングして、個別化された圧電発振器を切り出す。これによって、小型、薄型、安価かつ信頼性の高い圧電発振器を、効率的かつ安価に製造することができる。
【００８３】
（第９の実施の形態）
図９（ａ）から（ｈ）は、本発明の圧電発振器の製造方法の他の例を説明するための、工程ごとのデバイスの断面図である。図９において、前掲の図と同じ部材には同じ参照符号を付してある。本実施の形態では、本発明の電極ポストを効率的に量産可能な製造方法について説明する。
【００８４】
図９（ａ）では、金属板２０を用意する。図９（ｂ）では、金属板２０にフィルム基板２１を接着する。図９（ｃ）では、金属板２０にレジスト２２を塗布する。
【００８５】
次に、図９（ｄ）では、フォトリソグラフィによりレジスト２２をパターニングし、金属板２０上のレジスト２２を部分的に残したパターンを形成する。図９（ｅ）では、金属板２０上のレジスト２２をマスクとして金属板２０をエッチングし、複数の電極ポスト１５を形成する。図９（ｆ）では、アッシングにより各電極ポスト１５からレジスト２２を完全除去し、さらに各電極ポスト１５の端部に導電性接着剤２３を塗布する。
【００８６】
次に、図９（ｇ）では、このようにして電極ポスト１５が設けられたフィルム基板２１の上下を反転させた状態で、圧電振動子１０等を有する複数のモジュールが設けられた半導体基板（シリコンウェハ）１１と複数の電極ポスト１５のセットとを接着する。図９（ｈ）では、電極ポスト１５からフィルム基板２１を除去する。
【００８７】
以下の工程は前記第８の実施の形態の図８（ｈ）以降に示す工程と同様であるため、詳しい説明を省略するが、図９(ｈ)のように電極ポスト１５の形成された半導体基板１１をウェハレベルのままで樹脂層１６を形成する（図８（ｈ）参照）。この樹脂層１６によって、圧電振動子１０および電極ポスト１５を固定する。これによって、圧電振動子１０の保護強化による信頼性の向上が図れ、さらに、機械的な強度の向上による品質と信頼性の向上を図ることができる。そして、この段階で、圧電発振器の各々について、個別に、あるいは、同時に検査を実施する。
上記の製造工程を用いることによって、ウェハレベルで、圧電発振子の搭載および電極ポストの形成を実現することができ、複数の電極ポストを備えた圧電発振器を効率的に量産することができる。
【００８８】
以上説明したように、本発明によれば、圧電発振器の実装構造として、チップサイズの実装構造を採用することによって、格段の小型化、薄型化ならびに低価格化を図ることができる。
【００８９】
すなわち、本発明によれば、従来のように、半導体チップをセラミック基板の凹部に収納する必要がないため、位置合わせ余裕等を考慮する必要がなくなり、基本的には半導体チップサイズによって平面的なサイズが決まり、また、その厚みは、セラミック基板が介在しないことから十分に薄くすることができ、かつ、高価なセラミック基板を必要としないために低価格化が可能となる。
【００９０】
本発明によれば、例えば２．０ｍｍ×１．６ｍｍサイズの半導体チップサイズの場合、２．０ｍｍ×１．６ｍｍサイズの圧電発振器実現が可能となる。
【００９１】
また、多層配線構造を採用することによって、その最上層の配線層のパターンやサイズの自由度が向上し、これに伴って、圧電振動子の搭載の自由度および電極ポストの配置の自由度も向上する。このことは、圧電発振器のさらなる小型化、薄型化にも寄与する。
【００９２】
また、樹脂層を形成することによって、圧電振動子の保護が強化され、また、圧電振動子と電極ポストが樹脂によって固定されるために機械的な強度が向上し、したがって、信頼性の高い圧電発振器を実現することができる。
【００９３】
本発明によれば、ウェハレベルで半導体基板上に圧電振動子を実装した後に、ダイシングを行うため、位置決めも一括して行うことができ、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。
また、本発明によれば、共通の半導体基板上に複数の圧電振動子が搭載された状態で、各圧電振動子の電気的な検査を完了させるため、その後のダイシングによって個別化された圧電発振器については、簡略な検査で済ませること、あるいは、その検査自体を省略すること、が可能となる。したがって、検査の工数を削減することができる。
【００９４】
したがって、セラミック基板を使用しない新規な構造をもつ、薄型、小型かつ低価格の圧電発振器を効率的に製造することができるようになり、量産化も可能となる。
【００９５】
また、多層配線構造を採用することによって、圧電振動子の搭載の自由度および電極ポストの配置の自由度が向上し、圧電発振器の製造のさらなる効率化が達成される。
【００９６】
また、樹脂層を形成した後に電気的な検査工程を実施することによって、信頼性の高い圧電発振器を効率的に製造することが可能となる。樹脂層の形成は、樹脂のポッティング等によって簡単に行うことができ、特に製造上の問題は生じない。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、セラミック基板を使用しない新規な構造をもつ、薄型、小型かつ低価格の圧電発振器を実現し、かつ、その圧電発振器の効率的な製造を実現するという効果を奏し、したがって、圧電発振器およびその製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の圧電発振器の一例（チップサイズ実装構造を採用した例）を示す図である。（ａ）は圧電発振器の断面図、（ｂ）は圧電発振器の側面図、（ｃ）は圧電発振器の上面図である。
【図２】本発明の圧電発振器の他の例（樹脂層を形成した例）の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の圧電発振器の他の例（半導体チップ上の導電配線層を多層構造とした例）の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の圧電発振器の他の例（半導体チップ上の導電配線層を多層構造とし、かつ、樹脂層を形成した例）の構成を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の圧電発振器の製造方法の一例を説明するための、工程毎のデバイスの断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の圧電発振器の製造方法の他の例を説明するための、工程毎のデバイスの断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の圧電発振器の製造方法の他の例を説明するための、工程毎のデバイスの断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｉ）は、本発明の圧電発振器の製造方法の他の例を説明するための、工程毎のデバイスの断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の圧電発振器の製造方法の他の例を説明するための、工程毎のデバイスの断面図である。
【図１０】従来の圧電発振器の一例の構成を示すデバイスの断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１  圧電振動子
２  セラミック基板
２ａ  脚部
２ｂ  底部
３  外部電極
４  半導体チップ
５  半導体チップ上に形成された第１の配線層
６  バンプ電極
７  第２の配線層
８  スルーホール
９  半導体チップを固定する樹脂
１０  圧電振動子
１１  電気回路が形成された半導体チップ
１２  配線層
１３  保護膜
１４  電極(バンプ電極)
１５  電極ポスト
１６  樹脂層
１７  層間絶縁層
１８  スルーホール
１９  配線層
２０  金属板
２１  フィルム基板
２２  レジスト
２３  導電性接着剤
【図１】
2008005471.tif 000003
【図２】
2008005471.tif 000004
【図３】
2008005471.tif 000005
【図４】
2008005471.tif 000006
【図５】
2008005471.tif 000007
【図６】
2008005471.tif 000008
【図７】
2008005471.tif 000009
【図８】
2008005471.tif 000010
【図９】
2008005471.tif 000011
【図１０】
2008005471.tif 000012