(57)【要約】【課題】ＳＡＷフィルターを容易に薄型化することができ、かつ特性を損なわずに半導体素子およびチップ型受動部品と同一基板に混載可能とし、半導体装置の薄型化および低価格化を実現することができる高周波半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】基板１の表面上に半導体素子３およびチップ型受動部品４とＳＡＷフィルター素子５が載置され、ＳＡＷフィルター素子５が載置される基板領域にその表面から垂直なキャビティー６が形成され、かつ基板１の表面上全体を液状エポキシ樹脂９を用いて形成した封止樹脂で一体に封止された構造を有し、その封止樹脂は、２０２６ｈＰａ以上の加圧大気雰囲気中で液状エポキシ樹脂９を印刷した後に、常圧に戻った大気雰囲気中で硬化させる印刷工程を経て形成する。【選択図】図１
2008167358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面上に半導体素子、チップ型受動部品およびＳＡＷフィルター素子が載置され、それらを覆うように前記基板の表面上全体が一体に樹脂封止された高周波半導体装置において、
前記ＳＡＷフィルター素子は、その弾性表面波特性素子が形成された表面側が前記基板の表面に対向するように、前記基板の表面上に載置され、
前記基板の表面上の前記ＳＡＷフィルター素子が載置された領域に、前記基板の表面から内部へ形成されたキャビティーと、
前記樹脂封止のために予め加圧状態の大気雰囲気中で前記基板の表面上に印刷された液状樹脂が、前記加圧状態から常圧状態に戻った大気雰囲気中で硬化したときに、前記ＳＡＷフィルター素子と前記基板との間に、前記キャビティーと繋がった状態で形成された樹脂封止されない空間とを有する
ことを特徴とする高周波半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の高周波半導体装置において、
前記基板の表面上は、５Ｐａ・ｓ乃至１００Ｐａ・ｓの粘度を有する前記液状樹脂が印刷された
ことを特徴とする高周波半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の高周波半導体装置において、
前記液状樹脂は、２０２６ｈＰａ以上の大気雰囲気中で印刷された
ことを特徴とする高周波半導体装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の高周波半導体装置において、
前記キャビティーは、
前記基板の表面上の前記ＳＡＷフィルター素子が載置された領域の中央部に形成された金属箔の孔から内部へ垂直にのびる空気孔からなり、
内部の底部および壁面に金属箔が形成された
ことを特徴とする高周波半導体装置。
【請求項５】
請求項４記載の高周波半導体装置において、
前記キャビティーは、前記空気孔における前記金属箔の孔の径よりも内部の径の方が大きくなるように形成された
ことを特徴とする高周波半導体装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の高周波半導体装置において、
前記基板は、ガラスクロスエポキシおよびＢＴレジン等を含む熱硬化型樹脂で形成された
ことを特徴とする高周波半導体装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の高周波半導体装置において、
前記基板は、セラミックで形成された
ことを特徴とする高周波半導体装置。
【請求項８】
基板の表面上に半導体素子、チップ型受動部品およびＳＡＷフィルター素子が載置され、それらを覆うように前記基板の表面上全体が一体に樹脂封止された高周波半導体装置の製造方法であって、
前記基板の表面上の前記ＳＡＷフィルター素子が載置される領域に、前記基板の表面から内部へキャビティーを形成し、
前記基板の表面上に、前記キャビティーを覆う状態で、前記ＳＡＷフィルター素子をその弾性表面波特性素子が形成された表面側が前記基板の表面に対向するように載置し、
加圧状態の大気雰囲気中で前記基板の表面上に液状樹脂を印刷し、
前記大気雰囲気を前記加圧状態から常圧状態に戻した後に前記液状樹脂を硬化させることにより、前記ＳＡＷフィルター素子と前記基板との間に、前記キャビティーと繋がった状態で樹脂封止されない空間を形成する
ことを特徴とする高周波半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の高周波半導体装置の製造方法であって、
前記基板の表面上に印刷する前記液状樹脂は、５Ｐａ・ｓ乃至１００Ｐａ・ｓの粘度を有する液状樹脂を使用する
ことを特徴とする高周波半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８または請求項９記載の高周波半導体装置の製造方法であって、
前記基板の表面上に前記液状樹脂を印刷する際の大気雰囲気は、２０２６ｈＰａ以上で加圧状態にする
ことを特徴とする高周波半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０のいずれかに記載の高周波半導体装置の製造方法であって、
前記キャビティーは、
前記基板の表面上の前記ＳＡＷフィルター素子が載置される領域の中央部に形成した金属箔の孔から内部へ垂直に空気孔をのばして形成し、
その内部の底部および壁面に金属箔を形成する
ことを特徴とする高周波半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の高周波半導体装置の製造方法であって、
前記キャビティーは、前記空気孔における前記金属箔の孔の径よりも内部の径の方が大きくなるように形成する
ことを特徴とする高周波半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２のいずれかに記載の高周波半導体装置の製造方法であって、
前記基板は、ガラスクロスエポキシおよびＢＴレジン等を含む熱硬化型樹脂で形成する
ことを特徴とする高周波半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項８から請求項１２のいずれかに記載の高周波半導体装置の製造方法であって、
前記基板は、セラミックで形成する
ことを特徴とする高周波半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板表面に半導体素子、チップ型受動部品およびＳＡＷフィルターが載置されそれら全体が樹脂封止された高周波半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今の携帯電話等の無線通信技術の著しい進歩に伴い、無線通信用の高周波半導体装置へのより高機能化、小型薄型化の市場の要求が強まっている。また、携帯電話の高機能化に伴い高周波半導体装置のＲＦ部は占有体積の小型化が要求され、受信系、送信系を中心に、従来は増幅や周波数変調の個別機能の装置を単体で使用していたものから、それらを複合させた機能を持ち、パッケージサイズをより小型化、薄型化した高機能型モジュールが求められている。
【０００３】
その例として、Ｔｘモジュールのような受信系のアンテナスイッチおよび送信系のパワーアンプなどのフロントエンド部を一体としたものがあるが、高周波半導体素子単体だけで構成するのは難しく、チップ型受動部品やフィルター部品などの多くの受動型部品を用いる複雑な構成となる。
【０００４】
以上のような従来の高周波半導体装置を以下に説明する。なおここでは、高周波半導体装置として、ＳＡＷフィルター部品が基板表面に実装され樹脂封止された場合を例に挙げて説明する。
【０００５】
図１３は従来の高周波半導体装置の構成を示す断面図である。図１３に示す従来の高周波半導体装置において、特にＳＡＷフィルターは、ＳＡＷフィルター素子５として圧電体の弾性表面波特性を用いて通過帯域を選ぶように構成されるが、樹脂封止工法では、もしＳＡＷフィルター素子５の表面側が封止樹脂で押えられて空間が少なくなると、ＳＡＷフィルターとして動作不良となり適正なフィルター特性が得られず、フィルター素子５として機能しなくなるため、ＳＡＷフィルターとして、従来はＳＡＷフィルター素子５が金属ケースＫＣ１により形成された空間１０で中空封止されたパッケージが用いられていた。
【特許文献１】特開２００５−１１００１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら図１３に示すような従来の高周波半導体装置では、ＳＡＷフィルターを構成するＳＡＷフィルター素子５が、そのＳＡＷフィルター特性を正常に機能させるために金属ケースＫＣ１で封止されているため、ＳＡＷフィルターとしての高さが２乃至３ｍｍとなってしまい、ＳＡＷフィルター自身の薄型化が困難であった。
【０００７】
それに対し、半導体装置の薄型化のために基板１に高周波用の半導体素子３をベアチップで実装しているにもかかわらず、その半導体素子３を、金属ケースＫＣ１で封止された厚いＳＡＷフィルターと一緒に樹脂封止するため、封止樹脂が厚くなり、半導体装置としての薄型化を妨げる大きな原因となっていた。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、ＳＡＷフィルターを容易に薄型化することができ、かつ特性を損なわずに半導体素子およびチップ型受動部品と同一基板に混載可能とし、半導体装置の薄型化および低価格化を実現することができる高周波半導体装置およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１記載の高周波半導体装置は、基板の表面上に半導体素子、チップ型受動部品およびＳＡＷフィルター素子が載置され、それらを覆うように前記基板の表面上全体が一体に樹脂封止された高周波半導体装置において、前記ＳＡＷフィルター素子は、その弾性表面波特性素子が形成された表面側が前記基板の表面に対向するように、前記基板の表面上に載置され、前記基板の表面上の前記ＳＡＷフィルター素子が載置された領域に、前記基板の表面から内部へ形成されたキャビティーと、前記樹脂封止のために予め加圧状態の大気雰囲気中で前記基板の表面上に印刷された液状樹脂が、前記加圧状態から常圧状態に戻った大気雰囲気中で硬化したときに、前記ＳＡＷフィルター素子と前記基板との間に、前記キャビティーと繋がった状態で形成された樹脂封止されない空間とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２記載の高周波半導体装置は、請求項１記載の高周波半導体装置において、前記基板の表面上は、５Ｐａ・ｓ乃至１００Ｐａ・ｓの粘度を有する前記液状樹脂が印刷されたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３記載の高周波半導体装置は、請求項１または請求項２記載の高周波半導体装置において、前記液状樹脂は、２０２６ｈＰａ以上の大気雰囲気中で印刷されたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項４記載の高周波半導体装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の高周波半導体装置において、前記キャビティーは、前記基板の表面上の前記ＳＡＷフィルター素子が載置された領域の中央部に形成された金属箔の孔から内部へ垂直にのびる空気孔からなり、内部の底部および壁面に金属箔が形成されたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項５記載の高周波半導体装置は、請求項４記載の高周波半導体装置において、前記キャビティーは、前記空気孔における前記金属箔の孔の径よりも内部の径の方が大きくなるように形成されたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項６記載の高周波半導体装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の高周波半導体装置において、前記基板は、ガラスクロスエポキシおよびＢＴレジン等を含む熱硬化型樹脂で形成されたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項７記載の高周波半導体装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の高周波半導体装置において、前記基板は、セラミックで形成されたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項８記載の高周波半導体装置の製造方法は、基板の表面上に半導体素子、チップ型受動部品およびＳＡＷフィルター素子が載置され、それらを覆うように前記基板の表面上全体が一体に樹脂封止された高周波半導体装置の製造方法であって、前記基板の表面上の前記ＳＡＷフィルター素子が載置される領域に、前記基板の表面から内部へキャビティーを形成し、前記基板の表面上に、前記キャビティーを覆う状態で、前記ＳＡＷフィルター素子をその弾性表面波特性素子が形成された表面側が前記基板の表面に対向するように載置し、加圧状態の大気雰囲気中で前記基板の表面上に液状樹脂を印刷し、前記大気雰囲気を前記加圧状態から常圧状態に戻した後に前記液状樹脂を硬化させることにより、前記ＳＡＷフィルター素子と前記基板との間に、前記キャビティーと繋がった状態で樹脂封止されない空間を形成することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項９記載の高周波半導体装置の製造方法は、請求項８記載の高周波半導体装置の製造方法であって、前記基板の表面上に印刷する前記液状樹脂は、５Ｐａ・ｓ乃至１００Ｐａ・ｓの粘度を有する液状樹脂を使用することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項１０記載の高周波半導体装置の製造方法は、請求項８または請求項９記載の高周波半導体装置の製造方法であって、前記基板の表面上に前記液状樹脂を印刷する際の大気雰囲気は、２０２６ｈＰａ以上で加圧状態にすることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項１１記載の高周波半導体装置の製造方法は、請求項８から請求項１０のいずれかに記載の高周波半導体装置の製造方法であって、前記キャビティーは、前記基板の表面上の前記ＳＡＷフィルター素子が載置される領域の中央部に形成した金属箔の孔から内部へ垂直に空気孔をのばして形成し、その内部の底部および壁面に金属箔を形成することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項１２記載の高周波半導体装置の製造方法は、請求項１１記載の高周波半導体装置の製造方法であって、前記キャビティーは、前記空気孔における前記金属箔の孔の径よりも内部の径の方が大きくなるように形成することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項１３記載の高周波半導体装置の製造方法は、請求項８から請求項１２のいずれかに記載の高周波半導体装置の製造方法であって、前記基板は、ガラスクロスエポキシおよびＢＴレジン等を含む熱硬化型樹脂で形成することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項１４記載の高周波半導体装置の製造方法は、請求項８から請求項１２のいずれかに記載の高周波半導体装置の製造方法であって、前記基板は、セラミックで形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明によれば、基板上への樹脂封止の際に、ＳＡＷフィルター素子と基板間に浸入した封止用樹脂を、基板表面に形成したキャビティー内の空気圧力で押し出すことができ、ＳＡＷフィルター素子の表面側にＳＡＷフィルター素子として機能させるために適正な空間を確保することができる。
【００２４】
そのため、ＳＡＷフィルターを容易に薄型化することができ、かつ特性を損なわずに半導体素子およびチップ型受動部品と同一基板に混載可能とし、半導体装置の薄型化および低価格化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を示す高周波半導体装置およびその製造方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の高周波半導体装置およびその製造方法を説明する。
【００２６】
図１は本実施の形態１の高周波半導体装置の構成を示す断面図であり、８００ＭＨｚ乃至２ＧＨｚのＷ−ＣＤＭＡ用の高周波半導体装置の断面図である。基板１は、多層構造の樹脂基板で、表層の金属箔からなる回路パターン２上に半導体素子３、チップ型受動部品４およびＳＡＷフィルター素子５が実装されている。基板１は基材５層銅箔６層の多層構造を有し、表層の銅箔は回路パターン２として、裏層の銅箔は外部接続用の電極として使われる。また各層の銅箔は内部ビアで相互に接続されている。
【００２７】
図１の基板１は、大きさ８ｍｍ×８ｍｍの製品個片が縦３個×横６個面付けされた縦３２ｍｍ×横５６ｍｍ×総厚み０．６５ｍｍの集合基板で、各個片には半導体素子３が１個と１００５サイズ（長さ１．０ｍｍ×幅０．５ｍｍ×高さ０．５ｍｍ）のチップ型コンデンサ４が５個とＳＡＷフィルター素子５が１個とが実装されている。
【００２８】
基板１には、ＳＡＷフィルター素子５が実装される位置に合わせて、個々に円筒形の垂直なキャビティー６（空孔）が形成されている。キャビティー６は、ＳＡＷフィルター素子５の中心位置に合わせて設けられており、基板１表層の回路パターンにより３００μｍΦの円形で金属箔蓋部１４が形成され、その中心に２００μｍΦの開口部である金属蓋中心孔１５が形成されたものである。金属蓋中心孔１５は表層の金属箔蓋部１４から垂直に３層目の銅箔まで到達しており、深さは約４００μｍである。
【００２９】
半導体素子３は、基板１上にベアチップで接着され金属線７で基板１表層の回路パターン２と結線されている。一方、ＳＡＷフィルター素子５は、表面側の電極にはんだバンプ８が形成されており、チップ型コンデンサ４のはんだ付け実装と一緒に、基板１にはんだ付け実装される。
【００３０】
ＳＡＷフィルター素子５のはんだ付け後は、ＳＡＷフィルター素子５の表面と基板１間に、はんだバンプ８の高さと回路パターンの厚みを合わせて５０〜７０μｍの間隙が発生している。これらの半導体素子３、チップ型受動部品４およびＳＡＷフィルター素子５を基板１に実装した後に、後述する封止樹脂として用いる液状エポキシ樹脂９による加圧大気雰囲気中での印刷工法により樹脂封止される。
【００３１】
図２は本実施の形態１の高周波半導体装置の製造方法における樹脂封止工程の概略説明図である。図３は本実施の形態１の高周波半導体装置の製造方法における樹脂封止時のキャビティー部分の樹脂状態変化の説明図である。
【００３２】
本実施の形態の高周波半導体装置の製造方法における樹脂封止工程では、図２（ａ）に示すように加圧容器（チャンバー）中の樹脂印刷装置に基板１を設置し、図２（ｂ）に示すように加圧大気雰囲気中で封止樹脂９を往路方向に印刷し、図２（ｃ）に示すように加圧大気雰囲気中で封止樹脂９を復路方向に印刷し、図２（ｄ）に示すように加圧大気雰囲気中での封止樹脂９の印刷を終了し、図２（ｅ）に示すように加圧容器（チャンバー）内の気圧を常圧に戻す。以上のようにして、高周波半導体装置の製造の際に樹脂封止を実行する。
【００３３】
上記のように、図２（ａ）〜図２（ｅ）の樹脂封止工程に従って、高周波半導体装置の製造の際に樹脂封止を実行するが、振動子を持つＳＡＷフィルター素子５の表面側に樹脂で封止されない空間１０を残すため、図３（ａ）に示すように樹脂印刷を加圧大気雰囲気で行い、基板１内部に形成されたキャビティー（空孔）６に加圧圧縮された空気１１を残存させ、図３（ｂ）に示すように樹脂印刷後常圧に戻す際に前記キャビティー６内の空気１１が膨張して、ＳＡＷフィルター素子５と基板１間の隙間に浸入した封止樹脂９を押し出し、図３（ｃ）に示すように樹脂で封止されない空間１０が形成される。
【００３４】
樹脂で封止されない空間１０は、液状エポキシ樹脂等の液状樹脂９の粘度および基板１内に設けられたキャビティー６の容積および樹脂印刷時の加圧大気圧１２を選択することで自由に設計、調整することが可能である。なお、樹脂印刷前に基板１内のキャビティー６内に圧縮された空気１１と樹脂印刷時の加圧大気圧１２は同じである。
【００３５】
基板１にはんだバンプ８で接続されたＳＡＷフィルター素子５を封止するため、従来のように金属ケースで封止された同部品を使うのと比べて、厚みを大幅に薄くすることができ、さらに１種類の封止樹脂で且つ１回の樹脂成形でＳＡＷフィルター素子表面と基板間に樹脂で埋められていない領域を形成することができるため、工法の簡略化と製造価格を安くすることができる。
【００３６】
ここで前記加圧大気雰囲気中での樹脂印刷は、印刷装置を加圧大気中で駆動できる機構とし、且つ任意の加圧機能を持つチャンバー（槽）内に設置したものを使って行った。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の高周波半導体装置およびその製造方法を説明する。
【００３７】
図４は本実施の形態２の高周波半導体装置の製造方法における樹脂印刷時の封止樹脂粘度とＳＡＷフィルター素子５と基板１間の樹脂埋まり具合の説明図であり、低粘度、中粘度および高粘度の封止樹脂９を使って封止した場合のＳＡＷフィルター素子５と基板１間の樹脂埋まり具合を示したものである。ここでは、樹脂硬化後にＳＡＷフィルター素子５の近辺領域を断面切断し、ＳＡＷフィルター素子５の表面側において封止樹脂９で埋められていない領域１０をＳＡＷフィルター素子５の長さに対する百分率で示している。
【００３８】
まず、ＳＡＷフィルター素子５の形状条件であるが、ＳＡＷフィルター素子５の大きさが１．２ｍｍ×１．０ｍｍで、そのうち圧電体として有効な領域は素子中央の０．８ｍｍ×０．８ｍｍである。また、ＳＡＷフィルター素子５周辺に沿って１００μｍΦのはんだバンプ８が形成されており、ＳＡＷフィルター素子５の基板実装後の取り付け高さ、つまりＳＡＷフィルター素子５の表面と基板１間の距離は、はんだバンプ８の高さと回路パターンの厚みを合わせて５０〜７０μｍとなる。
【００３９】
一方、基板１にはＳＡＷフィルター素子５の中心位置に合わせて円筒形のキャビティー６が設けられている。このキャビティー６として、基板表層の回路パターンで形成された３００μｍΦの円形である金属箔蓋部１４の中心に、２００μｍΦの開口部である金属蓋中心孔１５が形成されている。この金属蓋中心孔１５は、表層回路パターンから垂直に３層目の銅箔まで到達しており、深さは約４００μｍである。
【００４０】
硬化前の樹脂粘度が５Ｐａ・ｓ（低粘度）、４０Ｐａ・ｓ（中粘度）、７０Ｐａ・ｓ（中高粘度）１００Ｐａ・ｓ（高粘度）の封止樹脂９を使い、３０３９ｈＰａの大気雰囲気中で樹脂印刷し、その後常圧に戻す印刷工程を経て成形した。ＳＡＷフィルター素子５の表面側の樹脂で埋められていない領域１０は、樹脂樹脂粘度の低い方が大きくなる傾向が見られる。
【００４１】
しかしながら、粘度が低すぎるとＳＡＷフィルター素子５よりも樹脂で埋められていない領域１０が大きくなってしまうため、前記領域１０をＳＡＷフィルター素子５サイズ以下に抑止できる４０Ｐａ・ｓ以上の粘度が必要であることが判明した。
【００４２】
一方、粘度が高すぎる場合には、ＳＡＷフィルター素子５と基板１間に浸入した封止樹脂９を、常圧に戻した際に発生するキャビティー９内の空気圧力では押し出すことができず、ＳＡＷフィルター素子５がフィルターとして適正に機能するために必要十分な空間を確保することができない。
【００４３】
以上の結果、図４に示すように前記樹脂粘度の条件として４０Ｐａ・ｓ乃至７０Ｐａ・ｓの樹脂粘度が最適であり、この条件で封止樹脂９による印刷工程を経て樹脂硬化させた場合のＳＡＷフィルター素子５と基板１間の樹脂埋まり具合を図５の断面図で示す。
【００４４】
このように４０Ｐａ・ｓ乃至７０Ｐａ・ｓの樹脂粘度で封止樹脂による印刷工程を経て樹脂硬化させた場合、図５に示すように、ＳＡＷフィルター素子５がフィルターとして適正に機能するために必要十分な空間を確保することができ、樹脂成形後もフィルター素子特性を維持することができた。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の高周波半導体装置およびその製造方法を説明する。
【００４５】
図６は本実施の形態３の高周波半導体装置の製造方法における印刷時の加圧大気圧とＳＡＷフィルター素子５と基板１間の樹脂埋まり具合の説明図であり、前記ＳＡＷフィルター素子５が実装された基板１を樹脂封止する際、樹脂印刷を常圧乃至高加圧雰囲気中で行った場合のＳＡＷフィルター素子５と基板１間の樹脂埋まり具合を示したものである。ここでは、樹脂硬化後にＳＡＷフィルター素子５の近辺領域を断面切断し、ＳＡＷフィルター素子５の表面側において樹脂で埋められていない領域１０をＳＡＷフィルター素子５の長さに対する百分率で示している。
【００４６】
前記図５の基板１を用いて、硬化前粘度が７０Ｐａ・ｓの封止樹脂９で、加圧大気圧として常圧（加圧なしの通常の大気圧）、２０２６ｈＰａ（中程度の加圧）、３０３９ｈＰａ（高圧）、４０５２ｈＰａ（超高圧）で印刷し、その後常圧に戻す工程を経て成形した。ＳＡＷフィルター素子５の表面側で樹脂で埋められていない領域１０は、印刷時の加圧大気圧１２が高い方が大きくなる傾向が見られる。
【００４７】
しかしながら、印刷時の加圧大気圧１２が高すぎるとキャビティー６内に蓄えられる空気量が多くなり、常圧に戻した際にＳＡＷフィルター素子５サイズよりも樹脂で埋められていない領域１０が大きくなってしまうため、加圧大気圧１２として、前記領域１０をＳＡＷフィルター素子５のサイズ以下に抑止できる３０３９ｈＰａ以下の条件で印刷する必要があることが判明した。
【００４８】
一方、常圧で印刷した場合には、ＳＡＷフィルター素子５と基板１間に浸入した封止樹脂９を、キャビティー６内の空気圧力で押し出すことができず、ＳＡＷフィルター素子５がフィルターとして適正に機能するために必要十分な空間を確保することができない。
【００４９】
以上の結果、図６に示すように前記加圧大気圧の条件として２０２６ｈＰａ乃至３０３９ｈＰａの大気圧が最適であり、このように２０２６ｈＰａ乃至３０３９ｈＰａの大気圧で封止樹脂による印刷工程を経て樹脂硬化させた場合、ＳＡＷフィルター素子５がフィルターとして適正に機能するために必要十分な空間を確保することができ、樹脂成形後もフィルター素子特性を維持することができた。
【００５０】
なお、前記条件は図５記載の基板１と所定の樹脂で行ったものであり、使用する封止樹脂の種類、実装されたＳＡＷフィルター素子５サイズおよび基板１中に形成されるキャビティー６の容積に応じて、最適圧力を適宜選ぶことができる。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の高周波半導体装置およびその製造方法を説明する。
【００５１】
図７は本実施の形態４の高周波半導体装置の構成を示す断面図であり、前記図１の高周波半導体装置の応用例で、図７（ａ）に示すように基板１に形成されたキャビティー６がＳＡＷフィルター素子５の中央部下面に位置し、基板１表面の金属箔蓋部１４に形成された金属蓋中心孔１５から基板１内部に垂直な孔が形成され、孔底部および壁面に金属箔１３が形成されたものである。
【００５２】
基板１表層の回路パターンにより３００μｍΦの円形である金属箔蓋部１４が形成され、その中心に２００μｍΦの金属蓋中心孔１５が形成されている。金属蓋中心孔１５は表層回路パターンから垂直に３層目の銅箔まで到達しており、深さは約４００μｍである。金属蓋中心孔１５はＹＡＧレーザーで形成され、孔壁面および孔底面には銅めっきで金属箔１３が形成され、表層の３００μｍΦの金属箔蓋部１４および３層目の内層銅箔と一体になった構造を有する。
【００５３】
図７（ｂ）に高周波半導体装置の製造方法における樹脂封止後のキャビティー６部分の樹脂状態を示す。この樹脂封止工程の実行により、ＳＡＷフィルター素子５と基板１との間に樹脂で埋まらない空間１０が形成される。
【００５４】
図８は本実施の形態４の高周波半導体装置におけるキャビティーの構成を示す断面図である。
本実施の形態の高周波半導体装置では、キャビティー６全体が金属箔１３で一体になった構造を有するため、キャビティー容積の均一化とそこに蓄えられる圧縮空気量の均一化、さらにはキャビティー６から基板１の内部への空気の漏洩を防ぐ効果が得られる。
【００５５】
また、基板１表面のキャビティー６周囲を円形状の回路パターンである金属箔蓋部１４で囲むことにより、ＳＡＷフィルター素子５と基板１の間隙に障壁を作ることができ、液状樹脂９が金属箔蓋部１４を越えてキャビティー６へ浸入することを抑止する効果も得られる。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５の高周波半導体装置およびその製造方法を説明する。
【００５６】
図９は本実施の形態５の高周波半導体装置の構成（内部ビア１６）を示す断面図であり、前記キャビティー６が形成された基板１に、ガラスクロスエポキシおよびＢＴレジン等の熱硬化型樹脂基板が用いられたものである。なお、本実施の形態５の高周波半導体装置における基板外形の大きさ、製品となる個片の大きさおよび基板内の個片面付けは、前記図１の基板の例と同じである。
【００５７】
前記樹脂基板１は、回路パターン２に銅箔が使われるため伝播損失が少なく、回路パターン２がエッチングにより形成されるため、幅、厚み精度に優れ、また多層化が容易で各層間の電気接続は、内部ビア１６を形成することで容易に行うことができる。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６の高周波半導体装置およびその製造方法を説明する。
【００５８】
図１０は本実施の形態６の高周波半導体装置の構成を示す断面図であり、前記図７の高周波半導体装置の応用例で、図１０（ａ）に示すように、基板１に形成されたキャビティー６がＳＡＷフィルター素子５の中央部下面に位置し、基板１表面に金属箔で形成された孔から基板内部に垂直な孔が形成される際に、前記金属箔蓋部１４に形成された金属蓋中心孔１５の径よりその下側に位置する基板内部のキャビティー６の内径が大きいものである。
【００５９】
樹脂基板１の材質はＢＴレジンであり、樹脂基板１を製造する際、キャビティー６をＹＡＧレーザーで形成し、銅めっきで孔壁面および孔底面に金属箔１３を形成して、表層の銅箔からなる金属箔蓋部１４および３層目の内層銅箔１３と一体になった構造を形成する。キャビティー６の内径は２００μｍΦ、深さは約４００μｍである。
【００６０】
その後、再度、基板１表層に銅めっき形成とエッチングによる回路パターン形成を施し、キャビティー６の表面に中央に孔の開いた円板状銅箔１４を形成する。表層の円板状の銅箔からなる金属箔蓋部１４は３００μｍΦで、その中心に７０μｍΦの金属蓋中心孔１５を有している。
【００６１】
図１０（ｂ）に高周波半導体装置の製造方法における樹脂封止後のキャビティー６部分の樹脂状態を示す。この樹脂封止工程の実行により、ＳＡＷフィルター素子５と基板１との間に樹脂で埋まらない空間１０が形成される。
【００６２】
図１１は本実施の形態６の高周波半導体装置におけるキャビティーの構成を示す断面図である。
本実施の形態の高周波半導体装置では、キャビティー６全体が金属箔１３で一体になった構造を有するため、前記図７の実施例と同じくキャビティー容積の均一化とそこに蓄えられる圧縮空気量の均一化、さらにはキャビティー６から基板１内部への空気の漏洩を防ぐ同様の効果が得られる。
【００６３】
さらに、金属箔蓋部１４となる銅箔の金属蓋中心孔１５の径をキャビティー６の径より小さくすることができるので、封止樹脂となる液状樹脂９がキャビティー６に浸入するのを抑止しつつ、圧縮空気１１を蓄えるキャビティー容積を増やすことが可能となる。
【００６４】
以上により、ＳＡＷフィルター素子５と基板１間の樹脂で埋められていない領域１０を作る条件が広がり、使用可能な樹脂粘度および印刷時の加圧大気雰囲気の範囲を広げる効果が得られる。
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７の高周波半導体装置およびその製造方法を説明する。
【００６５】
図１２は本実施の形態７の高周波半導体装置の構成を示す断面図であり、前記図７の高周波半導体装置の応用例で、前記キャビティー６が形成された基板１としてセラミック基板が用いられたものである。
【００６６】
本実施の形態の高周波半導体装置では、セラミック基板１はグリーンシートと呼ばれる樹脂とセラミックの複合材を薄膜化し、積層、焼成工程を経て製造されるため、予めグリーンシートに切り欠きを設けてキャビティー６構造を形成することが容易である。
【００６７】
図１２のセラミック基板１は、キャビティー６がＳＡＷフィルター素子５の中央部下面に位置し、基板１の表面から内層に向かって垂直な孔が形成されたものである。キャビティー径は２００μｍΦで深さは約４００μｍである。セラミック基板１は樹脂基板と異なり加圧時の基板１内への漏洩の恐れがないため、キャビティー内部、すなわち孔壁面および孔底面に金属箔を形成する必要はない。
【００６８】
また、前記図１１のように、キャビティー６の表面にキャビティー径よりも小さい金属蓋中心孔１５を持つ金属箔蓋部１４を形成することも容易である。金属箔蓋部１４となる金属箔の金属蓋中心孔１５の径をキャビティー６の径より小さくすることができるので、封止樹脂となる液状樹脂９がキャビティー６に浸入するのを抑止しつつ、圧縮空気を蓄えるキャビティー容積を増やすことが可能となる。
【００６９】
以上の各実施の形態によれば、ＳＡＷフィルター素子と基板間の樹脂で埋められていない領域を作る条件が広がり、使用可能な樹脂粘度および印刷時の加圧大気雰囲気の範囲を広げる効果が得られる。
【００７０】
以上、具体例を参照しながら本発明の実施の形態についての説明を行ったが、本発明は上記各実施の形態の具体例に限定されるものではなく、はんだバンプで実装された素子表面と基板間に樹脂で埋められていない領域を形成する全ての高周波半導体装置またはその製造方法についても本発明の範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の高周波半導体装置およびその製造方法は、ＳＡＷフィルターを容易に薄型化することができ、かつ特性を損なわずに半導体素子およびチップ型受動部品と同一基板に混載可能とし、半導体装置の薄型化および低価格化を実現することができるもので、特にＳＡＷフィルターを内蔵した高周波半導体装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態１の高周波半導体装置の構成を示す断面図
【図２】同実施の形態１の高周波半導体装置の製造方法における樹脂封止工程の説明図
【図３】同実施の形態１の高周波半導体装置の製造方法における樹脂封止時のキャビティー部分の樹脂状態変化の説明図
【図４】本発明の実施の形態２の高周波半導体装置の製造方法における印刷時の封止樹脂粘度とＳＡＷフィルター素子と基板間の樹脂埋まり具合の説明図
【図５】同実施の形態２の高周波半導体装置の製造方法におけるＳＡＷフィルター素子と基板の関係を示す断面図
【図６】本発明の実施の形態３の高周波半導体装置の製造方法における印刷時の加圧大気圧とＳＡＷフィルター素子と基板間の樹脂埋まり具合の説明図
【図７】本発明の実施の形態４の高周波半導体装置の構成を示す断面図
【図８】同実施の形態４の高周波半導体装置におけるキャビティーの構成を示す断面図
【図９】本発明の実施の形態５の高周波半導体装置の構成（内部ビア）を示す断面図
【図１０】本発明の実施の形態６の高周波半導体装置の構成を示す断面図
【図１１】同実施の形態６の高周波半導体装置におけるキャビティーの構成を示す断面図
【図１２】本発明の実施の形態７の高周波半導体装置の構成を示す断面図
【図１３】従来の高周波半導体装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
【００７３】
１    基板
２    回路パターン
３    半導体素子
４    チップ型受動部品（チップ型コンデンサ）
５    ＳＡＷフィルター素子
６    （基板内の）キャビティー
７    金属線
８    はんだバンプ
９    液状エポキシ樹脂（封止樹脂）
１０    （樹脂で埋まらない）空間（領域）
１１    加圧圧縮空気
１２    （印刷時の）加圧大気圧
１３    （キャビティー内部に形成された）金属箔
１４    （キャビティー表面の）金属箔蓋部
１５    （キャビティー表面の）金属蓋中心孔（開口部）
１６    内部ビア
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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