(57)【要約】【課題】ＳＡＷチップ下面と配線基板上面との間の空間を気密化しながらＳＡＷチップ外面を樹脂封止するために、チクソ比が４．５以上の流動性の高い樹脂をスクリーン印刷、或いはディスペンサによる塗布によって被覆形成する場合に、流動性の高い液状樹脂が気密空間内に入り込んでＳＡＷ伝搬を妨げる原因となることを防止する。【解決手段】配線基板２と、ＳＡＷチップ１５と、ＳＡＷチップ下面と配線基板上面との間に気密空間Ｓを形成するように配線基板とＳＡＷチップ裾部との間に環状に充填される第１の封止樹脂２１と、第１の封止樹脂との間に配線基板露出面２ａを介在させて配線基板上面に配置される環状ダム２１と、配線基板露出面を含む第１の封止樹脂と環状ダムとの間の凹所内及びＳＡＷチップ外面全体に被覆される第２の封止樹脂２２と、を備え、第１の封止樹脂のチクソ比は４．５以上であり、第２の封止樹脂のチクソ比は４．５未満である。【選択図】　　　図１
2004134592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板、該絶縁基板の底部に設けた表面実装用の外部電極、及び該絶縁基板の上面に設けた配線パターンとから成る配線基板と、
圧電基板、該圧電基板の下面に形成され且つ前記配線パターン上に導体バンプを介してフリップチップ実装される接続パッド及びＩＤＴ電極を備えたＳＡＷチップと、
前記ＳＡＷチップ下面と前記配線基板上面との間に気密空間を形成するように配線基板とＳＡＷチップ裾部との間に環状に充填される第１の封止樹脂と、
前記第１の封止樹脂との間に配線基板露出面を介在させて配線基板上面に配置される環状ダムと、
前記配線基板露出面を含む第１の封止樹脂と環状ダムとの間の凹所内及びＳＡＷチップ外面全体に被覆される第２の封止樹脂と、を備え、
前記第１の封止樹脂のチクソ比は４．５以上であり、前記第２の封止樹脂のチクソ比は４．５未満であることを特徴とする表面実装型ＳＡＷデバイス。
【請求項２】
前記環状ダムの突出高さは、ＳＡＷチップ上面の高さを超えており、該ＳＡＷチップ上面を被覆する前記第２の封止樹脂の上面は平坦化されていることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型ＳＡＷデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波チップを配線基板上にバンプを用いて搭載してから弾性表面波チップを樹脂にて封止した構造の弾性表面波デバイスにおいて、弾性表面波チップの被覆に適した流動性の高い樹脂を用いて封止する場合に発生する不具合を解決した表面実装型弾性表面波デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）は、水晶等の圧電基板上に櫛歯状の電極指から成るＩＤＴ電極（インターディジタルトランスジューサ）を配置した構成を備え、例えばＩＤＴ電極に高周波電界を印加することによって弾性表面波を励起し、弾性表面波を圧電作用によって高周波電界に変換することによってフィルタ特性を得るものである。
ＷＯ９７／０２５９６には、図３に示した如き構造の表面実装型のＳＡＷデバイスが開示されている。このＳＡＷデバイス１０１は、絶縁基板１０３、該絶縁基板１０３の底部に設けた表面実装用の外部電極１０４、及び該絶縁基板の上面に設けた配線パターン１０５とから成る配線基板１０２と、配線パターン１０５上に導体バンプ１１０を介して電気的機械的に接続される接続パッド１１６、及びＩＤＴ電極１１７を下面に備えた圧電基板１１８から成るＳＡＷチップ１１５と、配線パターン１０５の上面を含む配線基板１０１とＳＡＷチップ１１５の側面及び上面に対して被覆一体化される樹脂１２０と、を備えている。樹脂１２０は、ＳＡＷチップ１１５の下面と配線基板１０２の上面との間に樹脂が充填されていないＳＡＷ伝搬用の気密空間Ｓが確保されるようにスクリーン印刷等により被覆形成される。
【０００３】
ところで、ＳＡＷデバイス１０１が縦横寸法が数ｍｍの微小寸法である場合には、複数の配線基板１０２をシート状に連結した大面積の配線基板母材を用いたバッチ処理により量産され、配線基板母材上の各個片領域に対して、ＳＡＷチップ１１５のフリップチップ実装を行ってから、所定のマスクを用いたスクリーン印刷、或いはディスペンサによる塗布により樹脂１２０の被覆が行われる。この際、樹脂１２０は、各ＳＡＷチップ１１５間の谷間に充填されてＳＡＷチップ１１５の裾部と配線基板上面との間の空間を気密封止する一方で、ＳＡＷチップ外面に対して密着して被覆される必要があるため、流動性の高い液状で印刷される必要がある。具体的には、封止用の樹脂１２０は、液状でスクリーン印刷、或いはディスペンサによる充填によって、ＳＡＷチップの裾部と配線基板との間の空隙に塗布、充填されると共に、気密空所Ｓを除いたＳＡＷチップ外面全体を被覆する必要がある。この際、マスクを用いた印刷に際してスキージにより塗布する場合の液状樹脂の展開し易さ、ディスペンサによる押し出し時の作業性、被覆対象物との密着性等を夫々考慮した場合には、流動性が低い樹脂１２０が好ましい。具体的には低回転時の液状樹脂の抵抗圧力と高回転時の液状樹脂の抵抗圧力との比率を示すチクソ比が４．５以下である樹脂１２０を用いた印刷、ディスペンサによる充填が好ましい。
しかし、チクソ比が４．５以下である液状樹脂１２０は、ＳＡＷチップ下面と配線基板上面との間の隙間から気密空間に入り易く、ＩＤＴ電極１１７に付着すると、正常なＳＡＷ伝搬を妨げる要因となる。
特に、１００μｍの直径を有したバンプ１１０が、接続完了時には２０μｍ〜３０μｍにまで潰れることにより、ＳＡＷチップ下面と配線基板上面との間の間隙が２０μｍ〜３０μｍ程度の微小寸法になるが、この場合、毛細管現象によってチクソ比４．５以下の液状樹脂は極めて容易に間隙内に浸透し上記の不具合をもたらす原因となる。
【特許文献１】ＷＯ９７／０２５９６
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、表面実装用の配線基板上の配線パターン上にバンプを介してＳＡＷチップをフェイスダウン状態で搭載した構造のＳＡＷデバイスにおいて、ＳＡＷチップ下面と配線基板上面との間の空間を気密化しながらＳＡＷチップ外面を樹脂封止するために、チクソ比が４．５以上の流動性の高い樹脂をスクリーン印刷、或いはディスペンサによる塗布によって被覆形成する場合に、流動性の高い液状樹脂が気密空間内に入り込んでＳＡＷ伝搬を妨げる原因となることを防止した表面実装型ＳＡＷデバイスを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の如き手段を備える。
請求項１の発明に係る表面実装型ＳＡＷデバイスは、絶縁基板、該絶縁基板の底部に設けた表面実装用の外部電極、及び該絶縁基板の上面に設けた配線パターンとから成る配線基板と、圧電基板、該圧電基板の下面に形成され且つ前記配線パターン上に導体バンプを介してフリップチップ実装される接続パッド及びＩＤＴ電極を備えたＳＡＷチップと、前記ＳＡＷチップ下面と前記配線基板上面との間に気密空間を形成するように配線基板とＳＡＷチップ裾部との間に環状に充填される第１の封止樹脂と、前記第１の封止樹脂との間に配線基板露出面を介在させて配線基板上面に配置される環状ダムと、前記配線基板露出面を含む第１の封止樹脂と環状ダムとの間の凹所内及びＳＡＷチップ外面全体に被覆される第２の封止樹脂と、を備え、前記第１の封止樹脂のチクソ比は４．５以上であり、前記第２の封止樹脂のチクソ比は４．５未満であることを特徴とする。
配線基板上にフェイスダウン状態で搭載されたＳＡＷチップの外面を絶縁樹脂により被覆する際に、該樹脂によってＳＡＷチップ下面と配線基板上面との間に気密空間を形成する必要があるが、この際に樹脂の一部が気密空間内に浸入してＩＤＴ電極に付着することを厳に回避する必要がある。配線基板上の配線パターンとＳＡＷチップ下面の接続パッドとを接続する手段として導体バンプを使用する場合、例えば直径１００μｍのバンプが圧着による接合後の導体バンプの潰れにより、例えば直径が２０〜３０μｍ程度に薄くなり、前記気密空間の間隔も２０〜３０μｍになる。印刷やディスペンサによる充填に適した流動性を有した樹脂、例えばチクソ比が４．５未満の樹脂を用いた場合には、気密空間の間隔が２０〜３０μｍ程度では、毛細管現象によって樹脂の浸入を防止することが難しくなる。特に、低背化のために気密空間の高さ寸法が小さくなると、毛細管現象による液状樹脂の浸透が激しくなり、バッチ処理における製造歩留まりの低下が著しくなる。
本発明では、気密空間形成のための封止専用の第１の封止樹脂と、ＳＡＷチップ外面や配線基板上面等に密着して封止する第２の封止樹脂とを使い分けし、第１の封止樹脂としては流動性の低い樹脂を用い、第２の封止樹脂としては流動性の高い樹脂を用いたので、気密空間内に浸透することのない確実な気密封止と、ＳＡＷチップ外面、配線基板上面及び第１の封止樹脂外面に対する密着した封止を夫々実現することが可能となる。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１において、前記環状ダムの突出高さは、ＳＡＷチップ上面の高さを超えており、該ＳＡＷチップ上面を被覆する前記第２の封止樹脂の上面は平坦化されていることを特徴とする。
完成品としてのＳＡＷデバイスを各種機器のマザーボード上に実装する作業は、真空吸着治具を用いた自動実装装置によって行われるが、真空吸着治具による吸着対象部分には平坦性が求められる。
本発明では、環状ダムの突出高さをＳＡＷチップ上面を越える高さに設定しておき、第２の封止樹脂を充填することにより、ＳＡＷチップ上面に相当する第２の封止樹脂の上面部分が平坦化されるようにしたので、真空吸着治具による吸着条件を満足した構造を得ることが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る表面実装型弾性表面波デバイス（以下、ＳＡＷデバイス、という）の縦断面図である。
このＳＡＷデバイス１は、セラミック等から成る絶縁基板３、絶縁基板３の底部に設けた表面実装用の外部電極４、及び絶縁基板３の上面に設けられ且つ内部導体６を介して外部電極４と導通した配線パターン５、から成る配線基板２と、配線パターン５と導体バンプ１０を介して電気的機械的に接続される接続パッド１６、及びＩＤＴ電極１７を夫々圧電基板１８の下面に備えたＳＡＷチップ１５と、ＳＡＷチップ１５の裾部と配線基板上面との間の空間に充填されてＳＡＷチップ下面と配線基板上面との間に気密空間Ｓを形成する絶縁性の第１の封止樹脂２０と、第１の封止樹脂２０の外周側に位置する配線基板露出面２ａの更に外周側の配線基板上面に配置される絶縁性の樹脂等から成る環状のダム２１と、第１の封止樹脂２０の外面、配線基板露出面２ａ、ＳＡＷチップ１５の側面及び上面に対して被覆一体化される絶縁性の第２の封止樹脂２２と、を備えている。
ＩＤＴ電極１７は、高周波電界を印加されることによって弾性表面波を励起し、弾性表面波を圧電反作用によって高周波電界に変換することによってフィルタ特性を得ることができる。ＩＤＴ電極１７及び接続パッド１６は、フォトエッチング等の微細加工技術によって圧電基板１８の主面に形成される。
この実施形態の特徴的な構成は、液状にある第１の封止樹脂２０の流動性を示す値であるチクソ比が４．５以上であり、液状にある第２の封止樹脂のチクソ比が４．５未満である点にある。後述するように、配線基板２上にＳＡＷチップ１５をフリップチップ実装した後で、液状にある第１の封止樹脂２０をディスペンサにより充填する際に、流動性の低い第１の封止樹脂を用いることにより、気密空間Ｓ内に毛細管現象によって液状樹脂が浸透することを防止できる。一方、第１の封止樹脂２０の外側には、配線基板露出面２ａを間に挟んで環状ダム２１を突設したので、ＳＡＷチップ及び第１の封止樹脂２０と、環状ダム２１との間に形成される凹所内に流動性の高い第２の封止樹脂２２をスクリーン印刷によって所要量充填することにより、ＳＡＷチップ外面の樹脂封止を完了することができる。
なお、この際、流動性の低い樹脂から成る環状ダム２１の突出高さを図示の如くＳＡＷチップ１５の上面よりも高く設定しておくことにより、第２の封止樹脂２２を環状ダム２１の高さ一杯まで充填したときにＳＡＷチップ１５の上面を完全被覆すると共に、第２の封止樹脂上面を平坦化（レベリング）することができる。第２の封止樹脂２２の上面が平坦化することにより、完成されたＳＡＷデバイス１を図示しないマザーボード上に自動実装する際に、第２の封止樹脂の上面を真空吸着手段によって吸着することが可能となる。
【０００８】
次に、図２（ａ）乃至（ｄ）は本発明のＳＡＷデバイスの製造工程を示す図である。なお、この製造工程は、配線基板２を多数シート状に接続した配線基板母材２５を用いたバッチ処理により行われる。
まず、図２（ａ）に示したフリップチップ実装工程では、配線基板母材２５を構成する個々の配線基板２の上面に設けた配線パターン５上にバンプ１０を用いて、ＳＡＷチップ１５下面の接続パッド１６を接続することにより、配線基板２上にＳＡＷチップ１５をフリップチップ実装する。
図２（ｂ）の第１の封止樹脂形成工程では、各ＳＡＷチップ１５の裾部（下面外周縁）と配線基板上面との間に空間に対して、ディスペンサのノズル３０から液状にある第１の封止樹脂２０を環状に充填する。第１の封止樹脂は、チクソ比が４．５以上の流動性の低い状態にあるため、ＳＡＷチップと配線基板との間に浸透することなく、図示の如く気密空間Ｓを形成する。
次に、図２（ｃ）の環状ダム形成工程では、第１の封止樹脂と同様の流動性の低い樹脂を用いて、第１の封止樹脂２０よりも外側の配線基板上面に環状ダム２１を環状に形成する。環状ダム２１は、ＳＡＷチップ１５の上面よりも高くなるように形成する。第１の封止樹脂２０と環状ダム２１との間には、配線基板露出面２ａが形成される。
次に、図２（ｄ）では、ＳＡＷチップ１５の側面及び第１の封止樹脂２０と、環状ダム２１との間の凹所内に液状にある第２の封止樹脂２２をスクリーン印刷、或いはディスペンサにより塗布、充填する。第２の封止樹脂２２は、樹脂の流動性を示すチクソ比が４．５未満（樹脂粘度：１００〜２００ｐａ・ｓ）となるように設定される。このため、第２の封止樹脂２２は、被覆対象物の細部にまで浸透して密着し、封止目的を達成することができる。この際、環状ダム２１の高さ一杯まで第２の封止樹脂２２を充填することにより、ＳＡＷチップ１５の平坦な上面を第２の封止樹脂により完全に被覆することができるばかりでなく、第２の封止樹脂２２の上面形状がＳＡＷチップ１５の形状に倣って平坦化する。このため、完成したＳＡＷデバイスを図示しないマザーボード上に実装する際に使用する真空吸着装置によってＳＡＷデバイス上面を確実に吸着保持することが可能となる。
【０００９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＳＡＷチップ下面と配線基板上面との間の空間を気密化しながらＳＡＷチップ外面を樹脂封止するために、チクソ比が４．５以上の流動性の高い樹脂をスクリーン印刷、或いはディスペンサによる塗布によって被覆形成する場合に、流動性の高い液状樹脂が気密空間内に入り込んでＳＡＷ伝搬を妨げる原因となることを防止することができる。
即ち、請求項１の発明に係る表面実装型ＳＡＷデバイスによれば、気密空間形成のための封止専用の第１の封止樹脂と、ＳＡＷチップ外面や配線基板上面等に密着して封止する第２の封止樹脂とを使い分けし、第１の封止樹脂としては流動性の低い樹脂を用い、第２の封止樹脂としては流動性の高い樹脂を用いたので、気密空間内に浸透することのない確実な気密封止と、ＳＡＷチップ外面、配線基板上面及び第１の封止樹脂外面に対する密着した封止を夫々実現することが可能となる。
請求項２の発明によれば、環状ダムの突出高さをＳＡＷチップ上面を越える高さに設定しておき、第２の封止樹脂を充填することにより、ＳＡＷチップ上面に相当する第２の封止樹脂の上面部分が平坦化されるようにしたので、真空吸着治具による吸着条件を満足した構造を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る表面実装型弾性表面波デバイスの縦断面図。
【図２】（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の表面実装型弾性表面波デバイスの製造手順を示す縦断面図。
【図３】従来のＳＡＷデバイスの縦断面図。
【符号の説明】
１　弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）、２　配線基板、３　絶縁基板、４　外部電極、５　配線パターン、５ａ　露出領域、６　内部導体、１０　導体バンプ、１５　ＳＡＷ（弾性表面波）チップ、１６　接続パッド、１７　ＩＤＴ電極、１８　圧電基板、２０　第１の封止樹脂、２１　環状ダム、２２　第２の封止樹脂、２５　配線基板母材。
【図１】
2004134592.tif 000003
【図２】
2004134592.tif 000004
【図３】
2004134592.tif 000005