(57)【要約】【課題】工程が簡略で大量生産が可能な表面弾性波装置の製造方法を得る。【解決手段】バンプ４が形成された表面弾性波素子１０の機能面と配線基板２０が向かい合うようにして、表面弾性波素子１０を配線基板２０にフリップチップ実装する。その後、基材８に未硬化樹脂シート７を設けた封止用部材１８と配線基板２０を、熱プレス機を用いて成形し表面弾性波素子１０を樹脂封止するが、封止用部材１８の基材は、上記熱プレス成形において、上記未硬化樹脂シートより曲げ剛性が高く、かつ上記未硬化樹脂シートに一体化されている。【選択図】　　　　図１
2004007051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能面を配線基板側にして配線基板にフリップチップ実装された表面弾性波素子を、熱プレス成形により中空樹脂封止する封止用部材であって、未硬化樹脂シートと、上記熱プレス成形において、上記未硬化樹脂シートより曲げ剛性が高く、かつ上記未硬化樹脂シートに一体化されている基材とを備えた封止用部材。
【請求項２】
基材の曲げ剛性が、熱プレス時において、０．０１〜５０ｋｇ・ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の封止用部材。
【請求項３】
未硬化樹脂シートの粘度が、熱プレス時において、５０００〜１０００００Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の封止用部材。
【請求項４】
表面弾性波素子を、機能面を配線基板側にして配線基板にフリップチップ実装する工程と、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の封止用部材を用い、この封止用部材の未硬化樹脂シートを上記表面弾性波素子側にして、上記表面弾性波素子を熱プレス成形法により、上記配線基板と上記表面弾性波素子の機能面間に中空部を確保して、樹脂封止する工程とを備えた表面弾性波装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面弾性波素子を封止する封止用部材と、これを用いた表面弾性波装置の製造方法に関するもので、例えば高周波フィルタとして、電気通信機器等に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、特開平４―３０１９１０号公報に記載された従来の表面弾性波装置を示す断面図である。この図において、１は圧電体基板で、この圧電体基板１の一方の主面（図において下面）には、励振電極２が形成され、圧電体基板１と励振電極２とにより表面弾性波素子１０を構成する。１１は上記表面弾性波素子１０を取り囲むように設けられたパッケージで、一部には外部への接続部となる端子部１２が形成されている。１９は金属製のカバーで、パッケージ１１の上面に設けた封止部１３と接合され、上記表面弾性波素子１０を気密封止し、表面弾性波素子１０の機能面となる励振電極２を保護している。
【０００３】
表面弾性波素子１０と端子部１２との接続はバンプ電極４で行なうが、図３に示すように、励振電極２の保護とその表面部の空間の確保が図られている。
即ち、図３に示すように、励振電極２を圧電基板１の下面に設け、励振電極２とパッケージ１１との対向部に中空部１４を形成することにより、励振電極２により励振される表面波とその伝搬路を弾性的に開放するための空間を確保することができるとともに、励振電極２の破損を防止するための保護対策もできる。
【０００４】
しかし、金属製カバー１９による気密封止は、製造コストが高くなり、さらに、表面弾性波素子１０を収容するパッケージ１１は、予め、１つまたは複数個の表面弾性波素子１０を収容するよう個々に用意する必要があるので、大量生産に不向きであるという課題があった。
【０００５】
一方、近年の低コスト化の要求を受けて、上記気密封止の他に、樹脂封止型表面弾性波装置が提案されているが、上記のように励振電極２の周囲は空間である必要があることから、中空樹脂封止が必須となる。
図４は、従来の樹脂封止型の表面弾性波装置の製造方法を工程順に示す説明図である。
まず、１つの平板状の基板５上に複数組の配線電極６を設けて配線基板２０を得る｛図４（ａ）｝。
表面弾性波素子１０の機能面となる励振電極２側には予めバンプ４が形成され、励振電極２が配線基板２０と向かい合うようにしてそれぞれフリップチップ接続する｛図４（ｂ）｝。
【０００６】
そして、未硬化樹脂シート７０を表面弾性波素子１０上に配置して、未硬化樹脂シート７０と配線基板２０を熱プレス機により、プレス熱板９で成形して、上記未硬化樹脂により表面弾性波素子１０を樹脂封止する｛図４（ｃ）｝。
樹脂封止後、ダイシングソーによりダイシング位置５０で切断して樹脂パッケージ毎に切り離して表面弾性波装置を得る｛図４（ｄ）｝。
【０００７】
また、図５は、特開平１１−１７４９０号公報に示された表面弾性波装置の構成図であり、図中３４は硬化樹脂シート、３５は液状樹脂である。
つまり、表面弾性波素子１０の機能面を配線基板２０に対面して配置し、機能面と配線基板２０とはバンプ４の高さ分だけ離れて配置され、これにより機能面に中空部１４を設けている。また、表面弾性波素子１０の機能面と反対側の面に硬化樹脂シート３４を被せ、中空部１４を確保して、その上からさらに液状樹脂３５により封止を完成させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示すように、上記未硬化樹脂シート７０の剛性が低いと、配線基板２０とシートを重ねてプレスする際、熱プレス初期から未硬化樹脂シート７０が配線基板２０と接触し、その部分が表面弾性波素子１０側面よりも早く硬化するため、空気層が閉じ込められやすく、表面弾性波素子１０の側面付近に大ボイド（巣）が生じるという課題があった。
そのため、上記未硬化樹脂シート７０の剛性を高くすると、上記樹脂の流動性が悪くなり、接着不良や未封止などが生じ易くなるという課題があった。
【０００９】
また、図５に示すように、表面弾性波素子１０の上に一旦硬化樹脂シート３４を被せ、中空を形成して硬化し、その後液状樹脂３５を設ける方法では、２段階の樹脂封止工程を要するため、材料コスト・プロセスコストの両面から低コスト化の障害になるという課題があった。
【００１０】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、樹脂封止型の表面弾性波装置を容易に得ることができる封止用部材を得ることを目的とする。
また、工程が簡略で大量生産が可能な表面弾性波装置の製造方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１の封止用部材は、機能面を配線基板側にして配線基板にフリップチップ実装された表面弾性波素子を、熱プレス成形により中空樹脂封止する封止用部材であって、未硬化樹脂シートと、上記熱プレス成形において、上記未硬化樹脂シートより曲げ剛性が高く、かつ上記未硬化樹脂シートに一体化されている基材とを備えたものである。
【００１２】
本発明に係る第２の封止用部材は、上記第１の封止用部材において、基材の曲げ剛性が、熱プレス時において、０．０１〜５０ｋｇ・ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係る第３の封止用部材は、上記第１または第２の封止用部材において、未硬化樹脂シートの粘度が、熱プレス時において、５０００〜１０００００Ｐａ・ｓであることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明に係る第１の表面弾性波装置の製造方法は、表面弾性波素子を、機能面を配線基板側にして配線基板にフリップチップ実装する工程と、上記第１ないし第３のいずれかの封止用部材を用い、この封止用部材の未硬化樹脂シートを上記表面弾性波素子側にして、上記表面弾性波素子を熱プレス成形法により、上記配線基板と上記表面弾性波素子の機能面間に中空部を確保して、樹脂封止する工程とを備えた方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の第１の実施の形態の封止用部材は、表面弾性波素子を、熱プレス成形により中空樹脂封止する際に用いられるもので、未硬化樹脂シートと基材とが粘着等により一体化され、特に熱プレス成形時に、上記基材は上記未硬化樹脂シートより曲げ剛性が高く、かつ上記未硬化樹脂シートと基材との一体化が維持されるものである。
本実施の形態の封止用部材は、熱プレス成形時、未硬化樹脂シートは上記基材と一体化されており、かつ未硬化樹脂シート単独のものより剛性が高いので、熱プレス時に封止用部材の「たわみ」が防止され、熱プレス初期に、配線基板と未硬化樹脂シートが接触して、表面弾性波素子と未硬化樹脂シートの間に空気層を閉じこめ、その状態で硬化して、そこに大きなボイドが残存するという現象を防止することができる。
【００１６】
本実施の形態に係わる基材の曲げ剛性は、熱プレス時において上記未硬化樹脂シートより高い剛性を有するものが用いられる。
なお、上記未硬化樹脂シートとしてエポキシ樹脂を用い、上記基材を樹脂封止後除去する場合は、上記エポキシ樹脂と難接着性の材料、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（エチルトリフルオロエチレン）等の樹脂シートや、ガラスクロス等を用いたＦＲＰ（繊維強化プラスチック）が好適に用いられる。
【００１７】
上記基材の曲げ剛性は熱プレス時において、０．０１〜５０ｋｇ・ｍｍであるのが望ましく、０．０１ｋｇ・ｍｍ未満では、熱プレス初期に未硬化樹脂シートのたわみ量が大きくなり、未硬化樹脂シートの一部が配線基板に接触して空気層を閉じ込めて硬化する可能性が増し、成形後ボイドの抑制効果が得られにくくなる。
一方、曲げ剛性が５０ｋｇ・ｍｍを越えると、基材の膜厚が厚くなり熱抵抗が大きくなるので硬化時間が長くなったり、硬化が不均一になる傾向が増す。
【００１８】
本実施の形態に係わる未硬化樹脂シートの膜厚は、表面弾性波素子を容易に樹脂封止するためには、実装された表面弾性波素子の機能面の反対側の面から配線基板表面までの距離以上の膜厚であることが望ましい。膜厚が厚過ぎると、熱伝導性が悪くなったり、熱プレス時に本実施の形態の封止部材がたわむ可能性が高くなり、また自重により基材との一体化が困難になるため膜厚は上記表面弾性波素子厚の２倍以下であるのが望ましい。
【００１９】
また、本実施の形態に係わる未硬化樹脂シートの熱プレス時の粘度は、５０００〜１０００００Ｐａ・ｓであることが望ましい。５０００Ｐａ・ｓ未満では、樹脂が表面弾性波素子と配線基板間の隙間から侵入して、励振電極まで到達し中空維持が困難となり特性が劣化する。また、１０００００Ｐａ・ｓを越えるとボイドの残存量が増して、樹脂と配線基板の接着不良を起こし易くなる。
また、上記未硬化樹脂シートの硬化物の弾性率は、５〜８００ｋｇ／ｍｍ２であるのが望ましい。弾性率が８００ｋｇ／ｍｍ２を越えると、温度サイクルが加わる場合、封止樹脂に起因する熱応力が大きくなり、表面弾性波素子に歪を与え、特性が劣化したり、樹脂と表面波素子との界面または樹脂と配線基板との界面で、剥離や樹脂クラックが生じるなど、不具合を起こしやすい。
一方、熱応力面からは、弾性率は小さいほど望ましいものの、５ｋｇ／ｍｍ２未満になると、構造体としての強度が弱くなるため、ハンドリング性が悪くなる。
【００２０】
実施の形態２．
図１は本発明の第２の実施の形態の表面弾性波装置の製造方法を工程順に示す説明図であり、図中、１は圧電体基板であり、この圧電体基板１の一方の主面（図において下面）には、圧電体基板１表面の所定方向に励振される表面波の伝搬路となるすだれ状電極によって形成された励振電極２が形成され、圧電体基板１および励振電極２により表面弾性波素子１０を構成する。２０は基板５に配線電極６を設けてなる配線基板、４はバンプ、７は未硬化樹脂シート、８は基材、１８は上記実施の形態１の封止用部材、９はプレス熱板、１４は中空部、５０はダイシングソーによりダイシング位置である。
【００２１】
まず、平板状の基板５上に、複数組の配線電極６を設けて配線基板２０を得｛図１（ａ）｝、表面弾性波素子１０の励振電極２が設けられた面には予めＡｕバンプ４が形成され、励振電極２と平板状の配線基板２０が向かい合うようにしてそれぞれフリップチップ方法により接続する｛図１（ｂ）｝。
なお、本実施の形態においては、表面弾性波素子１０と配線電極６との接続をＡｕバンプで接合する方式としたが、電気的な接続ができる手段であればその他、導電性樹脂のエストラマパッド、半田ペーストまたはシルバーペーストを利用することができる。
【００２２】
その後、ガラスクロス強化ＰＴＦＥ｛０．２ｍｍ厚、曲げ剛性０．３ｋｇ・ｍｍ（１５０℃で測定）｝を基材として用い、これにエポキシ樹脂系の未硬化樹脂シート７｛０．５ｍｍ厚、曲げ剛性０．０００１ｋｇ・ｍｍ（室温で測定）｝を設けた上記実施の形態１の封止用部材１８を用意し、封止用部材１８の未硬化樹脂シート７を表面弾性波素子１０側にして配置し｛図１（ｃ）｝、封止用部材１８と配線基板２０を熱プレス機を用いてプレス熱板９により成形し表面弾性波素子１０を樹脂封止する｛図１（ｄ）｝。
プレス条件は、１２０℃〜１８０℃、硬化時間１０分〜２時間、プレス圧力５〜４０ｋｇ／ｃｍ２とする。
【００２３】
樹脂封止後、ダイシングソーによりダイシング位置５０で切断して樹脂パッケージ毎に切り離して表面弾性波装置を得る｛図１（ｄ）｝。
なお、図１は封止用部材１８を除去した後個片の装置に切り離した場合を示すが、封止用部材の基材が製品サイズ、特性または信頼性への支障をきたさない場合は除去する必要はない。
一方、使用する平板状配線基板は、ガラスエポキシ基板などの有機系基板材料でもアルミナなどのセラミック基板でもよく、製造工程の自由度が向上する。
上記のように、本実施の形態の表面弾性波装置の製造方法により、中空部を確保して表面弾性波素子を一括で樹脂封止でき、容易に表面弾性波装置を製造できる。また、ボイドの残存が抑制され、信頼性に優れた表面弾性波装置を得ることができる。
【００２４】
参考例．
図２は、本発明の実施の形態の参考例として示す、表面弾性波装置の製造方法を工程順に示す説明図であり、図中、１７は例えば上記実施の形態の封止用部材に用いた未硬化樹脂シート、２１は加熱加圧ロール、２２は供給用シートロール、２３は排出用シートロール、２４は減圧保持チャンバーで、加熱加圧ロール２１、供給用シートロール２２、排出用シートロール２３および減空保持チャンバー２４により真空ラミネータを構成する。
【００２５】
まず、実施の形態２と同様にして、表面弾性波素子１０を配線基板２０にフリップチップする｛図２（ａ）、（ｂ）｝。
次に、配線基板２０と表面弾性波素子１０上の未硬化樹脂シート１７とを、真空ラミネータを使用してラミネートする｛図２（ｃ）｝。
【００２６】
その際、ラミネート条件としては、例えば、温度範囲６０℃〜１８０℃、圧力２〜１０ｋｇ／ｃｍ２で、加熱加圧ロール２１を０．５〜５ｍ／分の速度で通過させることにより良好な樹脂封止が得られる。
さらに、重要なラミネート条件として、ラミネート時の減圧保持チャンバー２４内の雰囲気を、０．１〜１００ｔｏｒｒの減圧状態に制御する必要がある。
通常、樹脂シートをラミネートする場合は、成形時のボイドを防止する上で、ラミネート雰囲気の圧力は低い方が望ましいのに比して、本参考例においては、表面弾性波素子１０の励振電極周辺に中空部を確保して樹脂封止するために、上記減圧状態に保持する必要がある。
即ち、圧力が０．１ｔｏｒｒ未満の減圧雰囲気でラミネートした場合、溶融した樹脂が、表面弾性波素子の励振電極周辺にまで侵入し、素子の特性劣化が著しくなるという重大な不具合を引き起こす。
一方、圧力が１００ｔｏｒｒを越える雰囲気では、樹脂の侵入による不具合は防止できるが、硬化後、樹脂中に不均一なボイドが偏在し、ヒートサイクル特性などに悪影響を与える原因となる。
なお、必要に応じて、１５０〜１８０℃で１〜３時間程度の後硬化が必要になる場合もある。
次に、樹脂封止の後、ダイシングにより個別に切り離す事で最終的に表面弾性波装置を得る｛図２（ｄ）｝。
【００２７】
上記のように、本参考例に示す表面弾性波装置の製造方法により、中空部を確保して表面弾性波素子を一括で樹脂封止することができ、容易に表面弾性波装置が製造できる。また、ボイドの残存が抑制され、信頼性に優れた表面弾性波装置を得ることができる。
【００２８】
なお、上記実施の形態２と参考例においては、図１、２に示す様に、隣り合った表面弾性波装置のダイシングラインを共用にしている。
この方式は、ダイシング工程において、ダンシング回数を削減できるためプロセスコスト低減の効果があるが、ダイシング精度が要求されるので、隣り合った表面弾性波装置の間の部分（デッドスペース）を残してダイシングする方法を採用しても良い。
【００２９】
ところで、本明細書においては、本発明の実施の形態の封止用部材を、表面弾性波素子の中空樹脂封止に用いた場合について述べたが、その他マイクロウエーブ整合素子、インピーダンス整合素子を樹脂封止する場合にも適用できる。
また、参考例においても、表面弾性波素子の中空樹脂封止に用いた場合について述べたが、その他マイクロウエーブ整合素子、インピーダンス整合素子を樹脂封止する場合にも適用できる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の第１の封止用部材は、機能面を配線基板側にして配線基板にフリップチップ実装された表面弾性波素子を、熱プレス成形により中空樹脂封止する封止用部材であって、未硬化樹脂シートと、上記熱プレス成形において、上記未硬化樹脂シートより曲げ剛性が高く、かつ上記未硬化樹脂シートに一体化されている基材とを備えたもので、樹脂封止型の表面弾性波装置を容易に得ることができるという効果がある。
【００３１】
本発明の第２の封止用部材は、上記第１の封止用部材において、基材の曲げ剛性が、熱プレス時において、０．０１〜５０ｋｇ・ｍｍであることを特徴とするもので、樹脂封止型の表面弾性波装置を容易に得ることができるという効果がある。
【００３２】
本発明の第３の封止用部材は、上記第１または第２の封止用部材において、未硬化樹脂シートの粘度が、熱プレス時において、５０００〜１０００００Ｐａ・ｓであることを特徴とするもので、樹脂封止型の表面弾性波装置を容易に得ることができるという効果がある。
【００３３】
本発明の第１の表面弾性波装置の製造方法は、表面弾性波素子を、機能面を配線基板側にして配線基板にフリップチップ実装する工程と、上記第１ないし第３のいずれかの封止用部材を用い、この封止用部材の未硬化樹脂シートを上記表面弾性波素子側にして、上記表面弾性波素子を熱プレス成形法により、上記配線基板と上記表面弾性波素子の機能面間に中空部を確保して、樹脂封止する工程とを備えた方法で、工程が簡略で大量生産が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の表面弾性波装置の製造方法を工程順に示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態の参考例として示す、表面弾性波装置の製造方法を工程順に示す説明図である。
【図３】従来の表面弾性波装置を示す断面図である。
【図４】従来の樹脂封止型の表面弾性波装置の製造方法を工程順に示す説明図である。
【図５】従来の表面弾性波装置の構成図である。
【符号の説明】
４　バンプ電極、７　未硬化樹脂シート、８　基材、９　プレス熱板、１０　表面弾性波素子、１４　中空部、１８　封止用部材、２０　配線基板。
【図１】
2004007051.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004007051.tif 000006
【図５】
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