(57)【要約】【課題】本発明は、小型、低背で且つ信頼性の高い弾性表面波装置を提供する。【解決手段】圧電基板３上にくし型電極部４、電極パッド６など形成した弾性表面波素子２を、電極ランド１０と、ビアホール１１と、外部端子１２とを有する接合基板９に、くし型電極部４を有する面を対向させて接合した上で、弾性表面波素子２を覆うようにフィルム８を接合基板９に接着し、更に、フィルム８の接合基板９との接着部分と、その周囲の接合基板９とを封止補強用樹脂１３で覆った構造を有する。【選択図】  図１
2004153413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と該圧電基板の一方面に形成された少なくとも１つのくし型電極部とを有する弾性表面波素子が、前記くし型電極部を有する面を対向させて接合基板の一方面に接合された弾性表面波装置であって、
前記弾性表面波素子を覆うようにして前記接合基板の一方面に接着されたフィルムと、
前記フィルムの前記接合基板との接着部分と、その周囲の接合基板とを覆うようにして設けられた封止補強用樹脂とを有することを特徴とする、弾性表面波装置。
【請求項２】
前記フィルムが液晶ポリマーからなることを特徴とする、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記フィルムが、金属層若しくはセラミックス層を樹脂層で挟んだ多層構造であることを特徴とする、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
前記フィルムの水蒸気透過係数が、６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の弾性表面波装置。
【請求項５】
前記接合基板は、外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに弾性表面波装置。
【請求項６】
圧電基板と該圧電基板の一方面に形成された少なくとも１つのくし型電極部とを有する弾性表面波素子を複数、作製する工程と、
前記弾性表面波素子にバンプを形成する工程と、
外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有する接合基板の集合基板を用意する工程と、
前記複数の弾性表面波素子を、前記くし型電極部を有する面を対向させて前記集合基板に、バンプを介して接合する工程と、
前記複数の弾性表面波素子をそれぞれ、フィルムで覆い、該フィルムを熱若しくは圧力の少なくとも一方によって、接合基板に接着する工程と、
前記フィルムの接着部分と、その周囲の接合基板とを封止補強用樹脂で覆う工程と、
ダイシングによって前記集合基板から個々の弾性表面波装置を切り出す工程とを有することを特徴とする、弾性表面波装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波装置に係わり、特にチップサイズパッケージの弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車電話機や携帯電話機といった移動体通信機器の小型化、軽量化、高周波化に伴い、これらの移動体通信機器に搭載されるフィルタとして、小型で軽量な弾性表面波装置が多用されている。
【０００３】
弾性表面波装置においては、圧電基板の表面上を伝搬する弾性表面波を利用するため、この弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）を水分や埃などから保護する必要がある。よって、従来の弾性表面波装置のパッケージ方法は、アルミナなどからなるパッケ−ジに、ワイヤボンディング若しくはフリップチップボンディングで弾性表面波素子を実装し、蓋材で封止する構造が主流であった。
【０００４】
しかし、このような構造では、微細配線の技術の高度化によって弾性表面波素子を小型化したところで、弾性表面波素子を搭載するパッケージが小型化されない限り、弾性表面波装置の小型化・低背化ができない、という問題があった。
【０００５】
そこで、現在、半導体部品の分野で用いられているフリップチップボンディングを用いたチップサイズパッケージを応用した弾性表面波装置が開発されている。
【０００６】
図５を用いて上記の従来の弾性表面波装置を具体的に説明する。圧電基板５３上にくし型電極部５４、電極パッド５６を、Ａｌ等の金属によって形成した弾性表面波素子５２を、電極ランド６０、ビアホール６１、外部端子６２を有する接合基板５９に、くし型電極部５４を有する面を対向させて、フリップチップボンディングで接合する。このとき、弾性表面波素子５２と、外部端子６２とそれにつながるビアホール６１、電極ランド６０とが、バンプ５７を介して、電気的に接続される。そして、くし型電極部５４を含む弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）を保護するために、弾性表面波素子５２を覆うようにして、プラスチックからなるフィルム５８を接合基板５９に接着する。そして、機密性を高めるために、フィルム５８の上から封止樹脂６３で封止したものが、弾性表面波装置５１である。
【０００７】
また、図５に示した構造で、プラスチックフィルムや導電性フィルム又は金属を付着させたフィルムなどの変形フィルムを接着し、その上で、封止樹脂で封止した構造が開示されている（特許文献１参照）。
【０００８】
更に、機密性を高めるために、封止樹脂に代えて第２の変形フィルムを用いた構造も開示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１７６９９５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示した構造及び特許文献１で開示されている構造では、フィルムだけでは機密性が不十分であるために、フィルムの上から封止樹脂で封止するので、樹脂の厚みの分、弾性表面波装置の低背化が困難となってしまう。
【００１１】
また、樹脂を用いずに第２の変形フィルムを用いた構造では、変形フィルムの基板との密着性が不十分である場合、機密性が確保できないという問題が発生する。
【００１２】
本発明の弾性表面波装置は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、これらの問題を解決し、小型、低背で且つ信頼性の高い弾性表面波装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板と該圧電基板の一方面に形成された少なくとも１つのくし型電極部とを有する弾性表面波素子が、前記くし型電極部を有する面を対向させて接合基板の一方面に接合された弾性表面波装置であって、前記弾性表面波素子を覆うようにして前記接合基板の一方面に接着されたフィルムと、前記フィルムの前記接合基板との接着部分と、その周囲の接合基板とを覆うようにして設けられた封止補強用樹脂とを有することを特徴とする。
【００１４】
前記フィルムが液晶ポリマーからなることが好ましい。
【００１５】
前記フィルムが、金属層若しくはセラミックス層を樹脂層で挟んだ多層構造であることも好ましい。
【００１６】
特に前記フィルムの水蒸気透過係数が、６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下であることが好ましい。
【００１７】
前記接合基板は、外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有することが好ましい。
【００１８】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、圧電基板と該圧電基板の一方面に形成された少なくとも１つのくし型電極部とを有する弾性表面波素子を複数、作製する工程と、前記弾性表面波素子にバンプを形成する工程と、外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有する接合基板の集合基板を用意する工程と、前記複数の弾性表面波素子を、前記くし型電極部を有する面を対向させて前記集合基板に、バンプを介して接合する工程と、前記複数の弾性表面波素子をそれぞれ、フィルムで覆い、該フィルムを熱若しくは圧力の少なくとも一方によって、接合基板に接着する工程と、前記フィルムの接着部分と、その周囲の接合基板とを封止補強用樹脂で覆う工程と、ダイシングによって前記集合基板から個々の弾性表面波装置を切り出す工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図に基づいて説明する。
（実施の形態）図１は本発明における弾性表面波装置の実施例を示す断面図、図２は本発明の実施例における弾性表面波素子の平面図、図３は本発明の実施例における弾性表面波装置の製造方法の各工程図、図４は本発明の実施例における集合基板（接合基板）に実装された弾性表面波素子の平面図である。
【００２０】
本発明の弾性表面波装置１は、図１に示すように、弾性表面波素子２と接合基板９と、フィルム８と、封止補強用樹脂１３とで構成されている。弾性表面波素子２は、圧電基板３と、この圧電基板３上に形成されたくし型電極部４、リフレクタ（図示せず）、電極パッド６とで構成されている。接合基板９は、電極ランド１０と、ビアホール１１と、外部端子１２とで構成されている。弾性表面波素子２は、接合基板９に対して、くし型電極部４を有する面を対向させた状態で、電極パッド６上に形成されたバンプ７を介して接合されていると共に、フィルム８によって覆われている。このフィルム８は接合基板９に接着されている。更に、フィルム８の接合基板９との接着部分と、その周囲の接合基板９とは封止補強用樹脂１３で覆われている。
【００２１】
本発明で用いる保護フィルム８は、弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）を特に水分から保護するために高バリア性である必要がある。そこで、様々なフィルムを用意して評価を行なった。以下の評価は、周波数特性が１．９ＧＨｚである弾性表面波素子を用いて、フィルムのみを異ならせた上での評価である。なお、特性評価時の良品、不良品の判断は、挿入損失が０．３ｄＢ以上悪化した場合を不良品とした。
【００２２】
まず、ポリイミドからなる単層のフィルムと、ポリイミドとＡｌ２Ｏ３からなる多層構造のフィルムとを用いて、保護フィルム８の水蒸気透過係数と弾性表面波装置の特性良品率の相関関係を調査した。このとき、保護フィルムの全膜厚は１００μｍとなるようにした。これは、実際に弾性表面波装置に用いる場合、保護フィルムが厚くなると、その分だけバンプを高くする必要があり、低背化のためにはバンプの高さが低ければ低いほど好ましいと共に、１００μｍ以上のバンプを作るのは困難且つ高コストであることを考慮したためである。
【００２３】
なお、多層構造のフィルムは、ポリイミド上にＡｌ２Ｏ３を成膜し、徐々にＡｌ２Ｏ３の膜厚を増やすことによって、保護フィルムの水蒸気透過係数を変化させたサンプルを用意し、それぞれについて信頼性試験を行なった。
【００２４】
評価サンプルは、弾性表面波素子の弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）の周囲に保護部材を形成した上で、弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）と保護部材を覆うようにして圧電基盤に保護フィルムを接着した構造で行い、湿中試験槽２０００時間放置後の特性良品数で評価した。
【００２５】
ここで、特性の評価に用いる水蒸気透過係数は、単位時間（Ｓ）、単位面積（ｍ２）あたりに、厚みが１ｍの保護フィルムで、どれだけの重量（ｇ）の水蒸気が透過するかを表す係数［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］である。水蒸気透過係数は、単位厚み当たりの水蒸気透過量を示すもので、フィルム厚に関係ない値であり、係数が小さいほど、水蒸気に対するバリアとしての効果が大きいということになる。
【００２６】
評価試験の結果は、▲１▼ポリイミド（１００μｍ）：２．３×１０−８［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝１／１００（評価サンプル１００個あたり、良品サンプルが１個であることを意味する。以下も同様。）、▲２▼ポリイミド（９９．５μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（０．５μｍ）：９．７×１０−１０［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝９／１００、▲３▼ポリイミド（９９μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（１μｍ）：６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝９１／１００、▲４▼ポリイミド（９５μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（５μｍ）：３．５×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝９９／１００、▲５▼ポリイミド（９０μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（１０μｍ）：１．２×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝９９／１００、▲６▼ポリイミド（８０μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（２０μｍ）：８．８×１０−１２［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝１００／１００、▲７▼ポリイミド（７５μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（２５μｍ）：５．０×１０−１２［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝１００／１００、▲８▼ポリイミド（５０μｍ）＋銅箔（２５μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（２５μｍ）：５．０×１０−１３［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝１００／１００であった。
【００２７】
以上の結果から、Ａｌ２Ｏ３の厚みを増やして、保護フィルムの水蒸気透過係数を小さくするほど、特性が劣化しにくくなることがわかる。特に、水蒸気透過係数が、６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］のとき、保護フィルムのバリア性のみで９０％以上が特性良品基準を維持できることがわかる。さらに、３．５×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下では、保護フィルムのバリア性のみで９９％以上が特性良品基準を維持できることがわかる。今回は、樹脂層としてポリイミドフィルムを用いたが、これに限らず、ポリエチレンナフタレートなど耐熱性のあるフィルムであれば良い。
【００２８】
また、上記の結果は、ポリイミドからなる単層のフィルムと、ポリイミドとＡｌ２Ｏ３からなる多層構造のフィルムのものであるが、単層のフィルムで水蒸気透過係数が、６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下となる材料としては、液晶ポリマーがある。液晶ポリマーの水蒸気透過係数は、３．０×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］、特性良品率は１００／１００であり、液晶ポリマーからなる保護フィルムを用いれば、単層であっても高い信頼性を得ることができる。
【００２９】
多層構造のフィルムにおいては、水蒸気透過係数を小さくすると共に、シールド効果をフィルムにもたせるために、樹脂層間に銅箔等の金属層を形成する場合がある。しかしながら、樹脂層と金属層とは基本的に密着力が弱い上に、金属層を有するフィルムがバンプなどと接触するとショートする可能性がある。これらの問題点に加えて、多層構造を形成するプロセスが複雑であるため、１層で高いバリア性を得られる液晶ポリマーを保護フィルム８として用いることが好ましい。
【００３０】
本発明に係る弾性表面波装置１の製造方法は以下の通りである。
【００３１】
まず、圧電基板３上に、レジストを塗布した後、マスクを用いて露光するとういうフォトリソグラフィー技術を用いて、所望の開口パターンを有するリフトオフ用レジストパターン（図示せず）を形成する。
【００３２】
次に、電極材料金属であるＡｌを蒸着法などにより成膜した後、レジスト剥離液に浸漬・揺動させてレジストパターンを剥離（リフトオフ）することで、図３（ａ）にしますように、圧電基板３上にくし型電極部４、リフレクタ５、電極パッド６や引き回し配線などを形成し、図２に示すような弾性表面波素子２を作製する。
【００３３】
圧電基板としては、目標特性に応じて、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、水晶、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７等を用いる。また、電極材料としては、Ａｌ以外に、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｗ等の金属材料を用いることが可能である。
【００３４】
それと共に、弾性表面波素子２を覆うために用いるフィルム８を用意する。フィルム８としては、厚さ４４μｍの液晶ポリマーからなるものを用いる。液晶ポリマーは上記の評価の結果から分かるように、水蒸気透過係数が３．０×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］と高いバリア性を有するので、弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）を水分や埃から保護するには好適である。
【００３５】
なお、本実施例では、フィルム８として液晶ポリマーからなるフィルムを用いたが、本発明はこれに限らず、樹脂層の間に金属層やセラミックス層を有するなどの多層構造を有するフィルムを用いても良い。水蒸気透過係数が６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下であれば、フィルム８だけで弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）を水分や埃から保護することが出来る。
【００３６】
多層構造のフィルムは、表面が研磨されたＳｉ基板を用意し、Ｓｉ基板上に厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを仮接着させ、その上に圧延により形成された厚さ１０μｍの銅箔を貼り、さらにその上に、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを貼り、プレス機により圧力をかけながら加熱し、ポリイミドフィルムと銅箔を圧着する。さらにその上に接着剤層を塗布するなどして、形成すれば良い。
【００３７】
次に、後に接合基板９となる集合基板２０を用意する。集合基板２０（接合基板９）には、弾性表面波素子２の電極パッド６に対応する電極ランド１０、外部端子１２、電極ランド１０と外部端子１２とを電気的に接続するスルーホール１１が形成されている。
【００３８】
弾性表面波素子２の電極パッド６上にＡｕからなるバンプ７を形成する。バンプ７の高さは２０〜３０μｍとする。本実施例では、バンプ７としてＡｕからなるバンプを用いたが、これに限らず、半田からなるバンプを用いても良い。但し、Ａｕ−Ｓｎ系やＳｎ−Ａｇ系の半田からなるバンプを用いる場合には、半田からなるバンプの密着層として、電極パッド６上にＮｉ層を形成することが好ましい。
【００３９】
そして、図３（ｂ）に示すように、集合基板２０に、複数の弾性表面波素子２をフリップチップボンディングで接合する。弾性表面波素子２の電極パッド６と集合基板２０の電極ランド１０は、バンプ７を介して電気的にも機械的にも接続される。
【００４０】
続けて、図３（ｃ）に示すように集合基板２０（接合基板９）に接合された弾性表面波素子２をフィルム８で覆い、フィルム８を集合基板２０（接合基板９）と熱圧着させる。このとき、接着温度は３００℃であり、フィルム８が加工しやすくなると共に、圧電基板の温度変化による焦電破壊が起こらない温度となっている。こうすることにより、弾性表面波の振動空間を確保しつつ、フィルム８によって弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）を水分や埃などから保護することが可能となる。
【００４１】
そして、図３（ｄ）に示すように、フィルム８の集合基板２０（接合基板９）との接着部分を覆うように、エポキシ系の樹脂を塗布し、熱硬化させることで封止補強用樹脂１３を形成する。このとき、用いているフィルム８は、高バリア性を有しているので、フィルム８全体を覆うように樹脂を塗布する必要はない。
【００４２】
最後に、ダイシングによって、集合基板２０から弾性表面波装置をチップ単位に個片化することで、図１に示す弾性表面波装置１が得られる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上にくし型電極部、電極パッドなど形成した弾性表面波素子を、電極ランドと、ビアホールと、外部端子とを有する接合基板に、くし型電極部を有する面を対向させて接合した上で、弾性表面波素子を覆うようにフィルムを接合基板に接着し、更に、フィルムの接合基板との接着部分と、その周囲の接合基板とを封止補強用樹脂で覆った構造である。
【００４４】
このような構造にすることで、弾性表面波の振動空間を確保しつつ、フィルムによって、くし型電極部などの弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）が気密封止される。特に、液晶ポリマーからなるフィルムや、水蒸気透過係数が６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下である多層構造のフィルムを用いることで、フィルムのバリア性のみで弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）を水分や埃から保護することが出来るため、弾性表面波素子の裏面はフィルムで覆うだけでよい。更に、フィルムの接合基板との接着部分と、その周囲の接合基板のみを封止補強用樹脂で覆うことで、フィルムの密着性を確保しつつ、低背化を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における弾性表面波装置の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例における弾性表面波素子の断面図及び平面図である。
【図３】本発明の実施例における弾性表面波装置の製造方法の各工程図である。
【図４】本発明の実施例における集合基板（接合基板）に実装された弾性表面波素子の平面図である。
【図５】従来の弾性表面波装置の断面図である。
【符号の説明】
１、５１    弾性表面波装置
２、５２    弾性表面波素子
３、５３    圧電基板
４、５４    くし型電極部
５        リフレクタ
６、５６    電極パッド
７、５７    バンプ
８、５８    フィルム
９、５９    接合基板
１０、６０      電極ランド
１１、６１      ビアホール
１２、６２      外部端子
１３            封止補強用樹脂
２０            集合基板
６３            封止樹脂
【図１】
2004153413.tif 000003
【図２】
2004153413.tif 000004
【図３】
2004153413.tif 000005
【図４】
2004153413.tif 000006
【図５】
2004153413.tif 000007