(57)【要約】【課題】生産性を高く維持しつつ、弾性表面波素子の破損や枠体内側への液状樹脂の流入を有効に防止することができる弾性表面波装置の製造方法を提供する。【解決手段】弾性表面波素子を配線基板上に形成した枠体上に載置し、枠体をガラス転移温度以上の温度で加熱・軟化させるとともに、弾性表面波素子と配線基板との空隙高さが狭くなるように枠体を変形させながら、弾性表面波素子を配線基板側に押圧して、枠体の頂部を弾性表面波素子の下面に密着させ、その後で弾性表面波素子の実装領域を囲うように液状樹脂を塗布し、硬化させることにより、弾性表面波素子と配線基板との間に設けられる空隙を封止材で塞ぐ。【選択図】図１
2004096255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の配線導体を有する配線基板の上面に、略矩形状をなし、下面に弾性表面波の伝搬領域とその周囲に前記配線導体に電気的に接続される複数個の接続電極とを有した弾性表面波素子を、弾性表面波素子の下面と配線基板の上面との間に間隔ｄの空隙を設けるようにしてフェイスダウンボンディングにて実装し、前記空隙の外周部を樹脂製の封止材で塞いでなる弾性表面波装置であって、
前記弾性表面波素子が下記工程１〜３を経て前記配線基板上に実装されることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
（工程１）前記弾性表面波素子の実装領域内に位置する配線基板の上面で、前記伝搬領域が対向する領域の外側に樹脂製の枠体を形成し、しかる後、該枠体上に前記弾性表面波素子を、前記配線基板の上面との間に前記間隔ｄよりも大きな間隔Ｄをあけて載置させる工程。
（工程２）前記枠体を、そのガラス転位温度以上の温度で加熱・軟化させるとともに、前記弾性表面波素子を前記配線基板側に押圧して、枠体の厚みが間隔ｄとなるように枠体を変形させ、枠体の頂部を弾性表面波素子の下面に密着させる工程。
（工程３）前記弾性表面波素子の実装領域を囲うように液状樹脂を塗布し、これを硬化させることにより、弾性表面波素子と配線基板との間に設けられる空隙を封止材で塞ぐ工程。
【請求項２】
前記接続電極−前記配線導体間の接続が前記工程２でなされることを特徴とする請求項１に記載の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、配線基板上に弾性表面波素子を搭載してなる弾性表面波装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の弾性表面波装置は、例えば図９に示す如く、複数個の配線導体１０６を有する配線基板１０５上に、下面に弾性表面波の伝搬領域１０４と前記配線導体１０６に電気的に接続される複数個の接続電極１０２とを有した弾性表面波素子１０１をフェースダウンボンディングにて搭載し、これをエポキシ樹脂等からなる封止材１０８で被覆した構造を有しており、配線基板１０５の上面には、弾性表面波素子１０１の外周部付近に枠体１０７が設けられている。この枠体１０７は、封止材１０８の形成に使用される液状樹脂の流れを堰き止めることにより、液状樹脂が弾性表面波素子下面の伝搬領域１０４に付着するのを防止するためのものである。
【０００３】
このような従来の弾性表面波装置を製造する際は、まず、弾性表面波素子１０１の接続電極１０２にＡｕからなるバンプ１０３を形成し、励振電極の形成領域（伝搬領域）１０４を配線基板１０５の上面に対向させ、バンプ１０３を配線基板１０５の素子接続用電極１０６と接続することで弾性表面波素子１０１を実装する。ここで用いられる配線基板１０５の上面には上述の枠体１０７が予め形成されており、枠体１０７の頂部と弾性表面波素子１０１の下面との間に約１０μｍ程度の隙間が設けられるように枠体１０７の高さを制御することにより、弾性表面波素子１０１の実装時、弾性表面波素子１０１が枠体１０７との接触により破損するのを防止するようにしていた。そして最後に、配線基板１０５上に実装した弾性表面波素子１０１の上から液状樹脂を滴下し、これを加熱・硬化させることによって弾性表面波素子１０１を封止材１０８で封止した弾性表面波装置が製作される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の弾性表面波装置によれば、枠体１０７の頂部と弾性表面波素子１０１の下面との間には、弾性表面波素子１０１の破損を防止するために約１０μｍ程度の隙間が設けられていることから、封止材１０８の形成時、液状樹脂の一部が上述の隙間を介して配線基板１０５と弾性表面波素子１０１との間に流入して、弾性表面波素子１０１の伝搬領域１０４に付着してしまうことがあり、その場合、弾性表面波装置に特性不良を発生する欠点を有していた。
【０００５】
そこで上記欠点を解消するために、枠体１０７の厚みを弾性表面波素子１０１−配線基板１０５間の間隙と等しい厚みに設定することで、枠体１０７−弾性表面波素子１０１間から隙間をなくし、液状樹脂の流入を確実に防止することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、枠体１０７の厚みを弾性表面波素子１０１−配線基板１０５間の間隙と等しくするには、枠体１０７の厚みをその全域にわたって高精度に制御する必要があり、そのためには極めて高度の製造技術が不可欠となる上に、厳格な工程管理を行なわなければならなず、弾性表面波装置の生産性が著しく低下する欠点が誘発される。
【０００７】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、生産性を高く維持しつつ、弾性表面波素子の破損や枠体内側への液状樹脂の流入を有効に防止することができる弾性表面波装置の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置の製造方法は、複数個の配線導体を有する配線基板の上面に、略矩形状をなし、下面に弾性表面波の伝搬領域とその周囲に前記配線導体に電気的に接続される複数個の接続電極とを有した弾性表面波素子を、弾性表面波素子の下面と配線基板の上面との間に間隔ｄの空隙を設けるようにしてフェイスダウンボンディングにて実装し、前記空隙の外周部を樹脂製の封止材で塞いでなる弾性表面波装置であって、前記弾性表面波素子が下記工程１〜３を経て前記配線基板上に実装されることを特徴とするものである。
（工程１）前記弾性表面波素子の実装領域内に位置する配線基板の上面で、前記伝搬領域が対向する領域の外側に樹脂製の枠体を形成し、しかる後、該枠体上に前記弾性表面波素子を、前記配線基板の上面との間に前記間隔ｄよりも大きな間隔Ｄをあけて載置させる工程。
（工程２）前記枠体を、そのガラス転位温度以上の温度で加熱・軟化させるとともに、前記弾性表面波素子を前記配線基板側に押圧して、枠体の厚みが間隔ｄとなるように枠体を変形させ、枠体の頂部を弾性表面波素子の下面に密着させる工程。
（工程３）前記弾性表面波素子の実装領域を囲うように液状樹脂を塗布し、これを硬化させることにより、弾性表面波素子と配線基板との間に設けられる空隙を封止材で塞ぐ工程。
【０００９】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、前記接続電極−前記配線導体間の接続が前記工程２でなされることを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】
本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、弾性表面波素子を配線基板上に形成した枠体上に載置し、枠体をガラス転移温度以上の温度で加熱・軟化させるとともに、弾性表面波素子と配線基板との空隙高さが狭くなるように枠体を変形させながら、弾性表面波素子を配線基板側に押圧している。これにより、弾性表面波素子の実装において、弾性表面波素子には無理な応力が加わることがなく、その結果、破損等の不具合が発生することはない。同時に、枠体の頂部は弾性表面波素子の下面に沿って密着するようになっているので、煩雑で細かい工程管理を必要とすることなく配線基板と弾性表面波素子との空隙を良好に塞ぐことができ、弾性表面波装置の生産性を高く維持することができる。
【００１１】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、枠体を変形させながら弾性表面波素子を配線基板側に押圧する工程において、弾性表面波素子の接続電極と配線基板の配線導体とを接続することにより、弾性表面波素子が破損したり、弾性表面波素子と枠体との間に両者の密着不足による隙間を発生したりすることなく確実な接続を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の弾性表面波装置の製造方法を図面に基づいて詳説する。
図１は、本発明の製造方法によって製作した弾性表面波装置の断面図であり、同図に示す弾性表面波装置１は、大略的に、弾性表面波素子２と配線基板３と封止材４とで構成されている。
【００１３】
弾性表面波素子２としては、例えば、弾性表面波共振子や弾性表面波フィルタ等が用いられ、例えば、タンタル酸リチウム等から成る圧電基板２０の下面にＡｌ等の金属から成る励振電極を所定パターンに形成してなり、これら励振電極の形成領域が弾性表面波の伝搬領域２１として機能する。更に、前記弾性表面波素子２の下面には、上述した伝搬領域２１の周囲に、伝搬領域２１の励振電極と電気的に接続された複数個の接続電極２２が設けられており、これらの接続電極２２は配線基板３上の接続パッド３１ａにバンプ６を介して電気的に接続される。弾性表面波素子２の伝搬領域２１は、弾性表面波の振動が阻害されないようフリーな空間を確保する必要があり、また湿気等の侵入による励振電極の変質を防止する必要があることから、気密に保つ必要がある。
【００１４】
また、配線基板３は、例えば、ガラスセラミック材料、アルミナ基板等から成るベースの主面や内部に配線導体３１を形成した構造を有し、具体的には、ベースの上面に弾性表面波素子２の接続電極２２に接続される接続パッド３１ａを、また下面にマザーボード等に対する接続・固定を行うための外部端子電極３１ｂを、そして内部に接続パッド３１ａと外部端子電極３１ｂとを接続するビアホール導体３１ｃを形成した構造を有している。また、配線基板３の上面には、弾性表面波素子２の接続電極２２や伝搬領域２１が対向する領域の外側にエポキシ樹脂等からなる枠体５が形成されている。
【００１５】
ここで、弾性表面波素子２は従来周知のフェイスダウンボンディング法にて配線基板３上に実装され、接続電極２２と接続パッド３１ａとがバンプ６を介して電気的・機械的に接続される。また、弾性表面波素子下面の伝搬領域２１と配線基板３の上面との間に形成される空隙は、その周囲が枠体５によって隙間なく塞がれた形となっている。
【００１６】
一方、封止材４は、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等から成り、弾性表面波素子２と配線基板３との間の空隙を枠体５の外側より塞ぎ、空隙７を気密封止する作用を為す。
【００１７】
次に上述した弾性表面波装置１の製造方法について図２を用いて説明する。
（工程１）
まず、図２に示すように、配線導体３１を形成した配線基板３の上面にエポキシ樹脂の前駆体ワニス（液状樹脂）を従来周知のスクリーン印刷法やディスペンス法によって塗布し、これを加熱・硬化させることによって枠体５を形成する。このとき、枠体５は、弾性表面波素子２の下面で励振される弾性表面波振動を阻害しないように、弾性表面波素子２の伝搬領域２１と対向する領域の外側に配設される。
【００１８】
次に、弾性表面波素子２の下面に、キャピラリ等を用いた従来周知のボールバンプ形成法等によってＡｕボールを接続電極２２上に接合し、バンプ６を形成する。そして図３及び図４に示すように、弾性表面波素子２を、バンプ６が接続パッド３１ａ上に配置されるようにして枠体５上に載置する。このとき、枠体５の厚みにより、弾性表面波素子２の下面と配線基板３の上面との間には間隔Ｄが形成される。
【００１９】
（工程２）
次に、前記枠体５をガラス転移温度以上の温度、例えば、１８０℃〜２００℃に加熱し、枠体５を外力によって容易に変形できる程度まで軟化させる。そして、枠体５を軟化させた状態のまま、弾性表面波素子２を配線基板３側に押圧し、枠体５の外形を変形させることによって枠体５の頂部をその全域にわたり弾性表面波素子２の下面に密着させる。このとき、図５に示すように、弾性表面波素子２と配線基板３との間隔は押圧前の間隔Ｄより小さい間隔ｄ（ｄ＜Ｄ）となる。従って、枠体５の厚みに多少のバラツキがあったとしても、枠体５の頂部はこの工程で弾性表面波素子２の下面に沿って良好に密着されることから、弾性表面波素子２と配線基板３との空隙は枠体５によって隙間なく塞がれた状態となり、後述する液状樹脂の浸入が確実に防止されるようになる。
【００２０】
またこの場合、弾性表面波素子２の下面に押圧される枠体５の頂部は先に述べた加熱処理によって軟化した状態となっていることから、枠体５の頂部が弾性表面波素子２の下面と接触しても弾性表面波素子２の下面を傷付けたりすることはない。
【００２１】
更にこの工程では、接続電極２２と接続パッド３１ａとの接続も同時に行なわれる。この接続方法としては、例えば、バンプ６を用いた超音波熱圧着法が採用され、その場合、弾性表面波素子２を配線基板３側に押圧する段階で、バンプ６を接続パッド３１ａに圧接させ、しかる後、所定の圧接荷重をかけた状態で２００℃程度の熱を加えながら超音波振動を印加することによって接合がなされる。
【００２２】
（工程３）
そして最後に、図６に示すようにフェノール硬化型エポキシ樹脂の前駆体ワニス（液状樹脂）を弾性表面波素子２の実装領域を囲うように塗布し、これを約１５０℃程度の温度で１時間程度加熱することにより樹脂を熱硬化させて封止材４を形成し、これによって弾性表面波素子２と配線基板３との間の空隙７が封止材４によって気密封止される。
【００２３】
このとき、弾性表面波素子２−配線基板３間の空隙は枠体５によって隙間なく塞がれているため、液状樹脂の浸入を枠体５で良好に堰き止めることができ、弾性表面波素子２−配線基板３間の空隙に液状樹脂が流入するのを確実に防止することができる。
【００２４】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更・改良等が可能である。
【００２５】
例えば、上述の実施形態では、接続電極２２と接続パッド３１ａとの接続にＡｕによるバンプ６を使用し、弾性表面波素子２を配線基板３側に押圧する段階で行ったが、これに代えて、半田バンプを使用して、弾性表面波素子２を配線基板３に載置した段階で行っても良い。このとき半田バンプでの接合後、枠体５の軟化と同時に半田バンプを溶融させ弾性表面波素子２を配線基板３側に押圧すれば、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
また、Ａｕによるバンプ６は図７に示すように第一突起部６ａ、第二突起部６ｂ、及び台座部６ｃとからなるバンプ６であっても構わない。このとき、図８に示すように第二突起部６ｂにて接合を行えば、バンプ６と接続パッド３１ａとの当接面積が広く確保されるため、超音波振動の印加に伴う位置ずれを有効に防止することができる上に、弾性表面波素子２に大きなダメージを与えることなく接合強度を高めることが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、弾性表面波素子を配線基板上に形成した枠体上に載置し、枠体をガラス転移温度以上の温度で加熱・軟化させるとともに、弾性表面波素子と配線基板との空隙高さが狭くなるように枠体を変形させながら、弾性表面波素子を配線基板側に押圧している。これにより、弾性表面波素子の実装において、弾性表面波素子には無理な応力が加わることがなく、その結果、破損等の不具合が発生することはない。また同時に、枠体の頂部は弾性表面波素子の下面に沿って密着するようになっているので、煩雑で細かい工程管理を必要とすることなく配線基板と弾性表面波素子との空隙を良好に塞ぐことができ、弾性表面波装置の生産性を高く維持することができる。
【００２８】
更に、本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、枠体を変形させながら弾性表面波素子を配線基板側に押圧する工程において、弾性表面波素子の接続電極と配線基板の配線導体とを接続することにより、弾性表面波素子が破損したり、弾性表面波素子と枠体との間に両者の密着不足による隙間を発生したりすることなく確実な接続を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法によって製作した弾性表面波装置の断面図である。
【図２】図１の弾性表面波装置に用いられる配線基板の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法の工程１の前段階を説明するための断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法の工程１を説明するための断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法の工程２を説明するための断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法の工程３を説明するための断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法を説明するための実装工程前の側面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法を説明するための実装工程後の側面図である。
【図９】従来の弾性表面波装置の断面図である。
【符号の説明】
１・・・弾性表面波装置
２・・・弾性表面波素子
２１・・・弾性表面波の伝搬領域
２２・・・接続電極
３・・・配線基板
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ・・・配線導体
４・・・封止材
５・・・枠体
６・・・バンプ
７・・・空隙
【図１】
2004096255.tif 000003
【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】
2004096255.tif 000009
【図８】
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【図９】
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