(57)【要約】    【課題】    ＳＡＷデバイスを小型化、低背化する手段を得る。    【解決手段】    絶縁基板上に金属バンプを介して弾性表面波デバイス素子をフリップチップ方式でボンディングすると共に、弾性表面波デバイス素子と絶縁基板との上に絶縁性樹脂を付着して熱硬化させ、弾性表面波デバイス素子と絶縁基板との間に気密空間を形成した弾性表面波デバイスであって、絶縁性樹脂の外側表面に密着性の良い第１の金属膜と、第２の金属膜との少なくとも２層の積層金属膜を付着して構成する。    【選択図】      図１
2005027229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の配線が施されたプリント基板と、その上にフリップチップ実装した弾性表面波素子と、前記弾性表面波素子と前記プリント基板との間に気密空間を確保するようにこれらの上面を覆う絶縁性の気密部材と、該気密部材の外面に付着した金属膜とを備えた弾性表面波デバイスであって、
前記金属膜は、少なくとも前記気密部材との密着性に優れた第１の金属膜と、第１の金属膜とは異なる金属からなる第２の金属膜とを順次付着した構造を含む多層金属膜であることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項２】
前記第１の金属膜がクロム、チタン、ニッケルのいずれかを主成分とする金属であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項３】
前記第２の金属膜がアルミニウム、銅のいずれかを主成分とする金属であることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項４】
前記金属膜の外面が絶縁性の樹脂にて覆われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弾性表面波デバイス。
【請求項５】
前記第１の金属膜の厚さをＨ１、前記第２の金属膜の厚さをＨ２としたとき、
Ｈ１≦０．５μｍ、０．５μｍ＜Ｈ２≦５０μｍ
を満たすようにそれぞれの膜厚を設定したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の弾性表面波デバイス。
【請求項６】
外部端子を有し該外部端子と導通する内部導体と配線パターンを複数備えた実装基板母材上に金属バンプを介して弾性表面波素子をマトリクス状にフリップチップ方式でボンディングすると共に、弾性表面波素子上に絶縁性フィルム、あるいは絶縁性樹脂を付着して熱硬化させ、弾性表面波素子と実装基板母材との間に気密空間を形成して封止する工程と、前記熱硬化した絶縁性フィルムあるいは樹脂の外側表面に金属膜を形成する工程と、前記実装基板母材を個片に分割する工程とを備えた弾性表面波デバイスの製造法において、
前記絶縁性フィルムあるいは樹脂を熱硬化させた後、前記絶縁性フィルムあるいは樹脂を切断し、前記実装基板母材は分離しないように切れ込みを入れる工程と、前記熱硬化した絶縁性フィルムあるいは樹脂上に密着性の良い第１の金属膜を付着する工程と、該第１の金属膜の上に第２の金属膜を付着する工程と、前記前記熱硬化した絶縁性フィルムあるいは樹脂を切断した切断幅よりも狭い幅で前記実装基板母材を切断して個片に分割する工程を含むことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造法。
【請求項７】
外部端子を有し該外部端子と導通する内部導体と配線パターンを複数備えた実装基板母材上に金属バンプを介して弾性表面波素子をマトリクス状にフリップチップ方式でボンディングすると共に、弾性表面波素子上に絶縁性フィルム、あるいは絶縁性樹脂を付着して熱硬化させ、弾性表面波デバイス素子と実装基板母材との間に気密空間を形成して封止する工程と、前記熱硬化した絶縁性フィルムあるいは樹脂の外側表面に金属膜を形成する工程と、前記実装基板母材を個片に分割する工程とを備えた弾性表面波デバイスの製造法において、
前記絶縁性フィルムあるいは樹脂を熱硬化させた後、前記絶縁性フィルムあるいは樹脂を切断し、前記実装基板母材は分離しないように切れ込みを入れる工程と、前記熱硬化した絶縁性フィルムあるいは樹脂上に密着性の良い第１の金属膜を付着する工程と、該第１の金属膜の上に第２の金属膜を付着する工程と、前記の切れ込み内と前記第２の金属膜とを覆うように樹脂を充填する工程と、前記前記熱硬化した絶縁性フィルムあるいは樹脂を切断した切断幅よりも狭い幅で前記実装基板母材を切断して個片に分割する工程を含むことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弾性表面波デバイスとその製造法に関し、特に簡易封止に絶縁性フィルムあるいは絶縁樹脂を用い、且つその表面に積層金属膜を付着した弾性表面波デバイスとその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、弾性表面波デバイス（以下、ＳＡＷデバイスと称す）は通信分野で広く利用され、高性能、小型、量産性等の優れた特徴を有することから特に携帯電話、無線ＬＡＮ等に多く用いられている。
図７は従来のＳＡＷデバイスの構成を示す断面図であって、ＳＡＷデバイス素子２１をセラミックパッケージ２２に収容し、該セラミックパッケージ２２の凹陥部とＳＡＷデバイス素子２１の底面とを接着剤を用いて接着固定した後、ＳＡＷデバイスのパッド電極（図示せず）とセラミックパッケージ２２の段差部に設けた電極２３とをボンディングワイヤ２４にて接続する。そして、セラミックパッケージ２２の上部の周縁部に形成したメタライズ２５と金属蓋２６とを抵抗溶接等の手段を用いて気密封止して、ＳＡＷデバイスを構成する。
【０００３】
セラミックパッケージ２２の内部を乾燥窒素等の気体で満たして気密封止する理由は、周知のようにＳＡＷデバイス素子２１の電極が酸化することによる周波数変動を防止するためと、環境変化、例えば温度変化によって結露が発生し、ＳＡＷデバイス素子２１上に出現した水滴による性能劣化を防ぐためである。
セラミックパッケージを用いたＳＡＷデバイスは気密性では優れているものの、小型化、低コスト化という最近の要求を満たすことは難しいという問題があった。この問題を解決する手段として、ＳＡＷデバイス素子を絶縁性フィルムから形成した額縁状で絶縁性の壁及び蓋で封止したＳＡＷデバイスとその製造法が、特開２０００−１１４９１８号公報に開示されている。
【０００４】
特開２０００−１１４９１８号公報を簡単に説明する。図８（ａ）に示すようにウエハ３１の上に弾性表面波を送受する電極３２をマトリクス状に配置し、同図（ｂ）に示すようにウエハ３１上の全ての電極３２に感光性フィルム３３を貼り付け、写真製版技術（フォトリソグラフィ技術）を用いて図８（ｃ）に示すように、電極３２を取り囲む額縁状の第１の絶縁性の壁３４を形成する。そして、図８（ｄ）に示すように第１の絶縁性の壁３４に対して感光性のフィルム３５を装着し、電極３２との間に空間３６を設ける。次に、写真製版技術によって第１の壁３４に対する第２の絶縁性の蓋３７を形成し、分離線３８の位置をダイシングソーにより切断し分割することによって個々のチップ（ＳＡＷデバイス）を形成する。
【０００５】
図９は、図８に示した製造法を用いて製作したＳＡＷデバイスの構成を示す斜視図であって、圧電基板３１上に配置した電極の周囲空間を覆うように額縁状の絶縁性の壁３４と、絶縁性の蓋３５とからなる簡易パッケージが形成されている。そして、簡易パッケージの表面は内部への湿気の浸入防止用に金属膜で被覆されており、この金属膜を接地電位と導通させることにより電磁気遮蔽としても機能する。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１１４９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図９に示したように絶縁性樹脂に金属膜を付着させると引っ掻き試験で容易に剥離が生じ、あるいはひび割れ等が生じる。その結果、簡易パッケージ内に湿気が浸入し、且つＳＡＷデバイス周辺の電子部品からの電磁気的影響を受けるという問題があった。
【０００８】
図１０は絶縁性の樹脂板上に蒸着等の手段でクロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属膜を０．１μｍ、５μｍの膜厚で付着し、引っ掻き試験（引っ掻き試験には鉛筆法ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−４と、荷重針法Ｋ５６００−５−５があるが後者を用いた）と、図１１（ａ）に示すひび割れ、同図（ｂ）に示す薄膜状の剥離等を観察した結果をまとめた図である。ここで、○、×印はそれぞれ引っ掻き試験で剥離が生じなかった場合と、生じた場合とを示している。図１０からアルミニウム、銅は膜厚に関わらず引っ掻き試験に弱いことを示している。一方、クロムは膜厚によらず引っ掻き試験には強いが、膜厚が厚くなるとひび割れが発生する。また、チタンの場合は０．１μｍの膜厚では引っ掻き試験で剥離が生じないが、膜厚が５μｍと厚くなると剥離が生じ、且つ薄膜状の剥がれも生じることがわかる。引っ掻き試験で剥離を起こすのは金属膜の付着強度が弱く、実用に耐えないことを示している。
【０００９】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、金属膜が強固に密着した樹脂製パッケージにＳＡＷデバイス素子を収容したＳＡＷデバイスとその製造法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明に係る弾性表面波デバイスとその製造法の請求項１記載の発明は、所定の配線が施されたプリント基板と、その上にフリップチップ実装した弾性表面波素子と、前記弾性表面波素子と前記プリント基板との間に気密空間を確保するようにこれらの上面を覆う絶縁性の気密部材と、該気密部材の外面に付着した金属膜とを備えた弾性表面波デバイスであって、前記金属膜は、少なくとも前記気密部材との密着性に優れた第１の金属膜と、第１の金属膜とは異なる金属からなる第２の金属膜とを順次付着した構造を含む多層金属膜であることを特徴とする弾性表面波デバイスである。
請求項２記載の発明は、前記第１の金属膜がクロム、チタン、ニッケルのいずれかを主成分とする金属であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイスである。
請求項３記載の発明は、前記第２の金属膜がアルミニウム、銅のいずれかを主成分とする金属であることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性表面波デバイスである。
請求項４記載の発明は、前記金属膜の外面が絶縁性の樹脂にて覆われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弾性表面波デバイスである。
請求項５記載の発明は、前記第１の金属膜の厚さをＨ１、前記第２の金属膜の厚さをＨ２としたとき、
Ｈ１≦０．５μｍ、０．５μｍ＜Ｈ２≦５０μｍ
を満たすようにそれぞれの膜厚を設定したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の弾性表面波デバイスである。
請求項６記載の発明は、外部端子を有し該外部端子と導通する内部導体と配線パターンを複数備えた実装基板母材上に金属バンプを介して弾性表面波素子をマトリクス状にフリップチップ方式でボンディングすると共に、弾性表面波素子上に絶縁性フィルム、あるいは絶縁性樹脂を付着して熱硬化させ、弾性表面波素子と実装基板母材との間に気密空間を形成して封止する工程と、前記熱硬化した絶縁性フィルムあるいは樹脂の外側表面に金属膜を形成する工程と、前記実装基板母材を個片に分割する工程とを備えた弾性表面波デバイスの製造法において、前記絶縁性フィルムあるいは樹脂を熱硬化させた後、前記絶縁性フィルムあるいは樹脂を切断し、前記実装基板母材は分離しないように切れ込みを入れる工程と、前記熱硬化した絶縁性フィルムあるいは樹脂上に密着性の良い第１の金属膜を付着する工程と、該第１の金属膜の上に第２の金属膜を付着する工程と、前記前記熱硬化した絶縁性フィルムあるいは樹脂を切断した切断幅よりも狭い幅で前記実装基板母材を切断して個片に分割する工程を含むことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造法である。
請求項７記載の発明は、外部端子を有し該外部端子と導通する内部導体と配線パターンを複数備えた実装基板母材上に金属バンプを介して弾性表面波素子をマトリクス状にフリップチップ方式でボンディングすると共に、弾性表面波素子上に絶縁性フィルム、あるいは絶縁性樹脂を付着して熱硬化させ、弾性表面波デバイス素子と実装基板母材との間に気密空間を形成して封止する工程と、前記熱硬化した絶縁性フィルムあるいは樹脂の外側表面に金属膜を形成する工程と、前記実装基板母材を個片に分割する工程とを備えた弾性表面波デバイスの製造法において、前記絶縁性フィルムあるいは樹脂を熱硬化させた後、前記絶縁性フィルムあるいは樹脂を切断し、前記実装基板母材は分離しないように切れ込みを入れる工程と、前記熱硬化した絶縁性フィルムあるいは樹脂上に密着性の良い第１の金属膜を付着する工程と、該第１の金属膜の上に第２の金属膜を付着する工程と、前記の切れ込み内と前記第２の金属膜とを覆うように樹脂を充填する工程と、前記前記熱硬化した絶縁性フィルムあるいは樹脂を切断した切断幅よりも狭い幅で前記実装基板母材を切断して個片に分割する工程を含むことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造法である。
構成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以上説明したように構成したので、請求項１に記載の発明はパッケージ内への湿気浸入防止と、周囲の電気部品からの電磁気遮蔽の防止という優れた効果を表す。請求項２、３に記載の発明は樹脂製パッケージに強固に付着する金属膜を特定したので、ＳＡＷデバイスが容易に実現できるという優れた効果を表す。請求項４に記載の発明は積層金属膜の強化をさらに図る手段を提供するとなる。請求項５に記載の発明は第１、第２の金属膜のそれぞれの膜厚を特定したので、ＳＡＷデバイスが容易に実現できるという優れた効果を奏す。請求項６、７に記載の発明は簡易パッケージタイプのＳＡＷデバイスの製作方法を示したのでこのタイプのＳＡＷデバイスが容易に実現できるという優れた効果を奏す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明に係る弾性表面波デバイスの実施例の構成を示す図であって、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は断面図、同図（ｃ）はＱ−Ｑにおける断面図である。絶縁基板１、例えばセラミック基板の上面と裏面にそれぞれ接続端子２と外部端子３を形成すると共に、接続端子２、外部端子３間を導通する内部導体４を形成する。そして、接続端子２に金属バンプ５を介してＳＡＷデバイス素子６をフリップチップ方式でボンディングすると共に、フェイスダウン状態のＳＡＷデバイス素子６と絶縁基板１の上面とに絶縁性樹脂７を付着した上で熱硬化させ、ＳＡＷデバイス素子６と絶縁基板１の上面との間に気密空間８を形成する。さらに、熱硬化した絶縁性樹脂７の外側表面に絶縁性樹脂との密着性の良い第１の金属膜９ａを付着し、さらに第１の金属膜９ａの上に第２の金属膜９ｂを積層してＳＡＷデバイスを完成する。なお、積層金属膜９（９ａ、９ｂ）は絶縁基板１上に設けた接地用導体と導通される。
【００１４】
種々の実験を重ねた結果、第１の金属膜９ａとしては絶縁性樹脂７と密着性の良いクロム、チタン、ニッケル等が適しているが、これらの金属膜を厚くするとひび割れや薄膜状の剥がれ生じ、引っ掻き試験にも弱くなる。かと言って膜を薄くすると機械的強度の低下は防止できるものの湿気の浸入防止という本来の機能が十分に得られない。これらの弱点を補うべく第１の金属膜９ａの上に第２の金属膜９ｂとしてアルミニウム、銅の膜を積層すれば理想的な膜が得られる。
【００１５】
図２は積層金属膜の実施例で、Ａは第１の金属膜９ａをクロム膜０．１μｍ、第２の金属膜９ｂをアルミニウム膜４μｍとした場合で、引っ掻き試験での剥離は生じないし、金属膜の薄膜状の剥がれも生じなかった。Ｂは第１の金属膜９ａをクロム膜０．２μｍ、第２の金属膜９ｂをアルミニウム膜４μｍとした場合で、引っ掻き試験での剥離は生じないし、金属膜の薄膜状の剥がれも生じなかった。Ｃは第１の金属膜９ａをクロム膜０．１μｍ、第２の金属膜をアルミニウム膜１０μｍとした場合で、同様に引っ掻き試験での剥離は生じないし、金属膜の薄膜状の剥がれも生じなかった。
【００１６】
図２の積層金属膜の実施例で第２の金属膜としてアルミニウムの代わりに銅を用い、クロム膜／銅膜をそれぞれ０．１μｍ／４μｍ、０．２μｍ／４μｍ、０．１μｍ／１０μｍとして実験したが、アルミニウムの場合と同様に良好な結果が得られた。
【００１７】
次に、第１の金属膜としてクロムの代わりにチタンを用い、その上に第２の金属膜として、アルミニウム膜あるいは銅膜を積層した積層膜を形成し、引っ掻き試験とひび割れ等を調べたがクロム膜と銅膜との積層の場合とほぼ同様な結果が得られた。
【００１８】
また、第１の金属膜としてニッケルを用いても樹脂と強固に密着することが判明した。なお、第２の金属膜（Ａｌ、Ｃｕ）の厚さを５０μｍ程度まで厚くした膜を試作したが剥離等は生じなかった。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、絶縁性樹脂７でＳＡＷデバイス素子６の電極面と絶縁基板１の上面との間に気密空間８を形成すると共に、絶縁性樹脂７の外部表面に積層金属膜９を付着することにより、気密空間８内への湿気浸入を防止し、且つＳＡＷデバイスを搭載した周囲の電子部品からの電磁気的影響を完全に防止することができるようになった。
【００２０】
図１に示したＳＡＷデバイスの製造法としては、図３（ａ）に示すように絶縁基板１をマトリクス状に配置したような実装基板母材１Ｐのそれぞれの接続端子（図示せず）に、同図（ｂ）に示すように金属バンプ５を介してにＳＡＷデバイス素子６をフリップチップ方式でボンディングすると共に、フェイスダウンのＳＡＷデバイス素子６と実装基板母材１Ｐの上面とに、同図（ｃ）に示すように絶縁性樹脂７を付着した上で熱硬化させ、それぞれのＳＡＷデバイス素子６と実装基板母材１Ｐの上面との間に気密空間８を形成する。さらに、図３（ｄ）に示すように実装基板母材１Ｐを切断しないように、熱硬化した絶縁性樹脂７の厚みに相当する深さにて所定の幅の切れ込みを入れる。そして、図（ｅ）に示すようにそれぞれの絶縁性樹脂７の外表面上に密着性の良い第１の金属膜を蒸着等の手段を用いて付着し、さらに第１の金属膜の上に第２の金属膜を付着して積層金属膜９を形成する。そして、絶縁性樹脂７に入れた切り込み幅よりも狭い幅で実装基板母材１Ｐを一点鎖線に沿って切断して個片に分割し、ＳＡＷデバイスを完成する。
【００２１】
金属膜としては、前述したように第１の金属膜としてクロム、チタン、ニッケルのいずれかを０．５μｍ以下の厚さに、第２の金属膜としてアルミニウムまたは銅を０．５μｍから５０μｍ程度の厚さにすると強固な積層膜が形成できる。図４はクロムの膜厚を０．１μｍとし、アルミニウムの膜厚を４μｍとして製作したＳＡＷデバイスの上面の写真であり、膜の剥離等が発生していないことが確認できる。
【００２２】
図５は本発明の係る第２の実施例の構成を示す図であって、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は断面図、同図（ｃ）はＱ−Ｑにおける断面図である。図１に示した第１の実施例との違いは積層金属膜９の上に樹脂１０でコーティングし、積層金属膜９の強化を図ったところである。製造方法としては図３（ｅ）に示した工程の後に、図６で示す工程を追加する。即ち、図３（ｅ）の切れ込み内と前記第２の金属膜９とを覆うように樹脂１０を充填し、硬化させた上で絶縁性樹脂７に入れた切り込み幅よりも狭い幅で実装基板母材１Ｐを一点鎖線に沿って切断して個片に分割し、ＳＡＷデバイスを完成する。積層金属膜９を樹脂１０で覆うことにより、第２の金属膜（アルミニウム、銅）の劣化、酸化等を防止することができる。
【００２３】
図１ではＳＡＷデバイスとして説明したが、これにはＳＡＷ共振子、多重モードＳＡＷフィルタ、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタ等全てのＳＡＷデバイスが含まれることは言うまでもない。また、絶縁性樹脂を用いて簡易パッケージを作ることを説明したが絶縁性のフィルムを用いて熱硬化させ、これに前述の金属膜を積層付着してＳＡＷデバイスを
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は本発明に係るＳＡＷデバイスの斜視図、（ｂ）はＱ−Ｑの断面図、（ｃ）はＸ−Ｘの断面図である。
【図２】積層した金属膜のそれぞれの膜厚と、引っ掻き試験、ひび割れの有無を示す図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は本発明に係るＳＡＷデバイスの製作工程を示す断面図である。
【図４】樹脂上に形成した積層金属膜（Ａｌ／Ｃｒ）の写真である。
【図５】本発明に係る第２の実施例の弾性表面波デバイスの構成を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＱ−Ｑの断面図、（ｃ）はＸ−Ｘの断面図である。
【図６】本発明に係る第２の実施例のＳＡＷデバイスの製作工程を示す断面図である。
【図７】セラミックパッケージを用いた従来の弾性表面波デバイスの構成を示す断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は絶縁性フィルムを用いて簡易パッケージを形成する工程を示す図である。
【図９】絶縁性フィルムの簡易パッケージに金属膜を付着した弾性表面波デバイスの斜視図である。
【図１０】樹脂上へ付着した各種金属膜の引っ掻き試験と金属膜の状態を示す図である。
【図１１】（ａ）は樹脂上へ付着したクロム膜（５μｍ）のひび割れを示す写真、（ｂ）は樹脂上へ付着したチタン膜（３μｍ）のひび割れを示す写真である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・圧電基板
１Ｐ・・実装基板母材
２・・接続端子
３・・外部端子
４・・内部導体
５・・金属バンプ
６・・ＳＡＷデバイス素子
７・・絶縁性樹脂
８・・気密空間
９・・積層金属膜
９ａ・・第１の金属膜
９ｂ・・第２の金属膜
１０・・樹脂
【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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