(57)【要約】【課題】  バンプ電極を実装基板に強く押し付けなくてもバンプ電極と実装基板の電極との接触不良を低減できるフリップチップ実装電子部品の製造方法、電子デバイスの製造方法、及び弾性表面波素子を提供する。【解決手段】  バンプ電極２６を形成する際に、バンプ電極材料を含む線条体４２の先端に塊状のバンプ電極部分４２ａを形成し、線条体４２のバンプ電極部分４２ａをパッド電極２２（嵩上げ電極２０）に接合し、バンプ電極部分４２ａに複数の凸部４２ｄ及び４２ｅを形成する。複数の凸部４２ｄ及び４２ｅを形成する際には、キャピラリ４１を移動した後、キャピラリ４１の縁部４１ｂをバンプ電極部分４２ａの凸部４２ｃに押し付けることによって該凸部４２ｃを分割するとよい。【選択図】  図６
2005294379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極上にバンプ電極を形成するバンプ電極形成工程を備えるフリップチップ実装電子部品の製造方法であって、
前記バンプ電極形成工程が、
バンプ電極材料を含む線条体の先端に塊状のバンプ電極部分を形成する電極部分形成工程と、
前記線条体の前記バンプ電極部分を前記電極に接合する接合工程と、
前記バンプ電極部分に複数の凸部を形成する凸部形成工程と
を含むことを特徴とする、フリップチップ実装電子部品の製造方法。
【請求項２】
電極上にバンプ電極を形成するバンプ電極形成工程を備えるフリップチップ実装電子部品の製造方法であって、
前記バンプ電極形成工程が、
バンプ電極材料を含む線条体を送出するための開口を有するキャピラリから送出された前記線条体の先端に塊状のバンプ電極部分を形成する電極部分形成工程と、
前記線条体の前記バンプ電極部分を前記電極に接合する接合工程と、
前記線条体の送出方向と交差する方向に前記キャピラリを移動させた後、前記開口の縁部を前記バンプ電極部分に押し付けることにより前記バンプ電極部分に複数の凸部を形成する凸部形成工程と
を含むことを特徴とする、フリップチップ実装電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記接合工程の際に、前記キャピラリを前記バンプ電極部分に押し付けることにより前記開口の形状に応じた一つの凸部を前記バンプ電極部分に形成し、
前記凸部形成工程の際に、前記接合工程において形成された前記一つの凸部に前記開口の前記縁部を押し付けて該一つの凸部を分割することにより前記複数の凸部を形成することを特徴とする、請求項２に記載のフリップチップ実装電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記接合工程の際に、前記バンプ電極部分に加圧し超音波振動を印加することによって前記バンプ電極部分を前記電極に接合することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフリップチップ実装電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記バンプ電極材料が金を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフリップチップ実装電子部品の製造方法。
【請求項６】
電極上にバンプ電極を有するフリップチップ実装電子部品と、該フリップチップ実装電子部品が実装される実装基板とを備える電子デバイスの製造方法であって、
前記フリップチップ実装電子部品の前記電極上に前記バンプ電極を形成するバンプ電極形成工程と、
前記フリップチップ実装電子部品を前記実装基板上に実装する実装工程と
を備え、
前記バンプ電極形成工程が、
バンプ電極材料を含む線条体の先端に塊状のバンプ電極部分を形成する電極部分形成工程と、
前記線条体の前記バンプ電極部分を前記電極に接合する接合工程と、
前記バンプ電極部分に複数の凸部を形成する凸部形成工程と
を含むことを特徴とする、電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
電極上にバンプ電極を有するフリップチップ実装電子部品と、該フリップチップ実装電子部品が実装される実装基板とを備える電子デバイスの製造方法であって、
前記フリップチップ実装電子部品の前記電極上に前記バンプ電極を形成するバンプ電極形成工程と、
前記フリップチップ実装電子部品を前記実装基板上に実装する実装工程と
を備え、
前記バンプ電極形成工程が、
バンプ電極材料を含む線条体を送出するための開口を有するキャピラリから送出された前記線条体の先端に塊状のバンプ電極部分を形成する電極部分形成工程と、
前記線条体の前記バンプ電極部分を前記電極に接合する接合工程と、
前記線条体の送出方向と交差する方向に前記キャピラリを移動させた後、前記開口の縁部を前記バンプ電極部分に押し付けることにより前記バンプ電極部分に複数の凸部を形成する凸部形成工程と
を含むことを特徴とする、電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記実装工程の際に、前記フリップチップ実装電子部品の前記バンプ電極を前記実装基板に押し付け、前記バンプ電極に超音波振動を印加することにより前記バンプ電極と前記実装基板とを接合することを特徴とする、請求項６または７に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記実装基板が樹脂を含むことを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１０】
圧電性基板と、
前記圧電性基板上に形成された櫛形電極と、
前記圧電性基板上にパッド電極を介して設けられたバンプ電極と
を備え、
前記バンプ電極が複数の凸部を有することを特徴とする、弾性表面波素子。
【請求項１１】
圧電性基板と、
前記圧電性基板上に形成された櫛形電極と、
前記圧電性基板上にパッド電極を介して設けられたバンプ電極と
を備え、
前記バンプ電極が、バンプ電極材料を含む線条体を送出するための開口を有するキャピラリから送出された前記線条体の先端に塊状のバンプ電極部分が形成され、前記線条体の前記バンプ電極部分が前記パッド電極に接合され、前記線条体の送出方向と交差する方向に前記キャピラリが移動された後、前記開口の縁部が前記バンプ電極部分に押し付けられることにより前記バンプ電極部分に複数の凸部が形成されてなることを特徴とする、弾性表面波素子。
【請求項１２】
圧電性基板と、
前記圧電性基板上に形成された櫛形電極と、
前記圧電性基板上にパッド電極を介して設けられたバンプ電極と
を備え、
前記バンプ電極が、バンプ電極材料を含む線条体を送出するための開口を有するキャピラリから送出された前記線条体の先端に塊状のバンプ電極部分が形成され、前記線条体の前記バンプ電極部分が前記パッド電極に接合されるとともに前記キャピラリが前記バンプ電極部分に押し付けられることにより前記開口の形状に応じた一つの凸部が前記バンプ電極部分に形成され、前記線条体の送出方向と交差する方向に前記キャピラリが移動された後、前記一つの凸部に前記開口の前記縁部が押し付けられて該一つの凸部が分割されることにより複数の凸部が形成されてなることを特徴とする、弾性表面波素子。
【請求項１３】
前記バンプ電極が金を含むことを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の弾性表面波素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリップチップ実装電子部品の製造方法、電子デバイスの製造方法、及び弾性表面波素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、弾性表面波素子などの電子部品を実装基板上に高密度に実装するために、フリップチップ実装技術が盛んに実施されている。フリップチップ実装は、電子部品のバンプ電極部分に形成されたバンプ電極を実装基板の電極等に接合することにより行われる。
【０００３】
バンプ電極は、例えば次のようにして形成される。まず、線状の金属材料の先端を塊状に加工し、該塊状部分を電子部品の電極形成部分に押し付ける。そして、線状の金属材料をクランプして引っ張ることにより塊状部分を分離する。図１３は、このようにして形成されるバンプ電極１００の一例を示す外観写真である。バンプ電極１００は、塊状部分１０１と、塊状部分１０１上に形成された凸部１０２を有する。この凸部１０２は、塊状部分を電子部品に押し付ける際に形成される部分であり、塊状部分を押し付けるための装置であるキャピラリの先端形状が反映される。
【０００４】
なお、本願の先行技術としては、特許文献１に開示された超音波ボンディング実装方法を挙げることができる。この特許文献１には、図１３に示したバンプ電極１００と同様のバンプ電極を備える素子が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０６９５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
バンプ電極を有する電子部品を実装基板にフリップチップ実装する際には、バンプ電極と実装基板の電極とが良好に接合されることが好ましい。バンプ電極と実装基板の電極との間に接合不良が生じると、接触抵抗が増加するとともに、振動などによって電子部品と実装基板とが分離しやすくなり、信頼性が低下してしまう。しかしながら、バンプ電極と実装基板の電極との接合状態を良くするための方法としては、例えばバンプ電極を実装基板の電極に強く押し当てて接合する方法が考えられるが、この方法では、実装基板の電極や電子部品の電極形成部分が破壊されるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、バンプ電極を実装基板に強く押し付けなくてもバンプ電極と実装基板の電極との接触不良を低減できるフリップチップ実装電子部品の製造方法、電子デバイスの製造方法、及び弾性表面波素子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】
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明によるフリップチップ実装電子部品の製造方法は、電極上にバンプ電極を形成するバンプ電極形成工程を備えるフリップチップ実装電子部品の製造方法であって、バンプ電極形成工程が、バンプ電極材料を含む線条体の先端に塊状のバンプ電極部分を形成する電極部分形成工程と、線条体のバンプ電極部分を電極に接合する接合工程と、バンプ電極部分に複数の凸部を形成する凸部形成工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記したフリップチップ実装電子部品の製造方法では、バンプ電極を形成する際に、バンプ電極部分に複数の凸部を形成している。本発明者らは、このようにバンプ電極部分に複数の凸部を形成することにより、フリップチップ実装電子部品を実装基板に実装する際に複数の凸部が実装基板の電極に接することとなり、バンプ電極を実装基板に強く押し付けなくてもバンプ電極と実装基板の電極との接合状態がより良好となり、接触不良が低減することを見出した。この要因は、バンプ電極部分に複数の凸部が形成されることにより、バンプ電極と実装基板とを接合する際にバンプ電極と実装基板の電極とが複数箇所で接することで一接点あたりの接触面積が小さくなり、バンプ電極がより短時間で且つ均一に溶融し接合するためと推察される。
【００１０】
また、フリップチップ実装電子部品の製造方法は、電極上にバンプ電極を形成するバンプ電極形成工程を備えるフリップチップ実装電子部品の製造方法であって、バンプ電極形成工程が、バンプ電極材料を含む線条体を送出するための開口を有するキャピラリから送出された線条体の先端に塊状のバンプ電極部分を形成する電極部分形成工程と、線条体のバンプ電極部分を電極に接合する接合工程と、線条体の送出方向と交差する方向にキャピラリを移動させた後、開口の縁部をバンプ電極部分に押し付けることによりバンプ電極部分に複数の凸部を形成する凸部形成工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
上記したフリップチップ部品の製造方法では、バンプ電極を形成する際に、キャピラリの開口の縁部をバンプ電極部分に押し付けることによりバンプ電極部分に複数の凸部を形成している。これにより、バンプ電極部分に複数の凸部を容易に形成することができる。
【００１２】
また、フリップチップ実装電子部品の製造方法は、接合工程の際に、キャピラリをバンプ電極部分に押し付けることにより開口の形状に応じた一つの凸部をバンプ電極部分に形成し、凸部形成工程の際に、接合工程において形成された一つの凸部に開口の縁部を押し付けて該一つの凸部を分割することにより複数の凸部を形成することを特徴してもよい。これによって、バンプ電極部分に複数の凸部をさらに容易に形成することができる。
【００１３】
また、フリップチップ実装電子部品の製造方法は、接合工程の際に、バンプ電極部分に加圧し超音波振動を印加することによってバンプ電極部分を電極に接合することを特徴としてもよい。これによって、比較的低い温度下でバンプ電極を形成することができる。
【００１４】
また、フリップチップ実装電子部品の製造方法は、バンプ電極材料が金を含むことを特徴としてもよい。これによって、バンプ電極に超音波振動を与えて電極に接合することが可能となる。また、バンプ電極材料が金を含むことにより、フリップチップ実装電子部品を実装基板に実装する際に、バンプ電極と実装基板とを加圧し超音波振動を印加することによって接合することができる。これにより、比較的低い温度下でフリップチップ実装電子部品を実装基板に実装することができる。また、このとき、実装基板が樹脂などの比較的軟らかい材料を含み実装基板の電極が振動してしまうような場合であっても、バンプ電極と実装基板の電極とを好適に接合することができる。
【００１５】
また、本発明による電子デバイスの製造方法は、電極上にバンプ電極を有するフリップチップ実装電子部品と、該フリップチップ実装電子部品が実装された実装基板とを備える電子デバイスの製造方法であって、フリップチップ実装電子部品の電極上にバンプ電極を形成するバンプ電極形成工程と、フリップチップ実装電子部品を実装基板上に実装する実装工程とを備え、バンプ電極形成工程が、バンプ電極材料を含む線条体の先端に塊状のバンプ電極部分を形成する電極部分形成工程と、線条体のバンプ電極部分を電極に接合する接合工程と、バンプ電極部分に複数の凸部を形成する凸部形成工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
上記した電子デバイスの製造方法では、フリップチップ実装電子部品の電極上にバンプ電極を形成する際に、バンプ電極部分に複数の凸部を形成している。従って、この電子デバイスの製造方法によれば、上記したフリップチップ実装電子部品の製造方法と同様に、バンプ電極を実装基板に強く押し付けなくてもバンプ電極と実装基板の電極との接触不良を低減できる。
【００１７】
また、電子デバイスの製造方法は、電極上にバンプ電極を有するフリップチップ実装電子部品と、該フリップチップ実装電子部品が実装された実装基板とを備える電子デバイスの製造方法であって、フリップチップ実装電子部品の電極上にバンプ電極を形成するバンプ電極形成工程と、フリップチップ実装電子部品を実装基板上に実装する実装工程とを備え、バンプ電極形成工程が、バンプ電極材料を含む線条体を送出するための開口を有するキャピラリから送出された線条体の先端に塊状のバンプ電極部分を形成する電極部分形成工程と、線条体のバンプ電極部分を電極に接合する接合工程と、線条体の送出方向と交差する方向にキャピラリを移動させた後、開口の縁部をバンプ電極部分に押し付けることによりバンプ電極部分に複数の凸部を形成する凸部形成工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】
上記した電子デバイスの製造方法では、フリップチップ実装電子部品のバンプ電極を形成する際に、キャピラリの開口の縁部をバンプ電極部分に押し付けることによりバンプ電極部分に複数の凸部を形成している。これにより、バンプ電極部分に複数の凸部を容易に形成することができる。
【００１９】
また、電子デバイスの製造方法は、実装工程の際に、フリップチップ実装電子部品のバンプ電極を実装基板に押し付け、バンプ電極に超音波振動を印加することによりバンプ電極と実装基板とを接合することを特徴としてもよい。これにより、比較的低い温度下でフリップチップ実装電子部品を実装基板に実装することができる。
【００２０】
また、電子デバイスの製造方法は、実装基板が樹脂を含むことを特徴としてもよい。実装基板が樹脂などの比較的軟らかい材料からなる場合、バンプ電極を超音波振動によって実装基板に接合する際に実装基板の電極も振動し、バンプ電極と実装基板の電極との間の接合エネルギーが低下して接合不良が増加する傾向がある。これに対し、上記各電子デバイスの製造方法によれば、実装基板が樹脂を含んでいても、バンプ電極と実装基板の電極との間の接合不良を低減することができる。
【００２１】
また、本発明による弾性表面波素子は、圧電性基板と、圧電性基板上に形成された櫛形電極と、圧電性基板上にパッド電極を介して設けられたバンプ電極とを備え、バンプ電極が複数の凸部を有することを特徴とする。
【００２２】
上記した弾性表面波素子では、バンプ電極が複数の凸部を有している。従って、この弾性表面波素子によれば、該弾性表面波素子を実装基板に実装する際に、バンプ電極を実装基板に強く押し付けなくてもバンプ電極と実装基板の電極との間の接触不良を低減することができる。
【００２３】
また、本発明による弾性表面波素子は、圧電性基板と、圧電性基板上に形成された櫛形電極と、圧電性基板上にパッド電極を介して設けられたバンプ電極とを備え、バンプ電極が、バンプ電極材料を含む線条体を送出するための開口を有するキャピラリから送出された線条体の先端に塊状のバンプ電極部分が形成され、線条体のバンプ電極部分がパッド電極に接合され、線条体の送出方向と交差する方向にキャピラリが移動された後、開口の縁部がバンプ電極部分に押し付けられることによりバンプ電極部分に複数の凸部が形成されてなることを特徴とする。これによって、バンプ電極の複数の凸部を容易に形成することができる。
【００２４】
また、本発明による弾性表面波素子は、圧電性基板と、圧電性基板上に形成された櫛形電極と、圧電性基板上にパッド電極を介して設けられたバンプ電極とを備え、バンプ電極が、バンプ電極材料を含む線条体を送出するための開口を有するキャピラリから送出された線条体の先端に塊状のバンプ電極部分が形成され、線条体のバンプ電極部分がパッド電極に接合されるとともにキャピラリがバンプ電極部分に押し付けられることにより開口の形状に応じた一つの凸部がバンプ電極部分に形成され、線条体の送出方向と交差する方向にキャピラリが移動された後、一つの凸部に開口の縁部が押し付けられて該一つの凸部が分割されることにより複数の凸部が形成されてなることを特徴とする。これによって、バンプ電極の複数の凸部をさらに容易に形成することができる。
【００２５】
また、弾性表面波素子は、バンプ電極が金を含むことを特徴としてもよい。これによって、バンプ電極に超音波振動を与えてパッド電極に接合することが可能となるので、バンプ電極とパッド電極とを比較的低い温度下で接合することができる。また、弾性表面波素子を実装基板に実装する際に、バンプ電極と実装基板とを超音波振動によって接合することができるので、比較的低い温度下で弾性表面波素子を実装基板に実装することができる。また、このとき、実装基板が樹脂などの比較的軟らかい材料からなり実装基板の電極が振動してしまうような場合であっても、バンプ電極と実装基板の電極とを好適に接合することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によるフリップチップ実装電子部品の製造方法、電子デバイスの製造方法、及び弾性表面波素子によれば、バンプ電極を実装基板に強く押し付けなくてもバンプ電極と実装基板の電極との接触不良を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しながら本発明によるフリップチップ実装電子部品の製造方法、電子デバイスの製造方法、及び弾性表面波素子の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２８】
図１は、本発明による電子デバイスの製造方法によって製造される電子デバイスの一形態として、弾性表面波装置１０の構成を示す概略断面図である。図１に示すように、本実施形態の弾性表面波装置１０は、弾性表面波素子１２と、この弾性表面波素子１２が搭載される実装基板１４と、弾性表面波素子１２を封止するカバー１６とを備えている。弾性表面波素子１２の下面１２ａには、３対の入出力電極１８上に嵩上げ電極２０が積層されたパッド電極２２が形成されている。パッド電極２２上には、パッド電極２２と実装基板１４の金メッキ電極２４（後述）とを電気的に接続するためのバンプ電極２６が形成されている。
【００２９】
実装基板１４は、例えばＢＴレジンなどの樹脂を含んで構成されている。実装基板１４の弾性表面波素子１２が搭載される面１４ａには、弾性表面波素子１２が動作するために必要な電圧を印加するための金メッキ電極（電極端子）２４が形成されている。金メッキ電極２４は、対応するパッド電極２２にバンプ電極２６を介して接続されている。カバー１６は、弾性表面波素子１２を密封封止して保護するための部材であり、弾性表面波素子１２の側面を四方から囲むダム部１６Ａと弾性表面波素子１２の上面１２ｂを覆うキャップ部１６Ｂの２つの部材で構成されている。
【００３０】
次に、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照しつつ、弾性表面波装置１０を構成する弾性表面波素子１２についてより詳しく説明する。なお、この弾性表面波素子１２は、本発明によるフリップチップ実装電子部品の製造方法によって製造されるフリップチップ実装電子部品の一形態である。図２（ａ）は、弾性表面波素子１２の外観を示す概略斜視図である。また、図２（ｂ）は、弾性表面波素子１２が有するバンプ電極２６の形状を示す斜視図である。図２（ａ）に示すように、弾性表面波素子１２は、圧電性基板２８と、この圧電性基板２８上に積層されたバッファ層３０と、圧電性基板２８上にバッファ層３０を介して形成されたパッド電極２２と、圧電性基板２８上にパッド電極２２を介して形成されたバンプ電極２６とを有している。
【００３１】
圧電性基板２８は、超圧電性（焦電性）を有するタンタル酸リチウム（以下、ＬＴと略す。）を主成分とする基板であり、断面が略正方形である角柱形状を有している。なお、圧電性基板は、ニオブ酸リチウムを主成分とするものであってもよい。
【００３２】
６つのパッド電極２２はそれぞれ、単結晶アルミニウム電極膜を成形した入出力電極１８と、入出力電極１８部分の厚さを厚くするための嵩上げ電極２０とを有する。このパッド電極２２は、圧電性基板２８の対向する２辺に沿うように３つずつ配置されている。そして、各辺に沿う３つのパッド電極２２は、その辺の中央に位置するパッド電極２２を中心に等距離だけ離間するような配置となっている。パッド電極２２をこのような配置にすることで、弾性表面波素子１２を実装基板１４上にフリップチップ実装した際、弾性表面波素子１２の重心と圧電性基板２８の重心とが実装基板１４表面の法線方向に並ぶため、弾性表面波素子１２が高い安定性を有することとなる。なお、本明細書における単結晶には、粒界の全くない完全な単結晶以外に、わずかな粒界及び亜粒界を含む単結晶や高い配向性を有する多結晶も含まれるものとする。
【００３３】
バッファ層３０は、基板２８の主成分であるＬＴの格子定数と、電極１８材料のアルミニウムの格子定数の間の格子定数を有するＴｉＮで構成されている。
【００３４】
バンプ電極２６は、例えばＡｕを含む材料からなり、図２（ｂ）に示すように、基部２６ａと、基部２６ａ上に形成された２つの凸部２６ｂ及び２６ｃとを有する。凸部２６ｂ及び２６ｃは、基部２６ａにおける嵩上げ電極２０と接する側とは反対側の面に形成されている。また、凸部２６ｂ及び２６ｃは、基部２６ａの中心部分を挟む両側にそれぞれ形成されている。
【００３５】
図２（ａ）では省略しているが、弾性表面波素子１２の表面１２ａ上には、ＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電極及び所定の配線パターンが形成されている。図３は、弾性表面波素子１２に形成されたＩＤＴ電極３２及び配線パターンを示す概略構成図である。図３の各符号２２Ａ〜２２Ｆは、図２（ａ）に示した各パッド電極２２Ａ〜２２Ｆに対応しており、このうちの４つのパッド電極２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｅ，２２Ｆが６つのラダー型ＩＤＴ電極３２に接続されている。具体的には、中央に位置するパッド電極２２Ｂとパッド電極２２Ｅとの間には、４つのＩＤＴ電極３２（直列腕共振器３２Ａ）が直列に接続されている。また、この４つの直列腕共振器３２Ａの中央の２つを挟む配線位置からは配線が引き出され、それぞれＩＤＴ電極３２（並列腕共振器３２Ｂ）を介してパッド電極２２Ａとパッド電極２２Ｆとに接続されている。パッド電極２２Ａ及びパッド電極２２Ｆはグランドに接続されている。
【００３６】
なお、電極パターンは図３に示したものに限られず、ＩＤＴ電極３２の数、配線パターンなどを適宜変更してもよい。ただし、図３に示した電極パターンのように点対称の関係を有するような電極パターンを採用することにより、弾性表面波素子１２を実装基板１４上にフリップチップ実装した際、弾性表面波素子１２の重心と圧電性基板２８の重心とが実装基板１４表面の法線方向に並ばせることが可能であるため、弾性表面波素子１２の安定性を向上させることができる。
【００３７】
次に、図１に示した弾性表面波装置１０の製造方法について、図４を参照しつつ説明する。図４は、図１に示した弾性表面波装置１０の製造方法を説明するための図である。
【００３８】
まず、３インチ径（又は４インチ径）の圧電性基板２８を準備し、この圧電性基板２８の積層面２８ａに水洗処理を施して不純物を除去した後、この積層面２８ａがターゲット材の方向を向くようにスパッタリング装置内にセットする。そして、純度９９．９％の金属チタンをターゲット材とし、窒素とアルゴンとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングをおこない、圧電性基板２８の積層面２８ａ全面にＴｉＮバッファ層３０を成膜する（図４（ａ）参照）。
【００３９】
圧電性基板２８上にバッファ層３０を成膜した後、スパッタリング装置内を真空に保持したまま、ターゲット材をアルミニウムに変更して、圧電性基板２８上に厚さ８０〜４００ｎｍ程度（例えば、３００ｎｍ）のアルミニウム電極膜３４を成膜する（図４（ｂ）参照）。なお、バッファ層３０の構成材料は、ＴｉＮに限らず、例えばＴｉ等でもよく、この電極膜３４の材料の格子定数と圧電性基板２８の材料の格子定数との間の格子定数を有する材料であればよい。このような材料を選択的に採用することにより、格子不整合が緩和されて電極膜３４が単結晶化しやすくなる。このように電極膜３４が高い配向性を有する場合、この電極膜３４から形成される入出力電極１８及びＩＤＴ電極３２も高い配向性を有することとなり耐電力性が向上する。
【００４０】
その後、スパッタリング装置から圧電性基板２８を取り出し、バッファ層３０及び電極膜３４を公知のフォトリソグラフィ（フォトエッチング）技術を用いて、作製する素子数（例えば、２００個）に対応する数の上述の電極パターンを作製する（図４（ｃ）参照）。パターニングの後、入出力電極１８の作製と同様の手順により、電極パターンの入出力電極１８上に厚さ５００ｎｍ程度の嵩上げ電極２０を形成する。このとき嵩上げ電極２０には、大気の曝露によってその表面にＡｌ２Ｏ３からなる絶縁膜が形成される。そして、各嵩上げ電極２０上には、バンプ電極２６が形成される（バンプ電極形成工程、図４（ｄ）参照）。このバンプ電極形成工程については、後に詳述する。こうして、弾性表面波素子１２の作製が完了する。
【００４１】
入出力電極１８と嵩上げ電極２０との間には、適宜、バンプ電極２６のＡｕ原子が入出力電極１８に拡散する事態を抑止するためのクロム（Ｃｒ）膜や入出力電極１８と嵩上げ電極２０との密着性を向上させるためのＴｉＮ膜を介在させてもよい。
【００４２】
バンプ電極２６形成後、ＢＴレジンを含む実装基板１４上に弾性表面波素子１２をフリップチップ実装する。すなわち、弾性表面波素子１２のバンプ電極２６と実装基板１４の金メッキ電極２４とを接合する（実装工程、図４（ｅ）参照）。この実装工程については、後に詳述する。
【００４３】
最後に、圧電性基板２８上に格子状パターンのＢＴレジン製ダム部プレート（厚さ０．４ｍｍ）と、同じくＢＴレジン製の平板状キャッププレート（厚さ０．２ｍｍ）を被せて各弾性表面波素子１２を密封封止した後、ダイシング加工することにより、弾性表面波装置１０の作製が完了する（図４（ｆ）参照）。なお、実装基板１４とダム部プレート（ダム部１６Ａ）との間、及び、ダム部プレートとキャッププレート（キャップ部１６Ｂ）との間は、樹脂接着剤で接着される。
【００４４】
ここで、図４（ｄ）に示したバンプ電極形成工程について、図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｃ）を参照しながらさらに詳細に説明する。図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｃ）は、バンプ電極形成工程を説明するための図である。
【００４５】
バンプ電極形成工程では、まず、図５（ａ）に示すように、バンプ電極材料からなる線条体４２の先端に塊状のバンプ電極部分４２ａを形成する。すなわち、線条体４２を通過させるための孔を有するキャピラリ４１を準備する。キャピラリ４１の先端には、孔を通過した線条体４２を送り出すための開口４１ａが形成されている。また、キャピラリ４１は、超音波振動印加用のホーン４３によって把持される。そして、キャピラリ４１の孔を通る線条体４２の先端に電極棒４４を近づけ、線条体４２と電極棒４４との間に高電圧を印加することにより線条体４２の先端付近にスパーク（放電）を生じさせる。このスパークで生じる熱によって、線条体４２の先端が溶融し、塊状のバンプ電極部分４２ａが形成される（電極部分形成工程）。
【００４６】
続いて、図５（ｂ）に示すように、キャピラリ４１を嵩上げ電極２０に近づけることにより、バンプ電極部分４２ａを嵩上げ電極２０に押し付ける。そして、ホーン４３を動作させてキャピラリ４１に超音波振動を印加する。これにより、バンプ電極部分４２ａが超音波振動し、嵩上げ電極２０との接触部分が溶融して嵩上げ電極２０と接合されることとなる（接合工程）。また、このとき、キャピラリ４１によってバンプ電極部分４２ａを嵩上げ電極２０に押し付けるので、バンプ電極部分４２ａには、基部４２ｂと、キャピラリ４１の開口４１ａの形状に応じて該基部４２ｂ上に突き出た一つの凸部４２ｃとが形成される。
【００４７】
続いて、図５（ｃ）に示すように、キャピラリ４１の線条体４２送出方向と交差する方向、すなわち嵩上げ電極２０のバンプ電極形成面に沿った方向にキャピラリ４１を移動する。このとき、キャピラリ４１の開口４１ａの縁部４１ｂの一部がバンプ電極部分４２ａの凸部４２ｃ上に位置するように、キャピラリ４１を移動する。
【００４８】
続いて、図６（ａ）に示すように、キャピラリ４１を嵩上げ電極２０に再度近づけて、バンプ電極部分４２ａの凸部４２ｃにキャピラリ４１の縁部４１ｂを押し付けるとともに、キャピラリ４１に超音波振動を印加することにより、バンプ電極部分４２ａの凸部４２ｃを縁部４１ｂの両側方に分割して２つの凸部４２ｄ及び４２ｅを形成する（凸部形成工程）。
【００４９】
続いて、図６（ｂ）に示すように、線条体４２をクランプした状態でキャピラリ４１をバンプ電極部分４２ａから遠ざけることにより、線条体４２からバンプ電極部分４２ａを切断・分離する。こうして、基部２６ａと、該基部２６ａ上に形成された２つの凸部２６ｂ及び２６ｃとを有するバンプ電極２６が形成される。
【００５０】
なお、好ましくは、図６（ｃ）に示すように、治具４５の面４５ａを凸部２６ｂ及び２６ｃに押し付けて頂部が平坦な凸部２６ｅ及び２６ｆを形成しつつ、該凸部２６ｅ及び２６ｆの高さを調整するとよい。６つのパッド電極２２Ａ〜２２Ｆのそれぞれに形成されたバンプ電極２６の凸部２６ｅ，２６ｆをこのように成形することによって、各バンプ電極２６の高さを均一にし、弾性表面波素子１２を実装基板１４に実装する際のバンプ電極２６と金メッキ電極２４との隙間のばらつきを抑えることができる。
【００５１】
次に、図４（ｅ）に示した弾性表面波素子１２の実装工程について、図７を参照しながらさらに詳細に説明する。図７は、弾性表面波素子１２を実装基板１４に実装するための実装装置４０を示す図である。
【００５２】
この実装装置４０は、コレット４６、ホーン４７、及びテーブル４８を備えている。コレット４６は、弾性表面波素子１２を支持するための装置であり、先端部に接する弾性表面波素子１２を真空吸着することにより該弾性表面波素子１２を保持する。ホーン４７は、コレット４６を把持しており、コレット４６に超音波振動を印加する。テーブル４８は、実装基板１４を載置するための台であり、実装基板１４を加熱するための図示しないヒータを内蔵している。まず、弾性表面波素子１２のバンプ電極２６が形成された面１２ａを実装基板１４の素子搭載面１４ａと対向させた状態で、バンプ電極２６と実装基板１４の金メッキ電極２４とが接触するように位置合わせをおこないつつ弾性表面波素子１２を実装基板１４上に搭載する。このとき、バンプ電極２６の２つの凸部２６ｂ及び２６ｃ（または、２６ｅ及び２６ｆ）が金メッキ電極２４に接することとなる。そして、弾性表面波素子１２を実装基板１４上に搭載した後、コレット４６で弾性表面波素子１２を支持すると共に実装基板１４へ加圧し実装基板１４の面方向に超音波振動させて、バンプ電極２６と金メッキ電極２４とを接合する。
【００５３】
以上に説明した本実施形態による弾性表面波装置１０及び弾性表面波素子１２の製造方法が有する効果について説明する。本実施形態による弾性表面波装置１０及び弾性表面波素子１２の製造方法では、バンプ電極２６を形成する際に、バンプ電極部分４２ａに２つの凸部４２ｄ及び４２ｅを形成している。本発明者らは、このようにバンプ電極部分４２ａに複数の凸部４２ｄ及び４２ｅを形成し、この複数の凸部４２ｄ及び４２ｅ（すなわちバンプ電極２６の凸部２６ｂ，２６ｃまたは２６ｅ，２６ｆ）が金メッキ電極２４に接するように弾性表面波素子１２を実装基板１４に実装することにより、後述する実施例で示すように、バンプ電極２６を金メッキ電極２４に強く押し付けなくてもバンプ電極２６と金メッキ電極２４との接合状態がより良好となり、接触不良が低減することを見出した。
【００５４】
発明者らの知見によれば、この現象は、バンプ電極２６に複数の凸部２６ｂ，２６ｃまたは２６ｅ，２６ｆが形成されることにより、バンプ電極２６と金メッキ電極２４とを接合する際にバンプ電極２６と金メッキ電極２４とが複数箇所で接することで一接点あたりの接触面積が小さくなり、バンプ電極２６がより短時間で且つ均一に溶融し接合するためと推察される。
【００５５】
また、本実施形態のように、バンプ電極形成工程は、線条体４２のバンプ電極部分４２ａをパッド電極２２に接合する接合工程と、線条体４２の送出方向と交差する方向にキャピラリ４１を移動させた後、開口４１ａの縁部４１ｂをバンプ電極部分４２ａに押し付けることによりバンプ電極部分４２ａに複数の凸部４２ｄ及び４２ｅを形成する凸部形成工程とを含むことが好ましい。これにより、バンプ電極部分４２ａに複数の凸部４２ｄ及び４２ｅを容易に形成することができる。また、キャピラリ４１の開口４１ａの形状に応じた一つの凸部４２ｃにキャピラリ４１の縁部４１ｂを押し付けることによって複数の凸部４２ｄ及び４２ｅを形成することにより、複数の凸部４２ｄ及び４２ｅをさらに容易に形成することができる。
【００５６】
また、本実施形態のように、接合工程の際にはバンプ電極部分４２ａに加圧し超音波振動を印加することによってバンプ電極部分４２ａをパッド電極２２（嵩上げ電極２０）に接合することが好ましい。これによって、比較的低い温度下でバンプ電極２６を形成することができる。同様に、実装工程の際には弾性表面波素子１２のバンプ電極２６を実装基板１４の金メッキ電極２４に押し付け、バンプ電極２６に超音波振動を印加することによりバンプ電極２６と金メッキ電極２４とを接合することが好ましい。これにより、比較的低い温度下で弾性表面波素子１２を実装基板１４に実装することができる。
【００５７】
また、本実施形態のように、バンプ電極材料は金（Ａｕ）を含むことが好ましい。これによって、バンプ電極部分４２ａに超音波振動を与えてパッド電極２２（嵩上げ電極２０）に接合することが可能となるとともに、弾性表面波素子１２を実装基板１４に実装する際にバンプ電極２６と実装基板１４の金メッキ電極２４とを加圧し超音波振動によって接合することが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態のように、実装基板１４は樹脂を含んで構成されてもよい。一般的に、実装基板１４が樹脂などの比較的軟らかい材料を含む場合には、バンプ電極２６を超音波振動によって金メッキ電極２４に接合する際に金メッキ電極２４も振動し、バンプ電極２６と金メッキ電極２４との間の接合エネルギーが低下して接合不良が増加する傾向がある。これに対し、本実施形態による弾性表面波装置１０の製造方法によれば、実装基板１４が樹脂を含んで構成されていても、バンプ電極２６と金メッキ電極２４との間の接合不良を低減することができる。
【００５９】
続いて、本実施形態による弾性表面波素子１２が有する効果について説明する。本実施形態の弾性表面波素子１２では、上述したようにバンプ電極２６が複数の凸部２６ｂ，２６ｃ（または２６ｅ，２６ｆ）を有している。従って、本実施形態の弾性表面波素子１２によれば、弾性表面波素子１２を実装基板１４に実装する際に、バンプ電極２６を実装基板１４の金メッキ電極２４に強く押し付けなくてもバンプ電極２６と金メッキ電極２４との間の接触不良を低減することができる。
【００６０】
また、本実施形態のように、バンプ電極２６は、線条体４２のバンプ電極部分４２ａがパッド電極２２に接合され、線条体４２の送出方向と交差する方向にキャピラリ４１が移動された後、開口４１ａの縁部４１ｂがバンプ電極部分４２ａに押し付けられることによりバンプ電極部分４２ａに複数の凸部４２ｄ及び４２ｅが形成されてなることが好ましい。これにより、バンプ電極２６の複数の凸部２６ｂ及び２６ｃを容易に形成することができる。また、キャピラリ４１の開口４１ａの形状に応じた一つの凸部４２ｃにキャピラリ４１の縁部４１ｂが押し付けられることによって複数の凸部４２ｄ及び４２ｅが形成されることにより、バンプ電極２６の複数の凸部２６ｂ及び２６ｃをさらに容易に形成することができる。
【実施例１】
【００６１】
ここで、上記実施形態による弾性表面波装置１０及び弾性表面波素子１２の製造方法の実施例について説明する。本実施例では、上記実施形態のうち、バンプ電極形成工程及び実装工程（図５〜図７参照）について検証を行った。具体的には、図２（ａ）に示す弾性表面波素子１２を１４チップ製作した。１つの弾性表面波素子１２につきバンプ電極２６は６つ設けられるので、バンプ電極２６の総数は８４個である。そして、実装基板１４の金メッキ電極２４にバンプ電極２６を超音波振動により接合した後、バンプ電極２６と金メッキ電極２４とを剥離し、この剥離状態によってバンプ電極２６と金メッキ電極２４との接合状態を判定した。
【００６２】
電極部分形成工程では、線条体４２として純度９９．９９％相当のＡｕバンピングワイヤを用い、線条体４２の先端に直径６９μｍのバンプ電極部分４２ａを形成した。なお、このときの電極棒４４（図５（ａ）参照）からの放電条件を、放電電流：４５．０（ｍＡ）、放電時間：１．０（ｍｓ）とした。また、接合工程では、バンプ電極部分４２ａをバッド電極２２（嵩上げ電極２０）に接合する際の条件を、超音波振動印加時間：３０（ｍｓ）、超音波振動パワー：３８．５（ｍＷ）、荷重：５０（ｇ）とした。また、凸部形成工程では、バンプ電極部分４２ａに複数の凸部４２ｄ，４２ｅを形成する際の条件を、超音波振動印加時間：５（ｍｓ）、超音波振動パワー：２４．５（ｍＷ）、荷重：１２０（ｇ）とした。
【００６３】
図８は、このようにして形成されたバンプ電極２６の外観を示す写真である。図８に示すように、バンプ電極２６は、基部２６ａと、基部２６ａ上に形成された２つの凸部２６ｂ及び２６ｃを有していることがわかる。また、図９は、図８に示した凸部２６ｂ及び２６ｃの高さが調整された凸部２６ｅ及び２６ｆ（図６（ｃ）参照）の外観を示す写真である。なお、本実施例では、基部２６ａのパッド電極２２からの高さを２０μｍとした。
【００６４】
また、本実施例では、実装基板１４としてエポキシ基板（日立化成工業株式会社製の型番MCL-E-679F）を用い、該基板上に銅、ニッケル（厚さ１５μｍ）、及び金（厚さ０．５μｍ）を順に積層することにより金メッキ電極２４を形成した。そして、実装工程では、洗浄した実装基板１４の面１４ａに弾性表面波素子１２を載置し、超音波振動を印加することによってバンプ電極２６を金メッキ電極２４に接合した。このとき、バンプ電極２６と金メッキ電極２４との接合条件として、最終的に超音波振動パワーが６００（ｍＷ）に、荷重が４５０（ｇ）にそれぞれ達するように徐々に超音波振動パワー及び荷重を高めた。また、実装基板１４を載置するテーブル４８の温度を１００℃とした。
【００６５】
そして、バンプ電極２６と金メッキ電極２４との接合状態の検証のために、バンプ電極２６と金メッキ電極２４とを剥離した。図１０（ａ）は、本実施例における、剥離時の接合部破壊モードとその発生頻度を示すグラフである。ここで、接合部破壊モード１は、バンプ電極と金メッキ電極とが完全に接合しておらず、接触不良が生じている場合に生じる破壊モードであり、その剥離面の一例を図１１に示す。図１１は、バンプ電極と金メッキ電極とを剥離した後の、金メッキ電極面を示す写真である。図１１に示すように、バンプ電極と金メッキ電極との間に接合不良が生じている場合には、金メッキ電極の剥離面に微かに接合痕（図中Ａ）を残すのみとなる。これに対し、接合部破壊モード２は、バンプ電極と金メッキ電極とが完全に接合しており、両者が良好に接触している破壊モードである。接合部破壊モード２の剥離面の一例を図１２に示す。図１２に示すように、バンプ電極と金メッキ電極とが良好に接合している場合には、剥離面に大きな結合痕（図中Ｂ）が現れることとなる。
【００６６】
また、接合部破壊モード３は、接合部破壊モード２に近い破壊モードであり、バンプ電極と金メッキ電極との接合状態は良好と判定される。また、接合部破壊モード４は、弾性表面波素子１２に割れが生じたときの破壊モードであり、好ましくない。この接合部破壊モード４は、弾性表面波素子１２を実装基板１４に実装する際の荷重（押圧力）が大きすぎることにより主に生じるモードである。
【００６７】
図１０（ａ）に示すように、本実施例では、接合部破壊モード２が全バンプ電極２６の９割を占め、残りの１割も接合部破壊モード３となっている。このように、本実施例では、バンプ電極２６と金メッキ電極２４とが良好に接合していることがわかる。
【００６８】
なお、図１０（ｂ）は、本実施例を評価するための比較例における、剥離時の接合部破壊モードとその発生頻度を示すグラフである。この比較例では、図１３に示した従来のバンプ電極１００を形成し、本実施例と同様の接合条件によって該バンプ電極１００と金メッキ電極とを接合した。なお、バンプ電極１００の材料は、本実施例のバンプ電極２６の材料と同じとした。また、バンプ電極１００をパッド電極に接合する際の接合条件を、超音波振動印加時間：３０（ｍｓ）、超音波振動パワー：３１．０（ｍＷ）、荷重：５０（ｇ）とした。また、キャピラリの開口によって形成される凸部（上記実施形態の凸部４２ｃに相当）を成形するために、この凸部にキャピラリを押し付け、超音波振動を加えた。このときの条件は、超音波振動印加時間：５（ｍｓ）、超音波振動パワー：１．５（ｍＷ）、荷重：５０（ｇ）とした。図１０（ｂ）に示すように、従来のバンプ電極１００では、接合部破壊モード２が約８割と多いものの、好ましくない接合部破壊モード１及び４が発生している。この比較例によって、本実施例の優位性が示された。
【００６９】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、バンプ電極に２つの凸部を形成しているが、凸部の数が３つ以上であっても本発明の効果を好適に得ることができる。また、上記実施形態ではフリップチップ実装電子部品の一例として弾性表面波素子を示したが、本発明によるフリップチップ実装電子部品の製造方法は、これ以外にもフリップチップ実装される様々な電子部品に適用することができる。また、上記実施形態では電子デバイスの一例として弾性表面波装置を示したが、本発明による電子デバイスの製造方法は、これ以外にもフリップチップ実装電子部品を搭載する様々な電子デバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は、弾性表面波装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図２（ａ）は、弾性表面波素子の外観を示す斜視図である。図２（ｂ）は、バンプ電極の外観を示す斜視図である。
【図３】図３は、弾性表面波素子に形成されたＩＤＴ電極及び配線パターンを示す概略構成図である。
【図４】図４は、図１に示した弾性表面波装置の製造方法を説明するための図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、バンプ電極形成工程を説明するための図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、バンプ電極形成工程を説明するための図である。
【図７】図７は、弾性表面波素子を実装基板に実装するための実装装置の構成を示す図である。
【図８】図８は、バンプ電極の外観を示す写真である。
【図９】図９は、凸部の高さが調整されたバンプ電極の外観を示す写真である。
【図１０】図１０（ａ）は、実施例における、剥離時の接合部破壊モードとその発生頻度を示すグラフである。図１０（ｂ）は、比較例における、剥離時の接合部破壊モードとその発生頻度を示すグラフである。
【図１１】図１１は、バンプ電極と金メッキ電極とを剥離した後の、接合部破壊モード１の金メッキ電極面を示す写真である。
【図１２】図１２は、バンプ電極と金メッキ電極とを剥離した後の、接合部破壊モード２の金メッキ電極面を示す写真である。
【図１３】図１３は、従来のバンプ電極の一例を示す外観写真である。
【符号の説明】
【００７１】
１０…弾性表面波装置、１２…弾性表面波素子、１４…実装基板、１６…カバー、１８…入出力電極、２０…嵩上げ電極、２２，２２Ａ〜２２Ｆ…パッド電極、２４…金メッキ電極、２６…バンプ電極、２６ａ…基部、２６ｂ〜２６ｆ…凸部、２８…圧電性基板、３２…ＩＤＴ電極、３４…アルミニウム電極膜、４０…実装装置、４１…キャピラリ、４２…線条体、４２ａ…バンプ電極部分、４２ｂ…基部、４２ｃ〜４２ｅ…凸部、４３，４７…ホーン、４４…電極棒、４６…コレット、４８…テーブル。
【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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【図１２】
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【図１３】
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