(57)【要約】【課題】薄型化と製造原価の低減が図れる表面弾性波デバイスを提供する。【解決手段】表面弾性波チップ１３と、その表面弾性波チップ１３の表面に形成された櫛歯状電極１１とを有する表面弾性波デバイスにおいて、前記表面弾性波チップ１３の櫛歯状電極１１の周囲をフィルム状の封止材３１で封止するとともに、その封止材３１に設けられている空隙形成部３６によって前記櫛歯状電極１１の表面側に表面弾性波伝播用の空隙３５を形成したことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面弾性波チップと、その表面弾性波チップの表面に形成された櫛歯状電極とを有する表面弾性波デバイスにおいて、前記表面弾性波チップの櫛歯状電極の周囲をフィルム状の封止材で封止するとともに、その封止材に設けられている空隙形成部によって前記櫛歯状電極の表面側に表面弾性波伝播用の空隙を形成したことを特徴とする表面弾性波デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の表面弾性波デバイスにおいて、前記封止材が複数層の積層体で構成されていることを特徴とする表面弾性波デバイス。
【請求項３】
表面弾性波チップと、その表面弾性波チップの表面に形成された櫛歯状電極とを有する表面弾性波デバイスの製造方法において、
前記表面弾性波チップを形成する表面弾性波ウエハーの上に所定の間隔をおいて多数の櫛歯状電極を形成する工程と、
前記各櫛歯状電極と対応する位置に空隙形成部をそれぞれ形成したフィルム状の封止材を表面弾性波ウエハーの櫛歯状電極形成面に接着する工程と、
前記表面弾性波ウエハーならびに封止材を、前記表面弾性波チップと表面弾性波チップの間で切断分離する工程とを含むことを特徴とする表面弾性波デバイスの製造方法。
【請求項４】
表面弾性波チップと、その表面弾性波チップの表面に形成された櫛歯状電極と外部接続電極とを有する表面弾性波デバイスにおいて、前記外部接続電極の上にバンプを形成し、そのバンプの周囲ならびに櫛歯状電極の周囲を封止材で封止し、その封止材の表面にバンプの一部を露出させて、封止材の表面に外部接続端子を直接形成して、その外部接続端子をバンプを介して前記外部接続電極と電気的に接続したことを特徴とする表面弾性波デバイス。
【請求項５】
請求項４記載の表面弾性波デバイスにおいて、前記封止材がフィルム状をしており、その封止材の前記櫛歯状電極と対応する位置に空隙形成部が設けられ、櫛歯状電極の周囲を封止材で封止することによリ櫛歯状電極の表面側に表面弾性波伝播用の空隙を形成したことを特徴とする表面弾性波デバイス。
【請求項６】
表面弾性波チップと、その表面弾性波チップの表面に形成された櫛歯状電極と外部接続電極とを有する表面弾性波デバイスの製造方法において、
前記表面弾性波チップの表面に櫛歯状電極と外部接続電極を形成する工程と、
その外部接続電極の上にバンプを形成する工程と、
そのバンプの周囲ならびに櫛歯状電極の周囲を封止材で封止する工程と、
その封止材の表面にバンプの一部を露出させる工程と、
その封止材の表面に外部接続端子を直接形成する工程とを含むことを特徴とする表面弾性波デバイスの製造方法
【請求項７】
表面弾性波チップと、その表面弾性波チップの表面に形成された櫛歯状電極と外部接続電極とを有する表面弾性波デバイスの製造方法において、
前記表面弾性波チップを形成する表面弾性波ウエハーの上に所定の間隔をおいて櫛歯状電極と外部接続電極の組を多数形成する工程と、
各外部接続電極の上にバンプを形成する工程と、
前記各櫛歯状電極と対応する位置に空隙形成部をそれぞれ形成したフィルム状の封止材を表面弾性波ウエハーの櫛歯状電極と外部接続電極の形成面に接着する工程と、
その封止材の表面にバンプの一部を露出させる工程と、
その封止材の表面に外部接続端子を直接形成する工程と、
前記表面弾性波ウエハーならびに封止材を、前記表面弾性波チップと表面弾性波チップの間で切断分離する工程とを含むことを特徴とする表面弾性波デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機などの高周波フィルタとして使用される小形表面弾性波デバイスおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの高周波フィルタとして使用される小形表面弾性波デバイスは、リチウムタンタレート、リチウムナイオベートあるいはリチウムディボレートなどの圧電性単結晶チップ(以下、ＳＡＷチップと記す)の表面に櫛歯状電極を形成し、これをパッケージ基板に搭載し、かつその入出力電極と櫛歯状電極対とを電気的に接続して構成される。
【０００３】
通常、ＳＡＷチップは表面弾性波が伝播するチップ面、すなわち櫛歯状電極対が形成された面を上にセラミックパッケージ基板にダイボンドされ、櫛歯状電極対につながるチップ電極と該パッケージ基板の内部電極とをＡｌまたはＡｕを主材とする金属ワイヤでボンディングして電気的接続を行っている。その後、金属製キャップで気密に封止し表面弾性波デバイスが構成される。
【０００４】
しかし近年、携帯電話機などの部品に対する小形化要求が強く、表面弾性波デバイスではＳＡＷチップをパッケージ基板にフリップチップ接続することによりワイヤボンディング領域を省き、小形化要求に応えている。
【０００５】
特開平８−３１６７７８号公報（特許文献１）には、その代表的なデバイス構造が開示されており、図１３にその表面弾性波デバイスの断面図を示した。これによると、櫛歯状電極１１を囲むように流動防止枠８２が設けられたＳＡＷチップ１３を、パッケージ基板８０にバンプ２０を介してフリップチップ接続し、ＳＡＷチップ１３の側面から封止樹脂３４を注入硬化して表面弾性波デバイスを構成している。
【０００６】
封止樹脂３４は注入のとき流動防止枠８２で堰き止められるため、櫛歯状電極１１の表面側に空隙３５が形成され、表面弾性波の伝播が確保される。
【０００７】
バンプ２０はＡｕワイヤバンプ法やＡｕめっき法など通常の方法で形成され、超音波フリップチップボンディング法やはんだ、導電性レジンなどでパッケージ基板８０に接続される。
【０００８】
しかし、このようなフリップチップパッケージデバイスには次のような欠点が考えられる。
【０００９】
(１)  パッケージ構造上、セラミック基板などのベース材が必要となり、デバイス薄型化の障害となる。
【００１０】
(２)  ウエハーをチップ状に切断し、個々毎にベース材と接続する必要があり、製造時に工数を要するとともに、設備投資額が多大となる。
【００１１】
なお、この種表面弾性波デバイスの公知文献として、例えば上記の特許文献を挙げることができる。
【特許文献１】特開平８−３１６７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のように従来のフリップチップパッケージでは、薄型化および製造原価の問題があった。その解決課題として、
(１) 薄型化では、外部接続端子をベース材を介さずに封止材に直接形成するパッケージ構造および製造方法の開発であり、
(２) 製造原価では、ウエハー上にウエハーを切断しない状態で中空封止し、外部端子形成をビルドアップしていくパッケージ構造および製造方法の開発である。
【００１３】
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、薄型化が可能で、製造工数の低減が図れる表面弾性波デバイスおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するため本発明は、封止材料にフィルム状の接着シートを用いた。ＳＡＷチップにはＡｕバンプを形成し、中空構造のフィルム接着材で封止を行う。この際、Ａｕバンプはフィルム接着材の表面まで貫通する寸法とする。フィルム接着材を硬化した後、表面にめっき層を形成し、所用の形状にエッチング法にて外部接続端子を形成する。これにより、前記(１)の課題が解決される。
【００１５】
また、Ａｕバンプ形成、封止、めっきともにウエハーでの製造が可能であり、(２)の課題が解決される。さらに、めっきを実施する際にウエハー裏面にもめっきを施すことにより、チップに分割後に裏面めっきと外部接続端子のグランド電極とを導通させて電気的に内部をシールド可能なパッケージデバイスを実現することができる。
【００１６】
具体的には本発明の第１の手段は、表面弾性波チップと、その表面弾性波チップの表面に形成された櫛歯状電極とを有する表面弾性波デバイスにおいて、前記表面弾性波チップの櫛歯状電極の周囲をフィルム状の封止材（例えば後述するフィルム接着材やフィルム封止材など）で封止するとともに、その封止材に設けられている空隙形成部（例えば開口部や窪みなど）によって前記櫛歯状電極の表面側に表面弾性波伝播用の空隙を形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記封止材が複数層の積層体で構成されていることを特徴とするとするものである。
【００１８】
本発明の第３の手段は、表面弾性波チップと、その表面弾性波チップの表面に形成された櫛歯状電極とを有する表面弾性波デバイスの製造方法において、前記表面弾性波チップを形成する表面弾性波ウエハーの上に所定の間隔をおいて多数の櫛歯状電極を形成する工程と、前記各櫛歯状電極と対応する位置に空隙形成部をそれぞれ形成したフィルム状の封止材を表面弾性波ウエハーの櫛歯状電極形成面に接着する工程と、前記表面弾性波ウエハーならびに封止材を、前記表面弾性波チップと表面弾性波チップの間で切断分離する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第４の手段は、表面弾性波チップと、その表面弾性波チップの表面に形成された櫛歯状電極と外部接続電極とを有する表面弾性波デバイスにおいて、前記外部接続電極の上にバンプを形成し、そのバンプの周囲ならびに櫛歯状電極の周囲を封止材で封止し、その封止材の表面にバンプの一部を露出させて、封止材の表面に外部接続端子を直接形成して、その外部接続端子をバンプを介して前記外部接続電極と電気的に接続したことを特徴とするとするものである。
【００２０】
本発明の第５の手段は前記第４の手段において、前記封止材がフィルム状をしており、その封止材の前記櫛歯状電極と対応する位置に空隙形成部が設けられ、櫛歯状電極の周囲を封止材で封止することによリ櫛歯状電極の表面側に表面弾性波伝播用の空隙を形成したことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第６の手段は、表面弾性波チップと、その表面弾性波チップの表面に形成された櫛歯状電極と外部接続電極とを有する表面弾性波デバイスの製造方法において、前記表面弾性波チップの表面に櫛歯状電極と外部接続電極を形成する工程と、その外部接続電極の上にバンプを形成する工程と、そのバンプの周囲ならびに櫛歯状電極の周囲を封止材で封止する工程と、その封止材の表面にバンプの一部を露出させる工程と、その封止材の表面に外部接続端子を直接形成する工程とを含むことを特徴とするとするものである。
【００２２】
本発明の第７の手段は、表面弾性波チップと、その表面弾性波チップの表面に形成された櫛歯状電極と外部接続電極とを有する表面弾性波デバイスの製造方法において、前記表面弾性波チップを形成する表面弾性波ウエハーの上に所定の間隔をおいて櫛歯状電極と外部接続電極の組を多数形成する工程と、各外部接続電極の上にバンプを形成する工程と、前記各櫛歯状電極と対応する位置に空隙形成部をそれぞれ形成したフィルム状の封止材を表面弾性波ウエハーの櫛歯状電極と外部接続電極の形成面に接着する工程と、その封止材の表面にバンプの一部を露出させる工程と、その封止材の表面に外部接続端子を直接形成する工程と、前記表面弾性波ウエハーならびに封止材を、前記表面弾性波チップと表面弾性波チップの間で切断分離する工程とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による小形表面弾性波デバイスは、外部接続端子形成用のベース基板を必要とせず、薄型化が可能となる。さらに、ウエハー上にビルドアップしながら製造する工程とすることができるため、製造工数の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、全図を対象に同一機能を示す要素には同じ符号を付した。
【００２５】
図１ないし図１１は、本発明による小形表面弾性波デバイス１００の製造工程図である。この製造工程は、パターンニングされたＳＡＷウエハー１０上に各工程をビルドアップしていくことを特徴とする。図１ないし図１１に基づいて、本発明の実施形態に係る小形表面弾性波デバイス１００の製造工程を説明する。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、ＳＡＷウエハー１０上にＡｌまたはＡｌ系合金により、櫛歯状電極１１の対と所定数の外部接続電極１２が、それぞれ所定位置にパターンニングにより形成される。前記ＳＡＷウエハー１０は長尺状のもので、その上に前記櫛歯状電極１１と外部接続電極１２の組が繰り返して多数形成される。
【００２７】
次に図２に示すように、各外部接続電極１２上にＡｌ線やＣｕ線を使用したバンプ２０を超音波接合法により形成する。バンプ２０の高さは、次工程で使用されるフィルム接着材(下層)３１の厚さより高くすることが重要である［図３（ｂ）参照］。
【００２８】
このバンプ２０の形成法としては、前述のＡｌ線やＣｕ線によるバンプの超音波接合方法の他に、導電性ペーストを塗布あるいは印刷して硬化させる方法、外部接続電極１２上に半田と接合可能な金属をめっき形成後、半田バンプを形成する方法などがある。
【００２９】
次に図３,４に示すようにフィルム接着材による封止が行われる。図３（ａ）に示すようにフィルム接着材(下層)３１の櫛歯状電極１１と対応する部分は、予めプレス加工やレーザ加工などによりカットされて、櫛歯状電極１１とほぼ同じ大きさの貫通した開口部３６が形成されている。またフィルム接着材(下層)３１の各バンプ２０部と対応する部分にも、同時にプレス加工やレーザ加工などにより穴あけ加工が施されて貫通した穴３７が形成されている。この複数個の穴３７はフィルム接着材３１とＳＡＷウエハー１０の位置決め用と、バンプ２０により押し出される接着材が櫛歯状電極１１に被らないためである。
【００３０】
このフィルム接着材(下層)３１を図３に示すように所定の位置にマウントした後、加熱硬化を行う。この硬化後の状態では、各バンプ２０の頭部はフィルム接着材(下層)３１より若干突出している。
【００３１】
次に図４に示すように、前記フィルム接着材(下層)３１上にさらにフィルム接着材(上層)３２を被て加熱硬化を行い、このフィルム接着材(上層)３２により各バンプ２０の頭部が覆われる。
【００３２】
なお、フィルム接着材(下層)３１とフィルム接着材(上層)３２に分けない厚手のフィルム封止材３８を使用することもできる。これはフィルム接着材３１（３２）より厚めの樹脂フィルム（シート）を使用し、図５に示すように櫛歯状電極１１ならびに各バンプ２０と対応する部分に窪み３9をプレス加工やレーザ加工などで形成する。
【００３３】
前記フィルム接着材(下層)３１，フィルム接着材(上層)３２ならびにフィルム封止材３８としては、例えばエポキシ系、ポリイミド系などの合成樹脂フィルムが使用される。前記封止材３８には合成樹脂フィルムの他に絶縁性の樹脂ペースト、ガラス、セラミックも使用可能である。
【００３４】
図６は、バンプ２０と後述の外部接続端子４２を電気的接続するために、フィルム接着材(上層)３２の表面にバンプ２０の頭部を露出させる工程を示す図で、図６（ｂ）に示すように回転砥石５１でフィルム接着材(上層)３２の上部を研磨して、フィルム接着材(上層)３２の表面にバンプ２０の頭部を露出させる［図６（ａ）参照］。この際に開口部３６の気密性を確保することが重要である。
【００３５】
図７は、予めフィルム接着材(上層)３２面より高く形成されたバンプ２０をプレス型５２で潰す方法を示している。この場合図示していないが、フィルム接着材(上層)３２にも各バンプ２０と対応する部分に貫通した穴が形成されている。また、フィルム接着材(上層)３２を用いないで、フィルム封止材３８だけをＳＡＷウエハー１０に載置して、バンプ２０の頭部をフィルム封止材３８から突出させることもできる。
【００３６】
次に図８に示すようにフィルム接着材(上層)３２の表面全面に無電解めっき層４１を形成し、ついで図９に示すようにエッチング法によってめっき層４１から外部接続端子４２を形成する。
【００３７】
外部接続端子４２の形成法としては、前記以外に導電ペーストの塗布や印刷およびその硬化にて形成する方法もある。また必要に応じて、半田付け性向上のために外部接続端子４２上に金めっきを施すこともある。
【００３８】
次に図１０に示すようにプリント基板などに当該素子を半田付けする際に、半田が付着してほしくない部分をレジスト材４３で被う。この工程は、レジスト材４３の印刷法やエッチング法を用いる。
【００３９】
ついで図１１（ｂ）に示すように回転ブレードダイサー５３でＳＡＷチップ間の中心線に沿って切断分離して、図１１（ａ）に示すように小形表面弾性波デバイス１００を得る。また、図８のめっき時にＳＡＷウエハー１０の裏面にもめっきを施し、図１１（ｂ）のダイシング後にウエハー裏面のめっき層と外部接続端子４２のアース電極を電気的に接続することにより、小形表面弾性波デバイス１００の内部を電気的にシールドできる。
【００４０】
図１２は、このようにして得られた小形表面弾性波デバイス１００の断面図で、前記フィルム接着材(下層)３１，フィルム接着材(上層)３２あるいはフィルム封止材３８によって櫛歯電極１１の周囲が封止されるとともに、フィルム接着材(下層)３１に設けられた開口部３６あるいはフィルム封止材３８に設けられた窪み３９により、櫛歯電極１１の表面側に空隙３５が形成され、表面弾性波の伝播が確保される。
【００４１】
本発明の目的は、デバイスの小型化、薄型化にあり、そのためには封止層の厚さも５０μｍ程度が望ましい。理想的には図５に示したようなフィルム封止材３８の方が、全加工工数が低減できるが、図５に示したような窪み３９を有する形状のフィルム封止材３８を製作することは、かなり困難でしかもコスト高を招く。
【００４２】
これに対してフィルム接着材(下層)３１は穴を空けるだけの加工であるため、比較的簡単な加工でフィルム接着材(下層)３１が製作可能であり、フィルム接着材(下層)３１と何も加工を施す必要のないフィルム接着材(上層)３２の２層構造の方が実用的である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、水晶デバイスやＭＥＭＳデバイスなどの中空構造を必要とするデバイスに応用可能である。また、基板を必要としない外部接続端子構造および製造方法は、水晶デバイスやＭＥＭＳデバイスのみならず、一般的な半導体デバイスにも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係る小形表面弾性波デバイスの製造工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係る小形表面弾性波デバイスの製造工程図である。
【図３】本発明の実施形態に係る小形表面弾性波デバイスの製造工程図である。
【図４】本発明の実施形態に係る小形表面弾性波デバイスの製造工程図である。
【図５】本発明の実施形態に係る小形表面弾性波デバイスの製造工程図である。
【図６】本発明の実施形態に係る小形表面弾性波デバイスの製造工程図である。
【図７】本発明の実施形態に係る小形表面弾性波デバイスの製造工程図である。
【図８】本発明の実施形態に係る小形表面弾性波デバイスの製造工程図である。
【図９】本発明の実施形態に係る小形表面弾性波デバイスの製造工程図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る小形表面弾性波デバイスの製造工程図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る小形表面弾性波デバイスの製造工程図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る表面弾性波デバイスの断面図である。
【図１３】従来の表面弾性波デバイスの断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０：ＳＡＷウエハー，１１：櫛歯状電極，１２：外部接続電極，１３：ＳＡＷチップ，２０：バンプ，３１：フィルム接着材(下層)，３２：フィルム接着材(上層)，３５：空隙，３６：開口部，３７：穴．３８：フィルム封止材，３９：窪み，４１：無電界めっき層，４２：外部接続端子，４３：レジスト材，５１：回転砥石，５２：プレス型,５３：回転ブレードダイサー，１００：小形表面弾性波デバイス。
【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】
2005223432.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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