(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子を有するベース板上の複数個のパッドに、交差指状電極が主面上に形成された圧電基板の複数個のバンプがそれぞれ溶着されることによりフリップチップボンドされる弾性表面波素子を製造する方法であって、
前記ベース板の平板状をなす素材に、複数個の圧電基板を搭載するためのパッド組を複数組縦横に形成し、かつパッド形成面の導体パターンの各基準位置を表示するためのマークをそれぞれ圧電基板対応に施すと共に、
前記圧電基板のバンプ形成面の導体パターンの基準位置を表示するためのマークを施し、
多数個取りのための前記ベース板の素材をテーブル上に位置決めしてセットし、
前記テーブル上にセットされたベース板の素材上におけるパッド形成面の導体パターンの基準位置マークを画像処理装置により検出すると共に、
前記コレットに保持された圧電基板のバンプ形成面の導体パターンのマークにより該導体パターンの基準位置を検出し、
前記双方の基準位置に基づき、圧電基板を保持したコレットを前記素材上の該当箇所に位置決めして圧電基板のバンプを対応するパッドに溶着することを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、交差指状電極が主面上に形成された圧電基板をベース板上にフリップチップボンドすることにより構成された弾性表面波素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機を始めとして、移動体通信端末機が急速な普及をみせている。この種の端末機は、持ち運びの便利さの観点から、特に小型軽量であることが望まれる。端末機の小型軽量化を達成するには、そこに使用される電子部品も小型軽量であることが必要である。このため、端末機の高周波部や中間周波部のフィルタには小型軽量化に有利な弾性表面波装置、すなわち弾性表面波フィルタが多用されている。弾性表面波装置は、圧電基板の主面に、弾性表面波を励振し、受信し、反射しまたは伝播するための交差指状電極を形成したものである。
【０００３】
ところで、この弾性表面波装置の小型化を達成するためには、その組立方法として、従来のワイヤボンディング法の代わりに、フリップチップボンディング法と呼ばれる実装法が適用されつつある。この方法は、弾性表面波素子チップ表面にバンプと呼ばれる突起電極を形成し、この面をパッケージ底面に対向させ、このバンプとパッケージのパッドとを電気的に接続し、かつこのバンプにより弾性表面波素子をパッケージに機械的に保持するという方法である。この実装方法は、弾性表面波の動作面がパッケージ底面と対向することから、しばしばフェースダウン実装方法と呼ばれる。
【０００４】
この弾性表面波素子を、前記従来のワイヤボンディング法で実装する場合、弾性表面波素子の電極形成面が上を向き、ワイヤボンディング時においては、その電極パターンを見ながら行うことができ、ボンディングの位置決めは比較的容易であった。
【０００５】
ところが、前記小型化のため、従来のワイヤボンディング法に代えてフリップチップボンディング法を適用しようとした場合、以下のような課題が新たに発生する。即ち、フリップチップボンディングでは、電極パターンおよび接合用バンプが形成されている面をパッケージ底面に対向させるため、前記電極パターンを使った位置認識ができず、このため、弾性表面波素子をパッケージへ配置する位置精度を上げることができず、よってパッドの幅、位置にかなりの寸法余裕をとらなければならず、フリップチップボンディング法の特性を生かして一層の小型化を推進する場合の障害となっていた。
【０００６】
このような問題点を解決するためにフリップチップボンディング法における位置決め法としてこれまでの提案されたものとしては、特開平５-２８３９６４号公報に開示されたものがある。これは圧電基板を入れる凹型のパッケージ側壁を位置決めガイドとして用いたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載のように、凹型パッケージの側壁をガイドとして用いる場合には、側壁をもった凹型のパッケージを予め準備し、一個ずつ個別に組立を行わなければならず、組立の効率が悪く、よって製品コストの低減ができないという問題点がある。
【０００８】
そこで、側壁を持つ個別のパッケージに代えて、多数個のパッド、端子用スルーホールが縦横に整列して形成された多数個取り用平板上に、多数個の弾性表面波素子を一括してフリップチップ実装し、その後にパッケージ側壁となる穴付きの平板、パッケージ蓋となる穴なしの平板をこの順に重ねて接着し、最後にダイシングにより個別製品に分割する集合基板工法が考えられる。この方法は、フリップチップ構造において、多数個の製品を一括構成できるので、製造コストの削減に極めて有利と考えられるが、広い平板の特定の位置に弾性表面波素子をフェースダウンで接合することは、位置決め精度の上で困難とされてきた。
【０００９】
本発明は、前記フェースダウン法により多数個取りにより弾性表面波素子を一括製造を可能とする構造を有する弾性表面波素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波素子の製造方法は、端子を有するベース板上の複数個のパッドに、交差指状電極が主面上に形成された圧電基板の複数個のバンプがそれぞれ溶着されることによりフリップチップボンドされる弾性表面波素子を製造する方法であって、
前記ベース板の平板状をなす素材に、複数個の圧電基板を搭載するためのパッド組を複数組縦横に形成し、かつパッド形成面の導体パターンの各基準位置を表示するためのマークをそれぞれ圧電基板対応に施すと共に、
前記圧電基板のバンプ形成面の導体パターンの基準位置を表示するためのマークを施し、
多数個取りのための前記ベース板の素材をテーブル上に位置決めしてセットし、
前記テーブル上にセットされたベース板の素材上におけるパッド形成面の導体パターンの基準位置マークを画像処理装置により検出すると共に、
前記コレットに保持された圧電基板のバンプ形成面の導体パターンのマークにより該導体パターンの基準位置を検出し、
前記双方の基準位置に基づき、圧電基板を保持したコレットを前記素材上の該当箇所に位置決めして圧電基板のバンプを対応するパッドに溶着することを特徴とする。
【００１１】
このように、ベース板の素材についてもパッド組のパターンの基準位置を示すマークを施し、その検出された基準位置と圧電基板の検出された導体パターンの基準位置に基づいてコレットの位置を調整して設定することにより、素材のパッド組に対するバンプ組の位置合わせがより良好に行える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）は本発明による弾性表面波素子の製造方法を適用した本体部の一実施の形態を示す底面図である。本例では圧電基板１上に複数の弾性表面波共振子２〜７と、バンプ８〜１３と、バンプ８〜１１と弾性表面波共振子２〜７間あるいは弾性表面波共振子２〜７のうち隣接するものどうし間を接続する配線１４とを形成し、これらを図１（Ｂ）の等価回路図に示すように梯子型に接続可能となるラダー型フィルタを構成するものである。弾性表面波共振子２〜７は、弾性表面波素子２について代表して符号を付して示すように、交差指状電極２ａとその両側の反射器２ｂとからなる。
【００１３】
８、９は入出力端子となるバンプ、１０、１１はグランド電極となるバンプ、１２、１３はダミー電極となるバンプであり、後述のベース板２１に対する接続の役目を果たす。
【００１４】
本実施の形態においては、前記圧電基板１は３９度回転Ｙカットタンタル酸リチウムを用いた。また、弾性表面波共振子２〜７は、Ａｌ−０．５重量％Ｃｕ合金より構成した。バンプ８〜１３は、弾性表面波共振子２〜７と同じＡｌ−０．５重量％Ｃｕ合金パターン上に、さらにＡｌ膜を１μｍ嵩あげし、その上に金を接合した構造としている。
【００１５】
１５、１６は、弾性表面波共振子２〜７やバンプ８〜１３等でなる導体パターンの基準位置を認識するために設けたマークである。本実施の形態においては、基準位置を導体パターンの中心位置Ｏ１とし、この中心位置Ｏ1に対し、マーク１５、１６が一定の位置関係にあるように、すべての導体パターンについて、各マーク１５、１６はそれぞれ同じ位置に設ける。
【００１６】
この基準位置を示すマークは、圧電基板１の導体パターンの中心に設けることができる場合には中心に設けてもよい。ただし、圧電基板１の導体パターンの中心Ｏ１以外に設けることとすれば、マーク１５、１６を設ける位置の制約が緩和され、設計が容易となる。
【００１７】
図２は前記圧電基板１上に設けるマークの他の例であり、図２の例では、基準位置を認識するためのマーク１７、１８を、バンプ形成面の導体パターンの中心Ｏ１に対して点対称となる２箇所に設けたものである。このように、２点のマーク１７、１８を点対称位置とすることにより、後述の画像処理装置による演算処理によって基準位置となる位置を検出する場合の検出が容易かつ正確に行える。
【００１８】
また、前記マーク１５から１８を前記弾性表面波素子２〜７の交差指状電極や反射器と同じ材料で形成することにより、弾性表面波素子用導体と同時にマークを形成することができる。また、前記マーク１５〜１８を円形に形成することにより、弾性表面波素子２〜７、バンプ８〜１３および配線１４等からなる導体パターンとの識別が容易となる。このマーク１５〜１８としてはこの円形の他に多角形、＋、×印等他のマークを用いてもよい。
【００１９】
図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ前記圧電基板１をパッケージ２０内に収容した本発明の製造方法を適用する弾性表面波素子の一実施の形態を示す側面図、断面図である。パッケージ２０は、ベース板２１と、圧電基板１を収容するための側壁を構成する枠材２２と、蓋２３と、ベース板２１と枠材２３、枠材２２と蓋２３とをそれぞれ接着する接着部材２４、２５とからなり、これらによって形成される内空部２６に圧電基板１が収容される。
【００２０】
図４（Ａ）の平面図に示すように、ベース板２１の表面には前記圧電基板１のバンプ８〜１３をそれぞれ固着するパッド２８〜３３が形成され、各パッド２８〜３３はそれぞれスルーホールにより形成される側面電極３４〜３９を介して底面電極４０〜４５に接続される。側面電極３４〜３９と底面電極４０〜４５により端子電極が構成される。
【００２１】
ベース板２１の導体パターンの中心Ｏ２（パッド２８、２９の中心を結ぶ線上における中点）には、導体パターンの位置を表示するためのマーク４６を、前記パッド２８〜３３、側面電極３４〜３９、底面電極４０〜４５用の導体を同じ導体により、パッド２８〜３３と同時に形成する。ただし、パッド２８〜３３の前記バンプ８〜１３との接合部上には金メッキを施す。
【００２２】
このパッケージ２０内に圧電基板１を収容した構造の弾性表面波素子は、図５（Ａ）に示すように、多数の圧電基板１を固定した平板状のベース板の樹脂製素材２１Ａと、プリプレグでなる接着部材の素材２４Ａと、平板状の枠材の樹脂製素材２２Ａと、プリプレグでなる接着部材の素材２５Ａと、平板状の蓋の樹脂製素材２３Ａとを重ねて熱圧着する。この場合、前記素材２４Ａ、２２Ａ、２４Ａには、圧電基板１に対応する箇所にそれぞれ穴５３、５２、５４を設けてこれらの穴により前記圧電基板１を収容する内空部２６を形成している。
【００２３】
前述のように素材２１Ａ〜２５Ａを積層、熱圧着した後、圧電基板１間を縦横に切断することにより、個々のチップを得る。図４（Ｂ）に示すように、前記ベース板の素材２１Ａには、予めパッド２８〜３３となる導体膜４７と、側面電極３４〜３９となるスルーホール４８内導体と、底面電極４０〜４５となる導体膜４９とを形成しておき、スルーホール４８の中心を通る切断線５５（図６（Ｅ）参照）と、これに直角をなす切断線（図示せず）によって切断することにより、チップを得ると同時にチップ側面に露出した側面電極３４〜３９が形成される。
【００２４】
このような製造工程において、圧電基板１をベース板２１の素材２１Ａに搭載する前に、図４（Ｂ）に示すように、テーブル５０上に素材２１Ａを、その周囲に設けた位置決め用穴（図示せず）をテーブル５０に設けた位置決め用突起（図示せず）に嵌めて位置決めしておき、画像処理装置５１により各圧電基板１の搭載箇所のマーク４６の位置（導体パターンの中心Ｏ２）を検出して、テーブル５０上のＸ、Ｙ平面上の座標ｘｉ、ｙｉを求め、記憶手段５９に記憶しておく。
【００２５】
一方、圧電基板１は、図６（Ａ）に示すように、枠材６０上にテープ６２を介してウエハ６３を貼付け、ウエハ６３の表面に前記弾性表面波素子２〜７やバンプ８〜１３等を形成し、かつ個々の圧電基板１のチップごとに切断しておく。そして、図６（Ｂ）に示すように、圧電基板１を剥離する場合は該当する箇所の圧電基板１をテープ６２側からロッド６４により突き上げ、矢印ａのように吸気しているコレット６５をバンプ８〜１３側である表面より吸い上げてテープ６２より離す。
【００２６】
続いて図６（Ｃ）に示すように、コレット６５を上下反転させて、コレット６５の吸着面を上向きにして圧電基板１をコレット６５の上に位置させ、前記ベース板２１の素材２１Ａに圧電基板１を搭載するためのコレット６６に矢印ｂに示す吸気により吸着させる。
【００２７】
その後、図６（Ｄ）に示すように、該圧電基板１を吸着したコレット６６を圧電基板１と共にカメラを有する画像処理装置６７に対面させて、画像処理装置６７により前記マーク１５、１６または１７、１８から圧電基板１の導体パターンの中心Ｏ１のコレット６６に対する位置を求める。例えばコレット６６の基準位置がコレットの中心位置であるとすれば、圧電基板１の導体パターンＯ１のコレット６６の中心位置からのＸ、Ｙ面上におけるずれ量Δｘｉ、Δｙｉを求め、記憶手段６８に記憶しておく。
【００２８】
次に図６（Ｅ）のように、圧電基板１をベース板２１の素材２１Ａ上の該当箇所に搭載するに当り、図５（Ｂ）に機能ブロック図に示すように、演算手段７０は、前記記憶手段５９、６９に記憶されている圧電基板１を搭載すべき箇所の中心点（マーク４６）Ｏ２の前記テーブル５７上の座標（ｘｉ，ｙｉ）およびコレット６６に対する圧電基板１の導体パターン中心Ｏ１のずれ量（Δｘｉ，Δｙｉ）とから、コレット６６の位置すべき座標（Ｘｉ，Ｙｉ）を下記の式により算出する。
Ｘｉ＝ｘｉ-Δｘｉ
Ｙｉ＝ｙｉ-Δｙｉ
コレット６６の位置制御手段７１は、前記算出された座標（Ｘｉ，Ｙｉ）に基づき、コレット６６の駆動手段７２を作動させて搭載すべき箇所の中心位置Ｏ２と圧電基板Ｏ１とのＸ、Ｙ平面上の位置が合致するようにコレット６６を位置決めする。そしてコレット６６を下ろして素材２１Ａのパッド２８〜３３となる導体膜４７上に圧電基板１のバンプ８〜１３を載せ、コレット６６を例えば１μｍの振幅で超音波振動させてバンプ８〜１３をパッド２８〜３３となる導体膜４７上に溶着する。
【００２９】
このようにコレット６６により圧電基板１を保持した状態において、圧電基板１のマーク１５、１６あるいは１７、１８の位置情報に基づいて多数個取りのためのベース板の素材２１Ａ上にコレット６６を位置決めすることにより、素材２１Ａ上の圧電基板１の対応位置のパッド２８〜３３上に圧電基板１のバンプ８〜１３を位置ずれ少なく溶着することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、圧電基板のバンプ形成面に導体パターンの基準位置を認識するためのマークを施したので、コレットに圧電基板を保持した状態でその基準位置を認識することにより、フェースダウン法により多数個取りによって弾性表面波素子を一括製造することが可能となり、弾性表面波素子を低コストで提供することが可能となる。また、圧電基板をベース板に固着する際の圧電基板の位置決め精度が上がるため、パッドの幅を狭くすることができ、弾性表面波素子の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明による弾性表面波素子の製造方法を適用した本体部の一実施の形態を示す底面図、（Ｂ）はその等価回路図である。
【図２】本発明による弾性表面波素子の製造方法を適用した本体部の他の実施の形態を示す底面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の製造方法を適用する弾性表面波素子の一実施の形態の側面図、断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の製造方法を適用した弾性表面波素子のベース板の一例を示す平面図、（Ｂ）はベース板の素材の圧電基板搭載箇所の基準位置を画像処理装置により求めている状態を示す側面図である。
【図５】（Ａ）は本発明による弾性表面波素子の製造方法に用いる素材を示す斜視図、（Ｂ）はその製造装置の機能ブロック図である。
【図６】（Ａ）は本発明の製造方法を適用する弾性表面波素子本体のテープから分離前の状態を示す平面図、（Ｂ）はそのテープからの分離工程を説明する一部断面側面図、（Ｃ）はそのコレット間の移し換え工程を示す一部断面側面図、（Ｄ）はその圧電基板のマークの位置認識工程を説明する一部断面側面図、（Ｅ）はそのベース板への溶着工程を説明する一部断面側面図である。
【符号の説明】
１：圧電基板、２〜７：弾性表面波共振子、８〜１３：バンプ、１４：配線、１５〜１８：マーク、２０：パッケージ、２１：ベース板、２１Ａ：ベース板の素材、２２：枠材、２２Ａ：枠材の素材、２３：蓋、２３Ａ：蓋の素材、２４、２５：接着部材、２４Ａ、２５Ａ：接着部材の素材、２６：内空部、２８〜３３：パッド、３４〜３９：側面電極、４０〜４５：底面電極、４６：マーク、４７：導体膜、４８：スルーホール、４９：導体膜、５０：テーブル、５１：画像処理装置、５２〜５４：穴、５５：切断線、５７：テーブル、５９：記憶手段、６０：枠材、６２：テープ、６３：ウエハ、６４：ロッド、６５、６６：コレット、６７：画像処理装置、６９：記憶手段、７０：演算手段、７１：コレットの位置制御手段、７２：コレットの駆動手段、Ｏ１：圧電基板の導体パターンの中心、Ｏ２：ベース板の導体パターンの中心
【図１】
0003932103.tif 000002
【図２】
0003932103.tif 000003
【図３】
0003932103.tif 000004
【図４】
0003932103.tif 000005
【図５】
0003932103.tif 000006
【図６】
0003932103.tif 000007