(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
圧電基板上に形成された櫛形電極を有し、前記櫛形電極が前記基板に対向するようにバンプにより前記基板にフリップ実装された弾性表面波素子と、
前記弾性表面波素子を覆う第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層上に形成された第２の樹脂層を有し、
前記第１の樹脂層及び第２の樹脂層は、加熱過程において、軟化した後、硬化するような状態遷移を生じる熱硬化性樹脂であり、
所定温度範囲内の各同一温度において、前記第１の樹脂層は前記第２の樹脂層よりも軟化による流動性が大きい樹脂材料で形成されていることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の樹脂層は、前記第２の樹脂層よりも硬化温度が高い樹脂材料であることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項３】
それぞれ圧電基板上に形成された櫛形電極を有し、前記櫛形電極が一の共通基板に対向するようにバンプにより前記共通基板にフリップ実装された複数の弾性表面波素子が、個々に切り出されたものであって、
前記共通基板に実装された状態で、前記複数の弾性表面波素子は、第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層上に形成される第２の樹脂層により覆われていて、
前記第１の樹脂層及び第２の樹脂層は、加熱過程において、軟化した後、硬化するような状態遷移を生じる熱硬化性樹脂であり、
所定温度範囲内の各同一温度において、前記第１の樹脂層は前記第２の樹脂層よりも軟化による流動性が大きい樹脂材料で形成されていることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項４】
圧電基板上に形成された櫛形電極を有する弾性表面波素子を、前記櫛形電極が基板に対向するようにバンプにより前記基板にフリップ実装し、
加熱過程において、軟化した後、硬化するような状態遷移を生じる熱硬化性樹脂である第１の樹脂層とその上に形成された第２の樹脂層で形成される樹脂シートであって、所定温度範囲内の各同一温度において、前記第１の樹脂層は前記第２の樹脂層よりも軟化による流動性が大きい樹脂材料で形成される樹脂シートを前記弾性表面波素子に張り付け、
所定温度で前記樹脂シートを加熱押圧して前記櫛形電極を気密封止することを特徴とする弾性表面波素子の実装方法。
【請求項５】
基板と、
圧電基板上に形成された櫛形電極を有し、前記櫛形電極が前記基板に対向するようにバンプにより前記基板にフリップ実装された弾性表面波素子と、
前記弾性表面波素子を覆う第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層上に形成された第２の樹脂層を有し、
前記第１の樹脂層及び第２の樹脂層は、加熱過程において、軟化した後、硬化するような状態遷移を生じる熱硬化性樹脂であり、
前記第１の樹脂層は、前記第２の樹脂層よりも硬化温度が高い樹脂材料であることを特徴とする弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波素子の実装方法及びこれを用いた弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波装置は、圧電基板表面に櫛形電極が形成された弾性表面波素子を有し、櫛形電極間を弾性表面波が伝搬することにより共振回路あるいはフィルタとしての電気的特性を得ている。
【０００３】
したがって、弾性表面波素子を弾性表面波装置内部に封入する場合、少なくとも弾性表面波素子の圧電基板の櫛形電極が形成された面上には空間が必要である。
【０００４】
さらに、櫛形電極上にゴミや水分等が付着する場合、弾性表面波の伝搬特性が変化する。このために上記櫛形電極が形成された面上の空間は、気密封止されていることが望ましい。
【０００５】
かかる要求を満たす一つの従来方法として、特開２０００−１２４７６７号公報に記載された技術（以下、従来技術という）がある。かかる従来技術では、基板と弾性表面波素子（チップ）との接続にバンプを用い、このバンプを挟んで内側と外側領域に封止壁を設けた構成である。
【０００６】
かかる構成を考察すると、櫛形電極とバンプとの間に内側の壁を形成する領域が必要となり、従って、弾性表面波素子の小型化という観点において不利である。
【０００７】
さらに、基板に向かう面と反対側の弾性表面波素子の面はむき出しとなり信頼性に欠ける。これを解決するために、従来技術の実施の形態例では封止筐体の内底に上記の二重壁構造により弾性表面波素子を封止し、更にこの封止筐体を弾性表面波素子がフェイスアップとなる状態で基板に実装する構成を提示している。
【０００８】
しかし、かかる構成では封止筐体によって、装置の大きさが大きくならざるを得ない。
【０００９】
かかる点に鑑みて本発明者は、先に基板と圧電基板上に形成された櫛形電極を有し、前記櫛形電極が前記基板に対向するようにバンプにより前記基板にフリップ実装された弾性表面波素子と、前記弾性表面波素子のバンプ周辺に形成された第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層と少なくとも前記弾性表面波素子の側面を覆う第２の樹脂層を有して構成される弾性表面波装置の構造を提案している（特願2000-29880）。
【００１０】
この弾性表面波装置の断面構造と、その製造工程の一例をそれぞれ図１、図２に示す。図１に示すように、圧電基板に櫛形電極１１が形成された弾性表面波素子１０（Ｃと表記）と、スルーホール２１を介して電極パターンを両面に有する基板２０（Ｂと表記）を用意する。ついで、図２に示す工程に従い、パッド電極部１２により櫛形電極１１が形成された面を基板２０に対向するように弾性表面波素子１０を基板２０にチップボンディングする（処理工程Ｐ１）。
【００１１】
次に、パッド電極部１２と電極パターン２２及び弾性表面波素子１０の側面を第１の樹脂層ａとなる樹脂材料をディスペンサー等により塗布する（処理工程Ｐ２）。ここで、第１の樹脂層ａとなる樹脂材料は、パッド電極部１２の内側に流れ込むことがないように、粘度の高い液状樹脂を用いている。
【００１２】
ついで、１２５℃〜１５０℃で、１５〜３０分間乾燥する（処理工程Ｐ３）。乾燥後に、第１の樹脂層ａの樹脂材料に対してより流動性の良い第２の樹脂層ｂの樹脂材料をトランスファーモールドし、弾性表面波素子１０を含む基板１の片面を封止し、樹脂を熱硬化させる（処理工程Ｐ４）。この時の加熱条件は、例として、１５０℃〜１７５℃で３〜５分間の加熱である。
【００１３】
さらに、ポストキュアとして、１５０℃〜１７５℃で６０〜１８０分間加熱する（処理工程Ｐ５）。
【００１４】
ここで、図１では、省略されているが、上記処理工程Ｐ１において、一の基板上に複数の弾性表面波素子１０をチップボンディングして、上記処理工程Ｐ２〜Ｐ４を施すことにより一度に複数の弾性表面波装置の形成が可能である。
この場合、ダイシングにより複数の弾性表面波装置は個別に切断される（処理工程Ｐ６）。ついで、個々の弾性表面波装置に対し、特性試験を行い（処理工程Ｐ７）、良品が選別されて梱包出荷される（処理工程Ｐ８）。
【００１５】
上記の様に先に本発明者が提案した方法において、弾性表面波素子１０を基板２０にボンディングする構成により低背化及び小型化された弾性表面波装置を実現できる。しかし、加熱による樹脂封止を２度行う必要があり、従って、弾性表面波素子１０を形成する圧電基板がうける熱ストレスは２倍になるという問題が想定される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、製造工程において、熱ストレスを２倍に受けるという先の本発明者による提案における上記の問題を解決した弾性表面波素子の実装方法及びこれを用いた弾性表面波装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成する本発明に従う弾性表面波装置は、第１の態様として、基板と、圧電基板上に形成された櫛形電極を有し、前記櫛形電極が前記基板に対向するようにバンプにより前記基板にフリップ実装された弾性表面波素子と、前記弾性表面波素子を覆う第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層上に形成された第２の樹脂層を有し、前記第１の樹脂層及び第２の樹脂層は、加熱過程において、軟化した後、硬化するような状態遷移を生じる熱硬化性樹脂であり、前記第１の樹脂層は前記第２の樹脂層よりも軟化による流動性が大きい樹脂材料で形成されていることを特徴とする。
【００１８】
上記の課題を達成する本発明に従う弾性表面波装置は、第２の態様として、  第１の態様において、前記第１の樹脂層は、前記第２の樹脂層よりも硬化温度が高い樹脂材料であることを特徴とする。
【００１９】
上記の課題を達成する本発明に従う弾性表面波装置は、第３の態様として、  第１の態様において、前記第２の樹脂層は、離型材が添加され、前記第１の樹脂層が軟化した後に硬化するような状態遷移を生じた以降に剥離されていることを特徴とする。
【００２０】
上記の課題を達成する本発明に従う弾性表面波装置は、第４の態様として、  それぞれ圧電基板上に形成された櫛形電極を有し、前記櫛形電極が一の共通基板に対向するようにバンプにより前記共通基板にフリップ実装された複数の弾性表面波素子が、個々に切り出されたものであって、前記共通基板に実装された状態で、前記複数の弾性表面波素子は、第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層上に形成される第２の樹脂層により覆われていて、前記第１の樹脂層及び第２の樹脂層は、加熱過程において、軟化した後、硬化するような状態遷移を生じる熱硬化性樹脂であり、前記第１の樹脂層は前記第２の樹脂層よりも軟化による流動性が大きい樹脂材料で形成されていることを特徴とする。
【００２１】
上記の課題を達成する本発明に従う弾性表面波装置は、第５の態様として、  基板と、圧電基板上に形成された櫛形電極を有し、前記櫛形電極が前記基板に対向するようにバンプにより前記基板にフリップ実装された弾性表面波素子と、前記弾性表面波素子を囲う様に前記基板に積層された耐熱性の積層枠と、前記弾性表面波素子を覆うための樹脂層を有し、前記樹脂層は、加熱過程において、軟化した後、硬化するような状態遷移を生じる熱硬化性樹脂であり、前記樹脂層は、更に加熱により前記弾性表面波素子の側面と、前記積層枠の上面に密着して前記櫛形電極を封止していることを特徴とする。
【００２２】
上記の課題を達成する本発明に従う弾性表面波装置は、第６の態様として、第５の態様において、前記積層枠の上面の少なくとも一部がメタライズされていることを特徴とする。
【００２３】
さらに、上記の課題を達成する本発明に従う弾性表面波装置は、第７の態様として、第５の態様において、前記積層枠の上面及び、前記弾性表面波素子の上面にガラスコート又は、メタルコートが形成されていることを特徴とする。
【００２４】
上記の課題を達成する本発明に従う弾性表面波素子の実装方法は、圧電基板上に形成された櫛形電極を有する弾性表面波素子を、前記櫛形電極が基板に対向するようにバンプにより前記基板にフリップ実装し、加熱過程において、軟化した後、硬化するような状態遷移を生じる熱硬化性樹脂である第１の樹脂層とその上に形成された第２の樹脂層で形成される樹脂シートであって、前記第１の樹脂層は前記第２の樹脂層よりも軟化による流動性が大きい樹脂材料で形成される樹脂シートを前記弾性表面波素子に張り付け、所定温度で前記樹脂シートを加熱押圧して前記櫛形電極を気密封止することを特徴とする。
【００２５】
本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される実施の形態例から更に明らかになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明に従う弾性表面波装置の第１の実施の形態例を説明する断面構造を示す図であり、図３Ａ〜図３Ｃの順に弾性表面波素子１０の実装工程を示している。
【００２７】
図３Ａにおいて、圧電基板に櫛形電極１１が形成されて構成される弾性表面波素子１０と、スルーホール２１を介して電極パターンを両面に有する基板２０を有し、図２に示した処理工程Ｐ１と同様に、パッド電極部１２により櫛形電極１１が形成された面を基板２０に対向するように弾性表面波素子１０が基板２０にチップボンディングされている。
【００２８】
さらに、熱流動性の異なる第１の樹脂層ａと、第２の樹脂層ｂとを張り合わせて二層構造にした熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂シートが用意される。
ここで、実施例として基板２０の厚みは２００μｍであり、弾性表面波素子１０の厚みは２５０μｍであり、これに対し第１の樹脂層ａの厚みは３００μｍであり、第２の樹脂層ｂの厚みは１００μｍ程度である。
【００２９】
さらに、加熱過程において、第１の樹脂層ａは、第２の樹脂層ｂよりも先に軟化するような熱流動性の大きい特性を有している。
【００３０】
図３Ｂに示すように、第１の樹脂層ａと第２の樹脂層ｂで構成されるエポキシ樹脂シートを加熱ローラーにより弾性表面波素子１０上に張り付ける。
【００３１】
この時、第１の樹脂層ａの流動化により図３Ｂに示すように、第１の樹脂層ａが弾性表面波素子１０の側面を覆う様に垂れる。
【００３２】
さらに、熱良伝導体の成形金具３０により１００ｋｇ／５ｃｍ2の押圧を付与したまま、１０分間１５０℃の温度で加熱する。この時、第２の樹脂層ｂは第１の樹脂層ａとともに軟化し、第１の樹脂層ａを圧迫し、これにより第１の樹脂層ａが基板２０に接し、パッド電極部１２まで覆う状態とされる。なお、この時、第１の樹脂層ａの流動性は、樹脂が基板２０と弾性表面波素子１との間に侵入しない程度に選ばれている。
【００３３】
その後、成形金型３０を外し、１５０℃で３時間ポスト焼き入れを行う。これにより、第１の樹脂層ａ及び第２の樹脂層ｂはともに硬化して、弾性表面波素子１０の櫛形電極１１が上部に空間を有する状態で気密封止される。
【００３４】
図３に示す本発明の実施の形態例では、第１の樹脂層ａ及び第２の樹脂層ｂによる樹脂シートを用い、封止を行うことにより弾性表面波素子１０に対する加熱によるストレスは１回のみとなり、弾性表面波装置の信頼性を高めることが可能である。
【００３５】
ここで、上記の実施の形態例における樹脂シートを構成する第１の樹脂層ａ及び、第２の樹脂層ｂについて考察する。
【００３６】
上記の実施の形態例の説明により明確なように、本発明に使用される第１の樹脂層ａ及び第２の樹脂層ｂは、ともにビスフェノール機能型エポキシ樹脂であって、加熱により一旦軟化状態となり、更に加熱を続けることにより硬化していく熱硬化性樹脂の性質を有している。
【００３７】
さらに、本発明の図３に示す実施例の要件として、前記第１の樹脂層ａは、第２の樹脂層ｂよりも加熱による粘度低下が大きい、即ち熱流動性が大きいことである。この熱流動性は、例えば無機質のフィラーの添加量によって制御可能である。
【００３８】
図４，図５は、それぞれ第１の樹脂層ａと、第２の樹脂層ｂの粘度（Pa-s：縦軸）の温度（℃：横軸）に対する変化特性の例を示す図である。
図４に示す第１の樹脂層ａの特性と、図５に示す第２の樹脂層ｂの特性とを比較すると、ともに温度の上昇とともに粘度が低くなるが、温度５０℃〜１１０℃の範囲において、第１の樹脂層ａの方が第２の樹脂層ｂよりも粘度が低く、流れやすい状態になる。すなわち、第１の樹脂層ａの方が第２の樹脂層ｂよりも流動性が大きいことが理解できる。
【００３９】
そして、ともに１１０℃以上になると粘度が大きくなり、１５０℃で加熱前の常温での粘度とほぼ同様の状態となる。
【００４０】
この様な第１の樹脂層ａを第２の樹脂層ｂよりも流動性が大きいものであるという特徴を利用して、上記した本発明に従う図３の実施の形態例が実現できる。図６は、本発明の第２の実施の形態例を示す図である。複数の弾性表面波素子１０−１，１０−２を図３Ａと同様に、チップボンディングにより基板２０に搭載し、第１の樹脂層ａと第２の樹脂層ｂよりなる樹脂シートを張り付け成形金具３０で加熱押圧する。これにより図３Ｃと同様の状態になる。
【００４１】
ついで、図示しないダイシングカッターで個別に分離することにより複数の弾性表面波装置が得られる。分離された個々の弾性表面波装置において、低背化及び気密封止が実現される。
【００４２】
図７は、本発明の第３の実施の形態例を示す図である。この実施の形態例の特徴は、第２の樹脂層ｂにワックス等の離型剤を添加している点に特徴を有する。これにより、図７Ａに示すように成形金型３０で加熱押圧し、第１の樹脂層ａを流動化して弾性表面波素子１０の側面を覆う状態にする。
ついで、成形金型３０を外すことにより、図７Ｂに示すように離型剤が添加されている第２の樹脂層ｂを容易に第１の樹脂層ａから剥がすことができ、装置の低背化が可能である。
【００４３】
この実施の形態例において、第２の樹脂層ｂは、主として第１の樹脂層ａに対する熱緩衝材として機能する。すなわち、成形金型３０により第１の樹脂層ａを直接加熱する場合は、流動化の速度及び度合いが大きくなり、好ましい形態で弾性表面波素子を封止することが困難になる。
【００４４】
これに対し、熱緩衝材としての第２の樹脂層ｂを介して加熱する場合は、第１の樹脂層ａを徐々に加熱することができる。かかる理由から図７の実施の形態例に使用される第１の樹脂層ａと第２の樹脂層ｂは、図３に示した実施の形態例におけるよりも粘度差が大きいことが望ましい。
【００４５】
図８は、本発明の更なるいくつかの実施の形態例を示す図である。これらの実施の形態例では、第１の樹脂層ａのみを使用する例である。
【００４６】
図８Ａでは、基板２０上にボンディングにより搭載された弾性表面波素子１０の周囲にセラミックにより積層枠４０を先に形成する。この状態で先の実施の形態例と同様に、第１の樹脂層ａを弾性表面波素子１０に張り付け、成形金型３０で加熱押圧する。
【００４７】
これにより、第１の樹脂層ａは流動化し、積層枠４０の上面と弾性表面波素子１０の側面を覆い、櫛型電極１１を気密封止することが可能である。
図８Ｂは、更に図８Ａの実施の形態例を改善した例であり、図８Ａにおいて気密封止のためには、積層枠４０と第１の樹脂層ａとの密着性が重要である。図８Ｂでは、積層枠４０の上面にメタライズ層４１を形成している。このメタライズ層４１は、例えばタングステンをスキージにより印刷し、焼成を行って形成する。メタライズ層４１が形成された後に、第１の樹脂層ａを加熱流動化する。この際、メタライズ層４１により第１の樹脂層ａと積層枠４０との密着性（くっつき性）が良好となり、信頼性を高めることが可能である。
【００４８】
図８Ｃは、又別の方法を示す図である。この実施の形態例では、弾性表面波素子１０の上面及び、積層枠４０の上面にガラスコート又はメタルコート４２を形成する。ガラスコートはＳｉＯ2をスパッタ蒸着により、メタルコートはチタン張り付けにより形成可能である。
【００４９】
図８Ｃの実施の形態例において、特にガラスコートは第１の樹脂層ａとの密着性を向上し、耐湿性を高めることが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
上記に図面に従い実施の形態例を説明したように、本発明では加熱工程を短縮でき、従って弾性表面波素子の熱破壊を防ぐことが可能である。さらに薄型（低背）化を可能とした弾性表面波装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】弾性表面波装置の断面構造を示す図である。
【図２】図１の弾性表面波装置の製造工程の一例を示す図である。
【図３】本発明に従う弾性表面波装置の第１の実施の形態例を説明する断面構造である。
【図４】第１の樹脂層ａの粘度（Pa-s：縦軸）の温度（℃：横軸）に対する変化特性の例を示す図である。
【図５】第２の樹脂層ｂの粘度（Pa-s：縦軸）の温度（℃：横軸）に対する変化特性の例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態例を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態例を示す図である。
【図８】本発明の更なるいくつかの実施の形態例を示す図である。
【符号の説明】
１０  弾性表面波素子
１１  櫛形電極
１２  パッド電極部
２０  基板
２１  スルーホール
２２  電極パターン
３０  成型金型
ａ  第１の樹脂層
ｂ  第２の樹脂層
【図１】
0004166997.tif 000002
【図２】
0004166997.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0004166997.tif 000006
【図６】
0004166997.tif 000007
【図７】
0004166997.tif 000008
【図８】
0004166997.tif 000009