(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ部を有する電子部品と、該電子部品にほぼ同サイズで板状のアクティブ部密閉用部材であって、上記アクティブ部にほぼ対応したサイズにてなる凹部で上記アクティブ部に非接触となる凹部を形成したアクティブ部密閉用部材とを対向して配置し、
上記電子部品と上記アクティブ部密閉用部材とを合体することにより上記アクティブ部を上記凹部にて密閉し、
上記アクティブ部を形成した上記電子部品の形成面は、上記アクティブ部と接続するバンプを有し、上記アクティブ部密閉用部材は、上記バンプに対応して設けられ当該アクティブ部密閉用部材を貫通する外部電極用穴を有し、上記電子部品と上記アクティブ部密閉用部材との合体によって、上記バンプは、上記外部電極用穴内に挿入され、その後、上記外部電極用穴に導電性材料を設け、該導電性材料にて上記バンプと実装用基板との電気的接続を行う、
ことを特徴とする密閉型電子部品組立方法。
【請求項２】
上記アクティブ部密閉用部材の上記凹部は、上記アクティブ部に対向する上記アクティブ部密閉用部材の加工面に上記アクティブ部の周囲に対応して空間形成材を設けて形成される、請求項１記載の密閉型電子部品組立方法。
【請求項３】
上記アクティブ部密閉用部材の上記凹部は、上記アクティブ部に対向する上記アクティブ部密閉用部材の加工面を上記アクティブ部に対応して掘り下げて形成される、請求項１記載の密閉型電子部品組立方法。
【請求項４】
上記電子部品はＳＡＷフィルタであり上記アクティブ部は上記ＳＡＷフィルタを構成する櫛歯電極部であり、上記アクティブ部密閉用部材はＳｉ基板であり、上記ＳＡＷフィルタは半導体ウエハ上に格子状に形成されており、上記Ｓｉ基板はウエハ状であって上記凹部は上記格子状に形成された上記ＳＡＷフィルタの上記櫛歯電極部に対応して格子状に形成されており、ウエハ状の上記ＳＡＷフィルタとウエハ状の上記Ｓｉ基板とを合体した後、該合体ウエハをダイシングして個片化する、請求項１から３のいずれかに記載の密閉型電子部品組立方法。
【請求項５】
上記導電性材料は半田又は銀ペーストである、請求項１記載の密閉型電子部品組立方法。
【請求項６】
上記導電性材料による上記バンプと上記実装用基板との電気的接続は、フリップチップ実装又はワイヤボンディングにより行う、請求項１又は５記載の密閉型電子部品組立方法。
【請求項７】
請求項４記載の密閉型電子部品組立方法により組み立てられたことを特徴とする密閉済ＳＡＷフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＳＡＷフィルタにおける櫛歯電極部のように、電子部品の機能を果たす部分であるアクティブ部について、該アクティブ部を塵埃、湿気等から保護する必要がある密閉型電子部品の組立方法、及び該組立方法にて組み立てられた密閉済ＳＡＷフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子部品の生産量は増加し続け、それに伴い多種、多様なパッケージ形態が提案されている。例えばＣＳＰ（chip sides package）、Ｃ４（Controlled Collapse Chip Connection）やＢＧＡ（Ball Grid Allay）、ＱＦＰなどの形態がある。特に小型、軽量を実現するチップサイズパッケージは重要なものとなると考えられる。従来のＩＣチップなどの半導体素子は、電極に金バンプ、半田バンプなどを形成して実装基板に実装した後、封止材で固定するものであった。この一例として、図１６を参照して説明すると、半導体素子１の電極にスタッドバンプボンディングなどにより、例えば金にてなるバンプ３を形成する。そしてセラミックや樹脂材等からなる実装基板２上の基板電極４上に超音波振動を加えながらバンプ３を接合する。その後、バンプ３と基板電極４との接合箇所及び半導体素子１の周辺部分を含めて絶縁樹脂などの封止材５により封止を行う。
【０００３】
又、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルターなどの電子部品においては、アクティブ面に異物が介在してはならないため、キャビティータイプのセラミック基板７に、図１７に示すようにＳＡＷフィルタ６を、バンプ３を介してフリップチップボンディングで導通させたり、図１８に示すように、ダイボンド材１１にてＳＡＷフィルタ６を固定し金ワイヤ８を用いてワイヤボンディングにて導通させる。その後、両者とも、セラミック基板７の上部に、ガラス材又は半田１０を用いて金属プレート９の蓋を施し、上記キャビティーを密閉する形態があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の方法では、上記基板電極４上に超音波振動を加えながらバンプ３を接合するとき、バンプ３と半導体素子１の電極との接合箇所付近に応力が集中し、半導体素子１の回路形成面にダメージを与える場合が考えられる。又、上記キャビティーに収納する場合には、パッケージの形状が特殊となり、蓋をするという工程が必要となる。よっていずれの場合も、製品品質の安定化、及び実装コストの低下を図ることが困難であるという問題がある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、製品品質の安定化及び実装コストの低減が可能な密閉型電子部品の組立方法、及び該組立方法にて組み立てられた密閉済ＳＡＷフィルタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様の密閉型電子部品組立方法は、アクティブ部を有する電子部品と、該電子部品にほぼ同サイズで板状のアクティブ部密閉用部材であって、上記アクティブ部にほぼ対応したサイズにてなる凹部で上記アクティブ部に非接触となる凹部を形成したアクティブ部密閉用部材とを対向して配置し、
上記電子部品と上記アクティブ部密閉用部材とを合体することにより上記アクティブ部を上記凹部にて密閉し、
上記アクティブ部を形成した上記電子部品の形成面は、上記アクティブ部と接続するバンプを有し、上記アクティブ部密閉用部材は、上記バンプに対応して設けられ当該アクティブ部密閉用部材を貫通する外部電極用穴を有し、上記電子部品と上記アクティブ部密閉用部材との合体によって、上記バンプは、上記外部電極用穴内に挿入され、その後、上記外部電極用穴に導電性材料を設け、該導電性材料にて上記バンプと実装用基板との電気的接続を行う、
ことを特徴とする。
【０００７】
上記アクティブ部密閉用部材の上記凹部は、上記アクティブ部に対向する上記アクティブ部密閉用部材の加工面に上記アクティブ部の周囲に対応して空間形成材を設けて形成するようにしてもよい。
【０００８】
上記アクティブ部密閉用部材の上記凹部は、上記アクティブ部に対向する上記アクティブ部密閉用部材の加工面を上記アクティブ部に対応して掘り下げて形成するようにしてもよい。
【０００９】
上記導電性材料は半田又は銀ペーストとすることができる。
【００１０】
上記導電性材料による上記バンプと上記実装用基板との電気的接続は、フリップチップ実装又はワイヤボンディングにより行うことができる。
【００１１】
又、本発明の第２態様の密閉型電子部品組立方法は、上記第１態様において上記電子部品はＳＡＷフィルタであり上記アクティブ部は上記ＳＡＷフィルタを構成する櫛歯電極部であり、上記アクティブ部密閉用部材はＳｉ基板であり、上記ＳＡＷフィルタは半導体ウエハ上に格子状に形成されており、上記Ｓｉ基板はウエハ状であって上記凹部は上記格子状に形成された上記ＳＡＷフィルタの上記櫛歯電極部に対応して格子状に形成されており、ウエハ状の上記ＳＡＷフィルタとウエハ状の上記Ｓｉ基板とを合体した後、該合体ウエハをダイシングして個片化するようにしてもよい。
【００１２】
又、本発明の第３態様の密閉済ＳＡＷフィルタは、上記第２態様の密閉型電子部品組立方法により組み立てられたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態における密閉型電子部品組立方法、及び該方法にて組み立てられた密閉済ＳＡＷフィルタについて、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において同じ構成部分については同じ符号を付している。又、密閉型電子部品の一例としてＳＡＷフィルタを例に採るが、これに限定されるものではない。即ち、当該電子部品の機能を果たす部分であるアクティブ部に他部材を直接、接触することなく該アクティブ部を塵埃、湿気等から保護する必要があるような密閉型電子部品が該当する。又、上記電子部品と合体されて上記アクティブ部の密閉を行うアクティブ部密閉用部材の一例として、Ｓｉ基板を例に採るが、これに限定されるものではなく、例えばガラス板等の板状体であってもよい。
【００１４】
半導体チップ製造プロセスによって例えばＳｉウエハ上にＩＣ（集積回路）を格子状に形成するように、上記ＳＡＷフィルタは、本実施形態では、図３に示すように半導体ウエハ１２１上に格子状に形成されている。その内の一つの形態を図９及び図１４に示す。ここで図９はその側面図であり図１４は平面図である。上記半導体ウエハ１２１上に形成された各ＳＡＷフィルタ１２２は、図１４に示すように、上記半導体ウエハ１２１上の各ＳＡＷフィルタ１２２を個々のＳＡＷフィルタ１２２に切り分けたときの半導体基板１２１ａにおける形成面１２５の中央部分に、上記アクティブ部の一例に相当する櫛歯電極部１２３が形成され、該櫛歯電極部１２３に電気的に接続される電極が上記形成面１２５上で半導体基板１２１ａの四隅に形成されている。さらに各電極には、バンプ１２４が形成されている。
このようなＳＡＷフィルタ１２２を密閉して形成される密閉済ＳＡＷフィルタ１３３を例に採り、上記密閉型電子部品組立方法について説明する。
【００１５】
本実施形態では、上述のようにＳｉ基板１１１をアクティブ部密閉用部材の一例として使用している。上記Ｓｉ基板１１１は、本実施形態では図３に示すようにウエハ状にてなり、又、上述したように半導体ウエハ１２１上に格子状に形成された各ＳＡＷフィルタ１２２に対応して、上記Ｓｉ基板１１１上には、仮想的に、それぞれのアクティブ部密閉用部材１１１ａに相当する、図１３に示す区画１１３が格子状に配置される。尚、一つの区画１１３のサイズは、一つのＳＡＷフィルタ１２２のサイズに等しいか、ほぼ等しい。
このようなＳｉ基板１１１において、格子状に配置される各区画１１３に対して、図６及び図１３に示すように、ドライエッチング、ウェットエッチング、又はサンドブラスト加工により、Ｓｉ基板１１１をその厚み方向へ貫通する外部電極用穴１１２を区画１１３の四隅に形成する。一つの区画１１３に形成される４つの外部電極用穴１１２の配置位置は、一つのＳＡＷフィルタ１２２に形成されている４つのバンプ１２４の配置位置に一致する。
【００１６】
次のステップでは、それぞれの上記区画１１３に対して、上記櫛歯電極部１２３の密閉を行うための凹部を形成する。具体的には、図１３及び図７に示すように、上記Ｓｉ基板１１１の加工面１１４上に、各ＳＡＷフィルタ１２２の櫛歯電極部１２３に対応する櫛歯電極対応領域１１６にレジストにてマスクパターンを形成する。つまり各区画１１３における櫛歯電極対応領域１１６にマスクが形成される。その後、スパッタ又は蒸着方法にて、各区画１１３において上記櫛歯電極対応領域１１６以外の部分、つまり図１３に網目模様を付した形成領域１１７に、空間形成材としての機能を果たす一例に相当するＳｉ酸化膜１１５を０．５〜１μｍの厚みにて形成する。上記櫛歯電極対応領域１１６には上記マスクによりＳｉ酸化膜１１５が形成されないことから、Ｓｉ酸化膜１１５によってアクティブ部密閉用部材１１１ａには櫛歯電極対応領域１１６に対応して凹部１１８が形成される。
【００１７】
次のステップでは、上記Ｓｉ基板１１１における上記Ｓｉ酸化膜１１５上に、図８に示すように、印刷法により接着剤１１９を供給する。その次に、半導体基板１２１ａの形成面１２５に上記接着剤１１９が接着するように、かつ各ＳＡＷフィルタ１２２と各アクティブ部密閉用部材１１１ａとが対向して櫛歯電極部１２３と櫛歯電極対応領域１１６とが対向するように、上記Ｓｉ基板１１１と上記半導体ウエハ１２１とを配置して、図４に示すように、両者を重ね合わせ合体する。又、上述のようにＳｉ基板１１１と半導体ウエハ１２１とを配置することで、各ＳＡＷフィルタ１２２のバンプ１２４は、各ＳＡＷフィルタ１２２に対向するＳｉ基板１１１の上記各区画１１３に形成されている外部電極用穴１１２内に挿入される。上記合体により、図１０に示すように、Ｓｉ酸化膜１１５及び接着剤１１９によって各櫛歯電極部１２３は、アクティブ部密閉用部材１１１ａの加工面１１４に対して非接触となり、かつ各櫛歯電極部１２３の周囲をＳｉ酸化膜１１５及び接着剤１１９によって包囲される。よって、各櫛歯電極部１２３は、Ｓｉ酸化膜１１５及び接着剤１１９によって上記凹部１１８内に密閉される。
そして、合体した合体ウエハ１３１を加熱することで接着剤１１９を硬化させ、Ｓｉ基板１１１と半導体ウエハ１２１とを接着する。尚、アクティブ部密閉用部材１１１ａに例えばガラス板を用いたときには、上記接着剤１１９を光にて硬化させることもできる。
【００１８】
次のステップでは、図１に示すように、各バンプ１２４が挿入された各外部電極用穴１１２に、Ｓｉ基板１１１の加工面１１４に対向する非加工面１１４ａ側から、印刷法、ディスペンス法、又は転写法を用いて、半田又は銀ペースト等の導電性材料１３２を供給し、バンプ１２４との電気的接続を図る。このとき、上記導電性材料１３２は、上記非加工面１１４ａより突出する量にて供給される。その後、熱硬化又はリフローにより上記導電性材料１３２を硬化させる。該硬化により、ＳＡＷフィルタ１２２に形成されたバンプ１２４から外部電極用穴１１２を通してＳｉ基板１１１の非加工面１１４ａ側に、上記導電性材料１３２にて電極が形成される。
【００１９】
次のステップでは、上記導電性材料１３２の電極が上記非加工面１１４ａ側に形成された上記合体ウエハ１３１をダイシングして、図５に示すように、個々の密閉済ＳＡＷフィルタ１３３に分割する。
分割された密閉済ＳＡＷフィルタ１３３のそれぞれは、図２に示すように、半田を印刷した、実装基板１４１の電極１４２上に実装される。そして、リフローにて上記半田を溶融して、密閉済ＳＡＷフィルタ１３３と実装基板１４１とを接続する。
【００２０】
以上説明したように本実施形態の密閉型電子部品組立方法、及び該方法にて組み立てられた密閉済ＳＡＷフィルタ１３３によれば、電子部品のアクティブ部の一例であるＳＡＷフィルタ１２２の櫛歯電極部１２３を保護する凹部１１８をアクティブ部密閉用部材１１１ａに設け、該アクティブ部密閉用部材１１１ａとＳＡＷフィルタ１２２とを接合するようにした。よって、密閉済ＳＡＷフィルタ１３３を組み立てる際に、凹部１１８内に櫛歯電極部１２３が収納されることから、例えば他部材が直接に接触して櫛歯電極部１２３を保護する形態ではないことから、上記櫛歯電極部１２３にダメージを与えることはない。さらに、上記凹部への収納形態により、櫛歯電極部１２３の密閉性を向上させ結果として耐湿性を向上させることもできる。
又、櫛歯電極部１２３を密閉するためのアクティブ部密閉用部材１１１ａは、例えばＳｉ基板１１１のような平板を使用でき、かつ上述のようにアクティブ部密閉用部材１１１ａとＳＡＷフィルタ１２２とを接合することで櫛歯電極部１２３の密閉が行える。よって、従来のキャビティータイプのセラミック基板７のような特殊形状のパッケージは必要なく、さらに、該セラミック基板７に蓋をするという工程も不要となる。
これらの点から、従来に比べて、製品品質の安定化及び実装コストの低減を図ることができる。
【００２１】
又、アクティブ部密閉用部材１１１ａは、平板であることから、貫通穴を容易に形成することができる。即ち、ＳＡＷフィルタ１２２の電極に設けたバンプ１２４との電気的接続を図りかつ密閉済ＳＡＷフィルタ１３３の外部へ電極を形成するための外部電極用穴１１２を設けることができる。よって、該外部電極用穴１１２に導電性材料１３２を設けることで、該導電性材料１３２にて密閉済ＳＡＷフィルタ１３３の外部電極を容易に形成することができ、該外部電極を使用して実装用基板１４１へ密閉済ＳＡＷフィルタ１３３を容易に実装することができる。
【００２２】
又、アクティブ部密閉用部材１１１ａが平板であり、該アクティブ部密閉用部材１１１ａの上記形成領域１１７へのＳｉ酸化膜１１５の形成は、例えばＳｉウエハ上への半導体チップの公知の製造工程と同様の工程を用いることができる。したがって、アクティブ部密閉用部材１１１ａにおける凹部１１８の形成は、容易に行うことができる。
【００２３】
又、図３〜図５を参照して説明したように、本実施形態では、アクティブ部密閉用部材１１１ａ及びＳＡＷフィルタ１２２はともにウエハ状態にて取り扱って上記合体ウエハ１３１を作製することから、例えばＳｉウエハ上への半導体チップの公知の製造工程と同様の工程を用いることができる。よって、特殊形状のパッケージや、該パッケージに蓋をするという工程も不要となることから、容易に密閉型ＳＡＷフィルタ１３３を作製することが可能である。
【００２４】
アクティブ部密閉用部材１１１ａにおける凹部１１８の形成は、上述の実施形態では、上記形成領域１１７へのＳｉ酸化膜１１５の形成により行ったが、該形成方法に限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、アクティブ部密閉用部材１１１ａの加工面１１４における上記櫛歯電極対応領域１１６を、ドライエッチング、ウェットエッチング、又はサンドブラスト加工により掘り下げることで凹部１１８を形成してもよい。そして図１２に示すように、ＳＡＷフィルタ１２２と接合させる方法によっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
又、密閉型ＳＡＷフィルタ１３３の実装用基板１４１への実装について、上述の実施形態では、フリップチップ実装方法を例に採ったが、これに限定するものではない。即ち、例えば図１５に示すように、接着剤１４３を用いて密閉型ＳＡＷフィルタ１３３を実装用基板１４１上に固定し、密閉型ＳＡＷフィルタ１３３の上記導電性材料１３２と、実装用基板１４１の電極１４２とを金線１４４にてワイヤボンディングしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の第１態様及び第２態様の密閉型電子部品組立方法、並びに第３態様の密閉済ＳＡＷフィルタによれば、電子部品のアクティブ部を保護する凹部をアクティブ部密閉用部材に設け、該アクティブ部密閉用部材と電子部品とを接合するようにした。よって、密閉型電子部品を組み立てる際に、凹部内に上記アクティブ部が収納されることから、例えば他部材が直接に接触して上記アクティブ部を保護する形態ではないことから、上記アクティブ部にダメージを与えることはない。さらに、アクティブ部の密閉性を向上させ結果として耐湿性を向上させることもできる。
又、アクティブ部を密閉するためのアクティブ部密閉用部材は、例えばＳｉ基板のような平板を使用でき、かつ上述のようにアクティブ部密閉用部材と電子部品とを接合することでアクティブ部の密閉が行える。よって、従来のキャビティータイプのような特殊形状のパッケージは必要なく、さらに、該パッケージに蓋をするという工程も不要となる。以上の点から、従来に比べて、製品品質の安定化及び実装コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態の密閉型電子部品組立方法にて組み立てた密閉済ＳＡＷフィルタの断面図である。
【図２】  図１に示す密閉済ＳＡＷフィルタを実装用基板へ実装した状態を示す図である。
【図３】  本実施形態の密閉型電子部品組立方法にて作製されたＳｉ基板と半導体ウエハを示す斜視図である。
【図４】  図３に示す両ウエハを合体した合体ウエハの斜視図である。
【図５】  図４に示す合体ウエハをダイシングして個々の密閉済ＳＡＷフィルタに分割した状態を示す図である。
【図６】  本実施形態の密閉型電子部品組立方法にて使用するアクティブ部密閉用部材の断面図である。
【図７】  図６に示すアクティブ部密閉用部材にＳｉ酸化膜を形成した状態を示す図である。
【図８】  図７に示すアクティブ部密閉用部材のＳｉ酸化膜上に接着剤を設けた状態を示す図である。
【図９】  本実施形態の密閉型電子部品組立方法にて使用するＳＡＷフィルタの図である。
【図１０】  図７に示すアクティブ部密閉用部材と、図９に示すＳＡＷフィルタとを接合した状態を示す図である。
【図１１】  図６に示すアクティブ部密閉用部材への凹部形成の変形例を説明するための図である。
【図１２】  図１１に示すアクティブ部密閉用部材と、図９に示すＳＡＷフィルタとを接合した状態を示す図である。
【図１３】  図１に示す密閉済ＳＡＷフィルタの実装用基板への実装方法の変形例を説明するための図である。
【図１４】  図９に示すＳＡＷフィルタの平面図である。
【図１５】  図１に示す密閉済ＳＡＷフィルタを実装用基板へ実装したときの状態であって図２に示す状態の変形例における状態を示す図である。
【図１６】  従来のフリップチップ工法にて実装された電子部品の封止方法を説明するための図である。
【図１７】  従来のフリップチップ工法にて実装された電子部品の封止方法の他の例を説明するための図である。
【図１８】  従来のワイヤボンド工法にて実装された電子部品の封止方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１１１ａ…アクティブ部密閉用部材、１１２…外部電極用穴、
１１４…加工面、１１５…Ｓｉ酸化膜、１１８…凹部、
１２１…半導体ウエハ、１２２…ＳＡＷフィルタ、１２３…櫛歯電極部、
１２４…バンプ、１２５…形成面、１３１…合体ウエハ、
１３２…導電性材料、１４１…実装用基板。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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