JP3123477B2 - 表面弾性波素子の実装構造および実装方法 - Google Patents
表面弾性波素子の実装構造および実装方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は表面弾性波素子(以
下、SAW素子と称する)を実装基板上に実装するため
の実装構造に関し、特にSAW素子の機能面が実装基板
に対面した状態で実装するための構造とその実装方法に
関する。
下、SAW素子と称する)を実装基板上に実装するため
の実装構造に関し、特にSAW素子の機能面が実装基板
に対面した状態で実装するための構造とその実装方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】SAW素子を実装基板に実装する場合
に、その機能面が外部からの干渉を受けることがないよ
うに、また、素子特性の安定化を図るために、SAW素
子の機能面を気密に保持し、かつその振動伝搬部上に所
要の空間を確保した状態の実装が行われる。図8は従来
のSAW層の実装構造の一例を示す断面図である。同図
において、SAW素子1は既に知られているように、基
板の表面にAl(アルミニウム)膜で構成される櫛形電
極2を有しており、この櫛形電極2によってSAW動作
が行われ、この表面が機能面として構成されている。こ
のSAW素子1は、実装基板としてのセラミック基板2
1上に裏面がダイボンディングされ、Au(金)ワイヤ
22によりSAW素子1の表面に設けた接続パッド4と
セラミック基板21の基板パッド23が電気的に接続さ
れる。その後、セラミック基板21には上方から金属キ
ャップ24が固定され、SAW素子1はセラミック基板
21と金属キャップ24により封止される。なお、セラ
ミック基板21の代わりにメタル基板が使用されること
もある。また、金属キャップ24を固定するシール材2
5としてはコバールや金錫(Au−Sn)、ガラス等が
用いられ気密性を確保している。
に、その機能面が外部からの干渉を受けることがないよ
うに、また、素子特性の安定化を図るために、SAW素
子の機能面を気密に保持し、かつその振動伝搬部上に所
要の空間を確保した状態の実装が行われる。図8は従来
のSAW層の実装構造の一例を示す断面図である。同図
において、SAW素子1は既に知られているように、基
板の表面にAl(アルミニウム)膜で構成される櫛形電
極2を有しており、この櫛形電極2によってSAW動作
が行われ、この表面が機能面として構成されている。こ
のSAW素子1は、実装基板としてのセラミック基板2
1上に裏面がダイボンディングされ、Au(金)ワイヤ
22によりSAW素子1の表面に設けた接続パッド4と
セラミック基板21の基板パッド23が電気的に接続さ
れる。その後、セラミック基板21には上方から金属キ
ャップ24が固定され、SAW素子1はセラミック基板
21と金属キャップ24により封止される。なお、セラ
ミック基板21の代わりにメタル基板が使用されること
もある。また、金属キャップ24を固定するシール材2
5としてはコバールや金錫(Au−Sn)、ガラス等が
用いられ気密性を確保している。
【0003】しかしながら、この実装構造では、金属キ
ャップ24を使用して気密性を確保しているために、実
装基板の厚さ方向の寸法が大きくなり、近年における小
型化、軽量化の要求に応えることが難しい。また、シー
ル工程が必要であるために製造工数が多くなり、さら
に、セラミック基板21や金属キャップ24が必要であ
るために、製造コストが高くなる。この場合、セラミッ
ク基板21や金属キャップ24の代わりにプラスチック
素材を用いると、低コスト化は可能であるが、耐湿性が
悪いために、機能面にむき出された状態にある櫛形電極
が腐食され、SAW素子の特性が劣化されるおそれがあ
る。
ャップ24を使用して気密性を確保しているために、実
装基板の厚さ方向の寸法が大きくなり、近年における小
型化、軽量化の要求に応えることが難しい。また、シー
ル工程が必要であるために製造工数が多くなり、さら
に、セラミック基板21や金属キャップ24が必要であ
るために、製造コストが高くなる。この場合、セラミッ
ク基板21や金属キャップ24の代わりにプラスチック
素材を用いると、低コスト化は可能であるが、耐湿性が
悪いために、機能面にむき出された状態にある櫛形電極
が腐食され、SAW素子の特性が劣化されるおそれがあ
る。
【0004】そこで、近年では小型化、軽量化を図る一
方で気密性を高めた実装構造が提案されている。例え
ば、特開平4−150405号公報には、フリップチッ
プ法による実装構造が提案されており、この構造は、図
9に示すように、機能面としての表面にAl膜からなる
櫛形電極2を有するSAW素子1を、その機能面が実装
基板31に対面するように配置し、SAW素子1の表面
に設けた接続パッド4と実装基板31に設けた接続パッ
ド32とをAuバンプ5によって接続したものである。
その上で、前記SAW素子1を覆うように粘度の高いシ
リコン樹脂33をディスペンサ等により供給し、SAW
素子1の封止を行っている。
方で気密性を高めた実装構造が提案されている。例え
ば、特開平4−150405号公報には、フリップチッ
プ法による実装構造が提案されており、この構造は、図
9に示すように、機能面としての表面にAl膜からなる
櫛形電極2を有するSAW素子1を、その機能面が実装
基板31に対面するように配置し、SAW素子1の表面
に設けた接続パッド4と実装基板31に設けた接続パッ
ド32とをAuバンプ5によって接続したものである。
その上で、前記SAW素子1を覆うように粘度の高いシ
リコン樹脂33をディスペンサ等により供給し、SAW
素子1の封止を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この改善された図9の
実装構造では、金属キャップを用いていないため、図8
の実装構造によりも小型化、軽量化が実現できる。しか
しながら、SAW素子1の裏面(上面)およぴ周囲をシ
リコン樹脂33により封止しているため、実装構造全体
がSAW素子自身のサイズよりも大きくなることは避け
られない。また、シリコン樹脂はSAW素子の上面と周
囲のみを覆っているため、実装構造の全体に温度変化が
繰り返し加わった場合には、SAW素子1と実装基板3
1の熱膨張係数の差により発生する応力がAuバンプ5
の接続部に直接加わって疲労破壊し易くなり、かつ落下
時の衝撃等の外力を受けたときの破壊も生じ易い。この
ような破壊が生じると、シリコン樹脂33による封止機
能が損なわれ、SAW素子1の特性に影響を及ぼすこと
になる。この場合、封止材として前記したシリコン樹脂
33の代わりに、破壊され難いエポキシ樹脂を使用する
ことが考えられるが、封止を行う際の溶融状態での樹脂
粘度によっては、樹脂が表面張力によってSAW素子1
の機能面と実装基板31との間に侵入され、SAW素子
1の機能面における振動伝搬部に付着してこの振動伝搬
部を開放するための空間9を確保することができなくな
り、SAW素子の本来の特性を劣化させてしまうことが
ある。
実装構造では、金属キャップを用いていないため、図8
の実装構造によりも小型化、軽量化が実現できる。しか
しながら、SAW素子1の裏面(上面)およぴ周囲をシ
リコン樹脂33により封止しているため、実装構造全体
がSAW素子自身のサイズよりも大きくなることは避け
られない。また、シリコン樹脂はSAW素子の上面と周
囲のみを覆っているため、実装構造の全体に温度変化が
繰り返し加わった場合には、SAW素子1と実装基板3
1の熱膨張係数の差により発生する応力がAuバンプ5
の接続部に直接加わって疲労破壊し易くなり、かつ落下
時の衝撃等の外力を受けたときの破壊も生じ易い。この
ような破壊が生じると、シリコン樹脂33による封止機
能が損なわれ、SAW素子1の特性に影響を及ぼすこと
になる。この場合、封止材として前記したシリコン樹脂
33の代わりに、破壊され難いエポキシ樹脂を使用する
ことが考えられるが、封止を行う際の溶融状態での樹脂
粘度によっては、樹脂が表面張力によってSAW素子1
の機能面と実装基板31との間に侵入され、SAW素子
1の機能面における振動伝搬部に付着してこの振動伝搬
部を開放するための空間9を確保することができなくな
り、SAW素子の本来の特性を劣化させてしまうことが
ある。
【0006】本先明の目的は、小型化及び軽量化を図る
とともに、破壊され難くし、しかも封止機能が損なわれ
ることがない信頼性の高いSAW素子の実装構造とその
実装方法を提供することにある。
とともに、破壊され難くし、しかも封止機能が損なわれ
ることがない信頼性の高いSAW素子の実装構造とその
実装方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のSAW素子の実
装構造は、接続パッドを有する実装基板と、この実装基
板上に機能面を対面させ、前記機能面に設けられた接続
パッドを前記実装基板の接続パッドに接続した状態で前
記実装基板に実装され、前記機能面の全面あるいは一部
に保護膜が形成されたSAW素子と、前記SAW素子と
前記実装基板との間にのみ充填され、前記SAW素子の
周辺に沿って枠状に形成された感光性樹脂とを備えてお
り、前記感光性樹脂により前記SAW素子の前記機能面
に構成される振動伝搬部に臨んだ空間を確保した状態で
封止したことを特徴としている。ここで、前記感光性樹
脂は、次の形態が可能である。すなわち、感光性樹脂は
前記SAW素子と実装基板の各接続パッドを含む領域に
形成される。また、感光性樹脂は前記SAW素子と実装
基板の各接続パッドを含まないその周囲の領域に形成さ
れる。さらに、感光性樹脂の周囲に第2の樹脂が充填さ
れる。あるいは、感光性樹脂は、第2の樹脂上に積層さ
れる。
装構造は、接続パッドを有する実装基板と、この実装基
板上に機能面を対面させ、前記機能面に設けられた接続
パッドを前記実装基板の接続パッドに接続した状態で前
記実装基板に実装され、前記機能面の全面あるいは一部
に保護膜が形成されたSAW素子と、前記SAW素子と
前記実装基板との間にのみ充填され、前記SAW素子の
周辺に沿って枠状に形成された感光性樹脂とを備えてお
り、前記感光性樹脂により前記SAW素子の前記機能面
に構成される振動伝搬部に臨んだ空間を確保した状態で
封止したことを特徴としている。ここで、前記感光性樹
脂は、次の形態が可能である。すなわち、感光性樹脂は
前記SAW素子と実装基板の各接続パッドを含む領域に
形成される。また、感光性樹脂は前記SAW素子と実装
基板の各接続パッドを含まないその周囲の領域に形成さ
れる。さらに、感光性樹脂の周囲に第2の樹脂が充填さ
れる。あるいは、感光性樹脂は、第2の樹脂上に積層さ
れる。
【0008】また、本発明の実装方法は、SAW素子の
機能面側に保護膜を形成する工程と、前記SAW素子の
前記機能面側に感光性樹脂膜を形成する工程と、前記感
光性樹脂膜に対して所要パターンの露光、現像を行って
前記SAW素子の周辺部にのみ前記感光性樹脂膜を残す
工程と、前記SAW素子を前記機能面側を実装基板の実
装面に対面させ、前記機能面側に設けられた接続パッド
と、前記実装基板の実装面に形成された接続パッドとを
接続する工程と、前記感光性樹脂に対して加熱あるいは
光照射を行って前記感光性樹脂を硬化させる工程とを備
えている。この場合、感光性樹脂膜を実装基板側に設け
ておき、これを露光、現像して実装基板側に所要パター
ンに形成し、その上でSAW素子を実装するようにして
もよい。
機能面側に保護膜を形成する工程と、前記SAW素子の
前記機能面側に感光性樹脂膜を形成する工程と、前記感
光性樹脂膜に対して所要パターンの露光、現像を行って
前記SAW素子の周辺部にのみ前記感光性樹脂膜を残す
工程と、前記SAW素子を前記機能面側を実装基板の実
装面に対面させ、前記機能面側に設けられた接続パッド
と、前記実装基板の実装面に形成された接続パッドとを
接続する工程と、前記感光性樹脂に対して加熱あるいは
光照射を行って前記感光性樹脂を硬化させる工程とを備
えている。この場合、感光性樹脂膜を実装基板側に設け
ておき、これを露光、現像して実装基板側に所要パター
ンに形成し、その上でSAW素子を実装するようにして
もよい。
【0009】SAW素子と実装基板の対面間にのみ感光
性樹脂が充填される構成であるため、SAW素子の厚さ
以上に樹脂が充填されることがなく、ほぼSAW素子の
サイズまで小型化が可能となり、かつ軽量化が可能とな
る。感光性樹脂を接続パッドを含む領域に形成すること
で、熱応力や外力を感光性樹脂で吸収し、接続パッドに
対する応力を緩和して破壊を防止する。感光性樹脂の周
囲に第2の樹脂を充填し、あるいは感光性樹脂を第2の
樹脂とで積層構造とすることで、封止性を高めることが
できる。
性樹脂が充填される構成であるため、SAW素子の厚さ
以上に樹脂が充填されることがなく、ほぼSAW素子の
サイズまで小型化が可能となり、かつ軽量化が可能とな
る。感光性樹脂を接続パッドを含む領域に形成すること
で、熱応力や外力を感光性樹脂で吸収し、接続パッドに
対する応力を緩和して破壊を防止する。感光性樹脂の周
囲に第2の樹脂を充填し、あるいは感光性樹脂を第2の
樹脂とで積層構造とすることで、封止性を高めることが
できる。
【0010】また、感光性樹脂は、露光、現像によって
所要のパターンに形成され、その状態で実装が行われる
ので、このときに感光性樹脂が流動されることがなく、
SAW素子の機能面の振動伝搬部に対して空間を確保し
た状態でSAW素子の周辺部にのみ存在されることにな
り、実装を容易に行うことが可能となる。
所要のパターンに形成され、その状態で実装が行われる
ので、このときに感光性樹脂が流動されることがなく、
SAW素子の機能面の振動伝搬部に対して空間を確保し
た状態でSAW素子の周辺部にのみ存在されることにな
り、実装を容易に行うことが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の実装構造の第1の実
施形態の断面図である。SAW素子1はこれまでと同様
に光導波路等を形成する基板の表面にAl膜からなる櫛
形電極2が形成されており、この領域が機能面として構
成されている。また、この機能面には保護膜として0.
01〜0.1μmの膜厚のSiO2 膜3が形成されてい
る。そして、機能面の周囲の所要箇所には、入力端子及
びグランド端子となる接続パッド4が前記Al膜の一部
で形成されており、この接続パッド4にはAuバンプ5
が形成されている。なお、前記SiO2 膜3は、前記接
続パッド4以外の前記機能面の全面に形成されてもよ
い。また、保護膜3としてはSi,SiN等の膜で構成
されてもよい。一方、前記SAW素子1を実装する実装
基板6は、ガラスエポキシ、セラミック基板、ガラス基
板、フレキシブル基板等の絶縁基板で構成され、その実
装面としての表面には前記SAW素子の接続パッド4に
対応する位置に接続パッド7が形成され、図外の回路に
電気接続されている。
参照して説明する。図1は本発明の実装構造の第1の実
施形態の断面図である。SAW素子1はこれまでと同様
に光導波路等を形成する基板の表面にAl膜からなる櫛
形電極2が形成されており、この領域が機能面として構
成されている。また、この機能面には保護膜として0.
01〜0.1μmの膜厚のSiO2 膜3が形成されてい
る。そして、機能面の周囲の所要箇所には、入力端子及
びグランド端子となる接続パッド4が前記Al膜の一部
で形成されており、この接続パッド4にはAuバンプ5
が形成されている。なお、前記SiO2 膜3は、前記接
続パッド4以外の前記機能面の全面に形成されてもよ
い。また、保護膜3としてはSi,SiN等の膜で構成
されてもよい。一方、前記SAW素子1を実装する実装
基板6は、ガラスエポキシ、セラミック基板、ガラス基
板、フレキシブル基板等の絶縁基板で構成され、その実
装面としての表面には前記SAW素子の接続パッド4に
対応する位置に接続パッド7が形成され、図外の回路に
電気接続されている。
【0012】そして、前記SAW素子1は機能面を前記
実装基板6の表面に対面するように実装基板6上に搭載
され、その上で前記Auバンプ5が実装基板6の接続パ
ッド7上に位置決めされ、加熱、押圧を行うことでAu
バンプ5が接続パッド7に機械的かつ電気的に接続され
る。さらに、前記SAW素子1と実装基板6の対向面間
には、前記機能面を除き、かつこの機能面を包囲するよ
うな前記SAW素子1の周辺に沿った枠状の領域に感光
性樹脂8が充填されている。したがって、前記Auパン
プ5及び各接続パッド4,7によって前記SAW素子1
と実装基板6の対向面間に存在する間隙は、この感光性
樹脂によって封止されることになる。また、前記SAW
素子1の機能面には、前記感光性樹脂8によって封止さ
れたSAW素子1と実装基板6との間に空間9が形成さ
れることになり、この空間が振動伝搬部を開放する空間
としてSAW素子1の特性を確保している。
実装基板6の表面に対面するように実装基板6上に搭載
され、その上で前記Auバンプ5が実装基板6の接続パ
ッド7上に位置決めされ、加熱、押圧を行うことでAu
バンプ5が接続パッド7に機械的かつ電気的に接続され
る。さらに、前記SAW素子1と実装基板6の対向面間
には、前記機能面を除き、かつこの機能面を包囲するよ
うな前記SAW素子1の周辺に沿った枠状の領域に感光
性樹脂8が充填されている。したがって、前記Auパン
プ5及び各接続パッド4,7によって前記SAW素子1
と実装基板6の対向面間に存在する間隙は、この感光性
樹脂によって封止されることになる。また、前記SAW
素子1の機能面には、前記感光性樹脂8によって封止さ
れたSAW素子1と実装基板6との間に空間9が形成さ
れることになり、この空間が振動伝搬部を開放する空間
としてSAW素子1の特性を確保している。
【0013】前記感光性樹脂8としては、加熱によって
硬化される熱硬化性、あるいは光照射によって硬化する
光硬化性のものが用いられ、その硬化後のガラス転移点
温度が共晶半田の融点183℃よりも高い300℃が用
いられる。このガラス転移点温度は200〜310℃の
範囲であればよいが、耐熱性が要求されない場合は20
0℃以下でもよい。また、フィラーなしの状態での熱膨
張係数が70×10-6/℃の樹脂が用いられる。また、
シリカ(SiO2 )等のフィラーを混入することによ
り、熱膨張係数を22〜70×10-6/℃の範囲で調整
可能である。
硬化される熱硬化性、あるいは光照射によって硬化する
光硬化性のものが用いられ、その硬化後のガラス転移点
温度が共晶半田の融点183℃よりも高い300℃が用
いられる。このガラス転移点温度は200〜310℃の
範囲であればよいが、耐熱性が要求されない場合は20
0℃以下でもよい。また、フィラーなしの状態での熱膨
張係数が70×10-6/℃の樹脂が用いられる。また、
シリカ(SiO2 )等のフィラーを混入することによ
り、熱膨張係数を22〜70×10-6/℃の範囲で調整
可能である。
【0014】この実装構造によれば、SAW素子1と実
装基板6とは両者の対向面間に存在された感光性樹脂8
のみによって実装されているため、実装基板6上の高さ
寸法をSAW素子1自身の高さ寸法とほぼ同じサイズま
で小型化でき、かつその軽量化が可能となる。また、感
光性樹脂8はSAW素子1の周辺に沿って枠状に形成さ
れているため、SAW素子1の機能面、特に振動伝搬部
の周囲を封止した構成となり、外部からの水分や埃等の
侵入が防止でき、SAW素子1の特性劣化が生じない。
また、SAW素子1の機能面には保護膜としてSiO2
膜3が存在しているため、感光性樹脂8を通して水分等
が侵入されることがあったとしてもAlからなる櫛形電
極2の腐食が発生することは少なくなる。さらに、周囲
の温度変化が繰り返し加えられた場合でも、SAW素子
1と実装基板6の熱膨張係数の差により生じる応力は、
その一部が感光性樹脂8によって吸収されるため、Au
パンプ5に加えられる応力が低減され、疲労破壊が防止
される。また、外部からの衝撃によるAuバンプ5によ
る接続部の破壊も防止される。
装基板6とは両者の対向面間に存在された感光性樹脂8
のみによって実装されているため、実装基板6上の高さ
寸法をSAW素子1自身の高さ寸法とほぼ同じサイズま
で小型化でき、かつその軽量化が可能となる。また、感
光性樹脂8はSAW素子1の周辺に沿って枠状に形成さ
れているため、SAW素子1の機能面、特に振動伝搬部
の周囲を封止した構成となり、外部からの水分や埃等の
侵入が防止でき、SAW素子1の特性劣化が生じない。
また、SAW素子1の機能面には保護膜としてSiO2
膜3が存在しているため、感光性樹脂8を通して水分等
が侵入されることがあったとしてもAlからなる櫛形電
極2の腐食が発生することは少なくなる。さらに、周囲
の温度変化が繰り返し加えられた場合でも、SAW素子
1と実装基板6の熱膨張係数の差により生じる応力は、
その一部が感光性樹脂8によって吸収されるため、Au
パンプ5に加えられる応力が低減され、疲労破壊が防止
される。また、外部からの衝撃によるAuバンプ5によ
る接続部の破壊も防止される。
【0015】図6は図1に示した実装構造を構築するた
めの第1の実装方法を示すフロー図である。先ず、機能
面に櫛形電極2や入出力端子及びグランド端子となる接
続パッド4が形成されているウェハ状態のSAW素子1
の機能面に保護膜としてSiO2 膜3を形成する(S1
1)。また、機能面の前記接続パッド4上にメッキ法や
ワイやボンディング法、転写バンプ法等によりAuバン
プ5を形成する(S12)。このAuバンプ5はあらか
じめレベリングを行って高さを揃えておくことが好まし
い。次に、スピンコート法や印刷法等により感光性樹脂
8をウェハ全面に10〜100μmの厚さに塗布する
(S13)。このとき、感光性樹脂8はSAW素子1を
実装基板6に実装(マウント)したときの前記Auバン
プ5の高さにほぼ等しい高さとなるような厚さにするこ
とが好ましい。そして、前記感光性樹脂8に対する露
光、現像により櫛形電極2を含む振動伝搬部の領域の感
光性樹脂8を選択的に除去し、感光性樹脂8をSAW素
子1の周辺部のみに枠状に残す(S14)。しかる後、
ウェハ状態のSAW素子1をダイシングして個々の素子
に分離する(S15)。そして、SAW素子1の機能面
を下向きにして前記金属バンプ5を実装基板6上の接続
パッド7に位置決めし、SAW素子1を実装基板6側に
30〜150g程度の力で押圧しながら200℃以上に
加熱してAuバンプ5を接続パッド7に接続するととも
に、感光性樹脂8を熱硬化させ、SAW素子1と実装基
板6とを接着させる(S16)。
めの第1の実装方法を示すフロー図である。先ず、機能
面に櫛形電極2や入出力端子及びグランド端子となる接
続パッド4が形成されているウェハ状態のSAW素子1
の機能面に保護膜としてSiO2 膜3を形成する(S1
1)。また、機能面の前記接続パッド4上にメッキ法や
ワイやボンディング法、転写バンプ法等によりAuバン
プ5を形成する(S12)。このAuバンプ5はあらか
じめレベリングを行って高さを揃えておくことが好まし
い。次に、スピンコート法や印刷法等により感光性樹脂
8をウェハ全面に10〜100μmの厚さに塗布する
(S13)。このとき、感光性樹脂8はSAW素子1を
実装基板6に実装(マウント)したときの前記Auバン
プ5の高さにほぼ等しい高さとなるような厚さにするこ
とが好ましい。そして、前記感光性樹脂8に対する露
光、現像により櫛形電極2を含む振動伝搬部の領域の感
光性樹脂8を選択的に除去し、感光性樹脂8をSAW素
子1の周辺部のみに枠状に残す(S14)。しかる後、
ウェハ状態のSAW素子1をダイシングして個々の素子
に分離する(S15)。そして、SAW素子1の機能面
を下向きにして前記金属バンプ5を実装基板6上の接続
パッド7に位置決めし、SAW素子1を実装基板6側に
30〜150g程度の力で押圧しながら200℃以上に
加熱してAuバンプ5を接続パッド7に接続するととも
に、感光性樹脂8を熱硬化させ、SAW素子1と実装基
板6とを接着させる(S16)。
【0016】このように、本発明の実装方法では、感光
性樹脂8を露光、現像によって所要のパターンに形成で
き、しかもの実装時には感光性樹脂8を硬化させて実装
を行うため、従来のエポキシ樹脂のように実装時に流動
されるようなこともなく、SAW素子1を実装基板6に
実装した場合においても、SAW素子1の振動伝搬部に
対応する空間9を高精度に形成することができ、実装後
におけるSAW素子1の特性の安定化が可能となる。
性樹脂8を露光、現像によって所要のパターンに形成で
き、しかもの実装時には感光性樹脂8を硬化させて実装
を行うため、従来のエポキシ樹脂のように実装時に流動
されるようなこともなく、SAW素子1を実装基板6に
実装した場合においても、SAW素子1の振動伝搬部に
対応する空間9を高精度に形成することができ、実装後
におけるSAW素子1の特性の安定化が可能となる。
【0017】ここで、前記感光性樹脂8は、図2の第2
の実施形態の断面図に示すように、接続パッド4,7及
びAuバンプ5を含まないでその周辺の領域にのみ形成
されてもよい。この実装構造によっても、図1の実装構
造と同様の作用効果を得ることは可能であるが、感光性
樹脂8はAuバンプ5を覆っていないため、応力を緩和
する効果は幾分低下されることになり、したがってSA
W素子1と実装基板6との間の熱膨張係数の差が小さ
く、Auバンプ5の接続部に発生する応力が小きい場合
に適用される。その一方で、Auバンプ5によりSAW
素子1を実装基板6に実装する際に、感光性樹脂8が接
続の障害になることはない。
の実施形態の断面図に示すように、接続パッド4,7及
びAuバンプ5を含まないでその周辺の領域にのみ形成
されてもよい。この実装構造によっても、図1の実装構
造と同様の作用効果を得ることは可能であるが、感光性
樹脂8はAuバンプ5を覆っていないため、応力を緩和
する効果は幾分低下されることになり、したがってSA
W素子1と実装基板6との間の熱膨張係数の差が小さ
く、Auバンプ5の接続部に発生する応力が小きい場合
に適用される。その一方で、Auバンプ5によりSAW
素子1を実装基板6に実装する際に、感光性樹脂8が接
続の障害になることはない。
【0018】この第2の実施形態の場合には、図7に示
すように、SAW素子1に対する保護膜3の形成(S1
1)、Auバンプ5の形成(S12)、ダイシング(S
15)を行なうとともに、これと並行して実装基板6の
全面に感光性樹脂8を塗布し(S13)、その上で実装
基板6上の所要領域、すなわちSAW素子1を実装した
際にSAW素子の周辺部に相当する領域に感光性樹脂8
を残すように露光、現像処理して、当該領域にのみ感光
性樹脂8を残す(S14)。その後、前記SAW素子1
を実装基板6上にマウントする(S16)工程が採用で
きる。この工程では、SAW素子1の作製と並行して実
装基板6に感光性樹脂8を形成できるため、従来のSA
W素子をそのまま実装基板にマウントする工程のみで本
発明の実装構造が実現できる。
すように、SAW素子1に対する保護膜3の形成(S1
1)、Auバンプ5の形成(S12)、ダイシング(S
15)を行なうとともに、これと並行して実装基板6の
全面に感光性樹脂8を塗布し(S13)、その上で実装
基板6上の所要領域、すなわちSAW素子1を実装した
際にSAW素子の周辺部に相当する領域に感光性樹脂8
を残すように露光、現像処理して、当該領域にのみ感光
性樹脂8を残す(S14)。その後、前記SAW素子1
を実装基板6上にマウントする(S16)工程が採用で
きる。この工程では、SAW素子1の作製と並行して実
装基板6に感光性樹脂8を形成できるため、従来のSA
W素子をそのまま実装基板にマウントする工程のみで本
発明の実装構造が実現できる。
【0019】図3は本発明の第3の実施形態の断面図で
ある。この実施形態では、SAW素子1と実装基板6と
の対向面間に充填されている感光性樹脂8の周囲にさら
に第2の樹脂10が設けられている。この第2の樹脂1
0は絶縁性樹脂または導電性樹脂の両方が適用可能であ
り、SAW素子1と実装基板6の対向面間のみ、あるい
はSAW素子1の周面を覆うように形成される。この周
面を覆う場合には、その一部がSAW素子1の裏面にま
で達していてもよい。
ある。この実施形態では、SAW素子1と実装基板6と
の対向面間に充填されている感光性樹脂8の周囲にさら
に第2の樹脂10が設けられている。この第2の樹脂1
0は絶縁性樹脂または導電性樹脂の両方が適用可能であ
り、SAW素子1と実装基板6の対向面間のみ、あるい
はSAW素子1の周面を覆うように形成される。この周
面を覆う場合には、その一部がSAW素子1の裏面にま
で達していてもよい。
【0020】この第3の実施形態によれば、感光性樹脂
8の周囲を第2の樹脂10で覆うため、第2の樹脂10
の材質を適切なものに設定すれば、感光性樹脂8のみの
場合よりもSAW素子1の振動伝搬部に対する封止性を
高めることができ、水分の侵入をより効果的に防止する
ことが可能となる。また、SAW素子1の裏面(図の上
面)に導電層が形成されている場合には、第2の樹脂1
0を導電性樹脂で形成することにより、SAW素子1の
裏面と実装基板6の任意の配線部を第2の樹脂10によ
って電気的に接続することができ、SAW素子1の裏面
の電位を任意の電位に保ち、SAW素子1の電気的特性
の向上、安定化を図る上で有効となる。
8の周囲を第2の樹脂10で覆うため、第2の樹脂10
の材質を適切なものに設定すれば、感光性樹脂8のみの
場合よりもSAW素子1の振動伝搬部に対する封止性を
高めることができ、水分の侵入をより効果的に防止する
ことが可能となる。また、SAW素子1の裏面(図の上
面)に導電層が形成されている場合には、第2の樹脂1
0を導電性樹脂で形成することにより、SAW素子1の
裏面と実装基板6の任意の配線部を第2の樹脂10によ
って電気的に接続することができ、SAW素子1の裏面
の電位を任意の電位に保ち、SAW素子1の電気的特性
の向上、安定化を図る上で有効となる。
【0021】前記第3の実施形態の実装構造を実現する
ためには、図1或いは図2の実装構造におけるSAW素
子1を実装基板6にマウントした後、あるいは実装の全
工程が完了したした後に、感光性樹脂8の周囲にディス
ペンス法等により第2の樹脂10を充填し、かつ必要に
応じて加熱硬化または光硬化することにより可能とな
る。
ためには、図1或いは図2の実装構造におけるSAW素
子1を実装基板6にマウントした後、あるいは実装の全
工程が完了したした後に、感光性樹脂8の周囲にディス
ペンス法等により第2の樹脂10を充填し、かつ必要に
応じて加熱硬化または光硬化することにより可能とな
る。
【0022】図4は本発明の第4の実施形態の断面図で
ある。この実施形態では、SAW素子1と実装基板6と
の間は感光性樹脂8と第2の樹脂11とが積層状態で充
填されている。ここでは、感光性樹脂8はAuバンプ5
が接続されたときの高さ寸法にほぼ等しい厚さでAuバ
ンプ5を含む領域に形成され、第2の樹脂11は実装基
板6の接続パッド7と略同じ厚さで接続パッド7の周囲
領域に形成されている。したがって、SAW素子1を実
装した状態では、感光性樹脂8と第2の樹脂11とが相
互に接合され、両者によってSAW素子1の振動伝搬部
を封止することになる。
ある。この実施形態では、SAW素子1と実装基板6と
の間は感光性樹脂8と第2の樹脂11とが積層状態で充
填されている。ここでは、感光性樹脂8はAuバンプ5
が接続されたときの高さ寸法にほぼ等しい厚さでAuバ
ンプ5を含む領域に形成され、第2の樹脂11は実装基
板6の接続パッド7と略同じ厚さで接続パッド7の周囲
領域に形成されている。したがって、SAW素子1を実
装した状態では、感光性樹脂8と第2の樹脂11とが相
互に接合され、両者によってSAW素子1の振動伝搬部
を封止することになる。
【0023】この第4の実施形態を構成するための実装
方法としては、前記第1の実施形態の実装方法と同様
に、SAW素子1の表面に感光性樹脂8を選択的に形成
し、これと並行して実装基板6の所要領域に第2の樹脂
11を選択的に形成し、しかる上でSAW素子1を実装
基板6にマウントすることによって実現できる。この場
合、第2の樹脂11は、実装基板6の表面にディスペン
ス法または印刷等により液状またはペースト状の第2の
樹脂11を供給する方法が採用できる。あるいは、所要
パターンのシート状に形成された第2の樹脂11を実装
基板6の表面に貼り付けてもよい。
方法としては、前記第1の実施形態の実装方法と同様
に、SAW素子1の表面に感光性樹脂8を選択的に形成
し、これと並行して実装基板6の所要領域に第2の樹脂
11を選択的に形成し、しかる上でSAW素子1を実装
基板6にマウントすることによって実現できる。この場
合、第2の樹脂11は、実装基板6の表面にディスペン
ス法または印刷等により液状またはペースト状の第2の
樹脂11を供給する方法が採用できる。あるいは、所要
パターンのシート状に形成された第2の樹脂11を実装
基板6の表面に貼り付けてもよい。
【0024】図5は本先明の第5の実施形態の断面図で
ある。この実施形態では、SAW素子1は、これとほぼ
同じ大きさのキャリア基板12に搭載されている。この
SAW素子1とキャリア基板12との実装構造は、前記
各実施形態と同様な構成を採用することが可能であり、
ここでは前記第1の実施形態と同様な構成を採用してい
る。すなわち、SAW素子1の接続パッド4とキャリア
基板12の接続パッド13とをAuバンプ5により接続
し、かつSAW素子1とキャリア基板12との間の前記
Auバンプ5を含むSAW素子の周辺領域に感光性樹脂
8が充填され、SAW素子1の振動伝搬部を封止するた
めの空間9を封止状態としている。したがって、このS
AW素子1とキャリア基板12からなる構体の外形寸法
は、キャリア基板12の厚さ分だけ若干増大されること
なるが、キャリア基板12は極めて薄いため、SAW素
子1のみの場合と同様に小型に維持できる。
ある。この実施形態では、SAW素子1は、これとほぼ
同じ大きさのキャリア基板12に搭載されている。この
SAW素子1とキャリア基板12との実装構造は、前記
各実施形態と同様な構成を採用することが可能であり、
ここでは前記第1の実施形態と同様な構成を採用してい
る。すなわち、SAW素子1の接続パッド4とキャリア
基板12の接続パッド13とをAuバンプ5により接続
し、かつSAW素子1とキャリア基板12との間の前記
Auバンプ5を含むSAW素子の周辺領域に感光性樹脂
8が充填され、SAW素子1の振動伝搬部を封止するた
めの空間9を封止状態としている。したがって、このS
AW素子1とキャリア基板12からなる構体の外形寸法
は、キャリア基板12の厚さ分だけ若干増大されること
なるが、キャリア基板12は極めて薄いため、SAW素
子1のみの場合と同様に小型に維持できる。
【0025】そして、前記SAW素子1を搭載したキゃ
リア基板12は実装基板6上に搭載されており、このと
きキャリア基板12の裏面に形成されている外部パッド
14は、半田バンプ15を介して実装基板6の接続パッ
ド7に接続される。なお、この場合、図示は省略する
が、キャリア基板12と実装基板6との間に樹脂を充填
することで、半田バンプ15による接続の信頼性を向上
することも可能である。前記キャリア基板12にはガラ
スエポキシ基板、セラミック基板、ガラス基板、フレキ
シブル基板、ポリイミド基板等が適用可能である。ま
た、キャリア基板12と実装基板6との接続は金属バン
プ接続以外に、ランド接続、リードレスチップキャリア
接続が適用可能である。
リア基板12は実装基板6上に搭載されており、このと
きキャリア基板12の裏面に形成されている外部パッド
14は、半田バンプ15を介して実装基板6の接続パッ
ド7に接続される。なお、この場合、図示は省略する
が、キャリア基板12と実装基板6との間に樹脂を充填
することで、半田バンプ15による接続の信頼性を向上
することも可能である。前記キャリア基板12にはガラ
スエポキシ基板、セラミック基板、ガラス基板、フレキ
シブル基板、ポリイミド基板等が適用可能である。ま
た、キャリア基板12と実装基板6との接続は金属バン
プ接続以外に、ランド接続、リードレスチップキャリア
接続が適用可能である。
【0026】ここで、本発明においては、第2の実施形
態、第4の実施形態、及び第5の実施形態の各感光性樹
脂の周囲にも、第3の実施形態と同様な第2の樹脂を形
成することができる。また、第3ないし第5の実施形態
において、感光性樹脂は第2の実施形態と同様にAuバ
ンプを含まない領域に形成することも可能である。
態、第4の実施形態、及び第5の実施形態の各感光性樹
脂の周囲にも、第3の実施形態と同様な第2の樹脂を形
成することができる。また、第3ないし第5の実施形態
において、感光性樹脂は第2の実施形態と同様にAuバ
ンプを含まない領域に形成することも可能である。
【0027】また、前記各実施形態において、櫛形電極
及び接続パッドは、コストが安価でありかつSAW素子
1の特性を得やすいAlを用いているが、これ以外の導
電膜で形成することも可能である。また、SAW素子と
実装基板の各接続パッドを接続する構造は、前記したA
uバンプによる構造に限られず、ランド接続、リードレ
スチップキャリア接続が適用可能である。
及び接続パッドは、コストが安価でありかつSAW素子
1の特性を得やすいAlを用いているが、これ以外の導
電膜で形成することも可能である。また、SAW素子と
実装基板の各接続パッドを接続する構造は、前記したA
uバンプによる構造に限られず、ランド接続、リードレ
スチップキャリア接続が適用可能である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、S
AW素子と実装基板の対面間にのみ充填した感光性樹脂
によりSAW素子の機能面の振動伝搬部に対する空間を
確保し、かつこの空間を封止した状態でSAW素子と実
装基板との間隔を充填しているので、SAW素子の特性
に影響をおよぼすことがなく、SAW素子白身とほほ同
じサイズの小型、かつ軽量な実装構造が実現できる。ま
た、感光性樹脂の周囲、或いはこれに積層される第2の
樹脂を備えることにより、前記した封止効果を高めるこ
とが可能となる。また、感光性樹脂が、SAW素子と実
装パッドとを接続する接続パッドを含む領域に形成する
ことにより、接続パッドに加わる熱応力や外部衝撃等に
よる応力を緩和し、接続部の信頼性を高めることができ
る。さらに、SAW素子の機能面に保護膜を有している
ことで、水分や埃等が侵入された場合でも、電極の腐食
やSAW素子の特性劣化が生じることが防止される。
AW素子と実装基板の対面間にのみ充填した感光性樹脂
によりSAW素子の機能面の振動伝搬部に対する空間を
確保し、かつこの空間を封止した状態でSAW素子と実
装基板との間隔を充填しているので、SAW素子の特性
に影響をおよぼすことがなく、SAW素子白身とほほ同
じサイズの小型、かつ軽量な実装構造が実現できる。ま
た、感光性樹脂の周囲、或いはこれに積層される第2の
樹脂を備えることにより、前記した封止効果を高めるこ
とが可能となる。また、感光性樹脂が、SAW素子と実
装パッドとを接続する接続パッドを含む領域に形成する
ことにより、接続パッドに加わる熱応力や外部衝撃等に
よる応力を緩和し、接続部の信頼性を高めることができ
る。さらに、SAW素子の機能面に保護膜を有している
ことで、水分や埃等が侵入された場合でも、電極の腐食
やSAW素子の特性劣化が生じることが防止される。
【0029】また、本発明の実装方法では、SAW素子
と実装基板との間隔にのみ充填される感光性樹脂は、露
光、現像により所要パターンの形成が可能であり、かつ
加熱または光照射によって硬化させてSAW素子と実装
基板の間を密接状態とするので、従来の充填方法に比較
して実装が容易なものとなり、しかもSAW素子の振動
伝搬部に対する空間の確保や、接続パッドを含む領域あ
るいは含まない領域等の所望の領域への感光性樹脂のパ
ターン形成を容易に実現することが可能となる。
と実装基板との間隔にのみ充填される感光性樹脂は、露
光、現像により所要パターンの形成が可能であり、かつ
加熱または光照射によって硬化させてSAW素子と実装
基板の間を密接状態とするので、従来の充填方法に比較
して実装が容易なものとなり、しかもSAW素子の振動
伝搬部に対する空間の確保や、接続パッドを含む領域あ
るいは含まない領域等の所望の領域への感光性樹脂のパ
ターン形成を容易に実現することが可能となる。
【図1】本発明の第1の実施形態の断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態の断面図である。
【図3】本発明の第3の実施形態の断面図である。
【図4】本発明の第4の実施形態の断面図である。
【図5】本発明の第5の実施形態の断面図である。
【図6】本発明の第1の実装方法を説明するためのフロ
ー図である。
ー図である。
【図7】本発明の第2の実装方法を説明するためのフロ
ー図である。
ー図である。
【図8】従来の実装構造の一例の断面図である。
【図9】従来の実装構造の他の例の断面図である。
1 SAW素子 2 櫛形電極 3 保護膜(SiO2 膜) 4 接続パッド 5 Auバンプ 6 実装基板 7 接続パッド 8 感光性樹脂 9 空間 10 第2の樹脂 11 第2の樹脂 12 キャリア基板 13 接続パッド 14 外部パッド 15 半田バンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷岡 道修 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 大竹 健一 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 船矢 琢央 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−55303(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/60
Claims (12)
- 【請求項1】 接続パッドを有する実装基板と、 この実装基板上に機能面を対面させ、前記機能面に設け
られた接続パッドを前記実装基板の接続パッドに接続し
た状態で前記実装基板に実装され、前記機能面の全面あ
るいは一部に保護膜が形成されたSAW素子(表面弾性
波素子)と、前記SAW素子と前記実装基板との間にのみ充填され、
前記SAW素子の周辺に沿って枠状に形成された 感光性
樹脂とを備え、 前記感光性樹脂により前記SAW素子の前記機能面に構
成される振動伝搬部に臨んだ空間を確保した状態で封止
したことを特徴とするSAW素子の実装構造。 - 【請求項2】 前記感光性樹脂は前記SAW素子と実装
基板の各接続パッドを含む領域に形成されている請求項
1に記載のSAW素子の実装構造。 - 【請求項3】 前記感光性樹脂は前記SAW素子と実装
基板の各接続パッドを含まないその周囲の領域に形成さ
れている請求項1に記載のSAW素子の実装構造。 - 【請求項4】 前記感光性樹脂の周囲に第2の樹脂が充
填されている請求項1ないし3のいずれかに記載のSA
W素子の実装構造。 - 【請求項5】 前記感光性樹脂は、第2の樹脂上に積層
されている請求項1ないし3のいずれかに記載のSAW
素子の実装構造。 - 【請求項6】 前記感光性樹脂は、熱硬化性を有する請
求項1ないし5のいずれかに記載のSAW素子の実装構
造。 - 【請求項7】 前記感光性樹脂の、硬化後のガラス転移
点温度が200〜310°Cの範囲内にある請求項6に
記載のSAW素子の実装構造。 - 【請求項8】 前記感光性樹脂単体の、硬化後の熱膨張
係数が50〜75×10−6/°Cの範囲内にある請求
項6に記載のSAW素子の実装構造。 - 【請求項9】 前記SAW素子の接続パッドと、前記実
装基板の接続パッドとが金属バンプにより接続されてい
る請求項1ないし8のいずれかに記載のSAW素子の実
装構造。 - 【請求項10】 接続パッドを有する実装基板と、 この実装基板上に搭載されるキャリア基板と、 このキャリア基板上に機能面を対面させ、前記機能面に
設けられた接続パッドを前記キャリア基板の接続パッド
に接続した状態で前記実装基板に実装され、前記機能面
の全面あるいは一部に保護膜が形成されたSAW素子
と、 前記SAW素子と前記キャリア基板との間にのみ充填さ
れ、前記SAW素子の周辺に沿って枠状に形成された感
光性樹脂とを備え、 前記感光性樹脂により前記SAW素子の前記機能面に構
成される振動伝搬部に臨んだ空間を確保した状態で封止
したことを特徴とするSAW素子の実装構造。 - 【請求項11】 SAW素子の機能面側に保護膜を形成
する工程と、 前記SAW素子の前記機能面側に感光性樹脂膜を形成す
る工程と、 前記感光性樹脂膜に対して所要パターンの露光、現像を
行って前記SAW素子の周辺部にのみ前記感光性樹脂膜
を残す工程と、 前記SAW素子の前記機能面側を実装基板の実装面に対
面させ、前記機能面側に設けられた接続パッドと前記実
装基板の実装面に形成された接続パッドとを接続する工
程と、 前記感光性樹脂に対して加熱あるいは光照射を行って前
記感光性樹脂を硬化させる工程とを備えることを特徴と
するSAW素子の実装方法。 - 【請求項12】 SAW素子の機能面側に保護膜を形成
する工程と、 前記SAW素子を実装する実装基板の実装面に感光性樹
脂膜を形成する工程と、 前記感光性樹脂膜に対して所要パターンの露光、現像を
行って前記感光性樹脂膜を実装するSAW素子の周辺部
に対応する領域にのみ残す工程と、 機能面に接続パッドが形成されているSAW素子を、前
記機能面を前記実装面に対面した状態で前記実装基板に
搭載し、かつこの実装基板に設けられた接続パッドに前
記SAW素子の接続パッドを接続する工程と、 前記感光性樹脂に対して加熱あるいは光照射を行って前
記感光性樹脂を硬化させる工程とを備えることを特徴と
するSAW素子の実装方法。
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