JP2008277954A - パッケージデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化及び小型化を維持したまま，信頼性の高いパッケージ構造を有した弾性表面波デバイスを提供する。
【解決手段】電子機能素子チップと，該電子機能素子チップを搭載する絶縁基板と，前記電子機能素子チップを収納する凹部を有するキャップと，前記絶縁基板と前記キャップとを接着する接着層を有するパッケージデバイスにおいて，前記電子機能素子チップ及び，前記電子機能素子チップと前記絶縁基板との電気的接続領域を含む領域を囲む周辺部に金属箔が形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は，弾性表面波デバイス等の電子機能素子を収容したパッケージデバイスのパッケージ構造に関する。

電子機能素子チップとして例えば，圧電基板上に櫛型電極が形成された弾性表面波素子チップを絶縁基板に搭載し，前記弾性表面波素子チップを収納する凹部を有したキャップと前記絶縁基板を接着，封止した構成の弾性表面波デバイスが知られている（例えば，特許文献１）。

図１に，特許文献１に示された，弾性表面波素子チップを絶縁基板にワイヤボンディング実装した構造を例にとって，例えば,パッケージデバイスとしての弾性表面波デバイスの従来構成とその製造工程を説明する。

図１は，パッケージデバイスの製造工程における状態遷移を示す図である。図２Ａ，図２Ｂは，製造工程のフロー図（その１，その２）である。

図２Ａにおいて，外部電極端子等が形成された絶縁基板（ＰＣＢ）１が用意される（工程Ｐ１）。同時に，リソグラフィ工程により櫛型電極が形成された複数の弾性表面波素子が圧電基板ウェハー１０上に形成されている（工程Ｐ２）。

圧電基板ウェハー１０に形成された複数の弾性表面波素子チップ２が，ダイシングにより個別に切り出され，絶縁基板（ＰＣＢ）１上にダイマウントされる（工程Ｐ３）。この状態が図１（ａ）に示される。図１（ａ）において，絶縁基板（ＰＣＢ）１上に複数の個別の弾性表面波素子チップ２が，外部接続端子配線が形成されている所定位置に接着剤を介して配置される。

この後，加熱処理（キュアリング）により絶縁基板（ＰＣＢ）１上に接着固定される（工程Ｐ４）。

ついで，弾性表面波素子チップ２の端子と，絶縁基板（ＰＣＢ）１上の外部接続端子あるいは，接続用パッドとがワイヤボンディングにより接続される（工程Ｐ５）。この状態が，図１（ｂ）に示される。複数の弾性表面波素子チップ２の端子がワイヤ３により絶縁基板１上の外部接続端子あるいは，接続用パッドに接続されている。

一方，図２ＡのＡに繋がる図２Ｂにおいて，上記図１（ｂ）に示す絶縁基板（ＰＣＢ）１上の複数の弾性表面波素子チップ２のそれぞれに対応するように凹部５が形成されているキャップ４を用意する。このキャップ４は，例えばエポキシ樹脂により形成され、凹部５は、弾性表面波素子にあっては，弾性表面波の伝播搬空間を形成するためのものである。

キャップ４の拡大図が図１（ｃ）に示される。複数の弾性表面波素子チップ２の絶縁基板（ＰＣＢ）１上の位置に対応して複数の凹部５が形成されている。

図２Ｂにおいて，工程Ｐ６で用意されたキャップ４の凹部５が形成された面の凹部５を除いた領域に接着剤が塗布される（工程Ｐ７）。

そして，図１（ｄ）に示すようにキャップ４の凹部５を弾性表面波素子チップ２に被せるように絶縁基板１上に位置決め配置して，キャップ封止を行う（工程Ｐ８）。キャップ封止は，加熱圧着処理により，接着剤を熱硬化させて行われる。

ついで，絶縁基板１とキャップ４が，接着封止されると，図１（ｅ）に示すようにダイシングソー６により個別に切り出して，複数の個別弾性表面波デバイス１００を完成する（工程Ｐ９）。
特開２００６−６７５３０号公報

図３は，上記工程により最終的にダイシングにより得られた個別のパッケージデバイスの断面概略を示す図である。絶縁基板１には，弾性表面波素子チップ２の下側にグランドパターン１０が形成され，スルーホール１１を通して外部グランド端子１２が接続されている。

また，外部接続端子１６と繋がるボンディングパッド１３と弾性表面波素子チップ２がワイヤ３により接続されている。

ここで，上記の弾性表面波デバイスの製造において，キャップ封止の工程Ｐ８の実施に先だって工程Ｐ７でキャップ４側に接着剤１５が塗布される。一方，絶縁基板１側には，絶縁基板１自体が２００μｍ程度の厚みであり，従って絶縁基板強度を増加するために，弾性表面波素子チップ２を収納する領域以外の絶縁基板１上にレジスト１４が形成されている。

ここで，レジスト１４と接着剤１５との接着強度は，キャップ４と接着剤１５あるいは絶縁基板１と接着剤１５との接着強度に比べて低いため，キャップ４側の接着剤１５とレジスト１４との間で剥離する恐れが生じ，結果的にキャップ４と絶縁基板１との間の接着が損なわれるという欠点があった。

一方で，キャップ４と絶縁基板１の接着領域にレジスト１４がなければ，絶縁基板強度が低下する。これにより，例えば，弾性表面波素子チップ２を絶縁基板１にワイヤボンディング実装する時（工程Ｐ５）の加熱により絶縁基板１に反りが発生し，後の工程であるキャップ封止（工程Ｐ５）が精度よく行えないという問題が生じる。

特に近年，弾性表面波デバイスを始めパッケージデバイスの薄型化及び小型化の要求が厳しく，それに伴い絶縁基板１に対しても，より一層の薄板化が要求されているが，多枚取り（一枚のウェハーからダイシングにより複数の個別の弾性表面波デバイスに分離する）に適した薄板状の大型絶縁基板では，加熱による反りの影響が顕著に出てくるという問題を有している。

したがって，本発明の目的は，薄型化及び小型化を維持したまま，信頼性の高いパッケージ構造を有したパッケージデバイスを提供することにある。

上記の課題を達成する本発明の第１の側面は，電子機能素子チップと，該電子機能素子チップを搭載する絶縁基板と，前記電子機能素子チップを収納する凹部を有するキャップと，前記絶縁基板と前記キャップとを接着する接着層を有するパッケージデバイスにおいて，前記電子機能素子チップ及び，前記電子機能素子チップと前記絶縁基板との電気的接続領域を含む領域を囲む周辺部に金属箔が形成されていることを特徴とする。

上記のパッケージデバイスにおける態様として，前記金属膜は，パッケージ外周領域に沿うように連続または不連続で枠状に周辺枠パターンが形成されている。

さらに，一態様として前記金属膜を覆うレジストが形成されている。
また，上記において，前記接着層は通気性を有する多孔質中間層を含むように構成しても良い。

また，前記特徴のいずれかにおいて，前記電子機能素子チップは，弾性表面波素子チップであって，前記キャップはエポキシ系樹脂により構成することも可能である。

上記の特徴により，薄板の絶縁基板が使用される場合であっても強度を保つができる。
また，個別のパッケージデバイスは、ＰＣ板への実装工程においてリフロー等の加熱工程を経るが、パッケージ内部に水分が含まれている場合、この水分が加熱により水蒸気化し、体積膨張による内圧上昇により前記接着層部分での剥離が発生する場合があるが、接着剤の一部として多孔質中間層を含む場合には，加熱処理時に内部の水蒸気を排出でき，内圧上昇を抑える効果もあり，デバイスの信頼性向上に寄与できる。

以下に，本発明の実施の形態例を図面に従い説明する。

図４は,ダイシングにより切り出された，本発明に従う個別のパッケージデバイスの実施例の横断面図である。

図３に示した従来構成との比較において，本発明に従うパッケージデバイスは，対応する絶縁基板１に形成された個別の素子領域の周辺を囲うように，キャップ４の対応する周辺部即ち，電子機能素子チップ及び，前記電子機能素子チップと前記絶縁基板１の接続端子あるいは，ボンディングパッドとの電気的接続領域を含む領域を囲む周辺部に金属箔，例えば銅箔の周辺枠パターン２０が形成されている。

かかる金属箔の周辺枠パターン２０の形成により，一つの効果として，絶縁基板１の強度を高めることができる。

図５Ａ，図５Ｂは，図４に対応する平面図であり，弾性表面波素子チップ２、ワイヤ３、キャップ４、接着剤１５を除いた状態が示されている。

図５Ａは, 素子領域の外周部２１に銅箔の周辺枠パターン２０が，不連続に形成されている。周辺枠パターン２０に囲われる１つ素子に対応する素子領域にグランドパターン１０，ボンディングパッド１３が形成されている。

図５Ｂに示す例は，素子領域の外周部２１に，連続した銅箔の周辺枠パターン２０が形成されている。

さらに，図４に戻り説明すると，金属箔の周辺枠パターン２０上に接着剤１５が設けられ，キャップ４と絶縁基板１とはレジストを介さずに直接接着剤１５により接着される。したがって，キャップ４と接着剤１５，及び接着剤１５と絶縁基板１とがそれぞれ直接に接着され，レジストを介していない。

このように，本発明により，金属箔の周辺枠パターン２０を有することにより，絶縁基板１の強度を高めることが可能である。したがって，これまで問題とされた，絶縁基板１が薄く加熱処理の過程において反りが生じる等の不都合を解消することができる。さらに，レジストを使用していないので，接着剤１５とレジストが剥離する恐れが生じるという問題も有していない。

図６は，本発明に従う個別のパッケージデバイスの他の実施例の横断面図である。

この実施例では，図４の実施例と比較して，金属箔の周辺枠パターン２０上にレジスト１４が形成されている。かかる構成では，金属箔の周辺枠パターン２０部分において，接着剤１５が，レジスト１４と接する状態であるが，他のより大きな領域においてレジストを介することなく，接着剤１５とキャップ４との接触，接着剤１５と絶縁基板１との接触が図れるので，剥離という問題が生じることはない。

さらに，レジスト１４と金属箔の周辺部２０との重層により絶縁基板１に対する強度を更に高めることが可能である。

他の構成は，図４について説明したと同様である。

図７は，図６の構成に対して変更を加えた，本発明に従う他の個別のパッケージデバイスの実施例の横断面図である。

図７（ａ）は，キャップ４の絶縁基板１への貼り付け前，図７（ｂ）は，キャップ４の絶縁基板１への貼り付け後の状態を示している。

特徴として，接着剤の中間層として多孔質フィルム１５ａを使用する点にある。すなわち，多孔質フィルム，例えば，４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）を使用する。

この多孔質フィルム１５ａは，変形性によりレジスト１４の形状に沿った状態で変形が可能である。さらに，多孔質フィルム１５ａは，多孔質故に通気性があり，個別のパッケージデバイスをＰＣ板へ実装する際のリフロー等の加熱処理の過程で，内部の水蒸気を排出でき，内圧上昇を抑える効果もあり，デバイスの信頼性向上に寄与できる。

図７（ａ）に示すように，キャップ４の端面に多孔質フィルム１５ａを接着剤１５で張り付け，多孔質フィルム１５ａの更に他の面を接着剤１５により金属箔周辺枠パターン２０及びレジスト１４が形成された絶縁基板１上に位置決め配置する。これを圧着加熱することにより接着封止が行われる。

図８は，本発明に従う更に他の個別のパッケージデバイスの実施例の横断面図である。

上記の各実施例において，弾性表面波素子チップ２を絶縁基板１にワイヤボンディング実装することを説明したが，本発明の適用はこれに限定されない。すなわち，図８に示す実施例では，ワイヤ３とボンディングパッド１３との接続に代えて，Ａｕなどから成るバンプ２４によりボンディングパッド１３とのフリップチップ接続実装した場合を示している。

他の構成は先に示した実施例の構成と同様である。

図９は，図６の実施例に対応する個別にダイシングされた製造最終段階におけるパッケージデバイスを一部切り欠いて示す斜視図である。

図９において，理解できる様に，金属箔の周辺枠パターン２０の上部にレジスト１４が形成され，その上部に両面に接着剤１５が付された多孔質フィルム１５ａが積層され，更にキャップ４が形成されている。

接着剤１５によりキャップ４と多孔質フィルム１５ａ，及び多孔質フィルム１５ａと絶縁基板１、レジスト１４が接着されている。

上記の通り，絶縁基板とキャップの接着される接着領域の一部領域に金属箔の周辺部を形成している。これにより絶縁基板の強度を高めることが可能である。

パッケージデバイスの製造工程における状態遷移を示す図である。 パッケージデバイスの製造工程のフロー図（その１）である。 パッケージデバイスの製造工程のフロー図（その２）である。 図２Ａ，２Ｂの工程により最終に得られたパッケージデバイスの断面概略を示す図である。 本発明に従う個別のパッケージデバイスの実施例の横断面図である。 図４に対応する平面図であり，素子領域の外周部に銅箔の周辺枠パターンが，鎖線状に形成されている例を示す図である。 図４に対応する平面図であり，素子領域の外周部に銅箔の周辺枠パターンが，連続して形成されている例を示す図である。 本発明に従う個別のパッケージデバイスの他の実施例の横断面図である。 図６の構成に対して変更を加えた，本発明に従う他の個別のパッケージデバイスの実施例の横断面図である。 本発明に従う更に他の個別のパッケージデバイスの実施例の横断面図である。 図６の実施例に対応する個別にダイシングされた製造最終段階におけるパッケージデバイスを一部切り欠いて示す斜視図である。

符号の説明

１ 絶縁基板
２ 弾性表面波素子チップ
３ ワイヤ
４ キャップ
１０ グランドパターン
１２ 外部グランド端子
１３ ボンディングパッド
１４ レジスト
１５ 接着剤
１５ａ 多孔質フィルム
１６ 外部接続端子
２０ 金属箔の周辺枠パターン
２１ 周辺部領域
２４ バンプ

Claims (7)

1. 電子機能素子チップと，該電子機能素子チップを搭載する絶縁基板と，前記電子機能素子チップを収納する凹部を有するキャップと，前記絶縁基板と前記キャップとを接着する接着層を有するパッケージデバイスにおいて，
   前記電子機能素子チップ及び，前記電子機能素子チップと前記絶縁基板との電気的接続領域を含む領域を囲む周辺部に金属箔が形成されている，
   ことを特徴とするパッケージデバイス。
2. 請求項１において，
   前記金属膜は，パッケージ外周領域に沿うように連続または不連続で枠状に周辺枠パターンが形成されていることを特徴とするパッケージデバイス。
3. 請求項２において，
   さらに，前記金属膜を覆うレジストが形成されていることを特徴とするパッケージデバイス。
4. 請求項１において，
   前記接着層は通気性を有する多孔質中間層を含むことを特徴とするパッケージデバイス。
5. 請求項１乃至３のいずれかにおいて，
   前記電子機能素子チップは，弾性表面波素子チップであって，前記キャップはエポキシ系樹脂からなることを特徴とするパッケージデバイス。
6. 請求項５において，
   前記電子機能素子チップは，弾性表面波素子の櫛形電極が圧電基板に形成され，前記絶縁基板にワイヤボンディング実装されていることを特徴とするパッケージデバイス。
7. 請求項５において，
   前記電子機能素子チップは，弾性表面波素子の櫛形電極が圧電基板に形成され，前記絶縁基板にフリップチップボンディング実装されていることを特徴とするパッケージデバイス。

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