DE60131342T2 - Verfahren zur Herstellung von Bauteilen eines Radiofrequenzmoduls mit Oberflächenwellenelementen - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement, das als Flip-Chip auf einem Mehrlagenkeramiksubstrat montiert ist, und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement, das die Zuverlässigkeit während der Verwendung erhöhen, die Befestigungsfähigkeit verbessern, die Produktgröße vermindern, und die Produktivität steigern kann.
  • Bei elektronischen Vorrichtungen herrscht auf dem Markt immer einen Bedarf, die Größe derselben zu verringern, und somit müssen die verwendeten Bauteile größen- und gewichtsreduziert sein. Dieser Trend ist sowohl bei Radiofrequenzvorrichtungen, wie beispielsweise bei einem tragbaren Telefon, als auch bei den verwendeten Bauteilen beachtlich. Die Radiofrequenzvorrichtungen weisen eine immer höhere Packdichte der Bauteile auf, um den Anforderungen hinsichtlich der Verringerung der Größe und des Gewichts gerecht zu werden. Grundsätzlich wird ein Mehrlagensubstrat zur Befestigung der Elemente, in dem mehrere leitende Schichten bereitgestellt sind, anstelle eines Einlagensubstrats verwendet, um einer derartigen Miniaturisierung gewachsen zu sein.
  • Ein Mehrlagenkeramiksubstrat weist eine aus Keramik hergestellte Isolierschicht auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat, die ein elektrischer Isolator ist, und eine leitende Schicht, die aus Silber hergestellt ist, auf. Die Vorteile des Mehrlagenkeramiksubstrats umfassen im Vergleich zu dem herkömmlichen Mehrlagenharzsubstrat geringere Verluste bei höheren Frequenzen, eine bessere Wärmeleitfähigkeit, eine höhere Formgenauigkeit, und eine höhere Zuverlässigkeit.
  • Bei dem Mehrlagenkeramiksubstrat sind zur internen Bildung einer Induktivität oder einer Kapazität die inneren Leiter wie eine Spule geformt, oder parallel entgegengesetzt, und die Elemente können im Inneren aufgrund des geringen Verlustes und der hohen Formgenauigkeit mit einem hohen Q-Wert und mit geringerer Toleranz gebildet werden.
  • Diese Merkmale werden insbesondere in einer Radiofrequenzschaltung für das tragbare Telefon effektiv als ein Gruppenelement oder ein Modul, in dem unterschiedliche Bauteile auf der Oberfläche befestigt sind, mit einer hohen Charakteristik und einer geringen Größe verwendet.
  • Andererseits kann das Radiofrequenzmodul, das eine für jede Funktion modularisierte Schaltung aufweist, eine einfachere Gerätestruktur mit höherer Zuverlässigkeit und verbessertem Verhalten als mit dem herkömmlichen Verfahren zur Bildung einer Schaltung mit befestigten Einzelbauteilen bereitstellen. Auch gestaltet sich der Aufbau der herkömmlichen Einzelbauteile als schwierig, um die Funktion in Verbindung mit dem Verhalten eines jeden Bauteils zu erfüllen, wobei jedoch durch die Modularisierung die charakteristischen Spezifikationen für jedes Modul bestimmt und der Geräteaufbau strukturiert werden können, woraus sich eine kürzere Fertigungszeit und somit eine Arbeitsersparnis ergeben.
  • Die 9 zeigt ein Blockdiagramm einer Radiofrequenzschaltung für ein tragbares Telefon mit GSM-Dualband. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen ANT eine Antenne zum Übertragen und Empfangen der elektrischen Welle, DPX einen Diplexer (Zweifrequenzschaltfilter) als einen Mehrfachfrequenztrennfilter, T/R SW einen Übertragungs-/Empfangsänderungsschalter als eine Übertragungs- /Empfangsschaltvorrichtung, LPF einen Tiefpassfilter als einen Übertragungsstufenfilter zur Unterdrückung unerwünschter Oberschwingungen, und BPF einen Bandpassfilter an der Empfangsstufe.
  • Bei einer derartigen Schaltung für ein tragbares Telefon sind einige Funktionen modularisiert, wie beispielsweise ein Leistungsverstärkerbereich innerhalb einer Übertragungssystemschaltung und ein Antennenschaltbereich, in dem die Elemente in geeigneter Weise auf dem Mehrlagensubstrat befestigt sind.
  • Die 10 zeigt ein Beispiel eines Moduls in dem Antennenschaltbereich. In der Figur kennzeichnet das Bezugszeichen 10 ein Mehrlagenkeramiksubstrat, das intern mit einem Spulenbereich 11 und einem Kondensatorbereich 12 versehen ist und eine externe Elektrode 13 aufweist. Ebenso sind eine Diode als ein Schaltelement und ein Chipbauteil 15, wie beispielsweise ein Widerstand, auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat 10 befestigt, und es ist eine Schutzschildummantelung 16 bereitgestellt, um einen gesamten oberen Teil des Mehrlagenkeramiksubstrats zu bedecken. Das Modul in der 10 umfasst kein Oberflächenwellen-Bauelement (im Nachfolgenden als ein SAW-Element bezeichnet) oder ein in einer Gehäusekomponente befestigtes Element.
  • Derzeit ist der Leistungsverstärker oder das Antennenschaltmodul mit einer einzigen Funktion modularisiert, aber sollte ein breiterer Funktionsbereich modularisiert werden, können die Vorteile der Modularisierung genutzt werden. Selbstverständlich ist es wichtig, dass das SAW-Element dem Modul hinzugefügt wird.
  • Ein herkömmliches SAW-Element verwendet eine so genannte Gehäusekomponente. Selbstverständlich ist es möglich, ein Modul durch Befestigen eine Gehäusekomponente herzustellen, aber wenn die Chip-Elemente direkt auf dem Substrat, wie im Nachfolgenden beschrieben, befestigt werden, kann die Schaltung kostengünstig größen- und höhenreduziert werden.
  • Das Mehrlagenkeramiksubstrat kann eine Induktivität und eine Kapazität umfassen, wodurch es eine geringere Größe aufweist, wobei es jedoch schwierig ist, auch die Höhe zu verringern. Deshalb ist es bei dem herkömmlichen Modul mit einem zusätzlich auf dem Substrat montierten Gehäuse nicht möglich, die in Zukunft steigende Nachfrage nach Bauteilen mit einer geringeren Höhe zu befriedigen. Auch benötigt das Gehäuse einen größeren Besetzungsbereich als der eigentliche Chip ohne Ummantelung. Von den verwendeten Bauteilen ist das SAW-Element hinsichtlich der Besetzungsfläche das höchste und breiteste. Unter diesen Umständen ist es wünschenswert, dass der SAW-Chip in irgendeiner Form direkt auf das Mehrlagenkeramiksubstrat befestigbar ist, ohne dass die Gehäusekomponente verwendet wird.
  • Andererseits umfasst die Herstellung der SAW-Elemente einen Schritt zur Erzeugung des SAW-Chips und einen Schritt zur Befestigung und Abdichtung des SAW-Chips auf dem Gehäuse, die in etwa gleich teuer sind. Werden die SAW-Elemente direkt auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat befestigt, kann der Schritt des Befestigens und des Abdichtens des SAW-Chips auf dem Gehäuse ausgelassen werden, wodurch die Schaltung kostengünstiger erzeugt werden kann.
  • In dem zuvor erwähnten Radiofrequenzmodul ist es wünschenswert, dass die SAW-Elemente direkt als Chip befestigbar und weitere Bauteile durch einen Lötvorgang auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat montierbar sind.
  • Im Übrigen treten die nachfolgenden Probleme bei der Realisierung der zuvor erwähnten Schaltung auf.
    • (1) Hermetisches Abdichten des Chips des SAW-Elements.
    • (2) Realisieren einer Struktur, die Temperaturänderungen widerstehen kann, durch Verwenden eines Hilfsverfahrens, das keinen Einfluss auf die Oberflächenwellen hat, um einen Lötschritt und einen SAW-Element-Befestigungsschritt in Einklang zu bringen.
    • (3) Flache Moduloberfläche mit einer geringen Höhe.
    • (4) Gemeinsames Herstellen mehrerer Mehrlagenkeramiksubstrate, um die Produktivität zu erhöhen.
  • (1) Hermetisches Abdichten des Chips des SAW-Elements
  • Das SAW-Element wird beispielsweise durch Bilden einer Leiterelektrode aus Aluminium mit einer Genauigkeit von einigen um auf einem Substrat aus Lithiumtantalat erzeugt. Diese Elektrodenstruktur ist präzise ausgebildet, um wichtige Eigenschaften, wie beispielsweise die Resonanzfrequenz, die Bandbreite, den Einfügungsverlust, und den Verlust außerhalb des Bandes zu erhalten. Beispielsweise kann ein Fehler von 1 μm dazu führen, dass die Ausführungsspezifikation nicht erfüllt wird.
  • Das präzise ausgebildete Element wird durch die Außenluft stark beeinflusst. Der Wassergehalt aufgrund der Feuchtigkeit oder der anhaftende Staub hat einen schwerwiegenden Einfluss auf das Verhalten.
  • In diesen Fallen muss das SAW-Element auf irgendeine Art und Weise abgedichtet und das Modul, auf das die Erfindung angewendet wird, kleiner und niedriger ausgebildet werden, und das SAW-Element muss ein gleichzeitig mit anderen Bauteilen befestigt werden, woraus sich ein Herstellungsverfahren ergibt.
  • (2) Realisieren einer Struktur, die Temperaturänderungen widerstehen kann, durch Verwenden eines Hilfsverfahrens, das keinen Einfluss auf die Oberflächenwellen hat, um einen Lötschritt und einen SAW-Element-Befestigungsschritt in Einklang zu bringen.
  • Durch Befestigen der mantellosen Chips auf der auf Silikonbasis beruhenden integrierten Schaltung, können die Chips mithilfe eines Klebemittels fest auf dem Substrat befestigt werden, wobei die gesamte Fläche verbunden wird. Jedoch ist es im Falle des SAW-Elements nicht möglich, die Chips mithilfe von Klebemitteln zur Erzielung eines Resonanzverhaltens über die gesamte Fläche auf dem Substrat zu befestigen, da sich die Oberflächenwellen auf der Oberfläche befinden.
  • Im Falle der derzeitigen kleinen SAW-Elemente werden die Chips auf dem Keramiksubstrat oder Harzsubstrat durch ein Verfahren, das beispielsweise in dem Patent JP-A-10-79638 offenbart ist und als Flip-Chip-Befestigungsverfahren bezeichnet wird, befestigt. Dieses Verfahren ist in der 11 gezeigt. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 20 ein Substrat und das Bezugszeichen 30 einen Flip-Chip als das SAW-Element. Auf dem Substrat 20 wird eine Elektrode 21 mit einer Goldoberfläche (Au) gebildet, und der Flip-Chip 30 weist ein Goldkontaktband 31 auf einer Hauptebene auf, die mit einer Leiterelektrode für SAWs ausgebildet ist. Der Flip-Chip 30 wird durch die Gold-Gold-Verbindung kopfüber (Verbinden mit der Vorderseite nach unten) befestigt, wobei die Hauptebene, die mit der Leiterelektrode für das SAW ausgebildet ist, nach unten gerichtet ist.
  • Dieses Verfahren erweist sich für die Befestigung der SAW-Elemente als effektiv, wobei es jedoch wichtig ist, dass kein Problem auftritt, wenn weitere gelötete Bauelemente zu befestigen sind. Insbesondere wird das Mehrlagenkeramiksubstrat im Gegensatz zu dem SAW-Einzelelement dicker, wenn es mit weiteren Bauteilen in einem zusammengesetzten Modul versehen wird. In diesem Fall ist die Verspannung in dem Verbindungsbereich größer als bei dem herkömmlichen Bauteil mit einem Gehäuse.
  • Ein Lötschritt umfasst im Allgemeinen das Aufbringen einer Lötpaste auf einen Lötbereich auf der Substratoberfläche, anschließendes Anordnen des Elements, und Befestigen desselben durch eine Wärmebehandlung in dem Reflow-Ofen. In diesem Fall verdampft das Flussmittel in der Lötpaste, um eine Verbindung mit der Oberflächenelektrode zu aktivieren und die Benetzbarkeit des Lötmetalls zu erhalten.
  • In dem Fall, bei dem das SAW-Element in ungeschützter Weise befestigt wird, d.h., wenn das SAW-Element im voraus befestigt wird, muss die Luftdichtigkeit aufrechterhalten werden, um zu verhindern, dass das Flussmittel daran anhaftet und das SAW-Verhalten stark beeinträchtigt wird.
  • Auch wird das SAW-Element im Allgemeinen mithilfe einer Gold-Gold-Höcker-Verbindung befestigt, während im Falle der Verbindung mit einem Lötmittel, die Metalloberfläche auf dem Substrat eine Zinn- oder eine Lötschicht umfasst, die für gewöhnlich durch Beschichtung gebildet werden.
  • Somit ist es erforderlich, ein Verfahren zur gemeinsamen Befestigung des SAW-Elements in einem mantellosen Zustand und der gelöteten Bauelemente bereitzustellen.
  • (3) Flache Moduloberfläche mit einer geringen Höhe
  • Durch das Befestigen der elektronischen Bauteile, wurde ein Verfahren zur Verwendung einer automatischen Befestigungsmaschine entwickelt und weithin verwendet. Diese Maschine verwendet für gewöhnlich eine Vakuumadsorptionsdüse zur Behandlung der Bauelemente verwendet, wobei die Bauelementoberfläche im Vergleich zu dem Düsendurchmesser einen größeren flachen Bereich aufweisen muss. Bei dem herkömmlichen Verfahren ist die Oberfläche des zusammengesetzten Moduls mit einer Metallplatte abgedeckt. Die abgeflachte Struktur und der luftdichte Aufbau wirken jedoch einer geringeren Höhenabmessung entgegen.
  • (4) Gemeinsames Herstellen mehrere Mehrlagenkeramiksubstrate, um die Produktivität zu erhöhen.
  • Für gewöhnlich werden Mehrlagenkeramiksubstrate mithilfe eines Prozessschrittes einzeln hergestellt. Der Arbeitsaufwand bei der einzelnen Herstellung ist jedoch sehr groß, was eine geringere Produktivität und höhere Kosten zur Folge hat. Dem gemäß ist es wünschenswert, ein Verfahren zur gemeinsamen Herstellung mehrerer Mehrlagenkeramiksubstrate zu verwenden.
  • In dem Dokument JP-A-6-97315 ist ein Beispiel aus dem Stand der Technik offenbart, bei dem das SAW-Element zusammen mit weiteren Schaltungsbauelementen befestigt und abgedichtet ist. In diesem Beispiel aus dem Stand der Technik ist das SAW-Element auf einem Harzsubstrat fixiert, wobei das SAW-Element mit der Vorderseite nach vorne zeigt, um eine elektrische Verbindung mithilfe einer Drahtverbindung herzustellen, wobei es sich offensichtlich von jenem SAW-Element unterscheidet, das als Flip-Chip auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat, wie in der vorliegenden Erfindung gezeigt, befestigt ist. Das ist der Unterschied zu der vorliegenden Erfindung, da die Schaltung durch die Flip-Chip-Befestigungsweise weiter in der Größe verringert werden kann, wobei es durch Verwenden dieser Flip-Chip-Befestigungsweise möglich ist, den Einfluss aufgrund eines Unterschiedes in dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats zu verringern. In dem Dokument JP-A-6-97315 weist das Keramiksubstrat einen Unterschied in dem Wärmeausdehnungskoeffizienten auf und somit auch dieses Problem, wobei jedoch ein derartiger Einfluss in der vorliegenden Erfindung viel geringer ist. Insbesondere scheinen sich der Temperaturkoeffizient des SAW-Elements und der Unterschied in dem Wärmeausdehnungskoeffizienten aufzuheben, und das Temperaturverhalten bei der Mittenfrequenz des Flip-Chip ist in dem Keramiksubstrat besser, als in dem Fall, bei dem das SAW-Element als Flip-Chip auf dem Harzsubstrat befestigt ist, wie in der 4 gezeigt.
  • Das SAW-Element scheint in dem Dokument JP-A-6-97315 zusammen mit weiteren passiven Bauelementen befestigt zu sein, jedoch nicht zusammen mit den gelöteten Bauelementen wie in der vorliegenden Erfindung. Im Besonderen wird das Lötmittel zur Abdichtung verwendet, aber in diesem Fall ist ein unmittelbar darauf folgendes Wärmeverfahren offenbart, um eine Verunreinigung mit dem Flussmittel zu verhindern. Das heißt, es wird angedeutet, dass sich eine gemeinsame Befestigung mit dem gelöteten Bauelement als schwierig gestaltet. Gemäß der Erfindung ist das SAW-Element zusammen mit weiteren gelöteten Bauelementen befestigbar, und es können unterschiedliche Bauelemente in einfacher Weise zusammen befestigt werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Im Lichte der oben erwähnten Aspekte, ist es eine erste Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement bereitzustellen, bei dem das SAW-Element als gehäuseloser Chip befestigt ist und zusammen mit weiteren gelöteten Bauelementen befestigt werden kann.
  • Es ist eine zweite Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement bereitzustellen, an dem das SAW-Element als ein gehäuseloser Chip befestigt ist, wodurch es möglich ist, die Größe und die Höhe von diesem zu verringern, die Produktivität zu steigern, und die Kosten zu senken.
  • Weitere Aufgaben und neue Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen offensichtlich.
  • Zur Lösung der oben erwähnten Aufgabe ist gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement bereitgestellt, bei dem das Oberflächenwellen-Bauelement und andere Bauelemente als das Oberflächenwellen-Bauelement auf einem Mehrlagenkeramiksubstrat befestigt sind, wobei das Verfahren umfasst:
    einen Vergoldungsschritt, um zumindest ein Bereich mit verbundenen Bauelementen auf einer leitfähigen Oberfläche des Mehrlagenkeramiksubstrats zur Ausbildung einer befestigten Elektrode mit Gold zu beschichten,
    nach dem Vergoldungsschritt, einen Schritt zum Befestigen des Oberflächenwellen-Bauelements, um einen Flip-Chip als Oberflächenbauelement durch die Gold-Gold-Verbindung auf der befestigten Elektrode mit der Vorderseite nach unten auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat zu befestigen,
    einen Schritt zum Bilden einer Seitenwand, um ein den Flip-Chip umgebendes Seitenwandelement durch Klebemittel mit dem Mehrlagenkeramiksubstrat zu verbinden,
    nach dem Schritt zum Befestigen des Oberflächenwellen-Bauelements, einen Schritt zum Bilden einer Abdeckung, um ein Abdeckelement, das eine Öffnung in der Seitenwand umschließt, durch Klebemittel mit dem Seitenwandelement zu verbinden, und
    nach dem Schritt zum Bilden einer Abdeckung, einen Schritt zum Befestigen eines gelöteten Bauelements, um zumindest ein anderes Bauelement als das Oberflächenwellen-Bauelement unter Verwendung eines Lötmittels zu befestigen.
  • Gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung wird in dem Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement durch das Vergolden eine Goldschicht mit einer Schichtdicke zwischen 0,05 μm und 4 μm gebildet, wobei die Gold-Gold-Verbindung auf einer Herstellungsfläche der Goldschicht ausgebildet ist, die einen aus Golddraht gebildeten Höcker verwendet, wobei der Drahtdurchmesser zwischen 10 μm und 40 μm beträgt, so dass der Abstand zwischen dem Flip-Chip und der befestigten Elektrode zwischen 10 μm und 40 μm betragen kann.
  • Gemäß eines dritten Aspekts der Erfindung sind in dem Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement mehrere Mehrlagenkeramiksubstrate in dem Schritt zum Bilden der Seitenwand mit dem Seitenwandelement verbunden, und das Seitenwandelement ist in einzelne Mehrlagenkeramiksubstrate geschnitten, nachdem gemeinsam zumindest teilweise ein späterer Vorgang, der den Schritt zum Befestigen des Oberflächenwellen-Bauelements und den Schritt zum Befestigen des gelöteten Bauelements umfasst, durchgeführt wurde.
  • Gemäß eines vierten Aspekts der Erfindung beträgt in dem Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement die Fläche der Abdeckung zwischen 30 % und 100 % der Fläche des Mehrlagenkeramiksubstrats.
  • Gemäß eines fünften Aspekts der Erfindung wird in dem Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement eine Lötpaste durch ein Stempelverfahren auf einen Bereich der befestigten Elektrode zum Befestigen des gelöteten Bauelements durch ein Lötmittel aufgetragen.
  • Gemäß eines sechsten Aspekts der Erfindung, wird in dem Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement eine Lötpaste durch einen Spender auf einen Bereich der befestigten Elektrode zum Befestigen des gelöteten Bauelements durch ein Lötmittel aufgetragen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A bis 1G sind beispielhafte Ansichten eines Herstellungsprozesses, die ein Verfahren zur Herstellung von Radiofreqenzmodulbauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 2 ist eine Vorderansicht eines Radiofrequenzmodulbauteils im Querschnitt mit einem Oberflächenwellen-Bauelement, das mithilfe des Herstellungsprozesses der 1 erhalten wird;
  • 3 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines Radiofrequenzmodulbauteils mit einem Oberflächenwellen-Bauelement, das mithilfe des Herstellungsprozesses der 1 erhalten wird;
  • 4 zeigt ein Kennlinienfeld eines Keramiksubstrats und eines Harzsubstrats, das das Temperaturverhalten eines SAW-Elements darstellt;
  • 5A bis 5E sind beispielhafte Ansichten eines Herstellungsprozesses gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 6 ist eine Draufsicht eines Harzelements, das mit der zweiten Ausführungsform verwendet wird;
  • 7 ist eine Vorderansicht im Querschnitt, die eine dritte Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 8 zeigt eine Vorderansicht im Querschnitt, die ein Beispiel eines Moduls mit einem befestigten Gehäuse des herkömmlichen SAW-Elements darstellt;
  • 9 zeigt ein Blockdiagramm einer Radiofrequenzschaltung eines tragbaren Telefons, das mit GSM-Dualband ausgeführt ist;
  • 10 zeigt eine Vorderansicht im Querschnitt, das ein Beispiel eines Frontendmoduls darstellt, das einen Antennenschaltbereich umfasst; und
  • 11 zeigt eine Vorderansicht, die ein Beispiel für eine Verbindung des SAW-Elements mit der Vorderseite nach unten (Flip-Chip-Befestigung) mithilfe einer Gold-Gold-Verbindung darstellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ein Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Nachfolgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird in Verbindung mit den 1A bis 3 dargelegt. 1A bis 1G zeigen dessen Herstellungsprozess, die 2 zeigt ein fertiges Radiofrequenzmodulbauteil mit einem Oberflächenwellen-Bauelement, und die 3 zeigt dessen Schaltdiagramm.
  • In der 1A bezeichnet das Bezugszeichen 40 ein Mehrlagenkeramiksubstrat, das eine Isolierschicht aus beispielsweise einer Aluminiumglaskomplexkeramik und fünfzehn leitende Innenschichten 41 aufweist. Die äußere Form beträgt in etwa 6 mm × 4 mm, und weist eine Dicke von 0,8 mm auf. Eine leitende Oberflächenschicht 42 auf dem Mehrlagenkeramiksubstrats 40 ist aus einem gesinterten Silberleiter gebildet.
  • In einem in der 1B gezeigten Vergoldungsschritt wird über der leitenden Oberflächenschicht 42 (gesinterter Silberleiter) auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 Nickel mit einer Schichtdicke von 2 bis 3 μm als grobe Überzugsschicht aufgetragen, und danach wird darauf Gold aufgetragen, um eine befestigte Elektrode 43 mit einer Goldschicht zu bilden.
  • Ein in der 1C gezeigter Befestigungsschritt eines SAW-Elements umfasst einen Schritt, bei dem das SAW-Element durch die Gold-Gold-Verbindung (d.h. eine Verbindung durch Goldkugel-Bonding) kopfüber befestigt wird. Bei diesem Schritt ist das SAW-Element nicht mit einem Gehäuse versehen, sondern in Form eines Flip-Chips ausgebildet. Mit anderen Worten, wird ein Flip-Chip 30, der ein gehäuseloser bzw. mantelloser Chip ist, wie in der 11 gezeigt, verwendet. Der Flip-Chip 30 weist einen Goldkontakthöcker 31 auf, der in einer Hauptebene mit einer Leiterelektrode für ein SAW ausgebildet ist, das mithilfe desselben Verfahrens wie das Bauteil mit einem Gehäuse gebildet ist (d.h., es wird ein letzter Schritt zum Befestigen und Abdichten des mit einem Gehäuse versehenen Bauteils weggelassen). Der Flip-Chip 30 wird durch die Gold-Gold-Verbindung auf der befestigten Elektrode 43 kopfüber (mit der Vorderseite nach unten verbunden) auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 montiert, wobei die Hauptebene die Leiterelektrode für ein SAW aufweist, die mit der Vorderseite nach unten befestigt ist.
  • Der Durchmesser des Goldkontakthöckers 31 ist veränderbar, indem der Durchmesser des Golddrahtes und die Herstellungsbedingungen geändert werden, um einen geeigneten Durchmesserbereich festzulegen. Auch wird die Länge des Goldkontakthöckers 31 verändert, indem die Länge des Golddrahtes geändert wird, so dass der Abstand zwischen der befestigten Elektrode 43 auf dem Substrat 40 und dem Flip-Chip 30 in einem entsprechenden Bereich festgelegt werden kann. Die Verbindung des Flip-Chips 30 mit der Vorderseite nach unten wird durch Anordnen des Flip-Chips 30 mit der Vorderseite nach unten an einer vorbestimmten Position auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 und durch Anwenden von Ultraschall mit 9 W auf der Seite des Flip-Chips 30 für 0,6 Sekunden und unter einer Last von 300 g erzielt, um den Goldkontakthöcker 31 und die Goldoberfläche der substratseitig befestigten Elektrode 43 durch Ultraschall-Bonding zu verbinden.
  • In einem in der 1D gezeigten Schritt zum Bilden einer Seitenwand, nachdem der Flip-Chip 30 als das SAW-Element befestigt wurde, wird ein Element, das eine Harzseitenwand 60 ist, d.h., eine viereckige rahmenartig ausgebildete Epoxidharzplatte mit einem ausgehöhlten Bereich zur Aufnahme des Flip-Chips 30 als das SAW-Element, mit dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 verbunden, um den Flip-Chip 30 einzufassen. Des Weiteren wird in einem in der 1E gezeigten Schritt zum Bilden einer Abdeckung eine Epoxidharzplatte, die eine Abdeckung 61 ist, über die Seitenwand 60 gelegt und mithilfe von Klebemittel verbunden, um eine obere Öffnung der Harzseitenwand 60 zu umschließen. Des Weiteren wird das Element für eine feste Verbindung für fünf Stunden mit einem Vakuum umgeben. Die Seitenwand 60 und die Abdeckung 61 werden mit dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 verbunden, so dass der Flip-Chip 30 hermetisch abgedichtet ist.
  • In einem in der 1F gezeigten Schritt zum Aufbringen einer Lötpaste wird eine Lötpaste 44 in einem gelöteten Bereich der befestigten Elektrode 43 nach der Bildung der Goldschicht auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 aufgetragen. Bei diesem Prozessschritt ist es notwendig, die Lötpaste auf einer ungleichförmigen Fläche aufzutragen, da das SAW-Element befestigt und abgedichtet wird. Im Allgemeinen wird dies durch Drucken mithilfe einer Metallmaske auf einer ebenen Fläche durchgeführt, wobei dieses Verfahren jedoch in dieser Ausführungsform der Erfindung nicht verwendet werden kann. In diesem Beispiel wird die Lötpaste durch ein Stempelverfahren oder durch Verwendung eines Spenders aufgetragen (oder getaucht).
  • Danach wird in einem Schritt zum Befestigen eines gelöteten Bauelements, wie in der 1G gezeigt, jedes gelötete Bauelement 50 (oberflächenmontiertes Element, das durch ein Lötmittel befestigt ist), das eine Induktivität, eine Kapazität, einen Widerstand und eine Diode in der Schaltung der 3 bildet, auf der befestigten Elektrode 43 anhand der darauf aufgetragenen Lötpaste befestigt. Dann wird das Lötmittel mithilfe eines Reflow-Ofens fixiert. Dabei wird mithilfe eines Lötmittels jedes Bauelement 50 auf der leitenden Oberflächenschicht 42 mit einer aufgetragenen Goldschicht, d.h., die befestigte Elektrode 43, fixiert.
  • Für das SAW-Element wird die Beziehung zwischen der Dicke der Vergoldung der befestigten Elektrode 43 und der Scherfestigkeit des Flip-Chips 30 und des gelöteten Bauelements 50 später in Verbindung mit der Tabelle 1 beschrieben. Auch wird die Beziehung des Durchmessers des Golddrahtes bei der Befestigung (Ultraschall-Bonding) des Flip-Chips 30 und die Scherfestigkeit des Flip-Chips 30 sowie die Auswirkung auf das Ergebnis des Hitzeeinwirkungstests später in Verbindung mit der Tabelle 2 beschrieben. Des Weiteren wird die Auswirkung des Abstandes zwischen der befestigten Elektrode 43 auf dem Substrat 40 und dem Flip-Chip 30 auf die Scherfestigkeit des Flip-Chips 30, und das Ergebnis des Hitzeeinwirkungstests später in Verbindung mit der Tabelle 3 beschrieben. Bei den Messungen in den Tabellen 1 bis 3 wurden der Goldhöcker und die Verbindungsstelle bei der Befestigung mithilfe eines Elektronenmikroskops im Querschnitt betrachtet.
  • Durch die zuvor erwähnten Schritte in den 1A bis 1G werden der Flip-Chip 30 als das SAW-Element und das gelötete Bauelement 50 als ein weiteres oberflächenmontiertes Element auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40, das eine in der 2 gezeigte leitende Innenschicht 41 aufweist, befestigt, wobei der Flip-Chip 30 mit dem Goldkontakthöcker 31 mit der Vorderseite nach unten auf der befestigten Elektrode 43, die eine durch eine Gold-Gold-Verbindung (Goldkugel-Bondingverfahren) auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 aufgetragene Goldschicht umfasst, verbunden ist, und der Flip-Chip 30 mit der Harzseitenwand 60, die auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 fixiert ist, und der Harzabdeckung 61, die eine Öffnung der Seitenwand abdeckt, abgedeckt und hermetisch verschlossen ist, wodurch das Radiofrequenzmodul-Bauteil mit dem gelöteten Bauteil 50, das durch einen Lötvorgang auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 befestigt ist, gebildet wird. Die äußere Form dieses Radiofrequenzmodul-Bauteils beträgt eine Abmessung von in etwa 6 mm × 4 mm und eine Höhe von 1,5 mm.
  • In einem Schaltdiagramm der 3 wurde außer dem SAW-Element bereits ein Abschnitt als ein Modul erzeugt, der in etwa dieselbe Abmessung von 6 mm × 4 mm umfasst. Derzeit können zwei SAW-Elemente auf demselben Abschnitt befestigt werden, wodurch die Schaltung miniaturisiert werden kann. Die Höhe eines Modulbauteils gemäß der Ausführungsform der Erfindung beträgt 1,5 mm, und wenn das mit einem Gehäuse versehene SAW-Bauteil 70 einfach auf dem herkömmlichen Bauteil (ein Modul mit einem auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 befestigten Bauelement 50) befestigt wird, wie in der
  • 8 gezeigt, beträgt die Höhe in etwa 2 mm. Somit zeigt sich, dass die Höhe im Gegensatz zu der 8 hinreichend verringert werden kann. Es sollte beachtet werden, dass gleiche oder ähnliche Teile durch die gleichen Bezugszeichen in den 1 bis 8 gekennzeichnet sind.
  • Die 4 zeigt das Temperaturverhalten bei der Mittenfrequenz zu dem Zeitpunkt (gepunktete Linie), zu dem der Flip-Chip des SAW-Elements wie in dieser Ausführungsform auf dem Keramiksubstrat befestigt wird, und zu dem Zeitpunkt (durchgezogene Linie), zu dem der Flip-Chip in ähnlicher Weise auf dem Harzsubstrat befestigt wird. Es zeigt sich, dass das Mehrlagenkeramiksubstrat aufgrund der Temperaturänderung eine geringere Frequenzänderung aufweist.
  • Die nachfolgende Tabelle 1 führt die Ergebnisse der Scherfestigkeitsmessung des Flip-Chips 30 und der 1005 Chip-Spule (1 × 0,5 × 0,5 mm) als das gelötete Bauelement 50 auf, wenn sich aufgrund der Herstellung der Proben die Dicke der Goldbeschichtung der befestigten Elektrode 43 auf dem Substrat 40 in einem Bereich zwischen 0,03 μm bis 7 μm verändert. Es wird angenommen, dass der Durchmesser des Golddrahtes für den Höcker 31 bei der Befestigung des Flip-Chips 30 25 μm, der Abstand zwischen der befestigen Elektrode 43 auf dem Substrat 40 und des Flip-Chips 30 20 μm, und der Abstand zwischen der befestigten Elektrode 43 und der Chip-Spule 1005 20 μm beträgt. Tabelle 1 Auswirkung der Dicke der Goldbeschichtung auf die Scherfestigkeit des SAW-Elements und des gelöteten Chips
    Goidschichtdicke (μm) SAW-Schwerfestigkeit (gf) Scherfestigkeit der Chipkomponente (gf)
    0,03 310 600
    0,05 400 1000
    0,1 400 1200
    0,3 430 1500
    0,5 450 1600
    1,0 480 1700
    2,0 480 1600
    3,0 480 1300
    5,0 480 1000
    7,0 480 800 Ablösung erfolgt
  • Aufgrund der Ergebnisse aus der Tabelle 1 zeigt sich, dass die Festigkeit an der Gold-Gold-Verbindungsstelle und an der Gold-Lötmittel-Verbindungsstelle außergewöhnlich niedrig ist, wenn die Schichtdicke der Goldbeschichtung oder der Vergoldungsschicht weniger als 0,05 μm beträgt. Auch wenn die Dicke der Vergoldungsschicht 4 μm übersteigt, tritt kein besonderes Problem auf, wobei jedoch die Scherfestigkeit an der Lötmittelverbindungsstelle um einiges zu niedrig war. Dann erfolgte eine Ablösung zwischen der Beschichtungsschicht und dem Oberflächensilber. Dies wurde berücksichtigt, da eine Verspannung beim Fixieren des Lötmittels an der Verbindungsstelle auftritt. Dem gemäß beträgt die Dicke der Goldbeschichtung als Goldschicht vorzugsweise zwischen 0,5 μm und 4 μm, und noch besser zwischen 0,3 μm und 2 μm.
  • Die nachfolgende Tabelle 2 führt die Ergebnisse auf, bei denen die Auswirkung des Golddrahtdurchmessers auf die Scherfestigkeit des Flip-Chips 30 und des Hitzeeinwirkungstests gemessen wurde, wenn bei der Herstellung der Proben der Golddrahtdurchmesser beim Verbinden des Flip-Chips 30 als das SAW-Element auf dem Substrat 40 mit der Vorderseite nach unten in einem Bereich zwischen 5 μm und 50 μm verändert wird. Tabelle 2 Auswirkung des Golddrahtdurchmessers auf die Scherfestigkeit des SAW-Elements und des Hitzeeinwirkungstests
    Golddrahtdurchmesser (μm) SAW-Schwerfestigkeit (gf) Fehler beim Hitzeeinwirkungstest (von 1000 St.)
    5 280 14
    10 410 1
    20 430 0
    25 450 0
    30 430 0
    40 480 2
    50 480 10
  • Der Hitzeeinwirkungstest wurde zur besseren Veranschaulichung der Bedingungen durchgeführt, wobei die Testbedingungen –40 °C auf der Niedrigtemperaturseite und 85 °C auf der Hochtemperaturseite umfassten, und 100 Durchläufe für die Proben, die pro Durchlauf für 30 Minuten gehalten wurden, durchgeführt wurden. Die Auswertung wurde so durchgeführt, dass die Rückweisungsquote in 100 Proben beurteilt wurde, indem der Einfügungsverlust des SAW-Elements gemessen und die Probe zu Beginn mit in etwa 2 dB und einer Steigerung auf 5 dB oder mehr als Rückweisung beurteilt wurde. Die weiteren Messbedingungen betrugen für die Goldbeschichtung der befestigten Elektrode 43 auf dem Substrat 0,5 μm und für den Abstand zwischen der befestigten Elektrode 43 auf dem Substrat 40 und dem Flip-Chip 30 20 μm.
  • Aufgrund der Ergebnisse aus der Tabelle 2 zeigte sich, dass die Festigkeit außergewöhnlich niedrig ist, wenn der Golddrahtdurchmesser weniger als 10 μm beträgt, und dass der fehlerhafte Anteil in dem Hitzeeinwirkungstest anstieg. In diesem Fall zeigte sich, dass es häufig zu einer Ablösung auf der Elektrodenseite des SAW-Elements kam. Dies wurde berücksichtigt, da eine Hitzeeinwirkungsspannung auf der SAW-Elementseite auftritt, wenn der Durchmesser des Golddrahtes um einiges dicker ausgebildet ist. Dem gemäß beträgt die Dicke des Golddrahtdurchmessers bei der Montage vorzugsweise zwischen 10 μm und 40 μm, und noch besser zwischen 20 μm und 30 μm.
  • Folgende Tabelle 3 führt die Ergebnisse auf, bei denen der Effekt des Abstandes auf die Schwerfestigkeit des Flip-Chips 30 und den Hitzeeinwirkungstest gemessen wurde, wenn bei der Herstellung der Proben der Abstand zwischen der befestigten Elektrode 43 und dem Flip-Chip 30 als das SAW-Element auf dem Substrat 40 in einem Bereich zwischen 5 μm und 70 μm verändert wird. Es wird angenommen, dass die Vergoldungsschicht der befestigten Elektrode 43 auf der Substratseite 0,5 μm und der Durchmesser des Golddrahtes 25 μm beträgt, und der Hitzeeinwirkungstest für 100 Durchgänge bei einer Temperatur zwischen –40 °C und 85 °C durchgeführt wurde. Tabelle 3 Der Effekt des Abstandes auf die Scherfestigkeit des SAW-Elements und den Hitzeeinwirkungstest.
    Abstandsabmessung (μm) SAW-Schwerfestigkeit (gf) Fehler beim Hitzeeinwirkungstest (von 1000 St.)
    5 430 10
    10 450 0
    20 450 0
    30 460 0
    50 420 0
    70 330 0
  • Wenn der Abstand weniger als 10 μm beträgt, ist die Festigkeit ausreichend, wobei es jedoch häufig zu einer Rückweisung in dem Hitzeeinwirkungstest kommt. Ebenso tritt kein Problem bei dem Hitzeeinwirkungstest auf, wenn der Abstand 40 μm übersteigt, wobei jedoch die Scherfestigkeit um einiges niedriger ist. Dem gemäß beträgt die Dicke des Abstandes vorzugsweise zwischen 10 μm und 40 μm, und noch besser zwischen 20 μm und 30 μm.
  • Anhand der ersten Ausführungsform können die folgenden Ergebnisse erzielt werden.
  • (1) Bei einem Radiofrequenz-Elektronikschaltbauteil, das das Mehrlagenkeramiksubstrat 40 und den Flip-Chip 30 als das SAW-Element, das direkt auf dem Substrat befestigt ist, umfasst, wird die Luftdichtigkeit des SAW-Elements durch Verwenden der Harzseitenwand 60 und der Harzabdeckung 61 erzielt und der Einfluss des Schrittes für die Befestigung der gelöteten Bauelemente 50 durch Löten beseitigt, wodurch es möglich ist, die Produktivität zu steigern, die Zuverlässigkeit während der Verwendung zu erhöhen, die Befestigungsfähigkeit zu verbessern, und die Höhe des Bauteils zu verringern.
  • Auf diese Weise werden die Seitenbereiche und oberen Bereiche einer Bauelementbefestigungsfläche des Moduls durch die Harzseitenwand 60 und die Harzabdeckung 61 abgedeckt, wodurch es möglich ist, ein Radiofrequenzmodul-Bauteil, das hermetisch verschlossen ist, zu erzeugen. Somit kann das Problem (1) des hermetischen Verschließens des SAW-Elements, wie zuvor erwähnt, gelöst werden.
  • (2) Indem der Flip-Chip 30 als das SAW-Element durch eine Gold-Gold-Verbindung kopfüber auf der mit einer auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 aufgetragenen Goldschicht beschichteten Elektrode verbunden wird, kann das Problem (2) des Standhaltens von Temperaturänderungen anhand eines Hilfsverfahrens, das keinen Einfluss auf das SAW-Element hat, in der zuvor beschrieben Weise gelöst werden. Vorzugsweise ist zusätzlich zum Befestigen des Flip-Chips durch eine Gold-Gold-Verbindung die Dicke der Vergoldungsschicht auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat und der Golddrahtdurchmesser, der für den Goldkontakthöcker verwendet wird, oder der Abstand zwischen der befestigten Elektrode 43 auf der Seite des mehrlagigen Keramiksubstrats 40 und des Flip-Chips 30 entsprechend ausgebildet. Die Goldbeschichtung der befestigten Elektrode 43, die auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 ausgebildet ist, beträgt zwischen 0,5 μm und 4 μm, der Golddrahtdurchmesser, der für den Goldkontakthöcker für die Gold-Gold-Verbindung verwendet wird, beträgt zwischen 10 μm und 40 μm, und der Abstand zwischen dem Flip-Chip 30 als das SAW-Element und der befestigten Elektrode 43 beträgt zwischen 10 μm und 40 μm. Auch wird das SAW-Element hermetisch verschlossen, bevor die gelöteten Bauelement befestigt werden, und der Befestigungsschritt kann zusammen mit dem Lötschritt durchgeführt werden.
  • Bei dem Verfahren dieser Ausführungsform ist es notwendig, eine Lötpaste auf der ungleichförmigen Fläche aufzutragen, um das SAW-Element im Vorhinein zu befestigen und abzudichten. Im Allgemeinen wird dies durch Drucken mithilfe einer Metallmaske auf der ebenen Fläche durchgeführt, wobei dieser Vorgang jedoch nicht für diese Ausführungsform geeignet ist. In dieser Ausführungsform wird ein Stempelverfahren oder ein Spender verwendet, um die Lötpaste aufzutragen.
  • (3) Das Problem (3) des Realisierens der flachen oberen Fläche des Moduls und einer geringen Höhe, wie dies zuvor beschrieben wurde, kann durch Abdecken der Harzseitenwand 60 und Abdichten derselben mit einer flachen Harzabdeckung 61 gelöst werden. Beim eigentlichen Befestigen des Bauelements ist es wünschenswert, unterschiedliche Befestigungsmaschinen zu verwenden. Selbstverständlich tritt kein Problem auf, wenn alle Bereiche flach ausgebildet sind, wobei jedoch in etwa 30 % der oberen Fläche des Moduls oder mehr flach ausgebildet sein sollten. Noch besser sind 50 der Fläche oder mehr flach ausgebildet.
  • Die 5 zeigt ein Herstellungsverfahren zum gemeinsamen Bearbeiten von mehreren Mehrlagenkeramiksubstraten gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In diesem Fall werden durch die Verwendung eines Mehrlagenkeramiksubstrats 40 der 5A und eines Gitterharzelements 63 mit jeweils mehreren integrierten Bereichen (vorzugsweise 10 oder mehr) für die Harzseitenwand 60, wie in der 6 gezeigt, mehrere Mehrlagenkeramiksubstrate 40 (vorzugsweise 10 oder mehr) mit dem Gitterharzelement 63, wie in der 5B gezeigt, verbunden. Danach wird ein Schritt zum Verbinden des Flip-Chips 30 als das SAW-Element mit den mehreren Mehrlagenkeramiksubstraten 40 mit der Vorderseite nach unten und das Verbinden der Harzplatte 64 mit den mehreren integrierten Abdeckungen 61 gemeinsam ausgeführt, wie in der 5C gezeigt. Des Weiteren wird das gelötete Bauelement 50 befestigt und schließlich das Harzelement 63 und die Harzplatte 64 ausgeschnitten und in einzelne Bauteileinheiten geteilt, um jeweils ein Mehrlagenkeramiksubstrat 40, wie in der 5E gezeigt, zu erhalten. Es sollte beachtet werden, dass ähnliche oder gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen wie in den 1 und 5 bezeichnet sind. Nach der Befestigung des SAW-Elements auf dem Mehrlagenkeramiksubstrat können mehrere Mehrlagenkeramiksubstrate mit dem Harzelement 63 verbunden werden.
  • Anhand der zweiten Ausführungsform kann zumindest in einem Teil des Prozesses zusätzlich zu dem Verfahren und den Ergebnissen der ersten Ausführungsform eine Vielzahl von Mehrlagenkeramiksubstraten 40 mit dem Harzelement 65, das die Seitenwand bei der Unterteilung bildet, verbunden und gespleist werden und den Prozess gemeinsam durchlaufen, wodurch es möglich ist, den Arbeitsaufwand zu reduzieren, die Produktivität zu steigern, und die Kosten zu verringern. Das heißt, dass das Problem (4) der Steigerung der Produktivität durch gemeinsames Bearbeiten mehrerer Mehrlagenkeramiksubstrate, wie in der Zusammenfassung beschrieben, gelöst werden kann.
  • Die 7 zeigt einen Aufbau bei dem das SAW-Element gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung von den anderen Bauelementen durch die Harzseitenwand 65 isoliert ist, und die weiteren Bauelemente 50 durch die Harzseitenwand 65 ebenso voneinander isoliert sind. In diesem Fall ist das Harzelement 66, das die Seitenwand 65 bildet, kein einfacher viereckiger Rahmen, sondern weist einen hohlen Bohrungsbereich auf, um einzeln den Flip-Chip 30 als das SAW-Element oder das gelötete Bauelement 50 aufzunehmen, wobei das Harzelement 66 mit dem Mehrlagenkeramiksubstrat 40 und des Weiteren eine Epoxidharzplatte, die die Harzabdeckung 67 bildet, durch Klebemittel verbunden ist. In diesem Fall dient der Bereich zur Aufnahme des gelöteten Bauelements 50 als eine Öffnung, da das gelötete Bauelement nach der Befestigung der Abdeckung 67 befestigt wird.
  • Der weitere Aufbau ist derselbe wie in der ersten Ausführungsform, in der gleiche oder ähnliche Teile durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind und nicht weiter beschrieben werden.
  • Mithilfe der dritten Ausführungsform kann die Harzseitenwand 65 auf dem Flip-Chip 30 als das SAW-Element und zwischen weiteren gelöteten Bauelementen 50 bereitgestellt sein, wodurch die Bauelemente voneinander isoliert werden können. In diesem Fall kann ein Aufbau, der die Harzseitenwand 65 und die Abdeckung 67 umfasst, versteift werden, wodurch dieser somit bevorzugt Verwendung findet. Der weitere Ablauf und die Ergebnisse sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform.
  • Obwohl zuvor die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt, und es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die Erfindung in unterschiedlicher Weise geändert oder modifiziert werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung, wie durch die Anspreche definiert, abzuweichen.
  • Wie zuvor beschrieben, wird anhand des Verfahrens zur Herstellung des Radarfrequenzmodul-Bauteils mit einem Oberflächenwellen-Bauelement gemäß der Erfindung in einem Radiofrequenz-Elektronikschaltbauteil, das ein Mehrlagenkeramiksubstrat und ein Oberflächenwellen-Bauelement (SAW-Element) in Form eines Flip-Chips umfasst, die Luftdichtigkeit des Oberflächenwellen-Bauelements erzielt, indem ein Seitenwandelement und ein Abdeckelement verwendet werden, und der Einfluss des Schrittes für die Befestigung von weiteren Oberflächenmontierten Elementen bei der Herstellung beseitigt, wodurch es möglich ist, die Produktivität zu steigern, die Zuverlässigkeit während der Anwendung zu erhöhen, die Befestigungsfähigkeit zu verbessern, und die Höhe des Bauteils zu verringern.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement, wobei das Oberflächenwellen-Bauelement und weitere Bauelemente auf einem Mehrlagen-Keramiksubstrat (40) befestigt sind, wobei das Verfahren umfasst: einen Vergoldungsschritt, um zumindest einen Bereich mit verbundenen Bauelementen auf einer leitfähigen Oberfläche des Mehrlagen-Keramiksubstrats zur Ausbildung einer befestigten Elektrode (43) mit Gold zu beschichten; nach dem Vergoldungsschritt, einen Schritt zum Befestigen des Oberflächenwellen-Bauelements, um einen Flip-Chip (30) als Oberflächenwellen-Bauelement durch die Gold-Gold Verbindung auf der befestigten Elektrode (43) mit der Vorderseite nach unten auf dem Mehrlagen-Keramiksubstrat zu befestigen; einen Schritt zum Bilden einer Seitenwand, um ein den Flip-Chip umgebendes Seitenwandelement (60; 63; 65) durch Klebemittel mit dem Mehrlagen-Keramiksubstrat zu verbinden; nach dem Schritt zum Befestigen des Oberflächenwellen-Bauelements, einen Schritt zum Bilden einer Abdeckung, um ein Abdeckelement (61; 67), das eine Öffnung der Seitenwand umschließt, durch Klebemittel mit dem Seitenwandelement zu verbinden; und nach dem Schritt zum Bilden einer Abdeckung, einen Schritt zum Befestigen eines gelöteten Bauelements, um zumindest ein anderes oberflächenmontiertes Bauelement als das Oberflächenwellen-Bauelement unter Verwendung eines Lötmittels zu befestigen.
  2. Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement nach Anspruch 1, wobei durch das Vergolden eine Goldschicht mit einer Schichtdicke zwischen 0,05 μm und 4 μm gebildet wird, wobei die Gold-Gold Verbindung auf einer Herstellungsfläche der Goldschicht ausgebildet ist, die einen aus Golddraht gebildeten Höcker verwendet, wobei der Drahtdurchmesser zwischen 10 μm und 40 μm beträgt, so dass der Abstand zwischen dem Flip-Chip und der befestigten Elektrode zwischen 10 μm und 40 μm betragen kann.
  3. Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement nach Anspruch 1, wobei mehrere Mehrlagen-Keramiksubstrate in dem Schritt zum Bilden der Seitenwand mit dem Seitenwandelement (63) verbunden werden, und das Seitenwandelement in einzelne Mehrlagen-Keramiksubstrate geschnitten wird, nachdem gemeinsam zumindest teilweise ein späterer Vorgang, der den Schritt zum Befestigen des Oberflächenwellen-Bauelements und den Schritt zum Befestigen der gelöteten Bauelemente umfasst, durchgeführt wurde.
  4. Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement nach Anspruch 1, wobei die Fläche der Abdeckung zwischen 30% und 100% der Fläche des Mehrlagen-Keramiksubstrats beträgt.
  5. Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement nach Anspruch 1, wobei eine Lötpaste durch ein Stempelverfahren auf einen Bereich der befestigten Elektrode zum Befestigen des gelöteten Bauelements durch ein Lötmittel aufgetragen wird.
  6. Verfahren zur Herstellung von Radiofrequenzmodul-Bauteilen mit einem Oberflächenwellen-Bauelement nach Anspruch 1, wobei eine Lötpaste durch einen Spender auf einen Bereich der befestigten Elektrode zum Befestigen des gelöteten Bauelements durch ein Lötmittel aufgetragen wird.
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