JP2002084155A - 表面弾性波素子を含む高周波モジュール部品の製造方法 - Google Patents

表面弾性波素子を含む高周波モジュール部品の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 SAW素子をベアチップとして搭載しかつ他
のはんだ付け部品との混載を可能とし、小型化、低背
化、生産性の向上、コスト低減を図る。 【解決手段】 セラミック多層基板40の導体表面の部
品接着部分に金めっきを施して搭載電極43とする金め
っき処理工程と、その後で、表面弾性波素子としてのフ
リップチップ30を金−金接合によってセラミック多層
基板40にフェースダウンボンディングで搭載する表面
弾性波素子搭載工程と、フリップチップ30を囲む側壁
となる部材60を接着剤でセラミック多層基板40に接
着する側壁形成工程と、フリップチップ30の搭載後、
前記側壁の開口を塞ぐ蓋となる部材61を接着剤によっ
て前記側壁となる部材に接着する蓋形成工程と、前記蓋
形成工程の後で、はんだ部品50をはんだによって搭載
するはんだ部品搭載工程とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック多層基
板に実装されたフリップチップ実装型の表面弾性波素子
を含む高周波モジュール部品の製造方法に係り、とくに
使用時の信頼性を高め、実装時の装着性の向上、さらに
製品寸法の低背化が可能であり、且つ生産性の向上を図
ることができる、表面弾性波素子を含む高周波モジュー
ル部品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器において、その小型化は市場要
求が常にあり、使用される部品についても小型化、軽量
化が要求される。携帯電話に代表される、高周波機器に
おいてはこの傾向が著しく、使用する部品においても、
特にこの傾向が顕著に見られる。高周波機器において
は、部品の搭載においても、高密度化が顕著に進み、小
型、軽量化の要求に対応してきている。素子を搭載する
基板も、このような小型化に対応するために、導体層が
単層の基板に代わって複数層ある多層基板がおもに用い
られている。
【0003】セラミック多層基板は多層基板の絶縁層を
電気的に絶縁体のセラミックで、また、導体層を銀等で
形成する。一般的な樹脂多層基板に対して、高周波での
損失が少ない、熱伝導がよい、寸法精度がよい、信頼性
に優れる等の特徴を併せ持つ。
【0004】また、セラミック多層基板においては、内
導体をコイル形状にする、あるいは平行に対向させるこ
とで、それぞれ内部にインダクタンス、キャパシタンス
を形成することが可能で、低損失で寸法精度がよいこと
から、Qの高く、また、公差の小さい素子を内部に形成
することができる。
【0005】こうした特徴は、特に携帯電話等の高周波
回路において、表面に様々な部品を搭載し、あわせて高
特性、小型化を併せ持つ集合素子、つまり、モジュール
として活かされている。
【0006】高周波モジュールは、一方で、回路をその
機能ごとにまとめるために、従来のディスクリート部品
を一つ一つ搭載して、回路を形成していく手法に比べ
て、機器の構造がシンプルになり、信頼性、特性に優れ
るものを提供できるようになる。また、従来のデスクリ
ート部品においては各部品ごとの特性を組み合わせて、
機能を果たしていくために、設計が複雑になっている
が、モジュール化することによってモジュールごとに特
性仕様が決まっているために、機器の設計を行う際に、
設計の構造化ができ、短期間化、省力化ができる。
【0007】図9にGSMデュアルバンド型携帯電話の
高周波回路ブロック図を示す。図中、ANTは電波の送
受信用のアンテナ、DPXは複数周波分離フィルタとし
てのダイプレクサ(2周波切り換えフィルタ)、T/R
SWは送受信切り替え手段としての送受切り替えスイ
ッチ、LPFは送信段高調波抑圧フィルタとしてのロー
パスフィルタ、BPFは受信段のバンドパスフィルタで
ある。
【0008】このような携帯電話用回路において、モジ
ュール化はいくつかの機能で行われており、例えば送信
系回路内のパワーアンプ部、また、アンテナスイッチ部
で実際に多層基板上に素子を搭載することで進められて
いる。
【0009】図10にアンテナスイッチ部にあたるモジ
ュールの例を示す。図中、10はセラミック多層基板で
あり、内部にインダクタ部11、キャパシタ部12が設
けられ、外部電極13を有している。また、セラミック
多層基板10上にはスイッチ素子としてのダイオードや
抵抗等のチップ部品15が搭載され、さらにセラミック
多層基板上部全体を覆うようシールドケース16が設け
られている。但し、図10のモジュールは表面弾性波素
子(以下、SAW素子という)は含んではいないか、含
むとしてもパッケージ部品を搭載していた。
【0010】現在は、パワーアンプ、アンテナスイッチ
モジュール等の単機能でモジュール化が実現されている
が、より広範の機能がモジュール化されれば、さらに、
モジュール化の利点が引き出されることになる。勿論S
AW素子を加えたモジュール化も重要となる。
【0011】従来のSAW素子は、いわゆるパッケージ
部品を用いていた。勿論、パッケージ部品を搭載してモ
ジュール化を行うことも可能であるが、本発明で後述す
るように素子チップを直接基板に搭載する方が、小型、
低背形状が実現でき、さらに低コストが実現できると思
われる。
【0012】セラミック多層基板はインダクタンス、キ
ャパシタンスが内蔵でき、そのために小型化ができるこ
とが特徴になるが、反面、そのために、低背化が困難に
なる。そのため、基板にさらにパッケージを搭載する一
般的なモジュールにおいては、今後進む低背化の需要に
十分にこたえられない。また、パッケージ品において
は、もともとのベアチップに比べて広い占有面積を必要
とする。使用部品の中で、SAW素子はもっとも高背の
もので、また、占有面積も広い。こうした状況では、S
AWチップを何らかの形で、パッケージを用いずに、直
接、セラミック多層基板に搭載することが望まれてい
る。
【0013】一方、SAW素子の製造においては、SA
Wチップを作成する工程とパッケージに搭載、密閉する
工程の各々があり、各々のコストが同程度かかってい
る。仮に、セラミック多層基板に直接搭載が可能なら
ば、パッケージに搭載、密閉する工程を経ることがない
ために、安価なものを作成することもできる。
【0014】以上、記してきたように高周波モジュール
においては、SAW素子をチップのまま直接、他の部品
をはんだ付けでセラミック多層基板に搭載することが望
ましい。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したも
のを実現するためには、以下に記す課題がある。
【0016】(1) SAW素子のチップを気密封止する
必要がある。 (2) 表面弾性波に影響のない支持方法で、温度の変化
に対して耐性のある構造を実現し、はんだ付け工程とS
AW素子搭載の工程を両立させる必要がある。 (3) モジュールの表面が平らであり、しかも低背を実
現しなければならない。 (4) セラミック多層基板を複数まとめて処理すること
で生産性を向上させる必要がある。
【0017】(1) SAW素子を気密封止する必要があ
る点について SAW素子は例えばタンタル酸リチウム基板上に、アル
ミニウムの梯子状電極をサブμmの精度で形成すること
によって作成される。この電極パターンは、共振周波
数、帯域幅、挿入損失、帯域外損失等重要な特性を得る
ために、精密に設計がなされている。例えば1μmの誤
差は、設計仕様を満たさないほどになる。
【0018】このように精密に設計された素子は、外気
からの影響を非常に受けやすい。湿度による水分、粉塵
等の付着は特性に致命的な影響を与える。
【0019】こうした場合に、何らかの方法で封止を行
う必要があり、本発明が対象とするモジュールのような
場合、小型、低背、そして、他の部品との同時搭載を両
立する工法を採用する必要があり、そのための製造方法
を確立しなければならない。
【0020】(2) 表面弾性波に影響のない支持方法
で、温度の変化に対して耐性のある構造を実現し、はん
だ付け工程とSAW素子搭載の工程を両立させる必要が
ある点についてシリコンをベースにした集積回路のベア
チップ搭載においては、基板にチップを接着剤等を用い
て強固に、また、全面を接着し搭載することができる。
しかしながら、SAW素子の場合、表面に弾性波が存在
することによって、共振特性を得るために、チップを接
着剤等を用いて全面で強固に基板に固着することができ
ない。
【0021】現行の小型SAW素子の場合は、例えば特
開平10−79638号公報に示すように、フリップチ
ップ搭載と呼ばれる方法で、セラミック基板、又は樹脂
基板に固定されている。これを図11に示し、図中、2
0は基板、30はSAW素子としてのフリップチップで
ある。基板20には表面が金(Au)の電極21が形成
され、フリップチップ30はSAW用の梯子状電極を形
成した主面に金スタッドバンプ31を形成したものであ
る。そして、SAW用の梯子状電極を形成した主面を下
向きとしてフリップチップ30は金−金接合によりフリ
ップ搭載(フェースダウンボンディング)される。
【0022】本発明においても、SAW素子の搭載にお
いてはこの方法に倣うことが有効と考えるが、他のはん
だ接合部品と混載しても問題の無い物としなければなら
ない。とくに、SAW素子単体の場合と異なり、他の部
品との複合モジュールを組む場合、セラミック多層基板
は厚いものとなる。この場合、接合部にかかる応力は通
常のパッケージ品に比べ大さなものとなる。
【0023】はんだ付け工程は、一般的に、基板表面の
ランド部分にはんだペーストを塗布し、次いで、素子を
乗せ、リフロー炉等の熱処理を行うことによって固着す
る。この場合、はんだペースト中のフラックスが気化し
て、表面電極との界面を活性化してはんだの濡れ性を確
保する。
【0024】本発明の場合、SAW素子は露出したかた
ちで搭載されることになるので、先に搭載された場合、
気密性を確保しないと、フラックスの付着がおき、SA
Wの特性に大きな影響を与えることになる。
【0025】また、SAW素子の接合は金−金のバンプ
接合で行うのが一般的であり、はんだ接合の場合、基板
上の金属の表面は錫、又は、はんだ皮膜であり、各々め
っきで形成するのが通常である。
【0026】本発明のようにベア状態のSAW素子と、
はんだによる搭載部品を混載する方法を確立しなければ
ならない。
【0027】(3) モジュールの表面が平らでしかも低
背を実現しなければならない点について 電子部品の搭
載においては、自動搭載機を使う方法が確立され、広く
用いられている。この装置においては部品のハンドリン
グは、真空吸着ノズルを用いるのが通常で、部品表面
は、少なくともノズル径よりも広い部分が平坦である必
要がある。従来方法によれば、複合モジュールの表面を
金属板で覆うことによっている。しかしながら、本発明
においては気密構造にさらに平坦化構造を追加するのは
低背化の方向に反する。
【0028】(4) セラミック多層基板を複数まとめて
処理することで生産性を向上させる必要がある点につい
て通常は工程を通して個別で処理する方法が考えられ
る。しかしながら、一つ一つの処理となり、労力が多く
かかり、生産性が向上せず、ひいてはコストの高いもの
となりかねない。したがって、なんらかの方法で、複数
個を一括処理する方法の採用が望まれる。
【0029】特開平6−97315号公報にSAW素子
を他の回路部品と共に搭載し、封止した先行例が開示さ
れている。この先行例においては、樹脂基板に、SAW
素子を表向きに固定し、ワイヤーボンドにより、電気的
接続を取っていて、本発明のように、セラミック多層基
板にSAW素子をフリップチップ搭載したものと明らか
に異なる。本発明においては、フリップチップ搭載を行
うことによって、さらに小型化ができる、またフリップ
チップという形態をとることによって基板との熱膨張率
の差による影響を小さくできる点が相違する。特開平6
−97315号公報においては、セラミック基板は熱膨
張率の差があって、そのために、問題があるとしている
が、本発明の場合には、そのような影響は極めて小さく
なる。特に、SAW素子の温度係数と、熱膨張率の差は
打ち消す方向にあり、SAW素子をフリップチップ搭載
した樹脂基板の場合とセラミック基板の場合のフリップ
チップ中心周波数の温度特性は図4に示すようにむしろ
セラミック基板の方が良好になる。
【0030】また、特開平6−97315号公報は、一
見、他の受動部品との混載を開示しているように見える
が、本発明のように、はんだ搭載部品との混載は開示さ
れていない。特に封止にはんだを用いているが、この場
合、フラックスによる汚染を避けるために、瞬間加熱方
式を開示している。つまり、はんだ搭載部品との混載
は、極めて難しいことを示唆している。本発明によれ
ば、他のはんだ部品の混載が可能となり、より、簡便
で、多様な部品の混載が可能になる。
【0031】本発明の第1の目的は、上記の点に鑑み、
SAW素子をベアチップとして搭載するとともに、他の
はんだ付け部品との混載を可能とした表面弾性波素子を
含む高周波モジュール部品の製造方法を提供することを
目的とする。
【0032】本発明の第2の目的は、SAW素子をベア
チップとして搭載することにより小型化、低背化、生産
性の向上、コスト低減を図ることのできる表面弾性波素
子を含む高周波モジュール部品の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0033】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。
【0034】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項1の発明は、セラミック多層基板上に、
表面弾性波素子と表面弾性波素子以外の素子とを搭載す
る表面弾性波素子を含む高周波モジュール部品の製造方
法であって、前記セラミック多層基板の導体表面の少な
くとも部品接着部分に金めっきを施して搭載電極とする
金めっき処理工程と、前記金めっき処理工程の後で、前
記表面弾性波素子としてのフリップチップを金−金接合
によって前記セラミック多層基板にフェースダウンボン
ディングで搭載する表面弾性波素子搭載工程と、前記フ
リップチップを囲む側壁となる部材を接着剤で前記セラ
ミック多層基板に接着する側壁形成工程と、前記表面弾
性波素子搭載工程の後で、前記側壁の開口を塞ぐ蓋とな
る部材を接着剤によって前記側壁となる部材に接着する
蓋形成工程と、前記蓋形成工程の後で、表面弾性波素子
以外の素子であるはんだ部品をはんだによって少なくと
も1つ搭載するはんだ部品搭載工程とを備えることを特
徴としている。
【0035】本願請求項2の発明は、請求項1におい
て、前記金めっきによる金皮膜を0.05μm以上4μ
m以下の膜厚で形成し、該金皮膜の形成面に、線径10
μm以上40μm以下の金線で形成したスタッドバンプ
を用いて、前記フリップチップと前記搭載電極との間隔
が10μm以上40μm以下となるように金−金接合を
施すことを特徴としている。
【0036】本願請求項3の発明は、請求項1又は2に
おいて、前記側壁形成工程にて前記側壁となる部材に複
数個の前記セラミック多層基板を接着し、前記表面弾性
波素子搭載工程及び前記はんだ部品搭載工程を含む後の
工程の少なくとも一部を一括して行ってから、前記側壁
となる部材を個々のセラミック多層基板毎に裁断するこ
とを特徴としている。
【0037】本願請求項4の発明は、請求項1,2又は
3において、前記蓋の面積を、前記セラミック多層基板
の面積に対して30%以上100%以下に設定すること
を特徴としている。
【0038】本願請求項5の発明は、請求項1,2,3
又は4において、前記はんだ部品をはんだによって搭載
する前記搭載電極の部分に、はんだペーストをゴム転写
によって転写することを特徴としている。
【0039】本願請求項6の発明は、請求項1,2,3
又は4において、前記はんだ部品をはんだによって搭載
する前記搭載電極の部分に、はんだペーストをディスペ
ンサーによって塗布することを特徴としている。
【0040】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る表面弾性波素
子を含む高周波モジュール部品の製造方法の実施の形態
を図面に従って説明する。
【0041】図1乃至図3で本発明の第1の実施の形態
を説明する。図1はその製造工程を、図2は表面弾性波
素子を含む高周波モジュール部品の完成状態を、図3は
その回路図をそれぞれ示す。
【0042】図1(A)において、40はセラミック多
層基板であり、このセラミック多層基板には、例えばア
ルミナガラス複合セラミックを絶縁層とし、内導体層4
1を15層有するものを用いた。外形は約6mm×4mmで
厚みは0.8mmとした。セラミック多層基板40の表面
導体層42は、銀の焼結導体で形成した。
【0043】図1(B)の金めっき処理工程ではセラミ
ック多層基板40の表面導体層42(銀の焼結導体)上
に下地めっき層として2〜3μm程度のニッケルをめっ
きした後、金をめっきすることで金皮膜を有する搭載電
極43を形成した。
【0044】図1(C)のSAW素子搭載工程は、SA
W素子を金−金接合(金ボールボンド法による接合)に
よりフリップ実装する工程であり、この工程において、
SAW素子は、パッケージ品ではなくフリップチップ実
装型SAW素子、つまりベアチップである図11のよう
なフリップチップ30を用いる。フリップチップ30
は、パッケージ品と同様のプロセスを経て、SAW用の
梯子状電極を形成した主面に金スタッドバンプ31を形
成したものである(つまり、パッケージ品における後半
のパッケージに搭載、密閉する工程を省略して得られ
る)。そして、セラミック多層基板40上の搭載電極4
3に対して、SAW用の梯子状電極を形成した主面を下
向きとしてフリップチップ30は金−金接合によりフリ
ップ搭載(フェースダウンボンディング)される。
【0045】その際の金線の直径、及び形成条件を変化
させることによって、金スタッドバンプ31の直径を変
え、適切な直径範囲とすることができ、また、金線の長
さを変えることで金スタッドバンプ31の長さを変え、
基板40上の搭載電極43とフリップチップ30間のギ
ャップ間隔を適正範囲に設定可能である。前記フリップ
チップ30のフェースダウンボンディングは、セラミッ
ク多層基板40にフリップチップ30を伏せた形で、所
定の位置におき、フリップチップ30側から9Wの超音
波を0.6秒間、同時に300gの荷重をかけながら印
加して、金スタッドバンプ31と基板側搭載電極43の
金表面との接合を超音波ボンディングで行った。
【0046】図1(D)の側壁形成工程では、前記SA
W素子としてのフリップチップ30の搭載後、樹脂側壁
60となる部材、つまりSAW素子としてのフリップチ
ップ30を収納する部分をくりぬいた方形枠状エポキシ
樹脂板をセラミック多層基板40上に接着してフリップ
チップ30の周囲を囲むようにする。さらに、図1
(E)のように蓋形成工程では、蓋61となるエポキシ
樹脂板を側壁60上に重ねて接着剤で接着し、樹脂側壁
60の上部開口を塞ぐようにする。さらに、それらを強
固に接着させるために、真空中で5時間接着を行う。こ
れらの側壁60及び蓋61のセラミック多層基板40へ
の接着により、フリップチップ30は気密封止されるこ
とになる。
【0047】図1(F)のはんだペースト塗布工程で
は、セラミック多層基板40上において、前記金皮膜を
形成後の搭載電極43のはんだ接合部に、はんだペース
ト44を塗布する。この工程においては、先にSAW素
子の搭載及び封止を行っているために、凹凸のある面に
はんだペーストを塗布する必要がある。一般的には平坦
な面にメタルマスクを介して印刷することによって行う
が、本発明の実施の形態ではこれが採用できない。本例
では、ゴム転写によってはんだペーストを塗布、又はデ
ィスペンサーによってはんだペーストを塗布(ディッ
プ)することが可能である。
【0048】その後、図1(G)のはんだ部品搭載工程
では、はんだペーストを塗布した搭載電極43に対し
て、図3の回路中のインダクタンス、キャパシタンス、
抵抗、ダイオード等を構成するそれぞれのはんだ部品5
0(はんだ付けで装着する表面実装素子)を搭載した。
その後、リフロー炉に通して、はんだの固着を行った。
これにより、金皮膜を施した表面導体層42、つまり搭
載電極43にはんだを介して各部品50が固着されるこ
とになる。
【0049】なお、搭載電極43の金めっき厚みとSA
W素子のフリップチップ30及びはんだ部品50の横押
し強度との関係は表1の説明のところで後述する。ま
た、フリップチップ30実装時(超音波ボンディング
時)の金線の直径とフリップチップ30の横押し強度及
び熱衝撃試験結果に与える影響は表2の説明のところで
後述する。さらに、基板40上の搭載電極43とフリッ
プチップ30間のギャップ間隔がフリップチップ30の
横押し強度、及び熱衝撃試験結果に与える影響を表3の
説明のところで後述する。なお、表1乃至表3の測定に
際しては電子顕微鏡で断面を観察して、実装時の金バン
プ及び界面の観察を行った。
【0050】以上の図1(A)乃至(G)の工程によ
り、図2に示す内導体層41を持つセラミック多層基板
40上に、SAW素子としてのフリップチップ30とそ
の他の表面実装素子としてのはんだ部品50とが搭載さ
れ、金バンプ31を持つフリップチップ30がセラミッ
ク多層基板40の金皮膜を施した搭載電極43上に金−
金接合(金ボールボンド法)でフェースダウンボンディ
ングされ、さらにフリップチップ30がセラミック多層
基板40上に固着された樹脂側壁60と該側壁の開口を
覆う樹脂蓋61とで覆われることによって気密封止され
るとともに、はんだ部品50がはんだ付けでセラミック
多層基板40上に搭載された高周波モジュール部品が得
られる。この高周波モジュール部品の外形は、縦横約6
mm×4mmで、高さは1.5mmである。
【0051】図3の回路図のうち、SAW素子を除く部
分は、モジュールとしてすでに製品化しており、その大
きさは同様に約6mm×4mmの大きさとなっている。今回
同様の大きさのものに、SAW素子を2個搭載でき、そ
のことでも小型化が可能であることが十分わかる。ま
た、本実施の形態に係るモジュール部品の高さは1.5
mmであり、図8のように従来製品(セラミック多層基板
40上にはんだ部品50を装着したモジュール)に単に
SAWパッケージ品70を搭載する場合は、高さが約2
mmとなり、図8と対比した場合も、低背化が十分に行え
ることがわかる。なお、図1と同一又は相当部分に同一
符号を付した。
【0052】図4は本実施の形態のようにセラミック基
板にSAW素子のフリップチップを搭載した場合(点
線)と、樹脂基板に同様にフリップチップを搭載した場
合(実線)の中心周波数の温度特性を示す。セラミック
多層基板の方が温度変化に伴う周波数変化が小さいこと
が判る。
【0053】以下の表1は、基板40上の搭載電極43
の金めっき厚さを0.03μmから7.0μmの範囲で
変えた試料をそれぞれ作製した場合の横押し強度を、フ
リップチップ30とはんだ部品50としての1005チ
ップインダクタ(1×0.5×0.5mm)について測定
した結果を示す。但し、フリップチップ30実装時のス
タッドバンプ31の金線径25μm、基板40上の搭載
電極43とフリップチップ30間のギャップ間隔20μ
m、搭載電極43と1005チップインダクタ間のギャ
ップ間隔20μmとした。
【0054】
【表1】 この表1の結果から、金皮膜、つまり金めっき層の膜厚
が0.05μmに満たない場合、金−金接合の場合にお
いても、また、金−はんだ接合の場合においても強度が
著しく低いことがわかった。また、金めっき層の厚みが
4μmをこえると金−金接合では特に問題がなかった
が、はんだ接合においては、横押し強度が著しく低くな
った。このとき、めっき層と下地の銀との間で剥離が生
じていた。これは、はんだを固着する際に応力が界面に
集中するためと解釈される。従って、金皮膜としての金
めっき厚みは0.05μm以上4μm以下が好ましく、
より好ましい範囲は0.3μmから2μmの範囲であ
る。
【0055】以下の表2はSAW素子としてのフリップ
チップ30を基板40上にフェースダウンボンディング
するときの金線の直径を5μm乃至50μmの範囲で変
化させた試料をそれぞれ作製して、その金線の径が、フ
リップチップ30の横押し強度及び熱衝撃試験結果に与
える影響を測定したものである。
【0056】
【表2】 ここで、熱衝撃試験はさらに条件を明確にするために行
ったものであり、試験条件は低温側で−40℃、高温側
で85℃、各々30分間保持を100サイクル実施し
た。評価はSAW素子の挿入損失の測定を行い、初期に
2dB程度であったものが、5dB以上となったものを
不合格とし、試料100個中の不合格数で判断した。ま
た、他の測定条件は、基板側搭載電極43の金めっき皮
膜0.5μm、基板40上の搭載電極43とフリップチ
ップ30間のギャップ間隔20μmとした。
【0057】表2の結果から、金線径が10μmを下回
ると、強度が著しく低下し、また、熱衝撃後の不良率が
多くなる。40μmを超えた場合は、横押し強度は十分
高いが、熱衝撃試験で不良率が増大した。この場合、S
AW素子の電極側に剥離が頻発することがわかった。こ
れは、金線径が著しく太くなった場合には熱衝撃の応力
が、SAW素子側に集中することが示唆される。従っ
て、実装時の金線径は10μm以上40μm以下である
ことが好ましく、より好ましい範囲は20μmから30
μmの範囲である。
【0058】以下の表3は基板40上の搭載電極43と
SAW素子としてのフリップチップ30間のギャップ間
隔を5μmから70μmの範囲で変化させた試料をそれ
ぞれ作製して、ギャップ間隔がフリップチップ30の横
押し強度、及び熱衝撃試験結果に与える影響を測定した
ものである。但し、基板側搭載電極43の金めっき皮膜
0.5μm、金線径25μm、−40℃〜85℃熱衝撃
試験100サイクルとした。
【0059】
【表3】 前記ギャップ間隔が10μmに満たないと、強度は十分
であるが熱衝撃試験で不合格が頻発する。また、40μ
mを超えると熱衝撃試験では問題がないが、横押し強度
が著しく低下する。従って、ギャップ間隔は10μm以
上40μm以下が好ましく、より好ましい範囲は20μ
mから30μmである。
【0060】この第1の実施の形態によれば、次の通り
の効果を得ることができる。
【0061】(1) セラミック多層基板40とそれに直
接搭載するSAW素子としてのフリップチップ30を含
む高周波電子回路部品において、樹脂側壁60と樹脂蓋
61を用いることによって、SAW素子の気密性を得る
と共に、はんだ部品50のはんだ付けによる搭載工程の
影響を除き、生産性の向上を可能とし、且つ使用時の信
頼性を高め、実装時の装着性の向上を、さらに製品寸法
の低背化を行うことができる。
【0062】このように、モジュールの部品搭載面の側
部及び上部が樹脂側壁60と樹脂蓋61によって覆われ
ることによって気密封止された高周波モジュール部品の
構造にすることができ、[発明が解決しようとする課
題]で述べた(1)SAW素子の気密封止の課題は解決で
きる。
【0063】(2) SAW素子としてのフリップチップ
30をセラミック多層基板40の金皮膜を施した電極上
に金−金接合でフェースダウンボンディング(フリップ
チップ搭載)することで、[発明が解決しようとする課
題]で述べた(2)SAW素子に影響の無い支持方法で温
度変化に耐性を持たせる旨の課題を解決できる。とく
に、金−金接合によってフリップチップ搭載することに
加えて、セラミック多層基板上の金めっきの厚みと金バ
ンプに用いる金線の径、またセラミック多層基板40側
の搭載基板43とフリップチップ30間のギャップ間隔
を適正にすることによって、さらに好ましくなる。具体
的には、セラミック多層基板40上に形成された搭載電
極43の金めっき皮膜が0.05μm以上4μm以下、
前記金−金接合のための金バンプに用いる金線の直径が
10μm以上40μm以下、SAW素子としてのフリッ
プチップ30と搭載電極43との間隔が10μm以上4
0μm以下となるように設定する。また、SAW素子を
はんだ部品搭載前に気密封止しておくことで、はんだ付
け工程と両立させることができる。
【0064】また、本実施の形態の工程においては、S
AW素子の搭載及び封止を先に行うために、凹凸のある
面にはんだペーストを塗布する必要がある。一般的には
平坦な面にメタルマスクを介して印刷することによって
行うが、本実施の形態の場合にはこれが採用できない。
本実施の形態の場合には、ゴム転写、又はディスペンサ
ーによって塗布することで対応可能である。
【0065】(3) [発明が解決しようとする課題]で
述べた(3)モジュールの上面が平らで低背を実現しなけ
ればならない旨の課題は、樹脂側壁60に平坦な樹脂蓋
61を被せて封止することで達成できる。実際の部品搭
載においては、さまざまな搭載機に対して対応すること
が望ましい。勿論すべての部分が平坦であれば問題がな
いが、おおむねモジュールの上面の30%以上の部分が
平坦であればよい。なお好ましくは50%以上である。
【0066】図5は本発明の第2の実施の形態であっ
て、セラミック多層基板を複数個まとめて処理する製法
を示す。この場合、図5(P)のセラミック多層基板4
0を用いるとともに、図6のように樹脂側壁60となる
部分を複数一体化(好ましくは10個以上一体化)した
格子状の樹脂部材63を用い、図5(Q)のように前記
格子状樹脂部材63に複数(好ましくは10個以上)の
セラミック多層基板40を接着する。以後、複数のセラ
ミック多層基板40に対してSAW素子としてフリップ
チップ30をフェースダウンボンディングし、図5
(R)のように蓋61を複数一体化した樹脂板64を接
着する工程を一括して行い、さらに、はんだ部品50を
搭載し、最後に図5(T)のように樹脂部材63及び樹
脂板64を裁断して1個のセラミック多層基板40を有
するように個品に分割する。なお、図5中、図1と同一
又は相当部分に同一符号を付した。なお、セラミック多
層基板にSAW素子を搭載した後に、樹脂部材63に複
数のセラミック多層基板を接着するようにしてもよい。
【0067】この第2の実施の形態によれば、第1の実
施の形態の作用効果に加えて、少なくとも一部の工程に
おいてセラミック多層基板40を分割時に側壁となる樹
脂部材65に複数個接着してつなぎ合わせ、複数個の基
板を一括して工程を流すことによって、大幅に省力化し
て生産性を向上させ、コスト低減を図ることができる。
つまり、[発明が解決しようとする課題]で述べた(4)
セラミック多層基板を複数まとめて処理することで生産
性を向上させる旨の課題を解決できる。
【0068】図7は本発明の第3の実施の形態であっ
て、樹脂側壁65でSAW素子が他の部品と隔離されて
いるとともに、他のはんだ部品50同士も当該樹脂側壁
65で隔離されている構造を示す。この場合、側壁65
を構成する樹脂部材66は単なる方形枠ではなく、SA
W素子としてのフリップチップ30やはんだ部品50を
個別に収納するようにくりぬいた穴部を持つものであ
り、その樹脂部材66をセラミック多層基板40上に接
着し、さらに樹脂蓋67となるエポキシ樹脂板を接着剤
で接着している。この場合、蓋67の装着後にはんだ部
品を搭載することになるため、はんだ部品50を収納し
た箇所は開口68となっている。
【0069】その他の構成は前述の第1の実施の形態と
同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明
を省略する。
【0070】この第3の実施の形態によれば、SAW素
子としてのフリップチップ30、他のはんだ部品50相
互間にも樹脂側壁65を設けることができ、各々の部品
相互の隔離を行うことができる。また、この場合、樹脂
の側壁65、蓋67からなる構造体を強固なものとする
こともでき、さらに望ましいものとなる。その他の作用
効果は第1の実施の形態と同様である。
【0071】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
【0072】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る表面
弾性波素子を含む高周波モジュール部品の製造方法によ
れば、セラミック多層基板とそれに直接搭載するフリッ
プチップ実装型表面弾性波素子(SAW素子)を含む高
周波電子回路部品において、側壁となる部材と蓋となる
部材を用いることによって、表面弾性波素子の気密性を
得ると共に、製造時の他の表面実装型素子の搭載工程の
影響を除き、生産性の向上を可能とし、且つ使用時の信
頼性を高め、実装時の装着性の向上を、さらに製品寸法
の低背化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る表面弾性波素
子を含む高周波モジュール部品の製造方法を示す製造工
程の説明図である。
【図2】図1の製造工程で得られた表面弾性波素子を含
む高周波モジュール部品の正断面図である。
【図3】図1の製造工程で得られた表面弾性波素子を含
む高周波モジュール部品の回路図である。
【図4】SAW素子の温度特性を示すセラミック基板及
び樹脂基板の特性図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態を示す製造工程の説
明図である。
【図6】第2の実施の形態で用いる樹脂部材の平面図で
ある。
【図7】本発明の第3の実施の形態を示す正断面図であ
る。
【図8】従来のSAW素子のパッケージ品を搭載したモ
ジュールの例を示す正断面図である。
【図9】GSMデュアルバンド型携帯電話の高周波回路
ブロック図である。
【図10】アンテナスイッチ部を含むフロントエンドモ
ジュールの例を示す正断面図である。
【図11】SAW素子の金−金接合によるフェースダウ
ンボンディング(フリップチップ搭載)の例を示す正面
図である。
【符号の説明】
10,40 セラミック多層基板 15 チップ部品 11 インダクタ部 12 キャパシタ部 13 外部電極 16 シールドケース 30 フリップチップ 31 金スタッドバンプ 41 内導体層 42 表面導体層 43 搭載電極 44 はんだペースト 50 はんだ部品 60,65 樹脂側壁 61,67 樹脂蓋 63,66 樹脂部材 64 樹脂板 68 開口 70 SAWパッケージ品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 1/18 H05K 1/18 L 3/32 3/32 C 3/34 505 3/34 505B Fターム(参考) 5E319 AA03 AC04 BB05 CC12 CC33 CD27 CD29 GG15 5E336 AA04 BB03 BB18 CC32 CC51 CC55 EE03 EE05 GG05 5F044 KK04 KK07 QQ03 QQ04 RR18 5J097 AA25 AA30 AA34 BB11 BB15 HA04 HB07 JJ06 JJ09 KK10 LL03 LL08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック多層基板上に、表面弾性波素
    子と表面弾性波素子以外の素子とを搭載する表面弾性波
    素子を含む高周波モジュール部品の製造方法であって、 前記セラミック多層基板の導体表面の少なくとも部品接
    着部分に金めっきを施して搭載電極とする金めっき処理
    工程と、 前記金めっき処理工程の後で、前記表面弾性波素子とし
    てのフリップチップを金−金接合によって前記セラミッ
    ク多層基板にフェースダウンボンディングで搭載する表
    面弾性波素子搭載工程と、 前記フリップチップを囲む側壁となる部材を接着剤で前
    記セラミック多層基板に接着する側壁形成工程と、 前記表面弾性波素子搭載工程の後で、前記側壁の開口を
    塞ぐ蓋となる部材を接着剤によって前記側壁となる部材
    に接着する蓋形成工程と、 前記蓋形成工程の後で、表面弾性波素子以外の素子であ
    るはんだ部品をはんだによって少なくとも1つ搭載する
    はんだ部品搭載工程とを備えることを特徴とする表面弾
    性波素子を含む高周波モジュール部品の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記金めっきによる金皮膜を0.05μ
    m以上4μm以下の膜厚で形成し、該金皮膜の形成面
    に、線径10μm以上40μm以下の金線で形成したス
    タッドバンプを用いて、前記フリップチップと前記搭載
    電極との間隔が10μm以上40μm以下となるように
    金−金接合を施す請求項1記載の表面弾性波素子を含む
    高周波モジュール部品の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記側壁形成工程にて前記側壁となる部
    材に複数個の前記セラミック多層基板を接着し、前記表
    面弾性波素子搭載工程及び前記はんだ部品搭載工程を含
    む後の工程の少なくとも一部を一括して行ってから、前
    記側壁となる部材を個々のセラミック多層基板毎に裁断
    する請求項1又は2記載の表面弾性波素子を含む高周波
    モジュール部品の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記蓋の面積を、前記セラミック多層基
    板の面積に対して30%以上100%以下に設定する請
    求項1,2又は3記載の表面弾性波素子を含む高周波モ
    ジュール部品の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記はんだ部品をはんだによって搭載す
    る前記搭載電極の部分に、はんだペーストをゴム転写に
    よって転写する請求項1,2,3又は4記載の表面弾性
    波素子を含む高周波モジュール部品の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記はんだ部品をはんだによって搭載す
    る前記搭載電極の部分に、はんだペーストをディスペン
    サーによって塗布する請求項1,2,3又は4記載の表
    面弾性波素子を含む高周波モジュール部品の製造方法。
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