JP2003032062A - 弾性表面波装置の製造方法 - Google Patents
弾性表面波装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フリップチップボンディング方法によりパッ
ケージ電極に接合する表面波弾性素子において、時間や
コストを抑制して、安定した接合強度を得ることができ
る弾性表面波装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 キャビティ構造を有するパッケージの凹
部底面に電極ランドを形成し、電極ランドに対して、金
属バンプを電極上に形成した弾性表面波素子をフリップ
チップボンディング法により接合する。この際に、接合
処理中において弾性表面波素子に印加する超音波出力を
接合可能な許容範囲内で一定にし、かつ、弾性表面波素
子に印加する荷重は段階的に増加させることで、金属バ
ンプと電極ランドとを接合する。
ケージ電極に接合する表面波弾性素子において、時間や
コストを抑制して、安定した接合強度を得ることができ
る弾性表面波装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 キャビティ構造を有するパッケージの凹
部底面に電極ランドを形成し、電極ランドに対して、金
属バンプを電極上に形成した弾性表面波素子をフリップ
チップボンディング法により接合する。この際に、接合
処理中において弾性表面波素子に印加する超音波出力を
接合可能な許容範囲内で一定にし、かつ、弾性表面波素
子に印加する荷重は段階的に増加させることで、金属バ
ンプと電極ランドとを接合する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波素子を
パッケージの電極ランドにフリップチップボンディング
法により接合する弾性表面波装置の製造方法に関するも
のである。
パッケージの電極ランドにフリップチップボンディング
法により接合する弾性表面波装置の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子部品の小型化、低背化に伴
い、弾性表面波素子の機能面を基板の実装面に対向させ
直接実装する、フェースダウン方式あるいはフリップチ
ップ方式と呼ばれる実装方法が開発されている。
い、弾性表面波素子の機能面を基板の実装面に対向させ
直接実装する、フェースダウン方式あるいはフリップチ
ップ方式と呼ばれる実装方法が開発されている。
【0003】まず、フェースダウン方式による実装を用
いた弾性表面波装置の一般的な構成を図5〜図7を用い
て説明する。
いた弾性表面波装置の一般的な構成を図5〜図7を用い
て説明する。
【0004】図5は、弾性表面波素子の平面図であり、
図6は弾性表面波素子の実装された弾性表面波装置の断
面図であり、図7は弾性表面波素子のパッケージ容器1
4のバンプ電極11を介した実装部分の拡大断面図を示
す。
図6は弾性表面波素子の実装された弾性表面波装置の断
面図であり、図7は弾性表面波素子のパッケージ容器1
4のバンプ電極11を介した実装部分の拡大断面図を示
す。
【0005】図5に示すように、弾性表面波素子12
は、圧電基板21と、圧電基板21上にアルミ(Al)
を主成分とする導電性の薄膜で形成された櫛形電極20
と、反射器電極19と、入力電極16と、出力電極17
と、アース電極18とを備えている。
は、圧電基板21と、圧電基板21上にアルミ(Al)
を主成分とする導電性の薄膜で形成された櫛形電極20
と、反射器電極19と、入力電極16と、出力電極17
と、アース電極18とを備えている。
【0006】これらの電極のうち、入力電極16、出力
電極17、アース電極18は、高周波電圧を供給するた
めの電極パッドも兼ねており、図6に示すように、電極
パッド16と電極パッド17(図示せず)、電極パッド
18上には、それぞれバンプ電極11が形成される。
電極17、アース電極18は、高周波電圧を供給するた
めの電極パッドも兼ねており、図6に示すように、電極
パッド16と電極パッド17(図示せず)、電極パッド
18上には、それぞれバンプ電極11が形成される。
【0007】弾性表面波素子は、バンプ電極11を介し
て、キャビティ構造を有するパッケージ容器14の凹部
の内上面に形成された電極ランド(パッケージ電極)1
3に接続されている。
て、キャビティ構造を有するパッケージ容器14の凹部
の内上面に形成された電極ランド(パッケージ電極)1
3に接続されている。
【0008】圧電基板21上に形成された各電極16〜
20は、基板21上に膜厚0.1〜0.2μm程度のア
ルミニウム(Al)を主成分とする金属の薄膜を蒸着ま
たはスパッタリング法によって形成後、フォトリソグラ
フィおよびエッチングを用いて所定の形状にパターニン
グすることにより形成される。
20は、基板21上に膜厚0.1〜0.2μm程度のア
ルミニウム(Al)を主成分とする金属の薄膜を蒸着ま
たはスパッタリング法によって形成後、フォトリソグラ
フィおよびエッチングを用いて所定の形状にパターニン
グすることにより形成される。
【0009】このように、各電極は蒸着等によって一度
に形成されるため、電極16〜18、すなわち電極パッ
ドの膜厚は、そのままでは櫛形電極20の膜厚によって
決定されることになる。つまり、櫛形電極20を0.1
〜0.2μm程度の膜厚とする必要がある場合、電極パ
ッド16〜18の厚さもそれ以上厚くすることができな
いことになってしまう。しかしながら、このように厚さ
が0.1〜0.2μm程度の電極パッド上に直接バンプ
電極11を形成し、バンプ電極11を介して弾性表面波
素子12をパッケージ容器14に実装すると、電極パッ
ドの強度が弱く、電極パッドが剥がれる等して、十分な
接合強度を得ることができない。
に形成されるため、電極16〜18、すなわち電極パッ
ドの膜厚は、そのままでは櫛形電極20の膜厚によって
決定されることになる。つまり、櫛形電極20を0.1
〜0.2μm程度の膜厚とする必要がある場合、電極パ
ッド16〜18の厚さもそれ以上厚くすることができな
いことになってしまう。しかしながら、このように厚さ
が0.1〜0.2μm程度の電極パッド上に直接バンプ
電極11を形成し、バンプ電極11を介して弾性表面波
素子12をパッケージ容器14に実装すると、電極パッ
ドの強度が弱く、電極パッドが剥がれる等して、十分な
接合強度を得ることができない。
【0010】そこで、弾性表面波素子12は、図7に示
すように、圧電基板21上に形成された電極パッド16
(または、電極パッド17,18)上に蒸着またはスパ
ッタリングによりさらに厚さ1μm程度のアルミニウム
(Al)を主成分とする金属からなる中間電極22を設
け、電極パッド16〜18の厚さを確保することによっ
て十分な接合強度を得ている。
すように、圧電基板21上に形成された電極パッド16
(または、電極パッド17,18)上に蒸着またはスパ
ッタリングによりさらに厚さ1μm程度のアルミニウム
(Al)を主成分とする金属からなる中間電極22を設
け、電極パッド16〜18の厚さを確保することによっ
て十分な接合強度を得ている。
【0011】また、電極パッド16〜18は、アルミニ
ウム(Al)を主成分とする金属から構成されるため、
その表面は酸化されやすく、表面の酸化した電極パッド
16〜18上に同じAlからなる中間電極22を直接設
けても、電極パッド16〜18と中間電極22との十分
な接着強度が得られない。そこで、中間電極22の底部
にチタン(Ti)またはニクロム(NiCr)のようなア
ルミニウム(Al)との接着強度のよい下地電極23を
設け、電極パッド16〜18と中間電極22との十分な
接着強度を得ている。
ウム(Al)を主成分とする金属から構成されるため、
その表面は酸化されやすく、表面の酸化した電極パッド
16〜18上に同じAlからなる中間電極22を直接設
けても、電極パッド16〜18と中間電極22との十分
な接着強度が得られない。そこで、中間電極22の底部
にチタン(Ti)またはニクロム(NiCr)のようなア
ルミニウム(Al)との接着強度のよい下地電極23を
設け、電極パッド16〜18と中間電極22との十分な
接着強度を得ている。
【0012】すなわち、電極パッド16〜18上に下地
電極23としてTiまたはNiCrからなる薄い層を設
け、続いて中間電極22となるAlの層を形成し、この
中間電極22の上にバンプ電極11を設け、パッケージ
電極13とバンプ電極11とが対向する位置に弾性表面
波素子を配置し、超音波や熱を加えながら押圧してパッ
ケージ14上に実装することが行なわれている。
電極23としてTiまたはNiCrからなる薄い層を設
け、続いて中間電極22となるAlの層を形成し、この
中間電極22の上にバンプ電極11を設け、パッケージ
電極13とバンプ電極11とが対向する位置に弾性表面
波素子を配置し、超音波や熱を加えながら押圧してパッ
ケージ14上に実装することが行なわれている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の弾性表面波素子の製造方法には、次のような
問題があった。
うな従来の弾性表面波素子の製造方法には、次のような
問題があった。
【0014】すなわち、弾性表面波素子12をパッケー
ジ容器14の凹部内面に形成されたパッケージ電極13
にバンプ電極11を介して対向させ、超音波や熱を加え
ながら押圧することで、フリップチップボンディングに
よりバンプの接合を行なう場合、この接合に必要とされ
る荷重は、たとえば、約0.98N/バンプとなる。し
かしながら、その荷重を印加したことにより、バンプの
初期変形量が大きく、バンプの変形中央部の接合性が低
下するという問題がある。
ジ容器14の凹部内面に形成されたパッケージ電極13
にバンプ電極11を介して対向させ、超音波や熱を加え
ながら押圧することで、フリップチップボンディングに
よりバンプの接合を行なう場合、この接合に必要とされ
る荷重は、たとえば、約0.98N/バンプとなる。し
かしながら、その荷重を印加したことにより、バンプの
初期変形量が大きく、バンプの変形中央部の接合性が低
下するという問題がある。
【0015】このようなバンプ接合を行なう際に、荷重
の初期変形量に伴うバンプの接合不良を抑制する方法と
して、特開平11−102933号公報には、印加する
荷重と、超音波出力とをどちらも多段階的に大きくしな
がら複数段のボンディングを行なう接合方法が開示され
ている。
の初期変形量に伴うバンプの接合不良を抑制する方法と
して、特開平11−102933号公報には、印加する
荷重と、超音波出力とをどちらも多段階的に大きくしな
がら複数段のボンディングを行なう接合方法が開示され
ている。
【0016】しかしながら、このように荷重および超音
波出力の双方を変化させながら、バンプの初期変形量を
抑制して、バンプの接合性を向上させようとすると、さ
らに以下のような問題が生じる。
波出力の双方を変化させながら、バンプの初期変形量を
抑制して、バンプの接合性を向上させようとすると、さ
らに以下のような問題が生じる。
【0017】すなわち、バンプの接合を行なう際に、弾
性表面波素子12を吸着し、超音波振動を素子12に伝
達させるための接合用ツールは、超音波振動子の特性等
によってその振幅状態が異なる。このため、接合用ツー
ルごとにボンディング条件も異なることになる。したが
って、上述したような従来の技術では、荷重値および超
音波出力の最適な値を接合用ツールごとに導き出して、
バンプ接合を行なうためには、多大な条件出しのための
時間を要するという問題がある。
性表面波素子12を吸着し、超音波振動を素子12に伝
達させるための接合用ツールは、超音波振動子の特性等
によってその振幅状態が異なる。このため、接合用ツー
ルごとにボンディング条件も異なることになる。したが
って、上述したような従来の技術では、荷重値および超
音波出力の最適な値を接合用ツールごとに導き出して、
バンプ接合を行なうためには、多大な条件出しのための
時間を要するという問題がある。
【0018】さらに、超音波出力をボンディング途中で
変化させた場合には、超音波発振の不安定な領域の影響
で異常発振やバンプ部の基板クラックが発生するという
問題があった。
変化させた場合には、超音波発振の不安定な領域の影響
で異常発振やバンプ部の基板クラックが発生するという
問題があった。
【0019】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであって、その目的は、フリップチ
ップボンディング方法によりパッケージ電極に接合する
表面波弾性素子において、時間やコストを抑制して、安
定した接合強度を得ることができ、かつ信頼性の高い弾
性表面波装置を実現することが可能な弾性表面波装置の
製造方法を提供することである。
ためになされたものであって、その目的は、フリップチ
ップボンディング方法によりパッケージ電極に接合する
表面波弾性素子において、時間やコストを抑制して、安
定した接合強度を得ることができ、かつ信頼性の高い弾
性表面波装置を実現することが可能な弾性表面波装置の
製造方法を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本願発明に係る弾性表面波装置の製造方法は、キ
ャビティ構造を有するパッケージの凹部底面に電極ラン
ドを形成し、電極ランドに対して、金属バンプを電極上
に形成した弾性表面波素子をフリップチップボンディン
グ法により接合する弾性表面波装置の製造方法であっ
て、接合処理中において弾性表面波素子に印加する超音
波出力を接合可能な許容範囲内で一定にし、かつ、弾性
表面波素子に印加する荷重は段階的に増加させること
で、金属バンプと電極ランドとを接合する。
めに、本願発明に係る弾性表面波装置の製造方法は、キ
ャビティ構造を有するパッケージの凹部底面に電極ラン
ドを形成し、電極ランドに対して、金属バンプを電極上
に形成した弾性表面波素子をフリップチップボンディン
グ法により接合する弾性表面波装置の製造方法であっ
て、接合処理中において弾性表面波素子に印加する超音
波出力を接合可能な許容範囲内で一定にし、かつ、弾性
表面波素子に印加する荷重は段階的に増加させること
で、金属バンプと電極ランドとを接合する。
【0021】好ましくは、段階的に増加させる荷重のう
ち、1段目での荷重印加期間は、弾性表面波素子に超音
波を印加しない第1の期間と、第1の期間の後に1段目
での荷重と超音波の双方を弾性表面波素子に印加する第
2の期間とを含む。
ち、1段目での荷重印加期間は、弾性表面波素子に超音
波を印加しない第1の期間と、第1の期間の後に1段目
での荷重と超音波の双方を弾性表面波素子に印加する第
2の期間とを含む。
【0022】さらに好ましくは、段階的に増加させる荷
重のうち、1段目の荷重は、490mN/バンプ以下と
なるように設定され、2段目の荷重は、1段目の荷重よ
りも大きな荷重となる。
重のうち、1段目の荷重は、490mN/バンプ以下と
なるように設定され、2段目の荷重は、1段目の荷重よ
りも大きな荷重となる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、図に従って、本発明に係る
表面波デバイスの製造方法について説明する。
表面波デバイスの製造方法について説明する。
【0024】図5および図6において示したとおり、本
発明に係る弾性表面波装置では、弾性表面波素子12の
電極パッド16〜18とパッケージ容器の凹部内上面の
電極ランド(パッケージ電極)13とが金バンプ等でバ
ンプ接合されて、弾性表面波素子12がパッケージ14
に支持固定されるとともに電気的に接続されている。
発明に係る弾性表面波装置では、弾性表面波素子12の
電極パッド16〜18とパッケージ容器の凹部内上面の
電極ランド(パッケージ電極)13とが金バンプ等でバ
ンプ接合されて、弾性表面波素子12がパッケージ14
に支持固定されるとともに電気的に接続されている。
【0025】また、弾性表面波素子12を覆うようにキ
ャップ部材7がパッケージに高融点はんだからなるロウ
材により接合されて、弾性表面波素子がパッケージとキ
ャップ部材とで形成されたキャビティ内(空間内)に気
密封止されている。
ャップ部材7がパッケージに高融点はんだからなるロウ
材により接合されて、弾性表面波素子がパッケージとキ
ャップ部材とで形成されたキャビティ内(空間内)に気
密封止されている。
【0026】また、図6に示したとおり、弾性表面波素
子12の表面波伝搬面とパッケージとの間には、表面波
を効率よく伝搬するためにギャップが設けられている。
子12の表面波伝搬面とパッケージとの間には、表面波
を効率よく伝搬するためにギャップが設けられている。
【0027】弾性表面波素子12は、圧電基板21を備
え、圧電基板21の表面には、IDT(Inter Digital
Transducer)電極20と、反射器電極19と、各IDT
電極20から引出された引出電極およびこの引出電極に
接続した電極パッド16〜18からなる電極パターンと
が形成されている。
え、圧電基板21の表面には、IDT(Inter Digital
Transducer)電極20と、反射器電極19と、各IDT
電極20から引出された引出電極およびこの引出電極に
接続した電極パッド16〜18からなる電極パターンと
が形成されている。
【0028】電極パターンは、アルミニウムやアルミニ
ウムを主成分とする合金からなり、周知の薄膜形成法、
たとえば、蒸着法またはスパッタリング法等により形成
されている。圧電基板21としては、タンタル酸リチウ
ム、ニオブ酸リチウム、水晶等の圧電性の材料が用いら
れる。
ウムを主成分とする合金からなり、周知の薄膜形成法、
たとえば、蒸着法またはスパッタリング法等により形成
されている。圧電基板21としては、タンタル酸リチウ
ム、ニオブ酸リチウム、水晶等の圧電性の材料が用いら
れる。
【0029】パッケージ14は、複数のセラミックを積
層することにより凹部形状に形成され、下面、凹部の内
面および内部に複数の電極ランドを含む入出力用、アー
ス用の電極パターンが形成されている。キャップ部材7
は、Fe−Ni合金やFe等を含む合金からなる金属板
であり、必要に応じてめっき処理される。
層することにより凹部形状に形成され、下面、凹部の内
面および内部に複数の電極ランドを含む入出力用、アー
ス用の電極パターンが形成されている。キャップ部材7
は、Fe−Ni合金やFe等を含む合金からなる金属板
であり、必要に応じてめっき処理される。
【0030】次に、このような本発明に係る弾性表面波
装置の製造方法について説明する。図1は、弾性表面波
装置の製造方法を示すフローチャートである。
装置の製造方法について説明する。図1は、弾性表面波
装置の製造方法を示すフローチャートである。
【0031】まず、弾性表面波素子12の各電極パッド
16〜18上に、金(Au)またはAuを主成分とした
金属バンプ11をボールボンディング法により形成する
(ステップS100)。
16〜18上に、金(Au)またはAuを主成分とした
金属バンプ11をボールボンディング法により形成する
(ステップS100)。
【0032】次に、弾性表面波素子12をフリップチッ
プ方式、すなわち、IDT電極等が形成された表面波伝
搬面をパッケージ14に対向させるために、接合用ツー
ルにより弾性表面波素子12のチップ裏面を吸着する
(ステップS102)。
プ方式、すなわち、IDT電極等が形成された表面波伝
搬面をパッケージ14に対向させるために、接合用ツー
ルにより弾性表面波素子12のチップ裏面を吸着する
(ステップS102)。
【0033】つづいて、弾性表面波素子12に、超音
波、荷重、熱を印加することにより、各電極パッド16
〜18とこれに対応するパッケージ14の各電極ランド
13とを金属バンプ11で接合して、弾性表面波素子1
2をパッケージ14に接続・固定する工程に移行する。
波、荷重、熱を印加することにより、各電極パッド16
〜18とこれに対応するパッケージ14の各電極ランド
13とを金属バンプ11で接合して、弾性表面波素子1
2をパッケージ14に接続・固定する工程に移行する。
【0034】すなわち、まず、第1段目の荷重を印加し
て押圧した後、荷重値が安定するまでは、所定時間の
間、超音波を印加せず荷重のみをチップに印加する(ス
テップS104)。
て押圧した後、荷重値が安定するまでは、所定時間の
間、超音波を印加せず荷重のみをチップに印加する(ス
テップS104)。
【0035】続いて、第1段目の荷重を一定値に保持し
て一定値レベルの超音波を弾性表面波素子12に所定時
間印加した後(ステップS106)、超音波レベルは維
持したまま、さらに、所定期間の間、第1段目の荷重よ
りも大きな2段目の荷重を印加する(ステップS10
8)。
て一定値レベルの超音波を弾性表面波素子12に所定時
間印加した後(ステップS106)、超音波レベルは維
持したまま、さらに、所定期間の間、第1段目の荷重よ
りも大きな2段目の荷重を印加する(ステップS10
8)。
【0036】ここで、超音波の出力値の許容できる範囲
としては、0.125W/バンプ〜0.3W/バンプで
あり、より望ましくは、超音波の出力値としては、たと
えば0.15W/バンプとすることができる。さらに、
第1段目の荷重としては、408mN/バンプとし、2
段目の荷重としては980mN/バンプとすることがで
きる。
としては、0.125W/バンプ〜0.3W/バンプで
あり、より望ましくは、超音波の出力値としては、たと
えば0.15W/バンプとすることができる。さらに、
第1段目の荷重としては、408mN/バンプとし、2
段目の荷重としては980mN/バンプとすることがで
きる。
【0037】図2は、このような第1段目の荷重および
第2段目の荷重ならびに超音波を印加する際の荷重量と
超音波出力の時間変化を示す図である。
第2段目の荷重ならびに超音波を印加する際の荷重量と
超音波出力の時間変化を示す図である。
【0038】図2に示すとおり、まず、第1ステップに
おいて、第1段目の荷重が印加されてから、時間tdの
間は、弾性表面波素子12には、超音波と荷重のうち、
荷重のみが印加されている。とくに限定されないが、た
とえば、この時間tdは、0.05secとすることが
できる。
おいて、第1段目の荷重が印加されてから、時間tdの
間は、弾性表面波素子12には、超音波と荷重のうち、
荷重のみが印加されている。とくに限定されないが、た
とえば、この時間tdは、0.05secとすることが
できる。
【0039】この時間tdの経過後に、第1段目の荷重
が弾性表面波素子12に印加される。最初に第1の荷重
が印加されてから、時間t1だけ経過した時点で、超音
波の出力レベルは維持したまま、荷重値のレベルが第1
段目の荷重からそれよりも大きな第2段の荷重に増加さ
れ、さらに、時間t2の間、この第2段の荷重値が維持
される。とくに限定されないが、たとえば、この時間t
1は0.25secとし、この時間t2は0.20se
cとすることができる。
が弾性表面波素子12に印加される。最初に第1の荷重
が印加されてから、時間t1だけ経過した時点で、超音
波の出力レベルは維持したまま、荷重値のレベルが第1
段目の荷重からそれよりも大きな第2段の荷重に増加さ
れ、さらに、時間t2の間、この第2段の荷重値が維持
される。とくに限定されないが、たとえば、この時間t
1は0.25secとし、この時間t2は0.20se
cとすることができる。
【0040】図3は、バンプシェア強度が所定値よりも
小さいもの、たとえばバンプシェア強度が784mN未
満であるものの1段目の荷重条件に対する発生率を示す
グラフである。
小さいもの、たとえばバンプシェア強度が784mN未
満であるものの1段目の荷重条件に対する発生率を示す
グラフである。
【0041】図3に示したデータでは、2段目の荷重条
件は980mN/バンプに固定している。
件は980mN/バンプに固定している。
【0042】1段目の荷重が490mN/バンプ以下で
あれば、バンプシェア強度が小さいものを発生しておら
ず、逆に、それ以上に荷重を大きくしていくとバンプシ
ェア強度が小さいもの、すなわち接合状態の悪いものが
多くなっていく傾向にあることがわかる。
あれば、バンプシェア強度が小さいものを発生しておら
ず、逆に、それ以上に荷重を大きくしていくとバンプシ
ェア強度が小さいもの、すなわち接合状態の悪いものが
多くなっていく傾向にあることがわかる。
【0043】これは、1段目の荷重のみの段階でバンプ
が潰れる(初期変形が大きい)ため、変形中央部の接合
性が悪いためと考えられる。
が潰れる(初期変形が大きい)ため、変形中央部の接合
性が悪いためと考えられる。
【0044】このように、第1段目の荷重を小さくし
て、バンプの初期変形量を抑制し、2段目の荷重は1段
目より大きく、バンプの超音波、荷重印加による変形量
を徐々に大きくして、有効な接合を形成することが可能
となる。
て、バンプの初期変形量を抑制し、2段目の荷重は1段
目より大きく、バンプの超音波、荷重印加による変形量
を徐々に大きくして、有効な接合を形成することが可能
となる。
【0045】言いかえると、接合部の応力分布は、一般
にはバンプの外周部に集中し、荷重と超音波振動による
塑性変形で拡大し接合していく過程では、変形中央部の
接合性が低下する傾向があると考えられる。本発明に示
した方法では、荷重のみによるバンプの初期変形量を抑
制し、超音波印加による変形量を大きくすることで、接
合性を向上させることが可能となる。
にはバンプの外周部に集中し、荷重と超音波振動による
塑性変形で拡大し接合していく過程では、変形中央部の
接合性が低下する傾向があると考えられる。本発明に示
した方法では、荷重のみによるバンプの初期変形量を抑
制し、超音波印加による変形量を大きくすることで、接
合性を向上させることが可能となる。
【0046】さらに、図2において説明したような荷重
および超音波出力の時間変化に従って、弾性表面波素子
12をバンプ接合させた場合には、以下のような効果も
存在する。
および超音波出力の時間変化に従って、弾性表面波素子
12をバンプ接合させた場合には、以下のような効果も
存在する。
【0047】すなわち、以上説明した弾性表面波装置に
おいては、弾性表面波素子12の各電極パッド16〜1
8上に金(Au)またはAuを主成分とした金属バンプ
をボールボンディング法により形成した上で、フリップ
チップ方式により、IDT電極等が形成された表面波伝
搬面をパッケージ14に対向させて、超音波と熱を同時
に印加することにより、各電極パッド16〜18とこれ
に対応するパッケージ14の各電極ランド13とを金属
バンプ11で接合させている。
おいては、弾性表面波素子12の各電極パッド16〜1
8上に金(Au)またはAuを主成分とした金属バンプ
をボールボンディング法により形成した上で、フリップ
チップ方式により、IDT電極等が形成された表面波伝
搬面をパッケージ14に対向させて、超音波と熱を同時
に印加することにより、各電極パッド16〜18とこれ
に対応するパッケージ14の各電極ランド13とを金属
バンプ11で接合させている。
【0048】図4は、このようなフリップチップ方式で
の接合を行なう際の接合用ツール30が、弾性表面波素
子12のチップを吸着して、パッケージ容器14にボン
ディングを行なっている際の断面を示す概念図である。
の接合を行なう際の接合用ツール30が、弾性表面波素
子12のチップを吸着して、パッケージ容器14にボン
ディングを行なっている際の断面を示す概念図である。
【0049】このとき、弾性表面波素子12のチップを
支持して、超音波等を伝達するための接合用ツール30
は、超音波振動子40に直結され、かつ、真空ポンプに
より吸引される吸着口32を備える。弾性表面波素子1
2のチップと接合用ツール30との接着面は平坦形状を
有しており、この吸着口32により、接合用ツール30
は、チップを真空吸着により保持する。
支持して、超音波等を伝達するための接合用ツール30
は、超音波振動子40に直結され、かつ、真空ポンプに
より吸引される吸着口32を備える。弾性表面波素子1
2のチップと接合用ツール30との接着面は平坦形状を
有しており、この吸着口32により、接合用ツール30
は、チップを真空吸着により保持する。
【0050】このような接合用ツール30は、超音波振
動子40の特性によって振幅状態が異なるため、接合用
ツール30ごとにボンディング条件が異なることにな
る。
動子40の特性によって振幅状態が異なるため、接合用
ツール30ごとにボンディング条件が異なることにな
る。
【0051】上述したような本発明においては、1段目
の荷重、2段目の荷重はその印加期間内においては一定
値とされており、超音波出力のみを1段目および2段目
で共通に変化させて接合可能な条件を求めることができ
る。
の荷重、2段目の荷重はその印加期間内においては一定
値とされており、超音波出力のみを1段目および2段目
で共通に変化させて接合可能な条件を求めることができ
る。
【0052】これに対して、従来技術においては、荷重
と超音波出力との比を最適化する必要があり、条件設定
が複雑で多大な時間を費やすという問題があった。
と超音波出力との比を最適化する必要があり、条件設定
が複雑で多大な時間を費やすという問題があった。
【0053】本発明では、さらに、超音波出力をボンデ
ィング途中で変化させないため、超音波発振が安定し、
異常発振やバンプ部の基板クラックの発生を抑制するこ
とができる。
ィング途中で変化させないため、超音波発振が安定し、
異常発振やバンプ部の基板クラックの発生を抑制するこ
とができる。
【0054】つまり、荷重条件を最適化してあること
で、ツールごとに異なる振動子の特性に対し、超音波出
力条件のみの最適値を求めるだけで、接合用ツールごと
の最適な接合を行なうことが可能となる。また、超音波
出力は、1段目、2段目ともに同一のレベルに設定して
あるので、条件設定を簡素化し、超音波発振の安定を得
ることができる。
で、ツールごとに異なる振動子の特性に対し、超音波出
力条件のみの最適値を求めるだけで、接合用ツールごと
の最適な接合を行なうことが可能となる。また、超音波
出力は、1段目、2段目ともに同一のレベルに設定して
あるので、条件設定を簡素化し、超音波発振の安定を得
ることができる。
【0055】つまり、ツールごとの条件設定にかかる時
間を短縮でき、また超音波発振が安定し、異常発振やバ
ンプの基板クラックの発生を抑制することが可能とな
る。
間を短縮でき、また超音波発振が安定し、異常発振やバ
ンプの基板クラックの発生を抑制することが可能とな
る。
【0056】なお、以上の説明では、超音波出力を一定
としたまま、荷重を2段階に増加させるものとした。し
かしながら、本発明は、このような場合に限定されるこ
となく、超音波出力を一定としたまま、荷重をより多く
の段階にわたって増加させることも可能である。この場
合は、超音波および荷重印加によるバンプの変形量を徐
々に大きくすることで、より緻密な接合を形成すること
が可能となる。
としたまま、荷重を2段階に増加させるものとした。し
かしながら、本発明は、このような場合に限定されるこ
となく、超音波出力を一定としたまま、荷重をより多く
の段階にわたって増加させることも可能である。この場
合は、超音波および荷重印加によるバンプの変形量を徐
々に大きくすることで、より緻密な接合を形成すること
が可能となる。
【0057】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0058】
【発明の効果】以上のように、本発明では、荷重のみに
よるバンプの初期変形量を抑制し、超音波印加による変
形量を大きくすることで接合性を向上させることが可能
となる。さらに、接合用ツールごとの条件設定にかかる
時間を短縮し、超音波発振を安定化させて、異常発振や
バンプの基板クラックの発生を抑制することが可能とな
る。
よるバンプの初期変形量を抑制し、超音波印加による変
形量を大きくすることで接合性を向上させることが可能
となる。さらに、接合用ツールごとの条件設定にかかる
時間を短縮し、超音波発振を安定化させて、異常発振や
バンプの基板クラックの発生を抑制することが可能とな
る。
【図1】 弾性表面波装置の製造方法を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図2】 第1段目の荷重および第2段目の荷重ならび
に超音波を印加する際の荷重量と超音波出力の時間変化
を示す図である。
に超音波を印加する際の荷重量と超音波出力の時間変化
を示す図である。
【図3】 バンプシェア強度が所定値よりも小さいもの
の、1段目の荷重条件に対する発生率を示すグラフであ
る。
の、1段目の荷重条件に対する発生率を示すグラフであ
る。
【図4】 接合用ツール30が弾性表面波素子12のチ
ップを吸着して、パッケージ容器14にボンディングを
行なっている際の断面を示す概念図である。
ップを吸着して、パッケージ容器14にボンディングを
行なっている際の断面を示す概念図である。
【図5】 弾性表面波素子の平面図である。
【図6】 弾性表面波素子の実装された弾性表面波装置
の断面図である。
の断面図である。
【図7】 弾性表面波素子のパッケージ容器14のバン
プ電極11を介した実装部分の拡大断面図である。
プ電極11を介した実装部分の拡大断面図である。
11 バンプ電極、12 弾性表面波素子、13 電極
ランド(パッケージ電極)、14 パッケージ容器、1
6 入力電極パッド、17 出力電極パッド、18 ア
ース電極パッド、19 反射器電極、20 櫛形電極
(IDT電極)、21 圧電基板、22 中間電極、3
0 接合用ツール、32 吸着口、40超音波振動子。
ランド(パッケージ電極)、14 パッケージ容器、1
6 入力電極パッド、17 出力電極パッド、18 ア
ース電極パッド、19 反射器電極、20 櫛形電極
(IDT電極)、21 圧電基板、22 中間電極、3
0 接合用ツール、32 吸着口、40超音波振動子。
フロントページの続き
Fターム(参考) 5F044 KK01 LL00 PP15
5J097 AA24 AA34 DD25 HA02 HA04
HA09 JJ09 KK10
Claims (3)
- 【請求項1】 キャビティ構造を有するパッケージの凹
部底面に電極ランドを形成し、前記電極ランドに対し
て、金属バンプを電極上に形成した弾性表面波素子をフ
リップチップボンディング法により接合する弾性表面波
装置の製造方法であって、接合処理中において前記弾性
表面波素子に印加する超音波出力を接合可能な許容範囲
内で一定にし、かつ、前記弾性表面波素子に印加する荷
重は段階的に増加させることで、前記金属バンプと前記
電極ランドとを接合することを特徴とする、弾性表面波
装置の製造方法。 - 【請求項2】 段階的に増加させる前記荷重のうち、1
段目での荷重印加期間は、 前記弾性表面波素子に前記超音波を印加しない第1の期
間と、 前記第1の期間の後に前記1段目での荷重と前記超音波
の双方を前記弾性表面波素子に印加する第2の期間とを
含む、請求項1記載の弾性表面波装置の製造方法。 - 【請求項3】 段階的に増加させる前記荷重のうち、前
記1段目の荷重は、490mN/バンプ以下となるよう
に設定され、2段目の荷重は、1段目の荷重よりも大き
な荷重となることを特徴とする、請求項1または2記載
の弾性表面波装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001219661A JP2003032062A (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | 弾性表面波装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001219661A JP2003032062A (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | 弾性表面波装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003032062A true JP2003032062A (ja) | 2003-01-31 |
Family
ID=19053624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001219661A Withdrawn JP2003032062A (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | 弾性表面波装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003032062A (ja) |
-
2001
- 2001-07-19 JP JP2001219661A patent/JP2003032062A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081007 |