JP2004253937A

JP2004253937A - 弾性表面波フィルタとその製造方法

Info

Publication number: JP2004253937A
Application number: JP2003040510A
Authority: JP
Inventors: Ryota Nagashima; 了太長島
Original assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Current assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】ＳＡＷフィルタ素子の表面近傍に中空部を必要とする弾性表面波フィルタに関し、容易に中空部を形成でき、且つ、小型化、低背化された弾性表面波フィルタとその製造方法を提供する。
【解決手段】圧電基板の主面上にＩＤＴ及びボンディングパッド等で形成されるフィルタ機能部を配置し、該フィルタ機能部を取り囲むように樹脂を塗布して支持枠を形成し、該支持枠の開口部に蓋体を被せることでフィルタ機能部上に中空部を設けたＳＡＷフィルタの製造方法において、該蓋体の外形形成を、前記支持枠に貼り合わせた後に成形する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波フィルタに関し、特にＳＡＷフィルタ素子の表面近傍に中空部を必要とする弾性表面波フィルタ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、弾性表面波（ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ：以下、ＳＡＷ）フィルタは移動体通信分野で幅広く用いられ、高性能、小型、量産性等の点で優れた特徴を有することから特に携帯電話等に多く用いられている。また、ＳＡＷフィルタは移動体通信機器の発展に伴い、小型化、低背化、高品質化が強く求められている。図４（ａ）は従来のワイヤボンディング構造のＳＡＷフィルタを示したものであり、ＳＡＷフィルタ素子５２は接着剤を介してパッケージ５１の底面に接着固定され、ＳＡＷフィルタ素子５２の主面上に設けられたボンディングパッド５４とパッケージ５１に設けられた端子電極５５とを金やアルミニウムからなるワイヤにて接続することにより電気的導通をとり、金属製の蓋体５６をシーム溶接等によりパッケージ５１と接合封止することでパッケージ内を気密状態にしている。このようなワイヤボンディング構造においては、ＳＡＷフィルタ素子とパッケージ間の接着強度やパッケージ内の気密性は十分確保できるが、パッケージの内側面部にワイヤを接続するための端子電極を設けなければならないため、パッケージの小型化に関しては限界があった。
【０００３】更なる小型化を図る為、近年、フリップチップボンディング工法によるＳＡＷフィルタの製造方法が試みられてきた。図４（ｂ）はフリップチップボンディング工法によるＳＡＷフィルタの構造を示しており、ＳＡＷフィルタ素子６２上に設けられたボンディングパッド６３とパッケージ上に設けられた端子電極６４とを金属バンプ６５を介して導通固定し、金属製の蓋体６６をシーム溶接等によりパッケージ６１に接合封止することでパッケージ内を気密状態にしている。しかしながら、このようなフリップチップボンディング工法においては、数個の金属バンプのみでＳＡＷフィルタ素子を支持するため、ＳＡＷフィルタ素子とパッケージ間の接合強度が弱く信頼性に欠けるという問題があった。
【０００４】そこで、ＳＡＷフィルタ素子とパッケージ間の接合強度を高めるために、図４（ｃ）に示すようなアルミナまたはガラスセラミックからなる基板７１上にＳＡＷフィルタ素子７２を金属バンプ７５にてフリップチップボンディング実装した後、ＳＡＷの励振に必要な中空部７６を残してＳＡＷフィルタ素子全体を封止樹脂７７でコーティングすることでＳＡＷフィルタ素子とパッケージの接合を強化した樹脂封止型ＳＡＷフィルタが知られている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】しかしながら、前記のような樹脂封止型ＳＡＷフィルタにおいて、パッケージとＳＡＷフィルタ素子の接合強度を高めようとすると、どうしても中空部の容積を犠牲にして樹脂でＳＡＷフィルタ素子を固定しなければならず、接合強度と中空部の確保はトレードオフの関係にあった。また、製造過程において樹脂がＳＡＷの励振領域に侵入し易いため、ＩＤＴに樹脂が接触して特性不良を引き起こす可能性がある。
【０００６】この問題を解決すべく、例えば、特開平１０‐２７０９７５号公報にて、ＳＡＷの励振領域を取り囲むように支持枠を設けて、該支持枠の開口部に蓋体をのせて密閉空間を形成し中空部を設けたＳＡＷフィルタとその製造方法が開示されている。図５は該特許発明によるＳＡＷフィルタの形成方法を示したものである。まず、圧電基板８１上にＳＡＷを励振させるためのＩＤＴ８２とボンディングパッド８３を形成し（ａ）、圧電基板８１の主面上のＩＤＴ８２を取り囲むように合成樹脂膜で支持枠８４を形成する（ｂ）。また、ＳＡＷフィルタ素子を形成するのとは別に、基台８５上に支持枠８４と同材料の合成樹脂膜８６を塗布し、該合成樹脂膜上にレジスト８７を塗布する（ｃ）。次にフォトマスク８８を介して露光を行い（ｄ）、現像、エッチング工程を経て蓋体８９を形成する（ｅ）。ＳＡＷフィルタ素子、蓋体のパターン形成が完了したら、前記ＳＡＷフィルタ素子に設けた支持枠８４と蓋体８９が対面するように基台８５を反転させて貼り付け（ｆ）、加熱加圧することによって蓋体８９を支持枠８４に転写して（ｇ）、ＳＡＷフィルタ素子のＳＡＷの励振領域上に中空部９０を形成したＳＡＷフィルタ及びその製造方法が知られている。
【０００７】しかしながら、特開平１０−２７０９７５号公報にて開示されている中空部の形成方法においては、蓋体のパターン形成を支持枠に転写する前に行うため、蓋体と支持枠とを重ね合わせる際に精密に位置を合わせることが困難であり、支持枠と蓋体がずれて気密性が失われる可能性がある。本発明は、前記問題を解決するためになされたものであって、ＳＡＷフィルタ素子のＳＡＷの励振領域を保護する中空部を容易に形成し、且つ、小型化、低背化されたＳＡＷフィルタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】上記目的を達成するために本発明に係るＳＡＷフィルタとその製造方法の請求項１記載の発明は、圧電基板の主面上にフィルタ機能部を形成し、該フィルタ機能部を取り囲むように樹脂を塗布して支持枠を形成し、該支持枠の開口部に蓋体を被せることでフィルタ機能部上に中空部を設けたＳＡＷフィルタの製造方法において、該蓋体の外形形状を前記支持枠に貼り合わせた後に成形することを特徴としたＳＡＷフィルタの製造方法である。請求項２記載の発明は、請求項１記載のＳＡＷフィルタの製造方法において、前記蓋体は、透明基板上にレジスト、感光性樹脂の順に塗布して、該感光性樹脂と前記支持枠の開口部とを貼り合わせ、透明基板の上部からフォトマスクを介して露光し、蓋体を形成する感光性樹脂のみを硬化させることによって中空部の蓋体を形成したことを特徴とするＳＡＷフィルタの製造方法である。請求項３記載の発明は、請求項２記載のＳＡＷフィルタの製造方法において、前記透明基板は、紫外線を透過しうる材質からなることを特徴とするＳＡＷフィルタの製造方法である。請求項４記載の発明は、請求項２記載のＳＡＷフィルタの製造方法において、前記レジストはポジ型レジストからなることを特徴とするＳＡＷフィルタの製造方法である。請求項５記載の発明は、請求項２記載のＳＡＷフィルタの製造方法において、前記感光性樹脂はネガ型感光性樹脂からなることを特徴とするＳＡＷフィルタの製造方法である。請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明にて製造したＳＡＷフィルタにおいて、ＳＡＷフィルタ素子上のボンディングパッドと回路基板上の電極パッドとを金属バンプ及び金属ワイヤ等の導通用部材で接続し、ＳＡＷフィルタ素子と回路基板とを樹脂で被覆して固定したことを特徴としたＳＡＷフィルタである。
【発明の実施の形態】
【０００９】以下、本発明を図面に図示した実施の形態例に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係るＳＡＷフィルタの製造方法を示したものである。まず、圧電基板１の主面上にＡｌあるいはＡｌ合金の金属膜を成膜し、それぞれ互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対の櫛型電極により構成されたＩＤＴ２と電気的導通をとる為のボンディングパッド３を形成しフィルタ機能部１０を構成する（ａ）。フィルタ機能部１０は、例えばＩＤＴの両側にグレーティング反射器を配置したＳＡＷ共振子を直列、並列、直列と接続した所謂ラダー型ＳＡＷフィルタ、あるいは、ＳＡＷの伝搬方向に対して平行（縦方向）にＩＤＴを複数個配置して縦方向の振動モードを利用した所謂縦結合型ＳＡＷフィルタ、またＳＡＷの伝搬方向に対して垂直（横方向）にＩＤＴを複数個配置して横方向の振動モードを利用した所謂横結合型ＳＡＷフィルタ等、所望な特性が得られるように構成したものである。圧電基板１上にフィルタ機能部１０を形成後、圧電基板１の主面上に支持枠４を形成する（ｂ）。図２は圧電基板１上に支持枠４を形成した後の平面図を示したものであり、ＩＤＴ２を取り囲むように樹脂を塗布して支持枠４を形成する。
【００１０】フィルタ機能部を形成する工程とは別に、図１（ｃ）から（ｄ）に示すように蓋体を形成する工程を行う。透明基板５の主面上に露光すると感光するポジ型レジスト６を塗布し（ｃ）、該ポジ型レジスト層の上に露光すると硬化するネガ型感光性樹脂７を塗布する（ｄ）。なお、透明基板５は紫外線を透過しうる材質、例えばガラスや水晶などの基板を用いる。このように透明基板５の主面上の１層目にポジ型レジスト６、２層目にネガ型感光性樹脂７を塗布して蓋体部８を形成する。
【００１１】フィルタ機能部及び蓋体部を各々形成した後、蓋体部８の感光性樹脂７とフィルタ機能部１０上に設けた支持枠４が対面するように、蓋体部８を反転させて支持枠４の開口部にのせる（ｅ）。蓋体部８を支持枠４にのせた後、フォトマスク９を介して露光を行い（ｆ）、支持枠４の外周縁の内側に相当する領域のポジ型レジスト６が感光してネガ型感光性樹脂７が硬化する。また同時に蓋体部８と支持枠４は完全に固着される。露光工程終了後、硬化していない感光性樹脂をエッチング除去し、現像液を浸すことにより感光レジストを除去した後、透明基板５を取り外す（ｇ）。以上の工程を経てＳＡＷの励振領域を保護する中空部１１が完成する。
【００１２】本発明は以上のような製造方法で、ＳＡＷの励振領域を保護する中空部１１を形成したものであって、蓋体部８と支持枠４とを貼り合わせた後に中空部１１の蓋体のパターン形成を行ったので、蓋体部と支持枠とを重ね合わせる際に精密な位置合わせをする必要がなく、容易に中空部を形成することができる。
【００１３】以上に述べた製造方法にて製造したＳＡＷフィルタ素子を、回路基板に実装した時の実施例を図３に示す。図３（ａ）はＳＡＷフィルタ素子２１の中空部２５の上面と回路基板３１を対面させるようにＳＡＷフィルタ素子２１を回路基板３１にフェイスダウン実装し、ＳＡＷフィルタ素子２１のボンディングパッド２３と回路基板の端子電極３２とを金属バンプ等の導通用部材２４を介して導通固定し、少なくともＳＡＷフィルタ素子２１の中空部２５と回路基板３１とを樹脂３５で封止した構造である。また、他の実装実施例として、図３（ｂ）に示すように、ＳＡＷフィルタ素子２１と回路基板３１とを接着剤で固定し、ＳＡＷフィルタ素子２１上に設けたボンディングパッド２３と回路基板３１上に設けた端子電極３２を金属ワイヤ３４にて接続することにより両者の電気的導通をとり、樹脂３５でＳＡＷフィルタ素子２１、金属ワイヤ３４をコーティングする。図３（ａ）、（ｂ）に示すような構造にすることにより、ＳＡＷフィルタ素子と回路基板とを樹脂で固定しているので良好な接着強度が得られ、また、ＳＡＷの励振領域を中空部で完全に保護しているので樹脂の流れ込みを防止でき、且つ、小型化、低背化されたＳＡＷフィルタを提供できる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したものであって、ＳＡＷの励振領域を保護する中空部を有したＳＡＷフィルタ素子において、フィルタ機能部上に設けた支持枠に蓋体部を貼り合わせた後に中空部の蓋体のパターン形成を行ったので容易に中空部の形成が可能であり、且つ、小型化、低背化されたＳＡＷフィルタを提供できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＳＡＷフィルタの製造方法を示す図である。
【図２】本発明に係るＳＡＷフィルタの支持枠形成後の平面図である。
【図３】本発明に係るＳＡＷフィルタを回路基板に実装した時の図であって、図３（ａ）はフリップチップボンディング実装したときの断面図、図３（ｂ）はワイヤボンディング実装したときの断面図である。
【図４】従来のＳＡＷフィルタの構造を示した図であって、図４（ａ）はワイヤボンディング構造のＳＡＷフィルタの断面図、図４（ｂ）はフリップチップボンディング構造のＳＡＷフィルタの断面図、図４（ｃ）は樹脂封止構造のＳＡＷフィルタの断面図である。
【図５】従来のＳＡＷフィルタの製造方法を示した図である。
【符号の説明】
１…圧電基板
２…ＩＤＴ
３、２３…ボンディングパッド
４…支持枠
５…透明基板
６…ポジ型レジスト
７…ネガ型感光性樹脂
８…蓋体部
９…フォトマスク
１０…フィルタ機能部
１１…中空部
２１…ＳＡＷフィルタ素子
２４…導通用部材
３１…回路基板
３２…端子電極
３４…金属ワイヤ
３５…封止樹脂

Claims

圧電基板の主面上にフィルタ機能部を形成し、該フィルタ機能部を取り囲むように樹脂を塗布して支持枠を形成し、該支持枠の開口部に蓋体を被せることでフィルタ機能部上に中空部を設けたＳＡＷフィルタの製造方法において、該蓋体の外形形状を前記支持枠に貼り合わせた後に成形することを特徴としたＳＡＷフィルタの製造方法。
請求項１記載のＳＡＷフィルタの製造方法において、前記蓋体は、透明基板上にレジスト、感光性樹脂の順に塗布して、該感光性樹脂と前記支持枠の開口部とを貼り合わせ、透明基板の上部からフォトマスクを介して露光し、蓋体を形成する感光性樹脂のみを硬化させることによって中空部の蓋体を形成したことを特徴とするＳＡＷフィルタの製造方法。
請求項２記載のＳＡＷフィルタの製造方法において、前記透明基板は、紫外線を透過しうる材質からなることを特徴とするＳＡＷフィルタの製造方法。
請求項２記載のＳＡＷフィルタの製造方法において、前記レジストはポジ型レジストからなることを特徴とするＳＡＷフィルタの製造方法。
請求項２記載のＳＡＷフィルタの製造方法において、前記感光性樹脂はネガ型感光性樹脂からなることを特徴とするＳＡＷフィルタの製造方法。
請求項１乃至５のいずれかに記載の発明にて製造したＳＡＷフィルタにおいて、ＳＡＷフィルタ素子上のボンディングパッドと回路基板上の電極パッドとを金属バンプ及び金属ワイヤ等の導通用部材で接続し、ＳＡＷフィルタ素子と回路基板とを樹脂で被覆して固定したことを特徴としたＳＡＷフィルタ。