JP2015046870A - 弾性波装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】給電配線におけるめっき成長を抑制する弾性波装置の製造方法を提供する。【解決手段】弾性波装置の製造方法は、IDT電極2、パッド電極3が形成された集合基板1の主面上に、個片領域1aの境界線に沿って給電配線4を形成する工程と、IDT電極2を内側に配置する第1開口11aを有する枠状で、パッド電極3が形成された領域に第1貫通孔11bを有する第1支持部材11を設ける工程と、第1支持部材11の外側に第2支持部材12を設ける工程と、第1支持部材11の上面に、第1貫通孔11bと重なる位置に第2貫通孔20bを有する蓋部材20を設ける工程と、電解めっきにより第1貫通孔11b、第2貫通孔20b内に端子電極30を形成する工程とを備え、集合基板1と、第1支持部材11と、第2支持部材12と、蓋部材20とで形成された密閉空間により、給電配線4が封止される。【選択図】図4
Description
本発明は、弾性波装置の製造方法に関する。
近年、弾性波装置について、パッケージの寸法を小型に実現できるウェハーレベルパッケージ(WLP:Wafer Level Package)の開発が進められている(例えば、特開2012−29134号公報(特許文献1)参照)。WLPは、集合基板に配線形成と樹脂封止を行った後に、集合基板を1パッケージ単位の個片基板に分割する方法である。
WLPにおける弾性波装置の製造工程について、図7(A)〜(C)を参照して、説明する。
まず、図7(A)〜(C)に示すように、複数の個片領域101aを有する集合基板101の主面上に、IDT(Inter Digital Transducer)電極102、パッド電極103を形成する。また、パッド電極103に電気的に接続された給電配線104を、隣接する個片領域101aの境界線上に形成する。
次に、図7(B),(C)に示すように、IDT電極102を内側に囲むように枠状の支持部材111を、集合基板101の主面上に樹脂材料により形成する。
次に、図7(C)に示すように、集合基板101と支持部材111との間に中空空間を設けるように、支持部材111上面に板状の蓋部材120を接着封止する。
次に、パッド電極103の上方にある支持部材111および蓋部材120の部分に、貫通孔130bを空ける。
次に、電解めっきにより、支持部材111および蓋部120に空けられた貫通孔130b内に、パッド電極103に接合される端子電極130を形成する。
最後に、給電配線104を除去するように、個片領域101aの境界線上に沿ってダイシングブレードで切断することにより、集合基板101を1パッケージ単位の個片基板に分割し、弾性波装置を完成させる。
上述した従来の弾性波装置の製造方法において、支持部材111および蓋部材120を貫通する端子電極130は、電解めっきを用いるめっき装置により形成される。
電解めっきを用いるめっき装置にはカップ式、ラック式など種類がある。例えば、カップ式のめっき装置150は、図8(A)に示すように、Ni等を含むめっき液153が充填されためっき槽151と、めっき槽151の上端開口に形成された集合基板載置部152を備えている。めっき槽151内には、電解めっき用の一方の電極であるアノード(陽極)154が設置されている。集合基板載置部152には、カソード(陰極)156およびパッキン155が取り付けられている。
図8(B)に示すように、電解めっきを用いるめっき装置においては、蓋部材120を下側にした状態で、集合基板101を集合基板載置部152に載せて、集合基板101をめっき槽151内のめっき液153に接触させる。この状態でアノード154とカソード156の両電極間に給電することにより、貫通孔130b内に露出したパッド電極103の表面から順に、めっきを成長させ、図7(C)に示すように、端子電極130を形成する。
図8(A),(B)に示すように、集合基板101を集合基板載置部152に固定する箇所には、集合基板101のサイズの公差等を考慮して、間隔Sが設けられている。そのため、上述した電解めっき工程においては、集合基板101のめっき装置150に対する位置ずれが間隔Sの範囲内で発生することがある。その結果、集合基板101のめっき装置150に対する位置ずれによって、蓋部材120の外周のうちのいずれかの箇所がパッキン155と接触せず、図8(B)に示すように隙間Gが発生する場合がある。
貫通孔130bをパッキン155で塞がないようにして、集合基板101における良品エリアをできる限り広く取るために、通常では、蓋部材120とパッキン155との接触面積は小さく設定されている。そのため、少しの位置ずれによっても隙間Gが発生する可能性がある。
WLPにより形成された集合基板101においては、図7(B),(C)に示すように、支持部材111を介して集合基板101と蓋部材120に挟まれた中空空間に、給電配線104が露出している。そのため、上述した電解めっきにおいて、めっき液153が隙間Gを通過して溢れだすと、図8(B)に示すように、支持部材111の側面から集合基板101と蓋部材120に挟まれた中空空間にめっき液153が流入する場合があった。図8(B)に示すように、めっき液153の流入時に給電配線104とカソード156がいずれかの箇所で接触していると、給電配線104の全体は通電され、給電配線104上にめっき層が成長してしまう場合があった。この場合には、電解めっき後に集合基板101をチップサイズに切り出すために、めっき成長した給電配線104上をダイシングブレードで切断すると、給電配線104のみならず、給電配線104上に成長した比較的硬いNi等を含むめっき層も切断する必要があり、ダイシング性の悪化が発生してしまうことがあった。さらには、ダイシングによって発生しためっきくずによって、パッド電極103間がショートしてしまうこともあった。
そこで、本発明は、電解めっき工程において端子電極を形成する際に、個片領域の境界線上に形成された給電配線にめっき成長することを抑制し、ダイシング性の悪化やパッド電極間のショートの問題の発生を抑制する、弾性波装置の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に基づく弾性波装置の製造方法は、個片基板に分割可能な複数の個片領域を有し、圧電性を有する集合基板を準備する第1工程と、前記集合基板の主面上の前記個片領域のそれぞれに、IDT電極を形成する第2工程と、前記集合基板の主面上の前記個片領域のそれぞれに、前記IDT電極に電気的に接続されたパッド電極を形成する第3工程と、前記集合基板の主面上に、隣り合う前記個片領域の境界線の少なくとも一部に沿って、前記パッド電極に電気的に接続された給電配線を形成する第4工程と、前記集合基板の主面上に互いに離間して配置され、前記IDT電極のそれぞれを内側に配置する第1開口を有する枠状であり、かつ前記パッド電極が形成された当該枠状の領域に、予め第1貫通孔が形成された、または未だ第1貫通孔が形成されていない第1支持部材を設ける第5工程と、前記集合基板の主面上において、前記第1支持部材の外側に第2支持部材を設ける第6工程と、前記第1開口を封止するように前記第1支持部材の上面に接合され、前記集合基板を平面視して前記第1貫通孔と重なる位置に、予め第2貫通孔が形成された、または未だ第2貫通孔が形成されていない蓋部材を設ける第7工程と、前記第1支持部材に前記第1貫通孔が未だ形成されていない場合、および前記蓋部材に前記第2貫通孔が未だ形成されていない場合の少なくとも一方の場合に、前記第1貫通孔および前記第2貫通孔の少なくとも一方を形成する第8工程と、前記パッド電極に前記給電配線を介して給電して、めっき液中から前記第1貫通孔および前記第2貫通孔内に金属を析出させて端子電極を形成する第9工程と、前記境界線に沿って、前記蓋部材、前記第2支持部材、前記給電配線、および前記集合基板をダイシングブレードで切断加工することによって、前記複数の個片基板に分割する第10工程と、を備え、前記第7工程において、前記集合基板と、前記第1支持部材と、前記第2支持部材と、前記蓋部材とで密閉空間が形成されることにより、前記第9工程において、前記密閉空間内に形成された前記給電配線が、前記めっき液と接触することが防止されていることを特徴としている。
本発明によれば、電解めっき工程において、給電配線上にめっき成長することを抑制することができるため、ダイシング性の悪化やパッド電極間のショートの発生を抑制することができる。
本発明の実施形態にかかる弾性波装置100の製造方法について、図1〜図6を参照して説明する。
まず、個片基板に分割可能な複数の個片領域1aを有し、圧電性を有するウェハー状の集合基板を準備し、図1、図2(A),(B)に示すように、集合基板1における複数の個片領域1aそれぞれの主面上に、PtやAl−Cu合金等からなるIDT(Inter Digital Transducer)電極2、パッド電極3、給電配線4を形成する。
具体的には、まず、スパッタリング法、蒸着法またはCVD(Chemical Vapor Deposition)法等の薄膜形成法により、圧電性のタンタル酸リチウム単結晶、水晶、ZnO等からなる集合基板1の主面上に、厚み約1μmの金属層を形成する。金属層には、例えば、PtやAl−Cu合金等を使用する。
その後、金属層に対して、縮小投影露光機(ステッパー)とRIE(Reactive Ion Etching)装置とを用いたフォトリソグラフィー法等によりパターニングを行う。
パターニングされた金属層は、図2(A),(B)に示すように、IDT電極2、パッド電極3、給電配線4となる。IDT電極2は、複数の個片領域1aそれぞれの主面上の中央部分に形成する。パッド電極3は、IDT電極2に電気的に接続するように、各IDT電極2それぞれの周囲に、計4個形成する。給電配線4は、複数の個片領域1aの境界線に沿って、パッド電極3と電気的に接続するように形成する。また、給電配線4は、図1に示すように、集合基板1の外周の4箇所に、線状に形成される。この線状の給電配線4は、境界線に沿って形成された給電配線4と電気的に接続されており、後の電解めっき工程で使用される。
次に、図3(A),(B)に示すように、集合基板1の主面上に互いに離間して配置され、IDT電極2のそれぞれを内側に配置する第1開口11aを有する、ポリイミド等の樹脂からなる枠状の第1支持部材11を形成する。また、隣り合う第1支持部材11の外側面をつなぐように、線状の第2支持部材12を形成する。
具体的には、まず、例えば、ポリイミド等の樹脂からなる薄膜を、ロールラミネート法により貼り付ける。その後、フォトリソグラフィー法等により、薄膜の一部を除去し、IDT電極2の振動空間を構成する第1開口11aを形成する。また、同様に薄膜の一部を除去し、パッド電極3が形成された枠状の領域に、第1貫通孔11bを形成する。第1貫通孔11bの直径は、例えば、約100μmとする。
第1支持部材11の形成と同時に、薄膜の個片領域1aの境界線近傍の部分を除去することにより、集合基板1の主面上に、隣り合う第1支持部材11同士の外側面を接続する線状の第2支持部材12を形成する。第2支持部材12は、図3(A)に示すように、隣り合う第1支持部材11の長辺側同士および短辺側同士を接続するように形成する。
その結果、図3(A)に示すように、第1支持部材11の外側面および第2支持部材12の外側面によって、給電配線4上の空間を囲む第2開口12aが形成される。このように第2支持部材12を集合基板1の全面に形成することによって、集合基板1の主面上の給電配線4を第2開口12a内に囲むことができる。
次に、図4(A),(B)に示すように、第1支持部材11および第2支持部材12の上面に、高さ数十μm程度の蓋部材20を形成する。具体的には、ポリイミド等の樹脂からなる薄膜を、ロールラミネート法により貼り付けることによって蓋部材20を形成する。その結果、薄膜によって第1開口11aが塞がれて、IDT電極2の振動空間が構成される。また、第2支持部材12が薄膜と接合され、薄膜によって第2開口12aも塞がれることにより、集合基板1と、第1支持部材11と、第2支持部材12と、蓋部材20とで、密閉空間が形成される。その結果、密閉空間内に給電配線4が形成されることになる。
次に、フォトリソグラフィー法等により、蓋部材20において、集合基板1を平面視して第1貫通孔11bと重なる位置を除去し、第2貫通孔20bを形成する。第2貫通孔20bの直径は、例えば、約100μmとする。
次に、集合基板1をN2雰囲気中のオーブンで加熱することにより、第1支持部材11、第2支持部材12、および蓋部材20を硬化させる。
次に、第1貫通孔11bおよび第2貫通孔20bの内部に、電解めっきにより、パッド電極3と電気的に接続した端子電極30を形成する。
電解めっきには、図5(A)に示すようなカップ式のめっき装置50を使用する。このめっき装置50は、Niを含むめっき液53が充填されためっき槽51と、めっき槽51の上端開口に形成された集合基板載置部52を備えている。めっき槽51内には、電解めっき用の一方の電極であるアノード(陽極)54が設置されている。集合基板載置部52の全周には、内周部分が凸状のパッキン55が取り付けられている。集合基板載置部52の全周の外側には、電解めっき用の他方の電極であるカソード(陰極)56が取り付けられている。
以下に、カップ式のめっき装置50を用いて行う電解めっきについて、順を追って説明する。
まず、図5(A),(B)に示すように、蓋部材20が形成された集合基板1を、めっき装置50に設置する。具体的には、蓋部材20を下側に向けた状態で、蓋部材20の外周部を集合基板載置部52のパッキン55上に、集合基板1の給電配線4を集合基板載置部52のカソード56上に載置する。
次に、集合基板1を押さえ部材57で集合基板載置部52に押しつけて、パッキン55に蓋部材20を、図1に示した集合基板1の外周の4箇所に形成された線状の給電配線4にカソード56を確実に接触させた状態で、めっき槽51に固定する。その結果、集合基板1がめっき槽51内のめっき液53に接触する。
次に、アノード54およびカソード56の両電極間に給電することにより、第1貫通孔11bおよび第2貫通孔20b内に流入しためっき液53がパッド電極3に接触し、パッド電極3の表面から順に、めっき成長させることができる。その結果、第1貫通孔11bおよび第2貫通孔20b内に、めっき液53中からNi金属が析出し、端子電極30が形成される。
次に、上記と同様のカップ型のめっき装置50において、Auを含むめっき液53を用いて、Niからなる端子電極30の上側にAuからなる端子電極30を成長させる。このめっき工程により、Ni層およびAu層の計2層からなる端子電極30を形成する。
次に、図6(A),(B)に示すように、メタルマスクを用いて、端子電極30の上面およびその近傍に、はんだペーストを印刷し、続いて、リフロー、フラックス洗浄を行うことで、はんだボール40を形成する。
最後に、給電配線4を除去するように、集合基板1の個片領域1aの境界線に沿って、蓋部材20、第2支持部材12、給電配線4、および集合基板1をダイシングブレードで切断加工することにより、個片化された弾性波装置100が完成し、本実施形態にかかる弾性波装置100の製造方法は完了する。
電解めっき工程において、通常では、蓋部材20の外周は全周にわたってパッキン55に接触しており、蓋部材20と集合基板載置部52との間からめっき液53が漏れ出すことはない。しかしながら、集合基板1をめっき装置50に載せる際の位置ずれ等により、図8(B)を参照して説明したように、電解めっきの際にパッキン55と蓋部材20との間に隙間ができる場合がある。
本実施形態によれば、たとえ電解めっき工程の際にパッキン55と蓋部材20との間に隙間ができたとしても、給電配線4を集合基板1と、第1支持部材11と、第2支持部材12と、蓋部材20とで形成された密閉空間内に封止することによって、当該密閉空間内に形成された給電配線4上にめっき液53が接触することを抑制することができる。その結果、めっき液53の流入時にカソード56と接触することにより給電した給電配線4上へのめっき層の成長を抑制することができる。したがって、境界線上の給電配線4にめっき層が成長することを抑制でき、ダイシング性の悪化も抑制できる。また、個片基板に分割して形成された各弾性波装置100におけるパッド電極3同士がめっきくずによってショートしてしまうことも抑制できる。
また、本実施形態のように、第2支持部材12を、何層にも隣り合う第1支持部材11の間に形成しているので、給電配線4上へのめっき液53の流入をより確実に抑制することができる。
また、本実施形態のように、Ni、Auの複数の金属をめっき成長させるためには、複数回めっき装置50に集合基板1を固定する必要がある。この場合においても、集合基板1のめっき装置50への固定回数によらず、給電配線4上へのめっき層の成長を抑制できる。
また、本実施形態によれば、個片領域1aそれぞれに、めっき液流入防止用の第2支持部材12を形成しているので、集合基板1の形状や大きさに影響されて、第2支持部材12の形状を設計し直す必要がない。
また、本実施形態によれば、第1支持部材11と第2支持部材12を同一の工程内で形成することができるため、第2の支持部材12を形成するための工程を別途追加する必要が無く、製造コストの増加も抑制することができる。
なお、本発明にかかる弾性波装置の製造方法は本実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
例えば、本実施形態では、第2支持部材12を、集合基板1の主面上に、隣り合う複数の第1支持部材11それぞれの外側面をつなぐように形成しているが、全ての個片領域1aを囲むように、枠状の第3の支持部材をさらに集合基板1の外周に沿うように形成しても良い。この場合では、パッキン55と蓋部材20との間に隙間ができて、めっき液53が集合基板1の側面から侵入したとしても、より確実に給電配線4上でのめっき成長を抑制することができる。
また、本実施形態では、線状の第2支持部材12を、互いに隣接する第1支持部材11の外側面同士をつなぐように、各第1支持部材11の1つの外側面あたりに2つずつ形成しているが、めっき液の流入を防止することができれば、第2支持部材12の数や形状等はどのようなものでも良い。例えば、第2支持部材12と第1支持部材11との組合せが、集合基板1の主面の中央部に位置する複数の個片領域を囲うように設けられても良い。具体例の一つとして、第2支持部材12は、集合基板1の主面の外周に沿って環状となるように並んで配置されている複数の第1支持部材11の互いに隣り合う外側面同士を接続することによって、第2支持部材12と第1支持部材11との交互の連なりが全体として完全な環状となるように形成されるものであっても良い。このとき、第2支持部材12、第1支持部材11、集合基板1と蓋部材20により形成される封止空間の内部に、複数の個片領域が含まれていて良い。
また、本実施形態では、第1支持部材11の形成時に第1貫通孔11bを形成し、蓋部材20の形成時に第2貫通孔20bを形成しているが、第1支持部材および第2支持部材の形成時に、第1貫通孔および第2貫通孔を形成せずに、蓋部材を第1支持部材上に形成した後に、レーザー照射等により一度に第1貫通孔および第2貫通孔を形成しても良い。
もしくは、第1支持部材の形成時に第1貫通孔を形成しておき、蓋部材を第1支持部材上に形成した後に、集合基板を平面視して第1貫通孔と重なる位置に、第2貫通孔をレーザー照射等により蓋部材に形成しても良い。
もしくは、蓋部材の形成時に第2貫通孔を形成しておき、第2貫通孔内を通過するように第1支持部材にレーザー照射等することにより、第1貫通孔を形成しても良い。
また、本実施形態では、カップ式のめっき装置を用いた電解めっきにより、端子電極を形成しているが、電解めっきの方法はこれに限られず、ラック式のめっき装置等を用いた電解めっきでも良い。
また、本実施形態では、Ni又はAuを含むめっき液53を電解めっきに使用しているが、めっき液に含まれる材料はこれに限られない。
なお、今回開示した上記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。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を含むものである。
1 集合基板、1a 個片領域、2 IDT電極、3 パッド電極、4 給電配線、11 第1支持部材、11a 第1開口、11b 第1貫通孔、12 第2支持部材、12a 第2開口、20 蓋部材、20b 第2貫通孔、30 端子電極、40 はんだボール、50 めっき装置、51 めっき槽、52 集合基板載置部、53 めっき液、54 アノード(陽極)、55 パッキン、56 カソード(陰極)、57 押さえ部材、F1,F2 拡大部分、100 弾性波装置、D 境界線、S 間隔。
Claims (3)
- 個片基板に分割可能な複数の個片領域を有し、圧電性を有する集合基板を準備する第1工程と、
前記集合基板の主面上の前記個片領域のそれぞれに、IDT電極を形成する第2工程と、
前記集合基板の主面上の前記個片領域のそれぞれに、前記IDT電極に電気的に接続されたパッド電極を形成する第3工程と、
前記集合基板の主面上に、隣り合う前記個片領域の境界線の少なくとも一部に沿って、前記パッド電極に電気的に接続された給電配線を形成する第4工程と、
前記集合基板の主面上に互いに離間して配置され、前記IDT電極のそれぞれを内側に配置する第1開口を有する枠状であり、かつ前記パッド電極が形成された当該枠状の領域に、予め第1貫通孔が形成された、または未だ第1貫通孔が形成されていない第1支持部材を設ける第5工程と、
前記集合基板の主面上において、前記第1支持部材の外側に第2支持部材を設ける第6工程と、
前記第1開口を封止するように前記第1支持部材の上面に接合され、前記集合基板を平面視して前記第1貫通孔と重なる位置に、予め第2貫通孔が形成された、または未だ第2貫通孔が形成されていない蓋部材を設ける第7工程と、
前記第1支持部材に前記第1貫通孔が未だ形成されていない場合、および前記蓋部材に前記第2貫通孔が未だ形成されていない場合の少なくとも一方の場合に、前記第1貫通孔および前記第2貫通孔の少なくとも一方を形成する第8工程と、
前記パッド電極に前記給電配線を介して給電して、めっき液中から前記第1貫通孔および前記第2貫通孔内に金属を析出させて端子電極を形成する第9工程と、
前記境界線に沿って、前記蓋部材、前記第2支持部材、前記給電配線、および前記集合基板をダイシングブレードで切断加工することによって、前記複数の個片基板に分割する第10工程と、を備え、
前記第7工程において、前記集合基板と、前記第1支持部材と、前記第2支持部材と、
前記蓋部材とで密閉空間が形成されることにより、前記第9工程において、前記密閉空間内に形成された前記給電配線が、前記めっき液と接触することが防止されていることを特徴とする、
弾性波装置の製造方法。 - 前記第6工程において、前記第2支持部材が、隣り合う前記第1支持部材同士の外側面に接続するように形成される、請求項1に記載の弾性波装置の製造方法。
- 前記第7工程において、少なくとも2つの隣り合う前記個片領域それぞれを囲む前記境界線上に形成された前記給電配線が、前記密閉空間内に形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の弾性波装置の製造方法。
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