JP2018107570A - 圧電デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＣチップをＦＣ実装した圧電デバイスにおいて、ＩＣチップの上面全体がアンダーフィル樹脂で覆われることによる諸問題を解決し得る技術を提供する。【解決手段】圧電デバイス１０は、凹部空間１２を有する素子搭載部材２０と、素子搭載部材２０に搭載された圧電素子４０と、表裏関係にある上面５１及び下面５２を有し、凹部空間１１の底面２１に下面５２が接続するようにＦＣ実装されたＩＣチップ５０と、底面２１と下面５２との隙間１３に充填されたアンダーフィル樹脂６０と、を備えている。そして、アンダーフィル樹脂６０は、底面２１と下面５２との隙間１３から上面５１にまで達し、かつ上面５１の周縁側５３が上面５１の中央側５４よりも厚い。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば温度補償型水晶発振器（以下「ＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal Oscillator）」という。）などの圧電デバイス及びその製造方法に関する。

フリップチップ（以下「ＦＣ（Flip Chip）」という。）とは、回路形成面にバンプを設けたＩＣチップのことをいい、ベアチップのままで実装される。ＦＣ実装は、ＦＣの回路形成面を基板の電極パッドに向けて、すなわちフェイスダウンで、ＦＣをバンプを介して基板に実装する方法である。また、ＦＣ実装されたＩＣチップの回路形成面は配線や半導体回路などが剥き出しになっているので、その回路形成面を保護するために、ＩＣチップと基板との間とにはアンダーフィル樹脂が充填される。

ＦＣ実装は、電子部品の実装密度を高めるためにプリント配線板に用いられことが多いが、圧電デバイスにも用いられる（例えば特許文献１、２）。圧電デバイスでは、ＦＣ実装されたＩＣチップと素子搭載部材との間にアンダーフィル樹脂が充填される。

特開２００３−１６８６９５号公報 特開２０１５−０９５７１７号公報

一般に、圧電デバイスでは、素子搭載部材の凹部空間内の底面にＩＣチップがＦＣ実装される。そして、凹部空間内の底面とＩＣチップの下面との間に、ディスペンサによって液状のアンダーフィル樹脂が充填される。このとき、従来は、ＩＣチップの側面と凹部空間内の壁面との間からアンダーフィル樹脂を注入することにより、ＩＣチップの下面と凹部空間内の底面との間にアンダーフィル樹脂を充填していた。

しかしながら、昨今の圧電デバイスの小型化により、ディスペンサのニードルが相対的に太くなり過ぎている。そのため、ＩＣチップの側面と凹部空間内の壁面との間からアンダーフィル樹脂を注入しようとすると、アンダーフィル樹脂がＩＣチップの上面全体を凸状に覆ってしまうので、次のような問題が生じている。なお、ニードルを細くすることは、吐出不良を招き、しかも高価で破損しやすくなるので、現実的ではない。

（１）ＩＣチップ上面のアンダーフィル樹脂が凹部空間の最上端よりも高くなり、寸法の許容範囲を越えて不良品になることがあった。

（２）ＩＣチップの上面全体がアンダーフィル樹脂で凸状に覆われることにより、アンダーフィル樹脂の硬化時の収縮又は温度変化による収縮に伴いＩＣチップに大きな応力が加わるので、バンプが接続不良になることがあった。

そこで、本発明の目的は、ＩＣチップをＦＣ実装した圧電デバイスにおいて、ＩＣチップの上面全体がアンダーフィル樹脂で覆われることによる諸問題を解決し得る技術を提供することにある。

本発明に係る圧電デバイスは、
凹部空間を有する素子搭載部材と、
この素子搭載部材に搭載された圧電素子と、
表裏関係にある上面及び下面を有し、前記凹部空間の底面に前記下面が接続するようにＦＣ実装されたＩＣチップと、
前記底面と前記下面との隙間に充填されたアンダーフィル樹脂と、
を備えた圧電デバイスであって、
前記アンダーフィル樹脂は、前記隙間から前記上面にまで達し、かつ前記上面の周縁側の厚みが当該上面の中央側の厚み以上である、
ことを特徴とする。

本発明に係る圧電デバイスの製造方法は、
凹部空間を有する素子搭載部材と、
この素子搭載部材に搭載された圧電素子と、
表裏関係にある下面及び上面を有し、前記凹部空間の底面に前記下面が接続するようにＦＣ実装されたＩＣチップと、
前記底面と前記下面との隙間に充填されたアンダーフィル樹脂と、
を備えた圧電デバイスを製造する方法であって、
前記凹部空間の底面に前記ＩＣチップをＦＣ実装するＦＣ実装工程と、
このＦＣ実装工程の後に、前記隙間を含む前記上面全体に液状の前記アンダーフィル樹脂を充填するアンダーフィル樹脂充填工程と、
このアンダーフィル樹脂充填工程の後に、前記上面上の少なくとも中央側の前記アンダーフィル樹脂を除去するアンダーフィル樹脂除去工程と、
このアンダーフィル樹脂除去工程の後に、残りの前記アンダーフィル樹脂を硬化させるアンダーフィル樹脂硬化工程と、
を含む。

本発明に係る圧電デバイスによれば、ＩＣチップの上面において周縁側のアンダーフィル樹脂の厚みが中央側のアンダーフィル樹脂の厚み以上であることにより、ＩＣチップの上面全体がアンダーフィル樹脂で覆われることによる諸問題を解決できる。本発明に係る圧電デバイスの製造方法によれば、ＩＣチップの上面において中央側のアンダーフィル樹脂が除去されることにより、ＩＣチップの上面全体がアンダーフィル樹脂で覆われることによる諸問題を解決できる。

つまり、本発明によれば、ＩＣチップの上面のアンダーフィル樹脂の高さを低くできるので、そのアンダーフィル樹脂が凹部空間の最上端よりも高くなる寸法不良を抑制できる。また、ＩＣチップの上面のアンダーフィル樹脂の高さを低くできるので、そのアンダーフィル樹脂の収縮による応力を低減できることから、ＩＣチップのバンプの信頼性を向上できる。

実施形態１の圧電デバイスを示し、図１［Ａ］は下面図、図１［Ｂ］は図１［Ａ］におけるIb−Ib線断面図である。 実施形態１の圧電デバイスを示す分解斜視図である。 図２におけるIII−III線断面図である。 図１［Ｂ］の上半分に相当する部分を抜き出して示す断面図であり、図４［Ａ］は比較例１、図４［Ｂ］は実施形態１である。 実施形態１の製造方法を示す断面図（その１）であり、図５［Ａ］、図５［Ｂ］、図５［Ｃ］の順に工程が進行する。 実施形態１の製造方法を示す断面図（その２）であり、図６［Ａ］、図６［Ｂ］、図６［Ｃ］の順に工程が進行する。 実施形態１の製造方法の変形例１を示す断面図であり、図７［Ａ］、図７［Ｂ］、図７［Ｃ］の順に工程が進行する。 実施形態１の製造方法の変形例２を示す断面図であり、図８［Ａ］、図８［Ｂ］、図８［Ｃ］の順に工程が進行する。 実施形態２の圧電デバイスを示し、図９［Ａ］は下面図、図９［Ｂ］は図９［Ａ］におけるIXb−IXb線断面図である。 図１０［Ａ］は液状のアンダーフィル樹脂をＩＣチップの上面に滴下する場合を示す断面図であり、図１０［Ｂ］は接触角が９０度以上になる一例を示す断面図であり、図１０［Ｃ］は接触角が９０度未満になる一例を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いることにより、重複説明を省略する。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。

図１は、実施形態１の圧電デバイスを示し、図１［Ａ］は下面図、図１［Ｂ］は図１［Ａ］におけるIb−Ib線断面図である。図２は、実施形態１の圧電デバイスを示す分解斜視図である。図３は、図２におけるIII−III線断面図である。以下、図１を中心に、図２及び図３も適宜参照しつつ説明する。

図１は圧電デバイス１０の完成後の状態を示し、図２は圧電素子４０及びＩＣチップ５０を素子搭載部材２０に搭載する前の状態を示し、図３はアンダーフィル樹脂６０を充填する前の状態を示している。図２では、凹部空間１２及びＩＣ用パッド２４を図示していない。まず、圧電デバイス１０の構成を概略的に説明する。

圧電デバイス１０は、凹部空間１２を有する素子搭載部材２０と、素子搭載部材２０に搭載された圧電素子４０と、表裏関係にある上面５１及び下面５２を有し、凹部空間１２の底面２２に下面５２が接続するようにＦＣ実装されたＩＣチップ５０と、底面２２と下面５２との隙間１３に充填されたアンダーフィル樹脂６０と、を備えている。そして、アンダーフィル樹脂６０は、底面２２と下面５２との隙間１３から上面５１にまで達し、かつ上面５１の周縁側５３が上面５１の中央側５４よりも厚い。すなわち、周縁側５３のアンダーフィル樹脂６０の厚みをｔ１、中央側５４のアンダーフィル樹脂６０の厚みをｔ２とすると、ｔ１＞ｔ２が成り立つ。また、圧電デバイス１０は、凹部空間１１、蓋部材３０などを、更に備えたＴＣＸＯである。

素子搭載部材２０は、ＩＣチップ５０及び圧電素子４０を搭載する。蓋部材３０は、素子搭載部材２０上に設けられる。凹部空間１１は、素子搭載部材２０に形成され、圧電素子４０を収容する。凹部空間１２は、素子搭載部材２０に形成され、ＩＣチップ５０を収容する。

素子搭載部材２０は、圧電素子４０を搭載する底面２１及びＩＣチップ５０を搭載する底面２２を有する基板部２５と、基板部２５の底面２１の周縁に設けられた枠部２６ａと、基板部２５の底面２２の周縁に設けられた枠部２６ｂとからなる。基板部２５と枠部２６ａとによって凹部空間１１が形成され、基板部２５と枠部２６ｂとによって凹部空間１２が形成される。

「アンダーフィル樹脂」とは、プリント配線板等にＦＣ実装をする際の封止に用いられる液状硬化性樹脂の総称であり、エポキシ樹脂を主剤としたコンポジットレジンが主流である。また、エポキシ樹脂は熱膨張及び熱収縮が大きいため、コンポジットレジンとして線膨張係数の小さな二酸化ケイ素のフィラーをアンダーフィルに含有させることが多い。このような一般的なアンダーフィル樹脂は、熱硬化性樹脂であり、塗布後に一定温度で一定時間加熱して硬化させる。アンダーフィル樹脂６０は、一般的なアンダーフィル樹脂に限定されるものではなく、例えば光硬化性樹脂を用いてもよい。

次に、圧電デバイス１０の構成について更に詳しく説明する。

圧電デバイス１０は、圧電素子４０が素子搭載部材２０に搭載された状態で、素子搭載部材２０と蓋部材３０とがシーム溶接などによって接合されることにより、圧電素子４０が凹部空間１１内に気密封止された構造となっている。つまり、枠部２６ａの上端に金属枠（図示せず）を設け、その金属枠と蓋部材３０とに電流を流すことにより、ジュール熱を発生させてこれらを溶接する。

圧電素子４０は、表裏関係にある第一面４１及び第二面４２を有する水晶片４３と、水晶片４３の第一面４１から第二面４２まで延設された電極４４と、を備えた水晶振動素子である。水晶片４３は例えばＡＴカット板からなる。電極４４は、互いに絶縁された二つからなり、それぞれ励振電極、引き出し電極、パッド電極などに分けられ、第一面４１から側面を跨いで第二面４２まで延びている。

素子搭載部材２０における基板部２５及び枠部２６ａ，２６ｂは、例えば複数のグリーンシートが積層及び焼成された積層セラミックス板からなる。枠部２６ａは、基板部２５の底面２１側の周縁に沿って環状に設けられている。枠部２６ｂは、基板部２５の底面２２側の周縁に沿って環状に設けられている。内部配線２８（一部のみ図示）は、例えばグリーンシートに印刷された導体パターンやビアホール導体からなる。凹部空間１１の底面２１には素子用パッド２３が設けられ、凹部空間１２の底面２２にはＩＣ用パッド２４が設けられている。

素子用パッド２３は、圧電素子４０の電極４４に対向する位置に設けられ、導電性接合材２７によって電極４４に電気的に接続される。導電性接合材２７は、例えば銀ペーストなどの導電性接着剤であり、硬化前は流動性を有する。枠部２６ｂの四隅の突端面には、それぞれ外部接続端子２９が設けられている。外部接続端子２９には、例えば、周波数制御端子、接地端子、出力端子、電源電圧端子などがある。なお、素子用パッド２３、ＩＣ用パッド２４及び外部接続端子２９は、内部配線２８（一部のみ図示）によって相互にかつ電気的に接続されている。

ＩＣチップ５０は、接続端子であるバンプ５５を有する。バンプ５５は、例えば金やはんだからなり、ＩＣ用パッド２４に電気的に接続される。つまり、バンプ５５とＩＣ用パッド２４とは、同じ数だけ設けられている。

蓋部材３０は、例えばコバール（Kovar）などの金属からなり、矩形形状の平板となっている。また、蓋部材３０は、素子搭載部材２０に電気溶接などにより接合され、凹部空間１１を気密封止する。凹部空間１１は、本実施形態１では素子搭載部材２０側に形成しているが、蓋部材３０側に形成してもよい。

圧電デバイス１０は、圧電素子４０と、圧電素子４０に電気的に接続されたＩＣチップ５０とを備え、所定の発振周波数からなる出力信号を生成する。ＩＣチップ５０の内部には、図示しないが、圧電素子４０に接続された発振回路と、圧電素子４０の周波数温度特性を補償する温度補償回路とが形成されている。

次に、圧電デバイス１０の作用及び効果について説明する。図４は図１［Ｂ］の上半分に相当する部分を抜き出して示す断面図であり、図４［Ａ］は比較例１、図４［Ｂ］は実施形態１である。

比較例１の圧電デバイス１１０は、アンダーフィル樹脂１６０の形状が異なる点を除き、実施形態１の圧電デバイス１０と同じ構成である。つまり、比較例１のアンダーフィル樹脂１６０は周縁側５３が中央側５４よりも薄くなっているのに対し、本実施形態１のアンダーフィル樹脂６０は周縁側５３が中央側５４よりも厚くなっている。

比較例１の圧電デバイス１１０では、ＩＣチップ５０の上面５１のアンダーフィル樹脂１６０が凹部空間１２の最上端２０１よりも高くなり、寸法の許容範囲を越えて不良品になることがあった。これは、アンダーフィル樹脂１６０は、周縁側５３が低く中央側５４が高い凸状に盛り上がっているので、最も高いところが集中して頂点１５６すなわち点状になるからである。

これに対し、実施形態１の圧電デバイス１０によれば、ＩＣチップ５０の上面５１のアンダーフィル樹脂６０の高さを低くできるので、そのアンダーフィル樹脂６０が凹部空間１２の最上端２０１よりも高くなる寸法不良を抑制できる。これは、アンダーフィル樹脂６０は、周縁側５３が高く中央側５４が低い凹状に盛り上がっているので、最も高いところが分散して稜線５６すなわち線状になるからである。

また、比較例１の圧電デバイス１１０では、ＩＣチップ５０の上面５１全体がアンダーフィル樹脂１６０で凸状に覆われることにより、アンダーフィル樹脂１６０の収縮に伴う応力Ｆ２がＩＣチップ５０に加わるので、バンプ５５が接続不良になることがあった。これは、アンダーフィル樹脂１６０の最も厚い部分が中央側５４の中心になるので、その部分を中心にＩＣチップ５０の両端を持ち上げるように応力Ｆ２が発生するからである。

これに対し、実施形態１の圧電デバイス１０によれば、ＩＣチップ５０の上面５１のアンダーフィル樹脂６０の高さが中央側５４で低く周縁側５３で高くなることにより、アンダーフィル樹脂６０の収縮に伴う応力Ｆ１ａを低減できるので、バンプ５５の信頼性を向上できる。これに加え、バンプ５５の接続強度を高める方向の応力Ｆ１ｂも生じるので、バンプ５５の信頼性をより向上できる。

次に、実施形態１の圧電デバイス１０を製造する方法を、実施形態１の製造方法として説明する。図５及び図６は、実施形態１の製造方法を示す断面図である。以下、図５及び図６を中心に、図１乃至図３も参照しつつ説明する。

本実施形態１の製造方法は、次の工程を含む。
(1)凹部空間１２の底面２２にＩＣチップ５０をＦＣ実装するＦＣ実装工程（図３）。
(2)ＦＣ実装工程の後に、隙間１３を含む上面５１全体に液状のアンダーフィル樹脂６０を充填するアンダーフィル樹脂充填工程（図５［Ａ］［Ｂ］［Ｃ］）。
(3)アンダーフィル樹脂充填工程の後に、上面５１上の少なくとも中央側５４のアンダーフィル樹脂６０を除去するアンダーフィル樹脂除去工程（図６［Ａ］［Ｂ］）。
(4)アンダーフィル樹脂除去工程の後に、残りのアンダーフィル樹脂６０を硬化させるアンダーフィル樹脂硬化工程（図６［Ｃ］）。

本実施形態１の製造方法では、液状のアンダーフィル樹脂６０を先端のニードル７０から吐出及び吸引可能なディスペンサを用いる。アンダーフィル樹脂充填工程（図５［Ａ］［Ｂ］［Ｃ］）では、アンダーフィル樹脂６０をニードル７０から吐出することにより、アンダーフィル樹脂６０を充填する。アンダーフィル樹脂除去工程（図６［Ａ］［Ｂ］）では、アンダーフィル樹脂６０をニードル７０から吸引することにより、アンダーフィル樹脂６０を除去する。

液状のアンダーフィル樹脂６０をニードル７０から吐出及び吸引可能なディスペンサとしては、例えば、三方弁によって正圧と負圧とを切り替えて導入できるシリンジ、吐出用の正方向回転と吸引用の逆方向回転とを切り替えられる一軸偏心ねじポンプなどがある。ニードル７０は、吐出と吸引とで同じものを使用してもよいし、吐出と吸引とで別々のものを使用してもよい。

上記各工程について、詳しく説明する。

ＦＣ実装工程（図３）では、凹部空間１２の底面２２にＩＣチップ５０の下面５２（バンプ５５形成面）を向け、ＩＣ用パッド２４とバンプ５５との位置を合わせ、ＩＣ用パッド２４にバンプ５５を押し付けるとともに熱又は超音波を加えることによって、ＩＣ用パッド２４にバンプ５５を接合する。

アンダーフィル樹脂充填工程（図５［Ａ］［Ｂ］［Ｃ］）では、図５［Ａ］に示すように凹部空間１２を上にして、底面２２と下面５２との隙間１３に、アンダーフィル樹脂６０をニードル７０から流し込む。このとき、昨今の圧電デバイス１０の小型化によりニードル７０が相対的に太くなり過ぎ、ＩＣチップ５０の側面と凹部空間１２内の壁面との間からアンダーフィル樹脂６０を注入しようとすると（図５［Ｂ］）、アンダーフィル樹脂６０がＩＣチップ５０の上面５１全体を凸状に覆ってしまうことになる（図５［Ｃ］）。

アンダーフィル樹脂除去工程（図６［Ａ］［Ｂ］）では、中央側５４のアンダーフィル樹脂６０の表面にニードル７０の先端を接触させ、アンダーフィル樹脂６０をニードル７０から吸引する（図６［Ａ］）。これにより、中央側５４のアンダーフィル樹脂６０が除去されて周縁側５３のアンダーフィル樹脂６０が残るため、アンダーフィル樹脂６０は中央側５４が低く周縁側５３が高い凹状になる（図６［Ｂ］）。この凹状のアンダーフィル樹脂６０は、その粘度に応じて時間の経過とともに徐々に平坦になる。

アンダーフィル樹脂硬化工程（図６［Ｃ］）では、残りのアンダーフィル樹脂６０に熱Ｈを加えることにより、アンダーフィル樹脂６０を硬化させる。アンダーフィル樹脂６０に用いられるエポキシ樹脂は、一液型と呼ばれ、主剤と硬化剤を混ぜた状態で出荷され加熱炉で硬化させるものが一般的である。アンダーフィル樹脂６０の具体例を述べれば、エポキシ樹脂及び酸無水物硬化剤が４０〜５０ｗｔ％、二酸化ケイ素が４５〜５５ｗｔ％、残りがカーボンブラック、シリコーン系添加剤などの混合物であり、加熱によって硬化するものである。加熱手段としては、赤外線ランプや高温雰囲気が挙げられる。また、アンダーフィル樹脂６０として光硬化性樹脂を用いた場合は、紫外線ランプによってアンダーフィル樹脂６０に紫外線を照射する。

なお、本実施形態１の製造方法は、上記工程の他にも、素子搭載部材２０に圧電素子４０を搭載する工程や、蓋部材３０を素子搭載部材２０に接合する工程も含むが、これらの工程は上記工程の前でも後でもよい。

次に、本実施形態１の製造方法の作用及び効果について説明する。

（１）本実施形態１の製造方法によれば、実施形態１の圧電デバイス１０を製造できることにより、実施形態１の圧電デバイス１０と同等の作用及び効果を奏する。

（２）本実施形態１の製造方法では、アンダーフィル樹脂６０の粘度に応じて、又はアンダーフィル樹脂６０を除去してから硬化させるまでの時間に応じて、凹状のアンダーフィル樹脂６０が平坦になった圧電デバイスも製造できる。その場合も次の効果を奏する。

本実施形態１の製造方法によれば、ＩＣチップ５０の上面５１において中央側５４のアンダーフィル樹脂６０が除去されることにより、ＩＣチップ５０の上面５１全体がアンダーフィル樹脂６０で覆われることによる諸問題を解決できる。つまり、ＩＣチップ５０の上面５１のアンダーフィル樹脂６０の高さを低くできるので、アンダーフィル樹脂６０が凹部空間１２の最上端よりも高くなる寸法不良を抑制できる。また、ＩＣチップ５０の上面５１のアンダーフィル樹脂６０の高さを低くできるので、アンダーフィル樹脂６０の収縮に伴う応力を低減できることから、バンプ５５の信頼性を向上できる。

（３）アンダーフィル樹脂６０をニードル７０から吐出することによりアンダーフィル樹脂６０を充填し、アンダーフィル樹脂６０をニードル７０から吸引することによりアンダーフィル樹脂６０を除去する場合は、除去したアンダーフィル樹脂６０を再び充填に使用できるので、アンダーフィル樹脂６０を無駄なく使用できる。

次に、本実施形態１の製造方法の変形例１について説明する。図７は、変形例１の製造方法を示す断面図である。

変形例１の製造方法におけるアンダーフィル樹脂除去工程では、アンダーフィル樹脂６０を吸収部材７１で吸収することにより、アンダーフィル樹脂６０を除去する。吸収部材７１は、例えば繊維からなる布や綿、多孔質からなるスポンジなどである。まず吸収部材７１を用意し（図７［Ａ］）、アンダーフィル樹脂６０の中に吸収部材７１を入れ（図７［Ｂ］）、アンダーフィル樹脂６０から吸収部材７１を引き上げることにより（図７［Ｃ］）、アンダーフィル樹脂６０を除去する。変形例１の製造方法によれば、実施形態１の製造方法と同等の作用及び効果を奏する他、吸収部材７１としてありふれた部材を用いることができるので、アンダーフィル樹脂除去工程を容易に実現できる。

次に、本実施形態１の製造方法の変形例２について説明する。図８は、変形例２の製造方法を示す断面図である。

変形例２の製造方法におけるアンダーフィル樹脂除去工程では、アンダーフィル樹脂６０に気体７２を吹き付けることにより、アンダーフィル樹脂６０を除去する。気体７２は例えば空気や窒素である。まず気体７２を吹き付けるためのノズル７３を用意し（図８［Ａ］）、アンダーフィル樹脂６０にノズル７３を近付けて気体７２によってアンダーフィル樹脂６０を吹き飛ばすことにより（図７［Ｂ］）、アンダーフィル樹脂６０を除去する（図７［Ｃ］）。このとき、アンダーフィル樹脂６０の量が少なければ、気体７２によってアンダーフィル樹脂６０を押しのけるだけでもよい。変形例２の製造方法によれば、実施形態１の製造方法と同等の作用及び効果を奏する他、一般の工場に常備されているドライエアや窒素ガスの設備を利用できるので、アンダーフィル樹脂除去工程を容易に実現できる。

次に、実施形態２の圧電デバイスについて説明する。図９は実施形態２の圧電デバイスを示し、図９［Ａ］は下面図、図９［Ｂ］は図９［Ａ］におけるIXb−IXb線断面図である。

本実施形態２の圧電デバイス１０ａにおけるアンダーフィル樹脂６０ａは、隙間１３から上面５１にまで達し、かつ上面５１の周縁側５３のみを覆う。圧電デバイス１０ａによれば、ＩＣチップ５０の上面５１のアンダーフィル樹脂６０ａが中央側５４に存在しないことにより、アンダーフィル樹脂６０ａの収縮による応力をより低減できるので、バンプ５５の信頼性を更に向上できる。

本実施形態２におけるアンダーフィル樹脂６０ａは、周縁側５３のみを覆い、中央側５４には存在しない。このような形状を確実に得るには、上面５１がアンダーフィル樹脂６０ａをはじく性質を有することが好ましい。つまり、アンダーフィル樹脂６０ａは液状のアンダーフィル樹脂６０ａが硬化したものであり、液状のアンダーフィル樹脂６０ａを上面５１に滴下した場合における液状のアンダーフィル樹脂６０ａと上面５１との接触角が９０度以上である、ことが好ましい。この接触角は、より好ましくは１０５度以上、更に好ましくは１２０度以上である。この場合、液状のアンダーフィル樹脂６０ａは、上面５１ではじかれるものの、ＩＣチップ５０の周囲に存在する液状のアンダーフィル樹脂６０ａと表面張力によって一体化するので、周縁側５３で盛り上がる。したがって、アンダーフィル樹脂６０ａが隙間１３から上面５１にまで達しかつ上面５１の周縁側５３のみを覆う形状を、確実に得ることができる。この効果は、前述の接触角が大きくなるほど顕著になる。なお、上面５１における液状のアンダーフィル樹脂６０ａの量は、少なすぎるとアンダーフィル樹脂６０ａが周縁側５３からもはじかれ、多すぎるとアンダーフィル樹脂６０ａが中央側５４をも覆ってしまうので、適切に設定する必要がある。

素の上面５１がそのような性質を持たなければ、例えばフッ素コーティング剤を上面５１に塗布することにより、アンダーフィル樹脂６０ａをはじく性質を上面５１に付与することができる。フッ素コーティング剤は、特殊なフッ素樹脂を不燃性のフッ素系溶剤や石油系溶剤に溶解し溶液化したものであり、例えばフロロサーフ（登録商標）として市販されている。フロロサーフは、刷毛やスプレーなどで上面５１に簡単にコーティングでき、室温で５秒から１５分程度で乾燥する。

また、液状のアンダーフィル樹脂６０ａを中央側５４に滴下した場合における液状のアンダーフィル樹脂６０ａと中央側５４との接触角を９０度以上とし、液状のアンダーフィル樹脂６０ａを周縁側５３に滴下した場合における液状のアンダーフィル樹脂６０ａと周縁側５３との接触角を９０度未満としてもよい。このとき、アンダーフィル樹脂６０ａが中央側５４ではじかれ周縁側５３で付着するので、前述のアンダーフィル樹脂６０ａの形状をより確実に得ることができる。周縁側５３における接触角は、より好ましくは６０度未満、更に好ましくは３０度未満である。換言すると、液状のアンダーフィル樹脂６０ａは、中央側５４ではじかれるものの、周縁側５３に付着するとともにＩＣチップ５０の周囲に存在する液状のアンダーフィル樹脂６０ａと表面張力によって一体化するので、周縁側５３で盛り上がる。したがって、アンダーフィル樹脂６０ａが隙間１３から上面５１にまで達しかつ上面５１の周縁側５３のみを覆う形状を、液状のアンダーフィル樹脂６０ａの量にあまり関係なく、より確実に得ることができる。つまり、上面５１における液状のアンダーフィル樹脂６０ａの量は、少なくてもアンダーフィル樹脂６０ａが周縁側５３にとどまり、多くてもアンダーフィル樹脂６０ａが周縁側５３で保持される。これらの効果は、中央側５４での接触角が大きくなるほど又は周縁側５３での接触角が小さくなるほど顕著になる。

素の周縁側５３がそのような性質を持たなければ、例えば界面活性剤を周縁側５３に塗布することにより、アンダーフィル樹脂６０ａが付着する性質を周縁側５３に付与することができる。界面活性剤は一般的なものでよい。

なお、「接触角」とは、固体と液体の接点における液体表面の接線と固体表面とのなす角度のことである。接触角の測定方法は、例えばＪＩＳ Ｒ ３２５７：１９９９「基板ガラス表面のぬれ性試験方法」を準用することができる。図１０［Ａ］に示すように液状のアンダーフィル樹脂６０ａを上面５１に滴下した場合、図１０［Ｂ］は接触角θが９０度以上になる一例であり、図１０［Ｃ］は接触角θが９０度未満になる一例である。

本実施形態２のその他の構成、製造方法、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。なお、上記各実施形態では、素子搭載部材が二つの凹部空間を有し、それぞれに圧電素子とＩＣチップとを別々に搭載する例を示した。しかし、本発明は、これに限らず、素子搭載部材が一つの凹部空間を有し、そこに圧電素子とＩＣチップとの両方を搭載する構造に対しても適用できる。

以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。

本発明は、水晶やセラミックスからなる圧電素子を備えた圧電デバイスに利用可能である。

１０，１０ａ，１１０ 圧電デバイス
１１，１２ 凹部空間
１３ 隙間
２０ 素子搭載部材
２０１ 最上端
２１，２２ 底面
２３ 素子用パッド
２４ ＩＣ用パッド
２５ 基板部
２６ａ，２６ｂ 枠部
２７ 導電性接合材
２８ 内部配線
２９ 外部接続端子
３０ 蓋部材
４０ 圧電素子
４１ 第一面
４２ 第二面
４３ 水晶片
４４ 電極
５０ ＩＣチップ
５１ 上面
５２ 下面
５３ 周縁側
５４ 中央側
５５ バンプ
５６ 稜線
１５６ 頂点
６０，６０ａ，１６０ アンダーフィル樹脂
７０ ニードル（ディスペンサ）
７１ 吸収部材
７２ 気体
７３ ノズル
Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ２ 応力
Ｈ 熱
θ 接触角

Claims (8)

1. 凹部空間を有する素子搭載部材と、
   この素子搭載部材に搭載された圧電素子と、
   表裏関係にある上面及び下面を有し、前記凹部空間の底面に前記下面が接続するようにフリップチップ実装されたＩＣチップと、
   前記底面と前記下面との隙間に充填されたアンダーフィル樹脂と、
   を備えた圧電デバイスであって、
   前記アンダーフィル樹脂は、前記隙間から前記上面にまで達し、かつ前記上面の周縁側の厚みが当該上面の中央側の厚み以上である、
   ことを特徴とする圧電デバイス。
2. 前記アンダーフィル樹脂は、前記隙間から前記上面にまで達し、かつ前記周縁側のみを覆う、
   請求項１記載の圧電デバイス。
3. 前記アンダーフィル樹脂は、液状のアンダーフィル樹脂が硬化したものであり、
   前記液状のアンダーフィル樹脂を前記上面に滴下した場合における前記液状のアンダーフィル樹脂と前記上面との接触角が９０度以上である、
   請求項２記載の圧電デバイス。
4. 前記アンダーフィル樹脂は、液状のアンダーフィル樹脂が硬化したものであり、
   前記液状のアンダーフィル樹脂を前記中央側に滴下した場合における前記液状のアンダーフィル樹脂と前記中央側との接触角が９０度以上であり、
   前記液状のアンダーフィル樹脂を前記周縁側に滴下した場合における前記液状のアンダーフィル樹脂と前記周縁側との接触角が９０度未満である、
   請求項２記載の圧電デバイス。
5. 凹部空間を有する素子搭載部材と、
   この素子搭載部材に搭載された圧電素子と、
   表裏関係にある下面及び上面を有し、前記凹部空間の底面に前記下面が接続するようにフリップチップ実装されたＩＣチップと、
   前記底面と前記下面との隙間に充填されたアンダーフィル樹脂と、
   を備えた圧電デバイスを製造する方法であって、
   前記凹部空間の底面に前記ＩＣチップをフリップチップ実装するフリップチップ実装工程と、
   このフリップチップ実装工程の後に、前記隙間を含む前記上面全体に液状の前記アンダーフィル樹脂を充填するアンダーフィル樹脂充填工程と、
   このアンダーフィル樹脂充填工程の後に、前記上面上の少なくとも中央側の前記アンダーフィル樹脂を除去するアンダーフィル樹脂除去工程と、
   このアンダーフィル樹脂除去工程の後に、残りの前記アンダーフィル樹脂を硬化させるアンダーフィル樹脂硬化工程と、
   を含む圧電デバイスの製造方法。
6. 液状の前記アンダーフィル樹脂を先端のニードルから吐出及び吸引可能なディスペンサを用い、
   前記アンダーフィル樹脂充填工程では、前記アンダーフィル樹脂を前記ニードルから吐出することにより、前記アンダーフィル樹脂を充填し、
   前記アンダーフィル樹脂除去工程では、前記アンダーフィル樹脂を前記ニードルから吸引することにより、前記アンダーフィル樹脂を除去する、
   請求項５記載の圧電デバイスの製造方法。
7. 前記アンダーフィル樹脂除去工程では、前記アンダーフィル樹脂を吸収部材で吸収することにより、前記アンダーフィル樹脂を除去する、
   請求項５記載の圧電デバイスの製造方法。
8. 前記アンダーフィル樹脂除去工程では、前記アンダーフィル樹脂に気体を吹き付けることにより、前記アンダーフィル樹脂を除去する、
   請求項５記載の圧電デバイスの製造方法。

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