JP3520414B2 - 弾性表面波装置およびその製造方法、通信装置 - Google Patents

弾性表面波装置およびその製造方法、通信装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電体基板上に形
成された電極パッドに金属バンプを形成し、セラミック
等からなる電子部品パッケージの内部に形成された電極
パターン部に金属バンプを介して接続するフリップチッ
プ工法を用いた弾性表面波素子およびその製造方法、通
信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の携帯通信端末等の通信装置の小型
化、高機能化に伴い、内蔵される電子部品に対しても小
形化、低背化が要求される。携帯通信端末等の通信装置
に使用され、小型化、低背化の望まれる重要な電子部品
の一つとして弾性表面波装置が挙げられる。
【0003】弾性表面波装置は、その使用形態として、
弾性表面波素子と、弾性表面波素子を収納する電子部品
パッケージとを有している。上記弾性表面波素子は、く
し型電極部とくし型電極部に電気信号を入出力するため
の電極パッドとを表面に備えた圧電体基板を有してい
る。上記電子部品パッケージは、アルミナ等のセラミッ
クスを箱形状に形成したものである。
【0004】弾性表面波装置において、小型化、低背化
を実現するための組立法としてフリップチップ工法が提
案、実用化されている。このフリップチップ工法のため
に、上記電子部品パッケージの実装面(内表面)上に
は、上記電気信号を入出力するための電極パターン部
が、弾性表面波装置の電極パッドの位置に応じて形成さ
れている。
【0005】弾性表面波装置におけるフリップチップ工
法とは、 弾性表面波素子の電極パッド上にあらかじめ金属バン
プを形成し、 弾性表面波素子の機能面を電子部品パッケージに対向
させた状態で電極パッドと電子部品パッケージの実装面
上の電極パターン部との間に金属バンプを挟み、 弾性表面波素子を電子部品パッケージに対し押圧して
金属バンプに荷重を印加し、 荷重により金属バンプから形成された金属バンプ接続
部と、電子部品パッケージの実装面上の電極パターン部
および電極パッドとを接続することにより、弾性表面波
素子を電子部品パッケージに実装する工法である。
【0006】フリップチップ工法を用いた、弾性表面波
素子の電子部品パッケージヘの実装においては特に荷重
と超音波とを同時に印加する工法や、荷重と超音波と熱
とを同時に印加する工法がしばしば用いられる。
【0007】このようなフリップチップ工法を用いた弾
性表面波装置において、弾性表面波素子上に形成された
金属バンプと電子部品パッケージ上の電極パターン部と
の接続部には、電気的導通の役割と共に電子部品パッケ
ージに弾性表面波素子を固定する機械的強度の役割を果
たす必要があることから、高い信頼性が要求される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来では、フリップチップ工法による接続時に、電極パッ
ド部分の圧電体基板にクラックが発生し易く、クラック
の発生により弾性表面波素子と電子部品パッケージの接
合強度は低下し、落下耐性、耐衝撃性、熱サイクルに対
する耐性等の信頼性の低下が起こるという問題を生じて
いる。
【0009】つまり、信学技報 TECHNICAL PEPORT OF
IEICE. US95-26, EMD95-22, CPM95-34(1995-07) pp. 47
「フリップチップ型GHz帯SAW(弾性表面波)フィ
ルタ」谷津田博美、小栗正敏、堀島平(日本無線(株)
研究所)にはフリップチップ工法を用いたSAWフィル
タの工法、特性、信頼性について報告されている。
【0010】上記論文中では、弾性表面波素子のチップ
(圧電体基板)上の金属バンプと電子部品パッケージの
電極パターン部とを金属バンプにより接続するために、
荷重と熱と超音波を印加する工法が開示されており、ま
た、フリップチップ工法の際の荷重や超音波のパワーが
大きい場合、チップ上の電極パッド部分にクラックが発
生することが報告されている。
【0011】一般に、弾性表面波装置、特に金属バンプ
の接合部の信頼性の向上を目的として接合部の強度を向
上させるには、接合の工法パラメータである荷重や超音
波のパワーを大きくしたり、温度を上げることは有効で
あると考えられている。一方、荷重や超音波のパワーを
大きくすると、圧電体基板上にクラックが発生し易くな
る。
【0012】圧電体基板の電極パッド部分にクラックが
発生した場合、クラックの発生により弾性表面波素子と
電子部品パッケージの接合強度は低下し、落下耐性、耐
衝撃性、熱サイクルに対する耐性等の信頼性の低下が起
こる。
【0013】よって、このような弾性表面波装置を用い
た通信装置においても同様に信頼性が低下するという問
題を生じている。そのため、弾性表面波装置に対して、
クラックの発生を抑制する工法、構造の開発が求められ
ている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波装置
は、以上の課題を解決するために、くし型電極部(すだ
れ状電極ともいう、Inter-Digital Transducer、以下、
IDTという)と、IDTに電気信号を入出力するため
の電極パッドとを圧電体基板上に有する弾性表面波素子
が設けられ、電気信号を入出力するための電極パターン
部を備えた電子部品パッケージが設けられ、電極パッド
と電極パターン部との間を電気的に接続すると共に、弾
性表面波素子を電子部品パッケージにて支持するための
金属バンプ接続部が設けられ、電極パッドは、圧電体基
板を印加される応力から保護するために、主成分として
のAl(アルミニウム)と副成分としてのCu(銅)と
を含み、かつCuの重量比が3.5%以上であることを
特徴としている。
【0015】上記構成によれば、IDTおよび圧電体基
板により、入力された電気信号は弾性表面波に変換さ
れ、またIDTにより電気信号に変換されることによ
り、上記電気信号に対し、設定された通過帯域のみを通
過させるフィルタ機能を発揮できる。
【0016】また、上記構成では、電極パッドと電極パ
ターン部との間を電気的に接続するための金属バンプ接
続部を設けたことにより、上記電極パッドや電極パター
ン部を圧電体基板の表面の面積領域内に形成できて、ワ
イヤボンディング等と比較して小型化を図れる。
【0017】さらに、上記構成では、弾性表面波素子
を、電子部品パッケージに対し金属バンプ接続部を介し
て支持しているために、電極パッドをIDTの形成面に
形成すれば、弾性表面波素子のIDTの形成面と電子部
品パッケージとを離間させることができて、上記IDT
の動作を安定化できる。
【0018】その上、上記構成においては、電極パッド
は、主成分としてのAlと副成分としてのCuとを含
み、かつCuの重量比が3.5%以上であるので、電極
パッド部分の圧電体基板に発生する、クラックや割れを
逓減できる。
【0019】このため、上記構成では、弾性表面波素子
の破損や、弾性表面波素子と電子部品パッケージとの間
の接合強度の低下を抑制できるから、歩留りの向上や、
故障率の低減、信頼性の改善を図ることができる。
【0020】上記弾性表面波装置においては、金属バン
プ接続部はAu(金)またはAuを主成分とする金属材
料からなっていることが好ましい。
【0021】上記構成によれば、AuまたはAuを主成
分とする金属材料が延性に優れているので、上記金属材
料からなる金属バンプ接続部は、電極パッドや電極パタ
ーン部との間の電気的な接続や、結合を安定化できる。
このことから、上記構成では、弾性表面波素子の破損
や、弾性表面波素子と電子部品パッケージとの間の接合
強度の低下をより一層抑制できる。上記弾性表面波装置
では、さらに、金属バンプ接続部に電気的および機械的
に接続され、金属バンプ接続部との接合強度を得るため
の上部電極が、Al、Alを含む金属またはAuを含む
金属からなるように設けられていてもよい。上記弾性表
面波装置においては、さらに、電極パッドと上部電極と
の密着強度を確保するための中間電極が電極パッド上に
設けられていてもよい。上記弾性表面波装置では、中間
電極は、NiCr、Ti、またはCrからなっているこ
とが望ましい。上記弾性表面波装置では、電極パッド
は、Cuの重量比が25%以下であることが好ましい。
【0022】本発明の弾性表面波装置の製造方法は、前
記の課題を解決するために、上記の何れかの弾性表面波
装置の製造方法において、電極パッドと、電子部品パッ
ケージ上に設けられた電極パターン部との間に金属バン
プを挟み、金属バンプから金属バンプ接続部を超音波を
用いて形成することを特徴としている。
【0023】上記方法によれば、前述したように、弾性
表面波素子の破損や、弾性表面波素子と電子部品パッケ
ージとの間の接合強度の低下が抑制された弾性表面波装
置を得ることができると共に、超音波を用いて接続する
ので、例えば、半田付けといった加熱による接続と比べ
て、例えばIDTといった他の部材への熱ダメージを低
減できるので、信頼性を向上できる。
【0024】上記製造方法においては、電極パッドと電
極パターン部との間に金属バンプを挟む前に、金属バン
プを電極パッド上に配置してもよい。
【0025】上記方法によれば、電極パッドが圧電体基
板の表面に露出しているので、電子部品パッケージ内の
電極パターン部上に金属バンプを配置する場合と比べ
て、上記配置の手間を軽減でき、弾性表面波装置の製造
を簡素化および確実化できる。
【0026】本発明の通信装置は、前記の課題を解決す
るために、上記の何れかに記載の弾性表面波装置を有す
ることを特徴としている。上記構成によれば、上述した
ように信頼性の向上した弾性表面波装置を有するので、
信頼性を改善できる。
【0027】
【発明の実施の形態】本発明の実施の各形態について図
1ないし図8に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。
【0028】(実施の第一形態)本発明の実施の第一形
態の弾性表面波装置には、図2に示すように、弾性表面
波素子といった電子部品用の、略直方体形状の外形を備
えた有底の容器であるパッケージ(電子部品パッケー
ジ)11が設けられている。上記パッケージ11は電気
絶縁性を有する素材から形成されている。上記素材とし
ては、ガラスエポキシ樹脂等のプラスチックや、アルミ
ナ等のセラミックが挙げられるが、プラスチックより耐
熱性や耐蝕性に優れたセラミックが好ましい。
【0029】このようなパッケージ11の寸法として
は、特に限定されないが、例えば2.5mm(長さ)×
2.0mm(幅)×1.1mm(高さ)といったように
10mm(長さ)×10mm(幅)×5mm(高さ)以
下の小型化されたものが好適に用いられる。
【0030】パッケージ11は、底板部(支持基板)
7、側壁部11a、キャップ(蓋部)11b、およびキ
ャビティ11cを有している。キャビティ11cは、弾
性表面波素子1を収納できる空間部であり、底板部7、
側壁部11a、キャップ11bにて囲まれて形成されて
いる。
【0031】上記底板部7における、パッケージ底面7
aとは反対面となる内部側表面7b上には、弾性表面波
素子1と外部とを導通させて、電気信号を入出力するた
めの電極パターン部6が形成されている。
【0032】パッケージ11の外表面、より好ましくは
厚さ方向の端面の底部側であるパッケージ底面7a上
に、後述する各弾性表面波素子1と外部回路との接続用
として、導電性金属、例えば銀等からなる外部接続端子
7cが、複数、例えば6端子、上記パッケージ底面7a
の各隅部および長手方向の各側部の中央部にそれぞれ設
けられている。また、各外部接続端子7cは、底板部7
の側面部または内部(ビアホールといった貫通孔)を介
して、対応する各電極パターン部6と電気的にそれぞれ
接続されている。
【0033】また、弾性表面波素子1は、弾性表面波を
用いて、高周波(100MHz以上、好ましくはGHz
以上)の電気信号を変換、例えば通過端域の信号を通過
させて通過帯域外の信号を抑制したり、インピーダンス
を変換したり、不平衡信号−平衡信号間変換機能を備え
たりできるものである。
【0034】このような弾性表面波素子1は、圧電体基
板1a上に、各IDT1b、および、各IDT1bの入
出力端子に合わせてそれぞれ設けられた各素子電極部8
とを備えている。各素子電極部8は、各IDT1bに対
し電気信号を入出力するためのものである。各IDT1
bおよび各素子電極部8はフォトリソグラフィー法等に
より形成された箔状の導電体(金属)によってそれぞれ
形成されている。
【0035】IDT1bは、例えば帯状の基端部(バス
バー)と、その基端部の一方の側部から直交する方向に
延びる複数の、互いに平行な電極指とを備えた電極指部
を2つ備えており、上記各電極指部の電極指の側部を互
いに対面するように互いの電極指間に入り組んだ状態に
て上記各電極指部を有するものである。
【0036】このようなIDT1bでは、各電極指の長
さや幅、隣り合う各電極指の間隔、互いの電極指間での
入り組んだ状態の対面長さを示す交差幅を、それぞれ設
定することにより信号変換特性や、通過帯域の設定(フ
ィルタ機能)が可能となっている。
【0037】また、弾性表面波素子1は、圧電体基板1
aの形状、つまり略直方体形状に形成され、弾性表面波
素子1の長手方向をパッケージ11のキャビティ11c
の長手方向に合わせて、キャビティ11c内に密封され
て配置されている。
【0038】弾性表面波素子1は、パッケージ11の内
部のキャビティ11c内にてパッケージ11に対しフリ
ップチップ工法によりフェースダウン実装されている。
つまり、弾性表面波素子1の各素子電極部8と、それら
にそれぞれ対面する位置に形成されたパッケージ11の
各電極パターン部6との間の電気的導通が各金属バンプ
接続部5の介在により確保されている。さらに、金属バ
ンプ接続部5の結合力により弾性表面波素子1はパッケ
ージ11内に機械的に支持されている。
【0039】このような弾性表面波素子1では、それら
IDT1bと底板部7との間に空間(空隙)を有して底
板部7上に実装つまりフェースダウン実装されているの
で、弾性表面波素子1の各IDT1bにおける動作の確
保を上記空間により安定化できる。
【0040】また、上記フリップチップ工法を用いたフ
ェースダウン実装によって、弾性表面波素子1とパッケ
ージ11との間の電気的および機械的な結合を容易化で
きると共に得られた弾性表面波装置を小型化できる。
【0041】これは、各IDT1bが底板部7に面して
いることにより、各IDT1bと各素子電極部8との間
の入出力用の配線パターンを簡素化でき、かつ、金属バ
ンプ接続部5による結合つまりフリップチップ工法によ
り電気的な結合と機械的な結合とを兼用できるからであ
る。
【0042】このようなフリップチップ工法では、弾性
表面波素子1の表面面積内にて各電極パターン部6を形
成できるので、従来のように、電気的な接続部を弾性表
面波素子の表面方向外側に設ける必要があるワイヤボン
ディング法等を用いたパッケージの場合と比較してパッ
ケージ11の全体容積を低減でき、よって、得られた弾
性表面波装置を小型化できる。
【0043】次に、図1に基づきフリップチップ工法の
ための金属バンプ接続部5について説明する。
【0044】弾性表面波素子1の素子電極部8は、図1
に示すように、電極パッド2と、中間電極3と、上部電
極4とをこの順にて有している。電極パッド2は、圧電
体基板1aにおける、IDT1bの形成面と同一面に、
厚さ100nm〜400nm程度にて、下記の素材によ
り形成されている。
【0045】電極パッド2の素材は、主成分としてのA
lと、副成分としてのCuとの合金であり、Cuの重量
比が3.5%以上のものである。主成分とは、重量比で
50%以上をいう。電極パッド2上の中間電極3は、N
iCrからなっている。中間電極3上の上部電極4はA
lまたはAlを含む金属からなっている。
【0046】なお、電極パッド2、中間電極3、および
上部電極4の各電極面積については、本願発明において
特に限定されないが、中間電極3は、電極パッド2より
小面積なものであってもよく、中間電極3上の上部電極
4は、中間電極3と同形で互いに重なり合うように形成
されていてもよい。
【0047】パッケージ11の底板部7の電極パターン
部6の表面にはAuメッキが施されている。弾性表面波
素子1の上部電極4とパッケージ11の電極パターン部
6とはAuまたはAuを含む金属(導電体)からなる金
属バンプ接続部5により電気的かつ機械的に互いに接続
されている。
【0048】また、このような金属バンプ接続部5を形
成して、弾性表面波素子1をパッケージ11内に取り付
けるときには、後述するように、金属バンプを弾性表面
波素子1の各素子電極部8上に予め配置しておくことが
好ましい。
【0049】次に、このような金属バンプが予め配置さ
れた弾性表面波素子1の製造方法について図3および図
4に基づいて説明する。
【0050】まず、図4(a)に示すように、圧電体の
ウエハ21上に各IDTおよび素子電極部8を各弾性表
面波素子毎の集合体としてそれぞれ形成する。続いて、
図3(a)に示すように、金ワイヤ14を保持する管状
のキャピラリ12の先端から金ワイヤ14の先端部を所
定量突出させ、トーチ16の先端から金ワイヤ14の先
端部に放電すると、上記金ワイヤ14の先端部が溶融
し、図3(b)に示すように、金ワイヤ14の先端部に
金ボール14aが形成される。
【0051】その後、図4(a)に示すように、溶融し
ている金ボール14aを、素子電極部8の表面方向に対
し直交する方向から素子電極部8上に押し付け、金ワイ
ヤ14の長手方向に対し直交する方向に超音波振動を印
加する。これにより、上記金ボール14aを素子電極部
8上に付着させ、固定させる。
【0052】そして、図4(b)に示すように、金ボー
ル14aに近接した位置の金ワイヤ14を切断して、素
子電極部8上に金属バンプ5aが付着されて配置され
る。
【0053】続いて、各金属バンプ5aがそれぞれ配置
されたウエハ21をダイシングにより個々の各弾性表面
波素子1にカットして、各金属バンプ5aをそれぞれ各
素子電極部8上に有する弾性表面波素子1が形成され
る。
【0054】このような金属バンプ5aには、半球状の
バンプ本体上に、金ワイヤの突起部が外方に向かって
(素子電極部8の表面に対しほぼ直交する方向に)形成
されていることになる。
【0055】次に、このような弾性表面波素子1をパッ
ケージ11に対し、フリップチップ工法により取り付け
る方法について図5および図6に基づいて説明する。
【0056】まず、図5(a)に示す弾性表面波素子1
を、図5(b)に示すように、弾性表面波素子1の背面
(金属バンプ5aの形成面とは反対面)側から、超音波
ツール18により真空吸着にて保持して、金属バンプ5
aの形成面を下向きにて上記弾性表面波素子1をパッケ
ージ11上に搬送する。このとき、パッケージ11は、
キャップ11bが未装着であり、底板部7の内部側表面
が水平となるように載置されている。
【0057】その後、弾性表面波素子1を、パッケージ
11の各電極パターン部6に対し、それぞれ対応する各
金属バンプ5aが合うように、パッケージ11上に配置
して、超音波ツール18により押圧する。
【0058】続いて、図6に示すように、金属バンプ5
aの形成面の表面方向に沿って超音波振動(往復振動)
を印加する。必要に応じて上記表面方向に対し直交する
方向に荷重をさらに印加してもよい。さらに、必要に応
じて熱(ただし、半田付け等の加熱温度より低い)をさ
らに印加してもよい。
【0059】これにより、上記各金属バンプ5aが変形
し、かつ、表面がAuめっきされた各電極パターン部6
に対し、超音波振動により、金属バンプ5aおよび電極
パターン部6の各構成金属間にて相互拡散がより起こり
易くなるので、金属バンプ5aが電極パターン部6に結
合され、金属バンプ接続部5となる。このとき、金属バ
ンプ接続部5と素子電極部8との間にも相互拡散が生じ
ており、上記両者間の結合も増強される。
【0060】その後、図2に示すように、キャップ11
bをパッケージ11に装着して弾性表面波装置を得る。
このようにして弾性表面波素子1がパッケージ11に対
し超音波を用いて取り付けられ、収納される。
【0061】このようなフリップチップ工法によれば、
半田付けのような加熱温度を印加せずとも、弾性表面波
素子1をパッケージ11に対し、電気的に接続、かつ、
機械的に結合できるので、弾性表面波素子1の他の部
材、例えばIDT1b等への熱ダメージの発生を回避で
きて、信頼性を改善できる。
【0062】以下に、弾性表面波素子1における電極パ
ッド2の材料について検討した結果を説明する。図7
に、弾性表面波素子1の電極パッド2のCuの種々の重
量比とクラックの発生率の関係を調査した結果を示す。
その結果から、Cuの重量比が3.5%以上であるとク
ラックの発生が抑制されることが確認された。
【0063】また、Cuの含有率が大きくなると、Al
とCuとの合金の抵抗率も上昇し、電極パッド2の抵抗
が大となるので、Cuの含有率(重量比)は、25%以
下が好ましく、さらに好ましくは18%以下である。
【0064】このような結果に関する考察を以下に説明
する。まず、フリップチップ工法では、弾性表面波素子
1を、金属バンプ接続部5によりパッケージ11の電極
パターン部6に接続する際に印加される荷重や超音波パ
ワーなどにより、弾性表面波素子1の電極パッド2の部
分に大きな応力が加わる。特に各電極パッド2が圧電体
基板1aの表面周辺部に形成されているため、圧電体基
板1aの表面周辺部に大きな応力が加わる。
【0065】一方、AlとCuとの合金において合金中
のCuの重量比が大きくなるに伴い、AlとCuとの合
金の硬度が上昇する。そこで、電極パッド2を、Cuの
重量比3.5%以上であるAlとCuの合金で形成する
ことにより、電極パッド2の硬度が向上する。
【0066】その結果、電極パッド2は、フリップチッ
プ工法による製造時や、上記弾性表面波装置を用いた通
信装置を使用しているときの衝撃時における応力から、
圧電体基板1aを保護する役割を果たし、圧電体基板1
aにおけるクラックや割れの発生が回避される。
【0067】よって、本発明に係る弾性表面波装置で
は、製造時や、衝撃時における、圧電体基板1aに対す
るクラックや割れの発生を防止できるので、製造時の歩
留まりを向上できると共に、経時的な故障率を低減でき
て信頼性を改善できる。
【0068】なお、本実施の第一形態では、圧電体基板
1aとしては、タンタル酸リチウムを挙げたが、弾性表
面波素子1の圧電体基板1aとして機能するものであれ
ば特に限定されるものではない。また、本実施の第一形
態では中間電極3を配置したが、中間電極3は電極パッ
ド2と上部電極4の密着強度を確保するためのもので、
本発明において本質的なものではない。
【0069】本実施の第一形態では中間電極3の材料と
しては、NiCrを挙げたが、電極パッド2と上部電極
4の密着強度が得られる金属材料であれば特に限定され
るものではなく、例えばTi、Cr等でも同様の効果が
得られる。上部電極4は金属バンプ5aや金属バンプ接
続部5との接合強度が得られれば特に材料に限定される
ものではなく、例えばAuを含んだ金属材料でも同様の
効果が得られる。
【0070】さらに、本実施の第一形態では中間電極3
と上部電極4がそれぞれ単層であるが、電極パッド2と
金属バンプ接続部5間の接合強度が得られる構造であれ
ばそれぞれ複数層、または中間電極3と上部電極4の組
み合わせを厚み方向に繰り返した構造でも構わない。
【0071】(実施の第二形態)続いて、図8を参照し
ながら、本実施の第一形態に記載の弾性表面波装置を搭
載した通信装置100について説明する。上記通信装置
100は、受信を行うレシーバ側(Rx側)として、ア
ンテナ101、アンテナ共用部/RFTopフィルタ1
02、アンプ103、Rx段間フィルタ104、ミキサ
105、1stIFフィルタ106、ミキサ107、2
ndIFフィルタ108、1st+2ndローカルシン
セサイザ111、TCXO(temperature compensated
crystal oscillator(温度補償型水晶発振器))11
2、デバイダ113、ローカルフィルタ114を備えて
構成されている。Rx段間フィルタ104からミキサ1
05へは、図8に二本線で示したように、バランス性を
確保するために各平衡信号にて送信することが好まし
い。
【0072】また、上記通信装置100は、送信を行う
トランシーバ側(Tx側)として、上記アンテナ101
および上記アンテナ共用部/RFTopフィルタ102
を共用するとともに、TxIFフィルタ121、ミキサ
122、Tx段間フィルタ123、アンプ124、カプ
ラ125、アイソレータ126、APC(automaticpow
er control (自動出力制御))127を備えて構成さ
れている。
【0073】そして、上記のRx段間フィルタ104、
1stIFフィルタ106、TxIFフィルタ121、
Tx段間フィルタ123には、上述した本実施の第一形
態に記載の弾性表面波装置が好適に利用できる。
【0074】よって、上記通信装置は、用いた弾性表面
波装置が小型化や高信頼性化されていることにより、小
型化、特にGHz帯域以上において小型化および高信頼
性化を図れるものとなっている。
【0075】
【発明の効果】本発明の弾性表面波装置は、以上のよう
に、圧電体基板上に形成された電極パッドと電極パター
ン部との間を電気的に接続すると共に、弾性表面波素子
を電子部品パッケージに支持するための金属バンプ接続
部が設けられ、電極パッドは、圧電体基板を印加される
応力から保護するために、主成分としてのAlと副成分
としてのCuとを含み、かつCuの重量比が3.5%以
上である構成である。
【0076】それゆえ、上記構成は、電極パッドにおけ
るCuの重量比が3.5%以上であるので、金属バンプ
接続部と電極パッドとの間の接合強度を十分有し、かつ
圧電体基板にクラックや割れの発生を抑制できるため、
弾性表面波素子の破損や接合強度の低下を低減できるた
め、歩留まりの向上や、故障率の低減、信頼性の向上と
いう効果を奏する。
【0077】本発明の弾性表面波装置の製造方法は、以
上のように、電極パッドと、電子部品パッケージ上に設
けられた電極パターン部との間に金属バンプを挟み、金
属バンプから金属バンプ接続部を超音波を用いて形成す
る方法である。
【0078】それゆえ、上記方法は、超音波を用いて接
続するので、例えば、半田付けといった加熱による接続
と比べて、例えばIDTといった他の部材への熱ダメー
ジを低減できるので、信頼性を向上できるという効果を
奏する。
【0079】本発明の通信装置は、以上のように、上記
弾性表面波装置を有する構成である。それゆえ、上記構
成は、信頼性に優れた弾性表面波装置を有するので、高
信頼性化を図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る弾性表面波装置における要部拡大
構成図である。
【図2】上記弾性表面波装置の概略構成図である。
【図3】上記弾性表面波装置の弾性表面波素子を多数形
成したウエハに対し、金属バンプを形成する各工程の一
部を示す説明図であり、(a)は金ワイヤの先端部に、
放電により金ボールを形成する様子を示し、(b)は金
ボールをウエハの素子電極部上に配置する様子を示す。
【図4】上記金属バンプを形成する各工程の残部を示す
説明図であり、金ワイヤと、その先端部の金ボールとの
間を切断して形成した金属バンプを示す。
【図5】上記金属バンプが配置された弾性表面波素子を
パッケージに取り付ける各工程の一部を示す説明図であ
り、(a)は上記ウエハが切り出されてなる弾性表面波
素子を示し、(b)は上記弾性表面波素子が超音波ツー
ルに支持されてパッケージ内に載置される様子を示す。
【図6】上記各工程の残部を示す説明図であり、弾性表
面波素子とパッケージとを互いに接続するときに、上記
両者間に挟んだ金属バンプから超音波と押圧により金属
バンプ接続部を形成する様子を示す。
【図7】上記素子電極部における電極パッドのAl合金
中のCuの重量比とクラック発生率の関係を示すグラフ
である。
【図8】本発明の弾性表面波装置を用いた通信装置の要
部ブロック図である。
【符号の説明】
1 弾性表面波素子 2 電極パッド 3 中間電極 4 上部電極 5 金属バンプ接続部 5a 金属バンプ 6 電極パターン部 7 底板部 8 素子電極部 11 パッケージ
フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−196407(JP,A) 特開2000−299355(JP,A) 特開2000−286662(JP,A) Hiromi Tatsuda,Ta ira Horishima,Take shi Eimura,and Tak ano Ooiwa,Miniatur ized SAW Filters U sing a Flip−Chip T echnique,IEEE TRAN SACTIONS ON ULTRAS ONICS,FERROELECTRI CS,AND FREQUENCY C ONTROL,1996年 1月,VOL. 43,NO.1,p.125−130 M.Koshino,M.Kawas e,Y.Kuroda,N.Mishi ma,T.Takagi,K.Saki nada,Y.Ebata and S.Kimura,Small−siz ed Dual−band SAW F ilters using Flip− chip Bonding Techn ology,IEEE ULTRASO NICS SYMPOSIUM,1999 年,p.341−346 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 9/145 H01L 21/60 311 H03H 3/08 H03H 9/25

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】くし型電極部と、くし型電極部に電気信号
    を入出力するための電極パッドとを圧電体基板上に有す
    る弾性表面波素子が設けられ、 弾性表面波素子を支持すると共に、電気信号を入出力す
    るための電極パターン部を備えた電子部品パッケージが
    設けられ、 電極パッドと電極パターン部との間を電気的に接続する
    ための金属バンプ接続部が設けられ、 電極パッドは、圧電体基板を印加される応力から保護す
    るために、主成分としてのAlと副成分としてのCuと
    を含み、かつCuの重量比が3.5%以上であり、さらに、金属バンプ接続部に電気的および機械的に接続
    され、金属バンプ接続部との接合強度を得るための上部
    電極が、Al、Alを含む金属またはAuを含む金属か
    らなるように設けられている ことを特徴とする弾性表面
    波装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の弾性表面波装置において 金属バンプ接続部はAuまたはAuを主成分とする金属
    材料からなっていることを特徴とする弾性表面波装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の弾性表面波装置に
    おいて、 さらに、電極パッドと上部電極との密着強度を確保する
    ための中間電極が電極パッド上に設けられていることを
    特徴とする弾性表面波装置。
  4. 【請求項4】請求項3記載の弾性表面波装置において、 中間電極は、NiCr、Ti、またはCrからなってい
    ることを特徴とする弾性表面波装置。
  5. 【請求項5】請求項1ないし4の何れか1項に記載の弾
    性表面波装置において、 電極パッドは、Cuの重量比が25%以下であることを
    特徴とする弾性表面波装置。
  6. 【請求項6】請求項1ないし5の何れか1項に記載の弾
    性表面波装置の製造方法において、 電極パッドと、電子部品パッケージ上に設けられた電極
    パターン部との間に金属バンプを挟み、 金属バンプから金属バンプ接続部を超音波を用いて形成
    することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
  7. 【請求項7】請求項6記載の弾性表面波装置の製造方法
    において、 電極パッドと電極パターン部との間に金属バンプを挟む
    前に、 金属バンプを電極パッド上に配置することを特徴とする
    弾性表面波装置の製造方法。
  8. 【請求項8】請求項1ないし5の何れか1項に記載の弾
    性表面波装置を有することを特徴とする通信装置。
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