封止電子部品
【課題】導電性の異物によるバンプの短絡を防ぐ。
【解決手段】フィルタ素子２ａは、機械的振動が励振される機能部２２ａが形成された機能部形成面２５ａを基板３ａの素子搭載面３５ａとを向かい合わせ、フィルタ素子２ａの側のパット２１ａと基板３ａの側のパット３１ａとの間をバンプ４ａを介してフリップチップ接合することにより基板３ａへ実装される。フィルタ素子２ａは、樹脂封止剤５ａによりサイドフィル方式によって中空封止されている。さらに、フィルタ素子２ａの機能部形成面２５ａには、ダム（隔壁）６ａが形成されている。ダム６ａは、フィルタ素子２ａと基板３ａとの間の信号伝達経路となっているバンプ４１ａ〜４４ａの全てを内包する矩形の領域２５５ａと領域２５５ａを取り囲む領域２５６ａとを隔てている。
【解決手段】フィルタ素子２ａは、機械的振動が励振される機能部２２ａが形成された機能部形成面２５ａを基板３ａの素子搭載面３５ａとを向かい合わせ、フィルタ素子２ａの側のパット２１ａと基板３ａの側のパット３１ａとの間をバンプ４ａを介してフリップチップ接合することにより基板３ａへ実装される。フィルタ素子２ａは、樹脂封止剤５ａによりサイドフィル方式によって中空封止されている。さらに、フィルタ素子２ａの機能部形成面２５ａには、ダム（隔壁）６ａが形成されている。ダム６ａは、フィルタ素子２ａと基板３ａとの間の信号伝達経路となっているバンプ４１ａ〜４４ａの全てを内包する矩形の領域２５５ａと領域２５５ａを取り囲む領域２５６ａとを隔てている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的振動が励振される機能部を有する素子を基板にフリップチップ実装してサイドフィル方式で封止した封止電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６は、素子９２を基板９３にフリップチップ実装してサイドフィル方式で封止した従来の封止電子部品９の概略構成を示す模式図である。図１６は、封止電子部品９の断面図となっている。
【０００３】
図１６に示すように、封止電子部品９は、素子９２と基板９３とがバンプ９４によってフリップチップ接合された構造を有している。素子９２は、サイドフィル方式で中空封止され、素子９２の機能部９２２が形成された機能部形成面９２５と基板９３の素子９２が搭載される素子搭載面９３５との間隙は、樹脂封止剤９５によって気密に封止されている。
【０００４】
しかし、従来の封止電子部品９では、樹脂封止剤９５が機能部９２２まで到達することを防ぐことができない。このため、表面弾性波デバイスや圧電薄膜デバイスのような機能部９２２に機械的振動が励振される素子をサイドフィル方式で封止した封止電子部品９では、素子９２の特性が樹脂封止剤９５によって劣化してしまうという問題があった。
【０００５】
このため、特許文献１に示すように、機能部９２２を囲むダムを機能部形成面９２５に形成することにより樹脂封止剤９５が機能部９２２まで到達することを防ぐことも検討されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−５５３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の技術では、樹脂封止剤が機能部に到達することを防ぐことはできても、封止が完了する前に導電性の異物がバンプの間に混入してバンプを短絡させてしまう場合があった。
【０００８】
本発明は、この問題を解決するためになされたもので、導電性の異物によるバンプの短絡を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、機械的振動が励振される機能部を有する素子と、前記素子が搭載される基板と、前記素子の前記機能部が形成された機能部形成面と、前記基板の前記素子が搭載される素子搭載面とを向かい合わせてフリップチップ接合するバンプと、前記機能部形成面に形成された隔壁と、サイドフィル方式で前記素子を封止する封止体とを備え、前記隔壁が、前記バンプのうち前記素子と前記基板との間の信号伝達経路となる特定バンプを内包する第１領域と前記第１領域を取り囲む第２領域とを隔てる第１隔壁、及び、一の前記特定バンプと他の前記特定バンプとを隔てる第２隔壁の少なくとも一方を有する。
【００１０】
請求項２の発明は、前記第１隔壁が前記第１領域を隙間なく包囲する請求項１に記載の封止電子部品である。
【００１１】
請求項３の発明は、前記第１領域が前記バンプの全てを内包する請求項１又は請求項２に記載の封止電子部品である。
【００１２】
請求項４の発明は、前記隔壁が、前記機能部を内包する第３領域と前記第３領域を取り囲む第４領域とを隔てる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の封止電子部品である。
【００１３】
請求項５の発明は、前記隔壁及び前記バンプが、前記機能部を内包する第３領域と前記第３領域を取り囲む第４領域とを隔てる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の封止電子部品である。
【００１４】
請求項６の発明は、前記機能部形成面と前記素子搭載面との間隔より高さが低い前記隔壁を前記フリップチップ接合に先立って形成することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の封止電子部品である。
【００１５】
請求項７の発明は、前記隔壁の材質が感光性のポリイミドであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の封止電子部品である。
【００１６】
請求項８の発明は、前記隔壁の材質がフォトレジストであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の封止電子部品である。
【００１７】
請求項９の発明は、前記隔壁の幅が１５μｍ以上であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の封止電子部品である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、導電性の異物による特定バンプの短絡を防ぐことができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、導電性の異物による特定バンプの短絡をより確実に防ぐことができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、全てのバンプを保護することができる。
【００２１】
請求項４ないし請求項５の発明によれば、封止体が機能部へ到達することを防ぐことができるので、封止体による素子の特性の劣化を防ぐことができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、フリップチップ接合を行うときに隔壁が破壊されることがなくなる。
【００２３】
請求項７ないし請求項８の発明によれば、フォトリソグラフィによる精密なパターニングが可能であるとともに、ハードベークにより隔壁を強固にすることができる。
【００２４】
請求項１０の発明によれば、隔壁の破壊を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下では、２個の圧電薄膜共振子（ＦＢＡＲ；Film Bulk Acoustic Resonator）を組み合わせたラダー型フィルタの素子（以下、「フィルタ素子」）を基板にフリップリップ実装してサイドフィル方式で封止した封止フィルタを例として、本発明の封止電子部品の望ましい実施形態について説明する。しかし、以下で説明する実施形態は、本発明の封止電子部品が封止フィルタのみに限定されることを意味するものではない、すなわち、本発明における封止電子部品とは、一般的に言えば、機械的振動が励振される機能部を有する素子を基板にフリップチップ実装してサイドフィル方式で封止した封止電子部品全般を意味しており、基板にフリップチップ実装された素子がサイドフィル方式で封止された表面弾性波デバイスや圧電薄膜デバイスを含んでいる。
【００２６】
＜１ 第１実施形態＞
＜１．１ 封止フィルタの構成＞
図１は、第１実施形態に係る封止フィルタ１ａの概略構成を示す模式図である。図１は、封止フィルタ１ａの断面図となっている。図１には、説明の便宜上、左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とするＸＹＺ直交座標系が定義されている。このＸＹＺ直交座標系は、後述する図２、図３に定義されたＸＹＺ直交座標系と共通となっている。
【００２７】
図１に示すように、封止フィルタ１ａは、機械的振動が励振される機能部２２ａを有するフィルタ素子２ａと、フィルタ素子２ａが搭載される基板３ａとを備える。フィルタ素子２ａは、機能部２２ａが形成されたフィルタ素子２ａの機能部形成面２５ａとフィルタ素子２ａが搭載される基板３ａの素子搭載面３５ａとを向かい合わせ、フィルタ素子２ａの側のパット２１ａと基板３ａの側のパット３１ａとの間をバンプ４ａを介してフリップチップ接合することにより基板３ａへ実装される。バンプ４ａとしては、金バンプを採用することが望ましいが、はんだバンプ等を採用することもできる。また、フィルタ素子２ａの基板３ａへのフリップチップ接合は、圧接接合、超音波接合、ハンダ接合、導電性接着剤接合等により行うことができる。
【００２８】
フィルタ素子２ａは、気中の浮遊物や水蒸気が機能部２２ａに作用して特性が劣化することを防止するため、サイドフィル方式によって中空封止されている。すなわち、封止フィルタ１ａでは、フィルタ素子２ａの機能部形成面２５ａに垂直な側面２６ａと基板３ａの素子搭載面３５ａとにまたがる封止体となる樹脂封止剤５ａによって、機能部形成面２５ａと素子搭載面３５ａとの間の間隙８ａが気密に封止されている。樹脂封止剤５ａとしては、例えば、エポキシ樹脂の封止剤を用いることができる。
【００２９】
さらに、フィルタ素子２ａの機能部形成面２５ａには、ダム（隔壁）６ａが形成されている。
【００３０】
＜１．２ ダム＞
図２は、第１実施形態に係るバンプ４ａ（４１ａ〜４４ａ）、ダム６ａ、機能部２２ａ及び機能部形成面２５ａの平面形状を示す平面図である。
【００３１】
封止フィルタ１ａでは、４個のバンプ４１ａ〜４４ａの全てがフィルタ素子２ａと基板３ａとの間の信号伝達経路となっており、バンプ４１ａ，４２ａが信号ラインとなり、バンプ４３ａ，４４ａがグランドラインとなっている。
【００３２】
ダム６ａは、機能部形成面２５ａの外郭に沿って形成され、バンプ４１ａ〜４４ａの全てを内包する矩形の領域２５５ａと領域２５５ａを取り囲む領域２５６ａとを隔てている。これにより、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４１ａ〜４４ａの間に混入してバンプ４１ａ〜４４ａが短絡することを防止することができる。すなわち、信号ライン同士や信号ラインとグランドラインとが短絡することを防止することができる。
【００３３】
また、ダム６ａは、機能部２２ａを内包する領域２５５ａと領域２５５ａを取り囲む領域２５６ａとを隔てる役割も果たしている。これにより、硬化前の樹脂封止剤５ａが機能部２２ａへ到達することを防ぐことができ、樹脂封止剤５ａによりフィルタ素子２ａの特性が劣化することを防ぐことができる。
【００３４】
このようにバンプ４１ａ〜４４ａの外側にダム６ａを形成することには、バンプ４１ａ〜４４ａがダム６ａの視認を妨げることがなくなるので、フリップチップ接合後にダム６ａの高さを検査することができるようになるという利点もある。
【００３５】
また、バンプ４１ａ〜４４ａをダム６ａで囲むことには、ダイシングソーで切断するときの切削水や飛散物からバンプ４１ａ〜４４ａを保護してバンプ４１ａ〜４４ａが剥離することを防止することができるという利点や、バンプ４１ａ〜４４ａがなんらかと搬送時に接触してバンプ４１ａ〜４４ａが剥離したり汚染されたりすることを防止することができるという利点もある。もちろん、ダム６ａは、バンプ４１ａ〜４４ａが樹脂封止剤５ａと接触しないようにして、樹脂封止剤５ａを硬化させるときの収縮に起因する応力がバンプ４１ａ〜４４ａに加わることを防止する役割も果たしている。
【００３６】
封止フィルタ１ａでは、バンプ４１ａ〜４４ａと機能部２２ａとの間にダム６ａを形成していないので、バンプ４１ａ〜４４ａと機能部２２ａとを接近させ、配線抵抗、浮遊キャパシタンス及び浮遊インダクタンス等を減らすことができる。
【００３７】
なお、ダム６ａは、導電性の異物によるバンプ４１ａ〜４４ａの短絡や樹脂封止剤５ａによるフィルタ素子２ａの特性の劣化を確実に防ぐためには、図２に示すように、領域２５５ａを隙間なく包囲していることが最も望ましいが、部分的に隙間があったとしても、導電性の異物の混入や樹脂封止剤５ａの侵入を阻止する障壁の機能を妨げない程度のものであれば問題とはならない。
【００３８】
封止フィルタ１ａの製造にあたっては、機能部形成面２５ａと素子搭載面３５ａとの間隔ｇより高さｈが低いダム６ａをフリップチップ接合に先立って機能部形成面２５ａに形成しておくことが望ましい。なぜならば、高さｈを間隔ｇより低くしておけば、フリップチップ接合を行うときに、ダム６ａが基板３ａに衝突して破壊され、ダム６ａの破片が散乱してフィルタ素子２ａに悪影響を与えることを防ぐことができるからである。なお、高さｈを間隔ｇ（典型的には、約２０μｍ）より１〜３μｍ低くしておけば、ダム６ａの基板３ａへの衝突を避けつつ、樹脂封止剤５ａの侵入を有効に阻止することができる。
【００３９】
ダム６ａの幅ｗは、フィルタ素子２ａを製造するときにダム６ａが破壊しない程度の強度、特に、ダイシングソーで切断するときの切削水の水圧でダム６ａが破壊されない程度の強度を有するように決定すればよい。なお、後述する感光性のポリイミドやフォトレジストによってダム６ａを作製した場合、幅ｗを１５μｍ以上とすれば、十分な強度を確保することができる。
【００４０】
ダム６ａの材質は、特に制限されないが、フォトリソグラフィによる精密なパターニングが可能なフォトレジストとすることが望ましく、ハードベークにより強固なものとすることができる感光性のポリイミドやフォトレジストとすることがさらに望ましい。フォトレジストとしては、例えば、エポキシ系のフォトレジスト、望ましくは、エポキシ樹脂・シクロペンタノン・プロピレンカーボネート及びヘキサフルオロアンチモン酸塩の混合物であるＳＵ−８（化薬マイクロケム株式会社、東京都千代田区）を用いることができる。
【００４１】
＜１．３ フィルタ素子＞
図３は、フィルタ素子２ａの概略構成を示す模式図であり、フィルタ素子２ａの斜視図となっている。
【００４２】
図３に示すように、フィルタ素子２ａは、支持基板２０１ａの上に、接着層２０２ａ、キャビティ形成膜２０３ａ、下面電極２０４ａ、圧電体薄膜２０５ａ及び上面電極２０６ａ（２０６１ａ〜２０６３ａ）をこの順序で積層した構造を有している。
【００４３】
支持基板２０１ａは、圧電体薄膜２０５ａを支持する支持体としての役割を有している。支持基板２０１ａは、圧電体薄膜２０５ａを構成する圧電材料と同じ材料で構成されることが望ましく、支持基板２０１ａにおける結晶方位と圧電体薄膜２０５ａにおける結晶方位とが一致していることがさらに望ましい。
【００４４】
接着層２０２ａは、圧電体薄膜２０５ａを支持基板２０１ａに接着固定する役割を有している。接着層２０２ａの望ましい例としては、有機接着剤、望ましくは、充填効果を有し、接着対象が完全に平坦ではなくても十分な接着力を発揮するエポキシ接着剤（熱硬化性を利用するエポキシ樹脂の接着剤）やアクリル接着剤（光硬化性及び熱硬化性を併用するアクリル樹脂の接着剤）により形成された接着層をあげることができる。
【００４５】
キャビティ形成膜２０３ａは、二酸化ケイ素(SiO2)等の絶縁材料を成膜することにより得られた絶縁体膜である。キャビティ形成膜２０３ａは、対向領域２０５１ａ，２０５２ａを取り囲むように圧電体薄膜２０５ａの下面に形成され、機能部２２ａを支持基板２０１ａから離隔させるキャビティを形成している。
【００４６】
圧電体薄膜２０５ａは、圧電体基板を除去加工することにより得られる。より具体的には、圧電体薄膜２０５ａは、単独で自重に耐え得る厚み（例えば、５０μｍ以上）を有する圧電体基板を、単独で自重に耐え得ない膜厚（例えば、１０μｍ以下）まで除去加工で薄肉化することにより得られる。
【００４７】
圧電体薄膜２０５ａを構成する圧電材料としては、所望の圧電特性を有する圧電材料を選択することができるが、水晶（SiO2）、ニオブ酸リチウム(LiNbO3）、タンタル酸リチウム（LiTaO3）、四ホウ酸リチウム（Li2B4O7）、酸化亜鉛（ZnO）、ニオブ酸カリウム（KNbO3）及びランガサイト（La3Ga3SiO14）等の粒界を含まない単結晶材料を選択することが望ましい。圧電体薄膜２０５ａを構成する圧電材料として単結晶材料を用いることにより、圧電体薄膜２０５ａの電気機械結合係数及び機械的品質係数を向上させ、広帯域かつ低挿入損失のフィルタ素子２ａを実現することができるからである。
【００４８】
圧電体基板の除去加工は、切削、研削及び研磨等の機械加工並びにエッチング等の化学加工等により行う。ここで、複数の除去加工方法を組み合わせ、加工速度が速い除去加工方法から、加工対象に生じる加工変質が小さい除去加工方法へと除去加工方法を段階的に切り替えながら圧電体基板を除去加工すれば、高い生産性を維持しつつ、圧電体薄膜２０５ａの品質を向上し、フィルタ素子２ａの特性を向上することができる。例えば、圧電体基板を固定砥粒に接触させて削る研削及び圧電体基板を遊離砥粒に接触させて削る研磨を順次行った後に、当該研磨によって圧電体基板に生じた加工変質層を仕上げ研磨により除去するようにすれば、圧電体基板を削る速度が早くなり、圧電薄膜フィルタの生産性を向上可能であるとともに、圧電体薄膜２０５ａの品質を向上することにより、フィルタ素子２ａの特性を向上可能である。
【００４９】
このようなフィルタ素子２ａでは、圧電体薄膜２０５ａをスパッタリング等により成膜した場合と異なり、圧電体薄膜２０５ａを構成する圧電材料や圧電体薄膜２０５ａにおける結晶方位が下地の制約を受けないので、圧電体薄膜２０５ａを構成する圧電材料や圧電体薄膜２０５ａにおける結晶方位の選択の自由度が高くなっている。したがって、フィルタ素子２ａでは、所望の特性を実現することが容易になっている。
【００５０】
下面電極２０４ａ及び上面電極２０６ａは、それぞれ、圧電体薄膜２０５ａの下面及び上面に導電材料を成膜することにより得られた導電体薄膜である。
【００５１】
下面電極２０４ａ及び上面電極２０６ａを構成する導電材料は、特に制限されないが、アルミニウム（Al）、銀（Ag）、銅（Cu）、白金（Pt）、金（Au）、クロム（Cr）、ニッケル（Ni）、モリブデン（Mo）、タングステン(W)及びタンタル（Ta）等の金属から選択することが望ましい。もちろん、下面電極２０４ａ及び上面電極２０６ａを構成する導電材料として合金を用いてもよい。また、複数種類の導電材料を重ねて成膜することにより、下面電極２０４ａ及び上面電極２０６ａを形成してもよい。
【００５２】
上面電極２０６１ａ，２０６２ａは、機能部２２ａの中の対向領域２０５１ａ，２０５２ａにおいて圧電体薄膜２０５ａを挟んで下面電極２０４ａと対向して圧電薄膜共振子を形成する。上面電極２０６１ａは、対向領域２０５１ａから−Ｘ方向へ引き出された後に延伸方向が−Ｙ方向、＋Ｘ方向に順次折り曲げられ、その一部は、フリップチップ接合用のパット２１ａとなっている。上面電極２０６２ａは、対向領域２０５２ａから＋Ｘ方向へ引き出された後に伸延方向が＋Ｙ方向、−Ｘ方向に順次折り曲げられ、その一部は、フリップチップ接合用のパット２１ａとなっている。
【００５３】
上面電極２０６３ａは、対向領域２０５３ａにおいて圧電体薄膜２０５ａを挟んで下面電極２０４ａと対向している。上面電極２０６３ａは、対向領域から−Ｙ方向に引き出された後に延伸方向が＋Ｘ方向に折り曲げられ、その一部は、フリップチップ接合用のパット２１ａとなっている。
【００５４】
圧電体薄膜２０５ａには、圧電体薄膜２０５ａの上面と下面との間を貫通し、下面電極２０４ａと上面電極２０６３ａとを導通させるバイアホール２０５７ａが形成されている。
【００５５】
＜１．４ フィルタ素子の実装＞
続いて、フィルタ素子２ａの基板３ａへの実装の手順を図４〜図９を参照しながら説明する。
【００５６】
ダム６ａの形成にあたっては、最初に、多数のフィルタ素子２ａが形成されたウエハ７１ａに２０μｍ〜５０μｍの膜厚のフォトレジスト膜（又は、感光性のポリイミド膜、以下同様）７２ａをスピンコートした（図４）。フォトレジスト膜７２ａの膜厚は、ウエハ７１ａの回転速度やフォトレジストの粘度によって制御することができるが、２０μｍ〜５０μｍの膜厚の均一なフォトレジスト膜７２ａを得るためには、フォトレジストの粘度は、３０００ｃＰ（３パスカル・秒）〜１００００ｃＰ（１０パスカル・秒）であることが望ましい。なぜならば、フォトレジストの粘度がこの範囲を下回ると、十分な膜厚を得ることが困難になるからであり、フォトレジストの粘度がこの範囲を上回ると、膜厚が不均一となるからである。
【００５７】
続いて、フォトリソグラフィにより、フォトレジスト膜７２ａのパターニングを行い、すなわち、露光、プリベーク、現像及びポストベークを順次行い、ダム６ａを形成した（図５）。しかる後に、ウエハ７１ａの側のパット２１ａの上に超音波接合によりバンプ４ａを形成した（図６）。
【００５８】
さらに、ダイシングソーでウエハ７１ａを切断することにより、機能部形成面２５ａにバンプ４ａ及びダム６ａが形成されたフィルタ素子２ａを得た（図７）。このとき、バンプ４ａは２方向がダム６ａによって保護されるので、切削水や飛散物によってバンプ４ａが剥離することは起こりくくなっている。
【００５９】
このようにして得られたフィルタ素子２ａを、フリップチップ実装機を用いて、機能部形成面２５ａを基板３ａに向けてフェイスダウン方式でフリップチップ実装した（図８）。
【００６０】
そして、フィルタ素子２ａの側面１１ｂと基板３ａの素子搭載面１４ａとの境界付近にディスペンサで樹脂封止剤５ａを供給して硬化させることにより、フィルタ素子２ａの周辺がサイドフィル方式で封止された封止フィルタ１を得た（図９）。
【００６１】
＜２ 第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態に係るダム６ａに代えて採用することができるダム６ｂに関する。図１０は、図２と同様に、第２実施形態に係るバンプ４ｂ（４１ｂ〜４４ｂ）、ダム６ｂ、機能部２２ｂ及び機能部形成面２５ｂの平面形状を示す平面図となっている。
【００６２】
ダム６ｂは、ダム６ａと同じ平面形状を有するダム６１ｂに加えて、ダム６２ｂを有している。
【００６３】
ダム６１ｂは、ダム６ａと同様に、機能部形成面２５ｂの外郭に沿って形成され、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっている４個のバンプ４１ｂ〜４４ｂの全て及び機能部２２ｂを内包する矩形の領域２５５ｂと領域２５５ｂを取り囲む領域２５６ｂとを隔てている。これにより、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４ｂの間に混入してバンプ４１ｂ〜４４ｂが短絡することを防ぐことができる。
【００６４】
ダム６２ｂは、バンプ４ｂの各々から見て、前後左右の４方向のうち、ダム６１ｂが形成されていない２方向に形成されている。これにより、一のバンプ４ｂと他のバンプ４ｂとの間をダム６２ｂによって隔てることができ、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４ｂの間に混入してバンプ４１ｂ〜４４ｂが短絡することをより確実に防止することができる。
【００６５】
また、このようにバンプ４１ｂ〜４４ｂの各々の４方向にダム６ｂを形成すると、ダイシングソーで切断するときの切削水や飛散物からバンプ４１ｂ〜４４ｂをより厳重に保護することができるので、バンプ４１ｂ〜４４ｂが剥離することをより確実に防止することができ、バンプ４１ｂ〜４４ｂが搬送時になんらかのものと接触してバンプ４１ｂ〜４４ｂが剥離したり汚染されたりすることをより確実に防止することができる。
【００６６】
＜３ 第３実施形態＞
第３実施形態は、バンプ４ｃの数が５個となった場合に、第１実施形態に係るダム６ａに代えて採用することができるダム６ｃに関する。図１１は、図２と同様に、第３実施形態に係るバンプ４ｃ（４１ｃ〜４５ｃ）、ダム６ｃ、機能部２２ｃ及び機能部形成面２５ｃの平面形状を示す平面図となっている。
【００６７】
ダム６ｃは、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっている３個のバンプ４１
ｃ〜４３ｃと信号伝達経路となっていない（無接続の）２個のバンプ４４ｃ〜４５ｃとの５個のバンプ４１ｃ〜４５ｃの全て及び機能部２２ｃを内包する凸形の領域２５５ｃと領域２５５ｃを取り囲む領域２５６ｃとを隔てている。これにより、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４１ｃ〜４５ｃの間に混入してバンプ４１ｃ〜４５ｃが短絡することを防止することができる。
【００６８】
＜４ 第４実施形態＞
第４実施形態は、第３実施形態に係るダム６ｃに代えて採用することができるダム６ｄに関する。図１２は、図２と同様に、第４実施形態に係るバンプ４ｄ（４１ｄ〜４５ｄ）、ダム６ｄ、機能部２２ｄ及び機能部形成面２５ｄの平面形状を示す平面図となっている。
【００６９】
ダム６ｄは、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっている３個のバンプ４１
ｄ〜４３ｄ及び機能部２２ｄを内包するが信号伝達経路となっていない２個のバンプ４４ｄ〜４５ｄを内包しない凸形の領域２５５ｄと領域２５５ｄを取り囲む領域２５６ｄとを隔てている。全てのバンプ４１ｄ〜４５ｄを保護するという観点からは、全てのバンプ４１ｄ〜４５ｄをダム６ｄで囲むことが望ましいが、バンプ４１ｄ〜４３ｄが電気的に短絡することによる不良を回避するという観点からは、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっているバンプ４１ｄ〜４３ｄのみをダム６ｄで囲めば十分だからである。
【００７０】
＜５ 第５実施形態＞
第５実施形態は、第３実施形態に係るダム６ｃに代えて採用することができるダム６ｅに関する。図１３は、図２と同様に、第５実施形態に係るバンプ４ｅ（４１ｅ〜４５ｅ）、ダム６ｅ、機能部２２ｅ及び機能部形成面２５ｅの平面形状を示す平面図となっている。
【００７１】
ダム６ｅは、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっている３個のバンプ４１
ｅ〜４３ｅ及び機能部２２ｅを内包するが信号伝達経路となっていない２個のバンプ４４ｅ〜４５ｅを内包しない十字型の領域２５５ｅと領域２５５ｅを取り囲む領域２５６ｅとを隔てている。全てのバンプ４１ｅ〜４５ｅを保護するという観点からは、全てのバンプ４１ｅ〜４５ｅをダム６ｅで囲むことが望ましいが、バンプ４１ｅ〜４３ｅが電気的に短絡することによる不良を回避するという観点からは、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっているバンプ４１ｅ〜４３ｅのみをダム６ｅで囲めば十分だからである。
【００７２】
なお、このようなダム６ｅによれば、２個のバンプ４４ｅ〜４５ｅがフィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっている場合でも、バンプ４４ｅと他のバンプ４１ｅ〜４３ｅ，４５ｅとはダム６ｅで隔てられており、バンプ４５ｅと他のバンプ４１ｅ〜４４ｅとはダム６ｅで隔てられているので、導電性の異物によるバンプ４１ｅ〜４５ｅの短絡を防ぐことはできる。
【００７３】
＜６ 第６実施形態＞
第６実施形態は、バンプ４ｆの数が８個となった場合に、第１実施形態に係るダム６ａに代えて採用することができるダム６ｆに関する。図１４は、図２と同様に、第６実施形態に係るバンプ４ｆ（４１ｆ〜４８ｆ）、ダム６ｆ、機能部２２ｆ及び機能部形成面２５ｆの平面形状を示す平面図となっている。
【００７４】
ダム６ｆは、ダム６ａと同じ平面形状を有するダム６１ｆに加えて、ダム６２ｆを有している。
【００７５】
ダム６１ｆは、ダム６ａと同様に、機能部形成面２５ｆの外郭に沿って形成され、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっている８個のバンプ４ｆの全て及び機能部２２ｆを内包する矩形の領域２５５ｆと領域２５５ｆを取り囲む領域２５６ｆとを隔てている。これにより、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４１ｆ〜４８ｆの間に混入してバンプ４１ｆ〜４８ｆが短絡することを防ぐことができる。
【００７６】
ダム６２ｆは、一列に並んだバンプ４１ｆ〜４４ｆと機能部２２ｆとを隔てるとともに、一列に並んだバンプ４５ｆ〜４８ｆと機能部２２ｆとを隔てている。これにより、バンプ４１ｆ〜４４ｆとバンプ４５ｆ〜４８ｆとの間をダム６２ｆによって隔てることができ、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４１ｆ〜４８ｆの間に混入してバンプ４１ｆ〜４８ｆが短絡することをより確実に防止することができる。
【００７７】
また、このようにバンプ４１ｆ〜４４ｆ，４５ｆ〜４８ｆの各々に四方にダム６ｆを形成すると、ダイシングソーで切断するときの切削水や飛散物からバンプ４１ｆ〜４８ｆをより厳重に保護することができるので、バンプ４１ｆ〜４８ｆが剥離することをより確実に防止することができ、バンプ４１ｆ〜４８ｆが搬送時になんらかのものと接触してバンプ４１ｆ〜４８ｆが剥離したり汚染されたりすることをより確実に防止することができる。
【００７８】
＜７ 第７実施形態＞
第７実施形態は、バンプ４ｇの数が７個となった場合に、第１実施形態に係るダム６ａに代えて採用することができるダム６ｇに関する。図１５は、図２と同様に、第７実施形態に係るバンプ４ｇ（４１ｇ〜４７ｇ）、ダム６ｇ、機能部２２ｇ及び機能部形成面２５ｇの平面形状を示す平面図となっている。
【００７９】
第７実施形態では、バンプ４１ｇ〜４７ｇはダム６ｇに囲まれていないが、一のバンプ４１ｇ〜４７ｇと他のバンプ４１ｇ〜４７ｇとはＬ字形のダム６ｇによって隔てられている。このようなダム６ｇによっても、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４１ｇ〜４７ｇの間に混入してバンプ４１ｇ〜４７ｇが短絡することを防止することができる。
【００８０】
さらに、第７実施形態では、機能部２２ｇもダム６ｇに囲まれていないが、ダム６ｇ及びバンプ４１ｇ〜４４ｇが、機能部２２ｇを内包する略十字形の領域２５５ｇと領域２５５ｇを取り囲む領域２５６ｇとを隔てているので、やはり、硬化前の樹脂封止剤が機能部２２ｇへ到達することを防ぐことができ、樹脂封止剤によりフィルタ素子の特性が劣化することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１実施形態に係る封止フィルタの断面図である。
【図２】第１実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図３】フィルタ素子の斜視図である。
【図４】フォトレジスト膜をスピンコートしたウエハを示す断面図である。
【図５】ダムを形成したウエハを示す断面図である。
【図６】バンプを形成したウエハを示す断面図である。
【図７】ウエハを切断して得られたフィルタ素子を示す断面図である。
【図８】フィルタ素子がフリップチップ実装された基板を示す断面図である。
【図９】サイドフィル方式で封止された封止フィルタを示す断面図である。
【図１０】第２実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図１１】第３実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図１２】第４実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図１３】第５実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図１４】第６実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図１５】第７実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図１６】従来の封止電子部品の側面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ａ 封止フィルタ
２ａ フィルタ素子
３ａ 基板
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ バンプ
５ａ 樹脂封止剤
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ ダム（隔壁）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的振動が励振される機能部を有する素子を基板にフリップチップ実装してサイドフィル方式で封止した封止電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６は、素子９２を基板９３にフリップチップ実装してサイドフィル方式で封止した従来の封止電子部品９の概略構成を示す模式図である。図１６は、封止電子部品９の断面図となっている。
【０００３】
図１６に示すように、封止電子部品９は、素子９２と基板９３とがバンプ９４によってフリップチップ接合された構造を有している。素子９２は、サイドフィル方式で中空封止され、素子９２の機能部９２２が形成された機能部形成面９２５と基板９３の素子９２が搭載される素子搭載面９３５との間隙は、樹脂封止剤９５によって気密に封止されている。
【０００４】
しかし、従来の封止電子部品９では、樹脂封止剤９５が機能部９２２まで到達することを防ぐことができない。このため、表面弾性波デバイスや圧電薄膜デバイスのような機能部９２２に機械的振動が励振される素子をサイドフィル方式で封止した封止電子部品９では、素子９２の特性が樹脂封止剤９５によって劣化してしまうという問題があった。
【０００５】
このため、特許文献１に示すように、機能部９２２を囲むダムを機能部形成面９２５に形成することにより樹脂封止剤９５が機能部９２２まで到達することを防ぐことも検討されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−５５３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の技術では、樹脂封止剤が機能部に到達することを防ぐことはできても、封止が完了する前に導電性の異物がバンプの間に混入してバンプを短絡させてしまう場合があった。
【０００８】
本発明は、この問題を解決するためになされたもので、導電性の異物によるバンプの短絡を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、機械的振動が励振される機能部を有する素子と、前記素子が搭載される基板と、前記素子の前記機能部が形成された機能部形成面と、前記基板の前記素子が搭載される素子搭載面とを向かい合わせてフリップチップ接合するバンプと、前記機能部形成面に形成された隔壁と、サイドフィル方式で前記素子を封止する封止体とを備え、前記隔壁が、前記バンプのうち前記素子と前記基板との間の信号伝達経路となる特定バンプを内包する第１領域と前記第１領域を取り囲む第２領域とを隔てる第１隔壁、及び、一の前記特定バンプと他の前記特定バンプとを隔てる第２隔壁の少なくとも一方を有する。
【００１０】
請求項２の発明は、前記第１隔壁が前記第１領域を隙間なく包囲する請求項１に記載の封止電子部品である。
【００１１】
請求項３の発明は、前記第１領域が前記バンプの全てを内包する請求項１又は請求項２に記載の封止電子部品である。
【００１２】
請求項４の発明は、前記隔壁が、前記機能部を内包する第３領域と前記第３領域を取り囲む第４領域とを隔てる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の封止電子部品である。
【００１３】
請求項５の発明は、前記隔壁及び前記バンプが、前記機能部を内包する第３領域と前記第３領域を取り囲む第４領域とを隔てる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の封止電子部品である。
【００１４】
請求項６の発明は、前記機能部形成面と前記素子搭載面との間隔より高さが低い前記隔壁を前記フリップチップ接合に先立って形成することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の封止電子部品である。
【００１５】
請求項７の発明は、前記隔壁の材質が感光性のポリイミドであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の封止電子部品である。
【００１６】
請求項８の発明は、前記隔壁の材質がフォトレジストであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の封止電子部品である。
【００１７】
請求項９の発明は、前記隔壁の幅が１５μｍ以上であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の封止電子部品である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、導電性の異物による特定バンプの短絡を防ぐことができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、導電性の異物による特定バンプの短絡をより確実に防ぐことができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、全てのバンプを保護することができる。
【００２１】
請求項４ないし請求項５の発明によれば、封止体が機能部へ到達することを防ぐことができるので、封止体による素子の特性の劣化を防ぐことができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、フリップチップ接合を行うときに隔壁が破壊されることがなくなる。
【００２３】
請求項７ないし請求項８の発明によれば、フォトリソグラフィによる精密なパターニングが可能であるとともに、ハードベークにより隔壁を強固にすることができる。
【００２４】
請求項１０の発明によれば、隔壁の破壊を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下では、２個の圧電薄膜共振子（ＦＢＡＲ；Film Bulk Acoustic Resonator）を組み合わせたラダー型フィルタの素子（以下、「フィルタ素子」）を基板にフリップリップ実装してサイドフィル方式で封止した封止フィルタを例として、本発明の封止電子部品の望ましい実施形態について説明する。しかし、以下で説明する実施形態は、本発明の封止電子部品が封止フィルタのみに限定されることを意味するものではない、すなわち、本発明における封止電子部品とは、一般的に言えば、機械的振動が励振される機能部を有する素子を基板にフリップチップ実装してサイドフィル方式で封止した封止電子部品全般を意味しており、基板にフリップチップ実装された素子がサイドフィル方式で封止された表面弾性波デバイスや圧電薄膜デバイスを含んでいる。
【００２６】
＜１ 第１実施形態＞
＜１．１ 封止フィルタの構成＞
図１は、第１実施形態に係る封止フィルタ１ａの概略構成を示す模式図である。図１は、封止フィルタ１ａの断面図となっている。図１には、説明の便宜上、左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とするＸＹＺ直交座標系が定義されている。このＸＹＺ直交座標系は、後述する図２、図３に定義されたＸＹＺ直交座標系と共通となっている。
【００２７】
図１に示すように、封止フィルタ１ａは、機械的振動が励振される機能部２２ａを有するフィルタ素子２ａと、フィルタ素子２ａが搭載される基板３ａとを備える。フィルタ素子２ａは、機能部２２ａが形成されたフィルタ素子２ａの機能部形成面２５ａとフィルタ素子２ａが搭載される基板３ａの素子搭載面３５ａとを向かい合わせ、フィルタ素子２ａの側のパット２１ａと基板３ａの側のパット３１ａとの間をバンプ４ａを介してフリップチップ接合することにより基板３ａへ実装される。バンプ４ａとしては、金バンプを採用することが望ましいが、はんだバンプ等を採用することもできる。また、フィルタ素子２ａの基板３ａへのフリップチップ接合は、圧接接合、超音波接合、ハンダ接合、導電性接着剤接合等により行うことができる。
【００２８】
フィルタ素子２ａは、気中の浮遊物や水蒸気が機能部２２ａに作用して特性が劣化することを防止するため、サイドフィル方式によって中空封止されている。すなわち、封止フィルタ１ａでは、フィルタ素子２ａの機能部形成面２５ａに垂直な側面２６ａと基板３ａの素子搭載面３５ａとにまたがる封止体となる樹脂封止剤５ａによって、機能部形成面２５ａと素子搭載面３５ａとの間の間隙８ａが気密に封止されている。樹脂封止剤５ａとしては、例えば、エポキシ樹脂の封止剤を用いることができる。
【００２９】
さらに、フィルタ素子２ａの機能部形成面２５ａには、ダム（隔壁）６ａが形成されている。
【００３０】
＜１．２ ダム＞
図２は、第１実施形態に係るバンプ４ａ（４１ａ〜４４ａ）、ダム６ａ、機能部２２ａ及び機能部形成面２５ａの平面形状を示す平面図である。
【００３１】
封止フィルタ１ａでは、４個のバンプ４１ａ〜４４ａの全てがフィルタ素子２ａと基板３ａとの間の信号伝達経路となっており、バンプ４１ａ，４２ａが信号ラインとなり、バンプ４３ａ，４４ａがグランドラインとなっている。
【００３２】
ダム６ａは、機能部形成面２５ａの外郭に沿って形成され、バンプ４１ａ〜４４ａの全てを内包する矩形の領域２５５ａと領域２５５ａを取り囲む領域２５６ａとを隔てている。これにより、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４１ａ〜４４ａの間に混入してバンプ４１ａ〜４４ａが短絡することを防止することができる。すなわち、信号ライン同士や信号ラインとグランドラインとが短絡することを防止することができる。
【００３３】
また、ダム６ａは、機能部２２ａを内包する領域２５５ａと領域２５５ａを取り囲む領域２５６ａとを隔てる役割も果たしている。これにより、硬化前の樹脂封止剤５ａが機能部２２ａへ到達することを防ぐことができ、樹脂封止剤５ａによりフィルタ素子２ａの特性が劣化することを防ぐことができる。
【００３４】
このようにバンプ４１ａ〜４４ａの外側にダム６ａを形成することには、バンプ４１ａ〜４４ａがダム６ａの視認を妨げることがなくなるので、フリップチップ接合後にダム６ａの高さを検査することができるようになるという利点もある。
【００３５】
また、バンプ４１ａ〜４４ａをダム６ａで囲むことには、ダイシングソーで切断するときの切削水や飛散物からバンプ４１ａ〜４４ａを保護してバンプ４１ａ〜４４ａが剥離することを防止することができるという利点や、バンプ４１ａ〜４４ａがなんらかと搬送時に接触してバンプ４１ａ〜４４ａが剥離したり汚染されたりすることを防止することができるという利点もある。もちろん、ダム６ａは、バンプ４１ａ〜４４ａが樹脂封止剤５ａと接触しないようにして、樹脂封止剤５ａを硬化させるときの収縮に起因する応力がバンプ４１ａ〜４４ａに加わることを防止する役割も果たしている。
【００３６】
封止フィルタ１ａでは、バンプ４１ａ〜４４ａと機能部２２ａとの間にダム６ａを形成していないので、バンプ４１ａ〜４４ａと機能部２２ａとを接近させ、配線抵抗、浮遊キャパシタンス及び浮遊インダクタンス等を減らすことができる。
【００３７】
なお、ダム６ａは、導電性の異物によるバンプ４１ａ〜４４ａの短絡や樹脂封止剤５ａによるフィルタ素子２ａの特性の劣化を確実に防ぐためには、図２に示すように、領域２５５ａを隙間なく包囲していることが最も望ましいが、部分的に隙間があったとしても、導電性の異物の混入や樹脂封止剤５ａの侵入を阻止する障壁の機能を妨げない程度のものであれば問題とはならない。
【００３８】
封止フィルタ１ａの製造にあたっては、機能部形成面２５ａと素子搭載面３５ａとの間隔ｇより高さｈが低いダム６ａをフリップチップ接合に先立って機能部形成面２５ａに形成しておくことが望ましい。なぜならば、高さｈを間隔ｇより低くしておけば、フリップチップ接合を行うときに、ダム６ａが基板３ａに衝突して破壊され、ダム６ａの破片が散乱してフィルタ素子２ａに悪影響を与えることを防ぐことができるからである。なお、高さｈを間隔ｇ（典型的には、約２０μｍ）より１〜３μｍ低くしておけば、ダム６ａの基板３ａへの衝突を避けつつ、樹脂封止剤５ａの侵入を有効に阻止することができる。
【００３９】
ダム６ａの幅ｗは、フィルタ素子２ａを製造するときにダム６ａが破壊しない程度の強度、特に、ダイシングソーで切断するときの切削水の水圧でダム６ａが破壊されない程度の強度を有するように決定すればよい。なお、後述する感光性のポリイミドやフォトレジストによってダム６ａを作製した場合、幅ｗを１５μｍ以上とすれば、十分な強度を確保することができる。
【００４０】
ダム６ａの材質は、特に制限されないが、フォトリソグラフィによる精密なパターニングが可能なフォトレジストとすることが望ましく、ハードベークにより強固なものとすることができる感光性のポリイミドやフォトレジストとすることがさらに望ましい。フォトレジストとしては、例えば、エポキシ系のフォトレジスト、望ましくは、エポキシ樹脂・シクロペンタノン・プロピレンカーボネート及びヘキサフルオロアンチモン酸塩の混合物であるＳＵ−８（化薬マイクロケム株式会社、東京都千代田区）を用いることができる。
【００４１】
＜１．３ フィルタ素子＞
図３は、フィルタ素子２ａの概略構成を示す模式図であり、フィルタ素子２ａの斜視図となっている。
【００４２】
図３に示すように、フィルタ素子２ａは、支持基板２０１ａの上に、接着層２０２ａ、キャビティ形成膜２０３ａ、下面電極２０４ａ、圧電体薄膜２０５ａ及び上面電極２０６ａ（２０６１ａ〜２０６３ａ）をこの順序で積層した構造を有している。
【００４３】
支持基板２０１ａは、圧電体薄膜２０５ａを支持する支持体としての役割を有している。支持基板２０１ａは、圧電体薄膜２０５ａを構成する圧電材料と同じ材料で構成されることが望ましく、支持基板２０１ａにおける結晶方位と圧電体薄膜２０５ａにおける結晶方位とが一致していることがさらに望ましい。
【００４４】
接着層２０２ａは、圧電体薄膜２０５ａを支持基板２０１ａに接着固定する役割を有している。接着層２０２ａの望ましい例としては、有機接着剤、望ましくは、充填効果を有し、接着対象が完全に平坦ではなくても十分な接着力を発揮するエポキシ接着剤（熱硬化性を利用するエポキシ樹脂の接着剤）やアクリル接着剤（光硬化性及び熱硬化性を併用するアクリル樹脂の接着剤）により形成された接着層をあげることができる。
【００４５】
キャビティ形成膜２０３ａは、二酸化ケイ素(SiO2)等の絶縁材料を成膜することにより得られた絶縁体膜である。キャビティ形成膜２０３ａは、対向領域２０５１ａ，２０５２ａを取り囲むように圧電体薄膜２０５ａの下面に形成され、機能部２２ａを支持基板２０１ａから離隔させるキャビティを形成している。
【００４６】
圧電体薄膜２０５ａは、圧電体基板を除去加工することにより得られる。より具体的には、圧電体薄膜２０５ａは、単独で自重に耐え得る厚み（例えば、５０μｍ以上）を有する圧電体基板を、単独で自重に耐え得ない膜厚（例えば、１０μｍ以下）まで除去加工で薄肉化することにより得られる。
【００４７】
圧電体薄膜２０５ａを構成する圧電材料としては、所望の圧電特性を有する圧電材料を選択することができるが、水晶（SiO2）、ニオブ酸リチウム(LiNbO3）、タンタル酸リチウム（LiTaO3）、四ホウ酸リチウム（Li2B4O7）、酸化亜鉛（ZnO）、ニオブ酸カリウム（KNbO3）及びランガサイト（La3Ga3SiO14）等の粒界を含まない単結晶材料を選択することが望ましい。圧電体薄膜２０５ａを構成する圧電材料として単結晶材料を用いることにより、圧電体薄膜２０５ａの電気機械結合係数及び機械的品質係数を向上させ、広帯域かつ低挿入損失のフィルタ素子２ａを実現することができるからである。
【００４８】
圧電体基板の除去加工は、切削、研削及び研磨等の機械加工並びにエッチング等の化学加工等により行う。ここで、複数の除去加工方法を組み合わせ、加工速度が速い除去加工方法から、加工対象に生じる加工変質が小さい除去加工方法へと除去加工方法を段階的に切り替えながら圧電体基板を除去加工すれば、高い生産性を維持しつつ、圧電体薄膜２０５ａの品質を向上し、フィルタ素子２ａの特性を向上することができる。例えば、圧電体基板を固定砥粒に接触させて削る研削及び圧電体基板を遊離砥粒に接触させて削る研磨を順次行った後に、当該研磨によって圧電体基板に生じた加工変質層を仕上げ研磨により除去するようにすれば、圧電体基板を削る速度が早くなり、圧電薄膜フィルタの生産性を向上可能であるとともに、圧電体薄膜２０５ａの品質を向上することにより、フィルタ素子２ａの特性を向上可能である。
【００４９】
このようなフィルタ素子２ａでは、圧電体薄膜２０５ａをスパッタリング等により成膜した場合と異なり、圧電体薄膜２０５ａを構成する圧電材料や圧電体薄膜２０５ａにおける結晶方位が下地の制約を受けないので、圧電体薄膜２０５ａを構成する圧電材料や圧電体薄膜２０５ａにおける結晶方位の選択の自由度が高くなっている。したがって、フィルタ素子２ａでは、所望の特性を実現することが容易になっている。
【００５０】
下面電極２０４ａ及び上面電極２０６ａは、それぞれ、圧電体薄膜２０５ａの下面及び上面に導電材料を成膜することにより得られた導電体薄膜である。
【００５１】
下面電極２０４ａ及び上面電極２０６ａを構成する導電材料は、特に制限されないが、アルミニウム（Al）、銀（Ag）、銅（Cu）、白金（Pt）、金（Au）、クロム（Cr）、ニッケル（Ni）、モリブデン（Mo）、タングステン(W)及びタンタル（Ta）等の金属から選択することが望ましい。もちろん、下面電極２０４ａ及び上面電極２０６ａを構成する導電材料として合金を用いてもよい。また、複数種類の導電材料を重ねて成膜することにより、下面電極２０４ａ及び上面電極２０６ａを形成してもよい。
【００５２】
上面電極２０６１ａ，２０６２ａは、機能部２２ａの中の対向領域２０５１ａ，２０５２ａにおいて圧電体薄膜２０５ａを挟んで下面電極２０４ａと対向して圧電薄膜共振子を形成する。上面電極２０６１ａは、対向領域２０５１ａから−Ｘ方向へ引き出された後に延伸方向が−Ｙ方向、＋Ｘ方向に順次折り曲げられ、その一部は、フリップチップ接合用のパット２１ａとなっている。上面電極２０６２ａは、対向領域２０５２ａから＋Ｘ方向へ引き出された後に伸延方向が＋Ｙ方向、−Ｘ方向に順次折り曲げられ、その一部は、フリップチップ接合用のパット２１ａとなっている。
【００５３】
上面電極２０６３ａは、対向領域２０５３ａにおいて圧電体薄膜２０５ａを挟んで下面電極２０４ａと対向している。上面電極２０６３ａは、対向領域から−Ｙ方向に引き出された後に延伸方向が＋Ｘ方向に折り曲げられ、その一部は、フリップチップ接合用のパット２１ａとなっている。
【００５４】
圧電体薄膜２０５ａには、圧電体薄膜２０５ａの上面と下面との間を貫通し、下面電極２０４ａと上面電極２０６３ａとを導通させるバイアホール２０５７ａが形成されている。
【００５５】
＜１．４ フィルタ素子の実装＞
続いて、フィルタ素子２ａの基板３ａへの実装の手順を図４〜図９を参照しながら説明する。
【００５６】
ダム６ａの形成にあたっては、最初に、多数のフィルタ素子２ａが形成されたウエハ７１ａに２０μｍ〜５０μｍの膜厚のフォトレジスト膜（又は、感光性のポリイミド膜、以下同様）７２ａをスピンコートした（図４）。フォトレジスト膜７２ａの膜厚は、ウエハ７１ａの回転速度やフォトレジストの粘度によって制御することができるが、２０μｍ〜５０μｍの膜厚の均一なフォトレジスト膜７２ａを得るためには、フォトレジストの粘度は、３０００ｃＰ（３パスカル・秒）〜１００００ｃＰ（１０パスカル・秒）であることが望ましい。なぜならば、フォトレジストの粘度がこの範囲を下回ると、十分な膜厚を得ることが困難になるからであり、フォトレジストの粘度がこの範囲を上回ると、膜厚が不均一となるからである。
【００５７】
続いて、フォトリソグラフィにより、フォトレジスト膜７２ａのパターニングを行い、すなわち、露光、プリベーク、現像及びポストベークを順次行い、ダム６ａを形成した（図５）。しかる後に、ウエハ７１ａの側のパット２１ａの上に超音波接合によりバンプ４ａを形成した（図６）。
【００５８】
さらに、ダイシングソーでウエハ７１ａを切断することにより、機能部形成面２５ａにバンプ４ａ及びダム６ａが形成されたフィルタ素子２ａを得た（図７）。このとき、バンプ４ａは２方向がダム６ａによって保護されるので、切削水や飛散物によってバンプ４ａが剥離することは起こりくくなっている。
【００５９】
このようにして得られたフィルタ素子２ａを、フリップチップ実装機を用いて、機能部形成面２５ａを基板３ａに向けてフェイスダウン方式でフリップチップ実装した（図８）。
【００６０】
そして、フィルタ素子２ａの側面１１ｂと基板３ａの素子搭載面１４ａとの境界付近にディスペンサで樹脂封止剤５ａを供給して硬化させることにより、フィルタ素子２ａの周辺がサイドフィル方式で封止された封止フィルタ１を得た（図９）。
【００６１】
＜２ 第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態に係るダム６ａに代えて採用することができるダム６ｂに関する。図１０は、図２と同様に、第２実施形態に係るバンプ４ｂ（４１ｂ〜４４ｂ）、ダム６ｂ、機能部２２ｂ及び機能部形成面２５ｂの平面形状を示す平面図となっている。
【００６２】
ダム６ｂは、ダム６ａと同じ平面形状を有するダム６１ｂに加えて、ダム６２ｂを有している。
【００６３】
ダム６１ｂは、ダム６ａと同様に、機能部形成面２５ｂの外郭に沿って形成され、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっている４個のバンプ４１ｂ〜４４ｂの全て及び機能部２２ｂを内包する矩形の領域２５５ｂと領域２５５ｂを取り囲む領域２５６ｂとを隔てている。これにより、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４ｂの間に混入してバンプ４１ｂ〜４４ｂが短絡することを防ぐことができる。
【００６４】
ダム６２ｂは、バンプ４ｂの各々から見て、前後左右の４方向のうち、ダム６１ｂが形成されていない２方向に形成されている。これにより、一のバンプ４ｂと他のバンプ４ｂとの間をダム６２ｂによって隔てることができ、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４ｂの間に混入してバンプ４１ｂ〜４４ｂが短絡することをより確実に防止することができる。
【００６５】
また、このようにバンプ４１ｂ〜４４ｂの各々の４方向にダム６ｂを形成すると、ダイシングソーで切断するときの切削水や飛散物からバンプ４１ｂ〜４４ｂをより厳重に保護することができるので、バンプ４１ｂ〜４４ｂが剥離することをより確実に防止することができ、バンプ４１ｂ〜４４ｂが搬送時になんらかのものと接触してバンプ４１ｂ〜４４ｂが剥離したり汚染されたりすることをより確実に防止することができる。
【００６６】
＜３ 第３実施形態＞
第３実施形態は、バンプ４ｃの数が５個となった場合に、第１実施形態に係るダム６ａに代えて採用することができるダム６ｃに関する。図１１は、図２と同様に、第３実施形態に係るバンプ４ｃ（４１ｃ〜４５ｃ）、ダム６ｃ、機能部２２ｃ及び機能部形成面２５ｃの平面形状を示す平面図となっている。
【００６７】
ダム６ｃは、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっている３個のバンプ４１
ｃ〜４３ｃと信号伝達経路となっていない（無接続の）２個のバンプ４４ｃ〜４５ｃとの５個のバンプ４１ｃ〜４５ｃの全て及び機能部２２ｃを内包する凸形の領域２５５ｃと領域２５５ｃを取り囲む領域２５６ｃとを隔てている。これにより、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４１ｃ〜４５ｃの間に混入してバンプ４１ｃ〜４５ｃが短絡することを防止することができる。
【００６８】
＜４ 第４実施形態＞
第４実施形態は、第３実施形態に係るダム６ｃに代えて採用することができるダム６ｄに関する。図１２は、図２と同様に、第４実施形態に係るバンプ４ｄ（４１ｄ〜４５ｄ）、ダム６ｄ、機能部２２ｄ及び機能部形成面２５ｄの平面形状を示す平面図となっている。
【００６９】
ダム６ｄは、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっている３個のバンプ４１
ｄ〜４３ｄ及び機能部２２ｄを内包するが信号伝達経路となっていない２個のバンプ４４ｄ〜４５ｄを内包しない凸形の領域２５５ｄと領域２５５ｄを取り囲む領域２５６ｄとを隔てている。全てのバンプ４１ｄ〜４５ｄを保護するという観点からは、全てのバンプ４１ｄ〜４５ｄをダム６ｄで囲むことが望ましいが、バンプ４１ｄ〜４３ｄが電気的に短絡することによる不良を回避するという観点からは、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっているバンプ４１ｄ〜４３ｄのみをダム６ｄで囲めば十分だからである。
【００７０】
＜５ 第５実施形態＞
第５実施形態は、第３実施形態に係るダム６ｃに代えて採用することができるダム６ｅに関する。図１３は、図２と同様に、第５実施形態に係るバンプ４ｅ（４１ｅ〜４５ｅ）、ダム６ｅ、機能部２２ｅ及び機能部形成面２５ｅの平面形状を示す平面図となっている。
【００７１】
ダム６ｅは、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっている３個のバンプ４１
ｅ〜４３ｅ及び機能部２２ｅを内包するが信号伝達経路となっていない２個のバンプ４４ｅ〜４５ｅを内包しない十字型の領域２５５ｅと領域２５５ｅを取り囲む領域２５６ｅとを隔てている。全てのバンプ４１ｅ〜４５ｅを保護するという観点からは、全てのバンプ４１ｅ〜４５ｅをダム６ｅで囲むことが望ましいが、バンプ４１ｅ〜４３ｅが電気的に短絡することによる不良を回避するという観点からは、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっているバンプ４１ｅ〜４３ｅのみをダム６ｅで囲めば十分だからである。
【００７２】
なお、このようなダム６ｅによれば、２個のバンプ４４ｅ〜４５ｅがフィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっている場合でも、バンプ４４ｅと他のバンプ４１ｅ〜４３ｅ，４５ｅとはダム６ｅで隔てられており、バンプ４５ｅと他のバンプ４１ｅ〜４４ｅとはダム６ｅで隔てられているので、導電性の異物によるバンプ４１ｅ〜４５ｅの短絡を防ぐことはできる。
【００７３】
＜６ 第６実施形態＞
第６実施形態は、バンプ４ｆの数が８個となった場合に、第１実施形態に係るダム６ａに代えて採用することができるダム６ｆに関する。図１４は、図２と同様に、第６実施形態に係るバンプ４ｆ（４１ｆ〜４８ｆ）、ダム６ｆ、機能部２２ｆ及び機能部形成面２５ｆの平面形状を示す平面図となっている。
【００７４】
ダム６ｆは、ダム６ａと同じ平面形状を有するダム６１ｆに加えて、ダム６２ｆを有している。
【００７５】
ダム６１ｆは、ダム６ａと同様に、機能部形成面２５ｆの外郭に沿って形成され、フィルタ素子と基板との間の信号伝達経路となっている８個のバンプ４ｆの全て及び機能部２２ｆを内包する矩形の領域２５５ｆと領域２５５ｆを取り囲む領域２５６ｆとを隔てている。これにより、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４１ｆ〜４８ｆの間に混入してバンプ４１ｆ〜４８ｆが短絡することを防ぐことができる。
【００７６】
ダム６２ｆは、一列に並んだバンプ４１ｆ〜４４ｆと機能部２２ｆとを隔てるとともに、一列に並んだバンプ４５ｆ〜４８ｆと機能部２２ｆとを隔てている。これにより、バンプ４１ｆ〜４４ｆとバンプ４５ｆ〜４８ｆとの間をダム６２ｆによって隔てることができ、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４１ｆ〜４８ｆの間に混入してバンプ４１ｆ〜４８ｆが短絡することをより確実に防止することができる。
【００７７】
また、このようにバンプ４１ｆ〜４４ｆ，４５ｆ〜４８ｆの各々に四方にダム６ｆを形成すると、ダイシングソーで切断するときの切削水や飛散物からバンプ４１ｆ〜４８ｆをより厳重に保護することができるので、バンプ４１ｆ〜４８ｆが剥離することをより確実に防止することができ、バンプ４１ｆ〜４８ｆが搬送時になんらかのものと接触してバンプ４１ｆ〜４８ｆが剥離したり汚染されたりすることをより確実に防止することができる。
【００７８】
＜７ 第７実施形態＞
第７実施形態は、バンプ４ｇの数が７個となった場合に、第１実施形態に係るダム６ａに代えて採用することができるダム６ｇに関する。図１５は、図２と同様に、第７実施形態に係るバンプ４ｇ（４１ｇ〜４７ｇ）、ダム６ｇ、機能部２２ｇ及び機能部形成面２５ｇの平面形状を示す平面図となっている。
【００７９】
第７実施形態では、バンプ４１ｇ〜４７ｇはダム６ｇに囲まれていないが、一のバンプ４１ｇ〜４７ｇと他のバンプ４１ｇ〜４７ｇとはＬ字形のダム６ｇによって隔てられている。このようなダム６ｇによっても、封止が完了する前に導電性の異物がバンプ４１ｇ〜４７ｇの間に混入してバンプ４１ｇ〜４７ｇが短絡することを防止することができる。
【００８０】
さらに、第７実施形態では、機能部２２ｇもダム６ｇに囲まれていないが、ダム６ｇ及びバンプ４１ｇ〜４４ｇが、機能部２２ｇを内包する略十字形の領域２５５ｇと領域２５５ｇを取り囲む領域２５６ｇとを隔てているので、やはり、硬化前の樹脂封止剤が機能部２２ｇへ到達することを防ぐことができ、樹脂封止剤によりフィルタ素子の特性が劣化することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１実施形態に係る封止フィルタの断面図である。
【図２】第１実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図３】フィルタ素子の斜視図である。
【図４】フォトレジスト膜をスピンコートしたウエハを示す断面図である。
【図５】ダムを形成したウエハを示す断面図である。
【図６】バンプを形成したウエハを示す断面図である。
【図７】ウエハを切断して得られたフィルタ素子を示す断面図である。
【図８】フィルタ素子がフリップチップ実装された基板を示す断面図である。
【図９】サイドフィル方式で封止された封止フィルタを示す断面図である。
【図１０】第２実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図１１】第３実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図１２】第４実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図１３】第５実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図１４】第６実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図１５】第７実施形態に係るバンプ、ダム、機能部及び機能部形成面の平面形状を示す平面図である。
【図１６】従来の封止電子部品の側面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ａ 封止フィルタ
２ａ フィルタ素子
３ａ 基板
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ バンプ
５ａ 樹脂封止剤
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ ダム（隔壁）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的振動が励振される機能部を有する素子と、
前記素子が搭載される基板と、
前記素子の前記機能部が形成された機能部形成面と、前記基板の前記素子が搭載される素子搭載面とを向かい合わせてフリップチップ接合するバンプと、
前記機能部形成面に形成された隔壁と、
サイドフィル方式で前記素子を封止する封止体と、
を備え、
前記隔壁が、前記バンプのうち前記素子と前記基板との間の信号伝達経路となる特定バンプを内包する第１領域と前記第１領域を取り囲む第２領域とを隔てる第１隔壁、及び、一の前記特定バンプと他の前記特定バンプとを隔てる第２隔壁の少なくとも一方を有する封止電子部品。
【請求項２】
前記第１隔壁が前記第１領域を隙間なく包囲する請求項１に記載の封止電子部品。
【請求項３】
前記第１領域が前記バンプの全てを内包する請求項１又は請求項２に記載の封止電子部品。
【請求項４】
前記隔壁が、前記機能部を内包する第３領域と前記第３領域を取り囲む第４領域とを隔てる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の封止電子部品。
【請求項５】
前記隔壁及び前記バンプが、前記機能部を内包する第３領域と前記第３領域を取り囲む第４領域とを隔てる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の封止電子部品。
【請求項６】
前記機能部形成面と前記素子搭載面との間隔より高さが低い前記隔壁を前記フリップチップ接合に先立って形成することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の封止電子部品。
【請求項７】
前記隔壁の材質が感光性のポリイミドであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の封止電子部品。
【請求項８】
前記隔壁の材質がフォトレジストであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の封止電子部品。
【請求項９】
前記隔壁の幅が１５μｍ以上であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の封止電子部品。
【請求項１】
機械的振動が励振される機能部を有する素子と、
前記素子が搭載される基板と、
前記素子の前記機能部が形成された機能部形成面と、前記基板の前記素子が搭載される素子搭載面とを向かい合わせてフリップチップ接合するバンプと、
前記機能部形成面に形成された隔壁と、
サイドフィル方式で前記素子を封止する封止体と、
を備え、
前記隔壁が、前記バンプのうち前記素子と前記基板との間の信号伝達経路となる特定バンプを内包する第１領域と前記第１領域を取り囲む第２領域とを隔てる第１隔壁、及び、一の前記特定バンプと他の前記特定バンプとを隔てる第２隔壁の少なくとも一方を有する封止電子部品。
【請求項２】
前記第１隔壁が前記第１領域を隙間なく包囲する請求項１に記載の封止電子部品。
【請求項３】
前記第１領域が前記バンプの全てを内包する請求項１又は請求項２に記載の封止電子部品。
【請求項４】
前記隔壁が、前記機能部を内包する第３領域と前記第３領域を取り囲む第４領域とを隔てる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の封止電子部品。
【請求項５】
前記隔壁及び前記バンプが、前記機能部を内包する第３領域と前記第３領域を取り囲む第４領域とを隔てる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の封止電子部品。
【請求項６】
前記機能部形成面と前記素子搭載面との間隔より高さが低い前記隔壁を前記フリップチップ接合に先立って形成することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の封止電子部品。
【請求項７】
前記隔壁の材質が感光性のポリイミドであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の封止電子部品。
【請求項８】
前記隔壁の材質がフォトレジストであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の封止電子部品。
【請求項９】
前記隔壁の幅が１５μｍ以上であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の封止電子部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１４７８１１（Ｐ２００８−１４７８１１Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３０２４７（Ｐ２００６−３３０２４７）
【出願日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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