电子元件,电子装置和通信设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种适合于面朝下安装的电子元件，包括衬底、设置在衬底上的电极、连接到电极的电极极板，设置在电极极板上，并连接到金属凸块的上电极，位于电极极板和上电极之间的中间电极。中间电极最好包括由构成电极极板或上电极以外的其它金属制成的单层，并且其厚度超过大约５０ｎｍ。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】,电子装置和通信设备的制作方法
本专利技术涉及一种适合于面朝下安装的的结构，其中通过安装到由陶瓷或其它适当的材料制成的封装，或通过安装到电路衬底或其它适当衬底的电极图案来连接设置在衬底上的金属凸块。近年来，电子设备小型化。另外，作为使用引线的传统连接方法的替代，已经研制出面朝下安装法来连接的电极极板和封装的电极图案。在面朝下安装方法中，将的功能面安排得与封装的连接面面对，并直接安装到其上。为了确保使用面朝下安装方法的的电极极板和封装的电极图案的连接，常常使用焊接块，因为由此容易达到连接。但是发生了一些问题，其中，由于材料本身的特性，焊接块沿的电极极板和封装的电极图案展开。另外，焊接块必须通过印刷法形成，这使得难以形成小的焊接块，或通过电镀方法形成，这需要长的处理时间形成凸块。因此已经开始研究使用诸如Au凸块之类的金属凸块。焊接块的宽度是大约500μm。另一方面，诸如Au凸块之类的金属凸块可以形成为宽度为大约100μm(使用Au线)，从而金属凸块适合于使电子部件设备最小化。下面将参照图6到8解释例如适合于使用上述金属凸块的面朝下安装法的电子部件设备的声表面波设备的一般结构。图6是用于声表面波设备的声表面波元件的平面图。图7是声表面波设备的截面图，其中将声表面波元件放置在封装内。图8是声表面波元件的电极极板部分与封装的图案电极的连接部分的放大的截面图，其中，金属凸块夹在它们之间。如图6所示，声表面波元件102由压电衬底103和IDT104、反射器105、输入电极106、输出电极107和接地电极108构成，它们由含有Al作为主要成份的导电薄膜形成在压电衬底103上。在这些电极中，IDT104和反射器105是用于声表面波元件012的电极元件，而输入电极106、输出电极107和接地电极108是要连接到电路衬底和封装的电极极板。如图7所示，在声表面波设备101中，声表面波元件102面朝下安装在封装109中。分别通过Au凸块110连接设置在封装109上的输出电极107和电极图案109a，设置在封装109上的一个接地电极108和电极图案109b。虽然图中未示，输入电极106和其它接地电极108也通过Au凸块110连接到设置在封装109上的电极图案。标号109c和109d表示分别连接到电极图案109a和109b的电极图案。通过汽相沉淀法或溅射法在压电衬底103上制造薄膜厚度为大约0.1μm到0.2μm，并含有Al作为主要成份的金属薄膜，此后通过影印石版术和蚀刻，使薄膜形成预定形状，来形成各个设置在压电衬底103上的电极104到108。由于使用汽相沉淀等同时形成每一个电极，如上所述，根据IDTl04的薄膜厚度决定作为电极极板的输入电极106、输出电极107和接地电极108的薄膜厚度。即，在IDTl04薄膜厚度为大约0.1μm到0.2μm的情况下，电极极板的厚度无法超过IDT的上述厚度。因此，当Au凸块直接在上述电极极板上形成大约0.1μm到0.2μm厚度时，声表面波元件102面朝下安装在封装109上，其中Au凸块在它们之间，电极极板部分的强度减少，从而电极极板剥落，因此无法得到足够连接强度。如图8所示，在传统声表面波元件102中，还通过汽相沉淀或溅射，在作为形成在压电衬底103上的电极极板的接地电极108上形成由含有Al作为主要成份的金属制成的1μm厚的上电极111，因此，确保了电极极板的厚度，以便实现足够的连接强度。另外，虽然图中未示，但是以类似于接地电极108的方式，在输入电极106和输出电极107上也形成有上电极111。由于输入电极106、输出电极107和接地电极108由含有Al作为主要成份的金属构成，故这些电极的表面可以被氧化。当直接将由和上述铝相同的铝制成的上电极111设置在具有被氧化的表面的输入电极106、输出电极107和接地电极108上时，无法实现足够的粘附强度。因此，例如在上电极111和输入电极106，输出电极107和接地电极108之间设置Ti(与Al具有极好的连接强度)制成的中间电极112。但是，对于这种传统的声表面波元件，有下面的问题。即，在将声表面波元件安排得面对设置在封装上的电极图案，并且它们之间有凸块的情况下，当施加超声波或加热以连接电极图案和Au凸块时，有压力，大的应力被施加到安装到Au凸块的声表面波元件的一部分。即，有大的应力施加到输入电极、输出电极、接地电极和形成在其上的上电极上。当在诸如气密处理等安装过程中施加了热应力或机械应力时，或当施加了另一个由环境温度变化引起的外部的冲击或热应力时，也有一个外力施加到输入电极、输出电极、接地电极和形成在其上的上电极上。在传统的声表面波元件中，由于由例如Ti(与Al有极好的连接强度)制成的中间电极设置在上电极和输入电极、输出电极和接地电极之间，以便增强连接强度，应力不集中在中间电极连接部分，而集中在压电衬底处。结果，有一个问题，即在压电衬底中发生碎裂。已经发现，压电衬底上的裂缝和破裂引起问题，例如元件破坏、连接强度减小，电气不连接，从而声表面波设备的功能恶化。压电衬底中的裂缝和破裂是由面朝下安装处理、密封处理和其它相关处理中，各种施加到压电衬底上的应力引起的。本专利技术的专利技术人证实，即使将面朝下处理中使用的各种参数，诸如施加超声波的功率和时间、加热温度、或者压力大小，以及密封处理中所使用的参数，例如电极的加热温度、加热时间长度最优化，以便减小裂缝和破裂的发生，仍然不可能放置压电衬底的裂缝，以及确保电极和凸块之间足够的连接强度。为了克服上述问题，本专利技术的较佳实施例提供了一种，其中在与设置在封装或电路衬底上的电极图案面对，并且其间有Au凸块，并且在加超声波或加热以便使电极图案和Au凸块连接时施加压力的情况下，即使当有大的应力施加给安装到Au凸块的部分时，在元件衬底中仍然不会发生诸如裂缝和破裂之类的问题。根据本专利技术的较佳实施例的包括衬底、设置在衬底上的电极，连接到电极的电极极板，设置在电极极板上，并连接到金属凸块的上电极，设置在电极极板和上电极之间的中间电极，中间电极最好包括由构成电极极板或上电极的金属以外的其它金属制成，并且中间电极的厚度最好大于大约50nm。中间电极可以由构成电极极板或上电极以外的其它金属制成的多层构成，并且多层的总厚度最好超过大约50nm。上述中间电极的厚度或多层的总厚度最好大约是100nm或更大。构成上述电极极板或上述上电极的金属是Al，并且上述中间电极最好是从由Ni,Cr,NiCr和Ti构成的组中选出的一种金属。上述金属凸块最好由Au或含有Au作为主要成份的金属材料制成。至少一层衬底电极可以设置在电极极板和元件衬底之间。最好使用超声波执行上述面朝下安装。另外，最好是声表面波元件，并且最好通过面朝下方法将安装在封装内。通过传统方法，在衬底中发生的裂缝和破裂不再发生，因为中间电极的材料不同于电极极板和上电极的材料，这使安装过程中施加到压电衬底与电极极板、中间电极和上电极的周边的应力分散。不仅仅通过中间电极的材料不同于电极极板或上电极的材料，防止了压电衬底中的裂缝。在本专利技术的较佳实施例中，当中间电极是单层时，其厚度最好超过大约50nm，最好是达到大约100nm或更大。以便防止压电衬底中产生裂缝。这是因为当中间电极的厚度减小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合于面朝下安装的电子元件，其特征在于包含：衬底；设置在所述衬底上的元件电极；连接到所述元件电极的电极极板；金属凸块；设置在所述电极极板上，并连接到所述金属凸块的上电极；和位于所述电极极板和所述上电极之间的中间电 极；其中所述中间电极包括由构成所述电极极板或所述上电极的金属以外的金属制成的单层，并且所述中间电极的厚度是大约５０ｎｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田贺重人，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]