JP2004153412A - Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Takashi Iwamoto
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized surface acoustic wave device with a low profile and high reliability. <P>SOLUTION: The surface acoustic wave device 1 comprises: an interdigital electrode section 4 formed on a piezoelectric substrate 3 on the rear side of which a protection film 11 is formed; a reflector (not shown); a protection member 6 formed around a surface part (function part) such as the interdigital electrode section 4 on which a surface acoustic wave is propagated; a surface acoustic wave element 2 formed with the surface part (function part) such as the interdigital electrode section 4 on which the surface acoustic wave is propagated and a protection film 8 adhered to the piezoelectric substrate 3 in a way of covering the protection member 9; a bump 7 formed on the electrode pad 6; a sealing reinforcement resin 10 for covering the adhered part of the protection film 8 to the photoelectric conversion element substrate; and a joining substrate 12 with which the surface acoustic wave element is joined while the face of the surface acoustic wave having the interdigital electrode section 4 is opposed via the bump 7 and which has an electrode land 13, a via-hole 14 and an external terminal 15. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波装置に係わり、特にパッケージに弾性表面波素子を搭載した弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車電話機や携帯電話機といった移動体通信機器の小型化、軽量化、高周波化に伴い、これらの移動体通信機器に搭載されるフィルタとして、小型で軽量な弾性表面波装置が多用されている。
【０００３】
弾性表面波装置においては、圧電基板の表面上を伝搬する弾性表面波を利用するため、この弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）を水分や埃などから保護する必要がある。よって、従来の弾性表面波装置のパッケージ方法は、アルミナなどからなるパッケ−ジに、ワイヤボンディング若しくはフリップチップボンディングで弾性表面波素子を実装し、蓋材で封止する構造が主流であった。
【０００４】
しかし、このような構造では、微細配線の技術の高度化によって弾性表面波素子を小型化したところで、弾性表面波素子を搭載するパッケージが小型化されない限り、弾性表面波装置の小型化・低背化ができないという問題があった。
【０００５】
そこで、現在、半導体部品の分野で用いられているフリップチップボンディングを用いたチップサイズパッケージを応用した弾性表面波装置が開発されている。
【０００６】
図６を用いて上記の従来の弾性表面波装置を具体的に説明する。圧電基板５３上にくし型電極部５４、電極パッド５６を、Ａｌ等の金属によって形成した弾性表面波素子５２を、電極ランド６３、ビアホール６４、外部端子６５を有する接合基板６２に、くし型電極部５４を有する面を対向させて、フリップチップボンディングで接合する。このとき、弾性表面波素子５２と、外部端子６５とそれにつながるビアホール６４、電極ランド６３とが、バンプ５７を介して、電気的に接続される。そして、くし型電極部５４を含む弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）を保護するために、弾性表面波素子５２を覆うようにして、プラスチックからなるフィルム６６を接合基板６２に接着する。そして、機密性を高めるために、フィルム６６の上から封止樹脂６７で封止したものが、弾性表面波装置５１である。
【０００７】
また、図６に示した構造で、プラスチックフィルムや導電性フィルム又は金属を付着させたフィルムなどの変形フィルムを接着し、その上で、封止樹脂で封止した構造が知られている（特許文献１参照）。更に、機密性を高めるために、封止樹脂に代えて第２の変形フィルムを用いた構造も開示されている（特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１７６９９５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示した構造及び特許文献１で開示されている構造では、フィルムだけでは機密性が不十分であるために、フィルムの上から封止樹脂で封止するので、樹脂の厚みの分、弾性表面波装置の低背化が困難となってしまう。
【００１０】
更に、弾性表面波素子を覆うようにして、接合基板にフィルムを接着するため、接合基板にはフィルムを接着する部分が必要となり、弾性表面波装置の小型化も困難である。
【００１１】
また、樹脂を用いずに第２の変形フィルムを用いた構造では、変形フィルムの基板との密着性が不十分である場合、機密性が確保できないという問題が発生する。
【００１２】
本発明の弾性表面波装置は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、これらの問題を解決し、小型、低背で且つ信頼性の高い弾性表面波装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板と、該圧電基板上に形成された少なくとも１つのくし型電極部からなる機能部分及びバンプとを有する弾性表面波素子と、前記圧電基板上で前記機能部分の周囲に形成された保護部材と、前記機能部分と前記保護部材とを覆うようにして前記圧電基板に接着された保護フィルムと、前記弾性表面波素子が前記くし型電極部を有する面を対向させて前記バンプで接合された接合基板とを有し、前記保護フィルムが液晶ポリマーからなることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のもう一つの弾性表面波装置は、圧電基板と、該圧電基板上に形成された少なくとも１つのくし型電極部からなる機能部分及びバンプとを有する弾性表面波素子と、前記圧電基板上で前記機能部分の周囲に形成された保護部材と、前記機能部分と前記保護部材とを覆うようにして前記圧電基板に接着された保護フィルムと、前記弾性表面波素子が前記くし型電極部を有する面を対向させて前記バンプで接合された接合基板とを有し、前記保護フィルムが、金属層若しくはセラミックス層を樹脂層で挟んだ多層構造であり、且つ水蒸気透過係数が６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下であることを特徴とする。
【００１５】
前記保護フィルムの前記圧電基板との接着部分と、その周囲の圧電基板とを覆う封止補強用樹脂を更に有することが好ましい。
【００１６】
また、前記接合基板は、外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有することが好ましい。
【００１７】
また、本発明の第一の弾性表面波装置の製造方法は、圧電基板上に少なくとも１つのくし型電極部からなる機能部分を有する弾性表面波素子を複数、作製する工程と、前記複数の弾性表面波素子の機能部分の周囲に保護部材を形成する工程と、前記複数の弾性表面波素子の機能部分と前記保護部材とを覆うようにして、液晶ポリマーからなる保護フィルムを熱若しくは圧力の少なくとも一方によって前記圧電基板に接着する工程と、前記弾性表面波素子にバンプを形成する工程と、外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有する接合基板の集合基板を用意する工程と、前記複数の弾性表面波素子を、前記くし型電極部を有する面を対向させて前記集合基板に、バンプを介して接合する工程と、前記集合基板から個々の弾性表面波装置を切り出す工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の第二の弾性表面波装置の製造方法は、圧電基板上に少なくとも１つのくし型電極部からなる機能部分を有する弾性表面波素子を複数、作製する工程と、前記複数の弾性表面波素子の機能部分の周囲に保護部材を形成する工程と、前記複数の弾性表面波素子の機能部分と前記保護部材とを覆うようにして、金属層若しくはセラミックス層を樹脂層で挟んだ多層構造であり、且つ水蒸気透過係数が６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下である保護フィルムを熱若しくは圧力の少なくとも一方によって前記圧電基板に接着する工程と、前記弾性表面波素子にバンプを形成する工程と、外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有する接合基板の集合基板を用意する工程と、前記複数の弾性表面波素子を、前記くし型電極部を有する面を対向させて前記集合基板に、バンプを介して接合する工程と、前記集合基板から個々の弾性表面波装置を切り出す工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
なお、本発明の第一及び第二の弾性表面波装置の製造方法においては、前記弾性表面波素子にバンプを形成する工程の後、前記保護フィルムの前記圧電基板との接着部分と、その周囲の圧電基板とを封止補強用樹脂で覆う工程を有することが好ましい。
【００２０】
また、本発明の第三の弾性表面波装置の製造方法は、圧電基板上に少なくとも１つのくし型電極部からなる機能部分を有する弾性表面波素子を複数、作製する工程と、前記複数の弾性表面波素子の機能部分の周囲に保護部材を形成する工程と、前記弾性表面波素子にバンプを形成する工程と、前記複数の弾性表面波素子の機能部分と前記保護部材とを覆うようにして、液晶ポリマーからなる保護フィルムを熱若しくは圧力の少なくとも一方によって前記圧電基板に接着する工程と、外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有する接合基板の集合基板を用意する工程と、前記複数の弾性表面波素子を、前記くし型電極部を有する面を対向させて前記集合基板に、バンプを介して接合する工程と、前記集合基板から個々の弾性表面波装置を切り出す工程とを有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の第四の弾性表面波装置の製造方法は、圧電基板上に少なくとも１つのくし型電極部からなる機能部分を有する弾性表面波素子を複数、作製する工程と、前記複数の弾性表面波素子の機能部分の周囲に保護部材を形成する工程と、前記弾性表面波素子にバンプを形成する工程と、前記複数の弾性表面波素子の機能部分と前記保護部材とを覆うようにして、金属層若しくはセラミックス層を樹脂層で挟んだ多層構造であり、且つ水蒸気透過係数が６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下である保護フィルムを熱若しくは圧力の少なくとも一方によって前記圧電基板に接着する工程と、外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有する接合基板の集合基板を用意する工程と、前記複数の弾性表面波素子を、前記くし型電極部を有する面を対向させて前記集合基板に、バンプを介して接合する工程と、前記集合基板から個々の弾性表面波装置を切り出す工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
なお、本発明の第三及び第四の弾性表面波装置の製造方法においては、前記複数の弾性表面波素子の機能部分と前記保護部材とを覆うようにして保護フィルムを熱若しくは圧力の少なくとも一方によって前記圧電基板に接着する工程の後、前記保護フィルムの前記圧電基板との接着部分と、その周囲の圧電基板とを封止補強用樹脂で覆う工程を有することが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図に基づいて説明する。
図１は本発明における弾性表面波装置の実施例を示す断面図、図２は本発明の実施例における弾性表面波素子の平面図、図３は本発明の実施例における弾性表面波装置の製造方法の各工程図、図４は本発明の実施例における弾性表面波装置の製造方法の各工程図、図５は本発明の実施例における集合基板（接合基板）に実装された弾性表面波素子の平面図である。
【００２４】
本発明の弾性表面波装置１は、図１に示すように、弾性表面波素子２と接合基板１２とで構成されている。弾性表面波素子２は、裏面に保護膜１１が形成された圧電基板３と、この圧電基板３上に形成されたくし型電極部４、リフレクタ（図示せず）、電極パッド６と、くし型電極部４などの弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）の周囲に形成された、電極膜厚よりも厚い保護部材９と、上記した機能部分と保護部材９を覆うようにして圧電基板３に接着された保護フィルム８と、保護フィルム８の圧電基板の接着部分とその周囲の圧電基板３を覆う封止補強用樹脂１０で構成されている。なお、保護フィルム８は、保護部材９と密着するが、くし型電極部４、リフレクタ（図示せず）、電極パッド６などと接触することがないように形成されている。
【００２５】
弾性表面波素子２は、電極ランド１３と、ビアホール１４と、外部端子１５とを有する接合基板１２に対して、くし型電極部４を有する面を対向させた状態で、電極パッド６上に形成されたバンプ７を介して接合される。
【００２６】
弾性表面波素子２の裏面は、ＬｉＴａＯ３などの圧電基板を用いた際に圧電基板の割れを防止する保護膜１１が形成されているだけであり、弾性表面波装置１は小型で且つ低背な構造となっている。なお、圧電基板が割れにくいのであれば、この保護膜１１を形成する必要はない。
【００２７】
本発明で用いる保護フィルム８は、弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）を特に水分から保護するために高バリア性である必要がある。そこで、様々なフィルムを用意して評価を行なった。以下の評価は、周波数特性が１．９ＧＨｚである弾性表面波素子を用いて、フィルムのみを異ならせた上での評価である。なお、特性評価時の良品、不良品の判断は、挿入損失が０．３ｄＢ以上悪化した場合を不良品とした。
【００２８】
まず、ポリイミドからなる単層のフィルムと、ポリイミドとＡｌ２Ｏ３からなる多層構造のフィルムとを用いて、保護フィルム８の水蒸気透過係数と弾性表面波装置の特性良品率の相関関係を調査した。このとき、保護フィルムの全膜厚は１００μｍとなるようにした。これは、実際に弾性表面波装置に用いる場合、保護フィルムが厚くなると、その分だけバンプを高くする必要があり、低背化のためにはバンプの高さが低ければ低いほど好ましいと共に、１００μｍ以上のバンプを作るのは困難且つ高コストであることを考慮したためである。
【００２９】
なお、多層構造のフィルムは、ポリイミド上にＡｌ２Ｏ３を成膜し、徐々にＡｌ２Ｏ３の膜厚を増やすことによって、保護フィルムの水蒸気透過係数を変化させたサンプルを用意し、それぞれについて信頼性試験を行なった。
【００３０】
評価サンプルは、弾性表面波素子の弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）の周囲に保護部材を形成した上で、弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）と保護部材を覆うようにして圧電基盤に保護フィルムを接着した構造で行い、湿中試験槽２０００時間放置後の特性良品数で評価した。
【００３１】
ここで、特性の評価に用いる水蒸気透過係数は、単位時間（Ｓ）、単位面積（ｍ２）あたりに、厚みが１ｍの保護フィルムで、どれだけの重量（ｇ）の水蒸気が透過するかを表す係数［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］である。水蒸気透過係数は、単位厚み当たりの水蒸気透過量を示すもので、フィルム厚に関係ない値であり、係数が小さいほど、水蒸気に対するバリアとしての効果が大きいということになる。
【００３２】
評価試験の結果は、▲１▼ポリイミド（１００μｍ）：２．３×１０−８［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝１／１００（評価サンプル１００個あたり、良品サンプルが１個であることを意味する。以下も同様。）、▲２▼ポリイミド（９９．５μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（０．５μｍ）：９．７×１０−１０［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝９／１００、▲３▼ポリイミド（９９μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（１μｍ）：６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝９１／１００、▲４▼ポリイミド（９５μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（５μｍ）：３．５×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝９９／１００、▲５▼ポリイミド（９０μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（１０μｍ）：１．２×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝９９／１００、▲６▼ポリイミド（８０μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（２０μｍ）：８．８×１０−１２［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝１００／１００、▲７▼ポリイミド（７５μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（２５μｍ）：５．０×１０−１２［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝１００／１００、▲８▼ポリイミド（５０μｍ）＋銅箔（２５μｍ）＋Ａｌ２Ｏ３（２５μｍ）：５．０×１０−１３［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］＝１００／１００であった。
【００３３】
以上の結果から、Ａｌ２Ｏ３の厚みを増やして、保護フィルムの水蒸気透過係数を小さくするほど、特性が劣化しにくくなることがわかる。特に、水蒸気透過係数が、６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］のとき、保護フィルムのバリア性のみで９０％以上が特性良品基準を維持できることがわかる。さらに、３．５×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下では、保護フィルムのバリア性のみで９９％以上が特性良品基準を維持できることがわかる。今回は、樹脂層としてポリイミドフィルムを用いたが、これに限らず、ポリエチレンナフタレートなど耐熱性のあるフィルムであれば良い。
【００３４】
また、上記の結果は、ポリイミドからなる単層のフィルムと、ポリイミドとＡｌ２Ｏ３からなる多層構造のフィルムのものであるが、単層のフィルムで水蒸気透過係数が、６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下となる材料としては、液晶ポリマーがある。液晶ポリマーの水蒸気透過係数は、３．０×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］、特性良品率は１００／１００であり、液晶ポリマーからなる保護フィルムを用いれば、単層であっても高い信頼性を得ることができる。
【００３５】
多層構造のフィルムにおいては、水蒸気透過係数を小さくすると共に、シールド効果をフィルムにもたせるために、樹脂層間に銅箔等の金属層を形成する場合がある。しかしながら、樹脂層と金属層とは基本的に密着力が弱い上に、金属層を有するフィルムがバンプなどと接触するとショートする可能性がある。これらの問題点に加えて、多層構造を形成するプロセスが複雑であるため、１層で高いバリア性を得られる液晶ポリマーを保護フィルム８として用いることが好ましい。
【００３６】
本発明に係る弾性表面波装置１の製造方法は以下の通りである。
【００３７】
まず、圧電基板３上に、レジストを塗布した後、マスクを用いて露光するとういうフォトリソグラフィー技術を用いて、所望の開口パターンを有するリフトオフ用レジストパターン（図示せず）を形成する。
【００３８】
次に、電極材料金属であるＡｌを蒸着法などにより成膜した後、レジスト剥離液に浸漬・揺動させてレジストパターンを剥離（リフトオフ）することで、図３（ａ）に示すように、圧電基板３上にくし型電極部４、リフレクタ５、電極パッド６や引き回し配線などを形成し、図２に示すような弾性表面波素子２を作製する。
【００３９】
圧電基板としては、目標特性に応じて、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、水晶、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７等を用いる。また、電極材料としては、Ａｌ以外に、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｗ等の金属材料を用いることが可能である。
【００４０】
続けて、圧電基板３のくし型電極部４などを形成した面に、感光性樹脂を塗布し、マスクを用いて露光するとういうフォトリソグラフィー技術を用いて、図３（ｂ）に示すように、くし型電極部４よりも厚い樹脂パターンからなる保護部材９を、くし型電極部４などの弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）を取り囲むように環状に形成する。このとき、保護部材９の厚みとしては、後に記述する保護フィルム８がくし型電極部４、リフレクタ５に接触することを防ぐことが出来ればよい。例えば、くし型電極部４、リフレクタ５の厚みが約０．２μｍの場合、保護部材９の厚みは約５μｍあればよい。それと共に、圧電基板３のくし型電極部４などを形成されていない面に、エポキシ樹脂やポリイミドといった樹脂からなる保護膜１１を形成する。圧電基板３として、割れやすいＬｉＴａＯ３基板を用いた場合、保護膜１１を形成することで基板の割れを防止することが出来る。
【００４１】
くし型電極部４などの弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）と保護部材９を覆うために用いる保護フィルム８を用意する。保護フィルム８としては、厚さ４４μｍの液晶ポリマーからなるものを用いる。液晶ポリマーは上記の評価の結果から分かるように、水蒸気透過係数が３．０×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］と高いバリア性を有するので、弾性表面波素子２の機能部分を水分や埃から保護するには好適である。
【００４２】
なお、本実施例では、保護フィルム８として液晶ポリマーからなるフィルムを用いたが、本発明はこれに限らず、樹脂層の間に金属層やセラミックス層を有するなどの多層構造を有するフィルムを用いても良い。水蒸気透過係数が６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下であれば、保護フィルム８だけで弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）を水分や埃から保護することが出来る。
【００４３】
多層構造のフィルムは、表面が研磨されたＳｉ基板を用意し、Ｓｉ基板上に厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを仮接着させ、その上に圧延により形成された厚さ１０μｍの銅箔を貼り、さらにその上に、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを貼り、プレス機により圧力をかけながら加熱し、ポリイミドフィルムと銅箔を圧着する。さらにその上に接着剤層を塗布するなどして、形成すれば良い。
【００４４】
用意した保護フィルム８で、弾性表面波素子２の機能部分と保護部材と９を覆い、図３（ｃ）に示すように、保護フィルム８を圧電基板３に熱圧着させる。このとき、接着温度は３００℃であり、保護フィルム８が加工しやすくなると共に、熱による電極の酸化や拡散が問題とならない温度となっている。こうすることにより、弾性表面波の振動空間を確保しつつ、保護フィルム８によって弾性表面波素子２の機能部分を水分や埃などから保護することが可能となる。
【００４５】
そして、図４（ａ）に示すように、電極パッド６上にＡｕからなるバンプ７を形成する。バンプ７の高さは２０〜３０μｍとする。本実施例では、バンプ７としてＡｕからなるバンプを用いたが、これに限らず、半田からなるバンプを用いても良い。但し、Ａｕ−Ｓｎ系やＳｎ−Ａｇ系の半田からなるバンプを用いる場合には、半田からなるバンプの密着層として、電極パッド６上にＮｉ層を形成することが好ましい。
【００４６】
また、本実施例では、保護フィルム８を弾性表面波素子２の圧電基板３に接着した後バンプ７を形成したが、本発明はこれに限らず、バンプ７を形成した後、保護フィルム８を弾性表面波素子２の圧電基板３に接着しても良い。
【００４７】
図４（ｂ）に示すように、弾性表面波素子２において、保護フィルム８の圧電基板３との接着部分を覆うように、封止補強用樹脂１０を塗布、硬化させる。封止補強用樹脂１０は、封止補強用樹脂１０の表面の高さが、バンプ７及び保護部材９上の保護フィルム８よりも低くなるような厚みであり、具体的には１０〜１５μｍである。こうようにすることで、保護フィルム８の圧電基板３との接着強度を補強し、保護フィルム８による弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）の封止の気密性を高めることが出来る。
【００４８】
そして、後に接合基板１２となる集合基板２０を用意する。集合基板２０（接合基板１２）には、弾性表面波素子２の電極パッド６に対応する電極ランド１３、外部端子１５、電極ランド１３と外部端子１５とを電気的に接続するスルーホール１４が形成されている。電極ランド１３の表面は、Ａｕめっきされていることが好ましい。バンプ７もＡｕからなるため、弾性表面波素子２と接合基板１２とを接合する際、接合強度を高めることが出来る。
【００４９】
図４に示すように、用意した集合基板２０に、複数の弾性表面波素子２をフリップチップボンディングで接合する。弾性表面波素子２の電極パッド６と集合基板２０の電極ランド１３は、バンプ７を介して電気的にも機械的にも接続される。
【００５０】
最後に、集合基板２０からダイシングによって、図４（ｃ）に示すように弾性表面波装置１が得られる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に形成されたくし型電極部、電極パッド、リフレクタと、くし型電極部などの弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）の周囲に形成された保護部材と、くし型電極部などの弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）と保護部材を覆うようにして圧電基板に接着された高バリア性の保護フィルムとが形成された弾性表面波素子と、電極パッド上に形成されたバンプと、保護フィルムの圧電基板の接着部分を覆う封止補強用樹脂と、バンプを介して弾性表面波素子がくし型電極部を有する面を対向させて接合される、電極ランドと、ビアホールと、外部端子とを有する接合基板からなり、このような構造にすることで、弾性表面波の振動空間を確保しつつ、圧電基板における、くし型電極部などの弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）が、液晶ポリマーからなる保護フィルム若しくは水蒸気透過係数が６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下の多層構造の保護フィルムによって気密封止され、弾性表面波素子を樹脂封止する必要もないので、小型化、低背化が可能となる。
【００５２】
また、保護フィルムの圧電基板との接着部分と、その周囲の圧電基板を封止補強用樹脂で覆っているので、保護フィルムの圧電基板との接着強度を補強し、保護フィルムによる弾性表面波が伝搬する表面部分（機能部分）の封止の気密性を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における弾性表面波装置の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例における弾性表面波素子の平面図である。
【図３】本発明の実施例における弾性表面波装置の製造方法の各工程図である。
【図４】本発明の実施例における弾性表面波装置の製造方法の各工程図である。
【図５】本発明の実施例における集合基板（接合基板）に実装された弾性表面波素子の平面図である。
【図６】従来の弾性表面波装置の断面図である。
【符号の説明】
１、５１ 弾性表面波装置
２、５２ 弾性表面波素子
３、５３ 圧電基板
４、５４ くし型電極部
５ リフレクタ
６、５６ 電極パッド
７、５７ バンプ
８ 保護フィルム
９ 保護部材
１０ 封止補強用樹脂
１１ 保護膜
１２、６２ 接合基板
１３、６３ 電極ランド
１４、６４ ビアホール
１５、６５ 外部端子
２０ 集合基板
６６ フィルム
６７ 封止樹脂[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface acoustic wave device, and more particularly to a surface acoustic wave device having a surface acoustic wave element mounted on a package.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, as mobile communication devices such as mobile phones and mobile phones have become smaller, lighter, and higher in frequency, small and lightweight surface acoustic wave devices have been frequently used as filters mounted on these mobile communication devices. .
[0003]
In a surface acoustic wave device, since a surface acoustic wave propagating on the surface of a piezoelectric substrate is used, it is necessary to protect a surface portion (functional portion) where the surface acoustic wave propagates from moisture, dust, and the like. Therefore, in the conventional packaging method of the surface acoustic wave device, a structure in which a surface acoustic wave element is mounted on a package made of alumina or the like by wire bonding or flip chip bonding and sealed with a lid material has been mainly used.
[0004]
However, in such a structure, when the surface acoustic wave element is downsized due to the advancement of fine wiring technology, unless the package mounting the surface acoustic wave element is downsized, the surface acoustic wave device is reduced in size and height. There was a problem that it was not possible.
[0005]
Therefore, a surface acoustic wave device using a chip size package using flip chip bonding, which is currently used in the field of semiconductor components, has been developed.
[0006]
The above-described conventional surface acoustic wave device will be specifically described with reference to FIG. A surface acoustic wave element 52 in which a comb-shaped electrode portion 54 and an electrode pad 56 are formed of a metal such as Al on a piezoelectric substrate 53 is connected to a bonded substrate 62 having electrode lands 63, via holes 64, and external terminals 65. The surfaces having the portions 54 are opposed to each other and are joined by flip chip bonding. At this time, the surface acoustic wave element 52, the external terminal 65, the via hole 64 connected to the external terminal 65, and the electrode land 63 are electrically connected via the bump 57. Then, a film 66 made of plastic is adhered to the bonding substrate 62 so as to cover the surface acoustic wave element 52 in order to protect a surface portion (functional portion) where the surface acoustic wave including the comb-shaped electrode portion 54 propagates. . The surface acoustic wave device 51 is sealed with a sealing resin 67 from above the film 66 in order to enhance the confidentiality.
[0007]
Further, there is known a structure shown in FIG. 6 in which a deformable film such as a plastic film, a conductive film, or a film to which a metal is adhered is adhered, and then sealed with a sealing resin. Reference 1). Further, a structure using a second deformable film in place of the sealing resin in order to enhance the confidentiality is disclosed (see Patent Document 1).
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2001-176995 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the structure shown in FIG. 6 and the structure disclosed in Patent Document 1, since the film alone is insufficient in confidentiality, the film is sealed with a sealing resin from above, so that the thickness of the resin is small. This makes it difficult to reduce the height of the surface acoustic wave device.
[0010]
Further, since the film is bonded to the bonding substrate so as to cover the surface acoustic wave element, a portion for bonding the film is required on the bonding substrate, and it is difficult to reduce the size of the surface acoustic wave device.
[0011]
Further, in the structure using the second deformable film without using the resin, when the adhesion of the deformable film to the substrate is insufficient, there is a problem that the confidentiality cannot be secured.
[0012]
The surface acoustic wave device of the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to solve these problems and to provide a small, low-profile, and highly reliable surface acoustic wave device. .
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a surface acoustic wave device according to the present invention includes a piezoelectric substrate, a surface acoustic wave element having a functional portion including at least one interdigital electrode formed on the piezoelectric substrate and a bump, A protection member formed around the functional portion on the piezoelectric substrate, a protective film adhered to the piezoelectric substrate so as to cover the functional portion and the protection member, and the surface acoustic wave element includes the comb. And a bonding substrate joined by the bumps with the surfaces having the mold electrode portions facing each other, and the protective film is made of a liquid crystal polymer.
[0014]
Further, another surface acoustic wave device according to the present invention includes a surface acoustic wave element having a piezoelectric substrate, a functional portion including at least one interdigital electrode formed on the piezoelectric substrate, and a bump. A protection member formed around the functional portion on the substrate, a protective film adhered to the piezoelectric substrate so as to cover the functional portion and the protection member, and the comb-shaped electrode And a bonding substrate bonded by the bumps with surfaces having portions facing each other, wherein the protective film has a multilayer structure in which a metal layer or a ceramic layer is sandwiched between resin layers, and has a water vapor transmission coefficient of 6.9. × 10 −11 [g · m / m 2 · S] or less.
[0015]
It is preferable to further include a sealing reinforcing resin that covers a portion of the protective film that adheres to the piezoelectric substrate and a surrounding piezoelectric substrate.
[0016]
Further, it is preferable that the bonding substrate has an external terminal, an electrode land, and a via hole connecting the external terminal and the electrode land.
[0017]
In addition, the first method of manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention includes a step of manufacturing a plurality of surface acoustic wave elements having a functional portion including at least one comb-shaped electrode portion on a piezoelectric substrate; Forming a protective member around the functional part of the surface acoustic wave element, and covering the functional part of the plurality of surface acoustic wave elements and the protective member, so that the protective film made of a liquid crystal polymer has at least heat or pressure. A bonding substrate having a step of bonding to the piezoelectric substrate by one side, a step of forming a bump on the surface acoustic wave element, an external terminal, an electrode land, and a via hole connecting the external terminal and the electrode land; And bonding the plurality of surface acoustic wave elements to the collective substrate with bumps facing the surface having the comb-shaped electrode portion, via a bump, and Characterized by a step of cutting out the individual surface acoustic wave device from the plate.
[0018]
Further, a second method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention includes a step of manufacturing a plurality of surface acoustic wave elements having a functional portion comprising at least one comb-shaped electrode portion on a piezoelectric substrate; Forming a protective member around the functional part of the surface acoustic wave element, and a multilayer in which a metal layer or a ceramic layer is sandwiched between resin layers so as to cover the functional parts of the plurality of surface acoustic wave elements and the protective member. Bonding a protective film having a structure and a water vapor transmission coefficient of 6.9 × 10 −11 [g · m / m 2 · S] or less to the piezoelectric substrate by at least one of heat and pressure; Forming a bump on the surface acoustic wave element, preparing an external terminal, an electrode land, and preparing an aggregate substrate of a bonding substrate having a via hole connecting the external terminal and the electrode land; A surface acoustic wave element, a step of bonding the surface having the comb-shaped electrode portion to the collective substrate via a bump, and a step of cutting out individual surface acoustic wave devices from the collective substrate. Features.
[0019]
In the first and second methods of manufacturing the surface acoustic wave device according to the present invention, after the step of forming a bump on the surface acoustic wave element, the bonding portion of the protective film with the piezoelectric substrate and its surroundings It is preferable to include a step of covering the piezoelectric substrate with the sealing reinforcing resin.
[0020]
Further, a third method of manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention includes the steps of: manufacturing a plurality of surface acoustic wave elements having a functional portion including at least one comb-shaped electrode portion on a piezoelectric substrate; Forming a protective member around the functional portion of the surface acoustic wave element; forming a bump on the surface acoustic wave element; and covering the functional portions of the plurality of surface acoustic wave elements and the protective member. A step of bonding a protective film made of a liquid crystal polymer to the piezoelectric substrate by at least one of heat and pressure, and an aggregate substrate of a bonding substrate having an external terminal, an electrode land, and a via hole connecting the external terminal and the electrode land. And bonding the plurality of surface acoustic wave elements to the collective substrate with bumps facing the surface having the comb-shaped electrode portion, via a bump, and Characterized by a step of cutting out the individual surface acoustic wave device from the plate.
[0021]
Also, a fourth method of manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention includes a step of manufacturing a plurality of surface acoustic wave elements having a functional portion including at least one comb-shaped electrode portion on a piezoelectric substrate; Forming a protective member around the functional portion of the surface acoustic wave element; forming a bump on the surface acoustic wave element; and covering the functional portions of the plurality of surface acoustic wave elements and the protective member. A protective film having a multilayer structure in which a metal layer or a ceramics layer is sandwiched between resin layers, and having a water vapor transmission coefficient of 6.9 × 10 −11 [g · m / m 2 · S] or less. Adhering to the piezoelectric substrate by one side, preparing an aggregate substrate of a bonding substrate having an external terminal, an electrode land, and a via hole connecting the external terminal and the electrode land; A surface acoustic wave element, a step of bonding the surface having the comb-shaped electrode portion to the collective substrate via a bump, and a step of cutting out individual surface acoustic wave devices from the collective substrate. Features.
[0022]
In the third and fourth methods for manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention, the protective film is formed by covering at least one of heat and pressure so as to cover the functional portions of the plurality of surface acoustic wave elements and the protective member. After the step of bonding the piezoelectric film to the piezoelectric substrate, it is preferable to include a step of covering the bonding portion of the protective film with the piezoelectric substrate and the surrounding piezoelectric substrate with a sealing reinforcing resin.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a surface acoustic wave device according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of a surface acoustic wave element according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIGS. 4A and 4B are process diagrams of a method, FIG. 4 is a process diagram of a method of manufacturing a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG.
[0024]
The surface acoustic wave device 1 according to the present invention includes a surface acoustic wave element 2 and a bonding substrate 12, as shown in FIG. The surface acoustic wave element 2 includes a piezoelectric substrate 3 having a protective film 11 formed on the back surface, a comb-shaped electrode portion 4 formed on the piezoelectric substrate 3, a reflector (not shown), an electrode pad 6, and a comb-shaped electrode. A protection member 9 formed around a surface portion (functional portion) where the surface acoustic wave propagates, such as the portion 4, which is thicker than the electrode film; and a piezoelectric substrate 3 covering the functional portion and the protection member 9. And a sealing reinforcing resin 10 that covers the portion of the protection film 8 to which the piezoelectric substrate is bonded and the surrounding piezoelectric substrate 3. The protective film 8 is formed so as to be in close contact with the protective member 9 but not to come into contact with the comb-shaped electrode portion 4, the reflector (not shown), the electrode pad 6, and the like.
[0025]
The surface acoustic wave element 2 is formed on the electrode pad 6 in a state where the surface having the comb-shaped electrode portion 4 faces the bonding substrate 12 having the electrode land 13, the via hole 14, and the external terminal 15. The bonding is performed via the bump 7 thus formed.
[0026]
The back surface of the surface acoustic wave element 2 is only provided with the protective film 11 for preventing the piezoelectric substrate from cracking when a piezoelectric substrate such as LiTaO 3 is used, and the surface acoustic wave device 1 is small and low-profile. It has a simple structure. Note that if the piezoelectric substrate is not easily broken, it is not necessary to form the protective film 11.
[0027]
The protective film 8 used in the present invention needs to have a high barrier property in order to protect a surface portion (functional portion) through which the surface acoustic wave propagates, particularly from moisture. Therefore, various films were prepared and evaluated. The following evaluations were performed using a surface acoustic wave device having a frequency characteristic of 1.9 GHz, with only the film being different. In the evaluation of characteristics, a good product and a bad product were judged as defective when the insertion loss deteriorated by 0.3 dB or more.
[0028]
First, the correlation between the water vapor transmission coefficient of the protective film 8 and the non-defective product ratio of the surface acoustic wave device was investigated using a single-layer film made of polyimide and a multi-layer film made of polyimide and Al 2 O 3 . . At this time, the total thickness of the protective film was set to 100 μm. This is because, when actually used for a surface acoustic wave device, as the protective film becomes thicker, it is necessary to increase the height of the bump. To reduce the height, the lower the height of the bump is, the more preferable it is. This is because it is difficult and expensive to produce the above bumps.
[0029]
In addition, as for the film having a multilayer structure, samples in which the water vapor transmission coefficient of the protective film was changed by preparing Al 2 O 3 on polyimide and gradually increasing the thickness of Al 2 O 3 were prepared. Was subjected to a reliability test.
[0030]
In the evaluation sample, a protective member is formed around a surface portion (functional portion) of the surface acoustic wave element where the surface acoustic wave propagates, and then the protective member covers the surface portion (functional portion) of the surface acoustic wave and the protective member. The test was performed with a structure in which a protective film was adhered to the piezoelectric substrate, and evaluated by the number of non-defective products after leaving in a wet test tank for 2000 hours.
[0031]
Here, the water vapor transmission coefficient used for evaluation of the characteristics is determined by how much weight (g) of water vapor permeates with a protective film having a thickness of 1 m per unit time (S) and unit area (m 2 ). Is a coefficient [g · m / m 2 · S]. The water vapor transmission coefficient indicates the amount of water vapor permeated per unit thickness and is a value that is not related to the film thickness. The smaller the coefficient, the greater the effect as a barrier against water vapor.
[0032]
The results of the evaluation test are as follows: (1) Polyimide (100 μm): 2.3 × 10 −8 [g · m / m 2 · S] = 1/100 (1 good sample per 100 evaluation samples (2) Polyimide (99.5 μm) + Al 2 O 3 (0.5 μm): 9.7 × 10 −10 [g · m / m 2 · S] = 9/100 (3) polyimide (99 μm) + Al 2 O 3 (1 μm): 6.9 × 10 −11 [g · m / m 2 · S] = 91/100, (4) polyimide (95 μm) + Al 2 O 3 ( 5 μm): 3.5 × 10 −11 [g · m / m 2 · S] = 99/100, (5) Polyimide (90 μm) + Al 2 O 3 (10 μm): 1.2 × 10 −11 [g · m m / m 2 · S] = 99/100, (6) polyimide (80 μm) + Al 2 O 3 (20 μm): 8.8 × 10 −12 [g · m / m 2 · S] = 100/100, (7) Polyimide (75 μm) + Al 2 O 3 (25 μm): 5.0 × 10 −12 [ g · m / m 2 · S] = 100/100, (8) polyimide (50 μm) + copper foil (25 μm) + Al 2 O 3 (25 μm): 5.0 × 10 −13 [g · m / m 2. S] = 100/100.
[0033]
From the above results, it can be seen that as the thickness of Al 2 O 3 is increased and the water vapor transmission coefficient of the protective film is reduced, the characteristics are less likely to deteriorate. In particular, when the water vapor transmission coefficient is 6.9 × 10 −11 [g · m / m 2 · S], it can be seen that 90% or more can maintain the good quality standard only by the barrier property of the protective film. Furthermore, it is understood that, when the value is 3.5 × 10 −11 [g · m / m 2 · S] or less, 99% or more can maintain the standard with good characteristics only by the barrier property of the protective film. In this case, a polyimide film was used as the resin layer. However, the present invention is not limited to this. Any film having heat resistance such as polyethylene naphthalate may be used.
[0034]
The above results are obtained for a single-layer film made of polyimide and a multilayer film made of polyimide and Al 2 O 3. The single-layer film has a water vapor transmission coefficient of 6.9 × 10 −. As a material having a density of 11 [g · m / m 2 · S] or less, there is a liquid crystal polymer. The water vapor transmission coefficient of the liquid crystal polymer is 3.0 × 10 −11 [g · m / m 2 · S], the characteristic yield is 100/100, and if a protective film made of the liquid crystal polymer is used, a single layer is obtained. Even high reliability can be obtained.
[0035]
In a film having a multilayer structure, a metal layer such as a copper foil may be formed between resin layers in order to reduce the water vapor transmission coefficient and impart a shielding effect to the film. However, the adhesion between the resin layer and the metal layer is basically weak, and a short circuit may occur when the film having the metal layer comes into contact with a bump or the like. In addition to these problems, the process of forming the multilayer structure is complicated, so that it is preferable to use, as the protective film 8, a liquid crystal polymer that can obtain a high barrier property with one layer.
[0036]
The method for manufacturing the surface acoustic wave device 1 according to the present invention is as follows.
[0037]
First, a resist pattern (not shown) having a desired opening pattern is formed by using a photolithography technique in which a resist is applied on the piezoelectric substrate 3 and then exposed using a mask.
[0038]
Next, after forming a film of Al, which is an electrode material metal, by a vapor deposition method or the like, the resist pattern is peeled (lifted off) by dipping and rocking in a resist peeling solution, as shown in FIG. On the piezoelectric substrate 3, the comb-shaped electrode portion 4, the reflector 5, the electrode pad 6, the wiring, and the like are formed, and the surface acoustic wave device 2 as shown in FIG. 2 is manufactured.
[0039]
As the piezoelectric substrate, LiTaO 3 , LiNbO 3 , quartz, Li 2 B 4 O 7 or the like is used according to target characteristics. Further, as the electrode material, metal materials such as Au, Cu, Ni, Ta, and W can be used in addition to Al.
[0040]
Subsequently, a photosensitive resin is applied to the surface of the piezoelectric substrate 3 on which the comb-shaped electrode portions 4 and the like are formed, and exposure is performed using a mask, as shown in FIG. A protective member 9 made of a resin pattern thicker than the comb electrode portion 4 is formed in an annular shape so as to surround a surface portion (functional portion) of the comb electrode portion 4 where a surface acoustic wave propagates. At this time, the thickness of the protection member 9 may be any thickness as long as the protection film 8 described later can be prevented from contacting the comb-shaped electrode portion 4 and the reflector 5. For example, when the thickness of the comb-shaped electrode portion 4 and the thickness of the reflector 5 are about 0.2 μm, the thickness of the protection member 9 may be about 5 μm. At the same time, a protective film 11 made of a resin such as an epoxy resin or a polyimide is formed on the surface of the piezoelectric substrate 3 where the comb-shaped electrode portions 4 and the like are not formed. When a fragile LiTaO 3 substrate is used as the piezoelectric substrate 3, cracking of the substrate can be prevented by forming the protective film 11.
[0041]
A protective film 8 used to cover a surface portion (functional portion) of the comb-shaped electrode portion 4 where a surface acoustic wave propagates and a protective member 9 are prepared. As the protective film 8, a film made of a liquid crystal polymer having a thickness of 44 μm is used. As can be seen from the results of the above evaluation, the liquid crystal polymer has a high water vapor transmission coefficient of 3.0 × 10 −11 [g · m / m 2 · S], so that the functional portion of the surface acoustic wave element 2 It is suitable for protecting the water from moisture and dust.
[0042]
In this example, a film made of a liquid crystal polymer was used as the protective film 8, but the present invention is not limited to this, and a film having a multilayer structure such as having a metal layer or a ceramic layer between resin layers is used. May be. If the water vapor transmission coefficient is 6.9 × 10 −11 [g · m / m 2 · S] or less, the surface portion (functional portion) where the surface acoustic wave propagates is protected from moisture and dust only by the protective film 8. I can do it.
[0043]
A film having a multilayer structure is prepared by preparing a Si substrate having a polished surface, temporarily bonding a 25 μm-thick polyimide film on the Si substrate, and pasting a 10 μm-thick copper foil formed thereon by rolling, A polyimide film having a thickness of 25 μm is adhered thereon, and heated while applying pressure by a press machine to press-bond the polyimide film and the copper foil. Further, an adhesive layer may be formed thereon by, for example, applying an adhesive layer.
[0044]
The functional part of the surface acoustic wave element 2 and the protective member 9 are covered with the prepared protective film 8, and the protective film 8 is thermocompression-bonded to the piezoelectric substrate 3 as shown in FIG. At this time, the bonding temperature is 300 ° C., and the temperature is such that the protection film 8 can be easily processed and the oxidation and diffusion of the electrode by heat do not cause a problem. By doing so, it is possible to protect the functional portion of the surface acoustic wave element 2 from moisture, dust, and the like by the protective film 8 while securing the vibration space of the surface acoustic wave.
[0045]
Then, as shown in FIG. 4A, a bump 7 made of Au is formed on the electrode pad 6. The height of the bump 7 is set to 20 to 30 μm. In this embodiment, a bump made of Au is used as the bump 7, but the present invention is not limited to this, and a bump made of solder may be used. However, when a bump made of Au-Sn-based or Sn-Ag-based solder is used, it is preferable to form a Ni layer on the electrode pad 6 as an adhesion layer of the bump made of solder.
[0046]
In this embodiment, the bump 7 is formed after the protective film 8 is bonded to the piezoelectric substrate 3 of the surface acoustic wave element 2. However, the present invention is not limited to this. The surface acoustic wave element 2 may be bonded to the piezoelectric substrate 3.
[0047]
As shown in FIG. 4B, in the surface acoustic wave element 2, a sealing reinforcing resin 10 is applied and cured so as to cover a portion where the protective film 8 is bonded to the piezoelectric substrate 3. The sealing reinforcing resin 10 has a thickness such that the height of the surface of the sealing reinforcing resin 10 is lower than the protection film 8 on the bumps 7 and the protection member 9, and specifically, 10 to 15 μm. is there. By doing so, the adhesive strength of the protective film 8 to the piezoelectric substrate 3 can be reinforced, and the airtightness of the sealing of the surface portion (functional portion) where the surface acoustic wave propagates by the protective film 8 can be increased.
[0048]
Then, a collective substrate 20 to be the bonding substrate 12 later is prepared. An electrode land 13 corresponding to the electrode pad 6 of the surface acoustic wave element 2, an external terminal 15, and a through hole 14 for electrically connecting the electrode land 13 and the external terminal 15 are formed in the collective substrate 20 (bonding substrate 12). Have been. The surface of the electrode land 13 is preferably plated with Au. Since the bumps 7 are also made of Au, the joining strength can be increased when joining the surface acoustic wave element 2 and the joining substrate 12.
[0049]
As shown in FIG. 4, a plurality of surface acoustic wave elements 2 are bonded to the prepared collective substrate 20 by flip chip bonding. The electrode pads 6 of the surface acoustic wave element 2 and the electrode lands 13 of the collective substrate 20 are electrically and mechanically connected via the bumps 7.
[0050]
Finally, the surface acoustic wave device 1 is obtained by dicing from the collective substrate 20 as shown in FIG.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, the surface acoustic wave device of the present invention includes a comb-shaped electrode portion, an electrode pad, a reflector formed on a piezoelectric substrate, and a surface portion (functional portion) such as a comb-shaped electrode portion where a surface acoustic wave propagates. A protective member formed on the periphery, a surface portion (functional portion) such as a comb-shaped electrode portion where a surface acoustic wave propagates, and a high barrier protective film adhered to the piezoelectric substrate so as to cover the protective member are formed. Surface acoustic wave element, bumps formed on the electrode pads, sealing and reinforcing resin covering the bonding portion of the protective film to the piezoelectric substrate, and a surface where the surface acoustic wave element has a comb-shaped electrode portion via the bumps And a bonding substrate having an electrode land, a via hole, and an external terminal, which are bonded to face each other. With such a structure, a comb space in the piezoelectric substrate can be secured while securing a vibration space for surface acoustic waves. Type Surface portion surface acoustic wave, such as pole is propagated (functional portion) is, the protective film or a water vapor permeability coefficient of 6.9 × 10 -11 comprising a liquid crystal polymer [g · m / m 2 · S] The following multilayer structures And the surface acoustic wave element does not need to be resin-sealed, so that the size and the height can be reduced.
[0052]
In addition, since the bonding portion between the protective film and the piezoelectric substrate and the surrounding piezoelectric substrate are covered with a sealing and reinforcing resin, the bonding strength between the protective film and the piezoelectric substrate is reinforced, and the surface acoustic waves generated by the protective film are reduced. The airtightness of the sealing of the surface portion (functional portion) that propagates can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a surface acoustic wave device according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating each process of a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4A to 4C are process diagrams of a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of the surface acoustic wave device mounted on the collective substrate (joint substrate) according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a conventional surface acoustic wave device.
[Explanation of symbols]
1, 51 Surface acoustic wave device 2, 52 Surface acoustic wave element 3, 53 Piezoelectric substrate 4, 54 Comb-shaped electrode portion 5 Reflector 6, 56 Electrode pad 7, 57 Bump 8, Protective film 9, Protective member 10, Resin for sealing and reinforcement 11 Protective film 12, 62 Bonding substrate 13, 63 Electrode land 14, 64 Via hole 15, 65 External terminal 20 Assembly substrate 66 Film 67 Sealing resin

Claims (10)

圧電基板と、該圧電基板上に形成された少なくとも１つのくし型電極部からなる機能部分及びバンプとを有する弾性表面波素子と、
前記圧電基板上で前記機能部分の周囲に形成された保護部材と、
前記機能部分と前記保護部材とを覆うようにして前記圧電基板に接着された保護フィルムと、
前記弾性表面波素子が前記くし型電極部を有する面を対向させて前記バンプで接合された接合基板とを有し、
前記保護フィルムが液晶ポリマーからなることを特徴とする、弾性表面波装置。A piezoelectric substrate, a surface acoustic wave element having a functional portion and a bump formed of at least one comb-shaped electrode portion formed on the piezoelectric substrate,
A protection member formed around the functional portion on the piezoelectric substrate,
A protective film adhered to the piezoelectric substrate so as to cover the functional part and the protective member,
A bonding substrate joined by the bumps with the surface acoustic wave element facing the surface having the comb-shaped electrode portion,
The surface acoustic wave device, wherein the protective film is made of a liquid crystal polymer. 圧電基板と、該圧電基板上に形成された少なくとも１つのくし型電極部からなる機能部分及びバンプとを有する弾性表面波素子と、
前記圧電基板上で前記機能部分の周囲に形成された保護部材と、
前記機能部分と前記保護部材とを覆うようにして前記圧電基板に接着された保護フィルムと、
前記弾性表面波素子が前記くし型電極部を有する面を対向させて前記バンプで接合された接合基板とを有し、
前記保護フィルムが、金属層若しくはセラミックス層を樹脂層で挟んだ多層構造であり、且つ水蒸気透過係数が６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下であることを特徴とする、弾性表面波装置。A piezoelectric substrate, a surface acoustic wave element having a functional portion and a bump formed of at least one comb-shaped electrode portion formed on the piezoelectric substrate,
A protection member formed around the functional portion on the piezoelectric substrate,
A protective film adhered to the piezoelectric substrate so as to cover the functional part and the protective member,
A bonding substrate joined by the bumps with the surface acoustic wave element facing the surface having the comb-shaped electrode portion,
The protective film has a multilayer structure in which a metal layer or a ceramic layer is sandwiched between resin layers, and has a water vapor transmission coefficient of 6.9 × 10 −11 [g · m / m 2 · S] or less. A surface acoustic wave device. 前記保護フィルムの前記圧電基板との接着部分と、その周囲の圧電基板とを覆うようにして設けられた封止補強用樹脂を更に有することを特徴とする、請求項１、２のいずれかに記載の弾性表面波装置。3. The sealing reinforcing resin according to claim 1, further comprising a sealing reinforcing resin provided so as to cover the bonding portion of the protective film with the piezoelectric substrate and the surrounding piezoelectric substrate. The surface acoustic wave device as described in the above. 前記接合基板は、外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに弾性表面波装置。The surface acoustic wave device according to any one of claims 1 to 3, wherein the bonding substrate has an external terminal, an electrode land, and a via hole connecting the external terminal and the electrode land. 圧電基板上に少なくとも１つのくし型電極部からなる機能部分を有する弾性表面波素子を複数、作製する工程と、
前記複数の弾性表面波素子の機能部分の周囲に保護部材を形成する工程と、
前記複数の弾性表面波素子の機能部分と前記保護部材とを覆うようにして、液晶ポリマーからなる保護フィルムを熱若しくは圧力の少なくとも一方によって前記圧電基板に接着する工程と、
前記弾性表面波素子にバンプを形成する工程と、
外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有する接合基板の集合基板を用意する工程と、
前記複数の弾性表面波素子を、前記くし型電極部を有する面を対向させて前記集合基板に、バンプを介して接合する工程と、
前記集合基板から個々の弾性表面波装置を切り出す工程とを有することを特徴とする、弾性表面波装置の製造方法。Producing a plurality of surface acoustic wave devices having a functional portion composed of at least one comb-shaped electrode portion on a piezoelectric substrate,
Forming a protective member around functional parts of the plurality of surface acoustic wave elements;
A step of bonding a protective film made of a liquid crystal polymer to the piezoelectric substrate by at least one of heat and pressure so as to cover the functional portions of the plurality of surface acoustic wave elements and the protective member,
Forming a bump on the surface acoustic wave element;
An external terminal, an electrode land, and a step of preparing an aggregate substrate of a bonding substrate having a via hole connecting the external terminal and the electrode land,
Bonding the plurality of surface acoustic wave elements to the collective substrate with the surfaces having the comb electrode portions facing each other, via bumps;
Cutting out individual surface acoustic wave devices from the collective substrate. 圧電基板上に少なくとも１つのくし型電極部からなる機能部分を有する弾性表面波素子を複数、作製する工程と、
前記複数の弾性表面波素子の機能部分の周囲に保護部材を形成する工程と、
前記複数の弾性表面波素子の機能部分と前記保護部材とを覆うようにして、金属層若しくはセラミックス層を樹脂層で挟んだ多層構造であり、且つ水蒸気透過係数が６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下である保護フィルムを熱若しくは圧力の少なくとも一方によって前記圧電基板に接着する工程と、
前記弾性表面波素子にバンプを形成する工程と、
外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有する接合基板の集合基板を用意する工程と、
前記複数の弾性表面波素子を、前記くし型電極部を有する面を対向させて前記集合基板に、バンプを介して接合する工程と、
前記集合基板から個々の弾性表面波装置を切り出す工程とを有することを特徴とする、弾性表面波装置の製造方法。Producing a plurality of surface acoustic wave devices having a functional portion composed of at least one comb-shaped electrode portion on a piezoelectric substrate,
Forming a protective member around functional parts of the plurality of surface acoustic wave elements;
It has a multilayer structure in which a metal layer or a ceramic layer is sandwiched between resin layers so as to cover the functional portions of the plurality of surface acoustic wave elements and the protective member, and has a water vapor transmission coefficient of 6.9 × 10 −11 [ g · m / m 2 · S] or less, bonding the protective film to the piezoelectric substrate by at least one of heat and pressure.
Forming a bump on the surface acoustic wave element;
An external terminal, an electrode land, and a step of preparing an aggregate substrate of a bonding substrate having a via hole connecting the external terminal and the electrode land,
Bonding the plurality of surface acoustic wave elements to the collective substrate with the surfaces having the comb electrode portions facing each other, via bumps;
Cutting out individual surface acoustic wave devices from the collective substrate. 前記弾性表面波素子にバンプを形成する工程の後、前記保護フィルムの前記圧電基板との接着部分と、その周囲の圧電基板とを封止補強用樹脂で覆う工程を有することを特徴とする、請求項５、６のいずれかに記載の弾性表面波装置の製造方法。After the step of forming a bump on the surface acoustic wave element, a step of covering the bonding portion of the protective film with the piezoelectric substrate, and covering the surrounding piezoelectric substrate with a sealing reinforcing resin, A method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 5. 圧電基板上に少なくとも１つのくし型電極部からなる機能部分を有する弾性表面波素子を複数、作製する工程と、
前記複数の弾性表面波素子の機能部分の周囲に保護部材を形成する工程と、
前記弾性表面波素子にバンプを形成する工程と、
前記複数の弾性表面波素子の機能部分と前記保護部材とを覆うようにして、液晶ポリマーからなる保護フィルムを熱若しくは圧力の少なくとも一方によって前記圧電基板に接着する工程と、
外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有する接合基板の集合基板を用意する工程と、
前記複数の弾性表面波素子を、前記くし型電極部を有する面を対向させて前記集合基板に、バンプを介して接合する工程と、
前記集合基板から個々の弾性表面波装置を切り出す工程とを有することを特徴とする、弾性表面波装置の製造方法。Producing a plurality of surface acoustic wave devices having a functional portion composed of at least one comb-shaped electrode portion on a piezoelectric substrate,
Forming a protective member around functional parts of the plurality of surface acoustic wave elements;
Forming a bump on the surface acoustic wave element;
A step of bonding a protective film made of a liquid crystal polymer to the piezoelectric substrate by at least one of heat and pressure so as to cover the functional portions of the plurality of surface acoustic wave elements and the protective member,
An external terminal, an electrode land, and a step of preparing an aggregate substrate of a bonding substrate having a via hole connecting the external terminal and the electrode land,
Bonding the plurality of surface acoustic wave elements to the collective substrate with the surfaces having the comb electrode portions facing each other, via bumps;
Cutting out individual surface acoustic wave devices from the collective substrate. 圧電基板上に少なくとも１つのくし型電極部からなる機能部分を有する弾性表面波素子を複数、作製する工程と、
前記複数の弾性表面波素子の機能部分の周囲に保護部材を形成する工程と、
前記弾性表面波素子にバンプを形成する工程と、
前記複数の弾性表面波素子の機能部分と前記保護部材とを覆うようにして、金属層若しくはセラミックス層を樹脂層で挟んだ多層構造であり、且つ水蒸気透過係数が６．９×１０−１１［ｇ・ｍ／ｍ２・Ｓ］以下である保護フィルムを熱若しくは圧力の少なくとも一方によって前記圧電基板に接着する工程と、
外部端子と、電極ランドと、該外部端子と電極ランドを接続するビアホールとを有する接合基板の集合基板を用意する工程と、
前記複数の弾性表面波素子を、前記くし型電極部を有する面を対向させて前記集合基板に、バンプを介して接合する工程と、
前記集合基板から個々の弾性表面波装置を切り出す工程とを有することを特徴とする、弾性表面波装置の製造方法。Producing a plurality of surface acoustic wave devices having a functional portion composed of at least one comb-shaped electrode portion on a piezoelectric substrate,
Forming a protective member around functional parts of the plurality of surface acoustic wave elements;
Forming a bump on the surface acoustic wave element;
It has a multilayer structure in which a metal layer or a ceramic layer is sandwiched between resin layers so as to cover the functional portions of the plurality of surface acoustic wave elements and the protective member, and has a water vapor transmission coefficient of 6.9 × 10 −11 [ g · m / m 2 · S] or less, bonding the protective film to the piezoelectric substrate by at least one of heat and pressure.
An external terminal, an electrode land, and a step of preparing an aggregate substrate of a bonding substrate having a via hole connecting the external terminal and the electrode land,
Bonding the plurality of surface acoustic wave elements to the collective substrate with the surfaces having the comb electrode portions facing each other, via bumps;
Cutting out individual surface acoustic wave devices from the collective substrate. 前記複数の弾性表面波素子の機能部分と前記保護部材とを覆うようにして保護フィルムを熱若しくは圧力の少なくとも一方によって前記圧電基板に接着する工程の後、前記保護フィルムの前記圧電基板との接着部分と、その周囲の圧電基板とを封止補強用樹脂で覆う工程を有することを特徴とする、請求項８、９のいずれかに記載の弾性表面波装置の製造方法。After the step of bonding the protective film to the piezoelectric substrate by at least one of heat and pressure so as to cover the functional portions of the plurality of surface acoustic wave elements and the protective member, bonding the protective film to the piezoelectric substrate The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 8, further comprising a step of covering the portion and a surrounding piezoelectric substrate with a sealing reinforcing resin.
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