CN100553129C - 表面声波装置 - Google Patents

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Abstract

一种表面声波装置，在该装置中可防止用于密封在表面声波元件和安装板之间的间隙的密封树脂流入到达表面声波元件的振动部分。在本发明的表面声波装置1中，表面声波元件2通过凸缘4与安装板3连接，表面声波元件2的外周缘用密封树脂5加以密封，确保在表面声波元件2的振动部分6和安装板3之间有振动空间7。在表面声波元件2中，设置了包围凸缘4和振动部分6的外阻挡层和包围振动部分6的内阻挡层，把外阻挡层9的高度h1设定为低于凸缘4的高度h2和形成在安装板3上的电极焊接区8的高度h3的总高度h4，并把内阻挡层10的高度h5设定为低于凸缘4的高度h2。

Description

表面声波装置
技术领域
本发明涉及一种表面声波装置，特别涉及一种表面声波装置，在该装置中，用于密封表面声波元件和安装板之间的间隙的密封树脂被防止流入至表面声波元件的振动部分。
背景技术
现有表面声波装置的一个例子揭示于专利文献1，其结构示于图21。也就是说，在此表面声波装置51中，表面声波元件(SAW装置芯片)52和安装板53一体化，表面声波元件52的表面通过凸缘54与安装板53相连接。
在表面声波元件52的表面上，如图22所示，形成包括梳子形电极部分(下面称为IDT)的振动部分56，确保在振动部分56和安装板之间有振动空间57，表面声波元件52的外周缘通过使用由热固性树脂如环氧树脂等组成的密封树脂58加以密封。而且，此时，在安装板53的安装表面上，如图23所示，形成用于连接固定位置处的凸缘54的电极焊接区59。
此外，在表面声波装置51中，为了防止用于密封表面声波元件52和安装板53之间的间隙的密封树脂58流入至表面声波元件52的振动部分56，在表面声波元件52的功能面上设置了阻断树脂流动的内外二层阻挡层61、62，该阻挡层低于凸缘54且设置成包围振动部分56。也就是说，阻挡层61、62通过使用感光胶形成，起着用于防止密封树脂56流入的阻挡层的作用。这些阻挡层61、62设置成低于凸缘54的理由是：当表面声波元件52为倒装式与安装板53接合时，即使凸缘54受压，凸缘54具有足够的连接强度，并确保在阻挡层61、62和安装板53之间有小空间。
在以这种方式构造的表面声波装置51中，用于密封表面声波元件52的外周缘的涂复用密封树脂58，由于表面张力到达外阻挡层61和安装板53之间的间隙。但是，由于该间隙窄，密封树脂58不会越过阻挡层61、62流入，密封树脂58
被防止流入至表面声波元件52的振动部分56。
〔专利文献1〕：日本公开专利申请说明书8-316778
但是，在上述相关的表面声波装置51中，不考虑阻挡层61、62和凸缘54的相对位置，所设置的阻挡层61、62仅用来包围振动部分56。其次，阻挡层61、62中每一层均面对电极焊接区59，或面对暴露的安装板53的安装表面，在它们之间不形成电极焊接区59。在这种情况下，阻挡层61、62和安装板53的安装表面之间的间距变成不规则。
结果是，尽管在表面声波元件52的表面设置了内外阻挡层61、62，仍不能防止密封树脂58越过阻挡层61、62流入，且密封树脂58到达表面声波元件52的振动部分56，和附着在振动部分56。当发生这类事时，表面声波装置51的性能的降低是不可避免的，表面声波装置51的不良品率增加。
鉴于这些问题进行了本发明，本发明的一个目的是提供一种表面声波装置，在该装置中，用于密封表面声波元件和安装板之间的间隙的密封树脂被防止流入至表面声波元件的振动部分。
发明内容
根据本发明的第一方面的表面声波装置包括：表面声波元件，在其表面上具有由至少一个形成在压电衬底上的梳子形状的电极构成的振动部分；安装板和密封树脂。在表面声波装置中，表面声波元件和安装板通过凸缘相连接，使得安装板的安装表面和表面声波元件的表面可互相面对，表面声波元件的外周缘用密封树脂密封，并确保在表面声波元件和安装板的安装表面之间有振动空间。而且，在表面声波元件的表面上设置包围凸缘和振动部分的外阻挡层，且外阻挡层部分包含层差(level difference)。
在根据本发明的第一方面的表面声波装置中，由于外阻挡层部分包含层差，能在外阻挡层防止密封树脂流入，因而，能防止当密封树脂流入表面声波元件的振动部分时造成的不良品的出现。
根据本发明的第二方面的表面声波装置包括：表面声波元件，在其表面上具有由至少一个形成在压电衬底上的梳子形状的电极构成的振动部分；安装板和密封树脂。在表面声波装置中，表面声波元件和安装板通过凸缘相连接，使得安装板的安装表面和表面声波元件的表面可互相面对，表面声波元件的外周缘用密封树脂密封，并确保在表面声波元件和安装板的安装表面之间有振动空间。而且，在表面声波元件的表面上包含，设置成包围凸缘和振动部分的外阻挡层，和设置在凸缘的内侧包围振动部分的内阻挡层。
在根据本发明的第二方面的表面声波装置中，由于包含外阻挡层和内阻挡层，即使在外阻挡层不能阻断密封树脂的流入，也能在内阻挡层防止密封树脂的流入，因此，能够防止当密封树脂流入表面声波元件的振动部分时造成的不良品的出现。
此时，希望外阻挡层高于内阻挡层。特别是，希望把外阻挡层的高度设定成低于在表面声波元件通过凸缘与安装板连接之后凸缘的高度和形成在安装板的安装表面的电极焊接区的高度的总高度，并把内阻挡层的高度设定成低于在表面声波元件通过凸缘与安装板连接之后凸缘的高度。
且希望至少内阻挡层通过利用比表面声波元件的表面和安装板的安装表面对密封树脂可粘性差的材料形成。而且，希望内阻挡层包含第一内阻挡层和第二内阻挡层。尤其是，希望第一内阻挡层和第二内阻挡层具有几乎相同的高度。此时，希望第一内阻挡层和第二内阻挡层用相同材料形成。
此外，希望外阻挡层具有层差。而且，在根据本发明的第一或第二方面的表面声波装置中，希望外阻挡层的层差由至少一个凹面部分和至少一个凸面部分组成。
根据本发明的第三方面的表面声波装置包括：表面声波元件，在其表面上具有由至少一个形成在压电衬底上的梳子形状的电极构成的振动部分；安装板和密封树脂。在表面声波装置中，表面声波元件和安装板通过凸缘相连接，使得安装板的安装表面和表面声波元件的表面可互相面对，表面声波元件的外周缘用密封树脂密封，并确保在表面声波元件和安装板的安装表面之间有振动空间。而且，在表面声波元件的表面上配置设置成包围凸缘和振动部分的第一外阻挡层，和设置在第一外阻挡层的内侧包围凸缘和振动部分的第二外阻挡层。
在根据本发明的第三方面的表面声波装置中，由于包含第一外阻挡层和第二外阻挡层，即使在第一外阻挡层不能阻断密封树脂的流入，也能在第二外阻挡层防止密封树脂的流入，因此，能够防止当密封树脂流入表面声波元件的振动部分时造成的不良品的出现。
此时，希望第一外阻挡层高于第二外阻挡层。特别是，希望把第一外阻挡层的高度设定成低于在表面声波元件通过凸缘与安装板连接之后凸缘的高度和形成在安装板的安装表面的电极焊接区的高度的总高度，并把第二外阻挡层的高度设定成高于在表面声波元件通过凸缘与安装板连接之后凸缘的高度。
希望第一外阻挡层由至少二层构成，第一外阻挡层的最下层与第二外阻挡层具有相同的高度。而且，希望至少第二外阻挡层通过利用比表面声波元件的表面和安装板的安装表面对密封树脂可粘性差的材料形成。在此情况下，希望第一外阻挡层包含层差，并希望第一外阻挡层的层差通过至少一个凹部和至少一个凸部来形成。
或在根据本发明的第一、第二和第三方面的表面声波装置中，希望在安装板上形成板侧阻挡层，与外阻挡层面对。尤其是，希望把外阻挡层和板侧阻挡层的总高度设定成低于在表面声波元件通过凸缘与安装板连接之后凸缘的高度和形成在安装板的安装表面的电极焊接区的高度的总高度。
附图说明
图1是示出根据实施例1的表面声波装置的结构的横向剖视图。
图2是示出根据实施例1的安装板的结构的俯视图。
图3是示出根据实施例1的表面声波元件的结构的俯视图。
图4是示出根据实施例1的第一改进例的表面声波装置的结构的横向剖视图。
图5是示出根据实施例1的第二改进例的表面声波装置的结构的横向剖视图。
图6是示出根据实施例1的第三改进例的表面声波装置的结构的横向剖视图。
图7示出根据实施例1的表面声波元件的制造过程。
图8示出根据实施例1的表面声波装置的制造过程。
图9示出根据实施例2的表面声波元件的结构的横向剖视图。
图10是示出根据实施例2的表面声波元件的结构的俯视图。
图11是示出根据实施例2的安装板的结构的俯视图。
图12示出根据实施例2的表面声波元件的制造过程。
图13示出根据实施例2的表面声波装置的制造过程。
图14是示出根据实施例3的表面声波装置的结构的横向剖视图。
图15是示出根据实施例3的表面声波元件的结构的俯视图。
图16是示出根据实施例3的改进例的表面声波装置的结构的横向剖视图。
图17是示出根据实施例4的表面声波装置的结构的横向剖视图。
图18是示出根据实施例4的表面声波元件的结构的俯视图。
图19是示出根据实施例4的第一改进例的表面声波装置的结构的横向剖视图。
图20是示出根据实施例4的第二改进例的表面声波装置的结构的横向剖视图。
图21是示出根据相关例子的表面声波装置的结构的横向剖视图。
图22是示出根据相关例子的表面声波元件的结构的俯视图。
图23是示出根据相关例子的安装板的结构的俯视图。
具体实施方式
(实施例1)图1是示出根据实施例1的表面声波元件的结构的横向剖视图，图2是示出根据实施例1的安装板的结构的俯视图，图3是示出根据实施例1的表面声波元件的结构的俯视图。图4是示出根据实施例1的第一改进例的表面声波元件的结构的横向剖视图，图5是示出根据实施例1的第二改进例的表面声波元件的结构的横向剖视图，图6是示出根据实施例1的第三改进例的表面声波元件的结构的横向剖视图。图7示出根据实施例1的表面声波元件的制造过程，图8示出根据实施例1的表面声波装置的制造过程。
在根据实施例1的表面声波装置中，如图1所示，表面声波元件(SAW装置芯片)2的表面和安装衬底3的安装表面设置成互相面对，并通过由金构成的凸缘4互相连接，表面声波元件2的外周缘用由热固性树脂如环氧树脂等构成的密封树脂5密封。然后，在表面声波元件2的表面，即包含IDT、反射器、和形成在压电衬底上的布线部分的表面声波元件2的的振动部分6和由介电材料如氧化铝等构成的安装板3之间确保用来产生表面声波所需的振动空间7。而且，在安装板3的安装表面上，如图2所示那样，在固定位置形成电极焊接区8，可在固定位置处与凸缘4相连。表面声波元件的IDT、反射器、和布线部分在图3中省略。电极焊接区8可制成与图2中形状的不同形状。
另一方面，在表面声波元件2的表面上，设置了阻断树脂流动的外阻挡层9和阻断树脂流动的内阻挡层10，可防止用于密封表面声波元件2和安装板3之间间隙的密封树脂5流入表面声波元件2的振动部分6。也就是说，如图3所示那样，在表面声波元件2的表面上，设置了外阻挡层9和内阻挡层10，该外阻挡层9设置在包围凸缘4和振动部分6的压电衬底的外周位置，从上往下看具有矩形形状，内阻挡层10位于仅包围振动部分6的内周位置，从上往下看具有矩形形状。而且，外阻挡层9和内阻挡层10的转角部分可制成圆形。
外阻挡层9和内阻挡层10通过感光胶方法利用比表面声波元件2的表面和安装板3的安装表面对密封树脂可粘性差的材料，如光敏聚酰亚胺树脂、BCB(树脂组份：苯环丁烯)、Zcoat(树脂组份：环聚烯烃)等形成。这里的外阻挡层9具有下层9a和上层9b相层叠的双层结构。
虽然希望在用焊料将表面声波装置1安装在印刷电路板时，在外阻挡层9和内阻挡层10中使用的材料在软熔(reflow)过程中具有极好的耐热性，但是，回流的温度取决于焊料。例如，锡-铅易熔焊料材料的软熔温度是摄氏180度，锡-银-铜易熔焊料材料的软熔温度是摄氏220度。当考虑到这些时，使用在外阻挡层9和内阻挡层10中的材料可经得住摄氏260度的温度就足够了。
也就是说，用于形成外阻挡层9和内阻挡层10的材料需要具有下述特性。首先，在通过焊料安装时对软熔的耐热性，需要不造成明显的变形、分解和漏气。但是，在通过密封树脂5进行密封后，不一定要求不造成变形。
其次，为了防止密封树脂5的内流，希望用于形成外阻挡层9和内阻挡层10的材料对密封树脂可粘性比表面声波元件2的压电衬底和安装板3的表面以及设置在安装板3上的电极焊接区的表面对密封树脂可粘性差。此外，用于形成外阻挡层9和内阻挡层10的材料需要具有小介电常数。如果材料具有大介电常数，则电气特性、尤其是输入电容由于外阻挡层9和内阻挡层10的设置会发生变化，结果是表面声波装置1的特性恶化。因此，希望外阻挡层9和内阻挡层10具有的介电常数小于表面声波元件2的压电衬底的介电常数。而且，在外阻挡层9和内阻挡层10已形成后，它们需要具有不允许它们变形的硬度。此外，为了消除因在表面声波元件2和安装板3之间的线性膨胀系数的差异所造成的表面声波元件的变形，希望较低的硬度。
另一方面，为了对付温度的变化，希望用于形成外阻挡层9和内阻挡层10的材料具有的线性膨胀系数与表面声波元件2的压电衬底的线性膨胀系数大体相等。例如，当衬底由LiTaO3构成时，由于线性膨胀系数沿表面声波传播方向为约15ppm/℃而沿垂直于表面声波传播方向为约7ppm/℃，希望用于形成外阻挡层9和内阻挡层10的材料具有的线性膨胀系数接近这些系数。而且，为了防止内阻挡层10与振动部分6相接触，希望内阻挡层10的材料具有的线性膨胀系数低于凸缘4的膨胀系数。
此外，外阻挡层9和内阻挡层10要求由可使阻挡层9和10从表面声波元件2的压电衬底起的高度保持恒定的材料构成。也就是说，由于外阻挡层9和内阻挡层10的最小宽度为数十微米，希望使用光敏树脂，为使阻挡层9和10精确地形成在固定的位置。当存在高度的局部变化时，由于间距变得不均匀，希望具有小凸缘和凹陷且也具有小粒径的材料。而且，在外阻挡层9和内阻挡层10已形成后，由于进行例如清洗工艺、密封树脂涂复工艺和加热工艺，希望材料经得住这些工艺，且也具有耐化学性，可使材料经得住密封树脂5中的化合物。
现在，把在外阻挡层9的高度h1调节成小于凸缘4被连接后的高度h2和形成在安装板3的安装表面的焊接区8的高度h3的总高度h4(＝h2+h3)，把内阻挡层10的高度h5调节成小于凸缘4被连接后的高度h2。此时，由于外阻挡层9的高度h1小于凸缘4被连接后的高度h2和形成在安装板3的安装表面的焊接区8的高度h3的总高度h4，确保了在外阻挡层9和安装板3的安装表面之间有小间隙。
而且，当外阻挡层9的高度h1大于凸缘4被连接后的高度h2和形成在安装板3的安装表面的焊接区8的高度h3的总高度h4时，由于不能把凸缘4压得如外阻挡层9的厚度(高度)，则在安装板3和表面声波元件2连接时，不能获得足够的连接强度。也就是说，在把表面声波元件2与安装板3倒装式接合时，为了获得受压的凸缘4的足够强度，希望确保在外阻挡层9和安装板3之间有小间隙S。在本实施例1中，把外阻挡层9的高度h1设置成小于凸缘4被连接后的高度h2和形成在安装板3的安装表面的焊接区8的高度h3的总高度h4，因为在外阻挡层9和安装板3的安装表面之间确保有间隙S，能够获得足够的连接强度。
希望在外阻挡层9和安装板3的安装表面之间的间隙S为0至15微米。此外，当内阻挡层10的高度h5小于凸缘4被连接后的高度h2时，能够防止内阻挡层10与形成在安装板3的安装表面的电极焊接区8相接触。而且，如果内阻挡层10的高度h5大于凸缘4被连接后的高度h2，则内阻挡层10与形成在安装板3的安装表面的电极焊接区8相接触，因为不能压凸缘4，使在安装板3和表面声波元件2之间获得足够连接强度变得困难。
此外，通过使阻挡层10的宽度大于密封树脂5的涂布宽度，可降低内阻挡层10的高度h5。再者，当外阻挡层9为下层9a和上层9b的层叠制件时，希望下层9a和内层10具有相同高度。这样，外阻挡层9的下层9a和内阻挡层10能在同一工序中形成，而且因为由下层9a和上层9b构成的外阻挡层9是在二个分立的工序中形成的，可形成具有高的高宽比的外阻挡层9。
根据本实施例1的表面声波装置1中，在凸缘4的外周设置表面声波元件2的表面上的外阻挡层9，并采用上述的高度关系。结果是外阻挡层9面对安装板3自身，即不形成电极焊接区8的露出的安装板3，就可在外阻挡层9和安装板3的安装表面之间确保具有(h4-h1)的均匀间距的间隙S。因此，即使用于密封表面声波元件2的外周缘的密封树脂5到达外阻挡层9，由于外阻挡层9和安装板3的安装表面之间的间隙S具有均匀间距，不会出现密封树脂5越过外阻挡层9内流。
其次，即使密封树脂5越过外阻挡层9流入，由于设置的其高度h5小于凸缘4被连接后的高度h2的内阻挡层10包围振动部分6，能确实防止流过外阻挡层9的少量密封树脂5越过内阻挡层10流入以到达表面声波元件2的振动部分6。此外，此时，当内阻挡层10是由对密封树脂5可粘性差的材料构成时，能够确实防止难以用外阻挡层9防止流入的密封树脂5的低分子组份流入到表面声波元件2的表面上。
而且，在本实施例1中，虽然外阻挡层9设置成包围所有凸缘4，而内阻挡层10设置成仅包围振动部分6，但是，并不局限于这种结构。外阻挡层9可设置成包围部分凸缘4和振动部分6，而内阻挡层10可设置成包围至少振动部分6。也就是说，外阻挡层9设置成面对安装板3的安装表面就行，结果是只要在外阻挡层9和安装板3的安装表面之间确保具有均匀间距的间隙S就行。
这里，只要内阻挡层10能防止越过外阻挡层9的密封树脂5流入到表面声波元件2的振动部分6就行，只要内阻挡层10设置成至少包围振动部分6就行。此外，在在本实施例1中，虽然外阻挡层9和内阻挡层10通过利用对密封树脂5可粘性差的材料来形成，但是，不要求这两者为对密封树脂5可粘性差的材料。也就是说，由于对密封树脂5可粘性差的材料对防止密封树脂中低分子组份的流入特别有效，因此，在要求可靠防止密封树脂5回流的内阻挡层10为对密封树脂5可粘性差的材料时，可使用一般的感光胶材料来形成外阻挡层9。
而且，当形成在表面声波元件2的表面的外阻挡层9由下层9a和上层9b层叠构成时，下层9a可通过使用与表面声波元件2的振动部分6即IDT等相同的材料形成。但是，外阻挡层9不要求是层叠的，如图4所示，显然，外阻挡层9从开始就可一体地形成为具有高度h1的阻挡层。
而且，在本实施例1中，如图1所示，只有表面声波元件2的外周缘是用密封树脂5来密封的，表面声波元件2的上表面暴露在外面，但不局限于这种结构，不仅表面声波元件2的外周缘而且上表面都可用密封树脂5来密封。此外，希望密封树脂5具有的粘度在涂复温度下为15-150Pa·s。当密封树脂5具有这种粘度，可更确实地防止密封树脂5的流动。也就是说，当密封树脂5具有低粘度时，流动变成更容易发生，而密封树脂5具有高粘度时，由于容易出现使密封性能变差的气泡，粘度的下限由密封树脂5向振动部分6的流动来决定，上限由气泡的出现来决定。
现在，在本实施例1中可采用下述改进的例子。首先，如图5所示，通过在设置在表面声波元件2的表面的外阻挡层9中形成具有固定宽度的槽(凹部)，在外阻挡层9中形成台阶部分。当用这种方式构造时，即使在外阻挡层9的外侧的拐角部分不能防止密封树脂5的流入，但有可能在内侧的拐角部分防止树脂5流入。而且，通过在外阻挡层9中形成凸部来设置台阶部分，也能获得同样效果。
此外，如图6所示，可在外阻挡层9和内阻挡层10之间设置外阻挡层(第二外阻挡层)11，紧邻外阻挡层(第一外阻挡层)9。当用这种方式构造时，即使用外阻挡层9不能防止密封树脂5的流入，但有可能用外阻挡层(第二阻挡层)11防止树脂5流入。
而且，虽然没有示出，可在内阻挡层10中形成具有固定宽度的槽，当用这种方式构造时，即使不改变内阻挡层10的尺寸，但内阻挡层10和振动部分6之间的分离距离会变大，结果是密封树脂5不到达振动部分6。此外，可在内阻挡层(第一内阻挡层)10的内侧设置第二内阻挡层，紧邻内阻挡层10。当用这种方式构造时，由于内阻挡层(第一内阻挡层)10和振动部分6之间的分离距离因第二内阻挡层而增加，能可靠防止密封树脂5流入到振动部分6。
此外，在这种情况下，希望第二内阻挡层的高度与内阻挡层(第一内阻挡层)10的高度基本相同。也就是说，第二内阻挡层可与内阻挡层(第一内阻挡层)10同时形成。
接着，基于图7和图8简单说明根据实施例1的表面声波装置1和表面声波元件2的制造方法。
首先，如图7所示那样，示出了表面声波元件的制造工序，制备具有多个凸缘4和振动部分6(未示出)的压电衬底12(LiTaO3晶片)，通过切割可把它制成许多表面声波元件2，在已形成凸缘4和振动部分6的每个表面声波元件区域13上形成外阻挡层9和内阻挡层10。而且，压电衬底12可由任何其它材料如LiNbO3构成，以替代LiTaO3。
此外，可以使用在其表面上形成压电薄膜如ZnO等的介质衬底来替代压电衬底。另外，在上述说明中，虽然外阻挡层9和内阻挡层10形成在凸缘4形成的表面声波元件区域13上，但是，凸缘4可在外阻挡层9和内阻挡层10已形成后再形成。
也就是说，在作为其上形成IDT的振动部分6、反射器等的压电衬底的LiTaO3晶片上，通过感光胶方法同时形成设置成包围凸缘4和振动部分6的外阻挡层9的下层9a和设置成仅包围振动部分6的内阻挡层10，使得高度h5可低于凸缘4被连接后的高度h2。其次，上层9b层叠在外阻挡层9的下层9a上，使其高度(h1-h5)高于形成在安装板3的安装表面上的电极焊接区的高度h3。
结果是在压电衬底12的每个表面声波元件区域13中，形成具有包围凸缘4和振动部分6的高度为h1的外阻挡层9和具有仅包围振动部分6的高度为h5的内阻挡层10。此后，当把作为压电衬底12的LiTaO3晶片分割成芯片大小的片，制作与每个表面声波元件区域相对应的表面声波元件2。
当在设置在表面声波元件2的表面上的外阻挡层(第一外阻挡层)9和内阻挡层10之间设置外阻挡层(第二阻挡层)11时，当在内阻挡层(第一内阻挡层)10的内侧设置第二内阻挡层时，这些外阻挡层(第二阻挡层)11和第二内阻挡层与外阻挡层(第一外阻挡层)9和内阻挡层(第一内阻挡层)10一起形成在压电衬底12的每个表面声波元件区域13上。
此外，电极焊接区8预先形成在与每个表面声波元件2相对应的区域上，即与元件相对应的区域14上，于是制备了复合衬底15，由该衬底在以后制造安装板3。然后，如图8所示那样，用切割方法制成的每个表面声波元件2被倒装式接合和安装在与元件相对应的区域14上。此后，虽然没有示出，在安装在复合衬底15上的每个表面声波元件2四周涂复密封树脂5并使其硬化，复合衬底15分割成芯片大小的片，制成具有如图1所示结构的表面声波装置1。
(实施例2)图9示出根据实施例2的表面声波装置的结构的横向剖视图，图10是示出根据实施例2的表面声波元件的结构的俯视图，和图11是示出根据实施例2的安装板的结构的俯视图。图12示出根据实施例2的表面声波元件的制造过程，图13示出表面声波装置的制造过程。而且，由于根据实施例2的表面声波装置的整体结构与实施例基本没有差异，因此，在图9至图13中，与图1至图8的相同部件或等同物给予相同的标号，并省略它们的详细说明。
在根据实施例2的表面声波装置21中，如图9所示，表面声波元件(SAW装置芯片)2的表面和安装衬底3的安装表面通过凸缘4连接，只有表面声波元件2的外周缘被密封。在包含IDT、反射器、和布线部分的表面声波元件2的表面上形成的振动部分6和由介电材料如氧化铝等构成的安装板3之间确保振动空间7。而且，在图10中示意地给出表面声波元件2的IDT、反射器、和布线部分。这样，这些实际形状可不同于图中的那些形状。
此外，在表面声波元件2的表面上，如图10所示那样，在内侧和外侧都设置了外阻挡层22和内阻挡层23两者，以防止用于密封表面声波元件2和安装板3之间间隙的密封树脂5如环氧树脂等流入表面声波元件2的振动部分6。也就是说，在表面声波元件2的表面上，设置了外阻挡层22和内阻挡层23，该外阻挡层22设置在包围凸缘4和振动部分6的外周位置，从上往下看具有矩形形状，该内阻挡层23位于仅包围振动部分6的内周位置，从上往下看具有矩形形状。而且，外阻挡层22制成具有与内阻挡层23的高度相同的高度h5，且h5设置成低于凸缘4被连接后的高度h2(h5＞h2)。
另一方面，在安装板3的安装表面上，如图11所示那样，用于连接凸缘4的电极焊接区形成在固定位置，形成设置成包围表面声波元件2的表面上的凸缘4和振动部分6的板侧阻挡层24，与表面声波元件2中形成的外阻挡层22相面对。而且，此时，把板侧阻挡层24的高度h6设置成外阻挡层22的高度h5和板侧阻挡层24的高度h6的总高度h7(＝h5+h6)小于凸缘4被连接后的高度h2和形成在安装板3的安装表面的电极焊接区8的高度h3的总高度h4(＝h2+h3)。
由于外阻挡层22、内阻挡层23和板侧阻挡层24具有上述的高度关系，在形成在表面声波元件2的表面上的外阻挡层22和形成在安装板3的安装表面的板侧阻挡层24之间确保具有均匀间距(h4-h7)的间隙S。结果是即使凸缘4在表面声波元件2倒装式接合于安装板3时受压，形成为互相面对的外阻挡层22和板侧阻挡层24也不互相接触，并可为凸缘4获得足够的连接强度。
在表面声波装置21中，即使用于密封表面声波元件2的外周缘的密封树脂到达外阻挡层22和板侧阻挡层24，由于外阻挡层22和板侧阻挡层24之间的间隙S具有均匀间距，密封树脂5不会越过外阻挡层22和板侧阻挡层24流入。此外，即使密封树脂5越过外阻挡层22和板侧阻挡层24流入，由于内阻挡层23包围表面声波元件2的振动部分6，能确实防止流过外阻挡层9的少量密封树脂5越过外阻挡层22流至振动部分6。
而且，希望在外阻挡层22和安装板3之间的间隙S为0至15微米。也就是说，虽然因安装板3的弯曲和倾斜，外阻挡层22与安装板3部分地接触，但是，通过把间隙S的平均间距设定为上述值，能够防止密封树脂5的流入。
而且，希望在外阻挡层22、内阻挡层23和板侧阻挡层24中，至少内阻挡层23通过利用比表面声波元件2的表面和安装板3的安装表面对密封树脂5可粘性差的材料如光敏胶聚酰亚胺等来形成，如实施例1。当用这种方式构造时，有可能可靠地防止用外阻挡层22和板侧阻挡层24难以防止流入的密封树脂5中的低分子组份沿表面声波元件2的表面流入。
对密封树脂5可粘性差的材料对防止密封树脂中低分子组份的流入是有效的，并且，在要求可靠防止密封树脂5流入的内阻挡层23是由对密封树脂5可粘性差的材料构成时，不一定要求外阻挡层22和板侧阻挡层24对密封树脂5可粘性差。因此，当要求可确实防止密封树脂5流入的内阻挡层23对密封树脂5可粘性差时，可以使用一般感光胶材料来形成外阻挡层22。此外，显然，希望用于形成外阻挡层22、内阻挡层23和板侧阻挡层24的材料在软熔过程中具有很好的耐热性(260℃)。
现在，虽然没有示出，在实施例2中也能采用如实施例1中的相同改进。也就是说，把设置在表面声波元件2的表面上的外阻挡层22设置成包围若干凸缘4和振动部分6，而把内阻挡层23设置成至少包围振动部分6。此外，在每个外阻挡层22和内阻挡层23中均形成一槽，在外阻挡层22和内阻挡层23之间设置第二外阻挡层，而在内阻挡层23的内侧可设置第二内阻挡层。
接着，基于图12和图13简单说明根据本实施例2的表面声波装置21和表面声波元件2的制造方法。
首先，如图12所示那样，示出了表面声波元件的制造工序，提供了具有多个凸缘4和振动部分6(未示出)的压电衬底12(LiTaO3晶片)，通过切割可把它制成许多表面声波元件2，在已形成凸缘4和振动部分6的每个表面声波元件区域上形成外阻挡层22和内阻挡层23。而且，压电衬底12不仅由LiNbO3构成，而且也可使用LiTaO3作为压电衬底12。
此外，虽然这里使用压电衬底12，但是，有可能使用在其表面上形成压电薄膜如ZnO等的介电衬底来替代压电衬底。另外，在上述说明中，虽然外阻挡层22和内阻挡层23形成在凸缘4形成的表面声波元件区域上，但是，可使用凸缘4可在外阻挡层22和内阻挡层23已形成后再形成的工艺。
也就是说，此时，在作为其上形成IDT的振动部分6、反射器等的压电衬底12的LiTaO3晶片上，通过感光胶方法利用光敏聚酰亚胺等同时形成设置成包围凸缘4和振动部分6的外阻挡层22和设置成仅包围振动部分6的内阻挡层23，使得阻挡层22和23的高度h5可低于凸缘4被连接后的高度h2。
此后，把作为压电衬底12的LiTaO3晶片分割成芯片大小的片，并制作分别与每个表面声波元件区域相对应的表面声波元件2。另一方面，电极焊接区8预先形成在与每个表面声波元件2相对应的区域即与元件相对应的区域14上，然后制备复合衬底15，从其上在以后制造安装板3。然后，如图13所示那样，在与复合衬底15的元件相对应的每个区域14的面对外阻挡层22的位置，即面对形成在表面声波元件2中外阻挡层22的位置中，形成板侧阻挡层24。
此后，用切割方法制成的每个表面声波元件2被倒装式接合安装在与复合衬底15的元件相对应的区域14上。其次，虽然没有示出，在安装在复合衬底15上的每个表面声波元件2四周涂复密封树脂5并使其硬化，在复合衬底15切割并分成芯片大小的片时，便得到具有如图9所示结构的表面声波装置21。
(实施例3)图14是示出根据实施例3的表面声波装置的结构的横向剖视图，图15是示出根据实施例3的表面声波元件的结构的俯视图，图16是示出根据实施例3的改进例的表面声波装置的结构的横向剖视图。而且，由于根据实施例3的表面声波装置的所有结构与实施例1基本没有差异，因此，在图14至图16中，与图1至图8的相同部件或等同物给予相同的标号，并省略它们的详细说明。
在根据实施例3的表面声波元件中，如图14所示，表面声波元件(SAW装置芯片)2的表面和安装衬底3的安装表面通过凸缘4连接，表面声波元件2的外周缘和上表面用密封树脂5加以密封。在表面声波元件2的表面上形成的振动部分6，即包含IDT、反射器、和布线部分的表面声波元件2的振动部分6和由介电材料如氧化铝等构成的安装板3之间形成了振动空间7。而且，在图15中示意地给出表面声波元件2的IDT、反射器、和布线部分。这样，这些实际形状可不同于图中的那些形状。
另一方面，在安装板3的安装表面上，如图14所示那样，用于在固定位置连接凸缘4的电极焊接区8形成在固定位置。而且，在表面声波元件2的表面上，如图15所示那样，设置了外阻挡层32，以防止用于密封表面声波元件2和安装板3之间间隙的密封树脂5如环氧树脂等构成的密封树脂5流入表面声波元件2的振动部分6。也就是说，在表面声波元件的表面上，设置有从上到下看呈矩形的外阻挡层32，以围住凸缘4和振动部分6。
外阻挡层32通过感光胶方法利用比表面声波元件2的表面和安装板3的安装表面对密封树脂5可粘性差的材料如光敏聚酰亚胺树脂、BCB(树脂组份：苯环丁烯)、Zcoat(树脂组份：环聚烯烃)等来形成。然后，希望在表面声波装置1安装在印刷电路板上时用于外阻挡层32中的材料在软熔过程中具有很好的耐热性。
此外，软熔的温度取决于焊料材料。例如，锡-铅易熔焊料材料的软熔温度是摄氏180度，锡-银-铜焊料材料的软熔温度是摄氏220度。当考虑到这些时，使用在外阻挡层32中的材料可经得住摄氏260度的温度就足够了。此外，如图14所示那样，这里外阻挡层32具有下层32a和上层32b的层叠结构。用这种方式构造时，由于上层32b可在下层32a已形成后形成，有可能形成与单层结构相比具有高的高宽比的阻挡层。
此外，把外阻挡层32设置成低于凸缘4被连接后的高度和焊接区的高度的总高度。由于外阻挡层32具有上述高度，确保了在形成在表面声波元件2的表面上的外阻挡层32和安装板3的安装表面之间有具有均匀间距的间隙S。结果是即使凸缘4在表面声波元件2倒装式接合安装板3时受压，尽管二者形成为互相面对，外阻挡层32也不与安装板3相接触，能够获得凸缘4的足够的连接强度。
在表面声波装置31中，即使用于密封表面声波元件2的外周缘的密封树脂5到达外阻挡层32，由于外阻挡层32和安装板3之间的间隙是均匀的，密封树脂5不会越过外阻挡层32流入。而且，希望在外阻挡层32和安装板3之间的间隙S为0至15微米。
如图14和15所示，实施例3的外阻挡层32有一具有固定宽度的槽(凹部)32c，结果是，外阻挡层32具有台阶部。因此，即使在外阻挡层32的外台阶部不能防止密封树脂的流入，也能通过内台阶部防止密封树脂的流入。
也就是说，由于在外阻挡层32中因槽32c而存在层差，能防止密封树脂流入的原理如下。首先，密封树脂5从表面声波元件2的外周缘方向进行涂复，当在外阻挡层中不存在层差时，越过外阻挡层32的边缘部分的密封树脂5可能会到达振动部分6。另一方面，当外阻挡层32中有层差时，即使密封树脂越过外阻挡层32的台阶部分，越过外阻挡层32的密封树脂5到达槽32c的底部分。
因而，具有层差的边缘部分具有这样的效果，并且，因为表面张力，密封树脂5在层差的方向比沿振动部分6方向更容易地流动。即，密封树脂5在槽32c的延伸方向的方向中流动，而不向振动部分6流动。因此，当设置了具有层差的外阻挡层32时，能更可靠地防止密封树脂5流入。而且，如图16所示那样，即使通过在外阻挡层32中形成凸部分而在外阻挡层32中设置台阶部，也能获得相同的效果。此时，台阶部分不一定要求成直角，而可具有在加工中出现的下垂或锥形角。
此外，在本实施例3中，如同实施例2中的相同方式，显然，在板侧阻挡层面对安装板3上的外阻挡层32位置可设置板侧阻挡层。而且，希望外阻挡层32和板侧阻挡层的总高度设置成低于凸缘4在表面声波元件2通过凸缘4与安装板3连接后的高度和形成在安装板3的安装表面的电极焊接区8的高度的总高度。
(实施例4)图17是示出根据实施例4的表面声波装置的结构的横向剖视图，图18是示出根据实施例4的表面声波元件的结构的俯视图，图19是示出根据实施例4的第一改进例的表面声波装置的结构的横向剖视图，和图20是示出根据实施例4的第二改进例的表面声波装置的结构的横向剖视图。而且，由于根据实施例4的表面声波装置的整体结构与实施例1基本没有差异，因此，在图17至图20中，与图1至图8的相同部件或等同物给予相同的标号，并省略它们的详细说明。
在根据实施例4的表面声波装置41中，如图17所示那样，表面声波元件(SAW装置芯片)2的表面和安装衬底3的安装表面通过凸缘4连接，表面声波元件2的外周缘和上表面用密封树脂5加以密封。然后，在表面声波元件2的表面上形成的振动部分6，即包含IDT、反射器、和布线部分的表面声波元件2的振动部分6和由介电材料如氧化铝等构成的安装板3的安装表面之间确保振动空间7。而且，表面声波元件2并不局限于由两个IDT串联连接的表面声波元件。
在安装板3的安装表面上，如图17所示那样，用于在固定位置连接凸缘4的电极焊接区8形成在固定位置。而且，在表面声波元件2的表面上，如图18所示那样，设置了第一外阻挡层42和第二外阻挡层43，可防止用于密封表面声波元件2和安装板3之间间隙的密封树脂5如环氧树脂等密封树脂流入表面声波元件2的振动部分6。也就是说，在表面声波元件2的表面上，设置了第一外阻挡层42和第二外阻挡层43，该第一外阻挡层42设置在包围凸缘4和振动部分6的外周位置，从上往下看具有矩形形状，第二外阻挡层43设置在第一外阻挡层42的内侧，从上往下看具有矩形形状。而且，第一外阻挡层42和第二外阻挡层43的拐角部分可制成圆形。
因此，在表面声波装置41中，即使用于密封表面声波元件2的外周缘的密封树脂5越过第一外阻挡层42流入，由于在第一外阻挡层42内侧设置的第二外阻挡层43包围凸缘4和振动部分6，能防止流过第一外阻挡层42的密封树脂5中低分子组份到达振动部分6。而且，可在表面声波元件2的表面上形成SiO2等保护性薄膜。
此时，第一外阻挡层42和第二外阻挡层43通过感光胶方法利用比表面声波元件2的表面和安装板3的安装表面对密封树脂5可粘性差的材料如光敏胶聚酰亚胺、BCB(树脂组份：苯环丁烯)、Zcoat(树脂组份：环聚烯烃)等来形成。而且，希望在表面声波装置1通过使用焊料安装在印刷电路板上时，用于外阻挡层42和第二外阻挡层43的材料在软熔过程中具有很好的耐热性。
但是，软熔的温度取决于所使用的焊料材料。例如，锡-铅易熔焊料材料的软熔温度是摄氏180度，锡-银-铜焊料材料的软熔温度是摄氏220度。当考虑到这些时，使用在外阻挡层32中的材料可经得住摄氏260度的温度就足够了。
此外，如图17所示那样，第一外阻挡层42具有下层42a和上层42b的相层叠的双层结构。用这种方式构造时，由于上层42b可形成在已形成的下层42a上面，能形成与单层结构相比具有较高高宽比的阻挡层。而且，第一外阻挡层42的下层42a和第二外阻挡层43具有相同高度。因此，有可能在同一工序中形成第一外阻挡层42的下层42a和第二外阻挡层43。
另一方面，把在第二外阻挡层43的高度设定成小于第一外阻挡层42，把第一外阻挡层42设定成小于凸缘4被连接后的高度和焊接区8的高度的总高度。由于第一外阻挡层42和第二外阻挡层43具有上述高度，确保了形成在表面声波元件2的表面上的第一外阻挡层42和安装板3的安装表面之间有具有均匀间距的间隙S。
结果是即使凸缘4在表面声波元件2倒装式接合安装板3时受压，形成为面对安装板3的第一外阻挡层42和第二外阻挡层43也不与安装板3相接触，有可能获得凸缘4的足够的连接强度。因此，在表面声波装置41中，即使用于密封表面声波元件2的外周缘的密封树脂5到达第一外阻挡层42，由于第一外阻挡层42和安装板3之间的间隙是均匀的，密封树脂5不会越过第一外阻挡层42流入。
而且，希望在第一外阻挡层42和安装板3的安装表面之间的间隙S的宽度为0至15微米。
此外，在第一外阻挡层42中，如图17和图18所示那样，形成具有固定宽度的槽(凹部)42c。结果是第一外阻挡层42具有层差，即使第一外阻挡层42的周缘部分不能防止密封树脂5流入，位于周缘部分内侧的边缘部分能可靠地防止密封树脂5的流入。
这里，将说明由于形成在外阻挡层32中的槽42c而存在层差，能防止密封树脂流入的原理。首先，虽然密封树脂5从表面声波元件2的外周缘方向进行涂复，但是当在第一外阻挡层42中不存在层差时，流过第一外阻挡层32的边缘部分的密封树脂可能5会到达振动部分6。然而，当在第一外阻挡层42中存在层差时，一旦密封树脂5流过第一外阻挡层32的边缘部分，流过第一外阻挡层42的密封树脂5到达构成层差的槽42c的底部分。
因此，构成层差的边缘部分具有这样的效果，并且，因为表面张力，密封树脂5沿层差方向比朝振动部分6方向容易地流动。也就是说，密封树脂5与不朝振动部分6流动，而是沿槽42c的延伸方向流动。因此，当设置了具有层差的第一外阻挡层42时，有可能防止密封树脂5流入。而且，如图19所示那样，即使通过在第一外阻挡层42中形成凸部来设置层差，也能获得相同的效果。这里，层差不一定要求成直角，显然，层差可具有在加工中出现的下垂或锥形角。
而且，本实施例4具有以下优点。在实施例1和实施例2的结构中，由于要求内阻挡层设置在IDT部分和凸缘之间，表面声波元件中的压电衬底的设计变得复杂。于是，信号侧上的布线部分和接地侧上的布线部分互相接近，使电容增大。然后，由于特性容易恶化，故必需增大压电衬底的尺寸以避免上述问题。但是，由于在本实施例4中不设置内阻挡层，不需要增大压电衬底的尺寸。此外，由于外阻挡层(本实施例4中的第一外阻挡层)和压电衬底上的IDT、反射器、和布线部分之间的接触造成密封树脂的回流，考虑到制作中变化如表面声波元件在安装板上的安装精度等，本实施例4中的压电衬底上的IDT、反射器、和布线部分和外阻挡层之间需要一固定间距的间隙。在本实施例4中，由于第二阻挡层设置在压电衬底上的IDT、反射器、和布线部分和外阻挡层(本实施例4中的第一外阻挡层)之间，即使添加第二外阻挡层，也不需要增大压电衬底的尺寸。
在本实施例4中，可以采用以下改进例。也就是说，如图20所示那样，设置在表面声波元件2的表面的第一外阻挡层42可不具有层差。同样在此情况下，由于第二外阻挡层43设置在第一外阻挡层42的内侧，即使用于密封表面声波元件2的外周缘的密封树脂5越过第一外阻挡层42流入，第二外阻挡层43能防止流过第一外阻挡层42的密封树脂5的低分子组份流入到振动部分6。
但是，如上所述，当第一外阻挡层42形成具有层差，显然，更能确保防止密封树脂5流入。此外，在本实施例4中，如同在实施例2中相同的方式，可在与安装板3上的第一外阻挡层42相对的位置设置板侧阻挡层。而且，希望第一外阻挡层42和板侧阻挡层的总高度设定为低于在表面声波元件2通过凸缘4与安装板3已连接后的凸缘4的高度和形成在安装板3的安装表面的电极焊接区的高度的总高度。
工业实用性
根据本发明的表面声波装置，能可靠地防止用于密封在表面声波元件和安装板之间的间隙的密封树脂流入到达表面声波元件的振动部分。

Claims (19)

1.一种表面声波装置，其特征在于，所述装置包括：
表面声波元件，在其表面上具有由形成在压电衬底上的振动部分，所述振动部分由至少一个梳子形状的电极部分构成；
安装板；和
密封树脂；
其中，表面声波元件通过凸缘与安装板连接，使安装板的安装表面和表面声波元件的表面互相面对，表面声波元件的外周缘用密封树脂加以密封，确保在表面声波元件的振动部分和的安装板的安装表面之间有振动空间，和
其中，在表面声波元件的表面上设置了设置成包围凸缘和振动部分的外阻挡层，且所述外阻挡层包含层差。
2.如权利要求1所述的表面声波装置，其特征在于，所述外阻挡层中的层差由至少一个凹部形成。
3.如权利要求1所述的表面声波装置，其特征在于，所述外阻挡层中的层差由至少一个凸部形成。
4.如权利要求1所述的表面声波装置，其特征在于，所述板侧阻挡层形成在安装板上，以面对外阻挡层。
5.如权利要求4所述的表面声波装置，其特征在于，所述外阻挡层和板侧阻挡层的总高度设定为低于在表面声波元件通过凸缘与安装板已连接后的凸缘高度和形成在安装板的安装表面上的电极焊接区的高度的总高度。
6.一种表面声波装置，其特征在于，所述装置包括：
表面声波元件，在其表面上具有由形成在压电衬底上的振动部分，所述振动部分由至少一个梳子形状的电极部分构成；
安装板；和
密封树脂；
其中，表面声波元件通过凸缘与安装板连接，使安装板的安装表面和表面声波元件的表面互相面对，表面声波元件的外周缘用密封树脂加以密封，确保在表面声波元件的振动部分和的安装板的安装表面之间有振动空间，和
其中，在表面声波元件的表面上包含设置成包围凸缘和振动部分的外阻挡层和设置在凸缘内侧包围振动部分的内阻挡层，所述外阻挡层高于内阻挡层。
7.如权利要求6所述的表面声波装置，其特征在于，所述外阻挡层的高度设定为低于在表面声波元件通过凸缘与安装板已连接后的凸缘高度和形成在安装板的安装表面上的电极焊接区的高度的总高度，所述内阻挡层的高度设定为低于在表面声波元件通过凸缘与安装板已连接后的凸缘高度。
8.如权利要求6所述的表面声波装置，其特征在于，至少所述内阻挡层通过利用比表面声波元件的表面和安装板的安装表面对密封树脂可粘性差的材料来形成。
9.如权利要求6所述的表面声波装置，其特征在于，所述内阻挡层包含第一内阻挡层和第二内阻挡层。
10.如权利要求9所述的表面声波装置，其特征在于，所述第一内阻挡层和第二内阻挡层具有大体相同的高度。
11.如权利要求9所述的表面声波装置，其特征在于，所述第一内阻挡层和第二内阻挡层利用相同材料形成。
12.如权利要求2所述的表面声波装置，其特征在于，所述外阻挡层具有层差。
13.一种表面声波装置，其特征在于，所述装置包括：
表面声波元件，在其表面上具有由形成在压电衬底上的振动部分，所述振动部分由至少一个梳子形状的电极部分构成；
安装板；和
密封树脂；
其中，表面声波元件通过凸缘与安装板连接，使安装板的安装表面和表面声波元件的表面互相面对，表面声波元件的外周缘用密封树脂加以密封，确保在表面声波元件的振动部分和的安装板的安装表面之间有振动空间，和
其中，在表面声波元件的表面上设置了设置成包围凸缘和振动部分的第一外阻挡层以及设置在第一外阻挡层内侧包围凸缘和振动部分的第二阻挡层，所述第一外阻挡层高于第二外阻挡层。
14.如权利要求13所述的表面声波装置，其特征在于，所述第一外阻挡层的高度设定为低于在表面声波元件通过凸缘与安装板已连接后的凸缘高度和形成在安装板的安装表面上的电极焊接区的高度的总高度，所述第二外阻挡层的高度设定为高于在表面声波元件通过凸缘与安装板已连接后的凸缘高度。
15.如权利要求13所述的表面声波装置，其特征在于，所述第一外阻挡层由至少二层构成，且第一外阻挡层的下层具有与第二外阻挡层相同的高度。
16.如权利要求13所述的表面声波装置，其特征在于，至少所述第二外阻挡层通过利用比表面声波元件的表面和安装板的安装表面对密封树脂可粘性差的材料来形成。
17.如权利要求16所述的表面声波装置，其特征在于，所述第一外阻挡层具有层差。
18.如权利要求17所述的表面声波装置，其特征在于，所述第一外阻挡层中的层差由至少一个凹部形成。
19.如权利要求17所述的表面声波装置，其特征在于，所述第一外阻挡层中的层差由至少一个凸部形成。
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