CN101965683A

CN101965683A - 表面声波装置

Info

Publication number: CN101965683A
Application number: CN2009801082858A
Authority: CN
Inventors: 表良一; 高田忠彦
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2029-01-23
Also published as: CN101965683B; WO2009116222A1; JP5120446B2; US20100327694A1; US8072118B2; JPWO2009116222A1

Abstract

本发明提供一种难以产生立体布线部中的布线的断线，可靠性优良的表面声波装置。表面声波装置(1)，在压电基板(2)上形成多个表面声波元件(F1～F4、R1、R2)，在压电基板(2)上按照包围包含IDT电极(11～13)等电极的振动部的方式形成支持构件(4)，按照覆盖支持构件(4)的开口部的方式层叠盖构件，形成振动电极所面对的中空空间，并且，在压电基板(2)上形成隔着绝缘层(53)层叠有第一布线(51)及第二布线(52)的立体布线部(B)，在立体布线部(B)中，按照包围立体布线部的方式设置支持构件(4)，由此在由压电基板(2)、支持构件(4)、和盖构件包围的空间内配置立体布线部(B)。

Description

表面声波装置

技术领域

本发明涉及一种通过布线电连接多个表面声波(surface acoustic wave)元件的表面声波装置，更详细地，涉及一种具有多根布线立体交叉的立体布线部的表面声波装置。

背景技术

过去，在携带电话等带通滤波器中广泛使用表面声波装置。为了实现此种表面声波装置的小型化，在下述的专利文献1中公开有图7所示的表面声波装置。

表面声波装置101具有由LiTaO₃等构成的压电基板。在压电基板102上形成IDT电极103。形成保护膜104以便覆盖IDT电极103。

通过对IDT电极103施加交流电压，来激发表面波(surface wave)。为了不妨碍此表面波的振动而形成空间A。即，为了不妨碍含有IDT电极103的振动部的振动，在振动部上形成空间A。

为了形成空间A，形成包围壁105以便包围振动部。通过对具有耐热性的感光性树脂进行构图来形成包围壁105。然后，层叠盖体106以便覆盖由包围壁105包围的空间A。盖体106由合成树脂形成。

此外，形成贯通包围壁105及盖体106的贯通孔，在该贯通孔内配置凸起(bump)107。在未图示的部分，凸起107电连接在IDT电极103上。

在表面声波装置101中，通过使用由上述感光性树脂构成的包围壁105及由合成树脂层构成的盖体106，就能实现小型化、特别是薄型化。

但是，在构成携带电话的带通滤波器等时，大多电连接多个表面声波元件而形成滤波器电路。在这种情况下，使多个表面声波元件的压电基板公共化。即，为了在1片压电基板上构成各表面声波元件而形成多个振动部。而且，通过形成在压电基板上的布线来电连接多个振动部。此情况下，为了实现小型化，常产生多根布线相互立体交叉的部分。例如，如图8所示，在立体布线部111中，第一布线112和第二布线113立体交叉。在第一布线112和第二布线113之间形成绝缘层114。

专利文献1：JP特开2006-217226号公报

发明内容

但是，如专利文献1所述的表面声波装置101那样，在能实现小型化及薄型化的结构中，在使多个表面声波装置的压电基板公共化的情况下，存在在立体布线部中产生布线的断线这样的问题。例如，在1片压电基板上构成多个表面声波装置101并形成图8的立体布线部111的时候，上述立体布线部就形成在上述包围壁105和压电基板102之间。因此，位于上方的第二布线113就会被绝缘层114和包围壁105所夹持。

为了减少第一、第二布线112、113间的寄生电容(parasitic capacitance)并改善特性，确保立体交叉部分的电绝缘而设置上述绝缘层114。因此，绝缘层114由聚酰亚胺(polyimide)等合成树脂构成，用与包围壁105不同的合成树脂形成。

为此，在周围温度变化的时候，根据第二布线113的上方的包围壁105的线膨胀系数、和位于下方的绝缘层114的线膨胀系数之差施加应力，在第二布线113中常发生断线。

本发明的目的在于提供一种解决上述现有技术缺点，难以产生压电基板上的立体布线部中的断线，可靠性优良的表面声波装置。

根据本发明，提供一种表面声波装置，包括多个表面声波元件和多根布线；上述多个表面声波元件具有：压电基板，其具有彼此相对的第一、第二主面；电极，其形成在上述压电基板的上述第一主面上，用于激发表面声波；电极焊盘，其形成在上述压电基板的第一主面上，与上述电极电连接；支持构件，其按照包围上述振动部的周围的方式形成在上述压电基板的第一主面上，并且比上述电极更厚；以及盖构件，其按照覆盖上述振动部的方式设置在上述支持构件上，并且形成上述振动部的电极所面对的中空的空间；上述多根布线电连接上述多个表面声波元件；上述多根布线具有第一布线、和配置在该第一布线更上方且与第一布线立体交叉的第二布线；在上述第一、第二布线立体交叉的部分中，还包括绝缘层，该绝缘层配置在第一、第二布线间，并且由与上述支持构件不同的材料构成；该表面声波装置特征在于，设置上述支持构件，使其具有包围第一、第二布线隔着上述绝缘层交叉的立体布线部的开口，由此在由上述压电基板、上述支持构件、和上述盖构件包围的空间内配置立体布线部。

根据本发明的表面声波装置的某一特定局面，还包括：密接性改善膜，其形成在上述压电基板的上述第一主面上，并且相对上述压电基板的密接性比上述支持构件更高；在上述密接性改善膜上形成上述支持构件。通过在上述密接性改善膜上形成支持构件，就能通过密接性改善膜将支持构件牢固地密接在压电基板上，由此提高表面声波装置的可靠性。作为这样的密接性改善膜，例如可使用无机氮化物或无机氧化物，由此，可有效地提高相对压电基板的密接性。

在本发明的表面声波装置中，优选盖构件由环氧树脂构成。在此情况下，能以比较低的温度例如170℃～220℃左右的温度使其硬化。因此，使用低温的硬化处理就能形成支持构件。

在本发明的表面声波装置中，优选还包括保护层：其层叠在盖构件的与支持构件侧相反一侧的面上，并且由合成树脂构成。由于因保护膜的形成，在表面声波装置安装时，焊剂(flux)就不透过保护层，所以能防止焊剂向中空空间流入。

优选上述保护层由与上述支持构件相同的材料形成，由此，能减少材料的种类，并且能实现制造工序的简化。

发明效果

在本发明的表面声波装置中，设置支持构件，以便包围第一、第二布线隔着绝缘层交叉的立体布线部。为此，立体布线部面向由压电基板、支持构件、和盖构件包围的空间。因此，由于在立体布线部中，第一、第二布线任何一个都不与支持构件接触，所以第一、第二布线难以受到基于支持构件及上述绝缘层的线膨胀系数差的应力。由此，在立体布线部中，难以在第一、第二布线中产生断线。

因此，例如即使在通过形成合成树脂层来分别构成上述支持构件及上述盖构件，实现薄型化，并且基于减少寄生电容的观点用与支持构件不同的材料形成上述立体布线部中的绝缘层的情况下，也能确实地抑制第一、第二布线的断线。

因此，根据本发明，可确实地抑制表面声波装置的立体布线部中的断线。可提高表面声波装置的可靠性。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的表面声波装置的示意的正面剖面图。

图2是表示去除了图1所示的实施方式的表面声波装置的盖构件的状态的示意的平面图。

图3是作为比较例准备的表面声波装置的示意的平面图。

图4是表示在比较例的表面声波装置中，布线中产生断线的状态的照片。

图5是表示图1所示的实施方式的变化例的表面声波装置的示意的正面图。

图6是表示图1所示的实施方式的另一变化例的表面声波装置的示意的正面图。

图7是现有的表面声波装置的示意的正面剖面图。

图8是表示现有的表面声波装置中的立体布线部的一部分的局部剪切块正面剖面图。

符号说明

1…表面声波装置

2…压电基板

2a…上面

2b…下面

3…IDT电极

4…支持构件

4a…开口

4b…开口

5…盖构件

6…电极焊盘

6a～6f…电极焊盘

7…贯通导体

8…金属凸起

11～13…IDT电极

14、15…反射器

21～23、31～33、41～43…IDT

24、25、34、35、44、45…反射器

51…第一布线

52…第二布线

53…绝缘层

61…表面声波装置

62…密接性改善膜

71…表面声波装置

72…保护膜

F1～F4…表面声波元件

R1、R2…表面声波元件

具体实施方式

下面，通过参照附图说明本发明的具体实施方式，使本发明明确。

图1及图2是用于说明本发明的一实施方式的表面声波装置的示意的正面剖面图、以及表示去除了该表面声波装置的盖体的状态的示意的平面图。

如图1所示，本实施方式的表面声波装置1具有压电基板2。压电基板2由LiTaO₃、LiNbO₃或水晶等压电单晶体形成，或由压电陶瓷形成。压电基板2具有作为第一主面的上面2a和作为第二主面的下面2b。为了激发表面声波，在上面2a上形成至少包含一个IDT电极的电极3。与表面声波装置101相同，为了不妨碍包含电极3的副振动部的振动，而形成空间A。即，按照面对空间A的方式构成振动部。

为了密封空间A，在压电基板2的上面2a上层叠支持构件4及盖构件5。更详细地，为了形成上述空间A而按照包围振动部的方式形成支持构件4。在支持构件4上按照密封上述空间A的方式层叠盖构件5。

与现有的表面声波装置101的情形相同，在本实施方式中也形成贯通支持构件4及盖构件5的贯通孔。此贯通孔直达形成在压电基板2上的电极焊盘6。在贯通孔内形成作为下凸起金属的贯通导体7。贯通导体7的下端粘合在电极焊盘6上。电极焊盘6通过未图示的布线与电极3电连接。

贯通导体7的上端在盖构件5的上面露出。形成由焊料构成的金属凸起8以便与贯通导体7电连接。金属凸起8被用作在印刷电路基板等上安装表面声波装置1时的端子电极。

上述电极3及电极焊盘6等由Ag、Al、Cu、Pd等适合的金属或合金制成。此外，这些电极也可以由层叠多个金属层而成的叠层金属膜形成。关于后述的布线也由相同的金属材料形成。

另一方面，上述支持构件4由合成树脂构成。优选支持构件4由感光性树脂构成。感光性树脂通过光刻法(photolithography)可容易地构图。由此，可容易地形成用于形成空间A的开口部，并可容易地在预定上述贯通导体7所处的部分形成上述贯通孔。

作为上述感光性树脂，可列举感光性聚酰亚胺、感光性环氧、感光性硅树脂等。优选，使用感光性聚酰亚胺，由此，可容易且高精度地进行支持构件4的构图。此外，由于具有适度的弹力性，所以能减轻向压电基板2和盖构件5的负载。

上述盖构件5由合成树脂构成。不特别地限定构成此盖构件5的合成树脂，例如可使用环氧树脂、聚酰亚胺等。在使用环氧树脂的时候，例如能以170℃～220℃左右的温度使其硬化。因此，由于使用低温度硬化处理就能形成盖构件5，所以优选。

在表面声波装置1中，由于上述支持构件4及盖构件5也由上述这样的合成树脂层构成，所以与使用由金属或陶瓷构成的封装材料等的情形相比，能推进表面声波装置的小型化、特别是薄型化。

本实施方式的表面声波装置1的特征在于，在由压电基板2、支持构件4、和盖构件5包围的空间内配置下述的立体布线部。参照图2详细地进行说明。

图2是表示在本实施方式的表面声波装置1中形成盖构件5之前的状态的示意平面图。再有，在图2中，关于金属凸起8，为了明确其形成的位置，虽然是形成盖构件5之前，也用带参照编号8的圆来表示形成金属凸起8的位置。

此外，在本实施方式中，在压电基板2上形成多个表面声波元件F1～F4及R1、R2。它们当中，多个表面波元件F1～F4是3IDT型的纵耦合谐振器型表面声波滤波器，多个表面声波元件R1、R2分别是1端口型表面声波谐振器。

以表面声波元件F1为例，表面声波元件F1具有：配置在表面波传播方向上的第一～第三IDT电极11～13；和配置在形成IDT电极11～13的部分的表面波传播方向两侧的反射器14、15。在图2中，为了使图示容易，IDT电极11～13及反射器14、15分别用矩形或梯形的块简略图示。

在其它的表面声波元件F2～F4中也同样地，用矩形的块简略图示IDT电极，用梯形的块简略图示反射器。即，表面声波元件F2～F4分别具有：第一～第三IDT21～23、31～33、41～43；和反射器24、25、34、35、44、45。此外，在表面声波谐振器即表面声波元件R1、R2中，虽然具有1个IDT电极、和配置在此表面波传播方向两侧的反射器(未图示)，但在此，用矩形的块简略图示IDT电极部分。

图1所示的电极3示意地示出了这些表面声波元件之内1个表面声波元件的电极构造。例如，以表面声波元件F1为例，形成上述IDT电极11～13及反射器14、15的部分相当于图1中形成电极3的部分，即构成振动部。

在表面声波装置1中，支持构件4具有用于形成包围上述各振动部的空间A的开口4a。以形成表面声波元件F1的部分为例，按照包围设置有上述IDT电极11～13及反射器14、15的振动部的方式形成开口4a。而且，为了密封上述开口4a而层叠图1所示的盖构件5。

但是，虽然通过连接多个表面声波元件F1～F4及多个表面声波元件R1、R2来构成带通滤波器，但此情况下，为了实现小型化及高密度化，压电基板2上的多根布线具有立体布线部。

在图2中，形成作为不平衡输入端子的电极焊盘6a；作为第一、第二平衡输出端子的电极焊盘6b、6c；和连接到地电位的电极焊盘6d～6f，作为图1简图示出的电极焊盘6。

在作为输入输出端子的电极焊盘6a上，经由表面声波谐振器即表面声波元件R1按以下顺序连接3IDT型的纵耦合谐振器型表面声波滤波器即表面声波元件F2及表面声波元件F1。此外，同样地，在电极焊盘6a上，经由1端口型表面声波谐振器即表面声波元件R2以下按顺序连接3IDT型的纵耦合谐振器型表面声波滤波器即表面声波元件F3及表面声波元件F4。由此，形成具有平衡-不平衡转换功能的带通滤波器。

在这样的结构中，压电基板2上的布线图形复杂化。为此，设置多根布线立体交叉的立体布线部。例如，在图2中用箭头标记示出的立体布线部B中，第一布线51和第二布线52立体交叉。第一布线51公共连接IDT电极11、13的各一端，第二布线52电连接作为输出端子的电极焊盘6b、和IDT电极12。必须使此第一、第二布线51、52间电绝缘。为此，在压电基板上形成第一布线51，在第一布线51上形成绝缘层53，在绝缘层53上形成第二布线52。

在立体布线部B中，绝缘层53实现了第一、第二布线51、52间的电绝缘。此外，为了减少第一、第二布线51、52间的寄生电容，选择用于形成绝缘层53的合成树脂。因此，作为用于形成绝缘层53的合成树脂，可使用与构成单纯地构成封装的一部分的支持构件4的合成树脂不同的合成树脂。

因此，绝缘层53的线膨胀系数与支持构件4的线膨胀系数不同。但是，在本实施方式中，在立体布线部中，支持构件4不位于第二布线52的上方。即，上述支持构件4不仅仅设置有包围振动部的开口4a，还设置有包围立体布线部的开口4b。换言之，立体布线部B被配置在由压电基板2、支持构件4、和盖构件包围的中空的空间内。因此，由于在立体布线部中，支持构件4不位于第二布线52的上方，所以在立体布线部中，不会因线膨胀系数差而施加应力。为此，在表面声波装置1中，即使周围温度发生变化，也难以产生第二布线52的断线。

参照图3的比较例对此进行更具体的说明。

图3所示的比较例的表面声波装置121，除用支持构件4覆盖上述立体布线部外，与上述实施方式的表面声波装置1相同。因此，用虚线示出立体布线部中的各布线图形及绝缘层的外形。如此，在立体布线部中，如果用支持构件4覆盖第二布线52，就会与上述现有技术的情形相同，对第二布线52施加因支持构件4的线膨胀系数和绝缘层53的线膨胀系数之差而引起的应力。为此，在第二布线52中，容易产生断线。

图4是示意地表示在上述比较例的立体布线部中在第二布线52中产生断线D的状态的照片。

相对于此，在上述实施方式中，按照上述，由于在第二布线52上不存在支持构件4，所以难以产生基于由线膨胀系数差产生的应力的断线。

再有，虽然代表图2的立体布线部B进行了说明，但是即使在图2所示的其它的立体布线部、即隔着绝缘层53层叠多根布线的部分，也同样地，使支持构件4不位于上方的布线之上，形成支持构件4以使其具有包围立体布线部的开口。

因此，在表面声波装置1中，在由合成树脂的叠层结构来层叠支持构件4及盖构件5从而实现薄型化的结构中，可进一步实现小型化，即使在使用使多根布线立体交叉的布线图形的情况下，即使在为了减少布线间的寄生电容而使用适于立体布线部的绝缘层的合成树脂的情况下，也能确实抑制立体布线部中的断线。

因此，不仅推进表面声波装置的小型化，还能提高表面声波装置的可靠性。

此外，通过设置上述立体布线部，就能减小布线的耐接地电容，由此能改善衰减特性。

图5是用于说明上述实施方式的表面声波装置1的变化例的示意的正面剖面图。

在本变化例的表面声波装置61中，在压电基板2上形成密接性改善膜62。密接性改善膜62由与支持构件4相比、相对压电基板的密接性更高的适合的材料构成。作为这种材料，例如可列举无机氮化物或无机氧化物。更具体地，作为上述氮化物可列举SixNy(x及y是整数)、AlN等，作为无机氧化物可列举SiO₂、AlO₃等。由这样的无机氮化物或无机氧化物构成的密接性改善膜62与构成支持构件4的合成树脂相比、具有在压电基板2上通过溅射法形成的情形相对较高的密接性。因此，通过在形成密接性改善膜62之后，形成上述支持构件4，就能通过密接性改善膜62使支持构件4牢固地与压电基板2密接。由此，在表面声波装置61中能进一步提高可靠性。

密接性改善膜62位于支持构件4的下面的至少一部分上。优选，在设置上述电极焊盘6等的电极的部分以外的区域中，使密接性改善膜62位于支持构件4的下面。由此，在形成电极焊盘6等的部分以外，能通过密接性改善膜62使支持构件4牢固地与压电基板2密接。不过，密接性改善膜62，在支持构件4的下面中，也可以仅形成在存在电极焊盘6等的区域以外的区域的另一部分中。

图6是用于说明上述实施方式的表面声波装置1的再另一变化例的正面剖面图。在图6所示的变化例的表面声波装置71中，在盖构件5上形成保护膜72。关于其它的点与第一实施方式相同。

保护膜72虽然被层叠在与形成盖构件5的支持构件4侧相反一侧的面上，但通过保护膜72的形成，就能防止使用焊料安装时的焊剂向空间A等的内部侵入。即，作为上述保护膜72，如上所述，由于由不透过焊剂的材料形成，所以能防止焊剂向内部侵入。作为这样的材料，可列举各种各样的合成树脂，例如可列举聚酰亚胺等。

优选，上述保护膜72由与支持构件4相同的材料形成。在此情况下，可减少使用的材料的种类。此外，还能实现制造工序的简化。

由于为了防止上述焊剂的侵入而设置保护膜72，所以优选在盖构件5的上面的整面，其中去除设置上述贯通导体的部分，来形成保护膜72。

在上述实施方式中，虽然用合成树脂形成交叉立体布线部的绝缘层，但也可以用合成树脂以外的绝缘性材料形成。无论哪一种，只要用不同的材料形成立体布线部中的绝缘层和支持构件，支持构件4及立体布线部的绝缘层就可以用合成树脂以外的材料形成。

再有，在上述实施方式的表面声波装置1中，虽然连接多个纵耦合谐振器型表面声波滤波器及多个1端口型表面声波谐振器，但也可以连接多个其它的表面声波元件。即，不特别限定本发明的表面声波装置的电路结构，可在电连接多个表面声波元件的各种各样的表面声波装置中广泛地应用本发明。

此外，在上述立体布线部中，既可以隔着绝缘层来层叠第一、第二布线，也可以再隔着1层以上的绝缘层再层叠1根以上的布线。即，立体布线部的布线的叠层数不限于2层，可以层叠3层以上的布线。

Claims

1.一种表面声波装置，包括多个表面声波元件和多根布线，其中，

上述多个表面声波元件具有：

压电基板，其具有彼此相对的第一、第二主面；

电极，其形成在上述压电基板的上述第一主面上，用于激发表面声波；

电极焊盘，其形成在上述压电基板的第一主面上，与上述电极电连接；

支持构件，其按照包围上述振动部的周围的方式形成在上述压电基板的第一主面上，并且比上述电极更厚；以及

盖构件，其按照覆盖上述振动部的方式设置在上述支持构件上，并且形成有上述振动部的电极所面对的中空的空间，

上述多根布线电连接上述多个表面声波元件，

上述多根布线具有第一布线、和配置在该第一布线更上方且与第一布线立体交叉的第二布线，

在上述第一、第二布线立体交叉的部分中还包括绝缘层，该绝缘层配置在第一、第二布线间，并且由与上述支持构件不同的材料构成，

在该表面声波装置中，

设置上述支持构件，使其具有包围第一、第二布线隔着上述绝缘层交叉的立体布线部的开口，由此在由上述压电基板、上述支持构件、和上述盖构件包围的空间内配置立体布线部。

2.根据权利要求1所述的表面声波装置，其特征在于，

该表面声波装置还包括：

密接性改善膜，其形成在上述压电基板的上述第一主面上，并且相对上述压电基板的密接性比上述支持构件更高，

在上述密接性改善膜上形成上述支持构件的至少一部分。

3.根据权利要求2所述的表面声波装置，其特征在于，

上述密接性改善膜由无机氮化物或无机氧化物构成。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的表面声波装置，其特征在于，

上述盖构件由环氧树脂构成。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的表面声波装置，其特征在于，

该表面声波装置还包括：

保护层，其层叠在上述盖构件的与上述支持构件侧相反一侧的面上，并且由合成树脂构成。

6.根据权利要求5所述的表面声波装置，其特征在于，

上述保护层由与上述支持构件相同的材料构成。