CN102823131B - 弹性波装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
SAW装置(1)具有:基板(3);位于基板(3)的第一主面(3a)上的SAW元件(11);位于SAW元件(11)上的罩(5)。另外,SAW装置(1)具有:形成在罩(5)的上表面上的导体层(增强层(8)或凸缘(7b));从该导体层向罩(5)内突出,且前端面及侧面被罩(5)覆盖的第一突部(31)或第二突部(33)。
Description
技术领域
本发明涉及弹性表面波(SAW:SurfaceAcousticWave)装置或压电薄膜谐振器(FBAR:FilmBulkAcousticResonator)等弹性波装置及其制造方法。
背景技术
已知有如下述的弹性波装置,其具有基板、设置在基板的主面上的弹性波元件、对弹性波元件进行密封的罩、层叠在罩的上表面的导体层(例如专利文献1)。在专利文献1中,作为这样的导体层,公开了对罩的强度进行增强的增强层。
导体层可能因构成导体层的金属与构成罩的树脂之间的密接力弱、导体层与罩之间存在热膨胀差等原因而从罩剥离。
因而,优选提供一种能够抑制层叠在罩上的导体层的剥离的弹性波装置及其制造方法。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-227748号公报
发明内容
本发明的第一方面的弹性波装置具有:基板;位于该基板的主面上的弹性波元件;位于该弹性波元件上,且在上表面具有多个凹部的罩;具有多个突部,且以使所述多个突部嵌在所述多个凹部中的状态层叠在所述罩的上表面的导体层。
本发明的第二方面的弹性波装置具有:基板;位于该基板的主面上的弹性波元件;位于所述基板的主面上,且与所述弹性波元件连接的焊垫;位于所述弹性波元件上,且在上表面具有多个凹部的罩;位于所述焊垫上,且具有贯通所述罩的柱状部的端子;具有多个突部,且以使所述多个突部嵌在所述多个凹部中的状态层叠在所述罩的上表面的导体层。
本发明的第三方面的弹性波装置的制造方法包括:在基板的主面形成弹性波元件的工序;用感光性树脂层覆盖所述弹性波元件的工序;将所述感光性树脂层曝光的工序;将曝光后的所述感光性树脂层显影的工序;在显影后的所述感光性树脂层的上表面形成掩模的工序;对形成有所述掩模的所述感光性树脂层的上表面中没有形成所述掩模的部位呈凹状地进行蚀刻的工序;在蚀刻后的凹状的部位填充第一金属的工序;在所述感光性树脂层的上表面层叠第二金属的工序。
本发明的第四方面的弹性波装置的制造方法包括:在基板的主面形成弹性波元件的工序;用感光性树脂层覆盖所述弹性波元件的工序;将所述感光性树脂层曝光的工序;将曝光后的所述感光性树脂层显影的工序;对显影后的所述感光性树脂层以使该感光性树脂层聚合的温度进行加热的工序;对加热后的所述感光性树脂层实施氧等离子体处理的工序;在进行了所述氧等离子体处理的所述感光性树脂层的上表面层叠金属的工序。
根据上述的结构或顺序,能够抑制层叠在罩上的导体层的剥离。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的SAW装置的外观立体图。
图2是将图1的SAW装置以局部剖开的状态示出的简要立体图。
图3是图2的III-III线处的剖视图。
图4是图3的区域IV的放大图。
图5是图1的SAW装置的罩上表面的与基板的主面平行的剖视图。
图6(a)~图6(d)是说明图1的SAW装置的制造方法的剖视图。
图7(a)~图7(c)是表示接续图6(d)的剖视图。
图8(a)~图8(c)是表示接续图7(c)的剖视图。
图9是第二实施方式涉及的SAW装置的与图5相当的剖视图。
图10(a)是第三实施方式的SAW装置的剖视图,图10(b)是图10(a)的区域Xb的放大图。
图11是表示图10的SAW装置的制造方法的顺序的流程图。
图12是表示实施例的SAW装置的性能评价的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式涉及的SAW装置进行说明。需要说明的是,以下的说明中使用的图是示意性的图,图上的尺寸比率等不一定与实际的尺寸比率一致。
就符号而言,对同一或类似的结构来说,有时像“第一端子7A~第六端子7F”等这样标注大写字母的附加符号。另外,这种情况下,有时简称作“端子7”等而省略名称前头的编号及上述附加符号。
<第一实施方式>
(SAW装置的结构)
图1是本发明的第一实施方式涉及的SAW装置1的外观立体图。其中,省略了后述的绝缘层43的图示。
SAW装置1由所谓的晶片级封装(WLP)形的SAW装置构成。SAW装置1具有:基板3;固定在基板3上的罩5;从罩5露出的第一端子7A~第六端子7F;层叠在罩5的上表面(与基板3相反的一侧的面)上增强层8;设置在基板3的与罩5相反的一侧的背面部9。
SAW装置1经由多个端子7中的任一个进行信号的输入。输入的信号被SAW装置1过滤。并且,SAW装置1将过滤后的信号经由多个端子7中的任一个输出。SAW装置1例如通过在将罩5侧的面与未图示的电路基板等的安装面对置且载置于该安装面的状态下进行树脂密封,由此在端子7与安装面上的端子连接的状态下安装。
基板3由压电基板构成。具体而言,例如基板3是钽酸锂单结晶、铌酸锂单结晶等具有压电性的长方体状的单结晶基板。基板3具有第一主面3a和其背面侧的第二主面3b。基板3的平面形状可以适当设定,例如形成为以Y方向为长度方向的矩形。基板3的大小可以适当设定,例如厚度为0.2~0.5mm,一边的长度为0.5~2mm。
罩5以覆盖第一主面3a的方式设置。罩5的平面形状例如与基板3的平面形状同样,在本实施方式中形成为以Y方向为长度方向的矩形。罩5例如具有与第一主面3a大致相等的大小,覆盖第一主面3a的大致整面。罩5由感光性的树脂形成。感光性的树脂例如是通过丙烯酰基或甲基丙烯酰基等的自由聚合而固化的丙烯酸氨基甲酸酯系、聚酯丙烯酸酯系、环氧丙烯酸酯系的树脂。
多个端子7从罩5的上表面露出。多个端子7的个数及配置位置根据SAW装置1的内部的电子电路的结构而适当设定。在本实施方式中,六个端子7沿着罩5的外周排列。
增强层8用于增强罩5的强度。增强层8由杨氏模量比构成罩5的材料的杨氏模量高的材料构成。例如,罩5由树脂构成,相对于此,增强层8由金属构成。另外,例如,罩5的杨氏模量为0.5~1GPa,相对于此,增强层8的杨氏模量为100~250GPa。增强层8的厚度例如为1~50μm。增强层8在罩5的比较大的范围内形成。例如,增强层8避开端子7的配置位置而形成在罩5的大致整面上。增强层8不与端子7连接,成为电浮游状态。
虽未图示,背面部9例如具有覆盖第二主面3b的大致整面的背面电极和覆盖背面电极的绝缘性的保护层。通过背面电极而在温度变化等的作用下向基板3表面放出充电后的电荷。通过保护层来抑制基板3的损伤。需要说明的是,以下,有时省略背面部9的图示或说明。
图2是将罩5的一部分剖开而示出的SAW装置1的立体图。
在第一主面3a上设置有SAW元件11。SAW元件11是用于对输入到SAW装置1的信号进行过滤的元件。SAW元件11具有形成在第一主面3a上的一对梳齿状电极(IDT电极)15。各梳齿状电极15具有:沿着基板3中的弹性表面波的传播方向(X方向)延伸的母线15a;从母线15a向与上述传播方向正交的方向(Y方向)延伸的多个电极指15b。一对梳齿状电极15彼此以各自的电极指15b相互啮合的方式设置。
需要说明的是,图2为示意图,因此示出具有多根电极指15b的一对梳齿状电极15。实际上,可以设置具有更多的电极指的多对梳齿状电极。另外,多个SAW元件11可以通过串联连接或并联连接等方式连接,而构成梯型SAW滤波器或双模SAW谐振器滤波器等。SAW元件11例如由Al-Cu合金等Al合金形成。
罩5具有在第一主面3a的俯视观察下包围SAW元件11的框部35和闭塞框部35的开口的盖部37。并且,通过由第一主面3a(严格来说是后述的保护层25)、框部35及盖部37围成的空间来形成使SAW元件11的振动容易化的振动空间10。需要说明的是,振动空间10可以以适当的个数及形状设置,在图2中,例示出设有两个振动空间10的情况。
框部35通过在大致恒定厚度的层上形成一个以上(在本实施方式中为两个)构成振动空间10的开口而构成。框部35的厚度(振动空间10的高度)例如为几μm~30μm。盖部37由在框部35上层叠的大致恒定厚度的层而构成。盖部37的厚度例如为几μm~30μm。
框部35及盖部37可以由相同的材料形成,也可以由互不相同的材料形成。在本申请中,为了便于说明,明示出框部35与盖部37的交界线,但在实际的产品中,框部35和盖部37可以由相同材料形成且一体地形成。
需要说明的是,增强层8在第一主面3a的俯视观察下与振动空间10重叠。更具体而言,增强层8覆盖振动空间10的整体且向振动空间10的外侧延伸出。因而,增强层8与盖部37一起架在框部35上并由框部35支承。
端子7在图2中如第六端子7F更好表现出的那样,竖立设置在第一主面3a上,且向第一主面3a所面对的方向贯通框部35及盖部37,而在罩5的上表面露出。
端子7具有形成为柱状的柱状部7a和从柱状部7a的侧面突出的凸缘7b。柱状部7a贯通罩5,凸缘7b层叠在罩5的上表面。端子7的包括凸缘7b在内的上端面构成与电路基板等连接的焊盘7c。
柱状部7a例如形成为圆柱状。柱状部7a的直径例如为20~120μm。凸缘7b形成柱状部7a的整周上,且以大致恒定的宽度形成。因而,焊盘7c的形状形成为比柱状部7a的与第一主面3a平行的截面形状大一圈的相似形状(在本实施方式中为圆形)。焊盘7c的直径比柱状部7a的直径例如大5~100μm。
在第一主面3a上设置有与SAW元件11连接的配线12和与配线12连接的第一焊垫13A~第六焊垫13F(在图2中仅示出一部分)。端子7通过设置在焊垫13上而与SAW元件11连接。
图3是图2的III-III线处的剖视图。另外,图4是图3的区域IV的放大图。
SAW装置1具有设置在第一主面3a上的导电层19和层叠在导电层19及第一主面3a上的保护层25。另外,SAW装置1具有在罩5上成膜的基底层39、形成在基底层39的表面上的金属部41和覆盖金属部41的绝缘层43。
导电层19是成为第一主面3a上的电路元件或配线等的基本结构的层。具体而言,导电层19构成SAW元件11、配线12及焊垫13。导电层19例如由Al-Cu合金等Al合金形成,其厚度例如为100~300nm。
保护层25是有助于SAW元件11的氧化防止等的层。保护层25例如由氧化硅(SiO2等)、氧化铝、氧化锌、氧化钛、氮化硅或硅形成。保护层25的厚度例如为导电层19的厚度的1/10左右(10~30nm)。保护层25在焊垫13的配置位置以外遍及第一主面3a整体地形成。需要说明的是,罩5层叠在保护层25上。
基底层39构成端子7的与罩5及焊垫13相接的部分,且构成增强层8的与罩5相接的部分。基底层39例如由铜或钛形成。基底层39的厚度大致均匀。该厚度可以适当设定,例如在基底层39由铜构成的情况下为300nm~1μm,在基底层39由钛构成的情况下为10~100nm。
金属部41在端子7中构成柱状部7a的内部侧部分及凸缘7b的上方侧(与罩5相反的一侧)部分。另外,金属部41构成增强层8的上方侧部分。金属部41例如由铜形成。
绝缘层43覆盖增强层8的整面。另外,绝缘层43从增强层8的缘部形成至端子7的焊盘7c的缘部。绝缘层43有助于增强层8的绝缘,还有助于抑制水分等浸入端子7与罩5之间的间隙。绝缘层43例如可以由通常作为阻焊剂而使用的环氧系树脂等构成。另外,绝缘层43可以由与有机材料相比隔水性高的无机材料构成。作为无机材料,例如可以举出氧化硅(SiO2等)、氮化硅、硅。绝缘层43的厚度例如为500nm~20μm。需要说明的是,绝缘层43以至少覆盖增强层8的侧面或焊盘7c的侧面中的任一方的方式形成为好。
多个第一突部31从增强层8的罩5侧的面突出。另外,第二突部33从端子7的凸缘7b的罩5侧的面突出。第一突部31及第二突部33也与增强层8及端子7同样由基底层39和金属部41构成。因而,第一突部31与增强层8一体地形成,第二突部33与端子7一体地形成。
需要说明的是,第一突部31可以视作增强层8的一部分,第二突部33可以视作端子7的一部分,但在本实施方式中,为了方便,将第一突部31及第二突部33作为与增强层8及端子7独立的部分来进行说明。
第一突部31及第二突部33向罩5的内部突出,其侧面被罩5覆盖。换言之,第一突部31及第二突部33嵌入在罩5的上表面设置的与各突部的形状对应的凹部中。第一突部31及第二突部33的从增强层8突出的突出部分的高度(突出高度)小于盖部37的厚度(从振动空间10的顶部至罩5的上表面为止的厚度),第一突部31及第二突部33没有贯通罩5,其前端面被罩5覆盖。第一突部31及第二突部33的突出高度例如为3~20μm,为盖部37的厚度的10~70%或基底层39的厚度以上。
图5是罩5的上表面的与第一主面3a平行的SAW装置1的剖视图。在图5中,增强层8及凸缘7b的形状也由双点划线来表示。
多个第一突部31在第一主面3a的俯视观察下散布存在。即,在第一主面3a的俯视观察下,多个第一突部31形成为圆形、椭圆形或多边形等能够相对于罩5的大小被视作点的形状及大小,且分布在罩5上。多个第一突部31的与第一主面3a平行的截面形状、截面积及密度可以适当设定。例如,多个第一突部31形成为直径彼此相同的圆形,且以密度在增强层8的整面上相同的方式分布。圆形的直径例如为3~20μm。多个第一突部31的截面积的总和例如为增强层8的面积的10~70%。
第二突部33在第一主面3a的俯视观察下形成为包围端子7的柱状部7a的线状(突条)。具体而言,第二突部33形成为与柱状部7a同心的圆形。第二突部33例如形成为与柱状部7a的间隔为10~45μm。
(SAW装置的制造方法)
图6(a)~图8(c)是说明SAW装置1的制造方法的与图3(图2的III-III线)对应的剖视图。制造工序从图6(a)至图8(c)依次进展。
以下所说明的工序在所谓的晶片加工中实现。即,以通过分割而构成基板3的母基板为对象,进行薄膜形成或光刻法等,之后,通过切断而同时形成多个量的SAW装置1。其中,在图6(a)~图8(c)中,仅图示出与一个SAW装置1对应的部分。另外,虽然导电层或绝缘层随着加工的进展而形状发生变化,但变化前后使用相同的符号。
如图6(a)所示,首先,在基板3的第一主面3a上形成导电层19。具体而言,首先,通过溅射法、蒸镀法或CVD(ChemicalVaporDeposition)法等薄膜形成法在第一主面3a上形成构成导电层19的金属层。接着,对金属层通过使用了缩小投影曝光机(stepper)和RIE(ReactiveIonEtching)装置的光刻法等进行构图。通过构图而形成SAW元件11、配线12及焊垫13。即,形成导电层19。
当形成导电层19时,如图6(b)所示,形成保护层25。具体而言,首先,通过适当的薄膜形成法形成构成保护层25的薄膜。薄膜形成法例如为溅射法或CVD法。接着,以使导电层19中构成焊垫13的部分露出的方式通过光刻法除去薄膜的一部分。由此,形成保护层25。
当形成保护层25时,如图6(c)所示,形成构成框部35的薄膜。薄膜例如通过粘贴由感光性树脂形成的膜或通过与保护层25同样的薄膜形成法来形成。
当形成构成框部35的薄膜时,如图6(d)所示,通过光刻法等除去薄膜的一部分,形成构成振动空间10的开口及供端子7配置的预定的孔部35h。另外,薄膜在切断线上也以恒定的宽度被除去。这样形成框部35。
当形成框部35时,如图7(a)所示,形成盖部37(严格来说为形成埋设第一突部31及第二突部33的凹部之前的盖部)。具体而言,首先,形成构成盖部37的薄膜。薄膜例如通过粘贴感光性树脂的膜来形成。并且,通过形成薄膜,由此闭塞框部35的开口,从而构成振动空间10。薄膜通过光刻法等除去孔部35h(图6(d))上的部分,而形成供端子7配置的预定的孔部5h(包括孔部35h在内)。另外,薄膜在切断线上也以恒定的宽度被除去。这样,形成盖部37。
当形成盖部37时,如图7(b)所示,形成掩模51。掩模51以使罩5的上表面在配置第一突部31及第二突部33的预定的位置处露出的方式形成。掩模51例如通过如下方式形成:利用旋涂法等形成感光性树脂的薄膜,利用光刻对该薄膜进行构图。
当形成掩模51时,如图7(c)所示,罩5的上表面中从掩模51露出的部分被RIE等呈凹状地蚀刻至没有贯通盖部37的深度为止。由此,形成供第一突部31配置的预定的第一凹部37a及供第二突部33配置的预定的第二凹部37b。
当形成第一凹部37a及第二凹部37b时,如图8(a)所示,除去掩模51,形成基底层39。基底层39遍及罩5的上表面的整体而形成。基底层39也形成在孔部5h、第一凹部37a及第二凹部37b的内周面或底面上。基底层39例如通过溅射法形成。
当形成基底层39时,如图8(b)所示,形成抗蚀剂层53。抗蚀剂层53以使基底层39在配置焊盘7c及增强层8的预定的范围内露出的方式形成。抗蚀剂层53例如通过如下方式形成:利用旋涂法等形成感光性树脂的薄膜,且利用光刻对该薄膜进行构图。
当形成抗蚀剂层53时,如图8(c)所示,通过电镀处理使基底层39的露出部分析出金属,第一金属填充在第一凹部37a及第二凹部37b中,接着第二金属层叠在罩5的上表面。由此,形成由第一金属及第二金属构成的金属部41。并且,除去基底层39的被抗蚀剂层53覆盖的部分及抗蚀剂层53。由此,形成由基底层39及金属部41构成的增强层8、端子7、第一突部31及第二突部33。之后,虽未特别图示,但通过光刻等形成绝缘层43。
根据以上的实施方式,SAW装置1具有:基板3;设置在基板3的第一主面3a上的SAW元件11;覆盖第一主面3a,且在SAW元件11上形成振动空间10的罩5。另外,SAW装置1具有:形成在罩5的上表面的导体层(增强层8或凸缘7b);与该导体层一体地形成,且从导体层向罩5内突出,前端面及侧面被罩5覆盖的第一突部31或第二突部33。
因而,导体层(增强层8或凸缘7b)通过形成第一突部31或第二突部33而增大与罩5相接的面积,导体层的剥离能够受到抑制。另外,在导体层(金属)与罩5(树脂)之间均匀地形成具有它们的热膨胀系数的中间的热膨胀系数的层,由此热膨胀差得以缓和,导体层的剥离受到抑制。顺带说一下,导体层(Cu)的热膨胀系数为13ppm/K左右,罩5(树脂)的热膨胀系数为-35ppm/K左右。
因热膨胀差引起的剥离的抑制也可以如下这样考虑。在制造工序中,若SAW装置1暴露于高温,则如图4中箭头y11及y12所示那样,罩5要向中央侧缩小,增强层8要向外周侧膨胀。因而,由于罩5与增强层8的热膨胀差而使罩5相对于增强层8向箭头y11所示的方向偏移。另一方面,由于第一突部31向罩5的内部突出,因此能够如箭头y13所示那样发挥将罩5卡止的力。其结果是,能够抑制在增强层8与罩5之间产生偏移,能够抑制增强层8的剥离。
第一突部31的突出高度比从振动空间10的顶部至罩5的上表面为止的厚度小。因而,对像增强层8那样与振动空间10重叠的导体层而言,能够在不给振动空间10的密闭性带来影响的情况下适当地抑制剥离。
上述的导体层的一例为与振动空间10重叠且由杨氏模量比构成罩5的材料(树脂)的杨氏模量高的材料(金属)构成的增强层8。通过第一突部31来提高增强层8与盖部37的一体性,由此增进增强层8所起到的盖部37的增强的效果。
第一突部31在第一主面3a的俯视观察下散布设有多个。这种情况下,与后述的第二实施方式相比,第一突部31的与罩5相接的面积与第一突部31的体积相比相对地变大,能够有效地抑制增强层8的剥离。
多个第一突部31在第一主面3a的俯视观察下分别形成为圆形,且遍及增强层8的整体而以相同的密度分布。因而,能够在增强层8的整体上且在所有方向上比较均等地获得上述的接触面积的增大及热膨胀差的缓和的效果,可以期待能够适当地抑制增强层8的剥离。
SAW装置1还具有与SAW元件11连接的端子7。端子7具有:竖立设置在第一主面3a上,且贯通罩5的柱状部7a;从柱状部7a的侧面突出且层叠在盖部37的上表面上的凸缘7b。上述的导体层的一例为凸缘7b。因而,在凸缘7b中利用第二突部33来抑制剥离,由此能够抑制水分等从罩5与凸缘7b之间向柱状部7a与孔部5h之间的间隙浸入。其结果是,能够抑制焊垫13等的腐蚀。另外,端子7虽因与其它电路基板连接等而受到被从罩5拉拽的力,但端子7对这样的拉拽的耐性也提高。
第二突部33在第一主面3a的俯视观察下包围柱状部7a。因而,如图4中箭头y1所示那样,与未设置第二突部33的情况相比,从凸缘7b的缘部至孔部5h为止的沿面距离变长。其结果是,能够更有效地抑制水分向柱状部7a与孔部5h之间的间隙的浸入等。
本实施方式的SAW装置1的制造方法具有以下的工序。在基板3的第一主面3a上形成SAW元件11的工序(图6(a))。层叠覆盖SAW元件11的感光性树脂层,使该感光性树脂层曝光及显影,从而形成由显影后的感光性树脂层构成且在SAW元件11上构成振动空间10的罩5的工序(图6(c)~图7(a))。在罩5的上表面形成掩模51,经由掩模51对罩5的上表面进行蚀刻而形成第一凹部37a或第二凹部37b的工序(图7(b)及图7(c))。在第一凹部37a或第二凹部37b中填充金属并同时在罩5的上表面层叠金属,形成层叠在罩5的上表面上的导体层(增强层8或凸缘7b)及从导体层向罩5内突出的第一突部31或第二突部33的工序(图8(a)~图8(c))。
根据这样的制造方法,通过利用与使罩5曝光及显影的工序独立的蚀刻工序来形成第一凹部37a或第二凹部37b,由此能够简单地形成贯通框部35的振动空间10及贯通罩5的孔部5h,并同时简单地形成不贯通盖部37的第一凹部37a或第二凹部37b。进而,能够简单地形成突出量比盖部37的厚度小的第一突部31或第二突部33。
需要说明的是,在以上的实施方式中,SAW装置1为本发明的弹性波装置的一例,SAW元件11为本发明的弹性波元件的一例。
<第二实施方式>
图9是第二实施方式的SAW装置101的与图5相当的剖视图。需要说明的是,在第二实施方式以后的实施方式中,对与第一实施方式相同或类似的结构标注与第一实施方式同样的符号,而省略说明。
第二实施方式的SAW装置101中,仅在第一突部131的结构上与第一实施方式的SAW装置1不同。具体而言,第一突部131在第一主面3a的俯视观察下形成为线状(突条)。
更具体而言,第一突部131形成为直线状,且设有多个。另外,多个第一突部131在第一主面3a的俯视观察下延伸成多重地包围增强层8(盖部37)的中央侧这种形状。需要说明的是,多个第一突部131可以在其端部等处与其它的第一突部131连接,也可以不连接。第一突部131的突出高度及宽度可以与第一实施方式的第一突部31的突出高度及直径同样。
根据第二实施方式,与第一实施方式同样通过第一突部131能够获得增强层8的剥离抑制的效果。
进而,由于第一突部131在第一主面3a的俯视观察下形成为线状,因此像梁一样发挥功能,从而有助于增强层8的弯曲刚度的提高。进而能够增进增强层8所起到的盖部37的增强效果。
在第一实施方式中,如参照图4的箭头y11、y12及y13所说明的那样,对罩5施加使罩5要相对于增强层8偏移的力。这里,在第一主面3a的俯视观察下,使罩5要相对于增强层8偏移的力如图9中箭头y11所示那样从罩5(增强层8)的外周侧向中央侧发挥作用。
另一方面,线状的第一突部131在第一主面3a的俯视观察下延伸成多重地包围盖部37的中央侧这种形状。因而,与第一实施方式的第一突部31等其它形状的突部相比,第一突部131更容易阻隔使罩5要相对于增强层8偏移的力。其结果是,在第二实施方式中,能够有效地抑制增强层8从罩5的剥离。
<第三实施方式>
图10(a)是第三实施方式的SAW装置201的与图5相当的剖视图。图10(b)是图10(a)的区域Xb的放大图。
在第三实施方式的SAW装置201中,没有设置第一实施方式的第一突部31及第二突部33。其中,在SAW装置201中,如图10(b)所示,对罩205(盖部237)的上表面进行了粗糙面化。即,在罩205的上表面形成有微小的凹凸。另外,基底层39的下表面形成为与罩205的上表面的凹凸相应的形状,而与罩205的上表面密接。
因而,在SAW装置201中,与第一实施方式同样,通过增大导体层(增强层8或凸缘7b)与罩205相接的面积而能够抑制导体层从罩205的剥离。
粗糙面化了的罩205的上表面的算术平均粗糙度(用激光显微镜测定时的算术表面粗糙度)例如为0.5μm以上且2μm以下。该算术平均粗糙度的粗糙面化例如在罩205的厚度为10μm以上且80μm以下的情况及/或导体层的厚度为10μm以上且50μm以下的情况下有效。
另外,SAW装置201的盖部237的上表面与第一实施方式的盖部37的上表面相比,氧原子的含有率变高。在SAW装置201中,盖部237的上表面与下表面(与框部35密接的面及构成振动空间10的顶部的面)相比氧原子的含有率变高。
需要说明的是,氧原子的含有率例如通过利用X射线光电子光谱(XPS:X-rayphotoelectronspectroscopy)分析在距盖部237的上表面或下表面几nm~几十nm的范围内测定而得到。
另外,从其它观点来说,盖部237具有:包括盖部237的下表面在内的下表面侧部237c;包括盖部237的上表面在内且氧含有率比下表面侧部237c的氧含有率高的上表面侧部237d。其中,下表面侧部237c与上表面侧部237d的交界也可以不必明确(也可以不存在氧原子的含有率急剧变化的交界)。
并且,在盖部237的上表面与导体层(增强层8及凸缘7b)之间,通过氧原子与基底层39的金属原子的结合而能够抑制导体层从盖部237的上表面的剥离。需要说明的是,优选基底层39由Ti等容易形成氧化物的金属构成。
图11是表示SAW装置201的制造方法的顺序的流程图。其中,在图11中,重点示出与参照图6~图8而说明的第一实施方式的SAW装置1的制造方法的不同点,并大多省略与SAW装置1的制造方法相同的部分。
步骤S1的处理与图6(d)的处理对应,在该处理之前进行与第一实施方式同样的处理。
在步骤S2中,进行(等离子体)灰化处理。即,将基板3的第一主面3a侧暴露于氧等离子体。由此,除去光致抗蚀剂(框部35的被除去的部分)的残渣。即,进行残渣除去处理。
步骤S3的处理与图7(a)的处理对应,进行构成盖部237的薄膜的形成及其一部分的除去。
在步骤S4中,虽在第一实施方式中省略了说明,但进行罩205的(后)烘烤(bake)。烘烤的温度为使罩205的树脂聚合的温度。由此,除去残存的溶剂及水分,并提高罩205与基板3的密接性。需要说明的是,烘烤的温度及时间可以根据罩205的材料而适当设定。
在步骤S5中,与步骤S2同样地进行(等离子体)灰化处理。其中,在步骤S5中,在步骤S4的烘烤后进行灰化。其结果是,在步骤S5中,除了残渣的除去之外还进行罩205的表面的粗糙面化。
需要说明的是,假设将步骤S5与S4的顺序互换来进行的话,无法获得灰化处理所带来的粗糙面化的效果。
另外,在罩205的上表面,使罩205的树脂暴露于氧等离子体,由此树脂与氧结合而形成氧置换基。由此,罩205(盖部237)的上表面与罩205的未暴露于氧等离子体的面(例如盖部237的与框部35的密接面及盖部237的构成振动空间10的顶部的面)相比,氧原子的含有率变高。
步骤S6的处理与图8(a)的处理对应。并且,在该处理以后,进行与第二实施方式同样的处理。需要说明的是,用于形成第一突部31及第二突部33的处理(图7(b)及图7(c)的处理)在第三实施方式中没有进行。
这样,通过将罩205的上表面暴露于氧等离子体,由此能够同时进行罩205的上表面的粗糙面化、罩205的上表面中的氧原子的含有率的增加、及罩205的残渣除去,能够实现制造工序的缩短化。另外,由于在利用残渣除去使罩205清洁化后形成导体层(增强层8等),因此能够进一步抑制导体层从罩205的剥离。
灰化处理的条件可以适当设定。需要说明的是,通常,氧等离子体的压力越大、施加在氧等离子体上的功率(电力)越大、另外将罩205暴露于氧等离子体的时间越长的话,罩205的表面越被削除,粗糙面化越进展。
(实施例)
制作第三实施方式的SAW装置及仿制该SAW装置而成的试料,进行性能评价。具体如下所述。
(剥离强度评价)
形成仿制第三实施方式的SAW装置而成的试料,利用SAICAS(SurfaceAndInterfacialCuttingAnalysisSystem)试验来评价剥离强度。
具体如下所述。
a)剥离强度评价的试料的构成
试料是通过将以下列举的层按其列举顺序从下层叠而成的层叠体。需要说明的是,()内表示实施方式的SAW装置中的对应构件的符号。另外,各层为没有进行构图的(形成在下层的整面的)所谓的整面(ベタ)膜。
基板(3):由LiTaO3构成的4英寸的晶片
导电层(19:11、12、13):Al-Cu合金
保护层(25):SiO2
树脂层(205):环氧树脂
基底层(39):Ti层(厚度)及其上的Cu层(厚度)
b)剥离强度评价的试料的灰化条件
压力:11Pa或73Pa
功率(电力):100W
时间:30分钟
需要说明的是,还准备了没有进行灰化处理的试料。另外,就没有进行灰化处理的试料、在压力11Pa下进行了灰化处理的试料、在压力73Pa下进行了灰化处理的试料而言,分别准备了两个试料。即,准备了共计六个试料。
c)剥离强度评价的方法
采用如下的SAICAS试验,即,利用切削刃削除基底层,并测定此时施加在切削刃上的载荷。具体的条件如下所述。
装置:DAIPLAWINTES公司制「SAICASNN-04型」
最大垂直可动距离:50μm
最大水平可动距离:500μm
剥离条件:刃宽度0.3mm、垂直速度25nm/sec
水平速度:250nm/sec定载荷模式
d)剥离强度评价的结果
将施加在切削刃上的水平方向的载荷的平均值除以切削刃的宽度而得到的值作为剥离强度的评价指标。
图12(a)是表示该评价结果的图。在该图中,横轴表示灰化的压力P,纵轴表示剥离强度St。压力P=0的试料与没有进行灰化处理的试料对应。
如该图所示,可以确认通过进行灰化处理而使剥离强度提高。具体而言,进行了灰化处理的情况下的剥离强度为不进行灰化处理的情况下的剥离强度的2倍左右的值。需要说明的是,在这次的实施例的范围中,没有发现因灰化处理的压力的差别所引起的剥离强度的明显差别。
(形状评价)
在以下的条件下进行灰化来制作第三实施方式涉及的SAW装置。
压力:163Pa
功率(电力):100W
时间:30分钟
此时的罩205的上表面的高低差的变化如下所述。需要说明的是,高低差主要是指罩205的上表面的平缓的弯曲所产生的差,与粗糙面的粗糙度不同。
烘烤(步骤S4)后:4.96μm
灰化(步骤S5)后:5.12μm
从该结果可以确认,即使进行灰化,高低差也不会产生大的变化。
(膜厚评价)
在以下的条件下进行灰化来制作第三实施方式涉及的SAW装置。
压力:73Pa
功率(电力):100W
时间:30分钟
此时的因灰化引起的罩205的厚度的减少量为0.5~1μm。因而,可以确认,对具有厚度为10μm以上(优选为55~60μm)的罩205的SAW装置的形成不造成障碍。
(电气特性评价)
图12(b)是对比较例的电气特性和第三实施方式的SAW装置的电气特性进行比较的图。横轴表示频率,纵轴表示插入损耗。比较例的SAW装置通过从第三实施方式的制造方法中除去了灰化处理的制造方法制作而成。
在图12(b)中,表示比较例的电气特性的实线与表示实施例的电气特性的实线几乎重叠,好像成为了一根线。从该图可以确认,灰化处理几乎不会使电气特性产生变化。
本发明并不局限于以上的实施方式,可以以各种方式实施。
上述的多个实施方式可以适当组合。例如,第三实施方式的粗糙面化可以适用于第一或第二实施方式,从而实施设置从导体层突出的突部且罩上表面被粗糙面化的弹性波装置。
弹性波装置并不局限于SAW装置。例如,弹性波装置可以是压电薄膜谐振器,也可以是弹性交界波装置(其中,包括在广义的SAW装置中)。需要说明的是,弹性交界波装置具有:压电基板;位于压电基板的主面上的弹性波元件;位于弹性波元件上的介质层,弹性交界波(包含在广义的SAW中)在压电基板的主面与介质层的交界处传播。在该弹性交界波装置中,罩也可以兼具有介质层。换言之,也可以不设置振动空间。
在弹性波装置中,可以省略保护层(25),反之,也可以形成其它适当的层等。例如,可以设置经由绝缘体而与配线12立体交叉的配线,也可以设置介于焊垫13与端子7之间且强化焊垫13与端子7的粘接力的连接强化层,还可以在框部与盖部之间设置导电层。
在罩的上表面形成的导体层并不局限于增强层或端子的凸缘。例如,导体层可以是构成电感器、电容器、配线等的电路的构件。
增强层可以与带有基准电位的端子连接。增强层并不局限于比振动空间大。例如,增强层可以形成为与振动空间相同的形状,也可以形成为收纳在振动空间中的大小。另外,在增强层比振动空间大的情况下,增强层也可以不在振动空间的整周上与框部重叠。
前端面被罩覆盖的突部并不局限于突出量小于盖部的厚度。例如,设置得比振动空间靠外周侧的突部可以贯通盖部整体而前端面由框部的上表面覆盖,也可以贯通盖部整体及框部的一部分而前端面由框部覆盖。
散布设置在增强层上的突部可以在增强层容易剥离的位置处高密度地形成。设置在增强层上的线状的突部并不局限于包围增强层的中央侧。例如,线状的突部可以形成为网状。另外,在线状的突部包围增强层的中央侧的情况下,线状的突部并不局限于直线,还可以是曲线。例如,可以呈包围增强层的中央侧的同心圆状地设置多个线状的突部,也可以呈包围增强层的中央侧的螺旋状地设置一根线状的突部。
设置在端子的凸缘上的突部(33)并不局限于设置成环状的结构。设置在凸缘上的突部可以像第一实施方式中的增强层的突部(31)那样散布存在,也可以形成为呈放射状延伸的线状。
在本发明的第一方面的弹性波装置、即突部的前端面被罩覆盖的弹性波装置中,也可以不设置具有贯通罩的柱状部的端子。另外,在本发明的第二方面的弹性波装置、即与端子的柱状部独立而设置有突部的弹性波装置中,突部的前端面也可以不被罩覆盖。即,突部可以贯通盖部及框部而到达主面。
需要说明的是,第一方面及第二方面的弹性波装置是为了抑制层叠在罩上的导体层的剥离而在设有从导体层向罩内突出的突部这一点上具有共同的技术特征的装置。分成第一方面及第二方面来记载只不过是为了在表述上排除具有柱状部及凸缘的端子的柱状部包含在突部中这种情况而已。这里,端子的柱状部是端子的本体部分,凸缘是为了扩张焊盘的面积而附加在柱状部上的部分,因此端子的柱状部不是为了抑制凸缘的剥离而设置的,与本申请发明的突部本质上不同。
在第三方面的弹性波装置中,与罩的上表面在氧原子的含有率上进行比较的部位是构成罩的上表面的树脂层(在实施方式为盖部237)的下表面即可,并不局限于构成振动空间的顶部的面。例如,在没有形成振动空间的弹性交界波装置中,在仅利用一层树脂层来形成罩的情况下,可以对该树脂层的上表面与下表面(与压电基板的主面密接的面)在氧原子的含有率上进行比较。
具有突部的弹性波装置的制造方法并不局限于与罩的显影独立地进行罩的上表面的蚀刻的方法。例如,在突部贯通盖部的方式中,也可以在盖部的显影中形成收容突部的凹部。
符号说明
1…弹性表面波装置(弹性波装置)
3…基板
3a…第一主面(主面)
5…罩
7…端子
7b…凸缘(导体层)
8…增强层(导体层)
10…振动空间
11…SAW元件(弹性波元件)
31…第一突部
33…第二突部
35…框部
37…盖部
Claims (5)
1.一种弹性波装置,具有:
基板;
位于该基板的主面上的弹性波元件;
位于该弹性波元件上,且在上表面具有多个凹部的罩;
具有多个突部,且以使所述多个突部嵌在所述多个凹部中的状态层叠在所述罩的上表面的导体层,
所述罩位于所述基板的主面,且具有在俯视观察下包围所述弹性波元件的环状的框部和闭塞该框部的开口部的盖部,
所述导体层具有在俯视透视观察下与所述框部的开口部重叠的部分,
所述多个突部的俯视观察下的形状分别为线状,且所述多个突部具有在俯视透视观察下与所述开口部重叠的部分。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置,其中,
所述多个突部的突出高度比所述盖部的厚度小。
3.根据权利要求2所述的弹性波装置,其中,
构成所述导体层的材料的杨氏模量比构成所述罩的材料的杨氏模量高。
4.一种弹性波装置,具有:
基板;
位于该基板的主面上的弹性波元件;
位于该弹性波元件上,且在上表面具有多个凹部的罩;
具有多个突部,且以使所述多个突部嵌在所述多个凹部中的状态层叠在所述罩的上表面的多个导体层;
与所述弹性波元件连接的多个端子,
该多个端子中的至少一个端子具有:
位于所述主面上且贯通所述罩的柱状部;
从该柱状部的侧面突出且与所述罩的上表面重叠的凸缘,
所述多个导体层中的至少一个导体层为所述凸缘,
所述多个突部中的至少一个突部在所述主面的俯视观察下呈以包围所述柱状部的方式延伸的线状。
5.一种弹性波装置的制造方法,包括:
在基板的主面形成弹性波元件的工序;
用感光性树脂层覆盖所述弹性波元件的工序;
将所述感光性树脂层曝光的工序;
将曝光后的所述感光性树脂层显影的工序;
对显影后的所述感光性树脂层以使该感光性树脂层聚合的温度进行加热的工序;
对加热后的所述感光性树脂层实施氧等离子体处理的工序;
在进行了所述氧等离子体处理的所述感光性树脂层的上表面层叠金属的工序。
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