CN103748787A - 弹性波装置以及电子部件 - Google Patents

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Abstract

提供能长时间保持振动空间的气密性的弹性波装置。为此，使弹性波装置(1)构成为具备：元件基板(3)；位于元件基板(3)的主面(3a)的激励电极(5)；和封盖(9)，其包含包围激励电极(5)地位于元件基板(3)的主面上的框部(2)、以及与框部(2)重叠来堵塞框部(2)并且具有从框部(2)的内壁的上方边开始连续覆盖该内壁的至少一部分的下垂部(4a)的盖部(4)。

Description

弹性波装置以及电子部件
技术领域
本发明涉及弹性表面波(SAW：Surface Acoustic Wave)装置、压电薄膜谐振器(FBAR：Film Bulk Acoustic Resonator)等弹性波装置以及使用其的电子部件。
背景技术
已知以小型化等为目的的所谓晶片级封装(WLP：Wafer LevelPackage)型的弹性波装置。该WLP型的弹性波装置具有：压电基板、设于压电基板的激励电极、和密封激励电极的封盖(例如参考专利文献1)。
封盖由配置在压电基板的上表面的包围激励电极的环状的框部、和堵塞框部的开口地配置于框部的上表面的盖部构成。通过如此地用盖部堵塞框部的开口，能在激励电极上确保由框部的内壁和盖部的下表面包围的区域、即振动空间。
虽然构成封盖的框部和盖部多由同一材料形成，但在框部和盖部是经过分开的加工而形成的情况下等，有时会在框部与盖部间形成细微的间隙。
若在框部与盖部间形成间隙，则由于封盖的外侧和振动空间介由该间隙相连而使得振动空间内的气氛发生变化。例如，若外部空气中的水分介由间隙进入到振动空间内，则会成为导致激励电极的腐蚀的要因。若激励电极腐蚀，则弹性波装置的电气特性变差。
于是，期望提供在封盖由框部和盖部构成的情况下也能长时间保持振动空间的气密性的弹性波装置。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2008—227748号公报
发明内容
发明的概要
作为本发明的一个形态的弹性波装置具备：元件基板；位于该元件基板的主面的激励电极；和封盖，其中该封盖包含：框部，其包围该激励电极地位于所述元件基板的主面上；以及盖部，其与该框部重叠来堵塞该框部，并具有从该框部的内壁的上方边或外壁的上方边开始连续覆盖所述内壁或所述外壁的至少一部分的下垂部。
另外，作为本发明的一个形态的弹性波装置具备：元件基板；位于该元件基板的主面的激励电极；和封盖，其包含包围该激励电极地位于所述元件基板的主面上的框部、以及与该框部重叠来堵塞该框部的盖部，所述框部在上表面具有框部侧凹凸部，所述盖部在下表面具有盖部侧凹凸部，该盖部侧凹凸部嵌入所述框部侧凹凸部。
另外，作为本发明的一个形态的电子部件具备：安装基板、在使该安装基板的主面与所述元件基板的主面面对面的状态下经由导电性接合材料安装的上述弹性波装置；和覆盖该弹性波装置的模制树脂。
由上述的构成所构成的弹性波装置由于在盖部设置从框部的内壁的上方边开始连续覆盖该内壁的至少一部分的下垂部，因此，与下垂部的存在相应地，水分等从外部空气向振动空间的渗入路径变长，能长时间将振动空间的气密性保持在正常的状态。
附图说明
图1(a)是本发明的第1实施方式所涉及的SAW装置的俯视图，(b)是拆下图1(a)的SAW装置的盖部的状态的俯视图。
图2是是图1(a)的II—II线的截面图。
图3是图2的III所示区域的放大图。
图4是本发明的实施方式所涉及的电子部件的截面图。
图5(a)到(d)是说明图4的电子部件的制造方法的截面图。
图6(a)到(c)是表示图5(d)的后续的截面图。
图7是表示图1所示的SAW装置的变形例的放大截面图。
图8是表示第2实施方式所涉及的SAW装置的截面图。
图9是表示第3实施方式所涉及的SAW装置的截面图。
图10是表示第4实施方式所涉及的SAW装置的截面图。
图11(a)到(c)分别是说明第4实施方式所涉及的SAW装置的制造方法的截面图。
图12(a)到(c)分别是说明第4实施方式所涉及的SAW装置的制造方法的截面图，是表示紧接图11(c)的工序的图。
图13是用于说明在第2贯通孔的内周面形成微小突起的理由的截面图。
图14是表示第4实施方式所涉及的SAW装置的变形例的截面图。
图15是第5实施方式所涉及的SAW装置的俯视图。
图16是图15的XVI—XVI线的部分截面图。
图17是在模拟中使用的基准解析模型的截面图。
图18是在模拟中使用的解析模型的截面图。
图19是表示第5实施方式所涉及的SAW装置的变形例的部分截面图。
图20是表示第5实施方式所涉及的SAW装置的变形例的俯视图。
图21是第6实施方式所涉及的SAW装置的截面图。
图22是图21所示的区域E的放大图。
图23(a)以及(b)是表示图1所示的SAW装置的另外变形例的放大截面图。
图24(a)到(c)是表示第7实施方式所涉及的SAW装置的放大截面图。
具体实施方式
下面，参考附图来说明本发明的实施方式所涉及的SAW装置。另外，下面的说明中所用的图是示意性的图，图面上的尺寸比率等并不一定与现实一致。
在第2实施方式之后，对于与已经说明的实施方式共通或类似的构成，有时使用与已经说明的实施方式共通的符号，并省略图示和说明。
<第1实施方式>
(SAW装置等的构成)
图1(a)是本发明的第1实施方式所涉及的SAW装置1的俯视图，图1(b)是拆下SAW装置1的盖部4的状态下的俯视图。另外，图2是图1(a)的II—II线的截面图。
SAW装置1具有：元件基板3；设于元件基板3的第1主面3a上的激励电极5；设于第1主面3a上并与激励电极5连接的焊盘7；覆盖激励电极5并且使焊盘7露出的封盖9；和设于元件基板3的第2主面3b的背面部11。
SAW装置1介由多个焊盘7的任一者来进行信号的输入。输入的信号通过激励电极5等被滤波。然后，SAW装置1介由多个焊盘7的任一者输出滤波后的信号。各部件的具体的构成如以下那样。
元件基板3由压电基板构成。具体地，例如元件基板3由钽酸锂单晶、铌酸锂单晶等具有压电性的单晶的基板构成。元件基板3例如形成为长方体状，具有矩形、相互平行且平坦的第1主面3a以及第2主面3b。元件基板3的大小适当进行设定即可，例如，厚度(Z方向)为0.2mm～0.5mm，1边的长度(X方向或Y方向)为0.5mm～3mm。
激励电极5形成在第1主面3a上。激励电极5是所谓的IDT(InterDigital Transduce，叉指换能器)，具有一对梳齿状电极。各梳齿状电极具有：在元件基板3中的弹性表面波的传播方向上延伸的母线；和从母线向与弹性表面波的传播方向正交的方向伸出的多个电极指。2个梳齿状电极被设置成各个电极指彼此咬合。
另外，由于图1等是示意图，因此虽然示出了具有数条电极指的1对梳齿状电极，但实际上可以设置具有比这更多的电极指的多对梳齿状电极。另外，既可以多个激励电极5构成以串联连接或并联连接等方式连接的梯型SAW滤波器，也可以多个激励电极5构成在弹性表面波的传播方向上排列的二重模式SAW共振器滤波器。
焊盘7形成在第1主面3a上。焊盘7的俯视形状适当进行设定即可，例如其俯视形状为圆形。焊盘7的数目以及配置位置对应于由激励电极5构成的滤波器的构成等适当进行设定。在SAW装置1中，例示了6个焊盘7沿第1主面3a的外周排列的情况。
激励电极5和焊盘7通过布线15连接。布线15形成在第1主面3a上，连接激励电极5的母线和焊盘7。另外，布线15不仅是形成在第1主面3a上的部分，也可以使流过不同信号的2个布线15彼此在其间插入绝缘体的状态下立体交叉。
激励电极5、焊盘7以及布线15例如彼此由相同的导电材料构成。导电材料例如是A1或Al—Cu合金等Al合金。另外，激励电极5、焊盘7以及布线15例如彼此以相同的厚度形成，这些厚度例如为100～500nm。例如，在使布线15彼此立体交叉的情况下，例如以Al—Cu合金形成第1主面3a侧的布线15，在其上通过例如从下起依次设为Cr／Ni／Au、或Cr／A1的多层构造的布线来形成隔着绝缘体配置的布线15。另外，在由Cr／Ni／Au形成立体布线的上侧的布线的情况下，由于最上层的Au与树脂的紧贴性比较弱，由树脂构成的封盖9不被层叠在该立体布线上即可。由此，能抑制封盖9的剥落。另一方面，在由Cr／A1形成立体布线的上侧的布线的情况下，也可以在该立体布线上层叠封盖9。
另外，在焊盘7除了设置与激励电极5相同材料以及相同厚度的层以外，还以提高与导电性接合材料的连接性等的目的而设置连接强化层6。连接强化层6例如由重叠在焊盘7的镍的层、和重叠在镍的层的金的层构成。
封盖9例如具有在相邻的焊盘7间伸出的伸出部9a，除了伸出部9a以外的俯视形状概略构成矩形。换言之，封盖9还能捕捉成从具有覆盖焊盘7程度大小的矩形进行切除以使焊盘7露出而得到的形状。
封盖9设于第1主面3a上，在第1主面3a的俯视观察下具有：包围激励电极5的框部2；和与框部2重叠、堵塞框部2的开口的盖部4。并且，通过由第1主面3a、框部2以及盖部4包围的空间来形成不妨碍由激励电极5激励的SAW的振动的振动空间21。
振动空间21的俯视形状适当进行设定即可，在SAW装置1中为大致矩形。另外，封盖9也可以捕捉成构成振动空间21的凹部形成在下表面侧而得到的形状。
框部2通过在大致恒定厚度的层形成1个以上成为振动空间21的开口而构成。框部2的厚度(振动空间21的高度)例如为数μm～30μm。盖部4通过大致恒定厚度的层构成。盖部4的厚度例如为数μm～30μm。
盖部4的俯视形状例如与框部2的俯视形状大致相同，形成为与框部2相比盖部4要小一圈。换言之，框部2设为在俯视观察时沿框部2的外周的部分稍从盖部4超出的大小。
框部2以及盖部4既可以由相同材料形成，也可以由相互不同的材料形成。在本申请中，为了说明的方便而将框部2与盖部4间作为边界线来明示，但在现实的产品中，框部2和盖部4也可以由相同材料一体形成。
封盖9(框部2以及盖部4)由感光性的树脂形成。感光性的树脂例如是通过丙烯酰基和甲基丙烯酰基等的自由基聚合而硬化的氨基甲酸酯丙烯酸酯系、聚酯丙烯酸酯系、环氧丙烯酸酯系的树脂。此外，还能使用聚酰亚胺系的树脂等。
背面部11例如具有：覆盖元件基板3的第2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。通过背面电极来将因温度变化等而在元件基板3表面充电的电荷放电。通过保护层来抑制元件基板3的损伤。另外，下面，关于背面部11，有时省略图示和说明。
图3是图2中的区域III的放大图。
在元件基板3的第1主面3a上配置保护层8，封盖9配置的保护层8上。保护层8覆盖激励电极5，从而对激励电极5的氧化防止等作出贡献。保护层8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8的厚度例如为激励电极5的厚度的1／10程度(10～30nm)或比激励电极5厚的200nm～1500nm。
焊盘7或连接强化层6从保护层8露出。另外，在图3中，用于使保护层8的连接强化层6露出的开口设为与连接强化层6相同的形状以及面积，但该开口既可以大于连接强化层6，也可以小于(保护层8的开口周围的部分覆盖连接强化层6的外周部)。
如图3所示，SAW装置1的盖部4具有下垂部4a。下垂部4a是盖部4中的从框部2的内壁2a上方边开始连续覆盖内壁2a的至少一部分的部分。在SAW装置1中，下垂部4a被覆框部2的内壁2a的大致上半部分。由于通过在盖部4设置这样的下垂部4a，增加了盖部4与框部2的接触面积，因此能抑制盖部4与框部2的剥落。此外，在外部的水分从盖部4与框部2的边界部分渗入时，由于其渗入路径如空白箭头所示那样长了下垂部4a与框部2的内壁接触的份，因此，水分难以进入到振动空间21内。因而，能抑制振动空间内的激励电极5等的腐蚀，能长期使SAW装置1的电气特性稳定化。
下垂部4a在俯视观察时例如形成为环状。即，沿框部2的内壁2a绕一圈地被覆内壁2a。由此，能进一步提高从盖部4与框部2间的水分的渗入抑制效果。
下垂部4a例如能通过调整将盖部4贴附于框部2时的温度等的条件来形成。例如，为了将树脂制的盖部4和树脂制的框部2贴附有时以高到某种程度的温度进行加热，但能通过使此时的温度稍高于通常、使该温度的保持时间稍长于通常等调整温度和保持时间，使树脂制的盖部4的一部分沿框部2的内壁2a垂下，并且该部分固化，由此成为下垂部4a。另外，有时会与形成下垂部4a相伴地在盖部4的上表面中的下垂部4a的正上方区域形成微小凹部4b。
框部2的外壁2b越朝向元件基板3的第1主面3a越向外侧倾斜。框部2的外壁2b的相对于第1主面3a的角度α例如为80。程度。外壁2b的下端从连接强化层6(没有连接强化层6情况下为焊盘7)离开。其距离例如为40μm到65μm。
盖部4的侧壁4c既可以与框部2的外壁2b相同地越朝向元件基板3的第1主面3a越向外侧倾斜，也可以不倾斜。盖部4的外壁4b相对于主面3a的角度β例如既可以与角度α相同，也可以大于或小于角度α。另外，盖部4的侧壁4c位于比框部2的外壁2b稍靠内侧的位置。换言之，俯视观察时盖部4比框部2小一圈。例如，盖部4的侧壁4c位于比框部2的外壁2b向内侧数μm到数十μm的位置。
图4是表示安装SAW装置1的电子部件51的一部分的截面图。
电子部件51具有：安装基板53；设于安装基板53的安装面53a上的焊盘55；配置在焊盘55上的导电性接合材料57；介由导电性接合材料57安装在安装面53a的SAW装置1；和密封SAW装置1的模制树脂59。
另外，电子部件51例如除此之外还具有安装在安装基板53并通过模制树脂59与SAW装置1一起被密封的IC等，构成模块。
安装基板53例如由印刷布线板构成。印刷布线板既可以是硬性基板，也可以是柔性基板。另外，印刷布线板既可以是1层板，也可以是2层板，还可以是2层以上的多层板。另外，印刷布线板的基材、绝缘材料以及导电材料从适当的材料中选择即可。
导电性接合材料57与SAW装置1的焊盘7以及安装基板53的焊盘55两者抵接。导电性接合材料57由通过加热而熔融并粘接在焊盘7的金属形成。导电性接合材料57例如由焊料构成。焊料既可以是Pb—Sn合金焊料等使用铅的焊料，也可以是Au—Sn合金焊料、Au—Ge合金焊料、Sn—Ag合金焊料、Sn—Cu合金焊料等无铅焊料。
模制树脂59例如以环氧树脂、硬化材料以及填料为主成分。模制树脂59不仅从背面部11侧以及侧方覆盖SAW装置1，还填充在SAW装置1与安装基板53间。具体地，模制树脂59还填充在封盖9的上表面与安装基板53的安装面53a间以及导电性接合材料57的周围。
导电性接合材料57是例如导体块等大致球状而被焊盘7和焊盘55压扁的形状。即，导电性接合材料57具有与焊盘7以及焊盘55相接的2个平面、和连接2个平面的外周面，该2个平面以及外周面在俯视观察下为圆形状，外周面在侧视观察下成为中央侧向外侧突出的曲面状。
导电性接合材料57的与焊盘7以及焊盘55相接的平面的面积适于与焊盘7以及焊盘55的面积相同或其以下。
框部2的侧壁2b以及盖部4的侧壁4b跨其整体不与导电性接合材料57相接。因此，封盖9(框部2以及盖部4)的外壁与导电性接合材料57的间隙从封盖9的上表面跨到下表面形成，在其间隙填充模制树脂59。
如此，由于框部2的侧壁2b以及盖部4的侧壁4b跨其整体不与导电性接合材料57相接，在这些侧壁与导电性接合材料57间填充模制树脂，因此，导电性接合材料57难以受到封盖9的外壁的形状的影响。其结果，例如抑制了由封盖9的外壁与封盖的上表面的角部等形成易于在导电性接合材料57发生应力集中的形状，抑制了导电性接合材料57的裂纹的产生。这些效果特别如实施方式那样，在模制树脂59从封盖9的上表面到下表面被填充在导电性接合材料57与封盖9的外壁间时变得显著。
另外，如先前所述那样，构成封盖9的框部2的外壁2b越朝向元件基板3的主面3a越变宽地倾斜，模制树脂59与该倾斜的外壁2b相接。
因此，例如在倾斜的外壁2b与导电性接合材料57间，模制树脂59变得易于从封盖9的上表面侧流入下表面侧，抑制了在模制树脂59中出现空洞。若在模制树脂59中存在空洞，则在回流焊时施加热之际该空洞膨胀，这成为SAW装置1的安装不良的要因，但由于抑制了空洞的形成，因此抑制了这样的安装不良等的产生。
另外，由于盖部4的外壁4c比框部2的外壁2b更位于内侧，因此能期待与上述的框部2的外壁2b倾斜而引发的效果相同的效果。即，在封盖9的外壁与导电性接合材料57间，模制树脂59变得易于从封盖9的上表面侧流入下表面侧。
(SAW装置的制造方法)
图5(a)～图6(c)是说明SAW装置1以及电子部件51的制造方法的截面图(与图1的III—III线对应)。制造工序从图5(a)到图6(c)依序前进。
与SAW装置1的制造方法对应的图5(a)～图6(a)的工序在所谓的晶片加工中实现。即，以通过分割而成为元件基板3的母基板为对象进行薄膜形成、光刻法等，之后通过切割来并行形成多个份的SAW装置1。其中，在图5(a)～图6(a)中，仅图示了与1个SAW装置1对应的部分。另外，导电层和绝缘层伴随着加工的进行而形状发生变化，但在变化的前后使用共通的符号。
如图5(a)所示，首先，在元件基板3的主面3a上形成激励电极5、焊盘7以及布线15。具体地，首先，通过溅射法、蒸镀法或CVD(ChemicalVapor Deposition，化学气相沉积)法等薄膜形成法在主面3a上形成金属层。接下来，通过使用缩小投影曝光机(stepper)和RIE(Reactive IonEtching，反应离子蚀刻)装置的光刻法等对金属层进行图案形成。通过图案形成来形成激励电极5、布线15以及焊盘7。
在激励电极5等形成后，如图5(b)所示地形成保护层8。具体地，首先，通过适当的薄膜形成法来形成成为保护层8的薄膜。薄膜形成法例如为溅射法或CVD。接下来，为了使焊盘7露出而通过RIE等除去薄膜的一部分。由此形成保护层8。
在形成保护层后，如图5(c)所示，形成成为框部2的由感光性树脂构成的薄膜。薄膜例如通过贴附膜层来形成。膜层例如具有基础膜层31、和贴附于基础膜层31的成为框部2的树脂层17。在使树脂层17紧贴保护层8后，如箭头y1所示那样剥去基础膜层31。另外，成为框部2的薄膜既可以用与保护层8相同的薄膜形成法形成，也可以用其它的旋涂法等来形成。
在形成成为框部2的薄膜后，如图5(d)所示，通过光刻法等除去激励电极5上的薄膜以及配置焊盘7的沿元件基板3的外周的区域的薄膜。另外，薄膜在切割线上也以一定的幅度除去。如此来形成框部2。另外，在通过膜层的贴附来形成成为形成框部2的薄膜的情况下，剥去基础膜层31的工序也可以在光刻的曝光工序后进行。
在形成框部2后，如图6(a)所示，形成成为盖部4的由感光性树脂构成的薄膜。薄膜例如通过贴附膜层来形成。膜层例如具有基础膜层32、和贴附于基础膜层32的成为盖部4的树脂层18。然后，通过对贴附了基础膜层32的状态的树脂层18加热来粘接树脂层18和框部2。树脂层18和框部2的粘接例如如下进行：将元件基板3置于加热到40℃到50℃程度的载物台29，在该状态下使同样加热到40℃到50℃程度的辊30一边旋转一边推碰贴附了基础膜层32的树脂层18，由此来进行。若此时将载物台29以及辊30的温度、辊的旋转速度等设定为给定的条件，则能使软化的树脂层18沿框部2的内壁2a垂下，该垂下的部分成为下垂部4a。下垂部4a的形状能通过调整载物台29以及辊30的温度、向载物台29的保持时间、辊的旋转速度等来进行某种程度的控制。例如，作为框部2以及树脂层18的材料使用环氧丙烯酸酯，在框部2以及树脂层18的厚度都为30μm的情况下，通过使载物台29以及辊30成为高于通常的粘接时的温度数℃的42℃到45℃程度，能形成被覆框部2的内壁2a大约上半部分的下垂部4a。
之后，剥去基础膜层32，如图6(b)所示通过光刻法等除去沿成为盖部4的树脂层18的外周的区域，形成具有下垂部4a的盖部4。另外，薄膜在切割线上也以一定的幅度除去。通过形成盖部4，形成由保护层8、框部2以及盖部4所包围的空间构成的振动空间21。另外，振动空间21的形成方法并不限于此，例如也可以如下地形成：在要形成振动空间21的部分预先形成牺牲层，在将成为封盖的树脂覆盖牺牲层而形成后，最后除去牺牲层，由此形成。
在形成盖部4后，如图6(c)所示，SAW装置1从晶片切出，安装在安装基板53。在SAW装置1的安装前，在安装基板53的安装面53a设置焊盘55以及导电性接合材料57。若导电性接合材料57在接合SAW装置1前是导体块，则通过蒸镀法、镀覆法或印刷法，利用表面张力的影响等来形成为大致球状或半球状。
然后，SAW装置1使封盖9的上表面与安装面53a对置来配置。导电性接合材料57与SAW装置1侧的焊盘7抵接，支承SAW装置1。之后，SAW装置1以及安装基板53通过穿过回流焊炉等而被暂时加热，通过导电性接合材料57的熔融以及凝固来固定导电性接合材料57和焊盘7。
之后，SAW装置1被模制树脂59覆盖。模制树脂59例如通过传递模法或印刷法而提供给SAW装置1的周围。提供到SAW装置1的周围的模制树脂59通过所赋予的压力而流入封盖9的上表面与安装面53a间，进一步流入封盖9的侧面与导电性接合材料57间。然后，如图4所示地制造电子部件51。
(变形例)
图7是表示第1实施方式中的SAW装置1的变形例的放大截面图。另外，图7的截面图与图4所示的部分对应。
该变形例所涉及的SAW装置1的下垂部4a的形状与图1所示的SAW装置1不同。具体地，在变形例所涉及的SAW装置1中，下垂部4a的下端到达元件基板3的第1主面3a。由于通过如此地使下垂部4a的下端到达第1主面3a，增加了下垂部4a与框部2的内壁2a的接触面积，因此，能进一步提升盖部4与框部2的粘接强度，同时由于盖部4与框部2间的水分的渗入路径变长，因此水分更难进入振动空间21。进而，在发生框部2从元件基板3的剥落的情况下，从框部2的外壁2b下端到振动空间21为止的水分的渗入路径变长了下垂部4a的下端接触元件基板3的部分。因而，由此也抑制了水分向振动空间21的渗入，能抑制激励电极5等的腐蚀。
图23是表示第1实施方式中的SAW装置1的另外变形例的放大截面图，是与图4所示的部分对应的部位的放大截面图。
首先，在图23(a)所示的变形例中，在框部2的外壁侧也设有下垂部4a。即，图23(a)所示的SAW装置1具有从框部2的内壁2a的上方边开始连续覆盖内壁2a的一部分的下垂部4a以及从框部2的外壁2b的上方边开始连续覆盖外壁2b的一部分的下垂部4a。
如此地，不仅在内壁2a侧，在外壁2b侧也形成下垂部4a，由此进一步增加了框部2与盖部4的接触面积，因此能提升框部2与盖部4的剥落抑制效果。另外，由于能成为从外部的水分的渗入路径的框部2与盖部4间的部分变长，因此向振动空间21的水分的渗入抑制效果也得到提升。
另一方面，在图23(b)所示的变形例，仅在框部2的外壁侧设置下垂部4a，而不在框部2的内壁侧设置。在如此地仅在框部2的外壁侧设置下垂部4a的情况下，也与仅在框部2的内壁侧设置下垂部4a的上述的SAW装置1相同，能抑制框部2与盖部4的剥落，并能抑制向振动空间21的水分的渗入。特别在激励电极5与框部2的内壁2a的距离近的情况下，由于若在内壁2a侧形成下垂部4a就会使下垂部4a变得易于与激励电极5接触，因此，通过如图23(b)所示的SAW装置那样仅在框部2的外壁2b侧形成下垂部4a，能防止下垂部4a向激励电极5的接触并能抑制框部2与盖部4的剥落以及向振动空间21的水分的渗入。
另外，将下垂部4a形成在哪个部位能通过调整辊30的旋转速度或温度等来控制，例如在形成下垂部4a的位置使图6(a)所示的辊30的旋转速度变慢等。
<第2实施方式>
图8是表示第2实施方式的SAW装置101的相当于图2的截面图。SAW装置101具有配置于封盖9的上表面的增强层22。
增强层22用于增强封盖9(特别是盖部4)的强度。增强层22跨封盖9的比较大的范围形成。例如，增强层22跨封盖9的上表面的大致整面形成。因此，增强层22在俯视观察下覆盖振动空间21的大致整体并向振动空间21的外侧延伸出，与盖部4一起支承框部2。
由于SAW装置101具有下垂部4a，因此在封盖9的上表面中的下垂部4a的正上方区域形成微小凹部4b，增强层22与该微小凹部4b的内面相接地形成。由此增加了增强层22与封盖9的上表面的接触面积等，从而能抑制增强层22的从封盖9的剥落。
增强层22由杨氏模量比封盖9的材料高的材料构成。例如，封盖9由杨氏模量0.5～1GPa的树脂形成，与此相对，增强层22由杨氏模量100～250GPa的金属形成。增强层22的厚度例如为1～50μm。
增强层22例如具有直接位于封盖9的上表面的基底层、和重叠在基底层上的金属部。基底层例如由铜、钛、或将它们层叠的构成来形成。基底层的厚度在例如基底层由铜构成的情况下为300nm～1μm，在基底层由钛构成的情况下为10nm～100nm。金属部例如由铜形成。
<第3实施方式>
图9是表示第3实施方式的SAW装置201的相当于图2的截面图。
SAW装置201具有从框部2的外壁2b直到盖部4的侧壁4c而被覆的密封膜23。
通过如此地设置从框部2的外壁2b直到盖部4的侧壁4c而被覆的密封膜23，能进一步提高能从框部2与盖部4间渗入的水分等向振动空间21的渗入抑制效果。
作为密封膜23，能使用例如氧化硅、氮化硅等的绝缘材料、铜等的金属材料。在SAW装置201中，由金属材料形成密封膜23，不仅从框部2的外壁2b直到盖部4的侧壁4c，而且直到封盖9的上表面连续地形成。由此，也能将密封膜23作为第2实施方式中的SAW装置101的增强层22来使用。
另外，由于通过使盖部4的侧壁4c位于比框部2的外壁2b更靠内侧的位置，能在框部2的外壁2b与盖部4的侧壁4c间的部分形成高低差，因此易于在框部2的外壁2b与盖部4的侧壁4c间的部分形成足够厚度的密封膜23。
<第4实施方式>
图10是表示第4实施方式的SAW装置301的相当于图2的截面图。SAW装置301具有端子25。该端子25在与焊盘7电连接的状态下位于焊盘7上。另外，端子25在纵向贯通封盖9，不与焊盘7连接一方的端部从封盖9的上表面露出。端子7例如使用铜等通过镀覆法来形成。
另外，在设置这样的贯通封盖9的端子25的基础上还设置增强层22的情况下，优选由绝缘膜24覆盖增强层22整体。由此，能在将SAW装置301安装到安装基板时抑制增强层22和端子25的短路。
关于所涉及的SAW装置301的制造方法，使用图11以及图12进行说明。由于SAW装置301的制造工序中的形成框部2前为止的工序(图5(a)～图5(c)所示的工序)与SAW装置1的制造工序相同，因此省略该部分的说明，在下面从形成框部2的工序起进行说明。
首先，如图11(a)所示，在SAW装置301中，由于需要形成柱状的端子25，因此在形成柱状的端子25的焊盘7上形成第1贯通孔33地来进行成为框部2的树脂层17的图案形成。
接着，如图11(b)所示，将成为盖部4的树脂层18与框部2粘接并形成下垂部4a。所涉及的工序与图6(a)所示的SAW装置1的工序基本相同。在此，作为树脂层18使用感光性的负片型抗蚀层。
接下来，如图11(c)所示，隔着掩模40来进行树脂层18的曝光。掩模40具有在透明基板38以及透明基板38的下表面以给定的图案形成的遮光部39。
由于树脂层18是负片型，因此通过曝光后的显影除去树脂层18中的因遮光部38而未曝光的部分。因而，遮光部38在进行掩模40的位置设定时配置在与要除去树脂层18的位置对应的位置，设为与要除去的部分的形状对应的形状。在该实施方式中，设置配置在第1贯通孔33的正上方部分的遮光部39、和配置在第1贯通孔33与振动空间21间的区域的正上方部分的遮光部39。
在此，关于在第1贯通孔33与振动空间21间的区域的正上方部分也设置遮光部39的理由，与不设置这样的遮光部39的情况进行比较来说明。
若使用未在第1贯通孔33与振动空间21间的区域的正上方部分设置遮光部39的掩模40进行曝光，之后进行显影处理，则如图13(b)所示，有时会在用于配置端子25的上侧部分的第2贯通孔34的内周面形成微小突起26。
虽然关于形成这样的微小突起26的机制尚未明确，但推测是在向树脂层18的曝光工序中发生以下的现象而引起。
图13(a)是表示使用未在第1贯通孔33与振动空间21间的区域的正上方部分设置遮光部39的掩模40来进行曝光的工序的截面图。如图13(a)所示，认为曝光用的光L的一部在下垂部4a的下端散射，散射的光的一部分到达树脂层18中的第1贯通孔33的正上方部分。推测为如此一来，本来不要曝光的部分被曝光，若在这之后进行显影处理，形成图13(b)所示的微小突起26。
若在第2贯通孔34的内周面存在这样的微小突起26，则在通过溅射法等在第2贯通孔34的内周面形成镀覆基底膜时，微小突起26会成为障碍，从而出现未形成镀覆基底膜的部分。由于在不存在镀覆基底膜的部分不会镀覆生长，因此端子25的形状变得被压瘪，这成为安装不良等的要因。
另一方面，若如图11(c)所示地在第1贯通孔33与振动空间21间的区域的正上方部分设置遮光部39，则即使在下垂部4a的下端部散射的曝光用的光L的一部分朝向第1贯通孔33的正上方区域，也会在到达那里前对未曝光的第1贯通孔33的正上方区域的内侧的部分(图11(c)中由虚线包围的区域T)进行曝光，在该区域T的感光中被用掉，因此难以到达第1贯通孔33的正上方区域。由此，抑制了散射光引起的向第1贯通孔33的正上方区域的曝光，难以形成微小突起26。
之后，通过进行显影处理，如图12(a)所示，形成与第1贯通孔33连结的第2贯通孔34，完成由盖部4和框部2构成的封盖9。另外，由于散射光引起的向区域T的曝光的照度比较弱，因此区域T的感光并不充分，形成槽部12。另外，在不使槽部12形成的情况下，在图11(c)中使与区域T对应的遮光部39的宽度小于给定尺寸即可。这是因为，通过使遮光部39的宽度小于给定尺寸，即使通过散射光引起的弱的曝光也能使区域T整体感光。
接下来，如图12(b)所示地形成镀覆用抗蚀层41。对该镀覆用抗蚀层41进行图案形成，以使得在要形成端子25的部分以及要形成增强层22的部分具有开口。另外，在形成镀覆用抗蚀层41前，在盖部4的上表面、第1贯通孔33以及第2贯通孔34的内周面、还有第1贯通孔的底面形成镀覆基底膜。镀覆基底膜的成膜例如通过溅射法等来进行。
接下来，如图12(c)所示，通过镀覆来形成端子25和增强层22。
具体地，首先，对从镀覆用抗蚀层41露出的镀覆基底膜施予镀覆处理，使镀覆生长。然后，通过化学机械抛光(CMP：Chemical MechanicalPolishing)等使生长的镀覆的上表面平坦化，除去镀覆用抗蚀层41。由此完成端子25和增强层22。
镀覆法适当进行选择即可，电镀法是合适的。这是因为，若施予电镀法，则柱状的端子25的高度的自由度高，并且与镀覆基底膜的紧贴性良好。
最后，形成覆盖增强层22的绝缘膜24。绝缘膜24例如如下地形成：通过旋涂法等在封盖9的上表面涂布负片型的感光性树脂后，进行曝光／显影处理来进行图案形成，由此形成。另外，也可以将该绝缘膜24填充在槽部12。经过以上的工序而完成SAW装置301。
(变形例)
图14是表示第4实施方式中的SAW装置301的变形例的截面图。该变形例是在封盖9的上表面中的俯视观察封盖9时位于端子25与振动空间21间的部分形成槽部12，并在该槽部12嵌有增强层22的一部分的构成。如此，通过将增强层22的一部嵌在槽部12，能抑制增强层22从封盖9的剥落。用于嵌入增强层22的槽部12例如能如图11(c)所示那样，通过使用在要形成槽部12的位置设置遮光部39的掩模40来进行曝光来形成。
<第5实施方式>
图15是表示第5实施方式的SAW装置401的俯视图。另外，在图15中，以虚线表示振动空间21的外周(框部的内壁2a)。
SAW装置401在元件基板3的主面3a的给定的区域具有凹部10。凹部10如图15所示那样，设置为在俯视观察时从框部2露出。
图16是图15的XVI—XVI线的部分截面图。在SAW装置401中，俯视观察时凹部10刚好设置在与框部2的外壁2b相接的位置。
通过在元件基板3的主面3a设置这样的凹部10，能通过模拟确认能在周围的温度发生变化等时使加在封盖9的应力降低。
图17是在该模拟中使用的SAW装置的基准解析模型S。另外，基准解析模型S是将以旋转对称轴A为旋转轴而形成的立体的一部分切出而简易模型化的模型。元件基板3的材料设为钽酸锂单晶，封盖9设为—40℃下热膨胀率为38.5ppm／℃(实测值)、85℃下热膨胀率为50ppm／℃(实测值)的材料。各部分的尺寸如图17所示那样。然后，将在基准解析模型S的SAW装置形成各种凹部10或切口部13而得到的模型设为解析模型A～E。
解析模型A是在基准解析模型S形成图16所示的凹部10的模型，凹部10形成在与框部2的外壁2b相接的位置。解析模型B是在基准解析模型S形成图18(a)所示的凹部10的模型，凹部10的一部分位于框部2之下，剩下的部分从框部2露出到外侧的区域。解析模型C是在基准解析模型S形成图18(b)所示的凹部10的模型，凹部10整体位于框部2之下。解析模型D是在基准解析模型形成图18(c)所示的凹部10的模型，凹部10全部从框部2露出。解析模型E是在基准解析模型S形成切口部13而不是凹部10的模型。该切口部13以与框部2的外壁2b的元件基板3的主面相接的部分为起点直到侧面为止都切去元件基板3的角部而形成的。
关于各解析模型，通过基于有限要素法的模拟来调查在使环境温度为85℃到—40℃时施加于封盖9的最大主应力。在表1示出其结果。另外，在表1还一并记载了设于各解析模型的凹部10或切口部13的深度d以及宽度w的尺寸。
[表1]
Figure BDA0000467293390000171
如从该表所示的结果所知那样，除了解析模型C以外，即在解析模型A、解析模型B、解析模型D以及解析模型E中，与基准解析模型S相比，施加在封盖9的最大主应力变小。另一方面，解析模型C与基准解析模型S相比，反而最大主应力变大。
从结果进行考察，可以说：通过在元件基板3的主面3a中的比位于区划振动空间21的框部2的内壁2a的下端的部位更靠外侧的区域形成俯视观察时一部分位于框部2之下或全部位于框部2的外侧的凹部10、或者从框部2的外壁2b的下端的附近起到达元件基板3的侧面的切口部13，能够使得在发生较大温度变化时等施加在封盖9的应力降低。通过如此地降低施加在封盖9的应力降低，能抑制封盖9从元件基板3的剥落
能通过如此地形成凹部10或切口部13来使得施加在封盖9的应力降低的理由并不一定明确，但作为1个理由，认为是缓和了热应力所引起的。在SAW装置中，在由压电材料形成元件基板3，由树脂形成封盖9的情况下，由于元件基板3和封盖9的热膨胀系数的差异，对应于周围的环境的温度变化而在封盖9产生热应力。此时若例如如图16所示那样设置凹部10，则追随封盖9(框部2)的空白箭头S1所示的收缩而元件基板3也如空白箭头S2所示那样变形一些，认为由此降低了封盖9的热应力。
另外，在图18(c)所示的解析模型D中，将凹部10的框部2侧的缘与框部2的外壁2b的间隔设为4μm，若该间隔大于4μm，则会降低缓和由封盖9产生的应力的效果。据此认为，若凹部10或切口部13形成在框部2的附近、更具体地形成在至少框部2侧的缘与框部2相接的位置，则能提高应力缓和效果。
凹部10的截面形状并不限定于如图16、图18(a)～(c)所示那样为矩形，也可以是如图19(a)所示那样设为三角形，也可以如图19(b)所示那样设为底成为圆弧状的形状。另外，关于切口部13的截面形状，也并不限于如图18(d)所示那样切除成三角形状，也可以如图19(c)所示那样例如切除成矩形。
另外，在如图15所示那样元件基板3的俯视形状为长方形的情况下，发现了在元件基板3的短边侧在框部2易于产生裂纹的倾向。关于此的原因尚未明了，但由于元件基板3的短边侧在元件基板3产生扭曲的情况下易于施加较大的应力，因此在该部分施加盖部4的收缩应力而以盖部4的边缘为起点产生裂纹，这被认为是1个要因。为此，认为在元件基板3的俯视形状为长方形的情况下，若在元件基板3的主面3a的短边侧形成凹部10或切口部13，则缓和施加在框部2的应力，其结果抑制了框部2的裂纹的产生。
另外，凹部10或切口部13的形成位置并不限于图15所示，例如也可以如图20所示那样形成在主面3a的各边。此外，也可以沿元件基板3的主面3a的外周框状地形成，也可以使凹部10和切口部13两者混合存在地形成。
这样的凹部10以及切口部13能如下地形成：在上述SAW装置的制造方法的过程中，在例如图5(b)所示的形成保护层8的阶段、图5(d)所示的形成框部2的阶段、或将图6(c)前的晶片状的元件基板3的集合体按每个元件基板3切断前的阶段等中，使用切割刀等切入元件基板3的主面3a而进入等，由此形成。
<第6实施方式>
图21是表示第6实施方式的SAW装置501的截面图，图22是图21所示的区域E的放大图。
第6实施方式中的SAW装置50在封盖9(框部2)的下端部具有伸长部14。伸长部14在与封盖9的元件基板3的接合部的外面侧以及内面侧沿元件基板3的主面3a伸出。换言之，伸长部14在框部2的内壁2a侧，从该内壁2a向振动空间21伸出，在框部2的外壁2b侧，从该外壁2b向元件基板3的外周伸出。另外，伸长部14在封盖9的下端部的几乎全周设置，但在布线15的附近未设置。
由于通过形成这样的伸长部14，封盖9与主面3a间的向振动空间21的水分等的渗入路径变长了伸长部14份，因此，能长时间将振动空间21的气密性保持在正常的状态。由此，能抑制振动空间内的激励电极5等的腐蚀，能长期使SAW装置1的电气特性稳定化。
伸长部14例如由与封盖9相同材料构成，与封盖9一体形成。由于若如此地将伸长部14与封盖9一体形成，则能视为封盖9向主面3a侧的接触面积变大了伸长部14份，因此，提升了封盖9向元件基板3的紧贴性，能抑制封盖9从元件基板3的剥离。另外，伸长部14也可以用与封盖9分开的材料形成。
若从使从外部的水分等的渗入路径变长的观点出发，还考虑直接使框部2的宽度变大。但是，由于如框部2那样厚度大的构成需要相对于激励电极5以及元件基板3离开给定的距离，因此不能使其单纯地大。这是因为，在激励电极5侧，若框部2那样厚度大的构成与激励电极5接触，则会对激励电极5的振动带来大的影响，会招致电气特性变差，在元件基板3的外周侧，由于该部分成为晶片的切割线，因此若在切割线上存在厚度大的框部2，则在晶片的切断时易于在元件基板3等发生缺损。进而在如后述那样将SAW装置501安装到其它安装基板，用封装树脂被覆SAW装置501整体的情况下，若封盖9的外壁来到元件基板2的外周附近，则封装树脂变得难以进入SAW装置1与安装基板的主面间，还会发生易于在该部分出现空隙的不良状况。
与此相对，由于伸长部14从封盖9的下端部起伸出地较薄形成，因此假设伸长部14与激励电极5接触、或伸到元件基板3的外周附近，也能抑制上述的不良状况。特别是，若随着朝向外方而厚度逐渐变小地形成伸长部14，即使其前端与激励电极5接触也不会对电气特性带来大的影响，另外，即使伸出到元件基板3的外周附近，也能在晶片的切割时更有效果地抑制在元件基板3等发生缺损。进而，在将SAW装置501安装到其它安装基板并用封装树脂进行被覆的情况下，能抑制在SAW装置1与安装基板间形成空隙。伸长部14的厚度最厚的部分、即与封盖9的连接部分中的厚度例如成为框部2的厚度的1／30～1／10。具体地，在框部2的厚度为30μm的情况下，伸长部14的厚度最厚的部分的大小为1.5μm。另外，伸长部14的水平方向的宽度例如为40μm程度。
伸长部14的截面形状并不限于图22所示的三角形状，还能是外周为圆弧状、梯形形状、矩形形状等。
<第7实施方式>
图24(a)到(c)是表示第7实施方式的SAW装置601的与图3对应的部分的放大截面图。
图24(a)到(c)所示的SAW装置601都在框部2的上表面形成凹凸部。另一方面，在盖部4的下表面形成嵌到形成在框部2的凹凸部的凹凸部，在盖部4与框部2重叠的状态下，盖部4的凹凸部嵌到框部2的凹凸部。
由于通过在框部2以及盖部4形成这样的凹凸部也能与上述的第1实施方式的SAW装置1中的下垂部4a同样地增加盖部4与框部2的接触面积，因此，能抑制盖部4与框部2的剥落，并能抑制水分从外部渗入振动空间21。
为了如图24(a)所示那样在框部2的上表面形成比较的大的凹部，例如在形成框部2的阶段(图5(d))对框部2的上表面通过干式蚀刻或湿式蚀刻来进行削除即可。
为了如图24(b)所示那样在框部2的上表面形成比较的大的凸部，例如使框部2为2层构造即可。具体地，与形成通常的框部2的情况相同地用光刻法等形成凸部之下的第1层(图5(d))，之后用光刻法等在第1层上形成成为凸部的第2层即可。
为了如图24(c)所示那样在框部2的上表面形成比较的小的凹凸，例如在形成框体2的阶段(图5(d))使用氧等离子体等对框体2的上表面施予抛光处理即可。
嵌到形成于框部2的上表面的凹凸部的盖部4的凹凸部例如能通过在将成为盖部4的薄膜贴附在框部2的阶段(图6(a))，将辊30的旋转速度和温度、载物台29的温度等设定为给定的条件来形成。
在图24(a)到(c)示出了凹凸部的截面形状为矩形的示例，但凹凸部的截面形状并不限于此，例如能是三角状、台形状、圆弧状等任意的形状。凹凸部中的凹部的深度(凸部的高度)在如图24(a)以及(b)那样形成比较的大的凹凸的情况下，例如为框部2的厚度的10％～60％，具体地为1μm～20μm。另外，在如图24(c)那样形成比较的小的凹凸的情况下，能看作对框部2的上表面进行粗面化，粗面化的框部2的上表面的算术平均粗度(用激光显微镜测定时的算术平均粗度)为0.5μm～2μm。
另外，形成在框部2的上表面的凹凸部在俯视观察框部2时既可以均匀地散布在框部2的上表面地形成，也可以是凹部沿框部2的上表面而成为连成一体的槽地形成。
另外，第1实施方式所涉及的SAW装置1还能看作形成于框部2的上表面的框部侧凹凸部与形成于盖部4的下表面的盖部侧凹凸部嵌合的形状。即，还能看作通过在盖部4形成下垂部4a而在盖部4的下表面形成比较的大的凹部，在框部2的上表面形成嵌到该凹部的凸部。
本发明并不限于以上的实施方式，可以以各种形态实施，另外，上述的实施方式也可以适当组合。例如，也可以对形成下垂部4a的第1实施方式的SAW装置1如第6实施方式所涉及的SAW装置601那样在框部2的上表面形成凹凸部，在盖部4的下表面形成嵌到框部2的凹凸部的凹凸部。
弹性波装置并不限于SAW装置。例如弹性波装置也可以是压电薄膜谐振器。
另外，在弹性波装置中，保护层8以及背面部11并不是必须的要件，也可以省略。
符号的说明
1   弹性波装置
2   框部
3   元件基板
4   盖部
4a  下垂部
5   激励电极
6   连接强化层
7   焊盘
9   封盖
10  凹部

Claims (12)

1.一种弹性波装置，具备：
元件基板；
位于该元件基板的主面的激励电极；和
封盖，
所述封盖包含：
框部，其包围该激励电极而位于所述元件基板的主面上；以及
盖部，其与该框部重叠来堵塞该框部，并且具有从该框部的内壁的上方边或外壁的上方边开始连续覆盖所述内壁或所述外壁的至少一部分的下垂部。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述下垂部的下端到达所述元件基板的主面。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置还具备：
增强层，该增强层为金属制，配置在所述盖部的与所述元件基板相反侧的主面，外周位于所述框部上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述框部的外壁越朝向所述元件基板的主面，越向外侧倾斜。
5.根据权利要求4所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置还具备：
密封膜，其至少从所述框部的外壁直到所述盖部的侧壁进行覆盖。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述盖部的侧壁位于比所述框部的外壁更靠内侧的位置。
7.根据权利要求3所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置还具备：
焊盘，其位于所述元件基板的主面中的所述盖部与所述框部重叠的部分，与所述激励电极电连接；和
端子，其从该焊盘贯通所述框部以及所述盖部地伸出，在所述盖部的与所述元件基板相反侧的主面露出，
所述盖部具有槽部，该槽部在俯视观察时设置在位于与所述元件基板相反侧的主面中的所述端子与所述框部的内壁之间的部分，在该槽部嵌有所述增强层的一部分。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述元件基板在主面中的比所述框部的内壁的下端更靠外侧的区域具有凹部，该凹部在俯视观察时一部分位于所述框部之下、或者全部位于所述框部的外侧。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述元件基板具有从主面中的所述框部的外壁的下端的附近起到达侧面的切口部。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述框部在内壁侧以及外壁侧的至少一方的与所述元件基板的接合部具有沿所述元件基板的主面伸出的伸长部。
11.一种弹性波装置，具备：
元件基板；
位于该元件基板的主面的激励电极；和
封盖，其包含包围该激励电极而位于所述元件基板的主面上的框部、以及与该框部重叠来堵塞该框部的盖部，其中，
所述框部在上表面具有框部侧凹凸部，
所述盖部在下表面具有盖部侧凹凸部，该盖部侧凹凸部嵌入所述框部侧凹凸部。
12.一种电子部件，具备：
安装基板；
以使所述元件基板的主面与该安装基板的主面面对面的状态经由导电性接合材料安装的权利要求1～11中任一项所述的弹性波装置；和
覆盖该弹性波装置的模制树脂。
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