CN104662797A - 弹性波装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可抑制弹性波元件部分间的电磁场耦合的弹性波装置。弹性波装置(1)在压电基板(2)上形成有第1电极构造(3)以及第2电极构造(4)，由第1电极构造(3)以及第2电极构造(4)分别构成了第1、第2弹性波元件部分，按照包围第1弹性波元件部分以及第2弹性波元件部分的方式在压电基板(2)上形成有支承框(11)，该支承框(11)具有对第1弹性波元件部分和第2弹性波元件部分进行区域划分的隔壁部(11a)，在设置于该隔壁部(11a)的沟槽，设置有由导电性材料构成的屏蔽电极(22)。

Description

弹性波装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及例如双工器等的多个弹性波元件所构成的弹性波装置及其制造方法。
背景技术
以往，弹性波装置被广泛应用于移动电话的双工器。例如，在下述的专利文献1中公开了如下的双工器，即，在同一压电基板上具备构成发送滤波器的弹性波元件部分和构成接收滤波器的弹性波元件部分。在专利文献1中，在发送滤波器部分与接收滤波器部分之间设置有屏蔽电极。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-98551号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的双工器中，在发送滤波器与接收滤波器之间形成有屏蔽电极。由此，发送滤波器与接收滤波器之间的电磁场耦合被抑制。由此，可谋求隔离特性的改善。
然而，在专利文献1所记载的双工器中，虽然设置有上述屏蔽电极，但无法充分地抑制电磁场耦合，隔离特性依然是不充分的。
本发明的目的在于，提供一种可以更有效地抑制弹性波元件部分间的电磁场耦合的弹性波装置及其制造方法。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的弹性波装置具有：压电基板；和被设置在压电基板上的第1、第2电极构造。第1、第2电极构造分别具有第1、第2弹性波元件部分。此外，在本发明中，在压电基板上设置有支承框。支承框被设置为包围设置有上述第1弹性波元件部分以及第2弹性波元件部分的部分。
在本发明中，在上述支承框上设置有覆盖层。覆盖层构成了第1、第2弹性波元件部分所面对的第1、第2中空部。
上述支承框具有对第1弹性波元件部分和第2弹性波元件部分进行区域划分的隔壁部，但在设置于该隔壁部的沟槽设置有由导电性材料构成的屏蔽电极。
在本发明所涉及的弹性波装置的某特定方面，屏蔽电极被设置在对支承框的隔壁部进行上下贯通的贯通沟槽的内侧。优选，屏蔽电极被设置为达到隔壁部的全长。
在本发明所涉及的弹性波装置的进一步的其他的特定方面，在所述支承框的一部分，与所述第1电极构造或者所述第2电极构造电连接的凸块下金属层被设置为从该支承框的上表面向上方突出，该凸块下金属层和所述屏蔽电极由相同的材料构成。
在本发明所涉及的弹性波装置的另外的特定方面，在压电基板上构成了至少一个第3弹性波元件部分。
在本发明所涉及的弹性波装置的进一步的另外的特定方面，所述第1弹性波元件部分为接收滤波器部，所述第2弹性波元件部分为发送滤波器部，从而构成了双工器。
在本发明所涉及的弹性波装置的进一步另外的特定的方面，所述屏蔽电极被连接至接地电位。
本发明的弹性波装置的制造方法是制造按照本发明所构成的弹性波装置的方法。本发明的制造方法具备：准备压电基板的工序；在所述压电基板上形成所述第1电极构造以及所述第2电极构造的工序；在所述压电基板上按照具有所述隔壁部的方式来形成所述支承框的工序；在所述支承框上按照具有所述第1、第2中空部的方式来设置所述覆盖层的工序；和在所述支承框的隔壁部设置所述屏蔽电极的工序。
在本发明所涉及的弹性波装置的制造方法的某特定方面，形成所述屏蔽电极的工序具备：在所述支承框的所述隔壁部，形成在所述隔壁部的上表面的一部分敞开的凹状沟槽或者贯通所述隔壁部的贯通沟槽的工序；和在所述凹状沟槽或者所述贯通沟槽埋入所述导电性材料来形成所述屏蔽电极的工序。
在本发明所涉及的弹性波装置的制造方法的其他的特定方面，在所述支承框上设置了所述覆盖层之后形成从所述覆盖层至所述隔壁部的凹状沟槽或者贯通沟槽，由此来进行在所述隔壁部形成所述凹状沟槽或者所述贯通沟槽的工序。
在本发明所涉及的弹性波装置的制造方法的进一步的其他的特定方面，还具备：在形成从所述覆盖层至所述隔壁部的凹状沟槽或者贯通沟槽之际，形成贯通所述覆盖层并到达所述支承框的凸块下金属层用贯通孔的工序；和在所述凹状沟槽或者贯通沟槽填充所述导电性材料来形成屏蔽电极的工序中，向所述凸块下金属层用贯通孔也填充相同的导电性材料来形成凸块下金属层的工序。
在本发明所涉及的弹性波装置的制造方法的进一步的其他的特定方面，还具备：在所述凸块下金属层上形成用于与外部电连接的凸块的工序。
在本发明所涉及的弹性波装置的制造方法的进一步的其他的特定方面，作为所述第1弹性波元件部分而构成接收滤波器部，作为所述第2弹性波元件部分而构成发送滤波器部，由此获得双工器。
发明效果
在本发明所涉及的弹性波装置中，由于支承框具有隔壁部，并在该隔壁部的沟槽设置有由导电性材料构成的屏蔽电极，因此可以有效地抑制第1弹性波元件部分和第2弹性波元件部分的电磁场耦合。
附图说明
图1(a)是本发明的第1实施方式所涉及的弹性波装置的正面剖视图，图1(b)是除掉覆盖层以及凸块后的弹性波装置的示意性俯视图。
图2(a)～图2(d)是用于说明本发明的第1实施方式的弹性波装置的制造方法的各示意性正面剖视图。
图3是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的弹性波装置的制造方法的示意性正面剖视图。
图4是本发明的第1实施方式的第1变形例所涉及的弹性波装置的正面剖视图。
图5(a)是本发明的第1实施方式的第2变形例所涉及的弹性波装置的正面剖视图，图5(b)是除掉覆盖层以及凸块后的弹性波装置的示意性俯视图。
图6是关于共模隔离特性而在本发明的第1实施方式所涉及的弹性波装置和比较例的弹性波装置中进行比较后的实验结果。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的具体实施方式，由此使本发明变得明了。
图1(a)是本发明的一实施方式所涉及的弹性波装置的正面剖视图。此外，图1(b)是在本实施方式的弹性波装置1中除去后述的凸块以及覆盖层后的构造的俯视图。另外，图1(a)是与沿着图1(b)的A-A线的部分相当的部分的正面剖视图。
另外，本实施方式的弹性波装置1被用作移动电话的双工器。
弹性波装置1具有压电基板2。压电基板2能够由LiTaO3或LiNbO3等压电单晶、或者压电陶瓷、或者在主面上设置有压电性薄膜的基板来构成。
在压电基板2上形成有第1电极构造3和第2电极构造4。第1电极构造3包含IDT电极、迂回布线。第1电极构造3被设置为构成作为第1弹性波元件部分的发送滤波器。由该第1电极构造3形成的发送滤波器的具体构成并未特别限定。例如，只要构成梯型电路结构的带通滤波器等的适当滤波器即可。按照与第1电极构造3电连接的方式设置有电极焊盘5、6。
另一方面，第2电极构造4构成了作为第2弹性波元件部分的接收滤波器。此外，第2电极构造4也包含IDT电极、迂回布线等。在本实施方式中，由第2电极构造4构成了接收滤波器。因此，第2电极构造4被设置为构成梯型电路结构的带通滤波器、纵耦合谐振器型电路结构的带通滤波器等的适当滤波器。与第2电极构造4电连接的电极焊盘7、8被设置在压电基板2上。
在本实施方式中，由第1电极构造3以及第2电极构造4分别构成了上述第1、第2弹性波元件部分。在此，第1弹性波元件部分以及第2弹性波元件部分包含至少一个弹性表面波元件。因此，需要不妨碍弹性表面波元件振动用的空间。为此，按照包围设置有上述第1弹性波元件部分的部分以及设置有第2弹性波元件部分的部分的方式，设置有支承框11。
如图1(b)所示，支承框11具有整体为大致矩形框状的形状。并且，支承框11具有对第1电极构造3和第2电极构造4进行区域划分、换言之对第1弹性波元件部分和第2弹性波元件部分进行区域划分的隔壁部11a。如图1(b)所示，隔壁部11a被设置在第1电极构造3与第2电极构造4之间。隔壁部11a按照连结矩形框状的支承框11的彼此对置的一对边的方式，且以与剩余的一对边平行的方式延伸。另外，隔壁也可以不与剩余的一对边平行地延伸，而通过折弯形状或曲线形状以连结矩形框状的支承框11的彼此对置的一对边的方式延伸。另外，隔壁部11a也不一定要与矩形框状的支承框11相接。
上述支承框11能够由SiO2、Al2O3等的绝缘性陶瓷或合成树脂来形成。
另外，在上述电极焊盘5～8之上层叠有金属膜12～15。该金属膜12～15是为了提高与之后形成的凸块下金属层16～19的密接性而设置的。金属膜12～15能够根据构成凸块下金属层16～19的金属而以适当的金属来形成。另外，金属膜12～15也不一定是必要的。
在上述隔壁部11a形成有贯通沟槽11b。另外，在设置有隔壁部11a的部分，如图1(a)所示层叠有金属膜20、21。金属膜20由与电极焊盘5～8相同的材料来形成。此外，若金属膜21由与前述的金属膜12～15相同的金属来形成，则期望也能够以相同的工序来制造金属膜。不过，也可以由不同的金属来形成。
在上述隔壁部11a，按照与金属膜21面对的方式形成有贯通沟槽11b。贯通沟槽11b被形成为达到隔壁部11a的全长。不过，贯通沟槽11b也可以按照不达到隔壁部11a的全长的方式，在隔壁部11a的长度方向上局部地形成有多个。
贯通沟槽11b被设置为：从隔壁部11a的上表面至下表面，使金属膜21露出。
不过，也可以如图4所示的本实施方式的第1变形例那样，取代贯通沟槽11b而形成在上表面敞开的凹状沟槽11x。凹状沟槽11x被设置为不到达隔壁部11a的下表面。
优选，期望如本实施方式那样形成贯通沟槽11b。由此，能够提高后述的电磁屏蔽效应。特别是，在本实施方式中，在下方设置有金属膜21，金属膜21和屏蔽电极22的密接性得以提高。因此，能够进一步提高电磁屏蔽效应。进而，如果屏蔽电极22被连接至接地电位，则可更进一步获得电磁屏蔽效应，故优选。
在上述贯通沟槽11b内设置有由与凸块下金属层16～19相同的金属构成的屏蔽电极22。在本实施方式中，屏蔽电极22由与凸块下金属层16～19相同的金属材料构成。不过，也可以由其他的金属材料来形成。
如上述，支承框11具有某种程度的厚度。因此，隔壁部11a也具有某种程度的高度方向的尺寸。优选，隔壁部11a的高度方向的尺寸比支承框11的高度方向的尺寸高。并且，在支承框11上设置有覆盖层23。覆盖层23能够由氧化铝等的绝缘性陶瓷或合成树脂等来形成。
在覆盖层23中形成有前述的凸块下金属层16～19以及屏蔽电极22可插入的贯通孔。如根据后述的制造方法可明确的那样，在本实施方式中，在覆盖层23形成了这些贯通孔之后，再形成前述的凸块下金属层16～19以及屏蔽电极22。
由于上述支承框11具有某种程度的厚度，因此当将上述覆盖层23层叠于支承框11的上表面时，形成有中空部B、C。即，形成了不会妨碍到第1弹性波元件部分以及第2弹性波元件部分的振动的中空部B、C。
在上述凸块下金属层16～19上分别设置有凸块24。
因此，本实施方式的弹性波装置1是使凸块24侧与电路基板的安装面对置，并通过倒装芯片接合方法进行表面安装而获得的。
在弹性波装置1中，支承框11被设置为分别包围第1弹性波元件部分以及第2弹性波元件部分，且在隔壁部11a设置有上述屏蔽电极22，因此可以有效地抑制第1弹性波元件部分和第2弹性波元件部分的电磁场耦合。
另外，在上述实施方式中，在隔壁部11a形成了上述金属膜21。通过金属膜21的形成，从而能够以与凸块下金属层16～19相同的工序来进行屏蔽电极22的形成。不过，如图5(a)以及(b)所示的本实施方式的第2变形例那样，上述金属膜21在隔壁部11a的长度方向上无需遍及上述贯通沟槽11b的长度方向的全长来形成。图5(a)以及(b)是相当于上述实施方式的图1(a)以及(b)的图。图5(a)是相当于沿着图5(b)的D-D线的部分的弹性波装置的剖视图。如根据图5(a)可明确的那样，在沿着D-D线的剖面中，贯通沟槽11b没有达到隔壁部11a。即，如图5(b)所示，贯通沟槽11b的长度比第1实施方式的情况短。并且，在沿着图5(b)的D-D线的剖面部分，与凸块下金属层17连接的金属膜13以及电极焊盘6超过设置有上述隔壁部11a的部分而延伸。不过，在设置有上述贯通沟槽11b的部分，与第1实施方式同样地，在屏蔽电极22的下方设置有金属膜21。
在本变形例中，如上述那样，金属膜13以及电极焊盘6使隔壁部11a从设置有凸块下金属层17的一侧延伸至相反侧。这是由于，隔壁部的一侧构成了发送滤波器部，另一侧构成了接收滤波器部，作为与天线端子连接的布线图案而使用的是金属膜13以及电极焊盘6。即，金属膜13以及电极焊盘6构成了与天线端子连接的布线图案，且在发送滤波器部和接收滤波器部中被公共化。由此，这种金属膜13以及电极焊盘6需要与屏蔽电极22电绝缘。为此，上述贯通沟槽11b、即屏蔽电极22以及金属膜21没有在隔壁部11a的长度方向的全长进行设置。
本实施例的金属膜21无需在隔壁部11a的长度方向的全长进行设置，而是局部地设置。此外，屏蔽电极22被设置在内侧的沟槽的一部分，在与天线端子连接的布线图案中所含的金属膜13以及电极焊盘6的上方，如图4所示那样也可以是不到达隔壁部11a的下表面且在上表面敞开的凹状沟槽。在该情况下，金属膜13以及电极焊盘6能够与屏蔽电极22电绝缘，在具备连接第1电极构造3和第2电极构造4的布线电极的基础上，可以提高电磁屏蔽效应，故优选。
其次，说明上述弹性波装置1的制造方法。
首先，如图2(a)所示，在压电基板2上形成第1、第2电极构造3、4以及电极焊盘5～8。该形成方法并未特别限定，能使用蒸镀、镀敷或者溅射等的适当方法。
其次，在电极焊盘5～8上形成上述金属膜12～15。该金属膜12～15的形成方法也能够使用蒸镀、镀敷、溅射等的适当方法。
然后，在压电基板2上在整个面将构成支承框11的材料进行成膜，形成为给定的形状。如此，形成图2(b)所示的支承框11。为了获得该给定的形状，能够使用光刻法等的适当方法。例如，在光刻法中，只要在形成光致抗蚀剂之后进行蚀刻以残留图1(b)所示的平面形状的支承框11即可。
其次，如图2(c)所示，在支承框11上层叠覆盖层23。覆盖层23的层叠可以通过合成树脂薄膜的层叠、绝缘性陶瓷片的层叠等的适当方法来进行。
如图2(d)所示，从俯视上述覆盖层23的方向，通过激光等的加工方法来形成多个贯通孔23a。该多个贯通孔23a被设置为使位于下方的前述的金属膜12～15或金属膜21露出。此外，上述贯通孔之中设置于金属膜21上的贯通孔，被设置为具有前述的贯通沟槽11b的平面形状。
即，上述贯通孔23a被设置于覆盖层23，但被贯通到与下方的支承框11的贯通孔23a相同的位置。由此，金属膜12～15以及金属膜21露出。
然后，如图3所示，从贯通孔23a填充用于构成凸块下金属层16～19以及屏蔽电极22的金属材料。该方法并不特别限定，在整个面成膜了金属膜之后，可通过利用剥离(lift-off)法除去贯通孔外的金属膜的方法等的适当方法来进行。
然后，形成图1(a)所示的凸块24。如此，能够获得弹性波装置1。
另外，上述弹性波装置1的制造方法为一例，制造弹性波装置1的方法本身并未特别限定。不过，在上述制造方法中，由于凸块下金属层16～19由与屏蔽电极22相同的金属材料构成，因此能够以相同的工序来形成。因此，可起到制造工序的简化以及成本降低的效果。
此外，在本实施方式中，如前所述，金属膜21与金属膜12～15同样地，由与构成凸块下金属层16～19以及屏蔽电极22的金属的密接性方面优异的材料构成。因此，能够提高屏蔽电极22相对于金属膜21的密接性。因此，能够遍及设置有屏蔽电极22的部分中的整个区域地有效提高电磁屏蔽效应。
在图6中示出本发明的第1实施方式的弹性波装置和比较例的弹性波装置的共模隔离特性。本发明的第1实施方式的弹性波装置的结构设为：发送侧的频带为704～716MHz、接收侧的频带为734～746MHz的通信标准Band17的平衡型双工器。在比较例中，除了省略贯通孔以及屏蔽电极22之外，设为与本发明的第1实施方式的弹性波装置相同。另外，在图6中，虚线表示本发明的第1实施方式，实线表示比较例。
由图6可知，根据本发明的实施方式，与比较例相比，发送侧以及接收侧的频带中的衰减量较大，共模隔离特性方面优异。
另外，在上述实施方式中，虽然说明了应用于移动电话的双工器的实施方式，但本发明并不限定于双工器。即，一般可以适用于在压电基板上设置有多个弹性波元件部分的弹性波装置。
因此，第1弹性波元件部分以及第2弹性波元件部分并不限于带通滤波器、低通滤波器、高通滤波器、带阻滤波器，也可以是谐振器、弹性波延迟线等的具有多种功能的元件部分。
此外，在上述实施方式中，虽然第1、第2弹性波元件部分为弹性表面波元件部分，但也可以为弹性边界波元件部分、体弹性波元件部分。
符号说明
1...弹性波装置
2...压电基板
3、4…第1、第2电极构造
5～8...电极焊盘
11...支承框
11a...隔壁部
11b...贯通沟槽
11x…凹状沟槽
12～15…金属膜
16～19...凸块下金属层
20、21…金属膜
22...屏蔽电极
23...覆盖层
23a...贯通孔
24...凸块

Claims (13)

1.一种弹性波装置，其特征在于，具备：
压电基板；
第1电极构造，其设置在所述压电基板上，且构成第1弹性波元件部分；
第2电极构造，其设置在所述压电基板上，且构成第2弹性波元件部分；
支承框，其按照将设置有所述第1弹性波元件部分以及所述第2弹性波元件部分的部分包围的方式设置在所述压电基板上；和
覆盖层，其设置在所述支承框上，且构成第1弹性波元件部分、第2弹性波元件部分所面对的第1中空部、第2中空部，
所述支承框具有对所述第1弹性波元件部分和所述第2弹性波元件部分进行区域划分的隔壁部，在设置于该隔壁部的沟槽，设置有由导电性材料构成的屏蔽电极。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述屏蔽电极被设置在将所述支承框的所述隔壁部进行上下贯通的贯通沟槽的内侧。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，
所述屏蔽电极被设置为达到所述隔壁部的全长。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的弹性波装置，其中，
在所述支承框的一部分，与所述第1电极构造或者所述第2电极构造电连接的凸块下金属层被设置为从该支承框的上表面向上方突出，该凸块下金属层和所述屏蔽电极由相同的材料构成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的弹性波装置，其中，
在所述压电基板上构成至少一个第3弹性波元件部分。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述第1弹性波元件部分为接收滤波器部，所述第2弹性波元件部分为发送滤波器部，从而构成双工器。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述屏蔽电极被连接至接地电位。
8.一种弹性波装置的制造方法，是权利要求1～7中任一项所述的弹性波装置的制造方法，其特征在于，包括：
准备压电基板的工序；
在所述压电基板上形成所述第1电极构造以及所述第2电极构造的工序；
在所述压电基板上按照具有所述隔壁部的方式来形成所述支承框的工序；
在所述支承框上按照具有所述第1中空部、第2中空部的方式来设置所述覆盖层的工序；和
在所述支承框的隔壁部设置所述屏蔽电极的工序。
9.根据权利要求8所述的弹性波装置的制造方法，其中，
形成所述屏蔽电极的工序包括：
在所述支承框的所述隔壁部，形成在所述隔壁部的上表面的一部分敞开的凹状沟槽或者贯通所述隔壁部的贯通沟槽的工序；和
在所述凹状沟槽或者所述贯通沟槽埋入所述导电性材料来形成所述屏蔽电极的工序。
10.根据权利要求8所述的弹性波装置的制造方法，其中，
在所述支承框上设置了所述覆盖层之后形成从所述覆盖层至所述隔壁部的凹状沟槽或者贯通沟槽，由此来进行在所述隔壁部形成所述凹状沟槽或者所述贯通沟槽的工序。
11.根据权利要求9所述的弹性波装置的制造方法，其中，
所述弹性波装置的制造方法还包括：
在形成从所述覆盖层至所述隔壁部的凹状沟槽或者贯通沟槽之际，形成贯通所述覆盖层而到达所述支承框的凸块下金属层用贯通孔的工序；和
在所述凹状沟槽或者贯通沟槽填充所述导电性材料来形成屏蔽电极的工序中，向所述凸块下金属层用贯通孔也填充相同的导电性材料来形成凸块下金属层的工序。
12.根据权利要求11所述的弹性波装置的制造方法，其中，
所述弹性波装置的制造方法还包括：在所述凸块下金属层上形成用于与外部电连接的凸块的工序。
13.根据权利要求8～12中任一项所述的弹性波装置的制造方法，其中，
作为所述第1弹性波元件部分而构成接收滤波器部，作为所述第2弹性波元件部分而构成发送滤波器部，由此获得双工器。
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