CN107004641A - Saw器件以及saw器件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
SAW器件具有：SAW元件；导体部，与该SAW元件相连；LT基板，包含所述SAW元件；以及框体，容纳包含所述SAW元件的所述LT基板。该框体具有盖部、侧部以及底部。该底部由蓝宝石基板构成，所述LT基板位于相当于所述框体的内表面的所述蓝宝石基板的第一面，所述第一面的相反的第二面构成所述框体的外表面，所述导电体具备过孔导体，所述过孔导体位于将所述蓝宝石基板和所述LT基板连通的贯通孔。
Description
技术领域
本发明涉及SAW器件以及SAW器件的制造方法。
背景技术
近年来，伴随着便携式电话等电子设备的小型化，开始要求用于这些电子设备的电子器件的小型化。例如，在专利文献1记载了小型化的电子器件的例子。近年来，对于SAW(Surface Acoustic Wave：声表面波)器件，使其进一步小型的要求提高。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-209585号公报
发明内容
本公开的SAW器件具有：SAW元件；导体部，与该SAW元件相连；LT基板，包含所述SAW元件；以及框体，容纳包含所述SAW元件的所述LT基板。所述框体具有盖部、侧部以及底部。该底部由蓝宝石基板构成，所述LT基板位于相当于所述框体的内表面的所述蓝宝石基板的第一面，所述第一面的相反的第二面构成所述框体的外表面。所述导电体具备过孔导体，所述过孔导体位于将所述蓝宝石基板和所述LT基板连通的贯通孔。
本公开的SAW器件的制造方法具有：接合工序，在蓝宝石基板的第一面接合所述LT基板；研磨工序，对所述蓝宝石基板与所述LT基板的接合体的至少所述LT基板侧进行研磨；贯通孔形成工序，形成将所述蓝宝石基板和所述LT基板连通的贯通孔；过孔导体形成工序，在所述贯通孔填充导体，形成过孔导体；载置-连接工序，在所述LT基板形成所述SAW元件，并且连接所述SAW元件和所述过孔导体；以及接合工序，将由所述蓝宝石基板构成的底部与盖部以及侧部进行接合，或者与由盖部和侧部构成的盖体部进行接合。
附图说明
图1是SAW器件的一个实施方式的图，图1(a)示出概略立体图，图1(b)示出概略剖视图。
图2是SAW器件的制造工序中的状态的概略立体图。
图3是对SAW器件的制造方法进行说明的概略剖视图。
具体实施方式
本公开的SAW(Surface Acoustic Wave：声表面波)器件具备蓝宝石基板，蓝宝石基板配置有包含SAW元件的LT(LiTaO3；钽酸锂)基板。本公开的SAW器件将该蓝宝石基板作为框体的一部分，并将位于将该蓝宝石基板和LT基板连通的贯通孔内的过孔导体作为与SAW元件相连的导电体的一部分。由此，与以往相比，本公开的SAW器件为小型且可靠性也高，此外，能够以更少的功夫和成本进行制造。
以下，对本公开的SAW器件以及SAW器件的制造方法进行说明。图1所示的SAW器件1具有SAW元件62、与SAW元件62相连的导电体32、包含SAW元件62的LT基板50、以及容纳包含SAW元件62的LT基板50的框体30。框体30具有盖部22、侧部23以及底部11。底部11由蓝宝石基板构成，LT基板50位于相当于框体30的内表面的蓝宝石基板的第一面12，第一面12的相反的第二面14构成框体30的外表面。导电体32具备过孔导体34，过孔导体34位于将底部11(以后，也称为蓝宝石基板11)和LT基板50连通的贯通孔15。
贯通孔15具有贯通蓝宝石基板11的第一贯通孔51和贯通LT基板50的第二贯通孔55。SAW元件62位于LT基板50的一个主面52。
过孔导体34经由位于LT基板50的一个主面52的电极层61与SAW元件62电连接。在图1所示的例子中，导电体32具有过孔导体34和位于LT基板50的一个主面52的电极层61。过孔导体34的一个端部位于LT基板50的一个主面52，另一个端部位于蓝宝石基板11的第二面14。
在此，第二面14是构成框体30的外表面的面，通过将位于蓝宝石基板11的第二面14的过孔导体34的端部与外部的控制部等进行连接，从而能够进行电信号的输入和输出。该电信号能够经由过孔导体34和电极层61对SAW元件62进行输入和输出。过孔导体34和电极层61例如由金(Au)等构成。关于电信号，只要是用于控制SAW元件62的动作的控制数据、使SAW元件62处理的输入数据、在SAW元件62中处理之后的输出数据、以及用于驱动SAW元件62的驱动电力、表示由SAW元件62检测出的信息的数据等以电力的形式进行输入或输出的信号即可，没有特别限定。
SAW元件62具有配置在LT基板50的一个主面52上的IDT(Inter DigitalTransducer：叉指换能器)电极而构成。该IDT电极例如通过溅射、物理蒸镀来形成，例如以金为主成分。SAW元件62除了IDT电极以外，还可以具备配置在一个主面52的电容器元件、电感器电路等。
在框体30中，底部11由蓝宝石基板构成，关于盖部22和侧部23，也可以由蓝宝石基板构成。另外，框体30具有盖部22、侧部23以及底部11，但是也可以如图1所示，是盖部22和侧部23为一体的盖构件20。此外，也可以是侧部23和底部11成为一体。而且，所谓由蓝宝石基板构成，并不是指不包含除蓝宝石(即，氧化铝的单晶)以外的一切物质，而是指含有90质量％以上的蓝宝石。
LT基板50由LT(LiTaO3；钽酸锂)构成。所谓由LT构成，并不是指不包含除LT以外的一切物质，而是指含有90质量％以上的LT。
在SAW器件1中，并不是载置LT基板50的支承基板容纳于框体30，而是载置LT基板50的底部11构成框体30的外壳，因此能够使厚度变薄，因此能够使其紧凑。另外，蓝宝石的机械强度高，因此SAW器件1的刚性比较高，在施加了冲击的情况下也难以产生破裂、缺损等。在盖构件20由蓝宝石构成时，能够使整体的厚度更加紧凑。此外，通过底部11由蓝宝石基板构成，从而能够使比较脆的LT基板50的厚度变薄，因此能够使整体的厚度更加紧凑。
底部11的厚度例如为0.05mm以上且1mm以下。由蓝宝石构成的底部11的强度高，因此即使是0.05mm以上且1mm以下程度的厚度，也具有充分的强度。底部11的厚度也可以是例如0.01mm～5mm，没有特别限定。
此外，蓝宝石的导热性比较高，因此，例如能够将SAW元件62发出的热迅速地放出到框体30的外部。此外，在底部11和盖构件20由蓝宝石构成时，蓝宝石的透气性和透水性低，SAW元件62等与外部气体、水分接触的可能性小，因此SAW元件62等的功能下降少。
如上所述，在SAW器件1中，导电体32具备位于对底部11和LT基板50进行连通的贯通孔15的过孔导体34，能够与外部的控制部进行连接，因此无需从框体30外将导电体引入到框体30内或者在框体30内引绕电极层，能够简化制造方法，以及俯视下的大小也能够构成得紧凑。关于俯视SAW器件1时的外周线(盖构件20的轮廓)的长度，一周例如为大约5mm～5cm程度。
此外，关于位于贯通孔15的过孔导体34，例如与焊线(bonding wire)等导电线相比，能够将截面的直径做得比较大，因此关于过孔导体34与SAW元件62的连接状态，机械连接状态以及电连接状态难以劣化。此外，使用过孔导体34来减少使用焊线的连接，由此可以不用遍及比较大的空间区域引绕导线，因此能够将SAW器件1构成得更加紧凑。此外，能够抑制焊线等费工夫的工序，因此能够比较廉价地制作SAW器件。
在SAW器件1中，贯通蓝宝石基板11的第一贯通孔51在第二面14上的开口直径大于在第一面12上的开口直径。更详细地，第一贯通孔51的直径从第一面12朝向第二面14递增。过孔导体34是由填充在贯通孔15的金属膏经热处理而构成的，因此伴随着直径的递增，过孔导体34的直径也从靠近SAW元件62的一侧朝向框体30的外侧扩张。过孔导体34还作为SAW元件62发出的热的传导路径发挥作用。因为过孔导体34的直径从靠近SAW元件62的一侧朝向框体30的外侧扩张，所以SAW元件62发出的热能够一边在过孔导体34内扩散一边朝向框体30的外侧高效地传递。在是这种结构时，具有高散热性。
第一贯通孔51的第一面12侧的开口51A的直径例如为大约70μm，第一贯通孔51的第二主面14侧的开口51B的直径例如为大约100μm。此外，如果第一贯通孔51的截面形状遍及从开口51A到开口51B的全部的区域为圆形，则没有角部，所以即使在与过孔导体34、底部11之间产生热应力，也难以产生以角部为起点的应力集中。在是这种结构时，可抑制由热应力造成的底部11的损伤。
在SAW器件1中，在第一贯通孔51中，对第一面12侧的开口51A的中心和第二面14上的开口51B的中心进行连结的中心轴C相对于第一面12的垂线倾斜。由此，过孔导体34变得比较难以从贯通孔15脱落。这样的贯通孔15能够通过后面说明的使用了激光的方法容易地形成。
此外，第一贯通孔51在内表面的至少一部分具有由多晶氧化铝构成的第一改性部58。第一改性部58比作为单晶的蓝宝石柔软。在由过孔导体34的热膨胀以及收缩造成的应力施加在第一贯通孔51的内壁的情况下，由于具有比较柔软的第一改性部58，所以能够缓和该应力，因此能够抑制具有第一改性部58的部分的第一贯通孔51的内壁受到损伤。在第一贯通孔51中，在整个内表面具有由多晶氧化铝构成的第一改性层58时，可更可靠地抑制由这样的应力造成的第一贯通孔51的内壁的损伤。
此外，贯通LT基板50的第二贯通孔55至少在第一贯通孔51侧的内表面侧具有由多晶氧化铝构成的第二改性部59。通过具有这样的第二改性部59，从而可抑制经由过孔导体34从外部直接对比较脆的LT基板50传递冲击。在第二贯通孔55中，在不仅在第一贯通孔51侧的内表面而且在整个内表面具有由多晶氧化铝构成的第二改性层59时，能够更可靠地抑制LT基板50中的第二贯通孔55的内壁的损伤。
在底部11和盖构件20均由蓝宝石构成时，对于盖构件20而言，底部11的第一面12与对置的对置面21使用如下技术进行接合，即，通过利用了原子间力的固相接合进行接合。例如，在真空中对第一面12和对置面21照射离子束而进行活性化，然后使活性化的第一面12和对置面21在常温下直接抵接，从而进行接合。另外，也可以不使用像这样通过固相接合进行接合的技术，而使用粘接剂等对第一面12和对置面21进行接合，但是从抑制由来自粘接剂的脱气(out gas)造成的SAW元件62的动作不良等的方面考虑，优选不使用粘接剂而通过固相接合进行接合。
接着，对本实施方式的SAW器件1的制造方法进行说明。图2是示出SAW器件1的制造工序中的状态的立体图。图3是对SAW器件1的制造方法进行说明的概略剖视图。在图2和图3中，对于制造中途阶段的各部分，使用与在图1中使用的制造后的各部分相同的标号进行说明。
以下的制造方法对使用由蓝宝石构成的晶片统一制造多个SAW器件1的例子进行说明。
具体地，如图2所示，制作在蓝宝石基板11载置有多个SAW元件62的第一构件，并且制作形成有多个凹部24的成为盖构件20的作为蓝宝石基板的第二构件。然后，对第一构件和第二构件进行接合。此后，例如，通过划片等进行切割，从而能够得到多个SAW器件1。
接着，SAW器件1的制造方法具有：在蓝宝石基板11的第一面12接合LT基板50的接合工序(图3(a))；对蓝宝石基板11与LT基板50的接合体的至少LT基板侧50进行研磨的研磨工序(图3(b))；形成对蓝宝石基板11和LT基板50进行连通的贯通孔15的贯通孔形成工序(未图示)；在贯通孔15填充导体并形成过孔导体34的过孔导体形成工序(图3(c))；将SAW元件62载置在LT基板50并且连接SAW元件62和过孔导体34的载置-连接工序(图3(d))；以及对由蓝宝石基板构成的底部11和盖体部20进行接合的接合工序(图3(e))。另外，也可以代替盖体部20，使用盖部22和侧部23。在贯通孔形成工序中，从蓝宝石基板11的第二主面14侧照射激光来形成贯通孔15。
首先，如图3(a)所示，准备具有第一主面12的蓝宝石基板11和LT基板50。蓝宝石基板11的厚度例如为大约100μm。厚度为100μm的蓝宝石基板11不会由于自重而大幅挠曲，具有能够容易地操作(handling)的比较高的强度。LT基板50是厚度为大约250μm的基板。LT与蓝宝石相比极脆，但是250μm的比较厚的LT基板50不会由于自重而大幅挠曲，具有能够容易地操作的程度的强度。例如使用上述的固相接合技术对这些基板进行接合。
接着，在蓝宝石基板11与LT基板50的接合体中，例如，通过机械研磨、机械化学研磨(CMP)等对LT基板50侧进行研磨，从而将LT基板50的厚度降低至大约25μm的厚度(图3(b))。比较脆的LT容易破裂，难以研磨得薄。在本实施方式中，因为LT基板50成为与蓝宝石基板11接合的状态，所以蓝宝石基板11与LT基板50的接合体具有比较高的强度。由此，在本实施方式中，能够将LT基板50做成为比较薄的25μm。像这样，通过对蓝宝石基板11和LT基板50进行接合，从而即使将LT基板50做成为薄至大约25μm的厚度，也不会由于自重而产生大的挠曲、破裂，操作变得容易。
接着，例如通过照射短脉冲激光在蓝宝石基板11与LT基板50的接合体形成贯通孔15。例如，从蓝宝石基板11的第二主面14连续照射光斑直径为0.1mm、脉冲宽度为0.2ms以下的YAG激光，从而形成贯通蓝宝石基板11和LT基板50的贯通孔15(第一贯通孔51和第二贯通孔55)。贯通孔15的中心轴C的方向能够以与激光的照射方向大致一致的状态而形成，通过调整激光的照射方向，从而能够控制贯通孔15的中心轴C的方向。
此外，若从第二主面14侧照射短脉冲激光来形成贯通孔15，则对靠近第二主面14侧的一方累计供给的能量变大，靠近第二主面14侧的一方的直径容易变大。通过从第二主面14侧照射短脉冲激光，从而能够形成直径随着从第一主面12接近第二主面14而扩张的第一贯通孔51。此外，通过使用这样的激光照射来形成贯通孔15，从而能够在第一贯通孔51的内表面产生多晶氧化铝，该多晶氧化铝通过如下方式形成，即，单晶蓝宝石被单脉冲激光一度熔融之后，在比较短的时间进行降温并固化而形成多晶氧化铝。由此，第一贯通孔51能够在内表面配置第一改性部58。此外，通过产生该多晶氧化铝，并使得在LT基板50侧露出，从而还能够在第二贯通孔59的内表面配置由多晶氧化铝构成的第二改性部59。
接着，在贯通孔15填充导体并形成过孔导体34(图3(c))。例如，可以通过使用涂刷器(squeegee)等将金属膏压入到贯通孔15而进行填充。或者，也可以在将以金等金属作为主成分的金属丝插通到贯通孔15之后，通过热、压力使该金属丝变形，从而在贯通孔15填充金属，并形成过孔导体34。
接着，在LT基板50形成SAW元件62，并经由电极层61连接SAW元件62和过孔导体34(图3(d))。SAW元件62只要使用包括光刻技术、蚀刻技术、成膜技术等的所谓的薄膜形成技术对LT基板50的表面进行加工而形成即可。在形成SAW元件62之后，或者在形成SAW元件62的同时，例如通过溅射、物理蒸镀在LT基板50的一个主面52形成例如以金为主成分的电极层61即可。
接着，如图3(e)所示，例如使用固相接合法对经过了图3(a)～图3(d)的蓝宝石基板11和盖构件20进行接合。在本实施方式中，盖构件20例如通过使用光刻技术、蚀刻技术在第二蓝宝石基板20(参照图2)形成多个凹部24来制作即可。
在图3(e)的工序之后，例如通过划片分割为多个区域，从而能够制作多个图1所示的SAW器件1。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限定于前述的实施方式，能够在不脱离本发明的要旨的范围内进行各种变更、改良、组合等。
标号说明
1：SAW器件；
11：底部(蓝宝石基板)；
15：贯通孔；
20：盖体部；
22：盖部；
23：侧部；
32：导电体；
34：过孔导体；
50：LT基板；
51：SAW元件；
61：电极层。
Claims (12)
1.一种SAW器件，其特征在于，具有：
SAW元件；
导体部，与该SAW元件相连；
LT基板，包含所述SAW元件；以及
框体，容纳包含所述SAW元件的所述LT基板，
所述框体具有盖部、侧部以及底部，
该底部由蓝宝石基板构成，所述LT基板位于相当于所述框体的内表面的所述蓝宝石基板的第一面，所述第一面的相反的第二面构成所述框体的外表面，
所述导电体具备：过孔导体，位于将所述蓝宝石基板和所述LT基板连通的贯通孔。
2.根据权利要求1所述的SAW器件，其特征在于，
所述贯通孔中的贯通所述蓝宝石基板的第一贯通孔在所述第二面上的开口直径大于在所述第一面上的开口直径。
3.根据权利要求2所述的SAW器件，其特征在于，
所述第一贯通孔的直径从所述第一面朝向所述第二面递增。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的SAW器件，其特征在于，
贯通所述蓝宝石基板的第一贯通孔的连结所述第一面上的开口的中心和所述第二面上的开口的中心的中心轴相对于所述第一面的垂线倾斜。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的SAW器件，其特征在于，
贯通所述蓝宝石基板的第一贯通孔在内表面的至少一部分具有由多晶氧化铝构成的改性部。
6.根据权利要求5所述的SAW器件，其特征在于，
所述第一贯通孔在整个内表面具有由多晶氧化铝构成的改性层。
7.根据权利要求5或6所述的SAW器件，其特征在于，
贯通所述LT基板的第二贯通孔在所述第一贯通孔侧的内表面具有由多晶氧化铝构成的改性部。
8.根据权利要求7所述的SAW器件，其特征在于，
所述第二贯通孔在整个内表面具有由多晶氧化铝构成的改性层。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的SAW器件，其特征在于，
所述蓝宝石基板的厚度为0.05mm以上且1mm以下。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的SAW器件，其特征在于，
所述LT基板的厚度比所述蓝宝石基板小。
11.一种SAW器件的制造方法，其特征在于，
所述SAW器件具有：
SAW元件；
导体部，与该SAW元件相连；
LT基板，载置所述SAW元件；以及
框体，容纳载置所述SAW元件的所述LT基板，
所述SAW器件的制造方法具有：
接合工序，在蓝宝石基板的第一面接合所述LT基板；
研磨工序，对所述蓝宝石基板与所述LT基板的接合体的至少所述LT基板侧进行研磨；
贯通孔形成工序，形成将所述蓝宝石基板和所述LT基板连通的贯通孔；
过孔导体形成工序，在所述贯通孔填充导体，形成过孔导体；
载置-连接工序，在所述LT基板形成所述SAW元件，并且连接所述SAW元件和所述过孔导体；以及
接合工序，将由所述蓝宝石基板构成的底部与盖部以及侧部进行接合，或者与由盖部和侧部构成的盖体部进行接合。
12.根据权利要求11所述的SAW器件的制造方法，其特征在于，
在所述贯通孔形成工序中，从所述蓝宝石基板的第二主面侧照射激光，形成所述贯通孔。
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