CN118074659A - 弹性波装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种弹性波装置，包含在第一面形成功能元件的装置芯片、包围所述功能元件的形成区域的支撑层，及形成在所述支撑层且形成密封所述形成区域的空腔的覆盖层。连接所述功能元件的外部连接端子，位于所述装置芯片的侧面。所述覆盖层的外表面与模块基板的安装面紧密接触的状态下，所述外部连接端子，与形成于所述安装面中且在所述覆盖层的所述外表面的紧密接触区域的外侧的所述模块基板的一侧的连接端子，通过导电材料连接。借此，不需要凸块也不会形成间隙地，就能将所述弹性波装置安装于所述模块基板。

Description

弹性波装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种适用于移动通信机器等且作为频率滤波器的弹性波装置的改良，及适用于制造所述弹性波装置的制造方法。
背景技术
一种用于移动通信机器等且作为频率滤波器的弹性波装置D如图13所示。在图13中，编号100是装置芯片、编号101是形成于所述装置芯片100的一面的共振器101、编号102是形成在所述装置芯片100的合成树脂的支撑层、编号103是形成于所述支撑层102上且形成气密密封所述共振器101的空腔104(内部空间或中空结构部)的合成树脂的覆盖层、编号105是与形成在包含所述共振器101的装置芯片100上的电路电连接的凸块。
所述弹性波装置D通过所述凸块105，与其他电子装置一起安装于模块基板Ma而成为模块M。所述凸块105通常借由形成在所述模块基板Ma侧的电极以超声波焊接法接合，并在接合后所述弹性波装置D被形成于所述模块基板Ma上的密封树脂层Mb密封。
如图13所示，现有的弹性波装置D在所述装置芯片100的一面上必须有接合所述凸块105的凸块焊垫106的形成区域。
并且，如图13所示，现有的弹性波装置为了让所述模块基板Ma与所述凸块105接合，所述弹性波装置D会在与所述模块基板Ma间有30～80μm的间隙G的状态下，安装于所述模块基板Ma。
发明内容
[发明欲解决之课题]
本发明所要解决的问题在于，针对这类的弹性波装置，不靠所述凸块将所述弹性波装置安装于所述模块基板，而不需要在所述装置芯片上形成所述凸块焊垫，也不会形成所述间隙，就能将所述弹性波装置安装于所述模块基板。
[用以解决课题的手段]
为了达成上述目的，本发明的弹性波装置包含：
装置芯片，在其第一面形成具有IDT电极的功能元件；
支撑层，形成在所述第一面并包围所述功能元件的形成区域；及
覆盖层，形成在所述支撑层，且与所述装置芯片和所述支撑层共同形成密封所述形成区域的空腔；
在所述装置芯片中，连接所述功能元件的外部连接端子，位于所述第一面与相反于所述第一面的第二面间的侧面，所述覆盖层的外表面与模块基板的安装面紧密接触的状态下，所述外部连接端子，与形成于所述安装面中且在所述覆盖层的所述外表面的紧密接触区域的外侧的所述模块基板的一侧的连接端子，通过导电材料连接。
本发明的一种形态，所述外部连接端子由金属膜形成，所述金属膜在所述装置芯片的第一面中，在所述第一面与所述侧面连接的外缘与所述支撑层间的空白区域，由横跨所述空白区域与所述侧面的方式形成。
本发明的一种形态，所述装置芯片呈四边形的板状结构，其四个角部的全部或一部分形成所述空白区域。
本发明的一种形态，所述装置芯片的板状结构的边长为0.5～1mm且厚度为0.15～0.2mm。
本发明的一种形态，所述支撑层在垂直于所述装置芯片的第一面的方向上的厚度为10～30μm。
本发明的一种形态，所述覆盖层的厚度为15～35μm。
本发明的一种形态，所述支撑层或所述覆盖层的材质为绝缘材料。
本发明的一种形态，所述装置芯片的材质为钽酸锂、铌酸锂、蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃。
本发明的一种形态，所述弹性波装置的侧面包括台阶面与位于所述台阶面与所述第一面间的上垂直面，所述外部连接端子横跨所述空白区域、所述上垂直面，及所述台阶面。
为了达成上述目的，本发明的弹性波装置的制造方法包含：
在晶圆上预定形成所述装置芯片的所述第一面的多个四边形区域上分别形成所述功能元件；
在预定的位置形成所述支撑层与所述覆盖层，以形成所述四边形区域的边界线与所述支撑层间的所述空白区域；
在相邻的所述四边形区域间形成沟槽；
形成横跨所述空白区域与所述沟槽的用于形成所述外部连接端子的金属膜；及
对所述沟槽的沟底进行切割，而形成数量和所述四边形区域对应的所述弹性波装置。
本发明的一种形态，所述弹性波装置的制造方法进一步包含在所述弹性波装置的侧面，以环绕所述弹性波装置的中心的方式，至少在所述沟槽的沟底形成台阶面和位于所述台阶面与所述第一面间的上垂直面，以使所述金属膜横跨所述第一面中的所述空白区域、所述上垂直面，及所述台阶面。
发明效果
根据本发明的弹性波装置，在所述覆盖层的外表面与所述模块基板的安装面紧密接触的状态下，位于所述装置芯片的侧面的外部连接端子，与形成于所述模块基板的一侧的连接端子通过导电材料连接。因此，第一，具有不用像现有的弹性波装置在所述装置芯片的第一面上设置形成凸块用的电极(凸块焊垫)的优点。因此能让所述装置芯片小型化。
第二，本发明的弹性波装置，安装于模块基板时，具有不需像现有的弹性波装置设置凸块，让所述覆盖层与所述模块基板的安装面在紧密接触的状态下，安装所述模块基板的优点。将所述弹性波装置等安装于所述模块基板的安装面后，会以合成树脂进行模塑(Molding)(形成密封树脂层)，为了让所述覆盖层与所述安装面紧密接触，即使所述覆盖层较薄在模塑的过程中所述树脂的注入压力也不会让所述覆盖层变形。因此，所述覆盖层能尽量地减薄。借此，能让所述弹性波装置的高度减小，进而让所述通信模块的高度减小。
第三，本发明的弹性波装置，在所述覆盖层与所述安装面紧密接触的状态下安装于所述模块基板，因此在紧密接触所述安装面的区域，所述模块基板的一侧的所述弹性波装置被驱动而产生的热能够有效地逸散。
附图说明
图1是本发明的一实施形态的弹性波装置的装置芯片的平面结构示意图。
图2是沿图1的剖线A-A的所述弹性波装置的剖视结构图。
图3是示例形成于所述弹性波装置的装置芯片的共振器的结构图。
图4是示例形成于所述弹性波装置的装置芯片的电路的结构图。
图5是所述弹性波装置安装于模块基板的剖视结构图。
图6是所述弹性波装置的制造过程的其中一步骤的平面结构图。
图7是接续图6的步骤的所述弹性波装置的制造过程的其中一步骤的平面结构图。
图8是图7的部分放大图。
图9是接续图7的步骤的所述弹性波装置的制造过程的其中一步骤的局部放大平面结构图。
图10是接续图9的步骤的所述弹性波装置的制造过程的其中一步骤的剖视结构图。
图11是接续图10的步骤的所述弹性波装置的制造过程的其中一步骤的剖视结构图。
图12是接续图11的步骤的所述弹性波装置的制造过程的其中一步骤的剖视结构图。
图13是包含现有的弹性波装置的模块的一个示例的剖视结构图。
具体实施方式
以下将根据图1至图12说明本发明通常的实施形态。所述实施形态的弹性波装置1适合被用作移动通信机器等的频率滤波器。
所述弹性波装置1包含：
装置芯片2；
形成于所述装置芯片2的第一面2a的例如IDT电极6b等的功能元件6；
形成在所述第一面2a并包围所述功能元件6的形成区域的支撑层3(墙/Wall)；及
形成在所述支撑层3上，且与所述装置芯片2和所述支撑层3共同形成密封所述功能元件6的空腔5(内部空间、中空结构部)的覆盖层4(屋顶/Roof)。
一般而言，所述装置芯片2是边长为0.5～1mm、厚度是0.15～0.2mm的四边形(如图所示例的长方形)的板状结构。
并且，一般而言，所述支撑层3在垂直于所述装置芯片2的第一面2a的方向上的厚度(以所述装置芯片2的第一面2a为基准的所述支撑层3的高度)为10～30μm。
并且，一般而言，所述覆盖层4的厚度为15～35μm。因此，所述弹性波装置1一般的厚度约为0.25～0.35mm。
所述弹性波装置1的剖视结构如图2所示。图中的编号6是功能元件，编号5是空腔、编号3是支撑层、编号4是覆盖层、编号7是连接功能元件且与所述功能元件构成后述电路的布线(Wiring)。
所述装置芯片2的第一面2a上形成多个所述功能元件6。所述装置芯片2的第一面2a中，所述功能元件6的形成区域分别被所述支撑层3围绕，并且被形成于所述支撑层3上的所述覆盖层4覆盖，借此，所述弹性波装置1具有多个所述空腔5。
所述支撑层3与所述覆盖层4为绝缘材料，通常由树脂构成。
所述装置芯片2具备传播弹性波的功能。一般而言，所述装置芯片2使用钽酸锂或铌酸锂。并且，所述装置芯片2也可以由蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃等层叠而成。
图3中显示作为所述功能元件6的一个示例的共振器6a。所述共振器6a具有IDT电极6b、包夹所述IDT电极6b的反射器6e。所述IDT电极6b由电极对构成，每一所述电极对的多个电极指6c以其长向与弹性波的传播方向x相交地平行设置，多个所述电极指6c的其中一端以汇流条6d连接。在所述反射器6e中，以其长向与弹性波的传播方向x相交地平行设置的多个电极指6f的端部间以汇流条6g连接。
所述功能元件6通常是借由光刻技术(Photolithography)以导电性金属膜形成。
图4是设置于单一个所述装置芯片2上的电路的一个示例。编号6aa是串联连接在输出输入端子(例如后述的外部连接端子9)间的串联共振器6a。编号6ab是并联连接在输出输入端子间的并联共振器6a，编号8是接地。所述功能元件6的数量配置可以视需求而变换。也就是说，图4的电路构成梯型滤波器。
构成所述电路的所述布线7通常是由光刻技术形成的导电性金属膜构成。
所述实施形态的弹性波装置1中，在所述装置芯片2中的第一面2a与相反于所述第一面2a的第二面2b间的侧面2c，设置经由所述布线7与所述功能元件6电连接的外部连接端子9。
在所述实施形态中，所述外部连接端子9由金属膜9a形成，所述金属膜9a在所述装置芯片2的第一面2a中，在所述第一面2a与所述侧面2c连接的外缘2d和所述支撑层3间的空白区域10(所述装置芯片2的第一面2a上没有形成所述支撑层3与所述覆盖层4的区域)，由横跨所述空白区域10的所述第一面2a与所述侧面2c的方式形成。
如图所示，所述装置芯片2的第一面2a中，除了所述功能元件6的形成区域，普遍被所述支撑层3覆盖。此外，如图所示，所述装置芯片2的第一面2a的外缘2d侧中，所述装置芯片2的第一面2a没有被所述支撑层3覆盖的空白区域10有4个。在所述空白区域10中也没有形成所述覆盖层4。
如图所示，所述装置芯片2呈四边形的板状，且四个角部2e中的一部分形成所述空白区域10。虽然图中省略，也可以在全部的四个所述角部2e都形成所述空白区域10。
如图所示，所述装置芯片2的四个所述角部2e中的三个形成所述空白区域10。
每一个所述空白区域10中，与所述装置芯片2的外缘2d大致平行、沿着所述支撑层3的厚度方向延伸的第一外表面3a，比所述装置芯片2的外缘2d更靠近所述装置芯片2的中心2f(参阅图1)，从而使所述第一外表面3a与所述外缘2d相间隔。并且，在环绕所述装置芯片2的中心2f的方向上，于每一个所述空白区域10的两个位置的末端10a分别形成实质上与所述第一外表面3a垂直且沿着所述支撑层3的厚度方向的第二外表面3b。所述第一外表面3a、两个所述第二外表面3b及所述装置芯片2的外缘2d包围的区域形成所述空白区域10。
从垂直于所述装置芯片2的第一面2a的方向观察所述弹性波装置1(图1)，每一个形成于所述装置芯片2的角部2e的空白区域10，在所述装置芯片2的对应的角2g中弯曲成直角，且使对应的角2g与所述第二外表面3b之间沿着所述装置芯片2的边2h的两处形成L形。如图所示，所述装置芯片2的四个角部2e中没有形成所述空白区域10的所述角部2e附近，沿着所述装置芯片2的边2h形成直线的空白区域10(图1中位于左下方的空白区域10)。
在所述空白区域10中，所述布线7延伸至所述支撑层3的第一外表面3a与所述装置芯片2的外缘2d间的区域。换言之，所述布线7的一部分7a位于所述空白区域10中。
所述外部连接端子9覆盖位于所述空白区域10的所述布线7的一部分7a，且横跨所述空白区域10与所述侧面2c。如图所示，所述外部连接端子9覆盖全部的所述空白区域10，并且，在所述空白区域10的正下方，在比所述装置芯片2的厚度方向2i(参阅图2)的中间位置略微靠近所述第一面2a侧的位置的范围内覆盖所述装置芯片2的侧面2c。
如图所示，四个所述空白区域10分别形成所述外部连接端子9。
并且，所述实施形态中，在所述覆盖层4的外表面4a与模块基板11的安装面11a紧密接触的状态下，所述外部连接端子9，与形成于所述安装面11a中且在所述覆盖层4的外表面4a的紧密接触区域11b的外侧的所述模块基板11的一侧的连接端子11c，通过导电材料12相连接(图5)。
具体地，设置上述弹性波装置1与其他一个或两个以上的装置的成为移动通信机器等的通信模块的所述模块基板11中，针对安装所述装置的安装面11a，所述弹性波装置1在所述覆盖层4的外表面4a与所述安装面11a紧密接触的状态下，所述外部连接端子9与所述模块基板11侧的连接端子11c以焊料等导电材料12连接，而能和所述模块基板11侧电连接。相对于所述覆盖层4的外表面4a的所述模块基板11的安装面11a若能附加黏合功能，就能确保两者能稳定地紧密接触。可以通过表面加工而让所述覆盖层4的外表面4a具有弱黏着性，或是以具有弱黏着性的材料形成所述覆盖层4，而让所述覆盖层4的外表面4a具有弱黏着性。
对于在所述空白区域10中连接所述布线7并覆盖所述装置芯片2的侧面2c的外部连接端子9，通过形成于所述侧面2c的外侧的导电材料12，所述弹性波装置1与所述模块基板11的一侧电连接。
换句话说，所述实施形态的所述弹性波装置1与所述模块基板11，借由位于所述装置芯片2的侧面2c的外部连接端子9，在所述覆盖层4与所述安装面11a紧密接触的状态下，安装所述模块基板11。所述外部连接端子9只要与所述空白区域10中的所述布线7连接即可，所述空白区域10的宽度，也就是所述支撑层3的第一外表面3a与所述装置芯片2的外缘2d间的距离要尽量地小。
借此，所述实施形态的弹性波装置1，第一，具有不用像现有的弹性波装置D(图13)在所述装置芯片100的第一面上设置形成凸块用的电极(凸块焊垫)的优点。因此能让所述装置芯片2小型化。
第二，安装于所述模块基板11时，具有不用像现有的弹性波装置D(图13)需要设置凸块，且让所述覆盖层4与所述安装面11a在紧密接触的状态下，安装于所述模块基板11的优点。将所述弹性波装置1等安装于所述模块基板11的安装面11a后，会以合成树脂进行模塑(Molding)(形成密封树脂层)，为了让所述覆盖层4与所述安装面11a紧密接触，即使所述覆盖层4较薄，在模塑的过程中所述树脂的注入压力也不会让所述覆盖层4变形。因此，所述覆盖层4能尽量地减薄。借此，能让所述弹性波装置1的高度减小，进而让所述通信模块的高度减小。
第三，所述实施形态的弹性波装置1，在所述覆盖层4与所述安装面11a紧密接触的状态下，安装于所述模块基板11，因此在紧密接触所述安装面11a的区域，所述模块基板11侧的所述弹性波装置1被驱动而产生的热能够有效地逸散。
上述弹性波装置1，通过以下的制造方法能适当且合理地被制造。所述实施形态中的弹性波装置1的部分制造步骤如图6～12所示。
首先，晶圆13上预定要形成所述装置芯片2的多个四边形区域14(参阅图6)中，分别形成所述功能元件6与所述布线7(步骤1，如图7、图8所示)。一般而言，会在单一个所述四边形区域14中形成多个所述功能元件6。图7中仅示意性地显示一部分的所述布线7。
所述四边形区域14的大小等根据需要被适当地设定。图6中的点划线是为了方便理解所述四边形区域14的边界而画出的假想的边界线。相邻的所述四边形区域14间，形成具有后述沟槽16的间隙15。所述间隙15可以被视为网格状。
接着，在所述四边形区域14形成所述支撑层3与所述覆盖层4，并且在预定的位置于所述边界线与所述支撑层3间形成所述空白区域10(步骤2，如图9所示)。如图所示，在单一个所述四边形区域14中，形成四个所述空白区域10。所述布线7如前所述地沿伸至所述空白区域10(在图9中省略所述覆盖层4。并且，位于所述空白区域10的所述布线7的一部分7a以阴影线标示)。
接着，相邻的所述四边形区域14间形成沟槽16(trench)(步骤3，如图10所示)。所述沟槽16形成在所述间隙15的网格状中。一般而言，所述沟槽16以激光加工或蚀刻形成。
接着，形成将成为所述外部连接端子9且具有导电性的横跨所述空白区域10与所述沟槽16的金属膜9a(步骤4/图11)。一般而言，所述金属膜9a通过蒸镀、溅镀或电镀形成。
接着，对所述沟槽16的沟底进行切割，而形成数量和所述四边形区域14对应的所述弹性波装置1(步骤5/图12)。
所述切割沿着所述沟槽16，并且分别与所述沟槽16左右侧的沟壁隔开距离地进行。被切割的部分在图12中以编号17表示。根据所述切割，从所述晶圆13切割出数量和所述四边形区域14对应的所述弹性波装置1。
形成的所述弹性波装置1的侧面2c，于环绕所述弹性波装置1的中心2f的任一个位置，在所述沟槽16的沟底形成台阶面2ca、位于所述台阶面2ca与所述第一面2a间的上垂直面2cb，及位于所述台阶面2ca与所述第二面2b间的下垂直面2cc。所述金属膜9a横跨所述第一面2a中的所述空白区域10、所述上垂直面2cb，及所述台阶面2ca。
应当理解的是，本发明并不限于上述实施态样，而是包含能够实现本发明目的的所有实施态样。

Claims (11)

1.一种弹性波装置，包含：
装置芯片，在其第一面形成具有IDT电极的功能元件；
支撑层，形成在所述第一面并包围所述功能元件的形成区域；及
覆盖层，形成在所述支撑层，且与所述装置芯片和所述支撑层共同形成密封所述形成区域的空腔；
其特征在于：在所述装置芯片中，连接所述功能元件的外部连接端子，位于所述第一面与相反于所述第一面的第二面间的侧面，所述覆盖层的外表面与模块基板的安装面紧密接触的状态下，所述外部连接端子，与形成于所述安装面中且在所述覆盖层的所述外表面的紧密接触区域的外侧的所述模块基板的一侧的连接端子，通过导电材料连接。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述外部连接端子由金属膜形成，所述金属膜在所述装置芯片的第一面中，在所述第一面与所述侧面连接的外缘与所述支撑层间的空白区域，由横跨所述空白区域与所述侧面的方式形成。
3.根据权利要求2所述的弹性波装置，其特征在于：所述装置芯片呈四边形的板状结构，其四个角部的全部或一部分形成所述空白区域。
4.根据权利要求3所述的弹性波装置，其特征在于：所述装置芯片的板状结构的边长为0.5～1mm且厚度为0.15～0.2mm。
5.根据权利要求4所述的弹性波装置，其特征在于：所述支撑层在垂直于所述装置芯片的第一面的方向上的厚度为10～30μm。
6.根据权利要求5所述的弹性波装置，其特征在于：所述覆盖层的厚度为15～35μm。
7.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述支撑层或所述覆盖层的材质为绝缘材料。
8.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于：所述装置芯片的材质为钽酸锂、铌酸锂、蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃。
9.根据权利要求2所述的弹性波装置，其特征在于：所述弹性波装置的侧面包括台阶面与位于所述台阶面与所述第一面间的上垂直面，所述外部连接端子横跨所述空白区域、所述上垂直面，及所述台阶面。
10.一种根据权利要求2或3所述的弹性波装置的制造方法，其特征在于：所述弹性波装置的制造方法包含：
在晶圆上预定形成所述装置芯片的所述第一面的多个四边形区域上分别形成所述功能元件；
在预定的位置形成所述支撑层与所述覆盖层，以形成所述四边形区域的边界线与所述支撑层间的所述空白区域；
在相邻的所述四边形区域间形成沟槽；
形成横跨所述空白区域与所述沟槽的用于形成所述外部连接端子的金属膜；及
对所述沟槽的沟底进行切割，而形成数量和所述四边形区域对应的所述弹性波装置。
11.如权利要求10所述的弹性波装置的制造方法，其特征在于：所述弹性波装置的制造方法进一步包含在所述弹性波装置的侧面，以环绕所述弹性波装置的中心的方式，至少在所述沟槽的沟底形成台阶面和位于所述台阶面与所述第一面间的上垂直面，以使所述金属膜横跨所述第一面中的所述空白区域、所述上垂直面，及所述台阶面。
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