CN1365187A - 声表面波器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种采用倒装接合系统利用凸起来装配的制造声表面波器件的方法避免了在凸起制作过程中和在其它制造工艺过程中电极焊接区与压电基片的剥落以及压电基片的开裂的发生。在制造声表面波器件的方法中,采用腐蚀的方法在压电基片上制作电极焊接区的第一电极层,在制成了第一电极层之后,采用剥离的方法来制作声表面波元件的电极,随后,制作包括电极焊接区的第二电极层和引线电极的电极薄膜。

Description

声表面波器件及其制造方法
1.技术领域
本发明涉及采用倒装接合系统用金属凸起(bump)来装配声表面波器件的制造方法，也涉及采用该方法制造的声表面波器件。更具体地说，本发明涉及声表面波元件的至少一个电极是采用剥离(lift-off)方法制成的声表面波器件的制造方法，也涉及声表面波器件。
2.背景技术
近几年来，为了使声表面波器件小型化，已经广泛地采用用倒装接合系统装配的声表面波器件。在该系统中，在构成声表面波器件的压电基片的电极衬垫上形成了金或其它金属制成的凸起，封装上的电极焊接区与输入和输出电极衬垫或接地电极焊接区都通过凸起电连接，以及同时完成机械上的连接。
当使用上述的倒装接合系统时，凸起不仅将声表面波器件与封装电连接，而且还将声表面波器件机械固定在封装中。因此，要求凸起具有高的强度。另外，凸起和压电基片上的电极焊接区之间的连接强度也必须高，并且在电极焊接区和压电基片之间的附着力必须高。
为了增强电极焊接区和凸起之间的连接强度，一般来说，是采用充分增加电极焊接区的厚度的方法。为了能增加电极焊接区的厚度，众所周知的常规方法是在具有小的薄膜厚度的第一电极层上再制作具有大的薄膜厚度的第二电极层。
另一方面，在形成声表面波器件时，表面声波元件(如叉指式传感器，反射器等)的电极和引线电极以及上述的电极焊接区都是在压电基片上制成的。当电极焊接区包括第一和第二电极层时，在多数情况下，表面声波元件的电极和电极焊接区的第一电极层是同时制成的。已经使用的制作表面声波元件的电极的方法有(1)腐蚀方法，或(2)剥离方法。在(1)的腐蚀方法中，在基片的整个表面上制作基本是铝的导电薄膜，并采用光刻的方法来产生所需的光刻胶图形。随后，采用湿腐蚀法或干腐蚀法来处理多余的金属薄膜，接着去除光刻胶(resist)。在(2)的剥离方法中，粘合在光刻胶上的金属薄膜部分是与光刻胶一起去除的，因此，剩余的金属薄膜部分就制成了电极。
尤其是，对一些在800MHz频带和1GHz至2GHz频带中使用的某些表面声波滤波器来说，声表面波器件是采用上述的(2)剥离工艺来制造的。现在将参照图22至24来讨论上述的声表面波器件的制造方法中的一个例子。
如图23A所示，采用光刻法在压电基片101上制成光刻胶图形102。在压电基片101上制成基本是铝的金属薄膜103，如图23B所示。接着，采用剥离工艺，将光刻胶图形102和粘合在光刻胶图形上的金属薄膜部分一起去除掉。于是，用于构成电极焊接区的第一电极层103a和表面声波元件103b的电极就在压电基片101上同时制成，如图23C所示。随后，形成光刻胶图形104(图23D)。如图24A所示，制成金属薄膜105，以及再次采用剥离工艺去除掉光刻胶图形104。紧接着，如图24B所示，在第一电极层103a上制作第二电极层105a，因此，具有双层结构的电极焊接区106就制成了。
接着，如图22所示，凸起107连接在电极焊接区106上。采用倒装接合系统利用凸起107将声表面波器件108与封装连接起来。
有关上述讨论的现有技术如图22至24所示，在采用剥离方法来制作电极焊接区106的第一电极层103a的情形中，由于受剥离工艺所用光刻胶的影响，在压电基片101和第一电极层103a之间的粘合相当弱，当采用目前利用超声波和热的导线凸起接合的方法用凸起107来制作时，有时就会在第一电极层103a和压电基片101之间出现剥落。
此外，当声表面波器件108采用倒装接合系统安装于封装件并用罩子组件来实现气密封时，有时就会受剩余应力所产生的机械应力的影响在贴近或接近电极焊接区106的区域内的压电基片101中发生开裂。因此，声表面波器件的可靠性，特别是机械强度的可靠性会明显下降。
3.发明内容
为了克服上述讨论的问题，本发明的较佳实施例提供了制造声表面波器件的方法和采用该方法生产的声表面波器件，该器件具有优越的可靠性，器件在电极焊接区和压电基片之间的粘合是非常好的，能避免在采用倒装接合系统装配封装件过程中出现电极焊接区从压电基片上的剥落以及发生开裂的现象。
此外，本发明的较佳实施例提供了制造声表面波器件的方法和声表面波器件，对采用线电极的表面声波元件来说，在电极焊接区和声表面波元件的电极之间的电连接方面，该器件具有优越的可靠性。
根据本发明的较佳实施例，声表面波器件最好是采用倒装接合系统通过凸起来装配的类型。
根据本发明第一实施例，制造声表面波器件的方法包括的步骤有：制备压电基片，在压电基片上形成具有电极焊接区的第一电极层，在形成了第一电极层以后至少形成一个表面声波元件的电极，在形成表面声波元件电极的步骤后制作电极焊接区的第二电极层，以及制作用于电极焊接区和表面声波元件的电极之间电连接的引线电极。因此，对制作每个电极焊接区和表面声波元件来说，所提供的电极制作工艺是十分理想的。
根据本发明第一实施例的有关制造方法，用于第二电极层和表面声波元件的电极之间电连接的引线电极可以与第二电极层同时制作。在这种情况下，由于引线电极和第二电极层是同时制作的，因此就能提高电极焊接区和引线电极之间电连接的可靠性，并且也达到了简化制造步骤的目的。
根据本发明第一实施例的制造方法最好包括在制作引线电极和第二电极层之前制作作为基片的粘合层的步骤，其中，引线电极和第二电极层最好是采用铝或铝合金来制作，粘合层最好是采用对第一电极层的粘合比铝或铝合金高的金属或合金来制作，。
通过制作上述作为基层的粘合层，第二电极层对第一电极层的粘合能进一步增强，因此，在凸起的制作过程中和在采用倒装接合系统来装配的过程中，能够可靠地避免电极焊接区从压电基片上的剥落以及在压电基片上开裂的发生。
根据本发明第一实施例的制造方法可以在制作了表面声波元件的电极的步骤之后进一步包括进行腐蚀的步骤，以使接合部分的阶梯形端面与表面声波元件的电极和电极焊接区的引线电极相连接，其中，用于表面声波元件的电极和电极焊接区的第一电极层之间相连接的引线电极，和具有电极焊接区的第二电极层可以在同一导电薄膜上同时制作。因此，引线电极与表面声波元件的电极之间以及电极焊接区的电连接的可靠性会大大提高。
根据本发明第一实施例的有关制造方法，表面声波元件的每个电极和电极焊接区的第一电极层可以至少有两个连接部分的端面，因此，电连接的可靠性可以提高很多。
根据本发明第一实施例的有关制造方法，可以制作与电极焊接区相连接的表面声波元件的电极，以致于在制作表面声波元件电极的步骤中，用于表面声波元件的电极的端面与电极焊接区的第一电极层是相接触的。在这种情况下，由于与电极焊接区相连接的表面声波元件的电极的端表面被制成与电极焊接区的第一电极层相接触，因此，引线电极与表面声波元件的电极以及电极焊接区之间的电连接的可靠性会大大提高。
根据本发明第一实施例的有关制造方法，在构成引线电极和第二电极层的导电薄膜中的导电颗粒的颗粒直径最好是小于在构成表面声波元件的一个电极和第一电极层的导电薄膜中的导电颗粒的颗粒直径，这样可具有更小的薄膜厚度。因此，电连接的可靠性会有很大的提高。
根据本发明第一实施例的有关制造方法，表面声波元件的电极最好是采用剥离工艺来制作，而电极焊接区的第一电极层最好是采用腐蚀的方法来制作。在这种情况下，能够制作出高精度的表面声波元件的电极和电极焊接区的第一电极层，进而，能够更可靠地避免在贴近电极焊接区区域的压电基片的开裂的发生。
根据本发明第一实施例的有关制造方法，在制作第一电极层的步骤过程中，至少有一个不同于以上所讨论的表面声波元件电极的第二表面声波元件的电极可与第一电极层同时制作。在这种情况下，由于可以非常容易地制作出厚度不同于以上所讨论的表面声波元件的电极的第二表面声波元件的电极，因此就能够方便地在压电基片上制作出具有不同性能的表面声波元件。
根据本发明的第二实施例，提供了声表面波器件。声表面波器件包括：压电基片，设置在压电基片上的表面声波元件的至少一个电极，设置在压电基片上并与凸起连接的电极焊接区，用于电极焊接区与表面声波元件电极之间电连接的引线电极，其中，电极焊接区包括设置在压电基片上的第一电极层和覆盖在第一电极层上的第二电极层，第一电极层是采用对金属薄膜腐蚀的方法来制作的，而表面声波元件至少有一个电极是采用剥离工艺来制作的。因此，在制作凸起的过程中和在采用倒装接合系统或其它适用的系统来装配封装的过程中受到外力而引起的电极焊接区从压电基片的剥落以及压电基片上开裂发生的现象可以得到可靠地避免。
根据本发明的第二实施例的有关声表面波器件，引线电极和第二电极层可以一起由同一金属薄膜制作。在这种情况下，可以提高电极焊接区和引线电极之间的电连接的可靠性，也可以大大简化制造的步骤。
根据本发明第二实施例的声表面波器件可以进一步包括作为引线电极和第二电极层的基层的粘合层，其中，引线电极和第二电极层最好是采用铝或铝合金或其它合适的材料来制作，粘合层最好是采用对第一电极层的粘合要比铝或铝合金高的金属或合金或其它合适的材料来制作。由于上述的粘合层是作为基层来制作的，第二电极层对第一电极层的粘合就能进一步提高，因此，也就更可靠地避免在制作凸起的过程中和在采用倒装接合系统的装配过程中电极焊接区从压电基片上的剥落以及压电基片上的开裂发生。
根据本发明第三实施例，提供了采用倒装接合系统利用凸起来装配的另一种声表面波器件。根据本实施例的声表面波器件最好能包括：压电基片，设置在压电基片上的表面声波元件的至少一个电极，设置在压电基片上并安排成与凸起连接的电极焊接区，用于电极焊接区与表面声波元件电极之间电连接的引线电极，其中，电极焊接区包括设置在压电基片上的第一电极层和覆盖在第一电极层上的第二电极层，第二电极层和引线电极一起由同一导电薄膜制作，并且，与引线电极电连接的第一电极层和表面声波元件的电极的连接部分的端表面设计成台阶结构。因此，在包括第一和第二电极层的电极焊接区和表面声波元件的电极之间的引线电极的电连接可靠性得到有效地提高。
根据本发明第三实施例有关声表面波器件，表面声波元件的每个电极和电极焊接区的第一电极层至少有两个连接部分的端表面。在这种情况下，可以进一步提高表面声波元件的电极和电极焊接区的第一电极层之间的电连接的可靠性。
根据本发明的第四实施例，提供了采用倒装接合系统利用凸起来装配的另一种声表面波器件。根据本实施例的声表面波器件最好包括：压电基片，设置在压电基片上的表面声波元件的至少一个电极，设置在压电基片上并安排成与凸起连接的电极焊接区，用于电极焊接区与表面声波元件电极之间电连接的引线电极，其中，电极焊接区包括设置在压电基片上的第一电极层和覆盖在第一电极层上的第二电极层，第二电极层和表面声波元件的电极由同一导电薄膜整体制成，并且，表面声波元件的电极和电极焊接区的第一电极层(与表面声波元件的电极相连接)被设计成相互接触。因此，表面声波元件的电极和电极焊接区之间电连接的可靠性得到大大提高。
根据本发明第四实施例的有关声表面波器件，在构成第二电极层和引线电极的导电薄膜中的导电颗粒的颗粒尺寸可以小于表面声波元件的电极与电极焊接区的第一电极层两者中具有更小薄膜厚度的那一个的导电颗粒的颗粒尺寸。因此，表面声波元件的电极和电极焊接区与引线电极相连接的可靠性会有更多地提高。
根据本发明第二至第四实施例的有关声表面波器件，不同于上述的表面声波元件的电极的第二表面声波元件的电极制作在压电基片上，并且第二表面声波元件的电极可以采用金属薄膜腐蚀的方法来制作。当采用腐蚀的方法来制作第二表面声波元件的电极时，第二表面声波元件的电极可以和电极焊接区的第一电极层同时制作，从而，可以容易地从采用剥离工艺制作的表面声波元件电极的薄膜厚度中区分出其薄膜厚度。因此，可以方便地在压电基片上制作出具有不同特性的表面声波元件。
从以下结合附图的实施例的详细讨论中，将使本发明的其它细节，要点，特性和优点变得更加清晰。
4.附图说明
图1是根据本发明第一较佳实施例的声表面波器件的正视剖面图。
图2A至2D是解释根据本发明第一实施例的声表面波器件的制造步骤的正视剖面图。
图3A至3D是解释根据本发明第一实施例的声表面波器件的制造步骤的正视剖面图。
图4A至4B是解释根据本发明第一实施例的声表面波器件的制造步骤的正视剖面图。
图5是根据本发明第二实施例的声表面波器件的正视剖面图。
图6A至6D是解释根据本发明第二实施例的声表面波器件的制造步骤的正视剖面图。
图7A至7D是解释根据本发明第二实施例的声表面波器件的制造步骤的正视剖面图。
图8A至8B是解释根据本发明第二实施例的声表面波器件的制造步骤的正视剖面图。
图9是基于本发明第一实施例的改进例子的正视剖面图。
图10A至10C是解释根据本发明第三实施例的声表面波器件的制造步骤的示意平面图。
图11A至11B是解释根据本发明第三实施例的声表面波器件的制造步骤的示意平面图。
图12A至12D是解释根据本发明第三实施例的声表面波器件的制造步骤的正视剖面图。
图13A至13C是解释根据本发明第三实施例的声表面波器件的制造步骤的正视剖面图。
图14A至14B是解释根据本发明第四实施例的声表面波器件的制造步骤的示意平面图。
图15A至15C是解释根据本发明第四实施例的声表面波器件的制造步骤的示意平面图。
图16A至16D是解释根据本发明第四实施例的声表面波器件的制造步骤的侧视剖面示意图。
图17A至17C是解释根据本发明第四实施例的声表面波器件的制造步骤的侧视剖面示意图。
图18是解释根据本发明第四实施例的声表面波器件的制造步骤的侧视剖面示意图。
图19是解释根据本发明第三实施例的连接引线电极和电极焊接区和电极接点的端部形状的放大的局部剖面图。
图20是表示基于本发明第三和第四实施例改进的例子中的引线电极与电极接点及电极焊接区的连接部分的放大的局部剖面图。
图21是解释基于本发明第三实施例改进例子中的电极焊接区的第一电极层和电极接点的第一电极层的平面形状的局部平面图。
图22是解释常规的声表面波器件的正视剖面图。
图23A至23D是解释如图22所示的常规声表面波器件的制造步骤的正视剖面图。
图24A至24B是解释如图22所示的常规声表面波器件的制造步骤的正视剖面图。
图25是解释在常规声表面波器件制造方法中的问题的局部剖面图。
5.具体实施方式
通过以下参照附图描述根据本发明的具体实施例将可更深地了解本发明。
图1是根据本发明第一实施例的声表面波器件的剖面图。图2至图4的每一张图是解释根据本发明第一实施例的声表面波器件的制造方法的剖面图。
有关本实施例，如图2A所示，金属薄膜2制作在压电基片1的整个表面上。对压电基片1而言，尽管它没有具体的限制，但是最好是使用压电单晶体，例如，LiTaO3(钽酸锂)，LiNbO3(铌酸锂)，或石英，或使用压电陶瓷，例如，锆钛酸铅陶瓷，或其它合适的材料。在本实施例中，压电基片1最好采用LiTaO3(钽酸锂)来制作。在本实施例中，虽然金属薄膜2最好采用铝合金制作，但是它也可以采用其它金属或合金，如铜。在本实施例中，金属薄膜2的制作是采用铝合金的汽相淀积的方法。金属薄膜2的厚度没有具体的限制，但是一般来说它的厚度为约5毫微米至约1000毫微米。制作金属薄膜2的方法也不局限于汽相淀积，金属薄膜2可以采用电镀，溅射或其它合适的工艺来制作。
然后，对应于声表面波器件的电极焊接区的第一电极层的形状的光刻胶图形3最好是采用光刻工艺来制作(图2B)。光刻胶图形3可采用大家所熟悉的光致抗蚀剂材料来制作。
金属薄膜2不需要的部分可采用湿腐蚀或干腐蚀的方法去除掉(图2C)。
也可以使用溶剂去掉光刻胶图形3。接着，如图2D所示，构成电极焊接区的第一电极层2a设置在压电基片1上。
随后，如图3A所示，最好采用光刻工艺来制作光刻胶图形4。光刻胶图形4加在除了制作表面声波元件的电极以外的区域上。
接着，为了在压电基片1的整个顶表面上制作表面声波元件的电极，就制作了金属薄膜5(图3B)。在本实施例中，金属薄膜5最好是采用铝合金来制作，根据声表面波器件的频率和带宽，薄膜的厚度一般可确定在大约5毫微米至1000毫微米的范围内。
表面声波元件的电极不仅包括了叉指式传感器，还包括了其他电极，但是，这些电极只能是不同于电极焊接区并作为表面声波元件工作的其它电极，例如，如果需要可以提供反射器(未图示)。
有关制作金属薄膜5的方法，虽然在本实施例中是采用汽相淀积的方法，但是也可以采用其它薄膜制造方法，例如，溅射和电镀等方法。
其后，最好采用剥离的方法来去除光刻胶图形4。因此，在压电基片1上制成了表面声波元件5a的电极，如图3C所示。
如图3D所示，制作光刻胶图形6。光刻胶图形6加在除了制成电极焊接区的第二电极层和引线电极以外的区域上。
在压电基片1的整个表面上制作金属薄膜7，如图4A所示。金属薄膜7最好是采用铝合金制作，并且最好能采用汽相淀积的方法。当然，它也可以采用非铝合金的其它金属或合金，如，铜。此外，金属薄膜7可以采用电镀，溅射或其它薄膜制作工艺，而不是汽相淀积的方法来制作。
考虑到引线的电阻率以及凸起和电极焊接区之间的连接强度，金属薄膜7的厚度最好是大于第一电极层2a的厚度。金属薄膜7的厚度一般指定在大约300毫微米至大约10,000毫微米的范围内。
更可取的是，在制作金属薄膜7之前制作一层粘合层8作为基层，如图9放大部分所示。在制成了粘合层8以后，制作金属薄膜7。粘合层8最好是采用其粘合性能比铝或铝合金高的金属或合金来制作。用于构成粘合层8的金属材料的例子包括金属，例如，钛，镍，以及镍铬合金，其对压电基片1和第一电极层2a的粘合力高于对金属薄膜7的粘合力。
随后，如图4B所示，采用剥离的方法来去除光刻胶图形6。这样，就形成第二电极层7a，并形成包括了第一电极层2a和第二电极层7a的电极焊接区9，同时，形成用于电极焊接区9与表面声波元件5a的电极之间电连接的引线电极7b。
在本实施例中，虽然第二电极层7a和引线电极7b是用同一金属材料制成的而且它们是相互连接的，但是，引线电极7b也可采用单独的步骤来制作。
接着，在电极焊接区9上制作凸起10(参照图1)。然后，制造如图1所示的声表面波器件11。
凸起10最好是采用目前使用超声波和热的引线凸起接合的方法来制作，在本实施例中，凸起10最好是采用金来制作。
按照上述的方法生产出的声表面波器件11装入封装件中，以便图1所示的顶面一边能设置为下表面，即，凸起10是与封装件的电极焊接区相接触，从而，通过凸起10的使用来达到电和机械的连接。其后，封装采用罩子元件或其他合适的罩子来达到密封的要求，至此，就提供了一个声表面波器件元件。
在上述的声表面波器件的常规制造方法中，如图23所示，第一电极层103a是采用剥离方法来制作的。在这种情况下，由于在制作金属薄膜103之前就制成了光刻胶图形102，所以，可以预料到压电基片1的顶面是污染的。因此，第一电极层103a对压电基片101的粘合力就会下降。
在根据本实施例的声表面波器件11中，构成电极焊接区9的第一电极层2a最好是采用腐蚀的方法预先制成。由于金属薄膜2是制作在压电基片1上的以致于与压电基片1紧密接触，另外，第一电极层2a是采用腐蚀的方法来制作的，因此，第一电极层2a对压电基片1的粘合就大大提高。
由于提高了第一电极层2a对压电基片1的粘合力，就避免了电极焊接区9和压电基片1之间的剥落的发生，也避免了在凸起10制作过程中压电基片1的开裂现象发生。现在将以具体的例子来讨论。
在该例子中，分别采用湿腐蚀方法和干腐蚀方法来制作声表面波器件的第一电极层2a，为了达到比较的目的，采用如图22至24所示的常规方法来分步制作声表面波器件的第一电极层。有关这些声表面波器件的每一种，对在由金制作的凸起的形成过程中的电极焊接区与压电基片的剥落率和压电基片的开裂发生率进行了检查。下列表1显示了该结果。
电极焊接区剥落率是指在凸起制作过程中电极焊接区和压电基片之间剥落发生的几率。开裂发生率是指声表面波器件在电极焊接区附近区域内压电基片发生开裂的总数相对于最终产品的总数。由于机械应力的原因，如剩余应力，在电极焊接区附近的压电基片上发生开裂，并且它的发生取决于凸起，电极焊接区，压电基片的材料和形状以及其它因素，以及在倒装焊接过程中的连接条件。
有关上述的电极焊接区的剥落率和开裂发生率的评价，凸起是采用目前使用超声波和加热的引线凸起接合方法来制作。采用了36°LiTaO3(钽酸锂)基片作为压电基片。表面声波元件的电极和第一电极层的厚度约为200毫微米，第二电极层和引线电极的厚度约为840毫微米。在举例的两种声表面波器件的每一种中，制作了约为10毫微米厚度的镍铬合金层作为粘合层。
在常规的例子中，在图23A和23B所示的步骤之间进行了等离子清洗处理，即，在金属薄膜103的汽相淀积之前，去除掉在压电基片101上的污染。该方法经常作为有利于增加电极焊接区的第一电极层103a和压电基片101之间的粘合和减少上述的电极焊接区剥落率所使用的方法。
   电极焊接区成形工艺   在凸起形成期间电极焊接区剥离率(％)   开裂发生率(％)
    湿法工艺          0      0
    干法工艺          0      0
    剥离工艺       0.5～1.0      12
正如表1所清楚显示那样，有关声表面波器件的常规制造方法，尽管进行了等离子清洗，但是电极焊接区剥落率约为0.5％至1.0％，开裂的发生率约为12％。另一方面，有关采用湿腐蚀和干腐蚀方法的情况，在使用根据本发明实施例的制造方法时，电极焊接区的剥落率和开裂发生率都是0％。
现在讨论其中的原因。在常规方法中，(1)由于采用剥离工艺将光刻胶覆盖在压电基片上，所以即使当进行等离子清洗处理时也不能在压电基片上制作出具有足够高的粘合强度的第一电极层；以及(2)在剥离工艺中，当制作铝的金属薄膜时，就会对膜的制作条件提出限制，例如，薄膜的生成温度必须考虑光刻胶的热阻来决定，并随之改变电极薄膜的性能，例如电极层的硬度，因此，电极焊接区的剥落和开裂的发生也会同样产生。
图5至图8是解释根据本发明第二实施例的声表面波器件的制造方法的剖面图。在本发明第二实施例中，制造了如图5所示的声表面波器件。
如图6A所示，金属薄膜22最好是采用汽相淀积方法制作在压电基片21的整个表面上。该步骤可采用与在本发明第一实施例中在压电基片1上制作金属薄膜2的情况相类似的方式。
之后，如图6B所示，最好使用光刻工艺来制作光刻胶图形23。在第二实施例中，在压电基片21上制作了两个表面声波元件。在要制成第一个表面声波元件的电极的部分和要制作电极焊接区的第一电极层的部分上制作光刻胶图形23。
金属薄膜22最好是采用干腐蚀方法或湿腐蚀方法来腐蚀(图6C)。
去除光刻胶图形23。于是，构成电极焊接区和第一个表面声波元件22b的电极的第一电极层22a就在压电基片21上制成，如图6D所示。
接着，如图7A所示，制作光刻胶图形24。光刻胶图形24是制在除了制作第二个表面声波元件的电极以外的部分的基片21上。在压电基片21的整个顶表面上制作金属薄膜25(图7B)。
光刻胶图形24和粘合在上面的金属薄膜最好是采用剥离方法去除。于是，第二表面声波元件25a的电极采用剥离方法制成，如图7C所示。
制作光刻胶图形26，如图7D所示。光刻胶图形26是加在除了设置第二电极层和引线电极以外的压电基片21部分上。
在压电基片21的整个顶表面上制作金属薄膜27，如图8A所示。该金属薄膜27最好是采用与第一实施例中的金属薄膜7相类似的材料来制作，并且具有和金属薄膜7相接近的厚度。
光刻胶图形26和粘合在上面的金属薄膜部分最好是采用剥离方法一起去除，如图8B所示。于是，就制成了第二电极焊接区27a和引线电极27b。引线电极27b是与第二电极层27a同时制作而且与第二电极层27a相连接。
此外，用于将采用腐蚀方法制成的第一表面声波元件的电极与采用剥离方法制成的第二表面声波元件的电极相互电连接的引线电极27C也可以同时制作。
电极焊接区28最好包括第二电极层27a和之前制成的第一电极层22a。
接着，在电极焊接区28上制作凸起29，随后，就制成了如图5所示的声表面波器件31。
也是在声表面波器件31中，由于电极焊接区的第一电极层22a是采用腐蚀方法制成在压电基片21上的，采用了与本发明第一实施例相类似的方法，大大增加了电极焊接区和压电基片之间的粘合。
除此以外，由于第一表面声波元件22b的电极和第二表面声波元件25a的电极是分别采用腐蚀方法和剥离方法制成的，因此，这些电极的薄膜厚度能够容易地区分出，从而能将具有不同频带的多种类型的声表面波器件容易地制作在压电基片21上。即，具有不同频带和其它不同特性的双滤波器可以容易地制成。
电极的薄膜厚度是根据与表面声波元件的功能有关的约束条件来确定。因此，至于哪个薄膜厚度更大些，或可以大些，或两个一样大，这是没有意义的。
图10A至10C和图11A至11B是解释根据本发明第三实施例制造声表面波器件的方法的平面视图。图12A至12D和图13A至13C是解释根据本发明该实施例制造方法的剖面视图。
在本实施例中，构成电极焊接区的第一电极层48a和49a都制作在压电基片41上。以下的讨论描述了第一电极层48a和49a的制作。
在压电基片41的整个表面上制作导电薄膜，并且正性光刻胶施加在导电薄膜的整个表面上。接着，采用屏蔽第一电极层48a和49a部分的掩膜来曝光。去除掉曝光过的光刻胶部分，由此，将上述的光刻胶图形化。采用腐蚀的方法来腐蚀导电薄膜，随后，去除光刻胶。腐蚀可以采用湿腐蚀方法或使用等离子的干腐蚀方法来完成。正如以上所讨论的那样，这就制成了如图10A和图12A所示的第一电极层48a和49a。
随后，负性光刻胶施加在压电基片41的整个顶表面上。将屏蔽要制作的表面声波元件的电极部分和引线电极部分的掩膜放在负性光刻胶上，进行曝光。去除掉没有曝光过的光刻胶部分，随后将负性光刻胶图形化。图12B显示了上述所讨论的图形化的负性光刻胶47。
导电薄膜制作在压电基片41的整个顶表面上。这导电薄膜最好采用导电材料(例如铝)且使用合适的方法(例如汽相淀积)来制作。采用剥离方法将光刻胶47上的导电薄膜42x与光刻胶47一起去除，并且将上述的导电薄膜图形化。接着，如图10b和图12c所示，将包括总线条(bus bars)42a和42b和电极接点52a和53a的IDT42，以及反射器作为表面声波元件42的一个电极来制作。
正性光刻胶施加在压电基片41的整个顶表面上。将屏蔽除了电极接点52a和53a和电极层48a和49a的连接部分以外的所有正性光刻胶的掩膜放在正性光刻胶上面，并进行曝光。电极接点52a和53a和电极层48a和49a的连接部分是指以下在将讨论的要连接的引线电极一边的端部。随后，去除曝光过的光刻胶。进行腐蚀，使得确定为表面声波元件电极的电极接点52a和53a连接部分和电极层48a和49a连接部分分别具有台阶的端面48a1，49a1，52a1和53a1，如图12D所示。
产生台阶的端面48a1，49a1，52a1和53a1的腐蚀也可以采用湿腐蚀方法或使用等离子的干腐蚀方法，或其它合适的材料和工艺来完成。
负性光刻胶47A施加在压电基片41的整个端面上(图10C)。将屏蔽掉第一和第二电极层48a和49a，电极接点52a和53a，和总线条42a和43a部分的掩膜板放在光刻胶47A上，并进行曝光。去除掉没有曝光的光刻胶部分，由此制成了如图13A所示的图形化光刻胶47A。
金属制成的中间层(在附图中没有显示)施加在压电基片41的整个顶面上，该中间层不同于表面声波元件的电极并且导电薄膜的薄膜厚度比表面声波元件的电极的厚度厚。在这种情况下，在较上层的导电薄膜中的导电颗粒的颗粒直径要小于在较下层的电极层48a和49a的导电颗粒的颗粒直径。考虑到凸起和电极焊接区之间的引线电阻和连接强度等原因，上述导电薄膜的膜厚最好在约300毫微米至大约1000毫微米的范围内。
为了增加第一层上的导电薄膜和第二层上的导电薄膜之间的粘合，Ti，Ni，NiCr，或其他合适的材料都可用作为上述中间层。上述的中间层的薄膜制作和在中间层上制作的导电薄膜最好是连续进行。这中间层不是必不可少的。
接着，最好是采用剥离工艺将施加在光刻胶47A上的中间层和导电薄膜与光刻胶47A一起去除掉。于是，就在第一电极层48a和49a，电极接点52a和53a，和总线条42a和42b上面分别制成了第二电极层48A和49A，电极层52A和53A以及电极层42A和42B，如图11A和图13B所示。第二电极层48A和49A，电极层52A和53A以及电极层42A和42B最好包括中间层和导电薄膜。
电极焊接区48最好包括第一电极层48a和第二电极层48A，以及电极焊接区49最好包括第一电极层49a和第二电极层49A。电极焊接区48和49和电极接点的电极层52a和53a是分别通过由上述导电薄膜制成的引线电极60和61电连接。即，引线电极60和61最好包括与第二电极层48A和49A一样的中间层和导电薄膜。
凸起64和65最好制作在电极焊接区48和49上，如图11B和图13C所示。
在本实施例中，由于确定表面声波元件的电极的IDT 42是采用剥离方法制作的，因此，可以制成具有高的电极精度和优越的电功率阻抗的表面声波元件的电极。
由于电极焊接区48和49(在上面还制作了凸起64和65)包括了第一和第二电极层，其中，第一电极层48a和49a采用干腐蚀方法或湿腐蚀方法来制成，并制作了包括定义基层的中间层的第二电极层48A和49A，因此，就避免了在薄膜制作过程中由剩余应力的机械应力和其他因素所引起的在电极焊接区48和49附近区域内压电基片的开裂的发生。
此外，采用了引线电极60和61使得电极焊接区48和49和表面声波元件的电极接点52a和53a的电连接的可靠性大大提高。这是由于在表面声波元件的电极中间，第一电极层48a和49a的连接端部分和电极接点52a和53a的连接端部分都具有上述讨论的台阶端面，因此，通过引线电极60和61能可靠地实现电连接(参考图19)。
为了通过引线电极60和61来提高表面声波元件的电极和电极焊接区之间电连接的可靠性，如图21部分平面图所示，其中电极焊接区48和电极接点52a最好在一个长范围内相互面对紧靠着。即，在如图21所示的结构中，电极接点52a置于电极焊接区48的里面，因此，电极焊接区48和电极接点52a在非常长的距离内是相互面对紧靠着的。随后，当采用导电薄膜来制作引线电极60和61时，电连接的可靠性就进一步提高。
换句话来说，电极焊接区的连接部分和表面声波元件的电极的连接部分的每一个包括了至少两个台阶端面。因此，进一步提高了引线电极和电极焊接区或表面声波元件的电极之间的电连接的可靠性。
使在上述的引线电极中和在电极焊接区48和49的第二电极层48A和49A中的导电颗粒的颗粒直径小于第一电极层48a和49a中导电颗粒的颗粒直径，就可以可靠地避免在上述电连接部分中的缺陷。随之，电连接的可靠性有更多的提高。
图14A至15C是解释根据本发明第四实施例的制造声表面波器件的方法的平面视图。图16A至18是解释根据本发明第四实施例的制造声表面波器件的方法的剖面视图。在图16至图18中，显示了在长短虚线Z指示的边界处结合了根据本实施例的第一和第二声表面波器件68和69的部分。第四实施例相当于本发明第三实施例的改进例子。这里，将具有不同频带的第一和第二声表面波器件置于一个压电基片41上。
如图14A所示，构成第一表面声波元件68的电极和第二表面声波元件69的电极焊接区的第一电极层50a和51a都设置在压电基片41上。在第一表面声波元件68一边的电极包括由总线条42a和42b，电极接点52a和53a，以及设置在总线条42a和42b之间的电极叉指，电极焊接区的第一电极层48a和49a，和反射器电极等组成的声表面波器件的电极。总线条42a和42b，电极叉指，和电极接点52a和53a都是声表面波器件的电极。
当制作如图14A所示的电极结构时，正性光刻胶施加在压电基片41的整个表面上。将屏蔽了在第一表面声波元件68一边的每个电极的部分和在第二表面声波元件69一边的第一电极层50a和51a部分的掩膜板放在正性光刻胶上，并进行曝光。去除已曝光部分的光刻胶，并使光刻胶图形化。之后，进行腐蚀，制成了上述讨论的电极结构。腐蚀可采用湿腐蚀方法或使用等离子的干腐蚀方法，或其它合适的材料来完成。
正如以上所讨论的那样，在制成的第一表面声波元件68的一边，电极接点52a和53a分别与第一电极层48a和49a相接触(参考图16A)。
负性光刻胶施加在上述的整个表面上。将如图14B所示的屏蔽了IDT 43，总线条53c和53b，以及在第二声表面波器件69一边的电极接点54a和55a部分的掩膜板放在光刻胶上，并进行曝光。去除没有曝光过的光刻胶部分，并产生如图16B所示图形化的光刻胶47。
接着，如图16C所示，将膜厚相当于第二表面声波元件69的IDT 43的导电薄膜施加在压电基片41的整个顶面上。这导电薄膜A最好是选用适合的材料(如铝)和使用适合的方法(如汽相淀积)来制作。
最好是采用剥离工艺将施加在光刻胶47上的导电薄膜A与光刻胶47一起去除，从而制成了表面声波元件69的IDT 43，总线条53c和53b以及电极接点54a和55a。
正性光刻胶施加在整个表面上。将屏蔽除了第二表面声波元件69的电极接点54a和55a的连接部分和电极层50a和51a的部分的掩膜板放在光刻胶上，并进行曝光。去除曝光过的光刻胶部分。之后，在上述连接部分，以与本发明第三实施例中相同方式(参考图17A)，采用腐蚀的方法来制作台阶端面。
制作表面声波元件的电极和在上述第一和第二表面声波元件68和69中的电极焊接区的电极的方法并非局限于上述讨论的范围。例如，仅仅电极焊接区和电极接点的电极层部分可以采用湿腐蚀方法或干腐蚀方法来制作，而第一和第二表面声波元件的IDT部分和电极接点的部分可采用剥离工艺来制作。
负性光刻胶71施加在压电基片41的整个表面上，如图15A所示。将屏蔽了第一和第二表面声波元件68和69的电极焊接区，电极接点52a，53a，54a和55a，以及总线条42a，42b，53c和53b部分的掩膜板放在负性光刻胶71上，并进行曝光。去除了没有曝光的光刻胶部分，就制成了如图17B所示的图形化光刻胶47A。
中间层(虽然没有在附图中显示)最好是采用不同于表面声波元件的电极所使用的金属来制作。接着，膜厚比电极层48a，49a，50a和51a厚的导电薄膜层叠在中间层上。在这种情况下，上层中的导电颗粒的颗粒直径最好是小于下层中的颗粒直径。即，在新近制成的导电薄膜B中的导电颗粒的颗粒直径最好小于第一电极层48a，49a，50a和51a等等的导电颗粒的颗粒直径。
新近制成的导电薄膜B的厚度最好是在约300毫微米至约1000毫微米的范围内，该范围类似于本发明第三实施例。构成上述中间层和导电薄膜的材料类似于本发明第三实施例中所使用的材料。
最好采用剥离工艺将施加在光刻胶47A上的导电薄膜与光刻胶47A一起去除。于是，就在第一和第二表面声波元件68和69的电极焊接区48a，49a，50a和51a，电极接点52a，53a，54a和55a，以及IDT的总线条42a，42b，53c和53b的上面分别制成了如图15B和图17C所示的电极层48A，49A，50A，51A，52A，53A，54A，55A，42A，42B，53C和53B。
这就是说，电极焊接区最好包括第一电极层50a和51a以及第二电极层50A和51A，这不仅在第一表面声波元件一边，而且在第二表面声波元件一边。
作为上述的剥离工艺的结果，由包括中间层的导电薄膜制作引线电极60和61，尽管没有在附图上显示，它是以本发明第三实施例中相类似的方式作为基层。
最后，在电极焊接区上制作凸起64至67，如图15C至图18所示。正如以上所讨论的，有关包括两个具有不同频带的表面声波元件68和69的声表面波器件的制造，由于用于凸起的电极焊接区48，49，50，和51的制作正如上述所讨论的，因此，就可靠地避免了在电极焊接区48至51附近区域内压电基片的开裂发生。
也是在第四实施例中，由引线电极60和61连接的电极焊接区50和51以及电极接点54a和55a的连接部分的端面最好是台阶结构的，这样能大大地提高引线电极的电连接的可靠性。也就是说，由于第一电极层50a和51a具有台阶端面，增加了与引线电极60和61的接触区域，以及第二电极层与引线电极60和61是由同一个导电薄膜整体制成的，因此，正如以上所讨论的有效地提高了电连接的可靠性。
虽然，连接部分，即，用于凸起的电极焊接区50和51以及声表面波元件的电极接点54a和55a(与引线电极60和61相连接)的连接端面被制成具有台阶的结构，它们也可以没有台阶结构的部分，如在声表面波元件68一边所显示的。
图20显示了第四实施例的结构中的电极焊接区48和电极接点52a的连接部分。这里，电极焊接区48的第一电极层48a的连接部分是与声表面波元件一边的电极的连接部分，即电极接点52a的连接部分相连接的。因此，当第二电极层48A与引线电极62A同时在同一导电薄膜上制成时，电极焊接区48和声表面波元件电极的电极接点52a之间的电连接具有高的可靠性。实质上，如图20所示，当电极焊接区48的第一电极层48a和电极接点的第一电极层52a的薄膜厚度是相互不同时，就在元件相互接触的部分产生高度上的差异，因此，引线电极的电连接的可靠性进一步提高。
接着，也是在第三实施例中，制成的电极焊接区和电极接点的结构类似于在第四实施例中的声表面波元件68一边的结构，而不是台阶端面的结构。此外，采用引线电极所得到的电连接的可靠性大大提高。
虽然在上述的实施例中，为了构成一个声表面波器件，在压电基片1，21，和41的每一个上制作了声表面波元件的电极和电极焊接区，一般来说，根据上述的实施例，可以在压电基片的母片上制作出多个声表面波器件的声表面波元件的电极和电极焊接区，最后，采用切割或其它分离部件的方法从母片上得到多个器件，于是就制成了一个个声表面波器件。
在本发明中，声表面波元件的电极结构并没有特别的限制，本发明不仅能适用于声表面波滤波器的制造，也能适用于各种声表面波器件，例如，声表面波谐振器和声表面波延迟线。
根据本发明第一实施例，第一电极层可以采用腐蚀的方法来制作，在制成了第一电极层的步骤以后，可以采用剥离的方法来制作声表面波元件的电极。同样，当在第一电极层上制作电极焊接区的第二电极层时，就在压电基片上制作了第一电极层，并且它不会被光刻的剩余物或其它残骸污染。因此，就有效地大大提高了电极焊接区和压电基片之间的粘合。此外，由于电极焊接区具有第一和第二电极层的层叠结构，因此在制作凸起过程或在采用倒装接合系统利用凸起来将声表面波器件装配到封装件过程中，就避免了在电极焊接区和压电基片之间发生剥落。同样，也可以避免在电极焊接区附近区域内压电基片的开裂发生。因此，就制造出了具有优越可靠性的声表面波器件。
由于根据本发明第二至第四实施例的声表面波器件最好是采用了第一实施例的制造方法来生产，所以就大大提高了引线电极与声表面波元件的电极和电极焊接区之间电连接的可靠性。
尽管以上讨论了本发明的较佳实施例，但可以理解本领域的熟练技术人员在不脱离本发明精神和范围的情况下还可作出各种变化和改进。因此，本发明的范围将由所附的权利要求所确定。

Claims (22)

1.一种制造声表面波器件的方法，包括以下步骤：
制备压电基片；
在压电基片上制作电极焊接区的第一电极层；
在制成了第一电极层的步骤之后，制作声表面波元件的至少一个电极；
在制成了声表面波元件的电极的步骤之后，制作电极焊接区的第二电极层；以及
制作用于电极焊接区和声表面波元件电极之间电连接的引线电极。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：引线电极是与第二电极层同时制作的。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于进一步包括在引线电极和第二电极层制作之前制作粘合层作为基层的步骤；其中，引线电极和第二电极层采用铝和铝合金制成，而粘合层采用对第一电极层的粘合力比对铝和铝合金的粘合力更高的金属或合金之一制成。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于进一步包括在制成了声表面波元件的电极之后，为了在与引线电极相连接的声表面波元件的电极和电极焊接区的连接部分形成台阶端面而进行腐蚀的步骤；其中，用于声表面波元件的电极和电极焊接区的第一电极层之间电连接的引线电极是与电极焊接区的第二电极层同时制作在同一导电薄膜上。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于声表面波元件的电极和电极焊接区的第一电极层的每一个包括至少两个连接部分的端面。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于制作与电极焊接区相连接的声表面波元件的电极，以致于在制作声表面波元件的电极的步骤中，声表面波元件的电极的端表面是与电极焊接区的第一电极层相连接的。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于：构成引线电极和第二电极层的导电薄膜中的导电颗粒的颗粒直径小于声表面波元件的电极和第一电极层两者中薄膜厚度较小的一个中的导电颗粒的颗粒直径。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于：声表面波元件的电极采用剥离方法制作，而电极焊接区的第一电极层采用腐蚀方法制作。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，不同于声表面波元件的电极的第二声表面波元件的至少一个电极是在制作第一电极层的步骤中与第一电极层同时制作的。
10.一种表面声波器件，包括：
压电基片；
设置在压电基片上的至少一个声表面波元件的电极；
设置在压电基片上并设置成在采用倒装接合系统进行凸起接合工艺中与凸起相连接的电极焊接区；
用于电极焊接区和声表面波元件的电极相连接的引线电极；
其中，电极焊接区包括设置在压电基片上的第一电极层和层叠在第一电极层上的第二电极层，第一电极层包括了被腐蚀的金属薄膜，声表面波元件的至少一个电极包括了采用剥离工艺制成的材料。
11.根据权利要求10的声表面波器件，其特征在于：引线电极和第二电极层相互整体形成且包括共同的金属薄膜。
12.根据权利要求10的声表面波器件，其特征在于进一步包括作为引线电极和第二电极层的基层的粘合层，其中，引线电极和第二电极层采用铝和铝合金之一制成，而粘合层采用对第一电极层的粘合力比对铝和铝合金的粘合力高的金属和合金之一制成。
13.一种声表面波器件，包括：
压电基片；
设置在压电基片上的至少一个声表面波元件的电极；
设置在压电基片上并设置成在采用倒装接合系统形成的凸起接合工艺中与凸起相连接的电极焊接区；以及
用于电极焊接区和声表面波元件的电极相连接的引线电极；
其中，电极焊接区包括设置在压电基片上的第一电极层和层叠在第一电极层上的第二电极层；
第二电极层和引线电极相互整体形成且包括相同的导电薄膜；以及
与引线电极电连接的第一电极层和声表面波元件的电极的连接部分的端面被设置成具有台阶的结构。
14.根据权利要求10的声表面波器件，其特征在于：声表面波元件的电极和电极焊接区的第一电极层包括连接部分的至少两个端面。
15.根据权利要求13的声表面波器件，其特征在于：声表面波元件的电极和电极焊接区的第一电极层包括连接部分的至少两个端面。
16.一种声表面波器件，包括：
压电基片；
设置在压电基片上的至少一个声表面波元件的电极；
设置在压电基片上并设置成在采用倒装接合系统形成凸起接合工艺中与凸起相连接的电极焊接区；以及，
用于电极焊接区和声表面波元件的电极相连接的引线电极；
其中：电极焊接区包括设置在压电基片上的第一电极层和层叠在第一电极层上的第二电极层；
第二电极层和声表面波元件的电极整体形成且包括相同的导电薄膜；以及
和与声表面波元件的电极相连接的声表面波元件的电极和电极焊接区的第一电极层被设置为相互接触。
17.根据权利要求10的声表面波器件，其特征在于：在构成第二电极层和引线电极的导电薄膜中的导电颗粒的颗粒直径小于声表面波元件的电极和电极焊接区的第一电极层两者中膜厚更小一个中的导电颗粒的颗粒直径。
18.根据权利要求13的声表面波器件，其特征在于：在构成第二电极层和引线电极的导电薄膜中的导电颗粒的颗粒直径小于声表面波元件的电极和电极焊接区的第一电极层两者中膜厚更小一个中的导电颗粒的颗粒直径。
19.根据权利要求15的声表面波器件，其特征在于：在构成第二电极层和引线电极的导电薄膜中的导电颗粒的颗粒直径小于声表面波元件的电极和电极焊接区的第一电极层两者中膜厚更小一个中的导电颗粒的颗粒直径。
20.根据权利要求10的声表面波器件，其特征在于：不同于声表面波元件的电极的第二声表面波元件的电极设置在压电基片上，而且第二声表面波元件的电极包括被腐蚀的金属薄膜。
21.根据权利要求13的声表面波器件，其特征在于：不同于声表面波元件的电极的第二声表面波元件的电极设置在压电基片上，而且第二声表面波元件的电极包括被腐蚀的金属薄膜。
22.根据权利要求15的声表面波器件，其特征在于：不同于声表面波元件的电极的第二声表面波元件的电极设置在压电基片上，而且第二声表面波元件的电极包括被腐蚀的金属薄膜。
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