CN1476166A - 弹性表面波装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种弹性表面波装置，由以下部分构成：在钽酸锂压电衬底的一主面上形成了IDT电极、连接电极和外周密封电极的弹性表面波元件；形成了通过焊锡凸台构件与所述连接电极连接的元件连接用电极、通过焊锡密封构件与所述外周密封电极接合的外周密封导体膜的基衬底。而且，焊锡凸台构件和焊锡密封构件使用包含90％以上Sn的Sn－Sb类或Sn－Ag类的无铅焊锡，所述基衬底的热膨胀系数设定为9～20ppm/℃。可以提供一种对于热膨胀系数差引起的热应力能非常稳定地接合，并且能够维持长期稳定连接的弹性表面波装置。

Description

弹性表面波装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及将形成了交叉指型换能器电极(称作TDT电极)、连接电极和外周密封电极的弹性表面波元件通过焊锡凸台构件和焊锡密封构件接合到基衬底上而形成的弹性表面波装置及其制造方法。
背景技术
以往，弹性表面波元件在钽酸锂衬底、铌酸锂衬底等单晶压电衬底的一方主面上形成IDT电极，在同一主面上形成向该IDT电极供给信号，或从IDT电极取出信号的连接电极。
在压电衬底上使用薄膜技法，用铝等形成这些IDT电极和连接电极。
另外，基衬底，例如由氧化铝陶瓷构成，在基衬底的一方主面上配置与所述弹性表面波元件的连接电极连接的元件连接用电极。
在这样的弹性表面波元件的连接电极和基衬底的元件连接用电极的接合时，已经知道使用了焊锡凸台的构造。
这时，在弹性表面波元件和基衬底的接合用焊锡中，一般使用Pb/Sn(例如95Pb/5Sn)。
在使用该焊锡凸台的构造中，象在弹性表面波元件的连接中使用金凸台时那样，没必要在弹性表面波元件上外加超声波振动，所以能极端抑制对弹性表面波元件的物理损伤。另外，进行了焊锡回流等加热处理，但是焊锡的铅成分具有吸收衬底一侧的热膨胀系数和弹性表面波元件一侧的热膨胀系数的差引起的应力的功能。这是因为焊锡中包含的铅成分是比较柔软的材料，所以即使发生热膨胀系数的差异引起的应力，也能用柔软材料的铅缓和该应力。即使用含铅的焊锡没必要严密考虑衬底的热膨胀系数和弹性表面波元件的热膨胀系数，能以比较低价实现容易的连接。
可是，接合构件的含铅成分的焊锡导致环境恶化，所以它的利用受到限制。
另外，象这样含有大量铅成分的焊锡材料的屈服应力低，所以当作用了弹性表面波元件和衬底间的热膨胀系数差引起的热应力，塑性应变量和蠕变应变量增大。如果只考虑接合时，如上所述，即使认为能吸收热应力，如果进行虚拟定了实际长期使用的温度周期试验，则弹性表面波元件和基衬底热膨胀系数差引起的应力集中在焊锡部分，把它重复，则在相关的焊锡部分引起金属疲劳，存在断裂的问题。
另外，在上述的弹性表面波装置中，在向母板的安装时，由于在弹性表面波装置的内部也作用焊锡回流等的热，所以在接合弹性表面波元件和基衬底的焊锡接合材料中也作用热。其结果，由于热，焊锡接合材料膨胀，特别是在再熔化时，体积大幅度膨胀。
弹性表面波元件的侧面由外装树脂层覆盖，外装树脂层与基衬底牢固地固定在一起，所以再熔化而体积膨胀的焊锡接合材料向着内部方向流出弹性表面波元件与基衬底之间的空隙，其结果，产生弹性表面波元件的连接电极短路的问题。
另外，在弹性表面波装置中，因为弹性表面波元件使用了热电体，所以在焊锡回流处理时，在压电衬底上的彼此啮合的梳齿IDT电极间发生火花，有时在IDT电极上发生热电破坏。该热电破坏，如果提高回流处理的升温速度，则火花的发生变得显著，所以以往降低升温速度，抑制热电破坏的发生。这样，要花费回流处理所需时间，很难高效制造弹性表面波装置。
另外，在回流处理时，当在氮气气氛的室内进行回流处理，在把弹性表面波元件放置在基衬底上的状态下，必须稳定地保持。这是因为把基衬底和弹性表面波元件投入室内后，由于室为氮气气氛，所以无法修正位置偏移。因此，以往在焊锡凸台中含有助熔剂，利用焊锡凸台中的助熔剂的粘性，把弹性表面波元件稳定地虚拟固定在基衬底上。
如果在这样的状态下进行回流处理，则助熔剂成分飞散到由焊锡密封构件包围的间隙内，附着在弹性表面波元件的表面上，结果发生特性的恶化。
另外，如果使用含有或供给助熔剂的焊锡凸台，则焊锡凸台在氮气气氛的室内进行回流处理前，封闭基衬底和弹性表面波元件之间形成的间隙。因此，即使对室内减压，置换为氮气气氛，也很难可靠地使弹性表面波元件和基衬底间形成的间隙区域内为氮气气氛。
发明内容
本发明的目的在于：提供当在基衬底上接合使用了压电衬底的弹性表面波元件时，对于热膨胀系数差引起的热应力能非常稳定地接合，并且能长期维持稳定连接的弹性表面波装置。
本发明的另一目的在于：提供在向母板等安装时，防止内部的焊锡的再熔化引起的弹性表面波元件的电短路的弹性表面波装置。
本发明的又一其目的在于：提供弹性表面波元件不被火花破坏，并且特性恶化少，能简单并可靠地使间隙内的气氛为氮气，制造效率高的弹性表面波装置的制造方法。
(a)本发明的弹性表面波装置的特征在于：具有：包含压电衬底，在它的一个主面上形成了交叉指型换能器电极、与该交叉指型换能器电极连接的连接电极和外周密封电极的弹性表面波元件；形成了与所述连接电极连接的元件连接用电极、与所述外周密封电极接合的外周密封导体膜以及外部端子电极的基衬底；覆盖在弹性表面波元件的另一主面和侧面上的外装树脂层；在所述基衬底和所述弹性表面波元件之间，通过焊锡凸台构件接合所述连接电极和元件连接用电极，以便形成规定间隙，通过焊锡密封构件接合所述外周密封电极和所述外周密封导体膜，所述焊锡凸台构件和焊锡密封构件是包含90％以上的Sn的Sn-Sb类或Sn-Ag类的无铅焊锡，所述基衬底的热膨胀系数是9～20ppm/℃。
在本发明中，通过由包含90％以上的Sb的Sn-Sb类或Sn-Ag类焊锡构成的焊锡凸台构件，进行基衬底和弹性表面波元件的电连接，另外，通过焊锡密封构件，特别是在弹性表面波元件的一方主面(形成了IDT电极的面)的周围，进行基衬底和弹性表面波元件的机械上的接合。
而且，对该焊锡凸台或焊锡密封构件使用包含90％以上的Sn的Sn-Sb类无铅焊锡，所以与以往的含有铅成分的焊锡的接合相比，减少了热膨胀系数差引起的热应力导致的金属疲劳，维持了长期稳定的连接。
另外，包含90％以上的Sn的Sn-Sb类无铅焊锡，与具有铅成分的焊锡相比，很难吸收其热应力，在本发明中，考虑到钽酸锂等压电衬底的传播方向的热膨胀系数和与它正交方向的热膨胀系数的差，严密地把基衬底的热膨胀系数规定为9～20ppm/℃，所以对于由焊锡密封构件无法吸收的应力，也不会在弹性表面波元件和基衬底发生应变或翘曲。
因此，即使进行虚拟的实际使用的温度周期试验中，也能维持稳定的接合。
另外，在压电衬底的一方主面的周围，沿着外周密封导体膜设置了焊锡密封构件。即弹性表面波元件和基衬底的间隙由接合稳定的焊锡构件拉拢，所以其间能维持密封的状态。
须指出的是，作为热膨胀系数9～20ppm/℃的基衬底的材料，能列举出在无机填充剂的界面上存在结晶玻璃的构造的玻璃-陶瓷衬底等。对于钽酸锂等具有方向性的热膨胀系数，也能非常稳定地追随。
如上所述，根据本发明，对于热膨胀系数的差引起的热应力，能非常稳定地接合，并且能实现能维持长期稳定连接的弹性表面波装置。
(b)本发明的弹性表面波装置的特征在于：具有：包含压电衬底，在它的一个主面上形成了交叉指型换能器电极、与该交叉指型换能器电极连接的连接电极和外周密封电极的弹性表面波元件；形成了与所述连接电极连接的元件连接用电极、与所述外周密封电极接合的外周密封导体膜以及外部端子电极的基衬底；覆盖在所述弹性表面波元件的侧面和所述焊锡密封构件的外周面上的侧面外装树脂层；所述侧面外装树脂层具有适用于在所述焊锡凸台构件和焊锡密封构件的熔化温度下，由于该焊锡凸台构件和焊锡密封构件的体积膨胀而产生的所述基衬底和所述弹性表面波元件的间隙变化的弹性模量。
根据本发明，在基衬底和弹性表面波元件的一方主面之间形成规定间隙，把弹性表面波元件连接在基衬底上，同时在弹性表面波元件的侧面和焊锡密封构件外周面上覆盖了侧面外装树脂层。而且，该侧面外装树脂层具有适用于在焊锡凸台构件和焊锡密封构件的熔化温度下，由于焊锡凸台构件和焊锡密封构件的体积膨胀而发生的所述基衬底和所述弹性表面波元件的间隔变化的弹性模量。
因此，当在母板上安装弹性表面波装置时，当由于焊锡回流等的热，焊锡凸台构件和焊锡密封构件熔化，产生了体积膨胀时，由于该体积膨胀引起的应力，产生把弹性表面波元件向上托的力。这时，在侧面外装树脂层也同时发生拉伸，适用于基衬底的表面和弹性表面波元件的一方主面间的间隔变化。因此，不用担心象以往那样，焊锡凸台构件和焊锡密封构件再熔化而形成的焊锡向着弹性表面波元件和基衬底的空隙的内部方向流出，发生电短路。
另外，根据本发明，由于侧面外装构件是热塑性树脂，并且因为在弹性表面波装置向母板的安装结束，弹性表面波装置的温度回到常温的时刻，恢复到原来的状态，所以不会损害原来的弹性表面波装置的可靠性性能。
根据本发明，其特征在于：弹性表面波元件和侧面外装构件的温度180℃～250℃的单位体积的质量比焊锡凸台构件以及焊锡密封构件的温度180℃～250℃的单位体积的质量小。据此，由于焊锡凸台构件以及焊锡密封构件熔化时，在弹性表面波元件中产生的浮力，强化了把弹性表面波元件向上方托起的力，所以更可靠地使基衬底的表面和弹性表面波元件的一方主面之间扩大。
(c)本发明的弹性表面波装置的制造方法的特征在于：在基衬底的元件连接用电极或所述弹性表面波元件的连接电极的任意一个上形成成为焊锡凸台构件的第一焊锡凸台，在所述基衬底的外周密封导体膜或所述弹性表面波元件的外周密封电极的任意一个上形成高度比所述第一焊锡凸台还低的第二焊锡凸台，通过所述第一焊锡凸台进行基衬底的元件连接用电极和弹性表面波元件的连接电极的电连接，然后，在规定气氛中，使所述第一焊锡凸台和所述第二焊锡凸台熔化，进行衬底区域的外周密封导体膜和弹性表面波元件的外周密封电极的基于第二焊锡凸台的密封接合。
在本发明的弹性表面波装置的制造方法中，当通过焊锡凸台构件和焊锡密封构件，把弹性表面波元件接合到基衬底上时，使成为焊锡凸台构件的第一焊锡凸台的突出量比成为焊锡密封构件的第二焊锡凸台的突出量变高。
因此，首先用突出量高的第一焊锡凸台进行基衬底的元件连接用电极和弹性表面波元件的连接电极的虚拟连接。
在虚拟保持的状态下，由于第二焊锡凸台突出量低，所以基衬底和弹性表面波元件的间隙是越过第二焊锡凸台与外部气体连通的状态。即因为没必要考虑弹性表面波元件和基衬底的间隙的气氛，所以例如能在大气气氛中进行虚拟保持作业。因此，使用能抽出多个基衬底的大型基衬底，在各衬底区域能统一虚拟保持弹性表面波元件。即使放置在基衬底上的弹性表面波元件在该作业中发生位置偏移，也能立刻修正。
因为能大幅度削减或实质上消除以往为了保持而提供给焊锡的助熔剂成分，所以助熔剂成分不会封闭在弹性表面波元件和基衬底间的空隙内，成为取得了稳定特性的弹性表面波装置。
然后，放入氮气气氛室内，使用第二焊锡凸台，进行基衬底的外周密封导体膜和弹性表面波元件的外周密封电极的密封接合。
在进行密封时，因为能非常简单地使弹性表面波元件和基衬底的间隙内为氮气气氛，所以稳定的接合成为可能。
另外，在该密封时，把基衬底放到金属块上，进行加热处理，但是在该状态下，已经通过焊锡凸台构件连接弹性表面波元件的连接电极和基衬底的元件连接用电极，所以IDT电极之间通过金属块产生彼此短路，所以电位变为相同，能完全防止相邻的IDT电极间发生的热电破坏。
在该密封接合时，刚才虚拟接合的焊锡凸台构件也再度熔化，作为结果，焊锡凸台构件和焊锡密封构件的高度变为相同，在该弹性表面波元件和基衬底之间形成一定厚度的间隙。其结果，第一焊锡凸台向横向的超出量比第二焊锡凸台向横向的超出量还多。
当所述焊锡凸台构件的焊锡纵截面积为S1，焊锡密封构件的纵截面积为S2，形成在所述弹性表面波元件上的连接电极的纵截面的焊锡接合宽度为L1，所述弹性表面波元件的外周密封电极的纵截面的焊锡接合宽度为L2时，可以用(S1/L1)＞(S2/L2)表示所述第一焊锡凸台和第二焊锡凸台的超出量的关系。
须指出的是，在基衬底或弹性表面波元件一侧的规定电极或导体膜上涂敷焊锡膏，通过使涂敷的焊锡加热熔化，利用表面张力，能使所述第一、第二焊锡凸台的截面形成为半圆形状。因此，第一焊锡凸台一侧的焊锡膏的印刷次数形成很多，如果使单位面积的涂敷量比第二焊锡凸台还多，则能使第一焊锡凸台的突出量比第二焊锡凸台的突出量高。或者，控制焊锡膏的丝网制版厚度或开口，即使第一焊锡凸台一侧的焊锡印刷涂敷量比第二焊锡凸台一侧多，也能使第一焊锡凸台的突出量比第二焊锡凸台的突出量高。
须指出的是，这样在形成第一、第二焊锡凸台时，通过加热使焊锡凸台熔化，然后进行清洗工序。据此，能洗掉助熔剂，在弹性表面波元件和基衬底的电连接和密封接合之前，就能除去进入弹性表面波元件和基衬底的间隙的助熔剂成分。
另外，准备具有形成了所述元件连接用电极、外周密封导体膜的多个基衬底区域的大型基衬底，把各弹性表面波元件接合到各基衬底区域上，如果对接合了各弹性表面波元件的衬底区域进行切断处理，实质上就能用统一处理制造多个装置，所以能使制造效率飞跃地提高。
附图说明
图1是本发明的弹性表面波装置的截面构造图。
图2是本发明的弹性表面波装置中使用的基衬底的俯视图。
图3是表示本发明的弹性表面波装置中使用的弹性表面波元件的一主面上形成的各种电极图案的俯视图。
图4A～图4F是说明本发明的弹性表面波装置的制造方法各工序的剖视图。
图5是比较焊锡组成的不同引起的最大主应力的特性图。
图6是表示衬底的热膨胀系数引起的塑性应变量和平均寿命的关系的特性图。
图7是本发明其他实施方式的弹性表面波装置的截面构造图。
图8A是焊锡凸台构件的纵剖视图。
图8B是焊锡密封构件的纵剖视图。
图8C是成为焊锡凸台构件的第一焊锡凸台的纵剖视图。
图8D是成为成为焊锡密封构件的第二焊锡凸台的纵剖视图。
图9A～G是说明图7的弹性表面波装置制造方法的各工序的剖视图。
图10是本发明又一其他实施方式的弹性表面波装置的截面构造图。
图11A～图11C是表示本发明弹性表面波装置制造方法的焊锡凸台构件和焊锡密封构件的虚拟固定工序到熔化工序的局部侧视图。
图12是图10的弹性表面波装置中使用的基衬底的俯视图。
图13是本发明又一其他实施方式的弹性表面波装置的截面构造图。
图14A～C是说明图13的弹性表面波装置制造方法的各工序的剖视图。
图15A是表示在图13的弹性表面波装置制造方法中形成的侧面外装树脂的状态的剖视图。
图15B是表示形成了上面外装树脂的状态的剖视图。
图16是表示图13的弹性表面波装置的上面外装树脂的边缘部的剖视图。
图17是本发明又一其他实施方式的弹性表面波装置的截面构造图。
图18A是本发明弹性表面波装置的焊锡凸台构件和焊锡密封构件的凝固时的剖视图。
图18B是焊锡凸台构件和焊锡密封构件熔化时的剖视图。
具体实施方式
图1是本发明的弹性表面波装置的剖视图，图2是本发明弹性表面波装置中使用的基衬底的概略俯视图。图3是表示弹性表面波元件的一主面上形成的各种电极的俯视图。
弹性表面波装置由弹性表面波元件1、基衬底2、焊锡凸台构件3、焊锡密封构件4和外装树脂层5构成。
作为弹性表面波元件1，能列举出弹性表面波共振子、弹性表面波滤波器等。都是在由水晶、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)等构成的压电衬底10的一主面上形成交叉指型换能器电极(包含梳齿状电极和反射器电极。以下称作“IDT电极”。)11，再形成与该IDT电极11连接的连接电极12。IDT电极11在压电衬底10的中央，形成在传播方向上，连接电极12从IDT电极11的规定地方延伸，形成在IDT电极11的周围。连接电极12例如由信号输入电极、信号输出电极、接地电位电极等构成。
另外，在该压电衬底10的一方主面(形成了IDT电极11、连接电极12的面)的外周形成外周密封电极13。须指出的是，外周密封电极13最好为接地电位。该外周密封电极13密封弹性表面波元件1和基衬底2之间形成的间隙的周围。须指出的是，各电极11～13是在压电衬底10的表面，例如根据光刻技术，形成铝、铝-铜等，根据需要在其表面上形成铬、镍、金等的镀层。
基衬底2是热膨胀系数9～20ppm/℃的衬底材料，例如能列举出玻璃-陶瓷材料的多层衬底、氧化铝衬底等。该玻璃-陶瓷材料的衬底由氧化铝粉末的无机填充剂构成，是在该无机填充剂的界面上填充了结晶玻璃的衬底。使用蠕陶土等析出了结晶玻璃的多种金属氧化物(硼酸、硅土、氧化锌等)的粉末，均匀搅拌有机粘合剂、溶剂，用取得的浆生成生片，把该生片层叠后，一体烧结并形成。另外，也可以在把上述的浆印刷在支撑衬底上，另外，在支撑衬底上层叠化，形成未烧结状态的层叠体后，进行烧结处理。
在基衬底2的表面，如图2所示，形成元件连接用电极21、外周密封导体膜22，在基衬底2的背面形成外部端子电极23。进而，在基衬底2的内部形成包含连接元件连接用电极21和外部端子电极23的转接孔导体的内部布线图案24。
基衬底2除了所述玻璃-陶瓷衬底以外，可以是用玻璃纤维等无机纤维强化的树脂衬底。作为树脂，可以是环氧树脂、聚酰亚胺树脂、BT树脂，但是特别是BT树脂的密封性好，耐湿性好，适合用于电子元件的封装。在树脂衬底的表面层叠铜箔，在其上使用感光性抗蚀剂形成图案后，通过蚀刻形成内部布线图案24或元件连接用电极21、外周密封导体膜22和外部端子电极23。
尤其是使用树脂衬底作为基衬底2，与陶瓷衬底相比，在以下几点上有优势。第一，如上所述，因为布线和电极图案使用照相显影技术，所以图案精度高，在大型衬底上统一成形后，用切片锯分割时的切断精度高。而陶瓷衬底由于烧结时的衬底变形，布线或电极图案变形，无法提高切断时的精度。第二，树脂衬底材料的介电常数一般小，难以形成寄生电容。据此，在安装弹性表面波滤波器时，能提供平衡度和VSWR特性良好的滤波器。
用形成上述衬底的工序，在生板或印刷涂敷膜上形成的通孔内填充银等的导电胶，或在生板或印刷涂敷膜的表面印刷规定形状，进行层叠处理后，在基衬底2的烧结工序中，进行一体烧结处理，形成这些各导体膜或各电极21～24。
须指出的是，这些元件连接用电极21、外周密封导体膜22和外部端子电极23在银的导体膜上进行电镀处理等，形成焊锡浸湿性良好的金属表面。
当在这样的基衬底2上接合弹性表面波元件1时，为了在基衬底2的主面和弹性表面波元件1的一主面(形成了IDT电极11的面)间形成规定间隙，通过焊锡凸台构件3连接弹性表面波元件1的连接电极12和基衬底2的主面的元件连接用电极21，用焊锡密封构件4接合弹性表面波元件1的外周密封电极13和基衬底2的外周密封导体膜22。即接合方法是基于焊锡的面朝下接合。
须指出的是，在该接合时，可以使基衬底2和弹性表面波元件1的间隙为规定气氛例如氮气气氛。
另外，在接合在基衬底2上的弹性表面波元件1的另一方主面一侧和侧面，覆盖形成外装树脂层5。该外装树脂层5可以列举出环氧树脂、聚酰亚胺类树脂等。
本发明的特征在于：在把使用了压电衬底10的弹性表面波元件1面朝下接合时，考虑到各向异性的热膨胀系数，把基衬底2的热膨胀系数控制在9～20ppm/℃的同时，在该基衬底2和弹性表面波元件1的连接和接合中使用的焊锡中，使用了含Sn 90％以上的无铅焊锡材料。
即，在本发明中，所述焊锡凸台构件3、焊锡密封构件4使用其组成为含Sn 90％以上的无铅焊锡材料的Sn-Sb类或Sn-Ag类的焊锡。
据此，能在基衬底2的各电极、各导体膜21、22上统一形成焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4，可以大幅度消减制造成本。另外，因为能使焊锡材料的熔点为250℃以下，所以能抑制弹性表面波元件1和基衬底2之间的应变量，能有效抑制弹性表面波元件1的破裂的发生。因此，降低弹性表面波元件1和基衬底2之间的塑性应变量的效果变得显著，能保证长期的高可靠性。另外，基衬底2如果使用由具有抑制水分透过效果的玻璃-陶瓷材料构成的基衬底2，则对各元件连接用电极21、内部布线图案24等能使用银或铜等低电阻材料，高频特性变得优良。
另外，在弹性表面波元件1的压电衬底10的整个外周，形成外周密封电极13，该部分通过焊锡密封构件4与基衬底2的外周密封导体膜22接合。因此，密封性大幅度提高，水分的浸入路径完全消失，大幅度提高了密封性。
另外，如果用同一材料形成进行密封的焊锡密封构件4、电连接弹性表面波元件1和基衬底2的焊锡凸台构件3，则例如在基衬底2上形成焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4的工序变为同一工序内的作业，基于焊锡凸台构件3的连接和基于焊锡密封构件4的接合也能在同一工序中进行其作业。
<制造方法>
下面，参照图4A～4F说明本发明的弹性表面波装置的制造方法。
首先，准备能抽出多个基衬底2的大型基衬底。该大型基衬底的各弹性表面波装置的区域(在切断或分割后，成为基衬底2的区域)的一方主面上，形成元件连接用电极21、外周密封导体膜22，在另一方主面上形成外部端子电极23，进而，在各元件区域中形成内部布线图案24(参照图4A)。须指出的是，各衬底区域的平面形状比各弹性表面波元件1的平面形状大1圈例如0.5mm左右是很重要的。
接着，形成电连接弹性表面波元件1和基衬底2的焊锡凸台构件3、密封压电衬底10的周围的焊锡密封构件4(参照图4B)。在大型基衬底的各元件区域中形成的元件连接用电极21的表面和外周密封导体膜22的表面涂敷胶状的焊锡形成该焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4。须指出的是，因为是凸台状，所以对于涂敷的焊锡进行1次加热处理、清洗处理。据此，印刷的焊锡在元件连接用电极21和外周密封导体膜22上，形成截面半圆形状，还能去掉不需要的助熔剂成分。
这些焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4形成在基衬底2上。如果它们形成在弹性表面波元件1上，则如果在间隔非常窄的IDT电极11上附着焊锡和其他不需要的成分，则引起弹性表面波元件1的特性恶化，所以这样做是用于避免特性恶化。
另外，按如下所述制造压电衬底10。准备能抽出多个压电衬底10的钽酸锂的大型压电衬底。在该大型压电衬底的一方主面的各元件区域中，如图3所示，覆盖形成IDT电极11、连接电极12、外周密封电极13。在该压电衬底10的一方主面上形成了IDT电极11，进而形成与该IDT电极11连接的连接电极12，在衬底10的周边形成外周密封电极13，使其包围IDT电极11和连接电极12。然后，大型压电衬底被切断为各弹性表面波元件1，然后，定位在定位托板上(参照图4C)。
然后，取出定位在托板上的弹性表面波元件1(参照图4C箭头)，安放到大型基衬底的各衬底区域上。这时，把弹性表面波元件1的连接电极12和形成在衬底区域的元件连接用电极21上的焊锡凸台构件3对位，同时进行弹性表面波元件1的外周密封电极13和各衬底区域上形成的外周密封导体膜22上形成的焊锡密封构件4的对位。据此，在大型基衬底上，与各衬底区域对应，分别虚拟固定弹性表面波元件1。
然后，对搭载了弹性表面波元件1的大型基衬底统一进行回流处理，通过该焊锡凸台构件3，进行电连接，通过焊锡密封构件4机械地将两者进行接合，并且进行密封(参照图4D)。据此，能在弹性表面波元件1的一方主面和大型基衬底的表面间形成相当于焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4的高度的间隙，使弹性表面波元件1产生的弹性表面波稳定地在表面传播。须指出的是，在该回流处理时，通过使该气氛例如在在氮气气氛中处理，能使该间隙为氮气气氛。
接着，在对大型基衬底进行了电连接和机械接合的弹性表面波元件1上，从元件1的另一方主面(露出的表面)一侧涂敷成为外装树脂层5的例如环氧树脂胶，进行固化处理。这时，因为大型基衬底的各元件区域的平面形状比弹性表面波元件1还大，所以在相邻的弹性表面波元件1的间隙中也填充了环氧树脂。即，弹性表面波元件1在另一方主面一侧及其侧面填充了外装树脂层5(参照图4E)。
接着，把安装了多个弹性表面波元件1，并且覆盖了外装树脂层5的大型基衬底在每个区域覆盖了外装树脂层5的状态下，通过切片处理切断(参照图4F)。
通过以上的工序，取得了图1所示的弹性表面波装置。
在本发明中，对焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4使用含90％以上的Sb的Sn-Sb类或Sn-Ag类的焊锡。例如，使用Sn-Sb焊锡、Sn-Ag-Cu焊锡、Sn-Ag焊锡。本发明者关于包含上述焊锡的代表性的4种焊锡(Sn-Sb焊锡、Sn-Ag-Cu焊锡、Sn-Pb焊锡、Sn-Au类焊锡)，使外周密封导体膜22上的焊锡的密封宽度在50～300μm范围内变化，分别进行了测定。
图5表示了该结果。在图5中，横轴表示密封宽度(单位：μm)，纵轴表示最大主应力(单位：N/mm2)。
Sn-Pb焊锡若基于环境上的考虑，则缺乏实用性。另外，含铅引起的最大主应力小，但是，如果进行温度周期试验，发生金属疲劳，引起接合可靠性的下降。
Sn-Au类焊锡的屈服应力过高。其结果，在接合到基衬底2上时，残留在焊锡密封构件4中的应力影响弹性表面波元件1。例如，如果最大主应力超过200N/mm2，则在弹性表面波元件1接合在基衬底2上的状态下，在温度周期试验中，在弹性表面波元件1中发生了断裂。即，最大主应力也依存于焊锡密封构件4的密封宽度，所以有必要调整接合中使用的焊锡材料和密封宽度，根据图5进行设定，使焊锡密封构件4的最大主应力的值不超过200N/mm2。
因此，作为焊锡密封构件4的焊锡，使用Sn-Sb类或Sn-Ag类的焊锡是很重要的。另外，如果Sn在组成中若不达到90％以上，就无法稳定地进行焊锡接合。须指出的是，焊锡凸台构件3如上所述，在与焊锡密封构件4在同一工序中形成，用同一工序连接。因此，如果使焊锡凸台构件3与焊锡密封构件4为同一组成，则焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4的处理变得容易。
本发明者使用Sn-Sb类焊锡、Sn-Ag类焊锡，接合压电衬底10(钽酸锂的热膨胀系数是16ppm/℃，表面波传播方向的线膨胀系数约为16ppm/℃，与表面波传播方向正交的方向的线膨胀系数大致为8.3ppm/℃)时，研究了最佳的基衬底2。
本发明者使用基衬底2的热膨胀系数属于7～25ppm/℃范围的6种衬底材料，作为焊锡材料，使用Sn-Ag-Cu类焊锡，使密封宽度为200μm，调查了基衬底的塑性应变量和平均故障寿命的关系。塑性应变量是以接合了弹性表面波元件1的状态，应变量相对于基衬底2的一边的衬底厚度的比例。平均故障寿命是在-40℃～125℃各重复30分钟，从发生故障的平均次数求出平均故障寿命。
其结果，取得了图6的曲线图。图6的横轴是表示衬底的热膨胀系数(单位：ppm/℃)，纵轴是表示平均故障寿命(单位：周期数)、塑性应变量(单位：％)。
如图6所示，塑性应变量和平均故障寿命分别对于基衬底的热膨胀系数取得了明确的相关关系。具体而言，如果基衬底2的热膨胀系数为9～20ppm/℃，则塑性应变量可以低于2.0％，据此，平均故障寿命变为约1000次以上。
而如果基衬底2的热膨胀系数低于9ppm/℃，基衬底2和弹性表面波元件1的热膨胀系数的差引起的应力增大，塑性应变量变得过大，在温度周期次数低于1000时则发生故障。
作为这样的衬底的材料，能列举出氧化铝陶瓷衬底(7.1ppm/℃)。这时，接合后的弹性表面波元件1的断裂的发生率超过30％，在10个温度周期中，以2～3％的比率，在弹性表面波元件1中发生断裂，无论从基衬底2的应变，还是从接合部分的应力关系来看，都未达到实用的水平。
另外，而如果基衬底2的热膨胀系数超过20ppm/℃，则基衬底2和弹性表面波元件1的热膨胀系数的差引起的应力增大，塑性应变量变得过大，在温度周期次数低于1000时，发生故障。
须指出的是，在上述的9～20ppm/℃的范围中，能列举出把氧化铝陶瓷粉末作为无机填充剂使用并在它的粉末界面上配置了结晶玻璃的玻璃陶瓷衬底。而且，根据结晶玻璃的组成、氧化铝陶瓷和结晶玻璃的配合比，取得了比较任意的热膨胀系数的衬底。
本发明者，制作了在10.6ppm/℃的基衬底2上接合使用了压电衬底10的弹性表面波元件1，对焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4使用了Sn-Ag-Cu(96.5Sn-3.0Ag-0.5Cu)焊锡的弹性表面波装置。须指出的是，对外装树脂层5使用环氧树脂，它的热膨胀系数为30ppm/℃，杨式模量为660kgf/mm2。
其结果，接合前的最大主应力变为约137N/mm2，接合后(发生塑性应变后)的应力变为78N/mm2，密封后的弹性表面波元件1的破裂和温度周期试验的10次后，也不发生弹性表面波元件1的断裂。另外，温度周期试验的平均故障寿命为1700次以上。
另外，制作了在12.3ppm/℃的基衬底2上接合使用了压电衬底10的弹性表面波元件1，对焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4使用了Sn-Ag-Cu(96.5Sn-3.0Ag-0.5Cu)焊锡的弹性表面波装置。须指出的是，对外装树脂层5使用环氧树脂，它的热膨胀系数为30ppm/℃，杨式模量为6468kgf/mm2。
其结果，接合前的最大主应力变为约98N/mm2，接合后(发生塑性应变后)的应力变为68N/mm2，密封后的弹性表面波元件1的破裂和温度周期试验的10次后，也不发生弹性表面波元件1的断裂。另外，温度周期试验的平均故障寿命为1800次以上。
须指出的是，压电衬底10的热膨胀系数为：表面波传播方向的线膨胀系数约为16ppm/℃，与表面波传播方向正交方向的线膨胀系数约为8.3ppm/℃。可是，从上述的各种研究可知，热膨胀系数中，表面波传播方向的16.0ppm/℃是支配的，其结果，基衬底2的热膨胀系数范围的中心值14.94与考虑了压电衬底10的方向性的相加平均的12.15ppm/℃相比，变为高出若干的值。如果这样设定，则即使压电衬底10的热膨胀系数因方向而不同，在实施上，忽视方向性，在基衬底2、焊锡凸台构件3、焊锡密封构件4中，通过上述的焊锡材料和基衬底的组合，成为以廉价并且制造方法容易的弹性表面波装置。
<焊锡凸台构件的突出截面形状>
图7表示本发明其他实施方式的弹性表面波装置的截面图。
弹性表面波装置由弹性表面波元件1、基衬底2、焊锡凸台构件3、焊锡密封构件4和外装树脂层5构成。除了焊锡凸台构件3以外，与参照图1说明的弹性表面波装置具有相同形状、构造，所以这里省略了再度的说明。
图8A是用焊锡凸台构件3电连接弹性表面波元件1和基衬底2的局部纵剖视图，图8B是用焊锡密封构件密封的局部纵剖视图。图8C是成为焊锡凸台构件的接合前的第一焊锡凸台的纵剖视图，图8D是成为焊锡密封构件的接合前的第二焊锡凸台的纵剖视图。
本发明的特征在于：如图8A、图8B所示，当焊锡凸台构件3的焊锡纵截面积为S1，焊锡密封构件4的纵截面积为S2，形成在弹性表面波元件1上的连接电极12的纵截面的焊锡接合宽度为L1，弹性表面波元件1的外周密封电极13的纵截面的焊锡接合宽度为L2时，(S1/L1)＞(S2/L2)。须指出的是，作为焊锡接合宽度的基准，以弹性表面波元件1一侧的电极为基准，但是也可以用基衬底2的元件连接用电极21和外周密封导体膜22的纵截面接合宽度为基准。
而且，在焊锡密封构件4、焊锡凸台构件3接合前的状态下，如图8C、图8D所示，希望成为焊锡凸台构件3的第一焊锡凸台构件30的突出量(突出高度)H1比成为焊锡密封构件4的第二焊锡凸台40的突出量(突出高度)H2高。即H1＞H2。例如，成为焊锡密封构件4的第二焊锡凸台40的突出量(突出高度)H2为28μm，成为焊锡凸台构件3的第一焊锡凸台构件30的突出量(突出高度)H1为32μm。该结果，密封接合后的焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4的高度变为相同(弹性表面波元件1和基衬底2间的间隙，例如20μm)(参照图1)，所以如图8A所示，焊锡凸台构件3的纵截面的导体部分的体积膨胀增大，如图8B所示，焊锡密封构件4的导体部分的体积膨胀比焊锡凸台构件3小。
下面，参照图9，说明本发明弹性表面波装置的制造方法。该弹性表面波装置的制造方法与参照图4说明的内容有很多相同的部分，所以省略或简化了相同部分的说明。
首先，在大型基衬底上形成的各基衬底2上形成电极图案21～24(参照图9A)。
接着，形成电连接弹性表面波元件1和基衬底2的第一焊锡凸台构件30，形成密封接合弹性表面波元件1和基衬底2的第二焊锡凸台40(参照图9B)。
例如在基衬底区域2的元件连接用电极21和外周密封导体膜22上以规定次数涂敷焊锡膏，通过加热使涂敷的焊锡膏熔化，形成第一焊锡凸台构件30、第二焊锡凸台40。据此，熔化的焊锡膏由于表面张力，在元件连接用电极21上，变为截面大致为半圆形状的焊锡凸台，在外周密封导体膜22上，变为截面大致为半圆形状的焊锡凸台。通过进行清洗处理，除去包含在焊锡膏中并且由于熔化而浮在焊锡的表面上的助熔剂成分。
该焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4形成在基衬底2一侧。这是为了避免在弹性表面波元件1一侧形成它时，在间隔非常窄的IDT电极11上附着焊锡和其他不需要的成分，弹性表面波元件1的特性恶化。
这里，在本发明中，使成为焊锡凸台构件3的第一焊锡凸台构件30的突出量(突出高度)H1比成为焊锡密封构件4的第二焊锡凸台40的突出量(突出高度)H2还高(参照图9B)。因此，在成为第二焊锡凸台40的外周密封导体膜22上例如把焊锡膏进行1次印刷处理，在成为第一焊锡凸台构件30的元件连接用电极21上例如把焊锡膏进行2次印刷处理。或者，改变印刷焊锡膏的丝网制版的开口宽度，例如，在成为第一焊锡凸台构件30的元件连接用电极21上，使制版的开口宽度变宽，使涂敷量变多。据此，加热熔化后的第一焊锡凸台构件30的突出量(突出高度)H1为32μm，第二焊锡凸台40的突出量(突出高度)H2为28μm。
接着，在压电衬底10的各元件区域上覆盖形成IDT电极11、连接电极12、外周密封电极13。把这样的弹性表面波元件1从定位托板取出(参照图9C)。
然后，在大型基衬底6的各衬底区域2上放置弹性表面波元件1。这时，对弹性表面波元件1的连接电极12和基衬底2的元件连接用电极21的进行对位，同时使弹性表面波元件1一侧的外周密封电极13和衬底区域2一侧的外周密封导体膜22对位。这时，由于第一焊锡凸台构件30和第二焊锡凸台40的突出量的差，在衬底区域2中，弹性表面波元件1只虚拟固定在第一焊锡凸台构件30上。
须指出的是，在图9D中，第一焊锡凸台构件30通过加热熔化，已经电连接在元件连接用电极21上，所以把第一焊锡凸台构件30表示为焊锡凸台构件3。
例如，把金属制加热块加热到第一焊锡凸台构件30不熔化程度的温度(100～150℃)，把大型基衬底放置在该加热块上，一边对弹性表面波元件1加压，一边提供超声波振动，通过使第一焊锡凸台构件30超声波熔化，进行该虚拟固定。这时，最好第二焊锡凸台40与外周密封电极13的一部分接触。
另外，在加热了金属制加热块的状态下，可以从大型基衬底6的下表面一侧和弹性表面波元件1的上表面一侧夹持。这时，能通过在加热同时加压，进行接合。
在这些虚拟保持工序中，重要的是，即使突出量高的第一焊锡凸台构件30熔化，突出量降低，也要使第二焊锡凸台40和弹性表面波元件1的外周密封电极13在其一部分上不接触。
须指出的是，该虚拟保持能在大气气氛中进行。因此，如上所述，能稳定地进行焊锡接合，另外，即使在虚拟保持时发生位置偏移，也能用目视确认，并且能容易地进行修正。
另外，以上的虚拟保持方法对于弹性表面波元件1的热点破坏也是有效的。即，因为第一焊锡凸台构件30的突出量明显比第二焊锡凸台40高，所以与弹性表面波元件1的外周密封电极13一侧相比，一定先焊锡接合了连接电极12。而且，在该状态下，弹性表面波元件1的相邻的IDT电极11彼此通过大型基衬底的下表面上形成的外部端子电极23和金属制加热块短路，变为相同电位，所以在电极指间的间隔窄的IDT电极彼此间，不发生成为热电破坏的原因的火花。
接着在具有虚拟保持的多个弹性表面波元件1的大型基衬底6上完全进行密封接合(参照图9E)。该大型基衬底6通过在保持为氮气气氛的室内设置了形成规定的温度曲线的加热块的密封装置进行密封接合。具体而言，把所述大型基衬底6运送到加热块上，以规定的温度曲线外加热，使第一焊锡凸台3和第二焊锡凸台4熔化并完全接合。另外，在焊锡熔化的温度曲线的峰值温度位置，可以从弹性表面波元件1的上表面一侧用第二加热块夹持。这时，通过加热的同时进行加压，就能更完全地接合。
室内的氮气气氛的氧浓度以在为20ppm以下为宜，更希望在10ppm以下。据此，在焊锡的涂敷形成、印刷后，防止除去了助熔剂状态的焊锡表面的氧化，焊锡浸湿性好，能进行密封接合。
在该氮气气氛的室内，弹性表面波元件1虚拟保持在大型基衬底6上，弹性表面波元件1和大型基衬底6之间的间隙形成了第二焊锡凸台40的突出量以上的间隙，所以能把氮气稳定地导入该间隙内。
然后，在加热金属制加热块的同时，加压，使虚拟保持的第一焊锡凸台构件30和进行密封的第二焊锡凸台40熔化，进行电连接和密封接合。据此，大型基衬底6和弹性表面波元件1之间的间隙比第二焊锡凸台40的突出量低的值，例如20μm左右。即第一焊锡凸台构件30的初始突出量例如为32μm，焊锡凸台构件3的高度变为约20μm，第二焊锡凸台40的突出量、例如原来的28μm变为焊锡凸台构件3的高度20μm。据此，焊锡凸台构件3的纵截面的导体部分的体积膨胀变得比焊锡密封构件4的导体部分的体积膨胀大。
在该密封接合工序中，因为已经把弹性表面波元件1虚拟保持在大型基衬底6上，所以在该室内的加热处理时，不发生位置偏移，从而使稳定的密封接合成为可能。
另外，弹性表面波元件1的连接电极12通过上述的虚拟保持工序已经实现了连接，所以弹性表面波元件1的相邻的IDT电极11之间通过金属制加热块短路，所以与虚拟保持工序相同，不发生弹性表面波元件1的热电破坏。因此，能提高加热处理时的升温速度、冷却速度。因此，与使用大型基衬底6进行统一处理相辅，能实现效率非常高的弹性表面波装置的制造。
另外，在该密封接合的初始时候，能使弹性表面波元件1和大型基衬底6间的间隙与室内的气氛立刻一致，所以该间隙的气氛的管理变得极容易。即，没必要把室内极端减压，所以能使室内的氧浓度为能进行稳定的焊锡接合的氧浓度，其结果，提高了密封的可靠性。
然后，从电连接和密封接合在大型基衬底6的各衬底区域2上的弹性表面波元件1的另一方主面(露出的表面)一侧，涂敷成为外装树脂层5的例如环氧树脂膏，进行固化处理。这时，因为大型基衬底的各元件区域的平面形状比弹性表面波元件1大，所以在相邻的弹性表面波元件1的间隙中也填充了环氧树脂。即各弹性表面波元件1在另一方主面一侧和其四方侧面上涂敷了外装树脂层5(参照图9F)。
接着，在各衬底区域2上覆盖了外装树脂层5的状态下，通过切片处理，切断安装了多个弹性表面波元件1并且覆盖了外装树脂层5的大型基衬底6(参照图9G)。根据该工序，取得图7所示的弹性表面波装置。
须指出的是，在上述的制造方法中，成为焊锡凸台构件3的第一焊锡凸台构件30和成为焊锡密封构件4的第二焊锡凸台40都形成在基衬底2一侧(大型基衬底)，但是，可以在弹性表面波元件1一侧形成第一焊锡凸台构件30、第二焊锡凸台40的双方，也可以在不同一侧形成焊锡凸台，即在弹性表面波元件1一侧形成一方的焊锡凸台，在基衬底一侧形成另一方的焊锡凸台。
<焊锡密封构件的构造>
图10是本发明其他弹性表面波装置的剖视图。
弹性表面波装置由弹性表面波元件1、基衬底2、焊锡凸台构件3、焊锡密封构件4和外装树脂层5构成。除了焊锡密封构件4以外，具有与参照图1说明的弹性表面波装置相同形状、构造，所以这里省略了再度的说明。
图11A是表示虚拟固定弹性表面波元件1和基衬底2之前的状态的局部侧视图，图11B是把它们虚拟固定后的局部侧视图，图11C是表示用焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4接合了弹性表面波元件1和基衬底2后的状态的局部侧视图。另外，图12是本发明的弹性表面波装置中使用的基衬底的概略俯视图，外周密封导体膜22在基衬底2上与弹性表面波元件1的形状对应，形成整个为矩形的环状。
本发明的特征在于：环状的外周密封导体膜22的导体宽度W(参照图11B、图12)设定为比与它对应的环状的外周密封电极13的电极宽度w’宽，并且外周密封导体膜22的内周形状22a与外周密封电极13的内周形状13a大致一致。即如果在俯视图中，外周密封导体膜22的外周具有比外周密封电极13的外周突出的形状。另外，环状的外周密封导体膜22在它的全周长上，即即使在角部分和其他边部分，实质上也由同一导体宽度W构成，另外，形成在外周密封导体膜22上的成为焊锡密封构件4的回流焊锡4b形成该外周密封导体膜22的整个导体宽度W。
下面，参照图11A～图11C说明这样的基衬底2和弹性表面波元件1的接合工序。
首先，如图11A所示，在基衬底2一侧的元件连接用电极21上形成成为焊锡凸台构件3的回流焊锡3a，另外，在基衬底2一侧的外周密封导体膜22上形成成为焊锡密封构件4的回流焊锡4a。例如在基衬底区域2的元件连接用电极21和外周密封导体膜22上以规定次数涂敷焊锡膏，把该涂敷的焊锡膏加热熔化，形成回流焊锡3a和回流焊锡4a。
接着，为了进行虚拟固定，把回流焊锡3a对位在弹性表面波元件1的连接电极12上，把回流焊锡4a对位在弹性表面波元件1的外周密封电极13上，把弹性表面波元件1放置到基衬底2上。
接着，如图11B所示，向基衬底2提供用于可靠地进行超声波热压接的热(例如100～150℃)，从弹性表面波元件1一侧提供超声波振动，同时压接、虚拟固定。须指出的是，成为焊锡凸台构件3的回流焊锡3a的突出高度比成为焊锡密封构件4的回流焊锡4a高时，超声波熔敷先在焊锡凸台构件3(3a)一侧进行，如果该焊锡凸台构件3a的突出量变低，超声波熔敷也在外周密封导体膜22上的焊锡密封构件4(4a)进行。
据此，实现虚拟固定，能抑制弹性表面波元件1的位置偏移等，能维持弹性表面波元件1和基衬底2的稳定连接，并且成为制造工序中的搬运等处理非常容易的制造方法。
接着，如图11C所示，一边从弹性表面波元件1一侧加负载，一边在焊锡熔化温度以上的温度通过回流炉，使焊锡凸台构件3、焊锡密封构件4熔化，实现在弹性表面波元件1和基衬底2的电连接和外周部分的密封。须指出的是，通过一边在弹性表面波元件1上作用负载，一边通过回流处理(再熔化)，进行熔化密封工序。
须指出的是，为了使弹性表面波元件1和基衬底2间的间隙为规定氮气气氛，以规定氮气气氛进行这些接合工序。
在该熔化接合时，由于从弹性表面波元件1一侧提供负载，所以在外周密封导体膜22和外周密封电极13间的焊锡密封构件4充分破坏的状态下熔化接合，能可靠地进行密封。
然后，在解除了该负载的状态下，逐渐从熔化温度冷却到常温。据此，接合工序结束。据此，能统一形成大量的弹性表面波装置，能以低价进行批量生产。特别当加压条件强时，熔化的焊锡变为压碎的形态，电极间的距离窄，最坏考虑到短路的可能性，但是通过所述加压的解除，能实现适宜的连接和密封状态。
下面，说明外周密封导体膜22和外周密封电极13的外周宽度的关系。
一般而言，当虚拟固定基衬底2一侧的外周密封导体膜22上形成的回流焊锡4a时，如果该回流焊锡4a的顶点部分接触表面为金层(底层Ni，表面为金)的外周密封电极13，进行超声波热压接，则产生焊锡浸湿性差的合金层。而外周密封电极13的表面和基衬底2上的外周密封导体膜22上形成的焊锡密封构件4a中的Sn在超声波压接时合金化，SnNi、SnAu等焊锡密合性差的粒状物质以与外周密封电极13的接触部分的表面为中心而形成。该密合性差的合金层不与焊锡一体化，结果，引起外周密封接合部分的耐湿可靠性不良。
该密合性差的合金层集中在回流焊锡4a的顶点即成为截面半圆形状的顶点(图11B的箭头)部分。如果，弹性表面波元件1的外周密封电极13和基衬底2一侧的外周密封导体膜22的形状、宽度相同，则在外周密封导体膜22的整个宽度上，形成回流焊锡，所以密合性差的合金层变成位于外周密封电极13的中央部分。由于该密合性差的合金层位于进行外周密封的中央部分，因此大幅度减小了进行稳定接合的区域，引起耐湿可靠性不良。
可是，在本发明的实施方式中，焊锡浸湿性差的合金层主要发生在图11B所示的焊锡密封构件4a的顶点部(用三角表示)，但是如上所述，外周密封导体膜22的外周是比外周密封电极13的外周更突出的形状(W＞w’)，所以焊锡密封构件4a的顶点部变成位于外周密封电极13的宽度w’方向的靠外位置。即如图11C所示，当通过回流炉进行熔化接合时，在从外周密封电极13的宽度w’的中央靠内即不形成焊锡浸湿性差的合金层的区域中，熔化的焊锡稳定浸湿，能实现稳定的接合，实现良好的密封。
因此，在以往，焊锡浸湿性差的区域位于外周密封电极的中央，而在本发明中，浸湿性差的区域靠外，其结果有助于可靠的焊锡接合的区域增大。
为了稳定地产生这样的状况，如图12所示，把基衬底2上的外周密封导体膜22的导体宽度W形成均匀的宽度是有效的。即外周密封导体膜22的导体图案中，角部的外周具有1/4圆的形状，角部的内周和外周都具有圆弧状的图案。这时，形成在该角部的回流焊锡由于表面张力的关系，与角部的以外的其他边相比，容易形成向上的形态。
因此，通过使外周密封导体膜22的导体宽度W形成均匀的宽度，能使外周密封导体膜22上成为焊锡密封构件4的回流焊锡4a的高度在角部和其他边部分都为大致均匀的高度，能稳定地接合全部外周。
在本发明中，外周密封导体膜22的宽度W和外周密封电极13的电极宽度w’的关系可以为：成为焊锡密封构件4的回流焊锡4a的顶点位于比外周密封电极13的中央更靠外的位置。
另外，因为熔化的焊锡非常有助于密封接合，所以减少流到外周密封导体膜22和外周密封电极13的内周一侧的焊锡量是重要的。因此，最好使外周密封导体膜22的内周部分22a和外周密封电极13的内周部分一致。
考虑以上2点，如果以在外周密封导体膜22的导体整个宽度上形成回流焊锡4a为前提，则宽度W和电极宽度w’以w’＜W，并且w’＞W/2为宜。
<外装树脂的形状>
在以往的弹性表面波装置中，从弹性表面波元件滴下液状外装树脂，在该状态下加热固化并形成，所以固化后的树脂层不均匀地在弹性表面波元件上扩散，它的截面形状变为山的形状，成为弯曲的形状。因此，树脂层的厚度也形成得比较厚，因此弹性表面波装置自身的厚度也变厚，无法充分适用于弹性表面波装置的小型化、薄型化的要求。另外，弹性表面波装置的上表面变为山的形状，成为弯曲的形状，不是平坦面，所以向母板安装时，基于装配机的吸附喷嘴的吸附无法顺利进行，发生吸附错误，结果，产生了生产率下降的问题。
因此，本发明提出了薄型并且尺寸偏差小，安装性优异的外装树脂的形成方法。
图13是本发明的弹性表面波装置的剖视图。
弹性表面波装置由弹性表面波元件1、基衬底2、焊锡凸台构件3、焊锡密封构件4、侧面外装树脂层5a、上表面外装树脂层5b构成。
与图1的弹性表面波装置1的不同在于：在本实施方式中，外装树脂层5由侧面外装树脂层5a、上表面外装树脂层5b分割构成。此外与图1的弹性表面波装置1同样，所以省略了重复说明。
侧面外装树脂层5a如图13所示，覆盖弹性表面波元件1、外周密封电极13、外周密封导体膜22、焊锡密封构件4的侧面外周而形成。
上表面外装树脂层5b覆盖弹性表面波元件1的另一方主面和侧面外装树脂层5a的上表面而形成。上表面外装树脂层5b含有最大粒径10μm～30μm(最大30μm)的填充剂。
下面，说明上述弹性表面波元件1的制造方法。首先，准备由多个形成了元件连接用电极21、外周密封导体膜22、外部端子电极23的基衬底2构成的集合衬底，准备形成了连接电极12和外周密封电极13的弹性表面波元件1。在该集合衬底的元件连接用电极21和外周密封导体膜22上形成焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4。到此与参照图4A～图4C说明的内容相同。
接着，如图14A所示，使连接电极12和元件连接电极10相对，外周密封电极13和外周密封导体膜22相对，把弹性表面波元件1放置到基衬底2上，通过进行焊锡回流处理等，通过焊锡凸台构件3接合连接电极12和元件连接用电极21，并且通过焊锡密封构件4接合外周密封电极13和外周密封导体膜22。
据此，在弹性表面波元件1的一方主面和基衬底2的表面间形成相当于焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4的高度的空隙，并且进行密封，所以在弹性表面波元件1的主面，能使稳定的弹性表面波在表面传播。
接着，进入图14B所示的工序。首先，在集合衬底上的弹性表面波元件1间填充侧面外装树脂层5a。该侧面外装树脂层5a例如是环氧树脂，因为是含有溶剂成分，具有流动性的液态树脂，所以通过流入弹性表面波元件1间而填充。
接着，在弹性表面波元件1的另一方主面和侧面外装树脂层5a的上表面通过丝网印刷等方法形成上表面外装树脂层5b。
然后，例如通过在温度150℃加热1小时，上表面外装树脂层5b和侧面外装树脂层5a同时固化。
然后，如图14C所示，使用切片锯等，在弹性表面波元件1之间切断，分离为单个，成为图13所示的弹性表面波装置1。
这里，本发明的特征在于：在弹性表面波元件2上形成侧面外装树脂层5a和上表面外装树脂层5b的工序包含：在弹性表面波元件1间填充侧面外装树脂层5a的工序；在弹性表面波元件1的另一方主面和侧面外装树脂层5a的上表面上印刷上表面外装树脂层5b的工序；使侧面外装树脂层5a和上表面外装树脂层5b同时固化的工序。
即，在弹性表面波元件1间填充侧面外装树脂层5a，掩埋弹性表面波元件1间的间隔，减小了台阶差后，通过印刷在弹性表面波元件1的另一方主面和侧面外装树脂层5a的上表面上形成上表面外装树脂层5b。据此，能在弹性表面波元件1的另一方主面和侧面树脂6的上表面以薄的膜厚均匀覆盖形成上表面外装树脂层5b。
因此，弹性表面波装置的薄型化成为可能，同时在弹性表面波元件部分形成了平坦的面，所以向母板的安装时的装配器的吸附变得可靠，不发生错误，成为安装性优异的弹性表面波装置。
另外，该上表面外装树脂层5b含有最大粒径10μm～30μm(最大30μm)的填充剂，所以层厚为最大填充剂直径即30μm的厚度。为了弹性表面波装置1的薄型化，上表面外装树脂层5b的层厚越薄越好，但是如果太薄，则树脂层的强度下降，在用切片锯等在弹性表面波元件1之间切断，分离为单个时，发生断裂或剥离。因此，为了确保能实用的最小层厚30μm，使含有最大粒径10μm～30μm的填充剂。据此，能实现上述的薄型化，并且能使上表面外装树脂层5b的平坦度稳定。
另外，只要上表面外装树脂层5b是含碳黑的环氧树脂，由于碳黑的粒径为10nm～500nm，是非常细的粒子，所以能以薄的层厚形成上表面外装树脂层5b。
另外，本发明的特征在于：在填充了侧面外装树脂层5a时，侧面外装树脂层5a在弹性表面波元件1间，填充成上表面的截面形状弯曲为弓状的形状。即侧面外装树脂层5a的与弹性表面波元件1相邻的第一上表面水平与弹性表面波元件1的上表面水平相同，但是位于切断的部位的第二上表面水平位于比第一上表面水平低的位置
下面，参照图15A、图15B，详细说明该情况。如图15A所示，侧面外装树脂层5a是包含溶剂成分的液体树脂，在填充时，由于毛细管现象，与弹性表面波元件1相邻的部分的液面变高。在该状态下，如图15B所示，印刷上表面外装树脂层5b，由于侧面外装树脂层5a和上表面外装树脂层5b同时固化，上表面外装树脂层5b在侧面外装树脂层5a上的部分中，也形成了截面弯曲为弓状的形状即截面凹状。
在由x’-x’线切断后的弹性表面波装置1中，如图16A、图16B所示，在弹性表面波元件1部分，平坦地形成了上表面外装树脂层5b，但是在侧面外装树脂层5a部分，形成向外侧带R的形状。据此，上表面外装树脂层5b虽然是厚度薄的层，但是由于在边缘部形成了磨边，所以对来自外部的冲击，不发生倾倒和断裂，能维持树脂层。
所述侧面外装树脂例如是由无机填充剂比率60～73wt％、环氧树脂成分12～23wt％、固化剂成分8～15wt％、硅酮弹性体成分0.7～1wt％构成的热固化型树脂，在加热固化时，通过环氧树脂成分的固化，发生体积收缩，进一步加强截面弯曲为弓状的形态，从而获得更有效的形状。
<侧面外装树脂的弹性模量>
图17是本发明其他实施方式的弹性表面波装置的剖视图。
弹性表面波装置由弹性表面波元件1、基衬底2、焊锡凸台构件3、焊锡密封构件4和外装树脂层5构成。
如使用图4A～图4F或图9A～图9G而说明的那样，弹性表面波元件1焊锡接合在基衬底2上，进行了电连接。在该弹性表面波元件1中，覆盖另一方主面一侧和侧面外周，形成外装树脂层5。
该外装树脂层5由覆盖弹性表面波元件1的另一方主面的上表面外装树脂层5a和覆盖侧面的侧面外装树脂层5b构成。可是，如果对来自外部的冲击能确保充分的强度，就不一定要形成上表面外装树脂层5a。
这里，本发明的特征在于：侧面外装树脂层5b具有适用于由于在焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4熔化的温度下的体积膨胀，基衬底2的表面和弹性表面波元件1的间隔变化的弹性模量。
即当在母板等上安装弹性表面波装置1时，由于焊锡回流的热，焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4熔化，发生体积膨胀，结果产生把弹性表面波元件1向上方托的力。这时，因为在侧面外装树脂层5b中产生拉伸，所以基衬底2的表面和弹性表面波元件1的一方主面的间隔可以扩大。即如图18A所示，在向母板安装时，焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4熔化，产生体积膨胀的结果是：安装到母板前的基衬底3的表面和弹性表面波元件1的一方主面的间隔A变为图18B所示的间隔B。这时，变为间隔A＜间隔B的关系，由于基衬底3的表面和弹性表面波元件1的一方主面的间隔扩大，不会妨碍焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4的体积膨胀(特别是上下方向的移动)。因此，不用担心象以往那样，焊锡向内部方向在弹性表面波元件1和基衬底3的空隙流出，发生短路。
侧面外装树脂层5b的材料例如具有热塑性的环氧树脂成分。例如在环氧树脂成分中含有无机填充剂、固化剂成分的同时还含有硅酮树脂弹性体成分。而且，通过控制该硅酮树脂弹性体成分，能控制弹性模量。该弹性模量在温度25℃时，是3.5GPa～6GPa，并且，在230℃时，是0.2GPa～0.4GPa。
如果是这样的树脂，则在常温，例如25℃时，具有保护弹性表面波元件1由于外部冲击所必要的强度，并且能抑制树脂的固化时的收缩引起的翘曲。并且，焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4熔化的温度例如在230℃，因为弹性模量下降，所以适用于焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4熔化时的体积膨胀而变形，基衬底2的表面和弹性表面波元件1的一方主面的间隔可以发生变化。因此，没有焊锡的流出引起的短路不良，能确保与弹性表面波元件1的密合强度。
作为侧面外装树脂层5b，使用弹性模量不同的10种树脂，进行了评价。该树脂的25℃的弹性模量在1.5GPa～8GPa间是不同的。分别制作以这10种树脂形成侧面外装树脂层5b的弹性表面波装置1。同时，作为用于评价翘曲，也分别只用树脂制作了边长30mm的衬底。树脂的固化条件都是100℃、1小时以及150℃、3小时的加热。接着，使这些生成的弹性表面波装置1从1m的高度自由落到水泥地上，进行调查树脂中是否发生破裂和缺口的落下试验，测定边长30mm的衬底的翘曲量。表1表示了这些树脂在25℃的弹性模量和落下试验的不良数以及衬底翘曲的评价结果。
                             [表1]
            25℃的弹性模量和落下试验以及衬底翘曲的评价
 样品序号   弹性模量(GPa)  落下试验的不良数  衬底翘曲量(mm)   判定
    1     1.5     5/50     0.03   不合格
    2     2     2/50     0.05   不合格
    3     3     1/50     0.05   不合格
    4     3.5     0/50     0.07   合格
    5     4     0/50     0.09   合格
    6     5     0/50     0.09   合格
    7     6     0/50     0.10   合格
    8     6.5     0/50     0.25   不合格
    9     7     0/50     0.27   不合格
    10     8     0/50     0.28   不合格
如果树脂的弹性模量小，则强度恶化，所以在落下试验中，发生破裂和缺口等不良。如果弹性模量增大，则树脂固化时的收缩也增大，发生翘曲，对作为弹性表面波装置的电特性产生不良影响。因此，如果把在落下试验中不发生不良，对作为弹性表面波装置的电特性不产生不良影响的翘曲量0.1mm以下的样品判定为合格，则样品序号4、5、6、7变为合格，即可以选定25℃的弹性模量3.5GPa～6GPa的树脂。
接着，用相同的10种树脂，作为用于与形成了侧面外装树脂层5b的弹性表面波装置1的密合强度的评价，使用在边长1.8mm的弹性表面波元件1上形成了树脂层1的样品，进行焊锡回流处理，调查焊锡流出引起的短路不良的发生数，并且用戴西埃尔强度计测定了树脂的密合强度。这时，在230℃的弹性模量在0.1GPa～1.3GPa间是不同的，另外，表1表示的样品序号和表2表示的样品序号是相同的样品。表2表示了230℃的弹性模量和短路不良的发生数以及密合强度的评价结果。
                              [表2]
            230℃的弹性模量和短路不良以及密合强度的评价
 样品序号   弹性模量(GPa)  焊锡流出引起的短路不良数 密合强度(戴西埃尔)(N)    判定
    1     0.1     0/50     32.5   不合格
    2     0.15     0/50     35   不合格
    3     0.2     0/50     45   合格
    4     0.4     0/50     60   合格
    5     0.6     1/50     62.5   不合格
    6     0.8     1/50     72.5   不合格
    7     0.9     2/50     72.5   不合格
    8     1.0     2/50     75   不合格
    9     1.1     3/50     75   不合格
    10     1.3     4/50     78   不合格
如果230℃的弹性模量小，则能充分吸收熔化的焊锡的体积膨胀，所以不发生焊锡流动引起的短路不良。可是，如果弹性模量变得过小，则与弹性表面波元件1的密合强度下降。因此，如果把不发生短路不良，密合强度充分的戴西埃尔强度40N以上的样品判定为合格，则样品序号3、4为合格，即可以选定230℃的弹性模量0.2GPa～0.4GPa的树脂。
因此，如果综合表1和表2中的判定，则能使用25℃的弹性模量3.5GPa～6GPa并且230℃的弹性模量0.2GPa～0.4GPa的树脂，作为满足两者的树脂，能使用样品序号4的树脂。
温度180℃～250℃的焊锡凸台构件3和焊锡密封构件5的单位体积的质量根据焊锡组成而不同，但是对于5～8g/cm3左右，同样在温度180℃～250℃的单位体积的质量为：弹性表面波元件1为2～3g/cm3左右，侧面外装树脂层5b为1～2g/cm3左右，上表面外装树脂层5a为1～2g/cm3左右，是比焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4的单位体积的质量小的值，所以当焊锡凸台构件3和焊锡密封构件4熔化时，弹性表面波元件2上产生浮力，更可靠地使基衬底2的表面和弹性表面波元件1的一方主面的间隔扩大。

Claims (21)

1.一种弹性表面波装置，其特征在于：具有：
包含压电衬底，在它的一个主面上形成了交叉指型换能器电极、与该交叉指型换能器电极连接的连接电极和外周密封电极的弹性表面波元件；
形成了与所述连接电极连接的元件连接用电极、与所述外周密封电极接合的外周密封导体膜以及外部端子电极的基衬底；
覆盖在弹性表面波元件的另一主面和侧面上的外装树脂层；
在所述基衬底和所述弹性表面波元件之间，通过焊锡凸台构件接合所述连接电极和元件连接用电极，以便形成规定间隙，通过焊锡密封构件接合所述外周密封电极和所述外周密封导体膜；
所述焊锡凸台构件和焊锡密封构件是包含90％以上Sn的Sn-Sb类或Sn-Ag类的无铅焊锡，所述基衬底的热膨胀系数是9～20ppm/℃。
2.根据权利要求1所述的弹性表面波装置，其中：
所述基衬底是在陶瓷粉末的界面上存在结晶玻璃构造的玻璃-陶瓷衬底。
3.根据权利要求1所述的弹性表面波装置，其中：
所述基衬底是用无机纤维强化的树脂衬底。
4.根据权利要求1所述的弹性表面波装置，其中：
当所述焊锡凸台构件的焊锡纵截面积为S1，焊锡密封构件的纵截面积为S2，形成在所述弹性表面波元件上的连接电极的纵截面的焊锡接合宽度为L1，所述弹性表面波元件的外周密封电极的纵截面的焊锡接合宽度为L2时，则(S1/L1)＞(S2/L2)。
5.根据权利要求1所述的弹性表面波装置，其中：
所述基衬底的外周密封导体膜的导体宽度比所述弹性表面波元件的外周密封电极的电极宽度还宽，并且所述外周密封导体膜的内周形状与所述外周密封电极的内周形状大体一致。
6.根据权利要求5所述的弹性表面波装置，其中：
所述外周密封导体膜在其全周长上，实质上形成同一导体宽度，接合在该外周密封导体膜上的焊锡密封构件的宽度与该外周密封导体膜的导体宽度相同。
7.一种弹性表面波装置，其特征在于：具有：
包含压电衬底，在它的一个主面上形成了交叉指型换能器电极、与该交叉指型换能器电极连接的连接电极和外周密封电极的弹性表面波元件；
形成了与所述连接电极连接的元件连接用电极、与所述外周密封电极接合的外周密封导体膜以及外部端子电极的基衬底；
在所述基衬底和所述弹性表面波元件之间，为了形成规定间隙，通过焊锡凸台构件接合所述连接电极和元件连接用电极，通过焊锡密封构件接合所述外周密封电极和所述外周密封导体膜，
在所述弹性表面波元件的侧面和所述焊锡密封构件的外周面上覆盖了侧面外装树脂层，
所述侧面外装树脂层具有适用于在所述焊锡凸台构件和焊锡密封构件的熔化温度下，由于该焊锡凸台构件和焊锡密封构件的体积膨胀而发生的所述基衬底和所述弹性表面波元件的间隙变化的弹性模量。
8.根据权利要求7所述的弹性表面波装置，其中：
所述侧面外装树脂层是具有热塑性的树脂。
9.根据权利要求7所述的弹性表面波装置，其中：
所述侧面外装树脂层是温度25℃的弹性模量为3.5GPa～6GPa，并且230℃的弹性模量为0.2GPa～0.4GPa的树脂。
10.根据权利要求7所述的弹性表面波装置，其中：
所述弹性表面波元件和所述侧面外装树脂层的在温度180℃～250℃的单位体积的质量比所述焊锡凸台构件和焊锡密封构件的在温度180℃～250℃的单位体积的质量小。
11.根据权利要求7所述的弹性表面波装置，其中：
由所述弹性表面波元件、基衬底和焊锡密封构件形成的空间中，由空气或氮等惰性气体以密封状态填充。
12.一种弹性表面波装置的制造方法，该弹性表面波装置是把在一方主面上形成了连接电极和外周密封电极的弹性表面波元件、分别形成了与所述连接电极连接的元件连接用电极和与所述外周密封电极接合的外周密封导体膜以及外部端子电极的基衬底，在所述基衬底和所述弹性表面波元件之间形成规定间隔而接合，其特征在于：
在所述基衬底的元件连接用电极或所述弹性表面波元件的连接电极的任意一个上形成成为焊锡凸台构件的第一焊锡凸台，
在所述基衬底的外周密封导体膜或所述弹性表面波元件的外周密封电极的任意一个上形成高度比所述第一焊锡凸台还低的第二焊锡凸台，
通过所述第一焊锡凸台进行基衬底的元件连接用电极和弹性表面波元件的连接电极之间的电连接和虚拟固定，
然后，在规定气氛中，使所述第一焊锡凸台和所述第二焊锡凸台熔化，进行衬底区域的外周密封导体膜和弹性表面波元件的外周密封电极的基于第二焊锡凸台的密封接合。
13.根据权利要求12所述的弹性表面波装置的制造方法，其中：
在所述元件连接用电极或连接电极上印刷焊锡膏，通过加热处理和清洗处理形成所述第一焊锡凸台。
14.根据权利要求12所述的弹性表面波装置的制造方法，其中：
在所述外周密封导体膜或外周密封电极上印刷焊锡膏，通过加热处理和清洗处理形成所述第二焊锡凸台。
15.根据权利要求12所述的弹性表面波装置的制造方法，其中：
分别印刷焊锡膏并通过加热处理和清洗处理形成第一焊锡凸台和第二焊锡凸台，
使用形成第一焊锡凸台的焊锡凸台，通过超声波热压接，虚拟固定所述连接电极和元件连接用电极，
然后，使所述两焊锡凸台熔化，使所述连接电极和所述元件连接用电极连接的同时，使所述外周密封电极和所述外周密封导体膜接合。
16.根据权利要求15所述的弹性表面波装置的制造方法，其中：
在使所述焊锡凸台熔化，使连接电极和所述元件连接用电极连接的同时，使所述外周密封电极和所述外周密封导体膜接合的工序中，在所述弹性表面波元件上外加负载，并且通过回流处理进行熔化。
17.根据权利要求16所述的弹性表面波装置的制造方法，其中：
在解除了所述负载的状态下，逐渐从熔化温度冷却到常温。
18.根据权利要求12所述的弹性表面波装置的制造方法，其中：
准备由多个所述基衬底连续构成的集合衬底，
在接合在所述集合衬底上的弹性表面波元件间填充成为侧面外装树脂的树脂，
在所述弹性表面波元件的另一方主面和侧面外装树脂上形成成为上表面外装树脂的树脂，
使成为所述侧面外装树脂的树脂和成为所述上表面外装树脂的树脂同时固化，
按各基衬底区域切断所述侧面外装树脂和集合衬底。
19.根据权利要求18所述的弹性表面波装置的制造方法，其中：
填充在所述弹性表面波元件间的侧面外装树脂的表面，在相邻的弹性表面波元件之间，截面形成为凹形。
20.根据权利要求18所述的弹性表面波装置的制造方法，其中：
所述上表面外装树脂含有最大粒径30μm的填充剂。
21.根据权利要求18所述的弹性表面波装置的制造方法，其中：
所述上表面外装树脂是含有碳黑的环氧树脂。
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