CN1617445A - 声波器件及其制造方法 - Google Patents

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上田政则
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Abstract

声波器件及其制造方法。一种声波器件,其包括:器件基板,其上形成有沿外部周边设置的多个电极、多个第一端子和第一金属密封层;支撑基板,其上形成有与所述多个第一端子相连的多个第二端子,以及与所述第一金属密封层接合的第二金属密封层;以及设置在所述器件基板的外表面、所述第一金属密封层的外表面和所述第二金属密封层的外表面上的导电密封膜。通过所述第一和第二金属密封层以及所述密封膜来气密地密封所述多个电极以及所述多个第一和第二端子。

Description

声波器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及声波器件及其制造方法,更具体地,涉及具有芯片大小的封装的声波器件及其制造方法。
背景技术
通常,声波器件用于多种场合。最近,一种具有声波器件的滤波器,具体地,一种具有表面声波(SAW)芯片的滤波器受到了极大关注。由于SAW滤波器可以限制发送和接收时的不必要信号,所以在涉及移动通信设备(例如便携式电话)的通信技术领域中,对这种SAW滤波器的需求正在快速增长。具体地说,目前对小尺寸、高可靠性的SAW滤波器的需求很大。具有形成在压电基板上并被气密密封的梳状电极的SAW滤波器更为优选,因为使用这种SAW滤波器可以获得更稳定的特性。
日本专利申请公报No.2002-513234公开了一种封装技术。通过该技术,对支撑在底板(base plate)上的压电基板进行气密密封。更具体地,使设置在底板上的多个薄片与压电基板的侧面接触,以在底板和压电基板之间形成气密密封的空间。此外,在这些薄片的外部设置框架,并且使用金属电镀材料覆盖该压电基板、该框架以及这些薄片。
日本专利申请公报No.2000-77970公开了一种封装结构,其中在压电基板和支撑基板中的每一个上设置密封环,并通过在密封环之间插入密封材料(例如焊料)将这两个基板互相接合。通过插入在两个基板的密封环之间的密封材料,气密地密封压电基板和支撑基板之间的空间。而且,采用导电覆盖膜来覆盖密封材料的外表面。此外,为压电基板和支撑基板中的每一个提供金密封环,并且将这些金密封环互相接合,以气密地密封压电基板和支撑基板之间的空间。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供一种声波器件,其中克服了上述传统结构的不足。
本发明的更具体的目的是提供一种具有高可靠性和高性能的以芯片大小封装的声波器件,以及制造这种声波器件的方法。
通过一种声波器件来实现本发明的以上目的,该声波器件包括:器件基板,其上形成有沿外部周边设置的多个电极、多个第一端子和第一金属密封层;支撑基板,其上形成有与所述多个第一端子相连的多个第二端子,以及与所述第一金属密封层接合的第二金属密封层;以及导电密封膜,设置在所述器件基板的外表面、所述第一金属密封层的外表面和所述第二金属密封层的外表面,通过所述第一和第二金属密封层以及所述密封膜来气密地密封所述多个电极以及所述多个第一和第二端子。
还可以通过一种声波器件来实现本发明的以上目的,该声波器件包括:器件基板,其上形成有沿外部周边设置的多个电极、多个第一端子和第一金属密封层;以及支撑基板,其上形成有与所述多个第一端子相连的多个第二端子,以及与所述第一金属密封层接合的第二金属密封层,通过所述第一和第二金属密封层来气密地密封所述多个电极以及所述多个第一和第二端子,所述支撑基板的背面具有多个沟槽以形成带状(strip)。
还可以通过一种声波器件来实现本发明的以上目的,该声波器件包括:器件基板,其上形成有沿外部周边设置的多个电极、多个第一端子以及第一金属密封层;以及支撑基板,其上形成有与所述多个第一端子相连的多个第二端子,以及与所述第一金属密封层接合的第二金属密封层,通过所述第一和第二金属密封层来气密地密封所述多个电极以及所述多个第一和第二端子,所述支撑基板中包含有(buried)多种材料,对这些材料进行设置以形成带状,并且这些材料的线性膨胀系数与所述支撑基板不同。
附图说明
当结合附图阅读下面的详细说明时,本发明的其它目的、特征和优点将变得更加明了,附图中:
图1A是根据本发明第一实施例的声波器件的剖视图;
图1B表示压电基板的电路形成表面;
图1C表示支撑基板的电路形成表面;
图2A到2H表示制造根据本发明第一实施例的声波器件的方法,其中图2A到2C表示制造该压电基板的工艺,图2D到2F表示制造该支撑基板的工艺;
图3示意性地表示了对镀金层的平整处理;
图4A和4B表示了一种结构,其中在图1A到1C所示的声波器件中,端子和金属密封层具有相同的膜结构;
图5A和5B表示了一种结构,其中在金属互连层的顶部上设置有对于焊料具有弱浸润性的氧化硅膜,以防止焊料侵入IDT;
图6A表示在第三实施例中所采用的设置在压电基板上的氧化硅膜的构造;
图6B表示没有氧化硅膜的另一构造;
图7A和7B表示一种构造,其中使用Ti层部分覆盖互连层,以防止焊料侵入;
图8表示本发明第五实施例中所使用的压电基板;
图9A、9B和9C表示一种结构,其中将线性膨胀系数较小的玻璃构件以多行的形式接合到支撑基板上;
图10A、10B和10C表示一种结构,其中以多行形式在支撑基板上或支撑基板中设置线性膨胀系数与支撑基板不同的物质(substance)(例如,沟槽或间隙);
图11表示根据本发明第七实施例的声波器件;
图12A和12B表示根据本发明第八实施例的声波器件;
图13表示根据本发明第九实施例的声波器件;
图14表示根据本发明第十实施例的声波器件;
图15表示将密封构件从支撑基板的电路形成表面插入形成在支撑基板中的孔内的工艺;
图16A到16C表示根据本发明第十一实施例的声波器件;
图17A到17C表示根据本发明第十二实施例的声波器件;
图18A、18B和18C表示根据本发明第十三实施例的声波器件;
图19A、19B和19C表示根据本发明第十四实施例的声波器件;
图20A、20B和20C表示根据本发明第十五实施例的声波器件。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施例。
(第一实施例)
图1A到1C表示根据本发明第一实施例的声波器件。图1A是该声波器件的剖视图。图1B表示压电基板10的电路形成表面。图1C表示支撑基板20的电路形成表面。
该声波器件包括压电基板10和支撑基板20。压电基板10,也称为器件基板,可以由LiTaO3(下文中简称为LT)或LiNbO3(下文中简称为LN)制成。优选地,压电基板10的电阻率等于1014-1017Ωm,以解决热电现象。支撑基板20可以为陶瓷基板、硅基板、玻璃基板或砷化镓(GaAs)基板。
将芯片型压电基板10面朝下地接合到支撑基板20上。如图1B所示,在压电基板10的电路形成表面上形成多个梳状电极11、多个端子15、用于密封的金属层13、和多个高电阻图案12。例如通过导线(未示出)以梯型方式连接多个梳状电极11。为了简化附图,图1B所示的梳状电极11并未在图1A中示出。在多个梳状电极11附近形成多个端子15,该多个端子15用作为梯型输入输出端子或接地端子。各个端子15通过高电阻图案12连接到金属密封层13。金属密封层13是沿电路形成表面的外部周边均匀形成的环状金属层。在下文中,金属密封层13也称为密封环。形成金属密封层13以包围梳状电极11和端子15。
如图1C所示,在支撑基板20的电路形成表面上形成金属层23和多个端子25。由于压电基板10是面朝下接合到支撑基板20上的,所以压电基板10的金属密封层13与支撑基板20的金属层23接合,而多个端子15分别与多个端子25接合。金属层23是沿电路形成表面的外部周边均匀形成的环状金属层。下文中,金属层23也称为密封环。在图1A到1C所示的结构中,金属层23比金属密封层13略宽,并且外侧形成有台阶状部分。支撑基板20具有多个通孔(对穿导线)26,其与多个端子25连通并与形成在底面上的外部连接焊盘27相连。使用端子15作为第一端子,将端子25视为第二端子。使用金属密封层13作为第一金属层,将金属层23视为第二金属层。
金属层23包括:形成在支撑基板20的电路形成表面上的粘附层231;以及形成在粘附层231上的镀金层232。优选地,应当使用粘附层231来增加镀金层232与压电基板10的粘附力。类似地,各个端子25包括:形成在支撑基板20的电路形成表面上的粘附层251;以及形成在粘附层251上的镀金层252。镀金层232和252分别形成在粘附层231和251上。在支撑基板20由陶瓷制成的情况下,粘附层231和251分别具有例如钨(W)和镍(Ni)的双层结构。
要与金属层23接合的压电基板10的金属层13包括粘附层131和形成在该粘附层131上的镀金层132。各个端子15也包括粘附层151和形成在该粘附层151上的镀金层152。在压电基板10由LT(LiTaO3)制成的情况下,粘附层131和151分别具有双层结构,该双层结构包括例如作为基底的钛(Ti)膜以及形成在该钛膜上的金层。
图2A到2H表示制造根据第一实施例的声波器件的方法。图2A到2C表示用于制造压电基板10的工艺,图2D到2F表示用于制造支撑基板20的工艺。首先对制造压电基板10的工艺进行详细说明。在LT晶片10A的电路形成表面上形成多个梳状电极11(步骤A)。使用旋涂机将抗蚀剂涂覆在LT晶片10A的电路形成表面上。在涂覆之后,通过溅射技术或汽相淀积技术形成Ti膜,并通过溅射技术形成Au膜。由此,形成厚度分别约为300nm的粘附层131和151(步骤B)。接下来,在粘附层131和151上分别形成镀金层132和金柱凸点(stud bump)152(步骤C)。金柱凸点152可以为镀金层。
制造支撑基板20的工艺如下。在步骤D中,在支撑基板20上形成多个通孔26、多个端子27以及分别具有W和Ti的双层结构的粘附层231和251。当粘附层231和251由W和Ti的双层构成时,W膜可以为约10μm厚,Ti膜可以为2到6μm厚。通过印刷工艺,在支撑基板20的底面上形成多个端子(焊盘)27。随后施加抗蚀剂72,并通过电镀工艺生长厚度为20到25μm的金膜来形成粘附层231和251(步骤E)。在使镀金层平整之后,去除抗蚀剂72,以形成镀金层232和252。
由于镀金层232和252的厚度达到20μm,所以如果在表面上有大台阶,则通过一般的旋涂机均匀地涂覆抗蚀剂可能存在某些困难。在这种情况下,可以使用喷涂机代替旋涂机,以实现抗蚀剂的均匀涂覆。也可以使用干膜代替喷涂机。
图3示意性地表示了镀金层232和252的平整工艺。吸附晶片10A并将其安装在车床的基板支撑底座74上。然后以支撑基板20的背面为基准,使用切削刀具(车刀(bite))对支撑基板20进行平整。在平整之后,去除抗蚀剂71。可以使用诸如氧化硅膜的绝缘膜来代替抗蚀剂71。平整工艺产生了平整的接合表面,并提高了气密密封性。该平整工艺可以应用于步骤E中的镀金层132和金柱凸点153的平整处理。
然后,如图2的步骤G所示,通过超声波焊接将镀金层132和镀金层232相互接合,从而可以气密地密封压电基板10的电路形成表面和支撑基板20的电路形成表面之间的空间。在接合工艺过程中含有氧的情况下,金属可能被氧化,使得气密密封性劣化。为了避免此问题,优选地,使用诸如氩气或氮气的惰性气体填充该密封空间,或者在减压状态下执行该接合工艺。
当相互接合镀金层132和232时,同时相互接合镀金层152和252。通过该操作,在形成在压电基板10上的电路与支撑基板20的多个端子27之间建立了电连接。在支撑基板20上设置由诸如金属的导电材料制成的密封膜50,以覆盖压电基板10的外表面和金属密封层13的外侧。
例如,密封膜50具有由Ti膜和铜膜构成的双层结构。通过溅射或汽化将Ti淀积到100nm的厚度,并通过电解电镀将Cu生长到3μm的厚度。可以使用无电的镀Ni来代替Ti的溅射。除了双层结构外,还可以使用包含铜、金或铟的膜。该密封膜50可以由导电树脂制成。
(第二实施例)
图4A和4B表示了一种结构,其中在图1A到1C所示的器件中,端子和金属密封层具有相同的膜结构。在这些图中,使用与前面说明中相同的标号表示相同的元件。更具体地,图4A表示压电基板10的电路形成表面,图4B示意性地表示沿图4A所示的线M截取的剖面。与图1A到1C中所示的在第一和第二端子之间采用金柱凸点152的第一实施例不同,第二实施例采用包含金和锡的层232和层252,同时金属密封层13包含金和锡。金属密封层13可以由银锡合金、锡锑合金、金锡合金、金硅合金、金锗合金、或锡铅合金制成。
(第三实施例)
图5A和5B表示图4A和4B所示结构的改进,其中在金属互连层的顶部设置对焊料具有弱浸润性的氧化硅膜,以防止焊料侵入梳状电极。使用与前面说明中相同的标号表示相同的元件。更具体地,图5A是根据本发明该实施例的声波器件的剖视图,图5B是通过金锡层252接合压电基板10和支撑基板20的放大视图。在将焊料用作为密封构件的情况下,在高温下熔化的焊料可能侵入形成在压电基板10上的IDT。可以通过在压电基板10上的金属互连层的一部分上生长厚度为例如100nm的氧化硅膜来避免此问题。应该注意,氧化硅膜对焊料具有弱浸润性。
图6A表示在压电基板10上部分设置的氧化硅膜60,图6B表示一个对比示例,其中根本没有设置氧化硅膜60。如图6A所示,在IDT 11和端子15之间设置金属线的高电阻图案12。设置对焊料具有弱浸润性的氧化硅膜60,以覆盖这些金互连线的多个部分。在没有氧化硅膜60的情况下,保持高温的焊料可能熔化并侵入高电阻图案12、端子15和梳状电极11,并可能导致性能故障。相反地,如图6A所示设置的氧化硅膜60防止焊料的侵入,并防止产生性能故障。可以使用氮化硅膜代替氧化硅膜60。
(第四实施例)
图7A和7B表示旨在防止焊料侵入IDT的另一种构造,其中第三实施例中使用的氧化硅膜由覆盖互连层的一部分的钛膜代替。在图7A和7B中,使用与前面说明中相同的标号表示相同的元件。更具体地,图7A是根据本实施例的声波器件的剖视图,图7B是通过金锡层接合压电基板10和支撑基板20的放大视图。在将焊料用作为密封构件的情况下,在高温下熔化的焊料可能侵入形成在压电基板10上的IDT。可以通过在压电基板10上的金互连线的一部分上设置Ti膜61来避免此问题。Ti膜61防止焊料的侵入。
(第五实施例)
本发明具有下述构造,其中在压电基板10上由金属密封层13形成带状,在压电基板10上还设置有如图6A所示的氧化硅膜60。
图8表示本实施例中所采用的压电基板10。金属密封层13由三个带层13a、13b和13c构成。这减小了密封面积(接触面积),并提高了在接合时施加在压电基板10上的压力,从而可以提高密封能力。
通过形成在本实施例中所采用的压电基板10上的金互连线的高电阻图案12来连接梳状电极11和端子15。使用对焊料具有弱浸润性的氧化硅膜60来部分覆盖高电阻图案12。这使得可以防止熔化的焊料侵入,并避免产生有缺陷的器件。
金属密封层13的带层13a-13c可以由具有不同成分的焊料制成。例如,具有80重量百分比的金和20重量百分比的锡成分的焊料的熔点高达280℃,但是由于使用了金而使其很昂贵。相反地,具有96.5重量百分比的锡和3.5重量百分比的银成分的焊料的熔点低至221℃,而其不太昂贵。基于以上考虑,通过具有不同成分的焊料的组合来形成金属密封层13。例如,带层13a和13c由含有96.5重量百分比的锡和3.5重量百分比的银的焊料制成,而带层13b由含有80重量百分比的金和20重量百分比的锡的焊料制成。具有不同成分的焊料的适当组合有利于降低制造金属密封层13的成本。上述示例组合满足260℃的重熔(reflow)测试(无铅焊料的可靠性测试),因为金属密封层13包括具有80重量百分比的金和20重量百分比的锡的焊料,这些金属具有高熔点。金属密封层13可以使用由96.5重量百分比的锡和3.5重量百分比的银组成的焊料进行接合。在接合之后,通过由80重量百分比的金和20重量百分比的锡组成的环形合金箔来覆盖该芯片。该工艺提高了器件在重熔方面的可靠性。
(第六实施例)
在接合金属密封层13时,以高于熔点的温度对焊料进行加热。例如,具有80重量百分比的金和20重量百分比的锡的合金焊料的熔点为280℃,在接合工艺中,以大约300℃对其加热。当在接合之后将该器件冷却至室温时,由于由陶瓷制成的支撑基板20与LT压电基板10之间的线性热膨胀系数的不同,而在接合部分产生残余应力。该残余应力可能降低器件的可靠性。可以考虑使用线性膨胀系数与陶瓷接近的有机基板作为支撑基板10,以避免上述问题。该有机基板可以由玻璃环氧树脂(glassepoxy)制成。但是,应该注意,压电基板10在线性膨胀系数方面具有各向异性(单位:×10-6/℃)。
表1
  无机基板     有机基板     压电基板        金属
氧化铝:6-7.7 玻璃环氧树脂:10-15 LT:X=8,Y=16 Sn 96.5重量百分比及Ag 3.5重量百分比:22.2
富铝红柱石:2-4 BT树脂:13-17 LN:X=8,Y=15 Au 80重量百分比及Sn 20重量百分比:16.2
玻璃:2-4 特氟隆:10 Sn 63重量百分比及Pb 37重量百分比:21
  硅:2.5 金:14.2
  蓝宝石:4.5-5.3 Sn:19.9
为了限制由于线性膨胀系数的不同而产生的应力,对有机基板进行处理以具有多个沟槽,或者在该表面上接合由小线性膨胀系数的材料(例如,玻璃或富铝红柱石)制成的多个线形构件,以使支撑基板的总体线性膨胀系数与压电基板的线性膨胀系数相匹配。可以使用维氏硬度等于或小于100的金属(例如,金)来缓和由于线性膨胀系数的差异而产生的应力。
图9A、9B和9C表示了一种结构,其中将具有较小线性膨胀系数的玻璃构件62以多行的形式与支撑基板20相接合。将被成型为多行的玻璃构件62与支撑基板20的背面相接合,以使支撑基板20的总体线性膨胀系数可以与压电基板10的线性膨胀系数相匹配。
如图10A、10B和10C所示,可以在支撑基板20上或支撑基板20内设置物质64(沟槽或间隙),其中该物质64的线性膨胀系数不同于支撑基板20的线性膨胀系数。
由基于锡的焊料形成的粘附层131和231可以使用Ti、Ni或Cu,这些金属具有良好的浸润性。当使用Ni作为设置在LT基板上的底层金属时,Ni膜对LT基板不具有良好的粘附性。但是,该问题可以通过使用LT基板/氧化硅膜/Ti/Ni/金属薄膜的叠层来解决。该叠层防止由于应力而去除多个膜。也可以在Ni膜中包含Co,以由此提高抗重熔性(例如,参见日本专利No.2750232)。可以使用钛钨合金。
(第七实施例)
图11是根据本发明第七实施例的声波器件的剖视图。金属密封膜50不具有任何面对梳状电极11的部分。即,没有在与其上形成有梳状电极11的压电基板10的表面区域相对的压电基板10的背面区域上设置金属密封膜50。在图11的剖面中,没有在由金属密封层13和23构成的密封环内部设置金属密封膜50。即,密封膜50具有窗口51,以包围梳状电极11。窗口51由涂覆材料(膜)63填充。由标号63a表示填充窗口51的涂覆材料63部分。由于在该结构中,梳状电极11没有面对金属密封膜50,所以不能减小该结构中的寄生电容。通过在压电基板10的底面上施加抗蚀剂、通过溅射工艺或汽相淀积工艺形成Ti膜、然后利用Cu对Ti膜进行电镀来形成密封膜50的窗口51。然后施加聚对二甲苯(Parylene)或BCB,以形成用于填充窗口51的涂覆材料63。
(第八实施例)
图12A是根据本发明第八实施例的声波器件的剖视图。在图12A中,使用与前面的实施例相同的标号来表示与前面的实施例相同的组件。如图12A所示,在压电基板10的底面上设置由不同于压电基板10的材料制成的支撑基板65。该支撑基板65是第二支撑基板,而支撑基板20是第一支撑基板。支撑基板65由蓝宝石制成。另选地,支撑基板65可以由玻璃、金刚石或高电阻硅制成。通过将由这种材料制成的支撑基板65接合到压电基板10上,可以提高滤波器的温度特性。更具体地,即使在存在温度差异时,也可以限制通带的中心频率以及带宽的变化。在采用蓝宝石的情况下,该效果较为突出。为了将压电基板10和支撑基板65互相接合,可以使用氩进行表面活化处理。可以在常温下进行该表面活化处理。
在压电基板10上设置有:由一声波元件形成的发送滤波器、由另一声波元件形成的接收滤波器以及诸如电感和电容器的电抗元件。在支撑基板65的底面上形成电感66。例如,电感66可以用于使阻抗与外界相匹配。电感66可能具有如图12B所示的螺旋图案。例如,可以通过电镀工艺生长10μm厚的铜膜来形成电感66。电感66通过接合导线67与焊盘68电连接。
在支撑基板20的电路形成表面上形成焊盘68。该焊盘68通过形成在支撑基板20(为多层陶瓷基板)中的层间布线图案69连接到端子25。端子25通过包括金柱凸点152a的压电基板10的端子15连接到梳状电极11。通过这种布线结构,可以将电感66电连接到梳状电极11。在图12B中,通过镀金层132和由焊料等形成的密封材料层232a来形成密封环,并且压电基板10和支撑基板20通过金柱凸点152a相互连接。这些方面在第一和第二实施例的结构中也可见到。由于密封环由镀金层132和密封材料层232a形成,所以可以省略金属密封膜50和涂覆膜60。
也可以将其底面上形成有电感66的第二支撑基板65应用于第一实施例。但是,如果没有采用密封膜50和涂覆膜63,则优选地,通过镀金层132和密封材料层232a来形成密封环。
可以在第二支撑基板65的底面或表面上形成诸如电容器或电阻的钝化元件,而不是电感66。
(第九实施例)
图13是根据本发明第九实施例的声波器件的剖视图。在图13中,使用与前面实施例相同的标号来表示与前面的实施例相同的部件。根据本发明第九实施例的声波器件具有沿垂直方向组合的两个声波器件100和300。声波器件100具有与图12A所示相同的结构(除了电感66以外)。声波器件300具有与声波器件100相同的结构。更具体地,声波器件300包括形成在由蓝宝石制成的支撑基板65上的LT压电基板110,以及由陶瓷制成的支撑基板120。
在压电基板110的电路形成表面上形成:由粘附层331和镀金层332构成的金属层(密封环)313、焊盘351、以及形成在焊盘351上的金柱凸点352a。在支撑基板120的电路形成表面上形成:由粘附层331以及形成在粘附层331上的密封材料层332a构成的金属层(密封环)323、焊盘状端子325、梳状电极(未示出)、以及图1B所示的高电阻图案。
将压电基板110面朝下地接合到支撑基板120上。由于将镀金层332与密封材料层332a接合,所以在内部形成气密密封的空间。在支撑基板120中形成通孔78。此外,在与支撑基板120的电路形成表面(支撑基板120的上表面)相对的表面上形成与通孔78相连的焊盘77。通过接合导线67将焊盘77与支撑基板20的焊盘68电连接。通过该布线结构,两个器件100和300相互电连接。例如,如果器件100和300分别具有两级梯状结构,则将器件100和300串联以产生四级梯状滤波器。器件100和300的外表面由密封膜50覆盖。
在该结构中,在蓝宝石支撑基板65的任一侧上形成声波器件。由此,可以减小芯片面积。
(第十实施例)
图14是根据本发明第十实施例的声波器件的剖视图。在图14中,使用与前面的实施例相同的标号来表示与前面的实施例相同的组件。除了用于调整频率的通孔83之外,本实施例的结构与图1所示的第一实施例的结构相同。在梳状电极上生长诸如氧化硅膜的绝缘膜,以调整通带的中心频率。使用穿透气密密封的内部空间的通孔83来调整频率。通过CVD工艺经由通孔83在梳状电极11上生长氧化硅膜81。仅在需要的情况下,才执行氧化硅膜81的生长。在图8C所示的工艺之后,对压电基板10进行切割以制造多个芯片,并测量频率特性。根据测量结果,确定是否要生长氧化硅膜81。在生长了氧化硅膜81之后,从支撑基板20的底面将诸如焊料的密封材料82插入通孔83中。由此,通过密封材料82堵住通孔83。如果如图14所示使通孔83弯曲,则很容易将密封材料82插入通孔83中。
如图15所示,可以从支撑基板20的电路形成表面将密封材料82插入孔85。在形成涂覆膜63的同时,填充其中插入有密封材料82的孔85。由标号86表示位于密封材料82上的涂覆材料。
上述用于调整频率的结构不仅可以应用于本实施例,还可以应用于其它实施例。
(第十一实施例)
图16A到16C表示根据本发明第十一实施例的声波器件。在图16A到16C中,使用与前面的实施例相同的标号来表示与前面的实施例相同的组件。本实施例的声波滤波器是双工器。双工器是具有相互接近的两个通带的滤波器。一个通带用于发送,另一个通带用于接收。考虑到电路结构而形成提供两个通带的两个滤波器,并且将这两个滤波器连接到与天线和其它组件相连的公共端子。通常在该公共端子和高频滤波器之间设置用于阻抗匹配的低通滤波器。在图16A到16C所示的结构中,通过螺旋布线图案90形成构成低通滤波器的电感。
形成电感的布线图案90位于支撑基板20的电路形成表面上,并包围焊盘。布线图案90包含形成在粘附层上的诸如铝的金属材料。在图16A到16C所示的示例结构中,布线图案90的一端通过形成在支撑基板20的底面(安装表面)上的包括导线91的布线路径连接,而布线图案90的另一端通过形成在支撑基板20中的包括内部图案92的布线路径连接。形成在由陶瓷制成的支撑基板20上的布线图案90与压电基板10相对,其间具有气隙。因此,可以使电感的Q值变大。
图16所示结构中的气密密封与第一实施例中的相同(图16A中没有示出密封材料),但是也可以将其应用于任何其它前述实施例。
(第十二实施例)
图17A到17C表示根据本发明第十二实施例的声波器件。在图17A到17C中,使用与前面实施例相同的标号来表示与前面的实施例相同的组件。该实施例是第一实施例的改进。在图1A到1C中所示的第一实施例中,在支撑基板20的底面上形成外部连接端子27,而在图17A到17C所示的结构中,在支撑基板20的电路形成表面上形成外部连接端子95。与梳状电极11相连的端子25通过形成在支撑基板20中的内部布线图案26连接到端子95。也可以将具有端子95的结构应用于任何其它前述实施例。通过端子95以及端子27,可以从两个表面外部地连接支撑基板20。
(第十三实施例)
本发明的第十三实施例提供了一种在基板上形成焊料的方法,而不是印刷工艺。通过根据第十三实施例的方法,可以形成更精细的图案。支撑基板20上的金属层23和端子25由铜制成。如下形成铜层。通过醋酸将2质量百分比的咪唑化合物的溶液调整至具有约4的pH值,作为粘性提供化合物溶液,其中该咪唑化合物包含作为R12烷基的C11H23以及R11氢原子。然后将该溶液加热至40℃。将已经使用盐酸溶液进行了预处理的基板在该加热溶液中浸泡3分钟,从而在铜电路表面上形成粘性材料。
然后用水清洗基板并干燥。结果,只在铜电路表面上淀积了粘性材料。在干燥之后,喷洒平均颗粒大小为大约15μm的89Sn/8Zn/3Bi焊料颗粒并轻微刷涂,从而选择性地将焊料颗粒粘附在粘性材料部分上。然后以240℃在烤炉中使焊料颗粒熔化。结果,可以将厚度约20μm的共晶(eutectic)焊料薄层精确地形成在铜电路的暴露部分上。然后使用粘性焊剂进行表面安装。通过使用丙二醇单苯醚(propylene glycol monophenylether)作为溶剂,将氢化蓖麻油作为触变剂加入聚合树脂和不均衡(disproportioned)树脂来形成粘性焊剂。将该焊剂印刷至100μm厚,并将压电基板安装在该焊剂上。然后使用重熔热源进行加热来焊接压电基板。这里,重熔条件为:150℃的预热温度、60秒预热时间以及230℃的重熔峰值温度。
然后通过粘性焊剂进行表面安装。通过使用丙二醇单苯醚为溶剂,将氢化蓖麻油作为触变剂加入聚合树脂和不均衡树脂来形成粘性焊剂。将该焊剂印刷至100μm厚,并将裸芯片(高度约为100μm的金柱凸点)安装到该焊剂上。然后使用重熔热源进行加热来焊接裸芯片。这里,重熔条件为:150℃的预热温度、60秒预热时间以及230℃的重熔峰值温度。
如上所述,在粘性提供化合物中发生反应,从而在将压电基板接合到支撑基板之后提供粘性。然后选择性地将焊料颗粒粘附在铜部分上,并使其重熔以熔化焊料。由此,可以实现接合的高可靠性。
如上所述,粘性提供化合物发生反应,以在接合压电基板和支撑基板之后提供粘性。然后选择性地将焊料颗粒粘附在铜部分上,并通过重熔来熔化焊料。由此,可以实现接合的高可靠性。
(第十四实施例)
图18A、18B和18C表示根据本发明第十四实施例的声波器件。可以在蜂窝电话中采用的双工器或多频段滤波器使用多种不同类型的声波滤波器(例如,SAW滤波器)。可以在单个压电基板上形成多种不同类型的SAW滤波器。在一些SAW滤波器相互连接的情况下,优选地,使用其上分别形成有SAW滤波器的独立压电基板。图18B表示其上形成有多个单独的SAW滤波器的两个压电基板10A和10B。使用单个支撑基板20A来倒装接合分别具有第一金属膜13A和13B的压电基板10A和10B。类似地,该单个支撑基板20A具有多个独立的密封环23。由此,可以将SAW滤波器芯片10A和10B分别接地,从而可以防止滤波器特性劣化。
(第十五实施例)
图19A、19B和19C表示根据第十五实施例的声波滤波器,其中采用单个压电基板10C。在该单个压电基板10C上设置有独立的第一密封环13A和13B,以使密封环13A和13B的对应侧部相互交叠以形成集成为整体的中间部分。当密封环13A和13B的宽度为100μm时,如果中间部分的宽度为100μm,则可以使压电基板10C纵向缩小100μm。由此,可以提高集成密度。
(第十六实施例)
图20A、20B和20C表示根据本发明第十六实施例的声波器件。设置密封环13A和13B以使集成为整体的中间部分具有200μm的宽度,以确保处理容限。集成为整体的中间部分可以更宽以确保更大的处理容限。
虽然示出并说明了本发明的多个优选实施例,但是本领域的技术人员应当理解,可以在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化,本发明的范围由权利要求及其等价物来限定。
本申请基于分别在2003年11月14日和2004年6月24日提交的日本专利申请No.2003-385750和No.2004-186639,在此通过引入并入其全文。

Claims (28)

1、一种声波器件,其包括:
器件基板,其上形成有沿外部周边设置的多个电极、多个第一端子和第一金属密封层;
支撑基板,其上形成有与所述多个第一端子相连的多个第二端子,以及与所述第一金属密封层接合的第二金属密封层;以及
导电密封膜,其设置在所述器件基板的外表面、所述第一金属密封层的外表面和所述第二金属密封层的外表面上,
通过所述第一和第二金属密封层以及所述密封膜来气密地密封所述多个电极以及所述多个第一和第二端子。
2、根据权利要求1所述的声波器件,还包括:设置在所述器件基板上的底部金属层,其中在所述底部金属层上设置有所述多个第一端子和所述第一金属密封层。
3、根据权利要求1所述的声波器件,其中:
所述第一端子和第二端子中的任意一种具有金凸点,而所述另一种端子具有金薄膜层;并且
所述第一和第二金属密封层中的任意一个具有焊料层,而另一个具有金层。
4、根据权利要求1所述的声波器件,其中:
所述第一端子和第二端子中的任意一种具有焊料层,而所述另一种端子具有金属层;并且
所述第一和第二金属密封层中的任意一个具有焊料层,而另一个具有金属层。
5、根据权利要求1所述的声波器件,其中:
所述第一端子和第二端子中的任意一种具有金凸点,而所述另一种端子具有金薄膜层;并且
所述第一和第二金属密封层中的任意一个具有金凸点,而另一个具有金属层。
6、根据权利要求1所述的声波器件,其中:
所述第一和第二端子中的任意一种具有镀金层,而所述另一种端子具有金属层;并且
所述第一和第二金属密封层中的任意一个具有镀金层,而另一个具有金属层。
7、根据权利要求3所述的声波器件,其中所述焊料层包括:含有银和锡的合金层、锡锑合金层、金锡合金层、金硅合金层、金锗合金层、或锡铅合金层。
8、根据权利要求2所述的声波器件,其中通过不与所述第二金属密封层发生化学反应的材料制成的覆盖膜来部分地覆盖所述底部金属层。
9、根据权利要求8所述的声波器件,其中所述覆盖膜包括氧化硅膜和氮化硅膜之一。
10、根据权利要求2所述的声波器件,其中:
所述底部金属层包括钛、铬、钛钨合金、铜、镍、钴镍合金、钨、和铂中的一种;并且所述声波器件还包括其上设置有所述底部金属层的氧化硅膜。
11、根据权利要求1所述的声波器件,其中所述导电密封膜包括导电树脂。
12、根据权利要求1所述的声波器件,还包括:位于所述器件基板上的,用于发送的第一声波滤波器、用于接收的第二声波滤波器以及用于相位调整的电抗或电容元件。
13、根据权利要求1所述的声波器件,其中所述第一和第二金属密封层中的至少一个包括多个带状金属密封层。
14、一种声波器件,其包括:
器件基板,其上形成有沿外部周边设置的多个电极、多个第一端子和第一金属密封层;以及
支撑基板,其上形成有与所述多个第一端子相连的多个第二端子,以及与所述第一金属密封层接合的第二金属密封层,
通过所述第一和第二金属密封层来气密地密封所述多个电极以及所述多个第一和第二端子,
所述支撑基板的内部或背面具有沟槽以形成多个带状。
15、一种声波器件,其包括:
器件基板,其上形成有沿外部周边设置的多个电极、多个第一端子和第一金属密封层;以及
支撑基板,其上形成有与所述多个第一端子相连的多个第二端子,以及与所述第一金属密封层接合的第二金属密封层,
通过所述第一和第二金属密封层来气密地密封所述多个电极以及所述多个第一和第二端子,
所述支撑基板中包含多种材料,对这些材料进行设置以形成多个带状,并且这些材料的线性膨胀系数与所述支撑基板的线性膨胀系数不同。
16、根据权利要求1、14和15中的任意一项所述的声波器件,其中所述第一和第二金属密封层中的至少一个包括具有不同成分的两种金属。
17、根据权利要求1、14和15中的任意一项所述的声波器件,还包括另一密封膜,其覆盖所述第一和第二金属密封层的外表面以及所述第一和第二金属密封层的多个接合区域,其中在所述另一密封膜的外部设置所述导电密封膜。
18、根据权利要求17所述的声波器件,其中所述另一密封膜包括焊料、粘合剂或铟。
19、根据权利要求1、14和15中的任意一项所述的声波器件,还包括由与所述器件基板不同的材料制成的第二支撑基板,其中所述第二支撑基板与所述器件基板的一表面接合,该表面与其上设置有所述多个电极、所述多个第一端子和所述第一金属密封层的所述器件基板的另一表面相反。
20、根据权利要求1、14和15中的任意一项所述的声波器件,还包括由与所述器件基板不同的材料制成的第二支撑基板,其中将具有第一和第二表面的所述第二支撑基板接合到所述器件基板上,以使所述第二支撑基板的所述第一表面与所述器件基板的一表面相对,该表面与其上设置有所述多个电极、所述多个第一端子和所述第一金属密封层的所述器件基板的另一表面相反,在与所述第一表面相反的所述第二支撑基板的所述第二表面上设置钝化元件。
21、根据权利要求1、14和15中的任意一项所述的声波器件,还包括由与所述器件基板不同的材料制成的第二支撑基板,其中将具有第一和第二表面的所述第二支撑基板接合到所述器件基板,以使所述第二支撑基板的第一表面与所述器件基板的一表面相对,该表面与其上设置有所述多个电极、所述多个第一端子和所述第一金属密封层的所述器件基板的另一表面相反,在所述器件基板的所述另一表面上形成另一声波器件图案。
22、根据权利要求1、15和16中的任意一项所述的声波器件,其中所述器件基板具有从其表面向内延伸的孔,以及填充所述孔的构件。
23、根据权利要求1、14和15中的任意一项所述的声波器件,还包括设置在所述器件基板的一表面上并且比所述第二金属密封层更靠内的图案,其中所述图案形成电感。
24、根据权利要求1所述的声波器件,其中所述导电密封膜接地。
25、根据权利要求1所述的声波器件,其中:
所述器件基板包括第一和第二芯片,其上分别形成有用于声波器件的图案;以及
所述第一金属密封层包括分别并独立地设置在所述第一和第二芯片上的第一和第二密封层。
26、根据权利要求1所述的声波器件,其中:
所述器件基板是单个芯片,在该单个芯片上分别形成有用于多个声波器件的多个图案;并且
所述第一金属密封层包括分别为所述多个声波器件设置的第一和第二密封层,以使所述第一金属密封层的所述第一和第二密封层具有公共部分,该公共部分的宽度等于所述第一和第二密封层中的每一个的另一部分的宽度。
27、根据权利要求1所述的声波器件,其中:
所述器件基板是单个芯片,在该单个芯片上分别形成有用于多个声波器件的多个图案;并且
所述第一金属密封层包括分别为所述多个声波器件设置的第一和第二密封层,以使所述第一金属密封层的所述第一和第二密封层具有公共部分,该公共部分的宽度大于所述第一和第二密封层中的每一个的另一部分的宽度,并小于所述第一和第二密封层中的每一个的所述另一部分的宽度的两倍。
28、根据权利要求1、14和15中的任意一项所述的声波器件,其中所述金属密封层或所述焊料层具有经平整的表面。
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