DE69619297T2

DE69619297T2 - Akustische Oberflächenwellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69619297T2
Application number: DE69619297T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Eda; Keiji Onishi; Shun-Ichi Seki; Yutaka Taguchi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1995-05-08
Filing date: 1996-05-08
Publication date: 2002-07-25
Anticipated expiration: 2016-05-09
Also published as: US5821665A; EP0742643A1; EP0742643B1; JP3328102B2; US5991989A; DE69619297D1; JPH08307197A

Description

Beschreibung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und auf das Herstellungsverfahren einer derartigen Vorrichtung, das über die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 10 verfügt.
Eine Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus DE-A-43 02 171 bekannt.
Weiterhin beschreibt EP-A-0 622 897 den Schutz einer Kammelektrode durch eine Abdeckung, die die Kammelektrode vollständig abdeckt, wobei die Abdeckung und das Substrat der Kammelektrode mit einem anorganischen kovalenten Klebemittel miteinander verklebt sind, das aus demselben Material wie das Substrat und die Abdeckung besteht, und das akustische Oberflächenwellenelement durch die Abdeckung luftdicht verschließt.
Aufgrund der schellen Entwicklung mobiler Kommunikationssysteme besteht ein großer Bedarf an einer kompakten akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung mit hoher Leistungsfähigkeit und geringer Bauhöhe, die eine der Schlüsselvorrichtungen ist, die die Kommunikationseinrichtung bilden.
Obwohl das Drahtbonden weit verbreitet verwendet wurde, um die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung auszubilden, ist die Miniaturisierung einer akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung begrenzt, da eine große Drahtklebe- Anschlußfläche erforderlich ist. Darüber hinaus wurde oft ein Kurzschlußproblem durch das Eindringen leitfähiger Fremdkörper, wie etwa Lötpartikeln auf der ungeschützten Kammelektrode, verursacht. Daher wurde mit einem neuen Verfahren mit nach unten gewandter Oberseite experimentiert, wie etwa jenem Verfahren, das in Proceedings on 1993 Japan LEMT Symposium (1993), Seite 109-112 beschrieben ist.
Ein Aufbau einer herkömmlichen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung, die mit Hilfe des Verfahrens mit nach unten gewandter Oberseite ausgebildet wird, wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben, die einen Querschnitt einer herkömmlichen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung zeigt. In Fig. 7 ist 201 ein Substrat, 202 eine Kammelektrode, 203 eine Elektrodenfläche, 204 ein Leitungsanschluß, 205 ein leitfähiges Klebemittel, 206 ein isolierendes Klebemittel, 207 eine Packung, 208 ein Elektrodenmuster, 209 eine externe Elektrode, 210 eine Dichtung und 211 eine Abdeckung.
Wie es bei der herkömmlichen akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung dargestellt ist, wird der Leitungsanschluß 204 zuerst auf der Elektrodenfläche 203, die sich auf dem Substrat 201 befindet, angebracht, der Leitungsanschluß 204 durch das leitfähige Klebemittel 205 transferbeschichtet und die Vorrichtung auf dem Elektrodenmuster 208, das sich auf der Packung 207 befindet, die aus Aluminiumoxid, Glaskeramik oder anderen Materialien besteht, mit Hilfe des Verfahrens mit nach unten gewandter Oberseite zusammengesetzt, um eine externe elektrische Leitfähigkeit herzustellen.
Da bei diesem Aufbau der Vorrichtung die Adhäsion zwischen dem Substrat 201 und der Packung 207, die lediglich durch den Leitungsanschluß 204 und das leitfähige Klebemittel 205 gebildet wird, als unzureichend erachtet wird, wird sie durch das isolierende Klebemittel 206 verstärkt.
Um jedoch Schwächungseffekte der Oberflächenwellen-Vorrichtung zu vermeiden, wurde ein Verfahren zum Aufbringen eines hochviskosen isolierenden Klebemittels 206 mit Ausnahme im Randbereich der Kammelektrode 202 angewandt, um das Blockieren der Oberflächenwellen-Ausbreitung in einem Bereich um die Kammelektrode 202 zu vermeiden.
Obwohl der Zusammenbau dieser akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung mit dem Verfahren mit nach unten gewandter Oberseite definitiv vorteilhaft für die Miniaturisierung der Vorrichtung ist, weil keine Drahklebe-Anschlußflächen vorgesehen werden müssen, stellte die exakte Steuerung des Aufbringens des isolierenden Klebemittels dennoch weiterhin ein schwieriges Problem dar, da die Gefahr besteht, daß das isolierende Klebemittel, das verwendet wird, um die Adhäsion der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung zu verstärken, in die Kammelektrode eindringt. Das heißt, da die Arbeit des Zusammensetzens der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung in einer strikt kontrollierten Umgebung ausgeführt werden muß, die die Kammelektrode gegen das Eindringen von Fremdkörpern von außen schützt, war die praktische Anwendung einer herkömmlichen Montagetechnik schwierig.
Daher wird ein weiteres herkömmliches Bondingverfahren mit nach unten gewandter Oberseite, das sich für den Zusammenbau der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung eignet, in Proceedings in 1994 Ultrasonic Symposium (1994), Seite 159-162 beschrieben. Das bedeutet, daß ohne die Verstärkung des isolierenden Klebemittels die Leitungsanschlüsse und die Elektrode, die auf der Packung angeordnet ist, mit Hilfe von Wärme und Ultraschallenergie direkt miteinander verbunden werden, wodurch die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nur durch die Leitungsanschlüsse gehalten wird. Da dies ein Verfahren ohne die Verwendung eines isolierenden Klebemittels ist, können die Probleme, wie etwa das Eindringen von Klebemittel in die Kammelektrode, gelöst werden.
Anstelle dessen besteht jedoch ein anderes Problem, wie etwa ein Schwächungseffekt der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung, der durch thermische Spannung verursacht wird, die durch den Unterschied des Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten zwischen der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung und der Packung hervorgerufen wird. Daher ist die praktische Anwendung dieser Klebeverfahren mit nach unten gewandter Oberseite, die den Vorteil einer kompakten Packung mit geringer Höhe haben, sehr schwierig.

ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese herkömmlichen Probleme zu lösen und eine kompakte akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung geringer Bauhöhe und gleichzeitig ein neues Herstellungsverfahren dafür anzugeben.
Dieses Ziel wird durch die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und dem Verfahren zur Herstellung einer akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 10 erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Anhand einer Ausführungsform einer derart aufgebauten akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung und einem Herstellungsverfahren dafür werden die Vorteile einer kompakten Vorrichtung mit geringer Bauhöhe, die auf einfache Weise mit einem Klebeverfahren mit nach unten gewandter Oberseite erreicht werden, im folgenden erläutert.
Da die Packung mit einem Isolierklebemittel gefüllt ist, muß bei gleichzeitigem Schutz der Kammelektrode mit Hilfe einer Schutzeinrichtung keine Einstellung der Viskosität des Isolierklebemittels vorgenommen werden, so das der Beschichtungsvorgang vereinfacht und das Herstellungsverfahren der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung mit geringeren Kosten durchgeführt werden kann. Da dies darüber hinaus ein Montageverfahren ohne die Verwendung von Ultraschallenergie ist, wird es keine Veränderungen geben, die die Eigenschaften der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung beeinträchtigen.
Durch Kombination der Schutzeinrichtung mit dem Substrat durch ein kovalentes Bindeverfahren kann man eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung sehr hoher Zuverlässigkeit ohne die Gefahren des Eindringens von elektrisch leitfähigen Fremdmaterialien, Wasserdampf oder ähnlicher Stoffe von außen erreichen, und darüber hinaus ein Hochfrequenzmodul, in dem eine weitere Hochfrequenzvorrichtung oder mehrere akustische Oberflächenwellen-Vorrichtungen enthalten sind.
Da man einen luftdichten Verschluß mit der Schutzeinrichtung erzielen kann, müssen beim Zusammensetzen der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nicht länger die Elemente der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung auf der Packung angebracht werden, und da zudem eine wesentliche Verringerung der Abmessungen der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung möglich ist, trägt dies wesentlich zur Miniaturisierung der Vorrichtung bei.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die einzelnen Aufbauten der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtungen gemäß der Erfindung werden nun im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist ein Querschnitt einer akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung der ersten Ausführungsform, der den schematischem Aufbau zeigt.
Fig. 2 ist ein Querschnitt der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung der ersten Ausführungsform, der den schematischem Aufbau am Rand des zusammengesetzten Teils zeigt.
Fig. 3 ist ein Querschnitt der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung der zweiten Ausführungsform, der den schematischem Aufbau am Rand des zusammengesetzten Teils zeigt.
Fig. 4 ist ein Querschnitt der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung der dritten Ausführungsform, der den schematischem Aufbau am Rand des zusammengesetzten Teils zeigt.
Fig. 5 ist ein Querschnitt der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung der vierten Ausführungsform, der den schematischem Aufbau am Rand des zusammengesetzten Teils zeigt.
Fig. 6 ist ein Querschnitt der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung der fünften Ausführungsform, der den schematischem Aufbau am Rand des zusammengesetzten Teils zeigt.
Fig. 7 ist ein Querschnitt der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung nach dem Stand der Technik, der den schematischen Aufbau zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Aufbauten der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtungen werden nun im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

AUSFÜHRUNGSFORM 1

Fig. 1 ist ein Querschnitt einer akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung der ersten Ausführungsform, der ihren schematischen Aufbau zeigt. In Fig. 1 ist 101 ein Substrat, 102 eine Kammelektrode, 103 Elektrodenflächen, 104 Leitungsanschlüsse, 105 ein leitfähiges Klebemittel, 106 ein Isolierklebemittel, 107 eine Packung, 108 ein Elektrodenmuster, 109 eine externe Elektrode, 110 eine Dichtung, 111 eine Abdeckung und 112 eine Schutzeinrichtung.
Fig. 2 ist ein Querschnitt der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung der ersten Ausführungsform, die deren schematischen Aufbau am Rand des zusammengesetzten Teils zeigt.
In Fig. 2 ist 101 ein Substrat, 102 eine Kammelektrode, 103 Elektrodenflächen, 104a eine Oberseite des Leitungsanschlusses, 104b die Basis des Leitungsanschlusses, 105 ein leitfähiges Klebemittel, 106 ein Isolierklebemittel, 107 eine Packung, 108 ein Elektrodenmuster, 112 eine Schutzeinrichtung und 113 ein Direktklebeteil.
Bei der ersten Ausführungsform wird ein 36º Y-förmig geschnittenes X-Ausbreitungs-Lithium-Tantalat-Kristall als Substrat 101 verwendet, die Kammelektrode 102 und die Elektrodenfläche bestehen aus einem Metalldünnfilm, der im wesentlichen aus einem Goldmuster unter Anwendung eines herkömmlichen Lithografieverfahrens in Kombination mit einem Abhebeverfahren gefertigt wird. Dennoch ist das Substratmaterial, für das die Ausführungsformen der Erfindungen anwendbar sind, nicht auf das Lithium-Tantalat-Kristall beschränkt, sondern es können auch andere Kristalle, wie etwa Lithium-Niobat, Quarz und Lithium- Borat verwendet werden.
Die erste Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung 112, die die Kammelektrode der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung schützt, direkt auf des Substrat 101 geklebt ist. Hier bezeichnet das direkte Verkleben eine kovalente Bindung, die auf einem im wesentlichen atomaren Niveau zum Verkleben zweier unterschiedlicher Substrate angewandt wird.
Der Grund für die direkte Verklebung bei der zweiten Ausführungsform besteht darin, eine äußerst starke Luftdichtigkeit am Rand der Kammelektrode zu erreichen, da die Eigenschaften der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung in hohem Maße durch den Zustand der Kammelektrode beeinflußt werden. Die Eigenschaften der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung wird beispielsweise sehr leicht durch Feuchtigkeit beeinflußt, die in der Kammelektrode beim Vorgang des würfelartigen Zerteilens des Substrats bei geringer Luftdichtigkeit adsorbiert wird. Wenn darüber hinaus die Luftdichtigkeit nicht in geeigneter Weise beibehalten wird und nach dem Zusammenbau der Vorrichtung Feuchtigkeit eindringen kann, wird die Zuverlässigkeit der Vorrichtung verloren gehen, da sich die Eigenschaften der Vorrichtung langsam verschlechtern.
Daher ist die Technik der Direktverklebung, die ein Verkleben der beiden Elemente auf atomarem Niveau gestattet, bei diesen Ausführungsformen essentiell, und durch Verwendung dieser Vorrichtung wird eine sehr zuverlässige akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung realisiert.
Obwohl die Direktverklebetechnik eine Klebetechnik ist, die für das Verkleben zweier unterschiedlicher Substrate einsetzbar ist, wird hier ein quadratisches Einkristall-Substrat mit demselben Schnittwinkel wie das Substrat 101 als Material der Schutzeinrichtung 112 verwendet, um eine kristallografische Konsistenz mit dem Substrat 101 zu bilden.
Dies hat seinen Grund darin, daß die Eigenschaften der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung sehr stark durch die Gitterstörung beeinflußt werden können, die durch die Differenz der Gitterkonstanten oder verbleibende Spannungen durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten verursacht werden, da die Direktverklebung der Substrate auf atomarem Niveau durchgeführt wird. Ein weiterer Grund besteht darin, daß das Substrat 101 und die Schutzeinrichtung 102 aus demselben Material bestehen sollten, da andernfalls die geeignete Klebefestigkeit nicht erreicht werden kann.
Das Herstellungsverfahren der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beschrieben. Eine Vertiefung mit einer Tiefe von etwa 10 um wird in einem Bereich der Schutzeinrichtung 112 ausgebildet, der der Kammelektrode 102 zugewandt ist, die sich auf dem Substrat 101 befindet, indem ein Fluor-Stickstoffsäure-System-Ätzmittel verwendet wird, wodurch ein bestimmter Zwischenraum zur Kammelektrode 102 ausgebildet wird, der eine ungehinderte Ausbreitung der akustischen Oberflächenwelle sicherstellt.
Obwohl hier lediglich ein Beispiel dargestellt ist, bei dem die Vertiefung durch ein Fluor-Stickstoffsäure-System-Ätzmittel ausgebildet wird, kann ein mechanisches Verfahren, wie etwa Sandstrahlen angewendet werden, um diese Vertiefung auszubilden. Die Tiefe dieser Vertiefung kann geringer als 10 um sein, wenn man die Dicke der Kammelektrode 102 in Betracht zieht, so lange die Ausbreitung der akustischen Oberflächenwelle nicht gestört wird. Die Wandstärke der Schutzeinrichtung 112, d. h. die Klebestärke 103, kann im Bereich von 250 um liegen.
Anschließend wird die direkte Verklebung des Substrates 101 auf die Schutzeinrichtung 112 durchgeführt. Nachdem die Klebefläche zunächst spiegelblank poliert wurde, werden das Substrat 101 und die Schutzeinrichtung 112 gespült und diese einer hydrophilen Bearbeitung unter Verwendung einer Flüssigkeitsmischung aus wässrigem Wasserstoffperoxid und wässrigem Ammoniak unterzogen.
Anschließend werden das Substrat 101 und die Schutzeinrichtung 112 ausgerichtet und zusammengepreßt. Dadurch wird eine Verklebung erzeugt, die durch Wassermoleküle begrenzt ist. Schließlich wird der Direktklebevorgang, der eine kovalente Bindung zwischen dem Substrat 101 und der Schutzeinrichtung 112 liefert, beendet, indem eine Wärmebehandlung bei etwa 200ºC durchgeführt wird, wodurch die Wassermoleküle entfernt werden, die an der Grenze zurückbleiben.
Anschließend werden die Leitungsanschlüsse 104 auf den Elektrodenflächen 103 abgeschieden, die auf dem Substrat angeordnet sind, indem ein Kugel- Bondingverfahren unter Verwendung eines Golddrahtes ausgeführt wird. Bei diesem Anschluß-Ausbildungsvorgang ist die Anwendung eines Naßverfahrens, wie etwa das Elektroplatieren unerwünscht, da die akustische Oberflächenwellen- Vorrichtung 101 eine Vorrichtung ist, die auf Wassermoleküle empfindlich ist, weshalb anstelle dessen die Anwendung eines Trockenverfahrens unter Verwendung von Goldanschlüssen wünschenswert ist.
Beim letzten Vorgang werden die Leitungsanschlüsse 104 auf die spiegelblanke Unterseite mit einer Kraft von etwa 50 g pro Anschluß gepreßt, um mehrere Leitungsanschlüsse auszubilden, deren Oberseiten sich in derselben Höhe befinden.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Direktverklebung, wobei deren Randaufbau dargestellt ist. Wie in Fig. 2 dargestellt, hat der ausgebildete Leitungsanschluß 104 einen Doppel-Vorsprungsaufbau, der aus einer Oberseite 104a und einer Basis 104b besteht. Anschließend wird die Oberseite 104a des Leitungsanschlusses in eine Schicht aus einem thermoplastischen leitfähigen Klebemittels eines Phenoxy-Systems getaucht, in dem Silber-Palladiumlegierungspartikel verteilt sind, mit dem eine Basis des Anschlusses beschichtet wird, um die leitfähige Klebeschicht 105 auf die Oberseite 104a des Anschlusses 104 zu übertragen.
Anschließend wird das Substrat 101 mit nach unten gerichteter Oberseite auf das Elektrodenmuster 108, das auf einer Aluminiumoxid-Packung angeordnet ist, mit Hilfe der leitfähigen Schicht 105 geklebt. Da die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform ein Klebeverfahren ohne den Einsatz von Wärme oder Ultraschallenergie ist, wie es in Proceedings on 1994 Ultrasonic Symposium, Seite 159-162, ausgeführt ist, sollte es kein Problem einer nachteiligen Auswirkung einer thermischen Spannung oder dergleichen auf die Eigenschaften einer akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung geben.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung muß die Höhe der Basis 104b des Leitungsanschlusses auf eine Höhe eingestellt sein, die geringfügig größer ist als die Höhe der Schutzeinrichtung 112, um den Transfer der leitfähigen Klebechicht 105 auf die Oberseite 104a des Leitungsanschlusses zu ermöglichen.
Bei dieser Ausführungsform beträgt die Höhe der Basis 104b des Leitungsanschlusses 50 um und die Dicke der Schutzeinrichtung 40 um. Dadurch wird die Möglichkeit der Haftung des leitfähigen Kunstharzes 105 auf der Schutzeinrichtung 112 verhindert, wobei dies möglich ist, wenn die Höhe der Schutzeinrichtung 112 geringer ist als die Höhe der Basis 104b.
Obwohl darüber hinaus die Silber-Paradiumlegierungspartikel als leitfähiges Füllmittel des leitfähigen Klebemittels bei dieser Ausführungsform verwendet werden, können andere Metallfüllmittelpartikel verwendet werden. Obwohl ein thermoplastisches leitendes Klebemittel eines Phenoxy-Systems als Binder des leitfähigen Klebemittels verwendet wird, kann ebensogut ein thermisch härtendes Klebemittel aus einem Silizium- oder Epoxyharzsystem verwendet werden.
Da eine geeignete mechanische Festigkeit, die das Substrat 101 hält, mit Hilfe nur des Leitungsanschlusses 104 und des leitfähigen Klebemittels 105 nicht erreicht werden kann, wird ein isolierendes Kunstharz 106 vollständig in den Zwischenraum gefüllt, der zwischen der Schutzeinrichtung, die direkt auf das Substrat 101 geklebt ist, und der Packung 107 ausgebildet ist, um die Adhäsion unter Zuhilfenahme der Schrumpfspannung beim Aushärten zu verstärken. Obwohl ein thermisch aushärtendes Klebemittel eines Siliziumsystems als isolierendes Kunstharz 106 in dieser Ausführungsform Anwendung findet, erübrigt es sich festzustellen, daß dieselbe Wirkung auch unter Verwendung eines thermisch aushärtenden Klebemittels eines Expoxysystems erzielt werden kann.
Da bei dieser Ausführungsform der Erfindung ein Zwischenraum auf der Kammelektrode des Substrates 101 mit Hilfe der Vertiefung in der Schutzeinrichtung 122 ausgebildet ist, kann dieser vollständig mit einem Isolierklebemittel geringer Viskosität gefüllt werden, ohne das die Viskosität eingestellt werden muß. Da die Produktivität verbessert und das Eindringen von Fremdmaterialien während des Zusammenbaus verhindert werden kann, können nicht nur eine höhere Produktivität sondern auch geringere Produktionskosten erreicht werden.
Wie es oben erläutert wurde, besteht die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung der Erfindung aus einer Kammelektrode, die auf der Hauptoberfläche des Substrates ausgebildet ist, mehreren Elektrodenflächen, die sich am Rand der Kammelektrode befinden, einer Schutzeinrichtung, die die Kammelektrode durch einen Zwischenraum bedeckt, der durch die im wesentlichen kovalente Bindung der Kammelektrode und der zahlreichen Elektrodenflächen ausgebildet wird, mehreren Leitungsanschlüssen, die auf der Oberseite der zahlreichen Elektrodenflächen ausgebildet sind, einem leitfähigen Klebemittel, das wenigstens auf der Oberseite der Leitungsanschlüsse aufgebracht ist, einer Packung, die an den Leitungsanschlüssen mit Hilfe des Klebemittels haftet, und einem Isolierklebemittel, das das leitfähige Klebemittel berührt, wobei die Leitungsanschlüsse und die Schutzeinrichtung die Packung füllen.
Dadurch wird die praktische Anwendung eines System-Montageverfahrens mit nach unten gerichteter Oberfläche realisiert, wodurch man auf einfache Weise eine kompakte akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung geringer Bauhöhe erreicht.
Das bedeutet, während die Einstellung der Viskosität des isolierenden Kunstharzes und dessen Beschichtungsvorgang bei der Herstellung der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung mit dem herkömmlichen Verfahren schwierig war, können mit dem Verfahren der Erfindung, bei dem die Schutzeinrichtung vollständig mit einem Kunstharz geringer Viskosität gefüllt ist, der Produktionsgewinn deutlich verbessert und die Produktionskosten beträchtlich gesenkt werden. Durch die Schutzeinrichtung kann weiterhin die Gefahr des Eindringens von Fremdmaterialien in die Kammelektrode während des Zusammenbaus vollständig beseitigt werden.
Wie es in dieser Ausführungsform dargestellt ist, kann weiterhin die Auswirkung einer thermischen Spannung, hervorgerufen durch eine Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Substrat und der Schutzeinrichtung, dadurch beseitigt werden, daß ein Einkristall-Substrat mit gleichem Schnittwinkel wie das Substrat verwendet wird, so daß man die akustische Oberflächenwellen- Vorrichtung mit ausgezeichneten Frequenzeigenschaften erreichen kann.

AUSFÜHRUNGSFORM 2

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung der zweiten Ausführungsform, wobei insbesondere ein schematischer Aufbau der Vorrichtung dargestellt ist, wie sie auf dem Substrat angebracht ist. In Fig. 3 ist 101 ein Substrat, 102 eine Kammelektrode, 103 Elektrodenflächen, 104a die Oberseite des Leitungsanschlusses, 104b die Basis des Leitungsanschlusses, 105 ein leitfähiges Klebemittel, 106 ein Isolierklebemittel, 107 eine Packung, 108 ein Elektrodenmuster, 112 eine Schutzeinrichtung, 113 ein Direktklebeteil und 113 eine Isolierschutzschicht.
Wie bei der ersten Ausführungsform wird ein 36º Y-förmig geschnittenes X-Ausbreitungs-Lithium-Tantalat-Kristall als Substrat 101 und zudem als Schutzeinrichtung 112 verwendet. Ein ähnlicher Effekt kann jedoch auch mit einem Einkristall-Substrat aus Lithium-Niobat, Quarzkristall, Lithium-Borat oder dergleichen erzielt werden. Andererseits werden die Kammelektrode 102 und die Elektrodenflächen 103 aus einem Aluminiumlegierungs-Dünnfilm mit Hilfe eines herkömmlichen fotolitografischen Verfahrens ausgebildet. Anschließend wird der Metalldünnfilm als Schutzschicht auf dem Rand der Kammelektrode 102 über dem Leitungsmuster mit Ausnahme der Elektrodenflächen 103 und der Kammelektrode 102 abgeschieden. Darüber hinaus wird eine Siliziumoxidschicht, die als Isolierschutzschicht dient, in einer Dicke von etwa 8.000 Å unter Anwendung eines Bedampfungsverfahrens abgeschieden. Als Material für die Isolierschutzschicht 113 kann Silizium anstelle von Siliziumoxid verwendet werden.
Wie bei der ersten Ausführungsform, ist eine Vertiefung auf der Schutzeinrichtung 112 in einem Bereich ausgebildet, der der Kammelektrode 102 zugewandt ist, die sich auf dem Substrat 101 befindet, indem ein Fluor-Stickstoffsäure-System- Ätzmittel verwendet wird. Die direkte Verklebung des Substrates 101 auf die Schutzeinrichtung 112 wird unter Anwendung desselben Verfahrens ausgeführt, wie es in Fig. 1 beschrieben ist.
Wenn wie im Fall der zweiten Ausführungsform eine Kammelektrode aus einem Aluminiumlegierungs-Dünnfilm verwendet wird, korrodiert die Oberfläche der Kammelektrode 102 bei der hydrophilen Bearbeitung für die Direktverklebung. Die Korrosion der Kammelektrode 102 kann jedoch verhindert werden, indem die Isolierschutzschicht 113 um die Kammelektrode 102 derart abgeschieden wird, daß die Direktverklebung auch für den Fall durchgeführt werden kann, bei dem die Kammelektrode aus einer Aluminiumlegierung besteht.
Anschließend werden die Leitungsanschlüsse 104 auf den Elektrodenflächen 103 abgeschieden, die auf dem Substrat 101 angeordnet sind, indem ein Kugel- Bondingverfahren unter Verwendung eines Golddrahtes ausgeführt wird, und die Leitungsanschlüsse 104 werden mit dem leitfähigen Klebemittel 105 transferbeschichtet, nachdem deren Höhe auf das gleiche Niveau gebracht wurde. Anschließend wird das Substrat 101 mit nach unten gerichteter Oberseite mit dem leitfähigen Klebemittel 105 aufgeklebt. Da die Festigkeit der Verklebung, die lediglich durch die Leitungsanschlüsse 104 und das leitfähige Klebemittel 105 hergestellt wird, nicht geeignet ist, um das Substrat 101 niederzuhalten, wird ein isolierendes Kunstharz 106 in den Zwischenraum zwischen der Packung 107 und der Schutzeinrichtung 112 gefüllt, die direkt auf das Substrat 101 geklebt ist, um die Adhäsion durch Ausnutzung der Spannung beim Aushärten des Isolierkunstharzes 106 zu verstärken.
Da die Kammelektrode 102 auf dem Substrat 101 durch den Zwischenraum der Vertiefung in der Schutzeinrichtung 112 geschützt ist, kann bei diesem Vorgang die Befüllung durchgeführt werden, ohne daß die Viskosität des Isolierkunstharzes wie bei der herkömmlichen Verklebung mit nach unten gewandter Oberseite eingestellt werden muß, wobei dieser Zwischenraum vollständig mit dem Isolierklebemittel geringer Viskosität gefüllt wird, wodurch die Produktivität der Vorrichtung deutlich verbessert werden kann. Da die Kammelektrode 102 weiterhin mit der Isolierschutzschicht 113 bedeckt ist, kann sie direkt auf die Schutzeinrichtung geklebt werden, selbst wenn sie aus einem Metalldünnfilm, wie etwa einer leicht korrodierenden Aluminiumlegierung besteht, so daß das Eindringen von leitfähigen Fremdkörpern beim Zusammensetzen verhindert und der Produktionsgewinn der Vorrichtung verbessert werden kann.
Wie es oben erläutert wurde, besteht die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung der zweiten Ausführungsform aus einem Substrat, einer Kammelektrode, die auf der Hauptoberfläche des Substrates ausgebildet ist, mehreren Elektrodenflächen, die sich am Rand der Kammelektrode befinden, einer Isolierschutzschicht die sich auf der Kammelektrode befindet, einer Schutzeinrichtung, die die Kammelektrode bedeckt, wobei ein Zwischenraum eingeschlossen wird, der durch eine im wesentlichen kovalente Bindung zwischen dem Substrat der Kammelektrode und den zahlreichen Elektrodenflächen ausgebildet wird, Leitungsanschlüssen, die auf den zahlreichen Elektrodenflächen ausgebildet sind, einem leitfähigen Klebemittel, das wenigstens auf der Oberseite der Leitungsanschlüsse aufgebracht ist, einer Packung, die an den Leitungsanschlüssen mit Hilfe des Klebemittels haftet, und einem Isolierklebemittel, das eingefüllt ist, um mit den Leitungsanschlüssen der Schutzeinrichtung und der Packung in Kontakt zu stehen. Dadurch kann die Systemverklebung mit nach unten gewandter Oberseite ausgeführt werden, selbst wenn die Kammelektrode aus einer leicht korrodierenden Aluminiumlegierung besteht, wodurch man auf einfache Art eine kompakte akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung geringer Bauhöhe erhält.
Das bedeutet, daß das Einstellen der Viskosität und das Beschichten mit dem Isolierkunstharz, was beim herkömmlichen Zusammenbau der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung Schwierigkeiten bereitete, beseitigt wird und ein Isolierkunstharz mit geringer Viskosität in den Zwischenraum unter der Schutzeinrichtung derart eingefüllt wird, daß der Produktionsgewinn erhöht wird, während die Produktionskosten verringert werden können. Durch die Schutzeinrichtung kann das Eindringen von Fremdkörpern während des Zusammenbaus verhindert werden.
Wie bei der zweiten Ausführungsform kann durch eine Schutzeinrichtung, die aus einem Einkristall-Substrat besteht, das denselben Schnittwinkel wie das Substrat aufweist, die thermische Spannung aufgrund der Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Substrat und der Schutzeinrichtung derart beseitigt werden, daß die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung mit ausgezeichneten Frequenzeigenschaften erreicht wird.

AUSFÜHRUNGSFORM 3

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung der dritten Ausführungsform, wobei insbesondere ein schematischer Aufbau der Vorrichtung dargestellt ist, wie sie auf dem Substrat angebracht ist. In Fig. 4 ist 101 ein Substrat, 102 eine Kammelektrode, 103 Elektrodenflächen, 104a eine Oberseite des Leitungsanschlusses, 104b eine Basis des Leitungsanschlusses, 105 ein leitfähiges Klebemittel, 106 ein Isolierklebemittel, 107 eine Packung, 108 ein Elektrodenmuster, 112 eine Schutzeinrichtung, 113 ein Direktklebeteil und 114 eine Isolierschicht.
Wie bei der ersten Ausführungsform werden 36º Y-förmig geschnittene X-Ausbreitungs-Lithium-Tantalat-Kristalle sowohl als Substrat 101 als auch als Schutzeinrichtung 112 verwendet. Ähnliche Effekte können jedoch auch mit einem Einkristall-Substrat aus Lithium-Niobat, Quarzkristall, Lithium-Borat oder dergleichen erzielt werden. Andererseits werden die Kammelektrode 102 und die Elektrodenflächen 103 aus einem Metalldünnfilm, der hauptsächlich aus Gold besteht, unter Anwendung eines herkömmlichen fotolithografischen (abhebendes) Verfahrens ausgebildet. Weiterhin ist eine Siliziumoxidschicht als Isolierschicht 114 in einer Dicke von etwa 2 um in einem Bereich für die direkte Verklebung durch ein Bedampfungsverfahren aufgebracht. Als Material der Isolierschicht 114 kann Silizium anstelle von Siliziumoxid verwendet werden. Hier ist die Dicke der Isolierschicht weitaus höher als die der Kammelektrode 102, so daß die Stufe der Leitungselektrode ausreichend abgedeckt ist.
Durch die ausreichend dicke Isolierschicht 114 kann die Spannung, die auf das Substrat wirkt, verringert werden. Das heißt, die Spannung, die durch die Direktverklebung hervorgerufen wird, kann derart verringert werden, daß die negativen Auswirkungen der Spannung auf die Eigenschaften der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung beseitigt werden.
Um die ungehinderte Ausbreitung der Oberflächenwelle sicherzustellen, ist eine Vertiefung auf der Schutzeinrichtung 112 in einem Bereich ausgebildet, der der Kammelektrode 102 des Substrates 101 zugewandt ist, indem ein Fluor-Stickstoffsäure-System-Ätzmittel verwendet wird. Hier wird die Direktverklebung des Substrates 101 auf die Schutzeinrichtung 112 durch das Verfahren ausgeführt, das in der ersten Ausführungsform dargestellt ist.
Die Direktverklebung bei der dritten Ausführungsform wird an der Grenze zwischen dem 36º Y-förmig geschnittenen X-Ausbreitungs-Lithium-Tantalat-Kristall, der die Schutzeinrichtung bildet, und der Siliziumoxidschicht ausgeführt, die die Isolierschicht bildet. Da die direkte Verklebung im wesentlichen eine Technik ist, die bei der Verklebung unterschiedlicher Materialien angewendet werden kann, kann man eine ausgezeichnete Verklebung für den Fall erhalten, bei dem Elemente gleichen Materials verklebt werden, wie bei der ersten Ausführungsform.
Obwohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, sollte es einen Bereich geben, in dem ein Leitungsmuster zwischen der Kammelektrode 102 der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung und der Elektrodenfläche 103 existiert. In diesem Fall sollte es daher einen Spalt oder eine Stufe zwischen dem Leitungsteil und dem Nicht-Leitungsteil geben, so daß eine nicht perfekte hermetische Abdichtung äquivalent zur direkten Verklebung nicht erreicht werden kann. Wenn diese Abstufung ein Problem darstellt, wird die Schutzeinrichtung direkt aufgeklebt, nachdem die Isolierschicht 114 durch chemisches und mechanisches Polieren auf gleiche Höhe gebracht wurde, so daß eine bessere hermetische Abdichtung sichergestellt ist. In diesem Fall wäre die herkömmliche Packung nicht erforderlich, was zu Folge hat, daß eine kompaktere akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung bei geringeren Kosten realisiert werden kann.
Obwohl bei der dritten Ausführungsform ein Einkristall-Substrat in gleicher Art wie das Substrat, auf dem die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung ausgebildet ist, als Schutzeinrichtung verwendet wird, kann ein Glassubstrat verwendet werden, das denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, wie das Substrat, auf dem die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung angeordnet ist und die Direktverklebung mit der Isolierschicht ermöglicht. Darüber hinaus kann ein Quarzkristall-Substrat verwendet werden, das auf einfache Weise auf die Isolierschicht geklebt werden kann, die aus Siliziumoxid besteht.
Anschließend werden die Leitungsanschlüsse 104 auf den Elektrodenflächen 103 ausgebildet, die sich auf dem Substrat 101 befinden, indem ein Kugel- Bondingverfahren unter Verwendung eines Golddrahtes angewendet wird, und die Leitungsanschlüsse 104 werden mit dem leitfähigen Klebemittel 105 transferbeschichtet, nachdem die Anschlüsse auf gleiche Höhe gebracht wurden. Danach wird das Substrat 101 mit nach unten gewandter Oberseite unter Verwendung des leitfähigen Klebemittels 105 aufgeklebt. Da die Klebefestigkeit, die lediglich durch den Leitungsanschluß 104 und das leitfähige Klebemittel 105 hergestellt wird, nicht ausreicht, um das Substrat 101 niederzuhalten, wird das Isolierkunstharz 106 in den Zwischenraum zwischen der Packung 107 und dem Haltesubstrat 112 gefüllt, das direkt auf das Substrat 101 geklebt ist, um die Klebefestigkeit durch Ausnutzung der Spannung des Isolierkunstharzes 106 beim Aushärten zu verstärken.
Da bei der dritten Ausführungsform die Kammelektrode 102 auf dem Substrat 101 mit einer Vertiefung auf der Schutzeinrichtung 112 ausgestattet ist, ist die normalerweise erforderliche Einstellung der Viskosität des Isolierklebemittels nicht erforderlich, und der Zwischenraum wird vollständig mit dem Isolierklebemittel geringer Viskosität gefüllt.
Wie es oben erläutert wurde, besteht die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung der Erfindung aus einem Substrat, einer Kammelektrode, die auf der Hauptoberfläche des Substrates ausgebildet ist, mehreren Elektrodenflächen, die sich am Rand der Kammelektrode befinden, einer Isolierschutzschicht die sich auf der Kammelektrode befindet und die Kammelektrode zwischen der Kammelektrode und den zahlreichen Elektrodenflächen umgibt, einer Schutzeinrichtung, die die Kammelektrode bedeckt, wobei ein Zwischenraum eingeschlossen wird, der durch eine im wesentlichen kovalente Bindung des Substrats mit der Kammelektrode und den zahlreichen Elektrodenflächen ausgebildet wird, Leitungsanschlüssen, die auf den zahlreichen Elektrodenflächen ausgebildet sind, einem leitfähigen Klebemittel, das wenigstens auf der Oberseite der Leitungsanschlüsse aufgebracht ist, einer Packung, die an den Leitungsanschlüssen mit Hilfe des Klebemittels haftet, und einem Isolierklebemittel, das eingefüllt ist, um mit den Leitungsanschlüssen der Schutzeinrichtung und der Packung in Kontakt zu stehen. Dadurch kann die Systemverklebung mit nach unten gewandter Oberseite ausgeführt werden, selbst wenn die Kammelektrode aus einer leicht korrodierenden Aluminiumlegierung besteht, wodurch man auf einfache Art eine kompakte akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung mit geringer Bauhöhe erhält.
Das heißt, mit dem herkömmlichen Vorgang des Zusammensetzens der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung war die Einstellung der Viskosität und der Beschichtungsvorgang mit dem Isolierkunstharz schwierig, und dies kann mit einem Isolierkunstharz geringer Viskosität, der den Raum unter der Schutzeinrichtung ausfüllt, beseitigt werden, so daß ein höherer Produktionsgewinn bei gleichzeitig geringeren Kosten erreicht werden kann. Mit der Schutzeinrichtung kann ein Eindringen von leitfähigen Fremdkörpern während des Zusammenbaus vollständig verhindert werden.
Da die thermische Spannung, hervorgerufen durch eine Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Substrat und der Schutzeinrichtung, in dieser Ausführungsform absorbiert werden kann, erzielt man eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung mit exzellenten Frequenzeigenschaften.
Darüber hinaus kann auf die normalerweise erforderliche Packung verzichtet werden, da die Abdichtung der Kammelektrode durch die Schutzeinrichtung und das Nivellieren der Isolierschicht hergestellt wird.

AUSFÜHRUNGSFORM 4

Fig. 5 zeigt einen schematischen Querschnitt der akustischen Oberflächenwellen- Vorrichtung der vierten Ausführungsform, wobei insbesondere ein schematischer Aufbau der Vorrichtung dargestellt ist, wie sie auf dem Substrat angebracht ist. In Fig. 1 ist 101 ein Substrat, 102 eine Kammelektrode, 103 Elektrodenflächen, 104a eine Oberseite des Leitungsanschlusses, 104b eine Basis des Leitungsanschlusses, 105 ein leitfähiges Klebemittel, 107 eine Packung, 108 ein Elektrodenmuster, 112 eine Schutzeinrichtung, 113 ein Direktklebeteil und 114 eine Isolierschicht.
Bei der vierten Ausführungsform werden, wie bei der ersten Ausführungsform 36º Y-förmig geschnittene X-Ausbreitungs-Lithium-Tantalat-Kristalle als Substrat 101 und als Schutzeinrichtung 112 verwendet. Dieselben Effekte können jedoch mit einem Einkristall-Substrat aus Lithium-Niobat, Quarz, Lithium-Borat oder dergleichen erzielt werden. Andererseits werden die Kammelektrode 102 und die Elektrodenflächen 103, die aus einem Metalldünnfilm bestehen, der hauptsächlich aus Gold gefertigt ist unter Verwendung eines herkömmlichen fotolithografischen (abhebenden) Verfahrens ausgebildet. Weiterhin wird ein Muster einer Siliziumoxidschicht, die als Isolierschicht dient, die die Kammelektrode umgibt, auf dem Substrat 101 abgeschieden, wobei dieses als Abstandhalter dient, um eine ungehinderte Ausbreitung der Oberflächenwelle zu gewährleisten.
Hier wird die Isolierschicht in einer Dicke von etwa 2 um abgeschieden, was beträchtlich dicker ist Als die Dicke der Kammelektrode. Obwohl ein Bedampfungsverfahren Anwendung findet, um das Siliziumoxidmuster abzuscheiden, kann wegen des zeitaufwendigen Bedampfungsverfahrens eine Isolierschicht in Form einer Beschichtung verwendet werden. Die direkte Verklebung zwischen dem Substrat 101 und der Schutzeinrichtung 112, auf der die Isolierschicht 114 abgeschieden ist, wird durch das Verfahren ausgeführt, das in Fig. 3 beschrieben ist. Da die direkte Verklebung bei der vierten Ausführungsform an der Grenze zwischen dem 36º Y-förmig geschnittenen X-Ausbreitungs-Lithium-Tantalat-Kristall und der Isolierschicht ausgeführt wird, die auf der Schutzeinrichtung abgeschieden ist, kann wie im Fall der ersten Ausführungsform eine exzellente Verklebung erzielt werden.
Obwohl ein Einkristall-Substrat, identisch mit dem Substrat, auf dem die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung ausgebildet ist, als Schutzeinrichtung verwendet wird, kann ein Glassubstrat verwendet werden, das denselben thermischen Ausdehnungskoeffizient wie die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung hat und eine hohe Klebefähigkeit an der Isolierschicht aufweist. Darüber hinaus kann auch ein Quarzkristall-Substrat mit demselben thermischen Ausdehnungskoeffizient wie die Isolierschicht aus Siliziumoxid verwendet werden.
Bei der vierten Ausführungsform wird eine Schutzschicht 122 in Gestalt einer flachen Platte verwendet, da der Zwischenraum gegenüber der Kammelektrode automatisch mit Hilfe der Isolierschicht 114 ausgebildet wird und keine Vertiefung auf der Schutzeinrichtung 112 ausgebildet werden muß, wodurch die Herstellungskosten weiter gesenkt werden können.
Anschließend werden die Leitungsanschlüsse 104 auf der Elektrodenfläche 103, die sich auf dem Substrat 101 befindet, durch ein Kugel-Bondingverfahren unter Verwendung eines Golddrahtes ausgebildet und die Leitungsanschlüsse 104 nach dem Nivellieren ihrer Höhe mit dem leitfähigen Klebemittel 105 transferbeschichtet. Danach wird das Substrat 101 mit nach unten gewandter Oberseite mit Hilfe des leitfähigen Klebemittels 105 aufgeklebt. Da die Klebefestigkeit, die man durch den Leitungsanschluß 104 und das leitfähige Klebemittel 105 erhält, nicht geeignet ist, um das Substrat 101 niederzuhalten, wird ein Isolierkunstharz 106 in den Zwischenraum zwischen der Packung 107 und dem Substrat 101 eingefüllt, um die Adhäsion unter Ausnutzung der Schrumpfspannung des Isolierkunstharzes 106 zu verstärken.
Da in der vierten Ausführungsform die Kammelektrode 102 auf dem Substrat 101 mit einer Vertiefung versehen ist, die auf der Schutzeinrichtung 112 ausgebildet ist, ist die normalerweise erforderliche Einstellung der Viskosität des Isolierklebemittels nicht notwendig, wobei der Zwischenraum vollständig mit dem Isolierklebemittel geringer Viskosität gefüllt wird.
Wie es oben erläutert wurde, besteht die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung der Erfindung aus einem Substrat, einer Kammelektrode, die auf der Hauptoberfläche des Substrates ausgebildet ist, mehreren Elektrodenflächen, die sich am Rand der Kammelektrode befinden, einer Isolierschicht die sich auf der Kammelektrode befindet und die Kammelektrode zwischen der Kammelektrode und den zahlreichen Elektrodenflächen umgibt, einer Schutzeinrichtung, die die Kammelektrode bedeckt, wobei ein Zwischenraum eingeschlossen wird, der durch eine im wesentlichen kovalente Bindung des Substrats mit der Kammelektrode und den zahlreichen Elektrodenflächen ausgebildet wird, Leitungsanschlüssen, die auf den zahlreichen Elektrodenflächen ausgebildet sind, einem leitfähigen Klebemittel, das wenigstens auf der Oberseite der Leitungsanschlüsse aufgebracht ist, einer Packung, die an den Leitungsanschlüssen mit Hilfe des Klebemittels haftet, und einem Isolierklebemittel, das eingefüllt ist, um mit den Leitungsanschlüssen der Schutzeinrichtung und der Packung in Kontakt zu stehen. Dadurch kann die Systemverklebung mit nach unten gewandter Oberseite ausgeführt werden, wodurch man auf einfache Art eine kompakte akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung mit geringer Bauhöhe erhält.
Das heißt, mit dem herkömmlichen Vorgang des Zusammensetzens der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung war die Einstellung der Viskosität und der Beschichtungsvorgang mit dem Isolierkunstharz schwierig. Dies kann mit einem Isolierkunstharz geringer Viskosität, das den Raum unter der Schutzeinrichtung ausfüllt, beseitigt werden. Somit kann ein höherer Produktionsgewinn bei gleichzeitig geringeren Kosten erreicht werden. Mit der Schutzeinrichtung kann ein Eindringen von leitfähigen Fremdkörpern während des Zusammenbaus vollständig verhindert werden.
Da die Schutzeinrichtung in Gestalt einer flachen Platte durch Abscheiden einer dicken Isoliereinrichtung derart ausgebildet wird, daß der Vorgang zur Ausbildung einer Vertiefung fortfällt, können die Produktionskosten weiter verringert und die Auswahlmöglichkeiten für das Substratmaterial erweitert werden.
Da zudem bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung durch die Ausbildung einer dicken Isolierschicht die thermische Spannung, hervorgerufen durch eine Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Substrat und der Schutzeinrichtung, absorbiert werden kann, erzielt man eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung mit exzellenten Frequenzeigenschaften.
Weiterhin kann durch Abscheiden einer dicken Isoliereinrichtung am Direktklebeteil des Substrates und durch Nivellieren dieser Isoliereinrichtung eine bessere Abdichtung der Kammelektrode lediglich mit der Schutzeinrichtung erreicht werden. In diesem Fall kann auf die normalerweise erforderlichen Packung verzichtet werden, wodurch eine kompaktere akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung bei gleichzeitig geringeren Kosten realisiert wird.

AUSFÜHRUNGSFORM 5

Fig. 6 zeigt einen schematischen Querschnitt der akustischen Oberflächenwellen- Vorrichtung der fünften Ausführungsform, wobei insbesondere ein schematischer Aufbau der Vorrichtung dargestellt ist, wie sie auf dem Substrat angebracht ist. In Fig. 6 ist 101 ein Substrat, 102 eine Kammelektrode, 103 Elektrodenflächen, 104a eine Oberseite des Leitungsanschlusses, 104b eine Basis des Leitungsanschlusses, 105 ein leitfähiges Klebemittel, 106 ein Isolierklebemittel, 107 eine Packung, 108 ein Elektrodenmuster, 112 eine Schutzeinrichtung, 113 eine Isolierschutzeinrichtung und 114 eine Isolierschicht.
Bei der fünften Ausführungsform werden 41º Y-förmig geschnittene X-Ausbreitungs-Lithium-Niobat-Kristalle als Substrat 101 und als Schutzeinrichtung 112 verwendet. Andererseits werden die Kammelektrode 102 und die Elektrodenflächen 103, die aus einem Metalldünnfilm bestehen, der hauptsächlich aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist, unter Verwendung eines herkömmlichen fotolithografischen Verfahrens ausgebildet. Weiterhin wird eine Isolierschutzschicht 113 in einem Bereich ausgebildet, in dem kein Metalldünnfilm, der als Schutzschicht dient, auf dem Elektrodenbereich, der aus der Aluminiumlegierung besteht, vorhanden ist, d. h. derart, daß sie den Direktklebebereich und die Kammelektrode 102 umgibt. Dadurch wird die mögliche Korrosion der Kammelektrode 102 während des Vorgangs der Direktverklebung verhindert, so daß der Direktklebevorgang auch dann ausgeführt werden kann, wenn die Kammelektrode aus einer Aluminiumlegierung besteht.
Ein luftdichter Verschluß kann erreicht werden, wenn die Schutzeinrichtung direkt auf die Isolierschicht 114 geklebt wird, nachdem diese durch mechanisches Polieren nivelliert wurde. Darüber hinaus wird ein Muster einer Siliziumoxid-Isolierschicht, die als Abstandhalter dient, der die Kammelektrode 102 umgibt, auf einem Teil des Substrates 101 ausgebildet, der der Kammelektrode 102 zugewandt ist, um eine ungehinderte Ausbreitung der akustischen Oberflächenwelle zu gewährleisten.
Hier wird, wie bei der vierten Ausführungsform ein Bedampfungsverfahren zum Ausbilden der Siliziumoxidschicht angewendet. Die direkte Verklebung des Substrates 101 und der Schutzeinrichtung 112, auf der sich die Isolierschicht 114 befindet, wird durch das Verfahren ausgeführt, das in der dritten Ausführungsform beschrieben ist. Obwohl die Direktverklebung bei der fünften Ausführungsform an der Grenze zwischen der Isolierschutzschicht, die auf einem 41º Y-förmig geschnittenen X-Ausbreitungs-Lithium-Niobat-Kristall ausgebildet ist, der als Substrat dient, und der Isolierschicht ausgeführt wird, die auf der Schutzeinrichtung ausgebildet ist, erhält man eine exzellente Verklebung wie bei der ersten Ausführungsform.
Obwohl bei der fünften Ausführungsform ein Einkristall-Substrat identisch mit dem Substrat, auf dem die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung ausgebildet ist, als Schutzeinrichtung verwendet wird, kann ebensogut ein Glassubstrat verwendet werden, das über denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie der der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung und eine starke Klebefähigkeit an der Isolierschicht verfügt.
Anschließend werden die Leitungsanschlüsse 104 auf der Elektrodenfläche 103, die sich auf dem Substrat 101 befindet, durch ein Kugel-Bondingverfahren unter Verwendung eines Golddrahtes ausgebildet und die Leitungsanschlüsse 104 nach dem Nivellieren ihrer Höhe mit dem leitfähigen Klebemittel 105 transferbeschichtet. Danach wird das Substrat 101 mit nach unten gewandter Oberseite mit Hilfe des leitfähigen Klebemittels 105 aufgeklebt. Da die Klebefestigkeit, die man durch den Leitungsanschluß 104 und das leitfähige Klebemittel 105 erhält, nicht geeignet ist, um das Substrat 101 niederzuhalten, wird ein Isolierkunstharz 106 in den Zwischenraum zwischen der Packung 107 und dem Substrat 101 eingefüllt, um die Adhäsion unter Ausnutzung der Schrumpfspannung des Isolierkunstharzes 106 zu verstärken.
Da in der fünften Ausführungsform die Kammelektrode 102 auf dem Substrat 101 mit einer Vertiefung versehen ist, die auf der Schutzeinrichtung 112 ausgebildet ist, ist die normalerweise erforderliche Einstellung der Viskosität des Isolierklebemittels nicht notwendig, wobei der Zwischenraum vollständig mit dem Isolierklebemittel geringer Viskosität gefüllt wird.
Wie es oben erläutert wurde, besteht die akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung der Erfindung aus einem Substrat, einer Kammelektrode, die auf der Hauptoberfläche des Substrates ausgebildet ist, mehreren Elektrodenflächen, die sich am Rand der Kammelektrode befinden, einer Isolierschutzschicht die sich auf der Kammelektrode befindet, einer Isolierschicht, die die Kammelektrode zwischen der Kammelektrode und den zahlreichen Elektrodenflächen umgibt, einer flachen Schutzeinrichtung, die die Kammelektrode durch einen Zwischenraum bedeckt, der durch eine im wesentlichen kovalente Bindung des Substrats mit der Isoliereinrichtung ausgebildet wird, Leitungsanschlüssen, die auf den zahlreichen Elektrodenflächen ausgebildet sind, einem leitfähigen Klebemittel, das wenigstens auf der Oberseite der Leitungsanschlüsse aufgebracht ist, einer Packung, die an den Leitungsanschlüssen mit Hilfe des leitfähigen Klebemittels haftet, und einem Isolierklebemittel, das eingefüllt ist, um mit den Leitungsanschlüssen der Schutzeinrichtung und der Packung in Kontakt zu stehen. Dadurch kann die Systemverklebung mit nach unten gewandter Oberseite ausgeführt werden, wodurch man auf einfache Art eine kompakte akustische Oberflächenwellen- Vorrichtung mit geringer Bauhöhe erhält.
Das heißt, mit dem herkömmlichen Vorgang des Zusammensetzens der akustischen Oberflächenwellen-Vorrichtung war die Einstellung der Viskosität und der Beschichtungsvorgang mit dem Isolierkunstharz schwierig. Dies kann mit einem Isolierkunstharz geringer Viskosität, das den Raum unter der Schutzeinrichtung ausfüllt, vollständig beseitigt werden. Somit kann ein höherer Produktionsgewinn bei gleichzeitig geringeren Kosten erreicht werden. Mit der Schutzeinrichtung kann ein Eindringen von leitfähigen Fremdkörpern während des Zusammenbaus vollständig verhindert werden.
Da die Schutzeinrichtung in Gestalt einer flach Platte durch Abscheiden einer dicken Isoliereinrichtung derart ausgebildet wird, daß der Vorgang zur Ausbildung einer Vertiefung fortfällt, können die Produktionskosten weiter verringert und die Auswahlmöglichkeiten für das Substratmaterial erweitert werden.
Da zudem bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung durch die Ausbildung einer dicken Isolierschicht die thermische Spannung, hervorgerufen durch eine Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Substrat und der Schutzeinrichtung, absorbiert werden kann, erzielt man eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung mit exzellenten Frequenzeigenschaften.
Weiterhin kann durch Abscheiden einer dicken Isoliereinrichtung am Direktklebeteil des Substrates und durch Nivellieren dieser Isoliereinrichtung eine bessere Abdichtung der Kammelektrode lediglich mit der Schutzeinrichtung erreicht werden. In diesem Fall kann auf die normalerweise erforderlichen Packung verzichtet werden, wodurch eine kompaktere akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung bei gleichzeitig geringeren Kosten realisiert wird.

Claims

1. Akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung, enthaltend:

ein Substrat (101);

eine Kammelektrode (102), die auf einer Hauptoberfläche des Substrates (101) ausgebildet ist;

mehrere Elektrodenflächen (103), die sich am Rand der Kammelektrode (102) befinden;

eine Schutzeinrichtung (112);

Leitungsanschlüsse (104), die auf den Oberseiten der zahlreichen Elektrodenflächen (103) ausgebildet sind;

eine leitfähige Haftschicht (105), die sich wenigstens auf den Oberseiten der Leitungsanschlüsse (104) befindet;

eine Packung (107), die auf den Leitungsanschlüssen (105) mit Hilfe der leitfähigen Haftschicht (105) haftet, und

ein isolierendes Haftmittel (106), das den Zwischenraum zwischen der Packung (107) und dem Substrat (101) derart ausfüllt, daß dieses isolierende Haftmittel (106) in Kontakt mit der leitfähigen Haftschicht (105), den Leitungsanschlüssen (104) und der Schutzeinrichtung (112) steht;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Schutzeinrichtung (112) die Kammelektrode (102) bedeckt und es einen Zwischenraum zwischen der Schutzeinrichtung (112) und der Kammelektrode (102) gibt, wobei die Schutzeinrichtung (112) an das Substrat (102) oder an eine Isolierschicht (114), die zwischen dem Substrat und der Schutzeinrichtung (112) ausgebildet ist, in einem Bereich zwischen der Kammelektrode (102) und den zahlreichen Elektrodenflächen (103) durch im wesentliche kovalente Bindung geklebt ist, und dadurch, daß

die Höhe einer Basis jedes Leitungsanschlusses größer ist als die Höhe der Schutzeinrichtung, wobei jeder Leitungsanschluß einen Doppelvorsprungs-Aufbau hat, der aus einer Oberseite und einer Basis besteht.

2. Akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Vertiefung in der Schutzeinrichtung (112) in einem Bereich ausgebildet ist, der dem Bereich der Kammelektrode (102) zugewandt ist.

3. Akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schutzeinrichtung (112) aus einem Einkristall besteht, das aus demselben Material gefertigt ist wie das Substrat (101) und/oder mit demselben Schnittwinkel hergestellt wird, wie das Substrat.

4. Akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Isolierschutzschicht (113) auf der Kammelektrode (102) ausgebildet ist.

5. Akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der eine Isolierschutzschicht (113) aus einem anorganischen Material, wie etwa Silizium oder Siliziumoxid besteht.

6. Akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Leitungsanschluß (104) aus einer Basis (104b) besteht, die an die Elektrodenfläche (103) geklebt ist, und einem Vorsprung (104a), der auf der Basis (104b) ausgebildet ist, wobei die Höhe der Basis (104b) größer ist als die Höhe der Schutzeinrichtung (112).

7. Akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Isolierschicht (114) so ausgebildet ist, daß sie die Kammelektrode (102) in einem Bereich zwischen der Kammelektrode (102) und den zahlreichen Elektrodenflächen (103) umgibt.

8. Akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Isolierschicht (114) aus einem anorganischen Material, wie etwa Silizium oder Siliziumoxid besteht.

9. Akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Schutzeinrichtung (112) entweder aus Quartz oder Glas besteht.

10. Herstellungsverfahren für eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung enthaltend:

Ausbilden einer Kammelektrode (102) auf einem Substrat (101);

Herstellen mehrerer Elektrodenflächen (103) auf diesem Substrat (101);

Ausbilden einer Schutzeinrichtung (112), die einen abgeschlossenen Raum zwischen der Kammelektrode (102) und der Schutzeinrichtung (112) bildet;

Ausbilden einer leitfähigen Haftschicht (105) wenigstens auf den Oberseiten der Leitungsanschlüsse (104);

Festkleben der Leitungsanschlüsse (104) an einem Elektrodenmuster (108), das sich auf einer Packung (107) befindet; und

Füllen des Zwischenraumes zwischen der Packung (107) und dem Substrat (101) mit einem isolierenden Haftmittel (106), derart, daß das isolierende Haftmittel (106) in Kontakt mit den Leitungsanschlüssen (104), dem leitfähigen Haftmittel (105) und der Schutzeinrichtung (112) steht;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Schutzeinrichtung (112) an das Substrat (102) oder an eine Isolierschicht (114), die zwischen dem Substrat und der Schutzeinrichtung (112) ausgebildet ist, in einem Bereich zwischen der Kammelektrode (102) und den zahlreichen Elektrodenflächen (103) durch im wesentliche kovalente Bindung geklebt ist, und dadurch, daß

11. Herstellungsverfahren für eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nach Anspruch 10, enthaltend das Ausbilden einer Isolierschicht (114), die die Kammelektrode (102) in einem Bereich zwischen der Kammelektrode (102) und den zahlreichen Elektrodenflächen (103) umgibt.

12. Herstellungsverfahren für eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Vorgang zum Nivellieren der Isolierschicht (114).

13. Herstellungsverfahren für eine akustische Oberflächenwellen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, enthaltend das Ausbilden einer isolierenden Schutzschicht (113) auf der Kammelektrode (102).