JP2004080771A - 弾性表面波素子および弾性表面波装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性表面波素子の電極が他の電極で周囲を取り囲まれている構成では電気的に浮いた状態の電極ができ、圧電基板で発生する電荷により静電気放電が発生し電極が損傷する。
【解決手段】本発明の弾性表面波素子および弾性表面波装置は、接続電極および短絡電極を用いて全ての電極パターンを直接的、間接的に接続し、電気的に浮いた状態の電極を無くすことにより圧電基板上で発生した電荷による電位を圧電基板全体で均一化し、電位差をなくすことにより静電気放電などによる電極の損傷を防止することができる。
【選択図】図１

Description

　本発明は通信機器などに用いられる弾性表面波装置（以下、ＳＡＷデバイスと呼ぶ）に使用される弾性表面波素子（以下、ＳＡＷ素子と呼ぶ）およびその製造方法に関するものである。

　従来のＳＡＷデバイスは、一般に以下のような方法により製造されている。圧電基板としては、例えばリチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ₃）単結晶基板等を用いる。この圧電基板上にアルミニウム（Ａｌ）等の金属薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法とエッチング法を用いてインターディジタルトランスデューサ電極（Ｉnter Ｄigital Ｔransducer electrode、以下、ＩＤＴ電極という。）および反射器電極（Ｇrating Ｒeflector electrode）を形成する。このようにして、圧電基板上に複数個のＳＡＷ素子を形成した後、各個片にダイシングする。個片にされたＳＡＷ素子をセラミック等のパッケージに実装することで、ＳＡＷデバイスが作製される。なお、ＳＡＷ素子とパッケージのパッドとの接続は、ワイヤーボンディングやフリップチップボンディングで行われることが多い。この接続の信頼性向上のために、ＳＡＷ素子のパッド電極上には、さらに補強電極を形成することも行われる。また、フリップチップボンディングでは、補強電極上にさらにバンプを形成する必要もある。

　図９は、圧電基板上に形成された状態の従来構成のＳＡＷ素子の平面図である。なお、図９では、圧電基板上に形成した状態、すなわちダイシング前の形状であり、ダイシングラインにより囲まれた１個のＳＡＷ素子のみを示す。

　圧電基板１としては、ＬｉＴａＯ₃単結晶基板やリチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ₃）単結晶基板等の圧電性を有する単結晶基板が用いられる。この圧電基板１上にＡｌ等からなるダイシングライン２を設け、ダイシングライン２の内側にＳＡＷ素子が形成されている。この例では、ＳＡＷ素子は、３つのＩＤＴ電極３１、３２、３３と、その両側に設けられた２つの反射器電極４１、４２とにより構成されている。両外側のＩＤＴ電極３１、３３の入力側には、グランド端子５と、これらのグランド端子５に接続されているパッド電極６１が設けられている。また、中央部のＩＤＴ電極３２の入力側には、入力側端子８と、この入力側端子８に接続されているパッド電極６２が設けられている。このパッド電極６２は、グランド端子５およびパッド電極６１で周囲を取り囲まれる構成とされている。さらに、パッド電極６２を除く他のパッド電極６１、６３、６４、６５、６６、６７には、ダイシングライン２に接続される短絡電極７が設けられている。なお、パッド電極６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７上には、バンプ２１がそれぞれ形成されている。

　このような構成とすることにより、製造工程中に圧電基板１上で発生した電荷をダイシングライン２に接続された電極により電位を均一化でき、ＩＤＴ電極３１、３２、３３間での放電を防止することが可能となる。ＳＡＷ素子としたときには、ダイシングライン２上をダイシングすることで、ダイシングライン２がなくなり、ＩＤＴ電極３１、３２、３３は電気的に開放状態とすることができる。

　ＳＡＷ素子の製造工程においては、ＩＤＴ電極や反射器電極あるいは補強電極等の形成やフォトリソ、エッチング等の加工時に、圧電基板に熱が加わることが多い。このため、圧電基板の持つ焦電性により圧電基板に電荷が発生し、蓄積される現象が生じる。蓄積された電荷がある一定値を超えるとＩＤＴ電極などの電極間で放電を起こし、電極パターンが損傷して特性が劣化する。

　しかしながら、図９に示す従来構成では、入力側端子８およびパッド電極６２は、グランド端子５およびパッド電極６１で周囲を取り囲まれるため、ダイシングライン２と接続する接続電極を設けることができない。このため、これらは電気的に開放状態のままとなり、ＩＤＴ電極３２で発生した電荷により放電が起こり、電極パターンが損傷するという課題を有していた。パッド電極をダイシングラインと接続することができないＩＤＴ電極は、図９に示すＳＡＷ素子構成だけでなく、他の素子構成においても存在することが多い。

　この問題を解決する手段として、特許文献１に記載の方法が知られている。これは、図９に示すような開放状態となるＩＤＴ電極については、ＩＤＴ電極の最外側の電極指を隣接するＩＤＴ電極の電極指と接続する構成である。この隣接するＩＤＴ電極につながるパッド電極はダイシングラインと接続線で接続されているので、図９に示したような電気的に開放状態となるＩＤＴ電極がなくなるためＩＤＴ電極間での放電を抑制できる。
特開平３−２９３８０８号公報

　しかしながら、この方法では、ＳＡＷ素子とした状態においても開放状態となるＩＤＴ電極については、隣接するＩＤＴ電極に対して電極指同士により電気的に接続されたままにせざるを得ない。このため、ＳＡＷデバイスとして、目標とするフィルタ機能を実現するための設計が困難となる。さらに、ＩＤＴ電極指の幅が小さいのでインピーダンスが大きく充分に電位を均一化できず、大きな電荷が発生すると放電が生じるという問題点を有していた。

　本発明は上記の課題を解決するものであり、製造工程で特に電荷が蓄積されて放電しやすい工程段階までは、電気的に開放状態の電極が無いようにすることで、圧電基板上で発生した電荷を均一化して放電を抑制し、電極の損傷が生じないＳＡＷデバイスとその製造方法を提供することを目的とするものである。

　上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

　本発明の請求項１に記載の発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に複数のインターディジタルトランスデューサ電極と、この両側に配置される反射器電極と、複数の前記インターディジタルトランスデューサ電極と複数の前記反射器電極とから導出される複数のパッド電極と、複数の前記パッド電極上に形成されるパッド補強電極とを含む弾性表面波素子であって、複数の前記パッド電極は、前記弾性表面波素子の外周領域に直接対向しない孤立パッド電極と前記外周領域に直接対向する隣接パッド電極とを有し、前記孤立パッド電極と前記隣接パッド電極の間を接続した接続電極の一部が少なくとも残存した構成からなる弾性表面波素子であり、これにより圧電基板上で発生した電荷を均一化して放電を抑制し、電極の損傷が生じない弾性表面波素子を得ることができるという作用効果が得られる。

　本発明の請求項２に記載の発明は、底面部から側壁部を貫通するように設けられた配線導体と、前記配線導体に接続し、前記側壁部から外側の前記底面部にかけて形成された接続端子電極とを有する箱状のベース部材と、前記ベース部材の周縁部で接続封止するための蓋体と、前記ベース部材の前記配線導体に接続された弾性表面波素子とを含む弾性表面波装置であり、これによりベース部材と蓋体により弾性表面波素子を封止することができるため、耐湿性などの信頼性に優れた弾性表面波装置を得ることができるという作用効果が得られる。

　本発明の請求項３に記載の発明は、弾性表面波素子のそれぞれの外周部に形成されたダイシングラインと、パッド電極のうち前記ダイシングラインに直接接続できない孤立パッド電極と前記ダイシングラインに直接接続可能な隣接パッド電極とを接続する接続電極と、前記隣接パッド電極を前記ダイシングラインに接続する短絡電極とを形成する工程と、前記パッド電極上にパッド補強電極を形成する工程と、前記接続電極の少なくとも一部を除去して、前記孤立パッド電極と前記隣接パッド電極とを電気的に開放状態にする工程と、前記ダイシングラインに沿って前記圧電基板を切断する工程とを含むという方法を有しており、これにより製造工程で特に電荷が蓄積され、放電しやすい工程までは電気的に開放状態の電極がないようにすることができるため、圧電基板上で発生した電荷を均一化して放電を抑制し、電極の損傷を防止することができるという作用効果が得られる。

　本発明の請求項４に記載の発明は、パッド補強電極上にバンプを形成する工程を含むという方法を有しており、これによりバンプを有する構成でも電気的に浮いた状態の電極を無くすことにより圧電基板上で発生した電荷による電位を圧電基板全体で均一化し、電位差をなくすことにより静電気放電などによる電極の損傷を防止することができるという作用効果が得られる。

　本発明の請求項５に記載の発明は、ダイシングライン上で、かつ前記ダイシングライン幅より幅広に前記圧電基板を切断する方法を有しており、これによりダイシングラインに接続するパッド電極、短絡電極を電気的に開放するとともに個片に分割することができるという作用効果が得られる。

　本発明の請求項６に記載の発明は、パッド補強電極を形成する工程の後に、接続電極の少なくとも一部を除去して、孤立パッド電極と隣接パッド電極とを電気的に開放状態にする工程を設けたという方法を有しており、これによりパッド補強工程までは電気的に開放状態の電極がないようにすることができるため、圧電基板上で発生した電荷を均一化して放電を抑制し、電極の損傷を防止することができるという作用効果が得られる。

　本発明の請求項７に記載の発明は、バンプを形成する工程の後に、接続電極の少なくとも一部を除去して、孤立パッド電極と隣接パッド電極とを電気的に開放状態にする工程を設けたという方法を有しており、これによりバンプ形成工程までは電気的に開放状態の電極がないようにすることができるため、圧電基板上で発生した電荷を均一化して放電を抑制し、電極の損傷を防止することができるという作用効果が得られる。

　本発明の請求項８に記載の発明は、接続電極の少なくとも一部を除去する方法は、ウエットエッチングまたはドライエッチングのいずれかで行うという方法を有しており、これにより圧電基板上のどの位置であっても接続電極の所望部分を除去することができるとともにナノメートルオーダーで加工することができるため、電気的に浮いた状態を無くし圧電基板上で発生した電荷を均一化して放電を抑制し、電極の損傷を防止することができるとともに、他の部分に影響を与えることなく高精度に加工することができるという作用効果が得られる。

　本発明の請求項９に記載の発明は、接続電極を構成する金属薄膜がフォトレジストの現像液に可溶性であり、圧電基板上に塗布したフォトレジストを露光して、前記接続電極の少なくとも一部に相当する前記フォトレジストを現像液に可溶性とする工程と、前記フォトレジストを現像液で現像するとともに、前記接続電極の少なくとも一部を前記現像液でエッチングする工程を含むという方法を有しており、これにより簡易的な方法で接続電極の所望部分を除去することができるため、電気的に浮いた状態を無くし圧電基板上で発生した電荷を均一化して放電を抑制し、電極の損傷を防止することができるという作用効果が得られる。

　本発明の請求項１０に記載の発明は、接続電極の少なくとも一部を除去する工程で、同時に短絡電極の少なくとも一部を除去して隣接パッド電極とダイシングラインとを電気的に開放するという方法を有しており、これにより工法を共通化することができるため工程を簡略化することができるという作用効果が得られる。

　本発明の請求項１１に記載の発明は、短絡電極の少なくとも一部を除去して隣接パッド電極とダイシングラインとを電気的に開放する方法が、接続電極の少なくとも一部を除去する方法と同一であるという方法を有しており、これにより工法を共通化することができるため工程を簡略化することができるという作用効果が得られる。

　本発明の請求項１２に記載の発明は、底面部から側壁部を貫通するように設けられた配線導体と、この配線導体に接続し、前記側壁部から外側の前記底面部にかけて形成された接続端子電極とを有する箱状のベース部材の前記配線導体に弾性表面波素子を接続する工程と、蓋体を前記ベース部材の周縁部に位置合わせした後、接続部材により前記蓋体と前記ベース部材とを固着して封止する工程とを含むという方法を有しており、これによりベース部材と蓋体により封止され、耐湿性などの信頼性に優れ、静電気放電などによる電極の損傷のない弾性表面波装置を得ることができるという作用効果が得られる。

　本発明の弾性表面波素子および弾性表面波装置は、接続電極および短絡電極を用いて全ての電極パターンを直接的、間接的に接続し、電気的に浮いた状態の電極を無くすことにより圧電基板上で発生した電荷による電位を圧電基板全体で均一化し、電位差をなくすことにより静電気放電などによる電極の損傷を防止することができるという効果を奏するものである。

　（実施の形態１）
　以下に本発明の実施の形態１を用いて、本発明の請求項１〜６、８、１２について説明する。

　図１は、本発明の実施の形態１におけるＳＡＷ素子の電極パターンの構成で、圧電基板をダイシングして個片とした状態を示す平面図である。

　ＬｉＴａＯ₃単結晶基板等からなる圧電基板１１上にＡｌ、Ａｌ合金またはチタン（Ｔｉ）等の単層膜あるいはこれらの積層膜からなる金属薄膜を形成し、フォトリソプロセスとエッチングプロセスを経て、所定のＩＤＴ電極と、その両側に反射器電極と、これらから導出されるパッド電極とを含むＳＡＷ素子が形成されている。

　本実施の形態１では、外側ＩＤＴ電極１３１、１３５、内側ＩＤＴ電極１３２、１３４および中央ＩＤＴ電極１３３からなるＩＤＴ電極が形成されている。また、これらからは、それぞれ端子電極１５が引き出されている。

　外側ＩＤＴ電極１３１、１３５の一方側は、それぞれの端子電極１５を介してパッド電極（図示せず）と、このパッド電極上に形成されたパッド補強電極２０３に接続されている。また、外側ＩＤＴ電極１３１、１３５の他方側は、端子電極１５を介してパッド電極（図示せず）と、このパッド電極上に形成されたパッド補強電極２０６、２０７にそれぞれ接続されている。

　内側ＩＤＴ電極１３２、１３４の一方側は、端子電極１５を介してパッド電極（図示せず）と、このパッド電極上に形成されたパッド補強電極２０１、２０２にそれぞれ接続されている。また、内側ＩＤＴ電極１３２、１３４の他方側は、端子電極１５を介してパッド電極（図示せず）と、このパッド電極上に形成されたパッド補強電極２０４に共通して接続されている。

　中央ＩＤＴ電極１３３の一方側は、端子電極１５を介してパッド電極（図示せず）と、このパッド電極上に形成されたパッド補強電極２０３に接続されている。なお、このパッド補強電極２０３には、外側ＩＤＴ電極１３１、１３５の一方側も端子電極１５を介して接続されている。また、中央ＩＤＴ電極１３３の他方側は、端子電極１５を介してパッド電極（図示せず）と、このパッド電極上に形成されたパッド補強電極２０５に接続されている。

　反射器電極１４１、１４２は、それぞれ両側に設けられた引き出し電極１７を介してパッド電極（図示せず）と、このパッド電極上に形成されたパッド補強電極２０６、２０７にそれぞれ接続されている。なお、パッド補強電極２０６、２０７には、外側ＩＤＴ電極１３１、１３５の他方側が端子電極１５を介して、それぞれ接続されている。

　なお、パッド補強電極２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７上には、バンプ２１も形成されている。特に、両側の大きなパッド補強電極２０６、２０７上には２個のバンプ２１が形成されている。このバンプ２１は、例えば金（Ａｕ）メッキや、Ａｕ線を用いてワイヤバンプで形成することもできる。

　以上により、ＳＡＷ素子として必要な電極が構成されるが、本実施の形態１のＳＡＷ素子では、さらに製造工程中に圧電基板１１の焦電効果で発生する電荷による放電を防止するために、次に述べるような電極が設けられている。

　すなわち、パッド補強電極２０３、２０４、２０６、２０７からはダイシングラインに接続される短絡電極１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６が形成されている。ＳＡＷ素子を個片にダイシングする前においては、この短絡電極１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６がダイシングラインに接続されているので電荷の偏りがなくなり、放電によるＩＤＴ電極の破損を防止できる。製造工程の最終工程であるダイシング工程において、ダイシングライン上をダイシングラインごと圧電基板を切断すれば、図１に示すように短絡電極１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６を電気的に開放状態にすることができる。

　また、製造工程中で特に焦電気が発生しやすい工程を経るまでは、接続電極１９１、１９２、１９３によりパッド補強電極２０１、２０２、２０５が、パッド補強電極２０３、２０４にそれぞれ接続されている。その工程終了後に図１に示すように、接続電極１９１、１９２、１９３の一部をエッチングしてパッド補強電極２０３、２０４に対して電気的に開放状態とする。

　このようなＳＡＷ素子構成とすることにより、焦電気による放電でＩＤＴ電極が破損されることを抑制でき、フィルタ特性が良好で、歩留まりの良いＳＡＷ素子を作製することができる。

　図２は、このようにして得られたＳＡＷ素子３８を用いてパッケージングし、ＳＡＷデバイス４０とした状態の断面図である。図２において、箱状のベース部材５１には、その箱の底面部から側壁部を貫通するように設けられた配線導体５２がある。さらに、この配線導体５２に接続し、側壁部から外側の底面部にかけて形成された接続端子電極５３が設けられている。また、ベース部材５１の中央領域の配線導体５２に接続するように接続用パッド電極４４が形成されている。

　ＳＡＷ素子３８上に形成されているバンプ２１と接続用パッド電極４４とを、例えば導電性接着剤、あるいは超音波を印加して接続することで、ＳＡＷ素子３８は機能面を下にした状態でベース部材５１に電気的、かつ機械的に接続、固定される。

　その後、封止装置を用いてＳＡＷ素子３８が実装されたベース部材５１と、予め接続部材４７が担持された蓋体４６とを、接続部材４７がベース部材５１の箱状の周縁部と対向するように配設し加熱する。これにより封止が行われ、ＳＡＷデバイス４０が構成される。なお、接続部材４７としては、例えばＡｕ−Ｓｎやハンダを用いることができる。

　なお、ＳＡＷデバイス４０の製造方法としては、上述した方法だけでなく、必要に応じて他の方法、例えばワイヤーボンディングなどによりＳＡＷ素子３８と接続用パッド電極４４とを電気的に接続してもよい。

　以下、図３（ａ）から図３（ｅ）および図４（ａ）、図４（ｂ）および図５（ｃ）から図５（ｅ）を用いて、具体的な製造工程について説明する。

　図３（ａ）から図３（ｅ）までは、本実施の形態１におけるＳＡＷ素子３８の製造工程を説明する断面図である。また、図４（ａ）、図４（ｂ）および図５（ｃ）から図５（ｅ）までは、図３（ａ）から図３（ｅ）までに対応する平面図である。なお、図３（ａ）から図３（ｅ）までの断面図は、図４（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、実際には圧電基板上に複数のＳＡＷ素子を一括して形成するが、これらの図ではダイシングラインに囲まれた１個のＳＡＷ素子のみを示している。また、図３（ｅ）と図５（ｅ）とは、ダイシングしてＳＡＷ素子を個片にした状態を示している。

　最初に、ＬｉＴａＯ₃単結晶基板等からなる圧電基板１１上に、例えばスパッタリング法によりＴｉ、ＡｌまたはＡｌ合金等の金属薄膜を形成する。この金属薄膜は、単層構成でもよいし、必要に応じて積層構成としてもよい。例えば、Ｔｉ膜とＡｌ合金膜とを積層することで、ＩＤＴ電極の耐電力性を大きく向上できるが、本発明はこのような電極構成であってもよい。

　つぎに、この金属薄膜上にフォトレジストを塗布し、所定の形状に露光した後、ドライエッチング装置等によりエッチングすることで、図３（ａ）および図４（ａ）に示すようなＳＡＷ素子のパターンを形成する。

　外側ＩＤＴ電極１３１、１３５の一方側は、それぞれの端子電極１５を介して隣接パッド電極１６３に接続されている。また、その他方側は、端子電極１５を介してそれぞれの隣接パッド電極１６６、１６７に接続されている。

　内側ＩＤＴ電極１３２、１３４の一方側は、それぞれの端子電極１５を介してそれぞれの孤立パッド電極１６１、１６２に接続されている。また、その他方側は、それぞれの端子電極１５を介して隣接パッド電極１６４に共通して接続されている。

　さらに、中央ＩＤＴ電極１３３の一方側は、端子電極１５を介して隣接パッド電極１６３に接続されている。なお、この隣接パッド電極１６３には、外側ＩＤＴ電極１３１、１３５の一方側もそれぞれの端子電極１５を介して接続されている。一方、中央ＩＤＴ電極１３３の他方側は、端子電極１５を介して孤立パッド電極１６５に接続されている。

　反射器電極１４１、１４２は、それぞれ両側に設けられた引き出し電極１７を介して隣接パッド電極１６６、１６７にそれぞれ接続されている。なお、隣接パッド電極１６６、１６７には、外側ＩＤＴ電極１３１、１３５の他方側が端子電極１５を介して、それぞれ接続されている。

　さらに、隣接パッド電極１６３、１６４、１６６、１６７からは短絡電極１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６が引き出されて、ダイシングライン１２にそれぞれ接続されている。また、孤立パッド電極１６１、１６２、１６５からは接続電極１９１、１９２、１９３が引き出されて、隣接パッド電極１６３、１６４にそれぞれ接続されている。

　つぎに、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、圧電基板１１上にフォトレジストを所定のパターン形状に加工した後、蒸着法等により膜厚が約５００ｎｍのＡｌ等の金属薄膜を形成し、不要部分の金属薄膜をリフトオフする。これにより、隣接パッド電極１６３、１６４、１６６、１６７および孤立パッド電極１６１、１６２、１６５上に、それぞれパッド補強電極２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７が形成される。これらのパッド補強電極２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７は、後の工程でバンプを形成する場合の歪を吸収して、バンプの密着性を改善する作用を有する。

　ところで、パッド補強電極２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７のための金属薄膜は比較的厚く形成する必要があるので、蒸着時に圧電基板１１が加熱されて焦電気が発生する。しかし、この段階では圧電基板１１上のすべての電極パターンがダイシングライン１２を介して電気的に接続されているため電位が均一化されるので、放電によるＩＤＴ電極等の損傷を防止することができる。

　なお、パッド補強電極２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７は、Ａｌだけでなく、Ａｕや銅（Ｃｕ）、あるいはこれらの積層構成でもよい。また、本実施の形態１では、隣接パッド電極１６３、１６４、１６６、１６７および孤立パッド電極１６１、１６２、１６５の全面にパッド補強電極２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７を形成したが、バンプ２１を形成する領域の一部表面のみに形成するようにしてもよい。

　つぎに、図３（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、フォトリソプロセスとドライエッチングにより圧電基板１１上の接続電極１９１、１９２、１９３の所定部分をエッチングする。これにより、内側ＩＤＴ電極１３２、１３４と中央ＩＤＴ電極１３３にそれぞれ接続されているパッド補強電極２０１、２０２、２０５と、それらの外側に設けられたパッド補強電極２０３、２０４との間が電気的に開放状態となる。図３（ｃ）および図５（ｃ）では、接続電極１９１、１９２、１９３の一部をエッチングした状態を示すが、全部をエッチングしてもよい。

　さらにこの後、図３（ｄ）および図５（ｄ）に示すように、Ａｕ等からなるバンプ２１をそれぞれのパッド補強電極２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７上に形成する。なお、両側の大きなパッド補強電極２０６、２０７については、それぞれ２個のバンプ２１が形成されているが、１個であってもよいし、また３個以上としてもよい。このバンプ２１の形成は、Ａｕ線を用いたワイヤバンプ方式でもよいし、Ａｕメッキにより形成してもよい。

　つぎに、図３（ｅ）および図５（ｅ）に示すように、圧電基板１１をダイシングソー等によりダイシングしてＳＡＷ素子３８を個片化する。このとき、ダイシングライン１２上を、このダイシングライン１２よりも幅広にダイシングすることで、ダイシングライン１２はＳＡＷ素子３８上には存在しなくなる。この結果、短絡電極１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６は、すべて電気的に開放状態となる。したがって、これに接続されているパッド補強電極２０３、２０４、２０６、２０７も電気的に開放状態となる。なお、図５（ｅ）は図１と同じである。

　このような製造工程により、ＩＤＴ電極に損傷が生じにくく、かつフィルタ特性の設計が容易なＳＡＷデバイス４０を得ることができる。

　なお、本実施の形態１では、短絡電極１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６は、圧電基板１１をダイシングするときに同時にダイシングして除去したが、本発明はこれに限定されない。例えば、接続電極１９１、１９２、１９３のエッチング時に、同時にエッチングして除去してもよい。この方法の場合には、ＳＡＷ素子３８の電気的特性をダイシング前の圧電基板１１上で測定することもできる。

　なお、本実施の形態１では、両側の大きな隣接パッド電極１６６、１６７と、この上に形成されているパッド補強電極２０６、２０７に接続される短絡電極１８１、１８３、１８４、１８６は、平行に設けられたダイシングライン１２にそれぞれ接続されている。これに加えてさらに、上記のダイシングライン１２に対して垂直方向のダイシングライン１２に接続する短絡電極を設けてもよい。また、接続する短絡電極の本数は、１箇所に複数本設けてもかまわない。また、短絡電極および接続電極を設ける位置は、パッド電極上で電位の高くなりやすい位置、例えば角部などが望ましいが、それ以外であってもよい。

　また、短絡電極および接続電極の幅および厚みは、少なくともダイシングラインの幅および厚み以上あればどのようなものであってもよい。

　さらに、接続電極１９１、１９２、１９３の全部または一部を除去する方法としては、ドライエッチング以外にウエットエッチングを用いてもかまわない。これらのドライエッチングやウエットエッチングはナノメートルオーダーの精度で電極を加工することができるとともに、圧電基板１１のどの位置にあっても加工することができる。

　なお、実施の形態１においては、５つのＩＤＴ電極と、その両側に設けられた反射器電極とからなる構成で説明したが、本発明はこれには限定されない。すなわち、さらに多くのＩＤＴ電極を有していてもよいし、上記の構成を複数個含むフィルター構成であってもよい。

　また、接続電極１９１、１９２、１９３の全部または一部の除去は、パッド補強電極形成とバンプ形成の後に行ってもよい。

　従って、本実施の形態１によれば、圧電基板上に設けた電極を全て電気的に接続した状態で弾性表面波素子を加工し、その後接続電極、短絡電極の一部または全てを除去することにより、圧電基板の焦電性によって発生する電荷による電位を均一化することができるため、静電気放電などによる電極の損傷を防止することができる。

　（実施の形態２）
　以下に本発明の実施の形態２を用いて本発明の請求項７〜１１について説明する。

　図６（ａ）から図６（ｅ）は、本発明の実施の形態２のＳＡＷ素子の製造工程を示す断面図である。なお、図１から図５（ｅ）までの要素と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

　本実施の形態２の製造方法が実施の形態１の製造方法と異なる点は、パッド補強電極２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７を形成し、さらにその後バンプ２１を形成した後に、接続電極１９１、１９２、１９３の全部と短絡電極１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６の全部を除去する方法としたことである。それ以外は実施の形態１と同じである。

　すなわち、本実施の形態２においては、図６（ａ）から図６（ｂ）までは実施の形態１と同じであるが、図６（ｃ）に示すようにパッド補強電極２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７を形成した後、引き続いてバンプ２１を形成する。この平面形状を図７（ａ）に示す。図７（ａ）および図６（ｃ）からわかるように、バンプ２１を形成後においても、接続電極１９１、１９２、１９３と短絡電極１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６とは、そのまま残されている。

　つぎに、図６（ｄ）に示すように、接続電極１９１、１９２、１９３の全部と、短絡電極１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６の全部を同時に除去する。この平面形状を図７（ｂ）に示す。これらの除去については、一般的なフォトリソプロセスとエッチングプロセスでできるが、本実施の形態２では後述するように、より簡略な方法でも可能である。

　つぎに、図６（ｅ）に示すように、ダイシングライン１２上をダイシングすれば、実施の形態１のＳＡＷ素子と同じ形状のＳＡＷ素子が得られる。このＳＡＷ素子を実施の形態１と同じようにパッケージングすれば、ＳＡＷデバイスが得られるが、この製造工程は実施の形態１と同じであるので説明は省略する。

　パッド補強電極２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７の形成からバンプ２１の形成までを行えば、ＳＡＷ素子として必要な電極とパターン形状が作製される。このため、ＩＤＴ電極となる金属薄膜、パッド補強電極膜、およびバンプとなる金属膜の形成工程で加わる熱により圧電基板１１上に焦電気が発生しても、ＳＡＷ素子のすべての電極はダイシングラインに電気的に接続されているので電位が均一化される。また、これらのパターン形成のためのフォトリソプロセスとエッチングプロセスにおける加熱で焦電気が発生しても、同様に電位は均一化される。したがって、放電などによる電極の損傷が生じない。

　これらの接続電極１９１、１９２、１９３および短絡電極１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６の全部を除去するための簡略な方法を、以下に述べる。

　最初に、圧電基板１１上にフォトレジストを塗布し、所定のフォトマスクを用いて露光を行う。その後、フォトレジストを現像する場合、そのフォトレジストの厚さ等で決まる最適現像時間より１．５倍以上長く現像する。これにより、フォトレジストが現像されると同時に、その下部にある接続電極１９１、１９２、１９３および短絡電極１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６も、この現像液で同時にエッチングされる。したがって、フォトレジストの現像作業と同時に電極膜のエッチングも行える。

　図８（ａ）から図８（ｃ）は、図７（ａ）に示す２つのパッド補強電極２０４、２０５間を接続する接続電極１９３近傍の断面図で、フォトレジストの現像と、接続電極および短絡電極のエッチングとを同時に行う方法を説明するための図である。

　図８（ａ）は、フォトマスク（図示せず）により接続電極１９３のフォトレジスト５４を露光した状態を示す図である。フォトレジスト５４の露光部分５４１は化学変化を生じて現像液に可溶になっている。なお、感光部分５４１は露光されたのみでは、潜像であるので目視では認識できないが、説明の便利のために図８（ａ）では他とは区別して図示している。

　この状態でフォトレジスト５４を現像する。この現像液は、一般にアルカリ系の現像液であり、最適現像時間より１．５倍以上長くして現像する。最適現像時間においては図８（ｂ）に示すように、フォトレジスト５４の感光部分５４１が現像液により溶解して、下地の接続電極１９３を構成する金属薄膜が露出する。

　引き続いて現像液に浸しておくと、フォトレジスト５４の感光部分５４１の下部で、露出した接続電極１９３を構成する金属薄膜が、この現像液によりエッチングされる。したがって、フォトレジスト５４の現像作業と、接続電極１９３を構成する金属薄膜のエッチング作業とが、同じ現像液で連続して行える。なお、未感光部分は現像液に不溶であるので、最適現像時間よりオーバーしても特に問題はない。このエッチング後の状態を図８（ｃ）に示す。

　このようなエッチング工法を用いることにより、接続電極を構成する金属薄膜を別工程でドライエッチングやウエットエッチングする必要がなくなり、工程を簡略化することができる。

　なお、このエッチング工法は、ＳＡＷ素子に最も多く使用されているＡｌまたはＡｌ合金からなる金属薄膜であれば、現像時間、すなわち金属薄膜のエッチング時間には差異が生じるが、ほとんど使用可能である。また、この金属薄膜の膜厚が薄い程エッチング作業が容易である。したがって、接続電極や短絡電極を構成する金属薄膜の膜厚としては、１μｍより薄くすることが望ましい。

　なお、本実施の形態２では、接続電極および短絡電極のすべてをフォトレジストと同時にエッチングしたが、電気的に開放状態とすればよいだけであるので、必ずしも全部の領域にわたってエッチングする必要はない。

　また、パッド補強電極を形成した後に上述した方法により、フォトレジストの現像作業と、接続電極および短絡電極のエッチング作業とを一括して行い、その後バンプ形成を行う工程としてもよい。

　また、この方法では、短絡電極をダイシング前にダイシングラインに対して電気的に開放状態にすることができる。したがって、ダイシング時に圧電基板上のダイシングラインが一部残っても特に問題とならない。このため、ダイシングの精度をラフにすることができる。

　なお、本発明のＳＡＷデバイスの製造方法は、パッド補強電極を形成する工程後に、接続電極の全部または一部をエッチングする工程としてもよい。これにより、パッド補強電極を形成するときの熱によって圧電基板に焦電気が発生しても、電荷を均一化することができるので、この工程においてＩＤＴ電極の損傷を防止することができる。

　また、本発明のＳＡＷデバイスの製造方法は、バンプを形成する工程後に、接続電極の全部または一部をエッチングする工程としてもよい。これにより、バンプを形成するときの熱によって圧電基板に焦電気が発生しても、電荷を均一化することができるので、この工程においてＩＤＴ電極の損傷を防止することができる。

　さらに、本発明のＳＡＷデバイスの製造方法は、接続電極の全部または一部をウエットエッチングまたはドライエッチングで行ってもよい。これにより、圧電基板上のどの位置であっても接続電極の全部または一部を容易にエッチングできるため、ダイシング工程前でエッチングを行うこともできる。なお、接続電極の除去加工法としては、さらにレーザ照射エッチングや電流印加による溶断等の方法もあるが、これらはいずれも局部的な加熱が生じて焦電気を発生しやすいので望ましくない。

　また、本発明のＳＡＷデバイスの製造方法は、短絡電極と接続電極の全部または一部を同時にエッチングすることも可能である。

　また、本発明のＳＡＷデバイスの製造方法は、短絡電極の全部または一部をエッチングする工程と、接続電極の全部または一部をエッチングする工程とを同じとしてもよい。これにより、工法を共通化することができるため工程を簡略化することができる。

　なお、実施の形態２においては、５つのＩＤＴ電極と、その両側に設けられた反射器電極とからなる構成で説明したが、本発明はこれには限定されない。すなわち、さらに多くのＩＤＴ電極を有していてもよいし、上記の構成を複数個含むフィルター構成であってもよい。

　従って、本実施の形態２によれば、圧電基板上に設けた電極を全て電気的に接続した状態で弾性表面波素子を加工し、その後接続電極、短絡電極の一部または全てを除去することにより、圧電基板の焦電性によって発生する電荷による電位を均一化することができるため、静電気放電などによる電極の損傷を防止することができる。

　本発明にかかる弾性表面波素子および弾性表面波装置およびその製造方法は、接続電極および短絡電極を用いて全ての電極パターンを直接的、間接的に接続し、電気的に浮いた状態の電極を無くすことにより圧電基板上で発生した電荷による電位を圧電基板全体で均一化し、電位差をなくすことにより静電気放電などによる電極の損傷を防止することができるという効果を有し、通信機器などに用いられる弾性表面波装置に使用される弾性表面波素子およびその製造方法の用途に適用することができる。

本発明の実施の形態１におけるＳＡＷ素子の形状を示す平面図 同実施の形態１におけるＳＡＷ素子をパッケージングしてＳＡＷデバイスとした状態の断面図 （ａ）同実施の形態１における製造方法において、圧電基板上にＳＡＷ素子のパターンを形成した状態を示す断面図、（ｂ）同実施の形態１における製造方法において、パッド電極上にパッド補強電極を形成した状態を示す断面図、（ｃ）同実施の形態１における製造方法において、孤立パッド電極と隣接パッド電極間の接続電極をエッチングした状態を示す断面図、（ｄ）同実施の形態１における製造方法において、パッド補強電極上にバンプを形成した状態を示す断面図、（ｅ）同実施の形態１における製造方法において、ダイシングソーによりダイシングしてＳＡＷ素子を個片化した状態を示す断面図 （ａ）同実施の形態１における製造方法において、圧電基板上にＳＡＷ素子のパターンを形成した状態を示す平面図、（ｂ）同実施の形態１における製造方法において、パッド電極上にパッド補強電極を形成した状態を示す平面図 （ｃ）同実施の形態１における製造方法において、孤立パッド電極と隣接パッド電極間の接続電極をエッチングした状態を示す平面図、（ｄ）同実施の形態１における製造方法において、パッド補強電極上にバンプを形成した状態を示す平面図、（ｅ）同実施の形態１における製造方法において、ダイシングソーによりダイシングしてＳＡＷ素子を個片化した状態を示す平面図 （ａ）本発明の実施の形態２における製造方法において、圧電基板上にＳＡＷ素子のパターンを形成した状態を示す断面図、（ｂ）同実施の形態２における製造方法において、パッド電極上にパッド補強電極を形成した状態を示す断面図、（ｃ）同実施の形態２における製造方法において、パッド補強電極上にバンプを形成した状態を示す断面図、（ｄ）同実施の形態２における製造方法において、孤立パッド電極と隣接パッド電極間の接続電極、および隣接パッド電極とダイシングライン間の短絡電極をエッチングした状態を示す断面図、（ｅ）同実施の形態２における製造方法において、ダイシングソーによりダイシングしてＳＡＷ素子を個片化した状態を示す断面図 （ａ）同実施の形態２における製造方法において、パッド補強電極上にバンプを形成した状態を示す平面図、（ｂ）同実施の形態２における製造方法において、孤立パッド電極と隣接パッド電極間の接続電極、および隣接パッド電極とダイシングライン間の短絡電極をエッチングした状態を示す平面図 （ａ）同実施の形態２における製造方法の変形例であって、接続電極をフォトレジストの現像と同時にエッチングする方法において、フォトレジストを露光した状態を示す断面図、（ｂ）同実施の形態２における製造方法の変形例であって、接続電極をフォトレジストの現像と同時にエッチングする方法において、最適現像時間でフォトレジストの感光部分が溶解した状態を示す断面図、（ｃ）同実施の形態２における製造方法の変形例であって、接続電極をフォトレジストの現像と同時にエッチングする方法において、接続電極を構成する金属薄膜をエッチングした状態を示す断面図 圧電基板上に形成された状態の従来構成のＳＡＷ素子の平面図

符号の説明

　１、１１　圧電基板
　２、１２　ダイシングライン
　５　グランド端子
　７、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６　短絡電極
　８　入力側端子
　１５　端子電極
　１７　引き出し電極
　２１　バンプ
　３１、３２、３３　ＩＤＴ電極
　３８　ＳＡＷ素子
　４０　ＳＡＷデバイス
　４１、４２、１４１、１４２　反射器電極
　４４　接続用パッド電極
　４６　蓋体
　４７　接続部材
　５１　ベース部材
　５２　配線導体
　５３　接続端子電極
　５４　フォトレジスト
　６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７　パッド電極
　１３１、１３５　外側ＩＤＴ電極
　１３２、１３４　内側ＩＤＴ電極
　１３３　中央ＩＤＴ電極
　１６１、１６２、１６５　孤立パッド電極
　１６３、１６４、１６６、１６７　隣接パッド電極
　１９１、１９２、１９３　接続電極
　２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７　パッド補強電極
　５４１　露光部分

Claims (12)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板上に複数のインターディジタルトランスデューサ電極と、
   この両側に配置される反射器電極と、
   複数の前記インターディジタルトランスデューサ電極と複数の前記反射器電極とから導出される複数のパッド電極と、
   複数の前記パッド電極上に形成されるパッド補強電極とを含む弾性表面波素子であって、
   複数の前記パッド電極は、前記弾性表面波素子の外周領域に直接対向しない孤立パッド電極と前記外周領域に直接対向する隣接パッド電極とを有し、
   前記孤立パッド電極と前記隣接パッド電極の間を接続した接続電極の一部が少なくとも残存した構成からなる弾性表面波素子。
2. 底面部から側壁部を貫通するように設けられた配線導体と、
   前記配線導体に接続し、前記側壁部から外側の前記底面部にかけて形成された接続端子電極とを有する箱状のベース部材と、
   前記ベース部材の周縁部で接続封止するための蓋体と、
   前記ベース部材の前記配線導体に接続された弾性表面波素子とを含み、
   前記弾性表面波素子は請求項１に記載の弾性表面波素子からなる弾性表面波装置。
3. 圧電基板上に複数のインターディジタルトランスデューサ電極と、
   この両側に配置される反射器電極と、
   複数の前記インターディジタルトランスデューサ電極と複数の前記反射器電極とから導出される複数のパッド電極とを含む複数の弾性表面波素子と、
   前記弾性表面波素子のそれぞれの外周部に形成されたダイシングラインと、
   前記パッド電極のうち前記ダイシングラインに直接接続できない孤立パッド電極と前記ダイシングラインに直接接続可能な隣接パッド電極とを接続する接続電極と、
   前記隣接パッド電極を前記ダイシングラインに接続する短絡電極とを形成する工程と、
   前記パッド電極上にパッド補強電極を形成する工程と、
   前記接続電極の少なくとも一部を除去して、前記孤立パッド電極と前記隣接パッド電極とを電気的に開放状態にする工程と、
   前記ダイシングラインに沿って前記圧電基板を切断する工程とを含む弾性表面波素子の製造方法。
4. パッド補強電極上にバンプを形成する工程を含む請求項３に記載の弾性表面波素子の製造方法。
5. ダイシングラインに沿って圧電基板を切断する方法が、前記ダイシングライン上で、かつ前記ダイシングライン幅より幅広に前記圧電基板を切断する請求項３に記載の弾性表面波素子の製造方法。
6. パッド補強電極を形成する工程の後に、接続電極の少なくとも一部を除去して、孤立パッド電極と隣接パッド電極とを電気的に開放状態にする工程を設けた請求項３に記載の弾性表面波素子の製造方法。
7. バンプを形成する工程の後に、接続電極の少なくとも一部を除去して、孤立パッド電極と隣接パッド電極とを電気的に開放状態にする工程を設けた請求項４に記載の弾性表面波素子の製造方法。
8. 接続電極の少なくとも一部を除去する方法は、ウエットエッチングまたはドライエッチングのいずれかで行う請求項３に記載の弾性表面波素子の製造方法。
9. 接続電極を構成する金属薄膜がフォトレジストの現像液に可溶性であり、
   圧電基板上に塗布したフォトレジストを露光して、前記接続電極の少なくとも一部に相当する前記フォトレジストを現像液に可溶性とする工程と、
   前記フォトレジストを現像液で現像するとともに、前記接続電極の少なくとも一部を前記現像液でエッチングする工程を含む請求項３に記載の弾性表面波素子の製造方法。
10. 接続電極の少なくとも一部を除去する工程で、同時に短絡電極の少なくとも一部を除去して隣接パッド電極とダイシングラインとを電気的に開放する請求項３に記載の弾性表面波素子の製造方法。
11. 短絡電極の少なくとも一部を除去して隣接パッド電極とダイシングラインとを電気的に開放する方法が、接続電極の少なくとも一部を除去する方法と同一である請求項３に記載の弾性表面波素子の製造方法。
12. 底面部から側壁部を貫通するように設けられた配線導体と、
    この配線導体に接続し、前記側壁部から外側の前記底面部にかけて形成された接続端子電極とを有する箱状のベース部材の前記配線導体に弾性表面波素子を接続する工程と、
    蓋体を前記ベース部材の周縁部に位置合わせした後、接続部材により前記蓋体と前記ベース部材とを固着して封止する工程とを含み、
    前記弾性表面波素子が請求項３に記載の方法により製造された弾性表面波装置の製造方法。

Images