JP2006157823A - トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子 - Google Patents

トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子 Download PDF

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Abstract

【課題】 ウェハ上に形成された状態で各トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の周波数特性の良否を判断するための測定用パッドを備えた状態で、各素子の小型化を図り、ウェハ上の集積密度を高めて、ウェハ一枚あたりからの取り個数を増やす。
【解決手段】 プローブ測定を行うための測定パッドを、隣接するトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子同士で共有してウェハ上に形成し、測定用パッドの個数をおよそ半減させることにより、1素子あたりの専有面積を小さくしたことを特徴とするトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法。
【選択図】 図1

Description

本発明は、トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子に関する。
トランスバーサル型弾性表面波フィルタの製造方法では、タンタル酸リチウム(LiTaO3)やニオブ酸リチウム(LiNbO3)などの単結晶からなる圧電性基板のウェハ上に真空蒸着法またはスパッタ法によりアルミニウムまたはアルミニウム合金の薄膜を形成し、これにフォトリソグラフィを適用してパターニングし、多数の前記トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子を互いに密に格子型に形成する。若しくはガラス基板上に真空蒸着法またはスパッタ法によりアルミニウムまたはアルミニウム合金の薄膜を形成し、これにフォトリソグラフィを適用してパターニングし、形成されたパターン上に酸化亜鉛(ZnO)等の圧電体薄膜を形成し、多数の前記トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子を互いに密に格子型に形成する。その後ウェハを各トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子毎に分断したものを、パッケージに収納してトランスバーサル型弾性表面波フィルタが得られる。
上記製造方法において、圧電性基板のウェハ上に多数形成された状態で、それぞれのトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子に対してウェハプローブ装置を用いてプローブ測定を行い、各トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の性能をそれぞれ検査、測定している。
このような工程を取り入れることによって、パッケージ前のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の性能を予め確認し、その後パッケージすることができるため、製品としてのトランスバーサル型弾性表面波フィルタの歩留まりが向上し、時間的ロスも省くことができる。
プローブ測定を行う際にトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の外部接続用パッドを用いると、外部接続用パッド上にプローブ痕が残り、ワイヤーボンディングを用いて実装する場合にバンプの接続性が劣化するという問題が発生する。
このような不具合を解決するための手段として、第1の従来例である図5に示すように測定用パッドと外部接続用パッドを別々に構成すれば、外部接続用パッドにプローブ痕が残ることがなくバンプの接続性が劣化することはない、このような発明が特開2002−319841に開示されている。
また、特開2004−48098には、検査工程後に再度電極パッド形成工程を導入し、プローブ痕を残さないような製造方法が開示されている。
特開2004−48098 特開2002−319841
圧電性基板のウェハ上に多数形成されたそれぞれのトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子全てに対して測定用電極パッドを形成するとトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子個々の面積が大きくなり、集積密度が減少して一枚のウェハ上に形成できるトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の個数が減少するという問題点があった。
また、測定用電極パッドと外部接続用電極パッドを共用して、測定時に生じたプローブ痕を消すために再度電極パッド形成工程を行うと、工程を行うためのコスト及び時間的ロスが生じ、全体のコストが増加するという問題点があった。
バランス動作型トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子においては、シールド電極を送波部若しくは受波部の櫛形電極の一部に接続することができないため、シールド電極用の測定パッドを別途設ける必要があり、トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子のサイズが大きくなってしまうという問題点があった。
上記問題点を解決するために請求項1に係る発明は、弾性表面波を伝搬する圧電性基板上に、弾性表面波を送波する一対の櫛形電極と、弾性表面波を受波する一対の櫛形電極とが形成されており、前記送波用及び前記受波用の一対の櫛形電極には、それぞれ一対の外部接続用電極パッドが形成されてなるトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法であって、圧電性基板材料のウェハ上に格子状に複数の素子を形成するための前記送波用および前記受波用櫛形電極と、前記送波用および前記受波用外部接続用電極パッドとそれらを接続するための電極パターンとを形成し、前記圧電性基板材料のウェハ上の素子毎に分割するための予定断線を横切るように、前記送波用外部接続用電極パッドから前記送波用櫛形電極に至る電極パターン上の任意の箇所において、隣接する素子同士を接続する送波部接続電極パターンと、前記受波用外部接続用電極パッドから前記受波用櫛形電極に至る電極パターン上の任意の箇所において、隣接する素子同士を接続する受波部接続電極パターンとを形成し、さらに、前記送波部接続電極パターン及び前記受波部電極パターンのそれぞれに対して1つの測定用パッドを形成する電極形成工程、前記測定用パッドを用いてウェハ状態のまま前記トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の高周波特性を測定することにより各素子毎の良否の判定を行う良否判定工程、前記予定断線に沿って各素子を分割する素子分割工程を備えたことを特徴とするトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法を提供する。
請求項2に係る発明は、前記測定用パッドの少なくとも1つが、ウェハを各素子チップ毎に分割するための予定断線上に形成されていることを特徴とする請求項1記載のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法を提供する。
請求項3に係る発明は、弾性表面波を伝搬する圧電性基板上に、弾性表面波を送波する一対の櫛形電極と、弾性表面波を受波する一対の櫛形電極とが形成されており、前記送波用及び前記受波用の一対の櫛形電極には、それぞれ一対の外部接続用電極パッドが形成されており、前記送波用の一対の櫛形電極と前記受波用の一対の櫛形電極の間にそれぞれの電極とは独立したシールド電極が設けられ、前記シールド電極には外部接続用電極パッドが形成されているトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法であって、圧電性基板材料のウェハ上に格子状に複数の素子を形成するための前記送波用および前記受波用櫛形電極と、前記送波用および前記受波用外部接続用電極パッドとそれらを接続するための電極パターンと、前記シールド電極と前記シールド電極用外部接続用電極パッドを接続するための電極パターンとを形成し、前記圧電性基板材料のウェハ上の素子毎に分割するための予定断線を横切るように前記送波用外部接続用電極パッドから前記送波用櫛形電極に至る電極パターン上の任意の箇所において、隣接する素子同士を接続する送波部接続電極パターンと、前記受波用外部接続用電極パッドから前記受波用櫛形電極に至る電極パターン上の任意の箇所において、隣接する素子同士を接続する受波部接続電極パターンと、前記シールド電極の外部接続用電極パッドから前記送波部接続電極パターンの一方に接続する電極パターン、若しくは前記受波部接続電極パターンの一方に接続する電極パターンとを形成し、さらに、前記送波部接続電極パターン及び前記受波部接続電極パターンのそれぞれに対して1つの測定用パッドを形成する電極形成工程、前記測定用パッドを用いてウェハ状態のまま前記トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の高周波特性を測定することにより各素子毎の良否の判定を行う良否判定工程、前記予定断線に沿って各素子を分割する素子分割工程、を備えたことを特徴とするトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法を提供する。
請求項4に係る発明は、前記測定用パッドうち少なくとも1つが、ウェハを各素子チップ毎に分割するための予定断線上に形成されていることを特徴とする請求項3記載のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法を提供する。
この発明の第1の請求項によれば、ウェハ上に形成されたトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子において、隣接する素子同士に共通する測定用パッドを設けたため図5に示す第1の従来例と比較して測定用パッド24a〜24f及び25a〜25fの個数を半減することができ、個々の専有面積を小さくすることができる。従ってトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子自体を小型化できると共に、ウェハ上に形成されるトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の集積密度を向上させることができるため、ウェハ一枚あたりからのフィルタの取り個数が増加し、素子のコストを低下させることができる。
この発明の第2の請求項によれば、前記測定用パッドを予定断線領域に配置することにより、ダイシング時のダイシングブレードの幅によって失われる面積を有効に活用することができ、トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子自体をさらに小型化できると共に、ウェハ上に形成されるトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の集積密度をさらに向上させることができるため、ウェハ一枚あたりからのフィルタの取り個数がさらに増加し、素子のコストをさらに低下させることができる。
この発明の第3の請求項によれば、一部の櫛形電極に連続してシールド電極が形成されていないバランス動作型トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子において、プローブ測定時にアース電位となる櫛形電極に接続されたプローブ用電極パッドにシールド電極を接続することにより、新たにシールド電極測定パッドを設けることなくプローブ測定が可能になる。また、ダイシング時に、櫛形電極に接続されたプローブ用電極パッドとシールド電極とを電気的に切り離すことにより、素子サイズを大きくすることなく、入出力共にバランス状態で動作させることができるトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子を得ることができる。
この発明の第4の請求項によれば、前記測定用パッドを予定断線領域に配置することにより、ダイシング時のダイシングブレードの幅によって失われる面積を有効に活用することができ、バランス動作型トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子自体をさらに小型化できると共に、ウェハ上に形成されるバランス動作型トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の集積密度をさらに向上させることができるため、ウェハ一枚あたりからのフィルタの取り個数がさらに増加し、素子のコストをさらに低下させることができる。
本発明の第1の実施例を図1を用いて以下の様に説明する。図1は圧電基板1上に多数のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子が格子状に形成されており、その一部を拡大し3個のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子を図示したものである。
圧電基板1上に一対の櫛形電極よりなる送波部3a〜3c及び、一対の櫛形電極よりなる受波部4a〜4cが形成されている。これら一対の櫛形電極のことをIDT(Interdigital Transducer)と呼ぶ。
受波部4a〜4cの一方の櫛形電極に連続してシールド電極5a〜5cが形成されている。このシールド電極5a〜5cは送波部と受波部の間において空間上に生じる不要結合、若しくは基板上に生じる直達波を抑制する働きがある。図1においてシールド電極5a〜5cは受波部4a〜4cの一方の櫛形電極に連続して形成されている例を示したが、シールド電極5a〜5cは送波部3a〜3cの一方の櫛形電極に連続して形成してもよい。
送波部3a〜3cが受波部4a〜4cに対向しない側にはダンピング材6a〜6cが形成されている。同様に受波部4a〜4cが送波部3a〜3cに対向しない側にはダンピング材7a〜7cが形成されている。これらのダンピング材はそれぞれ、送波部3a〜3c、及び受波部4a〜4cから伝搬する不要な弾性表面波を吸収する働きがある。
送波部3a〜3c、受波部4a〜4cそれぞれには接続用電極パターンを介して外部接続用パッド8a〜8c、9a〜9c、10a〜10c、11a〜11cが形成されており、その近傍には隣接するトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の外部接続用パッド同士を接続する接続電極パターン12a〜12d、13a〜13dが形成されている。接続電極パターン12b〜12d、13b〜13dは、その一部を大きくした測定用パッド14a〜14c、15a〜15cを備えている。
このトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子を図1における3素子拡大図の中段に図示したフィルタ素子の例で説明すれば、外部接続用パッド8b、9bより入力された信号は、送波部3bにより弾性表面波を励振し、濾波されて受波部4bで受波され、外部接続用パッド10b、11bより出力され、トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子として機能する。
一点鎖線で示される線分16a〜16fはこのウェハの予定断線を示している。ダイシングにより削り取られる領域を考慮して、二点鎖線17a〜17cで示される領域が、切り離し後のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の予定外形を示す。
このトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子において、測定用パッド14a、14bに対して入力信号用プローブを当接し、同時に測定用パッド15a、15bに対して出力信号用プローブを当接することにより、送波部3bから励振された弾性表面波が受波部4bより取り出され、圧電薄膜2b上に形成されたトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の周波数特性をウェハ状態のまま検査することができる。ここで測定用パッド14aは外部接続用パッド9aにも接続されているが、外部接続用パッド8aに対する電圧の印加がないために送波部3aは動作しない。同様の理由で送波部3c、受波部4a及び4cも動作しない。従って、検査用プローブを選択的に測定用プローブに当接することにより、ウェハ状態のまま所望のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の周波数特性が測定されその良否が判断できるのである。
ここで測定用電極パッド14a〜14c及び15a〜15cは隣接する2素子に共通する測定用パッドであるため、第1の従来例である図5に示すような構造に比べてウェハ上のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の専有面積を削減できる。このため、同一ウェハ上に形成されるトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の素子数を増加させることができる。
本発明の第2の実施例を図2を用いて以下の様に説明する。図2はガラス基板2上に、第1の実施例と同様なパターンを形成し、送波部3a〜3c、シールド電極5a〜5c、及び受波部4a〜4cを連続して覆うように、酸化亜鉛(ZnO)等によりなる圧電体薄膜27a〜27cが形成されている。送波部3a〜3cが受波部4a〜4cに対向しない側の圧電体薄膜27a〜27cのそれぞれの端部にはダンピング材6a〜6cが形成されている。同様に受波部4a〜4cが送波部3a〜3cに対向しない側の圧電体薄膜27a〜27cのそれぞれの端部にはダンピング材7a〜7cが形成されている。
上記の様な形態のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子は、特に圧電体薄膜27a〜27cに酸化亜鉛(ZnO)を用いる場合、タンタル酸リチウム(LiTaO3)やニオブ酸リチウム(LiNbO3)などの単結晶からなる圧電性基板のウェハ上に電極を形成してなるトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子と比較して温度安定性が増すという特徴がある。本発明の本質となる電極パターン形状については実施例1と同様であり、よってそれによる効果も同様である。
本発明の第3の実施例を図3を用いて以下の様に説明する。図3は図1と同様に圧電基板上に多数形成されたトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子のうち、その一部を拡大し3個のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子を図示したものである。
それぞれのトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子は、隣接する外部電極接続パッドの近傍同士が、接続電極パターン12a〜12d、13a〜13dで接続されており、前記接続電極パターン12a〜12d、13a〜13dが予定断線16c〜16fと交わる点上に、この接続電極パターン12a〜12d、13a〜13dの一部を大きくした測定用パッド18a〜18d、19a〜19dが形成されている。
この形態によれば、測定用パッド18a〜18d、19a〜19dが予定断線16c〜16f上に形成されるため、ダイシング時のダイシングブレード幅によって失われる面積も有効に利用することができる。このため第1の実施例と比較してトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子をさらに小さく形成することができ、ウェハ上の集積密度が向上し、1枚あたりからの取り個数をさらに増加させることができる。
この形態においても、実施例2と同様にガラス基板上に電極パターンを形成し、その上に圧電体薄膜を形成したトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子としてもよい。
本発明の第4の実施例を図4を用いて以下の様に説明する。図4は図1と同様に圧電基板上に多数形成されたトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子のうち、その一部を拡大し3個のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子を図示したものである。
シールド電極5a〜5cは、送波部3a〜3c及び受波部4a〜4cとは分離して形成される。シールド電極5a〜5cは、電極パターンを介して接続される外部接続用電極パッド22a〜22cを備える。これらシールド電極外部接続用パッド22a〜22cは接続電極パターン23a〜23cによって測定用パッド21b〜21dにそれぞれ接続される。
ウェハ状態におけるプローブ測定時において、シールド電極外部接続用パッド22a〜22cに接続された測定用パッド21a〜21dは、測定用パッド21a及び21bを用いて測定するときは21aがアース電位となり、測定用パッド21b及び21cを用いて測定するときは21bがアース電位となり、測定用パッド21c及び21dを用いて測定するときは21cがアース電位となるように測定を行う。
このトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子を予定切断線16a〜16fで切断すると、接続電極パターン23a〜23cは切断されてシールド電極5a〜5cは完全に受波部4a〜4cと電気的に分断されることになり、バランス動作型トランスバーサル弾性表面波フィルタ素子を製造することができる。
この形態によれば、第2の従来例である図6に示すシールド電極用測定パッド26a〜26cが削除できるため、測定用プローブの本数を減らすことができる。また第3の実施例と同様に、測定用パッド20a〜20d、21a〜21dが予定断線16c〜16f上に形成されるため、ダイシング時のダイシングブレード幅によって失われる面積も有効に利用することができる。このため図6に示す第2の従来例と比較してトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子を小さく形成することができ、ウェハ上の集積密度が向上し、1枚あたりからの取り個数を増加させることができる。
この形態においても、実施例2と同様にガラス基板上に電極パターンを形成し、その上に圧電体薄膜を形成したトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子としてもよい。
本発明の第1の実施例を説明する説明図である。 本発明の第2の実施例を説明する説明図である。 本発明の第3の実施例を説明する説明図である。 本発明の第4の実施例を説明する説明図である。 第1の従来例を示す図である。 第2の従来例を示す図である。
符号の説明
1 圧電体基板ウェハ
2 ガラス基板ウェハ
3a〜c 送波部
4a〜c 受波部
5a〜c シールド電極
6a〜c ダンピング材
7a〜c ダンピング材
8a〜c 送波部外部接続用パッド
9a〜c 送波部外部接続用パッド
10a〜c 受波部外部接続用パッド
11a〜c 受波部外部接続用パッド
12a〜d 接続電極パターン
13a〜d 接続電極パターン
14a〜c 送波部測定用パッド
15a〜c 受波部測定用パッド
16a〜f 予定断線
17a〜c ダイシング後のトランスバーサル弾性表面波フィルタ素子の
予定外形を示す線
18a〜d 送波部測定用パッド
19a〜d 受波部測定用パッド
20a〜d 送波部測定用パッド
21a〜d 受波部測定用パッド
22a〜c シールド電極外部接続用パッド
23a〜c 接続電極パターン
24a〜f 送波部測定用パッド
25a〜f 受波部測定用パッド
26a〜c シールド電極測定用パッド
27a〜c 圧電体薄膜

Claims (4)

  1. 弾性表面波を伝搬する圧電性基板上に、弾性表面波を送波する一対の櫛形電極と、弾性表面波を受波する一対の櫛形電極とが形成されており、前記送波用及び前記受波用の一対の櫛形電極には、それぞれ一対の外部接続用電極パッドが形成されてなるトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法であって、
    圧電性基板材料のウェハ上に格子状に複数の素子を形成するための前記送波用および前記受波用櫛形電極と、前記送波用および前記受波用外部接続用電極パッドとそれらを接続するための電極パターンとを形成し、
    前記圧電性基板材料のウェハ上の素子毎に分割するための予定断線を横切るように、
    前記送波用外部接続用電極パッドから前記送波用櫛形電極に至る電極パターン上の任意の箇所において、隣接する素子同士を接続する送波部接続電極パターンと、
    前記受波用外部接続用電極パッドから前記受波用櫛形電極に至る電極パターン上の任意の箇所において、隣接する素子同士を接続する受波部接続電極パターンとを形成し、さらに、
    前記送波部接続電極パターン及び前記受波部電極パターンのそれぞれに対して1つの測定用パッドを形成する電極形成工程、
    前記測定用パッドを用いてウェハ状態のまま前記トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の高周波特性を測定することにより各素子毎の良否の判定を行う良否判定工程、
    前記予定断線に沿って各素子を分割する素子分割工程、
    を備えたことを特徴とするトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法。
  2. 前記測定用パッドうちの少なくとも1つが、ウェハを各素子チップ毎に分割するための予定断線上に形成されていることを特徴とする請求項1記載のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法。
  3. 弾性表面波を伝搬する圧電性基板上に、弾性表面波を送波する一対の櫛形電極と、弾性表面波を受波する一対の櫛形電極とが形成されており、前記送波用及び前記受波用の一対の櫛形電極には、それぞれ一対の外部接続用電極パッドが形成されており、前記送波用の一対の櫛形電極と前記受波用の一対の櫛形電極の間にそれぞれの電極とは独立したシールド電極が設けられ、前記シールド電極には外部接続用電極パッドが形成されているトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法であって、
    圧電性基板材料のウェハ上に格子状に複数の素子を形成するための前記送波用および前記受波用櫛形電極と、前記送波用および前記受波用外部接続用電極パッドとそれらを接続するための電極パターンと、前記シールド電極と前記シールド電極用外部接続用電極パッドを接続するための電極パターンとを形成し、
    前記圧電性基板材料のウェハ上の素子毎に分割するための予定断線を横切るように、
    前記送波用外部接続用電極パッドから前記送波用櫛形電極に至る電極パターン上の任意の箇所において、隣接する素子同士を接続する送波部接続電極パターンと、
    前記受波用外部接続用電極パッドから前記受波用櫛形電極に至る電極パターン上の任意の箇所において、隣接する素子同士を接続する受波部接続電極パターンと、
    前記シールド電極の外部接続用電極パッドから前記送波部接続電極パターンの一方に接続する電極パターン、若しくは前記受波部接続電極パターンの一方に接続する電極パターンとを形成し、さらに、
    前記送波部接続電極パターン及び前記受波部接続電極パターンのそれぞれに対して1つの測定用パッドを形成する電極形成工程、
    前記測定用パッドを用いてウェハ状態のまま前記トランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の高周波特性を測定することにより各素子毎の良否の判定を行う良否判定工程、
    前記予定断線に沿って各素子を分割する素子分割工程、
    を備えたことを特徴とするトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法。
  4. 前記測定用パッドうち少なくとも1つが、ウェハを各素子チップ毎に分割するための予定断線上に形成されていることを特徴とする請求項3記載のトランスバーサル型弾性表面波フィルタ素子の製造方法。
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