JP2007142770A - 弾性波デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モジュール化の際の圧力で変形しない中空構造を有する弾性波デバイスおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、圧電基板（１０）または圧電膜の表面に設けられた弾性波素子（１２）と、圧電基板（１０）または圧電膜上に設けられ、弾性波素子（１２）上に空洞（１８）を有する第１樹脂部（２０）と、第１樹脂部（２０）上に設けられた第２樹脂部（４０）と、を有し、第２樹脂部（４０）は、第１樹脂部（２０）の上面に空洞（１８）を投影した領域を含むように設けられていることを特徴とする弾性波デバイスである。また、その製造方法である。
【選択図】図１０

Description

本発明は弾性波デバイスおよびその製造方法に関し、特に弾性波素子の上部に空洞を有する封止樹脂部を備えた弾性波デバイスおよびその製造方法に関する。

弾性波デバイスは、例えば４５ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数帯における無線信号を処理する各種回路、例えば送信用バンドパスフィルタ、受信用バンドパスフィルタ、局所発振フィルタ、アンテナ共用器、中間周波数フィルタ、ＦＭ変調器等に用いられている。近年これらの信号処理機器は小型化が進み、使用される弾性波デバイス等の電子部品も小型化が求められている。弾性波素子デバイスに用いる弾性波素子としては、圧電基板上に金属膜を用いすだれ電極（ＩＤＴ：Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）や反射器を形成した弾性表面波（ＳＡＷ）素子、圧電薄膜を金属電極で挟む圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）素子などがある。

特に移動体電話端末等の携帯用電子機器においては、電子部品をモジュール化して用いることが多くなってきている。モジュール化は、低コスト化のため、電子部品を表面実装し樹脂封止することにより行われる。そのため、表面実装可能で、モジュール化の樹脂封止の際の圧力に耐えられる弾性波デバイスが求められる。同時に、弾性波素子の特性を維持するためには弾性波素子の機能部分（振動部分）上面に空洞を設けることが求められている。弾性波素子の機能部分としては、弾性表面波素子ではＩＤＴの電極指であり、圧電薄膜共振器素子では圧電薄膜を挟みこむ上下電極の重なる領域である。

このような要求を満たすために、弾性波素子内の機能部分上に接する空洞を有する封止樹脂部を設けた構造（いわゆる中空構造）を形成する方法が提案されている。特許文献１には、弾性波素子上に空洞となるべき領域に溶解用樹脂を形成し、溶解用樹脂上に上部板を形成した後、溶解用樹脂を除去することにより中空構造を形成する方法(従来例１)が開示されている。特許文献２には、電気的構造素子を包囲するフレーム構造体を形成し、電気的構造素子上が空洞になるように、フレーム構造体上に補助フィルムを貼り、その上に樹脂層を形成し、フレーム構造体の屋根部分以外を除去することにより中空構造を形成する方法(従来例２)が開示されている。特許文献３には、弾性波素子を形成した圧電基板上に樹脂フィルムを貼り、弾性波素子が複数設けられた基板の機能部分上部の樹脂フィルムを開口し、樹脂フィルム上に回路基板を接着し中空構造を形成する方法（従来例３）が開示されている。特許文献４には、弾性波素子を複数設けた基板上に感光性樹脂を形成し、弾性波素子の機能部分上部の感光性樹脂を開口し、その上に配線基板集合体の基板を実装し、ダイシングで分割することにより中空構造を形成する方法(従来例４)が開示されている。特許文献５には、弾性波素子を包囲する包囲壁と、中空構造を形成するための蓋体とを異なる樹脂を用いる方法が開示されている。また、包囲壁と蓋体との熱膨張係数の差に起因し、蓋体が膨らむことを防止するために、蓋体の上面の一部に支持体を設ける技術（従来例５）が開示されている。
特許３２９１０４６号公報 特表２００３−５２３０８２号公報 特許３１９６６９３号公報 特許３２２５９０６号公報 特開平１０−９３３８３号公報

従来例１ないし４の方法で形成された弾性波デバイスは、モジュール化の際に加わる圧力に対し耐えられず、中空構造が変形してしまう。一方、従来例５の方法はモジュール化の際に中空構造が変形することを抑制することを目的としている。しかしながら、その形成が難しい。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、モジュール化の際の圧力で変形しない中空構造を有する弾性波デバイスおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、圧電基板または圧電膜の表面に設けられた弾性波素子と、前記圧電基板上に設けられ、前記弾性波素子上に空洞を有する第１樹脂部と、前記第１樹脂部上に設けられた第２樹脂部と、を具備し、前記第２樹脂部は、前記第１樹脂部の上面に前記空洞を投影した領域を含むように設けられていることを特徴とする弾性波デバイスである。本発明によれば、第２樹脂部が第１樹脂部の空洞の上部に設けられているため、中空構造が変形することを抑制することができる。

上記構成において、前記第２樹脂部が有する弾性率は前記第１樹脂部の有する弾性率より大きい構成とすることができる。この構成によれば、第２樹脂部は第１樹脂部より歪が小さい、よって中空構造が変形することをより抑制することができる。

上記構成において、前記第２樹脂部はフィラーを含有する構成とすることができる。この構成によれば、第２樹脂部の弾性率を大きくすることができる。

上記構成において、前記第２樹脂部の前記フィラーの添加量は、４５重量％以上６０重量％以下である構成とすることができる。この構成によれば、フィラーの添加量を４５重量％以上とすることにより弾性率を大きくすることができる。また６０重量％以下とすることにより、第２樹脂部を形成する樹脂の粘度を小さくすることができる。これにより、第２樹脂部の製造の容易となる。

上記構成において、前記第２樹脂部は感光性樹脂である構成とすることができる。この構成によれば、露光現像により容易に第２樹脂部を形成することができる。

上記構成において、前記フィラーはシリカフィラーである構成とすることができる。この構成によれば、この構成によれば、第２樹脂部の弾性率をより向上させることができる。

上記構成において、前記第２樹脂部の１５０℃から２００℃での弾性率が１．８ＧＰａ以上である構成とすることができる。この構成によれば、第２樹脂部が塑性変形することをより抑制でき、中空構造が変形することをより抑制することができる。

上記構成において、前記第１樹脂部および前記第２樹脂部はエポキシ樹脂およびポリイミド樹脂のいずれか一方を含む構成とすることができる。この構成によれば、安価で簡単に第１樹脂部および第２樹脂部を形成することができる。

上記構成において、前記第１樹脂部を貫通し、前記弾性波素子と接続する接続部を具備し、前記第２樹脂部は、前記接続部を含むような開口部を有する構成とすることができる。この構成によれば、第２樹脂部を形成する際に第１樹脂部の接続部を形成すべき開口部に残渣が形成されることを抑制することができる。

本発明は、圧電基板または圧電膜上に弾性波素子を形成する工程と、前記圧電基板または圧電膜上に、前記弾性波素子上に空洞を有する第１樹脂部を形成する工程と、前記第１樹脂部の上面に前記空洞を投影した領域を含むように第２樹脂部を形成する工程と、を有する弾性波デバイスの製造方法である。本発明によれば、第２樹脂部を第１樹脂部の空洞の上部に形成するため、中空構造が変形することを抑制することができる。

上記構成において、前記第１樹脂部を形成する工程は、前記空洞となるべき領域に開口部を有する第１樹脂膜を前記圧電基板または圧電膜上に形成する工程と、前記第１樹脂膜上に、前記開口部を空洞として残存させるように第２樹脂膜を形成する工程と、前記第２樹脂膜の所定領域を除去し、前記第１樹脂膜と前記第２樹脂膜とより前記第１樹脂部を形成する工程と、を含み、記第２樹脂部を形成する工程は、前記第２樹脂膜上に感光性樹脂膜である第３樹脂膜を形成する工程と、前記第３樹脂膜の所定領域を露光する工程と、前記第３樹脂膜を現像し、前記第３樹脂膜より前記第２樹脂部を形成する工程と、を含む構成とすることができる。この構成によれば、空洞を有する第１樹脂部および第２樹脂部を簡単に形成することができる。

上記構成において、前記第２樹脂膜は感光性樹脂膜であり、前記第１樹脂膜と前記第２樹脂膜とより前記第１樹脂部を形成する工程は、前記第２樹脂膜の所定領域を露光する工程と、前記第２樹脂膜を現像し、前記第１樹脂膜および前記第２樹脂膜より前記第１樹脂部を形成する工程と、を含み、前記第２樹脂膜の所定領域を露光する工程は、前記第３樹脂膜を形成する工程の前に行い、前記第２樹脂膜を現像し、前記第１樹脂膜と前記第２樹脂膜とより前記第１樹脂部を形成する工程は、前記第３樹脂膜を現像し前記第３樹脂膜より前記第２樹脂部を形成する工程と同時に行われる構成とすることができる。この構成によれば、第２樹脂膜および第３樹脂膜の現像を一度で行うことができる。よって製造工程を短縮することができる。

本発明によれば、モジュール化の際の圧力で変形しない中空構造を有する弾性波デバイスおよびその製造方法を提供することができる。

まず、発明者が、従来例１ないし５の課題を明確にするために行った実験について説明する。図１（ａ）ないし図１（ｃ）は実験に用いた比較例１に係る弾性波デバイスを示す図である。図１（ａ）は平面図、図1（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、図１（ａ）は、樹脂部２０を透視して弾性波素子１２、配線１６および空洞１８を図示し、弾性波素子１２および配線１６は実線、空洞１８は破線で示している。図１（ａ）および図１（ｂ）を参照に、圧電基板１０表面に金属膜で形成されたＩＤＴ、反射器等からなる弾性波素子１２が設けられ、さらに圧電基板１０上には弾性波素子１２の機能部分上に空洞１８を有する樹脂部２０が設けられている。

図１（ａ）および図１（ｃ）を参照に、圧電基板１０上に配線１６が形成され、配線１６上に樹脂部２０が設けられている。樹脂部２０を貫通するプラグ金属３０が設けられ、弾性波素子１２とプラグ金属３０とは配線１６および配線１６上の電極パッド１７により接続されている。プラグ金属３０上にはハンダボール３２が設けられる。このように、弾性波素子１２は中空構造を有する樹脂部２０に封止され、配線１６、プラグ金属３０を介しハンダボール３２に接続される。なお、比較例１に係る弾性波デバイスは、樹脂部２０の高さが約９０μｍ、空洞１８の高さが約３０μｍ、空洞１８の幅が約５００μｍである。

図２（ａ）から図２（ｆ）を参照に、比較例１に係る弾性波デバイスの樹脂部２０の形成工程を説明する。図２（ａ）から図２（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面に相当する断面図であり、図２（ｄ）から図２（ｆ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。図２（ａ）および図２（ｄ）を参照に、弾性波素子１２および配線１６が形成された圧電基板１０上に、感光性を有しノボラック型エポキシ樹脂を含有する第１樹脂膜１９を約３０μｍの膜厚になるようにスピンコート法を用い塗布する。その後乾燥する。露光現像することで、弾性波素子１２上、切断領域上６４および電極パッド１７上の第１樹脂膜１９を除去する。これにより、第１樹脂膜１９には弾性波素子１２上に開口部６０、電極パッド１７上に開口部６２および切断領域６４上に開口部が形成される。さらに、約２００℃の窒素雰囲気中で約１時間加熱し、第１樹脂膜１９を硬化させる。

図２（ｂ）および図２（ｅ）を参照に、第１樹脂膜１９上に、開口部６０、６２等を保持するように、厚さが約６０μｍのフィルム状の感光性のノボラック型エポキシ樹脂を含有する第２樹脂膜２１をラミネート法を用い貼り付ける。これにより、開口部６０は空洞１８に開口部６２は空洞６６となる。図２（ｃ）および図２（ｆ）を参照に、現像露光することで、第１樹脂膜１９に形成された切断領域６４上の空洞上、空洞６６上の第２樹脂膜２１に開口部を設ける。これにより、弾性波素子１２上に空洞１８を有し、電極パッド１７上にプラグ金属３０を形成すべき開口部６８を有する樹脂部２０が形成される。

比較例１に係る弾性波デバイスは、弾性波素子１２の機能部分上に空洞１８を有する樹脂部２０で保護されているため、モジュール化のため樹脂封止した際、弾性波素子１２の機能部分は中空構造により保護される。また、樹脂部２０にプラグ金属３０を設けられており、プラグ電極３０が樹脂部２０上に形成されたハンダボール３２と弾性波素子１２とを接続している。プラグ金属３０は樹脂部２０で囲まれた開口部６８に金属を充填し形成するため、容易にプラグ金属３０の形成ができる。ハンダボール３２は樹脂部２０上に設けられているため、ハンダボール３２は樹脂部２０の上面より高くすることができ、表面実装を行うことができる。

このような弾性波デバイスがモジュール化の樹脂封止に耐えられるかを実験した。まず、図３（ａ）を参照に、圧電基板１０上の樹脂部２０を有する弾性波デバイスをプリント板７０に取り付けた。通常、モジュール化する際は樹脂部２０の方をプリント板７０に取り付けるが、この実験では中空構造の変形を確認しやすくするため圧電基板１０の方をプリント板７０に取り付けた。図３（ｂ）を参照に、弾性波デバイスを取り付けたプリント板７０をトランスファーモールド金型７２内に取り付けた。封止樹脂注入用金型７４に１７５℃に加熱したフィラーを含有する熱硬化型エポキシ樹脂８０を封入した。熱硬化型エポキシ樹脂８０にプランジャー７６を用い７０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力を加え、トランスファーモールド金型７２内に押し込んだ。モジュール化の樹脂封止の際、樹脂８０の温度は一般的に１５０℃から２００℃が用いられ、封止する樹脂８０の圧力は一般的に３０から１００Ｋｇ／ｃｍ^２が用いられる。今回の実験はこれらの値のほぼ中心の値を用いている。このようにして、弾性波デバイスにモジュール化の際加わる圧力を印加した。

図４は、上記実験後の弾性波デバイスの断面ＳＥＭ写真の模式図である。フィラー８２を含有するエポキシ樹脂８０により圧電基板１０上に設けられた樹脂部２０は、空洞１８が潰れ樹脂部２０が変形している。これは、樹脂部２０は空洞１８を有しているため、エポキシ樹脂８０の圧力に樹脂部２０が耐えられず塑性変形したものと考えられる。比較例１に係る弾性波デバイスで用いた第１樹脂膜１９および第２樹脂膜２１の弾性率は室温では２．４ＧＰａに対し、モジュール化する際に加わる温度である１５０℃から２００℃では９００ＭＰａに低下してしまう。このように、一般的な樹脂では弾性率が高温になると低下してしまう。このため、モジュール化の樹脂封止の際、その温度および圧力により樹脂部２０が塑性変形してしまうのではないかと考えた。

そこで、比較例１に係る弾性波デバイスの中空構造の変形状態を調査した。図５（ａ）を参照に、比較例１に係る弾性波デバイスの天井部にダイナミック微小硬度計（島津製作所製）の圧子を押し込んだ。このときの天井部の凹み量をＤとした。このように、天井部の凹み量Ｄを変えて調べたところ、天井部の凹み量Ｄが１０μｍを越えると変形が元に戻らなくなり、１２μｍを越えると完全に塑性変形することがわかった。

さらに、比較例１の樹脂部２０と同じ寸法のモデルを用い、樹脂部２０の天井部に７０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力を印加したときの、樹脂部２０の弾性率に対する天井の凹み量Ｄを計算した。図５（ｂ）はその結果を示す図である。なお、計算は有限要素を用いたシミュレーションソフトＡＮＳＹＳ（商品名）を用い樹脂部２０は完全弾性体と仮定した。樹脂の温度が１５０℃から２００℃の弾性率である９００ＭＰａでは天井部の凹み量は２２μｍとなる（図５（ｂ）のＡ点）。このように、樹脂の弾性率が９００ＭＰａのときは、天井部の凹み量は天井部の弾性限界である１２μｍを大きく越えている。以上を勘案すると、トランスファーモールドの成形時に、過熱により樹脂部２０の天井部の弾性率が低下し、圧力により天井部の凹み量が弾性限界を越え、図４のように、樹脂部２０が塑性変形に至ったものと考えられる。

樹脂部２０の天井部が弾性限界を超えないためには、図５（ｂ）より、樹脂部２０の天井部の弾性率は１．８ＧＰａ以上が好ましい。このように、樹脂部２０の天井部の樹脂には一般的な樹脂の約２倍の弾性率が求められる。

樹脂の弾性率を安価に向上させるための手段として、樹脂にフィラーを添加する方法がある。そこで、粒径が０．０１μｍから８μｍで、平均粒径が約４μｍのシリカフィラーを添加した樹脂を用い、その弾性率を調査した。図６は、樹脂へのフィラーの添加の割合（樹脂に対する重量比）に対する、フィラーを添加する前の樹脂単体で規格化した弾性率である。規格化した弾性率はフィラーの添加量４０重量％以上で急激に大きくなり、４５重量％以上で規格化した弾性率が２を越える。このように、フィラーの添加量が４５重量％以上の樹脂を樹脂部２０の天井部に用いることにより、モジュール化の際においても、樹脂部２０の天井部の凹み量は図５（ｂ）の弾性変形の範囲内とすることができる。

一方、図７は、樹脂へのフィラーの添加の割合（樹脂に対する重量比）に対する、フィラーを添加しない樹脂単体の粘度で規格化したフィラーを添加した樹脂の粘度を示している。フィラーを添加すると樹脂の粘度は大きくなる。そして、フィラーの添加量が６０重量％を越えると、樹脂の粘度は急激に上昇し、スピンコート法での塗布が困難であった。このため、６０重量％以上の粘度の測定は行っていない。このように、フィラーの添加量が６０重量％を越える樹脂の形成は、印刷機等を用い形成することとなり、製造コストが高くなってしまう。

比較例２に係る弾性波デバイスでは、樹脂部２０の天井部にフィラーを４５重量％から６０重量％添加した樹脂を用い形成した。図８（ａ）から図８（ｆ）は実施例２に係る弾性波デバイスの樹脂部の形成工程を説明するための断面図である。図８（ａ）および図８（ｄ）は比較例１の図２（ａ）および図２（ｄ）と同じ図であり同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。図８（ｂ）および図８（ｅ）を参照に、シリカフィラーを４５重量％から６０重量％添加した厚さが約６０μｍのフィルム状の感光性のノボラック型エポキシ樹脂を含有する第２樹脂膜２１ａをラミネート法を用い貼り付ける。その他の構成は図２（ｂ）および図２（ｅ）と同じであり説明を省略する。

図８（ｃ）および図８（ｆ）を参照に、第２樹脂膜２１ａのプラグ金属３０を形成すべき領域の空洞６６および切断領域６４に開口部を設けるべく、マスクを用い第２樹脂膜２１ａの所定の領域に紫外線（ＵＶ光）を照射する。図９（ａ）から図９（ｃ）は第２樹脂膜２１ａを現像した後の図である。図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）および図９（ｃ）はそれぞれ、図９（ａ）のＡ−Ａ、Ｂ―Ｂ断面図である。図１（ａ）から図１（ｃ）と同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。第２樹脂膜２１ａから形成された天井部４６の形状はいびつである。また、プラグ金属３０を形成すべき開口部６８および切断領域６４の開口部にはフィラーの残渣４４が残存している。これは、フィラーの添加量を増やしたため第２樹脂膜２１ａの現像性が悪くなったためである。

このように、樹脂部２０の天井部の弾性率を向上させるため、フィラーを添加した樹脂を用いると、感光性の第２樹脂膜２１ａを用いた樹脂部２０の形成が難しい。しかし、感光性の第２樹脂膜２１ａを用いた樹脂部２０の形成は樹脂部２０の形成コストが削減できるため有効な方法である。そこで、上記課題を解決するための実施例を以下に説明する。

図１０（ａ）は実施例１に係る弾性波デバイスの平面図である。第１樹脂部２０および第２樹脂部４０を透視し弾性波素子１２、配線１６および空洞１８を図示し、弾性波素子１２および配線１６は実線、空洞１８および第２樹脂部４０は破線で示している。図１０（ｂ）および図１０（ｃ）はそれぞれ図１０（ａ）のＡ−ＡおよびＢ−Ｂ断面図である。図１０（ａ）から図１０（ｃ）を参照に、第１樹脂部（比較例１および２では樹脂部）２０上に第２樹脂部４０が形成されている。その他の構成は比較例１の図１（ａ）から図１（ｃ）と同じであり、同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。第２樹脂部４０は、第１樹脂部２０の上面に空洞１８を投影した領域を含むように設けられ、かつ第１樹脂部２０の上面の一部に設けられている。

次に、図１１（ａ）から図１４（ｆ）を用い実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法について説明する。図１１（ａ）ないし図１１（ｃ）、図１２（ａ）ないし図１２（ｃ）、図１３（ａ）および図１３（ｂ）並びに図１４（ａ）ないし図１４（ｃ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ断面に相当する断面の製造工程を示した図である。一方、図１１（ｄ）ないし図１１（ｆ）、図１２（ｄ）ないし図１２（ｆ）、図１３（ｃ）および図１３（ｄ）並びに図１４（ｄ）ないし図１４（ｆ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ断面に相当する断面の製造工程を示した図である。また、図１１（ａ）ないし図１４（ｆ）は、ウェハ状態の圧電基板１０を用いで行われる製造工程であり、複数の弾性波デバイスとなるべき領域がウェハ上に存在するが、１つの複数の弾性波デバイスとなるべき領域を図示して説明する。図中の切断領域６４は複数の弾性波デバイスとなるべき領域を、例えばダイシングで分離するための領域である。

図１１（ａ）および図１１（ｄ）を参照に、圧電基板１０（ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３等）上にＡｌを用い金属膜を形成し、弾性波素子１２および配線１６を形成する。配線１６上のプラグ金属３０を形成すべき領域に電極パッド１７を形成する。図１１（ｂ）および図１１（ｅ）を参照に、圧電基板１０、弾性波素子１２および配線１６上に照射部が現像されなくなるネガ型の感光性を有するノボラック型のエポキシ樹脂である第１樹脂膜１９を３０μｍ程度塗布しポストベークする。図１１（ｃ）および図１１（ｆ）を参照に、マスクを用い紫外線（ＵＶ光）を、第１樹脂膜１９の弾性波素子１２の機能部分上の空洞１８を形成すべき領域、電極パッド１７および切断領域６４以外の領域に照射する。

図１２（ａ）および図１２（ｄ）を参照に、第１樹脂膜１９を現像することで、紫外線（ＵＶ光）を照射していない領域の第１樹脂膜１９を除去する。これにより、第１樹脂膜１９に空洞となるべき開口部６０、電極パッド１７周辺の開口部６２、切断領域６４の開口部が形成される。さらに、窒素雰囲気中の２００℃で１時間熱処理することで第１樹脂膜１９を硬化させる。図１２（ｂ）および図１２（ｅ）を参照に、保護フィルム５２に塗られたフィルム状のネガ型感光性樹脂である第２樹脂膜２１をラミネータ等の押し付けロール５０を用い、第１樹脂膜１９上に押し付け貼り付ける。図１２（ｃ）および図１２（ｆ）を参照に、電極パッド１７上および切断領域６４以外の領域に紫外線を照射する。

図１３（ａ）および図１３（ｃ）を参照に、保護フィルム２を剥がし、第２樹脂膜２１上に、シリカフィラーを４５重量％から６０重量％添加した感光性の第３樹脂膜４１を塗布する、図１３（ｂ）および図１３（ｄ）を参照に、空洞１８の上部の第２樹脂部を形成すべき領域に紫外線（ＵＶ光）を照射する。図１４（ａ）および図１４（ｄ）を参照に、現像することにより紫外線を照射していない領域の第３樹脂膜４１を除去し、第２樹脂部４０を形成する。また、同時に紫外線を照射していない領域の第２樹脂膜２１を除去し、第１樹脂膜１９と第２樹脂膜２１とから圧電基板１０上の弾性波素子１２上に空洞１８有する第１樹脂部２０が形成される。第１樹脂部２０は切断領域６４およびプラグ金属３０を形成すべき開口部６８には形成されていない。また、第２樹脂部４０は、第１樹脂部２０の上面に前記空洞を投影した領域を含むように形成され、かつプラグ金属３０を形成すべき開口部６８の周辺には第２樹脂部４０を形成していない。つまり、第２樹脂部４０は第１樹脂部２０の上面の一部に形成される。第３樹脂膜４１はフィラーを多く含有するため現像性が悪化しているが、第２樹脂部４０を第１樹脂部２０の上面の一部にしか形成しないことにより、図８（ａ）から図８（ｃ）のように、フィラーの残渣４４が残存することを抑制できる。

図１４（ｂ）および図１４（ｅ）を参照に、開口部６８内にＮｉ、ＣｕまたはＡｕ等を無電解メッキし導電性のプラグ金属３０を形成する。プラグ金属３０は銀ペースト等の導電性物質を印刷で開口部４２内に充填する方法で形成しても良い。図１４（ｃ）および図１４（ｆ）を参照に、プラグ金属３０上に、プラグ金属３０に接続するハンダボール３２を形成する。以上により、弾性波素子１２と電気的に接続するプラグ金属３０(接続部)およびハンダボール３２が形成される。その後、切断領域６４の圧電基板１０をダイシングにより切断する。以上により、実施例１に係る弾性波デバイスが完成する。

実施例１に係る弾性波デバイスは、第１樹脂部２０上に設けられた第２樹脂部４０を有し、第２樹脂部４０は、第１樹脂部２０の上面に空洞１８を投影した領域を含むよう設けられている。第２樹脂部４０が第１樹脂部２０の空洞１８の上部を覆っているため、比較例のように、例えば弾性波デバイスをモジュール化する際に、第２樹脂部４０および第１樹脂部２０が塑性変形し空洞１８が潰れるすなわち中空構造が変形することを抑制することができる。第２樹脂部４０は少なくとも第１樹脂部２０の上面に空洞１８を投影した領域を含んでいれば、空洞１８が潰れることを抑制できる。第２樹脂部４０の第１樹脂部２０の上面に接する面が、第１樹脂部２０の上面に空洞１８を投影した領域を含んでいればその効果を奏する。しかし、第２樹脂部４０の上面を第１樹脂部の上面に投影した面が、第１樹脂部２０の上面に空洞１８を投影した領域を含んでいることが、空洞１８の潰れを抑制するためにより好ましい。

また、第２樹脂部４０が有する弾性率を第１樹脂部２０の有する弾性率より大きくすることが好ましい。図５（ｂ）のように、弾性波デバイスをモジュール化する際に、第２樹脂部４０は第１樹脂部２０より歪が小さい、よって中空構造が変形することをより抑制することができる。

さらに、第２樹脂部４０はフィラーを含有することが好ましい。これにより、第２樹脂部４０の弾性率を向上させることができる。実施例１においては、第１樹脂部２０はフィラーを含有していないが、現像が容易な範囲でフィラーを含有していても良い。

さらに、第２樹脂部４０のフィラーの添加量は、第２樹脂部４０に対する重量比が４５重量％以上６０重量％以下であることが好ましい。図６に示したように、フィラーの添加量が４５重量％以上では規格化した弾性率を２以上とすることができる。また、図７に示したように、６０重量％以下では、樹脂のスピンコート法での塗布を容易にする。また、フィラーの添加量は４７重量％以上５５重量％以下がより好ましい。

さらに、第２樹脂部４０は感光性樹脂であることが好ましい。これにより、露光現像により容易に第２樹脂部を形成することができる。また、第２樹脂部がフィラーを含有する場合は、比較例２の図８（ａ）から図８（ｃ）のようにフィラーの残渣が残存することを抑制することができる。

さらに、フィラーはシリカフィラーであることが好ましい。シリカをフィラーとして用いることにより、第２樹脂部４０の弾性率を向上させることができる。

第２樹脂部４０の１５０℃から２００℃の弾性率は１．８ＧＰａ以上であることが好ましい。これにより、図５に示したように、第２樹脂部４０が塑性変形することをより抑制でき、中空構造が変形することをより抑制することができる。

さらに、第１樹脂部２０および第２樹脂部４０はエポキシ樹脂およびポリイミド樹脂のいずれか一方を含むことが好ましい。これらの樹脂を用いることにより安価で簡単に第１樹脂部２０および第２樹脂部４０を形成することができる。

図１０（ａ）および図１０（ｃ）のように、第１樹脂部２０を貫通し、弾性波素子１２と接続するプラグ金属３０（接続部）が設けられている。プラグ金属３０はハンダボール３２と接続する。ハンダボール３２は表面実装するための端子であり、第２樹脂部４０の上面より高く形成されているため、表面実装が可能となる。また、第２樹脂部４０は、プラグ金属３０（接続部）の周辺部には形成されていない。すなわち、第２樹脂部４０は第１樹脂部２０に形成されたプラグ金属３０を含むような開口部を有することが好ましい。これにより、図９（ａ）から図９（ｃ）に示した比較例２のように、プラグ金属３０を形成すべき開口部に残渣４４が形成されることを抑制することができる。

さらに、図１２（ａ）のように、空洞１８となるべき開口部６０を有する第１樹脂膜１９を圧電基板または圧電膜上に形成し、図１２（ｂ）のように、第１樹脂膜１９上に、開口部６０を空洞１８として残存させるように第２樹脂膜２１を形成し、図１４（ａ）のように、第２樹脂膜２１の所定領域を除去し、第１樹脂膜１９と第２樹脂膜２１とより第１樹脂部２０を形成する。これにより第１樹脂部２０が形成される。また、図１３（ａ）のように、第２樹脂膜２１上に感光性樹脂膜である第３樹脂膜４１を形成し、図１３（ｂ）のように、第３樹脂膜４１の所定領域を露光し、図１４（ａ）のように、第３樹脂膜４１を現像し、第３樹脂膜４１より第２樹脂部４０を形成する。これにより、第２樹脂部４０が形成される。このような工程により、空洞１８を有する第１樹脂部２０および第２樹脂部４０をウェハ状態で形成することができる。

さらに、図１２（ｃ）のように、第２樹脂膜４１の所定領域を露光し、図１４（ａ）のように、第２樹脂膜４１を現像する。これにより、第１樹脂膜１９および第２樹脂膜２１より第１樹脂部２０が形成されている。また、図１２（ｃ）のように、第２樹脂膜２１の所定領域を露光は、第３樹脂膜４１を形成する（図１３（ａ））の前に行う。図１４（ａ）のように、第２樹脂膜２１を現像し、第１樹脂膜１９および第２樹脂膜２１より第１樹脂部２０を形成する工程は、第３樹脂膜４１を現像し、第３樹脂膜４１より第２樹脂部４０を形成する工程と同時に行われている。このような工程により、第２樹脂膜２１および第３樹脂膜４１の現像を一度で行うことができる。よって製造工程を短縮することができる。

図１５（ａ）ないし図１５（ｃ）は実施例１の変形例を示す図である。図１５（ａ）を参照に、第２樹脂部４０ａは２つの空洞１８上を全て覆うように形成され、かつ空洞１８上の第２樹脂部４０ａは接続している。図１５（ｂ）を参照に、第２樹脂部４０ｂは２つの空洞１８上を全て覆うように形成され、かつ空洞１８上の第２樹脂部４０ａは接続していない。図１５（ｃ）を参照に、第２樹脂部４０ｃは２つの空洞１８上を全て覆うように形成され、かつプラグ金属３０の周辺部には第２樹脂部４０ｃは形成されていない。このような変形例を用いることもできる。

実施例１においては、弾性波素子は、圧電基板１０上に形成された弾性表面波（ＳＡＷ）素子の例であった。弾性波素子は、例えばシリコン基板等の基板上に形成した圧電膜に形成された弾性表面波素子であってもよい。また、弾性波素子として圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）素子を用いることもできる。ＦＢＡＲ素子を用いる場合、基板は圧電基板ではなく、例えばシリコン基板等を用い、ＦＢＡＲは基板上の圧電膜を用い形成される。

実施例１では、弾性波素子１２および空洞１８はそれぞれ２つづつ形成されているが、これらの数に限られるものではない。第１樹脂部２０および第２樹脂部４０として、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂の例を示したが、これらに限られず、弾性波素子１２を保護する樹脂であれば良い。また、第２樹脂部４０に添加するフィラーはシリカフィラーに限られず、第２樹脂部４０の弾性率を向上させるフィラーであればよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

図１（ａ）は比較例１に係る弾性波デバイスの平面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 図２（ａ）から図２（ｆ）は比較例１に係る弾性波デバイスの製造工程を示す断面図である。 図３（ａ）および図３（ｂ）は比較例１に係る弾性波デバイスのモジュール化を想定した実験を説明するための模式図である。 図４は比較例１のモジュール化を想定した実験後の断面ＳＥＭ写真の模式図である。 図５（ａ）は比較例１の樹脂部の天井部の凹みを示す図である。図５（ｂ）は樹脂部の天井部の弾性率に対する天井部の凹み量をシミュレーションした結果を示す図である。 図６は樹脂へのフィラー添加の割合に対する規格化した弾性率を示す図である。 図７は樹脂へのフィラー添加の割合に対する規格化した粘度を示す図である。 図８（ａ）から図８（ｆ）は比較例２に係る弾性波デバイスの製造工程を示す断面図である。 図９（ａ）は比較例２に係る弾性波デバイスの製造工程途中の平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図９（ｃ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 図１０（ａ）は実施例１に係る弾性波デバイスの平面図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１０（ｃ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 図１１（ａ）から図１１（ｆ）は実施例１に係る弾性波デバイスの製造工程を示す断面図（その１）である。 図１２（ａ）から図１２（ｆ）は実施例１に係る弾性波デバイスの製造工程を示す断面図（その２）である。 図１３（ａ）から図１３（ｄ）は実施例１に係る弾性波デバイスの製造工程を示す断面図（その３）である。 図１４（ａ）から図１４（ｆ）は実施例１に係る弾性波デバイスの製造工程を示す断面図（その４）である。 図１５（ａ）から図１５（ｃ）は実施例１の変形例に係る弾性波フィルタの平面図である。

符号の説明

１０ 圧電基板
１２ 弾性波素子
１６ 配線
１７ 電極パッド
１８ 空洞
１９ 第１樹脂膜
２０ 第１樹脂部（樹脂部）
２１ 第２樹脂膜
３０ プラグ金属
３２ ハンダボール
４０ 第２樹脂部
４１ 第３樹脂膜
６０ 空洞となるべき開口部
６４ 切断領域

Claims (12)

1. 圧電基板または圧電膜の表面に設けられた弾性波素子と、
   前記圧電基板上に設けられ、前記弾性波素子上に空洞を有する第１樹脂部と、
   前記第１樹脂部上に設けられた第２樹脂部と、を具備し、
   前記第２樹脂部は、前記第１樹脂部の上面に前記空洞を投影した領域を含むように設けられていることを特徴とする弾性波デバイス。
2. 前記第２樹脂部が有する弾性率は前記第１樹脂部の有する弾性率より大きいことを特徴とする請求項１記載の弾性波デバイス。
3. 前記第２樹脂部はフィラーを含有することを特徴とする請求項１記載の弾性波デバイス。
4. 前記第２樹脂部の前記フィラーの添加量は、４５重量％以上６０重量％以下であることを特徴とする請求項３記載の弾性波デバイス。
5. 前記第２樹脂部は感光性樹脂であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
6. 前記フィラーはシリカフィラーであることを特徴とする請求項３または４記載の弾性波デバイス。
7. 前記第２樹脂部の１５０℃から２００℃での弾性率が１．８ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１から６記載の弾性波デバイス。
8. 前記第１樹脂部および前記第２樹脂部はエポキシ樹脂およびポリイミド樹脂のいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
9. 前記第１樹脂部を貫通し、前記弾性波素子と接続する接続部を具備し、
   前記第２樹脂部は、前記接続部を含むような開口部を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
10. 圧電基板または圧電膜上に弾性波素子を形成する工程と、
    前記圧電基板または圧電膜上に、前記弾性波素子上に空洞を有する第１樹脂部を形成する工程と、
    前記第１樹脂部の上面に前記空洞を投影した領域を含むように第２樹脂部を形成する工程と、を有することを特徴とする弾性波デバイスの製造方法。
11. 前記第１樹脂部を形成する工程は、前記空洞となるべき領域に開口部を有する第１樹脂膜を前記圧電基板または圧電膜上に形成する工程と、
    前記第１樹脂膜上に、前記開口部を空洞として残存させるように第２樹脂膜を形成する工程と、
    前記第２樹脂膜の所定領域を除去し、前記第１樹脂膜と前記第２樹脂膜とより前記第１樹脂部を形成する工程と、を含み、
    前記第２樹脂部を形成する工程は、前記第２樹脂膜上に感光性樹脂膜である第３樹脂膜を形成する工程と、
    前記第３樹脂膜の所定領域を露光する工程と、
    前記第３樹脂膜を現像し、前記第３樹脂膜より前記第２樹脂部を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項１０記載の弾性波デバイスの製造方法。
12. 前記第２樹脂膜は感光性樹脂膜であり、
    前記第１樹脂膜と前記第２樹脂膜とより前記第１樹脂部を形成する工程は、前記第２樹脂膜の所定領域を露光する工程と、前記第２樹脂膜を現像し、前記第１樹脂膜と前記第２樹脂膜とより前記第１樹脂部を形成する工程と、を含み、
    前記第２樹脂膜の所定領域を露光する工程は、前記第３樹脂膜を形成する工程の前に行い、前記第２樹脂膜を現像し、前記第１樹脂膜と前記第２樹脂膜とより前記第１樹脂部を形成する工程は、前記第３樹脂膜を現像し前記第３樹脂膜より前記第２樹脂部を形成する工程と同時に行われることを特徴とする請求項１１記載の弾性波デバイスの製造方法。

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