JP2009183008A - Method of manufacturing piezoelectric component - Google Patents

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義弘 越戸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric component which can be miniaturized and whose cost is reduced, and a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: A piezoelectric element 2 having a vibration part consisting of an IDT 2a formed on a piezoelectric substrate 2f and element wiring connected to the IDT 2a is provided. The piezoelectric element 2 and a joint substrate 1 are adhered to each other by a bump 3 and an insulating resin frame 4 so as to face the IDT 2a. The joint substrate 1 includes joint substrate wiring 1b on one main surface opposite to the IDT 2a, an external terminal 5 on the other main surface, and a through-hole 1a on a joint substrate edge, respectively. The bump 3 and the joint substrate wiring 1b of the joint substrate 1 are electrically connected to each other. The joint substrate wiring 1b and the external terminal 5 are electrically connected to each other via the through-hole 1a. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、小型化できて、携帯電話機等の通信装置に好適に使用される、圧電部品の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric component that can be miniaturized and is preferably used in a communication device such as a mobile phone.

近年の電子機器の小型化、軽量化により、電子部品に対しても多機能化が要求されている。このような背景の中、携帯電話機等の通信装置に使用される、弾性表面波装置としての弾性表面波フィルタ(以下SAWフィルタという)や、圧電体のバルク波を用いた圧電薄膜共振子を利用した圧電フィルタ(以下、BAWフィルタという)などの圧電部品に対しても同様に小型化、軽量化が求められている。   Due to the recent reduction in size and weight of electronic devices, electronic components are also required to be multifunctional. In such a background, a surface acoustic wave filter (hereinafter referred to as a SAW filter) used as a surface acoustic wave device or a piezoelectric thin film resonator using a bulk wave of a piezoelectric body, which is used in a communication device such as a cellular phone, is used. Similarly, piezoelectric parts such as the piezoelectric filter (hereinafter referred to as BAW filter) are required to be reduced in size and weight.

上記BAWフィルタは、開口部若しくは凹部を有するSi基板と、該開口部若しくは凹部上に形成されている、少なくとも1層以上の圧電薄膜(ZnOやAlNからなる)を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の上部電極及び下部電極を対向させて挟む構造の振動部とを有する圧電共振子を梯子型に構成してなるものである。   The BAW filter includes at least upper and lower surfaces of a Si substrate having an opening or a recess, and a thin film portion formed on the opening or the recess and having at least one piezoelectric thin film (made of ZnO or AlN). A piezoelectric resonator having a vibrating portion having a structure in which a pair of upper and lower electrodes are opposed to each other is configured in a ladder shape.

上記BAWフィルタでは、振動部で発生する厚み縦振動を利用するため、振動部上に振動空間を確保すると共に、振動部を水分や挨などから保護する必要がある。   In the BAW filter, since the thickness longitudinal vibration generated in the vibration part is used, it is necessary to secure a vibration space on the vibration part and to protect the vibration part from moisture and dust.

また、上記SAWフィルタは、水晶やLiTaO、LiNbO等の圧電基板上に、Alなどの金属からなる1対のくし型電極部(インターデジタルトランスデューサ、以下、IDTと略記する)を複数形成してなるものである。 In the SAW filter, a plurality of pairs of interdigital transducers (interdigital transducer, hereinafter abbreviated as IDT) made of a metal such as Al are formed on a piezoelectric substrate such as quartz or LiTaO 3 or LiNbO 3. It will be.

上記SAWフィルタにおいては、くし型電極部や圧電基板における弾性表面波の伝搬部分などの振動部上に振動空間を確保すると共に、くし型電極部を水分や挨などから保護する必要がある。   In the SAW filter, it is necessary to secure a vibration space on a vibration portion such as a comb-shaped electrode portion or a surface acoustic wave propagation portion on a piezoelectric substrate, and to protect the comb-shaped electrode portion from moisture, dust, and the like.

よって、上記必要から、従来のBAWフィルタやSAWフィルタなどの圧電部品は、アルミナなどからなるパッケージの底面にダイボンド剤を塗布し、BAWフィルタやSAWフィルタの素子をダイボンドでパッケージに搭載し、パッケージ内部の端子と素子の電極をワイヤボンディングにより接続した後、リッドによって封止されていた。   Therefore, the piezoelectric parts such as the conventional BAW filter and SAW filter are coated with a die-bonding agent on the bottom surface of the package made of alumina or the like, and the elements of the BAW filter or SAW filter are mounted on the package by die-bonding. After connecting the terminal of the element and the electrode of the element by wire bonding, it was sealed with a lid.

また、圧電部品の小型化のために、アルミナなどからなるパッケージの底面に電極ランドを形成し、BAWフィルタやSAWフィルタの素子をパッケージにフリップチップボンディングで搭載し、パッケージをリッドによって封止することも行なわれていた。   In addition, in order to reduce the size of piezoelectric parts, an electrode land is formed on the bottom surface of a package made of alumina or the like, a BAW filter or SAW filter element is mounted on the package by flip chip bonding, and the package is sealed with a lid. Was also done.

しかし、このような構造では、BAWフィルタやSAWフィルタの素子を小型化したところで、パッケージが小型化されない限り、BAWフィルタやSAWフィルタを有する圧電部品の小型化・低背化ができないという問題がある。また、小型のパッケージにかかるコストが高いという問題もあった。   However, in such a structure, there is a problem that the piezoelectric component having the BAW filter or the SAW filter cannot be reduced in size or height unless the package is downsized when the elements of the BAW filter or the SAW filter are reduced in size. . There is also a problem that the cost for a small package is high.

また、特にBAWフィルタにおいては、振動部は、基板の開口部若しくは凹部上に形成されているため、素子のダイシング、実装時の素子のピックアップ、ダイボンドなどの工程における衝撃によって、振動部の破壊が発生するという問題があった。   In particular, in the BAW filter, since the vibration part is formed on the opening or recess of the substrate, the vibration part is destroyed by an impact in processes such as element dicing, element pickup during mounting, die bonding, and the like. There was a problem that occurred.

これに対し、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3では、バンプによる実装が行われている。これらの公報によれば、ベース基板(接合基板)に形成したバンプによってSAW素子を実装するフリップチップ実装で、ワイヤボンディングに必要な空間をなくすことにより、SAWフィルタの小型化が図られている。   On the other hand, for example, in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3, mounting by bumps is performed. According to these publications, the SAW filter is miniaturized by eliminating the space necessary for wire bonding in flip chip mounting in which the SAW element is mounted by a bump formed on the base substrate (bonding substrate).

しかしながら、SAW素子にはバンプに対する電極パッドを形成する必要があり、SAW素子の有効面積が小さくなるため、小型化が困難である。また、バンプ形成のコストがかかる。   However, it is necessary to form electrode pads for bumps in the SAW element, and the effective area of the SAW element is reduced, so that it is difficult to reduce the size. Moreover, the cost of bump formation is high.

そこで、特許文献4では、SAW素子を、SAW素子の引き出し電極に対向する貫通孔を形成したベース基板(接合基板)に搭載し、貫通孔に金属膜を形成した後、導電材を充填して、外部回路接続部(外部端子)を形成している。これにより、SAWフィルタの小型化が行われている。   Therefore, in Patent Document 4, the SAW element is mounted on a base substrate (bonding substrate) in which a through hole facing the extraction electrode of the SAW element is formed, a metal film is formed in the through hole, and then a conductive material is filled. The external circuit connection part (external terminal) is formed. As a result, the SAW filter is downsized.

特開2001−94390号公報(2001年4月6日公開)JP 2001-94390 A (published April 6, 2001) 特開平11−150441号公報(1999年6月2日公開)Japanese Patent Laid-Open No. 11-150441 (released on June 2, 1999) 特開2001−60642号公報(2001年3月6日公開)JP 2001-60642 A (published on March 6, 2001) 特開2001−244785号公報(2001年9月7日公開)Japanese Patent Laid-Open No. 2001-244785 (published September 7, 2001)

ところが、特許文献4に記載の構成では、外部回路接続部(外部端子)を形成する際、ベース基板(接合基板)に貫通孔を形成した後、貫通孔に金属膜を形成した上で、更に貫通孔に導電材を充填するなど複数の工程が必要であり、製造にかかるコストが大きくなっていた。   However, in the configuration described in Patent Document 4, when forming the external circuit connection portion (external terminal), after forming a through hole in the base substrate (bonding substrate), a metal film is formed in the through hole. A plurality of processes such as filling a through hole with a conductive material is necessary, and the cost for manufacturing has been increased.

また、外部回路接続部(外部端子)が円筒形のヴィアホールであるため、ベース基板(接合基板)に対する外部回路接続部(外部端子)に占める面積が大きくなり、小型化をしようとすると、SAW素子の配線などに制約が生じ、よって、小型化に障害を生じている。   In addition, since the external circuit connection portion (external terminal) is a cylindrical via hole, the area occupied by the external circuit connection portion (external terminal) with respect to the base substrate (bonding substrate) becomes large. There is a restriction on the wiring of the element, and thus there is an obstacle to miniaturization.

本発明の圧電部品は、以上の課題を解決するために、基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子と、接合基板とが、上記振動部を接合基板に対向するように、接合部材及び絶縁性の接着層により互いに接着されている圧電部品であって、接合基板は、振動部と対向する一方主面に接合基板配線、他方主面に外部端子、接合基板端部にスルーホールをそれぞれ備え、前記接合部材と前記接合基板の接合基板配線とが電気的に接続され、接合基板配線と外部端子とはスルーホールを介して電気的に互いに接続されていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the piezoelectric component of the present invention has a piezoelectric element having at least one vibrating portion formed on a substrate and a bonding substrate so that the vibrating portion faces the bonding substrate. A piezoelectric component that is bonded to each other by a bonding member and an insulating adhesive layer. The bonding substrate has a bonding substrate wiring on one main surface facing the vibration part, an external terminal on the other main surface, and a through terminal at the end of the bonding substrate. Each of the holes has a hole, and the bonding member and the bonding substrate wiring of the bonding substrate are electrically connected, and the bonding substrate wiring and the external terminal are electrically connected to each other through a through hole. .

上記圧電部品では、前記接合基板配線は、インダクタンス及びキャパシタンスの少なくとも一方を有していてもよい。   In the piezoelectric component, the bonding substrate wiring may have at least one of an inductance and a capacitance.

本発明の他の圧電部品は、上記の課題を解決するために、基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子と、接合基板とが、上記振動部を接合基板に対向するように、接合部材及び絶縁性の接着層により互いに接着されている圧電部品であって、接合基板は多層構造を有し、かつ該接合基板は、振動部と対向する一方主面に接合基板配線、他方主面に外部端子、接合基板端部にスルーホール、内部に接合基板配線とスルーホールとに接続された内部配線をそれぞれ備え、前記接合部材と前記接合基板の接合基板配線とが電気的に接続され、接合基板配線と外部端子とは内部配線及びスルーホールを介して電気的に互いに接続されていることを特徴としている。   In another piezoelectric component of the present invention, in order to solve the above-described problem, a piezoelectric element having at least one vibration part formed on a substrate and a bonding substrate are arranged so that the vibration part faces the bonding substrate. And a piezoelectric component bonded to each other by a bonding member and an insulating adhesive layer, wherein the bonding substrate has a multilayer structure, and the bonding substrate has bonding substrate wiring on one main surface facing the vibration part, An external terminal is provided on the other main surface, a through hole is provided at the end of the bonding substrate, and an internal wiring connected to the bonding substrate wiring and the through hole is provided inside. The bonding member and the bonding substrate wiring of the bonding substrate are electrically connected to each other. The connection board wiring and the external terminal are electrically connected to each other through an internal wiring and a through hole.

上記圧電部品においては、前記接合基板配線及び内部配線の少なくとも一方は、インダクタンスとキャパシタンスの少なくとも一方を有していてもよい。   In the piezoelectric component, at least one of the bonding substrate wiring and the internal wiring may have at least one of an inductance and a capacitance.

上記圧電部品では、接着層は、少なくとも一つの振動部が形成された基板の外縁部に沿って形成されていてもよい。   In the piezoelectric component, the adhesive layer may be formed along an outer edge portion of the substrate on which at least one vibration portion is formed.

上記圧電部品においては、前記圧電素子は、圧電基板と、圧電基板に形成された少なくとも1つのくし型電極部からなる振動部とを有する弾性表面波素子であってもよい。   In the above piezoelectric component, the piezoelectric element may be a surface acoustic wave element having a piezoelectric substrate and a vibrating portion including at least one comb-shaped electrode portion formed on the piezoelectric substrate.

上記圧電部品では、前記圧電素子は、開口部もしくは凹部を有する基板と、該開口部もしくは凹部上に形成されている少なくとも1層の圧電薄膜の上下面を少なくとも一対の上部電極および下部電極を対向させて挟む構造の振動部とを有する圧電薄膜共振子であってもよい。   In the above piezoelectric component, the piezoelectric element has at least a pair of upper and lower electrodes facing a substrate having an opening or a recess and at least one upper and lower surfaces of the piezoelectric thin film formed on the opening or the recess. A piezoelectric thin film resonator having a vibrating portion sandwiched between them may be used.

本発明の通信装置は、前記の課題を解決するために、上記の何れかに記載の圧電部品を備えていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, a communication device according to the present invention includes any one of the piezoelectric components described above.

本発明の圧電部品の製造方法は、前記の課題を解決するために、基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子と接合基板とを、上記振動部が接合基板に対向するように、金属バンプ及び絶縁性の樹脂層により互いに接着する圧電部品の製造方法であって、金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に、圧電素子及び接合基板の一方に形成し、樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く圧電素子及び接合基板の一方に形成し、圧電素子と接合基板とを互いに接着することを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, the piezoelectric component manufacturing method of the present invention is configured such that a piezoelectric element having at least one vibration part formed on a substrate and a bonding substrate are disposed so that the vibration part faces the bonding substrate. And a method of manufacturing a piezoelectric component bonded to each other by a metal bump and an insulating resin layer, wherein the metal bump is provided with a low melting point metal on the front end side and a high melting point metal having a melting point higher than that of the low melting point metal on the base end side. The multilayer structure is formed on one of the piezoelectric element and the bonding substrate, the height of the resin layer is lower than the height of the metal bump, and is formed on one of the piezoelectric element and the bonding substrate, and the piezoelectric element and the bonding substrate are bonded to each other. It is characterized by that.

上記製造方法では、樹脂層の高さを、金属バンプの高融点金属の高さより高く形成することが好ましい。   In the said manufacturing method, it is preferable to form the height of a resin layer higher than the height of the refractory metal of a metal bump.

本発明の圧電部品の他の製造方法は、前記の課題を解決するために、集合基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子を複数形成して集合素子基板を得る工程と、集合素子基板及び集合接合基板の一方に、上記各圧電素子の外縁線に沿った絶縁性の樹脂層、及び金属バンプを形成する工程と、上記振動部が集合接合基板に対向するように、集合素子基板及び集合接合基板を絶縁性の樹脂層、及び金属バンプにより互いに接着する工程と、樹脂層に沿って集合素子基板及び集合接合基板を分断して個々の圧電部品を得る工程とを有することを特徴としている。   In another method of manufacturing a piezoelectric component according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, a step of obtaining a collective element substrate by forming a plurality of piezoelectric elements having at least one vibration part formed on the collective substrate; Forming an insulating resin layer and metal bumps along the outer edge line of each piezoelectric element on one of the collective element substrate and the collective junction board, and the assembly so that the vibration part faces the collective junction board A step of bonding the element substrate and the collective bonding substrate to each other by an insulating resin layer and a metal bump, and a step of dividing the collective element substrate and the collective bonding substrate along the resin layer to obtain individual piezoelectric components It is characterized by.

上記製造方法においては、さらに、金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に形成する工程と、樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く形成する工程とを有することが望ましい。上記製造方法では、樹脂層の高さを、金属バンプの高融点金属の高さより高く形成することが好ましい。   In the manufacturing method, the step of forming a metal bump in a multilayer structure having a low melting point metal on the front end side and a high melting point metal having a melting point higher than that of the low melting point metal on the base end side, and the height of the resin layer And a step of forming the metal bump lower than the height of the metal bump. In the said manufacturing method, it is preferable to form the height of a resin layer higher than the height of the refractory metal of a metal bump.

本発明の圧電部品は、以上のように、接合基板は、振動部と対向する一方主面に接合基板配線、他方主面に外部端子、接合基板端部にスルーホールをそれぞれ備え、前記接合部材と前記接合基板の接合基板配線とが電気的に接続され、接合基板配線と外部端子とはスルーホールを介して電気的に互いに接続されている構成である。   As described above, in the piezoelectric component of the present invention, the bonding substrate includes the bonding substrate wiring on one main surface facing the vibration portion, the external terminal on the other main surface, and the through hole at the end of the bonding substrate, respectively. And the bonding substrate wiring of the bonding substrate are electrically connected, and the bonding substrate wiring and the external terminal are electrically connected to each other through a through hole.

それゆえ、上記構成では、接合基板の端部にスルーホールを形成しているため、スルーホールに必要な面積が小さくなり、小型化ができる。   Therefore, in the above configuration, since the through hole is formed at the end portion of the bonded substrate, the area required for the through hole is reduced and the size can be reduced.

また、接着層が、少なくとも一つの振動部が形成された基板の外縁部に沿って形成された構成においては、圧電素子の基板の外周に沿って形成された絶縁物からなる接着層(樹脂枠)があるので、接合時に必要以上にバンプがつぶれず、確実に圧電素子の振動空間を確保することができる。   In the configuration in which the adhesive layer is formed along the outer edge portion of the substrate on which at least one vibration part is formed, the adhesive layer (resin frame made of an insulator formed along the outer periphery of the substrate of the piezoelectric element) ), The bumps are not crushed more than necessary at the time of joining, and the vibration space of the piezoelectric element can be ensured reliably.

上記製造方法は、金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に、圧電素子及び接合基板の一方に形成し、樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く圧電素子及び接合基板の一方に形成し、圧電素子と接合基板とを互いに接着する方法である。   In the manufacturing method, a metal bump is formed on one of the piezoelectric element and the bonding substrate in a multilayer structure having a low melting point metal on the front end side and a high melting point metal having a melting point higher than the low melting point metal on the base end side, and a resin layer Is formed on one of the piezoelectric element and the bonding substrate lower than the height of the metal bump, and the piezoelectric element and the bonding substrate are bonded to each other.

それゆえ、上記方法は、樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く設定することにより、接合時に必要以上にバンプがつぶれず、確実に圧電素子の振動空間を確保することができる。   Therefore, in the above method, by setting the height of the resin layer to be lower than the height of the metal bumps, the bumps are not crushed more than necessary at the time of bonding, and the vibration space of the piezoelectric element can be reliably ensured.

また、集合基板を用いる方法では、接合基板が集合基板の状態且つ、圧電素子がウェハの状態でそれぞれ金属バンプなどを形成し、接合し、その後ダイシングで個別の圧電部品にすることで、製造工程が簡素化でき、またコストダウンも可能となる。   Also, in the method using the collective substrate, metal bumps and the like are formed and bonded to each other while the bonded substrate is in the collective substrate state and the piezoelectric element is in the wafer state, and then dicing into individual piezoelectric components. Can be simplified, and the cost can be reduced.

本発明の圧電部品に係る実施の第一形態を示す、分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of a piezoelectric component according to the present invention. 上記実施の第一形態の圧電部品を示し、(a)は平面図、(b)は正面図である。The piezoelectric component of the said 1st embodiment is shown, (a) is a top view, (b) is a front view. 上記圧電部品の圧電素子の各IDTの構成図である。It is a block diagram of each IDT of the piezoelectric element of the said piezoelectric component. 各弾性表面波共振子及び引き回し配線の一部を形成した圧電基板の平面図である。It is a top view of the piezoelectric substrate which formed each surface acoustic wave resonator and a part of routing wiring. コンデンサやインダクタを有する接合基板配線を形成した接合基板の平面図である。It is a top view of the junction board in which junction board wiring which has a capacitor and an inductor was formed. 上記図4の圧電基板と図5の接合基板とを接合した圧電部品の透視図である。FIG. 6 is a perspective view of a piezoelectric component obtained by bonding the piezoelectric substrate of FIG. 4 and the bonding substrate of FIG. 5. 上記実施の第一形態に係る他の変形例として、接合基板に用いた多層基板の断面図である。It is sectional drawing of the multilayer board | substrate used for the joining board | substrate as another modification which concerns on the said 1st Embodiment. 本発明の圧電部品に係る実施の第二形態を示す、回路図である。It is a circuit diagram which shows 2nd Embodiment based on the piezoelectric component of this invention. 上記実施の第二形態の圧電素子の平面図である。It is a top view of the piezoelectric element of the second embodiment. 上記実施の第二形態の製造方法の一工程を示し、各マトリクス状樹脂枠を備えた集合シリコン基板の両面上に各集合接合基板を熱圧着によりそれぞれ貼り合わせて接合した工程を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a step of the manufacturing method of the second embodiment, showing a step of bonding and bonding each collective bonding substrate by thermocompression bonding on both surfaces of the collective silicon substrate provided with each matrix-like resin frame. is there.

本発明の圧電部品に係る実施の各形態について図1ないし図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。   The following describes embodiments of the piezoelectric component according to the present invention with reference to FIGS. 1 to 10.

(実施の第一形態)
図1及び図2に示すように、圧電部品においては、接合基板1と、弾性表面波フィルタ素子(SAWフィルタ)である圧電素子2とが、バンプ(金属バンプ)3及び絶縁性の樹脂枠(樹脂層)4により互いに接着されている。圧電部品では、IDT2aからなる振動部が接合基板1と空隙を有して対向するように形成されている。樹脂枠4は、IDT2aの振動を阻害しないように、上記IDT2aの周囲を囲むように形成されている。上記樹脂枠4における圧電基板2fの表面方向での断面形状は、IDT2aへの密封性を確保するために閉曲線状となっていることが好ましく、圧電基板2fの外縁部に沿って形成されていることがより望ましい。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, in a piezoelectric component, a bonding substrate 1 and a piezoelectric element 2 which is a surface acoustic wave filter element (SAW filter) are composed of a bump (metal bump) 3 and an insulating resin frame ( Resin layer 4 is bonded to each other. In the piezoelectric component, the vibration part made of IDT 2a is formed to face the bonding substrate 1 with a gap. The resin frame 4 is formed so as to surround the IDT 2a so as not to inhibit the vibration of the IDT 2a. The cross-sectional shape of the resin frame 4 in the surface direction of the piezoelectric substrate 2f is preferably a closed curve in order to ensure the sealing performance to the IDT 2a, and is formed along the outer edge of the piezoelectric substrate 2f. It is more desirable.

圧電素子2においては、少なくとも1つのIDT2aを有し、詳細には、図3に示すように、該IDT2aを有する各弾性表面波共振子2aa〜2aeに接続されている素子配線2bと、素子配線2bに接続されている各電極パッド2c〜2eとが圧電基板(基板)2f上にそれぞれ形成されている。本実施の第一形態では、5個の各弾性表面波共振子2aa〜2aeは、梯子(ラダー)型となるように互いに配置されて、弾性表面波フィルタ素子が構成されている。   The piezoelectric element 2 has at least one IDT 2a. Specifically, as shown in FIG. 3, the element wiring 2b connected to the surface acoustic wave resonators 2aa to 2ae having the IDT 2a, and the element wiring The electrode pads 2c to 2e connected to 2b are respectively formed on the piezoelectric substrate (substrate) 2f. In the first embodiment, each of the five surface acoustic wave resonators 2aa to 2ae is arranged so as to be a ladder type, thereby forming a surface acoustic wave filter element.

図1に示すように、接合基板1は、ガラス基板、ポリイミド基板及びアルミナ基板の何れかからなり、接合基板1の側面端部にスルーホール1aと、IDT2aと対向する一方主面に接合基板配線1bと、IDT2aと対向しない他方主面に外部端子5とをそれぞれ備えている。したがって、スルーホール1aにおける、接合基板1の表面方向断面形状は、側部では略半円状、隅部では四半円状(扇状)となり、外部端子5側からは、スルーホール1aを通して樹脂枠4の一部が露出していることになる。   As shown in FIG. 1, the bonding substrate 1 is made of any one of a glass substrate, a polyimide substrate, and an alumina substrate. A through-hole 1a is formed on the side surface of the bonding substrate 1, and a bonding substrate wiring is formed on one main surface facing the IDT 2a. 1b and an external terminal 5 on the other main surface not facing the IDT 2a. Therefore, the cross-sectional shape in the surface direction of the bonding substrate 1 in the through hole 1a is substantially semicircular at the side and quadrant (fan shape) at the corner, and from the external terminal 5 side, the resin frame 4 passes through the through hole 1a. A part of is exposed.

前記バンプ3と前記接合基板1の接合基板配線1bとが電気的に接続されている。接合基板配線1bと外部端子5とはスルーホール1aを介して電気的に互いに接続されている。このため、スルーホール1aの表面上には、Au等の導電性金属薄膜が、上記スルーホール1aの壁面上にてそれぞれ対応する接合基板配線1bと外部端子5とを互いに電気的に接続するように形成されている。   The bumps 3 and the bonding substrate wiring 1b of the bonding substrate 1 are electrically connected. The bonding substrate wiring 1b and the external terminal 5 are electrically connected to each other through the through hole 1a. Therefore, on the surface of the through hole 1a, a conductive metal thin film such as Au electrically connects the corresponding bonding substrate wiring 1b and the external terminal 5 to each other on the wall surface of the through hole 1a. Is formed.

次に、本発明の圧電部品の製造方法について説明する。まず、厚さ0.35mm・100mmφの、抵抗率が1.0×10Ω・cm〜1.0×1013Ω・cmであるLiTaO基板からなる集合圧電基板上に、Al電極からなる各弾性表面波共振子2aa〜2aeと各電極パッド2c〜2eを、蒸着によるリフトオフ法でチップ状の各圧電部品に対応させて複数それぞれ形成する。同一プロセスで同時にアライメントマークも集合圧電基板上に形成する。 Next, a method for manufacturing a piezoelectric component according to the present invention will be described. First, an Al electrode is formed on an aggregate piezoelectric substrate made of a LiTaO 3 substrate having a thickness of 0.35 mm · 100 mmφ and a resistivity of 1.0 × 10 9 Ω · cm to 1.0 × 10 13 Ω · cm. A plurality of surface acoustic wave resonators 2aa to 2ae and a plurality of electrode pads 2c to 2e are formed corresponding to each chip-like piezoelectric component by a lift-off method by vapor deposition. The alignment mark is also formed on the collective piezoelectric substrate simultaneously in the same process.

その後、それら電極パッド2c〜2e上にリフトオフ技術を使ってバンプ3を円柱状または角柱状にそれぞれ形成する。上記バンプ3としては、Alからなる電極パッド上において、バンプ3の先端側から、Sn(3μm)/Cu(10μm)/Ti(0.1μm)の多層構造を用いている。   Thereafter, bumps 3 are formed on the electrode pads 2c to 2e in a columnar shape or a prismatic shape using a lift-off technique. As the bump 3, a multilayer structure of Sn (3 μm) / Cu (10 μm) / Ti (0.1 μm) is used from the tip side of the bump 3 on the electrode pad made of Al.

続いて、集合圧電基板上に、感光性ポリイミドで、上記バンプ3の高さより低い、高さ11μm、かつ、幅100μm(1つの圧電素子では、幅50μm)のマトリクス状(格子状)に樹脂枠を、各圧電素子2に対応させて複数それぞれ形成する。   Subsequently, a resin frame is formed on the aggregated piezoelectric substrate in a matrix shape (lattice shape) of photosensitive polyimide and having a height of 11 μm and a width of 100 μm (in the case of one piezoelectric element, a width of 50 μm), which is lower than the height of the bump 3. Are formed corresponding to each piezoelectric element 2.

一方、厚さ50μm・100mmΦのガラス基板、ポリイミド基板及びアルミナ基板の何れかからなる集合接合基板を準備する。上記集合接合基板における、上記で形成したマトリクス状の樹脂枠の中心線と向かい合う部分に、マトリクス状の樹脂枠の幅より小さい60μmΦのスルーホールを上記中心線に対して同軸状にそれぞれ形成する。スルーホールの形成に関しては、ガラス基板の場合はドライエッチングとウエットエッチングを組み合わせることで、ポリイミド基板及びアルミナ基板などの場合はレーザー加工で形成する。上記中心線は、マトリクス状樹脂枠の幅方向の中心線である。   On the other hand, a collective bonding substrate made of a glass substrate having a thickness of 50 μm / 100 mmΦ, a polyimide substrate, or an alumina substrate is prepared. A through hole having a diameter of 60 μm smaller than the width of the matrix-shaped resin frame is formed coaxially with respect to the center line in a portion of the collective bonding substrate facing the center line of the matrix-shaped resin frame formed as described above. Regarding the formation of the through hole, in the case of a glass substrate, dry etching and wet etching are combined, and in the case of a polyimide substrate and an alumina substrate, it is formed by laser processing. The center line is a center line in the width direction of the matrix-like resin frame.

その後、スルーホールを有する集合接合基板の全面に無電解めっきでAuを厚さ0.1μmにて形成し、上記Auに対して所望のレジストパターンを形成した後、上記集合接合基板における表裏の不要なAuをウエットエッチングすることで除去する。Auを残す部分は、外部端子5の部分・スルーホール側壁・引き回し配線(接合基板配線)・バンプ用の電極パッド(接合基板配線)である。   Thereafter, Au is formed on the entire surface of the collective bonding substrate having through holes by electroless plating to a thickness of 0.1 μm, and a desired resist pattern is formed on the Au. Au is removed by wet etching. The portions where Au is left are the portion of the external terminal 5, the side wall of the through hole, the lead-out wiring (bonding substrate wiring), and the bump electrode pads (bonding substrate wiring).

なお、場合によっては、集合接合基板の貼り合わせ信頼性を向上させるために、上記のスルーホールを形成した集合接合基板のバンプ用の電極パッドを形成している面に、感光性ポリイミドでマトリクス状の樹脂枠(厚さ13μm・幅100μm)を形成してもよい。   In some cases, in order to improve the bonding reliability of the collective bonding substrate, the surface of the collective bonding substrate on which the through-holes are formed is provided with a matrix of photosensitive polyimide on the surface on which the bump electrode pads are formed. A resin frame (thickness 13 μm, width 100 μm) may be formed.

その次に、前記のアライメントマークを参照しながら位置合わせし、LiTaOからなる集合圧電基板と、集合接合基板とを互いに貼り合わせて、マトリクス状の樹脂枠により互いに熱圧着して機械的に接合する。その際、熱圧着の設定温度を、Snの融点(232℃)以上で、銅の融点(1083℃)未満の温度に設定して、バンプ3による機械的及び電気的な接続も同時に行う。 Next, alignment is performed with reference to the alignment mark, the collective piezoelectric substrate made of LiTaO 3 and the collective bonding substrate are bonded to each other, and mechanically bonded to each other by thermocompression bonding using a matrix-like resin frame. To do. At this time, the set temperature of thermocompression bonding is set to a temperature not lower than the melting point of Sn (232 ° C.) and lower than the melting point of copper (1083 ° C.), and mechanical and electrical connection by the bumps 3 is simultaneously performed.

その後、緩衝用の樹脂を集合圧電基板の裏面に塗布し硬化させ、最後に、マトリクス状の樹脂枠の中心線に沿ったダイシングにより、各圧電部品毎に分離して完成とする。最後にダイシングして完成するとき、電鋳ブレードでダイシングすることで、切り代35μm
になるので、マトリクス状の樹脂枠を中心線に沿って分断して得られる樹脂枠4の封止幅を充分に確保できる。
Thereafter, a buffering resin is applied to the back surface of the collective piezoelectric substrate and cured, and finally, the piezoelectric parts are separated and completed by dicing along the center line of the matrix-shaped resin frame. When the final dicing is completed, the cutting allowance is 35μm by dicing with an electroformed blade.
Therefore, the sealing width of the resin frame 4 obtained by dividing the matrix-shaped resin frame along the center line can be sufficiently secured.

本発明の構成及び方法では、ガラス基板、ポリイミド基板及びアルミナ基板の何れかからなる接合基板1の縁端部にスルーホール1aを設けたので、接合基板1上の配線可能な有効面積が大きくでき、かつ、IDT2aからなる振動部の部分にスルーホール1aの配置が回避されるので、圧電基板2fの有効面積も大きくできる。   In the configuration and method of the present invention, since the through hole 1a is provided at the edge of the bonding substrate 1 made of any one of a glass substrate, a polyimide substrate, and an alumina substrate, the effective area that can be wired on the bonding substrate 1 can be increased. In addition, since the arrangement of the through hole 1a is avoided in the vibration portion made of the IDT 2a, the effective area of the piezoelectric substrate 2f can be increased.

また、上記方法では、引き回し配線や、パンプ用の電極パッドといった接合基板配線1b、スルーホール1aの側壁、外部端子5を一括形成するので低コストにできると共に、スルーホール1aの直径より樹脂枠の幅を大きく設定することで、マトリクス状の樹脂枠を分断した樹脂枠4による封止性を確保できる。   Further, in the above method, the bonding substrate wiring 1b such as the lead wiring and the electrode pad for pumping, the side wall of the through hole 1a, and the external terminal 5 are formed at a time, so that the cost can be reduced and the resin frame is formed from the diameter of the through hole 1a. By setting the width large, it is possible to secure the sealing performance by the resin frame 4 obtained by dividing the matrix-shaped resin frame.

さらに、本発明の構成及び方法においては、リフトオフにより形成されるバンプ3をSn/Cuという構造にすることで、Auを使うよりバンプコストを低減できる。上記バンプ3の多層構造は、Snといった低融点金属、Cuといった、上記低融点金属より融点が高い高融点金属を備えていればよい。なお、Cuは、Snに拡散することでSn合金の融点を高くする材料で、安価なことが特徴である。このような多層構造とすることで、接合後の接合部分における金属の融点を接合前より大きくできて耐熱性を向上できる。また、Cuに代えて、AuやAgでも可能である。   Further, in the configuration and method of the present invention, the bump cost formed by lift-off can be reduced to a bump cost as compared with the case of using Au / Sn / Cu. The multilayer structure of the bump 3 only needs to have a low melting point metal such as Sn and a high melting point metal having a higher melting point than the low melting point metal such as Cu. Cu is a material that increases the melting point of the Sn alloy by diffusing into Sn, and is characterized by being inexpensive. By adopting such a multilayer structure, the melting point of the metal in the joined portion after joining can be made larger than that before joining, and the heat resistance can be improved. Further, instead of Cu, Au or Ag is also possible.

リフトオフで形成されるバンプの好ましい構造としては、SnにAlが侵入して拡散し易いので、そのAlのSnへの拡散防止のためにNiCr(またはNi)を、Al配線とCuの間に挿入してもよい。つまり、最適なバンプ3を形成した圧電素子の構造の一例としては、Sn/Cu/Ni/Ti/Al配線/圧電基板が挙げられる。バンプ3を受ける接合基板1側のバンプ用の電極パッドも、実際にはCu/Ni/Ti/接合基板とすることが望ましい。Tiは、電極パッド2c〜2eや、圧電基板との密着性を確保するための密着層である。   As a preferable structure of the bump formed by lift-off, since Al easily penetrates into Sn and diffuses, NiCr (or Ni) is inserted between Al wiring and Cu in order to prevent diffusion of Al into Sn. May be. That is, as an example of the structure of the piezoelectric element on which the optimal bump 3 is formed, Sn / Cu / Ni / Ti / Al wiring / piezoelectric substrate can be mentioned. In reality, it is desirable that the bump electrode pad on the side of the bonding substrate 1 that receives the bumps 3 is also a Cu / Ni / Ti / bonding substrate. Ti is an adhesion layer for ensuring adhesion to the electrode pads 2c to 2e and the piezoelectric substrate.

その上、バンプ3より少し背の低いマトリクス状の樹脂枠を設けたので、集合接合基板と集合圧電基板との接合時に、上記バンプ3のSnが溶けてはみ出すこと、つまりバンプ3の形状のつぶれを回避できる。よって、集合接合基板と集合圧電基板とを電気的にかつ機械的に接合するバンプ3が柱状となって上記接合を所望する強度に維持でき、かつ、振動部の振動空間を確保できる。   In addition, since a matrix-like resin frame slightly shorter than the bump 3 is provided, the Sn of the bump 3 melts and protrudes when the collective bonded substrate and the collective piezoelectric substrate are bonded, that is, the shape of the bump 3 is collapsed. Can be avoided. Therefore, the bumps 3 that electrically and mechanically join the collective bonding substrate and the collective piezoelectric substrate become columnar, and the above-mentioned bonding can be maintained at a desired strength, and the vibration space of the vibration part can be secured.

また、上記構成及び方法では、抵抗率が1.0×10Ω・cm〜1.0×1013Ω・cmと焦電性の低い圧電基板2fを使用することで、得られた圧電部品において信頼性を改善できる。 In the above configuration and method, the piezoelectric component obtained by using the piezoelectric substrate 2f having a resistivity of 1.0 × 10 9 Ω · cm to 1.0 × 10 13 Ω · cm and low pyroelectricity. Can improve reliability.

すなわち、従来のLiTaO基板では、製造プロセス中の温度変化による電極の焦電破壊が発生することから、特開平5−267971号公報に記載されているように、電極を全てつないで同電位にする等の工程が必要であった。 That is, in the conventional LiTaO 3 substrate, pyroelectric breakdown of the electrode due to temperature change during the manufacturing process occurs, so that all the electrodes are connected to the same potential as described in JP-A-5-267971. The process of carrying out etc. was required.

一方、本発明のように、抵抗率が1.0×10Ω・cm〜1.0×1013Ω・cmと焦電性の低いLiTaOの圧電基板2fを用いることで、上記のような工程が不要となり、製造時に生じる焦電破壊から電極を保護するためのアースラインを省くことができて、上記アースラインがパッケージ側面に露出しないことによって、信頼性を確保できる。 On the other hand, as described above, by using the piezoelectric substrate 2f of LiTaO 3 having a resistivity of 1.0 × 10 9 Ω · cm to 1.0 × 10 13 Ω · cm and low pyroelectricity, as described above. Thus, a ground line for protecting the electrode from pyroelectric breakdown that occurs during manufacturing can be omitted, and the ground line is not exposed on the side surface of the package, thereby ensuring reliability.

さらに、上記構成及び方法においては、マトリクス状の樹脂枠による接合基板の熱圧着とバンプ3の接続とを同時にでき、かつ、接合基板1を集合接合基板の状態で、圧電基板
2fを集合圧電基板の状態で互いに接合し、その後、ダイシングで個別の圧電部品にすることで、製造工程を簡素化でき、また、低コストにできる。
Further, in the above-described configuration and method, the thermocompression bonding of the bonding substrate and the connection of the bumps 3 by the matrix-shaped resin frame can be performed at the same time. By joining them together in this state and then forming individual piezoelectric parts by dicing, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.

その上、上記構成及び方法では、マトリクス状の樹脂枠の中心線に沿ったダイシングにより分断するので、マトリクス状の樹脂枠を含めて分断するから、上記マトリクス状の樹脂枠が緩衝材としても機能して、分断により接合基板1や圧電基板2fの損傷を抑制できる。   In addition, in the above configuration and method, since the cutting is performed by dicing along the center line of the matrix-shaped resin frame, the matrix-shaped resin frame is also divided so that the matrix-shaped resin frame also functions as a cushioning material. Thus, damage to the bonding substrate 1 and the piezoelectric substrate 2f can be suppressed by the division.

また、図4に示すように、圧電素子2の基板上に、一部の引き回し配線1cしか形成せず、図5、図6に示すように、残余の引き回し配線を接合基板配線1bとして接合基板1上に形成してもよい。これにより、LiTaOやLiNbOの誘電率が高いために電位の異なる配線が対向する箇所で発生する寄生容量の発生を防止できる。また、接合基板配線1bの一部として、コンデンサ6a、6bや、インダクタ7a〜7cを設けてもよい。コンデンサ6a、6bや、インダクタ7a〜7cは、バンプ3により各弾性表面波共振子2aa〜2aeと接続され、各接合基板配線1bによって各外部端子5a〜5eに接続されている。 Further, as shown in FIG. 4, only a part of the routing wiring 1c is formed on the substrate of the piezoelectric element 2, and as shown in FIGS. 5 and 6, the remaining routing wiring is used as the bonding substrate wiring 1b. 1 may be formed. As a result, since the dielectric constant of LiTaO 3 or LiNbO 3 is high, it is possible to prevent the generation of parasitic capacitance that occurs at locations where wirings having different potentials face each other. Capacitors 6a and 6b and inductors 7a to 7c may be provided as part of the bonding substrate wiring 1b. The capacitors 6a and 6b and the inductors 7a to 7c are connected to the surface acoustic wave resonators 2aa to 2ae by the bumps 3, and are connected to the external terminals 5a to 5e by the bonding substrate wirings 1b.

本実施の第一形態の一変形例として、図7に示すように、接合基板1を、セラミック多層基板や樹脂多層基板としてもよい。このとき、スルーホール1aの電極1dが接合基板1の厚み方向の途中まで形成されており、そこから多層基板内部の内部配線1eに接続され、その内部配線1eを通して接合基板配線1bに接続されてもよい。このようなセラミック多層基板や樹脂多層基板を接合基板1として用いる場合、接合基板1の中にインダクタ(L)やコンデンサ(C)を作りこめるというメリットがある。   As a modification of the first embodiment, as shown in FIG. 7, the bonding substrate 1 may be a ceramic multilayer substrate or a resin multilayer substrate. At this time, the electrode 1d of the through hole 1a is formed halfway in the thickness direction of the bonding substrate 1, and is connected to the internal wiring 1e in the multilayer substrate from there and connected to the bonding substrate wiring 1b through the internal wiring 1e. Also good. When such a ceramic multilayer substrate or a resin multilayer substrate is used as the bonding substrate 1, there is an advantage that an inductor (L) or a capacitor (C) can be formed in the bonding substrate 1.

なお、上記実施の第一形態においては、バンプ3を接合部材として用いた例を挙げたが、上記に限定されることはなく、バンプ3に代えて、例えば、導電性接着剤を用いることもできる。   In the first embodiment, the example in which the bump 3 is used as a bonding member has been described. However, the present invention is not limited to the above example. For example, a conductive adhesive may be used instead of the bump 3. it can.

(実施の第二形態)
本実施の第二形態に係る圧電部品では、図8及び図9に示すように、上記実施の第一形態に記載の弾性表面波フィルタ素子に代えて、各圧電薄膜共振子12a、12bを梯子型に配置して、圧電薄膜フィルタ(BAWフィルタ)となる圧電薄膜素子を圧電素子2として形成している。図8及び図9では、直列側圧電薄膜共振子を12aにて、並列側圧電薄膜共振子を12bにて示している。本実施の第二形態では、前記実施の第一形態と同様な機能を有する部材については、同一の部材番号を付与してその説明を省いた。
(Second embodiment)
In the piezoelectric component according to the second embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, each of the piezoelectric thin film resonators 12a and 12b is replaced with a ladder instead of the surface acoustic wave filter element described in the first embodiment. A piezoelectric thin film element that is disposed in a mold and serves as a piezoelectric thin film filter (BAW filter) is formed as the piezoelectric element 2. 8 and 9, the series-side piezoelectric thin film resonator is indicated by 12a, and the parallel-side piezoelectric thin film resonator is indicated by 12b. In the second embodiment, members having the same functions as those in the first embodiment are given the same member numbers and are not described.

圧電薄膜共振子12は、図9及び図10に示すように、シリコンからなる支持基板14の開口部14c上に、酸化亜鉛(ZnO)や窒化アルミニウム(AlN)などからなる圧電薄膜12cを上下(圧電薄膜12cの厚さ)方向からそれぞれ挟む下部電極12d及び上部電極12eを形成して有するものである。   As shown in FIGS. 9 and 10, the piezoelectric thin film resonator 12 has a piezoelectric thin film 12 c made of zinc oxide (ZnO), aluminum nitride (AlN), or the like placed on the opening 14 c of the support substrate 14 made of silicon. A lower electrode 12d and an upper electrode 12e are formed to be sandwiched from the direction of the thickness of the piezoelectric thin film 12c.

本実施の第二形態に係る圧電部品の製造方法を以下に示す。まず、シリコンからなる支持基板14の両面上にSiO、AlN、Alの何れかからなる層、あるいはAlN、Al、SiOとの何れかを積層してなる層等である各絶縁膜14a、14bを形成する。 A method for manufacturing a piezoelectric component according to the second embodiment will be described below. First, a layer made of any one of SiO 2 , AlN, Al 2 O 3 or a layer made by laminating any one of AlN, Al 2 O 3 , SiO 2 on both surfaces of the support substrate 14 made of silicon, etc. Each insulating film 14a, 14b is formed.

さらに、支持基板14に、支持基板14の厚さ方向に貫通し、絶縁膜14aまで達する開口部(空洞部)14cを形成しておく。また、開口部14cに面した位置の絶縁膜14a上には、順に、Al等からなる下部電極(電極)12d、ZnOあるいはAlN等からなる圧電薄膜12c及びAl等からなる上部電極(電極)12eをそれらの厚さ方向に互
いに積層して形成する。
Further, an opening (cavity) 14 c that penetrates in the thickness direction of the support substrate 14 and reaches the insulating film 14 a is formed in the support substrate 14. Further, on the insulating film 14a at the position facing the opening 14c, a lower electrode (electrode) 12d made of Al or the like, a piezoelectric thin film 12c made of ZnO or AlN, or the like, and an upper electrode (electrode) 12e made of Al or the like in this order. Are stacked on each other in the thickness direction.

上記絶縁膜14aは開口部14c上においてダイヤフラムを形成している。よって、各圧電薄膜共振子12は、ダイヤフラム上にて、少なくとも1層以上の圧電薄膜を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の下部電極及び上部電極を対向させて挟む構造となっている。   The insulating film 14a forms a diaphragm on the opening 14c. Therefore, each piezoelectric thin film resonator 12 has a structure in which an upper and lower surfaces of a thin film portion having at least one piezoelectric thin film are sandwiched between at least a pair of lower electrodes and upper electrodes on the diaphragm.

本実施の第二形態の構成では、4個の圧電薄膜共振子12を梯子型に配置する際に、入力側の各圧電薄膜共振子12a、12bの上部電極及び下部電極の一部を共通化することにより、引き回し配線を低減して小型化できるものとなっている。   In the configuration of the second embodiment, when four piezoelectric thin film resonators 12 are arranged in a ladder shape, the upper electrode and a part of the lower electrode of each piezoelectric thin film resonator 12a, 12b on the input side are shared. By doing so, it is possible to reduce the size of the routing wiring.

そして、本実施の第二形態の製造方法においては、図10に示すように、上記実施の第一形態と同様に、ウエハサイズの集合シリコン基板14d上に、複数の圧電薄膜フィルタである圧電素子2を碁盤の目状に互いに隣接してそれぞれ形成した後、バンプ3を圧電素子2上に形成する。そして、圧電素子2の境界線や、外縁線に沿った、前記実施の第一形態と同様なマトリクス状の樹脂枠24を、集合シリコン基板14dの両面上にそれぞれ形成する。   In the manufacturing method of the second embodiment, as shown in FIG. 10, as in the first embodiment, piezoelectric elements that are a plurality of piezoelectric thin film filters on a wafer-sized aggregate silicon substrate 14d. 2 are formed adjacent to each other in a grid pattern, and then bumps 3 are formed on the piezoelectric element 2. Then, matrix-like resin frames 24 similar to those in the first embodiment are formed on both surfaces of the collective silicon substrate 14d along the boundary lines and the outer edge lines of the piezoelectric elements 2, respectively.

続いて、マトリクス状の各樹脂枠24を備えた集合シリコン基板14dの両面上に各集合接合基板11、21を熱圧着によりそれぞれ貼り合わせて接合する。このとき、圧電薄膜共振子12の上部電極12eに面した一方の集合接合基板21には、圧電素子2の境界線上の位置にスルーホール1aが形成されている。集合接合基板21における、スルーホール1aの貫通孔における一方(圧電薄膜共振子12の上部電極12eへの対向面とは反対面)の周囲表面上には、外部端子5が形成されている。集合接合基板21における、他方(圧電薄膜共振子12の上部電極12eへの対向面)の表面上には、外部端子5と電気的に接続された接合基板配線1bが形成されている。   Subsequently, the respective collective bonded substrates 11 and 21 are bonded and bonded to both surfaces of the collective silicon substrate 14d provided with the matrix-like resin frames 24 by thermocompression bonding. At this time, a through-hole 1 a is formed at a position on the boundary line of the piezoelectric element 2 in one collective bonding substrate 21 facing the upper electrode 12 e of the piezoelectric thin film resonator 12. An external terminal 5 is formed on the peripheral surface of one of the through holes of the through-hole 1a in the collective bonding substrate 21 (the surface opposite to the surface facing the upper electrode 12e of the piezoelectric thin film resonator 12). On the surface of the other side (the surface facing the upper electrode 12e of the piezoelectric thin film resonator 12) of the collective bonding substrate 21, a bonding substrate wiring 1b electrically connected to the external terminal 5 is formed.

このように各集合接合基板11、21がそれぞれ貼り合わされた集合シリコン基板14dは、前記の実施の第一形態と同様に、マトリクス状の各樹脂枠24の中心線(図10の仮想線A)に沿ってダイシングにより分断されて、個々の圧電部品が得られる。   The collective silicon substrate 14d to which the collective bonding substrates 11 and 21 are bonded in this way is the center line of each matrix-like resin frame 24 (virtual line A in FIG. 10), as in the first embodiment. Are divided by dicing, and individual piezoelectric parts are obtained.

よって、上記圧電部品は、集合シリコン基板14dを分断してなり、支持基板14の両面に、各樹脂枠24によって接合基板がそれぞれ貼り合わされたものとなっている。上記各接合基板は、各集合接合基板11、21が分断されて形成されるものである。また、樹脂枠24により、圧電薄膜共振子12の上部電極12e上には、その振動のための空間が確保されている。   Therefore, the piezoelectric component is obtained by dividing the collective silicon substrate 14 d and bonding substrates are bonded to both surfaces of the support substrate 14 by the resin frames 24. Each of the bonding substrates is formed by dividing the collective bonding substrates 11 and 21. Further, the resin frame 24 secures a space for vibration on the upper electrode 12 e of the piezoelectric thin film resonator 12.

本実施の第二形態においても、実施の第一形態と同様に、スルーホール1aを圧電部品の外縁部に沿って形成することで、スルーホール1a部分の面積を小さくでき、また、各接合基板に配線を形成して全体として小型化でき、低コスト化できる。   Also in the second embodiment, as in the first embodiment, by forming the through hole 1a along the outer edge of the piezoelectric component, the area of the through hole 1a can be reduced, and each bonding substrate Wiring can be formed on the whole to reduce the size and cost.

なお、上記の実施の各形態では、バンプ用の電極パッドを形成したが、電極パッドを設けることなく、圧電素子2の引き回し配線を太くして、その上を電極パッドとして用いることも可能である。   In each of the embodiments described above, the bump electrode pad is formed. However, it is also possible to make the lead-out wiring of the piezoelectric element 2 thick and use the electrode pad as the electrode pad without providing the electrode pad. .

さらに、上記では、樹脂枠4、24を感光性ポリイミドで形成したが、これ以外では、パターニングできる絶縁性の材料であればよく、具体的には、ガラス封止材(印刷して350℃くらいで気密封止できるもの)、感光性ベンゾシクロブテン(BCB)が挙げられる。   Further, in the above, the resin frames 4 and 24 are formed of photosensitive polyimide, but other than this, any insulating material that can be patterned may be used. Specifically, a glass sealing material (printed at about 350 ° C.) Can be hermetically sealed), and photosensitive benzocyclobutene (BCB).

その上、上記の実施の各形態においては、貼り付ける接合基板1、11、21はポリイミド基又はガラス基板であるが、これ以外には、アルミナ基板など、絶縁性基板であればよい。   In addition, in each of the above embodiments, the bonding substrates 1, 11, and 21 to be attached are polyimide bases or glass substrates, but any other insulating substrate such as an alumina substrate may be used.

ガラス基板やアルミナ基板では、封止材料にガラス封止材を適用すれば、気密封止にできる。また、ガラス基板は透明なので、貼り合わせ時の位置合わせを容易化できる場合がある。   A glass substrate or an alumina substrate can be hermetically sealed by applying a glass sealing material as a sealing material. In addition, since the glass substrate is transparent, the alignment at the time of bonding may be facilitated.

ガラス基板では、厚さが薄くて(30μmとか50μmとか)割れにくいものがあるので、圧電部品自体の薄型化、スルーホールの小径化に有利であると共に、スルーホールを一括で形成できる。また、ポリイミド基板を用いた場合、気密封止はできないが、接合を容易化できる。   Some glass substrates are thin (30 μm or 50 μm) and are not easily broken, which is advantageous for thinning the piezoelectric component itself and reducing the diameter of the through hole, and allows the through holes to be formed in a lump. When a polyimide substrate is used, hermetic sealing cannot be performed, but bonding can be facilitated.

本発明の圧電部品及びその製造方法は、SAWフィルタや、BAWフィルタを、小型化でき、かつ低コスト化できるから、携帯電話等の通信装置といった分野に好適に利用できる。   The piezoelectric component and the manufacturing method thereof according to the present invention can be suitably used in the field of communication devices such as mobile phones because SAW filters and BAW filters can be reduced in size and cost.

1 接合基板
1a スルーホール
1b 接合基板配線
2 圧電素子
2a IDT(振動部)
2f 圧電基板
3 バンプ(金属バンプ)
4 樹脂枠(樹脂層)
5 外部端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bonding board 1a Through hole 1b Bonding board wiring 2 Piezoelectric element 2a IDT (vibration part)
2f Piezoelectric substrate 3 Bump (metal bump)
4 Resin frame (resin layer)
5 External terminal

Claims (5)

基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子と接合基板とを、上記振動部が接合基板に対向するように、金属バンプ及び絶縁性の樹脂層により互いに接着する圧電部品の製造方法であって、
金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に、圧電素子及び接合基板の一方に形成し、
樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く圧電素子及び接合基板の一方に形成し、
圧電素子と接合基板とを互いに接着することを特徴とする、圧電部品の製造方法。
Piezoelectric component manufacturing method in which a piezoelectric element having at least one vibration part formed on a substrate and a bonding substrate are bonded to each other by a metal bump and an insulating resin layer so that the vibration part faces the bonding substrate Because
A metal bump is formed on one of the piezoelectric element and the bonding substrate in a multilayer structure having a low melting point metal on the front end side and a high melting point metal having a melting point higher than the low melting point metal on the base end side,
The height of the resin layer is lower than the height of the metal bumps and formed on one of the piezoelectric element and the bonding substrate,
A method for manufacturing a piezoelectric component, comprising bonding a piezoelectric element and a bonding substrate to each other.
樹脂層の高さを、金属バンプの高融点金属の高さより高く形成することを特徴とする、請求項1記載の圧電部品の製造方法。   2. The method of manufacturing a piezoelectric component according to claim 1, wherein the height of the resin layer is formed higher than the height of the refractory metal of the metal bump. 集合基板上に、少なくとも一つの振動部を有する圧電素子を複数形成して集合素子基板を得る工程と、
集合素子基板及び集合接合基板の一方に、上記各圧電素子の外縁線に沿った絶縁性の樹脂層、及び金属バンプを形成する工程と、
上記振動部が集合接合基板に対向するように、集合素子基板及び集合接合基板を絶縁性の樹脂層、及び金属バンプにより互いに接着する工程と、
樹脂層に沿って集合素子基板及び集合接合基板を分断して個々の圧電部品を得る工程とを有することを特徴とする、圧電部品の製造方法。
Forming a plurality of piezoelectric elements having at least one vibrating portion on the aggregate substrate to obtain an aggregate element substrate;
Forming an insulating resin layer along the outer edge line of each of the piezoelectric elements and a metal bump on one of the collective element substrate and the collective bonding substrate;
Bonding the collective element substrate and the collective bond substrate to each other with an insulating resin layer and metal bumps so that the vibration part faces the collective bond substrate;
And a step of dividing the assembly element substrate and the assembly bonding substrate along the resin layer to obtain individual piezoelectric components.
さらに、金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に形成する工程と、
樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く形成する工程とを有することを特徴とする、請求項3記載の圧電部品の製造方法。
Furthermore, forming a metal bump in a multilayer structure having a low melting point metal on the front end side and a high melting point metal having a melting point higher than that of the low melting point metal on the base end side;
The method of manufacturing a piezoelectric component according to claim 3, further comprising: forming a height of the resin layer lower than a height of the metal bump.
樹脂層の高さを、金属バンプの高融点金属の高さより高く形成することを特徴とする、請求項4記載の圧電部品の製造方法。   5. The method of manufacturing a piezoelectric component according to claim 4, wherein the height of the resin layer is higher than the height of the refractory metal of the metal bump.
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