JP2010233122A

JP2010233122A - 弾性表面波素子の製造方法

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Publication number: JP2010233122A
Application number: JP2009080664A
Authority: JP
Inventors: Masashi Omura; 正志大村
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP5304386B2

Abstract

【課題】振動伝搬領域に接着材の残渣が付着して特性が不安定になることを防止できる弾性表面波素子の製造方法を提供する。
【解決手段】（ａ）圧電基板の一方主面に、ＩＤＴ電極を含む導電パターンを形成するパターン形成工程と、（ｂ）圧電基板の一方主面に、ＩＤＴ電極による弾性表面波が伝搬する振動伝搬領域との間に間隔を設けて振動伝搬領域を覆う中空保護膜を形成する中空保護膜形成工程と、（ｃ）中空保護膜が形成された圧電基板の一方主面側に接着材を塗布し、接着材を介して圧電基板を固定した状態で、圧電基板の他方主面について除去加工を行い、圧電基板を薄くする基板薄化工程と、（ｄ）基板薄化工程の後に、圧電基板の一方主面側に塗布された接着材を除去する接着材除去工程とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、弾性表面波素子の製造方法に関し、詳しくは、圧電基板に導電パターンを形成した後に圧電基板を薄くする基板薄化工程を含む弾性表面波素子の製造方法に関する。

弾性表面波素子において所望の特性を得るためには圧電基板を薄くする必要がある。そのため、例えば例えば図５の工程図に示すように、圧電基板の表面に櫛型のＩＤＴ電極（ＩＤＴ：interdigital transducer）を含む導電パターンを形成するパターン形成工程の後に、パターンが形成された圧電基板の表面に接着材としてワックスを塗布し、ワックスを介して圧電基板を基板保持具に保持した状態で、圧電基板の裏面を削って圧電基板を薄くする基板薄化工程を備える製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３３０８９９号公報

このような製造方法では、基板薄化工程の後に、圧電基板の表面に塗布されたワックスを除去する必要がある。このとき、圧電基板表面の弾性表面波が伝搬する振動伝搬領域にワックスの残渣が付着していると、振動伝搬状態が変化してしまい特性が不安定になる。部品が小さくなるほど、わずかな残渣でも影響が大きくなる。そのため、ワックスの除去は注意深く行なう必要があり、製造コストの増大を招く。例えば、ＩＤＴ電極の電極指の間などの狭い部分に入り込んだワックスを完全に除去するのは面倒である。

本発明は、かかる実情に鑑み、振動伝搬領域に接着材の残渣が付着して特性が不安定になることを防止できる弾性表面波素子の製造方法を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した弾性表面波素子の製造方法を提供する。

弾性表面波素子の製造方法は、（ａ）圧電基板の一方主面に、ＩＤＴ電極を含む導電パターンを形成するパターン形成工程と、（ｂ）前記圧電基板の前記一方主面に、前記ＩＤＴ電極による弾性表面波が伝搬する振動伝搬領域との間に間隔を設けて該振動伝搬領域を覆う中空保護膜を形成する中空保護膜形成工程と、（ｃ）前記中空保護膜が形成された前記圧電基板の前記一方主面側に接着材を塗布し、該接着材を介して前記圧電基板を固定した状態で、前記圧電基板の他方主面について除去加工を行い、前記圧電基板を薄くする基板薄化工程と、（ｄ）前記基板薄化工程の後に、前記圧電基板の前記一方主面側に塗布された前記接着材を除去する接着材除去工程とを備える。

上記製造方法によれば、圧電基板の一方主面の振動伝搬領域は中空保護膜で覆われるため、圧電基板の一方主面側に接着材を塗布しても接着材が振動伝搬領域に付着しないようにすることができる。そのため、接着材除去工程において仮に接着材が完全に除去されなかったとしても、接着材の残渣が振動伝搬領域に付着することにより特性が不安定になることはない。

好ましくは、前記基板薄化工程の後に、前記圧電基板の前記他方主面に前記圧電基板の線膨張係数よりも線膨張係数が小さい支持層を形成する支持層形成工程を備える。

この場合、温度変化に伴う圧電基板の伸縮が支持層によって抑制されるため、弾性表面波素子は、温度変化に伴う周波数特性の変動が小さくなり、温度特性が改善される。

好ましくは、前記支持層形成工程において、前記支持層を溶射により形成する。

この場合、圧電基板よりも線膨張係数が十分に小さい材料を用いて支持層を容易に形成することができ、支持層による温度特性の改善効果を大きくすることができる。また、圧電基板の他方主面に凹凸があっても、溶射であれば支持層を容易に形成することができ、直接接合の場合のように圧電基板の他方主面の平坦性について高い加工精度は要求されないため、製造が簡単である。

本発明の弾性表面波素子の製造方法は、振動伝搬領域を中空保護膜で覆った後に接着材を塗布することにより、振動伝搬領域に接着材の残渣が付着して特性が不安定になることを防止でき、安定した特性を確保できる。

弾性表面波素子の製造工程を示す断面図である。（実施例１）弾性表面波素子の製造工程を示す断面図である。（実施例１）弾性表面波素子の断面図である。（実施例１）弾性表面波素子の断面図である。（実施例２）弾性表面波素子の製造工程を示す断面図である。（従来例）

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。

＜実施例１＞実施例１の弾性表面波素子２の製造方法について、図１〜図３を参照しながら説明する。

図１及び図２は、弾性表面波素子２の製造工程を模式的に示す断面図である。図２（ｅ）に示すように、弾性表面波素子２は、圧電基板１０の一方主面である表面１０ａに、ＩＤＴ電極２０を含む導電パターンと、中空保護膜２２とが形成されている。中空保護膜２２は、ＩＤＴ電極２０による弾性表面波が伝搬する振動伝搬領域１１との間に間隔を設けて振動伝搬領域１１を覆うように形成されている。

次に、弾性表面波素子２の製造方法について、図１及び図２を参照しながら説明する。以下では、ウェハ（集合基板）の状態で複数個の弾性表面波素子２を同時に作製する場合について説明するが、１個ずつ弾性表面波素子２を製造することも可能である。

（ａ）パターン形成工程
まず、図１（ａ）に示すように、ウェハ状の圧電基板１０の一方主面である表面１０ａに、ＩＤＴ電極２０を含む導電パターンを形成する。

具体的には、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）基板やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）基板などの圧電基板１０の表面１０ａに、ＩＤＴ電極２０と、不図示のパッドと、ＩＤＴ電極２０とパッドとの間を接続する不図示の配線とを含む導電パターンを、フォトリソグラフィー技術やエッチング技術を用いて形成する。

（ｂ）中空保護膜形成工程
次いで、図１（ｂ）に示すように、圧電基板１０の表面１０ａに、中空保護膜２２を形成する。
中空保護膜２２は、ＩＤＴ電極２０による弾性表面波が伝搬する振動伝搬領域１１の周囲に形成されたカバー枠層２２ａと、カバー枠層２２ａの上に形成されたカバー層２２ｂとにより形成する。

具体的には、例えば感光性ポリイミド系樹脂を圧電基板１０の表面１０ａ全体に塗布した後、振動伝搬領域１１をフォトリソグラフィー技術により開口（除去）してカバー枠層２２ａを形成する。次いで、カバー枠層２２ａ上にラミネート等によりシート状のカバー層２２ｂを形成する。カバー層２２ｂには、例えば、低温硬化プロセスが可能となる非感光性エポキシ系フィルム樹脂を用いる。

（ｃ）外部電極形成工程
次いで、必要に応じて、圧電基板１０に外部電極を形成する。例えば、レーザ加工により、中空保護膜２２のカバー層２２ｂ及びカバー枠層２２ａに貫通孔（ビアホール）を形成し、ビアホールの底部にパッドを露出させる。次いで、ビアホールに電解メッキ(Ｃｕ、Ｎｉ等)にてアンダーバンプメタルを充填し、アンダーバンプメタルの表面に酸化防止のための厚さ０．０５〜０．１μｍ程度のＡｕ膜を形成する。アンダーバンプメタルの直上に、メタルマスクを介して、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ等のはんだペーストを印刷し、はんだペーストが溶解する温度、例えば２６０℃くらいで加熱することで、はんだをアンダーバンプメタルと固着させ、フラックス洗浄剤によりフラックスを除去し、球状のはんだバンプを形成する。

（ｄ）基板薄化工程
次いで、図１（ｃ）に示すように、圧電基板１０の表面１０ａ側に、接着材としてワックス３０を塗布し、ワックス３０を介して圧電基板１０を基板固定用部材４０に固定し、基板固定用部材４０を、圧電基板１０の裏面１０ｂについて除去加工を行なう加工装置に取り付ける。そして、圧電基板１０がワックス３０を介して固定された状態で、圧電基板１０の裏面１０ｂについて研削、研磨等の除去加工を行い、図２（ｄ）に示すように、圧電基板１０を薄くする。基板固定用部材４０は、固定用基板や基板保持具であり、加工装置に着脱自在に取り付けるための部材である。圧電基板１０は、ワックス３０を介して加工装置自体に直接固定されてもよい。

（ｅ）接着材除去工程
次いで、圧電基板１０を基板固定用部材４０から外し、溶剤を用いてワックス３０を除去する。

なお、接着材を除去した後に、外部電極形成工程を行うことも可能であるが、この場合、接着材が残っていると、中空保護膜２２のカバー層２２ｂ及びカバー枠層２２ａに貫通孔（ビアホール）を形成したときに汚れの原因となる。これに対し、基板薄化工程の前に外部電極形成工程を行うようにすれば、接着材による汚れの問題は生じないため、基板薄化工程の前に外部電極形成工程を行えば、接着力が強く、はがれにくい接着材を用いることができる。

（ｆ）基板分割工程
次いで、ダイシング等により圧電基板１０を個片に分割し、図２（ｅ）に示す弾性表面波素子２が完成する。

以上の製造方法による弾性表面波素子２を製造すると、振動伝搬領域１１を中空保護膜２２で覆った後に接着材３０を塗布するため、接着材３０が振動伝搬領域１１に付着しないようにすることができる。そのため、仮に接着材３０が完全に除去されなかったとしても、図３の断面図に示すように、接着材の残渣４，６は振動伝搬領域１１以外に付着し、振動伝搬領域１１には付着しない。したがって、弾性表面波素子２は、接着材３０の残渣が振動伝搬領域１１に付着することにより特性が不安定になることはない。

＜実施例２＞実施例２の弾性表面波素子２ａの製造方法について、図４を参照しながら説明する。

図４は、実施例２の弾性表面波素子２ａの断面図である。図４に示すように、実施例２の弾性表面波素子２ａは、実施例１の弾性表面波素子２と同じ構成に、支持層１２が追加されている。支持層１２は、圧電基板１０の裏面１０ｂに形成されている。

実施例２の弾性表面波素子２ａの製造方法は、実施例１の弾性表面波素子２と同じ製造方法に、支持層１２を形成する支持層形成工程が追加されている。支持層形成工程は、基板薄化工程の後に追加する。支持層形成工程は、接着剤除去工程の前に追加しても、接着剤除去工程の後に追加してもよい。

支持層１２は、線膨張係数が、圧電基板１０の線膨張係数よりも小さくなるように形成する。これにより、温度変化に伴う圧電基板１０の伸縮が支持層１２で抑制されるため、弾性表面波素子２は、温度変化に伴う周波数特性の変動が小さくなり、温度特性が改善される。

支持層形成工程において、支持層１２は、溶射等の成膜、接着、直接接合などの方法で形成することができる。

溶射等の成膜方法を用いた場合は、Ｓｉ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２など、金属やセラミック等を用いて、圧電基板１０の裏面１０ｂに支持層１２を形成する。例えば、厚さ２０〜３０μｍまで薄くしたタンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム基板の圧電基板１０の裏面１０ｂに、溶射によりＡｌ_２Ｏ_３の支持層１２を形成する。

特に溶射で支持層１２を形成すると、圧電基板１０よりも十分に線膨張係数が小さい支持層１２を容易に形成することができ、温度特性の改善効果を大きくすることができる。また、圧電基板１０の裏面１０ｂに凹凸があっても支持層１２を形成することができ、圧電基板１０の裏面１０ｂの平坦性について高い加工精度は要求されないため、製造が簡単である。

接着の場合には、圧電基板１０の裏面１０ｂに、接着材を介して支持基板を接着し、支持基板によって支持層１２を形成する。必要に応じて、例えば基板薄化工程と同様の方法で、接着した支持基板を薄くしてもよい。

直接接合の場合には、圧電基板１０の裏面１０ｂと支持基板の接合面とを親水化処理して重ね合わせて熱処理を行なうことにより、直接接合する。直接接合の場合には、圧電基板１０の裏面１０ｂと支持基板の接合面とを高精度に平坦に加工する必要がある。必要に応じて、例えば基板薄化工程と同様の方法で、直接接合した支持基板を薄くしてもよい。

＜まとめ＞以上に説明したように、振動伝搬領域１１を中空保護膜２２で覆った後に接着材３０を塗布することにより弾性表面波素子２，２ａを製造すると、振動伝搬領域１１に接着材３０の残渣が付着して特性が不安定になることを防止でき、安定した特性を確保できる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。

２，２ａ弾性表面波素子
４，６残渣
１０圧電基板
１０ａ表面（一方主面）
１０ｂ裏面（他方主面）
１１振動伝搬領域
１２支持層
２０ＩＤＴ電極
２２中空保護膜
２２ａカバー枠層
２２ｂカバー層
３０ワックス（接着材）
４０基板固定用部材

Claims

圧電基板の一方主面に、ＩＤＴ電極を含む導電パターンを形成するパターン形成工程と、
前記圧電基板の前記一方主面に、前記ＩＤＴ電極による弾性表面波が伝搬する振動伝搬領域との間に間隔を設けて該振動伝搬領域を覆う中空保護膜を形成する中空保護膜形成工程と、
前記中空保護膜が形成された前記圧電基板の前記一方主面側に接着材を塗布し、該接着材を介して前記圧電基板を固定した状態で、前記圧電基板の他方主面について除去加工を行い、前記圧電基板を薄くする基板薄化工程と、
前記基板薄化工程の後に、前記圧電基板の前記一方主面側に塗布された前記接着材を除去する接着材除去工程と、
を備えたことを特徴とする、弾性表面波素子の製造方法。
前記基板薄化工程の後に、前記圧電基板の前記他方主面に前記圧電基板の線膨張係数よりも線膨張係数が小さい支持層を形成する支持層形成工程を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の弾性表面波素子の製造方法。
前記支持層形成工程において、前記支持層を溶射により形成することを特徴とする、請求項２に記載の弾性表面波素子の製造方法。