JP2014161095A - 弾性波装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧電基板101の上面にIDT電極102を形成する工程と、圧電基板の上にIDT電極が形成された形成領域191を囲む枠体106を形成する工程と、枠体の上面にフィルム状の蓋体107を載置して枠体と接合することにより、形成領域を覆うとともに形成領域との間に密閉空間を設ける保護カバー117を形成する工程と、を有する。
【選択図】図1
Description
弾性表面波装置が提案されている(例えば、特開平9−172339号公報、特表2005−537661号公報を参照)。
用いずに中空部を設けることで、電気特性の劣化を低減することができる弾性表面波装置の製造方法を提供することにある。また、中空部を製造するための製造工程の工数を少なくすることができる弾性表面波装置の製造方法を提供することにある。
程と、(b-2) フォトリソグラフィ法により前記第1フィルムをパターニングした後に硬化させて前記枠体を形成する工程と、を有する。
層とを含む第2フィルムを前記枠体の上面に前記保持層が上側となるように載置する工程と、(c-2) フォトリソグラフィ法により前記第2フィルムをパターニングした後に硬化させて前記蓋体を形成する工程と、(c-3) 前記枠体と前記蓋体とを接合させた後に前記第2フィルムの前記保持層を除去する工程と、を有する。
保護膜の上面に前記枠体を形成する工程を有する。
接続電極を形成する工程をさらに有してもよい。
保護カバーの最上部の高さより高くなる。
すことにより前記メッキ用レジスト膜を形成する。
第1実施形態は、弾性表面波装置の製造方法に関する。
01の他の主面たる下面に形成された裏面電極104と、圧電基板101の上面に形成されIDT電極102を覆う保護膜105と、保護膜105の上面に形成されIDT電極102が形成された領域191を囲む枠体106と、枠体106の上面に載置され領域19
1を覆う蓋体107とを備える。枠体106と蓋体107とは、接合されて、保護カバー117となっている。
弾性表面波装置1の製造にあたっては、まず、図1(a)に示すように、圧電基板101の上面の弾性表面波素子領域192にIDT電極102及び接続線103を形成し、圧電基板101の下面の全面に裏面電極104を形成する。ここで、「弾性表面波素子領域」とは、1個の弾性表面波装置1を構成するのに必要なIDT電極102及び接続線103が含まれる領域を意味する。
Vapor Deposition)法等の薄膜形成法により形成した膜を、縮小投影露光機(ステッパ
ー)とRIE(Reactive Ion Etching)装置とを用いたフォトリソグラフィ法等によりパターニングして所望の形状に加工することにより得ることができる。なお、この方法によりIDT電極102及び接続線103を形成する場合、IDT電極102及び接続線103を同一材料で構成して同一工程において形成することが望ましい。
次に、図1(b)に示すように、IDT電極102の全部及び接続線103の一部を覆う保護膜105を形成する。
次に、図1(c)に示すように、弾性表面波素子領域192の上に、IDT電極102が形成された領域191を囲む枠体106を形成する。枠体106は、少なくともIDT電極102を囲うように形成すればよいが、IDT電極102の他に接続線103や反射器電極等を含む領域を囲うように形成してもよい。
脂、ポリイミド系樹脂、BCB(ベンゾシクロブテン)系樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂を用いることができる。第1レジストからなる膜は、例えば、弾性表面波素子領域192の上にスピンコート法、印刷法等によりレジスト液を塗布することにより形成することができる。中でも、スピンコート法により第1レジストからなる膜を形成することが望ましい。スピンコート法により第1レジストからなる膜を形成した場合、下地となる構造に多少の段差があっても、下地となる構造との間に隙間を作ることなく第1レジストからなる膜を形成することができ、密着性に優れた枠体106を形成することができるからである。このようにして形成された第1レジストからなる膜は、露光工程及び現像工程を経て、IDT電極102が形成された領域191を囲む枠体106に加工される。
次に、枠体106の上面にフィルム状の蓋体107を載置して、枠体106と蓋体107とを接合する。これにより、IDT電極102が形成された領域191との間に密閉された振動空間(密閉空間)193を設ける保護カバー117を形成することができる。
このようなIDT電極形成工程、保護膜形成工程、枠体形成工程及び蓋体形成工程を経て、図1(e)に示す弾性表面波装置1を製造することができる。第1実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法によれば、振動空間193を形成するために犠牲層を用いる必要がないので、犠牲層を用いた場合のように犠牲層を除去する際にエッチャントやエッチングによる残留生成物が形成した中空構造の内部(振動空間193)に残ることがない。したがって、第1実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法によれば、製造した弾性表面波装置1の電気特性が劣化することを低減することができる。すなわち、製造した弾性表面波装置1の信頼性を向上することができる。
弾性表面波装置1を外部回路と接続するためには、図1(e)に示すように、接続線103を保護カバー117の外側に引き出し、保護カバー117の外側において、接続線103の上に外部接続用の電極を形成したり、接続線103に外部接続用のワイヤをボンディングしたりすればよい。
図2は、弾性表面波装置1の平面透視図である。先述の図1(e)は、図2のA−Aの切断線における弾性表面波装置1の断面図となっている。図2においては、枠体106の配置を分かり易くするために、枠体106の部分にハッチングを付している。図2に示すように、保護膜105は、IDT電極102及び接続線103が形成された領域の一部に形成されている。
枠体形成工程及び蓋体形成工程において、第1レジストと第2レジストとを同一材料とすれば、枠体106と蓋体107とを接合した場合に両者を一体化することができる。また、第1レジストと第2レジストとを同一材料とすれば、両者の接合界面が同一材料同士の界面となるので、両者の密着強度や保護カバー117の気密性を向上することができる。したがって、高信頼性の弾性表面波装置1を製造することができる。特に、第1レジスト及び第2レジストとしてエポキシ系樹脂を用いて、枠体106及び蓋体107を100℃から200℃までの範囲で加熱した場合には、より重合が促進されるため、両者の密着強度や保護カバー117の気密性を向上することができる。
第2実施形態は、第1実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法の枠体形成工程に代えて採用することができる枠体形成工程に関する。
第3実施形態は、第1実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法の蓋体形成工程に代えて採用することができる蓋体形成工程に関する。
第4実施形態は、第1実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法のIDT電極形成工程、保護膜形成工程、枠体形成工程及び蓋体形成工程に続いて行う、電極形成方法に関する。
外部回路と接続するための電極を形成するのにあたっては、まず、図5(a)に示すように、図1(e)に示す状態から、保護カバー117が形成された圧電基板101の上の弾性表面波素子領域192を覆うメッキ用下地層408を形成する。
差を0.35μm以下とすればよい。これにより、たとえ、保護カバー117の部分の段差(例えば、保護カバー117の側面部195)にメッキが形成されない部分があり、蓋体107の上面と接続線103が形成されている面との導通がとれなくても、柱上電極410を形成する接続線103が形成されている面の上のメッキ用下地層408は確実に電気的につながっている。このため、電気メッキ法で柱状電極410を形成する際に、メッキ用下地層408に確実に電流を流すことができる。
次に、図5(b)に示すように、保護カバー117の外側に位置する接続線103の上に開口部416を有するメッキ用レジスト膜409をメッキ用下地層408の上に形成する。
次に、図5(c)に示すように、開口部416の底に露出するメッキ用下地層408の上に、メッキ法により柱状電極410を形成する。
次に、図5(d)に示すように、柱状電極410を残し、メッキ用レジスト膜409とメッキ用下地層408とを除去する。
するためには、アンモニアと過酸化水素水との混合液で除去することが望ましい。
後にメッキ用下地層408を除去しても、メッキ下地層408は薄いので、柱状電極410の下に位置するメッキ用下地層408は、外縁部が一部除去されるが、それ以外の残存部408aは残る。したがって、柱状電極410を残すことができる。
次に、図5(e)に示すように、圧電基板1の弾性表面波素子領域192の上に、保護カバー117と柱状電極410とを覆う封止樹脂膜411を形成する。
次に、図5(f)に示すように、封止樹脂膜411の上面を研磨して、柱状電極410を露出させる。
次に、図5(h)に示すように、柱状電極410の上面に外部接続電極413を形成する。
このようなメッキ用下地層形成工程、メッキ用レジスト膜形成工程、柱状電極形成工程、除去工程、封止樹脂膜形成工程、柱状電極露出工程、外部接続電極形成工程を経ることで、表面実装可能な弾性表面波装置4を提供することができる。さらに、封止樹脂411の上面に露出する柱状電極410の上に外部接続電極413を形成することで、さらに実装の容易な弾性表面波装置とすることができる。
弾性表面波装置4の製造において、圧電基板101の下面に、封止樹脂膜411と熱膨張係数が略同一の材料からなる保護層412を形成する工程をさらに設けてもよい。なお、図5(a)〜図5(h)は、柱状電極露出工程と外部接続用電極形成工程との間にこのような保護層形成工程を設けた場合の電極形成方法を示している。
ため、圧電基板101に加わる応力を圧電基板101の上面と下面とで打ち消すことができるからである。また、エポキシ系樹脂とすれば、透湿性が低く、かつ、吸水性が高いため、弾性表面波装置4への水分の浸入を抑制することができるからである。
柱状電極形成工程においては、図5(d)に示すように、柱状電極410を保護カバー
117よりも高くなるように形成し、柱状電極露出工程においては、図5(f)に示すように、保護カバー117が封止樹脂膜411に覆われた状態で封止樹脂膜411の上面に柱状電極410を露出させることが望ましい。このようにすることで、柱状電極露出工程を経た後において、柱状電極410の最上部の高さが、保護カバー117の最上部の高さより高くなるようにすることができるからである。ここで、柱状電極410及び保護カバー117の高さとは、弾性表面波素子領域192からの高さをいう。これにより、柱状電極露出工程で封止樹脂膜411を研磨しても、保護カバー117の蓋体107の部分が露出したり研磨されたりすることがなくなるので、弾性表面波装置4が励振する弾性表面波の振動空間193を確保するための保護カバー117の気密性を十分に確保することができる。
メッキ用レジスト膜形成工程においては、レジスト材料の塗布及び硬化を複数回繰り返すことによりメッキ用レジスト膜409を形成することが望ましい。このように複数回に分けてメッキ用レジスト膜409を形成することにより、被覆性や取り扱い性等に考慮して調整したレジスト材料を用いて、所望の厚さのメッキ用レジスト膜409を形成することができる。また、メッキ用レジスト膜409を所望の厚さに形成することができるようになる結果、所望の高さの柱状電極410を形成することが可能になる。特に、保護カバー117の最上部とほぼ同じ高さになるまでレジスト材料の塗布及び硬化を行い、保護カバー117による大きな段差を埋めて平坦な面を得た後に、所望の厚さを得るようにさらにレジスト材料の塗布及び硬化を繰り返すようにすれば、メッキ用レジスト膜409の上面を平坦にすることができるので好ましい。
第5実施形態は、第1実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法及び第2実施形態に係る電極形成方法により製造することができる弾性表面波装置5に関する。
弾性表面波素子領域592には、複数個のIDT電極520〜525,530が形成されている。
入力端子550、出力端子551,552及びグランド端子553,554の上には、弾性表面波装置4の柱状電極410と同様の柱状電極(不図示)が形成され、外部回路と接続される。
枠体506は、IDT電極520〜525,530及び導体パターン533〜538を囲むように配置される。弾性表面波装置4と同様に、枠体506の上面には蓋体(不図示)が載置され、当該蓋体は枠体506と接合されている。枠体506及び当該蓋体は、封止用の保護カバーを形成する。
接続線571〜575は、枠体506の外側に引き出され、それぞれ、入力端子550、出力端子551,552及びグランド端子553,554に接続されている。接続線571〜573は、入力端子550及び出力端子551,552とIDT電極530,521,524とをそれぞれ接続する。接続線574,575は、第1導体パターン533,538を介してIDT電極520〜525を接地する。
538を介して外部回路への接続端子となるグランド端子553,554とIDT電極520〜525とを接続する接続線574,575のように、IDT電極520〜525と
外部回路とを間接的に接続する一群も含まれる。
図6に示すように、弾性表面波素子領域592には、IDT電極520〜525,530に接続された複数個の導体パターン533〜538が形成されている。複数個の導体パターン533〜538は、第1導体パターン533,538と、第1導体パターン533,538と絶縁層539〜542を介して交差する第2導体パターン534〜537とを含む。
きる。
図7は、導体パターン533〜538の形成方法を説明する図である。図7(a)及び図7(b)は、形成中の導体パターン交差部の断面図となっており、図7(c)は、形成後の導体パターン交差部の断面図となっている。図7(a)〜図7(c)は、導体パターン交差部の各部の位置関係の理解を助けるための模式図である。
)等を絶縁材料として用いて、スピンコート法によって膜を形成し、通常のエッチング処理でパターニングして絶縁層539〜542を形成する。次に、図7(c)に示すように、絶縁層539〜542の上を跨ぐように第1導電パターン533,538を形成する。なお、第1導電パターン533,538及び第2導電パターン534〜537は、前述した接続線103と同様の材料を用いて同様の工程で形成すればよい。上述の絶縁層539〜542の材料の中でも、酸化シリコンやポリイミド系樹脂は、300℃以上の温度でも安定である。このため、絶縁層539〜542の材質をこれらにしたときには、弾性表面波装置5を実装する際に高熱となっても、安定して第1導体パターン533,538と第2導体パターン534〜537との電気的な絶縁状態を確保することができるので、信頼
性の高い弾性表面波装置5を提供することができ好ましい。
第6実施形態は、弾性表面波装置の製造方法に関する。
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。
101 圧電基板
102 IDT電極
103 接続線
104 裏面電極
105 保護膜
106 枠体
107 蓋体
Claims (13)
- 弾性表面波装置の製造方法であって、
(a) 圧電基板の上面にIDT電極を形成する工程と、
(b) 前記圧電基板の上に前記IDT電極が形成された形成領域を囲む枠体を形成する工程と、
(c) 前記枠体の上面にフィルム状の蓋体を載置して前記枠体と接合することにより、前記形成領域を覆うとともに前記形成領域との間に密閉空間を設けるための、前記枠体と前記蓋体とで構成される保護カバーを形成する工程と、
を有する弾性表面波装置の製造方法。 - 請求項1に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記工程(b)は、
(b-1) 第1フィルムを前記圧電基板の上に載置する工程と、
(b-2) フォトリソグラフィ法により前記第1フィルムをパターニングした後に硬化させて前記枠体を形成する工程と、
を有する弾性表面波装置の製造方法。 - 請求項2に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記枠体と前記蓋体とは同一材質である、
弾性表面波装置の製造方法。 - 請求項1に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記工程(c)は、
(c-1) 樹脂層と前記樹脂層に比べヤング率の高い保持層とを含む第2フィルムを前記枠体の上面に前記保持層が上側となるように載置する工程と、
(c-2) フォトリソグラフィ法により前記第2フィルムをパターニングした後に硬化させて前記蓋体を形成する工程と、
(c-3) 前記枠体と前記蓋体とを接合させた後に前記第2フィルムの前記保持層を除去する工程と、
を有する弾性表面波装置の製造方法。 - 請求項1に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
(d) 前記工程(a)の後であって前記工程(b)の前に、前記IDT電極を覆う絶縁材料からなる保護膜を形成する工程、
をさらに有し、
前記工程(b)において、前記保護膜の上面に前記枠体を形成する、
弾性表面波装置の製造方法。 - 請求項1に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
弾性表面波装置は、
前記IDT電極と外部回路とを接続するための接続線、
をさらに有し、
前記接続線の一部が前記枠体の外側に延在する、
弾性表面波装置の製造方法。 - 請求項6に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
(e) 前記保護カバーが形成された1枚のウエハ状の前記圧電基板を覆うメッキ用下地層を形成する工程と、
(f) 前記保護カバーの外側に位置する前記接続線の上に開口部を有するメッキ用レジス
ト膜を前記メッキ用下地層の上に形成する工程と、
(g) 前記開口部の底に露出する前記メッキ用下地層の上に、メッキ法により柱状電極を形成する工程と、
(h) 前記柱状電極を残し、前記メッキ用レジスト膜と前記メッキ用下地層とを除去する工程と、
(i) 前記圧電基板の上に、前記保護カバーと前記柱状電極とを覆う封止樹脂膜を形成する工程と、
(j) 前記封止樹脂膜の上面を研削して、前記柱状電極を露出させる工程と、
をさらに有する、
弾性表面波装置の製造方法。 - 請求項7に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
(l) 前記圧電基板の下面に、前記封止樹脂膜と熱膨張係数が略同一の材料からなる護層を形成する工程、
さらに有する弾性表面波装置の製造方法。 - 請求項7に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記工程(j)を経た後において、前記柱状電極の最上部の高さが、前記保護カバーの最
上部の高さより高くなる、
弾性表面波装置の製造方法。 - 請求項7に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記工程(f)において、
レジスト材料の塗布及び硬化を複数回繰り返すことにより前記メッキ用レジスト膜を形成する、
弾性表面波装置の製造方法。 - 請求項6に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
弾性表面波装置は、
複数個の前記IDT電極を有するとともに、
前記IDT電極に接続された複数個の導体パターン、
をさらに有し、
前記複数個の導体パターンは、
第1導体パターンと、
絶縁層と、
前記第1導体パターンと前記絶縁層を介して交差する第2導体パターンと、を有する、弾性表面波装置の製造方法。 - 請求項11に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記絶縁層の材質は、酸化シリコン又はポリイミド系樹脂である、
弾性表面波装置の製造方法。 - 請求項1に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
1枚のウエハ状の前記圧電基板の上に前記IDT電極を含む弾性表面波素子領域が複数個形成され、
(m) 前記圧電基板を、各々の前記弾性表面波素子領域に分離して弾性表面波装置を複数個形成する工程、をさらに有する、
弾性表面波装置の製造方法。
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