JP4493219B2 - 弾性波装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信機器やテレビ、ＶＴＲ等に用いられる弾性波素子を用いた電子部品である弾性波装置に関し、特にフィルタ、発信機、増幅装置等の部品を集積させて、特定の機能を有したモジュール用の弾性波装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電波を利用する移動体通信機器やテレビ、ＶＴＲ等の電子機器のフィルタ，遅延線，発信機等の素子として多くの弾性波素子を用いた電子部品（弾性波装置）が用いられている。なおここで、弾性波素子とは、弾性表面波やバルク波等を利用する素子をいうものとする。
【０００３】
電子機器は小型・軽量化が進んできており、電子機器に使用される電子部品には実装密度向上と電気特性向上のために、フィルタ、発信機、増幅装置等の部品を集積させて特定の機能を有したモジュールの開発が進められている。モジュール全体が封止されているため、その中の個別部品の電子素子は封止する必要がない。
【０００４】
さらに、モジュール中への電子部品の実装時間を短縮するために、実装される電子部品は全て半田実装ができることが望まれている。そのため、モジュールに用いる弾性波素子は、小型で且つ半田実装可能なＣＳＰ（チップサイズパッケージ）の開発が進められている。
【０００５】
図３はＣＳＰを用いた弾性波装置の一例を示す断面図である。図３において、圧電材料基板６１の下面に弾性波素子６２とバンプ用電極配線６３が形成されている。バンプ電極６３は、誘電体基板６４の上面に形成されたバンプ用電極配線６５とバンプ６６で電気的に接続されている。バンプ用電極配線６５はキャスタレーション（帯状導体）６７もしくはビアホール導体（貫通導体）６８を介して誘電体基板６４の下面に形成された電極配線６９と電気的に接続されている。この電極配線とモジュールが半田等によって電気的に接続されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、弾性波素子のある圧電材料基板６１はバンプ６６のみで誘電体基板６４上に支持されているため、機械的強度の弱さにより、衝撃等で圧電材料基板６１が誘電体基板６４から剥がれる可能性がある。そのため、機械的強度の向上のために、バンプ６６の数を多くする必要があり、電子部品の小型化の妨げとなっていた。
【０００７】
また、有機系接着剤等で圧電材料基板６１と誘電体基板６４を接合させる開発が進められているが、接着剤内部に残留する気体の除去ができず機械的強度の低下を招いたり、接着剤が弾性波素子に付着して電気特性を低下させるという問題があり、実用化は困難であった。
【０００８】
本発明は上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、モジュール内に実装する弾性波装置において、弾性波素子と誘電体基板を接合する有機系接着剤内部に残留する気体の除去ができる構造と、接着剤が弾性波素子に付着しないように接着剤を硬化させる製造方法を用いることにより、弾性波素子の機械的強度を改善することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明の弾性波装置は、電気配線を備えた誘電体基板上に、下面に弾性波伝播路を有する弾性波素子を搭載するとともに、前記電気配線と前記弾性波伝搬路とを接続導体を介して接続して成る弾性波装置であって、前記弾性波素子の弾性波伝播路の振動空間を形成するように、前記誘電体基板と前記弾性波素子との間に樹脂製接着材を環状に設けるとともに、前記誘電体基板に前記振動空間に通じる通気孔を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記樹脂製接着材は、前記通気孔を通じて圧縮気体及び／または紫外線により硬化させたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記通気孔が樹脂又は金属で封止されていることを特徴とする。
【００１２】
具体的には、上面に弾性波素子を接続する電気配線を有する誘電体基板と下面に弾性波伝播路を有する弾性波素子がバンプを介して電気的に接合されている弾性波装置において、前記弾性波伝播路の振動空間を設けるように前記絶縁基板と前記弾性波素子の間に塗布・硬化させて形成された樹脂接着剤と、前記弾性波素子の搭載部を有する前記誘電体基板の上面から下面にかけて通気孔（貫通孔）があり、前記通気孔の上面が前記振動空間と接していることを特徴とする。なお、誘電体基板は多孔質の材料から成るものでもよい。
【００１３】
また、前記誘電体基板と前記弾性波素子の間に前記樹脂接着剤を塗布させた後に、前記通気孔の下面から圧縮気体を前記振動空間に送り込みながら前記樹脂接着剤を硬化させることを特徴とする。
【００１４】
また、前記樹脂接着剤に熱硬化型樹脂接着剤を用い、前記圧縮空気を加熱して前記振動空間に送り込み、前記樹脂接着剤を前記振動空間表面より硬化させることを特徴とする。
【００１５】
また、前記樹脂接着剤に紫外線硬化型樹脂接着剤を用い、前記通気孔から圧縮気体とともに紫外線を前記振動空間に送り込み、前記樹脂接着剤を前記振動空間表面より硬化させることを特徴とする。
【００１６】
通気孔が樹脂もしくは金属で封止されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記誘電体基板と前記弾性波素子の間の前記樹脂接着剤が硬化した後、通気孔を樹脂もしくは金属で封止することを特徴とする。
【００１８】
上面に弾性波素子を接続する電気配線を有する誘電体基板と下面に弾性波伝播路を有する弾性波素子がバンプを介して電気的に接合されている電子部品において、前記弾性波伝播路の振動空間を設けるように前記絶縁基板と前記弾性波素子の間に塗布・硬化させて形成された樹脂接着剤と、前記弾性波素子の搭載部を有する前記誘電体基板の上面から下面にかけて通気孔があり、前記通気孔の上面が前記振動空間と接していることにより、前記樹脂接着剤内部に残留する気体が前記誘電体基板の通気孔（通気孔）を通って外部に出るために、前記樹脂接着剤内部の空孔を減らすことができ、前記樹脂接着剤の機械的強度を上げることができる。
【００１９】
また、前記誘電体基板と前記弾性波素子の間に前記樹脂接着剤を塗布させた後に、前記通気孔の下面から圧縮気体を前記振動空間に送り込みながら前記樹脂接着剤を硬化させることにより、圧縮空気の圧力により前記接着剤が前記振動空間に浸入するのを妨げることができ、電気特性を変えることなく前記樹脂接着剤を硬化させることができる。
【００２０】
また、前記樹脂接着剤に熱硬化型樹脂接着剤を用い、前記圧縮空気を加熱して前記振動空間に送り込み、前記樹脂接着剤を前記振動空間表面より硬化させることにより、前記振動空間に浸入しようとする前記接着剤の表面が先に硬化するために、前記接着剤が前記振動空間に浸入するのを妨げることができ、電気特性を変えることなく前記樹脂接着剤を硬化させることができる。
【００２１】
また、前記樹脂接着剤に紫外線硬化型樹脂接着剤を用い、前記通気孔から圧縮気体とともに紫外線を前記振動空間に送り込み、前記樹脂接着剤を前記振動空間表面より硬化させることにより、前記振動空間に浸入しようとする前記接着剤の表面が先に硬化するために、前記接着剤が前記振動空間に浸入するのを妨げることができ、電気特性を変えることなく前記樹脂接着剤を硬化させることができる。
【００２２】
また、通気孔が樹脂もしくは金属で封止されていることにより、弾性波素子を用いた電子部品の実装時における半田等の飛散物やほこり等のよごれから前記振動空間を守ることができ、電気特性の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
また、前記誘電体基板と前記弾性波素子の間の前記樹脂接着剤が硬化した後、通気孔を樹脂もしくは金属で封止することにより、前記樹脂接着剤内部に残留する気体が前記誘電体基板の通気孔を通って外部に出るために、前記樹脂接着剤内部の空孔を減らすことができ、前記樹脂接着剤の機械的強度を上げることができ、さらに弾性波素子を用いた電子部品の実装時における半田等の飛散物やほこり等のよごれから前記振動空間を守ることができ、電気特性の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
さらに、前記振動空間に浸入しようとする前記接着剤の表面が先に硬化するために、前記接着剤が前記振動空間に浸入するのを妨げることができ、電気特性を変えることなく前記樹脂接着剤を硬化させることができ、さらに弾性波素子を用いた電子部品の実装時における半田等の飛散物やほこり等のよごれから前記振動空間を守ることができ、電気特性の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る弾性波装置及びその製造方法について、模式的に図示した図面に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更・改良を施すことは何ら差し支えない。
【００２６】
図１、図２は本発明の弾性波装置の構成例を模式的に示す断面図である。
【００２７】
図１に示すように、圧電材料基板１の下面に弾性波伝搬路が形成された弾性波素子２とバンプ用電極配線３が形成されている。バンプ用電極配線３は、誘電体基板４の上面に形成されたバンプ用電極配線５と接続導体であるバンプ６を介して電気的に接続されている。バンプ用電極配線５はキャスタレーション７もしくはビアホール導体８を介して誘電体基板４の下面に形成された電極配線９と電気的に接続されている。この電極配線とモジュールが半田等によって電気的に接続されている。なお、ここで弾性波素子とは、例えば励振電極が圧電材料基板１上に形成されて成る弾性表面波素子などの素子をいうものとする。
【００２８】
一方、圧電材料基板１と誘電体基板４は環状に形成された樹脂接着剤（樹脂製接着材）１０によって、弾性波素子２の弾性波伝播路の振動空間１１を確保するように機械的に接続している。このように、弾性波素子２の下部の振動空間１１には樹脂接着剤１０はなく、誘電体基板４には振動空間１１に通じた通気孔１２が形成されている。
【００２９】
ここで、通気孔１２の位置は、環状に形成された樹脂接着剤１０の内側であれば、どこに形成されていてもよく、また、その数や形状も振動空間１１内へ後記する圧縮気体や紫外線等を通すことができれば限定されない。ただし、好適には環状の樹脂接着剤１０の中央部に、図示のように例えば１つの通気孔１２を位置させる。これにより、樹脂接着剤１０に対し均等に圧縮気体の圧力や紫外線等の光照射を行わせることが可能である。この孔径は例えば４０μｍより大きなものとし、環状の樹脂接着剤１０の内側のサイズより小さくする。例えば２０μｍより小さくなると樹脂が詰まりやすくなる。また、通気孔１２の孔形状は、振動空間１１に通じている付近では、図示のように真直ぐ（弾性波素子２に対し垂直方向）とするか末広がり（すり鉢状）にすることにより、圧縮気体や光が等方的に分散させることができ、樹脂接着剤１０に満遍なくあてることができる。なお、誘電体基板４自体または誘電体基板４の一部分をポーラス（多孔質）の材料で形成して、通気孔１２と同様な作用を行わせることも可能である。
【００３０】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図２において、圧電材料基板２１の下面に弾性波素子２２とバンプ用電極配線２３が形成されている。バンプ電極２３は、誘電体基板２４の上面に形成されたバンプ用電極配線２５とバンプ２６で電気的に接続されている。バンプ用電極配線２５はキャスタレーション２７もしくはビアホール導体２８を介して誘電体基板２４の下面に形成された電極配線２９と電気的に接続されている。この電極配線とモジュールが半田等によって電気的に接続されている。
【００３１】
一方、圧電材料基板２１と誘電体基板２４は、樹脂接着剤３０によって機械的に接続している。ただし、弾性波素子２２の下部の振動空間３１には樹脂接着剤３０はない。誘電体基板２４の前記振動空間３１の下部部分に通気孔３２がある。そしてこの通気孔３２の内部に通気孔の封止体３３がある。
【００３２】
かくして、本発明によれば、誘電体基板に形成した振動空間に通じた通気孔により、樹脂接着剤の内部に残留する気体が誘電体基板の通気孔を通って外部に出るために、樹脂接着剤内部の空孔を減らすことができ、樹脂接着剤の機械的強度を向上させることができる。
【００３３】
さらに、通気孔から圧縮空気による圧力や紫外線等の光照射を行わせることにより、加熱硬化、光硬化（特に紫外線硬化）をさせ、樹脂接着剤が弾性波素子の電気特性へ影響を及ぼさないようにできる弾性波装置を提供できる。
【００３４】
【実施例】
次に、本発明の弾性波装置のより具体化した実施例について説明する。
〔例１〕
本発明例１として図１に示す弾性波装置について実施した。
【００３５】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、弾性波素子の中央の真下部分に直径４００μｍの通気孔を開けた。
【００３６】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００３７】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００３８】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布し、１５０℃で１時間熱処理を行い接着剤を硬化させた。
【００３９】
比較例１として、図１に示す弾性波装置において通気孔を開けない構造を実施した。すなわち、圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウムを用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、通気孔は開けなかった。
【００４０】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００４１】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００４２】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布し、１５０℃で１時間熱処理を行い接着剤を硬化させた。
【００４３】
比較例２として図３に示す従来構造で実施した。
【００４４】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。バンプは金を用いた。
【００４５】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００４６】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００４７】
本発明例１、比較例１、比較例２のサンプルをそれぞれ１０個作製し、それぞれの圧電材料基板のダイシェア強度をダイシェア強度測定装置で測定した。その結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
表１より本発明例１の平均ダイシェア強度が最も大きいことがわかる。また、本発明ではダイシェア強度のばらつきが小さくなっていることがわかる。これは、本発明により接着剤内部の空孔が減少したためと考えられる。
【００５０】
この結果により、本発明の弾性波装置における有効性が確認できた。
〔例２〕
本発明例２として図１に示す弾性波装置について実施した。
【００５１】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。弾性波素子は１．９ＧＨｚで共振する共振子に設計した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、弾性波素子の中央の真下部分に直径４００μｍの通気孔を開けた。
【００５２】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００５３】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００５４】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布した。１．１気圧の空気を誘電体基板の通気孔から送り込みながら、１５０℃で１時間熱処理を行い接着剤を硬化させた。
【００５５】
比較例３として図１に示す弾性波装置を用いて、圧縮空気を送り込まない製造・方法で実施した。
【００５６】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。弾性波素子は１．９ＧＨｚで共振する共振子に設計した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、弾性波素子の中央の真下部分に直径４００μｍの通気孔を開けた。
【００５７】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００５８】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００５９】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布した。通気孔には何も送り込まず、１５０℃で１時間熱処理を行い接着剤を硬化させた。
【００６０】
本発明例２、比較例３のサンプルをそれぞれ１０個作製し、それぞれ１．９ＧＨｚでの挿入損失をネットワークアナライザーを用いて測定した。その結果を表２に示す。
【００６１】
【表２】
【００６２】
表２より、本発明例２の損失が小さく、さらにばらつきが小さいことがわかる。
【００６３】
この結果により、本発明の弾性波装置の有効性が確認できた。
〔例３〕
本発明例３として図１に示す弾性波装置について実施した。
【００６４】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。弾性波素子は１．９ＧＨｚで共振する共振子に設計した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、弾性波素子の中央の真下部分に直径４００μｍの通気孔を開けた。
【００６５】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００６６】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００６７】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布した。８０℃に熱した１．１気圧の空気を誘電体基板の通気孔から送り込みながら、誘電体基板下面を１５０℃で加熱して１時間熱処理を行い接着剤を硬化させた。
【００６８】
本発明例４として図１に示す弾性波装置について実施した。
【００６９】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。弾性波素子は１．９ＧＨｚで共振する共振子に設計した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、弾性波素子の中央の真下部分に直径４００μｍの通気孔を開けた。
【００７０】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００７１】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００７２】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間に紫外線硬化樹脂を塗布した。通気孔より１．１気圧の空気を送り込みながら紫外線５００ｍＷ／ｃｍ２を照射し、誘電体基板上面か紫外線５００ｍＷ／ｃｍ２を照射して１０分間紫外線処理を行い接着剤を硬化させた。
【００７３】
本発明例３、４のサンプルをそれぞれ１０個作製し、それぞれ１．９ＧＨｚでの挿入損失をネットワークアナライザーを用いて測定した。また、それぞれの圧電材料基板のダイシェア強度をダイシェア強度測定装置で測定した。これらの結果と本発明例２の結果を表３に示す。
【００７４】
【表３】
【００７５】
表３より、本発明例３、４は本発明例２よりもさらに低損失でばらつきを小さくすることができることが判明した。なお、ダイシェア強度についてはどの強度もほぼ同じであった。
【００７６】
この結果により、本発明の弾性波装置のさらなる有効性が確認できた。
〔例４〕
本発明例５として図２に示す弾性波装置を用いて実施した。
【００７７】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、弾性波素子の中央の真下部分に直径４００μｍの通気孔を開けた。
【００７８】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００７９】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００８０】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布し、１５０℃で１時間熱処理を行い接着剤を硬化させた。
【００８１】
接着剤の硬化後、通気孔にエポキシ系樹脂を注入し、１５０℃で１０分間熱処理を行いエポキシ樹脂を硬化させた。
【００８２】
比較例４として、フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布するとともに、通気孔にもエポキシ系樹脂を注入した。そして、１５０℃で１時間熱処理を行いエポキシ樹脂を硬化させた。
本発明例５、比較例４のサンプルをそれぞれ１０個作製し、それぞれの圧電材料基板のダイシェア強度をダイシェア強度測定装置で測定した。その結果を表４に示す。
【００８３】
【表４】
【００８４】
表４より本発明例５の平均ダイシェア強度が最も大きいことが判明した。また、本発明ではダイシェア強度のばらつきが小さくなっていることが判明した。これは、本発明により接着剤内部の空孔が減少したためと考えられる。
【００８５】
さらに、通気孔の封止により、電子部品の半田付け実装時の半田の飛散や埃等による弾性波素子の汚染はなかった。
【００８６】
これらの結果により、本発明の弾性波装置の有効性が確認できた。
〔例５〕
本発明例６、７、８として、例２、３の方法で作製したサンプルの通気孔を封止することにより、図２に示す弾性波装置について実施した。
【００８７】
本発明例６では、例２の方法でサンプルを作製した後、エポキシ樹脂を通気孔に注入した。そして、１５０℃で１時間熱処理を行いエポキシ樹脂剤を硬化させた。
【００８８】
本発明例７では、例３の本発明例３の方法でサンプルを作製した後、エポキシ樹脂を通気孔に注入した。そして、１５０℃で１時間熱処理を行いエポキシ樹脂を硬化させた。
【００８９】
本発明例８では、例３の本発明例４の方法でサンプルを作製した後、エポキシ樹脂を通気孔に注入した。そして、１５０℃で１時間熱処理を行いエポキシ樹脂を硬化させた。
【００９０】
本発明例６、７、８のサンプルを１０個作製し、それぞれ１．９ＧＨｚでの挿入損失をネットワークアナライザーを用いて測定した。また、それぞれの圧電材料基板のダイシェア強度をダイシェア強度測定装置で測定した。これらの結果と本発明例５の結果を表５に示す。
【００９１】
【表５】
【００９２】
表５より、本発明例６の損失は本発明５の損失より小さく、さらにばらつきも小さいことが判明した。
【００９３】
さらに、本発明例７、８は本発明例６よりもさらに低損失でばらつきを小さくすることができることが判明した。ダイシェア強度についてはどの強度もほぼ同じであった。
【００９４】
さらに、通気孔の封止により、電子部品の半田付け実装時の半田の飛散や埃等による弾性波素子の汚染はなかった。
【００９５】
この結果により、本発明の弾性波装置の有効性が確認できた。
【００９６】
なお、以上はあくまで本発明の実施の形態の例示であって、本発明はこれら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や改良を加えることは何ら差し支えない。
【００９７】
例えば、圧電材料基板は、タンタル酸リチウム以外に、ニオブ酸リチウム、リチウム単結晶、四ホウ酸リチウム単結晶等、圧電特性を示すものであればどれでも良い。
【００９８】
保護筐体は、酸化アルミニウム以外に、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、コージライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化硅素、窒化硅素等のセラミック材料、また有機系材料等誘電体であればどれでも良い。
【００９９】
金属配線材料においても、金以外に銅、プラチナ、アルミニウム等、どれでも良く、特に本特許で制限を受けるものではない。
【０１００】
圧電材料基板と誘電体基板を接合する接着剤と、通気孔を封止する接着剤の材質はエポキシ系接着剤の他に、ウレタン系接着剤、ポリイミド系、シリコーン系等、特に制限はない。
【０１０１】
また、通気孔の封止には、樹脂封止体以外にも、金属や半田ペースト等を用いてもよい。
【０１０２】
さらに、本発明の弾性波素子を用いた電子部品はモジュール内部に実装するのが最も効果的ではあるが、単品で回路基板に実装してもよく、特に用途が限定されるものではない。
【０１０３】
そして、本発明の弾性波素子を用いた電子部品は半田を用いた実装以外に、金バンプを用いたフリップチップ実装、ワイヤボンディング実装等でモジュールや回路基板に実装してもよい。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の弾性波装置によれば、通気孔が弾性波伝搬路の振動空間に通じていることにより、樹脂製接着材内部に残留する気体が誘電体基板の通気孔を通って外部に出るために、樹脂製接着材内部の空孔を減らすことができ、樹脂製接着材の機械的強度を向上させることができる。
【０１０５】
さらに、通気孔から圧縮空気や紫外線等の光を入れ、加熱硬化、光（特に紫外線）硬化させることにより、樹脂製接着材が弾性波素子の電気特性へ影響を及ぼさないようにできる、優れた弾性波装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る弾性波装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る他の弾性波装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】従来の弾性波素子を用いた電子部品の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２１、６１：圧電材料基板
２、２２、６２：弾性波素子
３、２３、６３：バンプ用電極配線（圧電材料基板下面）
４、２４、６４：誘電体基板
５、２５、６５：バンプ用電極配線（誘電体基板上面）
６、２６、４６：バンプ（接続導体）
７、２７、６７：キャスタレーション
８、２８、６８：ビアホール導体
９、２９、６９：電極配線（誘電体基板下面）
１０、３０：樹脂接着剤（樹脂製接着材）
１１、３１：振動空間
１２、３２：通気孔
３３：封止体
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信機器やテレビ、ＶＴＲ等に用いられる弾性波素子を用いた電子部品である弾性波装置に関し、特にフィルタ、発信機、増幅装置等の部品を集積させて、特定の機能を有したモジュール用の弾性波装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電波を利用する移動体通信機器やテレビ、ＶＴＲ等の電子機器のフィルタ，遅延線，発信機等の素子として多くの弾性波素子を用いた電子部品（弾性波装置）が用いられている。なおここで、弾性波素子とは、弾性表面波やバルク波等を利用する素子をいうものとする。
【０００３】
電子機器は小型・軽量化が進んできており、電子機器に使用される電子部品には実装密度向上と電気特性向上のために、フィルタ、発信機、増幅装置等の部品を集積させて特定の機能を有したモジュールの開発が進められている。モジュール全体が封止されているため、その中の個別部品の電子素子は封止する必要がない。
【０００４】
さらに、モジュール中への電子部品の実装時間を短縮するために、実装される電子部品は全て半田実装ができることが望まれている。そのため、モジュールに用いる弾性波素子は、小型で且つ半田実装可能なＣＳＰ（チップサイズパッケージ）の開発が進められている。
【０００５】
図３はＣＳＰを用いた弾性波装置の一例を示す断面図である。図３において、圧電材料基板６１の下面に弾性波素子６２とバンプ用電極配線６３が形成されている。バンプ電極６３は、誘電体基板６４の上面に形成されたバンプ用電極配線６５とバンプ６６で電気的に接続されている。バンプ用電極配線６５はキャスタレーション（帯状導体）６７もしくはビアホール導体（貫通導体）６８を介して誘電体基板６４の下面に形成された電極配線６９と電気的に接続されている。この電極配線とモジュールが半田等によって電気的に接続されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、弾性波素子のある圧電材料基板６１はバンプ６６のみで誘電体基板６４上に支持されているため、機械的強度の弱さにより、衝撃等で圧電材料基板６１が誘電体基板６４から剥がれる可能性がある。そのため、機械的強度の向上のために、バンプ６６の数を多くする必要があり、電子部品の小型化の妨げとなっていた。
【０００７】
また、有機系接着剤等で圧電材料基板６１と誘電体基板６４を接合させる開発が進められているが、接着剤内部に残留する気体の除去ができず機械的強度の低下を招いたり、接着剤が弾性波素子に付着して電気特性を低下させるという問題があり、実用化は困難であった。
【０００８】
本発明は上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、モジュール内に実装する弾性波装置において、弾性波素子と誘電体基板を接合する有機系接着剤内部に残留する気体の除去ができる構造と、接着剤が弾性波素子に付着しないように接着剤を硬化させる製造方法を用いることにより、弾性波素子の機械的強度を改善することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明の弾性波装置は、電気配線を備えた誘電体基板上に、下面に弾性波伝播路を有する弾性波素子を搭載するとともに、前記電気配線と前記弾性波伝搬路とを接続導体を介して接続して成る弾性波装置であって、前記弾性波素子の弾性波伝播路の振動空間を形成するように、前記誘電体基板と前記弾性波素子との間に樹脂製接着材を環状に設けるとともに、前記誘電体基板に前記振動空間に通じる通気孔を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記樹脂製接着材は、前記通気孔を通じて圧縮気体及び／または紫外線により硬化させたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記通気孔が樹脂又は金属で封止されていることを特徴とする。
【００１２】
具体的には、上面に弾性波素子を接続する電気配線を有する誘電体基板と下面に弾性波伝播路を有する弾性波素子がバンプを介して電気的に接合されている弾性波装置において、前記弾性波伝播路の振動空間を設けるように前記絶縁基板と前記弾性波素子の間に塗布・硬化させて形成された樹脂接着剤と、前記弾性波素子の搭載部を有する前記誘電体基板の上面から下面にかけて通気孔（貫通孔）があり、前記通気孔の上面が前記振動空間と接していることを特徴とする。なお、誘電体基板は多孔質の材料から成るものでもよい。
【００１３】
また、前記誘電体基板と前記弾性波素子の間に前記樹脂接着剤を塗布させた後に、前記通気孔の下面から圧縮気体を前記振動空間に送り込みながら前記樹脂接着剤を硬化させることを特徴とする。
【００１４】
また、前記樹脂接着剤に熱硬化型樹脂接着剤を用い、前記圧縮空気を加熱して前記振動空間に送り込み、前記樹脂接着剤を前記振動空間表面より硬化させることを特徴とする。
【００１５】
また、前記樹脂接着剤に紫外線硬化型樹脂接着剤を用い、前記通気孔から圧縮気体とともに紫外線を前記振動空間に送り込み、前記樹脂接着剤を前記振動空間表面より硬化させることを特徴とする。
【００１６】
通気孔が樹脂もしくは金属で封止されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記誘電体基板と前記弾性波素子の間の前記樹脂接着剤が硬化した後、通気孔を樹脂もしくは金属で封止することを特徴とする。
【００１８】
上面に弾性波素子を接続する電気配線を有する誘電体基板と下面に弾性波伝播路を有する弾性波素子がバンプを介して電気的に接合されている電子部品において、前記弾性波伝播路の振動空間を設けるように前記絶縁基板と前記弾性波素子の間に塗布・硬化させて形成された樹脂接着剤と、前記弾性波素子の搭載部を有する前記誘電体基板の上面から下面にかけて通気孔があり、前記通気孔の上面が前記振動空間と接していることにより、前記樹脂接着剤内部に残留する気体が前記誘電体基板の通気孔（通気孔）を通って外部に出るために、前記樹脂接着剤内部の空孔を減らすことができ、前記樹脂接着剤の機械的強度を上げることができる。
【００１９】
また、前記誘電体基板と前記弾性波素子の間に前記樹脂接着剤を塗布させた後に、前記通気孔の下面から圧縮気体を前記振動空間に送り込みながら前記樹脂接着剤を硬化させることにより、圧縮空気の圧力により前記接着剤が前記振動空間に浸入するのを妨げることができ、電気特性を変えることなく前記樹脂接着剤を硬化させることができる。
【００２０】
また、前記樹脂接着剤に熱硬化型樹脂接着剤を用い、前記圧縮空気を加熱して前記振動空間に送り込み、前記樹脂接着剤を前記振動空間表面より硬化させることにより、前記振動空間に浸入しようとする前記接着剤の表面が先に硬化するために、前記接着剤が前記振動空間に浸入するのを妨げることができ、電気特性を変えることなく前記樹脂接着剤を硬化させることができる。
【００２１】
また、前記樹脂接着剤に紫外線硬化型樹脂接着剤を用い、前記通気孔から圧縮気体とともに紫外線を前記振動空間に送り込み、前記樹脂接着剤を前記振動空間表面より硬化させることにより、前記振動空間に浸入しようとする前記接着剤の表面が先に硬化するために、前記接着剤が前記振動空間に浸入するのを妨げることができ、電気特性を変えることなく前記樹脂接着剤を硬化させることができる。
【００２２】
また、通気孔が樹脂もしくは金属で封止されていることにより、弾性波素子を用いた電子部品の実装時における半田等の飛散物やほこり等のよごれから前記振動空間を守ることができ、電気特性の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
また、前記誘電体基板と前記弾性波素子の間の前記樹脂接着剤が硬化した後、通気孔を樹脂もしくは金属で封止することにより、前記樹脂接着剤内部に残留する気体が前記誘電体基板の通気孔を通って外部に出るために、前記樹脂接着剤内部の空孔を減らすことができ、前記樹脂接着剤の機械的強度を上げることができ、さらに弾性波素子を用いた電子部品の実装時における半田等の飛散物やほこり等のよごれから前記振動空間を守ることができ、電気特性の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
さらに、前記振動空間に浸入しようとする前記接着剤の表面が先に硬化するために、前記接着剤が前記振動空間に浸入するのを妨げることができ、電気特性を変えることなく前記樹脂接着剤を硬化させることができ、さらに弾性波素子を用いた電子部品の実装時における半田等の飛散物やほこり等のよごれから前記振動空間を守ることができ、電気特性の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る弾性波装置及びその製造方法について、模式的に図示した図面に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更・改良を施すことは何ら差し支えない。
【００２６】
図１、図２は本発明の弾性波装置の構成例を模式的に示す断面図である。
【００２７】
図１に示すように、圧電材料基板１の下面に弾性波伝搬路が形成された弾性波素子２とバンプ用電極配線３が形成されている。バンプ用電極配線３は、誘電体基板４の上面に形成されたバンプ用電極配線５と接続導体であるバンプ６を介して電気的に接続されている。バンプ用電極配線５はキャスタレーション７もしくはビアホール導体８を介して誘電体基板４の下面に形成された電極配線９と電気的に接続されている。この電極配線とモジュールが半田等によって電気的に接続されている。なお、ここで弾性波素子とは、例えば励振電極が圧電材料基板１上に形成されて成る弾性表面波素子などの素子をいうものとする。
【００２８】
一方、圧電材料基板１と誘電体基板４は環状に形成された樹脂接着剤（樹脂製接着材）１０によって、弾性波素子２の弾性波伝播路の振動空間１１を確保するように機械的に接続している。このように、弾性波素子２の下部の振動空間１１には樹脂接着剤１０はなく、誘電体基板４には振動空間１１に通じた通気孔１２が形成されている。
【００２９】
ここで、通気孔１２の位置は、環状に形成された樹脂接着剤１０の内側であれば、どこに形成されていてもよく、また、その数や形状も振動空間１１内へ後記する圧縮気体や紫外線等を通すことができれば限定されない。ただし、好適には環状の樹脂接着剤１０の中央部に、図示のように例えば１つの通気孔１２を位置させる。これにより、樹脂接着剤１０に対し均等に圧縮気体の圧力や紫外線等の光照射を行わせることが可能である。この孔径は例えば４０μｍより大きなものとし、環状の樹脂接着剤１０の内側のサイズより小さくする。例えば２０μｍより小さくなると樹脂が詰まりやすくなる。また、通気孔１２の孔形状は、振動空間１１に通じている付近では、図示のように真直ぐ（弾性波素子２に対し垂直方向）とするか末広がり（すり鉢状）にすることにより、圧縮気体や光が等方的に分散させることができ、樹脂接着剤１０に満遍なくあてることができる。なお、誘電体基板４自体または誘電体基板４の一部分をポーラス（多孔質）の材料で形成して、通気孔１２と同様な作用を行わせることも可能である。
【００３０】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図２において、圧電材料基板２１の下面に弾性波素子２２とバンプ用電極配線２３が形成されている。バンプ電極２３は、誘電体基板２４の上面に形成されたバンプ用電極配線２５とバンプ２６で電気的に接続されている。バンプ用電極配線２５はキャスタレーション２７もしくはビアホール導体２８を介して誘電体基板２４の下面に形成された電極配線２９と電気的に接続されている。この電極配線とモジュールが半田等によって電気的に接続されている。
【００３１】
一方、圧電材料基板２１と誘電体基板２４は、樹脂接着剤３０によって機械的に接続している。ただし、弾性波素子２２の下部の振動空間３１には樹脂接着剤３０はない。誘電体基板２４の前記振動空間３１の下部部分に通気孔３２がある。そしてこの通気孔３２の内部に通気孔の封止体３３がある。
【００３２】
かくして、本発明によれば、誘電体基板に形成した振動空間に通じた通気孔により、樹脂接着剤の内部に残留する気体が誘電体基板の通気孔を通って外部に出るために、樹脂接着剤内部の空孔を減らすことができ、樹脂接着剤の機械的強度を向上させることができる。
【００３３】
さらに、通気孔から圧縮空気による圧力や紫外線等の光照射を行わせることにより、加熱硬化、光硬化（特に紫外線硬化）をさせ、樹脂接着剤が弾性波素子の電気特性へ影響を及ぼさないようにできる弾性波装置を提供できる。
【００３４】
【実施例】
次に、本発明の弾性波装置のより具体化した実施例について説明する。
〔例１〕
本発明例１として図１に示す弾性波装置について実施した。
【００３５】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、弾性波素子の中央の真下部分に直径４００μｍの通気孔を開けた。
【００３６】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００３７】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００３８】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布し、１５０℃で１時間熱処理を行い接着剤を硬化させた。
【００３９】
比較例１として、図１に示す弾性波装置において通気孔を開けない構造を実施した。すなわち、圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウムを用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、通気孔は開けなかった。
【００４０】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００４１】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００４２】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布し、１５０℃で１時間熱処理を行い接着剤を硬化させた。
【００４３】
比較例２として図３に示す従来構造で実施した。
【００４４】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。バンプは金を用いた。
【００４５】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００４６】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００４７】
本発明例１、比較例１、比較例２のサンプルをそれぞれ１０個作製し、それぞれの圧電材料基板のダイシェア強度をダイシェア強度測定装置で測定した。その結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
表１より本発明例１の平均ダイシェア強度が最も大きいことがわかる。また、本発明ではダイシェア強度のばらつきが小さくなっていることがわかる。これは、本発明により接着剤内部の空孔が減少したためと考えられる。
【００５０】
この結果により、本発明の弾性波装置における有効性が確認できた。
〔例２〕
本発明例２として図１に示す弾性波装置について実施した。
【００５１】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。弾性波素子は１．９ＧＨｚで共振する共振子に設計した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、弾性波素子の中央の真下部分に直径４００μｍの通気孔を開けた。
【００５２】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００５３】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００５４】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布した。１．１気圧の空気を誘電体基板の通気孔から送り込みながら、１５０℃で１時間熱処理を行い接着剤を硬化させた。
【００５５】
比較例３として図１に示す弾性波装置を用いて、圧縮空気を送り込まない製造・方法で実施した。
【００５６】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。弾性波素子は１．９ＧＨｚで共振する共振子に設計した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、弾性波素子の中央の真下部分に直径４００μｍの通気孔を開けた。
【００５７】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００５８】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００５９】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布した。通気孔には何も送り込まず、１５０℃で１時間熱処理を行い接着剤を硬化させた。
【００６０】
本発明例２、比較例３のサンプルをそれぞれ１０個作製し、それぞれ１．９ＧＨｚでの挿入損失をネットワークアナライザーを用いて測定した。その結果を表２に示す。
【００６１】
【表２】
表２より、本発明例２の損失が小さく、さらにばらつきが小さいことがわかる。
【００６３】
この結果により、本発明の弾性波装置の有効性が確認できた。
〔例３〕
本発明例３として図１に示す弾性波装置について実施した。
【００６４】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。弾性波素子は１．９ＧＨｚで共振する共振子に設計した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、弾性波素子の中央の真下部分に直径４００μｍの通気孔を開けた。
【００６５】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００６６】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００６７】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布した。８０℃に熱した１．１気圧の空気を誘電体基板の通気孔から送り込みながら、誘電体基板下面を１５０℃で加熱して１時間熱処理を行い接着剤を硬化させた。
【００６８】
本発明例４として図１に示す弾性波装置について実施した。
【００６９】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。弾性波素子は１．９ＧＨｚで共振する共振子に設計した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、弾性波素子の中央の真下部分に直径４００μｍの通気孔を開けた。
【００７０】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００７１】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００７２】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間に紫外線硬化樹脂を塗布した。通気孔より１．１気圧の空気を送り込みながら紫外線５００ｍＷ／ｃｍ２を照射し、誘電体基板上面か紫外線５００ｍＷ／ｃｍ２を照射して１０分間紫外線処理を行い接着剤を硬化させた。
【００７３】
本発明例３、４のサンプルをそれぞれ１０個作製し、それぞれ１．９ＧＨｚでの挿入損失をネットワークアナライザーを用いて測定した。また、それぞれの圧電材料基板のダイシェア強度をダイシェア強度測定装置で測定した。これらの結果と本発明例２の結果を表３に示す。
【００７４】
【表３】
表３より、本発明例３、４は本発明例２よりもさらに低損失でばらつきを小さくすることができることが判明した。なお、ダイシェア強度についてはどの強度もほぼ同じであった。
【００７６】
この結果により、本発明の弾性波装置のさらなる有効性が確認できた。
〔例４〕
本発明例５として図２に示す弾性波装置を用いて実施した。
【００７７】
圧電材料基板は誘電率４３のタンタル酸リチウム単結晶を用い、誘電体基板には誘電率９．７の酸化アルミニウムを用いた。誘電体基板上の金属配線はニッケルメッキ後に金メッキを施し、圧電材料基板上の弾性波素子及びバンプ電極配線はアルミニウムをスパッタ法で製膜した。バンプは金を用いた。誘電体基板には、弾性波素子の中央の真下部分に直径４００μｍの通気孔を開けた。
【００７８】
バンプは超音波周波数６０ＫＨｚ、荷重３０ｇｆ（約０．３Ｎ）、温度２００℃で入力１個、出力１個、グランド２個の計４個形成した。
【００７９】
そして、超音波周波数６３．５ＫＨｚ、荷重４００ｇｆ（約３．９Ｎ）、温度２００℃でフリップチップ実装を行った。
【００８０】
フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布し、１５０℃で１時間熱処理を行い接着剤を硬化させた。
【００８１】
接着剤の硬化後、通気孔にエポキシ系樹脂を注入し、１５０℃で１０分間熱処理を行いエポキシ樹脂を硬化させた。
【００８２】
比較例４として、フリップチップ実装後、圧電材料基板と誘電体基板の間にエポキシ系樹脂を塗布するとともに、通気孔にもエポキシ系樹脂を注入した。そして、１５０℃で１時間熱処理を行いエポキシ樹脂を硬化させた。
本発明例５、比較例４のサンプルをそれぞれ１０個作製し、それぞれの圧電材料基板のダイシェア強度をダイシェア強度測定装置で測定した。その結果を表４に示す。
【００８３】
【表４】
表４より本発明例５の平均ダイシェア強度が最も大きいことが判明した。また、本発明ではダイシェア強度のばらつきが小さくなっていることが判明した。これは、本発明により接着剤内部の空孔が減少したためと考えられる。
【００８５】
さらに、通気孔の封止により、電子部品の半田付け実装時の半田の飛散や埃等による弾性波素子の汚染はなかった。
【００８６】
これらの結果により、本発明の弾性波装置の有効性が確認できた。
〔例５〕
本発明例６、７、８として、例２、３の方法で作製したサンプルの通気孔を封止することにより、図２に示す弾性波装置について実施した。
【００８７】
本発明例６では、例２の方法でサンプルを作製した後、エポキシ樹脂を通気孔に注入した。そして、１５０℃で１時間熱処理を行いエポキシ樹脂剤を硬化させた。
【００８８】
本発明例７では、例３の本発明例３の方法でサンプルを作製した後、エポキシ樹脂を通気孔に注入した。そして、１５０℃で１時間熱処理を行いエポキシ樹脂を硬化させた。
【００８９】
本発明例８では、例３の本発明例４の方法でサンプルを作製した後、エポキシ樹脂を通気孔に注入した。そして、１５０℃で１時間熱処理を行いエポキシ樹脂を硬化させた。
【００９０】
本発明例６、７、８のサンプルを１０個作製し、それぞれ１．９ＧＨｚでの挿入損失をネットワークアナライザーを用いて測定した。また、それぞれの圧電材料基板のダイシェア強度をダイシェア強度測定装置で測定した。これらの結果と本発明例５の結果を表５に示す。
【００９１】
【表５】
表５より、本発明例６の損失は本発明５の損失より小さく、さらにばらつきも小さいことが判明した。
【００９３】
さらに、本発明例７、８は本発明例６よりもさらに低損失でばらつきを小さくすることができることが判明した。ダイシェア強度についてはどの強度もほぼ同じであった。
【００９４】
さらに、通気孔の封止により、電子部品の半田付け実装時の半田の飛散や埃等による弾性波素子の汚染はなかった。
【００９５】
この結果により、本発明の弾性波装置の有効性が確認できた。
【００９６】
なお、以上はあくまで本発明の実施の形態の例示であって、本発明はこれら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や改良を加えることは何ら差し支えない。
【００９７】
例えば、圧電材料基板は、タンタル酸リチウム以外に、ニオブ酸リチウム、リチウム単結晶、四ホウ酸リチウム単結晶等、圧電特性を示すものであればどれでも良い。
【００９８】
保護筐体は、酸化アルミニウム以外に、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、コージライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化硅素、窒化硅素等のセラミック材料、また有機系材料等誘電体であればどれでも良い。
【００９９】
金属配線材料においても、金以外に銅、プラチナ、アルミニウム等、どれでも良く、特に本特許で制限を受けるものではない。
【０１００】
圧電材料基板と誘電体基板を接合する接着剤と、通気孔を封止する接着剤の材質はエポキシ系接着剤の他に、ウレタン系接着剤、ポリイミド系、シリコーン系等、特に制限はない。
【０１０１】
また、通気孔の封止には、樹脂封止体以外にも、金属や半田ペースト等を用いてもよい。
【０１０２】
さらに、本発明の弾性波素子を用いた電子部品はモジュール内部に実装するのが最も効果的ではあるが、単品で回路基板に実装してもよく、特に用途が限定されるものではない。
【０１０３】
そして、本発明の弾性波素子を用いた電子部品は半田を用いた実装以外に、金バンプを用いたフリップチップ実装、ワイヤボンディング実装等でモジュールや回路基板に実装してもよい。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の弾性波装置によれば、通気孔が弾性波伝搬路の振動空間に通じていることにより、樹脂製接着材内部に残留する気体が誘電体基板の通気孔を通って外部に出るために、樹脂製接着材内部の空孔を減らすことができ、樹脂製接着材の機械的強度を向上させることができる。
【０１０５】
さらに、通気孔から圧縮空気や紫外線等の光を入れ、加熱硬化、光（特に紫外線）硬化させることにより、樹脂製接着材が弾性波素子の電気特性へ影響を及ぼさないようにできる、優れた弾性波装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る弾性波装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る他の弾性波装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】従来の弾性波素子を用いた電子部品の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２１、６１：圧電材料基板
２、２２、６２：弾性波素子
３、２３、６３：バンプ用電極配線（圧電材料基板下面）
４、２４、６４：誘電体基板
５、２５、６５：バンプ用電極配線（誘電体基板上面）
６、２６、４６：バンプ（接続導体）
７、２７、６７：キャスタレーション
８、２８、６８：ビアホール導体
９、２９、６９：電極配線（誘電体基板下面）
１０、３０：樹脂接着剤（樹脂製接着材）
１１、３１：振動空間
１２、３２：通気孔
３３：封止体
Claims (3)
- 通気孔を有する誘電体基板を用意する工程と、
下面に弾性波伝播路を有する弾性表面波素子を、前記弾性波伝搬路が前記通気孔上に位置するようにして前記誘電体基板に搭載する工程と、
前記弾性波素子の弾性波伝播路の振動空間を形成するように、前記誘電体基板と前記弾性波素子との間に硬化前の樹脂製接着材を環状に形成する工程と、
圧縮空気を前記通気孔から前記振動空間に送りつつ前記樹脂製接着材を硬化する工程と、備えた弾性波装置の製造方法。 - 前記樹脂製接着材を硬化した後、前記通気孔を樹脂又は金属で封止する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の弾性波装置の製造方法。
- 前記樹脂製接着材が、熱硬化型または紫外線硬化型の樹脂製接着材である請求項１または２に記載の弾性波装置の製造方法。
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