JP4771847B2

JP4771847B2 - 弾性表面波装置

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Inventors: 徹深野
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Publication date: 2011-09-14
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Description

本発明は、例えば携帯電話等の通信装置に用いられる小型な弾性表面波装置に関するものであり、詳細には弾性表面波を発生する電極をウェハレベルで簡単かつ良好に封止することができる弾性表面波装置に関するものである。

従来から、圧電基板上に弾性表面波を発生する電極とその電極を収容する中空である収容空間とが設けられることにより圧電基板上で電極が封止された弾性表面波装置が広く知られている。このような従来の弾性表面波装置は、弾性表面波を発生する電極が、圧電基板上の中空である収容空間に収容されて封止されていることから、圧電効果により電極が振動する空間が確保されるとともに圧電基板上で電極が封止されるため、通常の弾性表面波装置全体をパッケージに収容等して封止するものと比べて小型にすることができるというものである。

例えば特許文献１および特許文献２には、複数の弾性表面波素子が形成されたウェハ状態の圧電基板に上記のような収容空間を形成してそれぞれの素子をウェハ段階（ウェハレベル）で封止してから、封止された各素子がウェハから切り出されるような弾性表面波装置が開示されている。なお、このようなウェハレベルで封止された弾性表面波装置をウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）型の弾性表面波装置と呼ぶことがある。さらに特許文献３や非特許文献１には、上記収容空間を形成する方法として導電性の電極保護部を膜形成手法により形成したり、絶縁性の電極保護部をスピンコーティング手法により形成したりするような弾性表面波装置も開示されている。
特開平６−３１８６２５号公報米国特許第６，５０７，０９７号明細書特開２００２−３０００００号公報「ウェハレベルパッケージフォーバルクアコースティックウェーブフィルタ」（Ｗａｆｅｒ−Ｌｅｖｅｌ−ＰａｃｋａｇｅｆｏｒＢｕｌｋＡｃｏｕｓｔｉｃｗａｖｅｆｉｌｔｅｒ）アイトリプルイーエムティーティーエスダイジェスト（ＩＥＥＥＭＴＴ−Ｓ２００４Ｄｉｇｅｓｔ）

しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示されているような弾性表面波装置では、複数の弾性表面波素子が形成された圧電基板ウェハとそれら弾性表面波素子のそれぞれに収容空間を設けて封止するカバーウェハとをウェハ状態で対向させて密着する際に、全ての弾性表面波素子において環状部材としてのシールリングが必要となる為、弾性表面波装置の小型化が難しいという課題があった。

また、特許文献３に開示されているような弾性表面波装置では、収容空間を形成する材料として金属材料を用いているが、この収容空間と圧電基板上に形成された電極との間で寄生容量が発生し、弾性表面波装置の損失が大きくなる問題があった。

一方、非特許文献１で示されているように、弾性表面波素子を構成する電極の電極保護部にエポキシ等の絶縁材料を用いた方法が提案されている。

この方式では、弾性表面波素子と外部の回路とを接続する導電パターンと、外部回路基板と、の接続をワイヤーボンド等の手法を用いる事を想定している為、エポキシ等の絶縁材料を用いた電極保護部が導電パターンを跨ぐ構造となっている。

しかしながら、エポキシ等の絶縁材料が導電パターンを跨ぐ場合には、導電パターンを形成する導電材料であるＡｌやＡｌＣｕと絶縁材料であるエポキシ等との密着性が低い為、熱衝撃や外部からの力が印加された場合には、電極材料と絶縁材料との間に微小な隙間が発生する問題があった。さらに、これらの絶縁材料を、収容空間を形成するように厚く形成する場合には、材料自体の粘性を高くする必要がある事から、導電パターンの端部において形成される基板との段差部分において絶縁材料が入りきらず、その結果、基板と絶縁材料との間に微小な隙間が発生する問題があった。これらの微小な隙間は水分の浸入経路となり、電極材料の腐食による周波数特性の変動などの長期信頼性の劣化を引き起こす問題があった。

なお、本発明の完成時点において、弾性表面波素子がウェハから切り出された後個々に弾性表面波を発生する電極が封止される構成であるチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）型の弾性表面波装置が、実用的な信頼性や製造方法が確立しているため主流であり、このＣＳＰ型と比べて格段に小型化することができるＷＬＰ型の弾性表面波装置は、弾性表面波を発生する電極およびこれら電極で形成される弾性表面波素子を外部の回路に接続するための導電パターンをウェハレベルで簡単かつ良好に封止することができてこそ実用的な弾性表面波装置として提供することができるといった状況にある。

本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は、弾性表面波を発生する電極およびこれら電極で形成される弾性表面波素子をウェハレベルで簡単かつ良好に封止することができる小型な弾性表面波装置を提供することにある。

本発明のさらに別の目的は、弾性表面波を発生する電極およびこれら電極で形成される弾性表面波素子を外部の回路に接続するための導電パターンをウェハレベルで簡単かつ良好に封止することができる小型な弾性表面波装置を提供することにある。

本発明の弾性表面波装置は、圧電基板と、前記圧電基板の一主面上に形成された弾性表面波素子と、前記弾性表面波素子を収容する収容空間を有し、この収容空間の外側で前記圧電基板の前記一主面に取着されるキャップ体とを備えたものである。

また、本発明の弾性表面波装置は、上記構成において、前記キャップ体が絶縁性材料から成るとともにこのキャップ体中に前記弾性表面波素子と電気的に接続された貫通導体の少なくとも一部が埋設されており、この貫通導体の上端部が前記キャップ体の外表面に導出されているものである。

また、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板と、前記圧電基板の一主面上に形成された弾性表面波素子と、前記圧電基板の前記一主面上に形成され、前記弾性表面波素子と外部の回路とを接続する導電パターンと、前記弾性表面波素子を収容する収容空間を有し、外縁部が前記弾性表面波素子及び前記導電パターンが形成された領域の外側に位置し、前記収容空間の外側で前記圧電基板の前記一主面に取着される絶縁性材料からなるキャップ体とを備えたものである。

また、本発明の弾性表面波装置は、上記構成において、前記導電パターンに電気的に接続されるとともに、前記キャップ体の外表面に導出され、前記キャップ体中に少なくとも一部が埋設された貫通導体をさらに含むものである。

また、本発明の弾性表面波装置は、上記構成において、前記キャップ体は樹脂材料からなるものである。

また、本発明の弾性表面波装置は、上記構成において、前記キャップ体は、前記収容空間側に位置する第１封止層と、前記第１封止層を覆う第２封止層とを含む多層構造をなしているものである。

また、本発明の弾性表面波装置によれば、前記キャップ体は、前記圧電基板の前記一主面に接するリング部と前記弾性表面波素子上に配置されるベース部とを一体成形して成るものである。

本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板と、圧電基板の一主面上に形成された弾性表面波素子と、弾性表面波素子を収容する収容空間を有し、この収容空間の外側で圧電基板の一主面に取着されるキャップ体とを備えたことから、弾性表面波素子を封止するための環状部材や封止基板が不要となるので、小型なものとすることができる。

また、本発明の弾性表面波装置によれば、上記構成に置いて、キャップ体が絶縁性材料から成るとともにこのキャップ体中に弾性表面波素子と電気的に接続された貫通導体の少なくとも一部が埋設されており、この貫通導体の上端部がキャップ体の外表面に導出されていることから、ＬＴＣＣ（ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｆｉｒｅＣｅｒａｍｉｃ）基板、ＨＴＣＣ（ＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｆｉｒｅＣｅｒａｍｉｃ）基板、有機多層基板等のインターポーザなしに、外部回路との接続が可能となる。これにより、収容空間への水分の浸入を確実に遮断しつつ、外部回路と容易に接続することができ、部品点数の低減や低背化、小型化が可能となる。また、キャップ体が絶縁性であることから、キャップ体と対向する弾性表面波素子との間に寄生容量が発生することを防ぐことができるので、誘電損失の少ない弾性表面波装置を提供することができる。

また、本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板と、圧電基板の一主面上に形成された弾性表面波素子と、圧電基板の一主面上に形成され、弾性表面波素子と外部の回路とを接続する導電パターンと、弾性表面波素子を収容する収容空間を有し、外縁部が弾性表面波素子及び導電パターンが形成された領域の外側に位置し、収容空間の外側で圧電基板の一主面に取着される絶縁性材料からなるキャップ体とを備えたことから、キャップ体が弾性表面波素子と外部の回路とを接続する導電パターンを跨ぐ事がなくなる。これにより、導電パターンを形成する導電材料とキャップ体を形成する絶縁性材料（例えば樹脂材料や無機材料）との密着性の低さに起因する熱履歴や外部圧力印加による隙間の発生や、導電パターンと圧電基板とで形成される段差部分への樹脂材料の入り込み不良の発生もなくなる為、圧電基板とキャップ体との間の微小な隙間をなくす事が可能となる。その為、収容空間への水分の浸入を確実に遮断する事が可能となり、周波数変動等のない長期安定性に優れた弾性表面波装置を提供する事ができる。

また、本発明の弾性表面波装置によれば、上記構成において、導電パターンに電気的に接続されるとともに、キャップ体の外表面に導出され、キャップ体中に少なくとも一部が埋設された貫通導体をさらに含むときには、ＬＴＣＣ基板、ＨＴＣＣ基板、有機多層基板等のインターポーザなしに、外部回路との接続が可能となる。これにより、収容空間への水分の浸入を確実に遮断しつつ、外部回路と容易に接続することができ、部品点数の低減や低背化、小型化が可能となる。

また、本発明の弾性表面波装置によれば、上記構成において、キャップ体は樹脂材料からなるときには、スピンコート法等により収容空間を覆う厚みのキャップ体を簡易に形成することができるので生産性の高いものとなる。また、樹脂材料に添加物を混入させることにより誘電率を調整することができるので、弾性表面波素子とキャップ体との間に発生する寄生容量を抑制し、損失の少ない弾性表面波装置となる。さらに、樹脂材料に吸湿剤を添加することで、耐湿性を調整することができ、収容空間への水分の浸入を確実に遮断する事が可能となり、周波数変動等のない長期安定性に優れた弾性表面波装置を提供する事ができる。

また、本発明の弾性表面波装置によれば、上記構成において、キャップ体は、収容空間側に位置する第１封止層と、第１封止層を覆う第２封止層とを含む多層構造をなしているときには、第１封止層が収容空間の骨格を形成し、確実に収容空間を確保することができるとともに、第２封止層が、が外部から収容空間への水分の浸入を確実に防ぐこととができるので、周波数変動等のない長期安定性に優れたものとなる。

また、本発明の弾性表面波装置によれば、上記構成において、キャップ体は、圧電基板の一主面に接するリング部と弾性表面波素子上に配置されるベース部とを一体成形して成るときには、リング部とベース部とを別々に形成する場合に比べ、工程が１つ少なくなるため、生産性の高いものとなる。また、キャップ体が一体形成されていることから、キャップ体中に隙間が発生することがなくなるので、収容空間への水分の浸入を確実に遮断することが可能となり、周波数変動等のない長期安定性に優れた弾性表面波装置を提供する事ができる。

本発明の弾性表面波装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１に、本発明の弾性表面波装置の第１の実施の形態を示す模式的な断面図である。

図１において、１は圧電基板、２は弾性表面波を発生する電極を含む弾性表面波素子、３は弾性表面波素子２を収容する収容空間、１５はキャップ体である。以下の図面において、同様の箇所には同一の符合を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の図面においても同様であるが、図１において、圧電基板１の上面を一主面とする。

図１に示す例では、弾性表面波装置は、圧電基板１と、圧電基板１の一主面上に形成された弾性表面波素子２と、弾性表面波素子２を収容する収容空間３を有し、収容空間３の外側で圧電基板１の一主面に取着される第1のキャップ体１５とを備えたものである。

なお、ここで弾性表面波素子２は、少なくとも弾性表面波を励振する電極を一つ含むものであり、求める特性に応じて、複数個の電極や、これら電極の端部側に形成される反射器電極や、複数個の電極を接続する接続線等をさらに含むものとなる。例えば、弾性表面波を発生させる電極１つのみであってもよいし、これらの電極を複数配置して、共振子,フィルタなどを構成してもよい。

第１のキャップ体１５は、圧電基板１と圧電基板１上に取着された第１のキャップ体とで収容空間３を形成できるような形状であれば、どのような材料を用いてもよいが、絶縁性の材料を用いた場合には、弾性表面波素子２と第１のキャップ体１５とで寄生容量が発生しないため、弾性表面波装置の損失を少なくできる。

このような第１のキャップ体１５と圧電基板１とで収容空間３を形成して、弾性表面波素子２を封止することができるので、従来弾性表面波素子を封止するために必要であった環状部材や封止基板が不要となるので、小型なものとすることができる。

また、第１のキャップ部材１５が絶縁性の材料から成る場合には、弾性表面波素子２と電気的に接続された貫通導体９ａを更に設けてもよい。この貫通導体９ａは、第１のキャップ体１５中に少なくとも一部が埋設されており、その上端部が第１のキャップ体１５の外表面に露出されている。これにより、弾性表面波素子２が第１のキャップ体１５の該表面に導出されているものとなる。

このような貫通導体９ａを設けることにより、ＬＴＣＣ基板、ＨＴＣＣ基板、有機多層基板等のインターポーザなしに、外部回路との接続が可能となる。これにより、収容空間への水分の浸入を確実に遮断しつつ、外部回路と容易に接続することができ、部品点数の低減や低背化、小型化を可能とすることができる。

また、第１のキャップ体は、図１に示すように、圧電基板１の一主面に接するリング部と弾性表面波素子２上に配置されるベース部とを一体成形して成るようにすることが好ましい。リング部とベース部とを別々に形成する場合に比べ、工程が１つ少なくなるため、生産性の高いものとなる。また、一体形成されていることから、隙間が発生することがなくなるので、収容空間３への水分の浸入を確実に遮断することが可能となり、周波数変動等のない長期安定性に優れた弾性表面波装置を提供する事ができる。

次に本発明の弾性表面波素子の第２の実施の形態について説明する。

図２（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の弾性表面波装置の第２の実施の形態の例を示す模式的な平面図，Ａ−Ａ’線断面図，Ｂ−Ｂ’線断面図である。

図２において、１は圧電基板、２は弾性表面波を発生する電極を含む弾性表面波素子、３は弾性表面波素子２を収容する収容空間、５は第１封止層、６は第２封止層、７は保護部材、８は弾性表面波素子と入出力電極を結ぶ導電パターン、９ｂは導電パターン８から装置の外側に電気信号を取り出す為の貫通導体である。なお、図２（ａ）において、弾性表面波装置の構成を分かり易くするために、上面に位置する部材の一部を省略している。

図２に示す本発明の弾性表面波装置の実施の形態の一例は、圧電基板１と、圧電基板１の一主面上（以下、単に圧電基板１上とするときもある。）上に形成された弾性表面波を発生する電極を含む弾性表面波素子２と、圧電基板１上に形成され、弾性表面波素子２と外部の回路とを接続する導電パターン８と、弾性表面波素子２を収容する収容空間３を有し、外縁部が弾性表面波素子２および導電パターン８の形成された領域の外側に位置するように形成され、圧電基板１の一主面上に取着された絶縁性材料からなる第２のキャップキャップ体とから構成される。

図２に示すように、本発明の弾性表面波装置は、弾性表面波素子，これを封止するキャップ体等が、全て圧電基板１の一主面上（上面）に形成されていることから、弾性表面波素子をウエハレベルで封止することができる、ウエハレベルパッケージ型の弾性表面波装置とすることができる。

図２に示す例では、弾性表面波素子２は、弾性表面波を励振する電極を２個と、両者を接続する接続線とからなる。

また、絶縁性材料からなる第２のキャップ体は、例えば一種類の材料からなる一層の樹脂層で形成してもよいが、図２に示すように、第１封止層５と第２封止層６とから構成させるような多層構造てもよい。収容空間３側に位置し、収容空間３を形成する骨格となる第１封止層５は、一部導電パターン８を跨ぐ位置に配置されているが、第１封止層５の外側を覆うように形成される第２封止層６は、その外縁が導電パターン８及び弾性表面波素子２が形成された領域の外側に位置するようには配置されている。

この第２のキャップ体が、樹脂材料からなるときには、例えばスピンコート法等で第２のキャップ体を第１封止層５，第２封止層６を形成することができるので、第１封止層５による段差を覆うように第２封止層６を形成しても連続したものとなり、隙間が発生しないので収容空間への水分の侵入を効果的に抑制することができる。また、第２封止層６は、第１封止層５を覆うことのできる厚みが必要となるが、樹脂材料で形成することにより、樹脂溶液の粘性を調整することにより、簡易に必要な厚みの第２封止層６を形成することができる。また、樹脂材料に誘電率を調整するための添加物を混入させることで、第２のキャップ体の誘電率を調整することができるので、収容空間３に収容される弾性表面波素子２と第２のキャップ体との間に寄生容量が発生しないように適宜調整することができる。さらに、樹脂材料に吸湿剤を添加すれば、耐湿性を調整することができ、収容空間３への水分の浸入を確実に遮断する事が可能となり、周波数変動等のない長期安定性に優れた弾性表面波装置を提供する事ができる。

このように、図２に示す本発明の弾性表面波装置によれば、第２のキャップ体の外縁部が弾性表面波素子２および導電パターン８の外側に位置するように形成される為、絶縁性材料が導電パターンを跨ぐ事がなくなり、収容空間３を確保できる厚さで第２のキャップ体を設けても、第２のキャップ体と圧電基板１との間に隙間が発生することがなくなり、第２封止層６により水分の透過を遮断する事が可能となる。これにより、周波数変動等のない長期安定性に優れた弾性表面波素子を提供する事ができる。

また、導電パターン８上に図２に示すように貫通導体９ｂを設けてもよい。図２に示す例では、導電パターン８の弾性表面波素子２と接続されていない側の端部において、貫通導体９が形成されている。この貫通導体９ｂは第２のキャップ体を介して外部に導出されている。すなわち、導電パターン８上に直接貫通導体９ｂが形成され、貫通導体９ｂの上面を露出させるように第２のキャップ体が形成されている。このことから、ＬＴＣＣ基板、ＨＴＣＣ基板、有機多層基板等のインターポーザなしに、弾性表面波素子２を封止しつつ、外部の回路との接続が可能となる。これにより、部品点数の低減や低背化、小型化が可能となる。ここで、第１封止層５は弾性表面波素子２の収容空間３を形作る骨格をなすものである。第２封止層６は収容空間３を密封するものであり、外部からの水分の浸入を遮断する機能を有する。

次に、上記本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例の各部の構成について説明する。

弾性表面波素子２は、圧電基板１と第１封止層５とにより構成される収容空間３中に収納され、導電パターン８と貫通導体９ｂの少なくとも一部とは、外縁部がその外側まで延びて形成され、第１封止層５を覆うように形成された第２封止層６中に埋め込まれているものとする。さらに第２封止層６は強度の強い保護部材７で覆われているものとしてもよい。このようにすれば、第２封止層６が水分を遮断するとともに、保護部材７がさらに第２のキャップ体を機械的に保護するので、弾性表面波装置を実装基板等に実装する際に機械的な衝撃や応力が発生しても良好な封止状態が維持されるので、弾性表面波素子２をウェハレベルでさらに簡単かつ良好に封止することができる。また、第２封止層６及び保護部材７には貫通導体９ｂを第２封止層６および保護部材７を介して外部に電気的に導出するための開口部が形成されており、この貫通導体９ｂが、実装基板等に弾性表面波装置を実装する際に弾性表面波素子が保護された状態で実装基板側との電気的接続を確実にとることができるようにする働きをする。

図３に図２に示す弾性表面波装置を実装基板に実装した状態の一例を断面図で示す。

図３において、貫通導体９ｂの、第１封止層５，第２封止層６，保護部材７を通して電気的に導出された、保護部材７の上面に露出する部分に電極パッド１２を設けてもよい。この電極パッド１２の上にバンプ電極１３等の電極端子を設けて、その電極端子を介して弾性表面波装置を実装基板２０側の電極２１に電気的に接続するとともにその実装基板２０に弾性表面波装置を安定に固定することができる。さらに、保護部材７を耐熱性のある樹脂で形成した場合には、電極パッド１２の周囲は、バンプ電極１３を形成する半田等に対して濡れ性の悪い樹脂からなるので、電極パッド１２上にバンプ電極１３を安定して形成することができるとともに、バンプ電極１３形成時及び実装時に弾性表面波装置が高温に曝されても、保護部材７により弾性表面波素子２を保護することができるので、特性の安定した弾性表面波装置を提供することができる。

また、圧電基板１上に複数組の弾性表面波を発生する電極があるような場合には、それら複数組の弾性表面波を発生する電極のそれぞれに独立した収容空間３を設けて、一つの第２のキャップ体中に２個以上の収容空間３が形成されても良い。このようにすれば、収容空間３それぞれの大きさが小さくなり、保護部材７の熱収縮時の応力及び第２のキャップ体自体の重み等により収容空間３の骨格が崩れ、収容空間３が潰れてしまうことを防ぐことができ、収容空間３を安定して保つことができる等の利点がある。

次に、本発明の弾性表面波装置は、さらに具体的には次のように構成すればよい。本発明の弾性表面波装置において、圧電基板１の材質は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３，ＬｉＴａＯ_ｘ；ｘ＜３），ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３，ＬｉＮｂＯ_ｙ；ｙ＜３），四ホウ酸リチウム（Ｌｉ_２Ｂ_７Ｏ_４，Ｌｉ_２Ｂ_７Ｏ_ｚ；ｚ＜４），酸化亜鉛（ＺｎＯ），ランガサイト，水晶等の圧電性誘電体の中から選択することができる。

また、弾性表面波を発生させる電極の材質としては、アルミニウム（Ａｌ），アルミニウム・銅合金（Ａｌ−Ｃｕ），アルミニウム・銅・マグネシウム合金（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ）等が好適である。また、これらの下地層としてチタン（Ｔｉ）またはクロム（Ｃｒ）を用いてもよい。

また、導電パターン８の材質としては、アルミニウム（Ａｌ），アルミニウム・銅合金（Ａｌ−Ｃｕ），アルミニウム・銅・マグネシウム合金（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ）等が好適である。また、これらの下地層としてチタン（Ｔｉ）またはクロム（Ｃｒ）を用いてもよい。また、弾性表面波素子２中の弾性表面波を発生させる電極同士を接続するための接続線も導電パターン８と同様の材料を用いることができる。

また、第１封止層５の材料は、絶縁性を有する材料であれば特に限定はされないが、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）,窒化珪素（ＳｉＮ_ｘ）等の無機材料や、ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂，フェノール樹脂，シロキサン樹脂，アクリル樹脂，ポリメチルメタクリート（ＰＭＭＡ）樹脂，ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂，ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂等の樹脂材料等が挙げられる。また、第１封止層５の厚さは連続膜として機能する５μｍ程度の厚さから形成が可能な数百μｍ程度が利用されるが、機械的な強度および弾性表面波装置トータルの厚さを考慮すると１０μｍから１００μｍが好適な範囲である。第１封止層５は、収容空間３を形成する骨格となるとともに、後述するように、貫通穴を設けることで、弾性表面波装置の作製時に収容空間３を形成するための犠牲層を除去したり、収容空間３中の雰囲気を不活性ガスとしたりするために設ける。

さらに、第２封止層６は、絶縁性を有する材料であれば特に限定はされないが、第１封止層との密着性が高い事、また、圧電基板１との密着性が高い事を考慮すると、第１封止層５が無機材料からなる場合には、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）,窒化珪素（ＳｉＮ_ｘ）等が、第１封止層５が樹脂材料からなる場合には、ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂，フェノール樹脂，シロキサン樹脂，アクリル樹脂，ポリメチルメタクリート（ＰＭＭＡ）樹脂，ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂，ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂等が挙げられる。なお、第１封止層５との密着性を考慮すると、第１封止層５と同じ材料を使用する事が好ましい。

また、貫通導体９ａ，９ｂは、金（Ａｕ），銅（Ｃｕ），ニッケル（Ｎｉ）等から成り、径が５０〜１００ミクロン（μｍ），高さが２０〜４００ミクロン（μｍ）程度が好適であり、例えば、めっき等で形成されることが好適である。なお、導電パターン８上へのメッキ形成の為、チタン、Ｃｕ等の積層膜を下地層として形成しても良い。

また、第２封止層６、保護部材７としては、圧電基板１と同等の熱膨張係数を有するエポキシ系の樹脂を用いる事が好ましい。これにより、実装基板への実装時のリフローによる熱応力が圧電基板１および貫通導体９ａ，９ｂに加わる事を防止する。なお、熱膨張係数を圧電基板１と同等にする為には保護部材７を形成する材料にＳｉＯ_２等のフィラーを添加して調整する事が好ましい。第２封止層６の厚さは、第１封止層５に形成された貫通孔を塞ぐ程度に厚く、第１封止層５で形成する収容空間３の骨格の強度を保てる範囲で決定する。例えば、第２封止層６と, 保護部材７とのトータルの厚さとして、２５０μｍ以下にする。

また、基本的には、第２封止層６にて収容空間３内への水分の浸入を遮断するが、さらに確実に水分の浸入を遮断するように保護部材７にシリカゲル、ゼオライト、ポリアクリル酸塩系の吸湿剤を添加しても良い。

さらに、保護部材７には２５０℃以上での耐熱性がある材料を選択する事が好ましい。これは、貫通導体９ａ，９ｂの第１および第２のキャップ体からの露出部にバンプ電極等の電極端子を設け、その電極端子を介して弾性表面波装置を実装する実装基板側の電極に電気的に接続する際のプロセスに対応するためであり、このような材料を用いることにより、実装基板に弾性表面波装置を安定に固定することができる。

次に、図４に示す本発明の図２に示す弾性表面波装置の製造方法の一例は、弾性表面波素子２および導電パターン８が形成された圧電基板１上に、弾性表面波素子２を収容する収容空間３となる部分に犠牲層１０を形成する工程Ａと、導電パターン８上に貫通導体９を形成する工程Ｂと、犠牲層１０を第１封止層５で覆い、犠牲層１０を第１封止層５に形成された貫通孔１１から除去して収容空間３を形成する工程Ｃと、第２封止層６を、その外縁部が弾性表面波素子２および導電パターン８の外側に位置するとともに、貫通孔１１を塞ぐように形成する工程Ｄと、第２の第２のキャップ体６、入出力電極９を保護部材７で覆う工程Ｅを具備する構成である。なお、図４（ａ）〜（ｅ）の断面図はそれぞれ弾性表面波装置の製造工程における工程Ａ〜Ｅの各段階を示している。

また、犠牲層１０は、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、収容空間３となる部分に設けられ、犠牲層１０上に第１封止層５を形成した後、第１封止層５に貫通孔１１を設け、貫通孔１１からエッチングにより除去されて、収容空間３を形成するためのものである。ここで、貫通孔１１は、１つの収容空間３に２個以上設け、且つ犠牲層１０が形成された領域の両端にある事が好ましい。エッチャントとなるガスや液体の貫通孔１１からの出し入れを容易にし、犠牲層１０を残らずエッチングしやすくする為である。また、貫通穴１１の形状としては、円形が好ましい。これは、応力集中によるクラックの発生を防ぐためのものである。犠牲層１０に、このような働きをさせるためには、第１封止層５にダメージを与えることなく犠牲層１０のみを選択的にエッチングすることができるような第１封止層５、犠牲層１０およびエッチャントの材質の組合せを適切に選定すればよい。例えば、第１封止層５に、ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂，フェノール樹脂，シロキサン樹脂，アクリル樹脂，ポリメチルメタクリート（ＰＭＭＡ）樹脂，ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂，ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂を用いるのであれば、犠牲層１０としては、二酸化硅素（ＳｉＯ_２），硅素（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）が好適である。エッチャントとしては、例えば希釈したフッ化水素（ＨＦ）は二酸化硅素（ＳｉＯ_２）に好適に用いることができる。フッ化水素（ＨＦ）によるエッチングは、水溶液によるウェットエッチングかまたはフッ化水素（ＨＦ）蒸気によるドライエッチングを用いることができる。また、硅素（Ｓｉ）を選択的にエッチングする場合には、エッチャントとしてフッ化キセノン（ＸｅＦ_２）を好適に用いることができる。また、銅（Ｃｕ）をエッチングする場合は、第２塩化鉄溶液等が好適に用いられる。また、第１封止層５に、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）,窒化珪素（ＳｉＮ_ｘ），ガラス材料を用いる場合には、犠牲層１０としては、珪素（Ｓｉ）が好適であり、エッチャントとしてはフッ化キセノン（ＸｅＦ_２）を好適に用いることができる。

また、犠牲層１０は、上記のようにウェットエッチングを用いても構わないが、好ましくは、ドライエッチングにより貫通孔１１から除去するとよい。具体的には、犠牲層１０としては例えば非晶質硅素（ａ−Ｓｉ）を好適に使用することができ、この非晶質硅素（ａ−Ｓｉ）から成る犠牲層１０をフッ化キセノン（ＸｅＦ_２）ガスでドライエッチングして貫通孔１１から除去すればよい。このようにすれば、そのドライエッチング用のフッ化キセノン（ＸｅＦ_２）ガスは第１封止層５を形成する樹脂には影響せず、ほとんど非晶質硅素（ａ−Ｓｉ）から成る犠牲層１０のみをエッチングするから、犠牲層１０をきれいに残らず除去することができる。また、犠牲層１０を非晶質硅素（ａ―Ｓｉ）としてフッ化キセノン（ＸｅＦ_２）ガスでドライエッチングされるようにすると、収容空間３に収容されているアルミニウム（Ａｌ）等から成る弾性表面波素子２にもほとんどダメージを与えないことからも好適である。また、ドライエッチング用のフッ化キセノン（ＸｅＦ_２）ガスは気体であるから、ドライエッチングの終了後には流体としてのフッ化キセノン（ＸｅＦ_２）ガスを収容空間３から貫通孔１１を通じて速やかに排出したり収容空間３においてフッ化キセノン（ＸｅＦ_２）ガスを排出した後、さらに収容空間３に残留するフッ化キセノン（ＸｅＦ_２）ガスを窒素（Ｎ_２）やアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスで希釈する場合においても希釈したガスを貫通孔１１から速やかに排出したりすることができるので、収容空間３を容易に清浄な状態にすることができる。

このように、第１封止層５の貫通孔１１から弾性表面波素子２上に形成された犠牲層１０を除去することにより、弾性表面波素子２の上面に空隙を介して第１封止層５が配置されることとなり、圧電基板１と第１封止層５とで収容空間３を形成することができる。

このように、圧電基板１と第１封止層５とにより収容空間３を形成した後に、第２封止層６を、その外縁部が共振子２，導電パターン８の外側に位置するとともに、第１封止層５を覆うように形成することで、貫通孔１１を確実に塞ぐとともに、外縁部は段差がないため、圧電基板１と第２封止層６との間にも隙間を発生させることなく収容空間３を封止することができる。

また、貫通導体９ｂを形成した後に第２封止層６を形成することにより、第２封止層が貫通導体９ｂを隙間なく覆い、貫通導体９ｂと第２のキャップ体との界面から浸入する水分を極力低減する事ができるので好ましい。

また、本発明の弾性表面波装置の製造方法において、弾性表面波を発生する電極は、圧電基板１上に例えば真空蒸着，スパッタリングまたは化学気相成長（ＣＶＤ）等の方法によって形成することができる。

また、第１封止層５は、例えばテトラ・エトキシ・シラン（ＴＥＯＳ）ガスを用いたＣＶＤ法によって比較的厚い層を良好に形成することができる。このようにＴＥＯＳガスを用いたＣＶＤ法によって第１封止層５を形成すれば、耐薬品性の高い緻密な層から成る第１封止層５を形成することができることから、工程（ｃ）以後において第１封止層５が腐食されて脆くなったりしにくくなるので好適である。また、第１封止層５を構成する樹脂材料からなる樹脂溶液をスピンコート法により塗布し、硬化させて形成すれば、犠牲層１０を隙間なく覆う事が可能となり好ましい。

また、第２封止層６は、真空蒸着またはスパッタリングにより形成するとよい。第２封止層７は、また、第２封止層７を真空蒸着またはスパッタリングの方法を用いて形成すれば、これらの方法では窒素（Ｎ_２）やアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス以外のガスを使用しないから、ＣＶＤ法のように成膜用に使用するガスが収容空間３に残留してしまうことがなく、弾性表面波素子２を構成する電極を腐食させてしまうことがないので好適である。また、第２封止層６を構成する樹脂材料からなる樹脂溶液をスピンコート法により塗布し、硬化させて形成すれば、第１封止層５を隙間なく覆う事が可能となり好ましい。また、この場合には、第２封止層６を構成する樹脂材料からなる樹脂溶液の粘性を高くすれば、厚い膜を形成することができるとともに、第１封止層５に形成された貫通孔１１を塞ぐことができるものとなる。

このように第２のキャップ体は、圧電基板１の一主面に接するリング部と弾性表面波素子２上に配置されるベース部とを一体成形して成るようにすることが好ましい。リング部とベース部とを別々に形成する場合に比べ、工程が１つ少なくなるため、生産性の高いものとなる。また、一体形成されていることから、隙間が発生することがなくなるので、収容空間３への水分の浸入を確実に遮断することが可能となり、周波数変動等のない長期安定性に優れた弾性表面波装置を提供する事ができる。

また、保護部材７は、印刷機や真空印刷機を用いて形成する事が可能である。なお、本発明の構成では保護部材７を形成する樹脂を印刷する部分に非常に大きな段差を有する為、保護部材７中に気泡が入りやすい。その為、真空印刷方式にて、気泡を抜きながら印刷する方式が好適である。

このように、図４に示す本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、上記工程とすることから、収容空間３においてその良好な状態を維持することができるので、弾性表面波を発生する電極を含む弾性表面波素子２をウェハレベルで簡単かつ良好に封止することができるものとなる。

また、貫通導体９ｂを、貫通導体９ｂ形成位置に開口部を有する第２のキャップ体を形成した後に形成してもよい。第２のキャップ体が一層からなるときには、このように製造すれば、例えば犠牲層１０を貫通導体９ｂ形成位置と接するように形成することで（すなわち、犠牲層１０の側面が第２のキャップ体の開口部の側面に露出するように形成することで）、開口部を介して犠牲層１０を除去し、収容空間３を形成するとともに、収容空間３内を清浄な状態にすることができる。

また、上記各構成のいずれかの弾性表面波装置を有する、受信回路および送信回路の少なくとも一方を備えた通信装置を構成すれば、通信装置の受信回路または送信回路に用いられる弾性表面波装置を、ウェハレベルで良好に封止することにより実用的な性能を備えつつ小型にすることができるので、通信装置を小型にすることができる。例えば、このように小型化された通信装置は、携帯電話，パーソナルハンディホン（ＰＨＳ），アマチュア無線用ポータブルトランシーバ，ＩＣカード等の携帯通信端末、パームトップコンピュータ等の電子情報処理端末または車載用のカーナビケーションシステムおよびＥＴＣ（エレクトロニック・トール・コレクション・システム）車載端末等に好適に使用することができる。

かくして、本発明によれば、弾性表面波を発生する電極をウェハレベルで簡単かつ良好に封止することができる小型な弾性表面波装置およびその小型な弾性表面波装置を具備する小型な通信装置を提供することができる。

なお、本発明は以上の実施の形態の例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内で種々の変更・改良を施すことは何等差し支えない。

例えば、上述の実施の形態の例においては、貫通導体９ａ，９ｂを用いて外部の回路との接続を実現したが、圧電基板１に導電パターン８と接続するビアホールを設け、圧電基板１の裏面において外部の回路と接続してもよい。

また、図面で示す例では、貫通導体９ａ，９ｂは第１又は第２のキャップ体中に、その上面を露出させた状態で埋設されているが、キャップ体の外縁が導電パターンよりも外側に位置すれば、貫通導体９は必ずしもキャップ体中に埋設されている必要はない。例えば、平面視で、貫通導体９が形成された領域よりも外側まで収容空間３となった構成としてもよい。

また、図１に示す例においても、図２に示す例のようにキャップ体を多層構造としてもよい。

本発明の弾性表面波装置の第１の実施の形態の一例を示す模式的な断面図である。（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、本発明の弾性表面波装置の第２の実施の形態の一例を示す模式的な平面図，Ａ−Ａ’線断面図，Ｂ−Ｂ’線断面図である。図２に示す弾性表面波装置を実装基板に実装した例を示す断面図である。本発明の弾性表面波装置の製造方法の一例を示す模式的な図であり、（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ各工程毎の断面図である。

符号の説明

１：圧電基板
２：弾性表面波を発生する電極
３：収容空間
５：第１封止層
６：第２封止層
７：保護部材
８：導電パターン
９ａ，９ｂ：貫通導体
１０：犠牲層
１１：貫通孔
１５：第１のキャップ体

Claims

圧電基板と、前記圧電基板の一主面上に形成された弾性表面波素子と、前記弾性表面波素子を収容する収容空間を有し、該収容空間の外側で前記圧電基板の前記一主面に取着されるキャップ体とを備えた弾性表面波装置であって、
前記キャップ体は、前記収容空間側に位置する第１封止層と、前記第１封止層を覆う第２封止層とを含む多層構造をなし、
前記第１封止層には、２個以上の円形の貫通孔が設けられ、前記貫通孔は前記第２封止層により塞がれており、
前記キャップ体が絶縁性材料から成るとともに該キャップ体中に前記弾性表面波素子と電気的に接続された貫通導体の少なくとも一部が埋設され、該貫通導体の上端部が前記キャップ体の外表面に導出されている弾性表面波装置。
前記第２封止層を覆う保護部材をさらに有し、
前記第２封止層および前記保護部材がエポキシ樹脂からなる請求項１に記載の弾性表面波装置。
前記保護部材にはＳｉＯ _２からなるフィラーが添加されている請求項２に記載の弾性表面波装置。