JP5526665B2 - Manufacturing method of surface acoustic wave device - Google Patents
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Description
本発明は、弾性表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)デバイス(以下、SAWデバイスともいう)の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a surface acoustic wave (SAW) device (hereinafter also referred to as a SAW device).
従来、SAWデバイスの製造方法に関して、特に周波数調整方法に関しては、下記のような方法が知られている。
例えば、特許文献1には、IDT(Inter Digital Transducer)及び圧電基板(圧電体)に、イオンを物理的に衝突させてIDT及び圧電基板の厚みを、それぞれの密度に応じて減少させる方法、その先行技術として、圧電基板に形成されたIDTを選択的にウエットエッチングする方法、圧電基板を選択的にウエットエッチングする方法、RIE(Reactive Ion Etching)によって、フッ化炭素ガスなどを用いてIDT及び圧電基板をドライエッチングする方法、などが開示されている。
また、非特許文献1には、SAWデバイスの構成要素の1つである弾性表面波素子片(以下、SAW素子片、弾性表面波基板、SAW基板ともいう)の周囲の雰囲気ガスの種類や圧力が、SAWデバイスの周波数に影響を与えることが開示されている。
Conventionally, the following methods are known for the SAW device manufacturing method, particularly for the frequency adjustment method.
For example,
Non-Patent
上記ウエットエッチングによる周波数調整方法においては、エッチング液の残渣によって、IDTまたは圧電基板の腐食などの化学変化が経時的に進行する虞があることから、SAWデバイスの周波数に経時的変化が生じるという問題がある。
また、上記RIEによる周波数調整方法においても、フッ化炭素ガスなどの腐食性のガスの残渣によって、上記と同様に、IDTまたは圧電基板の腐食などの化学変化が経時的に進行する虞があることから、SAWデバイスの周波数に経時的変化が生じるという問題がある。
In the frequency adjustment method by the wet etching, chemical change such as corrosion of the IDT or the piezoelectric substrate may progress with time due to the residue of the etching solution, so that the frequency of the SAW device changes with time. There is.
In the frequency adjustment method using RIE, chemical changes such as corrosion of IDT or piezoelectric substrate may progress with time due to the residue of corrosive gas such as fluorocarbon gas. Therefore, there is a problem that the frequency of the SAW device changes with time.
これらに対して、上記IDT及び圧電基板にイオンを物理的に衝突させてIDT及び圧電基板の厚みを減少させる周波数調整方法においては、上記のような、エッチング液の残渣や腐食性のガスの残渣が発生しないことから、上記課題をある程度改善し得る(但し、イオンを物理的に衝突させた際に発生する微小な破片が、IDT及び圧電基板に付着する虞があり、SAWデバイスの周波数の経時的変化に及ぼす影響が皆無とはいえない)。
しかしながら、上記の方法は、IDTと圧電基板との密度の差を大きくしないと、換言すれば、IDTの材質と圧電基板の材質との組み合わせをかなり限定しないと、周波数調整量が十分に得られないことから、所望の周波数に合わせ込むことが困難であるという別の問題を有している。
したがって、この方法は、SAWデバイスの周波数に経時的変化が生じるという問題の抜本的な対策にはなり得ない。
On the other hand, in the frequency adjustment method in which ions are physically collided with the IDT and the piezoelectric substrate to reduce the thickness of the IDT and the piezoelectric substrate, the etching solution residue and the corrosive gas residue as described above. Therefore, the above problem can be improved to some extent (however, minute fragments generated when ions are physically collided may adhere to the IDT and the piezoelectric substrate. It has no influence on the change in the world).
However, the above method does not increase the density difference between the IDT and the piezoelectric substrate, in other words, the frequency adjustment amount can be sufficiently obtained unless the combination of the IDT material and the piezoelectric substrate material is significantly limited. Therefore, there is another problem that it is difficult to adjust to a desired frequency.
Therefore, this method cannot be a drastic measure against the problem that the frequency of the SAW device changes with time.
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例にかかる弾性表面波デバイスの製造方法は、圧電基板上にIDTを形成する弾性表面波基板形成工程と、(1)前記IDTを構成する電極指の質量を変化させる工程、(2)前記IDTに質量体を付加する工程、(3)前記IDTの前記電極指間にて露出している前記圧電基板をエッチングする工程の前記(1)〜(3)の少なくとも1つの工程を行い、弾性表面波基板の周波数を調整する第1周波数調整工程と、前記第1周波数調整工程後、前記弾性表面波基板を、200℃以上500℃以下の雰囲気中で5分以上6時間以下の時間、加熱するアニール工程と、を有することを特徴とする。
Application Example 1 A surface acoustic wave device manufacturing method according to this application example includes a surface acoustic wave substrate forming step of forming an IDT on a piezoelectric substrate, and (1) changing the mass of an electrode finger constituting the IDT. At least one of (1) to (3) in a step, (2) adding a mass to the IDT, and (3) etching the piezoelectric substrate exposed between the electrode fingers of the IDT. One step performs a first frequency adjustment step of adjusting the frequency of the surface acoustic wave substrate, after said first frequency adjustment step, the surface acoustic wave substrate, 200 ° C. or higher 500 ° C. or less in an atmosphere 5 minutes or more 6 And an annealing step of heating for a time equal to or shorter than the time .
これによれば、SAWデバイスの製造方法は、第1周波数調整工程で、実績のある(1)〜(3)の少なくとも1つの工程を行うことから、確実な周波数調整ができる。
そして、SAWデバイスの製造方法は、第1周波数調整工程後、SAW基板を200℃以上500℃以下の雰囲気中で5分以上加熱するアニール工程を有していることから、第1周波数調整工程に用いた、例えば、エッチング液またはエッチングガスの残渣が、SAW基板上から蒸発する。
また、SAWデバイスの製造方法は、第1周波数調整工程でIDTに付加された質量体の膜質変化や物性変化を、上記アニール工程によって一気に進行させてしまうことで、IDTに付加された質量体の膜質や物性を安定した状態にし、膜質や物性の経時的変化を抑制することができる。
これらのことから、SAWデバイスの製造方法は、SAWデバイスの周波数の経時的変化を抑制することができる。換言すれば、SAWデバイスの製造方法は、SAWデバイスの周波数特性を向上させることができる。
According to this, since the manufacturing method of the SAW device performs at least one of the proven processes (1) to (3) in the first frequency adjustment process, the frequency adjustment can be surely performed.
And since the manufacturing method of a SAW device has the annealing process which heats a SAW substrate for 5 minutes or more in the atmosphere of 200 ° C or more and 500 ° C or less after the 1st frequency adjustment process, in the 1st frequency adjustment process For example, the residue of the used etching solution or etching gas evaporates from the SAW substrate.
In addition, the SAW device manufacturing method causes the film quality change and physical property change of the mass body added to the IDT in the first frequency adjustment step to progress at a stretch by the annealing step, so that the mass body added to the IDT It is possible to stabilize the film quality and physical properties, and to suppress changes in the film quality and physical properties over time.
From these facts, the SAW device manufacturing method can suppress changes in the frequency of the SAW device over time. In other words, the SAW device manufacturing method can improve the frequency characteristics of the SAW device.
[適用例2]上記適用例にかかる弾性表面波デバイスの製造方法において、前記アニール工程は、前記弾性表面波基板を、200℃以上300℃以下の雰囲気中で5分以上2時間以下の時間、加熱することが好ましい。
これによれば、第1周波数調整工程後、SAW基板を200℃以上300℃以下の雰囲気中で5分以上2時間以下の時間、加熱するアニール工程を有していることから、第1周波数調整工程に用いた、例えば、エッチング液またはエッチングガスの残渣が、SAW基板上から蒸発する。
また、SAWデバイスの製造方法は、第1周波数調整工程でIDTに付加された質量体の膜質変化や物性変化を、上記アニール工程によって一気に進行させてしまうことで、IDTに付加された質量体の膜質や物性を安定した状態にし、膜質や物性の経時的変化を抑制することができる。
これらのことから、SAWデバイスの製造方法は、SAWデバイスの周波数の経時的変化を抑制することができる。換言すれば、SAWデバイスの製造方法は、SAWデバイスの周波数特性を向上させることができる。
[適用例3]上記適用例にかかる弾性表面波デバイスの製造方法において、ベース基板に前記弾性表面波基板を固定する弾性表面波基板固定工程を、さらに有し、前記弾性表面波基板固定工程を、前記アニール工程より前に行うことが好ましい。
Application Example 2 In the method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the application example, the annealing step is performed for 5 minutes to 2 hours in the surface acoustic wave substrate in an atmosphere of 200 ° C. to 300 ° C., It is preferable to heat.
According to this, since the SAW substrate is heated in the atmosphere of 200 ° C. to 300 ° C. for 5 minutes to 2 hours after the first frequency adjustment step, the first frequency adjustment is performed. For example, an etching solution or etching gas residue used in the process evaporates from the SAW substrate.
In addition, the SAW device manufacturing method causes the film quality change and physical property change of the mass body added to the IDT in the first frequency adjustment step to progress at a stretch by the annealing step, so that the mass body added to the IDT It is possible to stabilize the film quality and physical properties, and to suppress changes in the film quality and physical properties over time.
From these facts, the SAW device manufacturing method can suppress changes in the frequency of the SAW device over time. In other words, the SAW device manufacturing method can improve the frequency characteristics of the SAW device.
Application Example 3 In the method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the application example, the method further includes a surface acoustic wave substrate fixing step of fixing the surface acoustic wave substrate to a base substrate, and the surface acoustic wave substrate fixing step. It is preferable to carry out before the annealing step.
これによれば、SAWデバイスの製造方法は、SAW基板固定工程を、アニール工程より前に行うことから、その後のアニール工程によって、例えば、SAW基板固定時に発生するSAW基板の歪みなどを緩和することができる。 According to this, since the SAW device manufacturing method performs the SAW substrate fixing step before the annealing step, the subsequent annealing step can alleviate, for example, distortion of the SAW substrate generated when the SAW substrate is fixed. Can do.
[適用例4]上記適用例1にかかる弾性表面波デバイスの製造方法において、ベース基板に前記弾性表面波基板を固定する弾性表面波基板固定工程を、さらに有し、前記弾性表面波基板固定工程を、前記第1周波数調整工程より前に行うことが好ましい。
Application Example 4 The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to Application Example 1 further includes a surface acoustic wave substrate fixing step of fixing the surface acoustic wave substrate to a base substrate, and the surface acoustic wave substrate fixing step. Is preferably performed before the first frequency adjustment step.
これによれば、SAWデバイスの製造方法は、SAW基板固定工程を、第1周波数調整工程より前に行うことから、SAW基板がベース基板に固定された状態で第1周波数調整工程が行われる。
この結果、SAWデバイスの製造方法は、SAW基板がベース基板に固定される際に生じる周波数のばらつきを、第1周波数調整工程で吸収できることから、第1周波数調整工程をSAW基板固定工程より前に行う場合より、以降の周波数調整量を少なくすることができる。
According to this, since the SAW device manufacturing method performs the SAW substrate fixing step before the first frequency adjusting step, the first frequency adjusting step is performed in a state where the SAW substrate is fixed to the base substrate.
As a result, the SAW device manufacturing method can absorb the frequency variation that occurs when the SAW substrate is fixed to the base substrate in the first frequency adjustment step. Therefore, the first frequency adjustment step is performed before the SAW substrate fixing step. Subsequent frequency adjustments can be reduced as compared with the case where it is performed.
[適用例5]上記適用例にかかる弾性表面波デバイスの製造方法において、前記弾性表面波基板上に設けられたボンディングパッドと、前記ベース基板に設けられたボンディングパッドとを電気的に接続するボンディング工程と、前記ベース基板にキャップを接合してパッケージを構成し、前記弾性表面波基板を前記パッケージの内部空間に収容する第1封止工程と、前記ベース基板または前記キャップに形成された貫通孔から前記内部空間に不活性ガスを供給して前記弾性表面波基板の周波数を変化させる、または前記内部空間に供給した前記不活性ガスの圧力及び種類の少なくともいずれかを変化させて前記弾性表面波基板の周波数を変化させる第2周波数調整工程と、前記貫通孔を封止材で塞ぐ第2封止工程と、をさらに有し、前記第1周波数調整工程と、前記アニール工程と、前記第1封止工程と、前記第2周波数調整工程と、前記第2封止工程とを、前記ボンディング工程より後に行うことが好ましい。
Application Example 5 In the method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the application example described above, bonding for electrically connecting a bonding pad provided on the surface acoustic wave substrate and a bonding pad provided on the base substrate. A first sealing step in which a cap is joined to the base substrate to form a package, and the surface acoustic wave substrate is accommodated in an internal space of the package; and a through hole formed in the base substrate or the cap The surface acoustic wave is supplied by changing the frequency of the surface acoustic wave substrate by supplying an inert gas from the inner space to the internal space, or changing the pressure and the type of the inert gas supplied to the internal space. A second frequency adjusting step of changing the frequency of the substrate, and a second sealing step of closing the through hole with a sealing material, It is preferable that the one frequency adjusting step, the annealing step, the first sealing step, the second frequency adjusting step, and the second sealing step are performed after the bonding step.
これによれば、SAWデバイスの製造方法は、ボンディング工程と、SAW基板をパッケージの内部空間に収容する第1封止工程と、ベース基板またはキャップに形成された貫通孔から内部空間に不活性ガスを供給する、または供給した不活性ガスの圧力及び種類の少なくともいずれかを変化させてSAW基板の周波数を変化させる第2周波数調整工程と、貫通孔を封止材で塞ぐ第2封止工程と、を有している。
そして、SAWデバイスの製造方法は、第1周波数調整工程、第2周波数調整工程などを、ボンディング工程より後に行うことから、ボンディング工程時に生じる周波数のばらつきを第1周波数調整工程によって吸収できるとともに、SAWデバイスの周波数の微調整を第2周波数調整工程によって従来のようなエッチング液またはエッチングガスの残渣を発生させることなく行うことができる。
この結果、SAWデバイスの製造方法は、SAWデバイスの周波数の経時的変化を、さらに抑制することができる。
According to this, the SAW device manufacturing method includes a bonding step, a first sealing step for accommodating the SAW substrate in the internal space of the package, and an inert gas from the through hole formed in the base substrate or the cap to the internal space. A second frequency adjusting step of changing the frequency of the SAW substrate by changing at least one of the pressure and type of the supplied inert gas, and a second sealing step of closing the through hole with a sealing material ,have.
In the SAW device manufacturing method, since the first frequency adjustment step, the second frequency adjustment step, and the like are performed after the bonding step, the frequency variation generated during the bonding step can be absorbed by the first frequency adjustment step. Fine adjustment of the frequency of the device can be performed by the second frequency adjustment step without generating a residue of an etching solution or etching gas as in the prior art.
As a result, the method for manufacturing the SAW device can further suppress the temporal change of the frequency of the SAW device.
[適用例6]上記適用例にかかる弾性表面波デバイスの製造方法において、前記第2周波数調整工程では、前記第1封止工程終了後に、大気中または前記不活性ガスの雰囲気中において弾性表面波の周波数を測定し、測定した前記周波数と予め設定した所望周波数とを比較し、測定した前記周波数が前記所望周波数よりも低い場合には、前記内部空間の圧力を上昇させ、測定した前記周波数が前記所望周波数よりも高い場合には、前記内部空間の圧力を下降させて、前記弾性表面波基板の周波数を変化させることが好ましい。
Application Example 6 In the surface acoustic wave device manufacturing method according to the application example, in the second frequency adjustment step, the surface acoustic wave is generated in the atmosphere or in an inert gas atmosphere after the first sealing step. When the measured frequency is lower than the desired frequency, the pressure in the internal space is increased, and the measured frequency is When the frequency is higher than the desired frequency, it is preferable that the pressure of the internal space is lowered to change the frequency of the surface acoustic wave substrate.
これによれば、SAWデバイスの製造方法は、第2周波数調整工程において、測定した周波数が所望周波数よりも低い場合には、内部空間の圧力を上昇させ、高い場合には、内部空間の圧力を下降させて、SAW基板の周波数を変化させることから、ボンディング工程後のSAWデバイスの周波数の微調整を、従来のようなエッチング液またはエッチングガスの残渣が発生することなく行うことができる。
この結果、SAWデバイスの製造方法は、SAWデバイスの周波数の経時的変化を、さらに抑制することができる。
According to this, in the SAW device manufacturing method, in the second frequency adjustment step, when the measured frequency is lower than the desired frequency, the internal space pressure is increased, and when the measured frequency is higher, the internal space pressure is increased. Since the frequency of the SAW substrate is lowered and the frequency of the SAW substrate is changed, the frequency of the SAW device after the bonding process can be finely adjusted without generation of an etching solution or etching gas residue as in the prior art.
As a result, the method for manufacturing the SAW device can further suppress the temporal change of the frequency of the SAW device.
[適用例7]上記適用例にかかる弾性表面波デバイスの製造方法において、前記弾性表面波デバイスが、前記弾性表面波基板と前記弾性表面波基板を駆動する回路素子とを備えた弾性表面波発振器であることが好ましい。
Application Example 7 In the surface acoustic wave device manufacturing method according to the application example, the surface acoustic wave device includes the surface acoustic wave substrate and a circuit element that drives the surface acoustic wave substrate. It is preferable that
これによれば、SAWデバイスの製造方法は、SAWデバイスが、SAW基板とSAW基板を駆動する回路素子とを備えたSAW発振器であることから、周波数の経時的変化が抑制されたSAW発振器を提供することができる。 According to this, since the SAW device is a SAW oscillator including a SAW substrate and a circuit element for driving the SAW substrate, the SAW device manufacturing method provides a SAW oscillator in which a change in frequency with time is suppressed. can do.
[適用例8]上記適用例にかかる弾性表面波デバイスの製造方法において、前記回路素子を前記ベース基板に固定する回路素子固定工程を、さらに有し、前記弾性表面波基板固定工程後に前記アニール工程が行われるときに、前記回路素子固定工程を、前記アニール工程より前に行うことが好ましい。 Application Example 8 In the method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the application example, the method further includes a circuit element fixing step of fixing the circuit element to the base substrate, and the annealing step after the surface acoustic wave substrate fixing step. It is preferable that the circuit element fixing step is performed before the annealing step.
これによれば、SAWデバイスの製造方法は、SAW基板固定工程後にアニール工程が行われるときに、回路素子固定工程をアニール工程より前に行うことから、その後のアニール工程において、SAW基板、回路素子、ベース基板などのSAWデバイスの構成要素に含まれる水分が蒸発する。
この結果、SAWデバイスの製造方法は、SAW基板、回路素子、ベース基板などのSAWデバイスの構成要素に含まれる水分に起因する周波数の経時的変化を抑制できる。
According to this, since the SAW device manufacturing method performs the circuit element fixing step before the annealing step when the annealing step is performed after the SAW substrate fixing step, in the subsequent annealing step, the SAW substrate, the circuit element The water contained in the components of the SAW device such as the base substrate evaporates.
As a result, the SAW device manufacturing method can suppress a change in frequency over time due to moisture contained in the components of the SAW device such as the SAW substrate, the circuit element, and the base substrate.
以下、SAWデバイスの製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。
(実施形態)
図1は、SAWデバイスの一例としてのSAW発振器の概略構成を示す模式図である。図1(a)はキャップ側から俯瞰した平面図、図1(b)は、図1(a)のA−A線での断面図であり、図1(c)は、図1(a)のB−B線での断面図であり、図1(d)は、図1(a)のC−C線での断面図である。
なお、平面図では、理解を容易にするためにキャップを省略してある。また、図1を含む以降の図においては、便宜上、構成要素の一部を省略、または簡略化してある。
Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a SAW device will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a SAW oscillator as an example of a SAW device. 1A is a plan view seen from the cap side, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1A, and FIG. 1C is FIG. FIG. 1D is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 1A.
In the plan view, the cap is omitted for easy understanding. Further, in the subsequent drawings including FIG. 1, some components are omitted or simplified for convenience.
図1に示すように、本実施形態のSAW発振器1は、弾性表面波基板としてのSAW素子片10、SAW素子片10を駆動する回路素子としてのIC(Integrated Circuit)チップ20、パッケージ30などから構成されている。
SAW発振器1は、パッケージ30の内部空間31に、SAW素子片10、ICチップ20などが収容されている。
As shown in FIG. 1, a
In the
SAW素子片10は、圧電基板11、IDTとしてのすだれ状電極12、反射器13a,13bなどから構成されている。
圧電基板11は、所定の厚みに研磨された圧電単結晶材料である水晶から、切削などにより略矩形の板状に形成されている。圧電基板11の一方の主面14上には、一対のすだれ状電極12が形成されている。一対のすだれ状電極12は、電極指12a,12bを交互に噛み合わせて配置されている。すだれ状電極12の両端には、SAW(弾性表面波)を反射する反射器13a,13bが形成されている。
また、圧電基板11の一方の主面14上には、すだれ状電極12と反射器13aとを外部の端子と接続するためのボンディングパッド14a,14bが形成されている。すだれ状電極12、反射器13a,13b及びボンディングパッド14a,14bは、AlまたはAl合金などの導電性に優れた材料により形成されている。
The
The
On one
パッケージ30は、ベース基板としてのパッケージベース32、接合材35、キャップ36などから構成されている。
パッケージベース32は、平面形状が略矩形で平板状の底基板32aと、底基板32aに搭載されるSAW素子片10及びICチップ20を囲み、底基板32aに積層される変形枠状の枠基板32bと、枠基板32bに積層され、SAW素子片10及びICチップ20と、キャップ36との隙間を確保する枠状の枠基板32cとを備えている。
底基板32a、枠基板32b、枠基板32cには、セラミックグリーンシートを成形して焼成した酸化アルミニウム質焼結体などが用いられている。
なお、パッケージベース32は、例えば、底基板32a一枚の平板状に形成されていてもよい。
The
The
For the
Note that the
パッケージベース32の枠基板32b上には、ボンディングパッド33a〜33fが形成されている。ボンディングパッド33aは、配線によりボンディングパッド33cと接続され、ボンディングパッド33bは、配線によりボンディングパッド33dと接続されている。ボンディングパッド33e,33fは、それぞれ図示しない外部実装端子と接続されている。
パッケージベース32には、底基板32a及び枠基板32bを貫通する貫通孔34が形成されている。
貫通孔34は、底基板32aの孔径と枠基板32bの孔径とが異なり、底基板32aの孔径の方が大きい、段付きの貫通孔となっている。なお、枠基板32cは、貫通孔34を塞がないように形成されている。
The
The through
SAW素子片10は、パッケージベース32の底基板32aに、接着剤40で固定されている。なお、接着剤40には、シリコーン系接着剤、ブタジエンゴム系接着剤などの弾性を有する接着剤を用いるのが、固定部の熱応力の緩和などの観点から好ましい。
SAW素子片10のボンディングパッド14a,14bは、Auを含んでなるワイヤー(以下、Auワイヤーという)50のボンディングにより、それぞれパッケージベース32のボンディングパッド33a,33bと電気的に接続されている。
The
The
ICチップ20は、シリコン基板などからなり、SAW素子片10を駆動(励振)する発振回路などが形成されている。ICチップ20は、パッケージベース32の底基板32aに、エポキシ系などの接着剤60で固定されている。
ICチップ20のボンディングパッド21〜24は、AlまたはAl合金などの導電性に優れた材料により形成されている。ICチップ20のボンディングパッド21,22は、Auワイヤー50のボンディングにより、それぞれパッケージベース32のボンディングパッド33c,33dと電気的に接続されている。
これにより、SAW素子片10とICチップ20とは、電気的に接続されている。
The
The
Thereby, the
一方、ICチップ20のボンディングパッド23,24は、Auワイヤー50のボンディングにより、それぞれパッケージベース32のボンディングパッド33e,33fと電気的に接続されている。
これにより、ICチップ20は、図示しない外部実装端子を介して外部の機器と電気的に接続可能となっている。
On the other hand, the
Thereby, the
パッケージ30は、SAW素子片10、ICチップ20がパッケージベース32に実装された状態で、コバールなどの金属で形成されたキャップ36が、コバールなどの金属を用いた接合材35を介して、シーム溶接などによりパッケージベース32に接合される。
そして、パッケージ30の内部空間31には、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスが充填され、Au/Ge合金などの封止材70により貫通孔34が塞がれる。
これにより、SAW発振器1は、パッケージ30の内部空間31が気密に封止されている。
The
The
Thereby, in the
ここで、SAW発振器1の動作について概略を説明する。
SAW発振器1は、外部から図示しない外部実装端子を介してICチップ20に接地電位及び電源電圧が印加されると、ICチップ20の発振回路からSAW素子片10のすだれ状電極12に電気信号が印加される。
これにより、SAW発振器1は、SAW素子片10の圧電効果によって、すだれ状電極12が配置された領域にSAW(弾性表面波)が励起される。この励起されたSAWの共振周波数に応じた発振信号が、ICチップ20から外部に出力される。なお、SAW素子片10では、反射器13aと反射器13bとの間がSAWの励振領域となっている。
Here, an outline of the operation of the
When a ground potential and a power supply voltage are applied to the
Thereby, in the
ここで、SAW発振器1の製造方法について説明する。
図2は、SAW発振器の製造方法の主要な工程を示したフローチャートである。図3、図4は、図2の各工程の内容を説明する模式断面図である。
Here, a method for manufacturing the
FIG. 2 is a flowchart showing the main steps of the method for manufacturing the SAW oscillator. 3 and 4 are schematic cross-sectional views for explaining the contents of each step in FIG.
図2に示すように、SAW発振器1の製造方法は、弾性表面波基板形成工程としてのSAW素子片形成工程S1と、弾性表面波基板固定工程としてのSAW素子片固定工程S2と、回路素子固定工程S3と、ボンディング工程S4と、第1周波数調整工程S5と、アニール工程S6と、第1封止工程S7と、第2周波数調整工程S8と、第2封止工程S9とを有している。
As shown in FIG. 2, the
以下、各工程について、順を追って説明する。
[SAW素子片形成工程S1]
図3(a)に示すように、SAW素子片形成工程S1では、所定の厚みに研磨された圧電単結晶材料である水晶などの圧電基板11の一方の主面14上に、AlまたはAl合金などを用いて、一対のすだれ状電極12、反射器13a,13bなどをフォトリソグラフィ技術及びエッチングにより形成する。
なお、この工程では、一枚の水晶などのウエハーにSAW素子片10を複数個取りしてもよいし、個片状態の水晶などを用いて個別に形成してもよい。
Hereinafter, each step will be described in order.
[SAW element piece forming step S1]
As shown in FIG. 3A, in the SAW element piece forming step S1, Al or an Al alloy is formed on one
In this step, a plurality of
[SAW素子片固定工程S2]
図3(b)に示すように、SAW素子片固定工程S2では、SAW素子片10を個片状態にして、パッケージベース32の底基板32aの所定の位置に、接着剤40で固定する。
なお、図3(b)の断面は、図1(a)におけるA−A線での断面に相当する。
[SAW element piece fixing step S2]
As shown in FIG. 3B, in the SAW element piece fixing step S <b> 2, the
In addition, the cross section of FIG.3 (b) is corresponded in the cross section in the AA line in Fig.1 (a).
[回路素子固定工程S3]
図3(c)に示すように、回路素子固定工程S3では、SAW素子片固定工程S2後、ICチップ20などの回路素子を、パッケージベース32の底基板32aの所定の位置に、接着剤60で固定する。
なお、回路素子固定工程S3は、SAW素子片固定工程S2より前に行ってもよいし、準備工程として、最初に行っておいてもよい。
なお、図3(c)の断面は、図1(a)におけるC−C線での断面に相当する。
[Circuit Element Fixing Step S3]
As shown in FIG. 3C, in the circuit element fixing step S3, after the SAW element piece fixing step S2, the circuit element such as the
The circuit element fixing step S3 may be performed before the SAW element piece fixing step S2, or may be performed first as a preparation step.
In addition, the cross section of FIG.3 (c) is corresponded in the cross section in CC line in Fig.1 (a).
[ボンディング工程S4]
図3(d)及び図1(a)に示すように、ボンディング工程S4では、上記各工程(SAW素子片形成工程S1、SAW素子片固定工程S2、回路素子固定工程S3)終了後、SAW素子片10のボンディングパッド14a,14bと、パッケージベース32のボンディングパッド33a,33bとを、Auワイヤー50のボンディングによりそれぞれ電気的に接続し、ICチップ20のボンディングパッド21,22と、パッケージベース32のボンディングパッド33c,33dとを、Auワイヤー50のボンディングによりそれぞれ電気的に接続し、ICチップ20のボンディングパッド23,24と、パッケージベース32のボンディングパッド33e,33fとを、Auワイヤー50のボンディングによりそれぞれ電気的に接続する。
なお、ボンディングには、Auワイヤー50に代えて、Alワイヤーを用いてもよく、異方性導電膜など他の導電性部材を用いてもよい。
なお、図3(d)の断面は、図1(a)におけるB−B線での断面に相当する。
[Bonding Step S4]
As shown in FIG. 3D and FIG. 1A, in the bonding step S4, after the above steps (SAW element piece forming step S1, SAW element piece fixing step S2, circuit element fixing step S3), the SAW element is finished. The
For bonding, an Al wire may be used instead of the
Note that the cross section of FIG. 3D corresponds to the cross section taken along line BB in FIG.
[第1周波数調整工程S5]
図3(e)に示すように、第1周波数調整工程S5では、以下の3つの工程の少なくとも1つの工程を行い、SAW素子片10の周波数を所望の周波数に調整する。
(1)例えば、フッ酸またはフッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液などのエッチング液を用いたウエットエッチングで、選択的にすだれ状電極12を構成する電極指12a,12bをエッチングし、電極指12a,12bの膜厚T1を変化させたり、電極指12a,12bの幅Wを変化させたりするなどにより、電極指12a,12bの質量を変化させる工程。
(2)例えば、金属粒子、SiO2膜、Al2O3膜などにより、すだれ状電極12(電極指12a,12b)に質量体を付加する工程。
(3)例えば、すだれ状電極12の電極指12a,12b間スペース部11aに露出する圧電基板11を、CF4ガス(フッ化炭素ガス)などを用いたRIEによってドライエッチングするなどにより、電極指12a,12b間にて露出している圧電基板11をエッチングする工程。
[First frequency adjustment step S5]
As shown in FIG. 3E, in the first frequency adjustment step S5, at least one of the following three steps is performed to adjust the frequency of the
(1) For example, the
(2) A step of adding a mass body to the interdigital electrode 12 (
(3) For example, the
[アニール工程S6]
図4(a)に示すように、アニール工程S6では、第1周波数調整工程S5後、例えば、加熱炉90などを用いて、SAW素子片10などを200℃以上500℃以下の雰囲気中で5分以上加熱する。
これにより、アニール工程S6では、第1周波数調整工程S5で、(1)の工程に用いたフッ酸またはフッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液などのエッチング液の残渣、または(3)の工程に用いたCF4ガスなどのエッチングガスの残渣を、SAW素子片10上から蒸発させる。
また、アニール工程S6では、第1周波数調整工程S5で、(2)の工程によりすだれ状電極12に付加された金属粒子、SiO2膜、Al2O3膜などの質量体の膜質変化や物性変化を、この加熱により一気に進行させ、質量体の膜質や物性を安定した状態にする。
これらにより、SAW発振器1の製造方法は、SAW素子片10の周波数の経時的変化を抑制することができる(詳細後述)。
[Annealing step S6]
As shown in FIG. 4A, in the annealing step S6, after the first frequency adjustment step S5, the
Thereby, in annealing process S6, the residue of etching liquids, such as the hydrofluoric acid used in the process of (1) in the 1st frequency adjustment process S5, or the liquid mixture of a hydrofluoric acid and ammonium fluoride, or the process of (3) Etching gas residues such as CF 4 gas used in the above are evaporated from the
Further, in the annealing step S6, the film quality change and physical properties of the mass body such as the metal particles, SiO 2 film, Al 2 O 3 film added to the
By these, the manufacturing method of the
なお、アニール工程S6における加熱時間は、5分以上であれば上記残渣の蒸発、質量体の膜質や物性の安定化が確認されていることから、むやみに時間をかけず効率的に作業を行うために、5分以上6時間以下にすることが好ましい。 Note that if the heating time in the annealing step S6 is 5 minutes or longer, evaporation of the residue and stabilization of the film quality and physical properties of the mass body have been confirmed, so the work is efficiently performed without taking time. Therefore, it is preferable that the time is 5 minutes or more and 6 hours or less.
[第1封止工程S7]
図4(b)に示すように、第1封止工程S7では、アニール工程S6後、パッケージベース32に接合材35を介してシーム溶接などによりキャップ36を接合してパッケージ30を構成し、SAW素子片10、ICチップ20をパッケージ30の内部空間31に収容する。
[First sealing step S7]
As shown in FIG. 4B, in the first sealing step S7, after the annealing step S6, a
[第2周波数調整工程S8]
図4(c)に示すように、第2周波数調整工程S8では、第1周波数調整工程S5後に行われた各工程により、僅かにずれが生じたSAW素子片10の周波数を、所望の周波数(所望周波数)に調整する。
具体的には、第1封止工程S7終了後、パッケージベース32に形成された貫通孔34から内部空間31に不活性ガスを供給して、SAW素子片10の周波数を変化させる。
または、内部空間31に供給した不活性ガスの圧力及び種類のいずれかを変化させて、SAW素子片10の周波数を変化させる。
ところで、図5は、雰囲気ガスの圧力と周波数変化量との関係を示す図である。上記の不活性ガスを用いた方法は、図5に示すように、雰囲気ガス(不活性ガス)の圧力の上昇(下降)に伴って、周波数が高い方へ(低い方へ)と変化する現象に基づいている。
[Second Frequency Adjustment Step S8]
As shown in FIG. 4 (c), in the second frequency adjustment step S8, the frequency of the
Specifically, after the first sealing step S <b> 7 is completed, an inert gas is supplied from the through
Alternatively, the frequency of the
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the pressure of the atmospheric gas and the amount of change in frequency. As shown in FIG. 5, the above-described method using an inert gas is a phenomenon in which the frequency changes to higher (lower) as the pressure of the atmospheric gas (inert gas) increases (decreases). Based on.
図4(c)に戻って、第2周波数調整工程S8を詳述すると、SAW素子片10が内部空間31に収容されたパッケージ30を反転させた状態で、図示しないチャンバー内に載置し、貫通孔34を介して内部空間31内の気体を矢印Dで示すように排気すると共に、不活性ガスを矢印Eで示すように供給する。
その後、第1封止工程S7終了後に大気中または不活性ガス中で測定したSAW素子片10の周波数(測定周波数)と、予め設定した所望周波数とを比較して、そのずれ量に基づいて、下記のように不活性ガスの供給圧を調整し、SAW素子片10の周波数を所望周波数に合わせこむ。
Returning to FIG. 4C, the second frequency adjustment step S8 will be described in detail. The
Thereafter, the frequency (measurement frequency) of the
測定周波数が所望周波数よりも低い場合には、内部空間31に供給する不活性ガスの供給圧を高くすることにより、内部空間31の圧力を上昇させてSAW素子片10の周波数を高い方へ変化させる。
測定周波数が所望周波数よりも高い場合には、内部空間31に供給する不活性ガスの供給圧を低くすることにより、内部空間31の圧力を下降させてSAW素子片10の周波数を低い方へ変化させる。
When the measurement frequency is lower than the desired frequency, by increasing the supply pressure of the inert gas supplied to the
When the measurement frequency is higher than the desired frequency, the supply pressure of the inert gas supplied to the
なお、図5に示すように、不活性ガスにおいては、アルゴンやヘリウムなどの単原子ガスより、窒素などの2原子ガスの方が、圧力の変化に伴う周波数の変化量が大きい。
このことから、第2周波数調整工程S8では、周波数調整量に応じて不活性ガスの種類を選択する。
なお、不活性ガスは、物性が安定しており、SAW素子片10に対する化学変化などの影響が少ないことから、第2周波数調整工程S8に用いるガスとして好ましい。
As shown in FIG. 5, in the inert gas, the diatomic gas such as nitrogen has a larger frequency change amount due to the pressure change than the monoatomic gas such as argon or helium.
Therefore, in the second frequency adjustment step S8, the type of inert gas is selected according to the frequency adjustment amount.
The inert gas is preferable as a gas used in the second frequency adjustment step S8 because the physical properties are stable and the influence of chemical change on the
なお、第2周波数調整工程S8では、上記の方法に代えて、第1封止工程S7の前に、第1周波数調整工程S5と同様の方法で、SAW素子片10の周波数を、所望周波数に調整してもよい。
この場合、SAW素子片10の周波数の調整量が僅かであることから、第1周波数調整工程S5の(1)〜(3)のいずれの工程を行っても、これらの工程によるSAW素子片10の周波数の経時的変化(以下、エージングともいう)に及ぼす影響は、無視できる範囲である。
なお、第1封止工程S7終了後の測定周波数が所望周波数の範囲内であれば、第2周波数調整工程S8を行う必要はなく、第2封止工程S9に移行する。
In the second frequency adjustment step S8, instead of the above method, the frequency of the
In this case, since the amount of adjustment of the frequency of the
In addition, if the measurement frequency after completion | finish of 1st sealing process S7 exists in the range of desired frequency, it is not necessary to perform 2nd frequency adjustment process S8, and it transfers to 2nd sealing process S9.
[第2封止工程S9]
図4(d)に示すように、第2封止工程S9では、第2周波数調整工程S8後、2点鎖線で示す球状の封止材70を貫通孔34に載置し、図示しないレーザービームの照射などにより加熱溶融させて貫通孔34に充填し、貫通孔34を封止材70で塞ぐ。
これにより、SAW発振器1は、内部空間31が気密に封止され、第2周波数調整工程S8において調整された内部空間31の圧力が保持される。
以上の各工程などを経ることにより、図1に示したSAW発振器1が得られる。
[Second sealing step S9]
As shown in FIG. 4D, in the second sealing step S9, after the second frequency adjusting step S8, a
Thereby, in the
Through the above steps, the
ここで、本実施形態の製造方法により製造されたSAW発振器1の周波数の経時的変化について説明する。
図6は、アニール工程の有無によるSAW素子片の周波数のエージング特性を比較したグラフである。なお、図6の縦軸は周波数変動量を表し、横軸は経過時間を表す。また、縦軸のスケールは、図6(a)〜図6(c)において同一である。
図6(a)は、(A)第1周波数調整工程後、アニール工程を行わず、第2周波数調整工程を行った複数のサンプルのデータを示す。
図6(b)は、(B)第1周波数調整工程後、アニール工程を行い、第2周波数調整工程を行わなかった複数のサンプルのデータを示す。
図6(c)は、(C)第1周波数調整工程後、アニール工程を行い、第2周波数調整工程を行った複数のサンプルのデータを示す。
Here, the change with time of the frequency of the
FIG. 6 is a graph comparing the frequency aging characteristics of SAW element pieces with and without the annealing step. In addition, the vertical axis | shaft of FIG. 6 represents the amount of frequency fluctuations, and a horizontal axis represents elapsed time. The scale of the vertical axis is the same in FIGS. 6 (a) to 6 (c).
FIG. 6A shows data of a plurality of samples in which the second frequency adjustment step was performed without performing the annealing step after (A) the first frequency adjustment step.
FIG. 6B shows data of a plurality of samples in which the annealing process is performed after the (B) first frequency adjustment process, and the second frequency adjustment process is not performed.
FIG. 6C shows data of a plurality of samples in which the annealing process is performed after the (C) first frequency adjustment process, and the second frequency adjustment process is performed.
なお、これらのサンプルは、第1周波数調整工程S5及び第2周波数調整工程S8では、第1周波数調整工程S5における(2)の、金属粒子、SiO2膜、Al2O3膜などにより、すだれ状電極12(電極指12a,12b)に質量体を付加する工程を行い、アニール工程S6では、300℃で2時間の加熱を行っている。
また、いずれのサンプルも、125℃の温度環境下に放置された状態で、所定の経過時間ごとに周波数が測定されている。
Note that these samples, the first frequency adjustment step S5 and the second frequency adjustment step S8, the first frequency adjustment step S5 in (2), metal particles, SiO 2 film, the Al 2 O 3 or the like film, blinds The mass body is added to the electrode 12 (
Further, the frequency of each sample is measured at every predetermined elapsed time in a state where the sample is left in a temperature environment of 125 ° C.
図6の説明に入る前に、各サンプルの初期の周波数調整精度について説明する。
(A)は、アニール工程S6を行わず、第2周波数調整工程S8を行うことから、アニール工程S6に起因する、例えば、熱応力の発生などの影響を受けず、初期の周波数調整精度を(B)、(C)より高くすることができる。
(B)は、アニール工程S6を行い、第2周波数調整工程S8を行わないことから、アニール工程S6によって生じた僅かな周波数変化が補正されず、初期の周波数調整精度を(A)、(C)より高くすることができない。
(C)は、アニール工程S6を行い、第2周波数調整工程S8を行うことから、アニール工程S6によって生じた僅かな周波数変化が補正され、初期の周波数調整精度を(B)より高くすることができる。
まとめると、各サンプルの初期の周波数調整精度は、高い順に(A)、(C)、(B)となる。
Prior to the description of FIG. 6, the initial frequency adjustment accuracy of each sample will be described.
(A) performs the second frequency adjustment step S8 without performing the annealing step S6, so that the initial frequency adjustment accuracy is not affected by, for example, the occurrence of thermal stress caused by the annealing step S6 ( B), higher than (C).
(B) performs the annealing step S6 and does not perform the second frequency adjustment step S8. Therefore, a slight frequency change caused by the annealing step S6 is not corrected, and the initial frequency adjustment accuracy is improved (A), (C ) Can't be higher.
(C) performs the annealing step S6 and performs the second frequency adjustment step S8, so that a slight frequency change caused by the annealing step S6 is corrected, and the initial frequency adjustment accuracy can be made higher than (B). it can.
In summary, the initial frequency adjustment accuracy of each sample is (A), (C), and (B) in descending order.
さて、図6に示すように、周波数のエージング特性において、(A)は、(B)、(C)と比較して、数時間経過時点から周波数変動量が大きくなり始めており、100時間以降で大きな差が生じている。
これにより、周波数のエージング特性において、(A)は、(B)、(C)より明らかに劣る。
一方、(B)、(C)は、100時間以降においても、周波数変動量の急激な変化は見られないことから、周波数のエージング特性において(A)より格段に優れていることが分かる。
Now, as shown in FIG. 6, in the aging characteristics of frequency, (A), compared with (B) and (C), the frequency fluctuation amount has begun to increase after several hours, and after 100 hours, There is a big difference.
Thereby, in the aging characteristic of a frequency, (A) is clearly inferior to (B) and (C).
On the other hand, in (B) and (C), since a rapid change in the amount of frequency fluctuation is not seen even after 100 hours, it can be seen that the aging characteristics of the frequency are much better than (A).
これは、(B)、(C)が、第1周波数調整工程S5で、すだれ状電極12に付加された金属粒子、SiO2膜、Al2O3膜などの質量体の膜質変化や物性変化を、アニール工程S6により一気に進行させ、質量体の膜質や物性を安定した状態にしたことによって、質量体の膜質や物性の経時的変化が抑制された結果、SAW素子片10の周波数の経時的変化(エージング)が抑制されたためと考えられる。
This is because (B) and (C) show changes in film quality and physical properties of mass bodies such as metal particles, SiO 2 film, and Al 2 O 3 film added to the
また、(C)が(B)より若干悪い結果となっているのは、(C)が第2周波数調整工程S8で上記(2)の工程を行ったことにより、すだれ状電極12に僅かに付加された金属粒子、SiO2膜、Al2O3膜などの質量体の、膜質や物性の経時的変化の影響を受けたことに起因すると推測される。
このことから、(C)が第2周波数調整工程S8において、不活性ガスを用いた方法でSAW素子片10の周波数を調整すれば、(C)の周波数のエージング特性は、より(B)に近いレベルまで向上するものと推測される。
なお、(C)の周波数のエージング特性は、実用上問題のない優れたレベルである。
Moreover, (C) has a slightly worse result than (B) because (C) performed the step (2) in the second frequency adjustment step S8, so that the
From this, when (C) adjusts the frequency of the
Note that the frequency aging characteristic of (C) is an excellent level with no practical problem.
まとめると、各サンプルの周波数のエージング特性は、良好な順に(B)、(C)、(A)となる。この結果から、SAW発振器1の製造方法は、アニール工程S6による周波数のエージング特性の向上が裏付けられた。
なお、図示しないが、SAW発振器1の製造方法は、アニール工程S6の加熱温度を、200℃及び500℃にしても同様の効果が得られている。
In summary, the aging characteristics of the frequency of each sample are (B), (C), and (A) in order of goodness. From this result, it was confirmed that the method for manufacturing the
Although not shown, the
上述したように、本実施形態のSAW発振器1の製造方法は、第1周波数調整工程S5で、実績のある(1)〜(3)の少なくとも1つの工程を行うことから、確実な周波数調整ができる。
そして、SAW発振器1の製造方法は、第1周波数調整工程S5後、SAW素子片10を200℃以上500℃以下の雰囲気中で5分以上加熱するアニール工程S6を有していることから、第1周波数調整工程S5に用いたエッチング液またはエッチングガスの残渣が、SAW素子片10から蒸発する。
また、SAW発振器1の製造方法は、上記アニール工程S6によって、第1周波数調整工程S5ですだれ状電極12に付加された質量体の膜質変化や物性変化を一気に進行させてしまうことで、質量体の膜質や物性を安定した状態にし、膜質や物性の経時的変化を抑制することができる。
As described above, the method for manufacturing the
The
In addition, the
これらのことから、SAW発振器1の製造方法は、SAW発振器1の周波数の経時的変化を抑制することができる。換言すれば、SAW発振器1の製造方法は、SAW発振器1の周波数のエージング特性を向上させることができる。
From these facts, the method for manufacturing the
また、SAW発振器1の製造方法は、SAW素子片固定工程S2を、アニール工程S6より前に行うことから、その後のアニール工程S6によって、SAW素子片10固定時に発生するSAW素子片10の歪みなどを緩和することができる。
In addition, since the SAW element piece fixing step S2 is performed before the annealing step S6, the
また、SAW発振器1の製造方法は、SAW素子片固定工程S2を、第1周波数調整工程S5より前に行うことから、SAW素子片10がパッケージベース32に固定された状態で第1周波数調整工程S5が行われる。
この結果、SAW発振器1の製造方法は、SAW素子片10がパッケージベース32に固定される際に生じる周波数のばらつきを、第1周波数調整工程S5で吸収できることから、第1周波数調整工程S5をSAW素子片固定工程S2より前に行う場合より、以降の周波数調整量を少なくすることができる。
In the method of manufacturing the
As a result, the
また、SAW発振器1の製造方法は、第1周波数調整工程S5を、ボンディング工程S4より後に行うことから、ボンディング工程S4時に生じる周波数のばらつきを第1周波数調整工程S5によって吸収することができる。
Moreover, since the manufacturing method of the
また、SAW発振器1の製造方法は、SAW素子片10をパッケージ30の内部空間31に収容する第1封止工程S7と、パッケージベース32に形成された貫通孔34から内部空間31に不活性ガスを供給してSAW素子片10の周波数を変化させる、または供給した不活性ガスの圧力及び種類の少なくともいずれかを変化させてSAW素子片10の周波数を変化させる第2周波数調整工程S8と、貫通孔34を封止材70で塞ぐ第2封止工程S9と、を有している。
In addition, the
そして、SAW発振器1の製造方法は、これらの工程を、ボンディング工程S4より後に行うことから、ボンディング工程S4後のSAW素子片10の周波数の微調整を、従来のような、エッチング液またはエッチングガスの残渣が発生することの影響、あるいは、すだれ状電極12に付加された金属粒子、SiO2膜、Al2O3膜などの質量体の膜質や物性の経時的変化の影響、を受けることなく行うことができる。
この結果、SAW発振器1の製造方法は、SAW発振器1の周波数の経時的変化を、さらに抑制することができる。
And since the manufacturing method of the
As a result, the method for manufacturing the
また、SAW発振器1の製造方法は、第2周波数調整工程S8において、測定周波数が所望周波数よりも低い場合には、内部空間31の圧力を上昇させ、高い場合には、内部空間31の圧力を下降させて、SAW素子片10の周波数を変化させることから、ボンディング工程S4後のSAW素子片10の周波数の微調整を、従来のような、エッチング液またはエッチングガスの残渣が発生することの影響、あるいは、すだれ状電極12に付加された金属粒子、SiO2膜、Al2O3膜などの質量体の膜質や物性の経時的変化の影響、を受けることなく行うことができる。
この結果、SAW発振器1の製造方法は、SAW発振器1の周波数の経時的変化を、さらに抑制することができる。
In addition, in the method of manufacturing the
As a result, the method for manufacturing the
加えて、SAW発振器1の製造方法は、SAW素子片固定工程S2、回路素子固定工程S3をアニール工程S6より前に行うことから、その後のアニール工程S6において、SAW素子片10、ICチップ20、パッケージベース32などのSAW発振器1の構成要素に含まれる水分が蒸発する。
この結果、SAW発振器1の製造方法は、SAW素子片10、ICチップ20、パッケージベース32などのSAW発振器1の構成要素に含まれる水分に起因する周波数の経時的変化を抑制できる。
In addition, since the
As a result, the method for manufacturing the
これらにより、SAW発振器1の製造方法は、周波数の経時的変化が抑制された、換言すれば、周波数のエージング特性が向上したSAW発振器1を提供することができる。
Accordingly, the method for manufacturing the
なお、上記実施形態において、SAW発振器1のパッケージ30の貫通孔34は、パッケージベース32に代えて、キャップ36に形成されていてもよい。
これによれば、SAW発振器1の製造方法は、第2周波数調整工程S8及び第2封止工程S9において、パッケージ30の反転が不要となることから、作業性が向上する。
In the above embodiment, the through
According to this, in the method for manufacturing the
また、上記実施形態の回路素子固定工程S3及びボンディング工程S4においては、ICチップ20のボンディングパッド21〜24上にAuなどのバンプを形成し、パッケージベース32の底基板32aの、ICチップ20を反転したときのボンディングパッド21〜24と対向する位置にボンディングパッドを形成し、このボンディングパッドとICチップ20のボンディングパッド21〜24とを、上記バンプを介してフリップチップ実装してもよい。
これによれば、SAW発振器1の製造方法は、Auワイヤー50の本数を削減できる。
In the circuit element fixing step S3 and the bonding step S4 of the above embodiment, bumps such as Au are formed on the
According to this, the method for manufacturing the
なお、上記実施形態では、SAWデバイスとしてSAW発振器1を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、例えば、SAW発振器にアクティブデバイスを付加したSAWモジュール、SAWフィルター、SAW共振子などのSAWデバイスにも適用できる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、圧電基板11に水晶を用いたが、これに限定するものではなく、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を用いた圧電基板としてもよい。
In the above embodiment, quartz is used for the
S1…弾性表面波基板形成工程としてのSAW素子片形成工程、S2…弾性表面波基板固定工程としてのSAW素子片固定工程、S3…回路素子固定工程、S4…ボンディング工程、S5…第1周波数調整工程、S6…アニール工程、S7…第1封止工程、S8…第2周波数調整工程、S9…第2封止工程。 S1 ... SAW element piece forming step as a surface acoustic wave substrate forming step, S2 ... SAW element piece fixing step as a surface acoustic wave substrate fixing step, S3 ... Circuit element fixing step, S4 ... Bonding step, S5 ... First frequency adjustment Step, S6 ... Annealing step, S7 ... First sealing step, S8 ... Second frequency adjusting step, S9 ... Second sealing step.
Claims (7)
(1)前記IDTを構成する電極指の質量を変化させる工程、(2)前記IDTに質量体を付加する工程、(3)前記IDTの前記電極指間にて露出している前記圧電基板をエッチングする工程の前記(1)〜(3)の少なくとも1つの工程を行い、弾性表面波基板の周波数を調整する第1周波数調整工程と、前記第1周波数調整工程後、前記弾性表面波基板を、200℃以上500℃以下の雰囲気中で5分以上6時間以下の時間、加熱するアニール工程と、
前記弾性表面波基板上に設けられたボンディングパッドと、前記ベース基板に設けられたボンディングパッドとを電気的に接続するボンディング工程と、
前記ベース基板にキャップを接合してパッケージを構成し、前記弾性表面波基板を前記パッケージの内部空間に収容する第1封止工程と、
前記ベース基板または前記キャップに形成された貫通孔から前記内部空間に不活性ガスを供給して前記弾性表面波基板の周波数を変化させる、または前記内部空間に供給した前記不活性ガスの圧力及び種類の少なくともいずれかを変化させて前記弾性表面波基板の周波数を変化させる第2周波数調整工程と、
前記貫通孔を封止材で塞ぐ第2封止工程と、を有し、
前記第1周波数調整工程と、前記アニール工程と、前記第1封止工程と、前記第2周波数調整工程と、前記第2封止工程とを、前記ボンディング工程より後に行うことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。 A surface acoustic wave substrate forming step of forming an IDT on the piezoelectric substrate;
(1) changing the mass of the electrode fingers constituting the IDT, (2) adding a mass to the IDT, and (3) the piezoelectric substrate exposed between the electrode fingers of the IDT. The first frequency adjusting step of adjusting the frequency of the surface acoustic wave substrate by performing at least one of the steps (1) to (3) of the etching step, and the surface acoustic wave substrate after the first frequency adjusting step. An annealing step of heating in an atmosphere of 200 ° C. or more and 500 ° C. or less for 5 minutes to 6 hours;
A bonding step of electrically connecting a bonding pad provided on the surface acoustic wave substrate and a bonding pad provided on the base substrate;
A cap is joined to the base substrate to form a package, and the surface acoustic wave substrate is accommodated in an internal space of the package;
The inert gas is supplied to the internal space from the through hole formed in the base substrate or the cap to change the frequency of the surface acoustic wave substrate, or the pressure and type of the inert gas supplied to the internal space A second frequency adjusting step for changing the frequency of the surface acoustic wave substrate by changing at least one of the following:
A second sealing step of closing the through hole with a sealing material,
The first frequency adjustment step, the annealing step, the first sealing step, the second frequency adjustment step, and the second sealing step are performed after the bonding step. A method for manufacturing a surface acoustic wave device.
前記弾性表面波基板固定工程を、前記アニール工程より前に行うことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。 The method of manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 1, further comprising a surface acoustic wave substrate fixing step of fixing the surface acoustic wave substrate to a base substrate,
The method for manufacturing a surface acoustic wave device, wherein the surface acoustic wave substrate fixing step is performed before the annealing step.
前記弾性表面波基板固定工程を、前記第1周波数調整工程より前に行うことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。 The method of manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 1, further comprising a surface acoustic wave substrate fixing step of fixing the surface acoustic wave substrate to a base substrate,
The method of manufacturing a surface acoustic wave device, wherein the surface acoustic wave substrate fixing step is performed before the first frequency adjusting step.
測定した前記周波数が前記所望周波数よりも低い場合には、前記内部空間の圧力を上昇させ、
測定した前記周波数が前記所望周波数よりも高い場合には、前記内部空間の圧力を下降させて、前記弾性表面波基板の周波数を変化させることを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。 5. The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 1 , wherein, in the second frequency adjustment step, after the first sealing step is finished, in the atmosphere or in an atmosphere of the inert gas. Measure the frequency of the surface acoustic wave, compare the measured frequency with a preset desired frequency,
If the measured frequency is lower than the desired frequency, increase the pressure in the internal space,
When the measured frequency is higher than the desired frequency, the pressure of the internal space is lowered to change the frequency of the surface acoustic wave substrate.
前記弾性表面波基板固定工程後に前記アニール工程が行われるときに、
前記回路素子固定工程を、前記アニール工程より前に行うことを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。 The method of manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 6 , further comprising a circuit element fixing step of fixing the circuit element to the base substrate.
When the annealing step is performed after the surface acoustic wave substrate fixing step,
The method of manufacturing a surface acoustic wave device, wherein the circuit element fixing step is performed before the annealing step.
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