JP7281146B2 - elastic wave device - Google Patents

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Description

本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）デバイスに関する。 The present invention relates to surface acoustic wave (SAW) devices.

従来、表面弾性波を用いたフィルタ（弾性波デバイス）は、携帯電話などの送受信回路に広く用いられている。この基本構造は、すでに多くの解説書に述べられているように、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電基板上に弾性表面波を励振するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を形成し、共振器とする。適宜、複数の共振器を形成し、ＤＭＳ設計やラダー設計を採用し、所望のバンドパスフィルタとしての特性が得られるよう、構成されることがある。 Conventionally, filters (acoustic wave devices) using surface acoustic waves have been widely used in transmission/reception circuits of mobile phones and the like. As described in many manuals, this basic structure is formed by forming an IDT (Interdigital Transducer) that excites a surface acoustic wave on a piezoelectric substrate made of lithium tantalate, lithium niobate, or the like to form a resonator. . In some cases, a plurality of resonators are appropriately formed, DMS design or ladder design is adopted, and desired bandpass filter characteristics are obtained.

また、弾性波デバイスでは、耐電力性の高いことが求められることがある。特許文献１に記載のように、弾性波デバイスの小型化を図り、耐電力性を高め、ヒロックのような突出部が生じにくい弾性波デバイスを提供するため、所定量の銅を添加したアルミニウム－銅合金膜によりＩＤＴを形成することがある。 In addition, acoustic wave devices are sometimes required to have high power durability. As described in Patent Document 1, in order to reduce the size of the acoustic wave device, improve power resistance, and provide an acoustic wave device that is less likely to have protrusions such as hillocks, a predetermined amount of copper is added to aluminum- An IDT may be formed from a copper alloy film.

国際公開第２００９／１５０７８６号パンフレットWO 2009/150786 pamphlet

本発明が解決しようとする主たる課題について説明する。弾性波デバイスのパターン配線やＩＤＴの金属材料に純アルミニウムを使用すると、パターン配線やＩＤＴにヒロックが発生し、また、耐電力が弱いという課題があった。ヒロックは、製造工程などにおける熱履歴による膜応力の負荷や、高電圧が印可されることにより、パターン配線やＩＤＴに発生する。ヒロックにより、ＩＤＴの耐電力は低下する。 A main problem to be solved by the present invention will be described. When pure aluminum is used as a metal material for the pattern wiring of the acoustic wave device and the IDT, there is a problem that hillocks are generated in the pattern wiring and the IDT, and the power resistance is weak. Hillocks are generated in the pattern wiring and IDT due to film stress load due to thermal history in the manufacturing process and the application of high voltage. The hillocks reduce the power handling capability of the IDT.

そこで、特許文献１に記載のように、従来、ヒロックの発生を抑制し、耐電力を向上させるために、銅を添加する技術が開示されている。しかし、十分な耐電力を確保できるだけの銅を添加すると、銅の含有量が多くなり、金バンプとパターン配線のパッドとのボンダビリティが低下し、接続不良が生じ得る。 Therefore, as described in Patent Document 1, conventionally, a technique of adding copper is disclosed in order to suppress the generation of hillocks and improve the power resistance. However, if enough copper is added to ensure a sufficient power resistance, the copper content increases and the bondability between the gold bumps and the pads of the pattern wiring decreases, which can lead to poor connection.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ヒロックの発生を抑制し、十分な耐電力を確保しつつ、ボンダビリティを向上させ、接続不良の発生を低減した、信頼性の高い弾性波デバイスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a highly reliable elastic wave sensor that suppresses the occurrence of hillocks, secures sufficient power resistance, improves bondability, and reduces the occurrence of poor connection. The purpose is to provide a device.

前記課題を達成するために、本発明にあっては、
圧電基板と、
前記圧電基板上に形成され、第１の金属と第２の金属の合金からなり、互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対の櫛型電極であるＩＤＴと、
前記圧電基板上に形成され、前記ＩＤＴを構成する合金からなる下地層上に形成された、第１の金属と第２の金属の合金からなり、前記ＩＤＴに電気的に接続されたパターン配線と、
前記パターン配線に含まれるパッドにボンディングされたバンプと、
前記バンプを介して前記パターン配線と電気的に接続された配線基板と、
前記圧電基板と前記配線基板に挟まれた空間を、密閉された中空となるように封止する封止部と
を備える弾性波デバイスであって、
前記ＩＤＴを構成する第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率が、前記パターン配線を構成する第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率よりも高く、
前記ＩＤＴを構成している第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率は、前記パターン配線を構成している第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率の３倍であり、
前記第１の金属は、アルミニウムであり、前記第２の金属は、銅であり、前記ＩＤＴを構成している第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率は１．５％であり、かつ、前記パターン配線を構成している第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率は０．５％である弾性波デバイスとした。 In order to achieve the above object, in the present invention,
a piezoelectric substrate;
an IDT, which is a pair of comb-shaped electrodes formed on the piezoelectric substrate, made of an alloy of a first metal and a second metal, and having a plurality of interdigitated electrode fingers;
a pattern wiring formed on the piezoelectric substrate and made of an alloy of a first metal and a second metal and electrically connected to the IDT, formed on an underlying layer made of an alloy that constitutes the IDT; ,
a bump bonded to a pad included in the pattern wiring;
a wiring board electrically connected to the pattern wiring via the bumps;
a sealing portion that seals a space sandwiched between the piezoelectric substrate and the wiring substrate so as to form a closed hollow space;
An acoustic wave device comprising:
The content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal forming the IDT is higher than the content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal forming the pattern wiring. is also high,
The content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal forming the IDT is the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal forming the pattern wiring. is three times the content of
The first metal is aluminum, the second metal is copper, and the content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal constituting the IDT is 1.5. 5%, and the content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal forming the pattern wiring is 0.5%.

前記圧電基板は、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムであることが、本発明の一形態とされる。It is an aspect of the present invention that the piezoelectric substrate is lithium tantalate or lithium niobate.

前記圧電基板は、前記ＩＤＴ及び前記パターン配線が形成された面とは反対の主面に、サファイア、シリコン、多結晶アルミナ、多結晶スピネル、水晶、または、ガラスからなる基板が接合されることが、本発明の一形態とされる。A substrate made of sapphire, silicon, polycrystalline alumina, polycrystalline spinel, crystal, or glass may be bonded to the main surface of the piezoelectric substrate opposite to the surface on which the IDT and the pattern wiring are formed. is regarded as one aspect of the present invention.

前記第２の金属は、銅であることが、本発明の一形態とされる。It is an aspect of the present invention that the second metal is copper.

前記第１の金属は、アルミニウムであり、前記第２の金属は、銅であり、前記ＩＤＴを構成している第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率は１．５％であり、かつ、前記パターン配線を構成している第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率は０．５％であることが、本開示の一形態とされる。
 The first metal is aluminum, the second metal is copper, and the content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal constituting the IDT is 1.5. 5%, and the content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal forming the pattern wiring is 0.5%. be.

前記圧電基板は、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムであることが、本発明の一形態とされる。 It is an aspect of the present invention that the piezoelectric substrate is lithium tantalate or lithium niobate.

前記圧電基板は、前記ＩＤＴ及び前記パターン配線が形成された面とは反対の主面に、サファイア、シリコン、多結晶アルミナ、多結晶スピネル、水晶、または、ガラスからなる基板が接合されることが、本発明の一形態とされる。 A substrate made of sapphire, silicon, polycrystalline alumina, polycrystalline spinel, crystal, or glass may be bonded to the main surface of the piezoelectric substrate opposite to the surface on which the IDT and the pattern wiring are formed. is regarded as one aspect of the present invention.

前記パターン配線に含まれるパッドにボンディングされたバンプと、
前記バンプを介して前記パターン配線と電気的に接続された配線基板と、
前記圧電基板と前記配線基板に挟まれた空間を、密閉された中空となるように封止する封止部とを有することが、本発明の一形態とされる。 a bump bonded to a pad included in the pattern wiring;
a wiring board electrically connected to the pattern wiring via the bumps;
It is one aspect of the present invention to have a sealing portion that seals the space sandwiched between the piezoelectric substrate and the wiring substrate so as to form a closed hollow.

さらに、本発明の別の側面においては、圧電基板上に、第１の金属と第２の金属からなるパターン配線を、フォトレジストを用いて形成する工程と、前記パターン配線上にフォトレジスト層を残留させたまま、第１の金属と第２の金属からなる金属膜を形成する工程と、前記金属膜をエッチングして互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対の櫛型電極であるＩＤＴを形成する工程と、を有する弾性波デバイスの製造方法であって、
前記金属膜の第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率は、前記パターン配線の第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率よりも高いことを特徴とする、弾性波デバイスの製造方法である。 Furthermore, in another aspect of the present invention, a step of forming a pattern wiring made of a first metal and a second metal on a piezoelectric substrate using a photoresist, and forming a photoresist layer on the pattern wiring. a step of forming a metal film composed of a first metal and a second metal while remaining thereon; and an IDT, which is a pair of comb-shaped electrodes having a plurality of interdigitated electrode fingers, by etching the metal film. A method of manufacturing an acoustic wave device comprising:
The content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal in the metal film is higher than the content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal in the pattern wiring. A method for manufacturing an acoustic wave device, characterized by:

本発明によれば、ヒロックの発生を抑制し、十分な耐電力を確保しつつ、ボンダビリティを向上させ、接続不良の発生を低減した、信頼性の高い弾性波デバイスを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a highly reliable acoustic wave device that suppresses the occurrence of hillocks, ensures sufficient power durability, improves bondability, and reduces the occurrence of connection failures.

図１は、本実施例にかかる弾性波デバイス１の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an acoustic wave device 1 according to this embodiment. 図２は、ＩＤＴ５を含む共振器の構成を説明するための平面図である。FIG. 2 is a plan view for explaining the configuration of a resonator including the IDT 5. FIG. 図３は、パターン配線７を含む圧電基板３上の概略を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing the piezoelectric substrate 3 including the pattern wiring 7. As shown in FIG. 図４（ａ）から図４（ｄ）は、本実施例にかかる弾性波デバイス１の製造方法を示す図である。FIGS. 4A to 4D are diagrams showing a method of manufacturing the acoustic wave device 1 according to this embodiment. 図５（ａ）から図５（ｄ）は、本発明にかかる弾性波デバイスの他の製造方法を説明する図である。5(a) to 5(d) are diagrams for explaining another method of manufacturing an acoustic wave device according to the present invention. 図６は、本実施例にかかる弾性波デバイス１と比較例のボンディング不良率を比較した結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the result of comparing the bonding failure rate of the acoustic wave device 1 according to the present embodiment and the comparative example.

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施の形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.

（実施例）
図１は、本実施例にかかる弾性波デバイス１の断面図である。図１に示すように、本実施例にかかる弾性波デバイス１は、圧電基板３を有する。圧電基板３は、本実施形態では、タンタル酸リチウム単結晶からなる。圧電基板３は、他の圧電単結晶、例えば、ニオブ酸リチウムまたは水晶などの圧電単結晶、あるいは、圧電セラミックスを用いて形成されてもよい。 (Example)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an acoustic wave device 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, an acoustic wave device 1 according to this embodiment has a piezoelectric substrate 3 . The piezoelectric substrate 3 is made of lithium tantalate single crystal in this embodiment. The piezoelectric substrate 3 may be formed using other piezoelectric single crystals, for example, piezoelectric single crystals such as lithium niobate or quartz, or piezoelectric ceramics.

本実施例にかかる弾性波デバイス１の圧電基板３の一主面上に、ＩＤＴ５が形成されている。図２は、ＩＤＴ５を含む共振器の構成を説明するための平面図である。図２に示すように、圧電基板３上に、ＩＤＴ５と反射器５ａが形成されている。ＩＤＴ５は、互いに対向する一対の櫛形電極５ｂを有する。櫛形電極５ｂは、複数の電極指５ｃと複数の電極指５ｃを接続するバスバー５ｄとを有する。反射器５ａは、ＩＤＴ５の両側に設けられている。 An IDT 5 is formed on one main surface of the piezoelectric substrate 3 of the acoustic wave device 1 according to this embodiment. FIG. 2 is a plan view for explaining the configuration of a resonator including the IDT 5. FIG. As shown in FIG. 2, on the piezoelectric substrate 3, an IDT 5 and a reflector 5a are formed. The IDT 5 has a pair of comb electrodes 5b facing each other. The comb-shaped electrode 5b has a plurality of electrode fingers 5c and a bus bar 5d connecting the plurality of electrode fingers 5c. The reflectors 5a are provided on both sides of the IDT5.

ＩＤＴ５は、本実施形態では、アルミニウムと銅の合金からなる。ここで、アルミニウムは、線膨張係数が約２３．９×１０－６／Kである。銅は、線膨張係数が約１６．５×１０－６／Kである。したがって、アルミニウムは、銅よりも線膨張係数が高い。ＩＤＴ５は、その厚みが、例えば、１５０ｎｍから４００ｎｍの薄膜である。ＩＤＴ５は、他の金属、例えば、チタン、パラジウム、銀などの適宜の金属もしくはこれらの合金を含んでもよく、これらの合金により形成されてもよい。また、ＩＤＴ５は、複数の金属層を積層してなる積層金属膜により形成されてもよい。 The IDT 5 is made of an alloy of aluminum and copper in this embodiment. Here, aluminum has a coefficient of linear expansion of approximately 23.9×10 −6 /K. Copper has a coefficient of linear expansion of about 16.5×10 −6 /K. Therefore, aluminum has a higher coefficient of linear expansion than copper. The IDT 5 is a thin film with a thickness of, for example, 150 nm to 400 nm. The IDT 5 may contain other metals such as suitable metals such as titanium, palladium, and silver, or alloys thereof, or may be formed of these alloys. Also, the IDT 5 may be formed of a laminated metal film formed by laminating a plurality of metal layers.

本実施例にかかる弾性波デバイス１の圧電基板３の一主面上に、パターン配線７が形成されている。図３は、パターン配線７を含む圧電基板３上の概略を示す平面図である。図３に示すように、圧電基板３上に、パターン配線７、ＩＤＴ５および反射器５ａが形成されている。圧電基板３上に形成されたパターン配線７、ＩＤＴ５および反射器５ａは、所望のバンドパスフィルタとしての特性が得られるよう、適宜、ＤＭＳ設計やラダー設計などを採用することができる。パターン配線７は、入力パッドＩｎ、出力パッドＯｕｔおよびグランドパッドＧＮＤを含んでいる。また、パターン配線７は、ＩＤＴ５と電気的に接続されている。 A pattern wiring 7 is formed on one main surface of the piezoelectric substrate 3 of the acoustic wave device 1 according to this embodiment. FIG. 3 is a plan view schematically showing the piezoelectric substrate 3 including the pattern wiring 7. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, a pattern wiring 7, an IDT 5 and a reflector 5a are formed on the piezoelectric substrate 3. As shown in FIG. The pattern wiring 7, the IDT 5, and the reflector 5a formed on the piezoelectric substrate 3 can appropriately employ DMS design, ladder design, or the like so as to obtain desired band-pass filter characteristics. The pattern wiring 7 includes an input pad In, an output pad Out and a ground pad GND. Also, the pattern wiring 7 is electrically connected to the IDT 5 .

パターン配線７は、本実施形態では、アルミニウムと銅の合金からなる。パターン配線７は、その厚みが、例えば、１５０ｎｍから４００ｎｍの薄膜である。より詳細には、パターン配線７は、ＩＤＴ５を構成するアルミニウムと銅の合金の総量に対する銅の含有率がパターン配線７を構成するアルミニウムと銅の合金の総量に対する銅の含有率よりも高くなるように調製された合金からなる。 The pattern wiring 7 is made of an alloy of aluminum and copper in this embodiment. The pattern wiring 7 is a thin film with a thickness of, for example, 150 nm to 400 nm. More specifically, the pattern wiring 7 is formed so that the content of copper in the total aluminum-copper alloy forming the IDT 5 is higher than the copper content in the total aluminum-copper alloy forming the pattern wiring 7 . It consists of an alloy prepared to

さらに詳細には、パターン配線７は、本実施形態では、ＩＤＴ５を構成するアルミニウムと銅の合金の総量に対する銅の含有率がパターン配線７を構成するアルミニウムと銅の合金の総量に対する銅の含有率よりも略３倍高くなるように調製された合金からなる。 More specifically, in the present embodiment, the pattern wiring 7 is such that the content of copper with respect to the total amount of the aluminum-copper alloy that constitutes the IDT 5 is It consists of an alloy prepared to be approximately three times higher than the

パターン配線７は、他の金属、例えば、チタン、パラジウム、銀などの適宜の金属もしくはこれらの合金を含んでもよく、これらの合金により形成されてもよい。また、パターン配線７は、複数の金属層を積層してなる積層金属膜により形成されてもよい。 The pattern wiring 7 may contain other metals such as suitable metals such as titanium, palladium, and silver, or alloys thereof, or may be formed of these alloys. Moreover, the pattern wiring 7 may be formed of a laminated metal film formed by laminating a plurality of metal layers.

本実施例にかかる弾性波デバイス１のパターン配線７に含まれる入力パッドＩｎ、出力パッドＯｕｔおよびグランドパッドＧＮＤ上に、バンプ９がそれぞれボンディングされている。バンプ９は、本実施形態では、金からなる。バンプ９の高さは、例えば、２０μｍから５０μｍである。 Bumps 9 are bonded onto the input pad In, the output pad Out, and the ground pad GND included in the pattern wiring 7 of the acoustic wave device 1 according to this embodiment. The bumps 9 are made of gold in this embodiment. The height of the bumps 9 is, for example, 20 μm to 50 μm.

本実施例にかかる弾性波デバイス１は、配線基板１１を有する。配線基板１１は、絶縁基板であり、例えば、ＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）または ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）等のセラミックス基板または樹脂基板である。配線基板１１は、一主面上に複数のランドパッド１１ａを有し、他の主面上に複数の外部接続端子１１ｂを有する。圧電基板３は、バンプ９を介して、配線基板１１にフリップチップ実装されている。圧電基板３は、バンプ９およびランドパッド１１ａを介して、外部接続端子１１ｂに電気的に接続されている。 An acoustic wave device 1 according to this embodiment has a wiring board 11 . The wiring substrate 11 is an insulating substrate, for example, a ceramic substrate such as HTCC (High Temperature Co-Fired Ceramic) or LTCC (Low Temperature Co-Fired Ceramic) or a resin substrate. The wiring board 11 has a plurality of land pads 11a on one main surface and a plurality of external connection terminals 11b on the other main surface. The piezoelectric substrate 3 is flip-chip mounted on the wiring substrate 11 via the bumps 9 . The piezoelectric substrate 3 is electrically connected to external connection terminals 11b via bumps 9 and land pads 11a.

本実施例にかかる弾性波デバイス１は、前記圧電基板３と前記配線基板１１に挟まれた空間を密閉された中空となるように封止する封止部１３を有する。封止部１３は、配線基板１１上に圧電基板３を囲むように設けられている。封止部１３は、例えば、錫銀半田もしくは金錫半田等のろう材、または、樹脂からなる。 The acoustic wave device 1 according to this embodiment has a sealing portion 13 that seals a space sandwiched between the piezoelectric substrate 3 and the wiring substrate 11 so as to form a closed hollow. The sealing portion 13 is provided on the wiring substrate 11 so as to surround the piezoelectric substrate 3 . The sealing portion 13 is made of, for example, a brazing material such as tin-silver solder or gold-tin solder, or resin.

本実施例にかかる弾性波デバイス１の圧電基板３は、支持基板１５に接合されている。支持基板１５は、本実施形態では、サファイアからなる基板である。支持基板１５は、例えば、シリコン、多結晶アルミナ、多結晶スピネル、水晶、または、ガラスを用いて形成されてもよい。 The piezoelectric substrate 3 of the acoustic wave device 1 according to this embodiment is bonded to the support substrate 15 . The support substrate 15 is a substrate made of sapphire in this embodiment. The support substrate 15 may be formed using silicon, polycrystalline alumina, polycrystalline spinel, crystal, or glass, for example.

（製造方法１）
図４（ａ）から図４（ｄ）は、本実施例にかかる弾性波デバイス１の製造方法を示す図である。以下、図４（ａ）から図４（ｄ）を用いて、本実施例にかかる弾性波デバイス１の製造方法を説明する。なお、図示はしないが、圧電基板３にはサファイア基板がＦＡＢ（Ｆａｓｔ Ａｔｏｍｉｃ Ｂｅａｍ）などによる活性化処理をされた上で接合される。 (Manufacturing method 1)
FIGS. 4A to 4D are diagrams showing a method of manufacturing the acoustic wave device 1 according to this embodiment. A method for manufacturing the acoustic wave device 1 according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 4(a) to 4(d). Although not shown, a sapphire substrate is bonded to the piezoelectric substrate 3 after being activated by FAB (Fast Atomic Beam) or the like.

図４（ａ）に示すように、圧電基板３上に、パターン配線７を構成する金属膜を形成する。金属膜は、例えば、スパッタリング法により形成する。金属膜上に、パターン配線７のパターンのフォトレジストＰＲを形成し、パターン配線７以外の部分の金属膜をエッチングすることで、パターン配線７を形成する。 As shown in FIG. 4A, a metal film forming pattern wiring 7 is formed on piezoelectric substrate 3 . A metal film is formed by, for example, a sputtering method. The pattern wiring 7 is formed by forming a photoresist PR having a pattern of the pattern wiring 7 on the metal film and etching the metal film in the portions other than the pattern wiring 7 .

次に、図４（ｂ）に示すように、パターン配線７上にフォトレジストＰＲが残留したままの状態で、圧電基板３上に、ＩＤＴ５を構成する金属膜５Ｍを、スパッタリング法などを用いて形成する。 Next, as shown in FIG. 4B, while the photoresist PR remains on the pattern wiring 7, a metal film 5M forming the IDT 5 is formed on the piezoelectric substrate 3 by sputtering or the like. Form.

次に、図４（ｃ）に示すように、金属膜５Ｍ上に、ＩＤＴ５のパターンのフォトレジストＰＲを形成する。 Next, as shown in FIG. 4C, a photoresist PR having the pattern of the IDT 5 is formed on the metal film 5M.

次に、図４（ｄ）に示すように、ＩＤＴ５以外の部分の金属膜５Ｍをエッチングすることで、ＩＤＴ５を形成する。 Next, as shown in FIG. 4D, the IDTs 5 are formed by etching the metal film 5M at portions other than the IDTs 5. Next, as shown in FIG.

フォトレジストを除去した後、パターン配線７のパッド上に、ボンディング装置を用いて金バンプをボンディングする。 After removing the photoresist, gold bumps are bonded onto the pads of the pattern wiring 7 using a bonding apparatus.

その後、圧電基板３を個片化し、配線基板１１アレイにフリップチップ実装する。封止材料を充填し、封止材料を硬化させた後、配線基板１１アレイを個片化することで、弾性波デバイス１が得られる。 After that, the piezoelectric substrate 3 is divided into individual pieces and flip-chip mounted on the wiring substrate 11 array. After filling with a sealing material and curing the sealing material, the acoustic wave device 1 is obtained by singulating the wiring board 11 array.

（製造方法２）
次に、本発明にかかる弾性波デバイスの他の製造方法を説明する。図５（ａ）から図５（ｄ）は、本発明にかかる弾性波デバイスの他の製造方法を説明する図である。 (Manufacturing method 2)
Next, another method for manufacturing an acoustic wave device according to the present invention will be described. 5(a) to 5(d) are diagrams for explaining another method of manufacturing an acoustic wave device according to the present invention.

図５（ａ）に示すように、圧電基板３上に、フォトレジストＰＲのパターンを形成する。 As shown in FIG. 5A, a pattern of photoresist PR is formed on the piezoelectric substrate 3 .

次に、図５（ｂ）に示すように、金属膜５Ｍを成膜する。フォトレジストＰＲを除去することで、金属膜５Ｍの不要な部分がリフトオフされ、ＩＤＴ５が形成される。また、同時にパターン配線７の下地層が形成される。 Next, as shown in FIG. 5B, a metal film 5M is formed. By removing the photoresist PR, unnecessary portions of the metal film 5M are lifted off to form the IDT5. At the same time, a base layer for the pattern wiring 7 is formed.

次に、図５（ａ）で形成したフォトレジストＰＲを除去した後に、図５（ｃ）に示すように、再度フォトレジストＰＲのパターンを形成する。図５（ｃ）に示すフォトレジストＰＲは、パターン配線７が形成される領域以外の領域に形成される。また、図５（ｃ）に示すフォトレジストＰＲは、パターン配線７が形成される領域のうち、入力パッドＩｎ、出力パッドＯｕｔおよびグランドパッドＧＮＤのみの領域以外の領域に形成されるようにしてもよい。 Next, after removing the photoresist PR formed in FIG. 5(a), a pattern of the photoresist PR is formed again as shown in FIG. 5(c). The photoresist PR shown in FIG. 5(c) is formed in a region other than the region where the pattern wiring 7 is formed. Further, the photoresist PR shown in FIG. 5C may be formed in a region other than only the input pad In, the output pad Out and the ground pad GND in the region where the pattern wiring 7 is formed. good.

図５（ｄ）に示すように、パターン配線７を形成する金属膜７Ｍを成膜する。フォトレジストＰＲを除去することで、金属膜７Ｍの不要な部分がリフトオフされ、金属膜５Ｍと金属膜７Ｍにより、パターン配線７が形成される。フォトレジストＰＲを除去した後は、製造方法１で説明した内容と同様であるので、説明を省略する。 As shown in FIG. 5D, a metal film 7M forming the pattern wiring 7 is formed. By removing the photoresist PR, unnecessary portions of the metal film 7M are lifted off, and the pattern wiring 7 is formed by the metal films 5M and 7M. After removing the photoresist PR, the contents are the same as those described in the manufacturing method 1, so the description is omitted.

ここで、比較例を用いて、本実施例にかかる弾性波デバイス１の効果を説明する。比較例は、弾性波デバイス１の構成において、配線パターン７を構成する合金が、ＩＤＴ５を構成する合金と同じである点においてのみ相違する。 Here, using a comparative example, the effect of the acoustic wave device 1 according to this embodiment will be described. The comparative example differs only in that the alloy forming the wiring pattern 7 is the same as the alloy forming the IDT 5 in the configuration of the acoustic wave device 1 .

弾性波デバイス１のＩＤＴ５は、十分な耐電力を確保するため、銅を１．５％添加している。弾性波デバイス１のパターン配線７は、銅を０．５％添加している。 1.5% of copper is added to the IDT 5 of the acoustic wave device 1 in order to ensure sufficient power resistance. The pattern wiring 7 of the acoustic wave device 1 is doped with 0.5% copper.

ボンディングは、超音波と熱を併用しつつ、荷重を加えることによって金バンプがボンディングされるところ、パターン配線７は薄膜であるため、パッドが溶け、断裂することを抑制する必要がある。また、ヒロックの発生を抑制するため、パターン配線７に微量の銅を添加している。 In the bonding, the gold bumps are bonded by applying a load while using both ultrasonic waves and heat. Since the pattern wiring 7 is a thin film, it is necessary to prevent the pads from melting and breaking. Also, a trace amount of copper is added to the pattern wiring 7 in order to suppress the generation of hillocks.

図６は、本実施例にかかる弾性波デバイス１と比較例のボンディング不良率を比較した結果を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing the result of comparing the bonding failure rate of the acoustic wave device 1 according to the present embodiment and the comparative example.

本実施例にかかる弾性波デバイス１を、タンタル酸リチウムウエハ３枚を使用し、ウエハ１枚あたりおよそ１００個の弾性波デバイスを作製した。金バンプを使用し、パターン配線のパッドにボンディングしたところ、図６に示すとおり、すべてのウエハにおいて、ボンディング不良率は、０％であった。 Three lithium tantalate wafers were used for the acoustic wave device 1 according to the present embodiment, and approximately 100 acoustic wave devices were produced per wafer. When gold bumps were used and bonded to pads of pattern wiring, the bonding failure rate was 0% for all wafers, as shown in FIG.

比較例については、タンタル酸リチウムウエハ８枚をし、ウエハ１枚あたりおよそ１００個の弾性波デバイスを作製した。金バンプを使用し、パターン配線のパッドにボンディングしたところ、図５に示すとおり、ボンディング不良率は、最大で４０％であった。 For the comparative example, 8 lithium tantalate wafers were prepared, and approximately 100 acoustic wave devices were produced per wafer. When gold bumps were used and bonded to the pads of the pattern wiring, the maximum bonding failure rate was 40%, as shown in FIG.

ある１枚のウエハにおいては、すべての弾性波デバイスにおいて、良好なボンディングができたものの、ある６枚のウエハは、ボンディング不良率が２０％以上３０％未満の範囲で生じた。ある１枚のウエハにおいては、ボンディング不良率が４０％にも達した。 In one wafer, all acoustic wave devices were successfully bonded, but in six wafers, the bonding failure rate was in the range of 20% or more and less than 30%. In one wafer, the bonding failure rate reached 40%.

本実施例にかかる弾性波デバイス１においては、ＩＤＴに十分な耐電力を確保するための銅の添加量の３分の１に相当する量をパターン配線に添加した。この結果、ボンディング不良率が０％という、非常に良好な結果が得られた。さらに、パターン配線にヒロックは発生しなかった。 In the acoustic wave device 1 according to the present embodiment, copper was added to the pattern wiring in an amount equivalent to one-third of the amount of copper added to ensure sufficient power resistance of the IDT. As a result, a very good result of 0% bonding defect rate was obtained. Furthermore, no hillocks occurred in the pattern wiring.

以上説明した本発明の構成によれば、ヒロックの発生を抑制し、十分な耐電力を確保しつつ、ボンダビリティを向上させ、接続不良の発生を低減した、信頼性の高い弾性波デバイスを提供することができる。 According to the configuration of the present invention described above, it is possible to provide a highly reliable acoustic wave device that suppresses the occurrence of hillocks, secures sufficient power resistance, improves bondability, and reduces the occurrence of connection failures. can do.

なお、当然のことながら、本発明は以上に説明した実施態様に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し得るすべての実施態様を含むものである。 It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, but includes all embodiments capable of achieving the objects of the present invention.

また、少なくとも一つの実施形態のいくつかの側面を上述したが、様々な改変、修正及び改善が当業者にとって容易に想起されることを理解されたい。かかる改変、修正及び改善は、本開示の一部となることが意図され、かつ、本発明の範囲内にあることが意図される。理解するべきことだが、ここで述べられた方法及び装置の実施形態は、上記説明に記載され又は添付図面に例示された構成要素の構造及び配列の詳細への適用に限られない。方法及び装置は、他の実施形態で実装し、様々な態様で実施又は実行することができる。特定の実装例は、例示のみを目的としてここに与えられ、限定されることを意図しない。また、ここで使用される表現及び用語は、説明目的であって、限定としてみなすべきではない。ここでの「含む」、「備える」、「有する」、「包含する」及びこれらの変形の使用は、以降に列挙される項目及びその均等物並びに付加項目の包括を意味する。「又は（若しくは）」の言及は、「又は（若しくは）」を使用して記載される任意の用語が、当該記載の用語の一つの、一つを超える、及びすべてのものを示すように解釈され得る。前後左右、頂底上下、及び横縦への言及はいずれも、記載の便宜を意図しており、本発明の構成要素がいずれか一つの位置的又は空間的配向に限られるものではない。したがって、上記説明及び図面は例示にすぎない。 In addition, having described above several aspects of at least one embodiment, it is to be appreciated various alterations, modifications, and improvements will readily occur to those skilled in the art. Such alterations, modifications, and improvements are intended to be part of this disclosure, and are intended to be within the scope of the invention. It is to be understood that the method and apparatus embodiments described herein are not limited in application to the details of construction and arrangement of components set forth in the foregoing description or illustrated in the accompanying drawings. The methods and apparatus can be implemented in other embodiments and practiced or carried out in various ways. Specific implementations are provided here for illustrative purposes only and are not intended to be limiting. Also, the phraseology and terminology used herein is for the purpose of description and should not be regarded as limiting. The use of "including", "comprising", "having", "including" and variations thereof herein is meant to encompass the items listed below and their equivalents and additional items. References to “or (or)” shall be construed such that any term stated using “or (or)” refers to one, more than one, and all of the terms of the statement. can be All references to front-to-back, left-to-right, top-to-bottom, and width-to-length are intended for convenience of description and are not intended to limit the components of the present invention to any one positional or spatial orientation. Accordingly, the above description and drawings are exemplary only.

１ 弾性波デバイス
３ 圧電基板
５ ＩＤＴ
５ａ 反射器
５ｂ 櫛形電極
５ｃ 電極指
５ｄ バスバー
５Ｍ 金属膜
７ パターン配線
７Ｍ 金属膜
９ バンプ
１１ 配線基板
１１ａ ランドパッド
１１ｂ 外部接続端子
１３ 封止部
１５ 支持基板
Ｉｎ 入力パッド
Ｏｕｔ 出力パッド
ＧＮＤ グランドパッド
ＰＲ フォトレジスト


1 Acoustic Wave Device 3 Piezoelectric Substrate 5 IDT
5a Reflector 5b Comb-shaped electrode 5c Electrode finger 5d Bus bar 5M Metal film 7 Pattern wiring 7M Metal film 9 Bump 11 Wiring substrate 11a Land pad 11b External connection terminal 13 Sealing part 15 Support substrate In Input pad Out Output pad GND Ground pad PR Photo resist

Claims (3)

圧電基板と、
前記圧電基板上に形成され、第１の金属と第２の金属の合金からなり、互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対の櫛型電極であるＩＤＴと、
前記圧電基板上に形成され、前記ＩＤＴを構成する合金からなる下地層上に形成された、第１の金属と第２の金属の合金からなり、前記ＩＤＴに電気的に接続されたパターン配線と、
前記パターン配線に含まれるパッドにボンディングされたバンプと、
前記バンプを介して前記パターン配線と電気的に接続された配線基板と、
前記圧電基板と前記配線基板に挟まれた空間を、密閉された中空となるように封止する封止部と
を備える弾性波デバイスであって、
前記ＩＤＴを構成する第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率が、前記パターン配線を構成する第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率よりも高く、
前記ＩＤＴを構成している第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率は、前記パターン配線を構成している第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率の３倍であり、
前記第１の金属は、アルミニウムであり、前記第２の金属は、銅であり、前記ＩＤＴを構成している第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率は１．５％であり、かつ、前記パターン配線を構成している第１の金属と第２の金属総量に対する第２の金属の含有率は０．５％である弾性波デバイス。 a piezoelectric substrate;
an IDT, which is a pair of comb-shaped electrodes formed on the piezoelectric substrate, made of an alloy of a first metal and a second metal, and having a plurality of interdigitated electrode fingers;
a pattern wiring formed on the piezoelectric substrate and made of an alloy of a first metal and a second metal and electrically connected to the IDT, formed on an underlying layer made of an alloy that constitutes the IDT; ,
a bump bonded to a pad included in the pattern wiring;
a wiring board electrically connected to the pattern wiring via the bumps;
a sealing portion that seals a space sandwiched between the piezoelectric substrate and the wiring substrate so as to form a closed hollow space;
An acoustic wave device comprising:
The content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal forming the IDT is higher than the content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal forming the pattern wiring. is also high,
The content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal forming the IDT is the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal forming the pattern wiring. is three times the content of
The first metal is aluminum, the second metal is copper, and the content of the second metal with respect to the total amount of the first metal and the second metal constituting the IDT is 1.5. 5%, and the content of the second metal is 0.5% with respect to the total amount of the first metal and the second metal forming the pattern wiring. 前記圧電基板は、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムである、請求項１に記載の弾性波デバイス。 The acoustic wave device according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate is lithium tantalate or lithium niobate. 前記圧電基板は、前記ＩＤＴ及び前記パターン配線が形成された面とは反対の主面に、サファイア、シリコン、多結晶アルミナ、多結晶スピネル、水晶、または、ガラスからなる基板が接合された、請求項１に記載の弾性波デバイス。 A substrate made of sapphire, silicon, polycrystalline alumina, polycrystalline spinel, crystal, or glass is bonded to the main surface of the piezoelectric substrate opposite to the surface on which the IDT and the pattern wiring are formed. Item 1. The acoustic wave device according to item 1.
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