KR100725010B1 - 압전 전자 부품, 및 그 제조방법, 통신기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대전화 등에 매우 적합하며, 소형화, 저배화(低背化)될 수 있는 압전 전자 부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 구성에 따르면, 인가된 입력 신호에 의해 진동하고, 그 진동에 의해 출력 신호를 출력하는 압전 소자(3)가 기판(1)에 형성되어 있다. 압전 소자(3)에는, 상기 입출력 신호를 위한 패드부(3c₁) 등이 형성되어 있다. 압전 소자(3)를 이간(離間)해서 덮도록 형성된 절연막으로 이루어지는 봉지부재(封止部材;sealing member)로서의 셸부재(shell member;5)가 기판(1)상에 형성되어 있다. 셸부재(5)는 패드부(3c₁) 등의 상방(上方)에 있어서 관통구멍부(5a)를 가지며, 상기 관통구멍부(5a)는 전극부(17)에 의해 폐색(閉塞)되어 있다.

압전 소자, 패드부, 셸부재, 기판, 관통구멍부

Description

압전 전자 부품, 및 그 제조방법, 통신기{Piezoelectric electronic component, and production method therefor, communication equipment}

본 발명은 소형화, 저배화(低背化)가 가능하고, 휴대전화 등의 소형 통신기용의 필터로서 매우 적합한 압전 전자 부품 및 그 제조방법 그리고 통신기에 관한 것이다.

최근, 휴대전화 등의 소형 통신기에 있어서는, 수많은 필터가 사용되고 있다. 소형 통신기의 소형화·저배화·경량화에의 요구가 커지고, 상기 필터에 대해서도 소형화·저배화·경량화가 요구되고 있다. 게다가, 소형 통신기에서는, 화상의 통신과 같은 통신 정보량의 증대화에 따라, 통신 주파수가 GHz 오더 이상으로 고주파수화해 오고 있다.

그래서, 상기 필터로서는, 통신 주파수의 고주파수화에 따라, 소형화·저배화·경량화가 가능한, 압전 필터나 탄성 표면파 필터와 같은 압전 전자 부품이 사용되게 되어 오고 있다.

상기 압전 필터는 복수의 압전 공진자를 사다리형이나 격자(lattice)형 회로가 되도록 접속함으로써 구성되어 있다. 압전 공진자로서는, 예를 들면, 개구부 혹은 오목부를 갖는 Si기판과, 상기 개구부 혹은 오목부를 덮도록 Si기판상에 형성되 어 있는, 적어도 1층 이상의 압전 박막(ZnO나 AlN으로 이루어진다)을 갖는 박막부의 상하면을 적어도 한 쌍의 상부 전극 및 하부 전극을 대향시켜서 사이에 두는 구조의 여진부를 갖는 것이 사용되고 있다. 이와 같은 압전 필터에서는, 여진부에서 발생하는 두께 종진동(縱振動)을 이용하기 때문에, 여진부상에 진동 공간을 확보함과 아울러, 여진부를 수분이나 먼지 등으로부터 보호할 필요가 있다.

또한, 상기 탄성 표면파 필터는, 수정이나 LiTaO₃, LiNbO₃ 등의 압전 기판상에, Al 등의 금속으로 이루어지는 빗형 전극부를 형성해서 이루어지는 것이다. 탄성 표면파 필터에 있어서는, 빗형 전극부나 압전 기판에 있어서의 탄성 표면파의 전파부분 등의 위에 진동 공간을 확보함과 아울러, 빗형 전극부를 수분이나 먼지 등으로부터 보호할 필요가 있다.

따라서, 종래의 압전 필터 및 탄성 표면파 필터를 사용한 압전 전자 부품에서는, 일본국 특허공개 평5-275965호 공보에 개시되어 있으며, 또한 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 상자형상의 알루미나 등으로 이루어지는 패키지(73)의 저면에 다이본드제(die bonding agent;75)를 도포하고, 압전 필터나 탄성 표면파 필터와 같은 압전 소자(71)를 다이본드로 패키지(73) 내에 탑재하고 있었다. 또한, 패키지(73) 내부의 각 단자와 압전 소자(71)의 각 전극을 와이어본딩(77)에 의해 각각 접속한 후, 상기 패키지(73)의 개구부를 리드(lid;79) 및 용접용 솔더(79a)에 의해 봉지(封止;seal)하고 있었다.

또한, 일본국 특허공개 2002-232253호 공보나, 일본국 특허공개 2000-49565 호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 소형화를 위해서, 알루미나 등으로 이루어지는 패키지의 내저면(內底面)상에 전극 랜드를 형성하고, 압전 필터나 탄성 표면파 필터와 같은 압전 소자를 패키지의 전극 랜드상에 플립칩 본딩으로 탑재하며, 패키지를 리드에 의해 봉지하는 것도 행해지고 있었다.

그러나, 상기 종래와 같은 구조에서는, 압전 필터나 탄성 표면파 필터와 같은 압전 소자를 소형화·저배화했다고 하더라도, 패키지가 소형화·저배화되지 않는 한, 압전 필터나 탄성 표면파 필터를 사용한 압전 전자 부품 전체의 소형화·저배화를 할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 또한, 상기 종래와 같은 구조에 있어서는, 패키지가 알루미나 등의 가공성이 떨어지는 소재로 이루어지므로, 상기 패키지를 소형화하면, 패키지의 가공 비용이 비싸진다고 하는 문제도 있었다.

또한, 특히 압전 필터에서는, 여진부는 기판의 개구부 혹은 오목부상에 형성되어 있기 때문에, 압전 소자의 다이싱(dicing), 실장시의 압전 소자의 픽업, 다이본딩(die bonding) 등의 공정에 있어서의 충격에 의해, 여진부의 파괴가 발생하여, 얻어진 압전 전자 부품의 수율이 저하하거나, 다이싱이 장기화하거나 해서, 비용이 증대한다고 하는 문제도 있었다.

본 발명의 압전 전자 부품은, 이상의 과제를 해결하기 위해서, 기판과, 상기 기판에 형성되며, 인가된 입력 신호에 의해 진동하고, 그 진동에 의해 출력 신호를 출력하는 압전 소자와, 상기 압전 소자에 형성된 복수의 패드부와, 상기 압전 소자를 이간(離間)해서 덮도록 형성된, 절연막으로 이루어지는 봉지부재(封止部材;sealing member)를 가지며, 상기 봉지부재는 상기 압전 소자와 이간되어 있음으로써 확보되는 내부 공간과 외부 공간을 연통(連通)하고 있는 관통구멍부를 상기 각 패드부상에 있어서 구비하고, 상기 관통구멍부를 막도록 전극부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 따르면, 봉지부재를, 압전 소자에 대하여 이간해서 덮도록 형성하였기 때문에, 압전 소자의 진동을 저해하지 않고 상기 압전 소자를 보호할 수 있음과 아울러, 봉지부재를 압전 소자에 대하여 근접해서 형성할 수 있어, 소형화·저배화할 수 있다. 또한, 충격 등의 외력이 압전 소자를 향해서 인가되더라도 봉지부재에 의해 상기 외력의 일부를 흡수할 수 있어, 내충격성을 개선할 수 있다.

상기 압전 전자 부품에서는, 상기 봉지부재는 SiN 등의 실리콘 질화물, SiO₂ 등의 실리콘 산화물, Al₂O₃ 등의 알루미늄 산화물, AlN 등의 알루미늄 질화물, ZnO 등의 아연 산화물, SiO_xN_y 등의 실리콘 산질화물 및 TaN 등의 탄탈 질화물로 이루어지는 군(群)에서 선택되는 적어도 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 압전 전자 부품은 이상의 과제를 해결하기 위해서, 기판과, 상기 기판에 형성되며, 인가된 입력 신호에 의해 진동하고, 그 진동에 의해 출력 신호를 출력하는 압전 소자와, 상기 압전 소자에 형성된 각 패드부와, 상기 압전 소자를 이간해서 덮도록 형성된, 절연막으로 이루어지는 봉지부재를 가지며, 상기 봉지부재는 SiN 등의 실리콘 질화물, SiO₂ 등의 실리콘 산화물, Al₂O₃ 등의 알루미늄 산화물, AlN 등의 알루미늄 질화물, ZnO 등의 아연 산화물, SiO_xN_y 등의 실리콘 산질화물 및 TaN 등의 탄탈 질화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 따르면, SiN 등의 실리콘 질화물, SiO₂ 등의 실리콘 산화물, Al₂O₃ 등의 알루미늄 산화물, AlN 등의 알루미늄 질화물, ZnO 등의 아연 산화물, SiO_xN_y 등의 실리콘 산질화물 및 TaN 등의 탄탈 질화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나로 이루어지는 봉지부재를, 압전 소자에 대하여 이간해서 덮도록 형성하였기 때문에, 압전 소자의 진동을 저해하지 않고 상기 압전 소자를 보호할 수 있음과 아울러, 봉지부재를 압전 소자에 대하여 근접해서 형성할 수 있어, 소형화·저배화할 수 있다. 또한, 충격 등의 외력이 압전 소자를 향해서 인가되더라도 봉지부재에 의해 상기 외력의 일부를 흡수할 수 있어, 내충격성을 개선할 수 있다.

상기 압전 전자 부품에 있어서는, 상기 봉지부재는 다층 구조를 가지며, 적어도 1층의 압축 응력을 갖는 막과, 적어도 1층의 인장 응력을 갖는 막을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 압전 전자 부품에서는, 상기 압축 응력을 갖는 막이 SiO₂, ZnO 및 TaN으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나로 이루어져 있어도 좋다. 상기 압전 전자 부품에 있어서도, 상기 인장 응력을 갖는 막이 Al₂O₃, SiN, AlN으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나로 이루어져 있어도 좋다.

상기 압전 전자 부품에 있어서는, 상기 봉지부재는 다층 구조를 가지며, 그 최상층이 수지로 이루어져 있어도 좋다. 상기 압전 전자 부품에서는, 상기 수지가 폴리이미드, 에폭시 수지, 레지스트 수지 및 액정 폴리머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나로 이루어져 있어도 좋다.

상기 압전 전자 부품에 있어서는, 상기 봉지부재의 주변부에, 봉지부재의 내부와 외부를 연통하는 연통구멍부(connecting hole)와, 상기 연통구멍부를 막도록 형성된, 상기 입출력 신호를 입출력하기 위한 전극부를 구비하고 있어도 좋다.

상기 압전 전자 부품에서는, 상기 압전 소자가 개구부 혹은 오목부를 갖는 기판과, 상기 개구부 혹은 오목부상에 형성되어 있는, 적어도 1층 이상의 압전 박막을 갖는 박막부의 상하면을 적어도 한 쌍의 상부 전극 및 하부 전극을 대향시켜서 사이에 두는 구조의 여진부를 갖는 압전 공진자여도 좋다.

상기 압전 전자 부품에 있어서는, 상기 압전 소자가 개구부 혹은 오목부를 갖는 기판과, 상기 개구부 혹은 오목부상에 형성되어 있는, 적어도 1층 이상의 압전 박막을 갖는 박막부의 상하면을 적어도 한 쌍의 상부 전극 및 하부 전극을 대향시켜서 사이에 두는 구조의 여진부를 갖는 압전 공진자를 복수 사용해서 이루어지는 압전 필터여도 좋다.

상기 압전 전자 부품에서는, 상기 압전 소자가 압전 기판상에 형성된 적어도 하나의 빗형 전극부를 갖는 탄성 표면파 장치여도 좋다. 상기 압전 전자 부품에 있어서는, 상기 봉지부재에, 전기 회로가 형성되어 있어도 좋다.

본 발명의 압전 전자 부품의 제조방법은 상기의 과제를 해결하기 위해서, 기판상의 압전 소자를 이간해서 덮기 위해, 절연막으로 이루어지는 봉지부재에 캐버티부를 형성하기 위한, 압전 전자 부품의 제조방법에 있어서, 상기 캐버티부에 따른 희생층(sacrificial layer)을 압전 소자상에 형성하고, 상기 희생층의 전면상에, 봉지부재를 형성하며, 상기 봉지부재의 일부를 제거해서, 희생층의 일부가 노출한 노출부분을 형성하고, 상기 희생층을, 노출부분으로부터 제거하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 방법에 따르면, 봉지부재의 일부를 제거해서, 희생층의 일부가 노출한 노출부분을 형성하였기 때문에, 희생층을, 노출부분으로부터 제거하는 것을 확실화할 수 있으며, 기판상의 압전 소자를 이간해서 덮기 때문에, 절연막으로 이루어지는 봉지부재에 있어서의 캐버티부의 형성이 확실하게 가능해진다.

또한, 상기 방법은 희생층을 얇게 형성하면, 희생층상에 형성한 봉지부재를 압전 소자에 대하여 근접해서 기판상에 기판과 일체적이 되도록 형성할 수 있기 때문에, 얻어진 압전 전자 부품을 소형화·저배화할 수 있다.

상기 제조방법에서는, 상기 희생층을, 희생층의 형성 패턴의 단부를 향해서 높이가 낮아지는 테어퍼(taper) 형상으로 형성해도 좋다. 상기 방법에 따르면, 상기 희생층을, 희생층의 형성 패턴의 단부를 향해서 높이가 낮아지는 테이퍼 형상으로 형성함으로써, 희생층을 제거하기 위한 배출구가 되는 노출부분의 높이를 용이하게 억제할 수 있으며, 캐버티부의 형성을 확실화할 수 있다.

상기 제조방법에 있어서는, 상기 노출부분을, 압전 소자에 있어서의, 신호를 입출력하기 위한 패드부에 면한 위치에 형성해도 좋다. 상기 방법에 따르면, 노출부분을, 압전 소자에 있어서의, 신호를 입출력하기 위한 패드부에 면한 위치에 형성하였기 때문에, 외부와의 접속을 위한 패드부를, 희생층을 제거하기 위한 배출구의 일부와 병용할 수 있어 제조공정을 간소화할 수 있다.

상기 제조방법에서는, 상기 희생층을, 압전 소자에 있어서의, 신호를 입출력하기 위한 패드부의 일부를 남긴 상기 압전 소자 및 기판상에 형성해도 좋다. 상기 방법에 따르면, 희생층을, 압전 소자에 있어서의, 신호를 입출력하기 위한 패드부의 일부를 남긴 상기 압전 소자 및 기판상에 형성함으로써, 압전 소자를 봉지부재 사이에 끼워서 기판상에 고정할 수 있으며, 얻어진 압전 전자 부품의 내충격성을 상술한 바와 같이 향상할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 압전 전자 부품에 있어서의 제1 실시형태의 단면도이다.

도 2는 (a)∼(j)는 상기 압전 전자 부품의 각 제조공정을 각각 나타내는 각 공정도이다.

도 3은 (a)∼(l)은 상기 압전 전자 부품의 각 제조공정을 각각 나타내는, 다른 각 공정도이다.

도 4는 (a)∼(f)는 본 발명에 따른 압전 전자 부품에 있어서의 제2 실시형태의 각 제조공정을 각각 나타내는 각 공정도이다.

도 5는 압전 필터의 일례의 회로도이다.

도 6은 상기 압전 필터에 사용한, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 압전 전자 부품의 단면도이다.

도 7은 (a)는 상기 압전 전자 부품의 평면도이고, (b)는 상기 압전 전자 부품에 있어서의, 상기 (a)의 X-X'선을 따른 단면도이며, (c)는 상기 압전 전자 부품에서 가상적으로 셸부재(shell member)를 제거해서 각 전극 구조를 나타내기 위한 평면도이다.

도 8은 본 발명의 압전 전자 부품의 제조에 사용되는 희생층의 일례를 나타내며, (a)는 평면도, (b)는 사시도이다.

도 9는 상기 압전 전자 부품을 사용한 압전 필터의 또 다른 예의 단면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 압전 전자 부품에 있어서의 제4 실시형태를 나타내며, (a)는 평면도, (b)는 상기 (a)의 X-X'선에 따른 단면도를 나타내고, (c)는 상기 압전 전자 부품의 셸부재에 형성된, 인덕턴스를 형성하기 위한 도체부를 나타내는 평면도이다.

도 11은 본 발명에 따른 압전 전자 부품에 있어서의 제5 실시형태에 사용하는 압전 소자의 평면도이다.

도 12는 상기 제5 실시형태의 압전 전자 부품을 나타내며, (a)는 단면도, (b)는 평면도이다.

도 13은 상기 제5 실시형태의 압전 전자 부품의 한 변형예를 나타내며, (a)는 단면도, (b)는 평면도이다.

도 14는 종래의 압전 전자 부품의 분해 단면도이다.

본 발명의 각 실시형태에 대해서 도 1 내지 도 13에 기초하여 설명하면, 이하와 같다.

(제1 실시형태)

본 발명에 따른 제1 실시형태의 압전 부품을 도 1 내지 도 3에 기초하여 이하에 설명한다.

상기 압전 부품은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 인가된 입력 신호에 의해 진동하고, 그 진동에 의해 출력 신호를 출력하는 압전 소자(3)와, 압전 소자(3)를 이간해서 덮도록 형성된 절연막으로 이루어지는 셸부재(shell member)(봉지부재)(5)와, 셸부재(5)의 주변부에, 셸부재(5)의 내부 공간과 외부 공간을 연통(連通)하도록 형성된 관통구멍부(5a)와, 관통구멍부(5a)를 막도록 형성된, 상기 입출력 신호를 입출력하기 위한, 복수의 각 전극부(17)를 구비하고 있다. 각 전극부(17)는 관통구멍부(5a)를 막음으로써, 상기 내부 공간의 기밀성(氣密性)을 확보할 수 있음과 아울러, 압전 소자(3)와 외부 사이에서의 전기 신호의 입출력이 가능해지고 있다.

상기 셸부재(5)는 압전 소자(3)를 이간해서 덮기 위하여, 내부 공간으로서의 캐버티부(5c)와, 복수의 각 연통구멍부(connecting hole;5b)를 구비하고 있다. 상기 각 연통구멍부(5b)는 캐버티부(5c)의 주변부에 형성되며, 그 캐버티부(5c)를 형성하기 위한, 에천트(etchant)를 침입시키고, 그 에천트에 의해 용출된 내용물을 외부로 배출하기 위한 통로이다.

상기 셸부재(5)에 사용하는 재료의 바람직한 각 특성 (1)∼(3)은 하기와 같 이, (1)절연성을 가지며, (2)기밀성을 확보할 수 있고, (3)후술하는 희생층(9)의 에천트에 대하여 내성을 구비하는 것이다.

상기 압전 소자(3)는 개구부(1a)를 갖는 실리콘(Si) 기판(1)과, 상기 개구부(1a)상에 형성되어 있는, 적어도 1층 이상의 압전 박막(3b)을 갖는 박막부의 상하면을 적어도 한 쌍의 상부 전극(3c) 및 하부 전극(3a)을 서로 대향시켜서 사이에 두는 다층 박막 구조의 여진부(다이어프램부)(3d)를 갖는 압전 공진자이다. 상기 압전 소자(3)에서는, Si기판(1)을 두께방향으로 관통하고 있는 개구부(1a)를 대신해서, 상기 여진부(3d)와 Si기판(1) 사이에 공간을 형성해서 갖는 오목부를 사용해도 좋다. 또한, Si기판(1)상에는, 그 전면에 걸쳐서, 여진부(3d)와의 사이에 절연막(2)이 형성되어 있다. 절연막(2)으로서는, SiN 등의 실리콘 질화물, SiO₂ 등의 실리콘 산화물, Al₂O₃ 등의 알루미늄 산화물, AlN 등의 알루미늄 질화물, ZnO 등의 아연 산화물, SiO_xN_y 등의 실리콘 산질화물 및 TaN 등의 탄탈 질화물 중 어느 하나로 이루어지는 단층의 절연막이거나, 또는, 이들 중의 2층 이상이 적층된 다층 구조의 것을 들 수 있다.

상기 상부 전극(3c)은 또한 상기 여진부(3d)로부터 Si기판(1)의 표면방향을 따라 Si기판(1)의 한쪽의 단부(제1 방향)를 향해서 연장되는 띠형상의 제1 리드부(lead)와, 그 제1 리드부의 선단부에 형성된, 거의 직사각형 판형상의 제1 패드부(3c₁)를 구비하고 있다. 상기 하부 전극(3a)은 또한 상기 여진부로부터 Si기판(1)의 표면방향을 따라 Si기판(1)의 다른쪽의 단부(상기 제1 방향과는 반대방향의 제2 방 향)를 향해서 연장되는 띠형상의 제2 리드부와, 그 제2 리드부의 선단부에 형성된, 거의 직사각형 판형상의 제2 패드부(3a₁)를 구비하고 있다.

상기의 복수의 각 전극부(17)는 각각 그들의 기단부에서, 제1 패드부(3c₁)와, 제2 패드부(3a₁)와 전기적으로 접속되며, 또한, 상기의 각 연통구멍부(5b) 및 관통구멍부(5a)를 막도록 형성되고, 게다가, 각 전극부(17)의 선단부에서는, 셸부재(5)의 표면상을 셸부재(5)의 표면방향 외측으로 향해서 연장되는 플랜지부(17a)를 구비하고 있다.

이들 플랜지부(17a)에 의해서도, 셸부재(5)는 Si기판(1)상에 고정되게 되기 때문에, 외부로부터의 진동이나 충격과 같은 외력이 Si기판(1)에 인가되더라도, 상기 외력은 압전 소자(3)와 셸부재(5)로 분산되므로, 압전 소자(3)에 인가되는 외력의 크기를 억제할 수 있어 상기 압전 소자(3)를 보호할 수 있다.

그리고, 상기 셸부재(5)는 그 주변부에서 Si기판(1)상에 고정되어서 형성되어 있으며, 또한 상기 주변부의 일부는, 제1 패드부(3c₁)에 있어서의, 제1 리드부와 접속된 일단부(一端部)를 제외하는, 많아도 3개의 각 주단부(周端部;peripheral edges)를 각각 사이에 두고 Si기판(1)상에 형성되어 있는 한편, 상기 주변부의 다른 일부는 제2 패드부(3a₁)에 있어서의, 제2 리드부와 접속된 일단부를 제외하는, 많아도 3개의 각 주단부를 각각 사이에 두고 Si기판(1)상에 형성되어 있다.

이와 같이 셸부재(5)의 주변부가 제1 패드부(3c₁), 제2 패드부(3a₁)의 일부 를 사이에 두고 Si기판(1)상에 고정되는 것에 의해서도, 외부로부터의 진동이나 충격과 같은 외력이 Si기판(1)에 인가되더라도, 상기 외력은 압전 소자(3)와 셸부재(5)로 분산되므로, 압전 소자(3)에 인가되는 외력의 크기를 억제할 수 있어 상기 압전 소자(3)를 보호할 수 있다.

다음으로, 상기 압전 부품에 대해서, 상기 압전 부품의 제조방법의 각 공정(각 프로세스)을 나타내는 도 2(a) 내지 도 2(j) 그리고 도 3(a) 내지 도 3(l)을 따라서 순차 설명한다.

상기 제조방법에서는, 우선, 도 3(a) 및 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 거의 직육면체 형상의 Si기판(1)의 한 표면상에, 절연막(2)을 전면에 형성한다. 그 후, 상기 절연막(2)상에, 하부 전극(3a)/압전 박막(3b)/상부 전극(3c)에 의한 벌크파(BAW) 공진자 구조를 구비한 압전 소자(3)를 형성한다. 계속해서, 상기 Si기판(1)에 대하여, 압전 소자(3)의 형성면과는 반대면측으로부터, 상기 압전 소자(3)를 향해서 이방성 에칭을 행하여, 상기 개구부(1a)를 형성한다.

이때, 압전 소자(3)에 면한 위치에 있어서의, Si기판(1)의 Si를 두께 수십 ㎛ 남기도록 상기 이방성 에칭을 실시하여 상기 Si기판(1)에, 상기 여진부(3d)를 지지하도록 박막 지지부(1b)를 형성한다.

계속해서, 도 3(c) 및 도 3(d), 그리고, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 상기 압전 소자(3)상에, 희생층(9)의 패턴을 포토리소그래피법에 의해 형성한다. 이때, 상기 희생층(9)의 패턴을 형성할 때, 마스크와 에칭 대상과의 사이에 거리를 두고 노광하는 프록시미티 노광(proximity exposure)을 행함으로써, 상기 희생층 (9)의 주변부에 외방(外方)(상기 패턴의 단부)을 향해서 순차 높이가 낮아지는 테이퍼부(9a)가 형성된다.

이와 같은 테이퍼부(9a)를 형성함으로써, 연통구멍부(5b)의 크기를 제어할 수 있고, 후술하는 바와 같이 셸부재(5)의 내부 공간인 캐버티부(5c)의 형성을 안정화할 수 있음과 아울러, 전극부(7)의 형성시에 있어서의 전극재료의 상기 캐버티부(5c) 내에의 침입을 억제할 수 있으며, 압전 부품의 제조를 안정화할 수 있다.

희생층(9)의 재료로서는, 그것을 후에 용출 등에 의해 제거하기 위해서 사용하는 에천트가 압전 소자(3)의 각 박막 재료나 후에 형성하는 셸(외곽)부재에 대하여 손상을 주지 않는 것이면 되고, 예를 들면, 수용성의 Sb, 유기 용매로 제거할 수 있는 수지(예를 들면 레지스트 수지), 희석산(dilute acid)에 의해 에칭 가능한 산화아연(ZnO)이나 Ge, 불산(hydrofluoric acid)에 용해하는 PSG(인유리)나 폴리실리콘 등을 들 수 있다. 상기 산화아연은 내열성이 우수하기 때문에, 후에 작성하는 셸부재에, 막질(膜質)은 양호하지만, 성막(成膜) 온도가 높은 SiN막이나 SiO₂막을 사용할 수 있다.

또한, 상기 압전 소자(3)상에, 희생층(9)을 형성할 때, 상기 희생층(9)을, 압전 소자(3)상의 전부를 덮는 것이 아니라, 압전 소자(3)의 하부 전극(3a)에 있어서의 외부와의 전기적인 접속을 위한 패드부(3a₁)의 주변부, 및 상부 전극(3c)에 있어서의 외부와의 전기적인 접속을 위한 패드부(3c₁)의 주변부를 제외하는, 압전 소자(3)상을 덮도록 상기 희생층(9)을 형성한다. 이것에 의해, 후에 형성하는 셸부재 (5)는 상기 하부 전극(3a) 및 상부 전극(3c)의 각 패드부(3a₁, 3c₁)의 각 주변 단부를 각각 사이에 두고 Si기판(1)상에 형성되기 때문에, Si기판(1)상의 압전 소자(3)의 부착 강도를 향상할 수 있다.

그 후, 도 2(b) 및 도 3(e)에 나타내는 바와 같이, 상기 희생층(9) 및 Si기판(1)의 전면상에, 셸부재(5)의 막을 형성한다. 상기 셸부재(5)의 재질은 막 응력이 적고, 기밀성·내습성이 우수한 것이 바람직하며, 예를 들면 RF 스퍼터법에 의해 형성된 이산화규소(SiO₂)막을 들 수 있다.

계속해서, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 레지스트막(15)을 셸부재(5)상에 형성하고, 포토리소그래피법에 의해 상기 각 패드부에 대응하는 위치에 에칭용의 창부(窓部;15a)를 형성한다. 다음으로, 도 2(d)에 나타내는 바와 같이, 상기 에칭용의 창부(15a)를 통한 에칭에 의한 대응부분의 셸부재(5)를 제거한다.

그 후, 도 3(f) 및 도 3(g), 그리고 도 2(e)에 나타내는 바와 같이, 남아 있는 레지스트막(15)을 제거한다. 이때, 상기 셸부재(5)에, 상기의 희생층(9)에 있어서의 주변부의 테이퍼부(9a)를 상기 각 패드부(3a₁, 3c₁)상에서 노출시키는 관통구멍부(5a)가 형성된다.

계속해서, 도 2(f), 그리고 도 3(h) 및 도 3(i)에 나타내는 바와 같이, 상기 관통구멍부(5a) 및 노출하고 있는 각 테이퍼부(9a)를 통해서, 희생층(9)을 상기 희생층(9)을 용출할 수 있는 용제(예를 들면, 상기 희생층(9)이 레지스트 수지로 이루어지는 경우는 아세톤 등)에 의해 제거하고, 셸부재(5)의 내부에, 압전 소자(3) 의 여진부(3d)와 셸부재(5)의 내벽면 사이를 이간시키는 내부 공간인 캐버티부(5c)가 형성된다. 또한, 이때, 셸부재(5)의 주변부의 내부에는, 상기 각 테이퍼부(9a)에 따른 테이퍼 형상의 각 연통구멍부(5b)가 각각 형성되어 있다.

다음으로, 여진부(3d)의 이면측에 남아 있었던, 박막 지지부(1b)를 제거한다. 그 후, 도 2(g)에 나타내는 바와 같이, 셸부재(5)상, 그리고, 각 관통구멍부(5a) 및 각 연통구멍부(5b)를 막도록, 구리 등으로 이루어지는 전극부(17)를 층형상으로 성막한다. 상기 전극부(17)의 성막은 CVD법이나 스퍼터링법 등 커버리지(coverage)가 좋은 성막방법이 바람직하고, 스퍼터링법이 보다 바람직하다. 그 성막시에, 상기 캐버티부(5c) 내부는 성막시의 압력으로 상기 전극부(17)에 의해 봉지된다. 한편, 상기 성막은 금속 페이스트를 마스크 인쇄해서 소정 위치에 도포한 후, 가열에 의해 형성하는 것도 가능하다.

계속해서, 도 2(h)에 나타내는 바와 같이, 상기의 층형상의 전극부(17)에 대하여, 각 관통구멍부(5a)와 그 주변부로부터 외측으로 향해서 넓어지는 영역까지 덮는, 전극부 패터닝용의 레지스트층(19)에 의해, 전극부(17)의 불필요한 영역을 제거하고, 다음으로, 남아 있는 레지스트층(19)을 제거하여, 도 2(i), 도 3(j) 및 도 3(k)에 나타내는 바와 같이, 도 1에 나타내는 각 전극부(17)를 각각 형성한다.

그 후, 필요에 따라서, 도 2(j)에 나타내는 바와 같이, 상기 각 전극부(17)상에 솔더부(7)를 인쇄에 의해 형성해도 좋다. 또한, 각 연통구멍부(5b)가 봉지되어 있으면, 솔더볼(solder ball)을 형성해도 좋다. 이와 같이, 솔더를 사용하는 경 우, 셸부재(5)에 SiO₂와 같은, 솔더와의 친화성을 나타내지 않는 것을 사용한 경우, 상기 셸부재(5)에 있어서의, 각 관통구멍부(5a)의 개구단부의 주위 영역에, 솔더와 친화성을 갖는 금속(예를 들면 니켈)의 메탈라이즈층을 각각 형성해 두는 것이 바람직하다. 한편, 도 3(l)에 나타내는 바와 같이, 개구부(1a)를 막는 이판(裏板;back plate)(18)을 부착해도 좋다.

한편, 상기 셸부재(5)에는, 또한, 폴리이미드 등의 수지층을 보강재로서 최외층에 형성해도 좋다. 이와 같은 압전 전자 부품은 큰 실리콘 웨이퍼에, 다수, 동시에 형성되는 경우가 많다. 그때에는, 상기 실리콘 웨이퍼상의 각 압전 전자 부품은 다이싱 등에 의해 각각 잘라져서 사용된다.

이와 같은 본 발명의 압전 전자 부품 및 그 제조방법에서는, 박막형상의 셸부재(5)를 압전 소자(3)에 근접해서 형성하는 것이 가능하기 때문에, 소형화·저배화가 가능하고, 또한, 종래와 같은 패키지나 뚜껑재도 생략할 수 있으며, 다이본드, 와이어본드, 뚜껑재 탑재, 용접 등의 많은 각 공정도 생략할 수 있기 때문에, 저비용화할 수 있다.

또한, 본 발명의 압전 전자 부품 및 그 제조방법에 있어서는, 캐버티부(5c) 내를, 성막시의 압력으로 봉지 가능하기 때문에, 감압하(10^-2Pa 이하)의 진공 분위기하에서의 봉지를 용이하게 행할 수 있다. 그 때문에, 진공중 뚜껑재(리드(lid)) 용접기 등의 고가의 특수 장치를 필요로 하지 않는다. 또한, 상기 감압하의 압전 소자(3)에서는, 공기에 의한 댐핑(damping)을 저감할 수 있기 때문에, Q값을 향상 할 수 있다.

게다가, 상기 압전 전자 부품 및 그 제조방법에서는, 기판을 접합해서 봉지하는 경우에 비하여, 응력의 발생이 적고, 압전 소자(3)의 파괴가 발생하기 어려우며, 또한, 웨이퍼 레벨에서의 패키징을 일괄적으로 행할 수 있고, 다이싱이나 픽업, 다이본드시에 여진부(3d)가 셸부재(5)에 의해 보호되어 있으므로, 상기 여진부(3d)의 파괴를 방지할 수 있다.

상기의 희생층(9)에 사용하는 재료의 특성으로서 바람직한 각 특성 (1)∼(3)은 이하와 같다. (1)작은 에칭용 채널인 연통구멍부(5b)나 관통구멍부(5a)(희생층을 제거하기 위한 에천트를 출납하는 개구구멍)로부터의 에칭이 되므로 신속하게 에칭할 수 있는 것. (2)각 전극(3a, 3c)이나 압전 박막(3b) 등의 디바이스 재료 및 셸부재(5)의 구조재에 손상을 주지 않는 것. (3)희생층(9)의 에천트가 셸부재(5) 및 각 전극(3a, 3c)이나 압전 박막(3b) 등의 디바이스 재료에 대하여 손상을 주지 않는다.

상기 제1 실시형태의 제조방법에서는, 각 연통구멍부(5b)의 형상, 즉, 각 패드부(3a₁, 3c₁)상에 있어서의 희생층(9)의 각 테이퍼부(9a)의 노출형상인, 에칭용 채널(희생층(9)을 제거하기 위한 에천트를 출납하는 개구구멍)의 바람직한 형상은 다음과 같이 된다.

우선, 캐버티부(5c) 내의 봉지를 고려한 경우, 에칭용 채널의 높이는 낮은 편이 좋다. 에칭용 채널의 면적이 크면, 에천트가 희생층(9)에 접촉하는 면적이 커 져서, 희생층(9)을 에칭하기 쉬우므로, 셸부재(5)의 강도 유지를 고려하면, 에칭용 채널의 형상은 세로(Si기판(1)의 표면에 대하여 수직방향의 높이)의 변이 짧고, 가로(Si기판(1)의 표면에 대하여 평행방향의 폭)의 변이 긴 직사각형이 바람직하다.

단, 에칭용 채널의 가로의 변을 너무 길게 하면, 변의 중앙부가 들떠서, 에칭용 채널을 봉지하기 어려워진다. 에칭용 채널의 긴 변(가로)이 30㎛ 이상이면, 희생층(9)의 에칭 제거를 충분히 할 수 있는 것이 실험결과로부터 확인되고 있다.

한편, 에칭용 채널의 형상은 직사각형에 한하지 않으며, 원형이나 정사각형, 그 외의 다각형이어도 좋다. 특히, 에칭용 채널의 형상이 원형·다각형에서는 응력이 한 방향으로 집중하기 어려우므로, 셸부재(5)의 응력에 의한, 에칭용 채널의 파괴가 일어나기 어렵다고 하는 효과를 이룬다.

(제2 실시형태)

본 발명에 따른 압전 전자 부품의 제2 실시형태는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 제1 실시형태의 셸부재(5)가 다층 구조, 예를 들면 최외층에 폴리이미드로 이루어지는 수지층(5e)과, 그 내측에 SiO₂ 또는 SiN으로 이루어지는 무기 절연층(5d)을 구비하고 있다. 상기 구성에 따르면, 다층 구조로 함으로써, 내습성이나 강도를 부여할 수 있으며, 얻어진 압전 전자 부품의 신뢰성을 개선할 수 있다. 한편, 본 실시형태를 포함하는, 이하의 각 형태에서는, 제1 실시형태와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는 동일한 부재번호를 부여하고, 그들의 설명을 생략하였다.

상기 압전 전자 부품의 제조방법은, SiO₂ 또는 SiN으로 이루어지는 무기 절 연층을 상기 제1 실시형태에 기재된 셸부재(5)와 마찬가지로 성막한 후, 폴리이미드의 수지층을 스핀코팅에 의해 형성하고, 그 수지층을 포토리소그래피법에 의해 수지층(5e)을 패터닝하며, 계속해서, 상기 수지층(5e)을 마스크로 해서 에칭에 의해 무기 절연층(5d)을 형성하면 된다. 후의 공정은 제1 실시형태와 동일하다.

한편, 상기 제2 실시형태에서는, 폴리이미드의 수지층(5e)을 최외층으로 하는, 2층 구조의 예를 들었으나, 여러 가지 조합에 의해 다양한 특성을 구비한 셸부재(5)를 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 셸부재(5)는 폴리이미드를 최외층으로 하는, 폴리이미드/SiO₂/Al₂O₃의 3층 구조여도 좋다.

상기 다층 구조에서는, 하층에 내습성, 내열성, 내후성이 우수한, SiN층, SiO₂층, Al₂O₃층 등의 무기 절연층, 상층에 기계적 강도를 높이는 수지층의 조합이 바람직하다. 특히, 내습성 향상에는, 다층 구조 중, 한 층이라도 SiN층이 있으면 유효하고, 또한, 전극 특히 Al전극의 보호에도 유효하다. 상기 다층 구조에서는, 셸부재(5) 중, 최하층을 내습성이 높은 막으로 하고, 그 위에 수지를 형성한 다층 구조로 하였으므로, 셸부재(5)의 강도를 높일 수 있음과 아울러, 내습성을 개선하는 것이 가능해진다.

또한, 셸부재(5)를, 특히, 인장 응력을 갖는 층과 압축 응력을 갖는 층과의 다층 구조로 해도 좋다. 상기 다층 구조에서는, 인장 응력의 총합과, 압축 응력의 총합과의 차(差)의 절대값(전 응력)이 셸부재(5)의 파괴 강도보다도 작아지도록, 보다 바람직하게는 제로가 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.

예를 들면, SiO₂층을 층 두께 1㎛로 RF 스퍼터링법에 의해 형성하고, 다음으로, SiO₂층상에, SiN층을 층 두께 1㎛로 RF 스퍼터링법에 의해 형성한 2층 구조의 셸부재(5)로 한 경우, 상기 SiO₂층은 100MPa정도의 압축 응력을 나타내고, 상기 SiN층은 100MPa정도의 인장 응력을 나타내므로, 상기 총 응력(요컨대, 인장 응력의 총합과, 압축 응력의 총합과의 차의 절대값)을 제로로 할 수 있으며, 셸부재(5)의 층 두께를 크게 하면서, 상기 각 응력을 상쇄시켜서 강도를 개선할 수 있다.

또한, 셸부재(5)로서, SiO₂층이나 SiN층을 층 두께 1㎛로 형성한 경우, 상기 셸부재(5)에 광투과성을 부여할 수 있으며, 상기 희생층(9)의 에칭에 의한 제거의 정도를 눈으로 확인할 수 있고, 상기 제거를 확실화할 수 있으므로, 얻어진 압전 전자 부품의 신뢰성을 향상할 수 있다.

상기 다층 구조에 있어서는, 셸부재(5)의 강도를 더욱 높일 수 있음과 아울러, 셸부재(5) 전체를 두껍게 하는 것이 가능해진다. 인장 응력을 갖는 층의 소재로서는, Al₂O₃, SiN, AlN을 들 수 있으며, 압축 응력을 갖는 층으로서는, SiO₂, ZnO, TaN을 들 수 있다.

또한, 특히 SiN막이나 SiO₂막을 셸부재(5)에 사용하면, 내습성을 셸부재(5)에 부여할 수 있으며, 또한, 전극 재료(특히 Al전극) 및 압전 박막(3b)을 보호할 수 있고, 또한 내열성도 셸부재(5)에 부여할 수 있다. 또한, 특히 수지를 셸부재(5)에 사용하면, 내충격성을 셸부재(5)에 부여할 수 있다.

또한, 상기 수지층(5e)의 소재로서는, 폴리이미드 이외에는, 에폭시 수지나, 내후성이 우수한 레지스트 수지(감광성 수지), 내습성 및 내후성이 우수한 액정 폴리머를 들 수 있다. 특히, 상기 레지스트 수지를 사용한 경우, 그 패터닝하고, 마스크로서 사용한 후, 그대로 수지층(5e)으로 할 수 있어, 제조를 간소화할 수 있다.

상기 레지스트 수지(감광성 수지)로서 매우 적합한 것은, 다음의 각 특성을 갖는 것이다. a)포토리소그래피법에 의한 패터닝이 가능(패터닝이 간단). b)경화시켰을 때의 수축율이 작다(셸부재(5)의 파괴를 방지). c)경화 후의 영률(Young's modulus)이 크다(튼튼하고 단단하다). d)열이 인가되었을 때에 가스나 저분자 성분 등의 용출이 없다. e)전기적 특성이 우수하다(유전율이 작고, 저항률이 높다). f)Si기판(1)과의 밀착성이 좋다. 구체적인 재료명으로서는, 아사히 카세이제의 "PIMEL", 닛폰 제온제의 "ZFPI" "ZCOAT" 등을 들 수 있다.

(제3 실시형태)

본 발명에 따른 압전 전자 부품의 제3 실시형태는, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이, 복수의 압전 소자(3)를 사다리형으로 조합해서 Si기판(1)상에 형성한 압전 필터와 같이, 압전 필터나 듀플렉서에 매우 적합한 것이다. 복수의 압전 소자(3)의 조합으로서는, 사다리형이, 한쪽의 압전 소자(3)의 상부 전극을 Si기판(1)의 표면방향으로 연장해서 다른쪽의 압전 소자(3)의 하부 전극으로 하여 서로 접속하는 배선을 간소화할 수 있으므로 바람직하다.

본 제3 실시형태에서는, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, Si기판(1)상 에, 복수의 압전 소자(3)를 형성하고, 상기 각 압전 소자(3)를 덮는 셸부재(5)가 상기 제1 실시형태와 동일한 제조방법에 의해 형성되어 있다. 한편, 도 7(c)는 도 7(a)에 기재된 압전 전자 부품으로부터, 셸부재(5)를 가상적으로 제거해서 각 전극의 구조나 관계를 나타내기 위한 것이다.

그리고, 본 제3 실시형태에 있어서는, 셸부재(5)의 강도를 높이기 위해서, 각 여진부(3d)간에 있어서, 상기 배선상에 접합에 의해 고정되는 앵커부(anchor portion;5g)가 세로방향(Si기판(1)의 표면방향에 수직방향) 단면형상이 거의 M자형상으로 형성되어 있다. 상기 구성에 따르면, 앵커부(5g)에 의해 열을 외부로 놓아주기 쉬워져서 상기 각 압전 소자(3)를 사용한 압전 필터나 듀플렉서의 내전력성을 향상할 수 있다.

또한, 희생층(9)의 선단부(상기 패턴의 단부)의 형상으로서, 상기의 테이퍼부(9a)를 대신해서, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 선단을 향해서 서서히 폭이 좁아지는 쐐기형의 테이퍼부(9b)로 해도 좋다. 이에 따라, 에칭용의 창부(15a)의 형성 위치에 의해, 상기 테이퍼부(9b)에 의해 형성되는 각 연통구멍부(5b)의 크기를 용이하게 조정할 수 있으며, 에천트(11)에 의한 희생층(9)의 제거를 확실화할 수 있다.

본 실시형태에 기재된 압전 전자 부품은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 장착 기판(41)상에, 장착 기판(41)상의 각 전극부(43)와, 각 전극부(7)를 솔더볼(35)에 의한 볼본딩(ball bonding)에 의해 결합하고, 그들 각 전극부를 봉지수지(sealing resin;37)로 봉지해서 사용해도 좋다.

한편, 본 실시형태에서는, 본 발명의 압전 박막 소자를, 복수, 사다리형으로 형성한 필터의 예를 들었으나, 상기에 한하지 않으며, 격자형이나 다중 모드형으로 구성해도 좋다.

(제4 실시형태)

본 발명에 따른 압전 전자 부품의 제4 실시형태에서는, 예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같이, 셸부재(5)상에 전기 회로가 형성되어 있다. 상기 전기 회로로서는, 저항, 용량, 인덕턴스 등이다. 상기 전기 회로는 예를 들면, 셸부재(5)의 상층에, 금속막이나 절연막을 형성하고, 각각 소정 형상으로 패터닝(예를 들면, 저항의 경우, 미앤더링 패턴(meandering pattern) 등)하면 된다.

본 실시형태에서는, 도 10(a) 및 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 각 전극층(51a, 51c) 사이에 SiO₂ 등의 절연층(51b)을 형성함으로써 용량을 형성할 수 있다. 또한, 도 10(c)에 나타내는 바와 같이, 상기 셸부재(5)상, 예를 들면 앵커부(5g)상에 나선형상의 도체부(53)를 형성함으로써, 인덕턴스를 형성할 수 있다.

또한, 전극층(51c)을 압전 소자(3)의 전극부(7)와 접속해 두면, 와이어본딩 등 뒤이은 접속을 생략할 수 있어 제조를 간소화할 수 있다. 한편, 도면 중의 추출 전극(55)은 와이어본딩 등으로 외부와 접속하기 위한 것이다.

(제5 실시형태)

본 발명에 따른 압전 전자 부품의 제5 실시형태에서는, 예를 들면 도 11 내지 도 13에 나타내는 바와 같이, 상기 압전 소자(3)를 대신해서, 빗형 전극부(63) 를 구비한 탄성 표면파 필터(이하, SAW 필터로 기재한다)(60)가 사용되고 있다. SAW 필터(60)는 빗형 전극부(63a)와 그것을 사이에 둔 각 반사기(63b)와 빗형 전극부(63a)에 접속된 각 패드부(63c, 63d)를 압전 기판(61)상에 갖고 있다. 한편, 상기의 각 실시형태와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일한 부재번호를 부여하고, 그들의 설명을 생략하였다.

도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 셸부재(5)를, 각 패드부(63c, 63d)의 일부를 사이에 두고 압전 기판(61)상에 형성함으로써, 내충격성 및 소형화, 저배화가 가능하다. 또한, 도 13에서는, 셸부재(5)를 덮도록 봉지 수지부(65)를 형성하였기 때문에, 도 13의 구성은 도 12와 비교해서, 봉지 수지부(65)에 의해 보호되어 있어, 내습성이나 내충격성을 향상한 것으로 할 수 있다. 한편, 각 패드부(63c, 63d)와, 솔더부(7)는 서로 접속 전극(66)으로 접속되어 있다.

상기의 각 실시형태의 압전 전자 부품은, 소형화·저배화할 수 있음과 아울러 내충격성이 우수하고 수율도 향상할 수 있기 때문에, 휴대전화 등의 통신기에 있어서의, 듀플렉서와 같은 필터에 매우 적합하게 사용할 수 있다.

그런데, 일본국 특허공개 평8-162899호 공보에는 SAW를 덮는 중공(中空) 구조를 갖는 보호부재를 실드용 금속층과 수지층으로 형성한 SAW 필터가 개시되어 있다. 일본국 특허공개 평8-162899의 구조에서, 외부와의 접속을 하기 위해서는, 다음과 같은 문제가 발생하고 있다.

외부와의 접속을 범프본딩으로 행하는 경우, 단자 전극상에 범프를 형성하기 위해서는, 중공부분을 형성하기 위한 실드용 금속층과 수지층의 개구부로부터 범프 를 형성하지 않으면 안 된다.

그러나, 개구부로부터 범프를 형성하고자 하면, 범프가 실드용 금속층과 접촉해서, 쇼트해 버린다고 하는 문제가 발생한다. 범프가 실드용 금속층과 접촉하지 않도록 하기 위해서는, 개구부를 크게 하는 것이 고려되지만, 개구부를 크게 하면, 실드용 금속층과 수지층의 강도가 열화하여, 중공 구조의 유지가 곤란해진다.

한편, 와이어본딩을 사용한 경우라도, 와이어를 형성할 때, 와이어가 실드용 금속층과 접촉하는 것을 방지할 필요가 있다.

그를 위해서는, 역시 개구부를 크게 할 필요가 있다. 개구부를 크게 하면, 실드용 금속층과 수지층의 강도가 열화하여, 중공 구조의 유지가 곤란해진다.

본 발명의 압전 전자 부품은, 이상과 같이, 기판에 형성된 압전 소자와, 상기 압전 소자에 형성된 상기 입출력 신호를 위한 각 패드부와, 상기 압전 소자를 이간(離間)해서 덮도록 형성된 봉지부재(封止部材;sealing member)를 가지며, 상기 봉지부재는 상기 압전 소자가 이간되어 있음으로써 확보되는 내부 공간과 외부 공간을 연통(連通)하고 있는 관통구멍부를 상기 각 패드부상에 구비하고, 상기 관통구멍부를 막도록 전극부가 형성되어 있는 구성이다.

그 때문에, 상기 구성은 봉지부재를, 압전 소자에 대하여 이간해서 덮도록 형성하였기 때문에, 압전 소자의 진동을 저해하지 않고 상기 압전 소자를 보호할 수 있음과 아울러, 봉지부재를 압전 소자에 대하여 근접해서 형성할 수 있어, 소형화·저배화(低背化)할 수 있다고 하는 효과를 이룬다.

Claims (18)

1. 기판과,

   상기 기판에 형성되며, 인가된 입력 신호에 의해 진동하고, 그 진동에 의해 출력 신호를 출력하는 압전 소자와,

   상기 압전 소자에 형성된 복수의 패드부와,

   상기 압전 소자를 이간(離間)해서 덮도록 형성된, 절연막으로 이루어지는 봉지부재(封止部材;sealing member)를 가지며,

   상기 봉지부재는 상기 압전 소자가 이간되어 있음으로써 확보되는 내부 공간과 외부 공간을 연통(連通)하고 있는 관통구멍부를 상기 패드부상에 구비하고,

   상기 관통구멍부를 막도록 전극부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
2. 제1항에 있어서, 상기 봉지부재는 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 아연 산화물, 실리콘 산질화물 및 탄탈 질화물로 이루어지는 군(群)에서 선택되는 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
3. 기판과,

   상기 기판에 형성되며, 인가된 입력 신호에 의해 진동하고, 그 진동에 의해 출력 신호를 출력하는 압전 소자와,

   상기 압전 소자에 형성된 복수의 패드부와,

   상기 압전 소자를 이간해서 덮도록 형성된, 절연막으로 이루어지는 봉지부재를 가지며,

   상기 봉지부재는 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 아연 산화물, 실리콘 산질화물 및 탄탈 질화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나로 이루어지고,

   상기 봉지부재의 주변부에, 봉지부재의 내부와 외부를 연통하는 연통구멍부와,

   상기 연통구멍부를 막도록 형성된, 상기 입출력 신호를 입출력하기 위한 전극부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
4. 제1항에 있어서, 상기 봉지부재는 다층 구조를 가지며, 적어도 1층의 압축 응력을 갖는 막과, 적어도 1층의 인장 응력을 갖는 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
5. 제4항에 있어서, 상기 압축 응력을 갖는 막이 SiO₂, ZnO 및 TaN으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
6. 제4항에 있어서, 상기 인장 응력을 갖는 막이 Al₂O₃, SiN, AlN으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
7. 제1항에 있어서, 상기 봉지부재는 다층 구조를 가지며, 그 최상층이 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
8. 제7항에 있어서, 상기 수지가 폴리이미드, 에폭시 수지, 레지스트 수지 및 액정 폴리머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 봉지부재의 주변부에, 봉지부재의 내부와 외부를 연통하는 연통구멍부(connecting hole)와,

   상기 연통구멍부를 막도록 형성된, 상기 입출력 신호를 입출력하기 위한 전극부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압전 소자가 개구부 혹은 오목부를 갖는 기판과, 상기 개구부 혹은 오목부를 덮도록 형성되어 있는, 적어도 1층 이상의 압전 박막을 갖는 박막부의 상하면을 적어도 한 쌍의 상부 전극 및 하부 전극을 대향시켜서 사이에 두는 구조의 여진부를 갖는 압전 공진자인 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압전 소자가 개구부 혹은 오목부를 갖는 기판과, 상기 개구부 혹은 오목부를 덮도록 형성되어 있는, 적어도 1층 이상의 압전 박막을 갖는 박막부의 상하면을 적어도 한 쌍의 상부 전극 및 하부 전극을 대향시켜서 사이에 두는 구조의 여진부를 갖는 압전 공진자를 복수 사용해서 이루어지는 압전 필터인 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압전 소자가 압전 기판상에 형성된 적어도 1개의 빗형 전극부를 갖는 탄성 표면파 장치인 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 봉지부재에, 전기 회로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품.
14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 압전 전자 부품을 갖는 것을 특징으로 하는 통신기.
15. 기판상의 압전 소자를 이간해서 덮기 위해서, 절연막으로 이루어지는 봉지부재에 캐버티부를 형성하기 위한, 압전 전자 부품의 제조방법으로서,

    상기 캐버티부에 따른 희생층을 압전 소자상에 형성하고,

    상기 희생층의 전면상에, 봉지부재를 형성하며,

    상기 봉지부재의 일부를 제거해서, 희생층의 일부가 노출한 노출부분을 형성하고,

    상기 희생층을, 노출부분으로부터 제거하고,

    상기 봉지부재와 상기 압전 소자가 이간되어 있음으로써 확보되는 내부공간과 외부공간을 연통하고 있는 관통구멍부를 막도록 전극부를 상기 봉지부재 상에 성막하는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품의 제조방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 희생층을, 희생층의 형성 패턴의 단부를 향해서 높이가 낮아지는 테이퍼 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품의 제조방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 노출부분을, 압전 소자에 있어서의, 신호를 입출력하기 위한 패드부에 면한 위치에 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품의 제조방법.
18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 희생층을, 압전 소자에 있어서의, 신호를 입출력하기 위한 패드부의 일부를 남긴 상기 압전 소자 및 기판상에 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 전자 부품의 제조방법.

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