WO2006106831A1 - 弾性表面波デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

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lid
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wave device
surface acoustic
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Ryouichi Takayama
Mitsuhiro Furukawa
Atsushi Takano
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
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    • H03H9/10—Mounting in enclosures
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    • H03H9/1092—Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices the enclosure being defined by a cover cap mounted on an element forming part of the surface acoustic wave [SAW] device on the side of the IDT's
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/42—Piezoelectric device making

Definitions

  • the present invention relates to a surface acoustic wave device used for various mobile communication terminal equipment and the like, and a method for manufacturing the same.
  • Patent Document 1 is known as prior art document information related to the invention of this application, for example.
  • Patent Document 1 JP 2001-176995 A
  • the present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device that is strong against an external force such as a mold.
  • the present invention provides a piezoelectric substrate having a main surface provided with a comb-shaped electrode and a pad electrode, and is disposed to face the main surface of the piezoelectric substrate, opposite to the piezoelectric substrate side.
  • a lid provided with an external terminal on the side surface, a connection electrode for electrically connecting the pad electrode and the external terminal, at least one of the main surface of the piezoelectric substrate and the pad electrode, and the lid And an insulator interposed between them.
  • the insulator is interposed between at least one of the main surface of the piezoelectric substrate and the pad electrode and the lid, for example, even if pressure is applied to the piezoelectric substrate during molding, the pressure Is transmitted directly from the piezoelectric substrate to the insulator or indirectly through the pad electrode, so that the force applied to the connection electrode is reduced. Therefore, it is possible to obtain a surface acoustic wave device that is resistant to destruction of the connection electrode due to an external force such as a mold.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a surface acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 (a) to 2 (d) are diagrams for explaining a method of manufacturing a surface acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a surface acoustic wave device according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a surface acoustic wave device according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 5 (a) is a bottom view of the surface acoustic wave device according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 (b) is a cross-sectional view taken along the line VB-VB of FIG. 5 (a).
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional surface acoustic wave device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a surface acoustic wave device 10A according to a first embodiment of the present invention.
  • the surface acoustic wave device 1 OA includes a piezoelectric substrate 11 and a lid 15 that face each other with a predetermined interval (about 5 m in the present embodiment).
  • the piezoelectric substrate 11 is made of lithium tantalate having a thickness of about 0.25 mm, and a comb-shaped electrode 12, a pad electrode 13, and the like are provided on the main surface on the lid 15 side.
  • the active region 11a for disposing surface acoustic waves by disposing the comb-shaped electrode 12 and the reflective electrode (not shown) on the main surface of the piezoelectric substrate 11 has a force that is open to the air. This region is covered with an insulator 14 where the upper force of the pad electrode 13 is present in the portion where the node electrode 13 exists and the other portion is also directly made of an oxide silicon force.
  • the insulator 14 is interposed between the main surface of the piezoelectric substrate 11 and the lid 15 and between the pad electrode 13 and the lid 15 so as to surround the active region 1 la of the piezoelectric substrate 11. is doing.
  • the maximum thickness of the insulator 14 is about 5 ⁇ m, which is the same as the predetermined interval.
  • the lid 15 has a glass strength of about 0.2 mm in thickness. The lid 15 is bonded to the insulator 14 and sealed between them. That is, the active region lla of the piezoelectric substrate 11, the insulator 14, and the space 18 surrounded by the lid 15 are kept airtight.
  • an external terminal 17 is provided on the surface of the lid 15 opposite to the piezoelectric substrate 11 side at a position corresponding to the node electrode 13.
  • the external terminal 17 is electrically connected to the pad electrode 13 by a connection electrode 16 made of titanium, copper, and nickel provided in a hole penetrating the insulator 14 and the lid 15.
  • the elastic modulus of the insulator 14 is approximately 70 GPa, the elastic modulus of the piezoelectric substrate 11 is approximately 135 GPa, and the elastic modulus of the lid 15 is approximately 64 GPa. In other words, the insulator 14 has an elastic modulus between the elastic modulus of the piezoelectric substrate 11 and the elastic modulus of the lid 15.
  • the conventional surface acoustic wave device when a force is applied to the back surface of the element, a force that directly applies a force to the bump.
  • the force is dispersed and the force applied to the connection electrode 16 is reduced. Therefore, durability against external force can be improved, and a surface acoustic wave device that is resistant to destruction of the connection electrode 16 due to external force such as a mold can be obtained.
  • connection electrode 16 since the entire periphery of the connection electrode 16 is covered with the insulator 14, it is possible to effectively prevent the connection electrode 16 from being destroyed even when pressure is locally applied to the piezoelectric substrate 11. it can.
  • the space 18 facing the active region 11a of the piezoelectric substrate 11 is surrounded by the piezoelectric substrate 11, the lid 15 and the insulator 14, the space 18 is kept airtight. There is no need for the additional sealing required.
  • a region facing the active region 11a of the lid 15 is recessed as in the surface acoustic wave device 10B of the modification shown in FIG.
  • a recess 15a may be provided.
  • the insulator 14 is a force that secures a predetermined space between the piezoelectric substrate 11 and the lid 15 and prevents the lid 15 from contacting the comb-shaped electrode 12. If the recess 15a is provided, the recess 15a can secure a space that prevents the lid 15 and the comb electrode 12 from contacting each other. For this reason, the thickness of the insulator 14 can be set thin, and the device can be reduced in height.
  • a wafer-like piezoelectric substrate 21 made of lithium tantalate having a wafer-like thickness of about 0.25 mm is prepared.
  • the wafer-like piezoelectric substrate 21 is capable of cutting a plurality of the piezoelectric substrates 11 by cutting the wafer-like piezoelectric substrate 21 vertically and horizontally.
  • elastic surface waves such as a comb-shaped electrode 12, a reflective electrode (not shown), a pad electrode 13 and the like made of a metal film mainly made of aluminum having a thickness of about 0.2 m.
  • a device pattern is formed using a photolithography technique.
  • an insulating layer 24 having a thickness of about 5 m and having a silicon-silicon force is formed on the entire surface of the wafer-like piezoelectric substrate 21 other than the active region 11a where the surface acoustic waves such as the comb electrode 12 and the reflective electrode propagate. .
  • the insulating layer 24 is cut in a dicing process described later to become the insulator 14.
  • the insulating layer 24 is formed on the entire main surface of the wafer-like piezoelectric substrate 21 by sputtering vapor deposition, and then a resist pattern is formed and the active region 11a is formed by dry etching.
  • the insulating layer 24 may be removed, or a pattern may be formed by lift-off. Further, for the subsequent bonding process, it is desirable that the upper surface of the insulating layer 24 be flat, but in normal vapor deposition, a step is likely to occur due to the electrode thickness of the pad electrode 13 and the like. In contrast, When the edge layer 24 is formed by sputter deposition while applying a bias voltage, the insulating layer 24 can be formed while the insulating layer 24 is shaved, so that the upper surface of the insulating layer 24 does not interfere with the bonding process. Can be flattened to the extent possible.
  • a wafer-like lid substrate 25 made of glass having a thickness of about 0.2 mm is prepared.
  • the wafer-like lid substrate 25 can cut out the plurality of lid bodies 15 by cutting the wafer-like lid substrate 25 vertically and horizontally. Then, the wafer-like lid substrate 25 is bonded to the upper surface of the insulating layer 24.
  • a method of bonding the upper surface of the insulating layer 24 and the wafer-like lid substrate 25 a method such as direct bonding or adhesion using water glass can be used.
  • the wafer-like lid substrate 25 is provided with a through hole 28 for providing the connection electrode 16 at a portion facing the pad electrode 13.
  • the through hole 28 is not necessarily provided before bonding.
  • the through hole 28 may be formed after the wafer-like lid substrate 25 is bonded to the upper surface of the insulating layer 24. However, the through hole 28 is provided first from the viewpoint of workability. It is desirable.
  • the through hole 28 is provided after the wafer-like lid substrate 25 is bonded to the insulating layer 24, a method such as sand blasting or laser processing can be used as the means. Normally, if the through hole is filled and hermetically sealed, the wall surface of the through hole cannot be smoothed and the airtightness cannot be maintained. However, in the first embodiment, the through hole 28 is in contact with the hermetic seal region. Therefore, even simple methods such as sandblasting and laser processing will not affect hermetic sealing.
  • Etching forms a hole 24 a in the insulating layer 24 so as to reach the nod electrode 13 using the through hole 28. Since the fluorine-based etching gas hardly etches the pad electrode 13 mainly composed of aluminum, the pad electrode 13 is exposed through the through hole 28 and the hole 24a in view of the direction of the wafer-like lid substrate 25. . In the case where the through hole 28 is not provided in the wafer-like lid substrate 25, dry etching is performed until the pad electrode 13 is reached after patterning with a resist.
  • titanium and copper are deposited by sputtering from the wafer-like lid substrate 25, patterning of the external terminal layer 27 and the inner surface of the through hole 28 are performed.
  • Metalla After the sizing, nickel is plated on them to fill the through hole 28 and form the connection electrode 16 that electrically connects the node electrode 13 and the external terminal layer 27.
  • the external terminal layer 27 is cut in a dicing process described later to become the external connection terminal 17. In order to obtain the effect of the present invention, the inside of the through hole 28 may not be completely filled with the connection electrode 16.
  • the piezoelectric substrate 11 and the lid 15 are separated into individual pieces by cutting the wafer-shaped piezoelectric substrate 21, the insulating layer 24, the wafer-shaped lid substrate 25, and the external terminal layer 27 into predetermined dimensions by dicing. Then, individual surface acoustic wave devices 10A can be obtained. Thus, a plurality of surface acoustic wave devices 10A can be manufactured simultaneously.
  • the insulating layer 24 is formed of the elastic modulus of the wafer-like piezoelectric substrate 21 and the wafer. Since the difference in elastic modulus between adjacent materials can be reduced if the elastic modulus is between the elastic moduli of the cylindrical lid substrate 25, chipping by dicing when manufacturing a surface acoustic wave device is possible. Generation can be reduced.
  • the thickness of the device is reduced by grinding the opposite side of the main surface of the wafer-like piezoelectric substrate 21. It may be thinned.
  • the wafer-like piezoelectric substrate 21 is supported by a wide surface other than the active region 1 la by the insulating layer 24, the surface acoustic wave that makes the wafer-like piezoelectric substrate 21 difficult to break even after grinding.
  • the device can be reduced in height. Furthermore, grinding can roughen the surface opposite to the active region 1 la of the wafer-like piezoelectric substrate 21, which can also suppress the deterioration of characteristics due to unnecessary reflection of Balta waves. .
  • the wafer-like piezoelectric substrate 21 and the wafer-like lid substrate 25 may be cut along a line that divides the connection electrode 16.
  • a surface acoustic wave device 10 C in which the connection electrode 16 is disposed on the end face of the lid 15 can be obtained.
  • the device corresponding to the area of the portion located outside the connection electrode 16 of the lid body 15 Can be miniaturized.
  • a surface acoustic wave device 10D according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b).
  • the piezoelectric substrate 11 has two or more active regions 11a, and the insulator 14 is provided so as to individually surround each active region 11a. That is, the region other than the two active regions 11 a on the main surface of the piezoelectric substrate 11 is covered with the insulator 14.
  • the piezoelectric substrate 11 may have three or more active regions 11a as long as it has at least two active regions 11a.
  • a resin layer 19 is provided over the entire surface of the piezoelectric substrate 11 on the side opposite to the main surface.
  • the insulator 14 is composed of two layers, an oxide silicon layer 14a and a resin layer 14b.
  • the resin that can be used for the resin layer 14b include epoxy and polyimide.
  • the insulator 14 is not necessarily required to be entirely composed of two layers as long as it includes at least the resin layer 14b, and may be partially composed of two layers.
  • the insulator 14 may have three or more layers including the resin layer 14b.
  • the insulator 14 is provided so as to individually surround each active region 11a, a large contact area between the piezoelectric substrate 11 and the insulator 14 can be secured, and the connection electrode 16 The applied force can be further reduced.
  • the resin layer 19 is provided on the surface opposite to the main surface of the piezoelectric substrate 11, a Balta wave transmitted through the piezoelectric substrate 11 with the main surface force directed to the opposite surface is generated. Since the ratio of being absorbed by the oil layer 19 and reflected by the opposite surface and returning to the main surface becomes small, it is possible to reduce the deterioration of the frequency characteristics due to reflection of the Balta wave.
  • the insulator 14 includes the resin layer 14b, the peak value of stress generated in each part during molding or thermal shock is alleviated by elastic deformation of the resin layer 14b of the insulator 14. It can be done.
  • the force insulator 14 in which the region excluding the active region 11a of the piezoelectric substrate 11 is entirely covered with the insulator 14 is shown.
  • the force applied to the connection electrode 16 can be reduced if it is interposed between at least one of the main surface and the pad electrode 13 and the lid 15.
  • the surface acoustic wave device has a comb-shaped electrode and a pad on the main surface.
  • a piezoelectric substrate on which a main electrode is provided, a lid body disposed opposite to the main surface of the piezoelectric substrate, and an external terminal provided on a surface opposite to the piezoelectric substrate side, the pad electrode, and the external terminal A connection electrode for electrically connecting the electrodes, and an insulator interposed between at least one of the main surface of the piezoelectric substrate and the pad electrode and the lid.
  • the insulator is interposed between the main surface of the piezoelectric substrate and at least one of the pad electrodes and the lid, for example, even if pressure is applied to the piezoelectric substrate during molding, the pressure Since the piezoelectric substrate force is transmitted directly to the insulator or indirectly via the pad electrode, the force applied to the connection electrode is reduced. Therefore, it is possible to obtain a surface acoustic wave device that is resistant to destruction of the connection electrode due to external force such as a mold.
  • the insulator is interposed between at least the pad electrode and the lid, and the connection electrode penetrates the insulator and the lid. It is preferable to pass through.
  • connection electrode since the insulator exists around the connection electrode, even when the pressure is locally applied to the piezoelectric substrate, it is possible to effectively prevent the connection electrode from being broken. it can.
  • the insulator is disposed between the pad electrode and the lid so as to surround an active region of a main surface of the piezoelectric substrate on which the comb electrode is provided. It is preferable that the piezoelectric substrate is interposed between the main surface of the piezoelectric substrate and the lid.
  • the space between the active region of the main surface of the piezoelectric substrate and the lid can be hermetically sealed using the insulator.
  • the piezoelectric substrate has at least two or more active regions, and the insulator is provided so as to individually surround each active region.
  • the insulator plays a role of ensuring a predetermined space between the piezoelectric substrate and the lid so that the lid does not contact the comb-shaped electrode.
  • the region facing the active region of the main surface of the piezoelectric substrate on which the comb-shaped electrode is provided has a recessed portion that is recessed, a space that prevents contact between the lid and the comb-shaped electrode is secured by the recessed portion.
  • the insulator preferably has an elastic modulus between the elastic modulus of the piezoelectric substrate and the elastic modulus of the lid.
  • a resin layer is provided on a surface opposite to the main surface of the piezoelectric substrate.
  • the ratio of the normal wave transmitted through the piezoelectric substrate to the opposite surface by the principal surface force is absorbed by the resin layer, reflected by the opposite surface, and returned to the principal surface. Therefore, it is possible to reduce the deterioration of the frequency characteristics due to the reflection of the Balta wave.
  • connection electrode is preferably disposed on an end surface of the lid.
  • the insulator includes at least a resin layer.
  • the peak value of stress generated in each part during molding, thermal shock, or the like can be relaxed by elastic deformation of the insulating resin layer.
  • the step of forming the comb electrode and the pad electrode on the main surface of the piezoelectric substrate, and the comb electrode on the main surface of the piezoelectric substrate are arranged.
  • a step of covering the region excluding the active region to be covered with an insulator, a step of bonding a lid to the insulator, a step of forming a hole at a position corresponding to the pad electrode of the insulator, and the insulator And a step of forming a connection electrode in the formed hole.
  • the surface acoustic wave device is resistant to destruction of the connection electrode due to an external force such as a mold.
  • a vice can be manufactured.
  • the step of forming a hole in the insulator can include a step of forming a hole by dry etching.
  • the step of joining the lid to the insulator includes a step of preparing a lid having a through hole for forming a connection electrode. It is preferable to include it.
  • the step of forming the comb-shaped electrode and the pad electrode on the main surface of the piezoelectric substrate includes a step of preparing a wafer-like piezoelectric substrate.
  • the step of bonding the lid to the insulator includes a step of preparing a wafer-like lid substrate, and after the step of forming the connection electrode, the wafer-like piezoelectric substrate and the wafer-like lid substrate are cut to obtain a piezoelectric material. It is preferable to further include a step of separating the substrate and the lid.
  • the step of cutting the wafer-shaped piezoelectric substrate and the wafer-shaped lid substrate may include a step of cutting the wafer-shaped piezoelectric substrate and the wafer-shaped lid substrate along a line that divides the connection electrode. I like it.
  • connection electrode is disposed on the end face of the lid.
  • the present invention is industrially useful for reducing the size and height of a surface acoustic wave device and improving the strength against external force.

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Abstract

　弾性表面波デバイスは、互いに所定間隔を隔てて対向する圧電基板と蓋体を備えている。圧電基板の蓋体側の主面には、櫛型電極およびパッド電極が設けられており、蓋体の圧電基板側と反対側の面には外部端子が設けられている。さらに、弾性表面波デバイスは、前記パッド電極と前記外部端子とを電気的に接続する接続電極と、前記圧電基板の主面および前記パッド電極の少なくとも一方と前記蓋体との間に介在する絶縁体とを備えている。

Description

弾性表面波デバイスおよびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、各種移動体通信端末機器等に用いられる弾性表面波デバイスおよび その製造方法に関するものである。
背景技術
[0002] 以下、従来の弾性表面波デバイスについて説明する。
[0003] 近年、弾性表面波デバイスは、各種移動体通信端末機器 (例えば携帯電話)等の 電子機器に多く使用されているが、機器の小型化に対応して、弾性表面波デバイス の更なる小型化、低背化への要望が強くなつてきている。これに対して図 6のように、 櫛型電極 1を設けた素子 2を配線基板 3にバンプ 4を用いてフリップチップ実装し、榭 脂フィルム 5で素子 2を覆うことにより弾性表面波デバイスの小型化および低背化を 図ることが提案されている。
[0004] しカゝしながら、機器のモジュール化が進み、弾性表面波デバイスを実装した後に、 モールドすることが行われるようになり、モールドするときに素子に大きな力が加わり、 時にはバンプが破壊に至るという課題があった。
[0005] なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献 1 が知られている。
特許文献 1 :特開 2001— 176995号公報
発明の開示
[0006] 本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、モールド等の外力に対して強い 弾性表面波デバイスを提供することを目的とするものである。
[0007] 前記目的を達成するために本発明は、主面に櫛型電極およびパッド電極が設けら れる圧電基板と、この圧電基板の主面に対向して配置され、前記圧電基板側と反対 側の面に外部端子が設けられる蓋体と、前記パッド電極と前記外部端子とを電気的 に接続する接続電極と、前記圧電基板の主面および前記パッド電極の少なくとも一 方と前記蓋体との間に介在する絶縁体とを備えることを特徴とするものである。 [0008] 本発明によれば、圧電基板の主面およびパッド電極の少なくとも一方と蓋体との間 に絶縁体が介在しているので、例えばモールド時に圧電基板に圧力が力かっても、 その圧力は圧電基板カゝら絶縁体に直接的にまたはパッド電極を介して間接的に伝 わるようになるため、接続電極に加わる力が小さくなる。従って、モールド等の外力に よる接続電極の破壊に強い弾性表面波デバイスを得ることができる。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]図 1は、本発明の第 1実施形態に係る弾性表面波デバイスの断面図である。
[図 2]図 2 (a)〜 (d)は、本発明の第 1実施形態に係る弾性表面波デバイスの製造方 法を説明する図である。
[図 3]図 3は、第 1実施形態の変形例の弾性表面波デバイスの断面図である。
[図 4]図 4は、第 1実施形態の変形例の弾性表面波デバイスの断面図である。
[図 5]図 5 (a)は、本発明の第 2実施形態に係る弾性表面波デバイスの下面図、図 5 ( b)は、図 5 (a)の VB— VB線断面図である。
[図 6]図 6は、従来の弾性表面波デバイスの断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下、本発明の第 1実施形態を説明する。
[0011] 図 1は、本発明の第 1実施形態に係る弾性表面波デバイス 10Aの断面図である。
図 1に示すように、弾性表面波デバイス 1 OAは、互いに所定の間隔 (本実施形態で は約 5 m)を隔てて対向する圧電基板 11と蓋体 15とを備えている。
[0012] 前記圧電基板 11は、厚さ約 0. 25mmのタンタル酸リチウム力 なり、蓋体 15側の 主面には、櫛型電極 12やパッド電極 13等が設けられている。また、圧電基板 11の 主面における櫛型電極 12や反射電極 (図示せず)等が配置されて弾性表面波を伝 播するためのアクティブ領域 11aは、空気中に開放されている力 その外側の領域は 、ノ ッド電極 13が存する部分ではパッド電極 13の上力もその他の部分は直接的に 酸ィ匕シリコン力もなる絶縁体 14で覆われている。換言すれば、絶縁体 14は、圧電基 板 11のアクティブ領域 1 laを取り囲むように圧電基板 11の主面と蓋体 15との間およ びパッド電極 13と蓋体 15との間に介在している。なお、絶縁体 14の最大厚みは、前 記所定の間隔と同じで約 5 μ mである。 [0013] 前記蓋体 15は、厚さ約 0. 2mmのガラス力もなつている。また、蓋体 15は、絶縁体 14に接合されていて、これらの間が封止されている。すなわち、前記圧電基板 11の アクティブ領域 l la、前記絶縁体 14、および蓋体 15で囲繞される空間 18は、気密に 保たれている。さらに、蓋体 15の圧電基板 11側と反対側の面には、ノ¾ド電極 13と 対応する位置に外部端子 17が設けられている。この外部端子 17は、絶縁体 14およ び蓋体 15を貫通する穴の中に設けられたチタン、銅、ニッケルからなる接続電極 16 によってパッド電極 13と電気的に接続されている。
[0014] 前記絶縁体 14の弾性率は約 70GPa、前記圧電基板 11の弾性率は約 135GPa、 前記蓋体 15の弾性率は約 64GPaである。すなわち、絶縁体 14は、圧電基板 11の 弾性率と蓋体 15の弾性率の間の弾性率を有して ヽる。
[0015] 従来の弾性表面波デバイスでは、素子裏面の方力も力が加わった場合、バンプに 直接力が加わることになる力 上述した構成の弾性表面波デバイス 10Aでは、圧電 基板 11の主面と蓋体 15との間およびパッド電極 13と蓋体 15との間に絶縁体 14が 介在しているので、例えばモールド時に圧電基板 11に圧力が力かっても、その圧力 は圧電基板 11から直接的に絶縁体 14に伝わるとともにノ¾ /ド電極 13を介して間接 的に絶縁体 14に伝わるようになるため、力が分散されて接続電極 16に加わる力が小 さくなる。従って、外力への耐久性を向上させることができ、モールド等の外力による 接続電極 16の破壊に強い弾性表面波デバイスを得ることができる。
[0016] さらに、接続電極 16の周囲がすべて絶縁体 14で覆われているため、圧電基板 11 に局所的に圧力が力かった場合でも、接続電極 16の破壊を効果的に防止すること ができる。
[0017] また、前記圧電基板 11のアクティブ領域 11aが臨む空間 18を圧電基板 11、蓋体 1 5、絶縁体 14で囲むことによって空間 18を気密に保っているので、通常の弾性表面 波素子に必要な、付加的な封止がなくても良い。
[0018] 一方、従来の弾性表面波デバイスでは、素子の周りに封止するための領域が必要 になることから、デバイスのサイズが素子のサイズよりも大きくなる力 弾性表面波デ バイス 10Aでは封止するための領域を別途設ける必要がな 、ため、デバイスの小型 ィ匕を図ることができる。 [0019] また、 、くつかの弾性表面波共振子を接続したラダー型弾性表面波フィルタ等の 場合、それぞれの共振子を別々に絶縁体 14で囲むことが望ましい。このようにするこ とにより、アクティブ領域 11a以外の広い面で蓋体 15を支えることができ、さらに外力 への耐久性を向上させることができる。この場合の具体的な構成は第 2実施形態とし て後述する。
[0020] なお、さらにアクティブ領域 11aが臨む空間 18を大きく確保するために、図 3に示す 変形例の弾性表面波デバイス 10Bのように、蓋体 15のアクティブ領域 11aに対向す る領域を窪ませて凹部 15aを設けても良い。前記絶縁体 14は、圧電基板 11と蓋体 1 5との間に所定の空間を確保して、蓋体 15が櫛型電極 12に接触しないようにする役 割も果たしている力 蓋体 15が 15a凹部を有していれば、凹部 15aによって蓋体 15 と櫛型電極 12との接触を防ぐ空間を確保することができる。このため、絶縁体 14の厚 みを薄く設定することが可能になり、デバイスの低背化を図ることができる。
[0021] 次に、弾性表面波デバイス 10Aの製造方法について説明する。
[0022] まず、図 2 (a)に示すように、ウェハ状の厚さ約 0. 25mmのタンタル酸リチウムから なるウェハ状圧電基板 21を準備する。このウェハ状圧電基板 21は、当該ウェハ状 圧電基板 21を縦横に切断することにより複数の前記圧電基板 11を切り出し可能なも のである。そして、ウェハ状圧電基板 21の主面に、厚さ約 0. 2 mのアルミニウムを 主体とする金属膜による櫛型電極 12、反射電極 (図示せず)、パッド電極 13等の弾 性表面波デバイスパターンをフォトリソグラフィー技術を用いて形成する。その後に、 ウェハ状圧電基板 21における櫛型電極 12、反射電極等の弾性表面波が伝播する アクティブ領域 11a以外の全面に、厚さ約 5 mの酸ィ匕シリコン力もなる絶縁層 24を 形成する。この絶縁層 24は、後述するダイシング工程で切断されて、前記絶縁体 14 となるものである。ここで、絶縁体 14のパターンを形成するためには、ウェハ状圧電 基板 21の主面の全体にスパッタ蒸着により絶縁層 24を形成した後に、レジストパタ ーンを形成してドライエッチングによりアクティブ領域 11aの絶縁層 24を取り除く方法 であっても良いし、リフトオフによってパターンを形成する方法であっても良い。また、 あとの接合工程のためには、絶縁層 24の上面はフラットであることが望ましいが、通 常の蒸着ではパッド電極 13等の電極厚みにより段差が生じやすい。これに対し、絶 縁層 24をスパッタ蒸着によって形成するときにバイアス電圧をかけながら行うことによ り、絶縁層 24を削りながら膜を形成することができるため、絶縁層 24の上面を接合ェ 程に支障がない程度に平坦ィ匕することができる。
[0023] 次!、で、図 2 (b)に示すように、厚さ約 0. 2mmのガラスからなるウェハ状蓋基板 25 を準備する。このウェハ状蓋基板 25は、当該ウェハ状蓋基板 25を縦横に切断するこ とにより複数の前記蓋体 15を切り出し可能なものである。そして、ウェハ状蓋基板 25 を絶縁層 24の上面に接合する。絶縁層 24の上面とウェハ状蓋基板 25とを接合する 方法としては、直接接合、あるいは水ガラスを用いた接着等の方法を用いることがで きる。
[0024] ウェハ状蓋基板 25にはパッド電極 13と対向する部分に、接続電極 16を設けるた めの貫通穴 28が設けられている。貫通穴 28は必ずしも接合前に設ける必要はなぐ ウェハ状蓋基板 25を絶縁層 24の上面と接合した後、貫通穴 28を形成しても良いが 、加工性の点から、先に設けておくことが望ましい。
[0025] ウェハ状蓋基板 25を絶縁層 24に接合した後に貫通穴 28を設ける場合には、その 手段として、サンドブラスト、レーザ加工等の方法を用いることができる。通常貫通穴 を埋めて気密封止して ヽる場合、貫通穴の壁面を滑らかにしな ヽと気密性を保つこと ができないが、第 1実施形態では貫通穴 28が気密封止領域に接していないため、サ ンドブラスト、レーザ加工のような簡易な方法であっても、気密封止に影響を与えるこ とはない。
[0026] 次いで、図 2 (c)に示すように、 C Fのようなフッ素系エッチングガスを用いて、ドラ
2 6
ィエッチングにより、貫通穴 28を利用して、ノッド電極 13に達するように絶縁層 24に 穴 24aを形成する。フッ素系エッチングガスは、アルミニウムを主体とするパッド電極 1 3をほとんどエッチングしないため、ウェハ状蓋基板 25の方力も見て、貫通穴 28およ び穴 24aを通してパッド電極 13が剥き出しの状態となる。あら力じめウェハ状蓋基板 25に貫通穴 28を設けていない場合は、レジストでパターユングした後、パッド電極 1 3に達するまでドライエッチングを行う。
[0027] 次 、で、図 2 (d)に示すように、ウェハ状蓋基板 25の方から、チタン、銅をスパッタ により蒸着し、外部端子層 27のパターユングを行うとともに貫通穴 28の内面にメタラ ィズを施した後、それらの上にニッケルをメツキすることにより、貫通穴 28を埋めて、 ノ^ド電極 13と外部端子層 27とを電気的に接続する接続電極 16を形成する。前記 外部端子層 27は、後述するダイシング工程で切断されて、前記外部接続端子 17と なるものである。なお、本発明の効果を得るためには、貫通穴 28の内部は接続電極 16で完全に埋められて 、なくても構わな 、。
[0028] その後、ウェハ状圧電基板 21、絶縁層 24、ウェハ状蓋基板 25、および外部端子 層 27をダイシングにより所定の寸法に切断することにより、圧電基板 11および蓋体 1 5を個片化すれば、個々の弾性表面波デバイス 10Aを得ることができる。これにより、 複数の弾性表面波デバイス 10Aを同時に製造することができる。
[0029] 弾性率が大きく異なる材料を張り合わせたものを同時にダイシングすると、その境 界面でチッビングが発生し易いが、第 1実施形態のように絶縁層 24がウェハ状圧電 基板 21の弾性率とウェハ状蓋基板 25の弾性率の間の弾性率を有していれば、隣接 する材料同士の弾性率の差を小さくすることができるため、弾性表面波デバイスを製 造する際のダイシングによるチッビングの発生を減らすことができる。
[0030] なお、前記ウェハ状圧電基板 21とウェハ状蓋基板 25とを絶縁層 24を介して接合 した後、ウェハ状圧電基板 21の主面と反対側を研削することによってデバイスの厚 みを薄くしても良い。第 1実施形態では、絶縁層 24によってウェハ状圧電基板 21が アクティブ領域 1 la以外の広 、面で支えられて ヽるため、研削してもウェハ状圧電基 板 21が割れにくぐ弾性表面波デバイスの低背化が図れる。さらに、研削によって、 ウェハ状圧電基板 21のアクティブ領域 1 laと反対側の面を荒らすことができ、これに より不要なバルタ波の反射による特性の劣化を抑えることができるという効果も得られ る。
[0031] 前記ダイシングを行う際には、前記接続電極 16を分断する線に沿って前記ウェハ 状圧電基板 21およびウェハ状蓋基板 25を切断するようにしてもよい。このようにすれ ば、図 4に示すように、接続電極 16が蓋体 15の端面に配置された弾性表面波デバ イス 10Cを得ることができる。この弾性表面波デバイス 10Cでは、接続電極 16が蓋体 15を貫通している図 1に示す弾性表面波デバイス 10Aに比べ、蓋体 15の接続電極 16よりも外側に位置する部分の面積分デバイスの小型化を図ることができる。 [0032] 次に、図 5 (a)および図 5 (b)を参照して、本発明の第 2実施形態に係る弾性表面波 デバイス 10Dについて説明する。
[0033] この弾性表面波デバイス 10Dでは、圧電基板 11が 2つ以上のアクティブ領域 11a を有しており、絶縁体 14は、各アクティブ領域 11aを個別に取り囲むように設けられ ている。すなわち、圧電基板 11の主面の 2つのアクティブ領域 11a以外の領域は、絶 縁体 14で覆われている。なお、圧電基板 11は、少なくとも 2つのアクティブ領域 11a を有していればよぐ 3つ以上アクティブ領域 11aを有していてもよい。さらに、前記圧 電基板 11の主面と反対側の面には、榭脂層 19が全面に亘つて設けられて 、る。
[0034] 第 2実施形態では、絶縁体 14は、酸ィ匕シリコン層 14aと榭脂層 14bの 2層で構成さ れている。この榭脂層 14bに採用可能な榭脂としては、例えばエポキシやポリイミド等 が挙げられる。なお、絶縁体 14は、少なくとも榭脂層 14bを含んでいればよぐ全面 的に 2層で構成されている必要はなく部分的に 2層で構成されていてもよい。また、 絶縁体 14は、榭脂層 14bを含む 3層以上の構成となって 、てもよ 、。
[0035] このように、絶縁体 14が各アクティブ領域 11aを個別に取り囲むように設けられてい れば、圧電基板 11と絶縁体 14との接触面積を大きく確保することができ、接続電極 16に加わる力をさらに低減させることができる。
[0036] また、圧電基板 11の主面と反対側の面には榭脂層 19が設けられているので、圧電 基板 11内を主面力も反対側の面に向力つて伝わるバルタ波が榭脂層 19で吸収され 、当該反対側の面で反射されて主面に戻る割合が小さくなるため、バルタ波の反射 による周波数特性の劣化を低減させることができる。
[0037] さらに、絶縁体 14が榭脂層 14bを含んでいるので、モールド時や熱衝撃時等に各 部に発生する応力のピーク値を絶縁体 14の榭脂層 14bの弾性変形によって緩和す ることがでさる。
[0038] なお、前記の第 1実施形態および第 2実施形態では、圧電基板 11のアクティブ領 域 11aを除く領域が全て絶縁体 14で覆われる形態を示した力 絶縁体 14は、圧電 基板 11の主面およびパッド電極 13の少なくとも一方と蓋体 15との間に介在していれ ば、接続電極 16に加わる力を小さくすることができる。
[0039] 上述したように、本発明に係る弾性表面波デバイスは、主面に櫛型電極およびパッ ド電極が設けられる圧電基板と、この圧電基板の主面に対向して配置され、前記圧 電基板側と反対側の面に外部端子が設けられる蓋体と、前記パッド電極と前記外部 端子とを電気的に接続する接続電極と、前記圧電基板の主面および前記パッド電極 の少なくとも一方と前記蓋体との間に介在する絶縁体とを備えることを特徴とするもの である。
[0040] この構成によれば、圧電基板の主面およびパッド電極の少なくとも一方と蓋体との 間に絶縁体が介在しているので、例えばモールド時に圧電基板に圧力が力かっても 、その圧力は圧電基板力 絶縁体に直接的にまたはパッド電極を介して間接的に伝 わるようになるため、接続電極に加わる力が小さくなる。従って、モールド等の外力に よる接続電極の破壊に強い弾性表面波デバイスを得ることができる。
[0041] 前記弾性表面波デバイスにお ヽて、前記絶縁体は、少なくとも前記パッド電極と前 記蓋体との間に介在していて、前記接続電極は、前記絶縁体および前記蓋体を貫 通していることが好ましい。
[0042] この構成によれば、接続電極の周囲に絶縁体が存しているので、圧電基板に局所 的に圧力がカゝかった場合でも、接続電極の破壊を効果的に防止することができる。
[0043] 前記弾性表面波デバイスにお!/ヽて、前記絶縁体は、前記櫛型電極が設けられる圧 電基板の主面のアクティブ領域を取り囲むように前記パッド電極と前記蓋体との間お よび前記圧電基板の主面と前記蓋体との間に介在することが好ましい。
[0044] この構成によれば、絶縁体を利用して圧電基板の主面のアクティブ領域と蓋体との 間の空間を気密にすることができる。
[0045] さらに、前記圧電基板は、少なくとも 2つ以上のアクティブ領域を有し、前記絶縁体 は、各アクティブ領域を個別に取り囲むように設けられて 、ることが好ま 、。
[0046] この構成によれば、圧電基板と絶縁体との接触面積を大きく確保することができ、 接続電極に加わる力をさらに低減させることができる。
[0047] ここで、前記絶縁体は、前記圧電基板と前記蓋体との間に所定の空間を確保して、 蓋体が櫛型電極に接触しないようにする役割も果たしているが、蓋体が、前記櫛型 電極が設けられる圧電基板の主面のアクティブ領域と対向する領域が窪む凹部を有 していれば、凹部によって蓋体と櫛型電極との接触を防ぐ空間を確保することができ る。このため、絶縁体の厚みを薄く設定することが可能になり、デバイスの低背化を図 ることがでさる。
[0048] 前記弾性表面波デバイスにお!/ヽて、前記絶縁体は、前記圧電基板の弾性率と前 記蓋体の弾性率の間の弾性率を有することが好ましい。
[0049] 弾性率が大きく異なる材料を張り合わせたものを同時にダイシングすると、その境 界面でチッビングが発生し易いが、前記の構成によれば、隣接する材料同士の弾性 率の差を小さくすることができるため、弾性表面波デバイスを製造する際のダイシング によるチッビングの発生を減らすことができる。
[0050] 前記弾性表面波デバイスにお 、て、前記弾性表面波デバイスにお 、て、前記圧電 基板の主面と反対側の面には榭脂層が設けられていることが好ましい。
[0051] この構成によれば、圧電基板内を主面力も反対側の面に向力つて伝わるノ レク波 が榭脂層で吸収され、当該反対側の面で反射されて主面に戻る割合が小さくなるた め、バルタ波の反射による周波数特性の劣化を低減させることができる。
[0052] 前記弾性表面波デバイスにお 、て、前記接続電極は、前記蓋体の端面に配置さ れていることが好ましい。
[0053] この構成によれば、接続電極が蓋体を貫通して ヽる構成に比べ、蓋体の接続電極 よりも外側に位置する部分の面積分デバイスの小型化を図ることができる。
[0054] 前記弾性表面波デバイスにおいて、前記絶縁体は、少なくとも榭脂層を含むことが 好ましい。
[0055] この構成によれば、モールド時や熱衝撃時等に各部に発生する応力のピーク値を 絶縁体の榭脂層の弾性変形によって緩和することができる。
[0056] また、本発明に係る弾性表面波デバイスの製造方法は、圧電基板の主面に櫛型電 極およびパッド電極を形成する工程と、前記圧電基板の主面における前記櫛型電極 が配置されるアクティブ領域を除く領域を絶縁体で覆う工程と、前記絶縁体に蓋体を 接合する工程と、前記絶縁体の前記パッド電極に対応する位置に穴を形成する工程 と、前記絶縁体に形成した穴に接続電極を形成する工程とを備えることを特徴とする ものである。
[0057] この構成によれば、モールド等の外力による接続電極の破壊に強 ヽ弹性表面波デ バイスを製造することができる。
[0058] 例えば、前記絶縁体に穴を形成する工程は、ドライエッチングを行って穴を形成す る工程を含むことができる。
[0059] 前記弾性表面波デバイスの製造方法にお!、て、前記絶縁体に蓋体を接合するェ 程は、接続電極を形成するための貫通穴が形成された蓋体を準備する工程を含むこ とが好ましい。
[0060] この構成によれば、蓋体に形成された貫通穴を利用して、絶縁体に接続電極を形 成するための穴を容易に形成できるようになる。
[0061] 前記弾性表面波デバイスの製造方法にお!ヽて、前記圧電基板の主面に櫛型電極 およびパッド電極を形成する工程は、ウェハ状圧電基板を準備する工程を含むととも に、前記絶縁体に蓋体を接合する工程は、ウェハ状蓋基板を準備する工程を含み、 前記接続電極を形成する工程の後に、前記ウェハ状圧電基板および前記ウェハ状 蓋基板を切断して、圧電基板および蓋体を個片化する工程をさらに備えることが好ま しい。
[0062] この構成によれば、複数の弾性表面波デバイスを同時に製造することができる。
[0063] さらに、前記ウェハ状圧電基板および前記ウェハ状蓋基板を切断する工程は、前 記接続電極を分断する線に沿ってウェハ状圧電基板およびウェハ状蓋基板を切断 する工程を含むことが好ま ヽ。
[0064] この構成によれば、接続電極が蓋体の端面に配置された小型の弾性表面波デバイ スを製造することができる。
産業上の利用可能性
[0065] 本発明は、弾性表面波デバイスを小型化、低背化し、外力に対する強度を向上さ せるものであり、産業上有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 主面に櫛型電極およびパッド電極が設けられる圧電基板と、この圧電基板の主面 に対向して配置され、前記圧電基板側と反対側の面に外部端子が設けられる蓋体と 、前記パッド電極と前記外部端子とを電気的に接続する接続電極と、前記圧電基板 の主面および前記パッド電極の少なくとも一方と前記蓋体との間に介在する絶縁体と を備えることを特徴とする弾性表面波デバイス。
[2] 前記絶縁体は、少なくとも前記パッド電極と前記蓋体との間に介在して!/ヽて、前記 接続電極は、前記絶縁体および前記蓋体を貫通して!ヽることを特徴とする請求項 1 記載の弾性表面波デバイス。
[3] 前記絶縁体は、前記櫛型電極が設けられる圧電基板の主面のアクティブ領域を取 り囲むように前記パッド電極と前記蓋体との間および前記圧電基板の主面と前記蓋 体との間に介在することを特徴とする請求項 1記載の弾性表面波デバイス。
[4] 前記圧電基板は、少なくとも 2つ以上のアクティブ領域を有し、前記絶縁体は、各ァ クティブ領域を個別に取り囲むように設けられて ヽることを特徴とする請求項 3記載の 弾性表面波デバイス。
[5] 前記蓋体は、前記櫛型電極が設けられる圧電基板の主面のアクティブ領域と対向 する領域が窪む凹部を有することを特徴とする請求項 1記載の弾性表面波デバイス
[6] 前記絶縁体は、前記圧電基板の弾性率と前記蓋体の弾性率の間の弾性率を有す ることを特徴とする請求項 1記載の弾性表面波デバイス。
[7] 前記圧電基板の主面と反対側の面には榭脂層が設けられていることを特徴とする 請求項 1記載の弾性表面波デバイス。
[8] 前記接続電極は、前記蓋体の端面に配置されていることを特徴とする請求項 1記 載の弾性表面波デバイス。
[9] 前記絶縁体は、少なくとも榭脂層を含むことを特徴とする請求項 1記載の弾性表面 波デバイス。
[10] 圧電基板の主面に櫛型電極およびパッド電極を形成する工程と、前記圧電基板の 主面における前記櫛型電極が配置されるアクティブ領域を除く領域を絶縁体で覆う 工程と、前記絶縁体に蓋体を接合する工程と、前記絶縁体の前記パッド電極に対応 する位置に穴を形成する工程と、前記絶縁体に形成した穴に接続電極を形成する 工程とを備えることを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
[11] 前記絶縁体に穴を形成する工程は、ドライエッチングを行って穴を形成する工程を 含むことを特徴とする請求項 10記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
[12] 前記絶縁体に蓋体を接合する工程は、接続電極を形成するための貫通穴が形成 された蓋体を準備する工程を含むことを特徴とする請求項 10記載の弾性表面波デ バイスの製造方法。
[13] 前記圧電基板の主面に櫛型電極およびパッド電極を形成する工程は、ウェハ状圧 電基板を準備する工程を含むとともに、前記絶縁体に蓋体を接合する工程は、ゥェ ハ状蓋基板を準備する工程を含み、前記接続電極を形成する工程の後に、前記ゥ ェハ状圧電基板および前記ウェハ状蓋基板を切断して、圧電基板および蓋体を個 片化する工程をさらに備えることを特徴とする請求項 10に記載の弾性表面波デバイ スの製造方法。
[14] 前記ウェハ状圧電基板および前記ウェハ状蓋基板を切断する工程は、前記接続 電極を分断する線に沿ってウェハ状圧電基板およびウェハ状蓋基板を切断するェ 程を含むことを特徴とする請求項 13記載の弾性表面波デバイスの製造方法。
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