专利名称：压电部件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于延迟线和滤波器或类似器件的诸如表面声波器件和压电薄膜滤波器的压电部件(component)及其制造方法。更具体地说，本发明涉及以芯片尺寸封装的压电部件及其制造方法。
背景技术：
近年来，尺寸小、重量轻的电子器件(device)已日益增加了对多功能电子元件的要求。在这种形势下，要求对压电部件在尺寸和重量上进行降低，该压电部件，例如是用做SAW器件的表面声波滤波器(以下称作SAW滤波器)和包括压电薄膜谐振器的压电滤波器，用于诸如便携式电话之类的通信装置。
压电滤波器包括设置成阶梯子形图案(ladder)或者格子形图案的压电谐振器。每一谐振器包括具有开口或凹部的Si基底，以及通过利用至少一对彼此相对的上下电极将具有形成在开口或者凹部的至少一层压电薄膜(包括ZnO或者AlN)的薄膜部的上下表面夹在中间而形成的振动部分。可供选择地，Si基底可以不包括开口或者凹部，而且可在下部电极和Si基底之间设置空间。在这种类型的压电滤波器中，使用在振动部分产生的厚度式纵向振动。因此，必须确保用于振动的空间，而且必须保护振动部分免于水和灰尘。
另一方面，通过设置叉指式变换器(以下简称为IDT)形成SAW滤波器，每一变换器包括一对梳状电极，该梳状电极包括位于压电基底之上的诸如Al之类的金属，该压电基底包括晶体、LiTaO3或者LiNbO3。在这种SAW滤波器中，必须确保用于IDT的振动空间和位于压电基底上的SAW传播部，而且必须保护IDT部免于水和灰尘。
在上述压电滤波器和SAW滤波器中，把管芯(die)粘合剂涂到包括诸如氧化铝之类的陶瓷材料的管壳的底部表面，压电滤波器或者SAW滤波器的元件通过管芯粘结安装在管壳上，管壳中的端子通过丝焊连接到元件的电极，并随后用盖子把管壳密封。可供选择地，在上述压电滤波器和SAW滤波器中，电极焊接区(land)形成在包括氧化铝的管壳的底部表面上，压电滤波器或者SAW滤波器的元件采用倒装晶片焊接安装在管壳上，并随之用盖子密封，以实现最小化。
但是，在上述结构中，即便将压电滤波器或SAW滤波器中的元件小型化了，只要管壳并没有小型化，也不能实现压电滤波器或SAW滤波器小型化和轮廓的降低。还有，紧凑封装的成本很高。特别是在压电滤波器中，振动部分形成在基底的开口或凹部，这样由于将元件切割成小块(dicing)、以及在封装时对元件的拣选或者管芯粘结而引起的碰撞，而使振动部分破裂。
另一方面，在专利文献1至3中封装采用了隆起(bump)。根据这些专利文献，采用了倒装晶片安装方法，其中利用底部基底上的隆起，把SAW元件焊接到底部基底。在这种方法中，不需要用于引线接合的空间，这样可使SAW滤波器小型化。但是，在SAW元件中必须形成与隆起相对应的导电焊盘，这样就减少了SAW元件的有效面积。因此，难于将SAW滤波器小型化，而且需要形成隆起的成本。
在专利文献4中，SAW元件安装在底部基底上，该底部基底设有与SAW元件的引导电极面对的通孔，而且在通孔中填充导电剂(conductiveagent)，以形成外部电路连接部。采用这种方式，将SAW滤波器小型化。
(专利文献1)日本未审专利申请公开号JP2001-94390。
(专利文献2)日本未审专利申请公开号JP11-150441。
(专利文献3)日本未审专利申请公开号JP2001-60642。
(专利文献4)日本未审专利申请公开号JP2001-244785。
但是，在专利文献4所述的结构中，由于通过把底部基底连接到SAW元件而形成SAW滤波器，因此由于底部基底增加了SAW滤波器的厚度。
发明内容
针对公知技术中的上述问题，提出了本发明，本发明的一个目的就是提供一种紧凑的压电部件及其制作方法。
为解决上述问题，本发明所述的压电部件包括压电元件，该压电元件包括形成在基底上的、至少一个振动部分和连接该振动部分的元件导线或布线；以及外部端子。该压电部件还包括绝缘层，该绝缘层包括用做用于保护振动部分的空间的开口和导电开口。外部端子通过形成在导电开口中的外部端子连接件连接到元件导线。
采用这种结构，利用用做用于保护绝缘层中的振动部分的空间的开口保护振动部分。因此，可避免由于封装而引起的压电部件的品质降低。还有，压电部件不需要诸如用于保护振动部分粘合的基底之类的导致压电部件厚度增加的元件，这样可实现压电部件的小型化、轮廓小、成本低。进一步地，由于可根据外部连接的电路在绝缘层上任意地改变连接到导电开口的外部端子的位置。也就是说，增加了外部端子位置自由度。
优选地，保护膜形成在开口中。采用这种结构，可更可靠地保护振动部分。
还有，开口优选被盖子盖住。采用这种结构，可更可靠地保护振动部分。
进一步地，为了解决上述问题，本发明的压电部件包括压电元件，该压电元件包括形成在基底上的、至少一个振动部分和连接该振动部分的元件导线；以及外部端子。该压电部件还包括绝缘层，该绝缘层包括用做用于保护振动部分的空间的开口和导电开口、并设有通过导电开口连接到元件导线的导线；以及第二绝缘层，该绝缘层保护导线、并包括位于开口之上的第二开口和第二导电开口，该第二绝缘层设置在绝缘层上。外部端子通过形成在第二导电开口中的外部端子连接件连接到导线。
采用这种结构，由于利用第二绝缘层保护导线，因此可避免由于封装SAW器件时与导线接触而引起的短路等问题。
另外，在本发明所述的压电部件中，导线优选包括电容或电感中的任何一个。采用这种结构，不需要独立地提供电容或电感，而且这样可使压电部件小型化。
优选地，保护膜形成在第二开口中。采用这种结构，可更可靠地保护振动部分。
还有，第二开口优选被盖子盖住。采用这种结构，可更可靠地保护振动部分。
压电元件可以为SAW元件，该SAW元件包括具有设置在基底上的IDT的振动部分。
可供选择地，压电元件可以是压电薄膜元件，该压电薄膜元件包括通过利用至少一对彼此面对的上下电极将薄膜部分的上下表面夹在中间而形成的振动部分，该薄膜部具有至少一层压电薄膜，压电薄膜形成在位于基底中的开口或凹部上。
可供选择地，压电元件可以是压电薄膜元件，该压电薄膜元件包括通过利用至少一对彼此面对的上下电极将薄膜部分的上下表面夹在中间而形成的振动部分，该薄膜部分具有至少一层压电薄膜，压电薄膜形成在基底上，并在基底和振动部分中的下电极之间设有空间。
为了解决上述问题，本发明提供一种用于制造压电部件的方法，该压电部件包括压电元件，该压电元件包括形成在基底上的、至少一个振动部分和连接该振动部分的元件导线；以及外部端子。该方法包括如下步骤通过在基底上形成至少一个振动部分和连接所述振动部分的元件导线而制造压电元件的步骤；形成绝缘层的步骤，该绝缘层包括用做用于保护振动部分的空间的开口和导电开口；用于形成第一导线的步骤，以将该导线通过导电开口连接到元件导线；以及形成外部端子的步骤，以将该外部端子连接到第一导线。
压电元件可以为SAW元件，该SAW元件包括具有设置在基底上的IDT的振动部分。
根据上述方法，利用开口保护振动部分，该开口用做用于保护绝缘层中的振动部分的空间。因此，避免了由于封装而引起的压电部件的品质下降。还有，该压电部件不需要诸如用于保护振动部分粘合的基底之类的引起压电部件的厚度增加的元件，这样可实现压电部件的小型化，而且轮廓小、成本低。而且，由于可根据外部连接的电路在绝缘层上任意地改变连接到导电开口的外部端子的位置。也就是说，增加了外部端子位置自由度。
还有，为了解决上述问题，本发明提供一种用于制造压电部件的方法，该压电部件包括压电元件，该压电元件包括形成在基底上的、至少一个振动部分和连接所述振动部分的元件导线；以及外部端子。该方法包括如下步骤通过在基底上形成至少一个振动部分和连接所述振动部分的元件导线而制作压电元件的步骤；形成用于保护压电元件中的振动部分的保护层的步骤；形成绝缘层的步骤，该绝缘层包括用做用于保护振动部分的空间的开口和导电开口；用于形成第一导线的步骤，以将该导线通过导电开口连接到元件导线；以及形成外部端子的步骤，以将该外部端子连接到第一导线。
压电元件可以为SAW元件，该SAW元件包括具有设置在基底上的IDT的振动部分。
可供选择地，压电元件可以是压电薄膜元件，该压电薄膜元件包括通过利用至少一对彼此面对的上下电极将薄膜部分的上下表面夹在中间而形成的振动部分，该薄膜部具有至少一层压电薄膜，这些层压电薄膜形成在位于基底中的开口或凹部上。
可供选择地，压电元件可以是压电薄膜元件，该压电薄膜元件包括通过利用至少一对彼此面对的上下电极将薄膜部分的上下表面夹在中间而形成的振动部分，该薄膜部分具有至少一层压电薄膜，压电薄膜形成在基底上，并在基底和振动部分中的下电极之间设有空间。
根据上述方法，利用保护膜保护振动部分。还有，可由开口保护振动部分，该开口用做用于保护绝缘层中的振动部分的空间。因此，避免了由于封装而引起的压电部件的品质下降。还有，该压电部件不需要诸如用于保护振动部分的、面对该振动部分的基底之类的引起压电部件的厚度增加的元件，这样可实现压电部件的小型化，而且轮廓小、成本低。而且，由于可根据从外部连接的电路在绝缘层上任意地改变连接到导电开口的外部端子的位置。也就是说，增加了外部端子位置自由度。
进一步地，为了解决上述问题，本发明提供一种用于制作压电部件的方法，该压电部件包括压电元件，该压电元件包括形成在基底上的、至少一个振动部分和连接所述振动部分的元件导线；以及外部端子。该方法包括如下步骤通过在基底上形成至少一个振动部分和连接所述振动部分的元件导线而制造压电元件的步骤；形成绝缘层的步骤，该绝缘层包括用做用于保护振动部分的空间的开口和导电开口；用于形成第一导线的步骤，以将该导线通过导电开口连接到元件导线；用于形成第二绝缘层的步骤，该第二绝缘层包括位于所述绝缘层上的第二导电开口；形成第二导线的步骤，从而将所述第二导线通过第二导电开口连接到第一导线；以及形成外部端子的步骤，以将该外部端子通过第二导线连接到第一导线。
还有，为了解决上述问题，本发明提供一种用于制造压电部件的方法，该压电部件包括压电元件，该压电元件包括形成在基底上的、至少一个振动部分和连接所述振动部分的元件导线；以及外部端子。该方法包括如下步骤通过在基底上形成至少一个振动部分和连接所述振动部分的元件导线而制造压电元件的步骤；形成用于保护压电元件中的振动部分的保护层的步骤；形成绝缘层的步骤，该绝缘层包括用做用于保护振动部分的空间的开口和导电开口；用于形成第一导线的步骤，以将该导线通过导电开口连接到元件导线；用于形成第二绝缘层的步骤，该第二绝缘层包括位于所述绝缘层上的第二导电开口；形成第二导线的步骤，从而将所述第二导线通过第二导电开口连接到第一导线；以及形成外部端子的步骤，以将该外部端子通过第二导线连接到第一导线。
根据上述方法，利用第二绝缘层保护第一导线，这样可避免封装压电部件时由于与第一导线接触而引起的短路等问题。
优选地，该方法进一步包括抛光或研磨压电基底的步骤。
根据上述方法，通过对其进行抛光或研磨，可使压电基底变薄。优选地，在形成绝缘层等之后，执行抛光步骤，以增强压电基底。采用这种抛光步骤，可进一步降低SAW器件的轮廓。
在本发明所述的压电部件中，压电元件的振动部分被保护层或者保护空间形成件保护住。因此，避免了由于封装而引起的压电部件的品质下降。还有，该压电部件不需要诸如用于保护振动部分的、面对该振动部分的基底之类的引起压电部件的厚度增加的元件，这样可实现压电部件的小型化，而且轮廓小、成本低。
图1包括表示根据本发明的第一实施例的制造SAW器件的工艺步骤的横向剖视图。
图2包括表示根据本发明的第二实施例的制造SAW器件的工艺步骤的横向剖视图。
图3包括表示根据本发明的第二实施例的制造SAW器件的工艺步骤的横向剖视图。
图4所示的电路图表示根据本发明的第一实施例的改进的SAW器件。
图5所示的平面图表示根据本发明的第一实施例的改进的SAW器件的SAW元件。
图6所示的平面图表示绝缘层形成在图5所示SAW元件上的状态。
图7所示的平面图表示外部端子形成在图6所示绝缘层上的状态。
图8所示的横向剖视图表示根据本发明的第一实施例的改进的SAW器件。
图9所示的电路图表示根据本发明第一实施例的另一种改进的SAW器件。
图10所示的平面图表示根据本发明的第一实施例的上述另一种改进的SAW器件。
图11所示的平面图表示绝缘层形成在图10所示SAW元件上的状态。
图12所示的平面图表示外部端子形成在图11所示绝缘层上的状态。
图13所示的电路图表示根据本发明所第二实施例的改进的SAW器件。
图14所示的平面图表示根据本发明的第二实施例的改进的SAW器件的SAW元件。
图15所示的平面图表示绝缘层形成在图14所示SAW元件上的状态。
图16所示的平面图表示导线或布线形成在图15所示绝缘层上的状态。
图17所示的平面图表示第二绝缘层形成在图16所示的绝缘层上、而且形成外部端子的状态。
图18所示的横向剖视图表示根据本发明的第二实施例的改进的SAW器件。
图19所示的电路图表示根据本发明第二实施例的另一种改进的SAW器件。
图20所示的平面图表示根据本发明的第二实施例的上述另一种改进的SAW器件的SAW元件。
图21所示的平面图表示绝缘层形成在图20所示SAW元件上的状态。
图22所示的平面图表示导线或布线形成在图21所示绝缘层上的状态。
图23所示的平面图表示第二绝缘层形成在图22所示的绝缘层上、而且形成外部端子的状态。
图24所示的电路图表示根据本发明第二实施例的上述另一种改进的SAW器件。
具体实施例方式
(第一实施例)下面参照附图1和4至12说明本发明的实施例。
如图1所示，根据本发明的SAW滤波器包括具有设置在包括LiTaO3的压电基底1上的至少一个IDT(振动部分)2和连接到IDT 2的导电垫或导电焊盘或导电焊接区(元件布线或元件配线或元件接线/element wiring)3；以及连接到导电垫3的外部端子12。外部端子12通过在绝缘层7中的导电开口8内延伸的导线或布线或配线或接线(外部端子连接件，第一导线或布线或配线或接线)11连接到导电垫3，该绝缘层7叠加在导电垫3上，并包括树脂。导电开口8与导电垫3上不设置绝缘层的部分相对应。还有，在绝缘层7内形成激励部分保护开口9，该保护开口用做保护包括IDT2的SAW激励(exciting)部分的空间。激励部分保护开口9与LiTaO3压电基底1上不设置用于包括IDT 2的SAW激励部分的绝缘层的部分相对应，上述部分也就是形成保护膜(保护层)5的部分。
在上述结构中，由保护膜5保护包括IDT 2的SAW激励部分。进一步地，由绝缘层7中的激励部分保护开口9保护IDT 2。采用这种结构，避免了由于封装而引起的SAW滤波器的品质或特性下降。还有，上述SAW滤波器并不需要会引起SAW滤波器厚度增加的元件，例如不需要用于保护包括IDT 2的SAW激励部分粘结的基底，这样就可实现小型化的SAW滤波器，而且其外形小、成本低。也就是说，能够以SAW元件(element)16或者芯片的尺寸进行封装。
进一步地，由于可任意形成在导电开口8中延伸的导线或布线11，因此可根据外部连接的电路，任意改变连接到导线11的外部端子12的位置。也就是说，能够增加外部端子12的位置自由度。
IDT 2和导电垫3包括Al，例如如果需要，可覆盖或层叠包括Al、Ni、或者Au的层。优选地，可利用用于顶层的Au抑制腐蚀。
可使用SiN或者SiO2作为保护膜5的材料。
虽然不设有保护膜5，仍然可在某种程度上确保可靠性。
绝缘层7包括常用的光致抗蚀剂或者诸如感光性的苯并环丁稀(benzoeyclobuten)之类的绝缘材料，其中常用的光致抗蚀剂包括感光性聚酰亚胺或者酚醛清漆树脂。可供选择地，优选使用环烯烃树脂(cyclicolefin resin)或者环氧树脂。
可在与设有LiTaO3压电基底1的IDT 2的表面相对的表面上设置保护金属膜6。于是，由这种保护金属膜6可防止来自外部的电磁波对SAW滤波器的影响。保护金属膜6可包括用于阻挡电磁波的材料，例如Ti、Al、或者NiCr。
还有，可在保护金属膜6上设置缓冲层10。当不设置保护金属膜时，缓冲层10可直接设置在LiTaO3压电基底1上。缓冲层10消除了封装SAW滤波器时产生的碰撞或冲击。缓冲层10可包括导电或者非导电树脂。但是，优选使用诸如包含Ag颗粒的环氧树脂之类的导电树脂。以这种方式，通过提供导电性，可避免从外部施加的电磁波的影响。另外，可避免热电LiTaO3基底上的IDT热电损害。
在SAW滤波器中，可在与设有LiTaO3压电基底1的IDT 2的表面相对的表面上设置诸如氧化铝基底之类的增强基底。可使用粘合剂等把这种增强基底粘合到与设有LiTaO3压电基底1的IDT 2的表面相对的表面上。增强基底有利于增加SAW滤波器的强度。
下面参照图1说明用于制作SAW滤波器的方法。
首先，在步骤1中，在厚度为0.35mm的100mmφ(φ100mm)的LiTaO3基底(压电基底)1上形成IDT 2、导电垫3、反射体或反射器(reflector)(未示出)、导线或布线(元件导线或布线)(未示出)等等。也就是说，采用诸如使用Al等蒸发之类的剥离(lift-off)方法在LiTaO3压电基底1上形成IDT 2、导电垫3、反射体、导线等等。进一步地，可形成用于定位的对齐标记4。尽管没将对齐标记4的形状和尺寸具体化，但在此情况下，其形状可以是环形的，而且尺寸为10μmφ(φ10μm)。进一步地，采用喷溅等方法，在设有IDT 2和反射体的部分处，即包括IDT 2的SAW激励部分处形成厚度为5nm的包括SiN或者SiO2的保护膜5。在与设有LiTaO3压电基底1的IDT 2的表面相对的表面上形成包括Ti等的保护金属膜6。保护金属膜6可根据需要任意形成。
之后，在步骤2，在设有LiTaO3压电基底1的IDT 2的表面上形成具有导电开口8和激励部分保护开口9的绝缘层7。可根据预定的图案，例如通过提供厚度为15μm的感光性聚酰亚胺，并随后进行曝光和显影而形成绝缘层7，从而形成导电开口8和激励部分保护开口9。
之后，在步骤3，形成导线或布线11和外部端子12。例如，通过形成将被剥离的抗蚀图案以、通过采用蒸发依序层叠Au(200nm)、Pd(100nm)、和Ti(100nm)形成金属膜、并随后剥离抗腐蚀剂，而形成导线或布线11和外部端子12。可供选择地，可通过在导电开口8中填充导电膏或导电糊料(paste)或者对其以足够的厚度进行印制、并随后烘烤(firing)导电糊料，而形成导线11和外部端子12。可使用树脂Ag糊料、焊料(solder)糊料、在低温下烧结的Sn糊料、或者Zn糊料作为导电糊料。还有，可通过形成金属膜并蚀刻该膜而形成导线11和外部端子12。在上述形成方法中，可同时形成导线11和外部端子12，这样可简化制作过程。可供选择地，可通过在导电开口8中填充导电糊料并对其进行烧结、并随后进行蒸发或者印制导电糊料，而形成导线11和外部端子12，从而将其连接到经烧结的导电糊料。
之后，在步骤4，在保护金属膜6上形成缓冲层10，从而消除或减轻封装时的碰撞。可不形成缓冲层10。当使用导电树脂形成缓冲层10时，就不需要保护金属膜6。进一步地，在此步骤中，可通过粘合增强基底而提高SAW滤波器的强度。最后，在预定位置将制成的基底切成小块，从而得到SAW滤波器21。尽管图1中只示出了一个SAW元件16，但是可以形成多个SAW元件。
根据上述方法，可利用保护膜5保护包括IDT 2的SAW激励部分。进一步地，可利用由绝缘层7中的激励部分保护开口9限定的空间保护IDT2。因此，可避免用于封装而引起SAW滤波器品质的下降。还有，在上述SAW滤波器中，不需要导致SAW滤波器厚度增加的元件，例如不需要用于保护包括IDT 2的SAW激励部分的、面对IDT 2的基底。于是，可实现SAW滤波器的小型化，而且其轮廓小、成本低。进一步地，可减少粘合彼此面对的基底的步骤和蚀刻基底的步骤，并进而可很容易地制作这种SAW滤波器，同时节约时间。
优选地，通过设定合适的暴露条件或曝光条件，基本上可将导电开口8形成锥形。于是，可更容易地在导电开口8形成导线11，还可更容易地形成SAW滤波器。
如果不形成保护金属膜6，就可抛光或研磨LiTaO3压电基底1，从而在步骤2或者之后的步骤中降低其厚度。由于通过形成绝缘层7等等而对LiTaO3压电基底1进行增强，因此可以执行抛光步骤。在此方法中，可得到轮廓减小的SAW滤波器。
优选地，负性抗蚀剂可用做每一抗蚀图形。通过使用负性抗蚀剂，可避免在开口部残留抗腐蚀剂。
在绝缘层7中，可在SAW滤波器的切割小块部分形成切割(dicing)开口。采用这种切割开口，可很容易地对切割进行定位，并可避免在切割处阻塞。优选地，切割开口的宽度等于用于切割的切割刃具的宽度。于是，可防止切割之后的产品的突出部被损坏。
下面参照图4至8说明根据本实施例的改进的SAW滤波器。
图4所示的电路图表示这种改进的SAW滤波器。该SAW滤波器100包括设置成梯形图案的SAW谐振器101至105，每一谐振器都具有IDT(振动部分)。这些SAW谐振器101至103为串联谐振器，而SAW谐振器104和105为并联谐振器。
下面参照图5至8说明SAW滤波器100。
如图5所示，SAW谐振器101至105、导电垫或导电焊盘或导电焊接区(元件导线或布线)106至109、以及导线或布线(元件导线或布线)110至115形成在压电基底1上，从而形成SAW元件116。还有，形成用于保护SAW谐振器101至105的保护膜(未示出)。
之后，如图6所示，在SAW元件116上形成绝缘层124。绝缘层124包括用于暴露SAW谐振器101至105的激励部分保护开口117至119、以及用于暴露导电垫106至109的导电开口120至123。可供选择地，绝缘层124可覆盖压电基底1的整个表面。
之后，如图7所示，在绝缘层124上形成外部端子连接件(第一导线或布线)125至128以及外部端子129至132，其中外部端子连接件通过导电开口120至123连接到导电垫106至109，而外部端子129至132连接到外部端子连接件125至128，这样可获得SAW滤波器100。
图8是沿图5至7的线A-A’剖开的所制成的SAW滤波器100的横向剖视图。
如图8所示，在SAW滤波器100中，利用激励部分保护开口117和119保护包括SAW谐振器的IDT的激励部分。还有，由保护膜133和134保护SAW谐振器的IDT。进一步地，可利用盖子覆盖激励部分保护开口117和119，从而防止导电颗粒接触IDT。于是，可防止SAW滤波器的品质下降。
下面将参照图9至12说明本实施例另一种改进的SAW滤波器。
图9是这种改进的SAW滤波器200的电路图。该SAW滤波器200包括设置成梯形图案的SAW谐振器201至205，每一谐振器都具有IDT(振动部分)。SAW谐振器201至203为串联谐振器，而SAW谐振器204和205为并联谐振器。
下面参照图10至12说明SAW滤波器200的制作方法。
首先，如图10所示，SAW谐振器201至205、以及导线或布线(元件导线或布线)206至211形成在压电基底1上，从而形成SAW元件212。
之后，如图11所示，在SAW元件212上形成绝缘层220。绝缘层220包括用于暴露SAW谐振器201至205的激励部分保护开口213至215、以及用于暴露导线206至211的端部的导电开口216至219。
之后，如图12所示，在绝缘层220上形成外部端子连接件(第一导线或布线)221至224以及外部端子225至228，其中外部端子连接件通过导电开口216至219连接到导线206、209、210和211，而外部端子225至228连接到外部端子连接件221至224。进一步地，在激励部分保护开口213至215上形成保护膜，这样可获得SAW滤波器200。
在每一上述SAW滤波器中，元件导线连接到压电基底上的每一IDT，但是可省略元件导线的部分。在此情况下，在绝缘层内形成导电开口，从而暴露每一IDT的母线。这样，可节约用于压电基底上的导线和导电垫的空间，并进而将SAW滤波器小型化。
〔第二实施例〕下面将参照图2和3以及图13至24说明本发明的第二实施例。为方便说明起见，与第一实施例功能相同的部件采用相同的参考标记表示，而且省略其相应的说明。
如图2和3所示，本实施例的SAW滤波器与第一实施例的SAW滤波器所不同之处在于，设置有用于保护将被连接到外部端子12的导线11的导线保护层或布线保护层(第二绝缘层)13。外部端子12通过导线保护层13中的导电开口(第二导电开口)14连接到导线11。
下面参照图2和3说明用于制作SAW滤波器的方法。
在此实施例中，步骤1和2与第一实施例中的步骤相同。
在步骤3中，在该实施例中只形成导线11，而在第一实施例中形成导线11和外部端子12。
在步骤4中，形成包括导电开口14和第二开口的导线保护层13。在导线保护层13中，激励部分保护开口9的部分用做第二开口(第二激励部分保护开口)。采用与用于绝缘层7相同的方法形成导线保护层13。例如，通过根据预定图形，提供或涂敷感光性聚酰亚胺、并随后进行曝光和显影，而形成导线保护层13，从而在激励部分保护开口9包括导电开口14和第二开口。
之后，在步骤5，在导电开口14中形成外部端子12。可采用与第一实施例相同的方法形成外部端子12。
之后，在步骤6，就像第一实施例的步骤4那样，形成缓冲层10等，并在预定位置切割所制成的基底，从而获得SAW滤波器22。
如上所述，采用该方法在导线11上形成导线保护层13。由此，可避免封装SAW滤波器时由于外部端子12和导线11的接触而引起的短路等问题。
在此实施例中，在导线保护层13中设有激励部分保护开口9的部分用做第二开口。但是，可不设置第二开口。当不设置第二开口时，由绝缘层7中的激励部分保护开口9限定的空间是空的，从而使该空间设置在包括IDT 2的SAW激励部分之上。由此，可避免由于封装而引起的SAW滤波器的品质下降。还有，激励部分保护开口9可被盖子覆盖。
形成在导电开口14中的外部端子12的部分可被看作外部端子连接件(第二导线或布线)。也就是说，外部端子12包括外部端子连接件和外部端子。可供选择地，可分开外部端子连接件和外部端子，而且它们中的每一个都可采用不同的方法形成。
下面将参照图13至18说明本实施例的改进所述的SAW滤波器。
图13是这种改进的SAW滤波器300的电路图。该SAW滤波器300包括设置成梯形图案的SAW谐振器301至305，每一谐振器都具有IDT(振动部分)。SAW谐振器301至303为串联谐振器，而SAW谐振器304和305为并联谐振器。电感306和307分别以串联方式连接到SAW谐振器304和305。
下面参照图14至17说明SAW滤波器300。
首先，如图14所示，SAW谐振器301至305、导电垫(元件导线)308至311、以及导线(元件导线)312至317形成在压电基底1上，从而形成SAW部件318。
之后，如图15所示，在SAW元件318上形成绝缘层322。绝缘层322包括用于暴露SAW谐振器301至305的激励部分保护开口318至320、以及用于暴露导电垫308至311的导电开口318至321。
之后，如图16所示，在绝缘层322上形成导线(第一导线)323至326，所述导线通过导电开口318至321连接到导电垫308至311。在此结构中，每一导线325和326具有电感量L。可供选择地，每一导线可具有电容量C。导线325和326中的电感量L与电感306和307相对应。
进一步地，如图17所示，在绝缘层322上形成第二绝缘层334。该第二绝缘层334包括用于通过激励部分保护开口318至320暴露SAW谐振器301至305的第二激励部分保护开口327至329、以及用于暴露导线323至326的端部的第二导电开口330至333。然后，通过第二导电开口330至333连接到导线323至326的外部端子335至338形成在第二绝缘层334上，从而可获得SAW滤波器300。可把形成在第二导电开口330至333中的外部端子335至338的部分看作外部端子连接件(第二导线或布线)。也就是说，每一外部端子335至338包括外部端子连接件和外部端子。外部端子连接件和外部端子可分开，而且它们中的每一个可采用不同的方法形成。
图18是沿图15至17中的线A-A’剖开的所制成的SAW滤波器300的横向剖视图。
如图18所示，在SAW滤波器300中，可通过设置激励部分保护开口318和320以及第二激励部分保护开口327和329，而获得用于SAW谐振器304和305的振动空间。
可供选择地，可在每一SAW诣振器的IDT上形成保护膜，以保护IDT。进一步地，可通过利用盖子覆盖每一第二激励部分保护开口，而保护IDT。
还有，替代形成导电垫308至311，可将导线312、315、316和317分别连接到导线323至326。
下面将参照图19至24说明本实施例的另一种改进的SAW滤波器。
图19是这种改进的SAW滤波器400的电路图。该SAW滤波器400包括设置成梯形图案的SAW谐振器401至405，每一谐振器都具有IDT(振动部分)。SAW谐振器401至403为串联谐振器，而SAW谐振器404和405为并联谐振器。电感406和407分别以串联方式连接到SAW谐振器404和405。
下面参照图20至24说明SAW滤波器400。
首先，如图20所示，SAW谐振器401至405、以及导线(元件导线)408至415形成在压电基底1上，从而形成SAW部件416。
之后，如图21所示，在SAW元件416上形成绝缘层428。绝缘层428包括用于暴露SAW谐振器401至405的激励部分保护开口417至419、以及用于暴露导线408至415的导电开口420至427。绝缘层428可以覆盖压电基底1的整个表面。
之后，如图22所示，在绝缘层428上形成通过导电开口420、423、424和427连接到导线408、411、412和415的导线(第一导线)429至423。还有，形成用于连接导线409和413的连接导线(第一导线)433、以及用于连接导线410和414的连接导线(第一导线)434。在此结构中，每一导线431和432具有电感量L，但是每一导线可具有电容量C。导线431和432中的电感量L与电感406和407相对应。
进一步地，如图23所示，在绝缘层428上形成第二绝缘层442。该第二绝缘层442包括用于通过激励部分保护开口417至419暴露SAW谐振器401至405的第二激励部分保护开口435至437、以及用于暴露导线429至432的端部的第二导电开口438至441。之后，在第二绝缘层442上形成通过第二导电开口438至441连接到导线429至432的外部端子443至446。第二导电开口438至441中形成的外部端子443至446的部分可被看作外部端子连接件(第二导线)。也就是说，每一外部端子443至446包括外部端子连接件和外部端子。外部端子连接件和外部端子可分开，而且它们中的每一个可采用不同的方法形成。
之后，采用热压焊或热压粘合等方法形成用于覆盖第二激励部分保护开口435至437的盖子。由此获得SAW滤波器400。优选地，可使用包括感光性聚酰亚氨、聚乙烯萘(polyethylenenaphtalate)、液晶聚合物、玻璃、硅或者氧化铝。通过使用盖子，可保护SAW谐振器的IDT。进一步地，可防止导电颗粒和IDT之间的接触引起的短路。也就是说，可防止SAW滤波器品质的下降。
图24是沿图20至23中的线A-A’剖开的所制成的SAW滤波器400的横向剖视图。
如图24所示，在SAW滤波器400中，可通过盖子447获得用于IDT的激励空间(振动空间)，从而可保护IDT。
在上述SAW滤波器中，元件导线连接到位于压电基底1上的每一IDT，但是可以省略元件导线。在此情况下，每一导电开口形成在绝缘层中，从而从此暴露每一IDT的母线。由此，可节约用于在压电基底上形成导线和导电垫的空间，并进而使SAW滤波器小型化。
在第二实施例中，把SAW滤波器用做压电滤波器。可供选择地，压电薄膜滤波器可用做压电滤波器。在压电薄膜滤波器中，把压电薄膜元件用做压电元件。压电薄膜元件包括具有开口或者凹部的Si基底；以及至少一个压电薄膜谐振器(振动部分)，这些压电薄膜谐振器是通过利用至少一对相互面对的上下电极夹住薄膜部分的上下表面而形成的，其中该薄膜部分具有形成在开口或者凹部上的至少一层压电薄膜(包括ZnO或者AlN)。可供选择地，Si基底可以不包括开口或者凹部，而且可以在下部电极和Si基底之间设有空间。在此压电薄膜滤波器中，可利用激励部分保护开口确保用于压电薄膜谐振器的振动空间。还有，通过利用盖子封闭激励部分保护开口，可保护压电薄膜谐振器。保护膜不设置在压电滤波器中。
在第二实施例中，第二导电开口从导电开口的位置转移。但是，导电开口的位置和第二导电开口可彼此相对应。采用这种结构，可使导电垫和导线的部分变得不必要，并进而将压电部件小型化。进一步地，通过移除导电垫和导线的部分，可降低寄生电容。
在上述实施例中，把压电基底用于SAW元件。当导线设置在压电基底上时，由于压电基底的高介电常数，在平面视图中具有不同电位的导线彼此面对的部分，产生寄生电容，并进而发生插入损失。但是，在本发明所述的SAW滤波器中，可降低设置在压电基底上的导线数量，并在包括具有比压电基底的介电常数更低的材料的树脂层或者粘合基底上，可形成必须的导线。由此，在平面视图中具有不同电位的导线彼此面对的部分，可抑制寄生电容的产生。
本发明并不局限于上述实施例，而且在随附权利要求的保护范围内可实现各种改进。还有，可任意组合公开在这些实施例中的技术方法，以获得包括在本发明的保护范围之内的其它实施例。
根据本发明，可将用于延迟线和滤波器的、诸如SAW器件或者压电薄膜滤波器之类的压电部件小型化。进一步地，压电部件可应用于诸如便携式电话之类的通信设备，而且也可将这种通信设备小型化。
权利要求
1.一种压电部件，包括压电元件，该压电元件包括形成在基底上的、至少一个振动部分和连接到该振动部分的元件布线；以及外部端子，该压电部件包括绝缘层，该绝缘层包括用做用于保护振动部分的空间的开口和导电开口，其中外部端子通过形成在导电开口中的外部端子连接件连接到元件布线。
2.如权利要求1所述的压电部件，其中保护膜形成在开口中。
3.如权利要求1所述的压电部件，其中所述开口被盖子覆盖。
4.一种压电部件，包括压电元件，该压电元件包括形成在基底上的、至少一个振动部分和连接到该振动部分的元件布线；以及外部端子，该压电部件包括绝缘层，该绝缘层包括用做用于保护振动部分的空间的开口和导电开口、并设有通过导电开口连接到元件布线的布线；以及第二绝缘层，该绝缘层保护布线、并包括位于开口之上的第二开口和第二导电开口，该第二绝缘层设置在绝缘层上，其中外部端子通过形成在第二导电开口中的外部端子连接件连接到布线。
5.如权利要求4所述的压电部件，其中所述布线包括电容或电感中的任何一个。
6.如权利要求4所述的压电部件，其中保护膜形成在第二开口中。
7.如权利要求4所述的压电部件，其中所述第二开口被盖子覆盖。
8.如权利要求1所述的压电部件，其中所述压电元件为SAW元件，该SAW元件包括具有形成在基底上的IDT的振动部分。
9.如权利要求1所述的压电部件，其中所述压电元件是压电薄膜元件，该压电薄膜元件包括通过利用至少一对彼此面对的上下电极将薄膜部分的上下表面夹在中间而形成的振动部分，该薄膜部分至少具有一层压电薄膜，压电薄膜形成在位于基底中的开口或凹部上。
10.如权利要求1所述的压电部件，其中所述压电元件是压电薄膜元件，该压电薄膜元件包括通过利用至少一对彼此面对的上下电极将薄膜部分的上下表面夹在中间而形成的振动部分，该薄膜部分至少具有一层压电薄膜，压电薄膜形成在基底上，并在基底和振动部分中的下电极之间设有空间。
11.一种用于制造压电部件的方法，该压电部件包括压电元件，该压电元件包括形成在基底上的、至少一个振动部分和连接到该振动部分的元件布线；以及外部端子，该方法包括如下步骤通过在基底上形成所述至少一个振动部分和连接到所述振动部分的元件布线而制造压电元件的步骤；形成绝缘层的步骤，该绝缘层包括用做用于保护振动部分的空间的开口和导电开口；形成第一布线的步骤，以将该布线通过导电开口连接到元件布线；以及形成外部端子的步骤，以将该外部端子连接到第一布线。
12.一种用于制造压电部件的方法，该压电部件包括压电元件，该压电元件包括形成在基底上的、至少一个振动部分和连接到所述振动部分的元件布线；以及外部端子，该方法包括如下步骤通过在基底上形成所述至少一个振动部分和连接到所述振动部分的元件布线而制造压电元件的步骤；形成用于保护压电元件中的振动部分的保护层的步骤；形成绝缘层的步骤，该绝缘层包括用做用于保护振动部分的空间的开口和导电开口；形成第一布线的步骤，以将该布线通过导电开口连接到元件布线；以及形成外部端子的步骤，以将该外部端子连接到第一布线。
13.如权利要求11所述的用于制造压电部件的方法，其中所述压电元件为SAW元件，该SAW元件包括具有形成在基底上的IDT的振动部分。
14.如权利要求12所述的用于制造压电部件的方法，其中所述压电元件是压电薄膜元件，该压电薄膜元件包括通过利用至少一对彼此面对的上下电极将薄膜部分的上下表面夹在中间而形成的振动部分，该薄膜部分至少具有一层压电薄膜，压电薄膜形成在基底中的开口或凹部上。
15.如权利要求12所述的用于制造压电部件的方法，其中所述压电元件是压电薄膜元件，该压电薄膜元件包括通过利用至少一对彼此面对的上下电极将薄膜部分的上下表面夹在中间而形成的振动部分，该薄膜部分至少具有一层压电薄膜，压电薄膜形成在基底中的开口或凹部上。
16.一种用于制造压电部件的方法，该压电部件包括压电元件，该压电元件包括形成在基底上的、至少一个振动部分和连接到所述振动部分的元件布线；以及外部端子，该方法包括如下步骤通过在基底上形成所述至少一个振动部分和连接到所述振动部分的元件布线而制造压电元件的步骤；形成绝缘层的步骤，该绝缘层包括用做用于保护振动部分的空间的开口和导电开口；形成第一布线的步骤，以将该布线通过导电开口连接到元件布线；形成第二绝缘层的步骤，该第二绝缘层包括所述绝缘层上的第二导电开口；形成第二布线的步骤，从而将所述第二布线通过第二导电开口连接到第一布线；以及形成外部端子的步骤，以将该外部端子通过第二布线连接到第一布线。
17.一种用于制造压电部件的方法，该压电部件包括压电元件，该压电元件包括形成在基底上的、至少一个振动部分和连接到所述振动部分的元件布线；以及外部端子，该方法包括如下步骤通过在基底上形成所述至少一个振动部分和连接到所述振动部分的元件布线而制造压电元件的步骤；形成用于保护压电元件中的振动部分的保护层的步骤；形成绝缘层的步骤，该绝缘层包括用做用于保护振动部分的空间的开口和导电开口；形成第一布线的步骤，以将该第一布线通过导电开口连接到元件布线；形成第二绝缘层的步骤，该第二绝缘层包括所述绝缘层上的第二导电开口；形成第二布线的步骤，从而将所述第二布线通过第二导电开口连接到第一布线；以及形成外部端子的步骤，以将该外部端子通过第二布线连接到第一布线。
18.如权利要求11所述的用于制造压电部件的方法，进一步包括抛光或研磨所述基底的步骤。
全文摘要
本发明提供一种紧凑的压电部件，可进一步地抑制其品质的下降，并提供一种用于制作该压电部件的方法。SAW器件(21)包括SAW元件(16)，该SAW元件具有形成在压电基底(1)上的IDT(2)和连接该IDT(2)的导电垫(3)；以及外部端子(12)。该SAW器件(21)还包括绝缘层(7)，该绝缘层(7)具有用做用于保护包括IDT(2)的SAW激励部分和导电开口(8)的激励部分保护开口(9)。外部端子(12)通过在导电开口(8)中延伸的导线(11)连接件连接到导电垫(3)。
文档编号H03H3/08GK1557049SQ0380107
公开日2004年12月22日 申请日期2003年7月23日 优先权日2002年7月31日
发明者越户义弘 申请人:株式会社村田制作所