压电部件及制造方法

文档序号:7505177阅读:127来源:国知局
专利名称:压电部件及制造方法
技术领域
本发明涉及压电部件,如用于延迟线的声表面波器件,滤波器等;涉及压电薄膜滤波器等;涉及其制造方法,特别涉及芯片大小封装的压电部件和其制造方法。
背景技术
近年来,减小电子设备的体积和重量导致了增加电子部件功能的要求。在此背景下,同样有减小压电部件的体积和重量的要求,如用于通讯设备如移动电话等的声表面波器件的声表面波滤波器(此后称为SAW滤波器),使用压电薄膜谐振器的压电滤波器。
压电滤波器包括有开口或凹壁处的Si衬底的压电谐振器,有在开口或凹壁的衬底上形成的至少一层和多层压电薄膜(如ZnO或AIN)的薄膜部分的上底面和下底面结构的振荡部分夹在互相相对的至少一对上电极和下电极之间,或压电谐振器,其Si衬底没有开口或凹壁,在底面电极和Si衬底之间形成空间,压电谐振器设定为梯形和晶格形式。根据这种压电滤波器,使用在振荡部分产生的厚度方向径向的振荡,以便保证振荡的空间,也必须防潮,防尘等。
声表面波滤波器也配置为在压电衬底如晶体,LiTaO3,LiNbO3,等上由如金属AL等组成的一对细齿梳子状电极(内部数字传感器,后面简称为IDT)。在声表面波传播的压电衬底和细齿梳子状电极上,必须保证此声表面波滤波器的振荡的空间,细齿梳子状电极也必须防潮,防尘等。
对上述的压电滤波器和声表面波滤波器,芯片焊接剂作用到陶瓷如氧化铝成形的封装壳的底面上,压电滤波器和声表面波滤波器元件由线连接安装到封装壳上,由芯片焊接连接封装壳中的接线端和元件的电极,随后用盖密封封装壳。为了减小体积,用压电滤波器和声表面波滤波器形成了一种结构,其中在氧化铝组成的封装壳的底面上形成电极焊区,压电滤波器和声表面波滤波器元件由倒装晶片连接用芯片焊接安装到封装壳上,随后用盖密封封装壳。
然而,上述结构的问题在于,甚至在压电滤波器和声表面波滤波器元件体积减小的情况中,除非减小封装壳的体积,压电滤波器和声表面波滤波器的体积和高度不能减小。同样,存在的问题是减小封装壳的体积是昂贵的。此外,特别是压电滤波器的振荡部分是在衬底的开口或凹壁上形成的,因此在元件切片,捡起元件作安装,管芯焊接等的步骤中使用的震动破坏振荡部分也是有问题的。
作为比较,专利公开1,专利公开2和专利公开3描述用凸起安装。根据这些专利,由倒装晶片焊接去除线连接必须的空间能减小SAW滤波器的体积,其中在基板上形成的凸起与SAW元件连接。然而,匹配凸起的导电焊点必须在SAW元件上形成,减小了SAW元件的有效面积,所以减小体积是困难的。形成凸起增加了成本。
因此,专利公开4,在向着SAW元件的外引电极形成有通孔的基板上安装SAW元件,在通孔中填入导电剂,形成外部电路的连接部分。这样减小了SAW滤波器的体积。
日本未审查的专利申请公开号No.2001-94390[专利文件2]日本未审查的专利申请公开号No.11-150441[专利文件3]日本未审查的专利申请公开号No.2001-60642[专利文件4]日本未审查的专利申请公开号No.2001-244785发明内容然而,用在专利文件4中描述的配置,SAW元件的外引电极在基板上的通孔常常是在互相面对的位置上,因此在通孔形成的外接线端的位置是固定的。因此,外接线端的位置不能改变是有问题的。
本发明是根据常规技术的上述的问题研究的,因此,本发明的目的是提供能减小体积的声表面波元件,还改善关于外接线端的位置的自由度,及提供其制造方法。
为了解决上述问题,本发明的压电部件是,其中的压电元件在衬底上形成有至少一个振荡部分,连接振荡部分的元件布线,具有通孔的连接板,由粘合层连接的压电部件,使得对着振荡部分,压电部件包含振荡部分的保护空间;其中,通过在通孔形成的外接线端连接材料连接到元件布线的外接线端位于偏移通孔的位置孔上。
根据上述的结构,提供保护振荡部分的保护空间,因此不必须增加压电部件体积,如凸起,布线等的部件,因此可取消相应的空间,可容易的得到减小体积的压电部件。外接线端的位置在偏移通孔的位置,即,偏移元件布线的位置。就是说,可在任意位置形成外接线端的位置,因此改进了关于位置的自由度。因此,可以提供能容易的实现连接到外部电路的压电部件。
此外,为了解决上述问题,本发明的压电部件,其中,压电元件有在衬底上形成的至少一个振荡部分,连接振荡部分的元件布线,具有通孔的连接板,由粘合层连接的压电部件,使得对着振荡部分,压电部件包含振荡部分的保护空间;粘合层和连接到元件布线的连接板之间的第一布线,其中,第一布线和外接线端通过在通孔上形成的外接线端连接材料连接。
根据上述的结构,通过第一布线和外接线端连接材料,元件布线和外接线端连接,因此根据第一布线和外接线端连接材料的位置,可在任意位置形成外接线端,因此改进了关于位置的自由度。因此,可以容易的实现与外部电路的连接。
根据本发明的压电部件,除了上述的结构,第一布线优选的有电容或电感。这取消了分离的提供电容或电感的要求,能减小压电部件的体积。
此外,为了解决上述问题,根据本发明的压电部件,其中,压电元件有在衬底上形成的至少一个振荡部分,连接振荡部分的元件布线,有通孔的连接板,由粘合层连接的压电部件,使得向着振荡部分,压电部件包含振荡部分的保护空间;在连接板的第二布线连接元件布线;上面的绝缘层在连接板上有绝缘层开口,因此第二布线部分是暴露的;其中,通过在绝缘层开口形成的外接线端连接材料,第二布线和在上面的绝缘层形成的外接线端连接。
根据上述的结构,通过第二布线和外接线端连接材料,元件布线和外接线端连接,因此根据第二布线和外接线端连接材料的位置,可在任意位置形成外接线端,因此改进了关于位置的自由度。因此,可以容易的实现与外部电路的连接。
根据本发明的压电部件,除了上述的结构,第二布线优选的有电容或电感。这取消了分离的提供电容或电感的要求,能减小压电部件的体积。
根据本发明的压电部件,除了上述的结构,由粘合层的厚度优选的保证了保护空间。
根据本发明的压电部件,除了上述的结构,保护空间优选的是在向着振荡部分的连接板的面上形成的凹壁。
根据本发明的压电部件,除了上述的结构,粘合层优选的是由一种热调整的树脂,热塑性树脂和紫外线调整的树脂组成的。
粘合层优选的也是由粘合剂组成的,还包括在粘合剂组成的粘合层和声表面元件之间的树脂或金属层。
连接板优选的是由能湿蚀的材料组成的,如玻璃,晶体,熔炼硅等。
压电元件优选的是有在衬底上形成细齿梳子状电极组成的振荡部分的声表面波元件。
压电元件可能是有振荡部分的压电薄膜元件,振荡部分的结构中在有开口或凹壁的衬底的开口或凹壁上形成的至少一层和多层压电薄膜的薄膜部分的上底面和下底面,夹在互相相对的至少一对上电极和下电极之间。
压电元件可能是有振荡部分的压电薄膜元件,振荡部分的结构中有在衬底上形成的至少一层和多层压电薄膜的薄膜部分的上底面和下底面,夹在互相相对的至少一对上电极和下电极之间,在衬底和振荡部分的下底面电极之间有空间。
为了解决上述问题,制造本发明的压电部件的方法是,其中,压电元件有在衬底上形成的至少一个振荡部分,连接振荡部分的元件布线和有通孔的连接板,由粘合层连接,使得对着振荡部分的制造压电部件的方法,方法包括在衬底上形成至少一个振荡部分和连接到振荡部分的元件布线构成压电元件的步骤;在连接板上形成穿过的孔的步骤;连接压电元件和连接板使得保证振荡部分与粘合层之间的保护空间的步骤;形成通过通孔与元件布线连接的外接线端连接材料的步骤;形成与外接线端连接材料连接的外接线端的步骤。
除了上述的方法,在压电元件与连接板的连接步骤中,使得保证细齿梳子状电极与粘合层的保护空间,优化的实现元件布线和通孔的定位。
此外,为了解决上述问题,制造本发明的压电部件的方法是,其中,压电元件有在衬底上形成的至少一个振荡部分,连接振荡部分的元件布线和有通孔的连接板由粘合层连接,使得对着振荡部分的制造压电部件的方法,方法包括步骤,在衬底上形成至少一个振荡部分和连接到振荡部分的元件布线构成压电元件;连接压电元件和连接板使得保证振荡部分与粘合层的保护空间的步骤;在连接板上上形成通孔的步骤;形成通过通孔与元件布线连接的外接线端连接材料的步骤;形成与外接线端连接材料连接的外接线端的步骤。
根据上述的方法,提供保护空间,因此不需要增加了压电部件体积如凸起,布线等的部件,因此可取消相应的空间,可容易的提供减小体积的压电部件。此外,不需要形成凸起,随之相应的导电焊点,布线连接等的步骤,因此步骤可以简化。可在任意位置形成外接线端的位置,因此改进了关于位置的自由度。因此,可以容易的与外部电路的连接。
除了上述的方法,根据本发明制造压电部件的方法,凹壁优选的在连接板上形成,使得保证振荡部分的保护空间。因此,可以容易的形成保护振荡部分的空间。
除了上述的方法,根据本发明制造压电部件的方法,用抗蚀图案由湿蚀优选的形成通孔。这样可以容易的形成通孔。
除了上述的方法,根据本发明制造压电部件的方法,用激光刻蚀或喷砂处理形成通孔。这样可以容易的形成通孔。
除了上述的方法,根据本发明制造压电部件的方法,由金属蒸镀形成外接线端的连接材料和/或外接线端。
除了上述的方法,根据本发明制造压电部件的方法,外接线端的连接材料和/或外接线端可由印刷导电胶然后烘焙形成。
除了上述的方法,根据本发明制造压电部件的方法,外接线端可由印刷在通孔的导电胶形成,然后用导电胶形成布线。
除了上述的方法,根据本发明制造压电部件的方法,优选的形成有大量压电元件的一组衬底,有连接到一组衬底的连接板,然后切片。
根据上述的结构,在连接板和压电元件之间几乎没有位置偏移,可以容易的实现大批量生产高质量的压电部件。
连接板优选的是小于一组衬底。因此,可进一步减小由于在连接时SAW元件和连接板之间热膨胀的不同的差异,可以制造高质量的压电部件。
压电元件可以是有振荡部分的压电薄膜元件,其振荡部分结构为,在有开口或凹壁的衬底的开口或凹壁上形成的至少一层和多层压电薄膜的薄膜部分的上底面和下底面,夹在互相相对的至少一对上电极和下电极之间。
压电元件可以是有振荡部分的压电薄膜元件,其振荡部分结构为,在衬底上形成的至少一层和多层压电薄膜的薄膜部分的上底面和下底面,夹在互相相对的至少一对上电极和下电极之间,在振荡部分衬底和下电极之间有空间。
可减小本发明的压电部件的体积,此外,可在任意位置形成外接线端,因此改进了关于位置的自由度。因此,可以提供容易的与外部电路的连接的压电部件。


图1是本发明第一实施例的声表面波器件制造步骤的截面图;图2是本发明第一实施例的声表面波器件制造步骤的截面图;图3是本发明第一实施例的声表面波器件制造步骤的截面图;图4是本发明第二实施例的声表面波器件制造步骤的截面图;图5是本发明第二实施例的声表面波器件制造步骤的截面图;图6是本发明第二实施例的声表面波器件制造步骤的截面图;图7是本发明第三实施例的声表面波器件制造步骤的截面图;
图8是本发明第四实施例的声表面波器件制造步骤的截面图;图9是本发明第五实施例的声表面波器件制造步骤的截面图;图10是本发明第五实施例的声表面波器件制造步骤的截面图;图11是本发明第六实施例的声表面波器件制造步骤的截面图;图12是本发明第六实施例的声表面波器件制造步骤的截面图;图13是作为本发明第一实施例的特例的声表面波器件的电路图;图14是作为本发明第一实施例的特例的声表面波器件的俯视图;图15是在示于图14中的声表面波元件上形成树脂层后的俯视图;图16是在示于图15中的树脂层上附加连接板和形成外接线端后的俯视图;图17是作为本发明第一实施例的特例的声表面波器件的截面图;图18是作为本发明第二实施例的特例的声表面波器件的电路图;图19是作为本发明第二实施例的特例的声表面波器件中的声表面波元件的俯视图;图20是在示于图19中的声表面波元件上形成树脂层后的俯视图;图21是在示于图20中的树脂层上附加连接板和形成外接线端后的俯视图;图22是作为本发明第二实施例的特例的声表面波器件的截面图;图23是作为本发明第六实施例的特例的声表面波器件的电路图;图24是在作为本发明第六实施例的特例的声表面波器件上的声表面波元件的俯视图;图25是在示于图24中的声表面波元件上形成树脂层后的俯视图;图26是在示于图25中的树脂层上形成第一布线后的俯视图;图27是在示于图26中的树脂层上附加连接板和形成外接线端后的俯视图;图28是作为本发明第六实施例的特例的声表面波器件的截面图;图29是说明作为示于图28中的声表面波元件修改的声表面波元件的截面图;图30是作为本发明第六实施例的另一特例的声表面波元件的电路图;图31是在作为本发明第六实施例的特例的另一声表面波元件中的声表面波元件的俯视图;图32是在示于图31的声表面波元件上形成树脂层后的俯视图;图33是在示于图32的树脂层上形成第一布线和布线后的俯视图;图34是在示于图33的树脂层上附加连接板和形成外接线端后的俯视图;图35是作为本发明第七实施例的特例的声表面波器件的电路图;图36是作为本发明第七实施例的特例的声表面波器件中的声表面波元件的俯视图;图37是在示于图36中的声表面波元件上形成树脂层后的俯视图;图38是在示于图37中的树脂层上附加连接板后的俯视图;图39是在示于图38中的连接板上形成第二布线后的俯视图;图40是在示于图38中的连接板上形成上部的树脂层,并形成外接线端后的俯视图;图41是在作为本发明第七实施例的特例的声表面波器件中的声表面波元件的俯视图;图42是说明作为在示于图41中的声表面波元件修改的声表面波元件的截面图;图43是作为本发明第七实施例的另一特例的声表面波元件的电路图;图44是在作为本发明第七实施例的另一特例的声表面波器件中的声表面波元件的俯视图;图45是在示于图44的声表面波元件上形成树脂层后的俯视图;图46是在示于图45的树脂层上附加连接板,并形成第二布线后的俯视图;图47是在示于图46的连接板上形成上部的树脂层,并形成外接线端后的俯视图;图48是作为本发明第七实施例的另一特例的声表面波元件的截面图;图49是作为本发明第八实施例的特例的压电薄膜滤波器的电路图;图50是在作为本发明第八实施例的特例的压电薄膜滤波器上的压电薄膜元件的俯视图;图51是在示于图50的压电薄膜元件的截面图;
图52是在示于图50的压电薄膜元件上形成树脂层后的俯视图;图53是在示于图52的树脂层上附加连接板,并形成第二布线后的俯视图;图54是在示于图53的连接板上形成上部的树脂层,并形成外接线端后的俯视图;图55是作为本发明第八实施例的特例的压电薄膜滤波器的截面图;图56是说明作为在示于图55的压电薄膜滤波器修改的压电薄膜滤波器的截面图。
具体实施例方式下面参考图1到3,图13到17描述本发明的第一实施例。
本实施例中,如在图3中显示的描述SAW滤波器51,其中SAW元件(压电元件)6和连接板20与粘合层21一起结合为芯片大小的封装壳。在对着连接板20的面上SAW元件6有至少IDT(振荡部分)2和导电焊点(元件布线)3。在对着SAW元件6的一边,连接板20有保护凹陷结构(凹壁)的激励部分16,在与SAW元件6结合的时间保护IDT2的声表面波激励部分等(阻止IDT与连接板接触)。保护凹陷结构的激励部分16和粘合层21的厚度保证SAW元件6的IDT2的声表面波等的保护激励部分的空间。保护凹陷结构的激励部分16使得SAW滤波器的高度减小。此外,在连接板20上形成导电焊点通孔18,作为SAW元件6的导电焊点3的外部连接,形成外接线端的连接材料(引出在布线)22a,通过导电焊点通孔18与外接线端22b连接。通过在连接板表面的导电焊点通孔18而不是在上面形成的凹壁,外接线端的连接材料22a与导电焊点3连接,根据电路或与电路作的外部连接任意改变的外接线端22b的位置形成外接线端的连接材料22a。这就是说,可改善外接线端22b位置的自由度。可以在外接线端的连接材料22a形成前、后或同时形成外接线端22b。
下面参考图1到3,详细描述SAW滤波器的制造方法。
首先,如在图1中所示,在步骤1中,制作SAW元件6。例如在厚度为0.35mm,直径为100mm的LiTaO3压电衬底1上形成IDT2,导电焊点3,反射器(没有显示),布线(没有显示)等。这就是说,用垂直发射方法或蒸镀,在LiTaO3压电衬底1上由Al形成IDT2,导电焊点3,反射器,布线等。因此,制作SAW元件6。在用蒸镀的垂直发射时,优选的按SAW芯片的周界(切片线)形成边框,在用作后面描述的连接板时作为密封封接的外框4的基础。切片线也可做得更重,使得用于密封封接的外框。此外,在结合为后面描述的连接板时也可形成定位标记5,而定位标记5的形状和大小没有特别的限制,这里使用10μm的圆形。虽然在图1只说明一个SAW元件6,这可能是在压电衬底1上提供许多SAW元件6的一组衬底。
如在图2中所示,步骤2到步骤5制作连接板20。
在步骤2中,为了保护IDT2等的声表面波的激励部分,在例如厚0.10mm直径100mm的玻璃衬底10的表面(表面向着在上面形成IDT的LiNbO3压电衬底1的表面(下文中称为A面))上形成有构成凹陷结构的开口13的抗蚀剂图案11。
此外,在玻璃衬底10的另一表面(下文中称为B面)上形成有为了导电焊点3的外部连接构成通孔的开口14,和定位标记的开口15的抗蚀剂图案12。这里,形成圆形的定位标记的开口15与定位标记5匹配,此外,匹配定位标记5的中心。
在步骤3中,玻璃衬底10的两面由30μm半蚀刻,例如用氢氟酸之类。这形成了保护凹陷结构的激励部分16。
在步骤4中,抗蚀剂图案17加到玻璃衬底10的整个A面,保护凹陷结构的激励部分16。此外,用氢氟酸之类在抗蚀剂图案12后的玻璃衬底10的B面实现刻蚀,因此形成导电焊点通孔18和定位标记通孔19。此时,通过从一个面实现刻蚀,因此形成锥形的导电焊点通孔18和定位标记通孔19。随后,去除抗蚀剂图案11,12和17。这样,制作了连接板20。应注意到虽然在图2中显示仅一个连接板20,在玻璃衬底10上形成了许多。
在步骤5中,粘合剂组成的粘合层21转换到连接板20(玻璃衬底10)的A面。此时,无粘合剂粘附在部分保护凹陷结构的激励部分16、导电焊点通孔18和定位标记通孔19上。在连接板20上形成粘合层21,使得防止粘合剂粘附到IDT上的危险得到避免。
如在图3中所示的,在步骤6中,在步骤1中制作的SAW元件6和在步骤2到5中制作的有粘合层21的连接板20互相结合。此时,SAW元件6的定位标记5和连接板20的定位标记通孔19在位置上匹配。这样,已经定位的SAW元件6的导电焊点3和连接板20的导电焊点通孔18实现连接。玻璃衬底和LiNbO3压电衬底有高度的平直度,因此在互相连接时的瞬时固定是容易的。也使用透明的玻璃衬底,因此容易定位。注意,虽然在图3中说明仅一组SAW元件6和连接板20互相结合,其实形成了许多。
在步骤7中,有预先确定布线的开口的垂直发射抗蚀剂(没有显示)加到连接板20的B面。此时,在抗蚀剂处形成开口,因此在连接板(玻璃衬底10)20的导电焊点通孔18上形成连接到SAW元件6的导电焊点3的外接线端。可形成布线图案,例如,连接板20的B面有L部件或C部件。例如对多层结构布线Au(200nm)/Pb(100nm)/Ti(100nm)的金属从上面的垂直发射抗蚀剂上蒸镀,抗蚀剂垂直发射。这样,可以形成外接线端的连接材料22a,使得SAW元件6的导电焊点3连接到连接板20。可同时形成外接线端的连接材料22a和外电极22b。此外,可在外接线端的连接材料22a的形成之后或之前形成外电极22b。
为了减轻安装的震动,在步骤8中,在SAW元件6的整个面上形成吸收震动的震动吸收树脂层23。最后,在预先确定的位置实现切片,因此完成SAW滤波器51。
虽然上面描述的方法使用玻璃衬底作连接板20,本发明不限制于此,例如可使用单晶硅SiO2(晶体)衬底或熔硅衬底。根据这些衬底,可实现湿刻蚀,所以能容易的和不昂贵的形成通孔和保护凹陷结构的激励部分等。特别是,连接板20优选的是透明的,使得定位容易。可使用聚酰亚胺或此类形成连接板的树脂膜。这就是说,连接板是绝缘体,优选的有比SAW元件的压电衬底(作为压电衬底的LiNbO3,LiNbO3有20或更大的相对介电常数,因此优选的是4或更小的相对介电常数)低的相对介电常数。
优选的形成玻璃衬底10的尺寸比预先的压电衬底1更小。这样,可以减小由于SAW元件的压电衬底和玻璃衬底之间的热膨胀的差异,在连接时间的偏移。最后切片实现划分成单个的SAW滤波器。
例如,可在不形成IDT的压电衬底1的面上形成金属膜如Ti,作为阻止外部电磁波影响的屏蔽。
例如,粘合层21优选的由热调整的如环氧树脂,硅树脂,石炭酸,聚酰亚胺,聚亚安酯或此类组成。热塑性的树脂如聚亚苯基硫化物或此类,或紫外线调整的树脂或此类,因此由加热,紫外线或此类可连接SAW元件6和连接板20。然而,优选的避免产生腐蚀性气体或此类的材料。
粘合层21可由聚酰亚胺树脂层,酚醛清漆树脂,光感苯环丁烯(BCB)或此类,焊接金属层或此类,或金属层Al,Ag,Au或此类,环氧树脂,硅树脂,聚酰亚胺粘合层或此类组成。此时,在连接板20的保护凹陷结构的激励部分16形成金属层,并能阻止外部电磁波的影响。此外,虽然由上面描述的方法在连接板20边形成粘合层21,也可在SAW元件6边形成代替。也可使用这样的配置,其中在连接板20上不仅形成粘合层21而且形成没有显示的树脂层(绝缘层),树脂层提供有粘合层21。此外,可作这样的排列,其中代替在连接板20上而在SAW元件6边形成树脂层,还在树脂层提供有粘合层21。
例如,有导电性或无导电性的树脂可用作震动吸收树脂层23。其中优选的是导电性材料,例子是含有Ag粒子的环氧树脂。这样提供导电性,使得能阻止外部电磁波的影响。
形成外接线端连接材料22a的方法不限于上述的方法。例如,导电胶填充入连接板20的导电焊点通孔18,或印刷足够的厚度,然后焙烘形成外接线端的连接材料(通过孔)22a。用此方法,可同时形成外接线端的连接材料22a和外部电极22b。
导电胶的例子包括树脂Ag胶,焊料胶,低温焙烘Sn胶和Zn胶。可同时在连接板20上形成布线,因此可简化制造步骤。
用作粘合层21的树脂不贵,因此降低成本。
由在连接板20的B面的整个面上的金属的蒸镀,然后刻蚀,形成外接线端的连接材料22a,或外接线端的连接材料22a和外部电极22b。可以形成多层结构,其中形成Ti或NiCr层作为黏着层,然后形成Au或Ag层作为焊料的可焊层。也可形成Pd层或Ni层作为黏着层和Au或Ag层之间的传播阻断层。
此外,参考图13到17描述根据本发明的更特殊的实施例的声表面波滤波器。由此特例,下面描述这样的情况,其中在SAW元件边提供上面的树脂层(绝缘层),此外,在树脂层上提供粘合层形成连接。
图13说明根据特例的声表面波滤波器100的电路图。声表面波滤波器100配置为,有声表面波谐振器101到105,它有梯形的IDTs(振荡部分)。注意到声表面波谐振器101到103是串联谐振器,谐振器104和105是并联谐振器。
下面参考图14到图17,描述形成根据本发明的声表面波滤波器,关于根据特例的声表面波滤波器100的方法。
首先,如在图14中所示的,在压电衬底1上形成声表面波谐振器101到105,导电电极(元件布线)106到109,引线布线(元件布线)110到115,因此制作了SAW元件150。
注意到导电焊点106连接到输入接线端,导电焊点107连接到输出接线端,导电焊点108和109连接到地接线端。
如在图15中所示,树脂层124形成在具有树脂层开口117到119的SAW元件150上,用于暴露声表面波谐振器101到105和树脂层开口120到123,在此,暴露了导电焊点106到109的。树脂层124覆盖在压电衬底1的整个面上。在脂层124上形成未显示的粘合层。
如在图16中所示,定位在连接板129上形成通孔125到128,因此,暴露了导电焊点106到109,并结合到SAW元件150上,因此结合到SAW元件150和连接板129。通过树脂层开口120到123和通孔125到128,形成连接各导电焊点106到109的外接线端连接材料130到133,和连接外接线端连接材料130到133的外接线端134到137,因此完成声表面波滤波器100。
在图17中显示示于图14到图16完成的声表面波滤波器100的沿A-A′线的截面图。
如在图17中所示,在声表面波滤波器100的树脂层124和连接板129之间形成粘合层124a。在向着SAW元件150的声表面波谐振器104和105的位置提供凹壁138和139。以同样的方式,在向着声表面波谐振器101到103的连接板129的位置形成凹壁。
虽然有IDT(振荡部分)的声表面波谐振器的保护空间由树脂层、粘合层和上面的凹壁保证,由至少一个树脂层、粘合层和凹壁保证保护空间是足够的。
下面参考图4到6,图18到22描述本发明的另一实施例。注意,为了方便描述,有与上面第一实施例中说明的部件同样功能的部件用同样的数字表示,因此省略其描述。
如在图6中所示,以此实施例,描述SAW滤波器52,其中SAW元件26和连接板30与粘合层32结合一起。以此实施例,不形成第一实施例的保护凹陷结构的激励部分,由树脂层8的厚度保证保护IDT的空间。
下面参考图4到6,详细描述制造上述SAW滤波器的方法。
首先,如在图4中所示,在步骤1中,制作SAW元件26。例如在厚度为0.35mm,直径为100mm的LiTaO3压电衬底1上形成IDT2、导电焊点3、反射器(没有显示)、引线布线(没有显示)等。这就是说,例如在LiTaO3压电衬底1上,用垂直发射或蒸镀,由Al形成IDT2、导电焊点3、反射器、引线布线等。在不形成IDT2的LiTaO3压电衬底1的面上形成保护膜7如Ti或此类。在使用蒸镀的垂直发射时,形成定位标记5作为连接到后面描述的连接板时的定位。虽然在在图4中只说明了一个SAW元件26,这可能是在压电衬底1上有多个SAW元件26的一组衬底。
在步骤2中,有机显影型的光感树脂如光感聚酰亚胺或此类作用在形成IDT2的LiTaO3压电衬底1的面上并干燥。根据预先确定的图案爆光光感树脂并显影,因此形成树脂层8。此时,形成暴露IDT2和反射器等的保护开口27的激励部分,形成暴露作为外部连接的部分导电焊点3的导电焊点的开口28。树脂层8的厚度是在连接板30上加粘合层32的厚度结合成层的厚度,连接板30不与IDT2接触。例如,其的厚度优选的是约20μm。在形成保护开口27的激励部分的同时,形成树脂组合和树脂阻挡。此外,不需要在后面描述的连接板30上形成保护凹陷结构的激励部分等所需要的半刻蚀,因此能减少步骤。
这样制造了SAW元件26。
如在图5中所示,在步骤3到步骤5中,与在实施例1的步骤2,4和5同样的方式制造连接板30。
在步骤3中,在厚度为0.20mm,直径为100mm的玻璃衬底10的整个的一面上形成抗蚀剂31,(向着形成IDT2的LiTaO3压电衬底1的面上(下文中称为A面))。
此外,在玻璃衬底10的另一面(下文中称为B面)上形成有导电焊点开口24的抗蚀剂图案12,匹配作为与导电焊点3导电的导电焊点开口28,匹配作为定位标记的开口15。
在步骤4中,在加上抗蚀剂图案12后,通过用氢氟酸等在玻璃衬底10的B面实现刻蚀,因此形成导电焊点通孔38和定位标记通孔19。此时,通过从一面实现刻蚀,所以形成锥形的导电焊点通孔38和定位标记通孔19。随后,除去抗蚀剂图案12和31。这样制造了连接板30。注意,虽然在图5中只显示一个连接板30,在玻璃衬底10上形成大量的连接板。
在步骤5中,粘合剂组成的粘合层32转换到连接板(玻璃底边10)30的A面。在此情况中,在压电衬底边已形成厚度为20μm的树脂层8,因此粘合剂可在连接板的整个面上形成。此时,无粘合剂粘附在部分导电焊点通孔38和定位标记通孔19上。虽然粘合层32可在SAW衬底8的树脂层26上形成,在连接板30上形成粘合层32使得阻止粘合剂粘附到IDT2,因此是更优选的。
如在图6中所示的,在步骤6中,在步骤1和步骤2中制造的SAW器件26和在步骤3到步骤5制造的有粘合层32的连接板30互相连接。此时,SAW元件26的定位标记5和连接板30的定位标记通孔19匹配。这样,实现了对已定位的SAW元件26的导电焊点3和导电焊点开口28和连接板30的导电焊点通孔38的应用。树脂层8有足够的厚度,因此可以阻止粘合剂粘附到IDT2和导电焊点3等。
在步骤7中,例如印刷树脂Ag胶并填充到导电焊点通孔38和定位标记通孔19中,焙烘因此形成填充金属的部分33。粘合层32也可同时变硬。例如光感树脂使作树脂层8的情况中,光感树脂可变硬。此外,由研磨去除不需要的填充金属的部分33。
在步骤8中,例如在预先确定的图案后印刷树脂Ag胶并焙烘,因此形成连接填充金属的部分(外接线端连接材料)33的外接线端35。在此印刷时,可在连接板30上形成布线,使得有L部件或C部件。可同时印刷和形成填充金属的部分33和外接线端35。
在步骤9中,为了减轻安装的震动,在SAW元件6上形成的保护膜7的整个面上形成吸收震动的震动吸收树脂层36。最后,在预先确定的位置实现切片,因此完成SAW滤波器52。
如上描述的,用完成的SAW滤波器,声表面波激励部分(振荡部分)如IDT2可由在树脂层8和粘合层32上形成的保护开口27的激励部分形成的空间保护。
从连接板的填充金属的部分33延伸的外接线端35可以改变到根据外部连接到的电路等的任意位置,这就是说,可以改善关于外接线端35位置的自由度。
此外,参考图18到图22,描述本发明实施例的更为特例的声表面波滤波器。
图18说明根据特例的声表面波滤波器200的电路图。声表面波滤波器200配置有声表面波谐振器201到205,它有梯形的IDT(振荡部分)。注意,声表面波谐振器201到203是串联的谐振器,表面波谐振器204和205是并联的谐振器。
参考图19到图21,下面描述形成本实施例的关于根据特例的声表面波滤波器200的声表面波滤波器的方法。
首先,如在图19中所示,在压电衬底1上形成声表面波谐振器201到205和引线布线(元件布线)206到211,因此制造了SAW元件250。
如在图20所示中,树脂层224形成在具有树脂层开口217到219的SAW元件250上,用于暴露声表面波谐振器201到205和树脂层开口220到223,在此,暴露了部分引线布线206到211。树脂层224覆盖整个压电衬底1。
如在图21中所示,定位在连接板229形成通孔225到228,因此,暴露引线布线206到211,并连接到SAW元件250上,因此,连接SAW元件250和连接板229。此时,在连接板229上形成没有显示的粘合层。通过树脂层开口220到223和通孔225到228,形成连接到各个引线布线206到209的外接线端连接材料230到233和连接到外接线端连接材料230到233的外接线端234到237,因此完成了声表面波滤波器200。
在图22中显示示于图19到图21的完成的声表面波滤波器200的沿A-A′线的截面图。
如在图22中所示,在声表面波滤波器200的树脂层224和连接板229之间形成粘合层224a。关于SAW元件250的声表面波谐振器204和205,由树脂层224的厚度保证声表面波谐振器的IDTs的保护空间。以同样的方式,关于声表面波谐振器201到203,由树脂层的厚度保证声表面波谐振器的IDT的保护空间。
虽然由树脂层,粘合层和上面的凹壁保证有IDT(振荡部分)的声表面波谐振器的保护空间,由至少一个树脂层、粘合层和凹壁保证保护空间是足够的。
下面参考图7,描述本发明的另一实施例。注意,为了方便描述,有与上面第一和第二实施例中说明的部件同样功能的部件用同样的数字表示,因此省略其描述。
由本实施例,在上面第二实施例中用激光在连接板20上形成导电焊点通孔38和定位标记通孔19。
这就是说,由图7中显示的步骤1到步骤3代替第二实施例中的步骤3和步骤4制造连接板30。即,在第二实施例的步骤3中,在整个面上形成抗蚀剂图案12而不是用光刻形成(步骤1)。在步骤4中,由激光实现蚀刻,因此形成导电焊点通孔38和定位标记通孔19(步骤2)。这样可以省略光刻步骤,可以降低成本。控制激光的功率,孔可以是锥形的。虽然由于激光产生的称作渣滓40的熔合材料粘附在导电焊点通孔38和定位标记通孔19周围,在步骤3中这是容易连同抗蚀剂图案12一起去除的,因此并不增加步骤。注意在步骤2中,由光刻蚀去除渣滓。注意在图7中只显示一个连接板30,实际上,在衬底10上形成大量的连接板。
随后,在第二实施例的步骤5后制造SAW滤波器。
在用此方式由激光刻蚀的情况中,兰宝石(Al2O3单晶)衬底,MgF衬底,MgO衬底,LiF衬底,CaF2衬底,BaF衬底,或其它可用于代替玻璃衬底10。
代替用激光蚀刻,可实现喷沙处理形成导电焊点通孔38和定位标记通孔19。
下面参考图8描述本发明的另一实施例。注意,为了方便描述,有与上面第一到第三实施例中说明的部件同样功能的部件用同样的数字表示,因此省略其描述。
由本实施例,如在图9中所显示的,在上面描述的第二实施例中由激光在连接板30上形成导电焊点通孔38和定位标记通孔19。
即,在步骤1中,如在第二实施例中的步骤1,制造SAW元件26,其中在LiTaO3压电衬底1上形成IDT2、导电焊点3、反射器(没有显示)和引线布线等。然而,在本实施例中不需要形成定位标记。虽然在图8中只说明一个SAW元件26,可以是在压电衬底1上有许多个SAW元件26的一组衬底。
在步骤2中,如在第二实施例中的步骤2,在SAW元件26上形成树脂层8。树脂层8可由使用有机显影型的光感树脂如光感聚酰亚胺或此类,干燥,爆光和显影形成。此时,保护声表面波激励部分,如IDT2的空间(激励部分保护开口43)是有保证的。例如,树脂层8的厚度优选的是约20μm。
在步骤3中,SAW元件26的树脂层8和在整个面上形成的有粘合层42的玻璃衬底10结合。这里不需要定位玻璃衬底10。
在步骤4中,用激光蚀刻玻璃衬底10和粘合层42,因此形成导电焊点通孔38。这暴露了导电焊点3。
虽然由于此时的激光蚀刻产生渣滓(没有显示),如果需要,可以用氢氟酸半蚀刻去除。
在步骤5中,如在第一实施例中说明的,通过导电焊点通孔38形成与导电焊点3连接的外接线端的连接材料(外引布线)35a,形成外接线端35,使得与外接线端连接材料35a接触。
最后,在预先确定的位置执行切片,因此完成SAW滤波器。
如上面描述的,用上面的方法,在步骤3中不需要玻璃衬底10的定位,使得制造更容易。
下面参考图9和图10,描述本发明的另一实施例。注意,为了方便描述,有与上面第一到第四实施例中说明的部件同样功能的部件用同样的数字表示,因此省略其描述。
本实施例是例子,其中,如在图10中所示的,在第二实施例中的SAW元件26提供有粘合层32并与玻璃衬底10结合,随后在玻璃衬底10上形成导电焊点通孔38。
即,如在图9中所示的,在步骤1中,如在第一实施例的步骤1中,制造有在LiTaO3压电衬底1上由Al形成的IDT2、导电焊点3、反射器(没有显示)、定位标记5和引线布线等的SAW元件26。随后,例如,由垂直发射的方法在导电焊点上沉积(没有显示)Ti(20nm)和Au(100nm)。用本实施例,在LiTaO3压电衬底1上形成Ti或此类的保护膜。虽然在图9中说明只是一个SAW元件26,在压电衬底1上可以是有许多个SAW元件26的一组衬底。
在步骤2中,例如作用厚度为15μm的光感树脂如光感聚酰亚胺或此类并干燥。爆光和显影此光感树脂,因此形成有保护开口的激励部分27保护IDT2,反射器和此类,形成导电焊点开口28和切片线开口49。在此时优化爆光的条件使得开口成锥形。形成上面描述的切片线开口49排除在切片时的障碍。切片线开口49优选的等于用于切片的刀片的宽度。这样在下面的切片中玻璃的突出处不容易损坏。粘合层32转移到树脂层48。
如在图10中所显示的,在步骤3中,玻璃衬底10结合硬化粘合层32,并硬化粘合层32。因为在玻璃衬底10上没有图案,连接不需要定位。例如,玻璃衬底10是150μm乘100mm的玻璃衬底。此外,在玻璃衬底10上形成暴露导电焊点3的通孔的抗蚀剂图案12。在抗蚀剂图案12上形成暴露导电焊点3的开口14。形成大于导电焊点开口28的开口14。这样可以阻止在后面形成的通孔和导电焊点开口28之间外伸形状(蘑菇状,即,玻璃衬底10上的通孔部分小于导电焊点开口28)的形成。因此,后来外接线端的形成是容易的。特别是由蒸镀形成外接线端的情况中,可以阻止外接线端的断裂。
在步骤4中,例如用氢氟酸或此类由湿刻蚀形成锥形的导电焊点通孔38。此时,Au层已沉积在导电焊点3上,因此可以防止由于氢氟酸的腐蚀。以同样的方式形成Pt层代替Au层,防止由于氢氟酸的腐蚀。在形成导电焊点通孔38和此类时,保护膜7也作用为关于刻蚀的保护膜。
在步骤5中,例如在玻璃衬底10上作用负光感树脂,干燥,爆光和显影,因此形成垂直发射的反锥形的抗蚀剂图案(没有显示),在导电焊点通孔38和外接线端形成部分有开口。用此方式,使用负光感树脂,因此在导电焊点通孔38没有抗蚀剂残余,此外,能形成反锥形。然后,例如顺序形成Au(100nm)/Ti(20nm)/Ni(500nm)/Ti(20nm)蒸镀,使得同时形成外接线端的连接材料22和外接线端22b并去除抗蚀剂图案。
在步骤6中,为了减轻安装的震动,在LiTaO3压电衬底1上形成的金属保护膜7的整个面上形成吸收震动的震动吸收树脂层23。最后,在预先确定的位置实现切片,因此完成SAW滤波器53。
下面参考图11和图12,图23到图34,描述本发明的另一实施例。注意,为了方便描述,有与上面第一到第五实施例中说明的部件同样功能的部件用同样的数字表示,因此省略其描述。
本实施例是例子,如在图12中所示的,在第五实施例中的树脂层48上形成第一布线(引出布线)50。
这就是,如在图11中所示的,在步骤1中,如第五实施例的步骤1,制造有在LiTaO3压电衬底1上由Al形成的IDT2、导电焊点3、反射器(没有显示)、定位标记5和布线(没有显示)等的SAW元件6。随后,例如,由垂直发射的方法在导电焊点3上沉积Ti(20nm)和Au(100nm)。用本实施例,在LiTaO3压电衬底1上形成Ti或此类的保护膜。虽然在图11中说明只是一个SAW元件26,在压电衬底1上可以是有许多个SAW元件6的一组衬底。
在步骤2中,光感树脂如光感聚酰亚胺或此类作用为15μm并干燥。爆光和显影此光感树脂,因此形成有保护开口27的激励部分保护IDT2和反射器等,形成导电焊点开口28和切片线开口49。在此时优化爆光的条件使得开口成锥形。形成上面描述的切片线开口49排除在切片时的障碍。切片线开口49优选的等于用于切片的刀片的宽度。这样在下面的切片中玻璃的突出处不容易损坏。
在步骤3中,与导电焊点3同样的方式,由垂直发射的方法在树脂层48上形成连接导电焊点3的第一布线50。可以使用第一布线50包括有L部件或C部件。由第一布线50延伸与导电焊点3的连接部分。这样,仅应该形成在后面形成的通孔,因此爆光第一布线50,使得外接线端是自由定位的。
如在图12中所示的,在步骤4中,在玻璃衬底10上形成粘合层32,结合到SAW元件6,并硬化。因为在玻璃衬底10上没有形成抗蚀剂图案,结合不需要定位。例如,此玻璃衬底10是150μm乘100mm的玻璃衬底。
在步骤5中,在玻璃衬底10上形成爆光第一布线50形成通孔的抗蚀剂图案12。在抗蚀剂图案12上形成爆光第一布线50的开口。用氢氟酸或此类由湿刻蚀形成锥形的导电焊点通孔38。在玻璃衬底10的整个面上形成粘合层32,因此不需要刻蚀粘合层32而保留着。
在步骤6中,粘合层32由通风的硝酸,有机溶剂或此类刻蚀。此时,在导电焊点3和第一布线50上形成Au层,因此可以防止由于氢氟酸的腐蚀。以同样的方式形成Pt层代替Au防止由于氢氟酸的腐蚀。在形成导电焊点通孔38等时,保护膜7也作为关于刻蚀的保护膜。
可实现激光刻蚀或喷沙处理代替步骤5和6。在激光刻蚀的情况中,抗蚀剂覆盖在玻璃衬底10的整个面上,然后用激光刻蚀。这去除了形成抗蚀剂图案的要求,此外同时实现粘合层32的刻蚀。然后实现氢氟酸处理。氢氟酸处理除去称为渣滓的熔合材料。
在步骤7中,例如通过导电焊点通孔38由印刷Au-Sn焊料,并加热处理,形成外接线端的连接材料22a和外接线端22b。为了减轻安装的震动,在LiTaO3压电衬底1上形成的金属保护膜7的整个面上形成吸收震动的震动吸收树脂层23。最后,在预先确定的位置实现切片,因此完成SAW滤波器54。
此外,参考图23到图28,描述本发明的另一特例的声表面波滤波器。
图23说明根据特例的声表面波滤波器300的电路图。声表面波滤波器300配置有声表面波谐振器301到305,它有梯形的IDT(振荡部分)。注意声表面波谐振器301到303是串联的谐振器,声表面波谐振器304和305是并联的谐振器,电感器351和352与声表面波谐振器304和305串联的连接。
下面参考图24到图28描述关于根据上面描述的特例的声表面波滤波器300。
首先,如在图24中所示的,在压电衬底1上形成声表面波谐振器301到305,导电焊点(元件布线)306到309,引线布线(元件布线)310到315,因此制造了SAW元件350。
如在图25中所示的,在SAW元件350上形成树脂层324,有爆光声表面波谐振器301到305的树脂层开口317到319,有爆光导电焊点306到309的树脂层开口320到323。树脂层324覆盖在整个压电衬底1上。
如在图26中所示的,形成通过树脂开口320到323连接到导电焊点306到309的第一布线361到364。注意形成有电感器L的第一布线363和364。在第一布线363和364上的电感器L相当于上面的电感器351和352。虽然在上面的描述中第一布线有电感器L,细齿梳子状形成的电极提供有电容C的第一布线。
如在图27中所示的,定位在其上面形成通孔325到328的连接板329并结合到树脂层324,因此暴露第一布线361到364的末端,由未显示的粘合层结合SAW元件350和连接板329。形成外接线端340到343,使得通过通孔325到328连接到导电焊点306到309,因此完成声表面波滤波器300。在通孔325到328形成的部分外接线端340到343可认为是外接线端连接材料。这就是说,外接线端340到343具有其中外接线端连接材料和外接线端集成形成的配置。
在图28中显示在图24到27中完成的声表面波滤波器300的沿A-A′线的截面图。
如在图28中所示,在声表面波滤波器300的树脂层324和连接板329之间形成粘合层324a。关于SAW元件350的声表面波谐振器304和305,声表面波谐振器的IDTs的保护空间由树脂层324的厚度保证。以同样的方式,关于声表面波谐振器301到303,声表面波谐振器IDTs的保护空间由树脂层的厚度保证。
此外,参考图29描述作为上面描述的声表面波滤波器300修改的声表面波滤波器380。声表面波滤波器380的安排为,其中在声表面波滤波器300的连接板329上向着声表面波谐振器304和305的部分上提供有凹壁370和371。此外,也在连接板329上向着其它声表面波谐振器的部分上提供凹壁。
此外,参考图30到34描述根据本发明的另一实施例的声表面波滤波器。
图30说明根据上面描述的特例的声表面波滤波器400的电路图。声表面波滤波器400配置有声表面波谐振器401到405,它有梯形的IDT(振荡部分)。注意声表面波谐振器401到403是串联的谐振器,声表面波谐振器404和405是并联的谐振器,电感器451和452与声表面波谐振器404和405串联的连接。
下面参考图31到图34描述关于根据上面描述的特例的声表面波滤波器400。
首先,如在图31中所示的,在压电衬底1上形成声表面波谐振器401到405和引线布线(元件布线)408到415,因此制造了SAW元件450。
如在图32中所示的,在SAW元件450上形成树脂层424,有爆光部分引线布线408到415的树脂层开口416到423,有爆光声表面波谐振器401到405的树脂层开口425到427。树脂层424覆盖在整个压电衬底1上。
如在图33中所示的,形成通过树脂开口418,421,422和423连接到引线布线410,413,414和415的第一布线461到464。注意形成集成有电感器L的第一布线463和464。在第一布线463和464上的电感器L相当于上面的电感器451和452。虽然在上面的描述中第一布线有电感器L,第一布线也可以有电容C。此外,形成通过树脂层开口417到419连接到引线布线409到411的第一布线465,和通过树脂层开口416和420连接到引线布线408和412的第一布线466。在有些情况中,引线布线408到415可形成得更宽,声表面波谐振器401到405的部分总线可形成为布线,因此使得引线布线408到415,总线和第一布线461到466之间的连接改善。
如在图34中所示的,定位在其上面形成通孔428到431的连接板432,并结合到树脂层424上,因此爆光第一布线461到464的末端,树脂层424和连接板432由未显示的粘合层结合。然后形成外接线端433到436,使得通过通孔328到431连接到第一布线461到464,因此完成声表面波滤波器400。在通孔428到431上形成的部分外接线端433到436可认为是外接线端连接材料。这就是说,外接线端433到436具有其中外接线端连接材料和外接线端集成形成的配置。例如,用印刷的技术Au-Sn焊料填充通孔428到431并加热处理,形成外接线端的连接材料和外接线端433到436。外接线端可以是由垂直发射形成的薄膜。外接线端的连接材料和外接线端可以是分离的和由不同的方法形成的。
关于在声表面波滤波器400中的SAW元件450的声表面波谐振器404和405,由树脂层424的厚度保证声表面波谐振器的IDTs的保护空间。以同样的方式,关于声表面波谐振器401到403,由树脂层的厚度保证声表面波谐振器的IDTs的保护空间。可由在向着声表面波谐振器401到405的部分连接板432上提供凹壁保证保护空间。
下面参考图35到图48,描述本发明的另一实施例。注意为了方便描述,有与上面第一到第六实施例中说明的部件同样功能的部件用同样的数字表示,因此省略其描述。
参考图35到图48描述根据本实施例的声表面波滤波器。
图35说明根据本实施例的声表面波滤波器500的电路图。声表面波滤波器500配置有声表面波谐振器501到505,它有梯形的IDT(振荡部分)。注意,声表面波谐振器501到503是串联的谐振器,声表面波谐振器504和505是并联的谐振器,电感器551和552与声表面波谐振器504和505串联的连接。
首先,如在图36中所示的,在压电衬底1上形成声表面波谐振器501到505,导电焊点(元件布线)506到509,引线布线(元件布线)510到515,因此制造了SAW元件550。
本实施例中,厚度为0.35mm的LiTaO3压电衬底用作为压电衬底1。由细齿梳子状电极和金属如Al的反射器形成声表面波谐振器501到505。此外,导电焊点(元件布线)506到509和引线布线和(元件布线)510到515也由金属如Al组成。由蒸镀沉积的垂直发射方法形成声表面波谐振器501到505,导电焊点(元件布线)506到509和引线布线和(元件布线)510到515。在压电衬底1上形成声表面波谐振器501到505,导电焊点(元件布线)506到509和引线布线(元件布线)510到515的多种组合,因此形成许多SAW元件的一组衬底。在形成SAW元件的一组衬底的情况中,也在压电衬底1上形成定位标记。声表面波谐振器501到505,导电焊点(元件布线)506到509和引线布线(元件布线)510到515及定位标记的形成可由同一过程实现。随后,在声表面波谐振器501到505的部分细齿梳子状的电极和反射器上,优选的形成例如厚度为5nm的SiN或SiO2薄膜。
如在图37中所示的,在SAW元件550上形成树脂层524,有爆光声表面波谐振器501到505的树脂层开口517到519,有爆光导电焊点506到509的树脂层开口520到523。树脂层524覆盖在整个压电衬底1上。
可作用厚度为10μm的光感树脂光感聚酰亚胺形成树脂层524,爆光并显影,因此形成树脂层开口517到523。形成树脂层开口517到523,因此不仅爆光声表面波谐振器501到505而且爆光连接到声表面波谐振器501到505的引线布线510到515的接近部分。
在此时优选的优化爆光条件使得树脂层开口520到523成锥形。这样在树脂层开口520到523上,由蒸镀沉积或导电胶形成后面的布线等更容易。
在成组的SAW元件衬底的技术中,切片线部分优选的做出开口。在切片线部分没有树脂层能排除在切片时的障碍。切片线部分的开口宽度优选的等于切片刀片的宽度。
如在图38中所示的,定位在其上形成通孔525到538因此通过树脂层开口520到523爆光导电焊点506到509的连接板529,并结合到SAW元件550上。
此时给出作为连接板529例子的玻璃衬底。例如可以使用厚度为100μm的玻璃衬底。在连接时,粘合剂作用到整个连接板529上,形成连接树脂层524的粘合层(没有显示),并硬化粘合剂。
玻璃衬底也用作为连接板529,在连接到树脂层524上后形成的通孔525到538。在此情况中,通孔等的图案还没有在连接板529(玻璃衬底)上实现,因此定位不是必须的。在形成通孔525到538时,可使用在压电衬底1上的定位标记,用激光在玻璃衬底上形成锥形的通孔525到538,相当于在压电衬底1上的导电焊点506到509。此时,用激光去除粘合剂。然而,在此情况中,抗蚀剂优选的作用在玻璃衬底的整个面上,激光处理后作氢氟酸处理。激光处理引起称作渣滓的熔合材料粘附,因此用氢氟酸去除。
如在图39中所示的,在连接板529上形成通过树脂层开口520到523和通孔525到538连接到导电焊点506到509的第二布线530到533。注意形成有电感器L的第二布线530到533。在第二布线530到533上的电感器L相当于上面的电感器551和552。虽然在上面的描述中第二布线有电感器L,第二布线也可以有电容C。
例如,由垂直发射在连接板529上形成第二布线530到533。例如,第二布线530到533的结构优选的是Au(100nm)/Ti(20nm)/Al电极(1μm)/Ti(100nm)。
如在图40中所示的,在连接板529上形成上树脂层(上绝缘层,绝缘图案)538,其中形成上树脂层开口534到537,因此暴露了第二布线530到533的末端。用作上树脂层的材料的例子包括光感树脂聚酰亚胺,苯环丁烯,环烯烃树脂,环氧树脂等。然后形成外接线端538到541,使得通过上树脂层开口534到537连接到第二布线530到533的末端,因此完成声表面波滤波器500。在树脂层开口534到537上形成的部分外接线端538到541可认为是外接线端连接材料。这就是说,外接线端538到541具有其中外接线端连接材料和外接线端是集成形成的配置。用印刷的技术Au-Sn焊料填充上树脂层开口534到537,并加热处理形成外接线端连接材料和外接线端。外接线端可以是由垂直发射形成的薄膜。外接线端的连接材料和外接线端可以是分离的和由不同的方法形成的。
此外,如第一实施例,在压电衬底的背面上覆盖吸收震动的导电树脂,并硬化,或预先在压电衬底的背面上形成金属膜,于是覆盖吸收震动的树脂。导电树脂或金属表现电磁波屏蔽效果。
在一组SAW元件衬底的技术情况中,实现切片,因此完成单个的声表面波器件。
如上面描述,可以容易的偏移导电焊点和外接线端的位置,因此改善设计声表面波滤波器的自由度。
在图41中显示在图36到40中完成的声表面波滤波器500的沿A-A′线的截面图。
如在图41中所示,在声表面波滤波器500的树脂层524和连接板529之间形成粘合层324a。关于SAW元件550的声表面波谐振器504和505,和声表面波谐振器IDTs的保护空间由树脂层524的厚度保证。以同样的方式,关于声表面波谐振器501到503,和声表面波谐振器IDTs的保护空间由树脂层的厚度保证。
此外,参考图42描述作为声表面波滤波器500的修改的声表面波滤波器580。声表面波滤波器580安排为,其中在声表面波滤波器500的连接板529上向着声表面波谐振器504和505的部分上提供有凹壁570和571。此外,也在连接板529上向着其它声表面波谐振器的部分上提供凹壁。
此外,参考图43到48描述根据本发明的另一实施例的声表面波滤波器。
图43说明特例的声表面波滤波器600的电路图。声表面波滤波器600包括声表面波谐振器601到605,它有梯形的IDT(振荡部分)的配置。注意,声表面波谐振器601到603是串联的谐振器,声表面波谐振器604和605是并联的谐振器,电感器651和652与声表面波谐振器604和605串联的连接。
首先,如在图44中所示的,在压电衬底1上形成声表面波谐振器601到605,引线布线(元件布线)606到613,因此制造了SAW元件650。
如在图45中所示的,在SAW元件650上形成树脂层625,具有用于暴露声表面波谐振器601到605的树脂层开口614到616,具有用于暴露引线布线606到613的树脂层开口617到624。树脂层625覆盖在整个压电衬底1上。
如在图46中所示,定位在其上面形成通孔626到633的连接板634,并结合到树脂层625上,因此,通过树脂层开口617到624暴露引线布线606到613,因此连接树脂层625和连接板634。此时,在树脂层625上形成没有显示的粘合层。然后,形成通过树脂开口617,620,621和624,和通孔626,629,630和633连接到引线布线606,609,610和613的第二布线635到638。例如,用导电胶填充树脂开口617,620,621和624,和通孔626,629,630和633形成第二布线635到638,并用导电胶形成布线。注意第二布线635到638与电感器L集成形成。在第二布线635到638上的电感器L相当于上面的电感器651和652。虽然在上面的描述中第二布线有电感器L,第二布线可以有电容C。此外,形成通过树脂开口618和622和通孔627和631连接到引线布线607和611的第二布线639,形成通过树脂开口619和623和通孔623到628和632连接到引线布线608和612的第二布线640。
如在图47中所示的,在连接板625上形成上树脂层(上绝缘层)645,其中形成上树脂层开口641到644,因此爆光第二布线635到638的末端。然后形成外接线端646到649,使得通过上树脂层开口641到644连接到第二布线635到638,因此完成声表面波滤波器600。
在一些情况中,可形成更宽的引线布线606到613,或声表面波谐振器601到605的部分总线可形成为布线,因此使得引线布线606到613,总线和第二布线635到640之间的连接改善。
在上树脂层开口641到644形成的部分外接线端646到649可认为是外接线端连接材料。这就是说,外接线端646到649的结构是外接线端连接材料和外接线端是集成形成的。例如可用印刷技术Au-Sn焊料填充上树脂层开口641到644,形成外接线端连接材料和外接线端,并加热处理。外接线端可以是由垂直发射形成的薄膜。外接线端的连接材料和外接线端可以是分离的和由不同的方法形成的。
在图48中显示在图44到47中完成的声表面波滤波器600的沿A-A′线的截面图。
如在图48中所示,在声表面波滤波器600的树脂层625和连接板634之间形成粘合层625a。关于SAW元件650的声表面波谐振器604和605,声表面波谐振器IDTs的保护空间由树脂层625的厚度保证。以同样的方式,关于声表面波谐振器601到603,声表面波谐振器IDT的保护空间由树脂层的厚度保证。由在向着声表面波谐振器601到605的连接板634部分提供凹壁保证保护空间。在连接板634上形成通孔626到633的同时可形成凹壁。
根据上面描述的第一到第七实施例,在压电衬底上形成声表面波滤波器的IDT、反射器引线布线和导电焊点,可作在压电衬底1上仅形成IDT、反射器。在此情况中,在树脂层提供暴露IDT总线的树脂开口,在树脂层或在连接板上形成布线。因此,可以去除部分布线,因此减小声表面波滤波器的大小。
在上述第一到第七实施例中虽然树脂开口、通孔和上树脂开口的位置偏移,树脂开口、通孔和上树脂开口可以是匹配的。这去除了导电焊点和部分布线,因此减小声表面波滤波器的大小。
虽然在上述的第一到第七实施例中SAW元件描述为压电元件,在第一到第七实施例中可使用压电薄膜元件代替SAW元件作为压电元件。
参考图49到图56,描述使用压电薄膜元件的压电薄膜滤波器(压电部件)的例子。
图49说明本实施例的压电薄膜滤波器700的电路图。压电薄膜滤波器700配置有梯形的压电薄膜谐振器701到704(振荡部分)。注意,压电薄膜滤波器700,压电薄膜谐振器701和703是串联的谐振器,压电薄膜谐振器702和704是并联的谐振器。
参考图50到图55,描述制造压电薄膜滤波器700的方法。此方法是根据第七实施例的制造方法,有压电薄膜元件代替声表面波元件的配置。
首先,如在图50和图51中所示,制造有压电薄膜谐振器701到704的压电薄膜元件(压电元件)705。压电薄膜元件705包括由硅组成的支撑衬底706,由SiO2,SiO2和AI3O2,或AI3O2和SiO2层组成的绝缘层707。此外,支撑衬底706有开口(凹陷部分)708,它在厚度方向穿过支撑衬底705并到达绝缘层707。依次,在绝缘层707上形成的是由Al或其它组成的下电极709和710,由ZnO或AlN或其它组成的压电薄膜711,由Al或其它组成的上电极712,713和714。绝缘层707形成隔膜。隔膜向着开口(凹陷部分)708。压电薄膜谐振器701到704有夹在薄膜部分上下面的结构,在有互相面对的一对上下电极的隔膜上有至少多层的压电薄膜的一层。根据本实施例的配置,压电薄膜谐振器701和702的上电极与上电极712集成形成。压电薄膜谐振器701的下电极710接地。压电薄膜谐振器702和704的下电极与下电极709集成形成。压电薄膜谐振器703的上电极714接地。压电薄膜谐振器704的上电极是上电极713。虚线715指出压电薄膜元件705的隔膜。注意在图50中省略了压电薄膜711。
如在图52中所示,在压电薄膜元件705上形成有爆光上电极712,713和714的树脂开口719,717和718的树脂层721,形成爆光下电极710的树脂开口716,形成爆光压电薄膜谐振器701到704的树脂开口720。
如在图53中所示,连接板726有通过树脂开口719,717和718从这上面暴露上电极712,713和714的通孔725,723和724,有通过树脂开口716暴露下电极710的通孔722,定位连接板并用未显示的粘合层连接到树脂层721。然后在连接板726上形成第二布线727到730,使得通过树脂开口716到719和通孔722到725与下电极710,上电极712,和上电极713和714接触。注意第二布线727到730可能有电感器L或电容C。关于连接板726,有接近于支撑衬底706的膨胀系数的线性膨胀系数的衬底是优选的,例如硬化的玻璃衬底。接近支撑衬底706和连接板726之间的线性膨胀系数是指可以抑止应力,弯曲,变形的发生。因此,可以抑止对制造压电薄膜滤波器的影响,可以改善关于性能变化的可靠性和连接力量。
如在图54中所示,在连接板726上形成有上树脂开口731到734的上树脂层735,因此暴露第二布线727到730的末端。然后形成外接线端736到739,使得通过上树脂开口731到734与第二布线727到730接触。注意在上树脂开口731到734上形成的部分外接线端736到739可以认为是外接线端连接材料。这就是说,外接线端736到739配置为其外接线端连接材料和外接线端是集成形成的。例如用印刷的技术Au-Sn焊料填充上树脂开口731到734并加热处理,形成外接线端连接材料和外接线端736到739。外接线端连接材料和外接线端736到739也可是由垂直发射形成的薄膜。外接线端的连接材料和外接线端736到739可以是分离的和由不同的方法形成的。
此外,例如盖上氧化铝盖子,使得覆盖示于图51中的支撑衬底706的开口708,因此完成了压电薄膜滤波器700的制造。
在图55中显示示于图50到图54完成的压电薄膜滤波器700的沿B-B′线的截面图。
如在图55中所示,用此压电薄膜滤波器700,由树脂层726的厚度保证压电薄膜元件705的压电薄膜谐振器702和704的保护空间。以同样的方式,由树脂层726的厚度保证压电薄膜谐振器701和703的保护空间。
虽然本实施例描述由树脂层的厚度保证保护空间,可以由在连接板是形成凹壁保证保护空间。
作为压电薄膜滤波器700的修改,在图56中显示压电薄膜滤波器780,如在图56中所示的,压电薄膜滤波器780配置为,其中提供开口708的压电薄膜滤波器700的支撑衬底706用在上面提供凹壁708a的支撑衬底706a代替。此压电薄膜滤波器780,由凹壁708保证隔膜。由凹壁708覆盖隔膜,所以压电薄膜滤波器700不需要使用盖子部件。
作为压电薄膜滤波器的另一修改,压电薄膜谐振器的可以做这样的安排,其中在支撑衬底上不用形成开口或凹壁,在下电极和支撑衬底之间形成空间。
本发明不限于上面描述的实施例,在权利要求的范围内可以作各种改变,此外,由适当的结合在不同实施例中公开的技术手段获得的实施例也是在本发明的技术范围中的。
工业应用根据本发明,可以减小压电部件的体积,如用于延迟线、滤波器等的声表面波器件和压电薄膜滤波器。可以减小使用压电部件的通讯设备如移动电话等的体积。
权利要求
1.一种压电部件,其中,压电元件有在衬底上形成的至少一个振荡部分和连接振荡部分的元件布线,有通孔的连接板由粘合层结合,使得向着振荡部分,所述压电部件包括用于振荡部分的保护空间;其中,通过形成在所述通孔内的外接线端连接材料连接到元件布线的外接线端是在偏移通孔的位置。
2.一种压电部件,其中,压电元件有在衬底上形成的至少一个振荡部分和连接振荡部分的元件布线,有通孔的连接板由粘合层结合,使得向着振荡部分,压电部件包括用于振荡部分的保护空间;粘合层和连接到元件布线的连接板之间的第一布线,其中,通过形成在所述通孔内的外接线端连接材料将第一布线与外接线端连接。
3.根据权利要求2所述的压电部件,其特征在于第一布线有电容器或电感器。
4.一种压电部件,其中,压电元件有在衬底上形成的至少一个振荡部分和连接振荡部分的元件布线,有通孔的连接板由粘合层结合,使得向着振荡部分,压电部件包括用于振荡部分的保护空间;在连接板上连接元件布线的第二布线;在连接板上有绝缘层开口的上绝缘层,因此暴露第二布线部分;其中,通过在绝缘层开口形成的外接线端连接材料,第二布线和在上绝缘层上形成的外接线端连接。
5.根据权利要求4所述的压电部件,其特征在于第一布线有电容器或电感器。
6.根据权利要求1所述的压电部件,其特征在于由粘合层的厚度保证保护空间。
7.根据权利要求1所述的压电部件,其特征在于保护空间是在向着振荡部分的连接板的面上形成的凹壁。
8.根据权利要求1所述的压电部件,其特征在于粘合层由热调整树脂,热塑性树脂和紫外线调整的树脂之一构成。
9.根据权利要求1所述的压电部件,其特征在于粘合层是由粘合剂形成的,还包括由粘合剂形成的粘合层和压电元件之间的树脂层。
10.根据权利要求1所述的压电部件,其特征在于连接板由能湿刻蚀的材料组成,如玻璃,晶体,熔硅等。
11.根据权利要求1所述的压电部件,其特征在于压电元件是有在衬底上形成细齿梳子状电极组成的振荡部分的声表面波元件。
12.根据权利要求1所述的压电部件,其特征在于压电元件是有振荡部分的压电薄膜元件,其中,在有开口或凹壁的衬底的开口或凹壁上形成有至少一层或多层压电薄膜的薄膜部分的上面和下面夹在互相面对的至少一对上电极和下电极之间。
13.根据权利要求1所述的压电部件,其特征在于压电元件是有振荡部分的压电薄膜元件,其中,在衬底上形成有至少一层或多层压电薄膜的薄膜部分的上面和下面夹在互相面对的至少一对上电极和下电极之间,在衬底和振荡部分的下电极之间有空间。
14.一种制造压电部件的方法,其中,压电元件有在衬底上形成的至少一个振荡部分和连接振荡部分的元件布线,有通孔的连接板由粘合层结合,使得向着振荡部分,方法包括步骤在衬底上形成至少一个振荡部分和连接振荡部分的元件布线,用语制造压电元件;在连接板上形成通孔;连接压电元件和连接板,用于确保具有粘合层的振荡部分的保护空间;通过通孔形成连接到元件布线的外接线端连接材料;形成连接到外接线端连接材料的外接线端。
15.根据权利要求14所述的制造压电部件的方法,其特征在于,在连接压电元件和连接板的步骤中,用于确保具有粘合层的振荡部分的保护空间,对元件布线和通孔实现定位。
16.一种制造压电部件的方法,其中,压电元件有在衬底上形成的至少一个振荡部分和连接振荡部分的元件布线,有通孔的连接板由粘合层结合,使得向着振荡部分,方法包括步骤在衬底上形成至少一个振荡部分和连接振荡部分的元件布线,用于制造压电元件;在连接板上形成通孔;连接压电元件和连接板,用于确保具有粘合层的振荡部分的保护空间;通过通孔形成连接到元件布线的外接线端连接材料;形成连接到外接线端连接材料的外接线端。
17.根据权利要求14所述的制造压电部件的方法,其特征在于,在连接板上形成凹壁,保证振荡部分的保护空间。
18.根据权利要求14所述的制造压电部件的方法,其特征在于使用抗蚀图案由湿刻蚀形成通孔。
19.根据权利要求14所述的制造压电部件的方法,其特征在于用激光或喷沙处理形成通孔。
20.根据权利要求14所述的制造压电部件的方法,其特征在于由金属蒸镀沉积形成外接线端连接材料和/或外接线端。
21.根据权利要求14所述的制造压电部件的方法,其特征在于由印刷导电胶然后烘烤形成外接线端连接材料和/或外接线端。
22.根据权利要求14所述的制造压电部件的方法,其特征在于由在通孔上印刷导电胶形成外接线端连接材料和/或外接线端,然后用导电胶形成布线。
23.根据权利要求14所述的制造压电部件的方法,其特征在于形成有多个压电元件的一组衬底,连接板连接到一组衬底,然后切片。
24.根据权利要求23所述的制造压电部件的方法,其特征在于连接板小于一组衬底。
25.根据权利要求14所述的制造压电部件的方法,其特征在于压电元件是有在衬底上形成细齿梳子状电极组成的振荡部分的声表面波元件。
26.根据权利要求14所述的制造压电部件的方法,其特征在于压电元件是是有振荡部分的压电薄膜元件,其中,在有开口或凹壁的衬底的开口或凹壁上形成有至少一层或多层压电薄膜的薄膜部分的上面和下面夹在互相面对的至少一对上电极和下电极之间。
27.根据权利要求14所述的制造压电部件的方法,其特征在于压电元件是有振荡部分的压电薄膜元件,其中,在衬底上形成有至少一层或多层压电薄膜的薄膜部分的上面和下面夹在互相面对的至少一对上电极和下电极之间,在衬底和互相面对的振荡部分的下电极之间有空间。
全文摘要
提供一种能减小体积,改善外接线端位置的自由度和其制造方法的压电部件。声表面波器件包括有在压电衬底上形成的IDT(2)的SAW元件(6)和连接IDT(2)的导电焊点(3),有导电焊点通孔(18)的连接板(20)由粘合层(21)结合,使得面向IDT(2)。由保护声表面波激励部分,如形成IDT(2)的保护凹陷结构的波激励部(16)形成保护空间。通过导电焊点通孔(18)连接到导电焊点(3)的外接线端(22)是在偏移导电焊点通孔(18)的位置。
文档编号H03H9/25GK1565078SQ0380122
公开日2005年1月12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
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1