CN101868917B

CN101868917B - 表面波装置及其制造方法

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Publication number: CN101868917B
Application number: CN200880116839.4A
Authority: CN
Inventors: 高田忠彦; 工藤敬实
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2028-12-08
Also published as: CN101868917A; EP2230764A4; KR20100089875A; EP2230764A1; JPWO2009078137A1; WO2009078137A1; JP5110090B2; KR101166637B1; US20100253182A1; EP2230764B1; US7944125B2

Abstract

提供不易产生切割刀片磨损且不易使切割速度降低地从母板的层叠体以高精度高效率获得的表面波装置。这种通过切割方式切断压电晶片(10)来获得的表面波装置，包括通过切割压电晶片(10)而获得的压电基板(10A)，在压电基板(10A)上表面形成的IDT电极(1～3)以及垫整电极(4～7)，支撑层(11)具有IDT电极(1～3)所面对的开口，支撑层(11)的外周边缘(11b)被配置在比压电基板(10A)的上表面的外周边缘更靠近内侧的位置，进一步，覆盖层(14)在支撑层(11)上由绝缘材料制成，用来封闭所述支撑层(11)的开口部，在俯视时，覆盖层(14)的外周边缘与压电基板(10A)的外周边缘重合。

Description

表面波装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种通过切割分离压电晶片而形成的表面波装置以及该表面波装置的制造方法，更具体而言，是涉及一种具有被切割分离的压电基板的外周边缘成为产品的外周边缘的封装结构的表面波装置及其制造方法。

背景技术

对于用于移动电话的射频段的表面波滤波装置，进行了压电基板的外周边缘成为产品的外周边缘的封装结构的研发。借此，可以追求表面波装置产品的小型化。而且，还可以追求增加从压电晶片获取的表面波装置的数量。

在下述的专利文献1中，公开了这种表面波装置的一个例子。

图7是专利文献1中所记载的表面波装置的正面截面图。表面波装置101具有压电基板102。在压电基板102的一个面上形成有包含IDT电极103的电极结构。另外，与IDT电极103电连接的垫整电极104、105在压电基板102的一面上形成。另外，树脂基板106与压电基板102相对配置。在树脂基板106上形成有多个通孔，导体107、108包覆该通孔的内周面。导体107、108的下端与外部电极109、110电连接。并且，导体107、108的上端与垫整电极的111、112电连接。

在树脂基板106的上表面形成有致密的层113。该致密的层113围绕所述导体107、108的上端以及设置垫整电极111、112的部分。另外，为了与所述致密的层113的上表面高度一致，而在上述垫整电极111、112的周围形成树脂层114、115。

如图所示上述树脂基板106与压电基板102相对，并使用光硬化树脂116、117接合。在接合时，光硬化树脂116、117被配置在用于不妨碍表面波传输的空隙S的周围。另外，在光硬化树脂116、117之内形成有贯通导体118、119。该贯通导体118、119对上述垫整电极104、105与垫整电极111、112进行电连接。

在制造表面波装置101时，准备大块的压电晶片，并为了在压电晶片上构成多个表面波装置101，而形成多个包括IDT电极103以及垫整电极104、105等的电极结构。然后，对于所述压电晶片，通过光硬化树脂来接合母板的树脂基板106。对由此所获得的层叠体在厚度方向进行切割，从而获得多个表面波装置101。所获得的表面波装置101的俯视形状与压电基板102的俯视形状相同。

专利文献1：JP特开2003-37471号公报

在专利文献1中所记载的表面波装置101的制造方法中，在获得母板的层叠体之后来进行切割。这种情况下，在切割时，所切断的部分，不但有压电晶片，还包括光硬化树脂116、117、合成树脂层、树脂基板106等。另外，在通过电解镀等手段形成上述贯通导体118、119的情况下，形成用于向镀层部分通电的布线图案。由于这种布线图案跨越压电晶片上相邻的表面波装置之间，所以在切割时布线图案的一部分被切断。

因此，由于切割刀片切断粘合剂的硬化物、金属等，所以切割刀片容易磨损。而且，从上述层叠体切割分离多个表面波装置时，切割的次数比较多。因此，存在切割刀片磨损，而无法进行高精度切割或切割速度降低等问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可以解决上述以往的技术缺陷、不容易发生切割刀片磨损、且能够从母板的层叠体以高精度和高生产效率切割获得各个表面波装置的表面波装置及其制造方法。

根据本发明的表面波装置，包括，压电基板；IDT电极，形成于所述压电基板的上表面；垫整电极，与所述IDT电极电连接；支撑层，形成在所述压电基板上，以具有所述IDT电极所面对的开口的方式包围所述IDT电极，并且外周边缘比所述压电基板的上表面的外周边缘更靠内侧且由绝缘材料构成；覆盖层，由绝缘材料形成在所述支撑层上，以将所述开口封闭，且在俯视时，其外周边缘与所述压电基板的外周边缘重合。

根据本发明的表面波装置的某一特定实施方案，所述表面波装置进一步包括，垫整电极，形成在所述压电基板上，并与所述IDT电极电连接；导电连接元件，与所述垫整电极电连接，且贯通所述支撑层和所述覆盖层，并达到所述覆盖层的上表面。在这种情况下，因为具备贯通所述支撑层和所述覆盖层的导电连接元件，所以能够在覆盖层的上表面将表面波装置和外部电连接。

根据本发明的表面波装置的其他特定实施方案，所述导电连接元件具有以电解镀来形成的导电材料部分；且所述表面波装置进一步包括，电解镀用布线，设置在所述压电基板上且从该压电基板的外周边缘达到所述垫整电极；包覆层，在所述电解镀用布线的未被所述支撑层覆盖的部分，由覆盖所述电解镀用布线的绝缘材料构成。因此，通过在压电晶片阶段使用所述电解镀用布线通电来进行电解镀，能够以良好的效率形成所述导电材料部分。然后，由于在所述电解镀用布线的未被所述支撑层覆盖的部分被所述包覆层所包覆，所以可以可靠地防止因电解镀用布线被切断后的切屑所导致的不希望发生的短路。

根据本发明的表面波装置的制造方法，包括，为形成多个表面波装置而准备在上表面形成有与多个表面波装置的IDT电极对应的多个IDT电极的压电晶片的工序；在所述压电晶片的上表面形成支撑层的工序，所述支撑层具有各表面波装置的IDT电极所面对的多个开口部，且还具有从表面波装置的外周边缘向内侧隔开距离的外周边缘；在所述压电晶片上接合母板的覆盖层以封闭所述支撑层的所述开口部，获得母板的层叠体的工序；沿着沿各个表面波装置之间的界线的切断区域切断所述母板的层叠体而获得各个表面波装置的工序。

根据本发明的表面波装置的制造方法的某一特定实施方案，该制造方法还包括：在所述压电晶片上形成与所述IDT电极电连接的垫整电极的工序；形成导电材料部分的工序，在接合所述支撑层以及所述覆盖层时，以在该垫整电极的上方形成贯穿所述支撑层以及所述覆盖层的通孔的方式形成所述支撑层并接合所述覆盖层，在接合所述覆盖层之后，通过在所述通孔进行电解镀而形成与所述垫整电极电连接的导电材料部分。在这种情况下，在接合上述覆盖层之后，通过电解镀法可以以良好的效率形成上述导电材料部分。

根据本发明的表面波装置的制造方法的其他的特定实施方案，进一步包括与所述垫整电极电连接且在切断层叠体时端部被切断的电解镀用布线。这种情况下，电解镀用布线最终在切断层叠体时被切断，但是在切断层叠体之前，能够通过电解镀方法在压电晶片上形成多个表面波装置的上述导电材料部分。

根据本发明的表面波装置的制造方法的其他的特定实施方案，该制造方法进一步包括从所述电解镀用布线通电而通过电解镀方法形成所述导电材料部分的工序。通过从电解镀用布线通电，能够用电解镀方法以较好的效率来形成上述导电材料部分。

进一步根据本发明的表面波装置的制造方法的其他的特定实施方案，进一步包括形成由绝缘材料构成的包覆层以包覆所述电解镀用布线的工序，在形成该包覆层之后进行所述电解镀。在这种情况下，可以准确可靠地防止因电解镀用布线被切断后的切屑而导致的不希望发生的短路。

对于根据本发明的表面波装置，由于支撑层的外周边缘配置在比压电基板的上表面的外周边缘更靠近内侧的位置，所以在通过切割来分离层叠了压电晶片和母板的覆盖层的层叠体来获得各个表面波装置时，上述支撑层不会被切割刀片所切断。因此，切割刀片不容易发生磨损，并且能够有效提高切割时的生产效率。

也就是说，因为本发明的表面波装置能够通过上述本发明的制造方法来获得，因此切割刀片不容易发生磨损且切割时的切断速度不容易降低，所以能够提高表面波装置的生产效率。

附图说明

图1中图1(a)和图1(b)是用于说明本发明的一个实施方式的表面波装置的制造方法的各个截面图，并相当于沿图2的A-A线以及B-B线的截面图。

图2是表示在压电晶片上所形成的一个表面波装置的电极结构的示意俯视图。

图3是用于说明利用本发明一个实施方式的制造方法在压电晶片上形成的多个电极结构、支撑层以及覆盖层的俯视形状的示意俯视图。

图4是用于说明比较例子中的制造方法的问题点的局部剖切后的正面截面图；

图5是示意性地示出从压电晶片切割分离出的表面波装置的端部的正面截面图。

图6是用于说明图3所示出的实施方式中的制造方法的变形例的示意俯视图。

图7是用于说明以往表面波装置的正面截面图。

图8是用于说明表面波装置的制作方法的问题点的局部剖切后的正面截面图。

图中：1-3…IDT电极，1a、1b…分割IDT部，4-7…垫整电极(padelectrode)，10…压电晶片，10A…压电基板，10a…上表面，11…支撑层，11a…开口部，11B…支撑层，11b…外周边缘，12、13…切断区域，14、14A…覆盖层，15、16…通孔，17、18…导电连接元件，19…钎焊凸点(solderbump)，20…电解镀用布线，21…表面波装置，22…包覆层，32、33…切断区域，101…表面波装置，102…压电基板，103…IDT电极，104、105…垫整电极，106…树脂基板，107、108…导体，109、110…外部电极111、112…垫整电极，113…层，114、115…树脂层116、117…树脂，118、119…贯通导体，121…压电晶片，122…支撑层，123…覆盖层，124…IDT电极，125、126…切断区域。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的具体实施方式进行说明，以便了解本发明的内容。

以下，将参照图1～图3，对根据本发明的一个具体实施方式的表面波装置的制造方法和该表面波装置进行说明。

在本实施方式的制造方法中，首先，为了形成许多表面波装置，准备压电晶片。对于构成压电晶片的压电材料没有特别的限制，可以使用钽酸锂(LiTaO₃)、铌酸锂(LiNbO₃)、或者水晶等的压电单晶体或者压电陶瓷。

为了形成多个表面波装置，要在压电晶片的一个面上形成包括IDT电极的电极。图2是表示构成一个表面波装置的部分电极结构的示意俯视图。在本实施方式中，形成有IDT电极1、在IDT电极1的表面波传输方向的两侧配置的IDT电极2、3，以及垫整电极4～7。IDT电极1具有通过分割一方的汇流条(bus bar)而构成的第1分割IDT部1a和第2分割IDT部1b。分割IDT部1a、1b分别与垫整电极4、5电连接。此外，IDT电极2、3的各自一端与垫整电极6、7电连接。虽然没有特别在图中示出，但是在形成有IDT电极1～3的区域的表面波传输方向两侧，配置有分级型反射器。

此外，形成表面波装置的电极结构并不局限于图2所示出的结构。

如图3所示意那样在压电晶片上形成有多个构成上述表面波装置的电极结构。在本实施方式中，如图3所示，多个用于形成一个表面波装置的上述电极结构被配置成矩阵状。当然，也可以采用矩阵状以外的图案，来配置多个电极结构。

而且，在图3中，在上述电极结构内形成IDT电极1～3的部分被简略地示出。此外，在该图中，还示出了垫整电极4～7以及连接垫整电极4～7与IDT电极1或者IDT电极2、3的布线图案被后述的覆盖层所覆盖的状态。

构成上述各表面波装置的电极结构是通过在压电晶片上形成Ag、Cu、Al、Ti、Pt、NiCr或者Ag-Pd合金等合适的金属膜，并对该金属膜制作图案来形成的。当然，对于电极结构的形成方法没有限制。此外，具有IDT电极1～3的电极结构，也可以由层叠了多个金属膜的层叠金属膜来形成。

接下来，形成图1(a)所示的支撑层11。在本实施方式中，通过在压电晶片10的上表面10a全面施予感光性聚酰亚胺树脂，并以光刻法来制作图案，以形成支撑层11。当然，支撑层11也可以用其他合成树脂来形成。

以形成不妨碍表面波的传输的空隙C的方式，来对支撑层11制作图案。也就是说，支撑层11具有开口部11a，以包围形成有IDT电极1～3的区域。另外，在各表面波装置中，支撑层11的外周边缘11b位于比最终获得的表面波装置的压电基板10A的外周边缘更靠近内侧的位置。在图3中，沿左右方向延伸的切断区域12、13以及沿上下方向延伸的切断区域32、33即为在切割时被去除的部分。然后，被切断区域12、13、32、33围起来的部分即为构成各个表面波装置的部分。支撑层11的外周边缘11b，位于比各个表面波装置的外周边缘即最终获得的压电基板10A的外周边缘更靠近内侧的位置。

在本实施方式中，在形成支撑层11之后，利用热层压法等适当的方法，来形成覆盖层14。在本实施方式中，覆盖层14由非感光性环氧系树脂构成。另外，覆盖层14也可以由非感光性环氧系树脂以外的包括适当的合成树脂在内的各种绝缘材料制成。

因此，如图1所示，比上述支撑层11的开口部11a以及支撑层11的外周边缘11b靠外的空间被上述覆盖层14所覆盖。

然后，通过激光照射，来构成图1(b)所示的通孔15、16。该通孔15、16从垫整电极4、5的上表面贯通支撑层11和覆盖层14，达到覆盖层14的上表面。

在形成通孔15、16时，要使上述垫整电极4、5的上表面露出。

然后，通过电解镀，以覆盖通孔15、16的内周面或者填充通孔15、16的方式形成导电连接元件17、18。如上所述对铜、镍等适当的金属进行电解镀来形成所述导电连接元件17、18。作为优选方式，为了防止表面氧化，进一步在导电连接元件17、18的上表面采用电解镀等方式形成0.5微米膜厚的金(Au)膜。

上述导电连接元件17、18为本发明中通过电解镀形成的导电材料部分。在这种情况下，导电连接元件17、18也可以包括包覆通孔15、16的内周面的导电膜和在该导电膜所包围的部分所填充的导体。如此，可以是通过电解镀形成上述导电膜的上述导电材料部分，也可以通过电解镀以外的其他方法施予填充导体。

也就是说，导电连接元件并非一定要其全体都要由通过电解镀所形成的导体材料部分来构成。

在上述导电连接元件17、18上印刷以锡-银-铜系合金等为主体的钎焊膏。该钎焊膏的印刷，例如使用金属掩模来进行，在与上述导电连接元件17、18的上端电连接地印刷所述钎焊膏。然后，加热到钎焊膏的溶解温度，例如加热到260摄氏度左右。借此，使得钎焊料与导电连接元件17、18固定。接下来，用焊剂清洗剂来去除焊剂。这样，便形成图1(b)所示的球状钎焊凸点19、19。

此外，也可以使用由其他金属构成的凸点来代替钎焊凸点19、19。

并且，在形成上述导电连接元件17、18时，通过对垫整电极4、5通电而进行电解镀。如图3所示，垫整电极4、5和垫整电极6、7通过电解镀用布线20相互电连接。因此，通过从电解镀用布线进行通电，能够在压电晶片10上的许多表面波装置构成部分，一次性且容易地形成所述导电连接元件17、18。

然后，沿着上述切断区域12、13、32、33来进行切割。经过切割，切断区域12、13和切断区域32、33被去除，以切断由压电晶片10、支撑层11以及覆盖层14构成的层叠体，获得各个表面波装置。

在这种情况下，图1(a)的压电基板10A所表示的部分成为一个表面波装置构成部分。在所获得的表面波装置21中，在通过切割压电晶片10而获得的压电基板10A上形成支撑层11，在该支撑层11上层叠经过切割而被切断的覆盖层14。而且，在进行上述切割时，压电晶片10和覆盖层14被切割刀片切断，而支撑层11不被切断。因此，能够使得切割刀片的负担变小，而抑制切割刀片的磨损。

此外，还能够提高切割的速度。下面，参照图4的比较例子和相当于以往技术的图8，对此进一步具体说明。

在图8所示的结构中，在压电晶片121的上表面层叠支撑层122和覆盖层123。在此，支撑层122具有开口部，该开口部包围形成IDT电极124的部分。但是，支撑层122达到切断领域125、126。此外，覆盖层123也达到切断领域。因此，切断刀片在进行切割时，要切断压电晶片121、支撑层122以及覆盖层123等所有部分。因此，如前面所述，切割刀片的负担变大，并且切割刀片也变得容易磨损。并且，无法提高切断速度。

针对于此，在图4所示的比较例子中，所考虑的方案是使支撑层11达到切断领域12、13，而覆盖层14不达到切断领域12、13。在这种情况下，在进行切割时，被切割刀片所切断的是压电晶片10和支撑层11B。但是，在切割时容易在压电晶片10和支撑层11B的界面发生剥离。因此，例如在要通过从电解镀用布线20通电来进行湿式电镀而形成导电材料部分的情况下，镀液容易从上述界面浸入。因此，导致上述导电连接元件17、18形成不良，容易导致最终获得的表面波装置的耐湿性、耐环境特性(适应环境特性)降低。

针对于此，本实施方式中的制造方法中，在进行上述的切割时，不容易发生支持层11和压电晶片10之间的界面的剥离。因此，即使从电解镀用布线20通电来进行湿式电镀而形成导电连接元件17、18，镀液也不容易浸入，所以能够获得可靠性优越的表面波装置。并且，还能够准确可靠地形成导电连接元件17、18。

当然，电解镀用布线20在上述切割过程中被切断。因此，如图5所示，在电解镀用布线20的切断部分，可能产生金属切屑20A。在与相邻的电解镀用布线20、20电连接的情况下，该金属切屑20A可能造成短路不良。例如，如果附着的金属切屑20A跨越电连接在垫整电极4上的电解镀用布线部分与电连接在垫整电极5上的电解镀用布线部分，则会使最终获得的表面波装置21产生短路不良。

为了防止出现这种短路不良，如图6的示意俯视图所示，优选形成包覆电解镀用布线20的包覆层22。该包覆层22优选包覆电解镀用布线20全体。当然，在防止相邻的电解镀用布线之间的短路方面，例如，包覆层22只要对端部连接于相邻的垫整电极4、5上的电解镀用布线中至少一方进行覆盖即可。另外，包覆层22没有必要一定要达到切断区域12、13、32、33之内。该包覆层22可以用适当的绝缘材料构成。作为这种绝缘材料，可以适用形成支撑层11的合成树脂。优选使用相同的材料来构成支撑层11和上述包覆层22，如此，在形成支撑层11时，能够同时形成上述包覆层22。因此，在不增加生产工序的情况下，能够可靠地防止出现上述的短路不良。

另外，通过设置上述包覆层22，还能够更加可靠地防止电解镀时镀液侵入内部。

在上述的实施方式中，IDT电极与达到覆盖层上表面的导电连接元件17、18电连接，但是，在本发明中，用于IDT电极与外部电连接的结构不限于此。

Claims

1.一种表面波装置，其特征在于，包括:

压电基板;

IDT电极，形成在所述压电基板的上表面;

支撑层，由绝缘材料构成，以包围所述IDT电极的方式设在所述压电基板上，以具有所述IDT电极所面对的开口，并且该支撑层的外周边缘比所述压电基板的上表面的外周边缘更靠内侧;

覆盖层，由绝缘材料形成在所述支撑层上，以封闭所述开口，且在俯视时该覆盖层的外周边缘与所述压电基板的外周边缘重合;

垫整电极，形成在所述压电基板上并与所述IDT电极电连接;和

导电连接元件，与所述垫整电极电连接，且贯通所述支撑层和所述覆盖层，并达到所述覆盖层的上表面。

2.如权利要求1所述的表面波装置，其特征在于，所述导电连接元件具有通过电解镀形成的导电材料部分;所述表面波装置进一步包括:

电解镀用布线，在所述压电基板上从该压电基板的外周边缘达到所述垫整电极;和

包覆层，在所述电解镀用布线的未被所述支撑层覆盖的部分以覆盖所述电解镀用布线的方式由绝缘材料构成。

3.一种表面波装置的制造方法，其是用于制造权利要求1所述的表面波装置的方法，该表面波装置的制造方法的特征在于，包括:

为了形成多个表面波装置而准备压电晶片的工序，在该压电晶片的上表面形成有与多个表面波装置的IDT电极对应的多个IDT电极;

在所述压电晶片的上表面形成支撑层的工序，所述支撑层具有各表面波装置的IDT电极所面对的多个开口部，且该支撑层的外周边缘从表面波装置的外周边缘向内侧隔开距离;

在所述压电晶片上以封闭所述支撑层的所述开口部的方式接合母板的覆盖层，而获得母板的层叠体的工序;和

沿着切断区域切断所述母板的层叠体而获得各个表面波装置的工序，所述切断区域沿着各个表面波装置之间的界线。

4.如权利要求3所述的表面波装置的制造方法，其特征在于，还包括:

在所述压电晶片上形成与所述IDT电极电连接的垫整电极的工序;和

形成导电材料部分的工序，在所述支撑层以及所述覆盖层进行接合时，以在该垫整电极的上万形成贯穿所述支撑层以及所述覆盖层的通孔的方式形成所述支撑层并接合所述覆盖层，在接合所述覆盖层之后，在所述通孔中通过电解镀法形成导电材料部分，且该导电材料部分通过镀层与所述垫整电极电连接。

5.如权利要求4所述的表面波装置的制造方法，其特征在于，在切断所述层叠体时，与所述垫整电极电连接的电解镀用布线的端部被切断。

6.如权利要求5所述的表面波装置的制造方法，其特征在于，进一步包括从所述电解镀用布线通电而通过电解镀法形成所述导电材料部分的工序。

7.如权利要求6所述的表面波装置的制造方法，其特征在于，进一步包括以包覆所述电解镀用布线的方式形成由绝缘材料构成的包覆层的工序，在形成该包覆层之后进行所述电解镀。