CN117544123A - 弹性波器件 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种弹性波器件，包括：器件芯片，具有第一表面；谐振器，形成于所述器件芯片的第一表面；支撑层，设置在所述第一表面上且包围所述谐振器；以及覆盖层，形成在所述支撑层上，与所述器件芯片和所述支撑层共同围合形成气密密封所述谐振器的空腔，并且使位于至少一个所述空腔上的所述覆盖层以所述谐振器的形成侧为弯曲内侧的方式弯曲。本发明实施例提供的弹性波器件能尽可能地防止该弹性波器件的覆盖层由于在将弹性波器件安装于模块基板之后在该模块基板形成密封树脂层时作用的力而与器件芯片的第一表面或谐振器接触。

Description

弹性波器件

技术领域

本发明涉及一种弹性波器件的改进，该弹性波器件适合于在移动通信设备等中作为频率滤波器等使用。

背景技术

图9中示出的结构包括一种弹性波器件D，弹性波器件D可在移动通信设备等中用作频率滤波器等。在图9中，附图标记100是器件芯片，附图标记101是形成于器件芯片100表面的谐振器，附图标记102是形成于器件芯片100的合成树脂制的支撑层，附图标记103是合成树脂制的覆盖层，形成在支撑层102上且形成气密密封所述谐振器101的空腔104(内部空间、中空结构部)，附图标记105是凸块，凸块与形成于器件芯片100(包括所述谐振器101)的电路电连接。

上述弹性波器件D利用所述凸块105与其他电子设备一起安装于模块基板Ma而构成模块M。凸块105典型的是通过超声波接合等方式与形成于模块基板Ma侧的电极接合，在该接合后，弹性波器件D被形成在模块基板Ma上的密封树脂层Mb密封。由于在弹性波器件D与模块基板Ma之间形成有由凸块105产生的间隙S，所以该密封树脂层Ma也进入弹性波器件D的覆盖层103与模块基板Ma之间。因此，在形成上述密封树脂层Mb时，在覆盖层103上作用有较大的使该覆盖层103与器件芯片100之间的距离变小的方向的力。如果由于上述力的作用，在空腔104内覆盖层103与器件芯片100侧接触，则阻碍弹性波器件D的功能。

发明内容

本发明要解决的主要问题在于，使这种弹性波器件在不使弹性波器件的结构及其制造工序复杂化的情况下具备如下功能：尽可能地防止该弹性波器件的覆盖层由于在将弹性波器件安装于模块基板之后在该模块基板形成密封树脂层时作用的力而与器件芯片的第一表面或谐振器接触。

为了达成所述课题，在本发明中，弹性波器件包括：器件芯片，具有第一表面；谐振器，形成于所述器件芯片的第一表面；支撑层，设置在所述第一表面上且包围所述谐振器；以及覆盖层，形成在所述支撑层上，与所述器件芯片和所述支撑层共同围合形成气密密封所述谐振器的空腔，并且位于至少一个所述空腔上的所述覆盖层以所述谐振器的形成侧为弯曲内侧的方式弯曲。

作为本发明的方式之一，所述弹性波器件具备多个所述空腔，并且对应每个所述空腔，所述覆盖层以所述器件芯片的所述第一表面侧为弯曲内侧的方式弯曲。

此外，作为本发明的方式之一，所述弹性波器件具备多个所述空腔，对应形成一个所述空腔的相对的支撑层间的距离为第一距离，与所述器件芯片的第一表面正交的方向的支撑层的厚度为第一厚度；

多个所述空腔的至少一个为大空间空腔，所述大空间空腔中，所述第一距离为所述第一厚度的6倍～15倍，

多个所述空腔的至少一个成为小空间空腔，所述小空间空腔中所述第一距离小于所述第一厚度的6倍，

在所述大空间空腔中，使所述覆盖层以所述谐振器的形成侧为弯曲内侧的方式弯曲。

此外，作为本发明的方式之一，在所述小空间空腔中，所述覆盖层以所述谐振器的形成侧为弯曲内侧的方式弯曲。

此外，作为本发明的方式之一，在所述小空间空腔中，所述覆盖层与所述器件芯片的所述第一表面平行。

此外，作为本发明的方式之一，与所述器件芯片的第一表面正交的方向的支撑层的厚度为第一厚度，所述第一厚度为10～30μm。

此外，作为本发明的方式之一，对应形成至少一个所述空腔的外壁的所述支撑层具有凸出于器件芯片的突出端部，所述覆盖层具有与所述突出端部相连接的结合部位；对应至少一个所述空腔，从所述结合部位接近所述空腔的中央部的方向上，所述覆盖层与所述器件芯片的所述第一表面之间的距离逐渐增加。

此外，作为本发明的方式之一，位于所述谐振器上的所述覆盖层向所述空腔的外侧鼓出，所述覆盖层的外表面形成三维曲面。

此外，作为本发明的方式之一，所述弹性波器件具备多个所述空腔，所述多个空腔中相邻的所述空腔之间通过所述支撑层被实心化。

此外，作为本发明的方式之一，所述弹性波器件具备多个所述空腔，相邻的所述空腔之间的距离为第二距离，所述覆盖层与所述器件芯片的第一表面正交的方向的厚度为第二厚度，所述第二距离大于或者等于所述第二厚度。

此外，作为本发明的方式之一，所述第二距离大于所述第二厚度的2倍。

此外，作为本发明的方式之一，所述覆盖层由厚度为15～35μm的热固化性树脂制的面状材料构成。

在本发明所涉及的弹性波器件中，通过覆盖层以特定方式预先弯曲，覆盖层容易抵抗在将弹性波器件安装于模块基板之后在该模块基板上形成密封树脂层时作用于覆盖层的朝向器件芯片的第一表面侧的力，此外，即使变形也能够不产生直至与器件芯片的第一表面或谐振器接触为止的位移。此外，能够在不使弹性波器件的结构及制造工序复杂化的情况下使弹性波器件具备这样的功能。此外，由此，能够提高包括本弹性波器件而构成的模块的成品率。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的弹性波器件的平面结构图。

图2图1中所示的弹性波器件的A-A截面示意图。

图3是图1中所示的弹性波器件的B-B截面示意图。

图4是在图1中所示的弹性波器件的C-C截面示意图。

图5是形成于所述弹性波器件的器件芯片的谐振器的一例的结构示意图。

图6是形成于所述弹性波器件的器件芯片的电路的一例的结构示意图。

图7是所述弹性波器件的制造工序的各步骤的要部截面示意图。

图8是包括所述弹性波器件而构成的模块的要部截面结构图。

图9是示出包括现有的弹性波器件而构成的模块的一例的截面结构图。

附图标记说明

1：弹性波器件；2：器件芯片；2a：第一表面；2b：凸块焊盘；3：支撑层；3a：突出端部；3b：第一距离；3c：第一厚度；3d：基部；4：覆盖层；4a：顶部；4b：接合部位；4c：面状材料；4d：基膜；4e：覆盖膜；4f：第二厚度；5：空腔；5a：中央部；5b：大空间空腔；5c：小空间空腔；5d：第二距离；5e：临时空腔；6：贯通孔；7、7a、7b：谐振器；7c：IDT电极；7d：反射器；7e：电极指；7f：汇流条；8：地线；9：凸块；10：模块；10a：模块基板；10b：密封树脂层；10c：电极；11：光掩膜；x传播方向；f：力；w：工件。

具体实施方式

下面，基于图1～图8，对本发明的典型的实施方式进行说明。该实施方式所涉及的弹性波器件1适合于在移动通信设备等中作为频率滤波器等使用。

弹性波器件1具备：器件芯片2、谐振器7、支撑层3以及覆盖层4。器件芯片2具有第一表面2a。谐振器7，形成于所述器件芯片2的第一表面2a；以及

支撑层3(也可称为外壁)，设置在在所述第一表面2a上且包围所述谐振器7；以及

覆盖层4(也可以称为顶层)，形成在所述支撑层3上，与所述器件芯片2和所述支撑层3共同围合形成气密密封所述谐振器7的空腔5(也可以称为内部空间、中空结构部)。

典型的是，所述器件芯片2为边长0.5至1mm、厚度为0.15至0.2mm的四边形的板状。

此外，典型的是，支撑层3与所述器件芯片2的第一表面2a正交的方向的厚度为第一厚度3c(以器件芯片2的第一表面2a为基准的支撑层3的高度)，第一厚度3c为10～30μm。

此外，典型的是，覆盖层4(与所述器件芯片2的第一表面2a正交的方向)的厚度为第二厚度4f(以支撑层3背向第一表面2a的表面作为基准)，第二厚度4f为15～35μm。

弹性波器件1的厚度(包含凸块9高度在内)典型的为0.25至0.35mm。

图1示出弹性波器件的平面结构。图中，附图标记7是谐振器，附图标记5是空腔，附图标记9是凸块，附图标记4是覆盖层，附图标记6是在空腔5的形成区域外贯通支撑层3及覆盖层4的贯通孔。

在器件芯片2的第一表面2a上形成有多个谐振器7。器件芯片2的第一表面2a中的各谐振器7的形成区域分别被支撑层3围绕，并且各谐振器7被形成在该支撑层3上的覆盖层4覆盖，由此弹性波器件具备多个所述空腔5。

图2为图1所示弹性波器件的A-A截面示意图。图中，附图标记2b是凸块焊盘(电极焊盘)。凸块焊盘2b与包括谐振器7(形成于器件芯片2)的电路的布线连接。凸块焊盘2b位于贯通孔6内。利用该贯通孔6形成有由金等导电性金属构成的凸块9。

器件芯片2具有传播弹性波的功能。器件芯片2典型的是使用钽酸锂或铌酸锂，此外，器件芯片2有时也在它们上层叠蓝宝石、硅、氧化铝、尖晶石、水晶或玻璃等而构成。

图5示出谐振器7的一例。谐振器7具有IDT电极7c以及以隔着IDT电极7c的方式形成的反射器7d。IDT电极7c由电极对构成，各电极对将多个电极指7e彼此在它们的一端侧由汇流条7f连接而成，该多个电极指7e以使长度方向与弹性波的传播方向x交叉的方式平行排列。反射器7d由汇流条7f连接多个电极指7e的端部之间而成，该多个电极指7e以使长度方向与弹性波的传播方向x交叉的方式平行排列。

上述谐振器7典型的是由通过光刻技术形成的导电性金属膜构成。

图6示出一个器件芯片2上所具备的电路的一例。附图标记7a表示串联连接于输入输出端口间的谐振器，附图标记7b表示并联连接于输入输出端口间的谐振器，附图标记8表示地线。谐振器7的数量、配置根据需要而变更。即，由图6的电路构成梯形滤波器。

在该实施方式所涉及的弹性波器件中，使位于至少一个所述空腔5上的所述覆盖层4以所述谐振器7的形成侧为弯曲内侧的方式弯曲。

在图示的例子中，所述覆盖层4在与具有四边形的轮廓的器件芯片2的任意一边平行的方向上切断了弹性波器件1的状态(例如图1中的沿左右方向切断的状态/图2)下，以在空腔5的中央部5a制作顶部4a的方式弯曲，并且，在与所述一边正交的方向上切断了弹性波器件1的状态(例如沿图1中的上下方向切断的状态/图3、图4)下以在空腔5的中央部5a制作顶部4a的方式弯曲。

更具体地说，形成一个空腔5的盖的覆盖层4以如下方式弯曲：形成一个空腔5的外壁的支撑层3具有凸出于器件芯片2的突出端部3a，覆盖层4具有与突出端部3a相连的结合部位4b。对应一个空腔5，从接合部位4b接近空腔5的中央部5a的方向上，覆盖层4与器件芯片2的第一表面2a之间的距离逐渐增加。即，位于谐振器7上的覆盖层4向空腔5的外侧、即弹性波器件的外侧鼓出，覆盖层4的外表面成为三维曲面。

如图8所示，在许多情况下，弹性波器件1利用所述凸块9，与其他电子设备一起安装于模块基板10a而构成模块10。凸块9典型的通过超声波接合等方式与形成于模块基板10a侧的电极10c接合，在该接合后，弹性波器件1被形成在模块基板10a上的密封树脂层10b密封。由于在弹性波器件1与模块基板10a之间形成有由凸块9产生的间隙S(参照图8)，所以该密封树脂层10b也进入弹性波器件1的覆盖层4与模块基板10a之间。因此，在形成上述密封树脂层10b时，在覆盖层4上作用有较大的使该覆盖层4与器件芯片2的第一表面2a之间的距离变小的方向的力f(参照图8)。如果由于上述力f的作用，在空腔5内覆盖层4与器件芯片2的第一表面2a或谐振器7接触，则阻碍弹性波器件1的功能。在该实施方式所涉及的弹性波器件1中，覆盖层4以前述方式预先弯曲，因此覆盖层4容易抵抗所述力f，此外，即使变形也能够不产生直至与器件芯片2的第一表面2a或谐振器7接触为止的位移。由此，能够提高包括本弹性波器件1而构成的模块10的成品率。

在图示的例子中，弹性波器件1具备多个所述空腔5，并且在各所述空腔5中，所述覆盖层4以使所述器件芯片2的所述第一表面2a侧为弯曲内侧的方式弯曲。由此，能够实现在多个空腔5的每一个中抑制所述力f引起的覆盖层4的变形。

此外，在图示的例子中，弹性波器件1具备多个所述空腔5，对应形成一个空腔5的相对的支撑层3间的距离为第一距离3b，支撑层3与所述器件芯片2的所述第一表面2a正交的方向的厚度为第一厚度3c。多个所述空腔5的至少一个为大空间空腔5，该大空间空腔5的第一距离3b为支撑层3的第一厚度3c的6倍～15倍(参照图3)。并且，多个所述空腔5的至少一个成为小空间空腔5，该小空间空腔5中，第一距离3b小于所述支撑层3的所述第一厚度3c的6倍(参照图4)。并且，至少在所述大空间空腔5中，所述覆盖层4以所述谐振器7的形成侧为弯曲内侧的方式弯曲。

在图示的例子中，多个空腔5分别构成为使谐振器7一个个地位于空腔5内，并且增大在弹性波的传播方向x上相对的支撑层3间的第一距离3b，减小在与该传播方向x正交的方向上相对的支撑层3间的第一距离3b，在俯视观察弹性波器件1的状态下，多个空腔5分别具有长度和宽度(参照图1)。虽然省略图示，但是有时两个以上的谐振器7也位于一个空腔5内。

在大空间空腔5中相对的支撑层3间的第一距离3b大，因此覆盖层4因所述力f而变形时的位移量变大。通过至少在大空间空腔5中使覆盖层4以前述方式弯曲，能够提高包括本弹性波器件1而构成的模块10的成品率。从另一观点来看，根据本发明，容易使弹性波器件1具备所述那样的大空间空腔5。在图示的例子中，在小空间空腔5中覆盖层4也以所述方式弯曲，但是根据所述力f的大小，小空间空腔5的覆盖层4也可以为平坦的、即与器件芯片2的第一表面2a平行(在图4中由虚线表示平坦的情况下的覆盖层4的外形)的形状。

所述覆盖层4优选由第二厚度4f为15～35μm的热固化性树脂制的面状材料4c构成。这是因为，如果覆盖层4的第二厚度4f小于15μm，则覆盖层4脆弱。另一方面，如果覆盖层4的第二厚度4f超过35μm，则在后述的烘烤工序中难以使覆盖层4弯曲变形。作为上述面状材料4c优选使用如下材料：在常温下具有一定的粘接力，并且具备通过光刻技术中的曝光和显影能够除去不需要部分的功能。

另一方面，所述支撑层3优选容易形成在器件芯片2的第一表面2a上，并且由与覆盖层4的融合性良好的合成树脂构成。支撑层3具有与器件芯片2的第一表面2a接合的基部3d以及与覆盖层4接合的突出端部3a，突出端部3a以在与器件芯片2的第一表面2a正交的方向上从该第一表面2a突出的方式形成。支撑层3构成所述空腔5的侧部。

另外，在图示的例子中，相邻的空腔5之间通过支撑层3被实心化。相邻的空腔5之间的第二距离5d优选为大于或者等于所述覆盖层4的第二厚度4f。

以上说明的弹性波器件1能够通过以下方式适当且合理地制造。图7示出该实施方式所涉及的弹性波器件1的制造步骤的要部。另外，在图7中，为了方便，仅将切割前的晶片的一部分表示为器件芯片2。

首先，在器件芯片2的第一表面2a上形成谐振器7(省略图示)(步骤1/省略图示)。典型的是形成多个谐振器7。

接着，在所述器件芯片2的第一表面2a上、且在形成有所述谐振器7的区域以外的区域形成支撑层3(步骤2/省略图示)。

接着，在所述支撑层3上形成覆盖层4(步骤3/图7中(a)～(h))。步骤3包括层压工序(步骤3-1～3-5)、烘烤工序(步骤3-6)、显影工序(步骤3-7)和固化工序(步骤3-8)。

在层压工序中，在温度为30摄氏度～60摄氏度、气压为0.3MPa以下的环境下，在所述支撑层3上载置热固化树脂制的面状材料4c。

首先，准备在成为覆盖层4的面状材料4c的上表面具备基膜4d、在下表面具备覆盖膜4e的原膜(步骤3-1/图7中第(a)步)。作为面状材料4c使用如下材料：热固化性树脂制且在常温下具有一定的粘接力，并且具备通过光刻技术中的曝光和显影能够除去不需要部分的功能。

接着，从原膜剥离覆盖膜4e(步骤3-2/图7中第(b)步)。

接着，将面状材料4c的下表面遍及以围绕谐振器7的方式形成的支撑层3的整体粘接于该突出端部3a(步骤3-3/图7中(c)步)。由此，在谐振器7上形成临时空腔5e。如果使相邻的空腔5之间的第二距离5d超过所述覆盖层4的第二厚度4f的2倍，则能够确保使相邻的空腔间实心化的支撑层3的突出端部3a与覆盖层4的粘接区域，能够包括烘烤工序时在内较高地维持临时空腔5e的气密性。

接着，使面状材料4c曝光(步骤3-4/图7第(d)步)。附图标记10是光掩膜。

接着，从面状材料4c的上表面剥离基膜4d(步骤3-5/图7第(e)步)。

在烘烤工序中，对经过所述层压工序的工件w(中间产物)，在100摄氏度～120摄氏度下进行7分钟～12分钟的加热(步骤3-6/图7第(f)步)。面状材料4c采用在上述温度下提高可塑性且不固化的结构。因此，通过所述临时空腔5内的气体的体积膨胀，能够使作为构成临时空腔5的面状材料4c的一部分的覆盖层4如图7第(g)步那样弯曲。在所述大空间空腔5中覆盖层4的变形大，在小空间空腔5中覆盖层4的变形小，或者有时也可以视为实际上没有变形。

接着，通过显影从面状材料4c除去不需要部分(步骤3-7/图7第(g)步)。

固化工序对经过所述显影的工件在150摄氏度～200摄氏度下实施45分钟～90分钟的加热(步骤3-8/图7第(h)步)。面状材料4c采用在上述温度下固化的结构。由此，临时空腔5e成为所述空腔5，维持由烘烤工序形成的覆盖层4的弯曲形状。

通过固化工序后的切割，从所述工件w制作多个弹性波器件1。

另外，本发明当然不限定于以上说明的实施方式，包含能够达成本发明的目的的所有实施方式。

Claims (12)

1.一种弹性波器件，其特征在于，包括：

器件芯片，具有第一表面；

谐振器，形成于所述器件芯片的第一表面；

支撑层，设置在所述第一表面上且包围所述谐振器；以及

覆盖层，形成在所述支撑层上，与所述器件芯片和所述支撑层共同围合形成气密密封所述谐振器的空腔，

并且位于至少一个所述空腔上的所述覆盖层以所述谐振器的形成侧为弯曲内侧的方式弯曲。

2.根据权利要求1所述的弹性波器件，其特征在于，所述弹性波器件具备多个所述空腔，并且对应每个所述空腔，所述覆盖层以所述器件芯片的所述第一表面侧为弯曲内侧的方式弯曲。

3.根据权利要求1所述的弹性波器件，其特征在于，所述弹性波器件具备多个所述空腔，对应形成一个所述空腔的相对的支撑层间的距离为第一距离，与所述器件芯片的第一表面正交的方向的支撑层的厚度为第一厚度；

多个所述空腔的至少一个为大空间空腔，所述大空间空腔中，所述第一距离为第一厚度的6倍～15倍，

多个所述空腔的至少一个为小空间空腔，所述小空间空腔中，所述第一距离小于所述第一厚度的6倍，

在所述大空间空腔中，所述覆盖层以所述谐振器的形成侧为弯曲内侧的方式弯曲。

4.根据权利要求3所述的弹性波器件，其特征在于，在所述小空间空腔中，所述覆盖层以所述谐振器的形成侧为弯曲内侧的方式弯曲。

5.根据权利要求3所述的弹性波器件，其特征在于，在所述小空间空腔中，所述覆盖层与所述器件芯片的所述第一表面平行。

6.根据权利要求1所述的弹性波器件，其特征在于，与所述器件芯片的第一表面正交的方向的支撑层的厚度为第一厚度，所述第一厚度为10～30μm。

7.根据权利要求1所述的弹性波器件，其特征在于，对应形成至少一个所述空腔的外壁的所述支撑层具有凸出于器件芯片的突出端部，所述覆盖层具有与所述突出端部相连接的结合部位；对应至少一个所述空腔，从所述结合部位接近所述空腔的中央部的方向上，所述覆盖层与所述器件芯片的所述第一表面之间的距离逐渐增加。

8.根据权利要求1所述的弹性波器件，其特征在于，位于所述谐振器上的所述覆盖层向所述空腔的外侧鼓出，所述覆盖层的外表面形成三维曲面。

9.根据权利要求1所述的弹性波器件，其特征在于，所述弹性波器件具备多个所述空腔，所述多个空腔中相邻的所述空腔之间通过所述支撑层被实心化。

10.根据权利要求1所述的弹性波器件，其特征在于，所述弹性波器件具备多个所述空腔，相邻的所述空腔之间的距离为第二距离，所述覆盖层与所述器件芯片的第一表面正交的方向的厚度为第二厚度，所述第二距离大于或者等于所述第二厚度。

11.根据权利要求10所述的弹性波器件，其特征在于，所述第二距离大于所述第二厚度的2倍。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述覆盖层由厚度为15～35μm的热固化性树脂制的面状材料构成。