CN118100848A - 多层膜基板、弹性波器件、模块和多层膜基板的制造方法 - Google Patents

多层膜基板、弹性波器件、模块和多层膜基板的制造方法 Download PDF

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CN118100848A CN202311611451.4A CN202311611451A CN118100848A CN 118100848 A CN118100848 A CN 118100848A CN 202311611451 A CN202311611451 A CN 202311611451A CN 118100848 A CN118100848 A CN 118100848A
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Abstract

本发明实施例提供一种多层膜基板、弹性波器件、模块和多层膜基板的制造方法。所述多层膜基板包括：压电基板；第一绝缘膜，形成在所述压电基板上；支承基板；第二绝缘膜，形成在所述支承基板上；以及接合层，形成于所述第一绝缘膜与所述第二绝缘膜之间；其中，在弹性波的波长为λ的情况下，所述第一绝缘膜、所述第二绝缘膜、所述接合层的厚度之和大于0.06λ且小于0.075λ。本实施例通过压电基板与支承基板将第一绝缘膜、第二绝缘膜、接合层作为中间层而相互接合，因此，能够提高压电基板与支承基板的接合性。

Description

多层膜基板、弹性波器件、模块和多层膜基板的制造方法
技术领域
本申请涉及多层膜基板、弹性波器件、模块以及多层膜基板的制造方法。
背景技术
专利文献1公开弹性波器件。该弹性波器件包括压电基板和支承基板。
专利文献1：日本特开2022-028566号公报
发明内容
在弹性波器件中，对压电基板与支承基板的接合强度要求较高。因此，期望提高压电基板与支承基板的接合性。
本申请是为了解决上述问题而完成的。本申请的目的在于提供能够提高压电基板与支承基板的接合性的多层膜基板、弹性波器件、模块以及多层膜基板的制造方法。
本申请所涉及的多层膜基板包括：压电基板；第一绝缘膜，形成在所述压电基板上；支承基板；第二绝缘膜，形成在所述支承基板上；以及接合层，形成于所述第一绝缘膜与所述第二绝缘膜之间；在弹性波的波长为λ的情况下，所述第一绝缘膜、所述第二绝缘膜、所述接合层的厚度之和大于0.06λ且小于0.075λ。
本申请的一实施例中，所述接合层的厚度与所述压电基板的厚度的比为0.1％～5％。
本申请的一实施例中，所述第一绝缘膜、所述第二绝缘膜、所述接合层的厚度之和等于或小于所述压电基板的厚度的一半。
本申请的一实施例中，所述第一绝缘膜的厚度范围为50nm～200nm。
本申请的一实施例中，所述压电基板的厚度范围为0.58λ～0.71λ。
本发明的一实施例中，所述支承基板与所述第二绝缘膜的接触面积大于所述压电基板与所述第一绝缘膜的接触面积。
本发明的一实施例中，所述第一绝缘膜的厚度大于所述第二绝缘膜的厚度。
本发明的一实施例中，所述压电基板由钽酸锂形成。
本发明的一实施例中，所述支承基板由尖晶石形成。
本申请还提供一种弹性波器件，包括：如上所述的多层膜基板；以及形成于所述多层膜基板上的多个弹性波元件。
本申请还提供一种模块，包括如上所述的弹性波器件。
本申请还提供一种多层膜基板的制造方法，包括：第一绝缘膜形成工序，在压电基板上形成第一绝缘膜；第二绝缘膜形成工序，在支承基板上形成第二绝缘膜；第一接合层形成工序，在所述第一绝缘膜上形成第一接合层；第二接合层形成工序，在所述第二绝缘膜上形成第二接合层；以及接合层形成工序，将所述第一接合层与所述第二接合层接合。
本申请的一实施例中，在所述接合层形成工序之前，还包括：第一高速原子线照射处理工序，对所述第一接合层的表面进行高速原子线照射处理；以及第二高速原子线照射处理工序，对所述第二接合层的表面进行高速原子线照射处理。
综上所述，通过压电基板与支承基板将第一绝缘膜、第二绝缘膜、接合层作为中间层而相互接合，因此，能够提高压电基板与支承基板的接合性。
附图说明
图1是实施方式1中的弹性波器件的纵剖视图。
图2是示出实施方式1中的弹性波器件的弹性波元件的例子的图。
图3是实施方式1中的弹性波器件的多层膜基板的纵剖视图。
图4是用于对实施方式1中的弹性波器件的制造方法进行说明的图。
图5是用于对实施方式1中的弹性波器件的制造方法进行说明的图。
图6是用于对实施方式1中的弹性波器件的制造方法进行说明的图。
图7是示出实施方式1中的弹性波器件的多层膜基板的相对于压电基板和中间层的厚度而言的谐振频率和反谐振频率的变动的图。
图8是示出实施方式1中的弹性波器件的多层膜基板与比较例的谐振频率的变动的图。
图9是示出实施方式1中的弹性波器件的多层膜基板与比较例的反谐振频率的变动的图。
图10是应用实施方式2的弹性波器件的模块的纵剖视图。
附图标记说明
1：弹性波器件；2：布线基板；3：多层膜基板；3A：压电基板；3B：第一绝缘膜；3C：支承基板；3D：第二绝缘膜；3E：接合层；4：凸块；5：密封部；6A：第一接合层；6B：第二接合层；8：弹性波元件；8A：IDT；8B：反射器；8C：梳形电极；8D：电极指；8E：汇流条；100：模块；101：布线基板；102：集成电路部件；103：电感器；104：密封部。
具体实施方式
下面根据附图对本实施例的实施方式进行说明。另外，各图中，对相同或相当的部分标注相同附图标记，对相同或相当的部分适当地简化乃至省略该部分的重复说明。
实施方式1
图1是实施方式1中的弹性波器件的纵剖视图。图1作为弹性波器件1而示出作为双工器的弹性波器件的例子。
如图1所示，弹性波器件1具备布线基板2、多层膜基板3、多个凸块4、以及密封部5。
布线基板2例如是由树脂构成的多层基板。布线基板2还可例如是由多个电介质层构成的低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics，LTCC)多层基板。
多层膜基板3是形成有弹性波元件(图1中未图示)的基板。例如，在多层膜基板3的主表面(图1中下表面)中，形成有接收滤波器和发送滤波器。
接收滤波器可供所希望的频带的电信号通过。接收滤波器具体可例如是由多个串联谐振器和多个并联谐振器构成的梯型滤波器。
发送滤波器可供所希望的频带的电信号通过。发送滤波器具体可例如是由多个串联谐振器和多个并联谐振器构成的梯型滤波器。
多个凸块4电连接于在布线基板2的主表面(图1中上表面)形成的布线和在多层膜基板3的主表面形成的布线。
密封部5覆盖多层膜基板3。密封部5将多层膜基板3与布线基板2一起密封。密封部5可例如由合成树脂等绝缘体形成。密封部5还可例如由金属形成。密封部5还可例如由绝缘层和金属层形成。
在密封部5由合成树脂形成的情况下，该合成树脂为环氧树脂、聚酰亚胺等。优选地，密封部5使用低温固化工艺由环氧树脂形成。
接下来，以图2为例对弹性波元件进行说明。图2是示出实施方式1中的弹性波器件的弹性波元件的例子的图。
图2的例子中，弹性波元件为弹性表面波谐振器。如图2所示，在弹性表面波谐振器中，IDT(Interdigital Transducer，叉指换能器)8A和一对反射器8B形成于多层膜基板3的主表面。IDT 8A和一对反射器8B设置为可激发弹性表面波。
IDT 8A和一对反射器8B可例如由铝和铜的合金形成。IDT 8A和一对反射器8B也可例如由钛、钯、银等适当的金属或它们的合金形成。IDT 8A和一对反射器8B还可例如由层叠了多个金属层的层叠金属膜形成。IDT8A和一对反射器8B的厚度为150nm至400nm。
IDT8A具备一对梳形电极8C。一对梳形电极8C相互相向。梳形电极8C具备多个电极指8D和汇流条8E。多个电极指8D在长度方向的配置一致。汇流条8E连接多个电极指8D。
一对反射器8B中的一个与IDT 8A的一侧邻接。一对反射器8B中的另一个与IDT 8A的另一侧邻接。
接下来，使用图3对多层膜基板3的结构进行说明。图3是实施方式1中的弹性波器件的多层膜基板的纵剖视图。
如图3所示那样，多层膜基板3包括压电基板3A、第一绝缘膜3B、支承基板3C、第二绝缘膜3D、以及接合层3E。
压电基板3A可例如由钽酸锂形成。第一绝缘膜3B可例如由二氧化硅形成。第一绝缘膜3B形成于压电基板3A上(图3中压电基板3A的下表面)。支承基板3C可例如由尖晶石形成。第二绝缘膜3D可例如由二氧化硅形成。第二绝缘膜3D形成在支承基板3C上(图3中支承基板3C的上表面)。接合层3E可例如由硅形成。接合层3E形成于第一绝缘膜3B与第二绝缘膜3D之间。图3中，压电基板3A和支承基板3C将第一绝缘膜3B、第二绝缘膜3D、接合层3E作为中间层而相互接合。
在本实施方式中，压电基板3A设定成为1000nm左右的厚度。接合层3E的厚度与压电基板3A的厚度的比的范围为0.1％～5％。接合层3E的厚度可例如设定为8nm左右。第一绝缘膜3B、第二绝缘膜3D、接合层3E的厚度之和可例如设定为等于或小于压电基板3A的厚度的一半。在弹性波的波长为λ的情况下，第一绝缘膜3B、第二绝缘膜3D、接合层3E的厚度之和的范围设定为大于0.06λ且小于0.075λ。第一绝缘膜3B的厚度大于第二绝缘膜3D的厚度。
接下来，结合图4至图6，对多层膜基板3的制造方法进行说明。图4至图6是用于对实施方式1中的弹性波器件的制造方法进行说明的图。
如图4所示，在第一绝缘膜形成工序中，第一绝缘膜3B通过热氧化法等形成在压电基板3A上(图4中压电基板3A的上表面)。此时，第一绝缘膜3B形成为50nm至200nm之间的厚度。其后，进行第一抛光工序。在第一抛光工序中，第一绝缘膜3B的表面(图4中第一绝缘膜3B的上表面)通过化学机械抛光而平滑化。其后，进行第一接合层形成工序。在第一接合层形成工序中，作为第一接合层6A的硅形成在第一绝缘膜3B上(图4中第一绝缘膜3B的上表面)。此时，第一接合层6A形成为4nm左右的厚度。
如图5所示，在第二绝缘膜形成工序中，第二绝缘膜3D通过热氧化法等形成在支承基板3C上(图5中支承基板3C的上表面)。此时，第二绝缘膜3D形成为50nm至200mm的厚度。其后，进行第二抛光工序。在第二抛光工序中，第二绝缘膜3D的表面(图5中第二绝缘膜3D的上表面)通过化学机械抛光而平滑化。其后，进行第二接合层形成工序。在第二接合层形成工序中，作为第二接合层6B的硅形成在第二绝缘膜3D上(图5中第二绝缘膜3D的上表面)。此时，第二接合层6B形成为4nm左右的厚度。
图6的工序在进行了图4和图5的工序之后进行。如图6所示，首先，进行第一高速原子线照射处理工序和第二高速原子线照射处理工序。在第一高速原子线照射处理工序中，对第一接合层6A的表面(图6中第一接合层6A的下表面)进行高速原子线照射处理。在第二高速原子线照射处理工序中，对第二接合层6B的表面(图6中第二接合层6B的上表面)进行高速原子线照射处理。
其后，进行接合层形成工序。在接合层形成工序中，将第一接合层6A与第二接合层6B直接接合。作为其结果，形成接合层3E。
接下来，结合图7对谐振频率与反谐振频率的变动的第1例进行说明。
图7是表示实施方式1中的弹性波器件的多层膜基板的相对于压电基板和中间层的厚度而言的谐振频率和反谐振频率的变动的图。
图7中，横轴是通过弹性波的波长λ而标准化的压电基板3A的厚度。纵轴是通过弹性波的波长λ而标准化的中间层的厚度。多个实线表示谐振频率Fr。由邻接的实线围起的区域是谐振频率Fr的变动纳入3.5MHz的范围的区域。多个虚线表示反谐振频率Fa。由邻接的虚线围起的区域是反谐振频率Fa的变动纳入3.5MHz的范围的区域。
如图7所示，例如，在压电基板3A的厚度的设计值为0.7λ的情况下，若中间层的厚度为0.06λ以上且0.075λ以下，则即便在压电基板3A的实际厚度存在不一致的情况下，谐振频率Fr与反谐振频率Fa也几乎不变动。例如，在压电基板3A的厚度的设计值为0.5λ的情况下，若中间层的厚度为0.1λ左右，则即便在压电基板3A的实际厚度存在不一致的情况下，谐振频率Fr也几乎不变动。
接下来，结合图8和图9对谐振频率与反谐振频率的变动的第2例进行说明。图8是示出实施方式1中的弹性波器件的多层膜基板与比较例的谐振频率的变动的图。图9是示出实施方式1中的弹性波器件的多层膜基板与比较例的反谐振频率的变动的图。
图8和图9中，横轴是通过弹性波的波长λ而标准化的压电基板3A的厚度。纵轴是频率。R表示压电基板3A的厚度为0.58λ(2.7μm)至0.71λ(3.3μm)的区域。图8中，A表示中间层为0.07λ的情况下的多层膜基板3的谐振频率。B表示压电基板3A与支承基板3C直接接合的比较例中的谐振频率。图9中，C表示中间层为0.07λ的情况下的多层膜基板3的反谐振频率的变动。D表示压电基板3A与支承基板3C直接接合的比较例中的反谐振频率的变动。
在图8的区域R中，比较例的谐振频率B的变动为2.15MHz。相对于此，多层膜基板3的谐振频率A的变动为0.13MHz。这样，多层膜基板3的谐振频率A的变动比比较例的谐振频率B的变动小很多。
在图9的区域R中，比较例的反谐振频率D的变动为3.10MHz。相对于此，多层膜基板3的反谐振频率C的变动为0.71MHz。这样，多层膜基板3的反谐振频率C的变动比比较例的反谐振频率D的变动小很多。
根据以上说明的实施方式1，压电基板3A与支承基板3C将第一绝缘膜3B、第二绝缘膜3D、接合层3E作为中间层而相互接合。因此，能够提高压电基板3A与支承基板3C的接合性。
此外，接合层3E的厚度与压电基板3A的厚度的比的范围为0.1％～5％。若接合层3E的厚度处于该范围内，则在声学上几乎不对滤波器特性给予影响。因此，能够维持作为弹性波器件1的性能，并且提高压电基板3A与支承基板3C的接合性。
在Band8的情况下，压电基板3A的厚度可例如设定为3.0μm左右。第一绝缘膜3B与第二绝缘膜3D的厚度之和设定为300nm左右。在Band3的情况下，压电基板3A的厚度可例如设定为1.5μm左右。第一绝缘膜3B与第二绝缘膜3D的厚度之和设定为150nm左右。若根据它们的厚度适当地设定接合层3E的厚度，则能够维持作为弹性波器件1的性能，并且提高压电基板3A与支承基板3C的接合性。
此外，第一绝缘膜3B、第二绝缘膜3D、接合层3E的厚度之和等于或小于压电基板3A的厚度的一半。因此，能够维持作为弹性波器件1的性能，并且提高压电基板3A与支承基板3C的接合性。
此外，在弹性波的波长为λ的情况下，第一绝缘膜3B、第二绝缘膜3D、接合层3E的厚度之和的范围大于0.06λ小于0.075λ。因此，即便在压电基板3A的厚度存在不一致的情况下，也能够抑制弹性波器件1的谐振频率的变动，并且提高压电基板3A与支承基板3C的接合性。
另外，支承基板3C的表面比压电基板3A粗糙。因此，支承基板3C与第二绝缘膜3D的接触面积比压电基板3A与第一绝缘膜3B的接触面积大。作为其结果，能够提高支承基板3C与第二绝缘膜3D的接合性。
此外，第一绝缘膜3B比第二绝缘膜3D厚。因此，能够维持压电基板3A的隔离特性，并且提高压电基板3A与支承基板3C的接合性。
此外，压电基板3A由钽酸锂形成。支承基板3C由尖晶石形成。因此，即便在尖晶石的表面粗糙而与钽酸锂的接合强度存在担忧的情况下，也能够提高钽酸锂与尖晶石的接合性。
此外，接合层3E使用高速原子线照射处理形成。因此，能够将接合层3E形成得较薄。
实施方式2
图10是应用实施方式2中的弹性波器件的模块的纵剖视图。另外，对与实施方式1的部分相同或相当的部分标注相同附图标记，对相同或相当的部分省略该部分的说明。
图10中，模块100具备布线基板101、集成电路部件102、弹性波器件1、电感器103、以及密封部104。布线基板101与实施方式1的布线基板2相同。
虽未图示，但集成电路部件102安装于布线基板101的内部。集成电路部件102包括开关电路、低噪声放大器。
弹性波器件1安装于布线基板101的主表面。
电感器103安装于布线基板101的主表面。电感器103为了阻抗匹配而安装。电感器103可例如是集成无源器件(Integrated Passive Device，IPD)。
密封部104对包含弹性波器件1的多个电子部件进行密封。
根据以上说明的实施方式2，模块100具备弹性波器件1。因此，能够实现具备散热性高的弹性波器件1的模块100。
在上述实施例中，对至少一个实施方式的几个方面进行了说明，但本领域技术人员将容易想到各种改变、修正以及改善。这样的改变、修正以及改善旨在成为本申请的一部分，并且旨在处于本申请的范围内。
应该理解的是，此处所述的方法以及装置的实施方式不局限于向上述说明所述或附图所例示的结构要素的构造以及排列的详情的应用。方法以及装置能够通过其他实施方式安装，能够以各种方式实施或执行。
特定的安装例仅为了例示而在此处提供，不是限定性的。
本申请使用的表述以及术语是为了说明的目的，不应该视为限定。这里的“包括”、“具备”、“具有”、“包含”及它们的变形的使用是指以下列举的项目及其等同物以及附加项目的包括。
“或(或者)”的提及可解释为使用“或(或者)”记载的任何术语指示该记载的术语中的一个、大于一个以及全部。
前后左右、顶底上下、横纵、表背的用词都是为了方便记载的。该用词不局限于本申请的结构要素任一个的位置或空间的取向。因此，上述说明以及附图只不过是例示的。

Claims (13)

1.一种多层膜基板，其特征在于，包括：
压电基板；
第一绝缘膜，形成在所述压电基板上；
支承基板；
第二绝缘膜，形成在所述支承基板上；以及
接合层，形成于所述第一绝缘膜与所述第二绝缘膜之间；
其中，在弹性波的波长为λ的情况下，所述第一绝缘膜、所述第二绝缘膜、所述接合层的厚度之和大于0.06λ且小于0.075λ。
2.根据权利要求1所述的多层膜基板，其特征在于，
所述接合层的厚度与所述压电基板的厚度的比的范围为0.1％～5％。
3.根据权利要求1所述的多层膜基板，其特征在于，
所述第一绝缘膜、所述第二绝缘膜、所述接合层的厚度之和等于或小于所述压电基板的厚度的一半。
4.根据权利要求1所述的多层膜基板，其特征在于，所述第一绝缘膜的厚度范围为50nm～200nm。
5.根据权利要求1所述的多层膜基板，其特征在于，所述压电基板的厚度范围为0.58λ～0.71λ。
6.根据权利要求1所述的多层膜基板，其特征在于，
所述支承基板与所述第二绝缘膜的接触面积大于所述压电基板与所述第一绝缘膜的接触面积。
7.根据权利要求1所述的多层膜基板，其特征在于，
所述第一绝缘膜的厚度大于所述第二绝缘膜的厚度。
8.根据权利要求1所述的多层膜基板，其特征在于，
所述压电基板由钽酸锂形成。
9.根据权利要求1所述的多层膜基板，其特征在于，
所述支承基板由尖晶石形成。
10.一种弹性波器件，其特征在于，包括：
根据权利要求1～9中任一项所述的多层膜基板；以及
形成于所述多层膜基板上的多个弹性波元件。
11.一种模块，其特征在于，包括根据权利要求10所述的弹性波器件。
12.一种多层膜基板的制造方法，其特征在于，包括：
第一绝缘膜形成工序，在压电基板上形成第一绝缘膜；
第二绝缘膜形成工序，在支承基板上形成第二绝缘膜；
第一接合层形成工序，在所述第一绝缘膜上形成第一接合层；
第二接合层形成工序，在所述第二绝缘膜上形成第二接合层；以及
接合层形成工序，将所述第一接合层与所述第二接合层接合。
13.根据权利要求12所述的多层膜基板的制造方法，其特征在于，在所述接合层形成工序之前，还包括：
第一高速原子线照射处理工序，对所述第一接合层的表面进行高速原子线照射处理；以及
第二高速原子线照射处理工序，对所述第二接合层的表面进行高速原子线照射处理。
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