JP5117083B2 - Elastic wave device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は弾性波デバイスおよびその製造方法に関し、特に弾性波素子の上部に空洞を有する封止部を備えた弾性波デバイスおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to an acoustic wave device and a manufacturing method thereof, and more particularly to an acoustic wave device including a sealing portion having a cavity above an acoustic wave element and a manufacturing method thereof.
弾性波デバイスは、例えば45MHz〜2GHzの周波数帯における無線信号を処理する各種回路、例えば送信用バンドパスフィルタ、受信用バンドパスフィルタ、局所発振フィルタ、アンテナ共用器、中間周波数フィルタ、FM変調器等に用いられている。近年これらの信号処理機器は小型化が進み、使用される弾性波デバイス等の電子部品も小型化が求められている。弾性波デバイスに用いる弾性波素子としては、圧電基板上に金属膜を用いすだれ電極(IDT:Interdigital Transducer)や反射器を形成した弾性表面波(SAW)素子、圧電薄膜を金属電極で挟む圧電薄膜共振器(FBAR)素子などがある。 The acoustic wave device is, for example, various circuits that process radio signals in a frequency band of 45 MHz to 2 GHz, such as a transmission bandpass filter, a reception bandpass filter, a local oscillation filter, an antenna duplexer, an intermediate frequency filter, an FM modulator, and the like. It is used for. In recent years, these signal processing devices have been miniaturized, and electronic components such as acoustic wave devices used are also required to be miniaturized. As an acoustic wave element used for an acoustic wave device, a surface acoustic wave (SAW) element in which a interdigital electrode (IDT) or a reflector is formed using a metal film on a piezoelectric substrate, or a piezoelectric thin film in which a piezoelectric thin film is sandwiched between metal electrodes. There is a resonator (FBAR) element.
特に移動体電話端末等の携帯用電子機器においては、電子部品をモジュール化して用いることが多くなってきている。モジュール化は、低コスト化のため、電子部品を表面実装し樹脂封止することにより行われる。そのため、表面実装可能で、モジュール化の樹脂封止(例えばトランスファーモールド)の際の圧力に耐えられる弾性波デバイスが求められる。同時に、弾性波素子の特性を維持するためには弾性波素子の機能部分(振動部分)上面に空洞を設けることが求められている。弾性波素子の機能部分としては、弾性表面波素子ではIDTの電極指であり、圧電薄膜共振器素子では圧電薄膜を挟みこむ上下電極の重なる領域である。 In particular, in portable electronic devices such as mobile telephone terminals, electronic parts are increasingly used as modules. Modularization is performed by surface mounting electronic components and sealing them with resin for cost reduction. Therefore, an acoustic wave device that can be surface-mounted and can withstand the pressure during modular resin sealing (for example, transfer molding) is required. At the same time, in order to maintain the characteristics of the acoustic wave element, it is required to provide a cavity on the upper surface of the functional part (vibration part) of the acoustic wave element. The functional part of the acoustic wave element is an IDT electrode finger in the surface acoustic wave element, and an area where the upper and lower electrodes sandwich the piezoelectric thin film in the piezoelectric thin film resonator element.
このような要求を満たすために、弾性波素子内の機能部分上に接する空洞を有する封止部を設けた構造(いわゆる中空構造)を形成する方法が提案されている。特許文献1には、弾性波素子上に空洞となるべき領域に溶解用樹脂を形成し、溶解用樹脂上に上部板を形成した後、溶解用樹脂を除去することにより中空構造を形成する方法(従来例1)が開示されている。特許文献2には、電気的構造素子を包囲するフレーム構造体を形成し、電気的構造素子上が空洞になるように、フレーム構造体上に補助フィルムを貼り、その上に樹脂層を形成し、フレーム構造体の屋根部分以外を除去することにより中空構造を形成する方法(従来例2)が開示されている。特許文献3には、弾性波素子を形成した圧電基板上に樹脂フィルムを貼り、弾性波素子が複数設けられた基板の機能部分上部の樹脂フィルムを開口し、樹脂フィルム上に回路基板を接着し中空構造を形成する方法(従来例3)が開示されている。特許文献4には、弾性波素子を複数設けた基板上に感光性樹脂を形成し、弾性波素子の機能部分上部の感光性樹脂を開口し、その上に配線基板集合体の基板を実装し、ダイシングで分割することにより中空構造を形成する方法(従来例4)が開示されている。特許文献5には、弾性波素子を包囲する包囲壁と、中空構造を形成するための蓋体とを異なる樹脂を用いる方法(従来例5)が開示されている。また、特許文献6には、弾性波素子上に金属キャップを設け、金属キャップ上を樹脂で封止する方法(従来例6)が開示されている。
従来例1ないし4の方法で形成された弾性波デバイスは、モジュール化の際に加わる圧力に対し耐えられず、中空構造が変形してしまう。一方、従来例5の方法はモジュール化の際に中空構造が変形することを抑制することを目的としている。しかしながら、例えば、表面実装の要求のため弾性波デバイスの表面側(弾性表波素子が形成された側)に外部と電気的に接続するための接続端子を設けた場合、蓋体を貫通して貫通電極を設け、貫通電極上に接続端子が設けられる。蓋体は変形防止のため弾性率の高い材料が用いられる。このため、貫通電極や接続端子と蓋体との熱応力等により、蓋体、貫通電極や接続端子にクラック等が発生する。特に、接続端子と貫通極との間に応力が集中しクラック等の発生が生じ易い。一方、従来例6のように、弾性波素子の近くに金属キャップを設けると、浮遊容量が大きくなってしまう。さらに、従来例6においては、金属キャップを弾性波素子上に個々に搭載することを想定しており、製造コストが増大する。 The elastic wave devices formed by the methods of Conventional Examples 1 to 4 cannot withstand the pressure applied during modularization, and the hollow structure is deformed. On the other hand, the method of Conventional Example 5 is intended to suppress the deformation of the hollow structure during modularization. However, for example, when a connection terminal for electrical connection to the outside is provided on the surface side of the acoustic wave device (side on which the surface acoustic wave element is formed) for surface mounting requirements, A through electrode is provided, and a connection terminal is provided on the through electrode. The lid is made of a material having a high elastic modulus to prevent deformation. For this reason, a crack etc. generate | occur | produce in a cover body, a penetration electrode, or a connection terminal by the thermal stress etc. of a penetration electrode, a connection terminal, and a cover body. In particular, stress concentrates between the connection terminal and the through electrode, and cracks and the like are likely to occur. On the other hand, when a metal cap is provided near the acoustic wave element as in the conventional example 6, the stray capacitance is increased. Further, in the conventional example 6, it is assumed that the metal caps are individually mounted on the acoustic wave element, and the manufacturing cost increases.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、圧力で変形しない中空構造を有し、貫通電極やその周囲の樹脂封止部に熱応力等に起因したクラック等が発生することを抑制する、または、圧力で変形しない中空構造の製造コストを削減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, has a hollow structure that is not deformed by pressure, and suppresses the occurrence of cracks or the like due to thermal stress or the like in the through electrode or the resin sealing portion around it. Another object is to reduce the manufacturing cost of a hollow structure that is not deformed by pressure.
本発明は、基板に設けられた弾性波素子と、前記弾性波素子上に空洞を有し該空洞の側面および上面を覆うように前記基板上に設けられた樹脂封止部と、前記空洞以外において前記樹脂封止部を貫通し前記弾性波素子に電気的に接続する貫通電極と、前記貫通電極上に設けられた接続端子と、前記空洞上において、上下を前記樹脂封止部に挟まれ、前記樹脂封止部より弾性率の大きい金属からなり、前記弾性波素子から電気的に分離されている補強層と、を具備することを特徴とする弾性波デバイスである。本発明によれば、補強層の上が弾性率の小さな樹脂封止部からなるため、応力を緩和させることができる。さらに、空洞上に樹脂封止部より弾性率の大きい補強層が設けられているためより、圧力で変形しない中空構造を提供することができる。さらに、補強層と空洞との間に樹脂封止部が設けられているため、浮遊容量を抑制することができる。 The present invention includes an acoustic wave element provided on a substrate, a resin sealing portion provided on the substrate so as to cover a side surface and an upper surface of the cavity having a cavity on the acoustic wave element, and other than the cavity A through-electrode that penetrates the resin-sealed portion and is electrically connected to the acoustic wave element, a connection terminal provided on the through-electrode, and a top and bottom sandwiched between the resin-sealed portions on the cavity And a reinforcing layer made of a metal having a larger elastic modulus than the resin sealing portion and electrically separated from the acoustic wave element . According to the present invention, since the top of the reinforcing layer is made of the resin sealing portion having a small elastic modulus, the stress can be relaxed. Furthermore, since a reinforcing layer having a higher elastic modulus than the resin sealing portion is provided on the cavity, a hollow structure that is not deformed by pressure can be provided. Furthermore, since the resin sealing portion is provided between the reinforcing layer and the cavity, stray capacitance can be suppressed.
上記構成において、前記補強層は前記樹脂封止部に完全に囲まれている構成とすることができる。この構成によれば、補強層を弾性波素子に電気的に接続する工程を削減できる。 The said structure WHEREIN: The said reinforcement layer can be set as the structure completely enclosed by the said resin sealing part. According to this configuration, the step of electrically connecting the reinforcing layer to the acoustic wave device can be reduced.
本発明は、第1樹脂層上に前記第1樹脂層より弾性率が大きい金属からなる補強層を形成する工程と、前記補強層を覆うように前記補強層より弾性率が小さい第2樹脂層を形成し、前記第1樹脂層及び前記第2樹脂層を含む樹脂封止部を形成する工程と、弾性波素子が設けられた基板上に、前記弾性波素子上に空洞を有し該空洞の側面および上面を前記樹脂封止部が覆い、前記補強層が前記空洞上に配置され、前記補強層が前記弾性波素子から電気的に分離されるように前記樹脂封止部を固定する工程と、を有することを特徴とする弾性波デバイスの製造方法である。本発明によれば、各弾性波素子上に補強層を個々に配置することを要さず、製造コストを削減することができる。 The present invention includes a step of forming a reinforcing layer made of a metal having a larger elastic modulus than the first resin layer on the first resin layer, and a second resin layer having a smaller elastic modulus than the reinforcing layer so as to cover the reinforcing layer. Forming a resin sealing portion including the first resin layer and the second resin layer, and having a cavity on the acoustic wave element on a substrate provided with the acoustic wave element, the cavity A step of fixing the resin sealing portion such that the resin sealing portion covers the side surface and the upper surface of the substrate, the reinforcing layer is disposed on the cavity, and the reinforcing layer is electrically separated from the acoustic wave element. And a method of manufacturing an acoustic wave device. According to the present invention, it is not necessary to individually arrange the reinforcing layer on each acoustic wave element, and the manufacturing cost can be reduced.
上記構成において、前記空洞以外において、前記樹脂封止部を貫通し、前記弾性波素子と電気的に接続する貫通電極を形成する工程を有する構成とすることができる。この構成によれば、貫通電極に起因する応力を第1樹脂層が緩和し、さらに、補強層により空洞上の樹脂封止部の強度を確保することができる。 The said structure WHEREIN: It can be set as the structure which has the process of forming the penetration electrode which penetrates the said resin sealing part and is electrically connected with the said elastic wave element except the said cavity. According to this configuration, the stress caused by the through electrode is relaxed by the first resin layer, and the strength of the resin sealing portion on the cavity can be secured by the reinforcing layer.
上記構成において、前記貫通電極上に接続端子を形成する工程を有する構成とすることができる。この構成によれば、接続端子と貫通電極との間に生じる応力を第1樹脂層により緩和させることができる。 The said structure WHEREIN: It can be set as the structure which has the process of forming a connection terminal on the said penetration electrode. According to this configuration, the stress generated between the connection terminal and the through electrode can be relaxed by the first resin layer.
上記構成において、補強層はメッキ法を用い形成される構成とすることができる。これらの構成によれば、弾性率の大きな補強層を容易に形成することができる。 In the above configuration, the reinforcing layer may be formed using a plating method. According to these configurations, a reinforcing layer having a large elastic modulus can be easily formed.
上記構成において、前記樹脂封止部を形成する工程は、前記第2樹脂層上に前記空洞となるべき凹部を有する第3樹脂層を形成する工程を含み、前記樹脂封止部を固定する工程は、前記第3樹脂層を前記基板に固定することにより、前記樹脂封止部を前記基板に固定する工程である構成とすることができる。この構成によれば、第3樹脂層を用いることにより、空洞を簡単に形成することができる。 In the above configuration, the step of forming the resin sealing portion includes a step of forming a third resin layer having a recess to be the cavity on the second resin layer, and fixing the resin sealing portion May be a step of fixing the resin sealing portion to the substrate by fixing the third resin layer to the substrate. According to this configuration, the cavity can be easily formed by using the third resin layer.
上記構成において、前記第3樹脂層は接着性樹脂であり、前記樹脂封止部を固定する工程は、前記第3樹脂層を用い、前記樹脂封止部を前記基板に接着する工程である構成とすることができる。この構成によれば、空洞となる凹部を有する第3樹脂層を接着剤と兼用することにより製造工程を削減することができる。 In the above configuration, the third resin layer is an adhesive resin, and the step of fixing the resin sealing portion is a step of bonding the resin sealing portion to the substrate using the third resin layer. It can be. According to this structure, a manufacturing process can be reduced by using the 3rd resin layer which has the recessed part used as a cavity as an adhesive agent.
上記構成において、前記第3樹脂層を覆うように接着層を形成する工程を有し、前記樹脂封止部を固定する工程は、前記接着層を用い、前記樹脂封止部を前記基板に接着する工程である構成とすることができる。この構成によれば、第3樹脂層として接着性の樹脂を用いる必要がない。よって、第3樹脂層及び接着層の材料選択の余地を広げることができる。 In the above configuration, the method includes a step of forming an adhesive layer so as to cover the third resin layer, and the step of fixing the resin sealing portion uses the adhesive layer and bonds the resin sealing portion to the substrate. It can be set as the structure which is a process to perform. According to this configuration, it is not necessary to use an adhesive resin as the third resin layer. Therefore, the room for material selection for the third resin layer and the adhesive layer can be expanded.
本発明は、第1樹脂層上に前記第1樹脂層より弾性率が大きい補強層を形成する工程と、前記補強層を覆うように前記補強層より弾性率が小さい第2樹脂層を形成し、前記第1樹脂層及び前記第2樹脂層を含む樹脂封止部を形成する工程と、弾性波素子が設けられた基板上に、前記弾性波素子上に空洞を有し該空洞の側面および上面を前記樹脂封止部が覆い、前記補強層が前記空洞上に配置されるように前記樹脂封止部を固定する工程と、を有し、前記樹脂封止部を形成する工程は、前記第2樹脂層上に前記空洞となるべき凹部を有する第3樹脂層を形成する工程を含み、前記樹脂封止部を固定する工程は、前記第3樹脂層を前記基板に固定することにより、前記樹脂封止部を前記基板に固定する工程であり、前記第2樹脂層及び前記第3樹脂層は感光性樹脂であり、前記第3樹脂層を形成する工程は、現像することにより、前記第2樹脂層及び前記第3樹脂層に貫通電極を形成すべき孔及び前記空洞となるべき前記凹部を同時に形成する工程を含むことを特徴とする弾性波デバイスの製造方法。この構成によれば、第3樹脂層をほぼ平坦な第2樹脂層上に形成することができる。 The present invention includes forming a reinforcing layer having a higher elastic modulus than the first resin layer on the first resin layer, and forming a second resin layer having a lower elastic modulus than the reinforcing layer so as to cover the reinforcing layer. A step of forming a resin sealing portion including the first resin layer and the second resin layer, a substrate provided with the acoustic wave element, and a cavity on the acoustic wave element; A step of covering the upper surface with the resin sealing portion and fixing the resin sealing portion so that the reinforcing layer is disposed on the cavity, and the step of forming the resin sealing portion includes: Including a step of forming a third resin layer having a recess to be the cavity on the second resin layer, and the step of fixing the resin sealing portion includes fixing the third resin layer to the substrate, the resin sealing portion is a step of fixing the substrate, the second resin layer and the third tree The layer is a photosensitive resin, and the step of forming the third resin layer is performed by developing the hole to form a through electrode in the second resin layer and the third resin layer, and the cavity to be the cavity. A method of manufacturing an acoustic wave device comprising a step of simultaneously forming recesses. According to this configuration, the third resin layer can be formed on the substantially flat second resin layer.
上記構成において、支持板上に前記樹脂封止部を形成する工程を有し、前記樹脂封止部を固定する工程は、前記樹脂封止部が前記支持板に形成された状態で行われ、前記支持板を前記樹脂封止部から剥離する工程を有する構成とすることができる。この構成によれば、製造コストを削減することができる。 In the above configuration, the step of forming the resin sealing portion on a support plate, the step of fixing the resin sealing portion is performed in a state where the resin sealing portion is formed on the support plate, It can be set as the structure which has the process of peeling the said support plate from the said resin sealing part. According to this configuration, the manufacturing cost can be reduced.
上記構成において、前記第1樹脂層には前記補強層を露出する開口が形成されている構成とすることができる。この構成によれば、補強層を外部と電気的に接続することができる。 The said structure WHEREIN: The said 1st resin layer can be set as the structure by which the opening which exposes the said reinforcement layer is formed. According to this configuration, the reinforcing layer can be electrically connected to the outside.
本発明によれば、補強層の上が弾性率の小さな樹脂封止部からなるため、応力を緩和させることができる。さらに、空洞上に樹脂封止部より弾性率の大きい補強層が設けられているためより、圧力で変形しない中空構造を提供することができる。さらに、補強層と空洞との間にも樹脂封止部が設けられているため、浮遊容量を抑制することができる。 According to the present invention, since the top of the reinforcing layer is made of the resin sealing portion having a small elastic modulus, the stress can be relaxed. Furthermore, since a reinforcing layer having a higher elastic modulus than the resin sealing portion is provided on the cavity, a hollow structure that is not deformed by pressure can be provided. Furthermore, since the resin sealing portion is also provided between the reinforcing layer and the cavity, stray capacitance can be suppressed.
以下、図面を用い本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1(a)は実施例1に係る弾性波デバイス100の平面図(樹脂封止部は図示せず、接続端子48、補強層30及び空洞16を示している)、図1(b)は図1(a)のA−A断面図である。図1(b)を参照に、タンタル酸リチウム(LiTaO3)やニオブ酸リチウム(LiNbO3)からなる圧電基板10上に櫛型電極からなる弾性波素子12が設けられている。弾性波素子12上に空洞16を有し空洞16の上面及び側面を覆うようにエポキシ樹脂からなる樹脂封止部20が設けられている。樹脂封止部20は第1樹脂層22、第2樹脂層24及び第3樹脂層26からなる。金属からなる補強層30が空洞16上において第1樹脂層22と第2樹脂層24とに挟まれている。密着層42、導電層44及びバリア層46からなる貫通電極40は空洞16以外において樹脂封止部20を貫通し、配線14を介し弾性波素子12に接続されている。貫通電極40上には半田からなる接続端子48が設けられている。図1(a)を参照に、上から見た平面において補強層30は空洞16に含まれるように配置されている。
1A is a plan view of the
弾性波デバイス100を表面実装するため、樹脂封止部20を貫通する貫通電極40が設けられ、貫通電極40上に接続端子48が設けられ、貫通電極40と接続端子48とは電気的に接続される。貫通電極40と接続端子48との界面、つまり樹脂封止部20の上面付近には、貫通電極40と接続端子48の熱膨張係数の差等により応力が加わる。よって、樹脂封止部20の上面付近でのクラック等の発生を抑制するため樹脂封止部20の上面付近は弾性率の小さな樹脂からなることが好ましい。一方、金属からなる補強層30が空洞16の直上に配置されると、浮遊容量が増大する。
In order to surface-mount the
浮遊容量が増大した場合の影響について図2及び図3を用い説明する。図2のように、表面弾性波ダブルモードフィルタ70、72を入力端子In及び出力端子Outの間に接続し、入力端子In及び出力端子Outの間に浮遊容量Cfが付加した場合についてシミュレーションした。図3は浮遊容量Cf=0の場合及びCf=10pFのときの通過特性のシミュレーション結果である。浮遊容量Cfが10pFとなると、通過帯域外の低帯域側及び高帯域側において、減衰量が小さくなり抑圧特性が劣化している。このように、浮遊容量Cfが大きくなると、抑圧特性が劣化してしまう。 The effect when the stray capacitance increases will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the surface acoustic wave double mode filters 70 and 72 are connected between the input terminal In and the output terminal Out, and the case where the stray capacitance Cf is added between the input terminal In and the output terminal Out was simulated. FIG. 3 shows the simulation results of the pass characteristics when the stray capacitance Cf = 0 and when Cf = 10 pF. When the stray capacitance Cf is 10 pF, the amount of attenuation decreases and the suppression characteristic deteriorates on the low band side and the high band side outside the pass band. As described above, when the stray capacitance Cf increases, the suppression characteristic deteriorates.
実施例1によれば、上面が弾性率の小さな第1樹脂層22からなるため、貫通電極40と接続端子48の熱膨張係数の差等による応力を緩和させることができる。第1樹脂層22の弾性率を小さくするためフィラー等は含有しないことが好ましい。さらに、空洞16上に第1樹脂層22より弾性率の大きい補強層30が設けられているため例えば弾性波デバイス100をモジュールにする際のトランスファーモールドの圧力等により、空洞16が潰れることを抑制することができる。さらに、補強層30と空洞16との間に第2樹脂層24が設けられているため、浮遊容量を抑制することができる。補強層30は第1樹脂層22及び第2樹脂層24より、弾性波デバイス100をモジュールにする際のモールド時の温度における弾性率が大きい材料が好ましい。例えば、ニッケルや銅等の金属を用いることができる。例えば、フィラーを用いない樹脂の弾性率はモールド時の温度150℃から200℃の範囲では1GPa程度以下であり、ニッケルのこの温度範囲での弾性率は200GPa程度である。補強層30としては絶縁体でもよいが、弾性率の大きな材料で容易に形成するためには金属であることが好ましい。
According to the first embodiment, since the upper surface is formed of the
また、補強層30は樹脂封止部20に完全に囲まれ、弾性波素子12から電気的に分離されていることが好ましい。これにより、補強層30を弾性波素子12に電気的に接続する工程を削減できる。
The reinforcing
実施例2は実施例1に係る弾性波デバイスの製造方法の例である。図4(a)から図8(b)を用い実施例2に係る弾性波デバイスの製造方法について説明する。実施例2においては、弾性波素子が複数形成されたウエハに樹脂封止部が複数形成された支持板を固定し弾性波デバイスを形成する。以下の図では弾性波デバイス及び樹脂封止部をそれぞれ1個図示している。図4(a)を参照に、ガラス板や圧電基板等の支持板50上に剥離層52を形成する。剥離層52は例えば膜厚が10nmから1μmの酸化マグネシウム層または膜厚が100nmから10μmのリフトオフ用耐熱ポリイミド樹脂を用いる。剥離層52上に膜厚が10μmの感光性エポキシ樹脂からなる第1樹脂層22を塗布し形成する。第1樹脂層22は低弾性率とするため、フィラーは含有しないことが好ましい。
Example 2 is an example of a method of manufacturing an acoustic wave device according to Example 1. A method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In Example 2, an elastic wave device is formed by fixing a support plate on which a plurality of resin sealing portions are formed on a wafer on which a plurality of elastic wave elements are formed. In the following drawings, one elastic wave device and one resin sealing portion are shown. Referring to FIG. 4A, a
図4(b)を参照に、露光現像することにより、第1樹脂層22を所定の形状に加工する。図4(c)を参照に、剥離層52及び第1樹脂層22上に例えば膜厚が100nm程度のシード金属32を形成する。図4(d)を参照に、シード金属32上にフォトレジスト60を塗布する。
Referring to FIG. 4B, the
図5(a)を参照に、露光現像することによりフォトレジスト60に開口62を形成する。図5(b)を参照に、シード金属32を介し給電することにより、開口62内に例えば膜厚が5μm程度のニッケルからなるメッキ層34を電解メッキ法を用い形成する。図5(c)を参照に、フォトレジスト60を除去する。図5(d)を参照に、メッキ層34をマスクにシード金属32を除去する。これにより、シード金属32とメッキ層34とから補強層30が構成される。
With reference to FIG. 5A, an
図6(a)を参照に、感光性エポキシ樹脂からなる第2樹脂層24を剥離層52、第1樹脂層22及び補強層30上に塗布する。第2樹脂層24の膜厚は例えば20μmである。図6(b)を参照に、露光現像することにより、第2樹脂層24に貫通電極を形成すべき孔64及び分離領域用の溝65を形成する。なお、支持板50上には同じパターンが配列しているため、符号65は溝を構成している。図6(c)を参照に、接着性の感光性エポキシ樹脂からなる第3樹脂層26を塗布する。第3樹脂層26の第2樹脂層24上の膜厚は例えば10μm程度である。図6(d)を参照に、露光現像することにより、第3樹脂層26に貫通電極を形成すべき孔64、分離領域用の溝65及び空洞となるべき凹部66を形成する。これにより、第1樹脂層22、第2樹脂層24及び第3樹脂層26より樹脂封止部20が形成される。
With reference to FIG. 6A, the
図7(a)を参照に、圧電基板10上に例えばアルミニウムのパターンからなる櫛型電極からなる弾性波素子12及びアルミニウムからなる配線14を形成する。配線14上の貫通電極が形成されるべき領域に密着層42を形成する。図6(d)の支持板50を圧電基板10からなるウエハ上に配置する。このとき、圧電基板10上のパターンと支持板50上(図7(a)では下)のパターンが一致するように位置合わせる。すなわち、圧電基板10に設けられた弾性波素子12上に空洞16が配置され、密着層42上に孔64が配置されるように位置合わせされる。図7(b)を参照に、第3樹脂層26が圧電基板10上に接した状態で例えば150℃から180℃に加熱する。これにより、第3樹脂層26が圧電基板10に接着し、固定される。また、第1樹脂層22、第2樹脂層24及び第3樹脂層26が熱硬化する。
Referring to FIG. 7A, an
図8(a)を参照に、剥離層52をエッチングし、支持板50を剥離する。剥離層52のエッチング用のエッチング液としては、剥離層52が酸化マグネシウムの場合は酢酸、リフトオフ用耐熱ポリイミド樹脂の場合はアルカリ現像液を用いることができる。図8(b)を参照に、孔64内の密着層42上に銅からなる導電層44及びニッケルからなるバリア層46を形成する。これにより、密着層42、導電層44及びバリア層46から貫通電極40が形成される。貫通電極40上に半田からなる接続端子48を形成する。その後、圧電基板10であるウエハをダイシング法等により切断することにより実施例1の図2に係る弾性波デバイスが完成する。
Referring to FIG. 8A, the
実施例2によれば、図5(a)から(d)のように、第1樹脂層22上に補強層30形成する。図6(a)及び図6(d)のように、補強層30を覆うように第2樹脂層24を形成し、第1樹脂層22、第2樹脂層24及び第3樹脂層26から樹脂封止部20を形成する。図7(a)及び図7(b)のように、弾性波素子12が設けられた圧電基板10上に、弾性波素子12上に空洞16を有し空洞16の側面および上面を樹脂封止部20覆い、補強層30が空洞16上に配置されるように樹脂封止部20を固定する。これにより、ウエハ状態で、個々の弾性波素子12上に樹脂封止部20に挟まれた補強層30を配置することができる。よって、従来例6のように、各弾性波素子12上に補強層30を個々に配置することを要さず、製造コストを削減することができる。
According to Example 2, the reinforcing
また、図8(b)のように、空洞16以外において、樹脂封止部20を貫通し、弾性波素子12と電気的に接続する貫通電極40を形成する。また、貫通電極40上に接続端子48を形成する。貫通電極40または接続端子48に起因する応力を第1樹脂層22が緩和し、さらに、補強層30により空洞16上の樹脂封止部20の強度を確保することができる。
Further, as shown in FIG. 8B, a through
さらに、図5(b)のように、補強層30はメッキ法を用い形成されることが好ましい。これにより、複数の補強層30を一度に形成することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 5B, the reinforcing
さらに、図6(c)及び図6(d)のように。樹脂封止部20を形成する際に、第2樹脂層24上に空洞16となるべき凹部66を有する第3樹脂層26を形成する。図7(a)及び図7(b)において、第3樹脂層26を圧電基板10に固定することにより、樹脂封止部20を圧電基板10に固定する。このように、第3樹脂層26を用いることにより、空洞16を簡単に形成することができる。
Further, as shown in FIG. 6C and FIG. When forming the
さらに、第3樹脂層26は接着性樹脂であり、図7(d)のように、第3樹脂層26を用い、樹脂封止部20を圧電基板10に接着する。このように、空洞16となる凹部66を有する第3樹脂層26を接着剤と兼用することにより製造工程を削減することができる。
Further, the
さらに、図5(a)から図6(d)のように、支持板50上に樹脂封止部20を形成する。図7(a)及び図7(b)のように、樹脂封止部20が支持板50に形成された状態で、樹脂封止部20を圧電基板10に固定する。図8(a)のように、支持板50を樹脂封止部20から剥離する。これにより、複数の樹脂封止部20が支持板50に配列した状態で、複数の弾性波素子が設けられた圧電基板10上に樹脂封止部20を固定することができる。よって、個々に樹脂封止部20を弾性波素子12上に形成するのに比べ、製造コストを削減することができる。さらに、圧電基板10上に第3樹脂層及び第2樹脂層24を形成した後、第2樹脂層24上に補強層30を形成すると、貫通電極40用の孔64が形成された状態で補強層30を形成することとなる。このため、凹凸の大きな樹脂上に補強層30を形成することとなる。一方、実施例2によれば、図4(a)から図5(d)のように、比較的平坦な樹脂上に補強層を形成することができる。よって、補強層30を容易に形成することができる。
Further, the
図9(a)から図9(d)を用い実施例3に係る弾性波デバイスの製造方法について説明する。図9(a)を参照に、実施例2の図4(a)から図6(a)の工程を行う。ここで、第2樹脂層24はネガ型の感光性樹脂である。図9(b)を参照に、残存すべき第2樹脂層24に紫外線を露光する。図9(c)を参照に、第2樹脂層24上に、接着性を有しネガ型の感光性エポキシ樹脂を塗布する。残存すべき第3樹脂層26に紫外線を露光する。図9(d)を参照に、現像することにより、第2樹脂層24及び第3樹脂層26を貫通する孔64、溝65及び凹部66を形成する。以下、実施例2の図7(a)から図8(b)の工程を行うことにより実施例3に係る弾性波デバイスが完成する。
A method for manufacturing an acoustic wave device according to Example 3 will be described with reference to FIGS. 9A to 9D. With reference to FIG. 9A, the steps of FIG. 4A to FIG. 6A of Example 2 are performed. Here, the
実施例3によれば、第3樹脂層26の塗布が第2樹脂層24の現像に影響しない材料を選択することにより、図9(d)のように、第2樹脂層24及び第3樹脂層26を一度に現像することにより、第2樹脂層24及び第3樹脂層26に貫通電極を形成すべき孔64、溝65及び空洞となるべき凹部66を同時に形成することができる。これにより、第3樹脂層26を図9(c)のようにほぼ平坦な第2樹脂層24上に形成することができる。よって、第3樹脂層26の膜厚の均一性を向上させることができる。また、第2樹脂層24及び第3樹脂層26を同時に現像しているため現像を行う工程を削減することができる。
According to Example 3, the
実施例4は接着剤を第3樹脂層とは別に用いる例である。図10(a)から図12(b)を用い実施例4に係る弾性波デバイスの製造方法について説明する。図10(a)を参照に、実施例3の図9(d)までの工程を行う。ここで、第3樹脂層26aとしては、接着性を有さない感光性のエポキシ樹脂を用いる。図10(b)を参照に、孔64及び溝65を介しエッチング液を導入し剥離層52の上部を一部エッチングする。これにより、剥離層52aにテーパ状の凹部57が形成される。図10(c)を参照に、接着性のエポキシ樹脂からなる接着層54を塗布する。これにより、樹脂封止部20上並びに孔64、溝65及び凹部66の内面に接着層54が形成される。
Example 4 is an example in which an adhesive is used separately from the third resin layer. A method for manufacturing an acoustic wave device according to Example 4 will be described with reference to FIGS. Referring to FIG. 10A, the steps up to FIG. 9D of Example 3 are performed. Here, as the
図11(a)を参照に、支持板50に貼り付けられた状態で樹脂封止部20を弾性波素子12が設けられた圧電基板10であるウエハに貼り合わせる。接着層54を硬化させ、樹脂封止部20と圧電基板10とを接着する。図11(b)を参照に、ダイシング装置等を用い、支持板50を切断し、剥離層52aまで達するように溝69を形成する。図12(a)を参照に、溝69を介し剥離層52aをエッチングする。これにより、支持板50を剥離する。図10(b)において、剥離層52aに凹部57を形成しておいたため、孔64及び溝65の上部には接着層54のブリッジ54aが形成されている。図12(b)を参照に、空気等の噴出による圧力、粘着テープの貼り付け剥離等を行うことにより、接着層54のブリッジ54aを除去する。このように、剥離層52aに凹部57を形成して接着層54をブリッジ54aとしたため、ブリッジ54aを容易に除去することができる。その後、実施例2の図8(b)の工程を行うことにより、実施例4に係る弾性波デバイスが完成する。
Referring to FIG. 11A, the
実施例4によれば、図10(c)のように、第3樹脂層26aを覆うように接着層54を形成する。図11(a)のように、接着層54を用い、樹脂封止部20を圧電基板10に接着する。これにより、実施例2及び実施例3のように第3樹脂層26aとして接着性の樹脂を用いる必要がない。また、接着層54として感光性の樹脂を用いる必要がない。よって、第3樹脂層26a及び接着層54の材料選択の余地を広げることができる。例えば、コストや第3樹脂層26a及び接着層の物性(例えば熱膨張係数、弾性率)として適切な材料を選択することができる。
According to Example 4, as shown in FIG. 10C, the
実施例5は金属からなる補強層30を外部と接続可能とする例である。図13(a)から図13(c)を用い実施例5に係る弾性波デバイスの製造方法について説明する。図13(a)を参照に、支持板50上に形成された剥離層52上に第1樹脂層22aを形成する。第1樹脂層22aは開口68を有する。図13(b)を参照に、実施例2の図4(c)から図5(d)と同様の工程を行い、第1樹脂層22a上に補強層30を形成する。第1樹脂層22aの開口68内にも補強層30が形成される。図13(c)を参照に、実施例2の図6(a)から図8(b)と同様の工程を行う。さらに、接続端子48を形成する際に、第1樹脂層22aを介し補強層30に接続する接続端子48aを形成する。以上により、実施例4に係る弾性波デバイスが完成する。
Example 5 is an example in which the reinforcing
実施例5によれば、第1樹脂層22aには補強層30を露出する孔64(開口)が形成されている。これにより、補強層30を外部と電気に接続することができる。例えば補強層30をグランドに接続することにより、浮遊容量Cfを削減することができる。よって、図3より、通過帯域外の低周波側及び高周波側の抑圧特性を改善することができる。
According to Example 5, the hole 64 (opening) which exposes the
実施例6は、補強層の形状を変えた例である。図14(a)を参照に、補強層30aを格子状に形成することができる。また、図14(b)を参照に、補強層30bをストライプ状に形成することができる。さらに、図14(c)を参照に、補強層30cをドット状に形成することができる。浮遊容量Cfを削減するためには、補強層は小さいことが好ましく、樹脂封止部20の強度を維持するためには大きいことが好ましい。これらを考慮し補強層の形状を適宜設定することができる。
Example 6 is an example in which the shape of the reinforcing layer is changed. Referring to FIG. 14A, the reinforcing
実施例1から5において、弾性波素子12および空洞16はそれぞれ2つずつ形成されているが、これらの数に限られるものではない。第1樹脂層22、第2樹脂層24及び第3樹脂層26としては、エポキシ樹脂以外にもポリイミド樹脂やシリコン樹脂等を用いることができる。これらに限られず、弾性波素子12を保護する樹脂であれば良い。接続端子48として半田ボールを例に説明したが、他の金属で構成されていてもよい。貫通電極40と接続端子48の材料が異なる場合、特に樹脂封止部20の上面近傍に応力が加わるため、弾性率の小さい第1樹脂層22を樹脂封止部20の上面に配置し、補強層30を樹脂封止部20に埋め込むことがより有効である。
In Examples 1 to 5, two
弾性波素子12としては圧電基板10に設けられた弾性表面波素子を例に説明したが、圧電薄膜共振素子でもよい。圧電薄膜共振素子の場合、基板は圧電基板10以外のシリコン基板、ガラス基板、石英基板等を用いることもできる。
As the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 圧電基板
12 弾性波素子
14 配線
20 樹脂封止部
22 第1樹脂層
24 第2樹脂層
26 第3樹脂層
30 補強層
40 貫通電極
48 接続端子
50 支持板
52 剥離層
54 接着層
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記弾性波素子上に空洞を有し該空洞の側面および上面を覆うように前記基板上に設けられた樹脂封止部と、
前記空洞以外において前記樹脂封止部を貫通し前記弾性波素子に電気的に接続する貫通電極と、
前記貫通電極上に設けられた接続端子と、
前記空洞上において、上下を前記樹脂封止部に挟まれ、前記樹脂封止部より弾性率の大きい金属からなり、前記弾性波素子から電気的に分離されている補強層と、を具備することを特徴とする弾性波デバイス。 An acoustic wave element provided on a substrate;
A resin sealing portion provided on the substrate so as to have a cavity on the acoustic wave element and cover a side surface and an upper surface of the cavity;
A through-electrode that penetrates the resin sealing portion and is electrically connected to the acoustic wave element except for the cavity;
A connection terminal provided on the through electrode;
A reinforcing layer made of a metal having a higher elastic modulus than that of the resin sealing portion and electrically separated from the acoustic wave element; Elastic wave device characterized by.
前記補強層を覆うように前記補強層より弾性率が小さい第2樹脂層を形成し、前記第1樹脂層及び前記第2樹脂層を含む樹脂封止部を形成する工程と、
弾性波素子が設けられた基板上に、前記弾性波素子上に空洞を有し該空洞の側面および上面を前記樹脂封止部が覆い、前記補強層が前記空洞上に配置され、前記補強層が前記弾性波素子から電気的に分離されるように前記樹脂封止部を固定する工程と、
を有することを特徴とする弾性波デバイスの製造方法。 Forming a reinforcing layer made of a metal having a larger elastic modulus than the first resin layer on the first resin layer;
Forming a second resin layer having a smaller elastic modulus than the reinforcing layer so as to cover the reinforcing layer, and forming a resin sealing portion including the first resin layer and the second resin layer;
On the substrate provided with the acoustic wave element, the acoustic wave element has a cavity, the side surface and the upper surface of the cavity are covered with the resin sealing portion, the reinforcing layer is disposed on the cavity, and the reinforcing layer Fixing the resin sealing portion so that is electrically separated from the acoustic wave element ,
A method for producing an acoustic wave device, comprising:
前記樹脂封止部を固定する工程は、前記第3樹脂層を前記基板に固定することにより、前記樹脂封止部を前記基板に固定する工程であることを特徴とする請求項3から6のいずれか一項記載の弾性波デバイスの製造方法。 The step of forming the resin sealing portion includes the step of forming a third resin layer having a recess to be the cavity on the second resin layer,
The step of fixing the resin sealing portion is a step of fixing the resin sealing portion to the substrate by fixing the third resin layer to the substrate. The manufacturing method of the elastic wave device as described in any one of Claims.
前記樹脂封止部を固定する工程は、前記第3樹脂層を用い、前記樹脂封止部を前記基板に接着する工程であることを特徴とする請求項7記載の弾性波デバイスの製造方法。 The third resin layer is an adhesive resin;
The method for manufacturing an acoustic wave device according to claim 7, wherein the step of fixing the resin sealing portion is a step of bonding the resin sealing portion to the substrate using the third resin layer.
前記樹脂封止部を固定する工程は、前記接着層を用い、前記樹脂封止部を前記基板に接着する工程であることを特徴とする請求項7記載の弾性波デバイスの製造方法。 Forming an adhesive layer so as to cover the third resin layer;
The method for manufacturing an acoustic wave device according to claim 7, wherein the step of fixing the resin sealing portion is a step of bonding the resin sealing portion to the substrate using the adhesive layer.
前記補強層を覆うように前記補強層より弾性率が小さい第2樹脂層を形成し、前記第1樹脂層及び前記第2樹脂層を含む樹脂封止部を形成する工程と、
弾性波素子が設けられた基板上に、前記弾性波素子上に空洞を有し該空洞の側面および上面を前記樹脂封止部が覆い、前記補強層が前記空洞上に配置されるように前記樹脂封止部を固定する工程と、
を有し、
前記樹脂封止部を形成する工程は、前記第2樹脂層上に前記空洞となるべき凹部を有する第3樹脂層を形成する工程を含み、
前記樹脂封止部を固定する工程は、前記第3樹脂層を前記基板に固定することにより、前記樹脂封止部を前記基板に固定する工程であり、
前記第2樹脂層及び前記第3樹脂層は感光性樹脂であり、
前記第3樹脂層を形成する工程は、現像することにより、前記第2樹脂層及び前記第3樹脂層に貫通電極を形成すべき孔及び前記空洞となるべき前記凹部を同時に形成する工程を含むことを特徴とする弾性波デバイスの製造方法。 Forming a reinforcing layer having a larger elastic modulus than the first resin layer on the first resin layer;
Forming a second resin layer having a smaller elastic modulus than the reinforcing layer so as to cover the reinforcing layer, and forming a resin sealing portion including the first resin layer and the second resin layer;
On the substrate on which the acoustic wave element is provided, the cavity is formed on the acoustic wave element, the resin sealing portion covers the side surface and the upper surface of the cavity, and the reinforcing layer is disposed on the cavity. Fixing the resin sealing part;
Have
The step of forming the resin sealing portion includes the step of forming a third resin layer having a recess to be the cavity on the second resin layer,
The step of fixing the resin sealing portion is a step of fixing the resin sealing portion to the substrate by fixing the third resin layer to the substrate.
The second resin layer and the third resin layer are photosensitive resins,
The step of forming the third resin layer includes a step of simultaneously forming a hole in which a through electrode is to be formed in the second resin layer and the third resin layer and the concave portion to be the cavity by developing. A method for manufacturing an acoustic wave device.
前記樹脂封止部を固定する工程は、前記樹脂封止部が前記支持板に形成された状態で行われ、
前記支持板を前記樹脂封止部から剥離する工程を有することを特徴とする請求項3から6のいずれか一項記載の弾性波デバイスの製造方法。 Having a step of forming the resin sealing portion on a support plate;
The step of fixing the resin sealing portion is performed in a state where the resin sealing portion is formed on the support plate,
The method for manufacturing an acoustic wave device according to claim 3, further comprising a step of peeling the support plate from the resin sealing portion.
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