JP5827845B2 - Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、弾性表面波装置とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a surface acoustic wave device and a method for manufacturing the same.
図6に、従来の弾性表面波装置1の断面を模式的に示す。 FIG. 6 schematically shows a cross section of a conventional surface acoustic wave device 1.
図6において、弾性表面波装置1は、圧電基板2の上に櫛形電極3と、配線4と、櫛形電極3を包囲する側壁5と、側壁5に囲まれた櫛形電極3が励振する空間6と、側壁5の上面に設けられ、空間6を上方から覆う蓋体7と、蓋体7の上から封止する封止樹脂8と、封止樹脂8を貫通する接続電極9と、接続電極9の上面に設けられた端子電極10とを有する。
In FIG. 6, the surface acoustic wave device 1 includes a comb-shaped electrode 3, a wiring 4, a
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。 As prior art document information relating to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
しかしながら、上記した従来の弾性表面波装置1は、構造が複雑であるため複雑な製造工程を必要とし、製造が容易ではないという課題を有していた。 However, the above-described conventional surface acoustic wave device 1 has a problem that it has a complicated structure and thus requires a complicated manufacturing process and is not easy to manufacture.
本発明は、極めて小型でかつ容易に製造することのできる弾性表面波装置を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device that is extremely small and can be easily manufactured.
上記目的を達成するために、本発明は、圧電基板と、この圧電基板の表面に設けられた複数の櫛形電極と、前記複数の櫛形電極に接続された配線と、前記圧電基板の上に設けられ、かつ空間を介して前記櫛形電極を覆う素子カバーと、前記配線の上から前記素子カバーの側面を経由して前記素子カバーの上面に至る第1の接続電極と、前記圧電基板と前記素子カバーと前記第1の接続電極とを覆う封止樹脂と、この封止樹脂の表面に設けられた外部端子と、前記封止樹脂を貫通して前記第1の接続電極と前記外部端子とを接続する第2の接続電極とを備えたものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a piezoelectric substrate, a plurality of comb-shaped electrodes provided on the surface of the piezoelectric substrate, wirings connected to the plurality of comb-shaped electrodes, and the piezoelectric substrate. An element cover that covers the comb-shaped electrode through a space, a first connection electrode that extends from above the wiring to a top surface of the element cover via a side surface of the element cover, the piezoelectric substrate, and the element A sealing resin covering the cover and the first connection electrode; an external terminal provided on the surface of the sealing resin; and the first connection electrode and the external terminal penetrating the sealing resin. And a second connection electrode to be connected.
また、本発明は、圧電基板の上面に複数の櫛形電極とこの櫛形電極に接続された配線を形成する工程と、ベースフィルムと感光性樹脂とを積層してなる積層フィルムの前記感光性樹脂の面に金型を押圧して凹部を形成する工程と、前記圧電基板の上面の櫛形電極上に前記凹部が空間を形成するように、前記感光性樹脂を前記圧電基板の表面に貼合せて、前記圧電基板と前記積層フィルムとの積層体を得る工程と、前記感光性樹脂を露光する工程と、前記積層体から前記ベースフィルムを剥離して前記感光性樹脂を現像することにより素子カバーを形成する工程とを備えたものである。 Further, the present invention provides a process for forming a plurality of comb-shaped electrodes and wirings connected to the comb-shaped electrodes on the upper surface of the piezoelectric substrate, and the photosensitive resin of the laminated film formed by laminating a base film and a photosensitive resin. A step of forming a recess by pressing a mold on the surface, and bonding the photosensitive resin to the surface of the piezoelectric substrate so that the recess forms a space on the comb-shaped electrode on the upper surface of the piezoelectric substrate, An element cover is formed by obtaining a laminate of the piezoelectric substrate and the laminate film, exposing the photosensitive resin, and peeling the base film from the laminate and developing the photosensitive resin. And a process for performing.
上記の構成を有することにより、本発明の弾性表面波装置は、極めて小型でかつ容易に製造することのできるという効果を有する。 By having the above configuration, the surface acoustic wave device of the present invention has an effect that it is extremely small and can be easily manufactured.
以下、本発明の一実施の形態における弾性表面波装置について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態における弾性表面波装置を模式的に示した断面図、図2はその要部拡大図である。 FIG. 1 is a sectional view schematically showing a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention, and FIG.
図1において、弾性表面波装置11は、圧電基板12と、櫛形電極13と、配線14と、空間15と、素子カバー16と、第1の接続電極17と、第2の接続電極18と、封止樹脂19と、外部端子20とを備えたものである。
In FIG. 1, the surface
圧電基板12は、回転YカットX伝播の単結晶タンタル酸リチウムからなり、その板厚は100〜350μm程度である。
The
櫛形電極13は圧電基板12の表面に形成されたアルミニウムを主成分とする金属よりなり、櫛形電極13に電圧を印加することにより圧電基板12の表面に弾性表面波を励振するものである。櫛形電極13の表面には、必要に応じて酸化ケイ素などの誘電体からなる保護膜を形成する。
The comb-
配線14は、圧電基板12の表面に形成された導体よりなり、櫛形電極13に電気的に接続されたものである。
The
空間15は、弾性表面波が励振するために櫛形電極13の上方に設けられた密封された空洞である。
The
素子カバー16は、空間15を介して櫛形電極13を密封して覆うものであり、感光性エポキシ樹脂または感光性ポリイミド樹脂を硬化した一体物からなる。
The
素子カバー16と圧電基板12の界面および素子カバー16と配線14の界面には、酸化ケイ素などの誘電体からなる保護膜や他の接合部材を設けてもよいが、他の接合部材を使用せずに直接に素子カバー16を接合しても良い。
A protective film made of a dielectric material such as silicon oxide or another bonding member may be provided at the interface between the
素子カバー16の外周の側面は外側面21であり、素子カバー16の空間15に面する側面は内側面22である。素子カバー16において、空間15の水平方向の周囲を囲む部分が側壁部23であり、空間15の上方を覆う部分とその水平方向に広がる部分が天板部24である。
An outer peripheral side surface of the
そして、図2に示すように、素子カバー16の外側面21と圧電基板12とのなす角をA度とし、素子カバー16の内側面22と圧電基板12とのなす角をB度としたときに、A<90°<B、A<180°−Bとしたものである。また、図2に示すように、素子カバー16の側壁部23の厚みをC、天板部24における素子カバー16の厚みをDとしたときに、C<Dとしたものである。また、側壁部23と天板部24の境界の水平方向の厚みをEとしたときに、D<Eとしたものである。
As shown in FIG. 2, when the angle formed by the
第1の接続電極17は、配線14の上面から素子カバー16の外側面21を経由して素子カバー16の上面に至る導体であり、電解銅めっきにより形成したものである。
The
第2の接続電極18は、封止樹脂19を貫通して第1の接続電極17と外部端子20とを接続する導体であり、電解銅めっきまたは無電解銅めっきまたは導電ペーストの充填により形成されたものである。第2の接続電極18は、素子カバー16の側壁部23の上方において封止樹脂19を貫通させることにより、弾性表面波装置11の強度を向上できる。
The
封止樹脂19は、圧電基板12の上において、素子カバー16と第1の接続電極17を封止する熱硬化性のエポキシ系の樹脂を硬化させたものであり、シリカ等のフィラーを含有させたものである。
The sealing
外部端子20は第2の接続電極18の上面とその周囲の封止樹脂19の上面に設けられた導体であり、弾性表面波装置11を外部のプリント基板(図示せず)に電気的に接続する端子電極である。
The
以上のように構成された弾性表面波装置11は、ウエハレベルCSPと呼ばれ、弾性表面波素子が形成された圧電基板12と同等レベルの占有面積を有する極めて小型の寸法を実現できるものである。
The surface
そして、上記本発明の弾性表面波装置11は、素子カバー16の外側面21と圧電基板12とのなす角をA度とし、素子カバー16の内側面22と圧電基板12とのなす角をB度としたときに、A<90°<B、A<180°−Bとしたものである。このように、外側面21の傾斜角度を内側面22の傾斜角度よりも小さくすることによって、外側面21に沿って形成される第1の接続電極17の断線を防止し、接続を確かなものにすることができるとともに、内側面22の傾斜角度をより垂直に近いものにすることができ、内側面22の傾斜部の占有面積を小さくすることができ、弾性表面波装置11を小型化することができる。
In the surface
また、本発明の弾性表面波装置11は、外側面21の傾斜を順傾斜(0°<A<90°)とし、内側面22の傾斜を逆傾斜(90°<B<180°)したことによって、外側面21の傾斜角度を維持しつつ、外側面21と内側面22との間の距離を確保することができ、小さな占有面積で素子カバー16の強度を維持することができるものである。すなわち、外側面21と内側面22がともに順傾斜であったならば、外側面21と内側面22との間の側壁部23は底面において大きな面積を確保しないことには、上部において十分な断面積を確保できない。本発明の一実施の形態においては、外側面21の傾斜を順傾斜(0°<A<90°)とし、内側面22の傾斜を逆傾斜(90°<B<180°)したことによって、外側面21と内側面22との間の側壁部23は、底面において大きな断面積を必要とすることなく、上部において十分な断面積を確保することができ、機械的強度を維持することができるものである。
In the surface
また、本発明の弾性表面波装置11は、素子カバー16の側壁部23の厚みCよりも、素子カバー16の天板部24の厚みDを厚くしたことにより、天板部24の強度を確保することができ、天板部24がたわむことによる櫛形電極13との接触を防止することができるため、弾性表面波装置11の特性を安定化することができるものである。
The surface
さらに、本発明の弾性表面波装置11は、空間15の上方の天板部24のみならず、側壁部23の上方における天板部24の厚みDを側壁部23の厚みCよりも厚くしたことにより、素子カバー16の機械的強度をより強固なものにすることができ、弾性表面波装置11の特性を安定化することができるものである。
Further, in the surface
また、本発明の弾性表面波装置11は、素子カバー16の側壁部23と天板部24の境界の水平方向の厚みEを、素子カバー16の天板部24の厚みDよりも厚くしたことにより、素子カバー16の機械的強度をより強固なものにすることができ、弾性表面波装置11の特性を安定化することができるものである。
In the surface
特に、弾性表面波装置11をプリント基板に実装した後にトランスファーモールド等の封止をする場合には、弾性表面波装置11の上面にトランスファーモールドの樹脂注入圧力がかかり、天板部24がたわむことによって櫛形電極13と接触するおそれがあるが、側壁部23の厚みCよりも天板部24の厚みDを厚くすることによって、天板部24のたわみを抑制することができ、弾性表面波装置11の不具合を抑制することができる。
In particular, when sealing the transfer mold or the like after mounting the surface
また、弾性表面波装置11をプリント基板に実装した後にトランスファーモールド等を樹脂封止する場合に、側壁部23の上方における天板部24の厚みDを側壁部23の厚みCよりも厚くすることにより、樹脂封止によって生ずる第1の接続電極17と素子カバー16とを剥離する方向に働く応力を緩和することができ、弾性表面波装置11の信頼性を向上することができる。
Further, when the transfer mold or the like is resin-sealed after the surface
また、弾性表面波装置11をプリント基板に実装した後にトランスファーモールド等を樹脂封止する場合に、側壁部23と天板部24境界の水平方向の厚みEを天板部24の厚みDより厚くすることにより、樹脂封止によって生ずる第1の接続電極17と素子カバー16とを剥離する方向に働く応力を緩和することができ、弾性表面波装置11の信頼性を向上することができる。
Further, when the transfer mold or the like is resin-sealed after the surface
さらに、本発明の弾性表面波装置11は、外周に傾斜角Aを有する素子カバー16の外側面21と上面と素子カバー16の周囲の配線14上に電解銅めっきからなる第1の接続電極17を形成したことにより、素子カバー16の機械的強度を確保することができ、弾性表面波装置11の特性を安定化することができる。
Furthermore, the surface
また、本発明の弾性表面波装置11は、素子カバー16を側壁部と天板部の間に接合部を有さない一体物から構成したことにより、空間15の気密性を容易に確保することができる。
In addition, the surface
また、本発明の弾性表面波装置11は、素子カバー16の側壁部23の上部において第2の接続電極18が封止樹脂19を貫通したことにより、弾性表面波装置11の信頼性を向上することができる。すなわち、弾性表面波装置11をプリント基板上に実装した後に、ヒートサイクル等の信頼性試験を実施すると、プリント基板と弾性表面波装置11の線膨張係数の差により外部端子20に引っ張り方向の応力がかかる。その際に圧電基板12上の配線14と外部端子20とが垂直な柱状の接続電極で接続されていると応力が外部端子20を通じて圧電基板12に達し、外部端子20の抜けや圧電基板12上の配線14と接続電極との断線が起きる。これに対して樹脂製の素子カバー16の側壁部23の上に第2の接続電極18を形成する場合は側壁部23を構成する樹脂の変形及び外側面21を経由した第1の接続電極17の変形により応力を吸収することが可能となるため安定した信頼性を確保することができる。また、素子カバー16の側壁部23の上部に第2の接続電極18を設けたことにより、外部端子20および第2の接続電極18を介して素子カバー16の側壁部23をプリント基板に固定することができ、素子カバー16の形状変化を抑制することができるため、弾性表面波装置11の信頼性を向上することができるものである。
Further, the surface
次に、本発明の一実施の形態における弾性表面波装置11の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
Next, a method for manufacturing the surface
図3(a)〜(c)、図4(a)〜(c)および図5(a)〜(c)は本発明の一実施の形態における弾性表面波装置11の製造工程を模式的に示した製造工程図である。
3 (a) to 3 (c), 4 (a) to (c), and 5 (a) to 5 (c) schematically show the manufacturing process of the surface
まず、図3(a)に示すように、透明な樹脂製のベースフィルム25に未硬化のポリイミド系の感光性樹脂26を積層した積層フィルム27を作成する。
First, as shown in FIG. 3A, a
次に、図3(b)に示すように、積層フィルム27の感光性樹脂26の側に金型28に押し当て凹部29を形成し、感光性樹脂26を一次硬化する。
Next, as shown in FIG. 3B, a
次に、圧電基板12の表面に、金属薄膜を形成し、これをフォトリソグラフィ技術を用いて、図3(c)に示すように、複数の櫛形電極13と配線14をパターン形成する。
Next, a metal thin film is formed on the surface of the
次に、積層フィルム27の凹部29を圧電基板12に対面させ、背面から押圧することにより積層フィルム27を圧電基板12の上面に接合し、図4(a)に示すように、積層フィルム27と圧電基板12の積層体を得る。ここで、櫛形電極13が励振するための密閉された空間15が凹部29により形成される。
Next, the
次に、積層フィルム27の上から露光マスクを用いて感光性樹脂26を露光し、次いで、積層フィルム27と圧電基板12の積層体からベースフィルム25を剥離し、感光性樹脂26を現像し、次いで二次硬化することによって、図4(b)に示すように、圧電基板12の上面に素子カバー16を形成する。この工程によって、フォトリソグラフにより素子カバー16の外側面21が形成される。
Next, the
次に、図4(c)に示すように、圧電基板12の上面の配線14から素子カバー16の外側面21を経由して素子カバー16の上面に至る第1の接続電極17を電気銅めっきにより形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, the
次に、図5(a)に示すように、圧電基板12の上から熱硬化性の封止樹脂19により封止する。
Next, as shown in FIG. 5A, sealing is performed from above the
次に、図5(b)に示すように、封止樹脂19の上面から素子カバー16の上の第1の接続電極17に至る貫通穴30を形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, a through
次に、図5(c)に示すように、貫通穴30の内部を充填する第2の接続電極18と、第2の接続電極18の上面とその周囲の封止樹脂19の上面を覆う外部端子20を形成する。
Next, as shown in FIG. 5C, the
以上のように本発明の弾性表面波装置11は、素子カバー16を、感光性樹脂の硬化物の一体物から構成し、その凹部29を金型28により形成したことにより、1回のフォトリソグラフ工程により素子カバー16を形成することができ、従来素子カバーを形成するために2回以上のフォトリソグラフ工程を必要としたのに対して、大幅に製造工数を削減し、容易に弾性表面波装置11を製造することを可能にしたものである。
As described above, in the surface
また、本発明の弾性表面波装置11は、二次硬化前の感光性樹脂26を背面から押圧することにより圧電基板12の上面に接合するため、圧電基板12の上の配線14の有無などによる凹凸を吸収することができるものである。
Further, since the surface
また、本発明の弾性表面波装置11は、二次硬化前の感光性樹脂26を背面から押圧することにより圧電基板12の上面に接合するため、素子カバー16の上面が平坦になり、外周部においても十分な厚みを有する素子カバー16を形成することができるため、素子カバー16の外周部における機械的強度を確保することができ、信頼性の高い弾性表面波装置11を得ることができる。
Further, since the surface
また、本発明の弾性表面波装置11は、二次硬化前の感光性樹脂26を押圧して圧電基板12の上面に直接に接着し、後の工程において二次硬化することにより十分な接合力を確保することができるため、別途他の接着部材を用いる工程が必要なく、工数と部材を削減することができるものである。
In addition, the surface
本発明に係る弾性表面波装置は、主として移動体通信機器に用いられる高周波フィルタや分波器、共用器等において有用となる。 The surface acoustic wave device according to the present invention is useful in a high-frequency filter, a duplexer, a duplexer, etc. used mainly in mobile communication equipment.
11 弾性表面波装置
12 圧電基板
13 櫛形電極
14 配線
15 空間
16 素子カバー
17 第1の接続電極
18 第2の接続電極
19 封止樹脂
20 外部端子
21 外側面
22 内側面
23 側壁部
24 天板部
25 ベースフィルム
26 感光性樹脂
27 積層フィルム
28 金型
29 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (20)
この圧電基板の表面に設けられた複数の櫛形電極と、
前記複数の櫛形電極に接続された配線と、
前記圧電基板の上に設けられて前記複数の櫛形電極を覆う素子カバーと、
前記配線の上から前記素子カバーの側面を経由して前記素子カバーの上面に至る第1の接続電極と、
前記圧電基板と前記素子カバーと前記第1の接続電極とを覆う封止樹脂と、
この封止樹脂の表面に設けられた外部端子と、
前記封止樹脂を貫通して前記第1の接続電極と前記外部端子とを接続する第2の接続電極と
を含み、
前記素子カバーは複数の凹部を含み、
前記複数の凹部はそれぞれが、前記複数の櫛形電極それぞれの上方に設けられる弾性表面波装置。 A piezoelectric substrate;
A plurality of comb electrodes provided on the surface of the piezoelectric substrate;
Wiring connected to the plurality of comb electrodes;
And element cover for covering the plurality of comb-shaped electrodes provided we are in on the piezoelectric substrate,
A first connection electrode reaching the upper surface of the element cover from above the wiring via the side surface of the element cover;
A sealing resin that covers the piezoelectric substrate, the element cover, and the first connection electrode;
An external terminal provided on the surface of the sealing resin;
A second connection electrode that penetrates through the sealing resin and connects the first connection electrode and the external terminal ;
The element cover includes a plurality of recesses,
Each of the plurality of recesses is a surface acoustic wave device provided above each of the plurality of comb-shaped electrodes .
空間を介して前記圧電基板に対向する天板部と、A top plate portion facing the piezoelectric substrate through a space;
前記空間に面する内側面と前記第1の接続電極が形成された外側面とを含む側壁部とA side wall portion including an inner surface facing the space and an outer surface on which the first connection electrode is formed;
を含む請求項1に記載の弾性表面波装置。The surface acoustic wave device according to claim 1, comprising:
A<90°<B、A<180°−B
を満足する請求項5に記載の弾性表面波装置。 When the outer surface of the element cover the surface with a angle formed the A degree of the piezoelectric substrate, wherein the inner surface of the element cover has a B of the angle formed such a surface of the piezoelectric substrate,
A <90 ° <B, A <180 ° -B
The surface acoustic wave device according to claim 5, wherein:
圧電基板の上面に複数の櫛形電極とこの櫛形電極に接続された配線を形成する工程と、
ベースフィルムと感光性樹脂とを積層してなる積層フィルムの前記感光性樹脂の面に金型を押圧して複数の凹部を形成する工程と、
前記圧電基板の上面の前記複数の櫛形電極それぞれの上に前記複数の凹部それぞれが空間を形成するように、前記感光性樹脂を前記圧電基板及び前記配線の表面に貼り合わせて、前記圧電基板と前記積層フィルムとの積層体を得る工程と、
前記感光性樹脂を露光する工程と、
前記積層体から前記ベースフィルムを剥離して前記感光性樹脂を現像することにより素子カバーを形成する工程と
を含む方法。 A method of manufacturing a surface acoustic wave device, comprising:
Forming a plurality of comb electrodes and wiring connected to the comb electrodes on the upper surface of the piezoelectric substrate;
Forming a plurality of recesses by pressing a mold on the surface of the photosensitive resin of the laminated film formed by laminating a base film and a photosensitive resin;
Wherein as each of the plurality of recesses on said plurality of comb-shaped electrodes of the upper surface of the piezoelectric substrate to form a space, said photosensitive resin was I if the Ri bonded to the piezoelectric substrate and the surface of the wiring, the Obtaining a laminate of the piezoelectric substrate and the laminated film;
Exposing the photosensitive resin;
Method comprising forming an element cover by developing the photosensitive resin by peeling off the base film from said laminate.
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