JPH0918267A - 弾性表面波装置およびその製造方法 - Google Patents

弾性表面波装置およびその製造方法

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JPH0918267A
JPH0918267A JP16329595A JP16329595A JPH0918267A JP H0918267 A JPH0918267 A JP H0918267A JP 16329595 A JP16329595 A JP 16329595A JP 16329595 A JP16329595 A JP 16329595A JP H0918267 A JPH0918267 A JP H0918267A
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JP
Japan
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surface acoustic
acoustic wave
adhesive
wave device
saw device
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JP16329595A
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English (en)
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Kazushi Watanabe
一志 渡辺
Norio Hosaka
憲生 保坂
Hideo Onuki
秀男 大貫
Akitsuna Yuhara
章綱 湯原
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】パッケージに接着剤を介し載置したSAWデバ
イスを熱硬化するダイボンド工程で、熱硬化前にイオン
化エアブローを曝露する工程109を追加し、接着剤の
熱硬化中にも、イオン化エアブローを曝露し、加熱槽内
温度を常温(室温)状態でパッケージに接着剤を介し載
置した(110)SAWデバイスを設置し、その後、所
定の熱硬化温度に上昇させる。更に、熱硬化後、直ちに
SAWデバイスにイオン化エアブローを曝露する。 【効果】SAWデバイス製造プロセスの一連の昇、降温
工程で発生する電荷量が低減され、熱硬化後に発生する
IDT破壊が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は接着剤を熱硬化するダイ
ボンド工程を必要とする弾性表面波装置およびその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】弾性表面波装置(以下SAWデバイスと
略称)には通常、圧電性基板が用いられる。特に、広帯
域、低損失のフィルタの用途には、電気機械変換係数の
高いLiNbO3、LiTaO3等の強誘電体基板が用い
られる。SAWデバイスの製造プロセスを図2により簡
単に説明する。まず、強誘電体基板のウエハに、Al等
を蒸着、又はスパッタで成膜する。この上に感光性のフ
ォトレジストを塗布し、露光、現像、エッチングの各種
工程により、弾性表面波を励起、もしくは送受するため
の入力、および出力すだれ状電極(インターディジタル
電極:以下IDTと略称)をウエハ上に形成する。更
に、このウエハ上に形成された複数のSAWデバイスの
チップを、ダイサで切断し、各チップ毎に分離するダイ
シング工程後、表面がNi等からなるパッケージに絶縁
性又は、導電性の接着剤を塗布し、その上にSAWチッ
プを載せ、該接着剤を熱硬化するダイボンド工程を経
て、Al、Auワイヤ等で配線(ワイヤーボンディング
工程)し、更に気密封止を行い、SAWデバイスが完成
する。
【0003】SAWデバイスの製造プロセスにおいて、
現像、エッチング、レジスト剥離、ダイシング工程後に
は、洗浄、乾燥工程が必要となる。更に、ダイボンド工
程では、接着剤硬化のため、加熱槽での熱硬化が必要と
なり、従来は、パッケージに接着剤を塗布し、その上に
SAWチップを載せた後、直ちに接着剤の熱硬化温度
(100℃〜150℃)に設定された加熱槽内に設置さ
れ、熱硬化される。
【0004】一連の製造プロセスにおいて、強誘電体の
ウエハ、しかも、相当な割合で、その分極がウエハ表面
に対し法線成分を持つものを使うため、その焦電的性
質、すなわち、温度変化によりウエハの表裏に互いに逆
極性の電荷が発生する性質がある。この電荷の一瞬の急
激な放電により、IDTが破壊し、所望の周波数特性を
得られないという問題がある。
【0005】特開昭54−32268号公報では、Li
NbO3、PZT等の強誘電性単結晶基板に微細パター
ンを形成する場合のエッチング時の焦電効果、即ち、温
度変化によって誘起される電荷の極性が基板上で部分的
に異なることによるパターン幅等のばらつきについて記
載されている。この対策手段は、強誘電性単結晶基板の
表面に複数個の単位電極パターンと共に、それぞれの電
極パターンを短絡する短絡パターンを形成したものであ
る。
【0006】特公平2−9724号公報では、エッチン
グを行った後の洗浄、乾燥工程、吸音材塗布後の乾燥工
程で、IDT形成後の洗浄時の水分と、乾燥時の圧電性
基板上の温度勾配(変化)により発生する電荷によるI
DT破壊について記載されている。この対策手段とし
て、弾性表面波を送受するIDTおよび、IDTを短絡
させるショート電極を形成し、短絡されたIDTを備え
たウエハを、SAWデバイスワンチップとして切断する
際、このショート電極をIDTから同時に切断させたも
のである。
【0007】特公平2−18767号公報は、発生した
電荷を除去するため、SAWデバイスの製造方法で、レ
ジストパターンを形成後電極パターンを形成する前工程
として、純水中に浸せきする工程を設けたものである。
【0008】特公平5−59609号公報は、発生した
電荷を消散するため、圧電性基板上に少なくとも、二つ
の相互に絶縁された金属化領域を備えた音波デバイス
で、二つの金属化領域を抵抗リンク経路により接続した
ものである。
【0009】他の公知例には、特開平3−293808
号公報がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】SAWデバイスで、特
にUHF帯以上の高周波では、IDTの線幅は1μm程
度とかなり微細なパターンとなる。前述のように各種の
昇、降温工程があるSAWデバイスの製造プロセスで、
ウエハ面に法線成分を持つ強誘電体ウエハを用いる場合
焦電性があるため、温度変化で発生する電荷の急激な放
電によるIDT破壊対策が重要である。とりわけ基板面
積の大きなものについては、発生電荷量も大きいため、
破壊が顕著に発生する。
【0011】上記従来技術は、エッチング中、エッチン
グ後の洗浄、乾燥工程、吸音材塗布後の乾燥工程で、I
DT形成後の洗浄時の水分と、乾燥時の圧電性基板上の
温度勾配(変化)で発生する電荷によるIDT破壊(焦
電効果)についての対策手段である。エッチングを行っ
た後の洗浄、乾燥工程、吸音材塗布後の乾燥工程では、
SAWデバイスを構成するIDTがショート電極で同電
位となるため、温度変化により発生する電荷によるID
T破壊は改善される。しかし、特公平5−59609号
公報以外の従来技術では、ダイシング工程で、ショート
電極が同時に切断されるため、ダイシング工程後の洗
浄、乾燥工程、および、製造プロセスの中で一番温度変
化の大きいダイボンド工程の熱硬化時では、IDTが開
放され、温度変化で発生する電荷の急激な放電によるI
DT破壊は免れない。
【0012】本発明の目的は、弾性表面波を送受するI
DTの焦電効果によるIDT破壊がなく、良好な周波数
特性が得られるSAWデバイスの製造方法を提供するこ
とにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】目的を達成するために、
本発明はSAWデバイスをパッケージに接着剤を介して
載置し、熱硬化することにより接着するダイボンド工程
で、熱硬化前に部分的にイオン化した気体流、すなわ
ち、イオン化エアブローに曝露する工程を追加する。更
に、接着剤の熱硬化中にも、イオン化エアブローに曝露
すると共に、加熱槽内温度を常温(室温)状態で熱硬化
前のSAWデバイスを設置し、その後、所定の熱硬化温
度に上昇させる。更に、熱硬化後、直ちにSAWデバイ
スにイオン化エアブローを曝露する。
【0014】
【作用】のような手段をとることにより、接着剤の熱硬
化を必要とするダイボンド工程で発生するIDT破壊が
低減できる。すなわち、このIDT破壊を防止する鍵
は、いかにSAWデバイス表面に発生する電荷を緩やか
に放電、中和させて抑え込めるかである。このため、ダ
イシング工程、その後の洗浄、乾燥工程で発生した電荷
は、まず、ダイボンド工程で、接着剤の熱硬化前にイオ
ン化エアブローを用いることで、ほぼ除去することがで
きる。また、接着剤の熱硬化する際、加熱槽内温度を常
温(室温)状態で、未硬化状態のSAWデバイスを載置
したパッケージを設置し、その後所定の熱硬化温度に上
昇させることで、SAWデバイス自身の温度上昇勾配が
緩やかになり、これに比例して電荷の発生も緩やかにな
る。この熱硬化中(すなわち、加熱槽内に設置し、加熱
中)でも、同時にイオン化エアブローに曝露させること
で、単位時間に発生した電荷量が少ないため、イオン化
エアブロー中の限られたイオンで直ちに中和することが
でき、温度上昇による電荷の蓄積を抑えることができ
る。更に、熱硬化後、直ちにSAWデバイスにイオン化
エアブローに曝露させることで、温度下降時に発生する
電荷もイオン化エアブロー中の限られたイオンで直ちに
中和することができる。
【0015】以上のことから、弾性表面波を送受するI
DTの、焦電効果によるIDT破壊がなくなり、良好な
周波数特性が得られるSAWデバイスの製造方法を提供
できる。
【0016】なお、接着剤の熱硬化前では、それ以前の
加熱工程等で発生した吸収電荷が徐々に表面に現われる
こと、洗浄、乾燥工程では、絶縁性流体が、急激に流れ
るため、摩擦電気が発生すること、以上の二つが問題と
して考えられ、これ等の電荷を中和除去させぬまま加熱
すると、焦電効果による発生電荷がわずかであっても、
放電破壊のしきい値を超えてしまう危険性が高いのであ
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を製造フローチャート
図1より説明する。
【0018】圧電性基板として、64度のニオブ酸リチ
ウム単結晶基板(LiNbO3)を用い、この基板上
に、電子ビーム蒸着(EB蒸着)によりAl−Cuを1
00nm厚に成膜する(101)。その上に感光性のホ
トレジストを塗布(102)後、露光103及び現像1
04工程により、IDTのホトレジストパターンが形成
される。次に、このホトレジストパターンをマスクとし
て、湿式化学エッチングによりAl−Cuをエッチング
除去(105)し、SAWデバイスのIDTが圧電性基
板上に複数個完成する。更に、基板上に形成された複数
のSAWデバイスを、ワンチップ化するため、ダイシン
グ工程(106)でダイサで切断する。その後、ダイボ
ンド工程107で、表面がNi、Au等からなるSMD
パッケージに絶縁性、導電性の接着剤を塗布し、SAW
チップ、および整合用のコイル基板を接着剤上に載せた
後、SAWデバイス表面に帯電している電荷を除去する
ため、イオン化エアブローに30分曝露する。その後、
接着剤を熱硬化するため、加熱槽に、パッケージに接着
剤を介して載置したSAWデバイスを設置する(10
8)が、この時、加熱槽内温度は常温(室温)状態にす
る。設置後、徐々に加熱槽内温度を接着剤硬化温度であ
る150℃に上昇させる。この時、加熱槽内でも、イオ
ン化エアブローを曝露(109)する。接着剤硬化後
(約60分)、加熱槽から取り出したSAWデバイス
は、直ちにイオン化エアブローに曝露する。次に、SA
Wデバイス自身の温度が室温程度に下がり次第、Alワ
イヤで配線する。その後、ハーメチックな封止を行う。
(110) 以上の工程を経ることで、ダイシング工程、その後の洗
浄、乾燥工程で発生した電荷、及びダイボンド工程での
接着剤の熱硬化に伴い発生する電荷によるIDT破壊が
従来の1/5に低減できた。図3は、IDTパターンの
状態を模式的に図示したものである。従来の製造方法で
は、(a)に示すように、IDT破壊が広範囲にわたり
発生していたが、本発明製造方法を用いることで、
(b)に示すように、たとえIDT破壊が発生した場合
でも、非常に軽微で、実用上問題ない。
【0019】尚、本実施例では、IDT材料はAl−C
uを用いたが、Al、および、Al−Ti等のAl系合
金であっても良い。また、圧電性基板は、タンタル酸リ
チウム単結晶基板(LiTaO3)であっても良い。ま
た、IDT形成には、電極幅に高い寸法精度が要求され
る場合、湿式化学エッチングに代わり、RIE(ドライ
エッチング)技術を用いても良い。
【0020】更に、ワイヤーボンディングに用いるワイ
ヤーは25μmφのAlワイヤーを使用したが、Alの
ほかAu等であっても良い。
【0021】図4は、本発明の製造方法により作成した
SAWデバイスを用いて構成した移動無線機システムの
アンテナ分波器の実施例である。この分波器は、送信フ
ィルタ1、受信フィルタ2にSAWデバイスを用いてい
る。送信フィルタ1、受信フィルタ2はそれぞれ、分岐
回路3を介してアンテナ4と接続されている。移動無線
機システムに用いる送信フィルタ1、受信フィルタ2
は、耐電力性を必要とするほか、800〜900MHz
と高周波であるため、SAWデバイスを構成するIDT
が1μm程度と微細となる。又、フィルタ特性として非
常に低損失で、急峻な肩特性を必要とする。特に受信フ
ィルタ2は、複数個の共振子を組み合わせた構成であ
り、基板面積が、約2.5mm×4.0mmと大きいた
め、焦電効果によるIDT破壊が目立って発生する。こ
のため、特に通過帯域内でのうねり、肩特性劣化によ
り、損失が増加し、所望の周波数特性を実現できない場
合がある。このような場合でも、本発明の製造方法を用
いることで、IDT破壊が低減し、図5(実線:本発明
破線:従来)に示すように、周波数特性の良好なSA
Wデバイスが提供できる。
【0022】尚、本実施例は、移動無線機システムに限
らず、VTR、またはCATV用コンバータ、衛星放送
用受信機システム等に用いるSAWデバイスの製造方法
全般でも有効な手段である。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、ダイボンド工程の熱硬
化後に発生するIDT破壊が低減され、良好な周波数特
性を有するSAWデバイス、および、高歩留りなSAW
デバイスの製造方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のSAWデバイス製造のフローチャー
ト。
【図2】従来のSAWデバイス製造のフローチャート。
【図3】SAWデバイスのIDT状態の説明図。
【図4】本発明の移動無線機のアンテナ分波器の説明
図。
【図5】本発明の移動無線機用SAWデバイスの周波数
特性図。
【符号の説明】
1…送信フィルタ、 2…受信フィルタ、 3…アンテナ、 4…分岐回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大貫 秀男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 湯原 章綱 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電性基板上に、弾性表面波を励起、もし
    くは送受する少なくとも1個のすだれ状電極を有する弾
    性表面波装置において、前記弾性表面波装置のチップを
    パッケージに接着剤で接着、熱硬化するダイボンド工程
    で、前記接着剤の熱硬化前、熱硬化中、熱硬化後にそれ
    ぞれ、前記弾性表面波装置のチップを、少なくとも一部
    がイオン化された気体流に曝露したことを特徴とする弾
    性表面波装置の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記弾性表面波装置の
    チップをパッケージに接着剤で接着、熱硬化するダイボ
    ンド工程において、前記接着剤を熱硬化する際、熱硬化
    用の加熱槽内温度を常温で、未硬化状態で前記弾性表面
    波装置のチップを載置したパッケージを前記加熱槽内に
    設置し、所定の加熱硬化温度に上昇させた弾性表面波装
    置の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の前記弾性表面波
    装置の製造方法を使用した弾性表面波装置。
JP16329595A 1995-06-29 1995-06-29 弾性表面波装置およびその製造方法 Pending JPH0918267A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001210664A (ja) * 1999-07-02 2001-08-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電荷発生半導体基板用バンプ形成装置、電荷発生半導体基板の除電方法、電荷発生半導体基板用除電装置、及び電荷発生半導体基板
JP2002009569A (ja) * 2000-06-26 2002-01-11 Toshiba Corp 弾性表面波装置の製造方法

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JP2001210664A (ja) * 1999-07-02 2001-08-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電荷発生半導体基板用バンプ形成装置、電荷発生半導体基板の除電方法、電荷発生半導体基板用除電装置、及び電荷発生半導体基板
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