CN101409537A - 声表面波装置及其制造方法 - Google Patents

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CN101409537A CNA2008101685867A CN200810168586A CN101409537A CN 101409537 A CN101409537 A CN 101409537A CN A2008101685867 A CNA2008101685867 A CN A2008101685867A CN 200810168586 A CN200810168586 A CN 200810168586A CN 101409537 A CN101409537 A CN 101409537A
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郡池圣
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Abstract

本发明提供一种声表面波装置，所述装置能够在不需要任何特定的环境处理的情况下防止电极腐蚀。所述声表面波装置包括压电基板、在所述压电基板上形成的声表面波形成用电极、在所述压电基板上围绕所述声表面波形成用电极的框状层和在所述框状层上通过接合而形成的盖体，从而在所述盖体与所述声表面波形成用电极之间形成中空部。所述框状层和所述盖体包含感光性树脂，所述盖体包括贯通孔，并且所述贯通孔用不含卤素的热固性树脂密封。

Description

声表面波装置及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2007年10月12日提交的在先的日本专利申请2007-266214号并要求该申请的优先权的权益，在此处将其全部内容援引加入。
技术领域
本发明涉及移动通信设备等使用的声表面波装置，以及该声表面波装置的制造方法。
背景技术
传统上，声表面波装置已经广泛用作移动通信设备等使用的双工器和滤波器。
作为现有技术，图1显示了在专利文献1中记载的声表面波装置的示例性构成。
图1中，显示了被单独切开的声表面波装置的剖面的示意性构成。将声表面波(SAW)装置芯片1配置在电路基板2上，并在其上侧配置各声表面波形成用电极。
配置在SAW装置芯片1上的声表面波形成用电极包括用于激发声波的叉指换能器(IDT)10和各自配置在IDT 10两侧的一对反射电极11。所述电极通过接合线12经金属柱与电路基板2侧的电极3连接。
此外，在图1的构成中，SAW装置芯片1由绝缘性边缘部4和盖部5覆盖，从而在声表面波传播路径上形成中空部13。
此时，在专利文献1中，作为用绝缘性边缘部4和盖部5覆盖SAW装置芯片1的效果，描述了“因为在功能部的表面上维持中空部9时可以获得保护，所以可以实现稳定的制造，而不会由于处理芯片1时的失误而损坏功能部1a。而且，因为功能部1a由第一和第二绝缘性薄膜2a、2b简单密封，因此不一定需要如传统的声表面波设备中那样紧密密封。因而，可以得到低成本的声表面波设备”(专利文献1的0017段)。
不过，因为IDT和反射电极的形成材料是铝合金，已知当电极长期暴露于高湿环境中时由于铝的腐蚀会导致电极劣化(例如，专利文献2中第1页的第17～19行)。
具体而言，图2是描述具有专利文献2所示结构的SAW装置的结构的视图。SAW装置芯片1的连接电极通过金属球14与电路基板2侧的电极3连接。因此，利用金属球14，在SAW装置芯片1和电路基板2之间形成中空部13。
此外，在SAW装置芯片1的上面和侧面形成有树脂被覆6。为防止电极的腐蚀，关于上述的树脂被覆6，记载了所述树脂被覆6必须由氯离子含量较少的树脂形成。
[专利文献1]日本特开2000-114918号公报
[专利文献2]WIPO国际公开WO02/061943号公报
在上述的专利文献1中，已示出感光膜用于绝缘性边缘部4和盖部5(参考专利文献1的图3)。此外，根据感光膜的特性，显而易见的是，感光膜包含卤素化合物，在SAW装置的制造过程中，在诸如回流等加热时，卤素气体的一部分会从感光膜散发至中空部9。
因此，与专利文献2中描述的例子类似，存在诸如IDT(配置在中空部内的声表面波形成用电极)和反射电极上产生腐蚀等有害影响的危险。不过，在专利文献1中，没有披露或示出有关卤素气体对电极造成的影响，也没有提及如何避免对所述电极的影响。
同时，如上所述，专利文献2中示出了电极腐蚀的问题。作为解决该问题的方法，披露了可通过预定的环境处理(加热和加压处理)，将氯离子含量较少的树脂材料用作被覆材料。
发明内容
鉴于以上观点，本发明的目的是提供一种声表面波装置，和所述装置的制造方法，该装置不需要如专利文献2中描述的预定环境处理来得到氯离子含量低的树脂材料即可防止电极腐蚀。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种声表面波装置，所述声表面波装置包括压电基板、在所述压电基板上形成的声表面波形成用电极、在所述压电基板上围绕所述声表面波形成用电极的框状层和在所述框状层上通过接合而形成的盖体，从而在所述盖体与所述声表面波形成用电极之间形成中空部，其中，所述框状层和所述盖体包含感光性树脂，所述盖体包括贯通孔，并且所述贯通孔用不含卤素的热固性树脂密封。
如上所述，所述框状层和所述盖体包含感光性树脂，所述盖体具有贯通孔。此外，所述贯通孔用不含卤素的热固性树脂密封。用此方法，感光性树脂中包含的由SAW装置的制造过程中必需的加热过程生成的卤素化合物可经贯通孔以卤素气体的形式散发。因此，在利用不含卤素的热固性树脂密封的中空部内没有卤素气体残留，由此能够防止IDT电极因卤素气体而导致的腐蚀。
本发明的声表面波装置的制造方法包括下列步骤：在压电基板上形成声表面波形成用电极，围绕着在所述压电基板上形成的该声表面波形成用电极而形成框状层，在所述框状层上通过接合而形成具有贯通孔的盖体，从而在所述盖体与所述声表面波形成用电极之间形成中空部，通过在所述框状层与所述盖体接合的状态下于真空中加热，使所述框状层和所述盖体所生成的卤素气体通过所述贯通孔除去，和在除去所述卤素气体之后，用不含卤素的热固性树脂密封所述贯通孔。
因此，根据本发明的制造方法，因为在利用不含卤素的热固性树脂密封的中空部内没有卤素气体残留，所以可以得到可防止IDT电极被卤素气体腐蚀的可靠性高的SAW装置。
附图说明
图1显示了专利文献1中描述的声表面波装置的示例性构成；
图2是显示具有专利文献2所示结构的SAW装置的结构的视图；
图3显示了本发明的声表面波装置(SAW)的第一实施方式的剖面示意图；
图4A是从焊球14侧观看的平面图；
图4B是沿图4A中的A-A线的剖面；
图5是说明本发明的声表面波装置的第一实施方式的制造过程的工序图；
图6是描述本发明的SAW装置的第二实施方式的剖面的示意图；
图7是说明根据第二实施方式的制造过程的工序图；
图8是显示在进行真空焙烧后除去生成的卤素气体的效果的例子；和
图9是显示在进行H2O灰化后除去生成的卤素气体的效果的例子。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的实施方式。
[第一实施方式]
图3显示了本发明的声表面波装置(SAW)的第一实施方式的剖面示意图。图5是说明本发明的声表面波装置的第一实施方式的制造过程的工序图。
此处，附图中所示的SAW装置仅表示一个SAW装置，条件是假定在完成制造时通过切割将同时形成于晶片上的多个SAW装置分割为各单独片而形成每一个SAW装置。
图3中，制备由LiTaO3等形成的压电基板1(处理步骤P1)。作为声表面波形成用电极，在压电基板1上形成由铝合金Al-Cu构成的IDT 10(激发声表面波的驱动电极部)和反射电极11。此外，形成用于外部连接的配线电极15。此外，在压电基板1、驱动电极部和配线电极15上形成由硅化合物(例如SiO2和SiN)构成的保护膜18(处理步骤P2)。
此时，为确保与金属柱17的连接，在配线电极15上形成由Ti/Au构成的阻挡金属16(处理步骤P2)。
接着，在压电基板1上，旋涂环氧类负型抗蚀剂至厚度为30μm。然后，通过图案化曝光和显影，除去驱动电极部的区域A和金属柱形成部B(参见图5)的抗蚀剂(处理步骤P3)。
通过上述处理，形成了框状层20，其中仅有驱动电极部A和金属柱形成部B没有被覆抗蚀剂。
接着，利用隆起法(tenting method)在框状层20上接合用于形成厚度为30μm的盖体21的感光膜负型抗蚀剂21。与处理步骤P3的情况类似，通过图案化曝光和显影，除去金属柱形成部B和贯通孔部30A的抗蚀剂(处理步骤P4)。由此，驱动电极部A将具有包括贯通孔30A的中空结构。
之后，在真空(大约为1Torr)中于200℃～250℃进行加热。这样，尽管在加热时由框状层20和盖体21(均具有感光性负型抗蚀剂)生成卤素气体，不过生成的卤素气体可经贯通孔30A除去。
因此，为有效除去由框状层20和盖体21产生的卤素气体，优选在高湿环境(85％～100％RH)和高温环境(100℃～120℃)中维持预定时间后在真空下加热。作为选择，也可以在H2O等离子体中加热(100℃～250℃)压电基板1。
接着，可以通过印刷法使用液态的不含卤素的热固性树脂30密封贯通孔30A。由此，可以形成不包含卤素气体的驱动电极部A的中空部13(处理步骤P5)。
之后，在金属柱形成部B上形成镍金属柱17，并在金属柱17上形成SnAgCu合金的焊球14(处理步骤P6)。
此处，图4A、4B是说明作为实施方式的能够有效排出卤素气体的贯通孔30A的大小相对于中空部13的大小的比例的视图。
图4A是从焊球14侧观看的平面图，图4B是沿图4A中的A-A线的剖面。在图4A中，中空部13的平面的面积大小以透视的方式由虚线显示。可以理解的是，形成了两个声表面波装置区域。
作为一个实施方式，贯通孔30A与中空部13的平面面积的面积比约为0.1。
[第二实施方式]
图6是描述本发明的SAW装置的第二实施方式的剖面的示意图。
图7是说明根据第二实施方式的制造过程的工序图。图7中，处理步骤P1至P4与图5中所示的第一实施方式的各步骤相同。
接着，在处理步骤P4中，在驱动电极部A上形成有中空结构的状态下，于真空(大约为1Torr)中进行加热至200℃～250℃。由此，框状层20和盖体21的感光性抗蚀剂中包含的、通过加热产生的卤素气体可以经贯通孔30A除去。
为更有效地除去卤素气体，优选在高湿环境(85％～100％RH)和高温环境(100℃～120℃)中维持预定时间后在真空下加热。作为选择，也可以在H2O等离子体中加热(100℃～250℃)基板。
之后，利用隆起法在盖体21上接合不含卤素的热固性膜抗蚀剂31(处理步骤P7)。由此，可以形成不包含卤素气体的驱动电极部A的中空部13。
在对应于金属柱形成部B的部分中，利用激光将热固性膜抗蚀剂31开孔(处理步骤P8)。作为选择，也可以使用其上已预先形成有对应于金属柱形成部B的孔的热固性膜抗蚀剂。
之后，在金属柱形成部B上形成镍金属柱17，并在金属柱17上形成SnAgCu合金的焊球14(处理步骤P9)。
图8和9是本发明的效果的说明图。特别是，在以上的实施方式的说明中，显示了用来有效除去框状层20和盖体21所生成的卤素气体的真空加热处理(真空焙烧)的效果的说明图(部分1和部分2)。
在图8所示的例子中，在第一实施方式中形成盖体21之后进行真空焙烧1小时(1Torr，200℃)。此外，在用不含卤素的树脂密封贯通孔30A之后，将样品浸渍在煮沸的去离子水(100℃)中，从而确认抗腐蚀的效果，并确认驱动电极(IDT)是否腐蚀。
对于未进行真空焙烧的样品，在浸渍60分钟后全部IDT均发生腐蚀。相反，对于已经进行了真空焙烧的样品，确认在浸渍1小时后仅有7.5％发生腐蚀。
此外，在图9所示的样品中，形成盖体之后进行H2O灰化(在250℃)。此外，在用不含卤素的树脂密封贯通孔30A之后，根据压力锅试验(PCT)检测样品以确认抗腐蚀效果。样品在121℃、2atm和95％RH的环境中保持12小时后，确认样品的特性。
结果，从图9可知H2O灰化时间设定得越长，PCT之后的插入损耗的变化越小，而且驱动电极的腐蚀越少。

Claims (13)

1.一种声表面波装置，所述声表面波装置包括：
压电基板；
在所述压电基板上形成的声表面波形成用电极；
在所述压电基板上围绕所述声表面波形成用电极的框状层；和
在所述框状层上通过接合而形成的盖体，从而在所述盖体与所述声表面波形成用电极之间形成中空部，
其中，所述框状层和所述盖体包含感光性树脂，并且所述盖体具有贯通孔，所述贯通孔用不含卤素的热固性树脂密封。
2.如权利要求1所述的声表面波装置，
其中，所述感光性树脂包含卤素化合物，并在加热时产生卤素气体。
3.如权利要求2所述的声表面波装置，
其中，所述感光性树脂是环氧类负型抗蚀剂。
4.一种声表面波装置，所述声表面波装置包括：
压电基板；
在所述压电基板上形成的声表面波形成用电极；
在所述压电基板上围绕所述声表面波形成用电极的框状层；
在所述框状层上通过接合而形成的具有贯通孔的由感光性树脂构成的盖体，在所述盖体与所述声表面波形成用电极之间具有空隙；和
在所述盖体上形成以至少覆盖所述贯通孔的不含卤素的热固性膜。
5.如权利要求4所述的声表面波装置，
其中，所述感光性树脂包含卤素化合物，并在加热时产生卤素气体。
6.如权利要求5所述的声表面波装置，
其中，所述感光性树脂是环氧类负型抗蚀剂。
7.一种声表面波装置的制造方法，所述制造方法包括下列步骤：
在压电基板上形成声表面波形成用电极；
围绕着在所述压电基板上形成的所述声表面波形成用电极而形成框状层；
在所述框状层上通过接合而形成具有贯通孔的盖体，从而在所述盖体与所述声表面波形成用电极之间形成中空部；
通过在所述框状层与所述盖体接合的状态下于真空中加热，使由所述框状层和所述盖体所生成的卤素气体通过所述贯通孔除去；和
在除去所述卤素气体之后，用不含卤素的热固性树脂密封所述贯通孔。
8.如权利要求7所述的声表面波装置的制造方法，
其中，所述的使卤素气体通过贯通孔除去的步骤包括在高湿和高温环境下保持预定时间后在真空中加热。
9.如权利要求7所述的声表面波装置的制造方法，
其中，所述的使卤素气体通过贯通孔除去的步骤包括在H2O等离子体中进行处理。
10.如权利要求7所述的声表面波装置的制造方法，
其中，所述的形成框状层的步骤包括旋涂感光性负型抗蚀剂的步骤。
11.如权利要求7所述的声表面波装置的制造方法，
其中，所述的通过接合而形成盖体从而形成中空部的步骤包括在所述框状层上形成膜状感光性负型抗蚀剂的步骤。
12.如权利要求7所述的声表面波装置的制造方法，
其中，所述的密封贯通孔的步骤包括在所述贯通孔的内部印刷糊状的不含卤素的热固性树脂的步骤。
13.如权利要求7所述的声表面波装置的制造方法，
其中，所述的密封贯通孔的步骤包括在所述盖体上形成膜状的不含卤素的热固性树脂的步骤。
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