CN101573868B - 弹性表面波装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可靠性出色的弹性表面波装置及其制造方法。所述弹性表面波装置具有：传输弹性表面波的压电基板(1)、形成在压电基板(1)的第一主面上的IDT(2)、由光硬化性材料形成且通过覆盖IDT(2)的形成区域而与第一主面一起形成中空的收容空间(7)的保护罩(6)，在保护罩(6)的下端的区域具有含有产酸材料的产酸部。进而还具有形成在上述第一主面上并按照与IDT(2)连接的同时在保护罩(6)的外侧具有端部的方式从保护罩(6)的内侧向外侧引出的连接线(3)、和由绝缘材料形成且至少介于保护罩(6)的产酸部和连接线(3)之间而形成的接合膜(8)。
Description
技术领域
本发明涉及主要在移动通信设备等无线通信电路中使用的弹性表面波装置及其制造方法。
背景技术
近年来，关于在移动通信中使用的便携终端装置，在小型化、轻量化不断进展的同时，由于用于对应多个通信系统的多频带化以及多功能化，内置的电路正在增加。为此，对于所使用的电子部件，强烈希望用于提高安装密度的表面安装可能化或小型化。
作为便携终端装置的关键部件，有弹性表面波装置。就弹性表面波装置而言，通常在激励弹性表面波的电极面附近，具有已确保成为振动空间的被密封的中空部的构成。对于这样的弹性表面波装置，也要求可以表面安装且为小型的。
在以往的弹性表面波装置中，在压电基板上形成IDT，用框体包围IDT的周围，在框体上接合盖体，由此形成保护罩(例如，参照特开平9-246905号公报、特开平10-270975号公报、以及特开平10-112624号公报)。就框体以及盖体的形成而言，可以使用光致抗蚀剂等光硬化性树脂。
另外，在以往的弹性表面波装置中，在压电基板的面上，按照从保护罩的内侧向外侧延伸的方式设置有用于进行IDT和外部电路的连接的连接线。换言之，也可以是按照跨过连接线的方式设置保护罩的构成。
但是，在以往的弹性表面波装置中，由于具有所谓在ITD和外部的连接线上直接设置保护罩的构成，所以会产生如下所示的问题。
在形成保护罩的树脂中含有产酸材料以赋予感光性。当对该树脂进行曝光时，在保护罩中会产生质子。由此，促进了化学增幅，但如上所示，对于在连接线上直接形成含有这样的产酸材料的保护罩的情况，曝光时产生的质子进入到构成连接线的金属中，在连接线和保护罩的接合界面附近，分子不会充分交联。为此，在和连接线相接的部分，保护罩的框体不会充分硬化，在连接线和保护罩之间无法获得足够的密接性，所以无法对收容空间进行气密密封。为此，在制造工序中或装置完成后，在收容空间浸入水分或腐蚀性的气体、药液等，弹性表面波装置50的电特性会产生劣化。
发明内容
本发明正是鉴于上述课题而完成的发明，其目的在于，提供可靠性出色的弹性表面波装置及其制造方法。
为了解决上述课题，本发明的第一方案的弹性表面波装置，其具有：压电基板，其传输弹性表面波；IDT，其形成在上述压电基板的第一主面上，且至少具有一个在和上述弹性表面波的传输方向正交的方向上具有长度方向的多个电极指构成的梳齿状电极；保护罩，其由光硬化性材料形成，通过覆盖上述IDT的形成区域而与上述第一主面一起形成中空的收容空间，在上述保护罩的下端的区域具有含有产酸材料的产酸部；连接线，其形成在上述第一主面上，按照与上述IDT连接并且在上述保护罩的外侧具有端部的方式从上述收容空间向隔着上述保护罩的上述收容空间的外侧引出；和接合膜，其由绝缘材料形成，至少介于上述保护罩的上述产酸部和上述连接线之间而形成。
通过本发明，可以实现长期可靠性出色的弹性表面波装置。
附图说明
图1是表示第一实施方式的弹性表面波装置S1的概略模式图。图1(a)是弹性表面波装置S1的剖视图。图1(b)是表示弹性表面波装置S1的各部的平面配置关系的图。
图2是表示弹性表面波装置S1的制造工序的概略的模式图。
图3是概略地表示第二实施方式的弹性表面波装置S2的剖面模式图。
图4是表示在弹性表面波装置S2上形成密封树脂层11且设置外部电极的构成的模式图。
图5是表示弹性表面波装置S2的制造工序的概略的模式图。
图6是表示弹性表面波装置S2的制造工序的概略的模式图。
图7是表示第一、第二实施方式的弹性表面波装置的变形例的图。图7(a)是弹性表面波装置S3的剖视图。图7(b)是表示弹性表面波装置S3的各部的平面配置关系的图。
具体实施方式
<第一实施方式>
<弹性表面波装置的构成>
图1是表示本发明的第一实施方式的弹性表面波装置S1的概略模式图。图1(b)的A-A剖面大致相当于图1(a)所示的剖面。不过，各部的具体尺寸或配置间隔等并不限于图1所示。另外，图1(b)是有助于理解配置关系的图，在俯视弹性表面波装置S1的情况下，并不一定如图1(b)所示进行辨识。
如图1所示，本实施方式的弹性表面波装置S1主要具有：压电基板1、IDT2、连接线3、保护罩6、和接合膜8。
压电基板1例如是钽酸锂单晶、铌酸锂单晶等具有压电性的单晶基板。
IDT2形成在压电基板1的第一主面(只要是图1(a)所示的剖面的情况，就为上侧的面，以下简称为上面)上，是由以长度方向和压电基板1的弹性表面波传输方向正交的方式设置了多个电极指的一对或者多对梳齿状电极构成。该梳齿状电极形成为各自的电极指相互咬合。其中，在图示中，图1(a)和图1(b)中的梳齿状电极的个数不同。IDT2例如是由Al-Cu合金等Al合金形成的。为了获得需要的特性，可以是通过以串联或并联等方式连接多个IDT2来构成阶梯型弹性表面波滤波器等的实施方式。此外，在IDT2的两端，设置有反射器，该反射器与IDT2一样，具有以长度方向和压电基板1的弹性表面波传输方向正交的方式设置了多个电极指的梳齿状电极。不过，该详细构成本身与本实施方式的特征部分没有直接关系，所以在本实施方式中，为了使说明简单，包括该反射器都统称为IDT2。
连接线3形成在压电基板1上，是用于连接IDT2和外部电路的信号线。连接线3例如是由Al-Cu合金等Al合金形成的。其中，在图1(a)所示的剖视图中，以示出与IDT2的长度方向垂直的剖面的方式(图面中是以垂直方向与电极指的长度方向一致的方式)图示IDT2，同时对于连接线3，图示的是其剖面，但弹性表面波装置S1中的IDT2和连接线3的配置关系并不限于满足该状态的实施方式。另外，在图1中示出了以连接线3到达压电基板1的侧端部的实施方式设置的情况，但并不限于该配置方式。此外，如果扩大连接线3的未与IDT2连接的一侧的端部的幅度，则与外部电路的连接变得容易，所以优选。
就IDT2和连接线3而言，均可以通过使用了步进曝光机(stepper)和RIE(反应性离子蚀刻：Reactive Ion Etching)装置的光刻法等，以需要的形状使利用溅射法、蒸镀法或CVD(化学气相沉积：Chemical VaporDeposition)法等薄膜形成法形成的Al合金膜形成图形，由此形成。
保护罩6是由围绕IDT的框部和在该框部上具有的平板状的盖部构成的，通过覆盖IDT2的形成区域，与压电基板1一起形成收容IDT2的中空的收容空间7，是在压电基板1上设置的构件。其中，在图1(b)中，在与保护罩6的(框部的)下端对应的部分附上斜线。在这里，收容空间7是作为IDT2的电极指的振动空间而被确保的空间。当然，在保护罩6的形成中使用可以实现其与压电基板1之间充分接合的材料。例如，可以使用环氧系树脂或聚酰亚胺树脂、BCB(苯并环丁烯)、或丙烯酸系树脂等负型的光硬化性抗蚀剂作为主要材料。
不过，如图1所示，在本实施方式的弹性表面波装置S1中，连接线3的端部延伸至保护罩6的外侧。换言之，按照保护罩6的一部分跨过连接线3之上的方式形成。因此，关于形成有连接线3的场所，在连接线3上形成由氧化硅、氮化硅、或者硅等绝缘材料形成的作为树脂膜的接合膜8，进而在其上形成保护罩6。而且，保护罩6的(框部的)下端中至少和接合膜8相接的部分(称为配设面14)成为产酸部。产酸部是保护罩6中通过在上述的感光性抗蚀剂中混合产酸材料而形成的部分。在这里，产酸材料是指感应光照射或加热而产生质子(H+)的物质。例如使用三芳基锍鎓六氟锑酸盐是合适的例子之一。另外，还可以使用苯偶姻甲苯磺酸盐、苯偶姻甲磺酸盐、邻苯三酚三甲苯磺酸盐、邻苯三酚三甲磺酸盐、三(硝基苄基)磷酸酯、三茴香偶姻磷酸酯、二芳基碘鎓盐、或者三芳基锍鎓盐等。其中，如上所述的产酸材料不仅被赋予保护罩6的配设面14，还可以被赋予作为保护罩6的构成材料的感光性抗蚀剂整体。
如上所述，在连接线3上形成接合膜8，进而与其接触的保护罩6的配设面14中含有产酸材料，由此在弹性表面波装置S1中，即便在保护罩6和连接线3之间，也可以实现收容空间7的气密性得到确保的足够好的接合。因此，可以减少水分或具有腐蚀性的药液等向保护罩6的内部的侵入。另外，在保护罩6的底面侧也有硬化产生，所以收容空间7得到稳定维持。
之所以可以实现该良好的接合，认为是由于在接合膜8的表面的原子和从产酸材料产生的质子之间形成共价键而得到实现。例如，只要是使用SiO2作为接合膜8的情况，从保护罩6的配设面14的产酸材料产生的质子切断构成保护罩6的树脂材料的O原子的结合键而使其开环，在SiO2表面的Si-OH基和O原子之间形成共价键，由此实现。另外，也可以考虑质子在SiO2表面促进OH基的形成的可能性。
如果是其他观点，则接合膜8还具有防止配设面14直接和连接线3接触的作用。
另外，如图1(b)的虚线所示，接合膜8的外周缘8a优选位于保护罩6的(框部的)外周缘的外侧。如此使接合膜8的外周缘8a位于保护罩6的外周缘的外侧而形成接合膜8，由此可以更有效地防止保护罩6的配设面14接触连接线3。另外，通过增加接合膜8和密封树脂层11的接触面积，接合膜8和密封树脂层11的粘接力提高，可以进一步提高收容空间7的气密性。
在保护罩6上，根据后述的弹性表面波装置S1的制造工序上的需要，设置贯通孔6a，但其被密封树脂层11密封，所以收容空间7的气密性得到确保。
此外，在图1中，并不是以仅在连接线3和保护罩6之间存在接合膜8的方式进行设置，示出的是按照使其延伸至形成了IDT2的区域并覆盖IDT2的方式(按照掩埋IDT2的方式)设置接合膜8的实施方式。这是使接合膜8作为保护IDT2的保护膜发挥作用的实施方式。
即便是以仅在连接线3和保护罩6之间存在接合膜8的方式进行设置的构成，在连接线3的一部分也有确保保护罩6的气密性的效果。除此之外，在采用如图1所示的实施方式的情况下，收容空间7的气密性进一步提高。另外，还可以获得弹性表面波装置S1的频率温度特性的变化受到抑制的效果。此外，通过适当调节接合膜8的厚度，可以适当调节弹性表面波装置S1的频率特性。
另外，在弹性表面波装置S1上，以覆盖保护罩6且封闭贯通孔6a的方式形成密封树脂层11。密封树脂层11可以通过混入填料来调节热膨胀系数并使热膨胀系数与压电基板1大致相等，优选使用耐药品性出色的环氧系树脂、或者其他弹性模量低的材料形成。这是因为，要尽可能地抑制施加给压电基板1的应力。
不过，密封树脂层11如后所述可以是在连接线3上形成外部连接用电极之后形成的实施方式。
进而，在弹性表面波装置S1中，在压电基板1的与形成有IDT2的主面相反侧的主面(只要是图1所示的剖面的情况，就为下侧的面，以下简称为下面)的整个面上，设置背面电极12。背面电极12例如是由Al-Cu合金等Al合金形成。通过具有背面电极12，可以使由于温度变化而在压电基板1的表面所带的电荷接地，所以可以防止因火花等导致压电基板1产生裂纹、或在IDT2的电极指之间产生火花等。背面电极12通过溅射法、蒸镀法或CVD(化学气相沉积：Chemical Vapor Deposition)法等薄膜形成法形成。
如上述的说明所示，就本实施方式的弹性表面波装置而言，可以抑制由于水分浸入到保护罩内部的IDT的收容空间而引起的电特性的劣化。即，在本实施方式中，长期可靠性出色的弹性表面波装置得到实现。
<弹性表面波装置的制造方法>
接着，使用图2说明本实施方式的弹性表面波装置S1的制造工序。此外，在这里，如图1所示，对使接合膜8延伸至形成了IDT2的区域并覆盖IDT2而进行设置的情况进行说明。
首先，如图2(a)所示，在压电基板1的上面形成IDT2和连接线3。具体而言，以钽酸锂单晶、铌酸锂单晶等具有压电性的单晶基板为压电基板1，在其一个主面上，由例如Al-Cu合金等Al合金形成IDT2和连接线3。关于IDT2、连接线3的形成，通过执行如下所示的图形形成工序来进行，即通过使用了步进曝光机(stepper)和RIE(反应性离子蚀刻：Reactive Ion Etching)装置的光刻法等，以需要的形状使利用溅射法、蒸镀法或CVD(化学气相沉积：Chemical Vapor Deposition)法等薄膜形成法形成的Al合金薄膜形成图形。其中，将压电基板1上的形成了IDT2的区域作为弹性表面波元件区域。
接着，通过溅射法、蒸镀法或CVD(化学气相沉积：Chemical VaporDeposition)法等薄膜形成法，在压电基板1的背面形成由Al-Cu合金等Al合金构成的背面电极12。
接着，如图2(b)所示，进行形成由氧化硅、氮化硅、或者硅构成的接合膜8的接合膜形成工序。具体而言，按照至少覆盖IDT2以及连接线3的方式，通过CVD法或蒸镀法等薄膜形成法形成由氧化硅、氮化硅、或者硅构成的薄膜，在此基础上，按照露出连接线3中成为与外部电路的连接部的部分的方式，通过光刻法除去其一部分，由此形成接合膜8。
接着，如图2(c)所示，进行在接合膜8的上面且在弹性表面波元件区域的上方的部分形成牺牲层7a的牺牲层形成工序。牺牲层7a是在临时形成之后的后段的工序中，通过蚀刻或溶解等处理除去的层。牺牲层7a例如可以由二氧化硅等氧化硅、非晶硅、光致抗蚀剂、或者其他聚合物材料等形成。在这里，对由二氧化硅形成牺牲层7a的情况进行说明。
此时，牺牲层7a可以利用如下所示的方法形成，即，使用TEOS(正硅酸乙酯)、TEB(硼酸四乙酯)、TMOP(tetramethyl oxyphoslate)等原料气体通过等离子体CVD法形成的方法、或溅射法等使用了真空工艺等的方法。
或者，也可以利用聚硅烷的感光性形成牺牲层7a。聚硅烷是硅(Si)原子连接成链状的硅系高分子，通过对其照射紫外光，-Si-Si-键产生光分解，生成在硅键之间配置了氧原子的硅氧烷结合部位或作为酸性部位发挥作用的硅烷醇基。如果将其浸渍到碱性显影液中，生成了硅烷醇基的部位在显影液中溶解。即，通过选择性形成紫外线曝光部分，可以仅溶解除去该曝光部分，可以加工任意的平面形状。在显影后，再次照射足够强度的紫外线，对整个面进行曝光，然后再次在氧气气氛下加热，由此对紫外线产生反应，在切断了硅之间的键的部位有氧原子进入，由此形成氧化硅膜。其中，作为在聚硅烷的侧链进行修饰的修饰基团，可以适当选择丙基、己基、苯基甲基、三氟丙基、九氟己基、甲苯基、联苯基、苯基、环己基等各种基团。
另外，只要是利用非晶硅形成牺牲层7a的情况，就可以利用如下所示的方法形成，如使用H2或SiH4等原料气体通过等离子体CVD法形成的方法、或溅射法等使用真空工艺等的方法。
在形成了牺牲层7a之后，进行保护罩形成工序，即用环氧系树脂或聚酰亚胺树脂、BCB(苯并环丁烯)、或丙烯酸系树脂等负型的感光性抗蚀剂，利用旋涂法等手法，如图2(d)所示覆盖该牺牲层7a，进行曝光以及显影，由此形成保护罩6。此时，至少在与接合膜8相接的配设面14的部分含有产酸材料。也可以是由含有产酸材料的感光性抗蚀剂形成整个保护罩6的实施方式。只要是由氧化硅形成接合膜8的情况，当感光性抗蚀剂因曝光而产生光硬化时，产生交联反应，由此从产酸材料产生的质子切断构成保护罩6的树脂材料的O原子的结合键而使其开环，在与接合膜8的Si-OH基之间形成共价键。由此，不仅仅是压电基板1和保护罩6的配设面14之间，而且即便在接合膜8和该配设面14之间，都可以实现良好的接合。
进而，在该保护罩6上形成贯通孔6a，进行借助贯通孔6a除去牺牲层7a的牺牲层除去工序，由此如图2(e)所示，在保护罩6和压电基板1之间形成作为IDT的振动空间的收容空间7。在本实施方式中，进行牺牲层7a的形成的牺牲层形成工序、进行保护罩6的形成的保护罩形成工序、进行牺牲层7a的除去的牺牲层除去工序，相当于收容空间形成工序。
作为借助贯通孔6a除去牺牲层7a的方法，如果是用非晶硅形成牺牲层7a的情况，就可以应用基于干式蚀刻或湿式蚀刻的选择性蚀刻的手法。例如，可以通过使用了XeF2(氟化氙气体)的干式蚀刻或使用了氟代硝酸的湿式蚀刻等除去牺牲层。另外，如果是用二氧化硅形成牺牲层7a的情况，则可以利用基于氢氟酸蒸气的干式蚀刻或通过浸渍到缓冲氢氟酸内的湿式蚀刻等手法。
在通过除去牺牲层7a形成收容空间7之后，通过环氧系树脂等形成密封树脂层11。
通过经过以上的工序，可以制作如图1所示的长期可靠性出色的弹性表面波装置S1。
<第二实施方式>
<弹性表面波装置的构成>
图3是概略地表示本发明的第二实施方式的弹性表面波装置S2的剖面模式图。其中，在本实施方式的弹性表面波装置S2所具有的构成要素当中，对于作用效果与第一实施方式的弹性表面波装置S1相同的构成要素，附加相同的符号，并省略其说明。
在本实施方式的弹性表面波装置S2中，在由保护罩6确保收容空间7的同时，连接线3延伸至保护罩6的外侧。换言之，按照保护罩6的一部分跨过连接线3之上的方式形成。但是，就弹性表面波装置S2而言，在保护罩6的框体4和盖体5分开形成这一点上，和第一实施方式的弹性表面波装置S1不同。即，在本实施方式中，保护罩6是在压电基板1上形成框体4后在框体4的上面设置盖体5，由此对它们加热使其接合而形成，其中所述的框体4包围形成了IDT2的区域。该实施方式实现了收容空间7的高度气密性，在这一点上是优选的，有助于长期可靠性出色的弹性表面波装置的实现。
框体4与第一实施方式的弹性表面波装置S1的保护罩6一样，是由在环氧系树脂或聚酰亚胺树脂、BCB(苯并环丁烯)、或丙烯酸系树脂等负型的感光性抗蚀剂中混合产酸材料而得到的材料形成的。在本实施方式中，框体4的下端部分成为配设面14。在本实施方式中，在保护罩6和连接线3之间，为了实现确保收容空间7的气密性的足够好的接合，配设面14中至少与接合膜8相接的场所可以由在上述的感光性抗蚀剂中混合产酸材料得到的材料形成。
盖体5例如是由环氧系树脂或聚酰亚胺树脂、BCB(苯并环丁烯)、或丙烯酸系树脂等抗蚀剂形成。优选盖体5由这些抗蚀剂形成为膜状得到的构件(膜构件)形成。此时，仅需贴附薄膜就可以形成厚度均匀的盖体5。
或者，也可以是框体4也由膜构件形成的实施方式。此时，由于框体4的厚度均匀，所以可以在框体4上形成盖体5且没有间隙。此外，在由膜构件形成框体4的情况下，从确保自重同时实现小型低背化的观点出发，优选为约30μm左右的厚度。
更优选框体4和盖体5是由相同材料形成。此时，就保护罩6而言，在加热接合之后不存在两者的接合界面，形成具有两者实际上一体化的结构的保护罩6。此时，框体4和盖体5的密接强度得到充分确保，所以实现了气密性出色的保护罩6。
此外，在图3中省略了图示，但在弹性表面波装置S2中，可以以覆盖保护罩6的方式设置密封树脂层11。
图4是表示在弹性表面波装置S2上形成密封树脂层11同时设置外部电极的构成的模式图。
如图4所示，在弹性表面波装置S2中，在图3所示的向外部露出的连接线3的一部分上，设置电极形成基底层9，在此基础上设置由柱状部10和电极端子部13构成的外部连接用电极。另外，按照掩埋保护罩6以及柱状部10的方式形成密封树脂层11。
柱状部10通过电镀或化学镀规定的金属材料而形成。电极形成基底层9是作为在进行镀敷形成时用于使成为柱状部10的构成材料的金属在其上析出、堆积的基底层而设置的。为此，电极形成基底层9优选使用和柱状部10相同的材料形成。柱状部10和电极形成基底层9由Cu形成是合适的例子之一。此外，如果考虑和形成连接线3的Al-Cu合金的密接性，进一步优选使由Cr或Ti等形成的未图示的密接层介于连接线3和电极形成基底层9之间。此外，在利用电镀法形成柱状部10的情况下，优选电极形成基底层9形成为100nm以上的厚度。这是因为，在具有该厚度的情况下，可以在形成柱状部10时稳定地流过电流。不过，由于在其上形成柱状部10，所以电极形成基底层9自身的厚度可以不必太厚，可以是至多数百nm左右的厚度。
此外，通过将外部连接用电极配置在IDT2的发热场所的附近，可以提高弹性表面波装置的散热性。例如，在制作分波器作为本实施方式的弹性表面波装置S2的情况下，外部连接用电极的柱状部10适合作为散热用电极发挥功能。此外，IDT2的发热场所因使用频率或IDT2为多个时其连接方法的不同而不同，但在是共振子的情况下，成为IDT2的中心部分附近。通过努力使柱状部10的配置、根数、直径与弹性表面波装置S2的构成相一致，可以提高散热性。
电极端子部13成为表面安装弹性表面波装置S2时和外部电路连接的连接端子。电极端子部13设置在柱状部10的端部(图4中为上端部)。即，IDT2和电极端子部13通过连接线3以及柱状部10相互连接。电极端子部13可以通过基于PbSn焊料、无铅焊料、AuSn焊料、AuGe焊料等的焊接凸点的形成来实现，也可以通过基于导电性材料的薄膜的扁平焊垫的形成来实现。此外，在本实施方式中，可以根据安装弹性表面波装置的安装基板选择形成电极端子部13的材料。由此，可以实现和安装基板的接合可靠性高的弹性表面波装置。
密封树脂层11与第一实施方式一样，使用环氧系树脂或其他弹性模量低的材料形成。通过具有密封树脂层11，可以确实可靠地密封收容空间7。另外，该密封树脂层11具有保护柱状部10防止柱状部10破损的作用。此外，在本实施方式中，如后所述，在形成柱状部10之后形成密封树脂层11，然后，形成电极端子部13。
此外，就第一实施方式的弹性表面波装置S1而言，也可以在如此设置了柱状部10之后形成密封树脂层11，然后形成电极端子部13。
如上述的说明所示，关于本实施方式的弹性表面波装置，通过具有如上所述的构成，可以抑制由于水分等浸入到保护罩内部的IDT的收容空间而引起的电特性的劣化。即，在本实施方式中，长期可靠性出色的弹性表面波装置得到实现。
<弹性表面波装置的制造方法>
接着，使用图5以及图6说明本实施方式的弹性表面波装置S2的制造工序。此外，在这里，如图3所示，对使接合膜8延伸至形成了IDT2的区域并覆盖IDT2而进行设置的情况进行说明。
首先，如图5(a)所示，与第一实施方式一样，在压电基板1的上面形成IDT2和连接线3。具体而言，以例如钽酸锂单晶、铌酸锂单晶等具有压电性的单晶基板为压电基板1，在其一个主面上，由例如Al-Cu合金等Al合金形成IDT2和连接线3。关于IDT2、连接线3的形成，通过执行如下所示的图形形成工序来进行，即通过使用了步进曝光机(stepper)和RIE(反应性离子蚀刻：Reactive Ion Etching)装置的光刻法等，以需要的形状使利用溅射法、蒸镀法或CVD(化学气相沉积：Chemical Vapor Deposition)法等薄膜形成法形成的Al合金薄膜形成图形。此外，将压电基板1上的形成了IDT2的区域作为弹性表面波元件区域。
接着，通过溅射法、蒸镀法或CVD(化学气相沉积：Chemical VaporDeposition)法等薄膜形成法，在压电基板1的背面形成由Al-Cu合金等Al合金构成的背面电极12。
接着，如图5(b)所示，进行形成由氧化硅、氮化硅、或者硅构成的接合膜8的接合膜形成工序。具体而言，按照至少覆盖IDT2以及连接线3之上的方式，通过CVD法或蒸镀法等薄膜形成法形成由氧化硅、氮化硅、或者硅构成的薄膜，在此基础上，按照露出连接线3中成为与外部电路的连接部的部分的方式，通过光刻法除去其一部分，由此形成接合膜8。
接着，如图5(c)所示，进行在压电基板1上利用印刷法等手法按照包围形成了IDT2的区域的方式涂布负型感光性抗蚀剂并进行曝光、显影，由此形成框体4的框部形成工序。另外，也可以边按压膜构件边使用贴附机贴附在压电基板1上，在此基础上进行曝光、显影，形成框体4。此时，至少在和接合膜8相接的配设面14的部分中含有产酸材料。也可以是由含有产酸材料的感光性抗蚀剂形成整个框体4的实施方式。作为负型感光性抗蚀剂，可以使用第一实施方式中与用于形成保护罩6的材料相同的材料。
接着，如图5(d)所示，进行盖部形成工序，该工序使用贴附机在框体4的上面贴附用于形成盖体5的膜构件5a，在此基础上，进行通过加热使两者接合的接合工序。加热的条件可以根据两者的材料等适当确定。此外，如果是使用环氧系树脂作为框体4和盖体5的材料的情况，则在100℃～200℃的范围内进行加热接合会促进环氧树脂的聚合，密接强度、气密性进一步提高，所以优选。
随后，通过除去膜构件5a的没有用部分(向框体4的外侧露出的部分)，如图5(e)所示，形成具有框体4和盖体5相接合的结构的保护罩6。在本实施方式中，进行框体4的形成的框部形成工序、进行盖体5的形成的盖体形成工序、进行两者的接合的接合工序，相当于收容空间形成工序。
另外，通过形成该保护罩6，在保护罩6和压电基板1之间形成作为IDT2的振动空间的收容空间7。即，在本实施方式中，以所谓通过依次形成框体4和盖体5而形成保护罩6的实施方式，形成弹性表面波装置，所以没有必要像第一实施方式的制造方法那样需要如下所示的工艺，即为了得到收容空间7，临时形成牺牲层7a，然后设置贯通孔6a而将其除去。在本实施方式的制造方法中，很少在收容空间7中产生残留物，所以可以抑制弹性表面波装置的电特性因该残留物的存在而劣化。因此，通过如上所述的工艺形成保护罩6以及收容空间7的本实施方式的制造方法，在能够制造可靠性更高的弹性表面波装置方面更出色。
若通过形成保护罩6来形成收容空间7，则接着进行形成外部连接用电极的电极形成工序、和进行树脂密封的密封工序。
首先，如图6(a)所示，形成对压电基板1的整个上面进行覆盖的镀敷用基底层9a。关于镀敷用基底层9a，是其一部分在后段的工序中被用作电极形成基底层9的金属层。镀敷用基底层9a例如通过薄镀法由Ti-Cu合金等形成是合适的例子之一。在通过薄镀法形成镀敷用基底层9a的情况下，没有必要形成用于使电流流过镀层形成部位的配线图形。这有助于弹性表面波装置的小型化。
此外，当在包含保护罩6的压电基板1的整个上面形成镀敷用基底层9a时，在至少成为电极形成基底层9的部分，只要以能在其上确实可靠地形成外部连接用电极的柱状部10的程度形成镀敷用基底层9a即可。因此，例如保护罩6的侧面部等具有较大的阶梯差，在该部分产生镀敷用基底层9a的非形成部，即便不导通保护罩6的(盖体5的)上面和成为电极形成基底层9的部分，在实用上也几乎没有问题，但为了成为全部导通的状态，具体而言，只要是这样的阶梯差的高度相对于要形成的镀敷用基底层9a的厚度为一半以下，就没有问题。例如，在阶梯差为0.35μm以下的情况下，使镀敷用基底层9a的厚度为0.7μm即可。
如果得到镀敷用基底层9a，则在镀敷用基底层9a上形成镀敷用抗蚀层15。不过，镀敷用抗蚀层15如图6(b)所示形成为在位于保护罩6的外侧的连接线3的上方的部分(成为电极形成基底层9的部分)具有露出镀敷用基底层9a的开口部16。该露出部分在后段的工序中被用作电极形成基底层9。
镀敷用抗蚀层15例如利用旋涂等手法形成在镀敷用基底层9a上。此外，通过调节使用的抗蚀材料的粘度和基于旋涂的涂布次数，可以在数μm至数百μm的范围内适当确定镀敷用抗蚀层15的厚度。镀敷用抗蚀层15的厚度可以根据在后段的工序中要形成的柱状部10的高度来确定。
此外，在形成镀敷用抗蚀层15时，优选临时涂布抗蚀材料并涂布成与保护罩6的上面大致相同的高度，使其硬化，由此掩埋由保护罩6导致的较大阶梯差，得到平坦面，然后反复进行抗蚀材料的涂布、硬化。这是因为，此时可以得到上面平坦的镀敷用抗蚀层15。
开口部16可以通过一般的光刻法适当形成。若形成开口部16，则如图6(c)所示，在开口部16内，在电极形成基底层9上形成柱状部10。
柱状部10可以通过电镀法、无电解镀敷法、凸点法等形成，但其中优选用电镀法形成。电镀法是生长速度快且厚膜形成容易的手法，所以可以提高柱状部10的高度的自由度。另外，形成的柱状部10和镀敷用基底层9a的密接性也良好。特别是镀层的厚度依赖于镀敷处理时间，所以在形成超过30μm的厚度的情况下，优选生长速度快的电镀法。作为柱状部10的形成材料，例如可以使用焊锡、Cu、Au、Ni等。特别是在使用Cu或焊锡的情况下，可以抑制材料成本，所以优选。
柱状部10形成为其上面到达比保护罩6的上面还高的位置。这是因为，当在后段的工序中除去树脂层11a的上部时，以保护罩6被密封树脂层11覆盖的状态使柱状部10的上面露出。在这里，柱状部10和保护罩6的高度是指距离压电基板1的上面的高度。在满足该关系的情况下，即便如后所述磨削树脂层11a，也不会露出保护罩6的上面(盖体5)，或被磨削，所以可以确实可靠地确保保护罩6的气密性。
若形成柱状部10，如图6(d)所示，通过除去镀敷用抗蚀层15和镀敷用基底层9a中形成在镀敷用抗蚀层15的下方的部分(电极形成基底层9以外的部分)，使柱状部10露出。
镀敷用抗蚀层15被丙酮或IPA等有机溶剂、或二甲亚砜等碱性有机溶剂除去。在镀敷用基底层9a是由Cu形成的情况下，由氯化铁或磷酸和过氧化氢水的混合液除去。在用Ti形成镀敷用基底层9a的情况下，由稀氢氟酸或氨水和过氧化氢水的混合液除去。不过，从减少对形成在镀敷用基底层9a下的由SiO2等形成的接合膜8或由Al-Cu合金等形成的连接线3的损伤的观点出发，优选使用氨水和过氧化氢水的混合液。
此外，在如上所示除去镀敷用抗蚀层15而使柱状部10露出之后，在除去镀敷用基底层9a时，尽管就位于柱状部10的下面的电极形成基底层9而言，外缘部被除去了一部分，但其以外的部分残留。即，在除去镀敷用基底层9a时，柱状部10未被除去。
在使柱状部10露出之后，如图6(e)所示，形成覆盖包括保护罩6以及柱状部10的压电基板1的整个上面的树脂层11a。树脂层11a是其一部分被用作密封树脂层11的层。因此，树脂层11a是由构成密封树脂层11的材料形成的。即，使用环氧系树脂或其他弹性模量低的材料形成。此外，如果在密封树脂层11内混入气泡，则无法稳定地密封包括保护罩6的结构体，所以树脂层11a也适于用真空印刷法进行印刷。
当得到树脂层11a时，对其上面部分进行磨削，如图6(f)所示，使柱状部10露出。未经该工序磨削而残留的部分成为密封树脂层11。
具体而言，使用研磨机，通过研磨刀研磨树脂层11a的上面直至露出柱状部10。进而，然后为了使后述的电极端子部13和柱状部10很好地连接，可以进行通过抛光研磨等的精加工。
优选在如此得到密封树脂层11的时刻，接着如图6(g)所示形成保护层17。
保护层17的设置目的在于，提高制造时以及制造后的弹性表面波装置S1的耐冲击性。即，通过具有保护层17，弹性表面波装置中的裂纹、缺损等不良情况的产生受到抑制，制造合格率的提高或可靠性的提高得到实现。
在从压电基板1的下面向侧面形成该保护层17的情况下，成为压电基板1的下面和侧面都受到保护的结构。此时，可以抑制水分从压电基板1和密封树脂层11的界面浸入，所以实现了气密性、耐湿性进一步提高的弹性表面波装置。
保护层17优选由热膨胀系数和密封树脂层11大致相同的材料形成。此时，在仅设置密封树脂层11时产生的基于密封树脂层11的应力得到缓和，所以可以抑制由该应力引起的压电基板1的翘曲的产生。即，可以实现可靠性更高的弹性表面波装置。特别是如果使用环氧系树脂材料，通过添加SiO2等填料，可以控制热膨胀系数，同时由于透湿性低且吸水性高，所以可以在上下面抵消施加给压电基板1的应力，同时可以抑制水分向弹性表面波装置的浸入，所以优选。
另外，关于该保护层17的形成，如果是在形成背面电极12之后，则可以在任意时刻进行，但如上所述，如果在密封树脂层11形成于压电基板1的上面之后进行，则可以通过压电基板1和密封树脂层11之间的热膨胀系数差消除施加给压电基板1的应力，可以实现可靠性更高的弹性表面波装置，所以优选。
接着，在露出的柱状部10的上面形成电极端子部13。可以是电极端子部13作为如图6(h)所示的焊接凸点而设置的实施方式，也可以是通过形成导电性材料的薄膜而成为扁平焊垫的实施方式。如果是前者的情况，例如可以通过在柱状部10的上面丝网印刷由PbSn焊料、无铅焊料、AuSn焊料、或AuGe焊料等构成的焊糊并进行回流，形成电极端子部13。
通过如上所示的工序，可以制造本实施方式的弹性表面波装置。而且，这些工序可以在所谓晶片加工工艺中实现，能够以通过分割成为压电基板1的母基板为对象，对多个弹性表面波装置同时进行上述的工序。即，可以不经过后工序的复杂处理提供弹性表面波装置。
另外，可以不使用牺牲层形成成为IDT的振动空间的收容空间，所以不需要牺牲层的形成、除去所必需的工序，可以减少用于形成振动空间的工时，可以提高生产率。另外，通过在压电基板1上设置保护罩，不需要收容弹性表面波装置的陶瓷封装等，可以提供小型的弹性表面波装置。
<第一、第二实施方式的变形例>
接着，使用图7说明上述的第一、第二实施方式的变形例。图7(b)的B-B剖面大致相当于图8(a)所示的剖面。此外，在图7中，将弹性表面波装置S3作为第一实施方式的弹性表面波装置S1的变形例示出，但该变形例也可以用于第二实施方式的弹性表面波装置S2。
在上述的第一、第二实施方式中，对连接线3的端部位于保护罩6的外侧的情况(具体而言，作为其一例，连接线3到达至压电基板1的侧端部的情况)进行了说明，但在该变形例中，如图7所示，连接线3的端部俯视下为矩形，且位于保护罩6的框部的下方。另外，接合膜8在连接线3的附近以仅覆盖该连接线3的端部的上面以及外周部的方式形成。即，接合膜8形成为在连接线3的中央区域具有开口部8b。另外，在保护罩6的框部设置有和上述开口部连通的贯通孔6a。通过在这些开口部8b以及贯通孔6a中填充金属材料，形成和连接线3的端部连接的外部连接用电极的柱状部10。此外，在柱状部10的上端部设置有电极端子部13。另外，以覆盖保护罩6且封闭贯通孔6a的方式设置有密封树脂层11。
在如图4所示的弹性表面波装置S2中，密封树脂层11具有支承柱状部10的作用，但在如图7所示的变形例的情况下，柱状部10成为被保护罩6的框部支承的状态，所以可以仅在堵塞贯通孔6a的部分设置密封树脂层11。
Claims (11)
1.一种弹性表面波装置，其具有：
压电基板，其传输弹性表面波；
IDT，其形成在所述压电基板的第一主面上，且至少具备一个在和所述弹性表面波的传输方向正交的方向上具有长度方向的多个电极指构成的梳齿状电极；
保护罩，其由光硬化性材料形成，通过覆盖所述IDT的形成区域而与所述第一主面一起形成中空的收容空间，在所述保护罩的下端的区域具有含有产酸材料的产酸部；
连接线，其形成在所述第一主面上，按照与所述IDT连接并且在所述保护罩的外侧具有端部的方式从所述收容空间向隔着所述保护罩的所述收容空间的外侧引出；和
接合膜，其由绝缘材料形成，至少介于所述保护罩的所述产酸部和所述连接线之间而形成。
2.如权利要求1所述的弹性表面波装置，其特征在于，
所述保护罩是通过接合围绕所述IDT的框体和在所述框体上载置的膜状盖体而形成的。
3.如权利要求1所述的弹性表面波装置，其特征在于，
还具有以埋入所述IDT的方式形成且保护所述IDT的保护膜。
4.如权利要求3所述的弹性表面波装置，其特征在于，
所述接合膜以埋入所述IDT的方式延伸形成，由此所述接合膜兼为保护膜。
5.如权利要求1所述的弹性表面波装置，其特征在于，
所述接合膜的外周缘位于所述保护罩的外周缘的外侧。
6.如权利要求1所述的弹性表面波装置，其特征在于，
在所述连接线的所述端部上具有大致柱状的外部连接用电极，并且在露出所述外部连接用电极的上端部分的同时，对所述保护罩和所述外部连接用电极进行树脂密封。
7.一种弹性表面波装置的制造方法，包括：
图形形成工序，其形成IDT和与所述IDT连接而电连接所述IDT和外部电路的连接线，所述IDT形成在压电基板的第一主面上且至少具备一个在和所述压电基板上的弹性表面波的传输方向正交的方向上具有长度方向的多个电极指构成的梳齿状电极；
接合膜形成工序，其至少在所述连接线之上形成由绝缘材料构成的接合膜；和
收容空间形成工序，其通过设置保护罩形成由所述第一主面和所述保护罩的内面包围的区域构成的中空的收容空间，所述保护罩由光硬化性材料形成，覆盖所述IDT的形成区域并在与所述接合膜相接的下端的区域形成有含有产酸材料的产酸部。
8.如权利要求7所述的弹性表面波装置的制造方法，其特征在于，
所述收容空间形成工序包括：
形成充满应该成为所述收容空间的空间的牺牲层的牺牲层形成工序、
以覆盖所述牺牲层的方式形成所述保护罩的保护罩形成工序、和
在所述保护罩上形成贯通孔并通过所述贯通孔除去所述牺牲层而形成所述收容空间的牺牲层除去工序。
9.如权利要求7所述的弹性表面波装置的制造方法，其特征在于，
所述收容空间形成工序包括：
通过在所述第一主面上载置围绕所述IDT的框体来形成框部的框部形成工序、
通过在所述框体上载置膜状的盖体来形成盖部的盖部形成工序、和
接合所述框体和所述盖体形成所述保护罩的接合工序。
10.如权利要求7所述的弹性表面波装置的制造方法，其特征在于，
在所述接合膜形成工序中，以埋入所述IDT的方式形成所述接合膜，以使所述接合膜兼为所述IDT的保护膜。
11.如权利要求7所述的弹性表面波装置的制造方法，其特征在于，还具有：
在所述连接线的所述端部之上设置大致柱状的外部连接用电极的电极形成工序、和
在使所述外部连接用电极的上端部分露出的同时对所述保护罩和所述外部连接用电极进行树脂密封的密封工序。
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