表面聲波裝置的制作方法

專利名稱：表面聲波裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過布線電連接多個表面聲波(surface acoustic wave)元件的 表面聲波裝置，更詳細地，涉及一種具有多根布線立體交叉的立體布線部的表面聲波裝置。
背景技術：
過去，在攜帶電話等帶通濾波器中廣泛使用表面聲波裝置。為了實現此種表面聲 波裝置的小型化，在下述的專利文獻1中公開有圖7所示的表面聲波裝置。表面聲波裝置101具有由LiTaO3等構成的壓電基板。在壓電基板102上形成IDT 電極103。形成保護膜104以便覆蓋IDT電極103。通過對IDT電極103施加交流電壓，來激發表面波(surface wave)。為了不妨礙 此表面波的振動而形成空間A。即，為了不妨礙含有IDT電極103的振動部的振動，在振動 部上形成空間A。為了形成空間A，形成包圍壁105以便包圍振動部。通過對具有耐熱性的感光性樹 脂進行構圖來形成包圍壁105。然后，層疊蓋體106以便覆蓋由包圍壁105包圍的空間A。 蓋體106由合成樹脂形成。此外，形成貫通包圍壁105及蓋體106的貫通孔，在該貫通孔內配置凸起 (bump) 107。在未圖示的部分，凸起107電連接在IDT電極103上。在表面聲波裝置101中，通過使用由上述感光性樹脂構成的包圍壁105及由合成 樹脂層構成的蓋體106，就能實現小型化、特別是薄型化。但是，在構成攜帶電話的帶通濾波器等時，大多電連接多個表面聲波元件而形成 濾波器電路。在這種情況下，使多個表面聲波元件的壓電基板公共化。即，為了在1片壓電 基板上構成各表面聲波元件而形成多個振動部。而且，通過形成在壓電基板上的布線來電 連接多個振動部。此情況下，為了實現小型化，常產生多根布線相互立體交叉的部分。例 如，如圖8所示，在立體布線部111中，第一布線112和第二布線113立體交叉。在第一布 線112和第二布線113之間形成絕緣層114。專利文獻1 JP特開2006-217226號公報

發明內容
但是，如專利文獻1所述的表面聲波裝置101那樣，在能實現小型化及薄型化的結 構中，在使多個表面聲波裝置的壓電基板公共化的情況下，存在在立體布線部中產生布線 的斷線這樣的問題。例如，在1片壓電基板上構成多個表面聲波裝置101并形成圖8的立 體布線部111的時候，上述立體布線部就形成在上述包圍壁105和壓電基板102之間。因 此，位于上方的第二布線113就會被絕緣層114和包圍壁105所夾持。為了減少第一、第二布線112、113間的寄生電容(parasitic capacitance)并改 善特性，確保立體交叉部分的電絕緣而設置上述絕緣層114。因此，絕緣層114由聚酰亞胺 (polyimide)等合成樹脂構成，用與包圍壁105不同的合成樹脂形成。
為此，在周圍溫度變化的時候，根據第二布線113的上方的包圍壁105的線膨脹系 數、和位于下方的絕緣層114的線膨脹系數之差施加應力，在第二布線113中常發生斷線。
本發明的目的在于提供一種解決上述現有技術缺點，難以產生壓電基板上的立體 布線部中的斷線，可靠性優良的表面聲波裝置。根據本發明，提供一種表面聲波裝置，包括多個表面聲波元件和多根布線；上述多 個表面聲波元件具有壓電基板，其具有彼此相對的第一、第二主面；電極，其形成在上述 壓電基板的上述第一主面上，用于激發表面聲波；電極焊盤，其形成在上述壓電基板的第一 主面上，與上述電極電連接；支持構件，其按照包圍上述振動部的周圍的方式形成在上述壓 電基板的第一主面上，并且比上述電極更厚；以及蓋構件，其按照覆蓋上述振動部的方式設 置在上述支持構件上，并且形成上述振動部的電極所面對的中空的空間；上述多根布線電 連接上述多個表面聲波元件；上述多根布線具有第一布線、和配置在該第一布線更上方且 與第一布線立體交叉的第二布線；在上述第一、第二布線立體交叉的部分中，還包括絕緣 層，該絕緣層配置在第一、第二布線間，并且由與上述支持構件不同的材料構成；該表面聲 波裝置特征在于，設置上述支持構件，使其具有包圍第一、第二布線隔著上述絕緣層交叉的 立體布線部的開口，由此在由上述壓電基板、上述支持構件、和上述蓋構件包圍的空間內配 置立體布線部。根據本發明的表面聲波裝置的某一特定局面，還包括密接性改善膜，其形成在 上述壓電基板的上述第一主面上，并且相對上述壓電基板的密接性比上述支持構件更高； 在上述密接性改善膜上形成上述支持構件。通過在上述密接性改善膜上形成支持構件，就 能通過密接性改善膜將支持構件牢固地密接在壓電基板上，由此提高表面聲波裝置的可靠 性。作為這樣的密接性改善膜，例如可使用無機氮化物或無機氧化物，由此，可有效地提高 相對壓電基板的密接性。在本發明的表面聲波裝置中，優選蓋構件由環氧樹脂構成。在此情況下，能以比較 低的溫度例如170°C 220°C左右的溫度使其硬化。因此，使用低溫的硬化處理就能形成支 持構件。在本發明的表面聲波裝置中，優選還包括保護層其層疊在蓋構件的與支持構件 側相反一側的面上，并且由合成樹脂構成。由于因保護膜的形成，在表面聲波裝置安裝時， 焊劑(flux)就不透過保護層，所以能防止焊劑向中空空間流入。優選上述保護層由與上述支持構件相同的材料形成，由此，能減少材料的種類，并 且能實現制造工序的簡化。發明效果在本發明的表面聲波裝置中，設置支持構件，以便包圍第一、第二布線隔著絕緣層 交叉的立體布線部。為此，立體布線部面向由壓電基板、支持構件、和蓋構件包圍的空間。因 此，由于在立體布線部中，第一、第二布線任何一個都不與支持構件接觸，所以第一、第二布 線難以受到基于支持構件及上述絕緣層的線膨脹系數差的應力。由此，在立體布線部中，難 以在第一、第二布線中產生斷線。因此，例如即使在通過形成合成樹脂層來分別構成上述支持構件及上述蓋構件， 實現薄型化，并且基于減少寄生電容的觀點用與支持構件不同的材料形成上述立體布線部 中的絕緣層的情況下，也能確實地抑制第一、第二布線的斷線。
因此，根據本發明，可確實地抑制表面聲波裝置的立體布線部中的斷線。可提高表 面聲波裝置的可靠性


圖1是本發明的一實施方式的表面聲波裝置的示意的正面剖面圖。圖2是表示去除了圖1所示的實施方式的表面聲波裝置的蓋構件的狀態的示意的 平面圖。圖3是作為比較例準備的表面聲波裝置的示意的平面圖。圖4是表示在比較例的表面聲波裝置中，布線中產生斷線的狀態的照片。圖5是表示圖1所示的實施方式的變化例的表面聲波裝置的示意的正面圖。圖6是表示圖1所示的實施方式的另一變化例的表面聲波裝置的示意的正面圖。圖7是現有的表面聲波裝置的示意的正面剖面圖。圖8是表示現有的表面聲波裝置中的立體布線部的一部分的局部剪切塊正面剖 面圖。符號說明L···表面聲波裝置2…壓電基板2a...上面2b...下面3—IDT 電極4…支持構件4a...開口4b...開口5…蓋構件6…電極焊盤6a 6f…電極焊盤7…貫通導體8…金屬凸起11 13... IDT 電極14、15…反射器21 23、31 33、41 43...IDT24、25、34、35、44、45 …反射器51…第一布線52…第二布線53…絕緣層61…表面聲波裝置62…密接性改善膜71…表面聲波裝置72…保護膜
Fl F4...表面聲波元件R1、R2…表面聲波元件
具體實施例方式下面，通過參照

本發明的具體實施方式
，使本發明明確。圖1及圖2是用于說明本發明的一實施方式的表面聲波裝置的示意的正面剖面圖、以及表示去除了該表面聲波裝置的蓋體的狀態的示意的平面圖。如圖1所示，本實施方式的表面聲波裝置1具有壓電基板2。壓電基板2由LiTa03、 LiNbO3或水晶等壓電單晶體形成，或由壓電陶瓷形成。壓電基板2具有作為第一主面的上 面2a和作為第二主面的下面2b。為了激發表面聲波，在上面2a上形成至少包含一個IDT 電極的電極3。與表面聲波裝置101相同，為了不妨礙包含電極3的副振動部的振動，而形 成空間A。即，按照面對空間A的方式構成振動部。為了密封空間A，在壓電基板2的上面2a上層疊支持構件4及蓋構件5。更詳細 地，為了形成上述空間A而按照包圍振動部的方式形成支持構件4。在支持構件4上按照密 封上述空間A的方式層疊蓋構件5。與現有的表面聲波裝置101的情形相同，在本實施方式中也形成貫通支持構件4 及蓋構件5的貫通孔。此貫通孔直達形成在壓電基板2上的電極焊盤6。在貫通孔內形成 作為下凸起金屬的貫通導體7。貫通導體7的下端粘合在電極焊盤6上。電極焊盤6通過 未圖示的布線與電極3電連接。貫通導體7的上端在蓋構件5的上面露出。形成由焊料構成的金屬凸起8以便與 貫通導體7電連接。金屬凸起8被用作在印刷電路基板等上安裝表面聲波裝置1時的端子 電極。上述電極3及電極焊盤6等由Ag、Al、Cu、Pd等適合的金屬或合金制成。此外，這 些電極也可以由層疊多個金屬層而成的疊層金屬膜形成。關于后述的布線也由相同的金屬 材料形成。另一方面，上述支持構件4由合成樹脂構成。優選支持構件4由感光性樹脂構成。 感光性樹脂通過光刻法(photolithography)可容易地構圖。由此，可容易地形成用于形成 空間A的開口部，并可容易地在預定上述貫通導體7所處的部分形成上述貫通孔。作為上述感光性樹脂，可列舉感光性聚酰亞胺、感光性環氧、感光性硅樹脂等。優 選，使用感光性聚酰亞胺，由此，可容易且高精度地進行支持構件4的構圖。此外，由于具有 適度的彈力性，所以能減輕向壓電基板2和蓋構件5的負載。上述蓋構件5由合成樹脂構成。不特別地限定構成此蓋構件5的合成樹脂，例如 可使用環氧樹脂、聚酰亞胺等。在使用環氧樹脂的時候，例如能以170°C 220°C左右的溫 度使其硬化。因此，由于使用低溫度硬化處理就能形成蓋構件5，所以優選。在表面聲波裝置1中，由于上述支持構件4及蓋構件5也由上述這樣的合成樹脂 層構成，所以與使用由金屬或陶瓷構成的封裝材料等的情形相比，能推進表面聲波裝置的 小型化、特別是薄型化。本實施方式的表面聲波裝置1的特征在于，在由壓電基板2、支持構件4、和蓋構件 5包圍的空間內配置下述的立體布線部。參照圖2詳細地進行說明。
圖2是表示在本實施方式的表面聲波裝置1中形成蓋構件5之前的狀態的示意平 面圖。再有，在圖2中，關于金屬凸起8，為了明確其形成的位置，雖然是形成蓋構件5之前， 也用帶參照編號8的圓來表示形成金屬凸起8的位置。
此外，在本實施方式中，在壓電基板2上形成多個表面聲波元件Fl F4及Rl、R2。 它們當中，多個表面波元件Fl F4是3IDT型的縱耦合諧振器型表面聲波濾波器，多個表 面聲波元件R1、R2分別是1端口型表面聲波諧振器。以表面聲波元件Fl為例，表面聲波元件Fl具有配置在表面波傳播方向上的第 一 第三IDT電極11 13 ；和配置在形成IDT電極11 13的部分的表面波傳播方向兩 側的反射器14、15。在圖2中，為了使圖示容易，IDT電極11 13及反射器14、15分別用 矩形或梯形的塊簡略圖示。在其它的表面聲波元件F2 F4中也同樣地，用矩形的塊簡略圖示IDT電極，用 梯形的塊簡略圖示反射器。即，表面聲波元件F2 F4分別具有第一 第三IDT21 23、 31 33、41 43 ；和反射器24、25、34、35、44、45。此外，在表面聲波諧振器即表面聲波元件 R1、R2中，雖然具有1個IDT電極、和配置在此表面波傳播方向兩側的反射器(未圖示)，但 在此，用矩形的塊簡略圖示IDT電極部分。圖1所示的電極3示意地示出了這些表面聲波元件之內1個表面聲波元件的電極 構造。例如，以表面聲波元件Fl為例，形成上述IDT電極11 13及反射器14、15的部分 相當于圖1中形成電極3的部分，即構成振動部。在表面聲波裝置1中，支持構件4具有用于形成包圍上述各振動部的空間A的開 口 4a。以形成表面聲波元件Fl的部分為例，按照包圍設置有上述IDT電極11 13及反射 器14、15的振動部的方式形成開口 4a。而且，為了密封上述開口 4a而層疊圖1所示的蓋構 件5。但是，雖然通過連接多個表面聲波元件Fl F4及多個表面聲波元件Rl、R2來構 成帶通濾波器，但此情況下，為了實現小型化及高密度化，壓電基板2上的多根布線具有立 體布線部。在圖2中，形成作為不平衡輸入端子的電極焊盤6a ；作為第一、第二平衡輸出端子 的電極焊盤6b、6c ；和連接到地電位的電極焊盤6d 6f，作為圖1簡圖示出的電極焊盤6。在作為輸入輸出端子的電極焊盤6a上，經由表面聲波諧振器即表面聲波元件Rl 按以下順序連接3IDT型的縱耦合諧振器型表面聲波濾波器即表面聲波元件F2及表面聲波 元件F1。此外，同樣地，在電極焊盤6a上，經由1端口型表面聲波諧振器即表面聲波元件 R2以下按順序連接3IDT型的縱耦合諧振器型表面聲波濾波器即表面聲波元件F3及表面聲 波元件F4。由此，形成具有平衡-不平衡轉換功能的帶通濾波器。在這樣的結構中，壓電基板2上的布線圖形復雜化。為此，設置多根布線立體交叉 的立體布線部。例如，在圖2中用箭頭標記示出的立體布線部B中，第一布線51和第二布 線52立體交叉。第一布線51公共連接IDT電極11、13的各一端，第二布線52電連接作為 輸出端子的電極焊盤6b、和IDT電極12。必須使此第一、第二布線51、52間電絕緣。為此， 在壓電基板上形成第一布線51，在第一布線51上形成絕緣層53，在絕緣層53上形成第二 布線52。在立體布線部B中，絕緣層53實現了第一、第二布線51、52間的電絕緣。此外，為了減少第一、第二布線51、52間的寄生電容，選擇用于形成絕緣層53的合成樹脂。因此，作 為用于形成絕緣層53的合成樹脂，可使用與構成單純地構成封裝的一部分的支持構件4的 合成樹脂不同的合成樹脂。因此，絕緣層53的線膨脹系數與支持構件4的線膨脹系數不同。但是，在本實施 方式中，在立體布線部中，支持構件4不位于第二布線52的上方。即，上述支持構件4不僅 僅設置有包圍振動部的開口 4a，還設置有包圍立體布線部的開口 4b。換言之，立體布線部 B被配置在由壓電基板2、支持構件4、和蓋構件包圍的中空的空間內。因此，由于在立體布 線部中，支持構件4不位于第二布線52的上方，所以在立體布線部中，不會因線膨脹系數差 而施加應力。為此，在表面聲波裝置1中，即使周圍溫度發生變化，也難以產生第二布線52 的斷線。參照圖3的比較例對此進行更具體的說明。圖3所示的比較例的表面聲波裝置121，除用支持構件4覆蓋上述立體布線部外， 與上述實施方式的表面聲波裝置1相同。因此，用虛線示出立體布線部中的各布線圖形及 絕緣層的外形。如此，在立體布線部中，如果用支持構件4覆蓋第二布線52，就會與上述現 有技術的情形相同，對第二布線52施加因支持構件4的線膨脹系數和絕緣層53的線膨脹 系數之差而引起的應力。為此，在第二布線52中，容易產生斷線。圖4是示意地表示在上述比較例的立體布線部中在第二布線52中產生斷線D的 狀態的照片。相對于此，在上述實施方式中，按照上述，由于在第二布線52上不存在支持構件 4，所以難以產生基于由線膨脹系數差產生的應力的斷線。再有，雖然代表圖2的立體布線部B進行了說明，但是即使在圖2所示的其它的立 體布線部、即隔著絕緣層53層疊多根布線的部分，也同樣地，使支持構件4不位于上方的布 線之上，形成支持構件4以使其具有包圍立體布線部的開口。因此，在表面聲波裝置1中，在由合成樹脂的疊層結構來層疊支持構件4及蓋構件 5從而實現薄型化的結構中，可進一步實現小型化，即使在使用使多根布線立體交叉的布線 圖形的情況下，即使在為了減少布線間的寄生電容而使用適于立體布線部的絕緣層的合成 樹脂的情況下，也能確實抑制立體布線部中的斷線。因此，不僅推進表面聲波裝置的小型化，還能提高表面聲波裝置的可靠性。此外，通過設置上述立體布線部，就能減小布線的耐接地電容，由此能改善衰減特 性。圖5是用于說明上述實施方式的表面聲波裝置1的變化例的示意的正面剖面圖。在本變化例的表面聲波裝置61中，在壓電基板2上形成密接性改善膜62。密接性 改善膜62由與支持構件4相比、相對壓電基板的密接性更高的適合的材料構成。作為這種 材料，例如可列舉無機氮化物或無機氧化物。更具體地，作為上述氮化物可列舉SixNy (χ及 y是整數)、A1N等，作為無機氧化物可列舉Si02、A103等。由這樣的無機氮化物或無機氧化 物構成的密接性改善膜62與構成支持構件4的合成樹脂相比、具有在壓電基板2上通過濺 射法形成的情形相對較高的密接性。因此，通過在形成密接性改善膜62之后，形成上述支 持構件4，就能通過密接性改善膜62使支持構件4牢固地與壓電基板2密接。由此，在表面 聲波裝置61中能進一步提高可靠性。
密接性改善膜62位于支持構件4的下面的至少一部分上。優選，在設置上述電極 焊盤6等的電極的部分以外的區域中，使密接性改善膜62位于支持構件4的下面。由此， 在形成電極焊盤6等的部分以外，能通過密接性改善膜62使支持構件4牢固地與壓電基板 2密接。不過，密接性改善膜62，在支持構件4的下面中，也可以僅形成在存在電極焊盤6 等的區域以外的區域的另一部分中。圖6是用于說明上述實施方式的表面聲波裝置1的再另一變化例的正面剖面圖。 在圖6所示的變化例的表面聲波裝置71中，在蓋構件5上形成保護膜72。關于其它的點與 第一實施方式相同。保護膜72雖然被層疊在與形成蓋構件5的支持構件4側相反一側的面上，但通過 保護膜72的形成，就能防止使用焊料安裝時的焊劑向空間A等的內部侵入。S卩，作為上述 保護膜72，如上所述，由于由不透過焊劑的材料形成，所以能防止焊劑向內部侵入。作為這 樣的材料，可列舉各種各樣的合成樹脂，例如可列舉聚酰亞胺等。優選，上述保護膜72由與支持構件4相同的材料形成。在此情況下，可減少使用 的材料的種類。此外，還能實現制造工序的簡化。由于為了防止上述焊劑的侵入而設置保護膜72，所以優選在蓋構件5的上面的整 面，其中去除設置上述貫通導體的部分，來形成保護膜72。在上述實施方式中，雖然用合成樹脂形成交叉立體布線部的絕緣層，但也可以用 合成樹脂以外的絕緣性材料形成。無論哪一種，只要用不同的材料形成立體布線部中的絕 緣層和支持構件，支持構件4及立體布線部的絕緣層就可以用合成樹脂以外的材料形成。再有，在上述實施方式的表面聲波裝置1中，雖然連接多個縱耦合諧振器型表面 聲波濾波器及多個1端口型表面聲波諧振器，但也可以連接多個其它的表面聲波元件。艮口， 不特別限定本發明的表面聲波裝置的電路結構，可在電連接多個表面聲波元件的各種各樣 的表面聲波裝置中廣泛地應用本發明。此外，在上述立體布線部中，既可以隔著絕緣層來層疊第一、第二布線，也可以再 隔著1層以上的絕緣層再層疊1根以上的布線。即，立體布線部的布線的疊層數不限于2 層，可以層疊3層以上的布線。
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權利要求
一種表面聲波裝置，包括多個表面聲波元件和多根布線，其中，上述多個表面聲波元件具有壓電基板，其具有彼此相對的第一、第二主面；電極，其形成在上述壓電基板的上述第一主面上，用于激發表面聲波；電極焊盤，其形成在上述壓電基板的第一主面上，與上述電極電連接；支持構件，其按照包圍上述振動部的周圍的方式形成在上述壓電基板的第一主面上，并且比上述電極更厚；以及蓋構件，其按照覆蓋上述振動部的方式設置在上述支持構件上，并且形成有上述振動部的電極所面對的中空的空間，上述多根布線電連接上述多個表面聲波元件，上述多根布線具有第一布線、和配置在該第一布線更上方且與第一布線立體交叉的第二布線，在上述第一、第二布線立體交叉的部分中還包括絕緣層，該絕緣層配置在第一、第二布線間，并且由與上述支持構件不同的材料構成，在該表面聲波裝置中，設置上述支持構件，使其具有包圍第一、第二布線隔著上述絕緣層交叉的立體布線部的開口，由此在由上述壓電基板、上述支持構件、和上述蓋構件包圍的空間內配置立體布線部。
2.根據權利要求1所述的表面聲波裝置，其特征在于， 該表面聲波裝置還包括密接性改善膜，其形成在上述壓電基板的上述第一主面上，并且相對上述壓電基板的 密接性比上述支持構件更高，在上述密接性改善膜上形成上述支持構件的至少一部分。
3.根據權利要求2所述的表面聲波裝置，其特征在于， 上述密接性改善膜由無機氮化物或無機氧化物構成。
4.根據權利要求1 3中任意一項所述的表面聲波裝置，其特征在于， 上述蓋構件由環氧樹脂構成。
5.根據權利要求1 4中任意一項所述的表面聲波裝置，其特征在于， 該表面聲波裝置還包括保護層，其層疊在上述蓋構件的與上述支持構件側相反一側的面上，并且由合成樹脂 構成。
6.根據權利要求5所述的表面聲波裝置，其特征在于， 上述保護層由與上述支持構件相同的材料構成。
全文摘要
本發明提供一種難以產生立體布線部中的布線的斷線，可靠性優良的表面聲波裝置。表面聲波裝置(1)，在壓電基板(2)上形成多個表面聲波元件(F1～F4、R1、R2)，在壓電基板(2)上按照包圍包含IDT電極(11～13)等電極的振動部的方式形成支持構件(4)，按照覆蓋支持構件(4)的開口部的方式層疊蓋構件，形成振動電極所面對的中空空間，并且，在壓電基板(2)上形成隔著絕緣層(53)層疊有第一布線(51)及第二布線(52)的立體布線部(B)，在立體布線部(B)中，按照包圍立體布線部的方式設置支持構件(4)，由此在由壓電基板(2)、支持構件(4)、和蓋構件包圍的空間內配置立體布線部(B)。
文檔編號H03H9/145GK101965683SQ20098010828
公開日2011年2月2日 申請日期2009年1月23日 優先權日2008年3月19日
發明者表良一, 高田忠彥 申請人:株式會社村田制作所