壓電模塊的制作方法

本發明涉及搭載有壓電諧振器和其它電路元件的壓電模塊。

背景技術：

當前，使用了壓電諧振器的濾波器被各種實用化。在像這樣包括壓電諧振器的濾波器等的壓電模塊中，有時將壓電諧振器和其它電路元件構成為一體化。在此，作為其它電路元件，例如是構成壓電諧振器用的匹配電路的電感器、電容器等。

專利文獻1記載的濾波器在基板的表面形成有壓電諧振器和電容器。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-93398號公報

技術實現要素：

發明要解決的課題

然而，在專利文獻1記載的濾波器的結構中，電路元件形成在基板表面，因此電路元件的耐候性低，必須另外追加提高耐候性的構造。

因此，本發明的目的在于，提供一種提高了電路元件的耐候性的、可靠性高的壓電模塊。

用于解決課題的技術方案

本發明的壓電模塊具備：壓電薄膜，形成有功能導體；支承基板；固定層，將壓電薄膜固定在支承基板；以及電路元件，配置在壓電薄膜與支承基板之間。

在該結構中，可在不另外設置保護用的構件的情況下提高電路元件的耐候性。

此外，優選是，在本發明的壓電模塊中，電路元件由形成在壓電薄膜或支承基板的導體圖案構成。

在該結構中，可在不使用安裝型部件的情況下形成電路元件。由此，可以不使用將安裝型部件安裝在壓電薄膜或支承基板的構造，能夠抑制產生由安裝構造造成的不良。

此外，可以是，在本發明的壓電模塊中，在與壓電薄膜的形成有諧振器用電極的面正交的方向上觀察，固定層具備包括形成有功能導體的區域的形狀的空隙。

在該結構中，壓電諧振器的特性提高。因此，能夠實現可靠性高且具有更優異的特性的壓電模塊。

此外，優選是，在本發明的壓電模塊中，導體圖案與空隙重疊。

在該結構中，電路元件與壓電諧振器靠近或至少部分地重疊。因此，能夠將壓電模塊形成為小型。

此外，優選是，在本發明的壓電模塊中，導體圖案的形成區域與功能導體的形成區域重疊。

在該結構中，能夠進一步將壓電模塊形成為小型。

此外，在本發明的壓電模塊中，導體圖案的形成區域的整體與功能導體的形成區域重疊。

在該結構中，能夠更進一步將壓電模塊形成為小型。

此外，可以是，在本發明的壓電模塊中，固定層是層疊了聲阻抗不同的多種層的聲反射層。

即使是該結構，也能夠實現電路元件的耐候性提高且可靠性高的壓電模塊。

發明效果

根據本發明，能夠實現提高了電路元件的耐候性的、可靠性高的壓電模塊。

附圖說明

圖1是示出本發明的第一實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

圖2是本發明的第一實施方式涉及的壓電模塊中的形成有功能導體的面和形成有電路元件的面的俯視圖。

圖3是示出本發明的第一實施方式涉及的壓電模塊中的層間布線的結構的俯視圖。

圖4是示出本發明的第一實施方式涉及的壓電模塊的制造方法中的各工序中的形狀的側面剖視圖。

圖5是示出本發明的第一實施方式涉及的壓電模塊的制造方法中的各工序中的形狀的側面剖視圖。

圖6是示出本發明的第二實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

圖7是本發明的第二實施方式涉及的壓電模塊中的形成有功能導體的面和形成有電路元件的面的俯視圖。

圖8是示出本發明的第二實施方式涉及的壓電模塊的制造方法中的各工序中的形狀的側面剖視圖。

圖9是示出本發明的第三實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

圖10是示出本發明的第四實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

圖11是本發明的第四實施方式涉及的壓電模塊中的形成有電路元件的面的俯視圖。

圖12是示出本發明的第五實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

圖13是示出本發明的第六實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

圖14是示出本發明的第七實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

圖15是示出本發明的第八實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

具體實施方式

參照圖對本發明的第一實施方式涉及的壓電模塊進行說明。圖1是示出本發明的第一實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖(相當于圖2中的A-A剖視圖。)。圖2(A)是本發明的第一實施方式涉及的壓電模塊中的形成有功能導體的面的俯視圖。圖2(B)是本發明的第一實施方式涉及的壓電模塊中的形成有電路元件的面的俯視圖。圖3是示出本發明的第一實施方式涉及的壓電模塊中的層間布線的結構的俯視圖(相當于圖2中的B-B剖視圖。)。

壓電模塊10具備壓電薄膜20、固定層30以及支承基板40。固定層30粘接在壓電薄膜20的背面，在固定層30的背面(與壓電薄膜20抵接的面的相反側的面)粘接有支承基板40。通過該結構，壓電薄膜20通過固定層30支承在支承基板40。

壓電薄膜20是LN(LiNbO₃)、LT(LiTaO₃)等壓電體。固定層30是SiO₂等絕緣體。支承基板40是Si、藍寶石、玻璃等。

在壓電薄膜20的表面(固定層30側的面的相反側的面)形成有功能導體211、212。功能導體211、212在俯視下為梳齒形狀。功能導體211、212配置為形成所謂的IDT(Interdigital Transducer：叉指換能器)。通過該結構，構成壓電諧振器。

在壓電薄膜20的表面形成有布線導體221、222。布線導體221與功能導體211連接。布線導體222與功能導體212連接。布線導體221、222是將功能導體211、212連接到外部電路的導體。功能導體211、212、布線導體221、222是Al等導電率高的材料。

在固定層30形成有空隙300。空隙300被壓電薄膜20、固定層30以及支承基板40包圍。但是，空隙300插通到設置在壓電薄膜20的貫通孔200。在形成空隙300時，利用該貫通孔200。

在支承基板40的表面(固定層30側)形成有導體圖案50。在導體圖案50中，兩端為迂回導體，這兩端的迂回導體之間的部分為曲折形狀。通過該結構，導體圖案50作為電感器發揮功能。導體圖案50是與功能導體211、212以及布線導體221、222相同的材料。

導體圖案50中的曲折形狀的部分在俯視下配置在空隙300的區域內。進而，導體圖案50中的曲折形狀的部分與由功能導體211、212構成的IDT的區域重疊。

導體圖案50的兩端通過在厚度方向上貫通固定層30和壓電薄膜20的導電性過孔240，與布線導體221、222連接。

通過使用這樣的結構，從而作為與壓電諧振器連接的電路元件的電感器不會露出在外部。因此，能夠提高電感器的耐候性。

此外，通過使用這樣的結構，電感器和壓電諧振器在俯視下重疊。因此，能夠使由壓電諧振器和與該壓電諧振器連接的周邊的電路元件構成的諧振電路的部分小型化。進而，通過使用這樣的結構，從而電感器和壓電諧振器在大致整個面重疊。因此，能夠進一步使由壓電諧振器和與該壓電諧振器連接的周邊的電路元件構成的諧振電路的部分小型化。

此外，在本實施方式的結構中，構成電感器的導體圖案50和壓電諧振器被空隙300分離，因此能夠抑制彼此的相互干擾。

由這樣的結構構成的壓電模塊10可通過以下所示的工序形成。圖4和圖5是示出本發明的第一實施方式涉及的壓電模塊的制造方法中的各工序中的形狀的側面剖視圖。

如圖4(A)所示，在支承基板40的表面形成導體圖案50。接著，如圖4(B)所示，在支承基板40的表面形成犧牲層31。犧牲層31例如為ZnO。

接著，如圖4(C)所示，在支承基板40的表面形成固定層30。固定層30通過以下方式形成：在形成為覆蓋犧牲層31后，使犧牲層31的臺階平坦化。另外，在平坦化時也可以不刪除全部的與犧牲層31的表面抵接的固定層30。

接著，如圖4(D)所示，在平坦化后的固定層30和犧牲層31的表面粘接壓電基板P20。接著，如圖5(A)所示，通過研磨等將壓電基板P20薄膜化，形成壓電薄膜20。

接著，如圖5(B)所示，在壓電薄膜20形成功能導體211、212。此時，雖然未圖示，但是布線導體221、222也形成在壓電薄膜20。另外，在形成功能導體211、212和布線導體221、222之前，在壓電薄膜20和固定層30形成導電性過孔240。

接著，如圖5(C)所示，在壓電薄膜20形成貫通孔200。然后，經由貫通孔200除去犧牲層31。例如，通過濕式蝕刻除去犧牲層31。通過該處理，在固定層30形成空隙300。

通過采用以上的制造方法，從而可形成壓電模塊10。

另外，雖然在本實施方式中示出了形成電感器的方式，但是也可以形成電容器、電阻等具有其它電路功能的元件。此外，雖然在本實施方式中示出了通過在支承基板40的表面形成導體圖案來形成具有電路功能的元件的方式，但是也可以使用安裝型的電路元件。但是，如果使用安裝型的電路元件，就需要對安裝型的電路元件進行安裝的導體圖案、接合該導體圖案和安裝型的電路元件的接合構件。因此，利用導體圖案來形成具有電路功能的元件的方式更不會產生由安裝造成的不良，可以不另外使用安裝型的電路元件、接合構件。

接著，參照圖對本發明的第二實施方式涉及的壓電模塊進行說明。圖6是示出本發明的第二實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。圖7(A)是本發明的第二實施方式涉及的壓電模塊中的形成有功能導體的面的俯視圖。圖7(B)是本發明的第二實施方式涉及的壓電模塊中的形成有電路元件的面的俯視圖。

在本實施方式涉及的壓電模塊10A中，構成電路元件的導體圖案50A和空隙300A的結構與第一實施方式涉及的壓電模塊10不同。其它結構與第一實施方式涉及的壓電模塊10相同。

導體圖案50A形成在壓電薄膜20的背面。俯視下，導體圖案50A除了伸長的方向上的兩端以外均與空隙300A重疊。此外，俯視下導體圖案50A不與IDT的區域重疊。

通過該結構，與壓電模塊10同樣地，本實施方式涉及的壓電模塊10A的可靠性高，且是小型的。

由這樣的結構構成的壓電模塊10A可通過以下所示的工序形成。圖8是示出本發明的第二實施方式涉及的壓電模塊的制造方法中的各工序中的形狀的側面剖視圖。

如圖8(A)所示，在壓電基板P20的背面形成導體圖案50A。接著，如圖8(B)所示，在壓電基板P20的背面形成犧牲層31A。此時，犧牲層31A形成為覆蓋導體圖案50A的除兩端以外的部分。

接著，如圖8(C)所示，形成固定層30A，并將支承基板40粘接到固定層30A和犧牲層31A。

接著，如圖8(D)所示，將壓電基板P20薄膜化而形成壓電薄膜20，并在壓電薄膜20的表面形成功能導體211、212。

接著，如圖8(E)所示，在壓電薄膜20形成貫通孔200，并除去犧牲層31A，從而形成空隙300A。

接著，參照圖對本發明的第三實施方式涉及的壓電模塊進行說明。圖9是示出本發明的第三實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

相對于第一實施方式涉及的壓電模塊10，本實施方式涉及的壓電模塊10B的固定層30B的形狀不同。固定層30B形成在支承基板40的整個表面，使得覆蓋導體圖案50。即使是這樣的結構，也與第一實施方式涉及的壓電模塊10同樣地，壓電模塊10B的可靠性高，且是小型的。

接著，參照圖對本發明的第四實施方式涉及的壓電模塊進行說明。圖10是示出本發明的第四實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。圖11是本發明的第四實施方式涉及的壓電模塊中的形成有電路元件的面的俯視圖。

相對于第三實施方式涉及的壓電模塊10B，本實施方式涉及的壓電模塊10C的構成電路元件的導體圖案50C的配置位置和形狀不同。導體圖案50C形成在固定層30C中的不與空隙300重疊的位置。此時，導體圖案50C最好靠近空隙300且是大致沿著空隙300的外形的形狀。導體圖案50C由曲折形狀構成。

即使是這樣的結構，也與第三實施方式涉及的壓電模塊10B同樣地，壓電模塊10C的可靠性高，且是小型的。通過做成為這樣的結構，能夠加長導體圖案50C，能夠在抑制壓電模塊10C的面積的增加的同時獲得更大的電感。

接著，參照圖對本發明的第五實施方式涉及的壓電模塊進行說明。圖12是示出本發明的第五實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

相對于第四實施方式涉及的壓電模塊10C，本實施方式涉及的壓電模塊10D的構成電路元件的導體圖案50D的配置位置不同。導體圖案50D配置在壓電薄膜20的背面。即使是這樣的結構，也與第四實施方式涉及的壓電模塊10C同樣地，壓電模塊10D的可靠性高，且是小型的。

接著，參照圖對本發明的第六實施方式涉及的壓電模塊進行說明。圖13是示出本發明的第六實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

相對于第四實施方式涉及的壓電模塊10C，本實施方式涉及的壓電模塊10E的空隙300E的形狀不同。空隙300E以貫通固定層30E和支承基板40的形狀形成。導體圖案50E是與導體圖案50C相同的結構。即使是這樣的結構，也與第四實施方式涉及的壓電模塊10C同樣地，壓電模塊10E的可靠性高，且是小型的。此外，能夠在不形成犧牲層的情況下形成空隙，因此能夠通過簡單的制造工序形成壓電模塊10E。

接著，參照圖對本發明的第七實施方式涉及的壓電模塊進行說明。圖14是示出本發明的第七實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

相對于第六實施方式涉及的壓電模塊10E，本實施方式涉及的壓電模塊10F的構成電路元件的導體圖案50F的配置位置不同。導體圖案50F配置在壓電薄膜20的背面。即使是這樣的結構，也與第六實施方式涉及的壓電模塊10E同樣地，壓電模塊10F的可靠性高，且是小型的。

接著，參照圖對本發明的第八實施方式涉及的壓電模塊進行說明。圖15是示出本發明的第八實施方式涉及的壓電模塊的結構的側面剖視圖。

相對于第五實施方式涉及的壓電模塊10D，本實施方式涉及的壓電模塊10G的不同點在于，固定層30由聲反射層60形成。

聲反射層60可通過層疊聲阻抗不同的多個層來形成。低聲阻抗層例如是SiO2，高聲阻抗層例如是W等金屬或AlN，SiN等電介質。聲反射層60通過粘接層61與支承基板40粘接。

即使是這樣的結構，也與第五實施方式涉及的壓電模塊10D同樣地，壓電模塊10G的可靠性高，且是小型的。

另外，導體圖案50A可以設置在構成聲反射層60的任一層。

此外，雖然在上述的各實施方式中示出了構成聲表面波諧振器的方式，但是對于構成板波諧振器、體波諧振器的方式，也能夠應用上述的導體圖案的形成方式。

附圖標記說明

10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G：壓電模塊；

20：壓電薄膜；

30、30A、30B、30C、30E：固定層；

31、31A：犧牲層；

40：支承基板；

50、50A、50C、50D、50E、50F：導體圖案；

60：聲反射層；

61：粘接層；

200：貫通孔；

211、212：功能導體；

221、222：布線導體；

240：導電性過孔；

300、300A、300E：空隙。