(57)【要約】【課題】  圧電部品の信頼性の改善、ならびにその製造方法の簡略化及び製造コストを低減することである。【解決手段】  本発明は、圧電基板２と、該圧電基板２の主面に形成された櫛歯電極４と、該櫛歯電極４と前記圧電基板２の主面に配設した端子電極６とを接続するための素子配線を有する配線電極９からなる圧電素子と、前記櫛歯電極４の周囲に中空部Ｃが形成されるよう、前記圧電基板２の主面に加圧接着される樹脂層３と、該樹脂層３の貫通孔５ａに形成した、前記端子電極６と電気的に接続される、貫通電極５と、からなる圧電部品及びその製造方法に関する。【選択図】  図１
2010056833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、該圧電基板の主面に形成された櫛歯電極と、該櫛歯電極と前記圧電基板の主面に配設した端子電極とを接続するための素子配線を有する配線電極からなる圧電素子と、前記櫛歯電極の周囲に中空部が形成されるよう、前記圧電基板の主面に加圧接着される樹脂層と、該樹脂層の貫通孔に形成した前記端子電極と電気的に接続される貫通電極と、からなることを特徴とする圧電部品。
【請求項２】
前記貫通電極の下端部に、はんだボールが設けられることを特徴とする請求項１に記載の圧電部品。
【請求項３】
前記中空部の側面部と前記圧電基板の主面とのなす角度が、９０°以下の角度となるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧電部品。
【請求項４】
前記圧電素子が、弾性表面波（ＳＡＷ）素子であることを特徴とする請求項１に記載の圧電部品。
【請求項５】
前記圧電素子が、ＦＢＡＲであることを特徴とする請求項１に記載の圧電部品。
【請求項６】
前記圧電素子が、ＭＥＭＳであることを特徴とする請求項１に記載の圧電部品。
【請求項７】
前記圧電基板が、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶からなる圧電性基板あるいは基板上に形成した圧電機能を有する圧電基板からなることを特徴とする請求項１に記載の圧電部品。
【請求項８】
前記配線電極を構成する素子配線が、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎのうちのいずれか一つを主成分とする材料、あるいはこれらの材料を混合し、もしくは、無機絶縁膜あるいは有機材料からなる絶縁膜を介して多層化した配線からなることを特徴とする請求項１に記載の圧電部品。
【請求項９】
前記圧電基板の主面に、感光性エポキシ樹脂あるいは感光性ポリイミド樹脂等の有機材料とメッキ配線技術とを用いてインピーダンス回路、コンダクタンス回路、あるいはインダクタンス回路を設けることを特徴とする請求項１に記載の圧電部品。
【請求項１０】
櫛歯電極及び配線電極を主面に形成したパターン済の集合圧電基板を準備する工程と、
中空部に対応する凹所及び貫通電極用の貫通孔を形成した仮硬化した加工済み樹脂層を前記集合圧電基板の主面上にセットする工程と、
前記集合圧電基板の主面上に前記加工済み樹脂層を位置決めし、加熱・加圧して前記主面上に前記加工済み樹脂層を貼付け本硬化させる工程と、
前記貫通孔に導電性材料を導入して貫通電極を形成する工程と、及び
ダイシングフィルム上に前記貫通電極を形成済の前記集合圧電基板を載置し、切断して圧電部品の個片を得る工程と、からなることを特徴とする圧電部品の製造方法。
【請求項１１】
前記加工済み樹脂層を形成する工程が、
前記集合圧電基板と同一寸法を有し、かつ、前記中空部に対応する凹所を形成する突起部を有する透明基板を準備し、前記貫通孔を形成する位置に対応する前記透明基板に遮光パターンを形成し、感光性樹脂フィルムを前記透明基板の表面に加熱・軟化させつつ貼付ける工程と、
前記透明基板に設けた前記遮光パターン側からフォトマスクを介して露光して前記感光性樹脂フィルムを仮硬化させる工程と、及び
前記感光性樹脂フィルムが仮硬化した後、前記透明基板から仮硬化した前記感光性樹脂フィルムを引き剥がし、前記樹脂層に、前記貫通孔を形成する工程と、
からなることを特徴とする請求項１０に記載の圧電部品の製造方法。
【請求項１２】
前記貼付ける工程に先行して、前記透明基板の表面にパラキシリレン系樹脂あるいはフッ素系樹脂のような摩擦係数が小さく、かつ、露光光源に対して光波長の透過性が高い材料をコーティングすることを特徴とする請求項１１に記載の圧電部品の製造方法。
【請求項１３】
前記貫通孔が、前記樹脂層を現像液を用いて現像することにより形成されることを特徴とする請求項１１に記載の圧電部品の製造方法。
【請求項１４】
前記貫通孔が、エキシマレーザーとドライエッチングあるいはウエットエッチングとの組合せにより形成されることを特徴とする請求項１１に記載の圧電部品の製造方法。
【請求項１５】
前記中空部に対応する凹所及び前記貫通孔が、金型を用いて樹脂成形により一体に形成されることを特徴とする請求項１１に記載の圧電部品の製造方法。
【請求項１６】
前記感光性樹脂フィルムに代えて、感光性樹脂以外の樹脂を用いることを特徴とする請求項１１に記載の圧電部品の製造方法。
【請求項１７】
前記貫通孔に導入する導電性材料が、銅、ニッケル、金等の無電解メッキ、溶融はんだあるいは導電性ペーストによる埋め込み、もしくはナノペースト充填、加熱、溶融によるものであることを特徴とする請求項１０に記載の圧電部品の製造方法。
【請求項１８】
前記配線電極の素子配線が、前記圧電基板上に複数形成され、かつ、すべての素子配線を同位電位になるように配線し、前記貫通電極を形成する際、電解メッキを用いて前記貫通電極と前記素子配線とを接続することを特徴とする請求項１０に記載の圧電部品の製造方法。
【請求項１９】
前記貫通電極を銅で構成し、前記貫通電極の下端部に、はんだボールあるいは端子電極をフラックス転写、ボール搭載、リフローあるいははんだ印刷で形成したことを特徴とする請求項１０に記載の圧電部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機等の移動通信機器に使用される、ＳＡＷデュプレクサ、ＳＡＷフィルタに用いられる弾性表面波（ＳＡＷ）デバイス及び圧電薄膜フィルタ等の圧電部品ならびにその製造方法に関し、とくに露光や現像からなるフォトリソグラフィ工程を複数回繰り返さず、単一の工程で中空部を有する樹脂封止部を形成する、チップサイズにパッケージングされた圧電部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機に搭載される圧電部品（ＳＡＷデバイス）では、その櫛歯電極部（以下、“ＩＤＴ電極部”という）の周囲に所定の中空部が必要である。
【０００３】
従来、ＳＡＷデバイスの小型化を図るため、ＳＡＷ素子チップを金（Ａｕ）バンプあるいははんだバンプを用いて、配線基板にフリップチップボンディング（フェースダウンボンディング）し、樹脂等でＳＡＷ素子チップ全体を樹脂封止して、ＳＡＷデバイスの小型パッケージ・デバイスを構成している（特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、ＳＡＷデバイスの小型化・低背化を図るため、ＩＤＴ電極部の周囲に所定の中空部を形成し、この中空部を保持したまま、櫛歯電極側の集合圧電基板（ウェハ）全体を樹脂で封止し、外部接続電極を形成した後、所定のマーキングラインに沿ってダイシングにより個々のＳＡＷデバイスに分割してなる超小型化されたチップサイズ・パッケージＳＡＷデバイスが提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術の圧電部品及びその製造方法では、圧電基板の２次平面上（主面）に圧電素子を形成し、中空部をＩＤＴ電極部の周囲に形成するよう樹脂封止するため、まず、感光性樹脂フィルムを圧電基板上に貼付けてから、露光・現像によるフォトリソグラフィ工程で、中空部の側面に相当する外囲壁部と端子電極部とを形成し、さらに、外囲壁部の上端面に感光性樹脂フィルムを加熱・圧着して貼付け、その後、再度露光・現像によるフォトリソグラフィ工程で貫通電極用の貫通孔（ビアホール）を形成した後、ＳＡＷ素子チップ全体を覆う天井部を形成して、中空部を構成していた。
【０００６】
しかしながら、従来の樹脂封止により中空部を形成していたＳＡＷデバイスの製造方法では、少なくとも露光・現像からなるフォトリソグラフィ工程を２回行う必要があり、その製造方法が煩雑であった。そのため、ＳＡＷデバイスの高品質の確保及びその低価格化が極めて困難であった。
【特許文献１】特開２００４−１４７２２０号公報
【特許文献２】特開２００６−２４６１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、樹脂封止により圧電部品のＩＤＴ電極の周囲に中空部を形成する際に不可欠であった、煩雑かつ、繰返して必要な露光・現像によるリソグラフィ工程を単一工程にして、その製造方法の簡略化及び製造コストを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した課題を解決するため、本発明の圧電部品は、圧電基板と、該圧電基板の主面に形成された櫛歯電極と、該櫛歯電極と前記圧電基板の主面に配設した端子電極とを接続するための素子配線を有する配線電極からなる圧電素子と、前記櫛歯電極の周囲に中空部が形成されるよう、前記圧電基板の主面に加圧接着される樹脂層と、該樹脂層の貫通孔に形成した前記端子電極と電気的に接続する貫通電極と、からなる。
【０００９】
また、同様に本発明の圧電部品の製造方法は、櫛歯電極及び配線電極を主面に形成したパターン済の集合圧電基板を準備する工程と、中空部に対応する凹所及び貫通電極用の貫通孔を形成した仮硬化した加工済み樹脂層を前記集合圧電基板の主面上にセットする工程と、前記集合圧電基板の主面上に前記加工済み樹脂層を位置決めし、加熱・加圧して前記主面上に前記加工済み樹脂層を貼付け本硬化させる工程と、前記貫通孔に導電性材料を導入して貫通電極を形成する工程と、及びダイシングフィルム上に前記貫通電極を形成済の前記集合圧電基板を載置し、切断して圧電部品の個片を得る工程と、からなる。
【発明の効果】
【００１０】
圧電部品の製造工程が簡略化され、集合基板（ウェハ単位）で中空部及び貫通電極を形成できるので、圧電部品の製造コストを大巾に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の圧電部品及びその製造方法を弾性表面波デバイス（以下、“ＳＡＷデバイス”という）の実施例について説明する。
【００１２】
圧電部品（ＳＡＷデバイス）
図１に示すように、このＳＡＷデバイス１は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）等の無機材料からなる圧電基板２と、この圧電基板２の主面にＡｌ等を蒸着あるいはスパッタリングして形成した櫛歯電極４（以下、“ＩＤＴ電極”という）４と、このＩＤＴ電極４と圧電基板２の主面に配設した端子電極６とを接続するために該主面に形成された素子配線を有する配線電極９と、ＩＤＴ電極４の周囲に中空部Ｃが形成されるように、圧電基板２の主面に接着層８を介して加熱・加圧接着される、樹脂成形された樹脂層３とからなり、圧電基板２の主面に配設した端子電極６（例えば、４個）には、樹脂層にフォトリソグラフィにより形成されたビアホール（貫通孔）５ａにメッキ等で形成した貫通電極５が電気的に接続されている。また、貫通電極５の下端部には、はんだボール（バンプ）７が配設されている。
【００１３】
ここで、中空部Ｃの側面部と圧電基板２の主面とのなす角度θが、９０°以下の角度となるように形成されている。これにより十分な機械的強度が確保されるとともに、成形品の型からの剥離が容易になる。
【００１４】
また、圧電基板２は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）のほかに、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、水晶等からなる圧電性基板あるいは基板上に形成した圧電機能を有する圧電基板（ウェハ）から構成する。
【００１５】
さらに、配線電極を構成する素子配線は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎのうちのいずれか一つを主成分とする材料、あるいはこれらの材料を混合し、もしくは、無機絶縁膜あるいは有機材料からなる絶縁膜を介して多層化した配線から構成する。
【００１６】
また、圧電基板２の主面側に、感光性エポキシ樹脂あるいは感光性ポリイミド樹脂等の有機材料とメッキ配線技術とを用いてインピーダンス回路、コンダクタンス回路、あるいはインダクタンス回路を設ける。
【００１７】
圧電部品の製造方法
次に、本発明の圧電部品の製造方法を、その実施例である、図２及び図３に示す、ＳＡＷデバイスの製造方法について説明する。
【００１８】
１）  樹脂層準備工程（図２参照）
（ａ）集合圧電基板と同一寸法の光（紫外線）を透過する多数の光を透過する突起部１１により中空部に対応する凹所を感光性樹脂フィルムに形成する透明基板（型）１０を用意し、樹脂層１３にビアホール（貫通孔）５ａを形成する位置に対応する透明基板１０の部位に、ポジ型感光性樹脂を用いる場合、光を遮断するパターン（非透過部）を形成する。
【００１９】
また、樹脂層を構成する感光性樹脂を貼付ける透明基板１０の部位（表面）に、パリレン（パラキシリレン系樹脂の商品名）あるいはフッ素系樹脂（例えば、テフロン（登録商標））等の摩擦係数が小さく、かつ、露光光源に対して、その光波長の透過性が高く、かつ摩擦係数が小さい材料をコーティングする。この材料は剥離材として機能する。
【００２０】
次に、裏面に保護フィルム１２（後で剥がす）を貼付けた感光性樹脂フィルム１３を、加熱・軟化させつつ、突起部１１近傍に気泡等が含まれないように透明基板１０の表面に押圧して貼付ける。これにより感光性樹脂フィルム１３に中空部に対応する凹所が形成される。
【００２１】
（ｂ）透明基板１０に設けた遮光パターン側から、光源によりフォトマスク１４を介して露光して感光性樹脂フィルムを硬化させる。
【００２２】
（ｃ）次いで、感光性樹脂フィルム１３が仮硬化（９５％程度まで硬化反応が進んだ段階）した後、透明基板１０から、仮硬化し、形状が保持された加工済み感光性樹脂フィルム１３を引き剥がし、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム：Tetramethyl Anmonium Hydroxide）が２．３８％の水溶液等の現像液を用いて現像する。この現像により、樹脂層１３の遮光部に対応する部分にビアホール（貫通孔）５ａ（図１参照）が形成される。
【００２３】
これらの工程により、中空部Ｃに対応する凹所及び貫通孔５ａを有する加工済み樹脂層１３が形成される。また、ビアホール（貫通孔）５ａは、エキシマレーザーあるいはドライエッチングで形成する。
【００２４】
なお、中空部Ｃに対応する凹所及び貫通電極用のビアホール（貫通孔）５ａは、金型を用いた樹脂成形（モールディング）の際に、一体に形成してもよい。
【００２５】
なお、感光性樹脂フィルムの代りに、感光性樹脂以外の樹脂を用いてもよく、この場合には、中空部に対応する凹所及びビアホールの形成を加圧プレス、成形技術を用いて行う。
【００２６】
２）  圧電基板への樹脂層を積層する工程
（１）工程１
図３に示すように、ＩＤＴ電極及び配線電極を主面に形成したパターン済の集合圧電基板（ウェハ）２０を準備する。
【００２７】
（２）工程２
集合圧電基板２０の主面上に加工済み（中空部に対応する凹所及び貫通孔を予め形成した）樹脂層１３をセットする。
【００２８】
（３）工程３
集合圧電基板２０の主面上に、圧電基板２０に描画されたアライメントライン等に沿って加工済み樹脂層１３を位置決めし、圧電基板２０の主面に加工済み樹脂層１３を加熱・加圧して貼付けた後、保護フィルム１２を加工済み樹脂層１３から剥がし、樹脂層１３を本硬化させる。
【００２９】
これにより、圧電基板２０の主面上に中空部Ｃ（図１参照）が形成される。
【００３０】
（４）工程４
次いで、貫通孔５ａに、銅、ニッケル、金等を無電解メッキ、溶融はんだあるいは導電性ペーストによる埋め込み、もしくは、ナノペーストを充填・加熱・溶融して、貫通電極５（図１参照）を形成する。
【００３１】
（５）工程５
また、銅からなる貫通電極５の下端部に、バンプとして機能するはんだボール７（図１参照）あるいは端子電極等をフラックス転写、ボール搭載、リフローあるいははんだ印刷の技法で形成する。
【００３２】
（６）工程６
切断後、圧電部品がバラバラになるのを防ぐために、ダイシングフィルム１５上に貫通電極形成済の集合圧電基板を載置し、ダイシングソー等により切断して圧電部品（ＳＡＷデバイス）１の個片を得る。
【００３３】
（７）圧電部品の個片は、特性検査を経て梱包・出荷される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の圧電部品及びその製造方法は、極めて高い信頼性が要求されるＳＡＷデバイス、圧電薄膜フィルタ、ＦＢＡＲ、ＭＥＭＳ等の圧電素子及び部品ならびにそれらの製造方法として広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の圧電部品の実施例であるＳＡＷデバイスの縦断面図である。
【図２】本発明の圧電部品の実施例であるＳＡＷデバイスの製造方法の概略工程のうち、封止用の樹脂層を樹脂成形により予め製造する工程の概略図を示す。
【図３】本発明の圧電部品の実施例であるＳＡＷデバイスの製造方法の全工程の概略図を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１  圧電部品（ＳＡＷデバイス）
２  圧電基板（ウェハ）
３  樹脂層
４  ＩＤＴ電極（櫛歯電極）
５  貫通電極
６  端子電極
７  はんだボール
８  接着層
９  配線電極
１０  透明基板
１１  突起部
１２  保護フィルム
１３  樹脂層
１４  フォトマスク
１５  ダイシングフィルム
Ｃ  中空部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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