(57)【要約】【課題】    耐湿信頼性に優れたＳＡＷを提供する。【解決手段】    圧電基板100と、その圧電基板100上に形成された櫛歯電極110と、その櫛歯電極110上に空隙310を形成する空隙形成層220と、前記櫛歯電極110を封止する封止層230とを備えた表面弾性波デバイスにおいて、  前記空隙形成層220および前記封止層230を覆うように無機絶縁膜800を形成し、  前記櫛歯電極110と外部回路との電気接続をとるため、前記空隙形成層220、封止層230および無機絶縁膜800を貫通して、前記櫛歯電極110に接続する導電ビア420を形成したことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、その圧電基板上に形成された櫛歯電極と、その櫛歯電極上に空隙を形成する空隙形成層と、前記櫛歯電極を封止する封止層とを備えた表面弾性波デバイスにおいて、
前記空隙形成層および前記封止層を覆うように無機絶縁膜を形成し、
前記櫛歯電極と外部回路との電気接続をとるため、前記空隙形成層、封止層および無機絶縁膜を貫通して、前記櫛歯電極に接続する導電ビアを形成したことを特徴とする表面弾性波デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の表面弾性波デバイスにおいて、前記空隙形成層及び封止層が感光性アクリル・エポキシ系樹脂または感光性ポリイミド系樹脂からなる感光性樹脂で構成されたことを特徴とする表面弾性波デバイス。
【請求項３】
請求項１または２記載の表面弾性波デバイスにおいて、前記無機絶縁膜がＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜またはダイヤモンドライクカーボン膜からなることを特徴とする表面弾性波デバイス。
【請求項４】
圧電基板上に櫛歯電極と配線・パッド電極を形成する工程と、
その櫛歯電極と配線・パッド電極を形成した圧電基板上に空隙形成層となる感光性樹脂フィルムをラミネートし、前記櫛歯電極部およびダイシングエリア部に相当する箇所をフォトリソグラフィー工法にてパターニング除去して空隙形成層を形成する工程と、
その空隙形成層上に封止層となる感光性樹脂フィルムをラミネートし、ダイシングエリア部に相当する箇所をフォトリソグラフィー工法にてパターニング除去することで、前記櫛歯電極部の上に空隙を形成しかつ櫛歯電極を封止するとともにダイシングエリア部の感光性樹脂フィルムを除去する工程と、
前記空隙形成層および封止層を覆うように無機絶縁膜をコーティングする工程と、
前記圧電基板上に形成されたパッド電極位置に前記空隙形成層、封止層および無機絶縁膜を貫通し、前記パッド電極に達するビアホールをレーザ照射により形成する工程と、
前記ビアホールにめっき工法により導電ビアを形成する工程と、
前記ダイシングエリアをダイシングして個別のデバイスに分離する工程と
を含むことを特徴とする表面弾性波デバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の表面弾性波デバイスの製造方法において、前記空隙形成層及び封止層が感光性アクリル・エポキシ系樹脂または感光性ポリイミド系樹脂からなる感光性樹脂で構成されたことを特徴とする表面弾性波デバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項４または５記載の表面弾性波デバイスの製造方法において、前記無機絶縁膜がＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜またはダイヤモンドライクカーボン膜からなることを特徴とする表面弾性波デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機の如き移動通信機器などに使用する表面弾性波（以下、SAWと略記）デバイスの小型化パッケジング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などに搭載されるＳＡＷデバイスは、その櫛歯電極部に空隙が必要である。従来は、セラミック筐体にＳＡＷ素子チップをフェースアップでダイボンデイングし、ワイヤボンデイングで電気接続後、金属キャップを被せてシーム溶接またははんだ封止してパッケジングしていた。最近では、デバイスの小型化を図るため、ＳＡＷ素子チップをAuバンプまたははんだバンプにて配線基板にフリップチップボンデイング（フェースダウンボンデイング）し、樹脂等で封止して小型パッケージデバイスを構成している。
【０００３】
さらに小型低背化を図るため、櫛歯電極部に空隙を形成し、空隙を保ったまま櫛歯電極側の圧電ウエハ全体を樹脂で封止し、外部接続電極を形成した後、ダイシングにより個別デバイスに分離してなる超小型のチップサイズパッケージデバイスが提案されている。
【０００４】
特許文献１で開示されているSAWデバイスは、図７に示すようなパッケージ構造をしている。すなわち、櫛歯電極１１０が形成されているSAWチップ１００の表面に感光性樹脂からなる空隙形成層２２０が形成され、その上にプリント基板７００を接着層２４０で接着し、櫛歯電極１１０の上に空隙３１０を形成するとともに封止し、櫛歯電極１１０へは導電ビア４２０を通して外部接続電極４３０に電気的に接続されている。
【０００５】
気密性を向上するため、金属膜または樹脂膜からなる密封層８０１により側面および下面を覆う構造についても提案されている。図中の１２０は、櫛歯電極１１０と導電ビア４２０を電気的に接続する配線・パッド電極である。
【０００６】
また、特許文献２で開示されているSAWデバイスは、図８に示すようなパッケージ構造をしている。すなわち、櫛歯電極１１０が形成されているSAWチップ１００の表面に感光性樹脂からなる空隙形成層２２０が形成され、その上に感光性樹脂からなる封止層２３０で櫛歯電極１１０の上に空隙３１０を形成するとともに封止し、櫛歯電極１１０へはバンプ４３１を通して外部に電気的接続できるよう構成されている。
【０００７】
さらに同図（ｂ）に示すように、同図（ａ）のパッケージ構造にセラミックまたはガラスエポキシ基板からなる実装基板７０１を接続し、封止樹脂８０２によりＳＡＷチップ外面全体を被覆した構造についても提案されている。同図（ｂ）に示すように、櫛歯電極１１０は配線・パッド電極１２０、バンプ４３１、基板電極４３２、基板内配線４３３を通して外部接続電極４３０に接続されている。
【特許文献１】特公表2002-532934号公報
【特許文献２】特開2004-147220号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した図７および図８に示す従来のパッケージ構造には、次のような問題点がある。
【０００９】
すなわち、パッケージ外部から櫛歯電極１１０に至る経路のうち、図７においてはプリント基板７００、図８においては感光性樹脂からなる封止層２３０あるいは封止樹脂８０２など有機材料のみで構成された水分浸入経路２０００が存在するため、完全な気密封止構造になっておらず、耐湿性に問題がある。このように耐湿性が優れていないと櫛歯電極が変質してＳＡＷの損失が大きくなり、ＳＡＷデバイスの性能劣化を生じる。
【００１０】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解決し、性能に優れたＳＡＷデバイスならびにその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明の第１の手段は、圧電基板と、その圧電基板上に形成された櫛歯電極と、その櫛歯電極上に空隙を形成する空隙形成層と、前記櫛歯電極を封止する封止層とを備えた表面弾性波デバイスにおいて、
前記空隙形成層および前記封止層を覆うように無機絶縁膜を形成し、前記櫛歯電極と外部回路との電気接続をとるため、前記空隙形成層、封止層および無機絶縁膜を貫通して、前記櫛歯電極に接続する導電ビアを形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記空隙形成層及び封止層が感光性アクリル・エポキシ系樹脂または感光性ポリイミド系樹脂からなる感光性樹脂で構成されたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、前記無機絶縁膜がＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜またはダイヤモンドライクカーボン膜からなることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第４の手段は、圧電基板上に櫛歯電極と配線・パッド電極を形成する工程と、
その櫛歯電極と配線・パッド電極を形成した圧電基板上に空隙形成層となる感光性樹脂フィルムをラミネートし、前記櫛歯電極部およびダイシングエリア部に相当する箇所をフォトリソグラフィー工法にてパターニング除去して空隙形成層を形成する工程と、
その空隙形成層上に封止層となる感光性樹脂フィルムをラミネートし、ダイシングエリア部に相当する箇所をフォトリソグラフィー工法にてパターニング除去することで、前記櫛歯電極部の上に空隙を形成しかつ櫛歯電極を封止するとともにダイシングエリア部の感光性樹脂フィルムを除去する工程と、
前記空隙形成層および封止層を覆うように無機絶縁膜をコーティングする工程と、
前記圧電基板上に形成されたパッド電極位置に前記空隙形成層、封止層および無機絶縁膜を貫通し、前記パッド電極に達するビアホールをレーザ照射により形成する工程と、
前記ビアホールにめっき工法により導電ビアを形成する工程と、
前記ダイシングエリアをダイシングして個別のデバイスに分離する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第５の手段は前記第４の手段において、前記空隙形成層及び封止層が感光性アクリル・エポキシ系樹脂または感光性ポリイミド系樹脂からなる感光性樹脂で構成されたことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第６の手段は前記第４または第５の手段において、前記無機絶縁膜がＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜またはダイヤモンドライクカーボン膜からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は前述のような構成になっており、耐湿信頼性に優れたＳＡＷデバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１〜４は、本発明の実施形態に係るＳＡＷデバイスの断面図である。
【００１９】
図１は、第１実施形態に係る本発明の基本的なＳＡＷデバイス１００１の断面図である。ＳＡＷデバイス１００１は、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などの水分が浸入しない無機材料からなる圧電基板１００と、その圧電基板１００上に形成された櫛歯電極１１０と、その櫛歯電極１１０上に空隙３１０を形成するための空隙形成層２２０および櫛歯電極１１０を封止する封止層２３０とを備え、これらの全体を覆うように防湿性に優れた無機絶縁膜８００が形成されている。
【００２０】
櫛歯電極１１０と配線・パッド電極１２０とは同一プロセスで成膜されたAl膜で接続されており、空隙形成層２２０、封止層２３０および無機絶縁膜８００を貫通する導電ビア４２０が形成され、櫛歯電極１１０は配線・パッド電極１２０、導電ビア４２０を介し例えば携帯電話機の主基板などの外部回路に電気接続できる構造になっている。
【００２１】
図２は、第２実施形態に係るＳＡＷデバイス１００２の断面図である。この実施形態の場合、図１に示したＳＡＷデバイス１００１の導電ビア４２０にはんだバンプ４５０を形成したもので、そのまま例えば携帯電話機の主基板などの製品基板（図示せず）にはんだ接続できるＳＡＷデバイス１００２となる。
【００２２】
図３は、第３実施形態に係るＳＡＷデバイス１００３の断面図である。この実施形態の場合、図１に示したＳＡＷデバイス１００１の導電ビア４２０に連続するよう外部接続電極４３０を形成し、その上にはんだレジスト４４０がコートされ、外部接続電極４３０の一部がはんだレジスト４４０から露呈している。
【００２３】
この外部接続電極４３０とはんだレジスト４４０のパターニング形状を任意に設計することで、製品基板（図示せず）の接続位置にＳＡＷデバイス１００３の外部接続電極４３０を整合させることが可能となる。
【００２４】
図４は、第４実施形態に係るＳＡＷデバイス１００４の断面図である。この実施形態の場合、図３に示したＳＡＷデバイス１００３の外部接続電極４３０上にはんだバンプ４５０を形成したもので、そのまま製品基板（図示せず）にはんだ接続できるＳＡＷデバイス１００４となる。
【００２５】
次に図５及び図６を用いて、本発明によるＳＡＷデバイス１００１、１００２、１００３、１００４の製造方法について説明する。図中縦の破線１０はダイシング位置を示す。破線１０，１０間がSAWデバイス１個分の領域であり、工程の最後にダイシングにより個々のSAWデバイスに分離される。
【００２６】
図５において、
（工程１）    まず、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などからなる圧電基板ウエハ１０１を準備する。
【００２７】
（工程２）    上記圧電基板ウエハ１０１上に櫛歯電極１１０およびこれに繋がる配線・パッド電極１２０となるＡｌ膜１０２をスパッタ法または蒸着法にて成膜する。
【００２８】
（工程３）    上記Ａｌ膜１０２上にAlエッチングレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィー工法にて櫛歯電極１１０および配線・パッド電極１２０部以外をパターニング除去する。続いてAlエッチングレジストをマスクとしてAl膜１０２をエッチング除去し、最後にAlエッチングレジストを有機溶剤にて溶解除去することで、櫛歯電極１１０および配線・パッド電極１２０を形成する。
【００２９】
（工程４）    上記櫛歯電極１１０および配線・パッド電極１２０が形成された圧電基板ウエハ１０１上に空隙形成層となる感光性樹脂フィルム２２１をラミネートする。感光性樹脂フィルム２２１としては、後述の理由から感光性アクリル・エポキシ系樹脂または感光性ポリイミド系樹脂からなる感光性樹脂材料が好適である。
【００３０】
（工程５）    上記感光性樹脂フィルム２２１の櫛歯電極１１０およびダイシングエリア３３０に相当する箇所をフォトリソグラフィー工法にてパターニング除去して空隙形成層２２０を形成する。
【００３１】
（工程６）    上記空隙形成層２２０上に封止層２３０となる感光性樹脂フィルム２３１をラミネートし、これにより櫛歯電極１１０上に空隙３１０が形成される。感光性樹脂フィルム２３１としては、後述の理由から感光性アクリル・エポキシ系樹脂または感光性ポリイミド系樹脂からなる感光性樹脂材料が好適である。
【００３２】
（工程７）    上記感光性樹脂フィルム２３１のダイシングエリア３３０に相当する箇所をフォトリソグラフィー工法にてパターニング除去する。
【００３３】
（工程８）    上記空隙形成層２２０および封止層２３０を覆うように無機絶縁膜８００をコーティングする。無機絶縁膜８００としては、ＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜またはダイヤモンドライクカーボン膜が好適である。
【００３４】
無機絶縁膜８００をＳｉＯ２膜とする場合、キシレンまたはジブチルエーテルに溶解させたポリシラザンをスピンコートあるいはディッピング法により塗布し、ベーク（硬化）することで緻密な無機シリカ膜を形成する。または、CVD工法によりＳｉＯ２膜を形成することも可能である。無機絶縁膜８００をＳｉ３Ｎ４膜とする場合はCVD工法が好適である。無機絶縁膜８００をダイヤモンドライクカーボン膜とする場合は、炭化水素ガスの低温プラズマ成膜工法が好適である。
【００３５】
（工程９）    上記無機絶縁膜８００で覆われた空隙形成層２２０、封止層２３０および無機絶縁膜８０0を貫通し、配線・パッド電極１２０に達するビアホール３２０をレーザ２０の照射によって形成する。
【００３６】
続いて図６において、
（工程１０）    上記ビアホール３２０部、ダイシングエリア３３０および無機絶縁膜８００上の全面にめっき給電膜３０をコーティングする。めっき給電膜３０は、スパッタ工法によりCr/Cｕを積層成膜した。Crは下地との密着性を確保するためのものであり、TiやWに置き換えることが可能である。
【００３７】
（工程１１）    上記めっき給電膜３０が成膜された上面に、ドライフィルム状のめっき
レジスト４０をラミネートする。
【００３８】
（工程１２）    上記めっきレジスト４０の、導電ビア４２０部および必要であれば導電
ビア４２０部に連続する外部接続電極４３０部をフォトリソグラフィー工法によりパタ
ーニング除去する。外部接続電極４３０を特に設けず、導電ビア４２０だけで外部と
電気接続する図１および図２の電極構造を持つ表面弾性波デバイス１００１、１００
２の場合は、外部接続電極４３０部のパターニングは不要である。
【００３９】
（工程１３）    上記めっきレジスト４０のパターニング除去された導電ビア４２０部および外部接続電極４３０部に、めっき給電膜３０を通して導電ビア４２０および外部接続電極４３０を電気めっきにより形成する。電気めっきはCuまたはNiあるいはそのCu/Niの積層材料とし、必要に応じて最上面にAuめっきを施す。
【００４０】
（工程１４）、（工程１５）    上記電気めっき後、めっきレジスト４０およびめっき給電膜３０を除去する。
【００４１】
めっきレジスト４０は有機溶剤にて溶解除去し、めっき給電膜除去部５０のCuについては過硫酸アンモニウム/硫酸を主成分とするエッチング液を用い、Crについては過マンガン酸カリウム/メタケイ酸を主成分とするエッチング液を用いて除去する。
【００４２】
（工程１６）    上記めっき給電膜除去後、必要であればはんだレジスト４４０となるレ
ジストフィルムをラミネートあるいはレジストワニスをスピンコートする。
【００４３】
なお、図１および図２の電極構造を持つＳＡＷデバイス１００１、１００２の場合は、
外部回路との接続が導電ビア４２０でなされるから、はんだレジスト４４０は不要である。
【００４４】
（工程１７）    上記はんだレジスト４４０をコートした後、はんだ接続部６０のはんだレジスト４４０をフォトリソグラフィー工法により除去する。はんだレジスト４４０は有機溶剤にて溶解除去する。
【００４５】
（工程１８）    上記はんだレジスト４４０除去後のはんだ接続部６０に対し、必要が
あればはんだバンプ４５０を形成する。はんだバンプ４５０ははんだ接続部６０が開口
したマスクを用いてはんだペーストを印刷供給して、リフローすることで行う。あるい
は個々のはんだボールをはんだボール搭載機で供給して、リフローすることで行う。
【００４６】
最後に、ダイシングエリア３３０のダイシング位置１０でダイシングし、図４の個別ＳＡＷデバイス１００４を得る。また、はんだバンプ４５０を形成せずにダイシングすれば、図３のＳＡＷデバイス１００３が得られる。
【００４７】
なお、図１のＳＡＷデバイス１００１は、外部接続電極４３０パターンのない導電ビア４２０だけのものにおいて、工程（１５）後にダイシング分離すればよい。図２のＳＡＷデバイス１００２は、図１のＳＡＷデバイス１００１に上記した工法にてはんだボール４５０を形成して、その後ダイシング分離して得られる。
【００４８】
前記（工程４）において、感光性樹脂フィルム２２１として感光性アクリル・エポキシ系樹脂または感光性ポリイミド系樹脂以外の感光性樹脂材料を使用すると、（工程５）でフォトリソグラフィー工法にてパターニング除去する際に溶剤が一部残り、そのために櫛歯電極１１０が汚れることがある。
【００４９】
また、前記（工程６）において、感光性樹脂フィルム２３１として感光性アクリル・エポキシ系樹脂または感光性ポリイミド系樹脂以外の感光性樹脂材料を使用すると、（工程７）でフォトリソグラフィー工法にてパターニング除去して封止層２３０を形成する際にガスが発生して、そのために櫛歯電極１１０が汚れることがある。
【００５０】
そのため前記実施形態のように、（工程４）ならびに（工程５）において、感光性樹脂フィルム２２１，２３１として感光性アクリル・エポキシ系樹脂または感光性ポリイミド系樹脂からなる感光性樹脂材料を使用すると、前述のような櫛歯電極１１０の汚れが無く、性能的に安定している。
【００５１】
前記感光性アクリル・エポキシ系樹脂フィルムとして、例えば新日鐵化学株式会社製    商品名ＰＤＦ３００や商品名ＰＤＦ１００などのPDFシリーズのものが好適である。
【００５２】
前記（工程８）において使用されるＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜またはダイヤモンドライクカーボン膜からなる無機絶縁膜８００は、非常に緻密な膜で、水分の浸透を有効に防止するため好適である。
【００５３】
本発明では、パッケージ外部から櫛歯電極空隙部への水分の浸入が空隙形成層および封止層の全体を覆うように形成した無機絶縁膜により遮断され、また、空隙形成層、封止層および無機絶縁膜を貫通する導電ビアは金属膜で構成されるため、水分の浸入経路にはなり得ない。このことから、耐湿信頼性に優れたＳＡＷデバイスを提供することができる。
【００５４】
前述の例では主に携帯電話機に搭載されるＳＡＷデバイスについて述べたが、その構造上の特徴より、機能素子上、空隙を形成してかつ耐湿信頼性の確保が必要なマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第1実施形態に係るＳＡＷデバイスの断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るＳＡＷデバイスの断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るＳＡＷデバイスの断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るＳＡＷデバイスの断面図である。
【図５】本発明によるＳＡＷデバイスの製造方法を説明するためのプロセス工程図である。
【図６】本発明によるＳＡＷデバイスの製造方法を説明するためのプロセス工程図である。
【図７】従来技術によるＳＡＷデバイスの断面図である。
【図８】従来技術によるＳＡＷデバイスの断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０：ダイシング位置、２０：レーザ、３０：めっき給電膜、４０：めっきレジスト５０：めっき給電膜除去部、６０：はんだ接続部、１００： SAWチップまたは圧電基板、１０１：圧電基板ウエハ、１０２：Ａｌ膜、１１０：櫛歯電極、１２０：配線・パッド電極、２２０：空隙形成層、２２１：感光性樹脂フィルム、２３０：封止層、２３１：感光性樹脂フィルム、３１０：空隙、３２０：ビアホール、３３０：ダイシングエリア、４２０：導電ビア、４３０：外部接続電極、４４０：はんだレジスト、４５０：はんだバンプ８００：無機絶縁膜、１０００,１００１,１００２,１００３：表面弾性波（ＳＡＷ）デバイス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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