(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と，
前記圧電基板上に形成された，弾性表面波を生成する駆動電極部と外部接続電極部を有する電極部と，
前記駆動電極部を中空に覆う導電性を有し，前記圧電基板上に膜形成手法によって形成された電極保護部と，
前記外部接続電極部上に形成された導電体柱と，
前記導電体柱の先端に形成された第１の外部接続端子と，
前記電極保護部の表面上に形成され，前記電極保護部と電気的に接続された第２の外部接続端子を有し，
前記第１，第２の外部接続端子及び前記電極保護部の表面を除き，前記圧電基板が樹脂封止されていることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
請求項１において，
前記電極保護部は膜形成手法として，導電性物質のメッキにより形成されたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項３】
請求項１において，
前記電極保護部は膜形成手法として，導電性物質のスパッタにより形成されたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項４】
請求項１において，
前記電極保護部は膜形成手法として，導電性物質の蒸着により形成されたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて，
前記導電性物質は，Ｃｕであることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項６】
請求項１において，
前記導電体柱と前記外部接続電極部との間及び，前記導電体柱と前記外部接続端子との間に導電性中間層を有することを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項７】
圧電基板ウエハー上に弾性表面波素子機能を有する駆動電極を形成する行程と，
前記駆動電極の上部領域をレジストコーティングする行程と，
前記レジストコーティングを覆う様にドーム状に金属膜で被覆する行程と，
前記被覆された金属ドーム内のレジストを排出する行程と，
ついで，前記圧電基板ウエハーが下側となるように樹脂封止する行程を有し，
前記樹脂封止行程は，硬化速度と粘度の高い樹脂による第一段階の封止行程と，前記第一段階の封止行程に続き，前記第一段階で用いられる樹脂より硬化速度が遅く且つ粘度の低い樹脂による第二段階の封止工程により行うことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ）装置に関し、特にウエハープロセスでパッケージングまで行うことを可能とした弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子装置の小型かつ軽量化が進み、携帯電話やコードレス電話等の移動体通信機器が急速に普及している。これら移動体通信機器における無線通信回路の高周波回路部にはフィルタ素子を搭載する電子デバイスが多く使用されている。
【０００３】
フィルタ素子として、特に小型軽量化実現のために弾性表面波（ＳＡＷ）素子が採用されている。図１は、従来の弾性表面波素子を有する弾性表面波装置及び、弾性表面波素子を外部接続端子に接続するためのワイヤー配線接続構造の断面を示す概略図である。
【０００４】
多層セラミックパッケージ１００とメタルキャップ１０１を使用した方式で弾性表面波装置のパッケージが構成されている。そのパッケージ内部の基板１０３上に弾性表面波素子１０４を導電性樹脂１０５で接着し、弾性表面波素子１０４の入出力端子とグランド端子間がアルミワイヤー１０６により電気的に接続されている。さらに、基板１０３の裏面に外部接続端子１０７が形成されている。
【０００５】
図２は、更に別の従来の弾性表面波装置の構成であり、弾性表面波素子１０４をパッケージの底部の基板１０３に接続バンプ１０８で接続し、物理的固定と電気的接続配線を行っている。
【０００６】
このように図１及び図２に示す構成では、ともにセラミックパッケージ１００内において電気配線（図１においてはアルミワイヤー１０６，図２においては接続バンプ１０８）が形成されている。
【０００７】
さらに、キャップ１０１に関して、セラミックパッケージ１００と接する部分には封止材料１０９が形成されている。これにより、セラミックパッケージ１００とキャップ１０１は気密封止され、パッケージ内部の気密性が保たれる。
【０００８】
このように、図１、図２に示す構造では、アルミワイヤー接続やパッケージ１００とキャップ１０１による気密封止構造に使用される空間が弾性表面波装置の小型化に対して無視できない。
【０００９】
また、製造手順として、個々の弾性表面波（ＳＡＷ）素子１０４は、圧電基板ウェハーにパターニングにより電極配線を行った後にチップ素子に切断して得られる。
【００１０】
そして切断されたチップ素子をパッケージ１００に搭載し、更にキャップ１０１により封止して弾性表面波装置を得ている。このため、キャップ１０１に関する費用が弾性表面波装置の製品価格に対して大きく影響を与える要因となっている。
これに対して、ウェハー状態でパッケージの形成までを行う技術が知られている（公開特許公報２０００−２６１２８５号）。
【００１１】
かかる公開特許公報２０００−２６１２８５号に記載される技術では、圧電基板ウェハーにパターニングにより電極を形成し、更に別個の独立した基板によりカバー形成体を作成している。ついで、前記カバー形成体を、パターニングにより電極の形成された圧電基板ウェハーに張り合わせて弾性表面波素子機能を有する弾性表面波装置を形成している。
【００１２】
したがって、かかる公開特許公報に掲載された技術によっても弾性表面波装置の小型化に限界があるとともに、カバー形成体を別個に形成することが必要であり、製造工数に関しても有利ではない。これにより装置の価格も高価となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の技術に鑑みて、本発明の目的は軽量小型のチップサイズの弾性表面波装置を提供することにある。
【００１４】
さらに、本発明の目的は圧電基板ウェハー状態でパッケージまでを少ない工数で製造可能な弾性表面波装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成する本発明の弾性表面波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された、弾性表面波を生成する駆動電極部と、前記駆動電極部を中空に覆う導電性の電極保護部を有し、前記電極保護部は、前記圧電基板上に膜形成手法によって形成されたことを特徴とする。
【００１６】
さらに、上記の課題を達成する本発明の弾性表面波装置の好ましい形態として、圧電基板と、前記圧電基板上に形成された、弾性表面波を生成する駆動電極部と外部接続電極部を有する電極部と、前記駆動電極部を中空に覆う導電性を有し、前記圧電基板上に膜形成手法によって形成された電極保護部と、前記外部接続電極部上に形成された導電体柱と、前記導電体柱の先端に形成された外部接続端子を有し、前記外部接続端子及び前記電極保護部を除き、前記圧電基板が樹脂封止されていることを特徴とする。
【００１７】
また、上記の課題を達成する本発明の弾性表面波装置の製造方法は、圧電基板ウエハー上に弾性表面波素子機能を有する駆動電極を形成し、前記駆動電極の上部領域をレジストコーティングし、前記レジストコーティングを覆う様にドーム状に金属膜で被覆し、前記被覆された金属ドーム内のレジストを排出し、ついで樹脂封止することを特徴とする。
【００１８】
本発明の更なる特徴は、以下に図面に従い説明される発明の実施の形態から更に明らかになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明に従う弾性表面波（ＳＡＷ）素子機能を有する弾性表面波装置の構造の概略を示す断面図である。
【００２０】
図３において、圧電基板１に形成された電極部２は信号取り出し用の外部接続端子５と電気的に接続される外部接続電極部２０と、弾性表面波（ＳＡＷ）素子機能部となる励振及び反射電極を有する駆動電極部２１を有する。
【００２１】
特徴として弾性表面波（ＳＡＷ）素子機能部となる励振及び反射電極を有する駆動電極部２１の上面部がドーム型の電極保護部３により中空に維持され、気密性が保たれている。
【００２２】
外部接続電極部２０は、電極パッドとなりその上部に信号取り出し用の外部接続端子５に接続される金属柱４が設けられている。金属柱４の先端面には鉛フリー半田等の金属接合材で構成される外部接続端子５が形成されている。さらに、前記電極保護部３の表面及び、外部接続端子５の部分を除き樹脂封止６が施されている。
【００２３】
また、電極保護部３により、励振及び反射用の駆動電極部２１上の気密性を保ち、弾性表面波装置の信頼性を確保することができる。
【００２４】
上記の様な本発明の特徴的構造により弾性表面波装置はキャップやパッケージングを不要とし、圧電基板ウエハー状態で弾性表面波装置を形成することが出来る。
【００２５】
図４は、図３における信号取り出し用の接続端子構造部の詳細を示す図である。外部接続電極部２０上に導電性中間層２２を形成し、外部接続電極部２０と金属柱４間の接合強度を増加させている。
【００２６】
さらに、金属柱４の先端面と金属接合材で構成される外部接続端子５と接合する端面との間に導電性中間層４０を設けることで金属接合材である外部接続端子５への金属柱４の成分拡散を防ぐことができる。これらにより、弾性表面波装置の信頼性向上が可能である。
【００２７】
図５、図６に本発明の実施例を示す。図５は、本発明に従う、弾性表面波（ＳＡＷ）素子フィルタが形成された弾性表面波装置の実施例の上面図である。図６は、図５を紙面下方から見た時の弾性表面波装置の断面図である。
【００２８】
図５、図６に示す弾性表面波装置の圧電基板１としてＬｉＴａＯ３単結晶基板（以下、ＬＴ基板１と表す）が用いられている。ＬｉＴａＯ３単結晶基板以外に、ＬｉＮｂＯ3単結晶，水晶などの圧電効果を持つ基板材料が圧電基板として、使用可能である。
【００２９】
ＬＴ基板１上に、駆動電極２１と外部接続電極部２０として信号線接続電極パッド２００、グランド接続電極パッド２０１が形成されており、各電極パッドの主成分はＡｌである。
【００３０】
さらに、信号線接続電極パッド２００及びグランド接続電極パッド２０１の各電極パッドと、対応する駆動電極部２１との間はＡｌ配線パターン２０２で接続されている。
【００３１】
励振及び反射用の駆動電極部２１上は適正なフィルタ特性を得るために中空であることが必要である。このために、本発明において中空部分２１０を確保するメタルドーム３が駆動電極部２１上に形成されている。このメタルドーム３は実施例として、ＣｕまたはＣｕを主成分としてメッキ、スパッタあるいは蒸着といった膜形成手法により形成されている。
【００３２】
さらに、メタルドーム３は任意のグランド配線パターンと接続されている為にメタルドーム全体がグランド電位となっている。
【００３３】
図７は、図６における外部接続電極パッド２００の詳細例構造を示している。なお、グランド電極パッド２０１の構造も入出力電極パッド２００と同様であるので、図７では入出力電極パッド２００のみを示している。
【００３４】
図４に示したＬＴ基板１上に形成される絶縁性中間層１０はＳｉＯ2絶縁膜で形成されている。
【００３５】
信号線接続電極パッド２００、グランド接続電極パッド２０１は、中間層１０としてのＳｉＯ2絶縁膜をパターニングしてＡｌ含有金属で形成される。さらに、Ａｌ含有の信号線接続電極パッド２００上に導電性中間層２２としてＴｉ膜を蒸着やスパッタで膜生成している。
【００３６】
この導電性中間層２２上にＣｕを主成分とする金属柱４が形成されている。前記の導電性中間層２２のＴｉ膜層によって信号線接続電極パッド２００と金属柱４の密着強度を向上させている。
【００３７】
金属柱４を形成した後、金属柱４の先端面に導電性中間層４０として、Ｓｎ膜をメッキ、蒸着またはスパッタ等で形成する。このＳｎ膜によって金属柱４のＣｕ成分が金属接合材として鉛フリー半田で形成される外部接続端子５へ拡散することが防がれる。
【００３８】
なお、図６に示す実施例において、メタルドーム３の表面上に同様に、外部接続端子５として鉛フリー半田の金属接合材が形成されている。したがって、メタルドーム３上に導電性中間層４０としてＳｎ膜を形成しても良い。
【００３９】
さらに、ＬＴ基板１の表面は、鉛フリー半田の金属接合材で形成される外部接続端子５及びメタルドーム３を除いて、エポキシ樹脂あるいは、ポリイミド樹脂等でコーティングして硬化されている。
【００４０】
ここで、図８により上記メタルドーム３の詳細について、図９に示す弾性表面波装置の形成工程を示す図を参照しながら説明する。
【００４１】
図８（I）は、弾性表面波（ＳＡＷ）素子機能を有する弾性表面波装置を上面から透視して見た金属柱４の配置パターン及び、メタルドーム３の形成位置を示す概略図である。
【００４２】
ここで、図９において説明すると、圧電基板ウエハーであるＬＴ基板１上にレジストＡをコーティングする（処理工程（ａ））。なお、図９では、圧電基板ウエハーからチップ単位に切り出される一個の弾性表面波装置部分のみを示している。
【００４３】
また、図９の処理工程（ａ）に先だって、ＬＴ基板１上に先に弾性表面波素子機能部を構成するための駆動電極２１及び外部接続端子５と接続される外部接続電極部２０がパターニングにより形成されているが、これらの電極部は既に形成されているものとして工程の図示は省略されている。
【００４４】
ついで、メタルドーム３の中空部分２１０に相当する領域のみ残す様にしてパターニングして、レジストＡを除去する（処理工程（ｂ））。
【００４５】
ついで、メタルドーム３の上面に相当する高さまでレジストＢをコーティングする（処理工程（ｃ））。したがって、図９（ｃ）に示されるように形成されたレジスト膜の内、メタルドーム３の中空形成部分２１０（図６参照）に対応するレジストＡ膜は、メタルドーム３の周辺に形成されるレジストＢ膜の厚みより薄く形成されている。
【００４６】
この後、金属柱４及び、メタルドーム３に相当する領域のレジストＢをパターニングにより除去する（処理工程（ｄ））。
【００４７】
図８（II）は、図８（I）の中心線ｋでの断面図である。図８（II）において、メタルドーム３の形成部分を除きレジストＡ、Ｂ膜を形成していることが示され、図９に対応する概略図である。なお、図８（II）では、金属柱４部分のパターニングは省略して示されている。
【００４８】
ついで、レジストＡ膜及びレジストＢ膜が形成された状態でＣｕ膜を電界メッキにより１００μｍの厚さｈに形成して、金属柱４及びメタルドーム３を形成する（処理工程（ｅ））。なお、電界メッキ用の給電端子は図示を省略してある。無電界メッキで行ってもよい。
【００４９】
ついで、レジストＢ膜を剥離し、メタルドーム３に覆われた中空部分２１０に相当するレジストＡ膜は、レジスト排出口３０から排出する（処理工程（ｆ））。これにより、図８（III）に示すようにメタルドーム３内に中空部分２１０が形成される。
【００５０】
ここで、メタルドーム３の形成後メタルドーム周りのレジストＢ膜や中空部分２１０内のレジストＡ膜を剥離する工程順として、レジストＢ膜を先ず剥離し、次にレジストＡ膜をレジスト排出口３０から溶剤によって排出する。ただし、これら、レジストＡ膜及びＢ膜の剥離は、連続的に行ってもよい。
【００５１】
なお、図８において、レジスト排出口３０は、上下一箇所（図８（I）の紙面上下）に形成されているが、これは理解のために簡略して示されている。
【００５２】
すなわち、メタルドーム３部分に設けられたレジスト排出口３０は、金属柱４の電極パターンとメタルドーム３で覆われる駆動電極２１とを接続する入出力信号線（図５のアルミ配線パターン２０２）上に位置する様に配置される。これによりメタルドーム３と、入出力信号線との接触が回避される。したがって、図５の例ではアルミ配線パターン２０２に対応する上下３カ所ずつにレジスト排出口３０が設けられている。
【００５３】
図９に戻り、メタルドーム３と同時に形成された金属柱４の先端に鉛フリー半田（Ｓｎ-Ａｇ-Ｃｕなど）を融着し外部接続端子５が形成される（処理工程（ｇ））。さらに、外部接続端子５及びメタルドーム３を除き樹脂封止を行う（処理工程（ｈ））。
【００５４】
これにより、弾性表面波（ＳＡＷ）素子が形成された電子デバイスが得られる。なお、図９では、前述したように簡略のために一つのチップについての弾性表面波装置の製造工程を示しているが、通常は、圧電基板ウエハー状のＬＴ基板１上に複数のチップ形成し、工程の最終段階でチップ毎に切り出して個々の弾性表面波装置が得られる。
【００５５】
図１０は、図８に示した工程により形成されるメタルドーム３及び金属柱４に対し更に、樹脂封止４１の処理工程（ｈ）の詳細構造を示す図である。
【００５６】
樹脂封止４１の処理工程（ｈ）において、ＬＴ基板１上にエポキシｂ４２で層を形成してレジスト排出口３０を封止する。エポキシｂ４２の層は、入出力信号線（アルミ配線パターン２０２）上を覆い、且つメタルドーム３との間の入り込み、入出力信号線とメタルドーム３間の電気的絶縁性を向上させている。
【００５７】
エポキシｂ４２の層が硬化した後、その上にエポキシａ４１の層をＣｕ金属柱４及びメタルドーム３の高さまで塗布して硬化させる。
【００５８】
ここで、これらエポキシａ４１及び、エポキシｂ４２による封止樹脂層の関係が、上層になるエポキシａ４１による封止樹脂層よりも下層になるエポキシｂ４２による封止樹脂層の方が硬化時間が短く粘性が高いことを条件とする。
【００５９】
これは、エポキシｂ４２の層の形成の際に、メタルドーム３のレジスト排出口３０部分は覆い、中空部２１０まではエポキシｂ４２が入り込まないことが必要であるためである。このためにエポキシｂ４２は、短時間での硬化と、高い粘性が必要である。また、エポキシａ４１の層の形成の際には、均一の層を形成することが望ましい。したがって、エポキシａ４１とエポキシｂ４２に対する硬化速度と粘性の関係が上記を条件とする。
【００６０】
また、上記のエポキシｂ４２による層は、直接にレジスト排出口３０領域にポッティングのみで形成し、必ずしも均一性を有する樹脂層として形成されていなくてもよい。
【００６１】
さらに、エポキシａ４１，４２ｂは、他の樹脂例えばポリイミド樹脂でも代用できるが、上記の硬化時間と、粘性の関係は維持することは必要である。
【００６２】
最終的にはレジストＡ排出口自体はポリイミド樹脂又はエポキシ樹脂によって封止される。
【００６３】
図１０において、外部接続端子５と金属柱４及びメタルドーム３との間にＳｎ密着層４０が形成されているが、この層は図９の処理工程（ｅ）において、Ｃｕ薄膜の形成の後に、レジストＢによるパターニングを利用してＳｎを蒸着、スパッタ等により形成することができる。
【００６４】
なお、上記実施の形態例において、１個の弾性表面波装置に１個の弾性表面波素子機能部を有する例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。複数の弾性表面波素子機能部を有し、それぞれの弾性表面波素子機能部に対応して別個のメタルドーム３を形成することが可能であり、あるいは複数の弾性表面波素子機能部に共通に１個のメタルドーム３を形成する構成とすることも可能である。
【００６５】
（付記１）
圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された、弾性表面波を生成する駆動電極部と、
前記駆動電極部を中空に覆う導電性の電極保護部を有し、
前記電極保護部は、前記圧電基板上に膜形成手法によって形成されたことを特徴とする弾性表面波装置。
【００６６】
（付記２）付記１において、
前記電極保護部は膜形成手法として、導電性物質のメッキにより形成されたことを特徴とする弾性表面波装置。
【００６７】
（付記３）付記１において、
前記電極保護部は膜形成手法として、導電性物質のスパッタにより形成されたことを特徴とする弾性表面波装置。
【００６８】
（付記４）付記１において、
前記電極保護部は膜形成手法として、導電性物質の蒸着により形成されたことを特徴とする弾性表面波装置。
【００６９】
（付記５）付記１乃至４のいずれかにおいて、
前記導電性物質は、Ｃｕであることを特徴とする弾性表面波装置。
【００７０】
（付記６）
圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された、弾性表面波を生成する駆動電極部と外部接続電極部を有する電極部と、
前記駆動電極部を中空に覆う導電性を有し、前記圧電基板上に膜形成手法によって形成された電極保護部と、
前記外部接続電極部上に形成された導電体柱と、
前記導電体柱の先端に形成された外部接続端子を有し、
前記外部接続端子及び電極保護部を除き、前記圧電基板が樹脂封止されていることを特徴とする弾性表面波装置。
【００７１】
（付記７）付記６において、
さらに、前記電極保護部の表面と電気的に接続された外部接続端子を有することを特徴とする弾性表面波装置。
【００７２】
（付記８）付記６において、
前記導電体柱と前記外部接続電極部との間及び、前記導電体柱と前記外部接続端子との間に中間層を有することを特徴とする弾性表面波装置。
【００７３】
（付記９）付記１又は６において、
前記圧電基板が、ＬｉＴａＯ3単結晶を材料とすることを特徴とする弾性表面波装置。
【００７４】
（付記１０）付記１又は６において、
前記圧電基板が、ＬｉＮｂＯ3単結晶を材料とすることを特徴とする弾性表面波装置。
【００７５】
（付記１１）
圧電基板ウエハー上に弾性表面波素子機能を有する駆動電極を形成し、
前記駆動電極の上部領域をレジストコーティングし、
前記レジストコーティングを覆う様にドーム状に金属膜で被覆し、
前記被覆された金属ドーム内のレジストを排出し、
ついで樹脂封止する
ことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【００７６】
（付記１２）付記１１において、
前記樹脂封止は、硬化速度と粘度の高い樹脂による第一段階の封止と前記第一段階で用いられる樹脂より硬化速度が遅く且つ粘度の低い樹脂による第二段階の封止工程を有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【００７７】
（付記１３）付記１１において、
前記樹脂封止する樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【００７８】
（付記１４）付記１１において、
前記樹脂封止する樹脂は、ポリイミド樹脂であることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【００７９】
【発明の効果】
以上図面に従い実施の形態を説明したように、本発明によればワイヤボンディングを不要とする為、ワイヤーに必要な空間が要らなくなるだけでなくキャップやパッケージ自体が不要となる。これにより、圧電基板ウェハーの処理工程のみでの弾性表面波装置の作成が可能となり低価格化を図ることが出来る。
【００８０】
さらに、ウェハーレベルのチップサイズパッケージングの実現によって、低価格で且つ、軽量小型な弾性表面波装置を提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の弾性表面波素子を有する弾性表面波装置及び、弾性表面波素子を外部接続端子に接続するためのワイヤー配線接続構造の断面を示す概略図である。
【図２】別の従来の弾性表面波装置の構成であり、フリップチップ接続による物理的固定と電気的接続配線を行う構成を示す図である。
【図３】本発明に従う弾性表面波（ＳＡＷ）素子機能を有する弾性表面波装置の構造の概略を示す断面図である。
【図４】図３における信号取り出し用の接続端子構造部の詳細を示す図である信号
【図５】本発明に従う、弾性表面波（ＳＡＷ）素子フィルタが形成された弾性表面波装置の実施例の上面図である。
【図６】図５を紙面下方から見た時の弾性表面波装置の断面図である。
【図７】図６における外部接続電極パッド２００の詳細例構造を示している。
【図８】メタルドーム３の詳細について説明する図である。
【図９】弾性表面波装置の形成工程を示す図である。
【図１０】図８に示した工程により形成されるメタルドーム３及び金属柱４に対し更に、樹脂封止４１の処理工程（ｈ）の詳細構造を示す図である。
【符号の説明】
１  圧電基板
２  電極部
２０  外部接続電極部
２１  駆動電極部
３  電極保護部
４  金属柱
５  外部接続端子
６  樹脂封止
１０，２２，４０  中間層
【図１】
0003974346.tif 000002
【図２】
0003974346.tif 000003
【図３】
0003974346.tif 000004
【図４】
0003974346.tif 000005
【図５】
0003974346.tif 000006
【図６】
0003974346.tif 000007
【図７】
0003974346.tif 000008
【図８】
0003974346.tif 000009
【図９】
0003974346.tif 000010
【図１０】
0003974346.tif 000011