(57)【要約】      （修正有）【課題】実装作業中に複合成形剤が流れ込む問題を避けるため、音響波装置を保護する構造とその製造方法を提案する。【解決手段】音響波装置の保護構造２００は、基板１１０及び金属被覆層２１０から構成される。この金属被覆層は湾曲した表面形状を持ち、底辺外周部は縁取りされる。この底辺外周縁取り部２１４は、音響波装置１００に接続するとともに音響波装置との間に開口部２１６を設ける。こうして湾曲した金属被覆層が、共鳴領域１１２との間に空洞を形成するよう、共鳴領域を覆う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共鳴領域を有する音響波装置の実装作業中に、複合成形剤が前記音響波装置の共鳴領域に流れ込むことを防ぐよう、前記音響波装置を保護するため、
金属被覆層により構成され、
前記金属被覆層は湾曲した表面と底辺外周に縁取り部を有し、
前記縁取り部は前記音響波装置に接続し、前記音響波装置との間に少なくとも一つの開口部を設け、
前記湾曲した表面は前記共鳴領域を覆い、前記共鳴領域との間に空洞を設けている、
ことを特徴とする音響波装置の保護構造。
【請求項２】
前記金属被覆層の上に形成し、前記縁取り部と、前記縁取り部と前記音響波装置の間の開口部と、を覆う保護層とを、構成要素とすることを特徴とする、請求項１記載の音響波装置の保護構造。
【請求項３】
前記保護層がポリマーからなることを特徴とする、請求項２記載の音響波装置の保護構造。
【請求項４】
前記金属被覆層が、銅、タングステン、アルミニウム、あるいは、金を含有する金属材料からなることを特徴とする、請求項２記載の音響波装置の保護構造。
【請求項５】
前記音響波装置が、バルク音響波装置、あるいは、表面音響波装置からなることを特徴とする、請求項１記載の音響波装置の保護構造。
【請求項６】
前記金属被覆層の縁取り部が多角形状に形成され、少なくともその二辺が、前記音響波装置との間に開口部を形成することを特徴とする、請求項１記載の音響波装置の保護構造。
【請求項７】
前記金属被覆層の縁取り部が、少なくとも二つの対向する辺を持ち、前記少なくとも対向する二つの辺が、前記縁取り部と前記音響波装置の間に開口部を形成することを特徴とする、請求項６記載の音響波装置の保護構造。
【請求項８】
共鳴領域を有する音響波装置の実装作業中に、
複合成形剤が前記音響波装置の共鳴領域に流れ込むことを防ぐよう、前記音響装置の共鳴領域を保護する、保護構造の製造方法は、
前記音響波装置表面に捨て領域を定義するステップと、
前記捨て領域の上に捨て層を形成するステップと、
電気めっき法により前記捨て層の上を金属被覆層で覆い、
前記金属被覆層の底辺外周の縁取り部と前記音響波装置の間に開口部を設けるステップと、
前記開口部を通して流入させた化学溶液を用い、前記捨て層を剥離し、前記金属被覆層と前記共鳴領域の間に空洞を形成するステップと、
からなることを特徴とする、音響波装置の保護構造の製造方法。
【請求項９】
前記金属被覆層の縁取り部と前記音響波装置の間の開口部と、前記音響波装置を覆うように、前記金属被覆層の上に保護層を形成する工程を、更に含むことを特徴とする、請求項８記載の音響波装置の保護構造の製造方法。
【請求項１０】
前記保護層が、ポリマーから形成されることを特徴とする、請求項９記載の音響波装置の保護構造の製造方法。
【請求項１１】
前記金属被覆層が、銅、タングステン、アルミニウム、あるいは、金を含有する金属材料から形成されることを特徴とする、請求項８記載の音響波装置の保護構造の製造方法。
【請求項１２】
前記音響波装置が、バルク音響波装置、あるいは、表面音響波装置から構成されることを特徴とする、請求項８記載の音響波装置の保護構造の製造方法。
【請求項１３】
前記捨て層が、ポリマー、セラミック材料、あるいは、金属材料から形成されることを特徴とする、請求項８記載の音響波装置の保護構造の製造方法。
【請求項１４】
前記金属被覆層の底辺外周の前記縁取り部が多角形に形成され、少なくともその内の二辺が前記音響波装置との間に開口部を形成することを特徴とする、請求項８記載の音響波装置の保護構造の製造方法。
【請求項１５】
前記金属被覆層の縁取り部が、少なくとも対向する二辺を有し、少なくともその対向する二辺が前記縁取り部と前記音響波装置との間に開口部を形成することを特徴とする、請求項１４記載の音響波装置の保護構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響波装置の保護カバーおよびその製造方法に関する。より具体的には、通信システムに使用される音響波装置の保護カバーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システムにおけるバンドパスフィルターは、表面音響波フィルターおよびバルク音響波フィルターなどを含み、様々な音響波装置から構成されている。音響波装置は質量負荷に非常に敏感である。非常に小さな質量負荷であっても装置の周波数応答を変化させうる。厚さ８ナノメートルのチタニウム製質量負荷でも、薄膜圧電共振器（FBAR）の共鳴周波数を１０メガヘルツ下げることが可能であり、それによって応答減衰を抑制できることが知られている。これは、音響波装置の表面に質量負荷を取り付けることで音響共鳴の境界条件が変わり、音響波装置の周波数応答特性が変化することによる。したがって、製造および実装工程の間、音響波装置の表面にいかなる物質も付着しないようにするべきである。製品分析の結果に従えば、上述した質量負荷効果を避けるためには、表面音響波装置およびバルク音響波装置双方の音響波共鳴領域あるいは送波領域に空洞を設けることが望ましい。
【０００３】
現在、モバイル通信に使われている表面音響フィルターは、超音波フリップ・チップ・ボンディング技術を用いてパッケージ基板の表面にしっかりと接着されている。チップとパッケージ基板の間の空間は１０マイクロメートルで、成形工程中に複合成形剤が表面音響装置の表面に流れ込むのを防ぐことが可能である。しかしながら、超音波フリップ・チップ・ボンディングは高価な金バンプが必要であり、しかも歩留りが低い。
【０００４】
超音波フリップ・チップ・ボンディング技術の欠点を補うため、ある製品では銅柱リフロー・フリップ・チップ・ボンディング技術を採用している。しかしながら、チップとパッケージ基板表面の間の空間が銅柱によって決まるので、通常２０マイクロメートルと高くなってしまう。この場合、パッケージ工程中に、複合成形剤がより簡単に表面音響波装置の表面に流れ込んでしまい、音響波装置の周波数応答を変えてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような状況を鑑み、実装作業中に複合成形剤が流れ込むという、上述した問題を避けるため、本発明では音響波装置を保護する構造とその製造方法を提案する。音響波装置の共鳴領域の上に保護構造を設け、複合成形剤が音響波装置の共鳴領域に流れ込むことを防ぎ、共鳴周波数特性への影響を抑えることが可能である。さらに工程数を減らし、且つ、製造歩留りを向上するため、本発明が提案する音響波装置の保護構造製造工程は簡単である。そのため、この方法で製造された保護構造は安定しており、簡単には崩壊せず、フリップ・チップ・ボンディング技術あるいはワイヤーボンディング技術を使う実装工程に適用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するため、本発明は、実装作業中に音響波装置の共鳴領域を保護する音響波装置保護構造を提案し、複合成形剤が音響波装置の共鳴領域に流れ込まないようにする。音響波装置の保護構造は、金属被覆層から構成され、この金属被覆層は湾曲した表面形状を持ち、底辺外周部は縁取りされ、この底辺外周縁取り部は、音響波装置に接続するとともに音響波装置との間に開口部を設け、こうして湾曲した金属被覆層が、共鳴領域との間に空洞を形成するよう、共鳴領域を覆うことを特徴とする。
【０００７】
更に本発明は、上述の音響波装置の保護構造を製造する方法を提供する。この製造方法を構成する工程は、音響波装置の上に捨て領域を設け、この捨て領域の上に捨て層を形成し、電気めっき法でこの捨て層の上を金属被覆層で覆い、金属被覆層の底辺外周縁取り部を音響波装置に接続するとともに音響装置との間に開口部を設け、この開口部から流し込んだ化学溶液を用いて前記捨て層を剥ぎ取り、共鳴領域と金属被覆層の間に空洞を形成することを特徴とする。
【０００８】
一実施形態において、音響装置の保護構造は、金属被覆層上に形成され、金属被覆層の底辺外周の縁取り部を覆い、かつ、縁取り部と音響波装置の間に開口部を設けるように形成された保護層からなることを特徴とする。
【０００９】
一実施形態において、金属被覆層は、銅、タングステン、アルミニウム、あるいは、金などの金属材料からなることを特徴とする。
【００１０】
一実施形態において、音響波装置は、バルク音響装置、あるいは、表面音響波装置からなることを特徴とする。
【００１１】
一実施形態において、金属被覆層の底辺外周の縁取り部が多角形に成形され、少なくとも二つの辺で音響波装置との間に開口部を設けていることを特徴とする。
【００１２】
一実施形態において、金属被覆層の底辺外周の縁取り部は、音響波装置との間に開口部を設け、少なくとも二つの対向する辺を有していることを特徴とする。
【００１３】
一実施形態において、捨て層は、ポリマー、セラミック材料、あるいは、金属材料であることを特徴とする。
【００１４】
以下、望ましい実施形態と図面とを用い、本発明をより詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による音響波装置の保護構造の一実施形態を説明する鳥瞰図。
【図２Ａ】本発明による音響波装置の保護構造の一実施形態を説明する上面図。
【図２Ｂ】図２Ａの上面図のＢＢ’線で切った断面図。
【図２Ｃ】図２Ａの上面図のＣＣ’線で切った断面図。
【図３Ａ】本発明による、半導体装置のウェハーに貫通孔を開ける方法の、他の実施形態を説明する断面図。
【図３Ｂ】本発明による、半導体装置のウェハーに貫通孔を開ける方法の、他の実施形態を説明する断面図。
【図４】本発明による音響波装置の保護構造の製造方法の一実施形態を説明するフローチャート図。
【図５Ａ】本発明による音響波装置の保護構造の製造方法の他の実施形態を説明するプロセス工程図。
【図５Ｂ】本発明による音響波装置の保護構造の製造方法の他の実施形態を説明するプロセス工程図。
【図５Ｃ】本発明による音響波装置の保護構造の製造方法の他の実施形態を説明するプロセス工程図。
【図５Ｄ】本発明による音響波装置の保護構造の製造方法の他の実施形態を説明するプロセス工程図。
【図５Ｅ】本発明による音響波装置の保護構造の製造方法の他の実施形態を説明するプロセス工程図。
【図６】本発明による音響波装置の保護構造の製造方法の他の実施形態を説明するフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１Ａおよび図２Ａ−Ｃは、本発明による音響波装置の保護構造の一実施形態を示す図面である。図示したように、音響波装置１００は、基板１１０、および、基板１１０上のインターデジタルトランスデューサ―（IDT）とからなる。このIDTを含む基板上の領域を共鳴領域１１２とする。音響波装置の保護構造２００は、音響波装置１００の上に形成され、金属被覆層２１０で構成される。金属被覆層２１０は、湾曲した表面２１２と底辺外周に縁取り部２１４を有する。縁取り部２１４は、音響波装置１００の基板１１０と接続しつつ、音響波装置１００との間に開口部２１６を設ける。湾曲した表面２１２は共鳴領域１１２を覆い、共鳴領域１１２との間に空洞２１８を形成する。こうして形成された音響波装置の保護構造２００は、音響波装置１００を保護し、実装作業中に音響波装置１００の共鳴領域１１２に複合成形剤が流入するのを防ぐことができる。
【００１７】
別の実施形態において、音響波装置の保護構造２００は、図３Ａおよび３Ｂに示すように、更に保護層２２０から構成される。保護層２２０は、金属被覆層２１０の上に形成し、縁取り部と、縁取り部と音響波装置１００の間の開口部とを覆い、複合成形剤が装置表面に流れ込む確率を減らすことができる。
【００１８】
更に本発明は、音響波装置の保護構造２００を形成する製造方法４００を提供する。図４は、製造方法４００の一実施形態のフローチャート図であり、
音響波装置１００の上に捨て領域１０２を定義するステップ４０１と、
捨て領域１０２の上に捨て層１２０を形成するステップ４０２と、
電気めっき法で、捨て層１２０の上を金属被覆層２１０で覆い、金属被覆層２１０の縁取り部２１４を音響波装置１００に接続し、金属被覆層２１０の縁取り部２１４と音響波装置１００の間に開口部２１６を形成するステップ４０３と、
金属被覆層２１０と音響波装置１００の間の開口部２１６を通して注入した化学溶液を使い、捨て層１２０を取り除き、金属被覆層２１０と共鳴領域１１２の間に空洞２１８を形成するステップ４０４と、
で構成される。
【００１９】
図５Ａから５Ｅは、音響波装置の保護構造を形成する製造方法４００の実施形態を説明する図面である。第一に、装置保護層１３０として、音響波装置１００の上にSiNx膜、あるいは、SiO2膜を堆積させる。次に、マスク１４０を使い、音響波装置の共鳴領域の上に捨て領域１０２を定義し、捨て領域１０２の上に捨て層１２０を形成する。ここでマスク１４０を剥ぎ取り、続く架橋工程のために基板１１０を熱して捨て層１２０の表面を弧状に加工する。そして、金属めっきして捨て層１２０の上を金属被覆層２１０で覆い、共鳴領域１１２の両側を橋渡し、開口部を形成する。開口部の大きさと形は、マスクパターンにより制御できる。最後に、開口部を通して金属被覆層２１０と基板１１０の間に化学溶液を流入し、捨て層１２０を剥ぎ取る。こうして、音響波装置の共鳴領域の上に空洞２１８が形成される。
【００２０】
一実施形態において、捨て層１２０は、ポリマー、セラミック材料、あるいは、金属材料等の素材で作成することが望ましい。
【００２１】
一実施形態において、音響装置の保護構造２００を形成する製造方法４００は、更に、ステップ４０５を含むことを特徴とする。図６の実施形態に示すように、ステップ４０５では、保護層２２０が、金属被覆層２１０の外周縁取り部２１４と音響波装置１００の間の開口部２１６を覆うように、金属被覆層２１０の上に形成される。
【００２２】
一実施形態において、上述した音響装置の保護構造の形成を終えた後、装置のフリップ・チップ・ボンディングで用いる銅柱リフロー工程のため、装置の電気接続領域の上に銅柱を形成する。
【００２３】
本発明による保護構造で保護された音響波装置１００は、バルク音響波装置でもよいし、あるいは、表面音響波装置でも良い。音響波装置１００の基板１１０は、圧電材、例えば、LiTaO3、 LiNbO2、水晶、あるいは、ジルコン酸チタン酸鉛（PZT）などの圧電セラミック等であることが望ましい。
【００２４】
一実施形態において、金属被覆層２１０は、銅、タングステン、アルミニウム、あるいは、金を含む金属材料で形成されることが望ましい。ここで、銅を含む金属材料は得に好ましい。保護層２２０は、SU8フォトレジスト、アクリル、ポリマー等のポリマー材料であることが望ましい。
【００２５】
金属被覆層２１０の底辺外周の縁取り部２１４は、長方形や正方形の多角形状に、あるいは、円や楕円形状の非多角形状に、形成すれば良い。一実施形態において、金属被覆層２１０は湾曲した表面２１２と長方形の底辺外周の縁取り部２１４を持っている。長方形外周縁取り部２１４は、対向する二組の辺を持っている。対抗する一組の辺２１４ｃと２１４ｄは、音響波装置の基板１１０に接続し、もう一方の組みの辺２１４ａと２１４ｂは、それぞれ基板との間に開口部２１６を形成する。こうして、湾曲した表面２１２と共鳴領域１１２の間に空洞が形成され、金属被覆層２１０は音響波装置の共鳴領域を覆う橋状保護構造を形成する。一実施形態において、金属被覆層２１０と基板１１０の間の開口部２１６の高さの上限は、複合成形剤が音響波装置の共鳴領域へ流れ込まないよう、１０マイクロメートルである。
【００２６】
本発明による音響波装置の保護構造は、実装作業中に複合成形剤が音響装置の共鳴領域に流れ込む問題を効果的に防ぐよう、音響装置の共鳴領域を覆うことが可能である。
【００２７】
本発明による音響波装置の保護構造は、金属で形成される。金属の堅牢さが音響波装置の保護構造の破壊を防ぎ、よって、実装作業における歩留りが向上する。
【００２８】
本発明による音響波装置の保護構造の製造方法において、保護構造および捨て層を剥離するための開口部は、２ステップではなく、１ステップで形成することが可能である。それゆえ、製造工程が簡単化される。
【００２９】
本発明による音響装置の保護構造において、捨て層を剥離するための開口部が保護構造の側面に形成され、実装作業中に複合成形剤が音響波装置の共鳴領域に容易に流れ込まないよう、この開口部の位置と大きさをマスクにより制御することが可能である。また、捨て層を剥離した後開口部を覆う必要がないので、製造工程が簡単化できる。
【００３０】
本発明による音響波装置の素子構造は、フリップ・チップ・ボンディングやワイヤーボンディング実装工程のように、幅広い範囲に適用可能である。
【００３１】
以上まとめると、本発明により提供される、音響波装置の保護膜およびその製造方法は、実装作業中に複合成形剤が音響波装置の共鳴領域に流れ込む不具合を解決するという、期待された目的をまさに果たそうとするものである。本発明により提供される製造方法の工程は、簡単である。この製造方法によって提供される保護膜は、堅牢にして容易に破壊されず、ゆえに実装作業の歩留りを向上する。更に、本発明による保護構造は、フリップ・チップ・ボンディングやワイヤーボンディング実装工程など、幅広い分野に適用可能である。
【００３２】
図面を用いて上述した内容は、単に本発明の好ましい実施形態について説明したに過ぎない。本発明に関する技術範囲において、本発明の趣旨を逸脱せずに多くの部分的変更や修正が可能であり、それらはすべて下記の請求項によって定義される範囲に収まるべきものと考えられる。
【符号の説明】
【００３３】
１００  音響波装置
１０２  捨て領域
１１０  基板
１１２  共鳴領域
１２０  捨て層
１３０  装置保護層
１４０  マスク
２００  音響波装置の保護構造
２１０  金属被覆層
２１２  湾曲した表面
２１４  （底辺外周の）縁取り部
２１４a、２１４b、２１４c、２１４d  辺
２１６  開口部
２１８  空洞
２２０  保護層
４００  製造方法
４０１、４０２、４０３、４０４、４０５  ステップ
【図１】
2017055381.tif 000003
【図２Ａ】
2017055381.tif 000004
【図２Ｂ】
2017055381.tif 000005
【図２Ｃ】
2017055381.tif 000006
【図３Ａ】
2017055381.tif 000007
【図３Ｂ】
2017055381.tif 000008
【図４】
2017055381.tif 000009
【図５Ａ】
2017055381.tif 000010
【図５Ｂ】
2017055381.tif 000011
【図５Ｃ】
2017055381.tif 000012
【図５Ｄ】
2017055381.tif 000013
【図５Ｅ】
2017055381.tif 000014
【図６】
2017055381.tif 000015