(57)【要約】      （修正有）【課題】バンプ接合可能で、かつ量産性に優れた弾性境界波デバイスを提供する。【解決手段】圧電基板２と、圧電基板２上に設けられた弾性波素子４と、圧電基板２上に設けられ、弾性波素子４と電気的に接続された端子１０と、端子１０上に設けられた第１バンプ１２と、圧電基板２上及び弾性波素子４上に設けられ、第１バンプ１２の側面を覆い、第１バンプ１２と接している領域の上面が露出している絶縁膜６と、絶縁膜６上に設けられ、絶縁膜６の第１バンプ１２と接している領域の側面を覆う吸音膜８と、第１バンプ１２上に設けられた第２バンプ１４と、を具備する弾性境界波デバイス。【選択図】図２
2009182741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と
前記圧電基板上に設けられた弾性波素子と、
前記圧電基板上に設けられ、前記弾性波素子と電気的に接続された端子と、
前記端子上に設けられた第１バンプと、
前記圧電基板上及び前記弾性波素子上に設けられ、前記第１バンプの側面を覆い、前記第１バンプと接している領域の上面が露出している絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、前記絶縁膜の前記第１バンプと接している領域の側面を覆う吸音膜と、
前記第１バンプ上に設けられた第２バンプと、を具備することを特徴とする弾性境界波デバイス。
【請求項２】
前記第１バンプの上面と、前記絶縁膜の前記第１バンプと接している領域の上面と、前記吸音膜の上面とは平坦であることを特徴とする請求項１記載の弾性境界波デバイス。
【請求項３】
前記第１バンプの上面と、前記絶縁膜の前記第１バンプと接している領域の上面と、前記吸音膜の前記絶縁膜の前記第１バンプと接している領域の側面を覆う領域の上面とは、平坦であることを特徴とする請求項１記載の弾性境界波デバイス。
【請求項４】
前記圧電基板から、前記吸音膜の前記絶縁膜の前記第１バンプと接している領域の側面を覆う領域の上面までの高さは、前記圧電基板から、前記吸音膜の前記絶縁膜の前記第１バンプと接している領域の側面を覆う領域以外の領域の上面までの高さよりも高いことを特徴とする請求項３記載の弾性境界波デバイス。
【請求項５】
前記第１バンプは、Ａｕ、Ｎｉ及びＣｕのいずれかで形成されていることを特徴とする請求項１から４いずれか一項記載の弾性境界波デバイス。
【請求項６】
圧電基板上に弾性波素子を設ける工程と、
前記弾性波素子と電気的に接続されるように、前記圧電基板上に端子を設ける工程と、
前記端子上に第１バンプを設ける工程と、
前記第１バンプを覆うように、前記圧電基板上及び前記弾性波素子上に絶縁膜を設ける工程と、
前記絶縁膜上に吸音膜を設ける工程と、
前記第１バンプが露出するように、前記絶縁膜、前記吸音膜及び前記第１バンプを研削する工程と、
前記第１バンプ上に第２バンプを設ける工程と、を有することを特徴とする弾性境界波デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記第１バンプを設ける工程は、ボールバンプボンディングで前記第１バンプを設ける工程であることを特徴とする請求項６記載の弾性境界波デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記第１バンプを設ける工程は、前記端子が露出するように前記圧電基板上及び前記弾性波素子上にレジスト膜を設けた後、無電解メッキ法により前記第１バンプを設ける工程であることを特徴とする請求項６または７記載の弾性境界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、弾性境界波デバイス及びその製造方法に関し、特に三層構造を有する弾性境界波デバイス及びその製造方法に関する。
【０００２】
基板上に弾性波素子を設けた弾性波デバイスは、移動体通信機器のデュプレクサや、フィルタとして広く用いられている。
【０００３】
弾性波を利用した弾性波デバイスの１つとして、圧電基板の表面にＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）と反射器で形成される弾性波素子を備え、この弾性波素子に電力を印加することで励振した弾性波を用いる弾性表面波デバイスがある。
【０００４】
また、異なる２つの媒質の境界を弾性波が伝搬する弾性境界波デバイスも開発されている。三層構造を有する弾性境界波デバイスでは、圧電基板上に絶縁膜が設けられ、絶縁基板上には吸音膜が設けられる。弾性波は圧電基板と絶縁膜との境界を伝搬する。これによれば、外表面に異物等が付着しても周波数変動や電気的損失特性に影響を与えない利点がある。また、弾性表面波デバイスのように弾性波素子の周辺に中空部を確保する必要がないので、デバイスの小型化が可能となる。
【０００５】
特許文献１には、アンダーバンプメタル（以下ＵＢＭ）の上にバンプを有し、電解メッキを行うための給電ラインがＵＢＭ下地層に接続された弾性境界波デバイスが開示されている。
【特許文献１】特開２００７−２８１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の弾性境界波デバイスは、外部とのバンプ接合が可能であるが、多くの製造工程と設備が必要である。また、電解メッキ工程を行うため、一枚のウェハ上で製造される全てのデバイスの端子が、ＵＢＭ下地膜及び給電ラインを介して導通している。従って、ダイシングにより個片化される前は、個々のデバイスの特性の評価を行うことができず、このため低歩留まりウェハを最終工程まで進める必要があり、コスト低減の障害となっていた。こうしたことにより、特許文献１の弾性境界波デバイスは、量産性に優れているとはいえなかった。
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明は、バンプ接合可能で、かつ量産性に優れた弾性境界波デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた弾性波素子と、前記圧電基板上に設けられ、前記弾性波素子と電気的に接続された端子と、前記端子上に設けられた第１バンプと、前記圧電基板上及び前記弾性波素子上に設けられ、前記第１バンプの側面を覆い、前記第１バンプと接している領域の上面が露出している絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられ、前記絶縁膜の前記第１バンプと接している領域の側面を覆う吸音膜と、前記第１バンプ上に設けられた第２バンプと、を具備することを特徴とする弾性境界波デバイスである。本発明によれば、バンプ接合可能で、かつ量産性に優れた弾性境界波デバイスを提供することができる。
【０００９】
上記構成において、前記第１バンプの上面と、前記絶縁膜の前記第１バンプと接している領域の上面と、前記吸音膜の上面とは平坦である構成とすることができる。この構成によれば、絶縁膜、吸音膜及び第１バンプを研削するという簡単な工程で、第１バンプを露出させることができるため、弾性境界波デバイスの量産性が向上する。
【００１０】
上記構成において、前記第１バンプの上面と、前記絶縁膜の前記第１バンプと接している領域の上面と、前記吸音膜の前記絶縁膜の前記第１バンプと接している領域の側面を覆う領域の上面とは、平坦である構成とすることができる。この構成によれば、絶縁膜、吸音膜及び第１バンプを研削するという簡単な工程で、第１バンプを露出させることができるため、弾性境界波デバイスの量産性が向上する。
【００１１】
上記構成において、前記圧電基板から、前記吸音膜の前記絶縁膜の前記第１バンプと接している領域の側面を覆う領域の上面までの高さは、前記圧電基板から、前記吸音膜の前記絶縁膜の前記第１バンプと接している領域の側面を覆う領域以外の領域の上面までの高さよりも高い構成とすることができる。この構成によれば、絶縁膜、吸音膜、及び第１バンプの研削量を減らすことができるため、弾性境界波デバイスの量産性が向上する。また、弾性境界波デバイスを基板に実装したときに、応力を緩和できる。
【００１２】
上記構成において、前記第１バンプは、Ａｕ、Ｎｉ及びＣｕのいずれかで形成されている構成とすることができる。
【００１３】
本発明は、圧電基板上に弾性波素子を設ける工程と、前記弾性波素子と電気的に接続されるように、前記圧電基板上に端子を設ける工程と、前記端子上に第１バンプを設ける工程と、前記第１バンプを覆うように、前記圧電基板上及び前記弾性波素子上に絶縁膜を設ける工程と、前記絶縁膜上に吸音膜を設ける工程と、前記第１バンプが露出するように、前記絶縁膜、前記吸音膜及び前記第１バンプを研削する工程と、前記第１バンプ上に第２バンプを設ける工程と、を有することを特徴とする弾性境界波デバイスである。本発明によれば、バンプ接合可能で、かつ量産性に優れた弾性境界波デバイスを提供することができる。
【００１４】
上記構成において、前記第１バンプを設ける工程は、ボールバンプボンディングで前記第１バンプを設ける工程である構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、前記第１バンプを設ける工程は、前記端子が露出するように前記圧電基板上及び前記弾性波素子上にレジスト膜を設けた後、無電解メッキにより前記第１バンプを設ける工程である構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、バンプ接合可能で、かつ量産性に優れた弾性境界波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】
【００１７】
図面を用い、比較例として特許文献１の発明について説明する。
【００１８】
図１は、比較例１に係る弾性境界波デバイスの断面図である。圧電基板２上に弾性波素子４、及び弾性波素子４と電気的に接続された配線５が設けられている。圧電基板２上、弾性波素子４及び配線５上には絶縁膜６が設けられ、絶縁膜６には配線５の一部が露出するような開口部が設けられている。絶縁膜６の開口部にはＵＢＭ下地膜１０が設けられ、絶縁膜６の上面に至っている。ＵＢＭ下地膜１０は、配線５を介して弾性波素子４と電気的に接続され、また給電ライン１１とも電気的に接続されている。絶縁膜６の上、及びＵＢＭ下地層１０の絶縁膜６の上面に配置されている部分の上には、吸音膜８が設けられている。絶縁膜６の開口部を含むように吸音膜８に設けられた開口部からは、ＵＢＭ下地膜１０が露出している。露出したＵＢＭ下地膜１０の上にはＵＢＭ１２が設けられ、ＵＢＭ１２の上にはバンプ１４が設けられている。ＵＢＭ１２は、給電ライン１１からＵＢＭ下地膜１０へと通電させ、電解メッキ工程を行うことにより形成される。
【００１９】
比較例１によれば、バンプ１４が設けられているため、弾性境界波デバイスと外部とのバンプ接合が可能である。しかしながら、製造工程において、フォトリソグラフィやドライエッチング等の工程により絶縁膜６及び吸音膜８に開口部を設ける必要がある。また、電解メッキ工程を行うために、給電ライン１１を設ける必要がある。このため、工程が複雑であり、また設備も必要となる。電解メッキ法によりＵＢＭ１２が設けられるため、一枚のウェハ上で製造される全てのデバイスの端子は、ＵＢＭ下地膜１０及び給電ライン１１を介して導通している。このため、個片化される前は、プロービング技術により個々のデバイスの特性評価を行うことができない。このことは、歩留まり低下の原因となる可能性がある。以上のように、比較例１に係る弾性境界波デバイスは、工程、設備及び歩留まりの観点から、量産性に優れているとはいえない。
【００２０】
以下、図面を用い、上記課題を解決するための実施例について説明する。
【実施例１】
【００２１】
図２は実施例１に係る弾性境界波フィルタ１００の断面図である。図２に示すように、例えばタンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電体からなる圧電基板２上に、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属からなるＩＤＴ及び反射器で構成される弾性波素子４、及び弾性波素子４と電気的に接続された配線５が設けられている。配線５上に例えばＴｉ、Ａｕ等の金属からなるＵＢＭ下地膜１０（端子）が設けられている。ＵＢＭ下地膜１０の上には、例えばＡｕからなるＵＢＭ１２（第１バンプ）が設けられている。圧電基板２、弾性波素子４及び配線５上には、ＵＢＭ１２の側面を覆うように、例えばＳｉＯ２からなる例えば厚さ１．０μｍの絶縁膜６が設けられている。絶縁膜６上には例えばエポキシ樹脂等からなる、例えば厚さ２０．０μｍの吸音膜８が設けられている。絶縁膜６のＵＢＭ１２と接する領域の上面６ａ、ＵＢＭ１２の上面、及び吸音膜８の上面は平坦である。また、上面６ａは露出している。ＵＭＢ１２の上には、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕの合金半田からなる、例えば直径１２０．０μｍのバンプ１４（第２バンプ）が設けられている。ＵＢＭ１２の上面からバンプ１４までの高さは例えば１００．０μｍである。
【００２２】
図面を参照に、実施例１に係る弾性境界波デバイスの製造方法について説明する。図３（ａ）から図３（ｄ）は、実施例１に係る弾性境界波デバイス１００の製造方法を示す断面図である。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、圧電基板２上に弾性波素子４及び配線５を設け、配線５上にＵＢＭ下地膜１０を設ける。さらに、ＵＢＭ下地膜１０上に、例えば直径２５．０μｍの例えばＡｕからなるワイヤを用いたボールバンプボンディング法により、例えば直径１００．０μｍのＵＢＭ１２を設ける。端子１０から見たＵＢＭ１２の高さは例えば５０．０μｍである。
【００２４】
図３（ｂ）に示すように、圧電基板２、弾性波素子４及び配線５上に、ＵＢＭ１２を覆うように、絶縁膜６を設ける。さらに絶縁膜６上に、吸音膜８を設ける。吸音膜８は例えばエポキシ樹脂で形成されており、加熱して吸音膜８の硬化を行う。
【００２５】
図３（ｃ）に示すように、ＵＢＭ１２が露出し、絶縁膜６のＵＢＭ１２と接する領域の上面６ａ、吸音膜８の上面、及びＵＢＭ１２の上面が平坦になるように、絶縁膜６、吸音膜８及びＵＢＭ１２を研削する。このとき、ＵＢＭ１２を例えば約３０．０μｍ研削する。
【００２６】
図３（ｄ）に示すように、ＵＢＭ１２上にバンプ１４を設ける。この工程では、メタルマスクとスキージを使用しＵＢＭ１２上に半田ペーストの印刷を行った後、２４０℃まで加熱しリフローを行うことにより、例えば直径１２０．０μｍ、高さ１００．０μｍのバンプ１４を設ける。以上の工程により、実施例１に係る弾性境界波デバイス１００が完成する。
【００２７】
実施例１によれば、図３（ｃ）に示すように、絶縁膜６、吸音膜８及びＵＢＭ１２を研削するという簡単な工程により、ＵＢＭ１２を露出させることができる。このため、比較例１よりも工程及び設備を簡略化することができる。
【００２８】
ＵＢＭ１２を設けるための電解メッキ工程を行う必要がなく、給電ラインを設ける必要がないため、工程を簡略化できる。また、個片化する前において、個々の弾性境界波デバイスは導通していない。このため、図３（ｃ）に示した研削工程の終了段階で、プロービングにより弾性境界波デバイスの特性評価を実施することができ、歩留まりが向上する。以上のように、実施例１によれば、工程及び設備を簡略化でき、同時に低歩留まりウェハを途中工程で、調整、選別または廃棄することが可能なため、量産性の向上が可能となる。
【００２９】
ＵＢＭ１２はＡｕで形成されているとしたが、Ｎｉ及びＣｕを用いてもよい。
【００３０】
実施例１の変形例として、弾性境界波デバイス１００の別の製造方法について説明する。図４（ａ）から図４（ｃ）は、弾性境界波デバイスの製造方法を示した断面図である。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、圧電基板２上に、弾性波素子４及び配線５を設け、配線５上にはＵＢＭ下地膜１０を設ける。圧電基板２、弾性波素子４及び配線５上に、ＵＢＭ下地膜１０が露出するようにレジスト膜１６を塗布する。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、無電解ニッケルメッキ法により、ＵＢＭ下地層１０上にＵＢＭ１２を設ける。図４（ｃ）に示すように、ＵＢＭ１２を設置した後、レジスト膜１６を剥離する。以降の工程は、実施例１と同じであるため、説明を省略する。
【００３３】
変形例によれば、無電解メッキ法を行うことによっても、ＵＢＭ１２を設けることができる。また、ＵＢＭ１２はＮｉで形成されているとしたが、Ａｕ及びＣｕでもよい。
【実施例２】
【００３４】
実施例２は、実施例１において研削量を減少させた例である。図５は実施例２に係る弾性境界波デバイス１１０の断面図である。
【００３５】
図５に示すように、絶縁膜６、吸音膜８及びＵＢＭ１２の研削量を減らすことにより、絶縁膜６のＵＢＭ１２に接触する領域の上面６ａ、吸音膜８の絶縁膜６のＵＢＭ１２と接している領域の側面を覆う領域の上面８ａ、及びＵＢＭ１２の上面が平坦となっている。また、圧電基板２から上面８ａまでの高さは、圧電基板２から吸音膜８の絶縁膜６のＵＢＭ１２と接している領域の側面を覆う領域以外の上面８ｂまでの高さよりも高くなっている。
【００３６】
実施例２によれば、研削量を減少させるため、工程が簡略化でき、量産性が向上する。また、実施例１よりも、圧電基板２からＵＢＭ１２までの高さが高くなる。これにより、弾性境界波デバイス１１０を基板に実装する工程において、バンプ１４を加熱した際に、熱が圧電基板２に伝わりにくくなる。従って、基板と圧電基板２との熱膨張係数の差異による応力を緩和することができる。
【実施例３】
【００３７】
実施例３は、実施例１の弾性境界波デバイス１００をパッケージに実装した例である。
【００３８】
図６（ａ）は弾性境界波デバイス１００の全体を示した上面図であり（絶縁膜６及び吸音膜８を透視し、弾性波素子４を図示）、図６（ｂ）はＡ１−Ａ２に沿った断面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、弾性境界波デバイス１００は、デバイスのサイズが圧電基板２と同じ、いわゆるＷＬＰ（ウェハ・レベル・パッケージ）である。図６（ａ）に示すように、ＩＤＴ及び反射器（不図示）からなる弾性波素子４が形成されており、弾性波素子４により弾性波が励振され、バンプ１４を介して電気信号が入出力される。
【００３９】
図７は実施例３に係るデバイスを示した断面図である。バンプ１４をパッケージ２２に接続し、弾性境界波デバイス１００をパッケージ２２に実装する。パッケージ２２の上部にはリッド２０が設置され、ロウ材１８によりパッケージ２２に接着される。このとき、ロウ材１８に代えて、接着剤を用いてもよい。
【実施例４】
【００４０】
実施例４は、弾性境界波デバイス１００を実施例３とは異なる形状のパッケージに実装した例である。
【００４１】
図８は実施例４に係るデバイスを示した断面図である。図８に示すように、バンプ１４を介して、弾性境界波デバイス１００が平面型のパッケージ２４に実装され、樹脂２６により封止される。
【００４２】
実施例３におけるパッケージ２２、及び実施例４におけるパッケージ２４は、セラミックス、樹脂、ガラスエポキシ等、様々な材質を使用することが可能である。
【００４３】
実施例３及び実施例４において述べたように、本発明によれば、パッケージの構造によらず、弾性境界波デバイスをパッケージに実装することが可能となる。
【００４４】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は比較例１に係る弾性境界波デバイスを示す断面図である。
【図２】図２は実施例１に係る弾性境界波デバイス１００を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）から図３（ｄ）は実施例１に係る弾性境界波デバイス１００の製造方法を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）から図４（ｃ）は実施例１に係る弾性境界波デバイス１００の別の製造方法を示す断面図である。
【図５】図５は実施例２に係る弾性境界波デバイス１１０を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）は実施例１に係る弾性境界波デバイス１００の上面図であり、図６（ｂ）は断面図である。
【図７】図７は実施例３に係るデバイスの断面図である。
【図８】図８は実施例４に係るデバイスの断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
２                圧電基板
４                弾性波素子
５                配線
６                絶縁膜
８                吸音膜
１０              ＵＢＭ下地膜
１２              ＵＢＭ
１４              バンプ
１６              レジスト膜
２０              リッド
２２、２４        パッケージ
２６              樹脂
１００、１１０    弾性境界波フィルタ
【図１】
2009182741.tif 000003
【図２】
2009182741.tif 000004
【図３】
2009182741.tif 000005
【図４】
2009182741.tif 000006
【図５】
2009182741.tif 000007
【図６】
2009182741.tif 000008
【図７】
2009182741.tif 000009
【図８】
2009182741.tif 000010