(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電性基板上に形成された櫛歯状電極を有する弾性表面波素子を外囲器に搭載して弾性表面波装置を製造する方法であって、前記外囲器の前記弾性表面波素子を搭載する領域と、前記弾性表面波素子の前記櫛歯状電極が形成された面と反対側の面とを、熱硬化性または紫外線硬化性を有する接着剤を介して対向配置する工程と、前記接着剤を介して対向配置した前記弾性表面波素子と前記外囲器とをプラズマ生成手段を備えたチャンバ内に導入する工程と、このチャンバ内にプラズマ生成ガスを導入し、プラズマ状態を生成して前記接着剤を硬化させる工程とを有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項２】
圧電性基板上に形成された櫛歯状電極を有する弾性表面波素子を外囲器に搭載して弾性表面波装置を製造する方法であって、前記外囲器の前記弾性表面波素子を搭載する領域と、前記弾性表面波素子の前記櫛歯状電極が形成された面と反対側の面とを、熱硬化性または紫外線硬化性を有する接着剤を介して対向配置する工程と、前記接着剤を介して対向配置した前記弾性表面波素子と前記外囲器とをプラズマ生成手段を備えたチャンバ内に導入する工程と、このチャンバ内にプラズマ生成ガスを導入し、プラズマ状態を生成しながら前記接着剤を介して対向配置した前記外囲器と前記弾性表面波素子とを加熱して前記接着剤を硬化させる工程とを有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項３】
圧電性基板上に形成された櫛歯状電極を有する弾性表面波素子を外囲器に搭載して弾性表面波装置を製造する方法であって、前記外囲器の前記弾性表面波素子を搭載する領域と、前記弾性表面波素子の前記櫛歯状電極が形成された面と反対側の面とを、熱硬化性または紫外線硬化性を有する接着剤を介して対向配置する工程と、前記接着剤を介して対向配置した前記弾性表面波素子と前記外囲器とをプラズマ生成手段を有するチャンバ内に導入する工程と、前記チャンバ内にプラズマ生成ガスを導入し、プラズマ状態を生成して前記接着剤を部分的に硬化させる第１の接合工程と、前記櫛歯状電極と前記外囲器とを電気的に接続する工程と、前記接着剤を加熱して硬化させる第２の接合工程とを有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項４】
ウエハ状の圧電性基板上に導体薄膜を形成する工程と、この導体薄膜上にレジストを形成し、エッチング工程により所定形状の櫛歯状電極を有する複数の弾性表面波素子パターンを形成する工程と、櫛歯状電極上にレジストを残したまま、前記ウエハ状の圧電性基板をチップ状の弾性表面波素子に切断する工程と、前記弾性表面波素子を搭載する外囲器を用意する工程と、前記外囲器の前記弾性表面波素子を搭載する領域と、前記弾性表面波素子の前記櫛歯状電極が形成された面と反対側の面とを、熱硬化性または紫外線硬化性を有する接着剤を介して対向配置する工程と、前記接着剤を介して対向配置した前記弾性表面波素子と前記外囲器とをプラズマ生成手段を備えたチャンバ内に導入する工程と、このチャンバ内にプラズマ生成ガスを導入し、プラズマ状態を生成して前記接着剤を硬化させるとともに前記レジストを除去する工程とを有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項５】
ウエハ状の圧電性基板上に導体薄膜を形成する工程と、この導体薄膜上にレジストを形成し、エッチング工程により所定形状の櫛歯状電極を有する複数の弾性表面波素子パターンを形成する工程と、前記圧電性基板の前記櫛歯状電極形成面全面に保護膜を形成する工程と、櫛歯状電極上にレジストおよび保護膜を残したまま、前記ウエハ状の圧電性基板をチップ状の弾性表面波素子に切断する工程と、前記弾性表面波素子を搭載する外囲器を用意する工程と、前記外囲器の前記弾性表面波素子を搭載する領域と、前記弾性表面波素子の前記櫛歯状電極が形成された面と反対側の面とを、熱硬化性または紫外線硬化性を有する接着剤を介して対向配置する工程と、前記接着剤を介して対向配置した前記弾性表面波素子と前記外囲器とをプラズマ生成手段を備えたチャンバ内に導入する工程と、このチャンバ内にプラズマ生成ガスを導入し、プラズマ状態を生成して前記接着剤を硬化させるとともに前記保護膜および前記レジストを除去する工程とを有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項６】
前記プラズマ生成ガスはＯ2 を含有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の弾性表面波装置の製造方法。
【請求項７】
前記レジストまたは前記保護膜は酸素のプラズマにより除去される有機物からなることを特徴とする請求項４または５記載の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装置およびその製造方法に関し、特に弾性表面波素子を外囲器に実装する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電性基板上に金属性薄膜よりなる櫛歯状電極を形成した弾性表面波素子を外囲器に搭載した弾性波表面波装置は、無調整、小型軽量、高信頼性、再現性のよさなどの特性を有し、映像、情報通信機器をはじめ様々な機器に幅広く使用されている。
【０００３】
従来の弾性波表面波装置は次のような工程で製造されている。
すなわち、ウエハ状の圧電性基板上に金属薄膜を形成し、この金属薄膜上にレジストを形成してフォトエッチング工程により櫛歯状電極に加工する。レジスト膜を剥離した後、複数の弾性表面波素子が形成されたウエハ状の圧電性基板をダイシングにて切断し、チップ状の弾性波表面波素子を製造していた。
この弾性表面波素子を金属やセラミック等で形成された外囲器に熱硬化型接着剤を介してマウントし、加熱により接着剤を硬化させることにより弾性表面波素子と外囲器とを接合する。そしてボンディングワイヤなどの導体配線で弾性表面波素子の櫛歯状電極と外囲器を電気的に接続した後、外囲器を気密封止して弾性表面波装置を製造していた。
【０００４】
図１１は従来の弾性表面波装置の製造方法を模式的に示す図である。
【０００５】
外囲器９０１に、圧電性基板９０２上に形成された櫛歯状電極９０３を有する弾性表面波素子９０４を搭載するにあたり、まず、外囲器９０１の弾性表面波素子を搭載する領域９０５に、熱硬化型のシリコーン系接着剤９０６を所定量塗布し、弾性表面波素子９０４を図示しないマウント装置で接着剤９０６を塗布した弾性表面波素子搭載領域にマウントする（図１１（ａ））。
【０００６】
ついで、外囲器９０１と弾性表面波素子９０４とを接合するために、加熱装置などで加熱し接着剤９０６を硬化させる（図１１（ｂ））。
【０００７】
その後、圧電性基板９０２上の櫛歯状電極９０３と外囲器９０１とを例えばボンディングワイヤ９０７などの導体配線で接続して（図１１（ｃ））、弾性表面波装置を製造していた。
【０００８】
ところが、弾性波表面波素子は圧電性基板を用いて構成されており、圧電性基板の種類によっては温度負荷、圧力負荷により分極して電位差を発生する焦電性を有する。そして、弾性表面波装置の製造過程では、弾性表面波素子の櫛歯状電極が素子の外部と電気的に接続されていない状態が発生する。このような櫛歯状電極が電位差を解消する手段をもたない状態では、焦電性に起因する電荷発生により、電荷発生の程度によっては櫛歯状電極間で放電してしまい櫛歯状電極が破壊されてしまうという問題がある。
【０００９】
図１２は圧電性基板の加熱温度と発生する電位差との関係を示す図である。焦電性を有する３６°ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ3 基板をホットプレート上で加熱していったときに基板表面上に発生する電位差を示した。図１２に示したとおりＬｉＴａＯ3 基板を１８０℃まで加熱した場合、±１．５ｋＶの電位差が発生し、加熱後常温まで冷却しても電位差は残留している。すなわち、基板は分極した状態を保持しており、加熱工程で生ずる電荷を外界へ放出しなければ弾性表面波素子の櫛歯状電極は放電現象による静電破壊を起こす非常に危険な状態となっている。
【００１０】
従来、この焦電性に起因する電荷発生を最小限に抑えるため、弾性表面波装置の製造過程における加熱工程では、温度勾配を緩やかにするなどの対策が講じられていた。しかし、このような方法は弾性表面波素子と外囲器との接合に長い時間を要し、生産性を低下させる大きな要因のひとつであった。
【００１１】
特に近年では、より高い周波数での動作に対応して弾性表面波素子の櫛歯状電極はますます微細化しており、櫛歯状電極の破壊電圧は小さくなっている。このような状況では、従来の弾性表面波装置の製造方法では、加熱工程でさらに緩やかな温度勾配で加熱することが強いられており、弾性表面波装置の生産性を大きく低下させているという問題がある。
【００１２】
図１３は従来の弾性表面波装置の製造方法における加熱温度と櫛歯状電極の静電破壊発生率との関係を示す図である。ここでは、３６°ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ3 からなる圧電性基板上に形成したＡｌ合金からなる、電極指幅および電極指間隔が０．７μｍの櫛歯状電極を有する弾性表面波素子を、図１１に示したような従来の製造方法で接着剤を硬化するために加熱したときの放電による櫛歯状電極の静電破壊発生率を示す。
【００１３】
このように微細な櫛歯状電極を有する弾性表面波素子では、８０℃の加熱でも櫛歯状電極が破壊されてしまうことがわかる。
【００１４】
一方、弾性表面波素子と外囲器とは所定の強度で接合する必要がある。例えば弾性表面波素子と外囲器とをボンディングワイヤなどの導体配線で接続する際には、接続に充分な物理的エネルギーを弾性表面波素子とボンディングワイヤとに加える必要がある。したがって、弾性表面波素子と外囲器との接着強度は、この物理的エネルギーに耐えられるだけの強度が必要となる。
【００１５】
しかし、弾性表面波素子の圧電性基板の焦電性により櫛歯状電極の静電破壊が生じないような温度で接着剤を加熱すると接着剤は完全に硬化せず、所定の接合強度が得られないという問題があった。
【００１６】
図１４は接着剤の加熱温度と、弾性表面波素子と外囲器の接合強度との関係を示す図である。ここでは、弾性表面波素子と外囲器とを接合する接着剤として、紫外線硬化性と熱硬化性とを有するエポキシ系接着剤を用い、紫外線を照射することなく、図１１に示した従来の製造方法により１．５時間加熱した時の弾性表面波素子と外囲器との接合強度を示した。約１００℃以上に加熱しないと十分な接合強度が得られないことがわかる。
【００１７】
図１３および図１４からもわかるように、従来の弾性表面波素子の製造方法では櫛歯状電極の放電破壊なしで弾性表面波素子と外囲器を十分な強度に接合することは不可能であった。
【００１８】
また、櫛歯状電極を形成する際に用いるレジストの剥離が困難であるという問題がある。すなわち、弾性波表面波装置の動作原理及び信頼性の観点より、弾性表面波素子の導体薄膜製の櫛歯状電極上には他の物質の存在が許されない。そのため、導体薄膜製の櫛歯状電極を形成する際に使用したレジストを剥離する工程が必要不可欠である。前述のように近年では、より高周波での動作に対応して、弾性表面波素子の櫛歯状電極はますます微細化している。これに伴って用いられるようになってきたドライエッチングプロセスでは、レジストが変質してしまいレジスト剥離工程が煩雑となっているという問題がある。
【００１９】
さらに、弾性波表面波装置はその動作原理より、金属薄膜製の櫛歯状電極上には櫛歯状電極を保護する絶縁性の保護膜を有していないものが一般的である。このため櫛歯状電極は製造工程で傷つきやすく、とくに微細化が進んでいる近年では、この傷が致命不良となるという問題がある。
例えば複数の弾性表面波素子を形成したウエハ圧電性基板を切断してチップ状の弾性表面波素子を作成するダイシングの際に発生する切屑により、弾性表面波素子の有する微細な金属薄膜製の櫛歯状電極が損傷し、この傷が致命不良となるという問題がある。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものである、すなわち本発明は圧電性基板の焦電性に起因する櫛歯状電極の静電破壊を防ぎながら、弾性表面波素子と外囲器とを十分な強度で接合できる弾性表面波装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００２１】
また、本発明は櫛歯状電極形成の際に用いたレジストを効率的に剥離できる弾性表面波装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００２２】
また、本発明は櫛歯状電極の損傷を防止する弾性表面波装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００２３】
また、本発明は圧電性基板の焦電性に起因する櫛歯状電極の静電破壊を防ぎながら接着剤からの脱ガスや水分の影響を排除し、信頼性の高い弾性表面波装置を作成できる弾性表面波装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００２４】
また、本発明は弾性表面波装置製造の生産性を、圧電性基板の焦電性に起因する櫛歯状電極の静電破壊を防ぎながら大きく向上する弾性表面波装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置の製造方法は、圧電性基板上に形成された櫛歯状電極を有する弾性表面波素子を外囲器に搭載して弾性表面波装置を製造する方法であって、外囲器の弾性表面波素子を搭載する領域と、弾性表面波素子の櫛歯状電極が形成された面と反対側の面とを、熱硬化性または紫外線硬化性を有する接着剤を介して対向配置する工程と、接着剤を介して対向配置した弾性表面波素子と外囲器とをプラズマ生成手段を備えたチャンバ内に導入する工程と、このチャンバ内にプラズマ生成ガスを導入し、プラズマ状態を生成して接着剤を硬化させる工程とを有することを特徴とする。
【００２６】
また本発明の弾性表面波装置の製造方法は、圧電性基板上に形成された櫛歯状電極を有する弾性表面波素子を外囲器に搭載して弾性表面波装置を製造する方法であって、外囲器の弾性表面波素子を搭載する領域と、弾性表面波素子の櫛歯状電極が形成された面と反対側の面とを、熱硬化性または紫外線硬化性を有する接着剤を介して対向配置する工程と、接着剤を介して対向配置した弾性表面波素子と外囲器とをプラズマ生成手段を有するチャンバ内に導入する工程と、チャンバ内にプラズマ生成ガスを導入し、プラズマ状態を生成して接着剤を部分的に硬化させる第１の接合工程と、櫛歯状電極と外囲器とを電気的に接続する工程と、接着剤を加熱して硬化させる第２の接合工程とを有することを特徴とする。
【００２７】
また本発明の弾性表面波装置の製造方法は、ウエハ状の圧電性基板上に導体薄膜を形成する工程と、この導体薄膜上にレジストを形成し、エッチング工程により所定形状の櫛歯状電極を有する複数の弾性表面波素子パターンを形成する工程と、櫛歯状電極上にレジストを残したまま、ウエハ状の圧電性基板をチップ状の弾性表面波素子に切断する工程と、弾性表面波素子を搭載する外囲器を用意する工程と、外囲器の前記弾性表面波素子を搭載する領域と、弾性表面波素子の櫛歯状電極が形成された面と反対側の面とを、熱硬化性または紫外線硬化性を有する接着剤を介して対向配置する工程と、接着剤を介して対向配置した弾性表面波素子と外囲器とをプラズマ生成手段を備えたチャンバ内に導入する工程と、このチャンバ内にプラズマ生成ガスを導入し、プラズマ状態を生成して接着剤を硬化させるとともに前記レジストを除去する工程とを有することを特徴とする。
【００２８】
また本発明の弾性表面波装置の製造方法は、ウエハ状の圧電性基板上に導体薄膜を形成する工程と、この導体薄膜上にレジストを形成し、エッチング工程により所定形状の櫛歯状電極を有する複数の弾性表面波素子パターンを形成する工程と、圧電性基板の櫛歯状電極形成面全面に保護膜を形成する工程と、櫛歯状電極上にレジストおよび保護膜を残したまま、ウエハ状の圧電性基板をチップ状の弾性表面波素子に切断する工程と、弾性表面波素子を搭載する外囲器を用意する工程と、外囲器の弾性表面波素子を搭載する領域と、弾性表面波素子の櫛歯状電極が形成された面と反対側の面とを、熱硬化性または紫外線硬化性を有する接着剤を介して対向配置する工程と、接着剤を介して対向配置した弾性表面波素子と外囲器とをプラズマ生成手段を備えたチャンバ内に導入する工程と、このチャンバ内にプラズマ生成ガスを導入し、プラズマ状態を生成して接着剤を硬化させるとともに保護膜およびレジストを除去する工程とを有することを特徴とする。
【００２９】
プラズマ生成ガスとしてＯ2 を含有するガスを用いるようにしてもよい。
【００３０】
また、用いるレジストまたは保護膜は酸素のプラズマにより除去される有機物を用いるようにしてもよい。
【００３１】
すなわち本発明の弾性表面波装置の製造方法は、圧電性基板上に形成された櫛歯状電極を有する弾性表面波素子を外囲器に搭載して弾性表面波装置を製造する方法であって、熱硬化性または紫外線硬化性を有する接着剤を介して対向配置させた弾性表面波素子と外囲器とを、プラズマ生成手段を備えたチャンバ内に導入し、チャンバ内にプラズマ生成ガスを導入し、プラズマ状態を生成して接着剤を硬化することを特徴とするものである。
【００３２】
本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、外囲器とチップを接着剤を介してマウントされた状態の素子はプラズマ雰囲気中に曝されることとなる。したがって、プラズマ状態により生じる熱や紫外線により接着剤を硬化することができる。また、プラズマは電気的中性条件を満たしているから、焦電性を有する基板に熱負荷や圧力負荷が生じても、櫛歯状電極に蓄積する電荷はプラズマにより常に中和され、櫛歯状電極の静電破壊を防止することができる。そして、接着剤を硬化させた後に、ボンディングワイヤなどの導体配線で弾性表面波素子と外囲器とを接続するようにすればよい。
【００３３】
また、接着剤は必ずしもプラズマ状態により生じる熱や紫外線により完全に硬化する必要はない。プラズマ雰囲気中で接着剤を部分的に硬化し、この状態で例えばボンディングワイヤなどで櫛歯状電極と外囲器とを接続して櫛歯状電極に蓄積する電荷の解放手段を形成するようにしてもよい。こののち、接着剤を弾性表面波装置として必要な十分な接合強度が得られる温度まで十分に加熱して硬化するようにすればよい。
【００３４】
このように、プラズマによる接着剤の硬化工程を、櫛歯状電極の電荷解放手段形成のための予備的な接合工程として用いるようにしてもよい。このような場合には、光硬化性と熱硬化性とをあわせもつ接着剤を選択して用いるようにすればよい。
【００３５】
プラズマ状態の生成方法にはいろいろな方法があるが、例えばチャンバ内にプラズマ発生ガスを導入し、高周波放電によりプラズマ状態を生成するようにしてもよい。また、マイクロ波放電、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）などによりプラズマ状態を生成するようにしてもよい。
【００３６】
また、プラズマ発生手段は、例えば平行平板型プラズマ発生装置などの放電室内に放電電極を有する内部電極方式を用いることも可能ではあるが、放電室外に放電電極を有する、いわゆる外部電極方式を採用することがより好適である。このような無電極放電を用いれば、プラズマから電極材料の影響を無くすことができ、弾性表面波素子の損傷を防止することができる。高周波放電の場合には放電管を石英やパイレックスなどのガラス製とし、この外部から容量結合や誘導結合により放電室内部に高周波電界を形成するようにすればよい。
マイクロ波放電、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を用いてプラズマを生成しても、外部電極方式の無電極放電と同様に、弾性表面波素子の損傷を防止することができる。
【００３７】
また、プラズマを発生させるガス成分にＯ2 が含まれる場合、Ｏ2 は酸素ラジカルとなり、レジストに代表される有機化合物と激しく反応し、この有機化合物はＣＯ2 やＨ2 Ｏとして弾性表面波装置から除去される。
そのため、特にレジスト剥離工程を行わずに接着剤硬化と同時にレジスト剥離を行うことができる。このことにより、ダイシング工程以前にレジストを除去する必要が無くなり、ウエハを弾性表面波素子の個々のチップに切断するダイシング工程においてレジストが微細な薄膜製櫛歯状電極を保護し、ダイシング時の切屑による櫛歯状電極の損傷を防止される。
レジストの上側から櫛歯状電極全体を覆うようにさらに保護膜を形成するようにしてもよく、この場合より効果的に櫛歯状電極の損傷が防止される。
【００３８】
レジストや保護膜など櫛歯状電極の損傷防護膜として働いた有機化合物はプラズマにより除去される。
【００３９】
つぎに、圧電性基板の焦電性に起因する櫛歯状電極の静電破壊を防ぎながら弾性表面波素子と外囲器とを十分な強度で接合するために、接着剤による弾性表面波素子と外囲器との接合を複数の段階に分離して接着剤を硬化させる本発明の弾性表面波装置の製造方法についてより詳細に説明する。
【００４０】
第１の接合工程では、プラズマ雰囲気内に外囲器にマウントした弾性表面波素子を導入し、櫛歯状電極の絶縁状態を保持しながら、すなわち櫛歯状電極に静電破壊を生じさせないように、接着剤を部分的に硬化させる。
ついで、弾性表面波素子の櫛歯状電極と外囲器とを電気的に接続して、櫛歯状電極に蓄積する電荷の解放手段を形成する。この段階で櫛歯状電極は静電破壊から安全な状態にある。
そして、第２の接合工程で加熱などにより接着剤を十分な強度で接合するのである。この第２の接合段階では、加熱、加圧等により大きな電荷が発生しても、この電荷はすでに形成した電荷の解放手段により解放され、櫛歯状電極に静電破壊が生じることはない。
【００４１】
第１の接合工程では、プラズマにより生じる紫外線などによって硬化する性質を有する光硬化型接着剤や、プラズマ雰囲気内での熱により硬化する熱硬化型接着剤を用いるようにすればよい。これらの接着剤は後の第２の接合工程でより強固に接合する際に必要になる、熱、圧力などに対しても硬化する性質をあわせ持つ必要がある。なお、プラズマによる紫外線や熱などにより接着剤を完全に硬化させる必要はなく、例えば櫛歯状電極と外囲器とを接続するボンディングワイヤなどの電荷解放手段を形成できるだけの接合強度が得られればよい。
【００４２】
ここで、光硬化性とは例えば光重合などのように、光の照射により単量体の重合度が高まる性質のことである。また、重合反応はラジカル連鎖およびイオン機構のいずれによって進行してもよく、さらに光のあたった表面が硬化する光キュアリングも含まれる。
【００４３】
また、光化学反応型接着剤や化学反応硬化型接着剤の他にも、熱硬化型接着剤を、櫛歯状電極の絶縁状態が保持できるような第１の温度に加熱することで部分的に硬化させ第１の接合工程を実現するようにしてもよい。
【００４４】
すなわち第１の接合工程では、弾性表面波素子の櫛歯状電極と外囲器とを電気的に接続するのに必要な接合強度が最低限得られればよい。
【００４５】
第１の接合工程で、弾性表面波素子と外囲器との位置関係を固定したなら、弾性表面波素子の櫛歯状電極と外囲器とを電気的に接続して、櫛歯状電極に蓄積する電荷の解放手段を形成する。
【００４６】
この工程では電荷の解放手段を、例えばボンディングワイヤなどで櫛歯状電極のボンディングパッドと外囲器のボンディングパッドとを接続するようにしてもよい。またボンディングワイヤ以外の導体により接続するようにしてもよいし、第２の接合工程の際に櫛歯状電極から電荷を解放した後に取り除く、仮設的な電荷の解放手段を形成するようにしてもよい。
このように櫛歯状電極に蓄積される電荷の解放手段が形成されれば、第２の接合工程での熱負荷、圧力負荷などにより圧電性基板が分極しても、櫛歯状電極に電荷が蓄積することはない。したがって、櫛歯状電極の静電破壊は発生しない。
第２の接合工程では、例えば接着剤を積極的に加熱、加圧することにより、第１の接合工程で部分的にしか硬化していない接着剤を十分に硬化させる。
【００４７】
第１の接合工程で、紫外線硬化性などの光化学反応硬化性や熱、圧力などに対しても硬化する性質をあわせ持つタイプの接着剤を部分的に硬化させた場合には、第２の接合工程で加熱または加圧することにより、櫛歯状電極の静電破壊を防ぎながら、弾性表面波素子と外囲器とを十分な強度に接合するようにすればよい。  また第１の接合工程で、熱硬化型接着剤を櫛歯状電極の絶縁状態が保持できるような第１の温度に加熱することで部分的に硬化させた場合には、第２の接合工程で第１の温度よりも高い第２の温度に加熱することにより、櫛歯状電極の静電破壊を防ぎながら、弾性表面波素子と外囲器とを十分な強度に接合するようにすればよい。すなわち第２の接合工程では、弾性表面波素子の櫛歯状電極と外囲器とを、弾性表面波装置としての特性と信頼性とを維持するのに必要な強度が得られるように接合する。
【００４８】
また、第２の接合工程では、接着剤の未反応成分が残らないように十分に硬化させることが好ましい。この際、例えば硬化反応の際に生成するガスなど接着剤が含有、吸着している揮発性成分を除去できるような温度に加熱または減圧するようにしてもよい。
【００４９】
さらに第２の接合工程を周囲にＮ2 またはＨｅ、Ａｒなどの不活性ガスをキャリアガスとして流通させながら行うようにしてもよい。このようなキャリアガスを流通させれば、前述した弾性表面波装置に悪影響を及ぼす揮発性成分の除去に効果がある。さらにキャリアガスを流通させながら外囲器を気密に封止すれば、外囲器内にキャリアガスであるＮ2 またはＨｅ、Ａｒなどの不活性ガスが充填されるから、外囲器に実装された弾性表面波素子の櫛歯状電極の腐食防止にも大きな効果がある。加熱しながらキャリアガスを流通させるようにしてもよいことはもちろんであるが、弾性表面波素子の特性の安定化のためには外囲器封止は常温で行うことが好ましい。
【００５０】
このように本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、圧電性基板の焦電性に起因する櫛歯状電極の静電破壊を生じさせずに、弾性表面波素子と外囲器とが十分な強度で接合される。
【００５１】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、圧電性基板の焦電性に起因する櫛歯状電極の静電破壊を防ぎながら、接着剤からの脱ガスや水分などの揮発性成分、腐食生成成分が排除される。
【００５２】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は本発明の弾性表面波装置の製造工程を模式的に示す図である。
【００５３】
まず、外囲器１０１の、圧電性基板１０２上に形成された櫛歯状電極１０３を有する弾性表面波素子１０４を搭載する領域１０５と、弾性表面波素子１０４の櫛歯状電極１０３が形成された面と反対側の面とを接着剤１０６を介して対向配置する（図１（ａ））。圧電性基板は３６°ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ3 基板を用いた。
【００５４】
この工程は例えば接着剤１０６を外囲器の弾性表面波素子搭載領域に所定量塗布し、弾性表面波素子をマウント装置で弾性表面波素子搭載領域にマウントするようにしてもよい。また、弾性表面波素子１０４に接着剤を塗布して、外囲器の弾性表面波素子１０４を搭載する領域１０５にマウントするようにしてもよい。
また、ここでは接着剤１０６は紫外線硬化性と熱硬化性とを有するエポキシ系の接着剤を用いている。
【００５５】
つぎに、弾性表面波素子１０４をマウントした外囲器をプラズマ生成手段を備えたチャンバ内に導入する。そして、チャンバ内にプラズマ状態を生成し、外囲器１０１上にマウントした弾性表面波素子１０４の上側から接着剤１０６に紫外線を含む光を照射して部分的に硬化させる（第１の接合工程、図１（ｂ））。
【００５６】
図２は用いたプラズマ発生手段を有するチャンバ２００を概略的に示す図である。石英製の放電管２０１を取り囲むように放電用コイル２０２が配設されており、この放電用コイル２０２には高周波電源２０３に接続され、放電管２０１内に高周波電界を形成できるようになっている。ガス導入口２０４から放電管２０１内にガスを導入し、高周波電界によりプラズマ状態を生成する。
【００５７】
一方、チャンバ２００内には弾性表面波素子１０４をマウントした外囲器１０１を載置するためのホルダ２０５が配設されており、また、系内を減圧するための排気系に接続されている。
【００５８】
このようなプラズマ生成手段を用い、系内の圧力、投入エネルギー、ガスの流量等を適宜調節することにより５０〜１５０℃程度に加熱されるので、接着剤１０６を硬化させ、外囲器１０１と弾性表面波素子１０４とを十分な強度に接合することができる。
プラズマにより接着剤が十分に硬化しない場合には、ホルダ２０５に必要に応じてヒーターを備えるようにしてもよい。前述のようにプラズマ雰囲気中では櫛歯状電極１０３に蓄積される電荷はただちに中和されるから、プラズマ雰囲気中では静電破壊を生じさせることなく接着剤を充分加熱硬化させ、外囲器１０１と弾性表面波素子１０４とを接合することができる。図２に例示したチャンバではホルダ２０５内にヒーター２０６を備えている。２０７は加熱温度を調節するための熱電対である。
【００５９】
また、プラズマにより接着剤を部分的に硬化して、櫛歯状電極１０３の電荷解放手段を形成した後に加熱して完全に硬化するようにしてもよい。
【００６０】
図２では高周波電界（外部電極方式）によるプラズマ生成手段を備えたチャンバ２００を例示したが、前述のようにプラズマ生成の方法はこれに限ることはない。例えば、マグネトロン３０１によりマイクロ波（例えば２４５０ＭＨｚ）を発振し、このマイクロ波を導波管３０２により放電管（チャンバ）３００に伝送するようにしてもよい（図３参照）。ここに示した例では矩形導波管３０２の電界方向と平行に石英製の放電管を挿入して配設しているが、円形導波管を用いるようにしてもよい。
図４は電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を用いたプラズマ源を備えたチャンバの１例を概略的に示す図である。このチャンバ４００はプラズマ室４０１内に図示しないマグネトロンから導波管４０２によりマイクロ波（例えば２４５０ＭＨｚ）を伝送してプラズマを生成し、マグネットコイル４０３により発散磁界を形成してプラズマを弾性表面波素子１０４を搭載した外囲器１０１を載置するホルダ４０４の方向へ引き出している。図中、４０５はプラズマ発生ガスの導入系であり、４０６は冷却系である。また系内は図示しない排気系によって減圧される。
【００６１】
図２乃至図４に例示したようなプラズマ生成手段を備えたチャンバ内に弾性表面波素子１０４を搭載した外囲器１０４を導入し、系内にプラズマ状態を生成することにより、接着剤を硬化し、弾性表面波素子１０４と外囲器とを接合することができる。この工程で接着剤を完全に硬化してもよいし、部分的に硬化して後工程で完全に硬化するいようにしてもよい。上述のようにホルダに加熱手段を備えて、プラズマに曝した状態で加熱して接着剤を硬化するようにしてもよい（図２参照）。
図９に示したように従来の製造方法においては約１００℃まで加熱した場合の櫛歯状電極１０３の静電破壊発生率はほぼ１００％であったが、本発明では接合強度がほぼ飽和する１５０℃まで加熱しても静電破壊は全く発生しなかった。
【００６２】
この後、例えばボンディング装置を用いて、圧電性基板１０２上で櫛歯状電極１０３に接続して形成された図示しないボンディングパッドと外囲器のパッド部１０１ｂとをボンディングワイヤで接続し（図１（ｃ））、外囲器を気密に封止すれば弾性表面波素子が完成する。
【００６３】
（実施例２）
つぎに、プラズマにより接着剤を部分的に硬化する場合の本発明の弾性表面波装置の製造方法について図５により説明する。
【００６４】
接着剤１０６を介して対向配置した外囲器１０１と弾性表面波素子１０４とをプラズマ生成手段を備えたチャンバ内に導入して、チャンバ内にプラズマ状態を生成するところまでは図１で説明した製造方法と全く同様であるが（図５（ａ）〜図５（ｂ））、この製造方法ではプラズマを用いた第１の接合工程により、接着剤１０６は完全に硬化してはいないが部分的に硬化した状態にできればよく、弾性表面波素子１０４と外囲器１０１との間に電気的な接続手段を形成し得る接合強度を得られればよい。
【００６５】
そして、前述のように第１の接合工程では、プラズマによる紫外線と熱とにより接着剤は部分的に硬化し、外囲器と弾性表面波素子の位置関係を確立するとともに、外囲器と弾性表面波素子とを電気的に接続するために必要な接合強度が得られる。
【００６６】
ついで、櫛歯状電極１０３と外囲器のパッド部１０１ｂとを導体配線１０７で電気的に接続し電荷を弾性表面波素子１０４から解放する手段を形成する（図５（ｃ））。
【００６７】
この工程は、例えばボンディング装置を用いて、圧電性基板１０２上で櫛歯状電極１０３に接続して形成された図示しないボンディングパッドと外囲器のパッド部１０１ｂとをボンディングワイヤで接続するようにしてもよい。また。ボンディングワイヤ以外の電気的接続手段を用いて接続するようにしてもよいし、接続手段は仮設的に形成されるものであってもよい。本発明の製造方法によれば、この段階以降櫛歯状電極１０３が静電破壊される危険はない。
【００６８】
弾性表面波素子１０４と外囲器１０１とを電気的に接続したなら、接着剤１０５を加熱して硬化させ弾性表面波素子１０４と外囲器１０１とを十分な強度に接合する（第２の接合工程、図５（ｄ））。
【００６９】
第２の接合工程における加熱温度は、用いる接着剤１０５や弾性表面波装置の用途などにより異なるが、必要に応じて加熱温度を制御するようにすればよい。本発明の弾性表面波装置の製造方法では、櫛歯状電極１０３の電荷解放手段である導体配線１０７を形成してから第２の接合工程を行うので、圧電性基板１０２への熱負荷、圧力負荷により生じた電荷は櫛歯状電極１０３にたまることはなく、２００〜３００℃程度まで加熱しても櫛歯状電極１０３の静電破壊は皆無であった。
【００７０】
図６は図２に例示した本発明の弾性表面波装置の製造方法における加熱温度と接合強度との関係を示す図である。この図は第１の接合工程で、紫外線硬化性と熱硬化性とを有する接着剤をプラズマ雰囲気内で部分的に硬化させ、導体配線で弾性表面波素子と外囲器を電気的に接合して櫛歯状電極の電荷解放手段を形成した後、さらに１．５時間加熱して接着剤を硬化させたときの弾性表面波素子と外囲器との接着強度を示したものである。
【００７１】
図６からも明らかなように、本発明の弾性表面波装置の製造方法では、弾性表面波素子をプラズマ雰囲気中に導入することにより静電破壊を防ぎながら弾性表面波素子と外囲器とを予備的に接合することができる。また、第２の接合工程では既に電荷解放手段が形成されているから櫛歯状電極を破壊することなく、弾性表面波素子と外囲器とを十分な強度で接合することができる。本発明の製造方法では、第２の接合工程で２５０℃まで加熱しても櫛歯状電極の破壊は全く発生しなかった。
【００７２】
本発明の弾性表面波装置の製造方法でテレビジョン用弾性表面波装置、携帯電話用弾性表面波装置を製造することにより、櫛歯状電極の溶断などの発生は皆無であった。また、溶断などにより基板上に飛散した電極等の金属片によるショート不良や、櫛歯状電極の損失不良などがなくなり従来の製造方法と比較して約１０％も歩留まりを向上することができた。
【００７３】
また加熱温度を高くすることにより加熱時間を短くすることができ、生産性を向上できる。
【００７４】
さらに、焦電性に起因する櫛歯状電極の静電破壊に拘束されず、加熱温度、加熱時間に関する自由度が大きくとることができるので、弾性表面波装置に求められる性能、強度などに応じて弾性表面波素子と外囲器との接合を最適化することができ、高品質で生産性の高い弾性表面波装置を製造することができる。
【００７５】
なお、図１、図５に示した例では本発明を３６°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板を用いて説明したが、例えば６４°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ3 、ＬＢＯ（四硼酸リチウム）など他の圧電性基板を用いる場合であっても同様な効果が得ることができる。
【００７６】
（実施例３）
焦電性を有する３６°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ3 基板上に、アルミニウム薄膜を形成し、異方性ドライエッチング（ＲＩＥ）により、電極指幅０．７１４μｍのアルミニウム合金製櫛歯状電極を形成した。そして、レジストを剥離せずにダイシングにより切断し、２×２ｍｍのチップ状態の弾性表面波素子にした。切断後もレジストはそのまま残しておいた。したがって、ダイシング工程では櫛歯状電極はレジストに覆われており、切屑などによる櫛歯状電極の損傷から保護されている。
【００７７】
図７に示すように、この圧電性基板７０１上に形成した櫛歯状電極７０２の表面にレジスト７０３が残置した弾性表面波素子７００と、この弾性表面波素子７００を搭載する外囲器７０４とを接着剤７０５を介して対向配置し、図２に例示したチャンバと同様のプラズマ発生手段を備えたチャンバ内に導入した。図７はレジストを残したままダイシングした弾性表面波素子７００を接着剤７０５を介して外囲器７０４と対向配置した様子を模式的に示す図である。
【００７８】
接着剤７０５には紫外線硬化性と熱硬化性とを有するアクリル系接着剤を用いた。また、プラズマ生成ガスはＯ2 とＡｒとの混合ガスを用いた。
【００７９】
チャンバ内に生成した酸素のプラズマにより接着剤７０５は硬化し、同時に弾性表面波素子表面のレジスト７０３も除去された。
【００８０】
図８はチャンバ内のプラズマ発生条件を周波数１３．５６ＭＨｚ、出力３００Ｗ、圧力０．５Ｔｏｒｒ、Ｏ2 流量を２００ｓｃｃｍで固定したときの、プラズマに曝した時間と弾性表面波素子と外囲器の接着強度および残存レジスト量との関係を示すグラフである。
残存レジスト量はレジストを含む電極の膜厚を測定して求めた。また、温度上昇により櫛歯状電極に蓄積した電荷はプラズマにより中和され、放電による電極破壊は皆無であった。
【００８１】
図９は本発明の製造方法と従来の製造方法における静電破壊の発生率を比較して示す図であり、あわせて得られる接合強度を示した。すなわち、従来の製造方法に準じて、加熱時間を１．５時間と固定し、加熱温度を変えたときの弾性表面波素子と外囲器の接着強度と、電極の静電破壊発生率と、本発明によりプラズマ状態を用いて接着剤を硬化した場合の櫛歯状電極の静電破壊発生率とを示している。
図９より加熱時間１．５時間の場合、弾性表面波素子と外囲器の接合強度は１５０℃で飽和しており、接着剤は完全に硬化したものとみなせることがわかる。
図８に示したように、本発明の製造方法では約１時間で弾性表面波素子と外囲器の接合強度が飽和し、得られる接合強度も従来の製造方法と同等である。
また、レジスト残存量もゼロであり、本発明の製造方法が生産性の観点からもレジスト剥離の観点からも効果的であることがわかる。
【００８２】
【表１】
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また、表１はダイシング工程以前にレジストを剥離する従来の製造方法による場合の、ダイシング時の切屑による櫛歯状電極の損傷の発生数と本発明の製造方法によるダイシング時の切屑による電極の損傷の発生数を比較したものである。損傷数は弾性表面波装置１個あたりについて示した。従来工程に比べ傷の発生数は約１／３に軽減している。
ここで説明した製造例では櫛歯状電極をＲＩＥを採用しており、エッチング形状が異方性であるためサイドエッチングが少なく、形成される櫛歯状電極の寸法と櫛歯状電極形成に用いたレジストの寸法がほぼ同じ寸法である。このため、櫛歯状電極の間に落ちた切屑のために、櫛歯状電極の損傷の発生はなくなっていないが、エッチング工程により櫛歯状電極を形成した後、プラズマによって除去可能な保護膜を圧電性基板の櫛歯状電極を形成した側の全面に塗布すれば、切屑による櫛歯状電極の損傷はほとんど発生しない。図１０は図７と同様の弾性表面波素子にダイシング以前に保護膜７１１を形成した弾性表面波素子７１０の１例を模式的に示す図である。
【００８３】
【表２】
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表２はダイシング工程以前にレジストを剥離する従来の製造方法による櫛歯状電極の損傷の発生数と、櫛歯状電極を形成した後、圧電性基板上に保護膜を形成する本発明の弾性表面波素子の製造方法による櫛歯状電極の損傷の発生数を比較したものである。損傷数は弾性表面波装置１個あたりについて示した。
このようにレジストの上側から保護膜を形成し、櫛歯状電極を完全に覆うことにより、ダイシング工程などによる櫛歯状電極の損傷を完全に防止することができる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波素子の製造方法によれば、プラズマにより静電破壊による櫛歯状電極の破壊を完全に防ぎながら、弾性表面波素子と外囲器とを接合する接着剤を完全に硬化させることができ、信頼性の高い弾性波表面波装置を歩留まりよく、かつ生産性よく製造することができる。
【００８５】
本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、プラズマにより弾性表面波素子の櫛歯状電極の静電破壊を防止しながら弾性表面波素子と外囲器とを接合することができる。
【００８６】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、プラズマにより弾性表面波素子の櫛歯状電極の静電破壊を防止し、弾性表面波素子と外囲器とを予備的に接合することができる。予備的に接合し、櫛歯状電極の電荷解放手段を形成した後には、圧電性基板に熱・圧力などの負荷をかけることができるから、櫛歯状電極を破壊することなく、弾性表面波素子と外囲器とを十分な強度で接合することができる。
【００８７】
本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、櫛歯状電極の溶断など破壊を全く発生させずに弾性表面波装置を製造することができ、ショート不良や損失不良がなくなり生産性を大きく向上することができる。また加熱温度を高くすることにより加熱時間を短くすることができ、生産性を向上することができる。
【００８８】
さらに、焦電性に起因する櫛歯状電極の静電破壊に拘束されず、加熱温度、加熱時間に関する自由度が大きくとることができるので、弾性表面波装置に求められる性能、強度などに応じて弾性表面波素子と外囲器との接合を最適化することができ、高品質で生産性の高い弾性表面波装置を製造することができる。
【００８９】
本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、レジスト剥離工程を弾性表面波素子と外囲器との接合工程と同時に行うことができ、かつ静電破壊により櫛歯状電極を破壊することなく弾性表面波素子と外囲器を接合する接着剤を完全に硬化させることができる。
【００９０】
本発明の弾性表面波素子の製造方法によれば、ダイシング時などの櫛歯状電極の損傷の発生を低減させることができ、弾性波表面波装置製造の生産性を大きく向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弾性表面波装置の製造工程の１例を模式的に示す図。
【図２】本発明の弾性表面波装置の製造方法で用いることができるプラズマ発生手段を有するチャンバの１例を概略的に示す図。
【図３】本発明の弾性表面波装置の製造方法で用いることができるマグネトロンを有するチャンバの１例を模式的に示す図。
【図４】本発明の弾性表面波装置の製造方法で用いることができる電子サイクロトロン共鳴を用いたプラズマ源を備えたチャンバの１例を概略的に示す図。
【図５】本発明の弾性表面波装置の製造工程の１例を模式的に示す図。
【図６】本発明の弾性表面波装置の製造方法における加熱温度と接合強度との関係を示す図。
【図７】本発明の弾性表面波装置の製造方法におけるレジストが残置した弾性表面波素子を模式的に示す図。
【図８】本発明の弾性表面波装置の製造方法におけるプラズマに曝した時間と弾性表面波素子と外囲器の接着強度および残存レジスト量との関係を示す図。
【図９】本発明と従来の弾性表面波装置の製造方法における加熱温度と接合強度及び放電破壊発生率との関係を比較して示す図。
【図１０】本発明の弾性表面波装置の製造工程における保護膜を形成した弾性表面波素子の様子を模式的に示す図。
【図１１】従来の弾性表面波装置の製造方法を模式的に示す図。
【図１２】弾性表面波装置を構成する圧電性基板の加熱温度と発生する電位差との関係を示す図。
【図１３】従来の弾性表面波装置の製造方法における加熱温度と櫛歯状電極の静電破壊発生率との関係を示す図。
【図１４】接着剤の加熱温度と弾性表面波素子と外囲器の接合強度との関係を示す図。
【符号の説明】
１０１……外囲器、１０１ｂ……パッド部、１０２……圧電性基板
１０３……櫛歯状電極、１０４……弾性表面波素子
１０５……弾性表面波素子搭載領域、１０６……接着剤、１０７……導体配線
２００……チャンバ、２０１……放電管、２０２……放電用コイル
２０３……高周波電源、２０４……ガス導入口、２０５……ホルダ
２０６……ヒーター、２０７……熱電対
７０１……圧電性基板、７０２……櫛歯状電極、７０３……レジスト
７０４……外囲器、７０５……接着剤
７１１……プラズマにより除去可能な保護膜
９０１……外囲器、９０１ｂ……パッド部、９０２……圧電性基板
９０３……櫛歯状電極、９０４……弾性表面波素子
９０５……弾性表面波素子搭載領域、９０６……接着剤
９０７……ボンディングワイヤ
【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】
0003825499.tif 000010
【図８】
0003825499.tif 000011
【図９】
0003825499.tif 000012
【図１０】
0003825499.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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