JP5104518B2 - 弾性表面波デバイスとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として移動体通信機器にて使用される表面実装型の弾性表面波デバイスとその製造方法に関するものである。

従来の弾性表面波デバイスは図３に示されるように、圧電基板１に設けられた櫛形電極２とパッド電極３とこれらを覆う金属カバー４を接着層９を介して封止するとともに、全体を封止樹脂５で覆い、封止樹脂５の表面に外部電極１１を設け、封止樹脂５を貫通する柱状の接続電極１０を用いて外部電極１１とパッド電極３を接続する構造が知られている。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２０００−２６１２８４号公報

しかしながら、このような弾性表面波デバイスにおいては、弾性表面波デバイスを基板に実装した後、実装された基板全体をトランスファーモールド機により樹脂成形する場合が多くなり、トランスファーモールド時の５０気圧から１００気圧という大きな圧力で破壊するという問題を有していた。

そこで、本発明はこのような問題を解決し、弾性表面波デバイスの外力への耐久性を向上させることを目的とする。

この目的を達成するために本発明は、圧電基板と、この圧電基板の表面に設けられた櫛形電極およびパッド電極と、圧電基板上に設けられ櫛形電極を囲む側壁と、この側壁上に設けられ櫛形電極の励振空間を覆う天板と、天板および圧電基板表面を覆う封止樹脂と、この封止樹脂上に設けられパッド電極と電気的に接続された外部電極とを備え、天板は前記側壁の開口部を覆う金属箔とこの金属箔上に設けられたメッキ層からなり、前記メッキ層は前記金属箔の上面全体、側面全体を覆い、更に金属箔の下面より低い位置まで全外周端部に設けたものである。

本発明によれば、弾性表面波デバイスの外力への耐久性を向上させることが出来るのである。

以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。なお、上述した従来の弾性表面波デバイスと同様の構成については同じ符号を付して説明する。

図１は本発明の一実施の形態における弾性表面波デバイスを模式的に示したものであり、その基本的な構造は、圧電基板１上に櫛形電極２およびパッド電極３を設け、櫛形電極２を側壁７で囲み、側壁７の開口部を天板８で覆うことにより櫛形電極２の励振空間６を確保している。さらにその上を封止樹脂５で覆うことで形状を確保し、封止樹脂５を貫通する接続電極１０により封止樹脂５上に設けられた外部電極１１とパッド電極３を電気的に接続することにより弾性表面波デバイスを構成している。

ここで天板８は金属箔８ａの上にメッキ層８ｂを設けた構成となっており、メッキ層８ｂは金属箔８ａの上面全体、側面全体、および下面の全外周端部に設けられている。また金属箔下面側のメッキ層のエッジは金属箔面に対して斜交するように設けられている。

弾性表面波デバイスは、弾性表面波が伝播する領域には振動空間を設ける必要があり、内部に空間を設けると、外部から大きな力が加わるとその空間がつぶれてしまい弾性表面波デバイスとしての機能を発揮することができなくなる。そこで本発明では、金属箔８ａにメッキ層８ｂを設け、特に下面の全外周端部に設けたメッキ層がリブとなって外部から力が加わった場合でも、天板全体が歪みにくくなり、外力に対して強くなる。但しリブとなる部分が天板の面に対して垂直に設けられていると、リブの根元の部分に応力が集中しやすくなり、その部分に亀裂が入りやすくなる。またリブを介して天板と圧電基板１を無機物で接着すると外部からの力が圧電基板１にダイレクトに伝わり圧電基板１との接着部にクラックが発生してしまう。それに対して本発明のように金属箔下面側のメッキ層のエッジは金属箔面に対して斜交する。即ちメッキ層の端部において金属箔とメッキ層の表面とのなす角を９０°より大きくするように設けられていると応力が分散され結果として外力に対して強くなる。また、リブと圧電基板１との間にポリイミドからなる側壁７が存在するため、外部からの力が側壁７で一部吸収され、ダイレクトに圧電基板１に伝わらないので、圧電基板１のクラックをも防止することができる。

さらに金属箔下面側のメッキ層８ｂを側壁７上面の金属箔８ａとの接合領域の外側に設けることにより、金属箔下面側メッキ層８ｂの端の部分は金属箔８ａと側壁７の接合領域となるため、外力が加わった場合金属箔下面側メッキ層８ｂの端の部分にはほとんど応力がかからずに接合領域全体で外力を受ける形になるため、天板部分が歪みにくくなり、より外力に対して強くなる。

次に本発明の弾性表面波デバイスの製造方法について図２を参照しながら説明する。

まず図２（ａ）のようにタンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムといった圧電基板ウェハ１上に、フォトリソグラフィ技術を用いて櫛形電極２やパッド電極３をアルミニウムを主成分とする合金で形成する。

次に図２（ｂ）のように感光性ポリイミド樹脂を圧電基板ウェハ１に塗布し、露光、現像することにより櫛形電極２を囲む側壁７を形成する。このとき側壁７の高さを約１０μｍとする。

次に厚さ約３μｍの銅箔８ａを、接着層９を介して側壁７の上に貼り合わせ、その上にレジストを形成したのち銅箔８ａを所定のパターンにエッチングし、図２（ｃ）を得る。

次に圧電基板ウェハ１をチャンバー内に入れ、酸素とフッ化炭素の混合ガスでプラズマ処理することにより、パターニングされた銅箔８ａ以外の部分についている接着層９を除去するとともに、露出している側壁７部分の一部およびパターニングされた銅箔８ａの外周端部の直下の接着層９および側壁７部分の一部を除去して図２（ｄ）のようになる。このとき所望の形状を得やすくするためにはドライプロセスを用いることが望ましい。

次に図２（ｅ）のように銅箔８ａにメッキを施すことにより、銅箔８ａの上面全体、側面全体、および下面の全外周端部にメッキ層８ｂを形成する。ここで銅箔８ａの下面側のメッキ層の厚さを約６μｍとする。すなわち圧電基板ウェハ１の表面からメッキ層の最下点までの距離を約４μｍとする。このように圧電基板ウェハ１の表面からメッキ層の最下点までの距離を側壁７の最大高さの半分以下にすることにより、外部からの湿気の進入を効果的に低減することができ、耐湿性も向上することができる。

次に圧電基板ウェハ１上にレジストパターンを形成し、パッド電極３上に銅メッキによりポストを立てて接続電極１０とし、その後レジストパターンを除去し、全体を封止樹脂５で覆い、表面を研磨して平坦化した後に接続電極１０と電気的に接続された外部電極１１を形成し、ダイシングにより圧電基板ウェハ１および封止樹脂５を同時に切断することにより、図２（ｆ）のような個片の弾性表面波デバイスを得る。ここで封止樹脂５は平均粒径約６μｍのシリカからなるフィラーを重量パーセンテージで８５％以上入れたエポキシ樹脂を用いる。重量パーセンテージで８５％以上のフィラーを入れたエポキシ樹脂は硬化後の体積パーセンテージで６０％を超える部分をフィラーが占めることとなる。従って圧電基板ウェハ１の表面からメッキ層の最下点までの距離よりも、封止樹脂５の中に入れるフィラーの平均粒径を大きくすると側壁７の表出部分の６０％以上をフィラーで塞ぐことができるため、耐湿性がさらに向上する。

また側壁７の表出部分はプラズマにより表面を荒らして表面積が増えた上に表面が活性化されているので、封止樹脂との接着強度を高めることもできるのである。

本発明に係る弾性表面波デバイスは、弾性表面波デバイスの外力への耐久性、特に耐モールド性を向上させることができ、主として移動体通信機器に用いられる面実装型の弾性表面波フィルタや弾性表面波デュプレクサなどの弾性表面波デバイス等において有用となるものである。

本発明の一実施形態における弾性表面波デバイスの断面図 本発明の一実施形態における弾性表面波デバイスの製造方法を説明する図 従来の弾性表面波デバイスを示す断面図

符号の説明

１ 圧電基板（ウェハ）
２ 櫛形電極
３ パッド電極
５ 封止樹脂
６ 励振空間
７ 側壁
８ 天板
８ａ 金属箔（銅箔）
８ｂ メッキ層
９ 接着層
１０ 接続電極
１１ 外部電極

Claims (4)

1. 圧電基板と、この圧電基板の表面に設けられた櫛形電極およびパッド電極と、前記圧電基板上に設けられ前記櫛形電極を囲む側壁と、この側壁上に設けられ前記櫛形電極の励振空間を覆う天板と、前記天板および前記圧電基板表面を覆う封止樹脂と、この封止樹脂上に設けられ前記パッド電極と電気的に接続された外部電極とを備え、前記天板は前記側壁の開口部を覆う金属箔とこの金属箔上に設けられたメッキ層からなり、前記メッキ層は前記金属箔の上面全体、側面全体を覆い、更に前記金属箔の下面より低い位置まで全外周端部に設けたものである弾性表面波デバイス。
2. 天板は、側壁の上面に接合された金属箔と、この金属箔の上面全体、側面全体を覆い、更に前記金属箔下面の前記接合領域の外周部分に形成されたメッキ層により構成されている請求項１記載の弾性表面波デバイス。
3. 圧電基板ウェハの表面に櫛形電極およびパッド電極を設ける工程と、前記圧電基板ウェハの表面に前記櫛形電極を囲む側壁を設ける工程と、接着層により前記側壁上に金属箔を貼り合せる工程と、前記金属箔を所定のパターンにエッチングする工程と、前記側壁上に付着した前記接着層、前記側壁の一部、および前記パターニングされた金属箔の下面の周囲の前記接着層を除去する工程と、前記パターニングされた金属箔の上面及び側面全体と下面の全周囲にメッキする工程と、前記パッド電極上に接続電極を設ける工程と、前記圧電基板ウェハの表面を封止樹脂で覆う工程と、前記封止樹脂の上に前記接続電極と電気的に接続された外部電極を設ける工程と、前記圧電基板ウェハおよび前記封止樹脂を切断して個片に分離する工程とを備えた弾性表面波デバイスの製造方法。
4. 接着層および側壁の一部を除去する工程においてドライプロセスを用いた請求項３記載の弾性表面波デバイスの製造方法。

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