KR101354977B1 - 중공구조를 갖는 표면 탄성파 소자 및 그 제조방법 - Google Patents
중공구조를 갖는 표면 탄성파 소자 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101354977B1 KR101354977B1 KR1020120107688A KR20120107688A KR101354977B1 KR 101354977 B1 KR101354977 B1 KR 101354977B1 KR 1020120107688 A KR1020120107688 A KR 1020120107688A KR 20120107688 A KR20120107688 A KR 20120107688A KR 101354977 B1 KR101354977 B1 KR 101354977B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- roof
- pillar
- surface acoustic
- acoustic wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 93
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 72
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 72
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 72
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 25
- 230000032798 delamination Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000059 patterning Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001788 irregular Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 15
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 13
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/08—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders or supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1064—Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices
- H03H9/1092—Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices the enclosure being defined by a cover cap mounted on an element forming part of the surface acoustic wave [SAW] device on the side of the IDT's
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
본 발명은 기판 상에 표면탄성파를 생성하는 IDT전극부 및 외부접속 전극부를 형성하고, IDT전극부를 둘러싸도록 기판 상에 부착시켜 형성하되 IDT전극부와 외부접속 전극부 사이에 비정형의 모서리 부분을 갖는 기둥부를 형성하고, 기둥부에 지붕부를 안착시켜 중공을 갖는 돔을 형성하되 모서리 부분을 모따기 방식으로 형성시켜 표면 탄성파 소자를 제조함으로써, 패터닝 공정 시에 모서리 부분의 응력(Stress) 집중을 최소화시킬 수 있으며, 돔(dome)을 이루는 댐의 접착 면적을 증가시킴에 따라 기판과 댐 사이의 접착력 및 돔의 지붕과 댐 사이의 접착력을 더욱 증가시켜 향상된 신뢰성의 표면탄성파 소자 구현이 가능하며, 패터닝 공정 시 향상된 접착력으로 인해 계면상으로 용액 침투가 불가하게 됨에 따라 들뜸(Delamination) 현상을 방지할 수 있으며, 댐 공정 시 패턴의 엣지(Edge) 부위에서 발생되는 크랙(Crack)을 억제할 수 있다.
Description
본 발명은 중공구조(dome)를 갖는 표면 탄성파 소자(Surface Acoustic Wave device)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표면탄성파 소자를 웨이퍼 레벨 패키지로 모듈화하는 경우에 웨이퍼 기판 상에 접착되어 중공 구조를 이루는 댐(dam)의 접착 면적을 넓게 형성하여 접착시킴으로써, 기판과 댐의 접착력이 향상되어 계면 상으로 용액이 침투하지 못하도록 함과 더불어 들뜸(Delamination) 현상을 방지할 수 있도록 하는 중공구조를 갖는 표면 탄성파 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표면탄성파 소자는 희망 주파수는 통과시키고 불필요한 주파수는 제거시키는 역할을 하는 소자이다. 표면탄성파 소자에는 기판 상에 형성된 입력전극 및 출력전극이 포함된다. 표면탄성파 필터의 입력전극에 전기신호가 인가되면 기판의 표면에 표면탄성파가 발생하게 되고, 이 표면탄성파가 출력전극에 전달되며 이것이 다시 전기신호로 변환되어 출력됨으로써 희망 주파수대 성분만 통과되고, 불필요한 성분은 도중에 차단되게 된다.
표면탄성파 소자는 웨이퍼레벨로 다양한 업체에서 시도되고 있는 상황이다. 표면탄성파 소자는 유해한 환경이나 이물질 등 악영향으로부터 내부의 전극을 보호하기 위한 에어캐비티(air cavity) 형상의 공동을 지닌 구조물로 내부의 전극패턴이 보호되어 있다.
종래의 표면탄성파 소자는 칩의 표면에 전기 접속패드가 있고 상부에 피복 플레이트가 존재한다. 칩과 피복 사이에는 중공구조가 형성되도록 폴리머 재료로 제작된 프레임 구조가 포함된다. 칩 및 피복 플레이트의 외측에는 전기적 접속구조가 배치되어 있고 최종적으로 외부와의 납땜 부착 또는 접합 가능한 전기접속부로 구성된다.
종래 표면탄성파 소자는 중공구조의 형성 및 보호를 위해 기판과 동일하거나 또는 유사한 열팽창계수를 갖는 피복 플레이트를 사용해야 한다. 그렇지 않으면 칩과 피복 플레이트를 본딩할 때, 두 물질 사이의 열팽창 차이로 인해 중공구조가 무너지거나 균열이 발생하는 현상이 나타날 수 있다.
또한, 종래에는 기판 상에 댐(dam)이 부착되어 중공구조를 이룰 때, 댐의 모서리 부분이 직각이나 사각으로 형성됨으로써 제조 공정 중에 응력(Stress)에 의한 크랙(Crack) 현상이 발생하는 문제점이 있다.
그리고, 기판 상에 댐(Dam)이 부착되어 돔(Dome)이 형성되는 공정 패터닝 시에 댐(Dam)이 기판과 접촉되는 단면적이 좁아서 그에 따른 접착력이 약해짐에 따라 기판 상에 구조물 형성시, 스트레스로 인한 들뜸 또는 계면 상으로 용액 침투가 일어나 들뜸(Delamination) 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
전술한 단점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 표면탄성파 소자를 웨이퍼 레벨 패키지로 모듈화하는 경우에 웨이퍼 기판 상에 접착되어 중공 구조를 이루는 댐(dam)의 접착 면적을 넓게 형성시킴으로써, 기판과 댐의 접착력이 향상되어 스트레스로 인한 들뜸 또는 계면 상으로 용액이 침투하지 못하도록 함과 더불어 들뜸(Delamination) 현상을 방지할 수 있도록 하는 중공구조를 갖는 표면 탄성파 소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성되고 표면탄성파를 생성하는 IDT전극부; 상기 기판 상에 위치하고 상기 IDT전극부와 이격하여 형성된 외부접속 전극부; 상기 IDT전극부와 상기 외부접속 전극부 사이에 위치하며 상기 IDT전극부를 둘러싸고 상기 기판 상에 부착되며, 모서리 부분이 모따기(chamfering) 방식으로 형성된 기둥부; 상기 기둥부의 상단에 안착되어 상기 기둥부와 함께 중공을 갖는 돔(Dome)을 형성하는 지붕부; 상기 기판 상에 형성된 전극 및 구조물 상에 형성된 시드금속부; 상기 시드금속부 상에 형성되어 상기 지붕부를 보호하며 상기 지붕부의 일부를 노출하는 제2개구부를 갖는 금속보호캡; 및 상기 외부접속 전극부에 형성된 패드 오픈부를 포함하는 표면탄성파 소자가 제공된다.
여기서, 상기 기둥부는, 상기 기판 상에 부착되는 부분이 이루는 도형의 모서리 부분도 모따기 방식으로 형성되고, 상기 지붕부와 안착되는 부분이 이루는 도형의 모서리 부분도 모따기 방식으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 IDT 전극부를 둘러싸는 상기 기둥부에 상기 지붕부가 안착되어 형성된 돔 내부에 중공을 가르는 댐(Dam)이 하나 또는 둘 이상 형성됨에 따라 IDT 캐비티(Cavity)가 둘 또는 셋 이상 형성될 수 있다.
또한, 상기 지붕부의 크기는 상기 기둥부가 둘러싸고 있는 면적에 대응될 수 있다.
그리고, 상기 기둥부는, 상기 기판 상에 부착되어 접촉된 면적 또는 상기 지붕부가 안착되어 접촉된 면적에서, 가로 폭(B Width)이 40 ~ 100 ㎛이고, 세로 폭(A Width)이 40 ~ 80 ㎛이 될 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 기판 상에 표면탄성파를 생성하는 IDT전극부를 형성하는 단계; (b) 상기 IDT전극부와 이격된 거리를 갖도록 상기 기판 상에 외부접속 전극부를 형성하는 단계; (c) 상기 외부접속 전극부의 일부를 노출하는 제1개구부를 갖도록 상기 기판 상에 절연막을 형성하는 단계; (d) 상기 IDT전극부를 둘러싸도록 상기 기판 상에 부착시켜 형성하되, 상기 IDT전극부와 상기 외부접속 전극부 사이에 모따기 방식의 모서리 부분을 갖는 기둥부를 형성하는 단계; (e) 상기 기둥부에 지붕부를 안착시켜 중공을 갖는 돔을 형성하는 단계; (f) 상기 기판 상에 형성된 전극 및 구조물의 일부가 도금되도록 시드금속부를 형성하는 단계; (g) 상기 기판 상에 상기 지붕부를 보호하며 상기 지붕부의 일부를 노출하는 제2개구부를 갖는 금속보호캡을 형성하는 단계; 및 (h) 상기 절연막의 일부 및 상기 제2개구부에 패드 오픈부를 형성하는 단계를 포함하는 표면탄성파 소자의 제조방법이 제공된다.
또한, 상기 (d) 단계에서 상기 기판 상에 부착되는 기둥부의 부분이 이루는 도형의 모서리 부분이 모따기 방식이고, 상기 (e) 단계에서 상기 지붕부가 안착되는 기둥부의 부분이 이루는 도형의 모서리 부분이 모따기 방식으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 (e) 단계는, 상기 기둥부에 상기 지붕부가 안착되어 형성된 돔 내부에 중공을 가르는 댐(Dam)이 하나 또는 둘 이상 형성됨에 따라 IDT 캐비티(Cavity)가 둘 또는 셋 이상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 (e) 단계에서 상기 지붕부의 크기는 상기 기둥부가 둘러싸고 있는 면적에 대응될 수 있다.
그리고, 상기 (d) 단계에서 상기 기둥부가 상기 기판 상에 부착되어 접촉된 면적 또는 상기 (e) 단계에서 상기 지붕부가 상기 기둥부에 안착되어 접촉된 면적에서, 가로 폭(B Width)이 40 ~ 100 ㎛이고, 세로 폭(A Width)이 40 ~ 80 ㎛ 이 될 수 있다.
본 발명에 의하면, 표면탄성파 소자의 패터닝 공정 시에 모서리 부분의 응력(Stress) 집중을 최소화시킬 수 있으며, 돔(dome)의 내부에 댐(dam)을 한 개 또는 복수 개로 형성시킴으로써 두 개 이상의 IDT 캐비티(Cavity)를 확보할 수 있다.
또한, 돔(dome)을 이루는 댐의 접착 면적을 증가시킴에 따라 기판과 댐 사이의 접착력 및 돔의 지붕과 댐 사이의 접착력을 더욱 증가시켜 향상된 신뢰성의 표면탄성파 소자 구현이 가능하다.
또한, 돔 형성을 위한 패터닝 공정 시 향상된 접착력으로 인해 계면상으로 용액 침투가 불가하게 됨에 따라 들뜸(Delamination) 현상을 방지할 수 있다.
또한, 댐 패턴의 외곽(모서리) 부분을 비정형으로 형성시킴으로써 댐 공정 시 패턴의 엣지(Edge) 부위에서 발생되는 크랙(Crack)을 억제할 수 있다.
그리고, 세라믹 패키지를 사용하지 않는 공법으로 표면탄성파 소자를 제조함에 따라 조립 공정의 단순화 및 원가 경쟁력을 확보할 수 있는 표면탄성파 소자를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표면 탄성파 소자의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 모서리 부분이 모따기 방식으로 형성된 기둥부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 댐에 의해 IDT 캐비티가 형성된 예를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 7 및 도 10 내지 도 14는 본 발명에 따른 표면탄성파 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 과정을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 돔의 안정적 구현을 위한 댐의 모양과 면적의 예를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 댐의 폭과 면적 및 돔의 바닥 면적의 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 표면탄성파 소자의 제조방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 모서리 부분이 모따기 방식으로 형성된 기둥부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 댐에 의해 IDT 캐비티가 형성된 예를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 7 및 도 10 내지 도 14는 본 발명에 따른 표면탄성파 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 과정을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 돔의 안정적 구현을 위한 댐의 모양과 면적의 예를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 댐의 폭과 면적 및 돔의 바닥 면적의 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 표면탄성파 소자의 제조방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 중공구조를 갖는 표면탄성파 소자 및 그 제조방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표면 탄성파 소자의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표면 탄성파 소자는 기판(100), 외부접속 전극부(110), 절연막(130), 기둥부(Dam)(140), 지붕부(Roof)(150), 시드금속부(160), 금속보호캡(180) 및 패드 오픈부(200)를 포함한다.
표면탄성파 소자는, 기판(100) 상에 형성되고 표면탄성파를 생성하는 IDT 전극부(120), IDT 전극부(120)와 이격하여 형성된 외부접속 전극부(110), 외부접속 전극부(110)의 일부를 노출하는 절연막(130), IDT 전극부(120)와 외부접속 전극부(110) 사이에 위치하며 IDT 전극부(120)를 둘러싸는 기둥부(140), 기둥부(140)의 상단에 안착되어 기둥부(140)와 함께 중공을 갖는 돔을 형성하는 지붕부(150), 기판(100) 상에 형성된 전극 및 구조물 상에 형성된 시드금속부(160), 시드금속부(160) 상에 형성되어 지붕부(150)를 보호하는 금속보호캡(180) 및 외부접속 전극부(110)에 형성된 패드 오픈부(200)를 포함한다.
표면탄성파를 생성하는 IDT(Inter-Digitated Transducer) 전극부(120)는 빗살무늬형의 금속판 형태로 기판(100)의 중앙 영역에 형성된다. IDT 전극부(120)의 재료는 알루미늄(Al)이 선택될 수 있다. IDT 전극부(120)는 0.3 ~ 0.5 um의 두께로 형성될 수 있다.
외부접속 전극부(110)는 IDT 전극부(120)와 이격된 거리를 갖도록 기판(100)에 형성된다. 외부접속 전극부(110)는 기판(100)의 제1측과 제2측에서 상호 대향 하는 위치를 갖도록 각기 구분되어 형성된다. 외부접속 전극부(110)의 재료는 티타늄(Ti) 및 금(Au)이 선택될 수 있다. 외부접속 전극부(110)는 0.45 ~ 0.55um의 두께로 형성될 수 있다.
절연막(130)은 외부접속 전극부(110)의 일부를 노출하도록 기판(100) 상에 형성된다. 절연막(130)의 재료는 실리콘나이트라이드(SiNx) 등과 같은 유전체가 선택될 수 있다. 절연막(130)은 0.01 ~ 0.02um의 두께로 형성될 수 있다.
기둥부(140)는 IDT 전극부(120)를 둘러싸도록 IDT 전극부(120)와 외부접속 전극부(110) 사이에 위치하는 기판(100) 상에 부착 형성된다. 기둥부(140)는 고분자 화합물 예컨대 감광성 물질(photosensitive material)로 선택될 수 있다. 기둥부(140)는 모서리 부분이 모따기(chamfering) 방식으로 형성된다. 즉, 기둥부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 기판(100) 상에 부착되는 부분이 이루는 도형의 모서리 부분이 모따기 방식으로 형성되고, 지붕부(150)가 안착되는 부분이 이루는 도형의 모서리 부분도 모따기 방식으로 형성된다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 모서리 부분이 모따기 방식으로 형성된 기둥부를 나타낸 도면이다. 여기서, 모따기 방식은 모떼기 또는 모서리 면취작업이라고도 하며, 날카로운 모서리 또는 구석을 동그스름하게 깎아내어 양쪽의 모서리를 죽이는 방식을 의미한다. 이렇게 함으로써, 기둥부(140)의 패턴 엣지(Edge) 부위에서 발생되는 크랙(Crack)을 억제할 수 있다.
지붕부(150)는 기둥부(140)와 함께 중공(155)을 갖는 돔을 형성하도록 기둥부(140)에 안착되어 형성된다. 지붕부(150)는 기둥부(140)와의 접착력을 고려하여 동일한 감광성 물질로 선택될 수 있다. 지붕부(150)의 크기는 기둥부(140)가 둘러싸고 있는 면적에 대응될 수 있다. 또한, 기둥부(140)에 지붕부(150)가 안착되어 형성된 돔 내부에 도 3에 도시된 바와 같이 중공을 가르는 댐(Dam)이 하나 또는 둘 이상 형성됨에 따라 IDT 캐비티(Cavity)가 둘 또는 셋 이상 형성될 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 댐에 의해 IDT 캐비티가 형성된 예를 나타낸 도면이다.
시드금속부(160)는 기판(100) 상에 형성된 구성물(외부접속 전극, 절연막, 기둥부 및 지붕부의 일부 이상)을 전기적으로 도금하도록 형성된다. 시드금속부(160)는 이종 금속의 복층으로 형성될 수 있다. 시드금속부(160)의 재료는 티타늄(Ti) 및 구리(Cu)로 선택될 수 있다.
금속보호캡(180)은 지붕부(150)를 보호하며 지붕부(150)의 일부를 노출하는 제2개구부(190)를 갖도록 기판(100) 상에 형성된다. 금속보호캡(180)은 지붕부(150)를 보호하는 1차 보호막 역할을 한다. 금속보호캡(180)은 하부에 위치하는 전극과의 전기적인 패스를 형성한다. 금속보호캡(180)의 재료는 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 금(Au)가 선택될 수 있다. 금속보호캡(180)을 구성하는 구리의 두께는 대략 30um, 니켈의 두께는 1um, 금의 두께는 0.05um로 형성될 수 있다.
패드 오픈부(200)는 절연막(130)의 일부 및 제2개구부(190)에 형성된다. 패드 오픈부(200)는 2차 보호막 역할을 한다. 패드 오픈부(200)는 고분자 화합물 예컨대 감광성 솔더 레지스트(Photosensitive Solder Resist)로 선택될 수 있다.
한편, 표면탄성파 소자는 소자 모듈화 시 발생하는 고압 및 고압의 환경 조건에 중공구조의 변형은 하기와 같은 식에 의해 좌우된다.
W(중공구조 무너짐 변위)=α*p*a4/(E*h3)
α : 상수(중공구조 상부판의 가로/세로 길이 비율에 의한 상수)
P : 모듈화 시 가해지는 압력
a : 중공구조의 짧은 변, E : 중공구조 상부판의 영률, h: 중공구조 상부판의 두께
표면탄성파 소자에 포함된 중공구조를 안정적으로 형성하는 값은 주로 a값과 h값에 의해 결정된다. 따라서, 본 발명은 1차적으로 작은 a값을 갖도록 중공구조의 중간부분에 교각(Bridge)이 되는 기둥부(140) 및 지붕부(150)로 구성된 돔을 형성한다. 그리고 본 발명은 2차적으로는 큰 h 값을 갖도록 금속보호캡(180) 및 패드 오픈부(200)의 2층 구조를 형성한다.
이하, 앞서 설명된 표면 탄성파 소자의 제조 방법을 설명한다.
도 4와 같이, 기판(100) 상에 빗살무늬형의 금속판 형태로 IDT 전극부(120)를 형성한다. IDT 전극부(120)의 재료는 알루미늄(Al)이 선택될 수 있다. 기판(100) 상에 IDT 전극부(120)를 형성하는 방법은 다음과 같다.
기판(100)의 전면에 0.3 ~ 0.5 um의 두께로 금속(예: Al)을 증착한다. 이후 포토레지스트를 이용한 포토리소그라피(Photolithography) 공정(코팅/노광/현상)을 통해 기판(100)의 중앙영역에 형성된 금속을 제외하고 모두 식각하여 IDT 전극부(120)를 형성한다. 이 과정에서, 금속의 식각 방법은 염화붕소(BCl), 염소가스(Cl2) 등을 이용한 건식 식각 방법이 선택될 수 있다. 이후 불필요한 포토레지스트 패턴은 스트립 공정을 통해 제거한다.
다음, IDT 전극부(120)와 이격된 거리를 갖도록 기판(100) 상에 외부접속 전극부(110)를 형성한다. 외부접속 전극부(110)는 외부와의 전기적인 접속을 하기 위한 전극이다. 외부접속 전극부(110)의 재료는 티타늄(Ti) 및 금(Au)이 선택될 수 있다. 기판(100) 상에 외부접속 전극부(110)를 형성하는 방법은 다음과 같다.
포토레지스트를 이용한 포토리소그라피(Photolithography) 공정(코팅/노광/현상)을 통해 기판(100) 상에 IDT 전극부(120)를 보호하는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이후 기판(100)의 전면에 0.45 ~ 0.55um의 두께로 금속(예: Ti/Au)을 증착한다. 이때, IDT 전극부(120)는 포토레지스트 패턴에 의해 보호된다. 따라서, 외부접속 전극부(110)가 되는 금속은 IDT 전극부(120)가 형성된 영역을 제외한 기판(100)의 전면에 형성된다. 이후 리프트오프(Lift-off) 공정을 통해 IDT 전극부(120)와 이격된 거리를 갖도록 기판(100)의 표면에 증착된 금속을 벗겨낸다.
도 5와 같이, 외부접속 전극부(110)의 일부를 노출하는 제1개구부(135)를 갖도록 기판(100) 상에 절연막(130)을 형성한다. 절연막(130)은 외부접속 전극부(110)를 전기적으로 절연함과 동시에 그의 일부만을 노출하는 역할을 한다. 절연막(130)의 재료는 실리콘나이트라이드(SiNx) 등과 같은 유전체가 선택될 수 있다. 외부접속 전극부(110)를 절연하는 절연막(130)을 형성하는 방법은 다음과 같다.
기판(100) 전면에 0.01 ~ 0.02um의 두께로 유전체 물질(예: SiNx)을 증착한다. 이때, 유전체 물질의 증착 방법은 플라즈마 화학증착 장비(PECVD)를 이용할 수 있다. 그리고 장비의 챔버 내부는 모노실란(SiH4), 암모니아(NH3) 가스 등이 유입된 분위기로 설정될 수 있다. 이후 포토레지스트를 이용한 포토리소그라피(Photolithography) 공정(코팅/노광/현상)을 통해 제1개구부(135)가 형성될 영역을 노출하는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이후, 절연막(130)을 식각하면 절연막(130)의 일부에 제1개구부(135)가 형성된다. 이 과정에서, 절연막(130)의 식각 방법은 사불화탄소(CF4), 산소(O2) 가스 등일 이용한 건식 식각 방법이 선택될 수 있다. 이후, 불필요한 포토레지스트 패턴은 스트립 공정을 통해 제거한다.
도 6과 같이, IDT 전극부(120)를 둘러싸도록 IDT 전극부(120)와 외부접속 전극부(110) 사이에 기둥부(140)를 형성한다. 기둥부(140)는 IDT 전극부(120)의 형상에 대응하여 형성된다. 기둥부(140)는 고분자 화합물 예컨대 감광성 물질(photosensitive material)로 선택될 수 있다. 기둥부(140)를 형성하는 방법은 다음과 같다.
IDT 전극부(120)와 외부접속 전극부(110) 사이에 기둥부(140)를 라미네이팅, 노광, 베이킹(PEB; Post Exposure Bake), 현상 및 경화 공정을 통해 형성한다. 이 공정은 통상의 포토리소그라피 공정과 유사한 흐름으로 진행되므로 이하 공정 조건에 한하여 더욱 자세히 설명한다. 기둥부(140)를 라미네이팅하는 온도는 대략 80℃, 압력은 대략 0.5Mpa, 분당 라미네이팅 속도는 대략 0.4m/min로 설정될 수 있다. 또한 이 과정에서, 기둥부(140)의 노광 조건은 200mj, 베이킹 조건은 100℃/5분, 현상 조건은 PMA(Propylene glycol methyl ether acetate) 용액에서 대략 3분 30초로 설정될 수 있다. 그리고 기둥부(140)를 견고하게 형성하기 위해 대략 200℃/1시간 동안 오븐에서 기둥부(140)를 경화시킬 수 있다. 위의 설명에서, 라미네이팅, 노광, 베이킹, 현상 및 경화 공정의 조건은 기둥부(140)를 형성하기 위한 실시예의 조건을 기재한 것일 뿐 이에 한정되지 않는다.
도 7과 같이, 기둥부(140)와 함께 중공(155)을 갖는 돔을 형성하도록 기둥부(140)에 안착된 지붕부(150)를 형성한다. 지붕부(150)의 크기는 기둥부(140)가 둘러싸고 있는 면적에 대응될 수 있다. 지붕부(150)는 기둥부(140)와 같이 감광성 물질로 선택될 수 있다. 즉, 지붕부(150)와 기둥부(140)는 이들 간의 접착력을 고려하여 동일한 고분자 화합물로 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 지붕부(150)를 형성하는 방법은 다음과 같다.
지붕부(150)가 기둥부(140) 상에 안착되도록 라미네이팅, 노광, 베이킹(PEB), 현상 및 경화 공정을 통해 형성한다. 이 공정 또한 통상의 포토리소그라피 공정과 유사한 흐름으로 진행되므로 이하 공정 조건에 한하여 더욱 자세히 설명한다. 지붕부(150)를 라미네이팅하는 온도는 대략 80℃, 압력은 대략 0.5Mpa, 분당 라미네이팅 속도는 대략 0.4m/min로 설정될 수 있다. 또한 이 과정에서, 지붕부(150)의 노광 조건은 450mj, 베이킹 조건은 110℃/5분, 현상 조건은 PMA(Propylene glycol methyl ether acetate) 용액에서 대략 10분으로 설정될 수 있다. 그리고 지붕부(150)를 견고하게 형성하기 위해 대략 200℃/1시간 동안 오븐에서 지붕부(150)를 경화시킬 수 있다. 그러면, 지붕부(150)는 기둥부(140)와 함께 중공(155)을 갖는 돔을 형성하며 IDT 전극부(120)를 보호하게 된다. 위의 설명에서, 라미네이팅, 노광, 베이킹, 현상 및 경화 공정의 조건은 지붕부(150)를 형성하기 위한 실시예의 조건을 기재한 것일 뿐 이에 한정되지 않는다.
이때, 기둥부(140)는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 기판(100) 상에 부착되어 접촉된 면적 또는 지붕부(150)가 안착되어 접촉된 면적에서, 가로 폭(B Width)과 세로 폭(A Width)이 각각 40 ㎛ 로 할 수 있다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 돔의 안정적 구현을 위한 댐의 모양과 면적의 예를 나타낸 도면이다.
또한, 기둥부(140)는 기판(100) 상에 부착되어 접촉된 면적 또는 지붕부(150)가 안착되어 접촉된 면적에서, 도 8의 (b) 내지 (e)에 도시된 바와 같이 세로 폭(A Width)이 60 ㎛ 이면, 가로 폭(B Width)이 60 ㎛와 110 ㎛, 180 ㎛ 중 하나로 할 수 있다.
또한, 기둥부(140)는 기판(100) 상에 부착되어 접촉되는 면적 또는 지붕부(150)가 안착되어 접촉되는 면적이 0.077 ㎟ 이면, 도 9에 도시된 바와 같이 지붕부가 안착되어 이루는 돔 내부의 바닥 면적을 0.2008 ㎟ 로 하고, 지붕부와 접촉되는 면적과 돔 내부의 바닥 면적의 합을 0.2778 ㎟ 로 할 수 있다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 댐의 폭과 면적 및 돔의 바닥 면적의 예를 나타낸 도면이다.
또한, 기둥부(140)는 기판(100) 상에 접촉되는 면적 또는 지붕부가 안착되어 접촉되는 면적이 세로 폭(A Width)이 60 ㎛ 이고 가로 폭(B Width)이 60 ㎛ 인 경우에 도 9에 도시된 바와 같이 0.1258 ㎟ 로 하고, 지붕부가 안착되어 이루는 돔 내부의 바닥 면적을 0.152 ㎟ 로 하며, 지붕부와 접촉되는 면적과 돔 내부의 바닥 면적의 합을 0.2778 ㎟ 로 할 수 있다.
또한, 기둥부(140)는 기판(100) 상에 접촉되는 면적 또는 지붕부가 안착되어 접촉되는 면적이 세로 폭(A Width)이 60 ㎛ 이고 가로 폭(B Width)이 110 ㎛ 인 경우에 도 9에 도시된 바와 같이 0.1604 ㎟ 로 하고, 지붕부가 안착되어 이루는 돔 내부의 바닥 면적을 0.1256 ㎟ 로 하며, 지붕부와 접촉되는 면적과 돔 내부의 바닥 면적의 합을 0.2860 ㎟ 로 할 수 있다.
또한, 기둥부(140)는 기판(100) 상에 접촉되는 면적 또는 지붕부가 안착되어 접촉되는 면적이 세로 폭(A Width)이 60 ㎛ 이고 가로 폭(B Width)이 180 ㎛ 인 경우에 도 9에 도시된 바와 같이 0.2101 ㎟ 로 하고, 지붕부가 안착되어 이루는 돔 내부의 바닥 면적을 0.1256 ㎟ 로 하며, 지붕부와 접촉되는 면적과 돔 내부의 바닥 면적의 합을 0.3357 ㎟ 로 할 수 있다.
그리고, 기둥부(140)는 기판(100) 상에 접촉되는 면적 또는 지붕부가 안착되어 접촉되는 면적이 0.2237 ㎟ 이면, 지붕부가 안착되어 이루는 돔 내부의 바닥 면적을 0.1142 ㎟ 로 하며, 지붕부와 접촉되는 면적과 돔 내부의 바닥 면적의 합을 0.3379 ㎟ 로 할 수 있다.
도 10과 같이, 기판(100) 상에 형성된 전극(외부접속 전극) 및 구조물(절연막, 기둥부 및 지붕부)이 도금되도록 시드금속부(160)를 형성한다. 시드금속부(160)는 기판(100) 상에 형성된 구성물을 전기적으로 도금하는 금속이다. 시드금속부(160)는 이종 금속의 복층으로 형성될 수 있다. 시드금속부(160)의 재료는 티타늄(Ti) 및 구리(Cu)로 선택될 수 있다. 시드금속부(160)를 형성하는 방법은 다음과 같다.
기판(100)의 전면에 0.05um 및 0.3um의 두께로 금속(예: Ti/Cu)을 증착한다. 시드금속부(160)가 되는 금속의 증착 방법은 스퍼터링(Sputtering) 법이 선택될 수 있다. 시드금속부(160)를 형성하면 기판(100) 상에 형성된 전극(외부접속 전극) 및 구조물(절연막, 기둥부 및 지붕부)은 전기적으로 도통된 상태가 된다.
도 11과 같이, 기판(100)의 외곽에 위치하는 절연막(130)의 일부 및 지붕부(150)의 중앙영역 상에 필름 레지스트 패턴(170)을 형성한다. 이때, 필름 레지스트 패턴(170)은 금속보호캡(180)을 형성할 때 공간을 형성하도록 충분히 돌출된 두께(예: 40um)로 형성한다. 이를 위해 필름 레지스트 패턴(170)은 건식 필름 레지스트(DFR: Dry-Film Resist)를 사용할 수 있고, 라미네이팅, 노광 및 현상 공정을 통해 형성한다. 이 공정 또한 통상의 포토리소그라피 공정과 유사한 흐름으로 진행되므로 이하 공정 조건에 한하여 더욱 자세히 설명한다. 필름 레지스트 패턴(170)을 라미네이팅하는 온도는 대략 100℃, 압력은 대략 0.1Mpa, 분당 라미네이팅 속도는 대략 40초로 설정될 수 있다. 또한 이 과정에서, 필름 레지스트 패턴(170)의 노광 조건은 200mj, 필름 레지스트 패턴(170)의 현상 조건은 탄산나트륨(1wt%) 용액에서 4분으로 설정될 수 있다.
도 12와 같이, 기판(100) 상에서 시드금속부(160)로부터 일정 높이를 갖는 금속보호캡(180)을 형성한다. 이때, 금속보호캡(180)의 재료는 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 금(Au)가 선택될 수 있다. 금속보호캡(180)은 지붕부(150)를 보호하는 1차 보호막 역할을 한다. 금속보호캡(180)을 형성하는 방법은 다음과 같다.
필름 레지스트 패턴(170)에 의해 형성된 공간 내에 전기도금법으로 금속보호캡(180)을 형성한다. 앞서 언급된 금속이 선택된 경우, 구리의 전기도금 두께는 대략 30um, 니켈의 전기도금 두께는 1um, 금의 전기도금 두께는 0.05um로 설정될 수 있다.
위의 공정에 의해 필름 레지스트 패턴(170) 내에는 주변영역 대비 중앙영역이 돌출된 모자 형상(단면이 모자 또는 중절모 형상을 가짐)을 갖는 금속보호캡(180)이 형성된 것을 일례로 하였으나 이에 한정되지 않는다. 금속보호캡(180)이 형성된 이후 불필요한 필름 레지스트 패턴(170) 및 시드금속부(160)의 선택된 일부는 제거된다. 필름 레지스트 패턴(170) 및 시드금속부(160)의 선택된 일부를 제거하는 방법은 다음과 같다.
도 13과 같이, 포토레지스트 스트립 공정으로 필름 레지스트 패턴(170)을 제거하여 제2개구부(190)를 형성한다. 이 과정은 아세톤 대략 10분, 메탄올 대략 5분, DI 세정(DI: Deionize water) 대략 5분의 순서로 진행될 수 있다. 이후 시드금속부0(160)의 상층에 위치하는 금속(예: Cu)을 습식 식각하여 제거한다. 이 과정은 과수, 황산, DI 혼합용액에서 대략 3분 30초 동안 진행될 수 있다. 이후, 시드금속부(160)의 하층에 위치하는 금속(예: Ti)을 습식 식각하여 제거한다. 이 과정은 불산계 용액에서 대략 20초 동안 진행될 수 있다.
도 14와 같이, 절연막(130)의 일부 및 제2개구부(190)에 패드 오픈부(200)를 형성한다. 패드 오픈부(200)는 2차 보호막 역할을 한다. 패드 오픈부(200)는 외부와의 전기적인 접촉을 위한 범프(Bump) 형성을 위해 고분자 화합물 예컨대 감광성 솔더 레지스트(Photosensitive Solder Resist)로 선택될 수 있다. 패드 오픈부(200)를 형성하는 방법은 다음과 같다.
필름 레지스트 패턴(170)이 위치하던 자리에 감광성 솔더 레지스트로 이루어진 패드 오픈부(200)를 형성한다. 패드 오픈부(200)는 라미네이팅, 노광, 현상 및 경화 공정을 통해 형성한다. 이 공정 또한 통상의 포토리소그라피 공정과 유사한 흐름으로 진행되므로 이하 공정 조건에 한하여 더욱 자세히 설명한다. 패드 오픈부(200)를 라미네이팅하는 온도는 대략 65℃, 압력은 대략 0.1Mpa, 진공 라미네이팅 유지 시간은 대략 40초로 설정될 수 있다. 또한 이 과정에서, 패드 오픈부(200)의 노광 조건은 550mj, 패드 오픈부(200)의 현상 조건은 탄산나트륨(1wt%) 용액에서 2분 30초, 경화 조건은 오븐에서 150℃/1시간으로 설정될 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 표면탄성파 소자 제조방법의 흐름도이다.
기판(100)상에 표면탄성파를 생성하는 IDT(Inter-Digitated Transducer)전극부(120)와 외부접속 전극부(110)를 형성한다(S110). IDT전극부(120)는 빗살무늬형의 금속판 형태로 기판(100)의 중앙영역에 형성되고, 외부접속 전극부(110)는 IDT전극부(120)와 이격된 거리를 갖도록 기판(100)에 형성된다.
이 후, 외부접속 전극부(110)의 일부가 노출되도록 절연막(130)을 형성한다(S120). 절연막(130)의 재료는 실리콘나이트라이드(SiNx) 등과 같은 유전체가 선택될 수 있다. 절연막(130)은 0.01 ~ 0.02um의 두께로 형성될 수 있다.
이 후, IDT전극부(120)를 둘러싸도록 기판(100) 상에 형성하되, IDT전극부(120)와 외부접속 전극부(110) 사이에 비정형의 모서리 부분을 갖는 기둥부(140)를 형성한다(S130). 기둥부(140)는 고분자 화합물 예컨대 감광성 물질(photosensitive material)로 선택될 수 있다.
기둥부(140)의 상단부에 기둥부(140)와 함께 중공(155)을 갖는 돔을 형성하도록 지붕부(150)를 접착한다(S140). 지붕부(150)는 기둥부(140)와의 접착력을 고려하여 동일한 감광성 물질로 선택될 수 있으며, 지붕부(150)의 크기는 기둥부(140)가 둘러싸고 있는 면적에 대응될 수 있다. 이때, 기판(100) 상에 부착되는 기둥부(140)의 부분이 이루는 도형의 모서리 부분이 비정형이고, 지붕부(150)가 안착되는 기둥부(140)의 부분이 이루는 도형의 모서리 부분이 비정형이 될 수 있다.
또한, 기둥부(140)에 지붕부(150)가 안착되어 형성된 돔 내부에 중공을 가르는 댐(Dam)이 하나 또는 둘 이상 형성됨에 따라 IDT 캐비티(Cavity)가 둘 또는 셋 이상 형성될 수 있다.
이어, 기판(100) 상에 형성된 구성물(외부접속 전극, 절연막, 기둥부 및 지붕부의 일부 이상) 상에 도금용 시드금속부(160)를 형성한다(S150). 시드금속부(160)는 티타늄(Ti) 및 구리(Cu)로 선택될 수 있으며, 이종 금속의 복층으로 형성하는 것도 가능하다.
시드금속부(160) 상에 금속보호캡(180)을 패터닝하고(S160), 전기 도금 방식으로 금속보호캡(180)을 형성한다(S170). 금속보호캡(180)은 지붕부(150)를 보호하는 1차 보호막 역할을 하는 한편, 하부에 위치하는 전극과의 전기적인 패스를 형성한다.
이 후, 포토레지스트 스트립 공정으로 시드금속부(160)의 상층에 위치하는 금속(예: Cu)을 습식 식각하여 제거하고(S180), 패드 오픈 공정을 수행한다(S160). 여기서, 패드 오픈부(200)는 2차 보호막 역할을 할 수 있다. 패드 오픈부(200)는 외부와의 전기적인 접촉을 위한 범프(Bump) 형성을 위해 고분자 화합물 예컨대 감광성 솔더 레지스트(Photosensitive Solder Resist)로 선택될 수 있다.
이상 본 발명에 따른 표면탄성파 소자는 패터닝 공정 시에 모서리 부분을 비정형으로 형성시킴으로써 응력(Stress) 집중을 최소화시킬 수 있으며, 돔(dome)의 내부에 댐(dam)을 한 개 또는 복수 개로 형성시킴으로써 두 개 이상의 IDT 캐비티(Cavity)를 확보할 수 있다.
또한, 돔(dome)을 이루는 댐의 접착 면적을 증가시킴에 따라 기판과 댐 사이의 접착력 및 돔의 지붕과 댐 사이의 접착력을 더욱 증가시켜 향상된 신뢰성의 표면탄성파 소자 구현이 가능하다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 표면탄성파 소자를 웨이퍼 레벨 패키지로 모듈화하는 경우에 웨이퍼 기판 상에 접착되어 중공 구조를 이루는 댐(dam)의 접착 면적을 넓게 형성시킴으로써, 기판과 댐의 접착력이 향상되어 계면 상으로 용액이 침투하지 못하도록 함과 더불어 들뜸(Delamination) 현상을 방지할 수 있도록 하는 중공구조를 갖는 표면 탄성파 소자 및 그 제조방법에 적용할 수 있다.
100 : 기판 110 : 외부접속 전극부
120 : IDT 전극부 130 : 절연막
135 : 제1개구부 140 : 기둥부
150 : 지붕부 160 : 시드금속부
170 : 필름 레지스트 패턴 180 : 금속보호캡
190 : 제2개구부 200 : 패드 오픈부
120 : IDT 전극부 130 : 절연막
135 : 제1개구부 140 : 기둥부
150 : 지붕부 160 : 시드금속부
170 : 필름 레지스트 패턴 180 : 금속보호캡
190 : 제2개구부 200 : 패드 오픈부
Claims (10)
- 기판;
상기 기판 상에 형성되고 표면탄성파를 생성하는 IDT전극부;
상기 기판 상에 위치하고 상기 IDT전극부와 이격하여 형성된 외부접속 전극부;
상기 IDT전극부와 상기 외부접속 전극부 사이에 위치하며 상기 IDT전극부를 둘러싸고 상기 기판 상에 부착되며, 모서리 부분이 모따기(chamfering) 방식으로 형성된 기둥부;
상기 기둥부의 상단에 안착되어 상기 기둥부와 함께 중공을 갖는 돔(Dome)을 형성하는 지붕부;
상기 기판 상에 형성된 전극 및 구조물 상에 형성된 시드금속부;
상기 시드금속부 상에 형성되어 상기 지붕부를 보호하며 상기 지붕부의 일부를 노출하는 제2개구부를 갖는 금속보호캡; 및
상기 외부접속 전극부에 형성된 패드 오픈부;
를 포함하는 표면탄성파 소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 기둥부는, 상기 기판 상에 부착되는 부분이 이루는 도형의 모서리 부분도 모따기 방식으로 형성되고, 상기 지붕부와 안착되는 부분이 이루는 도형의 모서리 부분도 모따기 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는 표면탄성파 소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 IDT 전극부를 둘러싸는 상기 기둥부에 상기 지붕부가 안착되어 형성된 돔 내부에 중공을 가르는 댐(Dam)이 하나 또는 둘 이상 형성됨에 따라 IDT 캐비티(Cavity)가 둘 또는 셋 이상 형성된 것을 특징으로 하는 표면탄성파 소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 지붕부의 크기는 상기 기둥부가 둘러싸고 있는 면적에 대응되는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 기둥부는, 상기 기판 상에 부착되어 접촉된 면적 또는 상기 지붕부가 안착되어 접촉된 면적에서, 가로 폭(B Width)이 40 ~ 100 ㎛이고, 세로 폭(A Width)이 40 ~ 80 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 표면탄성파 소자.
- (a) 기판 상에 표면탄성파를 생성하는 IDT전극부를 형성하는 단계;
(b) 상기 IDT전극부와 이격된 거리를 갖도록 상기 기판 상에 외부접속 전극부를 형성하는 단계;
(c) 상기 외부접속 전극부의 일부를 노출하는 제1개구부를 갖도록 상기 기판 상에 절연막을 형성하는 단계;
(d) 상기 IDT전극부를 둘러싸도록 상기 기판 상에 부착시켜 형성하되, 상기 IDT전극부와 상기 외부접속 전극부 사이에 모따기(chamfering) 방식의 모서리 부분을 갖는 기둥부를 형성하는 단계;
(e) 상기 기둥부에 지붕부를 안착시켜 중공을 갖는 돔을 형성하는 단계;
(f) 상기 기판 상에 형성된 전극 및 구조물의 일부가 도금되도록 시드금속부를 형성하는 단계;
(g) 상기 기판 상에 상기 지붕부를 보호하며 상기 지붕부의 일부를 노출하는 제2개구부를 갖는 금속보호캡을 형성하는 단계; 및
(h) 상기 절연막의 일부 및 상기 제2개구부에 패드 오픈부를 형성하는 단계를 포함하는 표면탄성파 소자의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 상기 기판 상에 부착되는 기둥부의 부분이 이루는 도형의 모서리 부분이 모따기 방식으로 형성되고,
상기 (e) 단계에서 상기 지붕부가 안착되는 기둥부의 부분이 이루는 도형의 모서리 부분이 모따기 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는 표면탄성파 소자의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 (e) 단계는, 상기 기둥부에 상기 지붕부가 안착되어 형성된 돔 내부에 중공을 가르는 댐(Dam)이 하나 또는 둘 이상 형성됨에 따라 IDT 캐비티(Cavity)가 둘 또는 셋 이상 형성된 것을 특징으로 하는 표면탄성파 소자의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 (e) 단계에서 상기 지붕부의 크기는 상기 기둥부가 둘러싸고 있는 면적에 대응되는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 소자의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 상기 기둥부가 상기 기판 상에 부착되어 접촉된 면적 또는 상기 (e) 단계에서 상기 지붕부가 상기 기둥부에 안착되어 접촉된 면적에서, 가로 폭(B Width)이 40 ~ 100 ㎛이고, 세로 폭(A Width)이 40 ~ 80 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 표면탄성파 소자의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120107688A KR101354977B1 (ko) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 중공구조를 갖는 표면 탄성파 소자 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120107688A KR101354977B1 (ko) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 중공구조를 갖는 표면 탄성파 소자 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101354977B1 true KR101354977B1 (ko) | 2014-01-27 |
Family
ID=50146318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120107688A Expired - Fee Related KR101354977B1 (ko) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 중공구조를 갖는 표면 탄성파 소자 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101354977B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230062981A1 (en) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | Skyworks Solutions, Inc. | Packaged multilayer piezoelectric surface acoustic wave device with conductive pillar |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002026675A (ja) | 2000-07-04 | 2002-01-25 | Hitachi Media Electoronics Co Ltd | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
| KR20020077004A (ko) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤 | 탄성 표면파 장치 |
-
2012
- 2012-09-27 KR KR1020120107688A patent/KR101354977B1/ko not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002026675A (ja) | 2000-07-04 | 2002-01-25 | Hitachi Media Electoronics Co Ltd | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
| KR20020077004A (ko) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤 | 탄성 표면파 장치 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230062981A1 (en) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | Skyworks Solutions, Inc. | Packaged multilayer piezoelectric surface acoustic wave device with conductive pillar |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4581011B2 (ja) | 電気部品とその製造方法 | |
| CN106688180B (zh) | 压电元件及其制造方法 | |
| US8299624B2 (en) | Semiconductor device, circuit substrate, and electronic device | |
| KR100730854B1 (ko) | 전자 부품의 제조 방법, 전자 부품, 및 전자 기기 | |
| CN101682310B (zh) | 弹性表面波装置及其制造方法 | |
| TWI698963B (zh) | 貫通電極基板及其製造方法、以及安裝基板 | |
| US20100225202A1 (en) | Acoustic Wave Device | |
| JP4697232B2 (ja) | 弾性表面波装置の製造方法及び弾性表面波装置 | |
| JP6406975B2 (ja) | 半導体素子および半導体装置 | |
| JP2007318058A (ja) | 電子部品及びその製造方法 | |
| JP2006324894A (ja) | 表面弾性波デバイスおよびその製造方法 | |
| JPWO2009090895A1 (ja) | 圧電デバイス | |
| JP4795891B2 (ja) | 立体配線を有する実装構造体 | |
| JP2010177596A (ja) | 半導体モジュールおよびその製造方法、ならびに携帯機器 | |
| KR101336150B1 (ko) | 표면탄성파 소자 및 그 제조방법 | |
| JP2010232400A (ja) | 半導体基板と半導体基板の製造方法および半導体パッケージ | |
| JP2007036060A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2007281902A (ja) | 立体配線を有する中空構造ウェハレベルパッケージ | |
| KR101354977B1 (ko) | 중공구조를 갖는 표면 탄성파 소자 및 그 제조방법 | |
| JP5825415B2 (ja) | センサーパッケージおよびその製造方法 | |
| JP6688490B2 (ja) | 電子デバイス及びその製造方法 | |
| JP5361264B2 (ja) | 半導体装置 | |
| TWI640161B (zh) | 電子裝置及電子裝置的製造方法 | |
| KR101455074B1 (ko) | 탄성 표면파 소자를 이용한 모듈 제작 방법 및 그 모듈 | |
| JP2005101144A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20120927 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20131029 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20140117 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20140120 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170118 Year of fee payment: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20170118 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171222 Year of fee payment: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20171222 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190115 Year of fee payment: 6 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20190115 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191212 Year of fee payment: 7 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20191212 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20201224 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20211123 Start annual number: 9 End annual number: 9 |
|
| PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20231028 |