表面声波器件及其制造方法.pdf

本发明涉及表面声波器件及其制造方法。一种表面声波器件包括：压电基板；设置在所述压电基板的第一表面上的梳状电极；以及设置在所述压电基板的所述第一表面和所述压电基板的与所述第一表面相对的第二表面中的至少一个上的绝缘膜，所述绝缘膜的厚度比所述压电基板的厚度大，并且在表面声波的传播方向上所述绝缘膜的线膨胀系数比所述压电基板的线膨胀系数小。

1、  一种表面声波器件，其包括：
压电基板；
设置在所述压电基板的第一表面上的梳状电极；以及
设置在所述压电基板的所述第一表面和所述压电基板的与所述第一表面相对的第二表面中的至少一个上的绝缘膜，
所述绝缘膜的厚度比所述压电基板的厚度大，并且在表面声波的传播方向上所述绝缘膜的线膨胀系数比所述压电基板的线膨胀系数小。

2、  根据权利要求1所述的表面声波器件，该表面声波器件进一步包括限定了位于所述梳状电极上方的空腔的树脂部，其中所述绝缘膜被设置为覆盖所述树脂部。

3、  根据权利要求1所述的表面声波器件，其中所述绝缘膜设置在所述压电基板的所述第一表面和所述第二表面两者上。

4、  根据权利要求1所述的表面声波器件，其中所述绝缘膜包括陶瓷。

5、  根据权利要求1所述的表面声波器件，其中所述绝缘膜包括含有玻璃的陶瓷。

6、  一种制造表面声波器件的方法，该方法包括以下步骤：
在压电基板的第一表面上形成梳状电极；
在形成所述梳状电极后使所述压电基板变薄；以及
在所述压电基板的第一表面以及所述压电基板的与所述第一表面相对的第二表面中的至少一个上形成绝缘膜，
所述绝缘膜的厚度比所述压电基板的厚度大，并且在表面声波的传播方向上所述绝缘膜的线膨胀系数比所述压电基板的线膨胀系数小。

7、  根据权利要求6所述的方法，该方法进一步包括以下步骤：形成限定了位于所述梳状电极上方的空腔的树脂部，其中所述绝缘膜被设置为覆盖所述树脂部。

8、  根据权利要求7所述的方法，其中形成绝缘膜的步骤包括以下步骤：将所述绝缘膜形成为覆盖所述树脂部。

9、  根据权利要求6所述的方法，其中形成绝缘膜的步骤包括以下步骤：在所述压电基板的所述第一表面和所述第二表面两者上形成所述绝缘膜。

10、  根据权利要求6所述的方法，其中形成绝缘膜的步骤包括以下步骤：以喷涂法或气溶胶沉积法中的一种形成所述绝缘膜。

11、  根据权利要求6所述的方法，其中所述绝缘膜包括陶瓷。

12、  根据权利要求6所述的方法，其中所述绝缘膜包括含有玻璃的陶瓷。

表面声波器件及其制造方法
技术领域
本发明总体上涉及表面声波器件，更具体地，涉及对表面声波器件的温度特性的改进。此外，本发明涉及上述表面声波器件的制造方法。
背景技术
本申请基于2008年2月8日提交的日本专利申请No.2008-028269并要求其优先权，在此以引证的方式将其全部内容并入本文中。
表面声波器件(SAW器件)能够通过将功率施加到形成在压电基板上的叉指式换能器(IDT)的梳状电极来激励声波。SAW器件被广泛地用于对例如45MHz到2GHz的频带内的无线电信号进行处理的各种电路。这些电路的例子有用于发送的带通滤波器、用于接收的带通滤波器、本地振荡滤波器、天线双工器、中频滤波器、以及FM调制器。
SAW器件需要位于由梳状电极组成的SAW元件的功能部件(IDT的电极指)上方的空腔以确保SAW元件的性能。常规的SAW器件采用具有其中安装有SAW元件的凹槽的陶瓷封装。金属盖覆盖所述凹槽，从而能够在SAW元件的功能部件的上方限定空腔。使用引线接合以在SAW元件与设置在陶瓷封装上的互连线之间构成电连接。
然而，引线接合使用导线，这妨碍了SAW器件尺寸的减小。为了减小SAW器件的尺寸，开发了倒装式接合(flip-chip bonding)。由于倒装式接合不使用导线进行安装，因而实现了SAW器件尺寸的减小。
近来，已经对减小SAW器件尺寸有了更严格的要求。在某些情况下，甚至倒装式接合也不能实现所需的尺寸减小。于是提出了进一步减小尺寸的提议。日本专利申请公开No.2000-261284描述了设置在压电基板表面上的SAW元件。在压电基板的表面上设置有盖，以在SAW元件的功能部件的上方限定空腔。所述盖被用作封装。该类型的封装被称为晶片级封装(WLP：wafer level package)。这实现了进一步的小型化。
使用压电基板的SAW器件存在的问题是由于压电基板的膨胀和收缩而使频率特性受到影响。压电基板的膨胀和收缩量越大，则SAW器件的频率特性所受到的影响越大。压电基板由于温度变化而以取决于线膨胀系数的膨胀和收缩量来膨胀和收缩。压电基板通常由具有大的机电耦合系数的钽酸锂(LiTaO₃)或铌酸锂(LiNbO₃)制成。然而，这些基板具有大的线膨胀系数，由于温度变化而极大地膨胀和收缩。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种表面声波器件，该表面声波器件包括：压电基板；设置在所述压电基板的第一表面上的梳状电极；以及设置在所述压电基板的所述第一表面和所述压电基板的与所述第一表面相对的第二表面中的至少一个上的绝缘膜，所述绝缘膜的厚度比所述压电基板的厚度大，并且在表面声波的传播方向上所述绝缘膜的线膨胀系数比所述压电基板的线膨胀系数小。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造表面声波器件的方法，该方法包括：在压电基板的第一表面上形成梳状电极；在形成所述梳状电极后使所述压电基板变薄；以及在所述压电基板的所述第一表面以及所述压电基板的与所述第一表面相对的第二表面中的至少一个上形成绝缘膜，所述绝缘膜的厚度比所述压电基板的厚度大，并且在表面声波的传播方向上所述绝缘膜的线膨胀系数比所述压电基板的线膨胀系数小。
通过在权利要求书中具体指出的要素以及组合能够实现并获得本发明的目的和优点。
应当理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述是示例性和说明性的，并不是对所要求保护的发明加以限制。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施方式的SAW器件的截面图；
图2A到2D是例示制造根据第一实施方式的SAW器件的方法的第一部分的截面图；
图3A到3C是例示第一部分之后的该方法的第二部分的截面图；
图4是描述根据第一实施方式的SAW器件的频率的温度相关性的图；
图5是根据本发明的第二实施方式的SAW器件的截面图；
图6A到6C是例示制造根据第二实施方式的SAW器件的方法的第一部分的截面图；
图7A到7C是例示第一部分之后的该方法的第二部分的截面图；
图8是根据第三实施方式的SAW器件的截面图；以及
图9是根据第四实施方式的SAW器件的截面图。
具体实施方式
现在将参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图1是沿着一条线截取从而呈现出梳状电极和列电极的截面的根据本发明的第一实施方式的SAW器件的截面图。
参照图1，SAW器件10具有压电基板12，该压电基板12具有其上具有梳状电极14和反射电极(为简化起见未示出)的主表面。压电基板12可以由钽酸锂(LiTaO₃)或铌酸锂(LiNbO₃)制成。梳状电极14和反射电极可以是铝(Al)或其中加入了铜(Cu)的Al合金。互连电极16设置在压电基板12的主表面上并且电连接到梳状电极14。互连电极16可以由Al或其中加入了铜的Al合金制成。
树脂部20设置在压电基板12的主表面上以限定设置在梳状电极14上方的空腔18。树脂部20可以由环氧树脂制成。列电极22设置在互连电极16上并且贯通树脂部20。列电极22可以由铜、镍(Ni)或金(Au)制成。焊凸24设置在列电极22上。列电极22与焊凸24的组合在SAW器件的倒装式接合安装中充当与外部部件进行电连接的端子。
绝缘膜26设置在压电基板的后表面上。绝缘膜26的厚度大于压电基板12的厚度。绝缘膜26由在SAW传播方向上热膨胀系数小于压电基板12的热膨胀系数的物质制成。例如，绝缘膜26可以由氧化铝(Al₂O₃)制成。
现在将参照图2A到3C对制造根据第一实施方式的SAW器件的方法进行说明。在图2A到3C中，压电基板12是晶片的形式，在晶片上有用于得到多个SAW器件10的区域。为了简化起见，在图2A到3C中仅示出了多个SAW器件中的一个。在图3C中，晶片沿切割区(dicingregion)划分为多个部分，使得晶片上的SAW器件能够彼此分离。
参照图2A，梳状电极14、反射电极(未示出)以及互连电极16形成在压电基板12的主表面上。梳状电极14、反射电极以及互连电极16可由Al或其中加入了Cu的Al合金制成，并且它们的厚度可以是例如0.1-0.5μm。
参照图2B，从压电基板12的后表面开始执行研磨处理或喷砂处理以使压电基板12变薄。在变薄处理之后，压电基板12的厚度可以是例如30μm-40μm。
参照图2C，在压电基板12的主表面得到保护以防止梳状电极14、反射电极以及互连电极16的功能被损坏的情况下，在压电基板12的后表面上形成绝缘膜26。绝缘膜26可以由例如氧化铝(Al₂O₃)的陶瓷制成，并且其厚度可以是例如200-350μm。可以通过等离子体喷涂法或气溶胶沉积法来形成绝缘膜26。
参照图2D，将负型光敏环氧树脂20a涂在压电基板12的主表面上并进行烘烤。可以通过旋涂(spin coating)法来涂布环氧树脂20a。使用掩模对环氧树脂20a施加紫外线。在本申请中，对应当在梳状电极14上方形成空腔18的区域以及应当在互连电极16上方形成列电极22的区域未施加紫外线。随后，将环氧树脂20a显影以去除未施加紫外线的区域中的环氧树脂20a。这使得在应当形成空腔18的区域中以及应当形成列电极22的区域中形成了开口28。随后，在氮气氛中以200℃的温度对环氧树脂20a进行一小时的热处理，由此使环氧树脂20a固化。
参照图3A，负型光敏环氧树脂20b形成在环氧树脂20a上以覆盖开口28。可以通过诸如层压机(laminator)的压力轧制来形成环氧树脂20b。使用掩模对环氧树脂20b施加紫外线。在本申请中，对应当形成位于互连电极16上方的列电极22的区域未施加紫外线。随后，将环氧树脂20b显影以去除未施加紫外线的区域中的环氧树脂20b。然后，在氮气氛中以200℃的温度对环氧树脂20b进行热处理一小时，由此使环氧树脂20b固化。这就产生了树脂部20，其由环氧树脂20a与环氧树脂20b形成并具有位于梳状电极14上方的空腔18和位于互连电极16上方的开口。
参照图3B，开口30填充有例如Cu、Ni或Au之类的金属以形成列电极22。该工序可以采用电镀或无电镀。可以在树脂部20上进行刮印(squeegee printing)以在开口30中形成列电极22。
参照图3C，在列电极22上形成焊凸24。焊凸24可以是SnAg焊球(solder ball)。随后，通过在切割区中进行切割将晶片切成多个片，从而能够获得具有WLP结构的单个SAW器件10。
图4是使用通过第一实施方式构造的SAW器件的滤波器的频率的温度相关性图。图4还示出了使用常规SAW器件的滤波器的频率的温度相关性的比较例。表1描述了在测量中所使用的第一实施方式的SAW器件与常规SAW器件的细节。
表1