SAW器件以及SAW器件的制造方法与流程

日期:2019-05-16 04:56:24


本发明涉及SAW器件以及SAW器件的制造方法。



背景技术:

近年来,伴随着便携式电话等电子设备的小型化,开始要求用于这些电子设备的电子器件的小型化。例如,在专利文献1记载了小型化的电子器件的例子。近年来,对于SAW(Surface Acoustic Wave:声表面波)器件,使其进一步小型的要求提高。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-209585号公报



技术实现要素:

本公开的SAW器件具有:SAW元件;导体部,与该SAW元件相连;LT基板,包含所述SAW元件;以及框体,容纳包含所述SAW元件的所述LT基板。所述框体具有盖部、侧部以及底部。该底部由蓝宝石基板构成,所述LT基板位于相当于所述框体的内表面的所述蓝宝石基板的第一面,所述第一面的相反的第二面构成所述框体的外表面。所述导电体具备过孔导体,所述过孔导体位于将所述蓝宝石基板和所述LT基板连通的贯通孔。

本公开的SAW器件的制造方法具有:接合工序,在蓝宝石基板的第一面接合所述LT基板;研磨工序,对所述蓝宝石基板与所述LT基板的接合体的至少所述LT基板侧进行研磨;贯通孔形成工序,形成将所述蓝宝石基板和所述LT基板连通的贯通孔;过孔导体形成工序,在所述贯通孔填充导体,形成过孔导体;载置-连接工序,在所述LT基板形成所述SAW元件,并且连接所述SAW元件和所述过孔导体;以及接合工序,将由所述蓝宝石基板构成的底部与盖部以及侧部进行接合,或者与由盖部和侧部构成的盖体部进行接合。

附图说明

图1是SAW器件的一个实施方式的图,图1(a)示出概略立体图,图1(b)示出概略剖视图。

图2是SAW器件的制造工序中的状态的概略立体图。

图3是对SAW器件的制造方法进行说明的概略剖视图。

具体实施方式

本公开的SAW(Surface Acoustic Wave:声表面波)器件具备蓝宝石基板,蓝宝石基板配置有包含SAW元件的LT(LiTaO3;钽酸锂)基板。本公开的SAW器件将该蓝宝石基板作为框体的一部分,并将位于将该蓝宝石基板和LT基板连通的贯通孔内的过孔导体作为与SAW元件相连的导电体的一部分。由此,与以往相比,本公开的SAW器件为小型且可靠性也高,此外,能够以更少的功夫和成本进行制造。

以下,对本公开的SAW器件以及SAW器件的制造方法进行说明。图1所示的SAW器件1具有SAW元件62、与SAW元件62相连的导电体32、包含SAW元件62的LT基板50、以及容纳包含SAW元件62的LT基板50的框体30。框体30具有盖部22、侧部23以及底部11。底部11由蓝宝石基板构成,LT基板50位于相当于框体30的内表面的蓝宝石基板的第一面12,第一面12的相反的第二面14构成框体30的外表面。导电体32具备过孔导体34,过孔导体34位于将底部11(以后,也称为蓝宝石基板11)和LT基板50连通的贯通孔15。

贯通孔15具有贯通蓝宝石基板11的第一贯通孔51和贯通LT基板50的第二贯通孔55。SAW元件62位于LT基板50的一个主面52。

过孔导体34经由位于LT基板50的一个主面52的电极层61与SAW元件62电连接。在图1所示的例子中,导电体32具有过孔导体34和位于LT基板50的一个主面52的电极层61。过孔导体34的一个端部位于LT基板50的一个主面52,另一个端部位于蓝宝石基板11的第二面14。

在此,第二面14是构成框体30的外表面的面,通过将位于蓝宝石基板11的第二面14的过孔导体34的端部与外部的控制部等进行连接,从而能够进行电信号的输入和输出。该电信号能够经由过孔导体34和电极层61对SAW元件62进行输入和输出。过孔导体34和电极层61例如由金(Au)等构成。关于电信号,只要是用于控制SAW元件62的动作的控制数据、使SAW元件62处理的输入数据、在SAW元件62中处理之后的输出数据、以及用于驱动SAW元件62的驱动电力、表示由SAW元件62检测出的信息的数据等以电力的形式进行输入或输出的信号即可,没有特别限定。

SAW元件62具有配置在LT基板50的一个主面52上的IDT(Inter Digital Transducer:叉指换能器)电极而构成。该IDT电极例如通过溅射、物理蒸镀来形成,例如以金为主成分。SAW元件62除了IDT电极以外,还可以具备配置在一个主面52的电容器元件、电感器电路等。

在框体30中,底部11由蓝宝石基板构成,关于盖部22和侧部23,也可以由蓝宝石基板构成。另外,框体30具有盖部22、侧部23以及底部11,但是也可以如图1所示,是盖部22和侧部23为一体的盖构件20。此外,也可以是侧部23和底部11成为一体。而且,所谓由蓝宝石基板构成,并不是指不包含除蓝宝石(即,氧化铝的单晶)以外的一切物质,而是指含有90质量%以上的蓝宝石。

LT基板50由LT(LiTaO3;钽酸锂)构成。所谓由LT构成,并不是指不包含除LT以外的一切物质,而是指含有90质量%以上的LT。

在SAW器件1中,并不是载置LT基板50的支承基板容纳于框体30,而是载置LT基板50的底部11构成框体30的外壳,因此能够使厚度变薄,因此能够使其紧凑。另外,蓝宝石的机械强度高,因此SAW器件1的刚性比较高,在施加了冲击的情况下也难以产生破裂、缺损等。在盖构件20由蓝宝石构成时,能够使整体的厚度更加紧凑。此外,通过底部11由蓝宝石基板构成,从而能够使比较脆的LT基板50的厚度变薄,因此能够使整体的厚度更加紧凑。

底部11的厚度例如为0.05mm以上且1mm以下。由蓝宝石构成的底部11的强度高,因此即使是0.05mm以上且1mm以下程度的厚度,也具有充分的强度。底部11的厚度也可以是例如0.01mm~5mm,没有特别限定。

此外,蓝宝石的导热性比较高,因此,例如能够将SAW元件62发出的热迅速地放出到框体30的外部。此外,在底部11和盖构件20由蓝宝石构成时,蓝宝石的透气性和透水性低,SAW元件62等与外部气体、水分接触的可能性小,因此SAW元件62等的功能下降少。

如上所述,在SAW器件1中,导电体32具备位于对底部11和LT基板50进行连通的贯通孔15的过孔导体34,能够与外部的控制部进行连接,因此无需从框体30外将导电体引入到框体30内或者在框体30内引绕电极层,能够简化制造方法,以及俯视下的大小也能够构成得紧凑。关于俯视SAW器件1时的外周线(盖构件20的轮廓)的长度,一周例如为大约5mm~5cm程度。

此外,关于位于贯通孔15的过孔导体34,例如与焊线(bonding wire)等导电线相比,能够将截面的直径做得比较大,因此关于过孔导体34与SAW元件62的连接状态,机械连接状态以及电连接状态难以劣化。此外,使用过孔导体34来减少使用焊线的连接,由此可以不用遍及比较大的空间区域引绕导线,因此能够将SAW器件1构成得更加紧凑。此外,能够抑制焊线等费工夫的工序,因此能够比较廉价地制作SAW器件。

在SAW器件1中,贯通蓝宝石基板11的第一贯通孔51在第二面14上的开口直径大于在第一面12上的开口直径。更详细地,第一贯通孔51的直径从第一面12朝向第二面14递增。过孔导体34是由填充在贯通孔15的金属膏经热处理而构成的,因此伴随着直径的递增,过孔导体34的直径也从靠近SAW元件62的一侧朝向框体30的外侧扩张。过孔导体34还作为SAW元件62发出的热的传导路径发挥作用。因为过孔导体34的直径从靠近SAW元件62的一侧朝向框体30的外侧扩张,所以SAW元件62发出的热能够一边在过孔导体34内扩散一边朝向框体30的外侧高效地传递。在是这种结构时,具有高散热性。

第一贯通孔51的第一面12侧的开口51A的直径例如为大约70μm,第一贯通孔51的第二主面14侧的开口51B的直径例如为大约100μm。此外,如果第一贯通孔51的截面形状遍及从开口51A到开口51B的全部的区域为圆形,则没有角部,所以即使在与过孔导体34、底部11之间产生热应力,也难以产生以角部为起点的应力集中。在是这种结构时,可抑制由热应力造成的底部11的损伤。

在SAW器件1中,在第一贯通孔51中,对第一面12侧的开口51A的中心和第二面14上的开口51B的中心进行连结的中心轴C相对于第一面12的垂线倾斜。由此,过孔导体34变得比较难以从贯通孔15脱落。这样的贯通孔15能够通过后面说明的使用了激光的方法容易地形成。

此外,第一贯通孔51在内表面的至少一部分具有由多晶氧化铝构成的第一改性部58。第一改性部58比作为单晶的蓝宝石柔软。在由过孔导体34的热膨胀以及收缩造成的应力施加在第一贯通孔51的内壁的情况下,由于具有比较柔软的第一改性部58,所以能够缓和该应力,因此能够抑制具有第一改性部58的部分的第一贯通孔51的内壁受到损伤。在第一贯通孔51中,在整个内表面具有由多晶氧化铝构成的第一改性层58时,可更可靠地抑制由这样的应力造成的第一贯通孔51的内壁的损伤。

此外,贯通LT基板50的第二贯通孔55至少在第一贯通孔51侧的内表面侧具有由多晶氧化铝构成的第二改性部59。通过具有这样的第二改性部59,从而可抑制经由过孔导体34从外部直接对比较脆的LT基板50传递冲击。在第二贯通孔55中,在不仅在第一贯通孔51侧的内表面而且在整个内表面具有由多晶氧化铝构成的第二改性层59时,能够更可靠地抑制LT基板50中的第二贯通孔55的内壁的损伤。

在底部11和盖构件20均由蓝宝石构成时,对于盖构件20而言,底部11的第一面12与对置的对置面21使用如下技术进行接合,即,通过利用了原子间力的固相接合进行接合。例如,在真空中对第一面12和对置面21照射离子束而进行活性化,然后使活性化的第一面12和对置面21在常温下直接抵接,从而进行接合。另外,也可以不使用像这样通过固相接合进行接合的技术,而使用粘接剂等对第一面12和对置面21进行接合,但是从抑制由来自粘接剂的脱气(out gas)造成的SAW元件62的动作不良等的方面考虑,优选不使用粘接剂而通过固相接合进行接合。

接着,对本实施方式的SAW器件1的制造方法进行说明。图2是示出SAW器件1的制造工序中的状态的立体图。图3是对SAW器件1的制造方法进行说明的概略剖视图。在图2和图3中,对于制造中途阶段的各部分,使用与在图1中使用的制造后的各部分相同的标号进行说明。

以下的制造方法对使用由蓝宝石构成的晶片统一制造多个SAW器件1的例子进行说明。

具体地,如图2所示,制作在蓝宝石基板11载置有多个SAW元件62的第一构件,并且制作形成有多个凹部24的成为盖构件20的作为蓝宝石基板的第二构件。然后,对第一构件和第二构件进行接合。此后,例如,通过划片等进行切割,从而能够得到多个SAW器件1。

接着,SAW器件1的制造方法具有:在蓝宝石基板11的第一面12接合LT基板50的接合工序(图3(a));对蓝宝石基板11与LT基板50的接合体的至少LT基板侧50进行研磨的研磨工序(图3(b));形成对蓝宝石基板11和LT基板50进行连通的贯通孔15的贯通孔形成工序(未图示);在贯通孔15填充导体并形成过孔导体34的过孔导体形成工序(图3(c));将SAW元件62载置在LT基板50并且连接SAW元件62和过孔导体34的载置-连接工序(图3(d));以及对由蓝宝石基板构成的底部11和盖体部20进行接合的接合工序(图3(e))。另外,也可以代替盖体部20,使用盖部22和侧部23。在贯通孔形成工序中,从蓝宝石基板11的第二主面14侧照射激光来形成贯通孔15。

首先,如图3(a)所示,准备具有第一主面12的蓝宝石基板11和LT基板50。蓝宝石基板11的厚度例如为大约100μm。厚度为100μm的蓝宝石基板11不会由于自重而大幅挠曲,具有能够容易地操作(handling)的比较高的强度。LT基板50是厚度为大约250μm的基板。LT与蓝宝石相比极脆,但是250μm的比较厚的LT基板50不会由于自重而大幅挠曲,具有能够容易地操作的程度的强度。例如使用上述的固相接合技术对这些基板进行接合。

接着,在蓝宝石基板11与LT基板50的接合体中,例如,通过机械研磨、机械化学研磨(CMP)等对LT基板50侧进行研磨,从而将LT基板50的厚度降低至大约25μm的厚度(图3(b))。比较脆的LT容易破裂,难以研磨得薄。在本实施方式中,因为LT基板50成为与蓝宝石基板11接合的状态,所以蓝宝石基板11与LT基板50的接合体具有比较高的强度。由此,在本实施方式中,能够将LT基板50做成为比较薄的25μm。像这样,通过对蓝宝石基板11和LT基板50进行接合,从而即使将LT基板50做成为薄至大约25μm的厚度,也不会由于自重而产生大的挠曲、破裂,操作变得容易。

接着,例如通过照射短脉冲激光在蓝宝石基板11与LT基板50的接合体形成贯通孔15。例如,从蓝宝石基板11的第二主面14连续照射光斑直径为0.1mm、脉冲宽度为0.2ms以下的YAG激光,从而形成贯通蓝宝石基板11和LT基板50的贯通孔15(第一贯通孔51和第二贯通孔55)。贯通孔15的中心轴C的方向能够以与激光的照射方向大致一致的状态而形成,通过调整激光的照射方向,从而能够控制贯通孔15的中心轴C的方向。

此外,若从第二主面14侧照射短脉冲激光来形成贯通孔15,则对靠近第二主面14侧的一方累计供给的能量变大,靠近第二主面14侧的一方的直径容易变大。通过从第二主面14侧照射短脉冲激光,从而能够形成直径随着从第一主面12接近第二主面14而扩张的第一贯通孔51。此外,通过使用这样的激光照射来形成贯通孔15,从而能够在第一贯通孔51的内表面产生多晶氧化铝,该多晶氧化铝通过如下方式形成,即,单晶蓝宝石被单脉冲激光一度熔融之后,在比较短的时间进行降温并固化而形成多晶氧化铝。由此,第一贯通孔51能够在内表面配置第一改性部58。此外,通过产生该多晶氧化铝,并使得在LT基板50侧露出,从而还能够在第二贯通孔59的内表面配置由多晶氧化铝构成的第二改性部59。

接着,在贯通孔15填充导体并形成过孔导体34(图3(c))。例如,可以通过使用涂刷器(squeegee)等将金属膏压入到贯通孔15而进行填充。或者,也可以在将以金等金属作为主成分的金属丝插通到贯通孔15之后,通过热、压力使该金属丝变形,从而在贯通孔15填充金属,并形成过孔导体34。

接着,在LT基板50形成SAW元件62,并经由电极层61连接SAW元件62和过孔导体34(图3(d))。SAW元件62只要使用包括光刻技术、蚀刻技术、成膜技术等的所谓的薄膜形成技术对LT基板50的表面进行加工而形成即可。在形成SAW元件62之后,或者在形成SAW元件62的同时,例如通过溅射、物理蒸镀在LT基板50的一个主面52形成例如以金为主成分的电极层61即可。

接着,如图3(e)所示,例如使用固相接合法对经过了图3(a)~图3(d)的蓝宝石基板11和盖构件20进行接合。在本实施方式中,盖构件20例如通过使用光刻技术、蚀刻技术在第二蓝宝石基板20(参照图2)形成多个凹部24来制作即可。

在图3(e)的工序之后,例如通过划片分割为多个区域,从而能够制作多个图1所示的SAW器件1。

以上对本发明的实施方式进行了说明,但是本发明不限定于前述的实施方式,能够在不脱离本发明的要旨的范围内进行各种变更、改良、组合等。

标号说明

1:SAW器件;

11:底部(蓝宝石基板);

15:贯通孔;

20:盖体部;

22:盖部;

23:侧部;

32:导电体;

34:过孔导体;

50:LT基板;

51:SAW元件;

61:电极层。



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