專利名稱：壓電器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及小型、薄型、低成本的CSP構造的壓電器件的改良，特別是涉及用于保護壓電振動元件不受外部環(huán)境影響的密封構造的改良。
背景技術：
壓電器件、特別是表面聲波裝置在通信領域中被廣泛應用，并且由于其具有高性能、小型和良好的量產性等特點，尤其是被普遍用在移動電話機等移動體通信設備中。
以下，對以往的表面聲波裝置進行說明。
在以往的表面聲波裝置中，例如有在特表平11-510666號公報所公開的裝置，圖7是表示該封裝模塊的結構的縱剖面圖。
以往的表面聲波裝置包括平板狀基板(陶瓷布線基板)151；在該基板151的上表面通過凸臺，隔著規(guī)定的間隙被固定，并且在下表面具有導電構造(梳狀電極)的器件系統(tǒng)(表面聲波芯片)152；被配置成環(huán)繞該器件系統(tǒng)152的下表面所具有的導電構造的環(huán)狀絕緣框153；和用于從外側覆蓋該絕緣框153和所述基板151之間的間隙的包圍框(樹脂部件)154。進行倒裝片安裝，使所述基板151的上表面與所述器件系統(tǒng)152的下表面相對置，并且用所述包圍框覆蓋所述絕緣框153與所述基板151之間的間隙的外側。并且，構成為利用金屬薄膜保護層155覆蓋器件系統(tǒng)152的上表面及四側面、包圍框154的表面和基板151上表面的露出的面。
為了把由包圍框154將其與外部環(huán)境隔離的絕緣框153的內側、即包括導電構造的空間的氣氛(真空或惰性氣體)維持在規(guī)定的狀態(tài)，希望在密封效果差的包圍框154的表面上覆蓋保護層155，這樣可提高表面聲波裝置的可靠性。但是，在包圍框154的形成工序和保護層的形成工序(在干式處理中，一般是使用真空蒸鍍法、濺射法、或CVD法)的工序之間，在表面聲波裝置被暴露在大氣中的情況下，難于把包括導電構造的空間的氣氛維持在規(guī)定的狀態(tài)。
近年來，表面聲波裝置被要求進一步小型化，基板151的平面面積僅比器件系統(tǒng)152稍大一點，其之間的差越來越小。另外，為了提高量產性，一般是在表面聲波裝置的制造中實施批量處理。即，在批量處理中，使用把多個基板151以窄的間隔連接成薄板狀的大面積基板母材，在該基板母材上的各個分區(qū)上分別將器件系統(tǒng)152進行倒裝片安裝，在器件系統(tǒng)152之間的間隙中，通過絲網(wǎng)印刷(成為包圍框154)一次性涂敷樹脂部件，在基板母材上的器件系統(tǒng)152和包圍框154的外面上覆蓋保護層155，然后通過利用切割裝置切斷被夾在器件系統(tǒng)152之間的間隙中的保護層155、包圍框154和基板母材(全切割)，而獲得多個表面聲波裝置。
但是在用保護層155來覆蓋包圍框154的側面(成為單片化的表面聲波裝置的側面)和包圍框154與基板母材上的界面時，如圖8(a)所示，通過切斷(第1切斷)由被安裝在基板母材160上的器件系統(tǒng)152彼此共有的包圍框154和基板母材160的上表面的一部分而形成槽161，在包括該槽161的內面(切斷面)的基板母材160的上表面覆蓋保護層155，在此基礎上，使用比在第1切斷中使用的切刀更薄的切刀162，在槽部161的大致中央，將保護層155和基板母材160的剩余的一半一次性切斷(第2切斷)，由此，如圖8(b)所示，可獲得由保護層155覆蓋了包圍框154的側面和該包圍框154與基板151之間的界面的多個表面聲波裝置。因此，在所述第2切斷(相當于上述的全切割工序。)和所述保護層的形成工序的工序間需要所述第1切斷工序，因此使得制造工序復雜化。
并且，由于被倒裝片安裝在基板母材160上的器件系統(tǒng)彼此之間的間隙窄，所以，在通過絲網(wǎng)印刷在該間隙中填充成為包圍框164的樹脂部件，并且還要防止樹脂部件浸入到絕緣框153與基板母材160之間的間隙中的情況下，對于這樣的絲網(wǎng)印刷作業(yè)的控制是非常困難的。因此，生產性低，難于實現(xiàn)低成本化。
即，以往的問題是不能提供低成本的CSP構造的壓電器件，尤其是不能提供低成本的CSP構造的表面聲波裝置。

發(fā)明內容
為了解決上述的問題，本發(fā)明之1的壓電器件，包括壓電振動元件，其至少具有壓電基板、形成在該壓電基板的一側主面上的激振電極、以及從該激振電極延伸出的焊接焊盤；和平板狀印刷電路板，在其上表面設有所述壓電振動元件安裝用的焊盤電極和接地用焊盤，并且在其下表面具有外部電極，通過將所述焊接焊盤與所述焊盤電極經過金屬凸臺連接，在所述印刷電路板的上表面，與該上表面相隔規(guī)定的縫隙，固定了所述壓電振動元件，其特征在于，在所述壓電器件的外面的整個面上形成了具有大于所述縫隙的開口尺寸的厚度的金屬層。
本發(fā)明之2的壓電器件是基于本發(fā)明之1的壓電器件，其特征在于，具有隔壁，該隔壁被配置在所述縫隙內，縮小了該縫隙的開口尺寸，并且至少圍繞在所述激振電極的附近。
本發(fā)明之3的壓電器件是基于本發(fā)明之2的壓電器件其特征在于，所述隔壁至少形成在所述壓電振動元件的一側主面的周緣上。
本發(fā)明之4的壓電器件是基于本發(fā)明之2或3的壓電器件，其特征在于，所述壓電振動元件的各個側面和與該各個側面對應的所述隔壁的外端面相互大致一致。
本發(fā)明之5的壓電器件是基于本發(fā)明之2的壓電器件，其特征在于，所述隔壁形成在與所述壓電振動元件的一側主面的周緣對應的所述印刷電路板的上表面。
本發(fā)明之6的壓電器件是基于本發(fā)明之3或4的壓電器件，其特征在于，接地用的所述焊接焊盤通過所述隔壁和所述金屬層與所述接地用焊盤電導通，并且省略了接地用的所述焊接焊盤上的所述金屬凸起。
本發(fā)明之7的壓電器件是基于本發(fā)明之2至6中任意一種壓電器件，其特征在于，所述隔壁是感光性材料。
本發(fā)明之8的壓電器件是基于本發(fā)明之2至6中任意一種壓電器件，其特征在于，所述隔壁是金屬體。
本發(fā)明之9的壓電器件是基于本發(fā)明之1至8中任意一種壓電器件，其特征在于，所述金屬層由多層金屬膜疊層而成。
本發(fā)明之10的壓電器件是基于本發(fā)明之1至9中任意一種壓電器件，其特征在于，用樹脂覆蓋所述金屬層的上表面。
本發(fā)明之11的壓電器件是基于本發(fā)明之10的壓電器件，其特征在于，在所述樹脂的上表面實施標記。


圖1是表示本發(fā)明第1實施方式的表面聲波裝置的結構的縱剖面圖。
圖2是將本發(fā)明的金屬層的形成處理模式化的縱剖面說明圖。
圖3是表示本發(fā)明第2實施方式的表面聲波裝置的結構的縱剖面圖。
圖4是表示第2實施方式的變形例的結構的局部縱剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明第3實施方式的表面聲波裝置的結構的縱剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明第4實施方式的表面聲波裝置的結構的縱剖面圖。
圖7是表示以往的表面聲波裝置的結構的縱剖面圖。
圖8(a)和(b)是說明以往的表面聲波裝置的制造方法的說明圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)圖示的本發(fā)明的實施方式，對本發(fā)明進行詳細說明。
圖1是表示作為本發(fā)明第1實施方式的壓電器件的表面聲波裝置的結構的縱剖面圖。
第1實施方式的表面聲波裝置包括例如由LiTaO3(鉭酸鋰)構成的壓電基板1；由形成在該壓電基板1的一側主面(下表面)上的激振電極(梳狀電極)2a和從該激振電極2a延伸的焊接焊盤2b構成的壓電振動元件(以下稱為“SAW芯片”)3；和在上表面配置有SAW芯片安裝用焊盤電極5和接地用焊盤6，并且在下表面具有外部電極7的平板狀印刷電路板4。為了在SAW芯片3的下表面與印刷電路板4的上表面的間隙中相隔規(guī)定的縫隙8使兩者電連接和機械固定(倒裝片安裝)，通過被固定在焊接焊盤2b上的金屬凸臺11，與焊盤電極5構成電導通。從SAW芯片3的上表面和四側面到與該SAW芯片3不重復的印刷電路板4的上表面，形成比縫隙8的高度高(厚)的金屬層9，例如是鋁層，并且使被配置在印刷電路板4上表面的不與SAW芯片重復的部位上的接地用焊盤6與金屬層9導通(具有屏蔽效果)。并且，為了增強SAW芯片3與印刷電路板4的機械固定強度以及保護金屬層9，優(yōu)選在金屬層9的上表面形成覆蓋該面的樹脂部件10。另外，在樹脂部件10的上表面可以標記表面聲波裝置的外部電極方向、規(guī)格等的可視標識。
金屬層9通過干式處理(真空蒸鍍、濺射或CVD)形成，即，通過在真空或惰性氣體氣氛內成膜，可以在把縫隙8內維持在與干式處理裝置的腔室內的氣氛大致一致的狀態(tài)下密封該縫隙8。另外，金屬層9由于與SAW芯片3和印刷電路板4的密閉性，即，氣密性高，所以在金屬層9的形成工序以后，即使被暴露在大氣中，所述縫隙8的氣氛也不會被置換成大氣。
圖2是將本發(fā)明的金屬層的形成工藝模式化的縱剖面圖。
為了使金屬層9密封縫隙8，即，為了使金屬層9覆蓋SAW芯片3的下表面周緣和與其相對的印刷電路板4的上表面的空間(縫隙8的開口)，在例如真空蒸鍍的情況下，設置成使SAW芯片3的上表面與蒸鍍源大致正交。在初期，在SAW芯片3和印刷電路板4的上表面形成薄膜狀(21a)，隨著時間的推移成為厚度增加的層(21b)，最終成為覆蓋開口的層(21c)。即，形成具有比縫隙8的開口高度(寬度)尺寸大的厚度的厚膜(厚度為15至40μm)。
印刷電路板4例如由陶瓷構成，具有形成在上表面的焊盤電極5和接地用焊盤6、和形成在下表面的多個外部電極(安裝用電極)7，由焊盤電極5、接地用焊盤6和外部電極7形成規(guī)定的布線。特別是與接地用焊盤6導通的外部電極成為接地電極。
根據(jù)本發(fā)明，能夠通過批量處理來實施向印刷電路板4的SAW芯片3的安裝、金屬層9的形成以及樹脂部件10的形成。即，針對分區(qū)形成在大面積的印刷電路板母材上的焊盤電極組和接地用焊盤組，在各個焊盤電極上分別倒裝片安裝SAW芯片3，在該印刷電路板母材的安裝面上一次性形成金屬層9和樹脂部件，即，制作連續(xù)設置多個表面彈性波裝置的集合基板，然后通過切割形成單片，由此來制造出多個表面聲波裝置。因此，可提高表面聲波裝置的量產性。
圖3是表示作為本發(fā)明的第2實施方式的壓電器件的表面聲波裝置的結構的縱剖面圖。
第2實施方式的表面聲波裝置與第1實施方式的不同之處是，形成了用于部分縮小縫隙8的開口高度(寬度)的隔壁31。通過圍繞激振電極2a和焊接焊盤2b，理想的是在SAW芯片33(相當于圖1的SAW芯片3)的下表面周緣上形成隔壁31，縮小縫隙8的開口高度(寬度)(SAW芯片33的倒裝片安裝時，隔壁31的下表面與印刷電路板4的上表面不形成干擾，并且具有用于置換隔壁31的內側(激振電極的下方)的氣氛的間隙。)，能夠把本實施方式的金屬層39做得比上述實施方式的金屬層9更薄，由此有助于減少金屬層39的形成時間和減少所使用的成膜材料。
隔壁31的形成方法如下，首先形成分別圍繞分區(qū)形成在大型壓電基板的一側主面上的激振電極和焊接焊盤組的隔壁31的集成體，該隔壁31的集成體，考慮到生產性，理想的是通過使包括激振電極和焊接焊盤組的分區(qū)露出地進行絕緣性樹脂的涂敷或印刷、基于PVD或CVD的無機材料(例如氧化硅等)的附著、基于電鍍法或提升法的金屬膜的形成、基于導電性漿料的印刷或涂敷等來形成。在各個焊接焊盤組上形成了金屬凸起11后，通過在大型壓電基板的規(guī)定位置進行切斷，來獲得設置了圍繞激振電極和焊接焊盤的隔壁31的SAW芯片33。
另外，在使用導電材料形成了隔壁31的情況下，如圖4所示，向內側延長形成隔壁41并在規(guī)定的位置進行切斷，以便覆蓋延伸到壓電基板周緣的接地用焊接焊盤42b的一部分。這樣，使與焊接焊盤42b導通的隔壁41形成為在SAW芯片的側面露出的狀態(tài)，當把該狀態(tài)的SAW芯片安裝在印刷電路板44上，并使用金屬層49密封后，金屬層49與焊接焊盤42b導通，并且與露出在SAW芯片43的側面的隔壁41接觸。因此，接地用焊盤46與焊接焊盤42b通過隔壁41構成電導通。如果使這樣地與焊接焊盤42b電導通的隔壁41露出在SAW芯片43的側面，并且使用金屬膜密封該側壁，則不再需要用于連接焊接焊盤42b的金屬凸起11和與該金屬凸起粘接的焊盤電極5，提高了SAW芯片43和印刷電路板4的電路圖形設計的自由度，有利于實現(xiàn)表面聲波裝置的進一步的小型化。
圖5是表示作為本發(fā)明第3實施方式的壓電器件的表面聲波裝置的結構的縱剖面圖。
第3實施方式的表面聲波裝置與第2實施方式的不同之處是，在印刷電路板54的上表面形成用于部分縮小縫隙8的開口高度(寬度)的隔壁51。即，通過在與SAW芯片3的下表面周緣相對的印刷電路板54的上表面形成隔壁51，縮小縫隙8的開口高度(寬度)(在SAW芯片3的倒裝片安裝時，使隔壁51的下表面與印刷電路板54的上表面不發(fā)生干擾，并且具有用于置換隔壁51的內側(激振電極的下方)的氣氛的間隙)，能夠把本實施方式的金屬層59的厚度形成得比圖1的實施方式的金屬層9更薄，有利于減少形成時間和所使用的成膜材料。在把隔壁51形成在特別是與焊盤電極5和接地用焊盤6中任意一個電極接觸的位置上的情況下，理想的是配置氧化鋁鍍膜或絕緣性樹脂，另外，在把隔壁51形成在與這些不接觸的位置上的情況下，也可以使用導電性材料。
圖6是表示作為本發(fā)明第4實施方式的壓電器件的表面聲波裝置的結構的縱剖面圖。
第4實施方式的表面聲波裝置與第2和第3實施方式的不同之處是，在SAW芯片的下表面周緣和與該下表面周緣相對的印刷電路板的上表面形成了用于部分縮小縫隙8的開口高度(寬度)的隔壁。即，在SAW芯片63的下表面周緣形成隔壁61a、并且在與隔壁61a相對的印刷電路板64的上表面形成隔壁61b，通過縮小縫隙8的開口高度(寬度)(在倒裝片安裝SAW芯片63時，使隔壁61a的下表面與所述隔壁61b的上表面不發(fā)生干擾，并且具有用于置換隔壁61a和61b的內側(激振電極的下方)的氣氛的間隙。)，能夠將金屬層69的厚度做得比圖1的金屬層9更薄，有利于縮短金屬層69的形成時間和減少所使用的成膜材料。在用導電材料形成了隔壁61a的情況下，優(yōu)選用絕緣材料形成隔壁61b。
在隔壁31、51、61a、61b中所使用的導電性和絕緣性樹脂可以是熱固化性、熱可塑性、感光性的任意一種樹脂。
以上，使用由鉭酸鋰構成的壓電基板對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明同樣也可以適用于石英，四方酸鋰、鈮酸鋰、硅酸鎵鑭等能夠激振表面聲波的壓電材料。
雖然是在激振電極中使用梳狀電極對本發(fā)明進行了說明，但也可以除了具有梳狀電極還具有反射器的激振電極。另外，雖然是使用所謂的SAW濾波器對本發(fā)明進行了說明，但也可以是SAW諧振器。
本發(fā)明的印刷電路板不僅可以是陶瓷電路板，也可以是環(huán)氧玻璃、硅等的樹脂基板。
本發(fā)明的壓電器件在追求小型化、薄型化的封裝技術(CSP構造)的壓電器件中，具有制造工序簡便，并且可實現(xiàn)能夠維持激振電極的氣氛的密封的優(yōu)點。
權利要求
1.一種壓電器件，包括壓電振動元件，其至少具有壓電基板、形成在該壓電基板的一側主面上的激振電極、以及從該激振電極延伸出的焊接焊盤；和平板狀印刷電路板，在其上表面設有所述壓電振動元件安裝用的焊盤電極和接地用焊盤，并且在其下表面具有外部電極，通過將所述焊接焊盤與所述焊盤電極經過金屬凸臺連接，在所述印刷電路板的上表面，與該上表面相隔規(guī)定的縫隙，固定了所述壓電振動元件，其特征在于，在所述壓電器件的外面的整個面上形成了具有大于所述縫隙的開口尺寸的厚度的金屬層。
2.根據(jù)權利要求1所述的壓電器件，其特征在于，具有隔壁，該隔壁被配置在所述縫隙內，縮小了該縫隙的開口尺寸，并且至少圍繞在所述激振電極的附近。
3.根據(jù)權利要求2所述的壓電器件，其特征在于，所述隔壁至少形成在所述壓電振動元件的一側主面的周緣上。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的壓電器件，其特征在于，所述壓電振動元件的各個側面和與該各個側面對應的所述隔壁的外端面相互大致一致。
5.根據(jù)權利要求2所述的壓電器件，其特征在于，所述隔壁形成在與所述壓電振動元件的一側主面的周緣對應的所述印刷電路板的上表面。
6.根據(jù)權利要求3或4所述的壓電器件，其特征在于，接地用的所述焊接焊盤通過所述隔壁和所述金屬層與所述接地用焊盤電導通，并且省略了接地用的所述焊接焊盤上的所述金屬凸起。
7.根據(jù)權利要求2至6中任意一項所述的壓電器件，其特征在于，所述隔壁是感光性材料。
8.根據(jù)權利要求2至6中任意一項所述的壓電器件，其特征在于，所述隔壁是金屬體。
9.根據(jù)權利要求1至8中任意一項所述的壓電器件，其特征在于，所述金屬層由多層金屬膜疊層而成。
10.根據(jù)權利要求1至9中任意一項所述的壓電器件，其特征在于，用樹脂覆蓋所述金屬層的上表面。
11.根據(jù)權利要求10所述的壓電器件，其特征在于，在所述樹脂的上表面實施標記。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種低成本的CSP構造的壓電器件，特別是表面聲波裝置。為此，該壓電器件包括壓電振動元件，其至少具有壓電基板、形成在該壓電基板的一側主面上的激振電極、以及從該激振電極延伸出的焊接焊盤；和平板狀印刷電路板，在其上表面設置有所述壓電振動元件安裝用焊盤電極和接地用焊盤，并且在其下表面具有外部電極，通過將所述焊接焊盤與所述焊盤電極經過金屬凸臺連接，在所述印刷電路板的上表面，與該上表面相隔規(guī)定的縫隙，固定所述壓電振動元件，其特征在于，在所述壓電器件的外面的整個面上形成了具有大于所述縫隙的開口尺寸的厚度的金屬層。
文檔編號H01L23/00GK1784829SQ20048001264
公開日2006年6月7日 申請日期2004年5月26日 優(yōu)先權日2003年5月29日
發(fā)明者長島了太 申請人:東洋通信機株式會社