專利名稱：聲表面波元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲表面波元件。具體而言，本發(fā)明涉及利用金屬焊塊與殼體結(jié)合的聲表面波元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著移動通信高頻化，也對移動通信用的聲表面波器件要求能用于高頻段。聲表面波器件具有采用壓電基片的聲表面波元件和收裝聲表面波元件的殼體。由于聲表面波元件的壓電基片表面上的聲速為約幾千米/秒，構(gòu)成例如以800MHz左右工作的聲表面波元件時，聲表面波元件的叉指電極的波長短到約幾微米。因此，存在使聲表表面波元件優(yōu)化用的電極膜厚絕對值變小，電極電阻造成的損耗、即歐姆損耗變大的問題。
作為解決上述問題的方案，日本特開平7-212175號公告揭示圖5(a)、(b)所示的聲表面波器件。圖5(b)是使圖5(a)中點(diǎn)劃線P-P間、Q-Q間和R-R間的端面結(jié)合后的示意剖視圖，圖5(b)中的點(diǎn)劃線S、T表示結(jié)合部分的邊界。本說明書的附圖中，與圖5(a)和圖5(b)相同，平面圖中用P-P線、Q-Q線和R-R線表示的部分，其截面在該平面圖對應(yīng)的剖視圖中用點(diǎn)劃線S、T結(jié)合并示出。
此已有技術(shù)記載的聲表面波器件201在壓電基片202上配置叉指電極203和在該電極203兩側(cè)設(shè)置的反轉(zhuǎn)器電極204、205。還形成實現(xiàn)電連接叉指電極203用的引導(dǎo)電極206、207。而且，形成電極焊盤208、209，以便電連接引導(dǎo)電極206、207。電極焊盤208、209相當(dāng)于與殼體的電極電接觸的部分，電極焊盤208、209上設(shè)置金屬焊塊，此聲表面波器件201由上述各種電極中的叉指電極203、反射器電極204和205、圖5(b)所示的導(dǎo)電膜212形成。如圖5(b)代表性示出電極焊盤208、209那樣，電極焊盤208、209或引導(dǎo)電極206、207的至少一部分上層疊第2導(dǎo)電膜213。即，與叉指電極203相比，引導(dǎo)電極206、207和電極焊盤208、209的一部分加厚，借此謀求減小電極電阻造成的歐姆損耗，希望改善電特性。
然而，由于近年來要求電子部件小型化和薄型化，采用芯片倒裝法的聲表面波器件已對諸實用。采用芯片倒裝法構(gòu)成的聲表面波器件中，其聲表面波元件的電極形成部與殼體裝載面對置，由金屬焊塊使聲表面波元件的電極與殼體的電極結(jié)合。這時，為了提高金屬焊塊與電極焊塊的結(jié)合強(qiáng)度，聲表面波元件的電極焊盤上形成Au等的金屬膜。在該Au等構(gòu)成的金屬膜上形成Au等構(gòu)成的金屬焊塊，并且該金屬焊塊與殼體的電極而結(jié)合?；蛘卟捎迷陔姌O焊盤上形成Ag構(gòu)成的、焊劑熔析性優(yōu)良的金屬膜，使預(yù)先在殼體上形成的焊塊與該焊劑熔析性優(yōu)良的金屬膜結(jié)合的方法。
采用上述那種方法時，不需要壓焊絲。因此，聲表面波元件上不需要設(shè)置連接壓焊絲的絲焊盤，能減小聲表面波器件的面積和高度。
即使在這些采用芯片倒裝法制得的聲表面波器件中，如果加大實際激勵且傳播聲表面波的電極以外的電極的膜厚，也能減小歐姆損耗，抑制損耗和諧振元的Q值等的降低。這時，首先用相同的導(dǎo)電膜形成激勵且傳播聲表面波的電極，即叉指和反射器電極、母線電極、引導(dǎo)電極和電極焊盤。其次，在激勵且傳播聲表面波的部分以外設(shè)置的電極上疊置第2導(dǎo)電膜層，加厚第1導(dǎo)電膜。
因此，利用上述金屬焊塊進(jìn)行結(jié)合時，可在上述電極焊盤上的厚導(dǎo)電膜上疊置上述Au等的金屬膜層，然后形成Au等的金屬焊塊。用焊塊進(jìn)行結(jié)合時，還可利用多個導(dǎo)電膜疊層或增大導(dǎo)電膜厚度而加厚形成的電極焊盤上形成熔劑熔析性優(yōu)良的Ag等構(gòu)成的金屬膜。
圖6(a)和圖6(b)是說明低頻工作的、用芯片倒裝法的聲表面波器件的已有制造方法用的平面圖和示意剖視圖。
該方法在壓電基片221上利用對導(dǎo)電膜222制作圖案形成IDT電極223、母線電極224和225、反射器電極226和227，引導(dǎo)電極228和229以及電極焊盤230和231。接著，如圖7(a)和圖7(b)所示，在電極焊盤230、231上層疊導(dǎo)電膜232和金屬膜233。導(dǎo)電膜232是為提高與導(dǎo)電膜222的密合性而設(shè)置的。設(shè)置金屬膜233則為了提高圖8(a)、圖8(b)所示金屬焊塊234與電極焊盤的結(jié)合強(qiáng)度。
因此，此方法必須在對導(dǎo)電膜222制作圖案后，層疊上述導(dǎo)電膜232和金屬膜233。
另一方面，制得在高頻段工作的聲表面波器件時，如上文所述，為了減小歐姆損耗，如圖9(a)和圖9(b)所示，必須在導(dǎo)電膜232上層疊由與形成導(dǎo)電膜222的材料相同的材料構(gòu)成的導(dǎo)電膜241，并且在導(dǎo)電膜241上層疊導(dǎo)電膜232和金屬膜233。
在制造利用殼體上形成的焊塊代替Au等構(gòu)成的金屬焊塊使聲表面波元件與殼體結(jié)合并且上作在低頻段的聲表面波器件時，如圖6所示，壓電基片221上形成已制作圖案的導(dǎo)電膜222后，如圖10(a)和圖10(b)所示，在電極焊盤上疊層提高與導(dǎo)電膜222的密合強(qiáng)度用的金屬膜232和成為焊劑阻擋層的金屬膜242，而且最后必須層疊焊劑熔析性優(yōu)良的金屬膜243。即，必須形成疊置3層金屬層而成的疊層結(jié)構(gòu)。即使在這種情況下，高頻工作的聲表面波器件為了減小歐姆損耗，還必須如圖11(a)和圖11(b)所示，在金屬膜232上層疊由導(dǎo)與電膜222中相同的電極材料構(gòu)成的導(dǎo)電膜244，然后形成上述多個金屬膜242、243構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。
另一方面，WO99/05788號公告揭示一種聲表面波元件，該元件的母線和電極焊盤中至少一方用Al為主成分的第1導(dǎo)體/中間層/Al為主成分的第2導(dǎo)體層構(gòu)成。因此，該公告記載的意思為電極焊盤具有上述疊層結(jié)構(gòu)而變厚時，機(jī)械強(qiáng)度提高。WO99/05788號公告闡述此電極焊盤上形成絲焊或Au焊塊。
如上所述，制造在高頻段工作的聲表面波器件時，利用聲表面波器件上的金屬焊塊使聲表面波元件與殼體連接以及利用聲表面波元件上的金屬膜和殼體上設(shè)置的焊塊使聲表面波元件與殼體連接的任一種情況下，與制造在低頻段工作的聲表面波器件時相比，激勵而且傳播聲表面波的區(qū)域以外的部分需要多疊一個以上的導(dǎo)電膜241、244。因此工序復(fù)雜，且成本增大，存在問題。
WO99/05788號公告記載的結(jié)構(gòu)中，電極焊盤由Al為主成分的第1導(dǎo)體層/中間層/Al為主成分的第2導(dǎo)體層構(gòu)成。然而，該結(jié)構(gòu)中，形成焊塊時，電極焊盤的最上層用Al為主體的第2導(dǎo)體層構(gòu)成，因而存在焊劑擴(kuò)散，不能得到足夠的結(jié)合強(qiáng)度的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述已有技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種聲表面波元件及其制造方法，該聲表面波元件用于高頻段，利用芯片倒裝法收裝在殼體內(nèi)，可謀求簡化制造工序，能借助減小歐姆損耗取得穩(wěn)定良好的電特性，并且使用焊塊時焊塊結(jié)合強(qiáng)度優(yōu)良。
本發(fā)明的聲表面波元件，收裝在殼體中，利用形成在殼體方的焊塊與所述殼體結(jié)合，其特征在于，包括壓電基片，形成在所述壓電基片上的至少一個叉指電極，連接所述叉指電極的一對母線電極，連接所述母線電極的引導(dǎo)電極，連接所述引導(dǎo)電極并且與所述殼體電連接的電極焊盤，形成在所述電極焊盤上以提高與所述焊盤的結(jié)合強(qiáng)度的第1金屬膜，由與所述第1金屬膜相同的材料構(gòu)成并且形成在所述母線電極和引導(dǎo)電極的至少一方上的第2金屬膜。
本發(fā)明的另一特定方面，所述第1金屬膜和所述第2金屬膜具有層疊多個金屬層而形成的多層結(jié)構(gòu)。這種情況下，第1和第2金屬膜的最上部金屬層由對焊塊的結(jié)合性優(yōu)良的金屬材料構(gòu)成，其他金屬層由例如電阻低的金屬材料構(gòu)成，從而能期望提高與焊塊的結(jié)合強(qiáng)度和降低歐姆損耗的效果兩方面都改善。
本發(fā)明所涉及聲表面元件的特定方面，所述第1金屬膜和所述第2金屬膜具有層疊多個金屬層而形成的多層結(jié)構(gòu)，并且位于最上部的金屬層由Ag或Au構(gòu)成。這種情況下，位于第1、第2金屬膜最上部的金屬層焊接性優(yōu)良，因而能通過焊塊將第1金屬膜牢固且方便地結(jié)合到殼體的電極焊接區(qū)。
本發(fā)明的進(jìn)一步限定方面，據(jù)此，第1和第2金屬膜中至少一個的金屬層的電阻率相對較小，因而金屬膜中能進(jìn)一步降低歐姆損耗，而且能減薄由相對于第2金屬膜電阻率小的金屬構(gòu)成的金屬層的厚度。
本發(fā)明的聲表面波元件制造方法，制造根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的聲表面波元件，該方法包括以下工序在壓電基片上形成至少一個所述叉指極、母線電極、引導(dǎo)電極和電極焊盤，在所述電極焊盤上形成第1金屬膜，在所述母線電極和引導(dǎo)電極的至少一個上形成所述第2金屬膜。
本發(fā)明涉及的通信設(shè)備，其特征在于，以如本發(fā)明構(gòu)成的聲表面波元件，作為頻帶濾波器。


圖1(a)、圖1(b)是說明本發(fā)明實施例所涉及聲表面波元件用的示意平面圖和剖視圖，其中圖1(a)的沿P-P線、Q-Q線和R-R線的部分通過圖2的點(diǎn)劃線S、T結(jié)合。
圖2(a)～圖2(d)是說明實施例聲表面波元件的電極結(jié)構(gòu)用的各示意剖視圖。
圖3是示出為比較實施例聲表面波元件準(zhǔn)備的聲表面波器件和按照已有方法構(gòu)成的聲表面波器件的阻抗—頻率特性的曲線圖。
圖4是說明實施例聲表面波器件用的示意剖視圖。
圖5(a)、圖5(b)是說明一例已有聲表面波器件用的示意平面圖和剖視圖，其中(a)的沿P-P線、Q-Q線和R-R線的部分通過(b)的點(diǎn)劃線S、T結(jié)合。
圖6(a)、圖6(b)是說明制得圖5所示已有聲表面波器件的工序用的示意平面圖和剖視圖，其中(a)的沿P-P線、Q-Q線和R-R線的部分通過(b)的點(diǎn)劃線S、T結(jié)合。。
圖7(a)、圖7(b)是說明一例用于高頻段的已有聲表面波器件用的示意平面圖和剖視圖，其中(a)的沿P-P線、Q-Q線和R-R線的部分通過(b)的點(diǎn)劃線S、T結(jié)合。
圖8(a)、圖8(b)是說明再一例已有聲表面波器件用的示意平面圖和剖視圖，其中(a)的沿P-P線、Q-Q線和R-R線的部分通過(b)的點(diǎn)劃線S、T結(jié)合。
圖9(a)、圖9(b)是說明再一例用于高頻段的已有聲表面波器件用的示意平面圖和剖視圖，其中(a)的沿P-P線、Q-Q線和R-R線的部分通過(b)的點(diǎn)劃線S、T結(jié)合。
圖10(a)、圖10(b)是說明再一例已有聲表面波器件用的示意平面圖和剖視圖，其中(a)的沿P-P線、Q-Q線和R-R線的部分通過(b)的點(diǎn)劃線S、T結(jié)合。
圖11(a)、圖11(b)是說明再一例已有聲表面波器件用的示意平面圖和剖視圖，其中(a)的沿P-P線、Q-Q線和R-R線的部分通過(b)的點(diǎn)劃線S、T結(jié)合。
標(biāo)號說明1為聲表面波器件，2為壓電基片，3為IDT電極，4、5為母線電極，6、7為反射器電極，8、9為引導(dǎo)電極，10、11為電極焊盤，12、13為金屬焊塊，14為聲表面波元件，15為殼體，41為聲表面波器件，42為壓電基片，43為IDT電極，44、45為母線電極，46、47為反射器電極，48、49為引導(dǎo)電極，50、51為電極焊盤，54為聲表面波元件，Xa為導(dǎo)電膜，Xb為導(dǎo)電膜(第1、第2金屬膜)，Xc為導(dǎo)電膜(第1、第2金屬膜)，Xd為導(dǎo)電膜，Xe為導(dǎo)電膜。
實施形態(tài)下面，說明本發(fā)明的具體實施形態(tài)，從而會清楚本發(fā)明。
圖1(a)、圖1(b)是說明本發(fā)明實施例所涉及聲表面波元件用的平面圖和示意剖視圖，圖2(a)～圖(2d)是說明本實施例聲表面波元件制造方法用的示意剖視圖。
本實施例中，借助設(shè)置在殼體上的焊塊用芯片倒裝法將聲表面波元件結(jié)合到殼體。
本實施例準(zhǔn)備圖1(a)、圖1(b)所示的聲表面波元件54。聲表面波元件54利用導(dǎo)電膜Xa在矩形板狀的壓電基片42上形成IDT電極43、一對母線電極44和45、反射器電極46和47、引導(dǎo)電極48和49以及電極焊盤50和51。
作為壓電基片42，可用LiTaO3、LiNbO3或晶體等壓電單晶，或者鈦酸、鋯酸族陶瓷之類的壓電陶瓷。
導(dǎo)電膜Xa由Al等適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料構(gòu)成。在壓電基片42上形成導(dǎo)電膜Xa的方法無特殊限定，可用蒸鍍、濺射或電鍍等適當(dāng)方法。
在母線電極44和45、引導(dǎo)電極48和49以及電極焊盤50和51上，除電極焊盤外圍的一部分外，層疊金屬膜Xb、成為焊劑阻擋層的金屬膜Xd和與焊塊結(jié)合性優(yōu)良的金屬膜Xe。金屬膜Xb由例如NiCr或Ti等構(gòu)成，設(shè)置用于提高成為焊劑阻擋層的金屬膜Xd與導(dǎo)電膜Xa的密合強(qiáng)度。金屬膜Xe由與焊盤結(jié)合性優(yōu)良的金屬(例如Ag等)構(gòu)成。成為焊劑阻擋層的金屬膜Xd由Ni等難以產(chǎn)生焊劑吸耗的適當(dāng)金屬構(gòu)成。
本實施例中形成IDT電極43，但也可形成多個IDT電極，并且也可不形成反射器。
制得本實施例的聲表面波元件時，在壓電基片42上全面形成導(dǎo)電膜Xa，然后利用形成圖案在壓電基片42上形成有圖案的導(dǎo)電膜Xa。
即，如圖2(a)所示，在壓電基片42上形成有圖案的導(dǎo)電膜Xa。據(jù)此，利用導(dǎo)電膜Xa形成IDT電極43、反射器電極46和47、母線電極44和45、引導(dǎo)電極48和49以及電極焊盤50和51。
然后，如圖2(a)所示，全面疊置抗蝕劑層61。
接著，借助采用曝光和光掩模的顯像，去除不需要的抗蝕劑層部分，對抗蝕劑層61形成圖案。
這樣，如圖2(b)所示，形成具有圖案的抗蝕劑層61A。此狀態(tài)下，抗蝕劑層61A覆蓋IDT電極43和反射器電極46、47，以及部分電極焊盤50、51。
然而，如圖2(c)所示，形成由NiCr或Ti等構(gòu)成的金屬膜Xb。接著，在金屬膜Xb上依次全面形成金屬膜Xd和金屬膜Xe，前者由Ni等金屬構(gòu)成，作為焊劑阻擋層起作用，后者由Ni等金屬構(gòu)成，作為焊劑阻擋層起作用，后者由Ag等金屬構(gòu)成，對焊劑的熔析性優(yōu)良。這些金屬膜Xb、Xd、Xe的形成可用蒸鍍、濺射等適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行。
然后，與抗蝕劑層61A一起，去除抗蝕劑層61A上的導(dǎo)電膜Xb、Xd、Xe。這樣去降后，如圖2(d)所示，在母線電極44和45、引導(dǎo)電極48和49以及電極焊盤50和51上層疊由金屬膜Xb、Xd和Xe構(gòu)成的疊層金屬膜，從而得到圖6所示的聲表面波元件54。
將上述聲表面波元件54結(jié)合到殼體時，如圖4所示，聲表面波元件54從電極形成面一側(cè)裝到殼體11上的電極14、15，使電極焊盤50、51接觸殼體11的電極14、15上設(shè)置的焊塊12、13。然后，利用加熱使聲表面波元件54通過焊塊12、13結(jié)合到殼體11的電極14、15，從而取得本實施例的聲表面波器件。
本實施例中，在母線電極、引導(dǎo)電極和電極焊盤上層疊金屬膜Xb、Xd和Xe。電極焊盤上的金屬膜Xb、Xd、Xe構(gòu)成本發(fā)明的第1金屬膜，母線電極和引導(dǎo)電極上的金屬膜Xb、Xd、Xe構(gòu)成第2金屬膜。這些電極部分中，與導(dǎo)電膜Xa上層疊由導(dǎo)電膜Xa相同的電極材料構(gòu)成的導(dǎo)電膜的結(jié)構(gòu)相同，能砬小電極電阻，從而可降低歐姆損耗。因此，與第1實施例相同，不采用為降低歐姆損耗而層疊由導(dǎo)電膜Xa相同的電極材料構(gòu)成的導(dǎo)電膜的工序，即不使電極形成工序復(fù)雜化，就能抑制聲表面波器件的損耗和Q值降低。
本實施例中，與焊塊結(jié)合用的金屬膜Xe的厚度未必厚于形成IDT電極43的導(dǎo)電膜Xa的厚度。即，只要金屬膜Xb～Xe的電阻率小于導(dǎo)電膜xa的電阻率，金屬膜Xb、Xd、Xe的厚度不需要厚于導(dǎo)電膜Xa的厚度。
圖3中，用虛線示出按照本實施例構(gòu)成的聲表面波器件的阻抗—頻率特性。為了比較，用實線示出母線電極和引導(dǎo)電極未厚膜化的比較例的特性，用點(diǎn)劃線示出按照已有方法由與IDT電極相同的電極材料構(gòu)成的導(dǎo)電膜部分厚膜化的已有例的電特性。從圖3可知，本實施例與母線電極未厚膜化的比較例相比，得到Q值大的諧振特性，并且得等于或優(yōu)于已有例的諧振特性。
本實施例在母線電極和引導(dǎo)電極上形成第2金屬膜，但第2金屬膜是為減小歐姆損耗而設(shè)置的，可僅層疊在母線電極和引導(dǎo)電極的任一方，也可局部形成在母線電極和引導(dǎo)電極的一部分。不過，最好如本實例中說明的那樣，希望母線電極和引導(dǎo)電極雙方都層疊第2金屬膜。
本發(fā)明所涉及聲表面波元件及其制造方法中，把由與形成在電極焊盤上用于提高對殼體方焊塊的結(jié)合強(qiáng)度的第1金屬膜相同的材料構(gòu)成的第2金屬膜形成在母線電極和引導(dǎo)電極的至少一方上。即，在電極焊盤上以提高與殼體方焊塊的結(jié)合強(qiáng)度等為目的而形成的第1金屬膜的形成工序中，在母線電極和引導(dǎo)電極的至少一方上與形成相同材料構(gòu)成的第2金屬膜。因此，能降低電極的電阻損耗，而不使工序復(fù)雜。由于不必在另外的工序進(jìn)行母線電極和引導(dǎo)電極的厚膜化，能實現(xiàn)芯片倒裝法所形成聲表面波器件制造成本的降低。
此外，還利用與構(gòu)成IDT電極的導(dǎo)電膜的密合強(qiáng)度優(yōu)良的金屬材料進(jìn)行母線電極和引導(dǎo)電極的厚膜化，因而能得到等于或優(yōu)于用與IDT電極相同的材料使母線電極和引導(dǎo)電極厚膜化時的特性。
權(quán)利要求
1.一種聲表面波元件，收裝在殼體中，利用形成在殼體方的焊塊與所述殼體結(jié)合，其特征在于，包括壓電基片，形成在所述壓電基片上的至少一個叉指電極，連接所述叉指電極的一對母線電極，連接所述母線電極的引導(dǎo)電極，連接所述引導(dǎo)電極并且與所述殼體電連接的電極焊盤，形成在所述電極焊盤上以提高與所述焊盤的結(jié)合強(qiáng)度的第1金屬膜，由與所述第1金屬膜相同的材料構(gòu)成并且形成在所述母線電極和引導(dǎo)電極的至少一方上的第2金屬膜。
2.如權(quán)利要求1所述的聲表面波元件，其特征在于，所述第1金屬膜和所述第2金屬膜具有層疊多個金屬層而形成的多層結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的聲表面波元件，其特征在于，所述第1金屬膜和所述第2金屬膜具有層疊多個金屬層而形成的多層結(jié)構(gòu)，并且位于最上部的金屬層由Ag或Au構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2所述的聲表面波元件，其特征在于，所述叉指電極具有層疊多個金屬層而形成的多層結(jié)構(gòu)，所述第1和第2金屬膜中至少一個金屬層由與構(gòu)成所述叉指電極的金屬層中的最下層金屬層相比電阻率小的金屬構(gòu)成。
5.一種聲表面波元件制造方法，制造如權(quán)利要求1所述的聲表面波元件，其特征在于，包括以下工序在壓電基片上形成至少一個所述叉指極、母線電極、引導(dǎo)電極和電極焊盤，在所述電極焊盤上形成第1金屬膜，在所述母線電極和引導(dǎo)電極的至少一個上形成所述第2金屬膜。
6.一種通信設(shè)備，其特征在于，以如權(quán)利要求1所述的聲表面波元件，作為頻帶濾波器。
全文摘要
提供一種聲表面波器件，可借助減小電極電阻謀求降低歐姆損耗，能在高頻段工作，并且采用廉價的芯片倒裝法。該器件用該到裝法將聲表面波元件與殼體結(jié)構(gòu)。聲表面波元件14中，在壓電基片2上形成IDT電極3、母線電極4和5、反射器電極6和7、引導(dǎo)電極8和9以及電極焊盤10和11，在電極焊盤10和11上形成導(dǎo)電膜Xb、Xc作為第1金屬膜，并且母線電極和引導(dǎo)電極的至少一個上也形成導(dǎo)電膜Xb、Xc作為第2金屬膜。
文檔編號H03H3/08GK1396709SQ0214061
公開日2003年2月12日 申請日期2002年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月6日
發(fā)明者渡邊寬樹, 家木英治 申請人:株式會社村田制作所