圧電部品の製造方法
【課題】小型化でき、コストダウンできる圧電部品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】圧電基板２ｆ上に形成されたＩＤＴ２ａからなる振動部及びＩＤＴ２ａに接続されている素子配線を有する圧電素子２を設ける。圧電素子２と接合基板１とをＩＤＴ２ａと対向するように、バンプ３及び絶縁性の樹脂枠４により互いに接着する。接合基板１は、ＩＤＴ２ａと対向する一方主面に接合基板配線１ｂ、他方主面に外部端子５、接合基板端部にスルーホール１ａをそれぞれ備える。バンプ３と接合基板１の接合基板配線１ｂとを電気的に接続する。接合基板配線１ｂと外部端子５とを、スルーホール１ａを介して電気的に互いに接続する。
【解決手段】圧電基板２ｆ上に形成されたＩＤＴ２ａからなる振動部及びＩＤＴ２ａに接続されている素子配線を有する圧電素子２を設ける。圧電素子２と接合基板１とをＩＤＴ２ａと対向するように、バンプ３及び絶縁性の樹脂枠４により互いに接着する。接合基板１は、ＩＤＴ２ａと対向する一方主面に接合基板配線１ｂ、他方主面に外部端子５、接合基板端部にスルーホール１ａをそれぞれ備える。バンプ３と接合基板１の接合基板配線１ｂとを電気的に接続する。接合基板配線１ｂと外部端子５とを、スルーホール１ａを介して電気的に互いに接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型化できて、携帯電話機等の通信装置に好適に使用される、圧電部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型化、軽量化により、電子部品に対しても多機能化が要求されている。このような背景の中、携帯電話機等の通信装置に使用される、弾性表面波装置としての弾性表面波フィルタ（以下ＳＡＷフィルタという）や、圧電体のバルク波を用いた圧電薄膜共振子を利用した圧電フィルタ（以下、ＢＡＷフィルタという）などの圧電部品に対しても同様に小型化、軽量化が求められている。
【０００３】
上記ＢＡＷフィルタは、開口部若しくは凹部を有するＳｉ基板と、該開口部若しくは凹部上に形成されている、少なくとも１層以上の圧電薄膜（ＺｎＯやＡｌＮからなる）を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の上部電極及び下部電極を対向させて挟む構造の振動部とを有する圧電共振子を梯子型に構成してなるものである。
【０００４】
上記ＢＡＷフィルタでは、振動部で発生する厚み縦振動を利用するため、振動部上に振動空間を確保すると共に、振動部を水分や挨などから保護する必要がある。
【０００５】
また、上記ＳＡＷフィルタは、水晶やＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３等の圧電基板上に、Ａｌなどの金属からなる１対のくし型電極部（インターデジタルトランスデューサ、以下、ＩＤＴと略記する）を複数形成してなるものである。
【０００６】
上記ＳＡＷフィルタにおいては、くし型電極部や圧電基板における弾性表面波の伝搬部分などの振動部上に振動空間を確保すると共に、くし型電極部を水分や挨などから保護する必要がある。
【０００７】
よって、上記必要から、従来のＢＡＷフィルタやＳＡＷフィルタなどの圧電部品は、アルミナなどからなるパッケージの底面にダイボンド剤を塗布し、ＢＡＷフィルタやＳＡＷフィルタの素子をダイボンドでパッケージに搭載し、パッケージ内部の端子と素子の電極をワイヤボンディングにより接続した後、リッドによって封止されていた。
【０００８】
また、圧電部品の小型化のために、アルミナなどからなるパッケージの底面に電極ランドを形成し、ＢＡＷフィルタやＳＡＷフィルタの素子をパッケージにフリップチップボンディングで搭載し、パッケージをリッドによって封止することも行なわれていた。
【０００９】
しかし、このような構造では、ＢＡＷフィルタやＳＡＷフィルタの素子を小型化したところで、パッケージが小型化されない限り、ＢＡＷフィルタやＳＡＷフィルタを有する圧電部品の小型化・低背化ができないという問題がある。また、小型のパッケージにかかるコストが高いという問題もあった。
【００１０】
また、特にＢＡＷフィルタにおいては、振動部は、基板の開口部若しくは凹部上に形成されているため、素子のダイシング、実装時の素子のピックアップ、ダイボンドなどの工程における衝撃によって、振動部の破壊が発生するという問題があった。
【００１１】
これに対し、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３では、バンプによる実装が行われている。これらの公報によれば、ベース基板（接合基板）に形成したバンプによってＳＡＷ素子を実装するフリップチップ実装で、ワイヤボンディングに必要な空間をなくすことにより、ＳＡＷフィルタの小型化が図られている。
【００１２】
しかしながら、ＳＡＷ素子にはバンプに対する電極パッドを形成する必要があり、ＳＡＷ素子の有効面積が小さくなるため、小型化が困難である。また、バンプ形成のコストがかかる。
【００１３】
そこで、特許文献４では、ＳＡＷ素子を、ＳＡＷ素子の引き出し電極に対向する貫通孔を形成したベース基板（接合基板）に搭載し、貫通孔に金属膜を形成した後、導電材を充填して、外部回路接続部（外部端子）を形成している。これにより、ＳＡＷフィルタの小型化が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−９４３９０号公報（２００１年４月６日公開）
【特許文献２】特開平１１−１５０４４１号公報（１９９９年６月２日公開）
【特許文献３】特開２００１−６０６４２号公報（２００１年３月６日公開）
【特許文献４】特開２００１−２４４７８５号公報（２００１年９月７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、特許文献４に記載の構成では、外部回路接続部（外部端子）を形成する際、ベース基板（接合基板）に貫通孔を形成した後、貫通孔に金属膜を形成した上で、更に貫通孔に導電材を充填するなど複数の工程が必要であり、製造にかかるコストが大きくなっていた。
【００１６】
また、外部回路接続部（外部端子）が円筒形のヴィアホールであるため、ベース基板（接合基板）に対する外部回路接続部（外部端子）に占める面積が大きくなり、小型化をしようとすると、ＳＡＷ素子の配線などに制約が生じ、よって、小型化に障害を生じている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の圧電部品は、以上の課題を解決するために、基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子と、接合基板とが、上記振動部を接合基板に対向するように、接合部材及び絶縁性の接着層により互いに接着されている圧電部品であって、接合基板は、振動部と対向する一方主面に接合基板配線、他方主面に外部端子、接合基板端部にスルーホールをそれぞれ備え、前記接合部材と前記接合基板の接合基板配線とが電気的に接続され、接合基板配線と外部端子とはスルーホールを介して電気的に互いに接続されていることを特徴としている。
【００１８】
上記圧電部品では、前記接合基板配線は、インダクタンス及びキャパシタンスの少なくとも一方を有していてもよい。
【００１９】
本発明の他の圧電部品は、上記の課題を解決するために、基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子と、接合基板とが、上記振動部を接合基板に対向するように、接合部材及び絶縁性の接着層により互いに接着されている圧電部品であって、接合基板は多層構造を有し、かつ該接合基板は、振動部と対向する一方主面に接合基板配線、他方主面に外部端子、接合基板端部にスルーホール、内部に接合基板配線とスルーホールとに接続された内部配線をそれぞれ備え、前記接合部材と前記接合基板の接合基板配線とが電気的に接続され、接合基板配線と外部端子とは内部配線及びスルーホールを介して電気的に互いに接続されていることを特徴としている。
【００２０】
上記圧電部品においては、前記接合基板配線及び内部配線の少なくとも一方は、インダクタンスとキャパシタンスの少なくとも一方を有していてもよい。
【００２１】
上記圧電部品では、接着層は、少なくとも一つの振動部が形成された基板の外縁部に沿って形成されていてもよい。
【００２２】
上記圧電部品においては、前記圧電素子は、圧電基板と、圧電基板に形成された少なくとも１つのくし型電極部からなる振動部とを有する弾性表面波素子であってもよい。
【００２３】
上記圧電部品では、前記圧電素子は、開口部もしくは凹部を有する基板と、該開口部もしくは凹部上に形成されている少なくとも１層の圧電薄膜の上下面を少なくとも一対の上部電極および下部電極を対向させて挟む構造の振動部とを有する圧電薄膜共振子であってもよい。
【００２４】
本発明の通信装置は、前記の課題を解決するために、上記の何れかに記載の圧電部品を備えていることを特徴としている。
【００２５】
本発明の圧電部品の製造方法は、前記の課題を解決するために、基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子と接合基板とを、上記振動部が接合基板に対向するように、金属バンプ及び絶縁性の樹脂層により互いに接着する圧電部品の製造方法であって、金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に、圧電素子及び接合基板の一方に形成し、樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く圧電素子及び接合基板の一方に形成し、圧電素子と接合基板とを互いに接着することを特徴としている。
【００２６】
上記製造方法では、樹脂層の高さを、金属バンプの高融点金属の高さより高く形成することが好ましい。
【００２７】
本発明の圧電部品の他の製造方法は、前記の課題を解決するために、集合基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子を複数形成して集合素子基板を得る工程と、集合素子基板及び集合接合基板の一方に、上記各圧電素子の外縁線に沿った絶縁性の樹脂層、及び金属バンプを形成する工程と、上記振動部が集合接合基板に対向するように、集合素子基板及び集合接合基板を絶縁性の樹脂層、及び金属バンプにより互いに接着する工程と、樹脂層に沿って集合素子基板及び集合接合基板を分断して個々の圧電部品を得る工程とを有することを特徴としている。
【００２８】
上記製造方法においては、さらに、金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に形成する工程と、樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く形成する工程とを有することが望ましい。上記製造方法では、樹脂層の高さを、金属バンプの高融点金属の高さより高く形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の圧電部品は、以上のように、接合基板は、振動部と対向する一方主面に接合基板配線、他方主面に外部端子、接合基板端部にスルーホールをそれぞれ備え、前記接合部材と前記接合基板の接合基板配線とが電気的に接続され、接合基板配線と外部端子とはスルーホールを介して電気的に互いに接続されている構成である。
【００３０】
それゆえ、上記構成では、接合基板の端部にスルーホールを形成しているため、スルーホールに必要な面積が小さくなり、小型化ができる。
【００３１】
また、接着層が、少なくとも一つの振動部が形成された基板の外縁部に沿って形成された構成においては、圧電素子の基板の外周に沿って形成された絶縁物からなる接着層（樹脂枠）があるので、接合時に必要以上にバンプがつぶれず、確実に圧電素子の振動空間を確保することができる。
【００３２】
上記製造方法は、金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に、圧電素子及び接合基板の一方に形成し、樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く圧電素子及び接合基板の一方に形成し、圧電素子と接合基板とを互いに接着する方法である。
【００３３】
それゆえ、上記方法は、樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く設定することにより、接合時に必要以上にバンプがつぶれず、確実に圧電素子の振動空間を確保することができる。
【００３４】
また、集合基板を用いる方法では、接合基板が集合基板の状態且つ、圧電素子がウェハの状態でそれぞれ金属バンプなどを形成し、接合し、その後ダイシングで個別の圧電部品にすることで、製造工程が簡素化でき、またコストダウンも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の圧電部品に係る実施の第一形態を示す、分解斜視図である。
【図２】上記実施の第一形態の圧電部品を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】上記圧電部品の圧電素子の各ＩＤＴの構成図である。
【図４】各弾性表面波共振子及び引き回し配線の一部を形成した圧電基板の平面図である。
【図５】コンデンサやインダクタを有する接合基板配線を形成した接合基板の平面図である。
【図６】上記図４の圧電基板と図５の接合基板とを接合した圧電部品の透視図である。
【図７】上記実施の第一形態に係る他の変形例として、接合基板に用いた多層基板の断面図である。
【図８】本発明の圧電部品に係る実施の第二形態を示す、回路図である。
【図９】上記実施の第二形態の圧電素子の平面図である。
【図１０】上記実施の第二形態の製造方法の一工程を示し、各マトリクス状樹脂枠を備えた集合シリコン基板の両面上に各集合接合基板を熱圧着によりそれぞれ貼り合わせて接合した工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の圧電部品に係る実施の各形態について図１ないし図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３７】
（実施の第一形態）
図１及び図２に示すように、圧電部品においては、接合基板１と、弾性表面波フィルタ素子（ＳＡＷフィルタ）である圧電素子２とが、バンプ（金属バンプ）３及び絶縁性の樹脂枠（樹脂層）４により互いに接着されている。圧電部品では、ＩＤＴ２ａからなる振動部が接合基板１と空隙を有して対向するように形成されている。樹脂枠４は、ＩＤＴ２ａの振動を阻害しないように、上記ＩＤＴ２ａの周囲を囲むように形成されている。上記樹脂枠４における圧電基板２ｆの表面方向での断面形状は、ＩＤＴ２ａへの密封性を確保するために閉曲線状となっていることが好ましく、圧電基板２ｆの外縁部に沿って形成されていることがより望ましい。
【００３８】
圧電素子２においては、少なくとも１つのＩＤＴ２ａを有し、詳細には、図３に示すように、該ＩＤＴ２ａを有する各弾性表面波共振子２ａａ〜２ａｅに接続されている素子配線２ｂと、素子配線２ｂに接続されている各電極パッド２ｃ〜２ｅとが圧電基板（基板）２ｆ上にそれぞれ形成されている。本実施の第一形態では、５個の各弾性表面波共振子２ａａ〜２ａｅは、梯子（ラダー）型となるように互いに配置されて、弾性表面波フィルタ素子が構成されている。
【００３９】
図１に示すように、接合基板１は、ガラス基板、ポリイミド基板及びアルミナ基板の何れかからなり、接合基板１の側面端部にスルーホール１ａと、ＩＤＴ２ａと対向する一方主面に接合基板配線１ｂと、ＩＤＴ２ａと対向しない他方主面に外部端子５とをそれぞれ備えている。したがって、スルーホール１ａにおける、接合基板１の表面方向断面形状は、側部では略半円状、隅部では四半円状（扇状）となり、外部端子５側からは、スルーホール１ａを通して樹脂枠４の一部が露出していることになる。
【００４０】
前記バンプ３と前記接合基板１の接合基板配線１ｂとが電気的に接続されている。接合基板配線１ｂと外部端子５とはスルーホール１ａを介して電気的に互いに接続されている。このため、スルーホール１ａの表面上には、Ａｕ等の導電性金属薄膜が、上記スルーホール１ａの壁面上にてそれぞれ対応する接合基板配線１ｂと外部端子５とを互いに電気的に接続するように形成されている。
【００４１】
次に、本発明の圧電部品の製造方法について説明する。まず、厚さ０．３５ｍｍ・１００ｍｍφの、抵抗率が１．０×１０９Ω・ｃｍ〜１．０×１０１３Ω・ｃｍであるＬｉＴａＯ３基板からなる集合圧電基板上に、Ａｌ電極からなる各弾性表面波共振子２ａａ〜２ａｅと各電極パッド２ｃ〜２ｅを、蒸着によるリフトオフ法でチップ状の各圧電部品に対応させて複数それぞれ形成する。同一プロセスで同時にアライメントマークも集合圧電基板上に形成する。
【００４２】
その後、それら電極パッド２ｃ〜２ｅ上にリフトオフ技術を使ってバンプ３を円柱状または角柱状にそれぞれ形成する。上記バンプ３としては、Ａｌからなる電極パッド上において、バンプ３の先端側から、Ｓｎ（３μｍ）／Ｃｕ（１０μｍ）／Ｔｉ（０．１μｍ）の多層構造を用いている。
【００４３】
続いて、集合圧電基板上に、感光性ポリイミドで、上記バンプ３の高さより低い、高さ１１μｍ、かつ、幅１００μｍ（１つの圧電素子では、幅５０μｍ）のマトリクス状（格子状）に樹脂枠を、各圧電素子２に対応させて複数それぞれ形成する。
【００４４】
一方、厚さ５０μｍ・１００ｍｍΦのガラス基板、ポリイミド基板及びアルミナ基板の何れかからなる集合接合基板を準備する。上記集合接合基板における、上記で形成したマトリクス状の樹脂枠の中心線と向かい合う部分に、マトリクス状の樹脂枠の幅より小さい６０μｍΦのスルーホールを上記中心線に対して同軸状にそれぞれ形成する。スルーホールの形成に関しては、ガラス基板の場合はドライエッチングとウエットエッチングを組み合わせることで、ポリイミド基板及びアルミナ基板などの場合はレーザー加工で形成する。上記中心線は、マトリクス状樹脂枠の幅方向の中心線である。
【００４５】
その後、スルーホールを有する集合接合基板の全面に無電解めっきでＡｕを厚さ０．１μｍにて形成し、上記Ａｕに対して所望のレジストパターンを形成した後、上記集合接合基板における表裏の不要なＡｕをウエットエッチングすることで除去する。Ａｕを残す部分は、外部端子５の部分・スルーホール側壁・引き回し配線（接合基板配線）・バンプ用の電極パッド（接合基板配線）である。
【００４６】
なお、場合によっては、集合接合基板の貼り合わせ信頼性を向上させるために、上記のスルーホールを形成した集合接合基板のバンプ用の電極パッドを形成している面に、感光性ポリイミドでマトリクス状の樹脂枠（厚さ１３μｍ・幅１００μｍ）を形成してもよい。
【００４７】
その次に、前記のアライメントマークを参照しながら位置合わせし、ＬｉＴａＯ３からなる集合圧電基板と、集合接合基板とを互いに貼り合わせて、マトリクス状の樹脂枠により互いに熱圧着して機械的に接合する。その際、熱圧着の設定温度を、Ｓｎの融点（２３２℃）以上で、銅の融点（１０８３℃）未満の温度に設定して、バンプ３による機械的及び電気的な接続も同時に行う。
【００４８】
その後、緩衝用の樹脂を集合圧電基板の裏面に塗布し硬化させ、最後に、マトリクス状の樹脂枠の中心線に沿ったダイシングにより、各圧電部品毎に分離して完成とする。最後にダイシングして完成するとき、電鋳ブレードでダイシングすることで、切り代３５μｍ
になるので、マトリクス状の樹脂枠を中心線に沿って分断して得られる樹脂枠４の封止幅を充分に確保できる。
【００４９】
本発明の構成及び方法では、ガラス基板、ポリイミド基板及びアルミナ基板の何れかからなる接合基板１の縁端部にスルーホール１ａを設けたので、接合基板１上の配線可能な有効面積が大きくでき、かつ、ＩＤＴ２ａからなる振動部の部分にスルーホール１ａの配置が回避されるので、圧電基板２ｆの有効面積も大きくできる。
【００５０】
また、上記方法では、引き回し配線や、パンプ用の電極パッドといった接合基板配線１ｂ、スルーホール１ａの側壁、外部端子５を一括形成するので低コストにできると共に、スルーホール１ａの直径より樹脂枠の幅を大きく設定することで、マトリクス状の樹脂枠を分断した樹脂枠４による封止性を確保できる。
【００５１】
さらに、本発明の構成及び方法においては、リフトオフにより形成されるバンプ３をＳｎ／Ｃｕという構造にすることで、Ａｕを使うよりバンプコストを低減できる。上記バンプ３の多層構造は、Ｓｎといった低融点金属、Ｃｕといった、上記低融点金属より融点が高い高融点金属を備えていればよい。なお、Ｃｕは、Ｓｎに拡散することでＳｎ合金の融点を高くする材料で、安価なことが特徴である。このような多層構造とすることで、接合後の接合部分における金属の融点を接合前より大きくできて耐熱性を向上できる。また、Ｃｕに代えて、ＡｕやＡｇでも可能である。
【００５２】
リフトオフで形成されるバンプの好ましい構造としては、ＳｎにＡｌが侵入して拡散し易いので、そのＡｌのＳｎへの拡散防止のためにＮｉＣｒ（またはＮｉ）を、Ａｌ配線とＣｕの間に挿入してもよい。つまり、最適なバンプ３を形成した圧電素子の構造の一例としては、Ｓｎ／Ｃｕ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｌ配線／圧電基板が挙げられる。バンプ３を受ける接合基板１側のバンプ用の電極パッドも、実際にはＣｕ／Ｎｉ／Ｔｉ／接合基板とすることが望ましい。Ｔｉは、電極パッド２ｃ〜２ｅや、圧電基板との密着性を確保するための密着層である。
【００５３】
その上、バンプ３より少し背の低いマトリクス状の樹脂枠を設けたので、集合接合基板と集合圧電基板との接合時に、上記バンプ３のＳｎが溶けてはみ出すこと、つまりバンプ３の形状のつぶれを回避できる。よって、集合接合基板と集合圧電基板とを電気的にかつ機械的に接合するバンプ３が柱状となって上記接合を所望する強度に維持でき、かつ、振動部の振動空間を確保できる。
【００５４】
また、上記構成及び方法では、抵抗率が１．０×１０９Ω・ｃｍ〜１．０×１０１３Ω・ｃｍと焦電性の低い圧電基板２ｆを使用することで、得られた圧電部品において信頼性を改善できる。
【００５５】
すなわち、従来のＬｉＴａＯ３基板では、製造プロセス中の温度変化による電極の焦電破壊が発生することから、特開平５−２６７９７１号公報に記載されているように、電極を全てつないで同電位にする等の工程が必要であった。
【００５６】
一方、本発明のように、抵抗率が１．０×１０９Ω・ｃｍ〜１．０×１０１３Ω・ｃｍと焦電性の低いＬｉＴａＯ３の圧電基板２ｆを用いることで、上記のような工程が不要となり、製造時に生じる焦電破壊から電極を保護するためのアースラインを省くことができて、上記アースラインがパッケージ側面に露出しないことによって、信頼性を確保できる。
【００５７】
さらに、上記構成及び方法においては、マトリクス状の樹脂枠による接合基板の熱圧着とバンプ３の接続とを同時にでき、かつ、接合基板１を集合接合基板の状態で、圧電基板
２ｆを集合圧電基板の状態で互いに接合し、その後、ダイシングで個別の圧電部品にすることで、製造工程を簡素化でき、また、低コストにできる。
【００５８】
その上、上記構成及び方法では、マトリクス状の樹脂枠の中心線に沿ったダイシングにより分断するので、マトリクス状の樹脂枠を含めて分断するから、上記マトリクス状の樹脂枠が緩衝材としても機能して、分断により接合基板１や圧電基板２ｆの損傷を抑制できる。
【００５９】
また、図４に示すように、圧電素子２の基板上に、一部の引き回し配線１ｃしか形成せず、図５、図６に示すように、残余の引き回し配線を接合基板配線１ｂとして接合基板１上に形成してもよい。これにより、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３の誘電率が高いために電位の異なる配線が対向する箇所で発生する寄生容量の発生を防止できる。また、接合基板配線１ｂの一部として、コンデンサ６ａ、６ｂや、インダクタ７ａ〜７ｃを設けてもよい。コンデンサ６ａ、６ｂや、インダクタ７ａ〜７ｃは、バンプ３により各弾性表面波共振子２ａａ〜２ａｅと接続され、各接合基板配線１ｂによって各外部端子５ａ〜５ｅに接続されている。
【００６０】
本実施の第一形態の一変形例として、図７に示すように、接合基板１を、セラミック多層基板や樹脂多層基板としてもよい。このとき、スルーホール１ａの電極１ｄが接合基板１の厚み方向の途中まで形成されており、そこから多層基板内部の内部配線１ｅに接続され、その内部配線１ｅを通して接合基板配線１ｂに接続されてもよい。このようなセラミック多層基板や樹脂多層基板を接合基板１として用いる場合、接合基板１の中にインダクタ（Ｌ）やコンデンサ（Ｃ）を作りこめるというメリットがある。
【００６１】
なお、上記実施の第一形態においては、バンプ３を接合部材として用いた例を挙げたが、上記に限定されることはなく、バンプ３に代えて、例えば、導電性接着剤を用いることもできる。
【００６２】
（実施の第二形態）
本実施の第二形態に係る圧電部品では、図８及び図９に示すように、上記実施の第一形態に記載の弾性表面波フィルタ素子に代えて、各圧電薄膜共振子１２ａ、１２ｂを梯子型に配置して、圧電薄膜フィルタ（ＢＡＷフィルタ）となる圧電薄膜素子を圧電素子２として形成している。図８及び図９では、直列側圧電薄膜共振子を１２ａにて、並列側圧電薄膜共振子を１２ｂにて示している。本実施の第二形態では、前記実施の第一形態と同様な機能を有する部材については、同一の部材番号を付与してその説明を省いた。
【００６３】
圧電薄膜共振子１２は、図９及び図１０に示すように、シリコンからなる支持基板１４の開口部１４ｃ上に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などからなる圧電薄膜１２ｃを上下（圧電薄膜１２ｃの厚さ）方向からそれぞれ挟む下部電極１２ｄ及び上部電極１２ｅを形成して有するものである。
【００６４】
本実施の第二形態に係る圧電部品の製造方法を以下に示す。まず、シリコンからなる支持基板１４の両面上にＳｉＯ２、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３の何れかからなる層、あるいはＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２との何れかを積層してなる層等である各絶縁膜１４ａ、１４ｂを形成する。
【００６５】
さらに、支持基板１４に、支持基板１４の厚さ方向に貫通し、絶縁膜１４ａまで達する開口部（空洞部）１４ｃを形成しておく。また、開口部１４ｃに面した位置の絶縁膜１４ａ上には、順に、Ａｌ等からなる下部電極（電極）１２ｄ、ＺｎＯあるいはＡｌＮ等からなる圧電薄膜１２ｃ及びＡｌ等からなる上部電極（電極）１２ｅをそれらの厚さ方向に互
いに積層して形成する。
【００６６】
上記絶縁膜１４ａは開口部１４ｃ上においてダイヤフラムを形成している。よって、各圧電薄膜共振子１２は、ダイヤフラム上にて、少なくとも１層以上の圧電薄膜を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の下部電極及び上部電極を対向させて挟む構造となっている。
【００６７】
本実施の第二形態の構成では、４個の圧電薄膜共振子１２を梯子型に配置する際に、入力側の各圧電薄膜共振子１２ａ、１２ｂの上部電極及び下部電極の一部を共通化することにより、引き回し配線を低減して小型化できるものとなっている。
【００６８】
そして、本実施の第二形態の製造方法においては、図１０に示すように、上記実施の第一形態と同様に、ウエハサイズの集合シリコン基板１４ｄ上に、複数の圧電薄膜フィルタである圧電素子２を碁盤の目状に互いに隣接してそれぞれ形成した後、バンプ３を圧電素子２上に形成する。そして、圧電素子２の境界線や、外縁線に沿った、前記実施の第一形態と同様なマトリクス状の樹脂枠２４を、集合シリコン基板１４ｄの両面上にそれぞれ形成する。
【００６９】
続いて、マトリクス状の各樹脂枠２４を備えた集合シリコン基板１４ｄの両面上に各集合接合基板１１、２１を熱圧着によりそれぞれ貼り合わせて接合する。このとき、圧電薄膜共振子１２の上部電極１２ｅに面した一方の集合接合基板２１には、圧電素子２の境界線上の位置にスルーホール１ａが形成されている。集合接合基板２１における、スルーホール１ａの貫通孔における一方（圧電薄膜共振子１２の上部電極１２ｅへの対向面とは反対面）の周囲表面上には、外部端子５が形成されている。集合接合基板２１における、他方（圧電薄膜共振子１２の上部電極１２ｅへの対向面）の表面上には、外部端子５と電気的に接続された接合基板配線１ｂが形成されている。
【００７０】
このように各集合接合基板１１、２１がそれぞれ貼り合わされた集合シリコン基板１４ｄは、前記の実施の第一形態と同様に、マトリクス状の各樹脂枠２４の中心線（図１０の仮想線Ａ）に沿ってダイシングにより分断されて、個々の圧電部品が得られる。
【００７１】
よって、上記圧電部品は、集合シリコン基板１４ｄを分断してなり、支持基板１４の両面に、各樹脂枠２４によって接合基板がそれぞれ貼り合わされたものとなっている。上記各接合基板は、各集合接合基板１１、２１が分断されて形成されるものである。また、樹脂枠２４により、圧電薄膜共振子１２の上部電極１２ｅ上には、その振動のための空間が確保されている。
【００７２】
本実施の第二形態においても、実施の第一形態と同様に、スルーホール１ａを圧電部品の外縁部に沿って形成することで、スルーホール１ａ部分の面積を小さくでき、また、各接合基板に配線を形成して全体として小型化でき、低コスト化できる。
【００７３】
なお、上記の実施の各形態では、バンプ用の電極パッドを形成したが、電極パッドを設けることなく、圧電素子２の引き回し配線を太くして、その上を電極パッドとして用いることも可能である。
【００７４】
さらに、上記では、樹脂枠４、２４を感光性ポリイミドで形成したが、これ以外では、パターニングできる絶縁性の材料であればよく、具体的には、ガラス封止材（印刷して３５０℃くらいで気密封止できるもの）、感光性ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）が挙げられる。
【００７５】
その上、上記の実施の各形態においては、貼り付ける接合基板１、１１、２１はポリイミド基又はガラス基板であるが、これ以外には、アルミナ基板など、絶縁性基板であればよい。
【００７６】
ガラス基板やアルミナ基板では、封止材料にガラス封止材を適用すれば、気密封止にできる。また、ガラス基板は透明なので、貼り合わせ時の位置合わせを容易化できる場合がある。
【００７７】
ガラス基板では、厚さが薄くて（３０μｍとか５０μｍとか）割れにくいものがあるので、圧電部品自体の薄型化、スルーホールの小径化に有利であると共に、スルーホールを一括で形成できる。また、ポリイミド基板を用いた場合、気密封止はできないが、接合を容易化できる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の圧電部品及びその製造方法は、ＳＡＷフィルタや、ＢＡＷフィルタを、小型化でき、かつ低コスト化できるから、携帯電話等の通信装置といった分野に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 接合基板
１ａ スルーホール
１ｂ 接合基板配線
２ 圧電素子
２ａ ＩＤＴ（振動部）
２ｆ 圧電基板
３ バンプ（金属バンプ）
４ 樹脂枠（樹脂層）
５ 外部端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型化できて、携帯電話機等の通信装置に好適に使用される、圧電部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型化、軽量化により、電子部品に対しても多機能化が要求されている。このような背景の中、携帯電話機等の通信装置に使用される、弾性表面波装置としての弾性表面波フィルタ（以下ＳＡＷフィルタという）や、圧電体のバルク波を用いた圧電薄膜共振子を利用した圧電フィルタ（以下、ＢＡＷフィルタという）などの圧電部品に対しても同様に小型化、軽量化が求められている。
【０００３】
上記ＢＡＷフィルタは、開口部若しくは凹部を有するＳｉ基板と、該開口部若しくは凹部上に形成されている、少なくとも１層以上の圧電薄膜（ＺｎＯやＡｌＮからなる）を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の上部電極及び下部電極を対向させて挟む構造の振動部とを有する圧電共振子を梯子型に構成してなるものである。
【０００４】
上記ＢＡＷフィルタでは、振動部で発生する厚み縦振動を利用するため、振動部上に振動空間を確保すると共に、振動部を水分や挨などから保護する必要がある。
【０００５】
また、上記ＳＡＷフィルタは、水晶やＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３等の圧電基板上に、Ａｌなどの金属からなる１対のくし型電極部（インターデジタルトランスデューサ、以下、ＩＤＴと略記する）を複数形成してなるものである。
【０００６】
上記ＳＡＷフィルタにおいては、くし型電極部や圧電基板における弾性表面波の伝搬部分などの振動部上に振動空間を確保すると共に、くし型電極部を水分や挨などから保護する必要がある。
【０００７】
よって、上記必要から、従来のＢＡＷフィルタやＳＡＷフィルタなどの圧電部品は、アルミナなどからなるパッケージの底面にダイボンド剤を塗布し、ＢＡＷフィルタやＳＡＷフィルタの素子をダイボンドでパッケージに搭載し、パッケージ内部の端子と素子の電極をワイヤボンディングにより接続した後、リッドによって封止されていた。
【０００８】
また、圧電部品の小型化のために、アルミナなどからなるパッケージの底面に電極ランドを形成し、ＢＡＷフィルタやＳＡＷフィルタの素子をパッケージにフリップチップボンディングで搭載し、パッケージをリッドによって封止することも行なわれていた。
【０００９】
しかし、このような構造では、ＢＡＷフィルタやＳＡＷフィルタの素子を小型化したところで、パッケージが小型化されない限り、ＢＡＷフィルタやＳＡＷフィルタを有する圧電部品の小型化・低背化ができないという問題がある。また、小型のパッケージにかかるコストが高いという問題もあった。
【００１０】
また、特にＢＡＷフィルタにおいては、振動部は、基板の開口部若しくは凹部上に形成されているため、素子のダイシング、実装時の素子のピックアップ、ダイボンドなどの工程における衝撃によって、振動部の破壊が発生するという問題があった。
【００１１】
これに対し、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３では、バンプによる実装が行われている。これらの公報によれば、ベース基板（接合基板）に形成したバンプによってＳＡＷ素子を実装するフリップチップ実装で、ワイヤボンディングに必要な空間をなくすことにより、ＳＡＷフィルタの小型化が図られている。
【００１２】
しかしながら、ＳＡＷ素子にはバンプに対する電極パッドを形成する必要があり、ＳＡＷ素子の有効面積が小さくなるため、小型化が困難である。また、バンプ形成のコストがかかる。
【００１３】
そこで、特許文献４では、ＳＡＷ素子を、ＳＡＷ素子の引き出し電極に対向する貫通孔を形成したベース基板（接合基板）に搭載し、貫通孔に金属膜を形成した後、導電材を充填して、外部回路接続部（外部端子）を形成している。これにより、ＳＡＷフィルタの小型化が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−９４３９０号公報（２００１年４月６日公開）
【特許文献２】特開平１１−１５０４４１号公報（１９９９年６月２日公開）
【特許文献３】特開２００１−６０６４２号公報（２００１年３月６日公開）
【特許文献４】特開２００１−２４４７８５号公報（２００１年９月７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、特許文献４に記載の構成では、外部回路接続部（外部端子）を形成する際、ベース基板（接合基板）に貫通孔を形成した後、貫通孔に金属膜を形成した上で、更に貫通孔に導電材を充填するなど複数の工程が必要であり、製造にかかるコストが大きくなっていた。
【００１６】
また、外部回路接続部（外部端子）が円筒形のヴィアホールであるため、ベース基板（接合基板）に対する外部回路接続部（外部端子）に占める面積が大きくなり、小型化をしようとすると、ＳＡＷ素子の配線などに制約が生じ、よって、小型化に障害を生じている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の圧電部品は、以上の課題を解決するために、基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子と、接合基板とが、上記振動部を接合基板に対向するように、接合部材及び絶縁性の接着層により互いに接着されている圧電部品であって、接合基板は、振動部と対向する一方主面に接合基板配線、他方主面に外部端子、接合基板端部にスルーホールをそれぞれ備え、前記接合部材と前記接合基板の接合基板配線とが電気的に接続され、接合基板配線と外部端子とはスルーホールを介して電気的に互いに接続されていることを特徴としている。
【００１８】
上記圧電部品では、前記接合基板配線は、インダクタンス及びキャパシタンスの少なくとも一方を有していてもよい。
【００１９】
本発明の他の圧電部品は、上記の課題を解決するために、基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子と、接合基板とが、上記振動部を接合基板に対向するように、接合部材及び絶縁性の接着層により互いに接着されている圧電部品であって、接合基板は多層構造を有し、かつ該接合基板は、振動部と対向する一方主面に接合基板配線、他方主面に外部端子、接合基板端部にスルーホール、内部に接合基板配線とスルーホールとに接続された内部配線をそれぞれ備え、前記接合部材と前記接合基板の接合基板配線とが電気的に接続され、接合基板配線と外部端子とは内部配線及びスルーホールを介して電気的に互いに接続されていることを特徴としている。
【００２０】
上記圧電部品においては、前記接合基板配線及び内部配線の少なくとも一方は、インダクタンスとキャパシタンスの少なくとも一方を有していてもよい。
【００２１】
上記圧電部品では、接着層は、少なくとも一つの振動部が形成された基板の外縁部に沿って形成されていてもよい。
【００２２】
上記圧電部品においては、前記圧電素子は、圧電基板と、圧電基板に形成された少なくとも１つのくし型電極部からなる振動部とを有する弾性表面波素子であってもよい。
【００２３】
上記圧電部品では、前記圧電素子は、開口部もしくは凹部を有する基板と、該開口部もしくは凹部上に形成されている少なくとも１層の圧電薄膜の上下面を少なくとも一対の上部電極および下部電極を対向させて挟む構造の振動部とを有する圧電薄膜共振子であってもよい。
【００２４】
本発明の通信装置は、前記の課題を解決するために、上記の何れかに記載の圧電部品を備えていることを特徴としている。
【００２５】
本発明の圧電部品の製造方法は、前記の課題を解決するために、基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子と接合基板とを、上記振動部が接合基板に対向するように、金属バンプ及び絶縁性の樹脂層により互いに接着する圧電部品の製造方法であって、金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に、圧電素子及び接合基板の一方に形成し、樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く圧電素子及び接合基板の一方に形成し、圧電素子と接合基板とを互いに接着することを特徴としている。
【００２６】
上記製造方法では、樹脂層の高さを、金属バンプの高融点金属の高さより高く形成することが好ましい。
【００２７】
本発明の圧電部品の他の製造方法は、前記の課題を解決するために、集合基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子を複数形成して集合素子基板を得る工程と、集合素子基板及び集合接合基板の一方に、上記各圧電素子の外縁線に沿った絶縁性の樹脂層、及び金属バンプを形成する工程と、上記振動部が集合接合基板に対向するように、集合素子基板及び集合接合基板を絶縁性の樹脂層、及び金属バンプにより互いに接着する工程と、樹脂層に沿って集合素子基板及び集合接合基板を分断して個々の圧電部品を得る工程とを有することを特徴としている。
【００２８】
上記製造方法においては、さらに、金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に形成する工程と、樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く形成する工程とを有することが望ましい。上記製造方法では、樹脂層の高さを、金属バンプの高融点金属の高さより高く形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の圧電部品は、以上のように、接合基板は、振動部と対向する一方主面に接合基板配線、他方主面に外部端子、接合基板端部にスルーホールをそれぞれ備え、前記接合部材と前記接合基板の接合基板配線とが電気的に接続され、接合基板配線と外部端子とはスルーホールを介して電気的に互いに接続されている構成である。
【００３０】
それゆえ、上記構成では、接合基板の端部にスルーホールを形成しているため、スルーホールに必要な面積が小さくなり、小型化ができる。
【００３１】
また、接着層が、少なくとも一つの振動部が形成された基板の外縁部に沿って形成された構成においては、圧電素子の基板の外周に沿って形成された絶縁物からなる接着層（樹脂枠）があるので、接合時に必要以上にバンプがつぶれず、確実に圧電素子の振動空間を確保することができる。
【００３２】
上記製造方法は、金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に、圧電素子及び接合基板の一方に形成し、樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く圧電素子及び接合基板の一方に形成し、圧電素子と接合基板とを互いに接着する方法である。
【００３３】
それゆえ、上記方法は、樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く設定することにより、接合時に必要以上にバンプがつぶれず、確実に圧電素子の振動空間を確保することができる。
【００３４】
また、集合基板を用いる方法では、接合基板が集合基板の状態且つ、圧電素子がウェハの状態でそれぞれ金属バンプなどを形成し、接合し、その後ダイシングで個別の圧電部品にすることで、製造工程が簡素化でき、またコストダウンも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の圧電部品に係る実施の第一形態を示す、分解斜視図である。
【図２】上記実施の第一形態の圧電部品を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】上記圧電部品の圧電素子の各ＩＤＴの構成図である。
【図４】各弾性表面波共振子及び引き回し配線の一部を形成した圧電基板の平面図である。
【図５】コンデンサやインダクタを有する接合基板配線を形成した接合基板の平面図である。
【図６】上記図４の圧電基板と図５の接合基板とを接合した圧電部品の透視図である。
【図７】上記実施の第一形態に係る他の変形例として、接合基板に用いた多層基板の断面図である。
【図８】本発明の圧電部品に係る実施の第二形態を示す、回路図である。
【図９】上記実施の第二形態の圧電素子の平面図である。
【図１０】上記実施の第二形態の製造方法の一工程を示し、各マトリクス状樹脂枠を備えた集合シリコン基板の両面上に各集合接合基板を熱圧着によりそれぞれ貼り合わせて接合した工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の圧電部品に係る実施の各形態について図１ないし図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３７】
（実施の第一形態）
図１及び図２に示すように、圧電部品においては、接合基板１と、弾性表面波フィルタ素子（ＳＡＷフィルタ）である圧電素子２とが、バンプ（金属バンプ）３及び絶縁性の樹脂枠（樹脂層）４により互いに接着されている。圧電部品では、ＩＤＴ２ａからなる振動部が接合基板１と空隙を有して対向するように形成されている。樹脂枠４は、ＩＤＴ２ａの振動を阻害しないように、上記ＩＤＴ２ａの周囲を囲むように形成されている。上記樹脂枠４における圧電基板２ｆの表面方向での断面形状は、ＩＤＴ２ａへの密封性を確保するために閉曲線状となっていることが好ましく、圧電基板２ｆの外縁部に沿って形成されていることがより望ましい。
【００３８】
圧電素子２においては、少なくとも１つのＩＤＴ２ａを有し、詳細には、図３に示すように、該ＩＤＴ２ａを有する各弾性表面波共振子２ａａ〜２ａｅに接続されている素子配線２ｂと、素子配線２ｂに接続されている各電極パッド２ｃ〜２ｅとが圧電基板（基板）２ｆ上にそれぞれ形成されている。本実施の第一形態では、５個の各弾性表面波共振子２ａａ〜２ａｅは、梯子（ラダー）型となるように互いに配置されて、弾性表面波フィルタ素子が構成されている。
【００３９】
図１に示すように、接合基板１は、ガラス基板、ポリイミド基板及びアルミナ基板の何れかからなり、接合基板１の側面端部にスルーホール１ａと、ＩＤＴ２ａと対向する一方主面に接合基板配線１ｂと、ＩＤＴ２ａと対向しない他方主面に外部端子５とをそれぞれ備えている。したがって、スルーホール１ａにおける、接合基板１の表面方向断面形状は、側部では略半円状、隅部では四半円状（扇状）となり、外部端子５側からは、スルーホール１ａを通して樹脂枠４の一部が露出していることになる。
【００４０】
前記バンプ３と前記接合基板１の接合基板配線１ｂとが電気的に接続されている。接合基板配線１ｂと外部端子５とはスルーホール１ａを介して電気的に互いに接続されている。このため、スルーホール１ａの表面上には、Ａｕ等の導電性金属薄膜が、上記スルーホール１ａの壁面上にてそれぞれ対応する接合基板配線１ｂと外部端子５とを互いに電気的に接続するように形成されている。
【００４１】
次に、本発明の圧電部品の製造方法について説明する。まず、厚さ０．３５ｍｍ・１００ｍｍφの、抵抗率が１．０×１０９Ω・ｃｍ〜１．０×１０１３Ω・ｃｍであるＬｉＴａＯ３基板からなる集合圧電基板上に、Ａｌ電極からなる各弾性表面波共振子２ａａ〜２ａｅと各電極パッド２ｃ〜２ｅを、蒸着によるリフトオフ法でチップ状の各圧電部品に対応させて複数それぞれ形成する。同一プロセスで同時にアライメントマークも集合圧電基板上に形成する。
【００４２】
その後、それら電極パッド２ｃ〜２ｅ上にリフトオフ技術を使ってバンプ３を円柱状または角柱状にそれぞれ形成する。上記バンプ３としては、Ａｌからなる電極パッド上において、バンプ３の先端側から、Ｓｎ（３μｍ）／Ｃｕ（１０μｍ）／Ｔｉ（０．１μｍ）の多層構造を用いている。
【００４３】
続いて、集合圧電基板上に、感光性ポリイミドで、上記バンプ３の高さより低い、高さ１１μｍ、かつ、幅１００μｍ（１つの圧電素子では、幅５０μｍ）のマトリクス状（格子状）に樹脂枠を、各圧電素子２に対応させて複数それぞれ形成する。
【００４４】
一方、厚さ５０μｍ・１００ｍｍΦのガラス基板、ポリイミド基板及びアルミナ基板の何れかからなる集合接合基板を準備する。上記集合接合基板における、上記で形成したマトリクス状の樹脂枠の中心線と向かい合う部分に、マトリクス状の樹脂枠の幅より小さい６０μｍΦのスルーホールを上記中心線に対して同軸状にそれぞれ形成する。スルーホールの形成に関しては、ガラス基板の場合はドライエッチングとウエットエッチングを組み合わせることで、ポリイミド基板及びアルミナ基板などの場合はレーザー加工で形成する。上記中心線は、マトリクス状樹脂枠の幅方向の中心線である。
【００４５】
その後、スルーホールを有する集合接合基板の全面に無電解めっきでＡｕを厚さ０．１μｍにて形成し、上記Ａｕに対して所望のレジストパターンを形成した後、上記集合接合基板における表裏の不要なＡｕをウエットエッチングすることで除去する。Ａｕを残す部分は、外部端子５の部分・スルーホール側壁・引き回し配線（接合基板配線）・バンプ用の電極パッド（接合基板配線）である。
【００４６】
なお、場合によっては、集合接合基板の貼り合わせ信頼性を向上させるために、上記のスルーホールを形成した集合接合基板のバンプ用の電極パッドを形成している面に、感光性ポリイミドでマトリクス状の樹脂枠（厚さ１３μｍ・幅１００μｍ）を形成してもよい。
【００４７】
その次に、前記のアライメントマークを参照しながら位置合わせし、ＬｉＴａＯ３からなる集合圧電基板と、集合接合基板とを互いに貼り合わせて、マトリクス状の樹脂枠により互いに熱圧着して機械的に接合する。その際、熱圧着の設定温度を、Ｓｎの融点（２３２℃）以上で、銅の融点（１０８３℃）未満の温度に設定して、バンプ３による機械的及び電気的な接続も同時に行う。
【００４８】
その後、緩衝用の樹脂を集合圧電基板の裏面に塗布し硬化させ、最後に、マトリクス状の樹脂枠の中心線に沿ったダイシングにより、各圧電部品毎に分離して完成とする。最後にダイシングして完成するとき、電鋳ブレードでダイシングすることで、切り代３５μｍ
になるので、マトリクス状の樹脂枠を中心線に沿って分断して得られる樹脂枠４の封止幅を充分に確保できる。
【００４９】
本発明の構成及び方法では、ガラス基板、ポリイミド基板及びアルミナ基板の何れかからなる接合基板１の縁端部にスルーホール１ａを設けたので、接合基板１上の配線可能な有効面積が大きくでき、かつ、ＩＤＴ２ａからなる振動部の部分にスルーホール１ａの配置が回避されるので、圧電基板２ｆの有効面積も大きくできる。
【００５０】
また、上記方法では、引き回し配線や、パンプ用の電極パッドといった接合基板配線１ｂ、スルーホール１ａの側壁、外部端子５を一括形成するので低コストにできると共に、スルーホール１ａの直径より樹脂枠の幅を大きく設定することで、マトリクス状の樹脂枠を分断した樹脂枠４による封止性を確保できる。
【００５１】
さらに、本発明の構成及び方法においては、リフトオフにより形成されるバンプ３をＳｎ／Ｃｕという構造にすることで、Ａｕを使うよりバンプコストを低減できる。上記バンプ３の多層構造は、Ｓｎといった低融点金属、Ｃｕといった、上記低融点金属より融点が高い高融点金属を備えていればよい。なお、Ｃｕは、Ｓｎに拡散することでＳｎ合金の融点を高くする材料で、安価なことが特徴である。このような多層構造とすることで、接合後の接合部分における金属の融点を接合前より大きくできて耐熱性を向上できる。また、Ｃｕに代えて、ＡｕやＡｇでも可能である。
【００５２】
リフトオフで形成されるバンプの好ましい構造としては、ＳｎにＡｌが侵入して拡散し易いので、そのＡｌのＳｎへの拡散防止のためにＮｉＣｒ（またはＮｉ）を、Ａｌ配線とＣｕの間に挿入してもよい。つまり、最適なバンプ３を形成した圧電素子の構造の一例としては、Ｓｎ／Ｃｕ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｌ配線／圧電基板が挙げられる。バンプ３を受ける接合基板１側のバンプ用の電極パッドも、実際にはＣｕ／Ｎｉ／Ｔｉ／接合基板とすることが望ましい。Ｔｉは、電極パッド２ｃ〜２ｅや、圧電基板との密着性を確保するための密着層である。
【００５３】
その上、バンプ３より少し背の低いマトリクス状の樹脂枠を設けたので、集合接合基板と集合圧電基板との接合時に、上記バンプ３のＳｎが溶けてはみ出すこと、つまりバンプ３の形状のつぶれを回避できる。よって、集合接合基板と集合圧電基板とを電気的にかつ機械的に接合するバンプ３が柱状となって上記接合を所望する強度に維持でき、かつ、振動部の振動空間を確保できる。
【００５４】
また、上記構成及び方法では、抵抗率が１．０×１０９Ω・ｃｍ〜１．０×１０１３Ω・ｃｍと焦電性の低い圧電基板２ｆを使用することで、得られた圧電部品において信頼性を改善できる。
【００５５】
すなわち、従来のＬｉＴａＯ３基板では、製造プロセス中の温度変化による電極の焦電破壊が発生することから、特開平５−２６７９７１号公報に記載されているように、電極を全てつないで同電位にする等の工程が必要であった。
【００５６】
一方、本発明のように、抵抗率が１．０×１０９Ω・ｃｍ〜１．０×１０１３Ω・ｃｍと焦電性の低いＬｉＴａＯ３の圧電基板２ｆを用いることで、上記のような工程が不要となり、製造時に生じる焦電破壊から電極を保護するためのアースラインを省くことができて、上記アースラインがパッケージ側面に露出しないことによって、信頼性を確保できる。
【００５７】
さらに、上記構成及び方法においては、マトリクス状の樹脂枠による接合基板の熱圧着とバンプ３の接続とを同時にでき、かつ、接合基板１を集合接合基板の状態で、圧電基板
２ｆを集合圧電基板の状態で互いに接合し、その後、ダイシングで個別の圧電部品にすることで、製造工程を簡素化でき、また、低コストにできる。
【００５８】
その上、上記構成及び方法では、マトリクス状の樹脂枠の中心線に沿ったダイシングにより分断するので、マトリクス状の樹脂枠を含めて分断するから、上記マトリクス状の樹脂枠が緩衝材としても機能して、分断により接合基板１や圧電基板２ｆの損傷を抑制できる。
【００５９】
また、図４に示すように、圧電素子２の基板上に、一部の引き回し配線１ｃしか形成せず、図５、図６に示すように、残余の引き回し配線を接合基板配線１ｂとして接合基板１上に形成してもよい。これにより、ＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３の誘電率が高いために電位の異なる配線が対向する箇所で発生する寄生容量の発生を防止できる。また、接合基板配線１ｂの一部として、コンデンサ６ａ、６ｂや、インダクタ７ａ〜７ｃを設けてもよい。コンデンサ６ａ、６ｂや、インダクタ７ａ〜７ｃは、バンプ３により各弾性表面波共振子２ａａ〜２ａｅと接続され、各接合基板配線１ｂによって各外部端子５ａ〜５ｅに接続されている。
【００６０】
本実施の第一形態の一変形例として、図７に示すように、接合基板１を、セラミック多層基板や樹脂多層基板としてもよい。このとき、スルーホール１ａの電極１ｄが接合基板１の厚み方向の途中まで形成されており、そこから多層基板内部の内部配線１ｅに接続され、その内部配線１ｅを通して接合基板配線１ｂに接続されてもよい。このようなセラミック多層基板や樹脂多層基板を接合基板１として用いる場合、接合基板１の中にインダクタ（Ｌ）やコンデンサ（Ｃ）を作りこめるというメリットがある。
【００６１】
なお、上記実施の第一形態においては、バンプ３を接合部材として用いた例を挙げたが、上記に限定されることはなく、バンプ３に代えて、例えば、導電性接着剤を用いることもできる。
【００６２】
（実施の第二形態）
本実施の第二形態に係る圧電部品では、図８及び図９に示すように、上記実施の第一形態に記載の弾性表面波フィルタ素子に代えて、各圧電薄膜共振子１２ａ、１２ｂを梯子型に配置して、圧電薄膜フィルタ（ＢＡＷフィルタ）となる圧電薄膜素子を圧電素子２として形成している。図８及び図９では、直列側圧電薄膜共振子を１２ａにて、並列側圧電薄膜共振子を１２ｂにて示している。本実施の第二形態では、前記実施の第一形態と同様な機能を有する部材については、同一の部材番号を付与してその説明を省いた。
【００６３】
圧電薄膜共振子１２は、図９及び図１０に示すように、シリコンからなる支持基板１４の開口部１４ｃ上に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などからなる圧電薄膜１２ｃを上下（圧電薄膜１２ｃの厚さ）方向からそれぞれ挟む下部電極１２ｄ及び上部電極１２ｅを形成して有するものである。
【００６４】
本実施の第二形態に係る圧電部品の製造方法を以下に示す。まず、シリコンからなる支持基板１４の両面上にＳｉＯ２、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３の何れかからなる層、あるいはＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２との何れかを積層してなる層等である各絶縁膜１４ａ、１４ｂを形成する。
【００６５】
さらに、支持基板１４に、支持基板１４の厚さ方向に貫通し、絶縁膜１４ａまで達する開口部（空洞部）１４ｃを形成しておく。また、開口部１４ｃに面した位置の絶縁膜１４ａ上には、順に、Ａｌ等からなる下部電極（電極）１２ｄ、ＺｎＯあるいはＡｌＮ等からなる圧電薄膜１２ｃ及びＡｌ等からなる上部電極（電極）１２ｅをそれらの厚さ方向に互
いに積層して形成する。
【００６６】
上記絶縁膜１４ａは開口部１４ｃ上においてダイヤフラムを形成している。よって、各圧電薄膜共振子１２は、ダイヤフラム上にて、少なくとも１層以上の圧電薄膜を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の下部電極及び上部電極を対向させて挟む構造となっている。
【００６７】
本実施の第二形態の構成では、４個の圧電薄膜共振子１２を梯子型に配置する際に、入力側の各圧電薄膜共振子１２ａ、１２ｂの上部電極及び下部電極の一部を共通化することにより、引き回し配線を低減して小型化できるものとなっている。
【００６８】
そして、本実施の第二形態の製造方法においては、図１０に示すように、上記実施の第一形態と同様に、ウエハサイズの集合シリコン基板１４ｄ上に、複数の圧電薄膜フィルタである圧電素子２を碁盤の目状に互いに隣接してそれぞれ形成した後、バンプ３を圧電素子２上に形成する。そして、圧電素子２の境界線や、外縁線に沿った、前記実施の第一形態と同様なマトリクス状の樹脂枠２４を、集合シリコン基板１４ｄの両面上にそれぞれ形成する。
【００６９】
続いて、マトリクス状の各樹脂枠２４を備えた集合シリコン基板１４ｄの両面上に各集合接合基板１１、２１を熱圧着によりそれぞれ貼り合わせて接合する。このとき、圧電薄膜共振子１２の上部電極１２ｅに面した一方の集合接合基板２１には、圧電素子２の境界線上の位置にスルーホール１ａが形成されている。集合接合基板２１における、スルーホール１ａの貫通孔における一方（圧電薄膜共振子１２の上部電極１２ｅへの対向面とは反対面）の周囲表面上には、外部端子５が形成されている。集合接合基板２１における、他方（圧電薄膜共振子１２の上部電極１２ｅへの対向面）の表面上には、外部端子５と電気的に接続された接合基板配線１ｂが形成されている。
【００７０】
このように各集合接合基板１１、２１がそれぞれ貼り合わされた集合シリコン基板１４ｄは、前記の実施の第一形態と同様に、マトリクス状の各樹脂枠２４の中心線（図１０の仮想線Ａ）に沿ってダイシングにより分断されて、個々の圧電部品が得られる。
【００７１】
よって、上記圧電部品は、集合シリコン基板１４ｄを分断してなり、支持基板１４の両面に、各樹脂枠２４によって接合基板がそれぞれ貼り合わされたものとなっている。上記各接合基板は、各集合接合基板１１、２１が分断されて形成されるものである。また、樹脂枠２４により、圧電薄膜共振子１２の上部電極１２ｅ上には、その振動のための空間が確保されている。
【００７２】
本実施の第二形態においても、実施の第一形態と同様に、スルーホール１ａを圧電部品の外縁部に沿って形成することで、スルーホール１ａ部分の面積を小さくでき、また、各接合基板に配線を形成して全体として小型化でき、低コスト化できる。
【００７３】
なお、上記の実施の各形態では、バンプ用の電極パッドを形成したが、電極パッドを設けることなく、圧電素子２の引き回し配線を太くして、その上を電極パッドとして用いることも可能である。
【００７４】
さらに、上記では、樹脂枠４、２４を感光性ポリイミドで形成したが、これ以外では、パターニングできる絶縁性の材料であればよく、具体的には、ガラス封止材（印刷して３５０℃くらいで気密封止できるもの）、感光性ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）が挙げられる。
【００７５】
その上、上記の実施の各形態においては、貼り付ける接合基板１、１１、２１はポリイミド基又はガラス基板であるが、これ以外には、アルミナ基板など、絶縁性基板であればよい。
【００７６】
ガラス基板やアルミナ基板では、封止材料にガラス封止材を適用すれば、気密封止にできる。また、ガラス基板は透明なので、貼り合わせ時の位置合わせを容易化できる場合がある。
【００７７】
ガラス基板では、厚さが薄くて（３０μｍとか５０μｍとか）割れにくいものがあるので、圧電部品自体の薄型化、スルーホールの小径化に有利であると共に、スルーホールを一括で形成できる。また、ポリイミド基板を用いた場合、気密封止はできないが、接合を容易化できる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の圧電部品及びその製造方法は、ＳＡＷフィルタや、ＢＡＷフィルタを、小型化でき、かつ低コスト化できるから、携帯電話等の通信装置といった分野に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 接合基板
１ａ スルーホール
１ｂ 接合基板配線
２ 圧電素子
２ａ ＩＤＴ（振動部）
２ｆ 圧電基板
３ バンプ（金属バンプ）
４ 樹脂枠（樹脂層）
５ 外部端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子と接合基板とを、上記振動部が接合基板に対向するように、金属バンプ及び絶縁性の樹脂層により互いに接着する圧電部品の製造方法であって、
金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に、圧電素子及び接合基板の一方に形成し、
樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く圧電素子及び接合基板の一方に形成し、
圧電素子と接合基板とを互いに接着することを特徴とする、圧電部品の製造方法。
【請求項２】
樹脂層の高さを、金属バンプの高融点金属の高さより高く形成することを特徴とする、請求項１記載の圧電部品の製造方法。
【請求項３】
集合基板上に、少なくとも一つの振動部を有する圧電素子を複数形成して集合素子基板を得る工程と、
集合素子基板及び集合接合基板の一方に、上記各圧電素子の外縁線に沿った絶縁性の樹脂層、及び金属バンプを形成する工程と、
上記振動部が集合接合基板に対向するように、集合素子基板及び集合接合基板を絶縁性の樹脂層、及び金属バンプにより互いに接着する工程と、
樹脂層に沿って集合素子基板及び集合接合基板を分断して個々の圧電部品を得る工程とを有することを特徴とする、圧電部品の製造方法。
【請求項４】
さらに、金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に形成する工程と、
樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く形成する工程とを有することを特徴とする、請求項３記載の圧電部品の製造方法。
【請求項５】
樹脂層の高さを、金属バンプの高融点金属の高さより高く形成することを特徴とする、請求項４記載の圧電部品の製造方法。
【請求項１】
基板上に形成された少なくとも一つの振動部を有する圧電素子と接合基板とを、上記振動部が接合基板に対向するように、金属バンプ及び絶縁性の樹脂層により互いに接着する圧電部品の製造方法であって、
金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に、圧電素子及び接合基板の一方に形成し、
樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く圧電素子及び接合基板の一方に形成し、
圧電素子と接合基板とを互いに接着することを特徴とする、圧電部品の製造方法。
【請求項２】
樹脂層の高さを、金属バンプの高融点金属の高さより高く形成することを特徴とする、請求項１記載の圧電部品の製造方法。
【請求項３】
集合基板上に、少なくとも一つの振動部を有する圧電素子を複数形成して集合素子基板を得る工程と、
集合素子基板及び集合接合基板の一方に、上記各圧電素子の外縁線に沿った絶縁性の樹脂層、及び金属バンプを形成する工程と、
上記振動部が集合接合基板に対向するように、集合素子基板及び集合接合基板を絶縁性の樹脂層、及び金属バンプにより互いに接着する工程と、
樹脂層に沿って集合素子基板及び集合接合基板を分断して個々の圧電部品を得る工程とを有することを特徴とする、圧電部品の製造方法。
【請求項４】
さらに、金属バンプを、先端側に低融点金属及び基端側に上記低融点金属より融点が高い高融点金属を有する多層構造に形成する工程と、
樹脂層の高さを、金属バンプの高さより低く形成する工程とを有することを特徴とする、請求項３記載の圧電部品の製造方法。
【請求項５】
樹脂層の高さを、金属バンプの高融点金属の高さより高く形成することを特徴とする、請求項４記載の圧電部品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１８３００８（Ｐ２００９−１８３００８Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２３３８３（Ｐ２００９−１２３３８３）
【出願日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【分割の表示】特願２００３−３６５７１２（Ｐ２００３−３６５７１２）の分割
【原出願日】平成１５年１０月２７日（２００３．１０．２７）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【分割の表示】特願２００３−３６５７１２（Ｐ２００３−３６５７１２）の分割
【原出願日】平成１５年１０月２７日（２００３．１０．２７）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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