弾性波装置及びその製造方法
【課題】端子周辺の構造的機能を向上させることができる弾性波装置を提供する。
【解決手段】ＳＡＷ装置１は、基板３と、基板３の第１主面３ａに設けられたＳＡＷ素子１１と、ＳＡＷ素子１１上に振動空間Ｓを形成しつつＳＡＷ素子１１を覆って封止するカバー５とを有する。さらに、ＳＡＷ装置１は、カバー５を振動空間Ｓの外側において第１主面３ａの面する方向へ貫通する孔部５ｈに充填され、ＳＡＷ素子１１に接続された端子７と、端子７の側面と孔部５ｈの内壁との間に介在する絶縁膜２５とを有する。
【解決手段】ＳＡＷ装置１は、基板３と、基板３の第１主面３ａに設けられたＳＡＷ素子１１と、ＳＡＷ素子１１上に振動空間Ｓを形成しつつＳＡＷ素子１１を覆って封止するカバー５とを有する。さらに、ＳＡＷ装置１は、カバー５を振動空間Ｓの外側において第１主面３ａの面する方向へ貫通する孔部５ｈに充填され、ＳＡＷ素子１１に接続された端子７と、端子７の側面と孔部５ｈの内壁との間に介在する絶縁膜２５とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）装置や圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ：Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）等の弾性波装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の主面上に配置された弾性波素子を覆う樹脂製のカバーを有する弾性波装置が知られている（例えば特許文献１）。カバーは、弾性波素子の周囲に空間を形成しつつ、弾性波素子を封止する。これにより、ＳＡＷが基板の主面において伝搬し易くなるとともに、弾性波素子が水分などから保護される。
【０００３】
弾性波素子と、弾性波装置の外部の電子回路との接続は、基板の主面に立設され、カバーを貫通する端子により行われる。このような端子は、例えば、カバーに形成された孔部内において、無電解めっきによりめっき下地層が形成され、電気めっきにより金属が析出されることにより形成される。そして、端子の側面は、カバーの内壁と密着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
端子の周囲において、更なる構造的機能の向上が図られることが望まれる。例えば、端子の側面とカバーの孔部の内壁との間からカバー内に水分が浸入することが抑制されることが望まれる。また、例えば、カバーの孔部の内壁には、種々の事情により、めっき下地層の成膜が困難な段差等が形成されることがあり、このような形状における成膜の容易化が望まれる。そして、このような要求に応えることができる新たな端子構造が提案されることが望まれる。
【０００６】
本発明の目的は、端子周辺の構造的機能を向上させることができる弾性波装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の弾性波装置は、基板と、前記基板の主面に設けられた弾性波素子と、前記弾性波素子上に空間を形成しつつ前記弾性波素子を覆って封止するとともに、前記空間の外側において前記主面の面する方向へ貫通する孔部を有するカバーと、前記孔部に充填され、前記弾性波素子に接続された端子と、前記端子の側面と前記孔部の内壁との間に介在する絶縁膜と、を有する。
【０００８】
本発明の弾性波装置の製造方法は、基板の主面に弾性波素子を設ける工程と、前記弾性波素子上に空間を形成しつつ前記弾性波素子を覆って封止しており、前記空間の外側において前記主面の面する方向へ貫通する孔部が形成されたカバーを形成する工程と、液状の絶縁材料を前記孔部の内壁に付着させて絶縁膜を成膜する工程と、無電解めっき法により、前記孔部の内壁に対して前記絶縁膜上に下地層を成膜する工程と、電気めっき法により、前記下地層上に金属を析出させ、前記孔部に充填された中実部を形成する工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、端子周辺の構造的機能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態の弾性表面波装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１の弾性表面波装置を一部を破断して示す概略斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】図３の端子周辺における拡大図である。
【図５】図１の弾性表面波装置の製造方法を説明する、図３に対応する断面図である。
【図６】図５の続きを示す断面図である。
【図７】図６の続きを示す断面図である。
【図８】変形例に係る端子周辺における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る弾性表面波装置（ＳＡＷ装置）について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
【００１２】
（ＳＡＷ装置の構成）
図１は、本発明の実施形態に係るＳＡＷ装置１の外観斜視図である。
【００１３】
ＳＡＷ装置１は、いわゆるウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）形のＳＡＷ装置により構成されている。ＳＡＷ装置１は、基板３と、基板３に固定されたカバー５と、カバー５から露出する複数の端子７と、基板３のカバー５とは反対側に設けられた裏面部９とを有している。
【００１４】
なお、カバー５の表面は、後述するように、絶縁膜２５により覆われている。従って、厳密には、カバー５は、ＳＡＷ装置１の外部から直接的に視認することはできない。しかし、説明の便宜上、図１においては、カバー５が視認されているものとしてカバー５に係る符号を付している。なお、カバー５と絶縁膜２５とを広義のカバーとして捉えることも可能である。
【００１５】
ＳＡＷ装置１は、複数の端子７のいずれかを介して信号の入力がなされる。入力された信号は、ＳＡＷ装置１によりフィルタリングされる。そして、ＳＡＷ装置１は、フィルタリングした信号を複数の端子７のいずれかを介して出力する。ＳＡＷ装置１は、例えば、カバー５側の面を不図示の回路基板等の実装面に対向させて当該実装面に載置された状態で樹脂封止されることにより、端子７を実装面上の端子に接続した状態で実装される。
【００１６】
基板３は、圧電基板により構成されている。具体的には、例えば、基板３は、タンタル酸リチウム単結晶，ニオブ酸リチウム単結晶等の圧電性を有する直方体状の単結晶基板である。基板３は、第１主面３ａと、その背面側の第２主面３ｂとを有している。基板３の平面形状は適宜に設定されてよいが、例えば矩形である。基板３の大きさは適宜に設定されてよいが、例えば、厚さは０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ、１辺の長さは０．５ｍｍ〜２ｍｍである。
【００１７】
カバー５は、第１主面３ａを覆うように設けられている。カバー５の平面形状は、例えば、基板３の平面形状と同様（本実施形態では矩形）である。カバー５は、例えば、第１主面３ａと概ね同等の広さを有し、第１主面３ａの概ね全面を覆っている。
【００１８】
複数の端子７は、カバー５の上面５ａ（基板３とは反対側の面）から露出している。複数の端子７の数及び配置位置は、ＳＡＷ装置１の内部の電子回路の構成に応じて適宜に設定される。本実施形態では、６つの端子７がカバー５の外周に沿って配列されている場合を例示している。
【００１９】
裏面部９は、特に図示しないが、例えば、第２主面３ｂの概ね全面を覆い、基準電位が付与される裏面電極と、裏面電極を覆う絶縁性の保護層とを有している。裏面電極により、温度変化等により基板３表面にチャージされた電荷が放電される。保護層により、基板３の損傷が抑制される。なお、以下では、裏面部９は、図示や説明が省略されることがある。
【００２０】
図２は、カバー５の一部を破断して示すＳＡＷ装置１の概略斜視図である。
【００２１】
第１主面３ａには、弾性表面波素子（ＳＡＷ素子）１１が設けられている。ＳＡＷ素子１１は、ＳＡＷ装置１に入力された信号をフィルタリングするためのものである。ＳＡＷ素子１１は、第１主面３ａに形成された一対の櫛歯状電極（ＩＤＴ電極）１２を有している。各櫛歯状電極１２は、基板３における弾性表面波の伝搬方向（Ｘ方向）に延びるバスバー１２ａと、バスバー１２ａから上記伝搬方向に直交する方向（Ｙ方向）に伸びる複数の電極指１２ｂとを有している。一つの櫛歯状電極１２同士は、それぞれの電極指１２ｂが互いに噛み合うように設けられている。
【００２２】
なお、図２は模式図であることから、数本の電極指１２ｂを有する一対の櫛歯状電極１２を示している。実際には、これよりも多数の電極指を有する複数対の櫛歯状電極が設けられてよい。また、複数のＳＡＷ素子１１が直列接続や並列接続等の方式で接続され、ラダー型ＳＡＷフィルタや２重モードＳＡＷ共振器フィルタ等が構成されてよい。ＳＡＷ素子１１は、例えばＡｌ−Ｃｕ合金等のＡｌ合金によって形成されている。
【００２３】
カバー５は、第１主面３ａの平面視においてＳＡＷ素子１１を囲む枠部１５と、枠部１５の開口を塞ぐ蓋部１７とを有している。そして、第１主面３ａ（厳密には後述する保護層２１）、枠部１５及び蓋部１７により囲まれた空間により、ＳＡＷ素子１１の振動を容易化する振動空間Ｓが形成されている。なお、振動空間Ｓは、適宜な数及び形状で設けられてよく、図２では、２つの振動空間Ｓが設けられている場合を例示している。
【００２４】
枠部１５は、概ね一定の厚さの層に振動空間Ｓとなる開口が１以上（本実施形態では２つ）形成されることにより構成されている。枠部１５の厚さ（振動空間Ｓの高さ）は、例えば、数μｍ〜３０μｍである。蓋部１７は、枠部１５上に積層される、概ね一定の厚さの層により構成されている。蓋部１７の厚さは、例えば、数μｍ〜３０μｍである。
【００２５】
枠部１５及び蓋部１７は、例えば、感光性の樹脂により形成されている。感光性の樹脂は、例えば、アクリル基やメタクリル基などのラジカル重合により硬化する、ウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系の樹脂である。
【００２６】
枠部１５及び蓋部１７は、同一の材料により形成されていてもよいし、互いに異なる材料により形成されていてもよい。本願では、説明の便宜上、枠部１５と蓋部１７との境界線を明示しているが、現実の製品においては、枠部１５と蓋部１７とが同一材料により形成され、一体的に形成されていてもよい。
【００２７】
端子７は、第１主面３ａに立設され、カバー５に形成された孔部５ｈを介してカバー５の上面５ａに露出している。具体的には、孔部５ｈは、振動空間Ｓの外側において、枠部１５及び蓋部１７を第１主面３ａの面する方向へ貫通している。端子７は、孔部５ｈに充填された柱状部７ａと、孔部５ｈから露出するランド７ｂとを有している。ランド７ｂは、カバー５の上面５ａ上に位置するフランジを有している。
【００２８】
第１主面３ａには、ＳＡＷ素子１１に接続された配線１３と、配線１３に接続された複数のパッド１４とが設けられている。端子７は、パッド１４上に設けられることにより、ＳＡＷ素子１１と接続されている。
【００２９】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【００３０】
ＳＡＷ装置１は、第１主面３ａ上に形成された導体層１９と、導体層１９を覆う保護層２１と、導体層１９の一部に積層された接続強化層２３とを有している。
【００３１】
上述したＳＡＷ素子１１及び配線１３は、導体層１９により構成され、パッド１４は、導体層１９及び接続強化層２３により構成されている。ＳＡＷ素子１１及び配線１３は保護層２１により覆われており、パッド１４は保護層２１から露出している。
【００３２】
導体層１９は、第１主面３ａ上における回路素子や配線等の構成に関して基本となる層である。導体層１９は、例えば、Ａｌ−Ｃｕ合金等のＡｌ合金により形成されており、その厚さは、例えば、１００〜３００ｎｍである。
【００３３】
保護層２１は、導体層１９の酸化防止等に寄与するものである。保護層２１は、例えば、絶縁性を有するとともに、ＳＡＷの伝搬に影響を与えない程度に質量の軽い材料により形成される。例えば、保護層２１は、酸化珪素（ＳｉＯ２など）、窒化珪素、シリコンなどにより形成されている。保護層２１の厚さは適宜に設定されてよく、例えば、導体層１９の厚さの１／１０程度（１０〜３０ｎｍ）でもよいし、導体層１９の厚さと同等以上（１００ｎｍ〜３００ｎｍ）でもよい。
【００３４】
接続強化層２３は、導体層１９と端子７との接続強度を向上させるために設けられる。接続強化層２３は、例えば、金、ニッケル、クロムにより形成されている。接続強化層２３は、例えば、導体層１９よりも厚く形成されており、その厚さは、例えば、１〜２μｍである。
【００３５】
なお、カバー５は、厳密には、基板３の第１主面３ａに直接的には設けられておらず、保護層２１等の上に設けられている。本願では、このように、所定の部材や層などが間接的に基板３の主面に設けられており、直接的には基板３の主面に設けられていない場合も、これら所定の部材や層などが基板３の主面に設けられていると表現することがあるものとする。積層の語についても同様である。
【００３６】
ＳＡＷ装置１は、更に、カバー５の上面５ａの全体、側面５ｂの全体、及び、孔部５ｈの内壁全体を覆う絶縁膜２５を有している。
【００３７】
絶縁膜２５は、例えば、カバー５の材料よりも遮水性の高い材料により形成されている。絶縁膜２５の材料は、例えば、一般に、有機材料（カバー５を構成する樹脂）よりも遮水性の高い無機材料である。このような材料としては、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ２など）、窒化珪素、シリコンが挙げられる。絶縁膜２５の材料は、保護層２１の材料と同一材料であることが好ましい。
【００３８】
絶縁膜２５は、孔部５ｈ内において、孔部５ｈの内壁と端子７の側面との界面に介在している。換言すれば、絶縁膜２５は、孔部５ｈの内壁と端子７の側面とに密着している。また、絶縁膜２５は、孔部５ｈの内壁全体に成膜されており、基板３側においては、孔部５ｈの全周に亘って保護層２１に密着している。なお、絶縁膜２５は、孔部５ｈの底面（保護層２１）に対しても成膜され、パッド１４を露出させる開口が形成されていてもよい。
【００３９】
絶縁膜２５の厚さは、適宜に設定されてよい。また、絶縁膜２５の厚さは、成膜される位置に応じて厚さが異なっていてもよい。絶縁膜２５の厚さは、例えば、５００ｎｍ〜２μｍである。
【００４０】
図４は、図３の端子７周辺を拡大して示す断面図である。
【００４１】
孔部５ｈは、枠部１５に形成された第１貫通孔１５ｈと、蓋部１７に形成された第２貫通孔１７ｈとにより構成されている。第１貫通孔１５ｈは、第２貫通孔１７ｈよりも径が小さく、孔部５ｈには段差部５ｋが形成されている。なお、このように第２貫通孔１７ｈの径が第１貫通孔１５ｈの径よりも大きくされている理由については、後述するＳＡＷ装置１の製造方法の説明において述べる。
【００４２】
絶縁膜２５は、孔部５ｈの内壁や縁部の凹凸を緩和している。具体的には、カバー５の上面５ａと孔部５ｈの内壁とが成す角部、及び、段差部５ｋの角部（枠部１５の上面と第１貫通孔１５ｈの内壁とが成す角部）において、端子７側（内周側）の表面がこれらの角部よりもなだらかに形成されている。特に、段差部５ｋ周辺においては、絶縁膜２５は、第２貫通孔１７ｈにおいて、第１貫通孔１５ｈにおける膜厚よりも厚くなっており、段差部５ｋの段差も緩和しており、段差部５ｋの角部を顕著になだらかにしている。
【００４３】
端子７は、孔部５ｈ内等において成膜された下地層２７と、下地層２７上に形成された中実部２９とを有している。端子７は、この他、カバー５から露出する面に、ニッケルや金などにより形成された層を有していてもよい。
【００４４】
下地層２７は、例えば、銅やチタンにより形成されている。下地層２７は、孔部５ｈの底面において、接続強化層２３及びその周囲の絶縁膜２５の上に成膜され、孔部５ｈの内壁において、絶縁膜２５上に成膜され、カバー５の上面５ａの、孔部５ｈの周囲部分において絶縁膜２５上に成膜されている。下地層２７の厚さは、概ね均一である。当該厚さは、適宜に設定されてよいが、例えば、下地層２７が銅からなる場合は３００ｎｍ〜１μｍ、下地層２７がチタンからなる場合は１０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００４５】
中実部２９は、例えば、銅により形成されている。中実部２９は、下地層２７の内側において孔部５ｈに充填されている。また、中実部２９は、孔部５ｈにおいてカバー５の上面５ａよりも高く形成されるとともに、孔部５ｈの周囲において上面５ａ上の絶縁膜２５上に形成されている。
【００４６】
（ＳＡＷ装置の製造方法）
図５〜図７は、ＳＡＷ装置１の製造方法を説明する、図３（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線）に対応する断面図である。製造工程は、図５（ａ）から図７（ｃ）まで順に進んでいく。
【００４７】
以下に説明する工程は、いわゆるウエハプロセスにおいて実現される。すなわち、分割されることによって基板３となる母基板を対象に、薄膜形成やフォトリソグラフィー法などが行われ、その後、ダイシングされることにより、多数個分のＳＡＷ装置１が並行して形成される。ただし、図５〜図７では、１つのＳＡＷ装置１に対応する部分のみを図示する。また、導体層や絶縁層は、プロセスの進行に伴って形状が変化するが、変化の前後で共通の符号を用いる。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、まず、基板３の第１主面３ａ上には、導体層１９が形成される。具体的には、まず、スパッタリング法、蒸着法またはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の薄膜形成法により、基板３の第１主面３ａ上に導体層１９となる金属層が形成される。次に、金属層に対して、縮小投影露光機（ステッパー）とＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置とを用いたフォトリソグラフィー法等によりパターニングが行われる。これにより、ＳＡＷ素子１１、配線１３及びパッド１４の下層部分を含む導体層１９が形成される。
【００４９】
次に、図５（ｂ）に示すように、保護層２１及び接続強化層２３が形成される。保護層２１及び接続強化層２３は、いずれが先に形成されてもよい。例えば、まず、保護層２１となる薄膜がＣＶＤ法または蒸着法等の薄膜形成法により形成される。次に、導体層１９のうち、端子７の配置位置における部分が露出するように、フォトリソグラフィー法によって薄膜の一部が除去される。これにより、保護層２１が形成される。次に、蒸着法等により導体層１９の露出部分及び保護層２１上に金属層が形成されるとともに、フォトリソグラフィー等により保護層２１上の金属層が除去される。これにより、接続強化層２３が形成される。
【００５０】
保護層２１及び接続強化層２３が形成されると、図５（ｃ）に示すように、枠部１５となる薄膜が形成される。薄膜は、例えば、感光性樹脂により形成されたフィルムが貼り付けられることにより、又は、保護層２１等と同様の薄膜形成法により形成される。
【００５１】
枠部１５となる薄膜が形成されると、図５（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー法により、薄膜の一部が除去され、振動空間Ｓとなる開口及び第１貫通孔１５ｈが形成される。また、ダイシングラインに沿って溝が形成され、枠部１５の側面も形成される。すなわち、薄膜から枠部１５が形成される。なお、フォトリソグラフィーは、ポジ型及びネガ型のいずれでもよい。
【００５２】
枠部１５が形成されると、図６（ａ）に示すように、蓋部１７となる薄膜が形成される。薄膜は、例えば、感光性樹脂により形成されたフィルムが貼り付けられることにより形成される。薄膜を枠部１５に積層することにより、枠部１５の開口は塞がれ、振動空間Ｓが構成される。
【００５３】
蓋部１７となる薄膜が形成されると、図６（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー法により、薄膜の一部が除去され、第２貫通孔１７ｈが形成される。また、ダイシングラインに沿って溝が形成され、蓋部１７の側面も形成される。すなわち、薄膜から蓋部１７が形成される。なお、フォトリソグラフィーは、ポジ型及びネガ型のいずれでもよい。
【００５４】
蓋部１７が形成されると、図６（ｃ）に示すように、絶縁膜２５となる薄膜、及び、当該薄膜に積層されたレジスト層２６が形成される。
【００５５】
絶縁膜２５となる薄膜は、基板３の第１主面３ａ側の全面に亘って形成される。具体的には、薄膜は、カバー５の上面５ａ、側面５ｂ及び孔部５ｈの内部に亘って形成される。薄膜は、例えば、スピンコーティング法やスプレー法等の液相成長法により形成される。換言すれば、薄膜は、液状の絶縁材料をカバー５等に付着させることにより形成される。液状の絶縁材料の付着により薄膜を形成することから、絶縁材料の流動性及び粘性に起因して、薄膜は、図４を参照して説明したように、孔部５ｈにおける角部をなだらかにするような形状に形成される。なお、角部をなだらかにするためには、スピンコーティング法が好ましい。
【００５６】
レジスト層２６は、ＲＩＥにより薄膜の一部を除去するためのものである。レジスト層２６は、フォトリソグラフィー法により、パッド１４上に開口が形成されている。
【００５７】
その後、図７（ａ）に示すように、ＲＩＥにより薄膜の一部が除去されることにより、パッド１４が露出する。すなわち、絶縁膜２５が形成される。
【００５８】
絶縁膜２５が形成されると、図７（ｂ）に示すように、下地層２７となる金属層、及び、当該金属層に積層されたレジスト層２８が形成される。
【００５９】
下地層２７となる金属層は、基板３の第１主面３ａ側の全面に亘って形成される。具体的には、金属層は、カバー５の上面５ａ及び孔部５ｈの内部に亘って形成される。下地層２７は、例えば、スパッタ法で形成するのが好適な一例である。
【００６０】
レジスト層２８は、例えば、スピンコーティング法等の手法で基板に薄膜が形成され、その薄膜がフォトリソグラフィーによりパターニングされることにより形成される。パターニングにより薄膜の一部が除去されることにより、下地層２７は、孔部５ｈ及びその周囲部分において露出する。
【００６１】
レジスト層２８が形成されると、図７（ｃ）に示すように、電気めっき法により下地層２７の露出部分に金属を析出させる。これにより、中実部２９が形成される。その後、下地層２７のレジスト層２８に被覆されていた部分及びレジスト層２８を除去する。これにより、図３に示すように、端子７が形成される。
【００６２】
中実部２９を形成する電気めっき法においては、下地層２７に電圧が印加されることにより、金属が析出される。従って、下地層２７は、孔部５ｈの内壁等に対して隙間なく成膜されること（断線が生じないこと）が好ましい。
【００６３】
ここで、第２貫通孔１７ｈが第１貫通孔１５ｈと同一の径である場合、第２貫通孔１７ｈを形成するときに位置ずれが発生すると、カバー５の上方から見て、第１貫通孔１５ｈの一部が蓋部１７（第２貫通孔１７ｈの周囲部分）により覆われることになる。すなわち、スパッタ法などにより第２貫通孔１７ｈを介して第１貫通孔１５ｈ内に下地層２７を形成することが困難になる部分が生じる。
【００６４】
そこで、実施形態では、生じ得る位置ずれの大きさよりも大きい差で、第２貫通孔１７ｈを第１貫通孔１５ｈよりも径を大きくしている。その結果、第１貫通孔１５ｈと第２貫通孔１７ｈとの間には、段差部５ｋが形成されている。
【００６５】
しかし、段差部５ｋにおいては、角部において下地層２７を成膜することが難しい。しかし、絶縁膜２５によって段差部５ｋの角部がなだらかにされることにより、下地層２７の成膜を行い易くなる。
【００６６】
以上の実施形態によれば、ＳＡＷ装置１は、基板３と、基板３の第１主面３ａに設けられたＳＡＷ素子１１と、ＳＡＷ素子１１上に振動空間Ｓを形成しつつＳＡＷ素子１１を覆って封止するカバー５とを有する。さらに、ＳＡＷ装置１は、カバー５を振動空間Ｓの外側において第１主面３ａの面する方向へ貫通する孔部５ｈに充填され、ＳＡＷ素子１１に接続された端子７と、端子７の側面と孔部５ｈの内壁との間に介在する絶縁膜２５とを有する。
【００６７】
従って、絶縁膜２５の材料、厚さ及び成膜範囲を適宜に設定することにより、種々の構造的機能の向上を図ることができる。具体的には、以下のとおりである。
【００６８】
絶縁膜２５は、カバー５の材料よりも遮水性の高い材料により形成され、孔部５ｈ内において第１主面３ａ上の保護層２１と接している。従って、孔部５ｈから浸入した水分がカバー５と保護層２１との間から振動空間Ｓ内に浸入することが抑制される。
【００６９】
なお、当該効果を得る観点からは、絶縁膜２５が孔部５ｈの全周に亘って保護層２１と密着することが好ましい。また、絶縁膜２５と保護層２１との材料が同一であり、絶縁膜２５と保護層２１との接着強度が高いことが好ましい。さらに、絶縁膜２５が孔部５ｈの内壁の比較的広い範囲に成膜されている場合には、孔部５ｈに浸入した水分がカバー５に浸透することにより、水分が振動空間Ｓに浸入することも抑制される。比較的広い範囲は、例えば、孔部５ｈの基板３側の端部から振動空間Ｓの上面の高さまでの範囲、第１貫通孔１５ｈの内壁全体又は孔部５ｈの内壁全体である。
【００７０】
絶縁膜２５は、孔部５ｈの内壁からカバーの上面５ａへ延在し、カバーの上面５ａを覆っている。従って、絶縁膜２５は、孔部５ｈの上面５ａ側の縁部を覆い、水分が絶縁膜２５と孔部５ｈの内壁との間に浸入することを抑制する。その結果、孔部５ｈの内壁に成膜された絶縁膜２５の遮水機能がより確実に発揮される。
【００７１】
なお、当該効果を得る観点からは、絶縁膜２５は、孔部５ｈの全周に亘って、孔部５ｈの内壁からカバーの上面５ａへ延在していることが好ましい。さらに、絶縁膜２５がカバー５の上面５ａの比較的広い範囲（例えば上面５ａ全体）に形成されている場合には、水分が上面５ａからカバー５に浸透することにより、水分が振動空間Ｓに侵入することも抑制される。
【００７２】
絶縁膜２５は、カバー５の上面５ａからカバー５の側面５ｂへ延在し、カバーの側面５ｂを覆っている。従って、水分がカバー５の上面５ａと絶縁膜２５との間に浸入することが抑制され、ひいては、孔部５ｈの内壁に成膜された絶縁膜２５の遮水機能がより確実に発揮される。このような効果は、実施形態のように、端子７がカバー５の上面５ａの外周側に配置されたり、複数の端子７が上面５ａの外周に沿って配置されたりしており、上面５ａにおいて孔部５ｈの周囲に広く絶縁膜２５を形成することが難しい場合に有効である。
【００７３】
なお、当該効果を得る観点からは、絶縁膜２５は、カバー５の上面５ａの全周に亘って、上面５ａから側面５ｂへ延在していることが好ましい。さらに、絶縁膜２５がカバー５の側面５ｂの比較的広い範囲（例えば側面５ｂ全体）に形成されている場合には、水分が側面５ｂからカバー５に浸透することにより、水分が振動空間Ｓに侵入することも抑制される。また、側面５ｂにおいて絶縁膜２５と保護層２１とが接している場合には、カバー５と保護層２１との間から水分が浸入することも抑制される。当該効果を得る観点からは、絶縁膜２５は、カバー５の全周に亘って保護層２１と密着することが好ましい。また、絶縁膜２５と保護層２１との材料が同一であり、絶縁膜２５と保護層２１との密着性が高いことが好ましい。
【００７４】
また、ＳＡＷ装置１の製造方法は、基板３の第１主面３ａにＳＡＷ素子１１を設ける工程（図５（ａ））と、ＳＡＷ素子１１上に振動空間Ｓを形成しつつＳＡＷ素子１１を覆って封止しており、振動空間Ｓの外側において第１主面３ａの面する方向へ貫通する孔部５ｈが形成されたカバー５を形成する工程（図５（ｃ）〜図６（ｂ））とを有する。さらに、当該製造方法は、液状の絶縁材料を孔部５ｈの内壁に付着させて絶縁膜２５を成膜する工程（図６（ｃ）〜図７（ａ））と、無電解めっき法により、孔部５ｈの内壁に対して絶縁膜２５上に下地層２７を成膜する工程（図７（ｂ））と、電気めっき法により、下地層２７上に金属を析出させ、孔部５ｈに充填された中実部２９を形成する工程（図７（ｃ））とを有する。
【００７５】
従って、上述したように、液状の絶縁材料の流動性及び粘性を利用して、孔部５ｈの凹凸をなだらかにし、下地層２７の形成容易性を向上させることができる。
【００７６】
なお、以上の実施形態において、ＳＡＷ装置１は本発明の弾性波装置の一例であり、ＳＡＷ素子１１は本発明の弾性波素子の一例である。
【００７７】
図８は、本発明の変形性に係る孔部１０５ｈ及び端子１０７を示す断面図である。
【００７８】
孔部１０５ｈを構成する第１貫通孔１１５ｈ及び第２貫通孔１１７ｈは、それぞれ、基板３側が拡径するテーパ状に形成されている。また、第１貫通孔１１５ｈの第２貫通孔１１７ｈ側の径は、第２貫通孔１１７ｈの第１貫通孔１１５ｈ側の径よりも小さく、第１貫通孔１１５ｈと第２貫通孔１１７ｈとの間には段差部が形成されている。
【００７９】
このような孔部１０５ｈは、例えば、カバー１０５を構成する枠部１１５及び蓋部１１７がネガ型の感光性樹脂により形成されることにより実現される。具体的には、第１貫通孔１１５ｈを例にとると、以下のとおりである。
【００８０】
ネガ型の感光性樹脂を用いた枠部１１５においては、現像後に感光性樹脂が残るべき領域に光が照射される。第１貫通孔１１５ｈの周囲部分に対して照射された光は、第１貫通孔１１５ｈの配置位置へ一部が発散されてしまうことから、枠部１１５の深くまで（基板３側まで）光が十分に到達しない。従って、第１貫通孔１１５ｈの周囲部分は、基板３側が十分に硬化されずに、除去される。その結果、第１貫通孔１１５ｈは、第１主面３ａ側ほど拡径するテーパ状に形成される。
【００８１】
第１貫通孔１１５ｈ及び第２貫通孔１１７ｈは、基板３とは反対側が基板３側よりも縮径していることから、その内壁が基板３側を向いている。従って、スパッタ法等により、基板３とは反対側から、これらの孔の内壁に金属層を形成することが難しい。
【００８２】
一方、絶縁膜１２５は、実施形態と同様に、スピンコーティング等の液相成長法により成膜される。そして、液状材料の流動性及び粘性に起因して、絶縁膜１２５は、第１貫通孔１１５ｈ及び第２貫通孔１１７ｈにおいて、基板３とは反対側よりも基板３側が厚く形成されている。
【００８３】
従って、第１貫通孔１１５ｈ及び第２貫通孔１１７ｈの傾斜が緩和され、金属層（下地層１２７）を形成することが容易化され、ひいては、中実部１２９を形成することが容易化される。なお、第１貫通孔１１５ｈ及び第２貫通孔１１７ｈの間の角部は、実施形態と同様に、絶縁膜１２５によりなだらかにされている。
【００８４】
なお、以上の変形例において、第１貫通孔１１５ｈ全体又は第２貫通孔１１７ｈ全体は、本発明の孔部の貫通方向の所定範囲の一例である。
【００８５】
本発明は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【００８６】
弾性波装置は、ＳＡＷ装置に限定されない。例えば、弾性波装置は、圧電薄膜共振器であってもよい。弾性波装置において、保護層（２１）は省略されてもよいし、逆に、他の適宜な層が形成されてもよい。例えば、立体配線が必要な場合には、導体層１９の一部に積層される絶縁層と、当該絶縁層を介して導体層１９の一部に積層される他の導体層とが設けられてもよい。なお、保護層が省略された場合には、絶縁膜は、基板の主面に密着してもよい。
【００８７】
絶縁膜は、防水性の向上や下地層の形成容易性向上を目的としたものに限定されない。換言すれば、絶縁膜は、カバーの材料よりも遮水性の高い材料により形成されるものや、液相成長法により成膜されるものに限定されない。例えば、絶縁膜は、カバーと端子との接着強度を向上させ、端子のカバーからの抜けを抑制することを目的としたものであってもよい。
【００８８】
絶縁膜は、１層から構成されるものに限定されず、２層から構成されてもよい。例えば、遮水性の高い層と、端子とカバーとの熱膨張差による熱応力を緩和可能な弾性率を有する層とにより構成されてもよい。
【００８９】
弾性波装置の製造方法は、枠部と蓋部とを順次形成するものに限定されない。例えば、振動空間Ｓとなる領域に犠牲層を形成し、犠牲層上に枠部及び蓋部となる樹脂を積層し、その後、枠部又は蓋部に形成された孔部を介して犠牲層を排除してもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１…弾性表面波装置（弾性波装置）、３…基板、３ａ…第１主面（主面）、５…カバー、７…端子、１１…弾性表面波素子（弾性波素子）、２５…絶縁膜。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）装置や圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ：Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）等の弾性波装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の主面上に配置された弾性波素子を覆う樹脂製のカバーを有する弾性波装置が知られている（例えば特許文献１）。カバーは、弾性波素子の周囲に空間を形成しつつ、弾性波素子を封止する。これにより、ＳＡＷが基板の主面において伝搬し易くなるとともに、弾性波素子が水分などから保護される。
【０００３】
弾性波素子と、弾性波装置の外部の電子回路との接続は、基板の主面に立設され、カバーを貫通する端子により行われる。このような端子は、例えば、カバーに形成された孔部内において、無電解めっきによりめっき下地層が形成され、電気めっきにより金属が析出されることにより形成される。そして、端子の側面は、カバーの内壁と密着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
端子の周囲において、更なる構造的機能の向上が図られることが望まれる。例えば、端子の側面とカバーの孔部の内壁との間からカバー内に水分が浸入することが抑制されることが望まれる。また、例えば、カバーの孔部の内壁には、種々の事情により、めっき下地層の成膜が困難な段差等が形成されることがあり、このような形状における成膜の容易化が望まれる。そして、このような要求に応えることができる新たな端子構造が提案されることが望まれる。
【０００６】
本発明の目的は、端子周辺の構造的機能を向上させることができる弾性波装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の弾性波装置は、基板と、前記基板の主面に設けられた弾性波素子と、前記弾性波素子上に空間を形成しつつ前記弾性波素子を覆って封止するとともに、前記空間の外側において前記主面の面する方向へ貫通する孔部を有するカバーと、前記孔部に充填され、前記弾性波素子に接続された端子と、前記端子の側面と前記孔部の内壁との間に介在する絶縁膜と、を有する。
【０００８】
本発明の弾性波装置の製造方法は、基板の主面に弾性波素子を設ける工程と、前記弾性波素子上に空間を形成しつつ前記弾性波素子を覆って封止しており、前記空間の外側において前記主面の面する方向へ貫通する孔部が形成されたカバーを形成する工程と、液状の絶縁材料を前記孔部の内壁に付着させて絶縁膜を成膜する工程と、無電解めっき法により、前記孔部の内壁に対して前記絶縁膜上に下地層を成膜する工程と、電気めっき法により、前記下地層上に金属を析出させ、前記孔部に充填された中実部を形成する工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、端子周辺の構造的機能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態の弾性表面波装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１の弾性表面波装置を一部を破断して示す概略斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】図３の端子周辺における拡大図である。
【図５】図１の弾性表面波装置の製造方法を説明する、図３に対応する断面図である。
【図６】図５の続きを示す断面図である。
【図７】図６の続きを示す断面図である。
【図８】変形例に係る端子周辺における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る弾性表面波装置（ＳＡＷ装置）について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
【００１２】
（ＳＡＷ装置の構成）
図１は、本発明の実施形態に係るＳＡＷ装置１の外観斜視図である。
【００１３】
ＳＡＷ装置１は、いわゆるウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）形のＳＡＷ装置により構成されている。ＳＡＷ装置１は、基板３と、基板３に固定されたカバー５と、カバー５から露出する複数の端子７と、基板３のカバー５とは反対側に設けられた裏面部９とを有している。
【００１４】
なお、カバー５の表面は、後述するように、絶縁膜２５により覆われている。従って、厳密には、カバー５は、ＳＡＷ装置１の外部から直接的に視認することはできない。しかし、説明の便宜上、図１においては、カバー５が視認されているものとしてカバー５に係る符号を付している。なお、カバー５と絶縁膜２５とを広義のカバーとして捉えることも可能である。
【００１５】
ＳＡＷ装置１は、複数の端子７のいずれかを介して信号の入力がなされる。入力された信号は、ＳＡＷ装置１によりフィルタリングされる。そして、ＳＡＷ装置１は、フィルタリングした信号を複数の端子７のいずれかを介して出力する。ＳＡＷ装置１は、例えば、カバー５側の面を不図示の回路基板等の実装面に対向させて当該実装面に載置された状態で樹脂封止されることにより、端子７を実装面上の端子に接続した状態で実装される。
【００１６】
基板３は、圧電基板により構成されている。具体的には、例えば、基板３は、タンタル酸リチウム単結晶，ニオブ酸リチウム単結晶等の圧電性を有する直方体状の単結晶基板である。基板３は、第１主面３ａと、その背面側の第２主面３ｂとを有している。基板３の平面形状は適宜に設定されてよいが、例えば矩形である。基板３の大きさは適宜に設定されてよいが、例えば、厚さは０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ、１辺の長さは０．５ｍｍ〜２ｍｍである。
【００１７】
カバー５は、第１主面３ａを覆うように設けられている。カバー５の平面形状は、例えば、基板３の平面形状と同様（本実施形態では矩形）である。カバー５は、例えば、第１主面３ａと概ね同等の広さを有し、第１主面３ａの概ね全面を覆っている。
【００１８】
複数の端子７は、カバー５の上面５ａ（基板３とは反対側の面）から露出している。複数の端子７の数及び配置位置は、ＳＡＷ装置１の内部の電子回路の構成に応じて適宜に設定される。本実施形態では、６つの端子７がカバー５の外周に沿って配列されている場合を例示している。
【００１９】
裏面部９は、特に図示しないが、例えば、第２主面３ｂの概ね全面を覆い、基準電位が付与される裏面電極と、裏面電極を覆う絶縁性の保護層とを有している。裏面電極により、温度変化等により基板３表面にチャージされた電荷が放電される。保護層により、基板３の損傷が抑制される。なお、以下では、裏面部９は、図示や説明が省略されることがある。
【００２０】
図２は、カバー５の一部を破断して示すＳＡＷ装置１の概略斜視図である。
【００２１】
第１主面３ａには、弾性表面波素子（ＳＡＷ素子）１１が設けられている。ＳＡＷ素子１１は、ＳＡＷ装置１に入力された信号をフィルタリングするためのものである。ＳＡＷ素子１１は、第１主面３ａに形成された一対の櫛歯状電極（ＩＤＴ電極）１２を有している。各櫛歯状電極１２は、基板３における弾性表面波の伝搬方向（Ｘ方向）に延びるバスバー１２ａと、バスバー１２ａから上記伝搬方向に直交する方向（Ｙ方向）に伸びる複数の電極指１２ｂとを有している。一つの櫛歯状電極１２同士は、それぞれの電極指１２ｂが互いに噛み合うように設けられている。
【００２２】
なお、図２は模式図であることから、数本の電極指１２ｂを有する一対の櫛歯状電極１２を示している。実際には、これよりも多数の電極指を有する複数対の櫛歯状電極が設けられてよい。また、複数のＳＡＷ素子１１が直列接続や並列接続等の方式で接続され、ラダー型ＳＡＷフィルタや２重モードＳＡＷ共振器フィルタ等が構成されてよい。ＳＡＷ素子１１は、例えばＡｌ−Ｃｕ合金等のＡｌ合金によって形成されている。
【００２３】
カバー５は、第１主面３ａの平面視においてＳＡＷ素子１１を囲む枠部１５と、枠部１５の開口を塞ぐ蓋部１７とを有している。そして、第１主面３ａ（厳密には後述する保護層２１）、枠部１５及び蓋部１７により囲まれた空間により、ＳＡＷ素子１１の振動を容易化する振動空間Ｓが形成されている。なお、振動空間Ｓは、適宜な数及び形状で設けられてよく、図２では、２つの振動空間Ｓが設けられている場合を例示している。
【００２４】
枠部１５は、概ね一定の厚さの層に振動空間Ｓとなる開口が１以上（本実施形態では２つ）形成されることにより構成されている。枠部１５の厚さ（振動空間Ｓの高さ）は、例えば、数μｍ〜３０μｍである。蓋部１７は、枠部１５上に積層される、概ね一定の厚さの層により構成されている。蓋部１７の厚さは、例えば、数μｍ〜３０μｍである。
【００２５】
枠部１５及び蓋部１７は、例えば、感光性の樹脂により形成されている。感光性の樹脂は、例えば、アクリル基やメタクリル基などのラジカル重合により硬化する、ウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系の樹脂である。
【００２６】
枠部１５及び蓋部１７は、同一の材料により形成されていてもよいし、互いに異なる材料により形成されていてもよい。本願では、説明の便宜上、枠部１５と蓋部１７との境界線を明示しているが、現実の製品においては、枠部１５と蓋部１７とが同一材料により形成され、一体的に形成されていてもよい。
【００２７】
端子７は、第１主面３ａに立設され、カバー５に形成された孔部５ｈを介してカバー５の上面５ａに露出している。具体的には、孔部５ｈは、振動空間Ｓの外側において、枠部１５及び蓋部１７を第１主面３ａの面する方向へ貫通している。端子７は、孔部５ｈに充填された柱状部７ａと、孔部５ｈから露出するランド７ｂとを有している。ランド７ｂは、カバー５の上面５ａ上に位置するフランジを有している。
【００２８】
第１主面３ａには、ＳＡＷ素子１１に接続された配線１３と、配線１３に接続された複数のパッド１４とが設けられている。端子７は、パッド１４上に設けられることにより、ＳＡＷ素子１１と接続されている。
【００２９】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【００３０】
ＳＡＷ装置１は、第１主面３ａ上に形成された導体層１９と、導体層１９を覆う保護層２１と、導体層１９の一部に積層された接続強化層２３とを有している。
【００３１】
上述したＳＡＷ素子１１及び配線１３は、導体層１９により構成され、パッド１４は、導体層１９及び接続強化層２３により構成されている。ＳＡＷ素子１１及び配線１３は保護層２１により覆われており、パッド１４は保護層２１から露出している。
【００３２】
導体層１９は、第１主面３ａ上における回路素子や配線等の構成に関して基本となる層である。導体層１９は、例えば、Ａｌ−Ｃｕ合金等のＡｌ合金により形成されており、その厚さは、例えば、１００〜３００ｎｍである。
【００３３】
保護層２１は、導体層１９の酸化防止等に寄与するものである。保護層２１は、例えば、絶縁性を有するとともに、ＳＡＷの伝搬に影響を与えない程度に質量の軽い材料により形成される。例えば、保護層２１は、酸化珪素（ＳｉＯ２など）、窒化珪素、シリコンなどにより形成されている。保護層２１の厚さは適宜に設定されてよく、例えば、導体層１９の厚さの１／１０程度（１０〜３０ｎｍ）でもよいし、導体層１９の厚さと同等以上（１００ｎｍ〜３００ｎｍ）でもよい。
【００３４】
接続強化層２３は、導体層１９と端子７との接続強度を向上させるために設けられる。接続強化層２３は、例えば、金、ニッケル、クロムにより形成されている。接続強化層２３は、例えば、導体層１９よりも厚く形成されており、その厚さは、例えば、１〜２μｍである。
【００３５】
なお、カバー５は、厳密には、基板３の第１主面３ａに直接的には設けられておらず、保護層２１等の上に設けられている。本願では、このように、所定の部材や層などが間接的に基板３の主面に設けられており、直接的には基板３の主面に設けられていない場合も、これら所定の部材や層などが基板３の主面に設けられていると表現することがあるものとする。積層の語についても同様である。
【００３６】
ＳＡＷ装置１は、更に、カバー５の上面５ａの全体、側面５ｂの全体、及び、孔部５ｈの内壁全体を覆う絶縁膜２５を有している。
【００３７】
絶縁膜２５は、例えば、カバー５の材料よりも遮水性の高い材料により形成されている。絶縁膜２５の材料は、例えば、一般に、有機材料（カバー５を構成する樹脂）よりも遮水性の高い無機材料である。このような材料としては、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ２など）、窒化珪素、シリコンが挙げられる。絶縁膜２５の材料は、保護層２１の材料と同一材料であることが好ましい。
【００３８】
絶縁膜２５は、孔部５ｈ内において、孔部５ｈの内壁と端子７の側面との界面に介在している。換言すれば、絶縁膜２５は、孔部５ｈの内壁と端子７の側面とに密着している。また、絶縁膜２５は、孔部５ｈの内壁全体に成膜されており、基板３側においては、孔部５ｈの全周に亘って保護層２１に密着している。なお、絶縁膜２５は、孔部５ｈの底面（保護層２１）に対しても成膜され、パッド１４を露出させる開口が形成されていてもよい。
【００３９】
絶縁膜２５の厚さは、適宜に設定されてよい。また、絶縁膜２５の厚さは、成膜される位置に応じて厚さが異なっていてもよい。絶縁膜２５の厚さは、例えば、５００ｎｍ〜２μｍである。
【００４０】
図４は、図３の端子７周辺を拡大して示す断面図である。
【００４１】
孔部５ｈは、枠部１５に形成された第１貫通孔１５ｈと、蓋部１７に形成された第２貫通孔１７ｈとにより構成されている。第１貫通孔１５ｈは、第２貫通孔１７ｈよりも径が小さく、孔部５ｈには段差部５ｋが形成されている。なお、このように第２貫通孔１７ｈの径が第１貫通孔１５ｈの径よりも大きくされている理由については、後述するＳＡＷ装置１の製造方法の説明において述べる。
【００４２】
絶縁膜２５は、孔部５ｈの内壁や縁部の凹凸を緩和している。具体的には、カバー５の上面５ａと孔部５ｈの内壁とが成す角部、及び、段差部５ｋの角部（枠部１５の上面と第１貫通孔１５ｈの内壁とが成す角部）において、端子７側（内周側）の表面がこれらの角部よりもなだらかに形成されている。特に、段差部５ｋ周辺においては、絶縁膜２５は、第２貫通孔１７ｈにおいて、第１貫通孔１５ｈにおける膜厚よりも厚くなっており、段差部５ｋの段差も緩和しており、段差部５ｋの角部を顕著になだらかにしている。
【００４３】
端子７は、孔部５ｈ内等において成膜された下地層２７と、下地層２７上に形成された中実部２９とを有している。端子７は、この他、カバー５から露出する面に、ニッケルや金などにより形成された層を有していてもよい。
【００４４】
下地層２７は、例えば、銅やチタンにより形成されている。下地層２７は、孔部５ｈの底面において、接続強化層２３及びその周囲の絶縁膜２５の上に成膜され、孔部５ｈの内壁において、絶縁膜２５上に成膜され、カバー５の上面５ａの、孔部５ｈの周囲部分において絶縁膜２５上に成膜されている。下地層２７の厚さは、概ね均一である。当該厚さは、適宜に設定されてよいが、例えば、下地層２７が銅からなる場合は３００ｎｍ〜１μｍ、下地層２７がチタンからなる場合は１０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００４５】
中実部２９は、例えば、銅により形成されている。中実部２９は、下地層２７の内側において孔部５ｈに充填されている。また、中実部２９は、孔部５ｈにおいてカバー５の上面５ａよりも高く形成されるとともに、孔部５ｈの周囲において上面５ａ上の絶縁膜２５上に形成されている。
【００４６】
（ＳＡＷ装置の製造方法）
図５〜図７は、ＳＡＷ装置１の製造方法を説明する、図３（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線）に対応する断面図である。製造工程は、図５（ａ）から図７（ｃ）まで順に進んでいく。
【００４７】
以下に説明する工程は、いわゆるウエハプロセスにおいて実現される。すなわち、分割されることによって基板３となる母基板を対象に、薄膜形成やフォトリソグラフィー法などが行われ、その後、ダイシングされることにより、多数個分のＳＡＷ装置１が並行して形成される。ただし、図５〜図７では、１つのＳＡＷ装置１に対応する部分のみを図示する。また、導体層や絶縁層は、プロセスの進行に伴って形状が変化するが、変化の前後で共通の符号を用いる。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、まず、基板３の第１主面３ａ上には、導体層１９が形成される。具体的には、まず、スパッタリング法、蒸着法またはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の薄膜形成法により、基板３の第１主面３ａ上に導体層１９となる金属層が形成される。次に、金属層に対して、縮小投影露光機（ステッパー）とＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置とを用いたフォトリソグラフィー法等によりパターニングが行われる。これにより、ＳＡＷ素子１１、配線１３及びパッド１４の下層部分を含む導体層１９が形成される。
【００４９】
次に、図５（ｂ）に示すように、保護層２１及び接続強化層２３が形成される。保護層２１及び接続強化層２３は、いずれが先に形成されてもよい。例えば、まず、保護層２１となる薄膜がＣＶＤ法または蒸着法等の薄膜形成法により形成される。次に、導体層１９のうち、端子７の配置位置における部分が露出するように、フォトリソグラフィー法によって薄膜の一部が除去される。これにより、保護層２１が形成される。次に、蒸着法等により導体層１９の露出部分及び保護層２１上に金属層が形成されるとともに、フォトリソグラフィー等により保護層２１上の金属層が除去される。これにより、接続強化層２３が形成される。
【００５０】
保護層２１及び接続強化層２３が形成されると、図５（ｃ）に示すように、枠部１５となる薄膜が形成される。薄膜は、例えば、感光性樹脂により形成されたフィルムが貼り付けられることにより、又は、保護層２１等と同様の薄膜形成法により形成される。
【００５１】
枠部１５となる薄膜が形成されると、図５（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー法により、薄膜の一部が除去され、振動空間Ｓとなる開口及び第１貫通孔１５ｈが形成される。また、ダイシングラインに沿って溝が形成され、枠部１５の側面も形成される。すなわち、薄膜から枠部１５が形成される。なお、フォトリソグラフィーは、ポジ型及びネガ型のいずれでもよい。
【００５２】
枠部１５が形成されると、図６（ａ）に示すように、蓋部１７となる薄膜が形成される。薄膜は、例えば、感光性樹脂により形成されたフィルムが貼り付けられることにより形成される。薄膜を枠部１５に積層することにより、枠部１５の開口は塞がれ、振動空間Ｓが構成される。
【００５３】
蓋部１７となる薄膜が形成されると、図６（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー法により、薄膜の一部が除去され、第２貫通孔１７ｈが形成される。また、ダイシングラインに沿って溝が形成され、蓋部１７の側面も形成される。すなわち、薄膜から蓋部１７が形成される。なお、フォトリソグラフィーは、ポジ型及びネガ型のいずれでもよい。
【００５４】
蓋部１７が形成されると、図６（ｃ）に示すように、絶縁膜２５となる薄膜、及び、当該薄膜に積層されたレジスト層２６が形成される。
【００５５】
絶縁膜２５となる薄膜は、基板３の第１主面３ａ側の全面に亘って形成される。具体的には、薄膜は、カバー５の上面５ａ、側面５ｂ及び孔部５ｈの内部に亘って形成される。薄膜は、例えば、スピンコーティング法やスプレー法等の液相成長法により形成される。換言すれば、薄膜は、液状の絶縁材料をカバー５等に付着させることにより形成される。液状の絶縁材料の付着により薄膜を形成することから、絶縁材料の流動性及び粘性に起因して、薄膜は、図４を参照して説明したように、孔部５ｈにおける角部をなだらかにするような形状に形成される。なお、角部をなだらかにするためには、スピンコーティング法が好ましい。
【００５６】
レジスト層２６は、ＲＩＥにより薄膜の一部を除去するためのものである。レジスト層２６は、フォトリソグラフィー法により、パッド１４上に開口が形成されている。
【００５７】
その後、図７（ａ）に示すように、ＲＩＥにより薄膜の一部が除去されることにより、パッド１４が露出する。すなわち、絶縁膜２５が形成される。
【００５８】
絶縁膜２５が形成されると、図７（ｂ）に示すように、下地層２７となる金属層、及び、当該金属層に積層されたレジスト層２８が形成される。
【００５９】
下地層２７となる金属層は、基板３の第１主面３ａ側の全面に亘って形成される。具体的には、金属層は、カバー５の上面５ａ及び孔部５ｈの内部に亘って形成される。下地層２７は、例えば、スパッタ法で形成するのが好適な一例である。
【００６０】
レジスト層２８は、例えば、スピンコーティング法等の手法で基板に薄膜が形成され、その薄膜がフォトリソグラフィーによりパターニングされることにより形成される。パターニングにより薄膜の一部が除去されることにより、下地層２７は、孔部５ｈ及びその周囲部分において露出する。
【００６１】
レジスト層２８が形成されると、図７（ｃ）に示すように、電気めっき法により下地層２７の露出部分に金属を析出させる。これにより、中実部２９が形成される。その後、下地層２７のレジスト層２８に被覆されていた部分及びレジスト層２８を除去する。これにより、図３に示すように、端子７が形成される。
【００６２】
中実部２９を形成する電気めっき法においては、下地層２７に電圧が印加されることにより、金属が析出される。従って、下地層２７は、孔部５ｈの内壁等に対して隙間なく成膜されること（断線が生じないこと）が好ましい。
【００６３】
ここで、第２貫通孔１７ｈが第１貫通孔１５ｈと同一の径である場合、第２貫通孔１７ｈを形成するときに位置ずれが発生すると、カバー５の上方から見て、第１貫通孔１５ｈの一部が蓋部１７（第２貫通孔１７ｈの周囲部分）により覆われることになる。すなわち、スパッタ法などにより第２貫通孔１７ｈを介して第１貫通孔１５ｈ内に下地層２７を形成することが困難になる部分が生じる。
【００６４】
そこで、実施形態では、生じ得る位置ずれの大きさよりも大きい差で、第２貫通孔１７ｈを第１貫通孔１５ｈよりも径を大きくしている。その結果、第１貫通孔１５ｈと第２貫通孔１７ｈとの間には、段差部５ｋが形成されている。
【００６５】
しかし、段差部５ｋにおいては、角部において下地層２７を成膜することが難しい。しかし、絶縁膜２５によって段差部５ｋの角部がなだらかにされることにより、下地層２７の成膜を行い易くなる。
【００６６】
以上の実施形態によれば、ＳＡＷ装置１は、基板３と、基板３の第１主面３ａに設けられたＳＡＷ素子１１と、ＳＡＷ素子１１上に振動空間Ｓを形成しつつＳＡＷ素子１１を覆って封止するカバー５とを有する。さらに、ＳＡＷ装置１は、カバー５を振動空間Ｓの外側において第１主面３ａの面する方向へ貫通する孔部５ｈに充填され、ＳＡＷ素子１１に接続された端子７と、端子７の側面と孔部５ｈの内壁との間に介在する絶縁膜２５とを有する。
【００６７】
従って、絶縁膜２５の材料、厚さ及び成膜範囲を適宜に設定することにより、種々の構造的機能の向上を図ることができる。具体的には、以下のとおりである。
【００６８】
絶縁膜２５は、カバー５の材料よりも遮水性の高い材料により形成され、孔部５ｈ内において第１主面３ａ上の保護層２１と接している。従って、孔部５ｈから浸入した水分がカバー５と保護層２１との間から振動空間Ｓ内に浸入することが抑制される。
【００６９】
なお、当該効果を得る観点からは、絶縁膜２５が孔部５ｈの全周に亘って保護層２１と密着することが好ましい。また、絶縁膜２５と保護層２１との材料が同一であり、絶縁膜２５と保護層２１との接着強度が高いことが好ましい。さらに、絶縁膜２５が孔部５ｈの内壁の比較的広い範囲に成膜されている場合には、孔部５ｈに浸入した水分がカバー５に浸透することにより、水分が振動空間Ｓに浸入することも抑制される。比較的広い範囲は、例えば、孔部５ｈの基板３側の端部から振動空間Ｓの上面の高さまでの範囲、第１貫通孔１５ｈの内壁全体又は孔部５ｈの内壁全体である。
【００７０】
絶縁膜２５は、孔部５ｈの内壁からカバーの上面５ａへ延在し、カバーの上面５ａを覆っている。従って、絶縁膜２５は、孔部５ｈの上面５ａ側の縁部を覆い、水分が絶縁膜２５と孔部５ｈの内壁との間に浸入することを抑制する。その結果、孔部５ｈの内壁に成膜された絶縁膜２５の遮水機能がより確実に発揮される。
【００７１】
なお、当該効果を得る観点からは、絶縁膜２５は、孔部５ｈの全周に亘って、孔部５ｈの内壁からカバーの上面５ａへ延在していることが好ましい。さらに、絶縁膜２５がカバー５の上面５ａの比較的広い範囲（例えば上面５ａ全体）に形成されている場合には、水分が上面５ａからカバー５に浸透することにより、水分が振動空間Ｓに侵入することも抑制される。
【００７２】
絶縁膜２５は、カバー５の上面５ａからカバー５の側面５ｂへ延在し、カバーの側面５ｂを覆っている。従って、水分がカバー５の上面５ａと絶縁膜２５との間に浸入することが抑制され、ひいては、孔部５ｈの内壁に成膜された絶縁膜２５の遮水機能がより確実に発揮される。このような効果は、実施形態のように、端子７がカバー５の上面５ａの外周側に配置されたり、複数の端子７が上面５ａの外周に沿って配置されたりしており、上面５ａにおいて孔部５ｈの周囲に広く絶縁膜２５を形成することが難しい場合に有効である。
【００７３】
なお、当該効果を得る観点からは、絶縁膜２５は、カバー５の上面５ａの全周に亘って、上面５ａから側面５ｂへ延在していることが好ましい。さらに、絶縁膜２５がカバー５の側面５ｂの比較的広い範囲（例えば側面５ｂ全体）に形成されている場合には、水分が側面５ｂからカバー５に浸透することにより、水分が振動空間Ｓに侵入することも抑制される。また、側面５ｂにおいて絶縁膜２５と保護層２１とが接している場合には、カバー５と保護層２１との間から水分が浸入することも抑制される。当該効果を得る観点からは、絶縁膜２５は、カバー５の全周に亘って保護層２１と密着することが好ましい。また、絶縁膜２５と保護層２１との材料が同一であり、絶縁膜２５と保護層２１との密着性が高いことが好ましい。
【００７４】
また、ＳＡＷ装置１の製造方法は、基板３の第１主面３ａにＳＡＷ素子１１を設ける工程（図５（ａ））と、ＳＡＷ素子１１上に振動空間Ｓを形成しつつＳＡＷ素子１１を覆って封止しており、振動空間Ｓの外側において第１主面３ａの面する方向へ貫通する孔部５ｈが形成されたカバー５を形成する工程（図５（ｃ）〜図６（ｂ））とを有する。さらに、当該製造方法は、液状の絶縁材料を孔部５ｈの内壁に付着させて絶縁膜２５を成膜する工程（図６（ｃ）〜図７（ａ））と、無電解めっき法により、孔部５ｈの内壁に対して絶縁膜２５上に下地層２７を成膜する工程（図７（ｂ））と、電気めっき法により、下地層２７上に金属を析出させ、孔部５ｈに充填された中実部２９を形成する工程（図７（ｃ））とを有する。
【００７５】
従って、上述したように、液状の絶縁材料の流動性及び粘性を利用して、孔部５ｈの凹凸をなだらかにし、下地層２７の形成容易性を向上させることができる。
【００７６】
なお、以上の実施形態において、ＳＡＷ装置１は本発明の弾性波装置の一例であり、ＳＡＷ素子１１は本発明の弾性波素子の一例である。
【００７７】
図８は、本発明の変形性に係る孔部１０５ｈ及び端子１０７を示す断面図である。
【００７８】
孔部１０５ｈを構成する第１貫通孔１１５ｈ及び第２貫通孔１１７ｈは、それぞれ、基板３側が拡径するテーパ状に形成されている。また、第１貫通孔１１５ｈの第２貫通孔１１７ｈ側の径は、第２貫通孔１１７ｈの第１貫通孔１１５ｈ側の径よりも小さく、第１貫通孔１１５ｈと第２貫通孔１１７ｈとの間には段差部が形成されている。
【００７９】
このような孔部１０５ｈは、例えば、カバー１０５を構成する枠部１１５及び蓋部１１７がネガ型の感光性樹脂により形成されることにより実現される。具体的には、第１貫通孔１１５ｈを例にとると、以下のとおりである。
【００８０】
ネガ型の感光性樹脂を用いた枠部１１５においては、現像後に感光性樹脂が残るべき領域に光が照射される。第１貫通孔１１５ｈの周囲部分に対して照射された光は、第１貫通孔１１５ｈの配置位置へ一部が発散されてしまうことから、枠部１１５の深くまで（基板３側まで）光が十分に到達しない。従って、第１貫通孔１１５ｈの周囲部分は、基板３側が十分に硬化されずに、除去される。その結果、第１貫通孔１１５ｈは、第１主面３ａ側ほど拡径するテーパ状に形成される。
【００８１】
第１貫通孔１１５ｈ及び第２貫通孔１１７ｈは、基板３とは反対側が基板３側よりも縮径していることから、その内壁が基板３側を向いている。従って、スパッタ法等により、基板３とは反対側から、これらの孔の内壁に金属層を形成することが難しい。
【００８２】
一方、絶縁膜１２５は、実施形態と同様に、スピンコーティング等の液相成長法により成膜される。そして、液状材料の流動性及び粘性に起因して、絶縁膜１２５は、第１貫通孔１１５ｈ及び第２貫通孔１１７ｈにおいて、基板３とは反対側よりも基板３側が厚く形成されている。
【００８３】
従って、第１貫通孔１１５ｈ及び第２貫通孔１１７ｈの傾斜が緩和され、金属層（下地層１２７）を形成することが容易化され、ひいては、中実部１２９を形成することが容易化される。なお、第１貫通孔１１５ｈ及び第２貫通孔１１７ｈの間の角部は、実施形態と同様に、絶縁膜１２５によりなだらかにされている。
【００８４】
なお、以上の変形例において、第１貫通孔１１５ｈ全体又は第２貫通孔１１７ｈ全体は、本発明の孔部の貫通方向の所定範囲の一例である。
【００８５】
本発明は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【００８６】
弾性波装置は、ＳＡＷ装置に限定されない。例えば、弾性波装置は、圧電薄膜共振器であってもよい。弾性波装置において、保護層（２１）は省略されてもよいし、逆に、他の適宜な層が形成されてもよい。例えば、立体配線が必要な場合には、導体層１９の一部に積層される絶縁層と、当該絶縁層を介して導体層１９の一部に積層される他の導体層とが設けられてもよい。なお、保護層が省略された場合には、絶縁膜は、基板の主面に密着してもよい。
【００８７】
絶縁膜は、防水性の向上や下地層の形成容易性向上を目的としたものに限定されない。換言すれば、絶縁膜は、カバーの材料よりも遮水性の高い材料により形成されるものや、液相成長法により成膜されるものに限定されない。例えば、絶縁膜は、カバーと端子との接着強度を向上させ、端子のカバーからの抜けを抑制することを目的としたものであってもよい。
【００８８】
絶縁膜は、１層から構成されるものに限定されず、２層から構成されてもよい。例えば、遮水性の高い層と、端子とカバーとの熱膨張差による熱応力を緩和可能な弾性率を有する層とにより構成されてもよい。
【００８９】
弾性波装置の製造方法は、枠部と蓋部とを順次形成するものに限定されない。例えば、振動空間Ｓとなる領域に犠牲層を形成し、犠牲層上に枠部及び蓋部となる樹脂を積層し、その後、枠部又は蓋部に形成された孔部を介して犠牲層を排除してもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１…弾性表面波装置（弾性波装置）、３…基板、３ａ…第１主面（主面）、５…カバー、７…端子、１１…弾性表面波素子（弾性波素子）、２５…絶縁膜。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の主面に設けられた弾性波素子と、
前記弾性波素子上に空間を形成しつつ前記弾性波素子を覆って封止するとともに、前記空間の外側において前記主面の面する方向へ貫通する孔部を有するカバーと、
前記孔部に充填され、前記弾性波素子に接続された端子と、
前記端子の側面と前記孔部の内壁との間に介在する絶縁膜と、
を有する弾性波装置。
【請求項２】
前記絶縁膜は、少なくとも前記孔部の基板側の端部から前記空間の上面の高さまで成膜されている
請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
前記絶縁膜は、前記カバーの材料よりも遮水性の高い材料により形成され、前記孔部内において前記主面又は前記主面に積層された層と接している
請求項１又は２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記絶縁膜は、前記孔部の内壁から前記カバーの上面へ延在し、前記カバーの上面を覆っている
請求項３に記載の弾性波装置。
【請求項５】
前記絶縁膜は、前記カバーの上面から前記カバーの側面へ延在し、前記カバーの側面を覆っている
請求項４に記載の弾性波装置。
【請求項６】
前記絶縁膜の材料はＳｉＯ２である
請求項３〜５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項７】
前記端子は、
前記孔部の内壁に対して前記絶縁膜上に成膜された下地層と、
前記下地層の内側において前記孔部内に充填された中実部と、
を有し、
前記孔部の内壁には、前記孔部が前記基板側において前記基板とは反対側よりも縮径する段差部が形成されており、
前記絶縁膜は、前記段差部の角部を覆い、その覆う部分において、前記下地層が成膜される表面が、前記角部よりもなだらかに形成されている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項８】
前記端子は、
前記絶縁膜を介して前記孔部の内壁に対して成膜された下地層と、
前記下地層の内側において前記孔部内に充填された中実部と、
を有し、
前記孔部は、貫通方向の所定範囲において前記基板側が前記基板とは反対側よりも拡径し、
前記絶縁膜は、前記所定範囲において前記基板側が前記基板とは反対側よりも厚く形成されている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項９】
基板の主面に弾性波素子を設ける工程と、
前記弾性波素子上に空間を形成しつつ前記弾性波素子を覆って封止しており、前記空間の外側において前記主面の面する方向へ貫通する孔部が形成されたカバーを形成する工程と、
液状の絶縁材料を前記孔部の内壁に付着させて絶縁膜を成膜する工程と、
無電解めっき法により、前記孔部の内壁に対して前記絶縁膜上に下地層を成膜する工程と、
電気めっき法により、前記下地層上に金属を析出させ、前記孔部に充填された中実部を形成する工程と、
を有する弾性波装置の製造方法。
【請求項１】
基板と、
前記基板の主面に設けられた弾性波素子と、
前記弾性波素子上に空間を形成しつつ前記弾性波素子を覆って封止するとともに、前記空間の外側において前記主面の面する方向へ貫通する孔部を有するカバーと、
前記孔部に充填され、前記弾性波素子に接続された端子と、
前記端子の側面と前記孔部の内壁との間に介在する絶縁膜と、
を有する弾性波装置。
【請求項２】
前記絶縁膜は、少なくとも前記孔部の基板側の端部から前記空間の上面の高さまで成膜されている
請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
前記絶縁膜は、前記カバーの材料よりも遮水性の高い材料により形成され、前記孔部内において前記主面又は前記主面に積層された層と接している
請求項１又は２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記絶縁膜は、前記孔部の内壁から前記カバーの上面へ延在し、前記カバーの上面を覆っている
請求項３に記載の弾性波装置。
【請求項５】
前記絶縁膜は、前記カバーの上面から前記カバーの側面へ延在し、前記カバーの側面を覆っている
請求項４に記載の弾性波装置。
【請求項６】
前記絶縁膜の材料はＳｉＯ２である
請求項３〜５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項７】
前記端子は、
前記孔部の内壁に対して前記絶縁膜上に成膜された下地層と、
前記下地層の内側において前記孔部内に充填された中実部と、
を有し、
前記孔部の内壁には、前記孔部が前記基板側において前記基板とは反対側よりも縮径する段差部が形成されており、
前記絶縁膜は、前記段差部の角部を覆い、その覆う部分において、前記下地層が成膜される表面が、前記角部よりもなだらかに形成されている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項８】
前記端子は、
前記絶縁膜を介して前記孔部の内壁に対して成膜された下地層と、
前記下地層の内側において前記孔部内に充填された中実部と、
を有し、
前記孔部は、貫通方向の所定範囲において前記基板側が前記基板とは反対側よりも拡径し、
前記絶縁膜は、前記所定範囲において前記基板側が前記基板とは反対側よりも厚く形成されている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項９】
基板の主面に弾性波素子を設ける工程と、
前記弾性波素子上に空間を形成しつつ前記弾性波素子を覆って封止しており、前記空間の外側において前記主面の面する方向へ貫通する孔部が形成されたカバーを形成する工程と、
液状の絶縁材料を前記孔部の内壁に付着させて絶縁膜を成膜する工程と、
無電解めっき法により、前記孔部の内壁に対して前記絶縁膜上に下地層を成膜する工程と、
電気めっき法により、前記下地層上に金属を析出させ、前記孔部に充填された中実部を形成する工程と、
を有する弾性波装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−７７９３８（Ｐ２０１１−７７９３８Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２８７８４（Ｐ２００９−２２８７８４）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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