JP2007208665A - 弾性波デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モジュール化の際の圧力で変形しない中空構造を有し、接続部やその周囲の樹脂封止部に熱応力に起因したクラック等が発生することを抑制すること。
【解決手段】本発明は、圧電基板（１０）または圧電膜の表面に設けられた弾性波素子（１２）と、弾性波素子上に空洞（１８）を有し空洞の側面および上面を覆うように圧電基板に設けられた第１封止部（２０）と、弾性波素子を外部に電気的に接続する端子部（３０、３２）と、端子部の周囲に設けられた第２封止部（４０）と、を有する。そして、第２封止部の弾性率は第１封止部の弾性率より低いことを特徴とする弾性波デバイスおよびその製造方法である。
【選択図】図６

Description

本発明は弾性波デバイスおよびその製造方法に関し、特に弾性波素子の上部に空洞を有する封止部を備えた弾性波デバイスおよびその製造方法に関する。

弾性波デバイスは、例えば４５ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数帯における無線信号を処理する各種回路、例えば送信用バンドパスフィルタ、受信用バンドパスフィルタ、局所発振フィルタ、アンテナ共用器、中間周波数フィルタ、ＦＭ変調器等に用いられている。近年これらの信号処理機器は小型化が進み、使用される弾性波デバイス等の電子部品も小型化が求められている。弾性波素子デバイスに用いる弾性波素子としては、圧電基板上に金属膜を用いすだれ電極（ＩＤＴ：Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）や反射器を形成した弾性表面波（ＳＡＷ）素子、圧電薄膜を金属電極で挟む圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）素子などがある。

特に移動体電話端末等の携帯用電子機器においては、電子部品をモジュール化して用いることが多くなってきている。モジュール化は、低コスト化のため、電子部品を表面実装し樹脂封止することにより行われる。そのため、表面実装可能で、モジュール化の樹脂封止の際の圧力に耐えられる弾性波デバイスが求められる。同時に、弾性波素子の特性を維持するためには弾性波素子の機能部分（振動部分）上面に空洞を設けることが求められている。弾性波素子の機能部分としては、弾性表面波素子ではＩＤＴの電極指であり、圧電薄膜共振器素子では圧電薄膜を挟みこむ上下電極の重なる領域である。

このような要求を満たすために、弾性波素子内の機能部分上に接する空洞を有する封止部を設けた構造（いわゆる中空構造）を形成する方法が提案されている。特許文献１には、弾性波素子上に空洞となるべき領域に溶解用樹脂を形成し、溶解用樹脂上に上部板を形成した後、溶解用樹脂を除去することにより中空構造を形成する方法(従来例１)が開示されている。特許文献２には、電気的構造素子を包囲するフレーム構造体を形成し、電気的構造素子上が空洞になるように、フレーム構造体上に補助フィルムを貼り、その上に樹脂層を形成し、フレーム構造体の屋根部分以外を除去することにより中空構造を形成する方法(従来例２)が開示されている。特許文献３には、弾性波素子を形成した圧電基板上に樹脂フィルムを貼り、弾性波素子が複数設けられた基板の機能部分上部の樹脂フィルムを開口し、樹脂フィルム上に回路基板を接着し中空構造を形成する方法（従来例３）が開示されている。特許文献４には、弾性波素子を複数設けた基板上に感光性樹脂を形成し、弾性波素子の機能部分上部の感光性樹脂を開口し、その上に配線基板集合体の基板を実装し、ダイシングで分割することにより中空構造を形成する方法(従来例４)が開示されている。特許文献５には、弾性波素子を包囲する包囲壁と、中空構造を形成するための蓋体とを異なる樹脂を用いる方法（従来例５）が開示されている。
特許３２９１０４６号公報 特表２００３−５２３０８２号公報 特許３１９６６９３号公報 特許３２２５９０６号公報 特開平１０−９３３８３号公報

従来例１ないし４の方法で形成された弾性波デバイスは、モジュール化の際に加わる圧力に対し耐えられず、中空構造が変形してしまう。一方、従来例５の方法はモジュール化の際に中空構造が変形することを抑制することを目的としている。従来例５に対し、表面実装の要求のため弾性波デバイスの表面側（弾性表波素子が形成された側）に外部と電気的に接続するための接続部が設けた場合、蓋体を貫通して接続部が設けられる。蓋体は変形防止のため弾性率の高い材料が用いられる。このため、接続部と蓋体の熱応力等により、蓋体や接続部にクラック等が発生する。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、モジュール化の際の圧力で変形しない中空構造を有し、接続部やその周囲の樹脂封止部に熱応力に起因したクラック等の発生することを抑制することが可能な弾性波デバイスおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、基板上に設けられた弾性波素子と、前記弾性波素子上に空洞を有し該空洞の側面および上面を覆うように前記基板上に設けられた第１封止部と、前記弾性波素子を外部に電気的に接続する端子部と、該端子部の周囲に設けられた第２封止部と、を具備し、前記第２封止部の弾性率は前記第１封止部の弾性率より低いことを特徴とする弾性波デバイスである。本発明によれば、モジュール化の際の圧力で変形しない中空構造を有し、接続部やその周囲の樹脂封止部に熱応力に起因したクラック等の発生することを抑制することができる。

上記構成において、前記第１封止部の１５０℃から２００℃での弾性率が１．８ＧＰａ以上である構成とすることができる。この構成によれば、弾性波デバイスをモジュール化する際に、空洞の潰れを抑制することができる。

上記構成において、前記第２封止部の２４０℃から２８０℃の弾性率が前記第１封止部の２４０℃から２８０℃の弾性率より低い構成とすることができる。この構成によれば、ハンダリフローを行う温度において、第２封止部の弾性率が第１封止部より低いことにより、耐リフロー性を向上させることができる。

上記構成において、前記第１封止部および前記第２封止部は有機材料である構成とすることができる。また、上記構成において、前記第１封止部はエポキシ樹脂またはポリイミド樹脂を含む構成とすることができる。

上記構成において、前記第１封止部は、前記基板側が大きい階段状である構成とすることができる。この構成によれば、第２封止部と第１封止部との間に気泡が残存することを抑制することができる。

上記構成において、前記第１封止部の側面と前記基板の表面のなす角度は９０°以下である構成とすることができる。この構成によれば、第２封止部と第１封止部との間に気泡が残存することを抑制することができる。

本発明は、基板上に弾性表面波素子を形成する工程と、前記弾性波素子上に空洞を有し該空洞の側面および上面を覆うように前記基板上に第１封止部を形成する工程と、前記第１封止部上および前記第１封止部を囲む前記基板上に、弾性率が第１封止部より低い第２封止部を形成する工程と、前記第２封止部を貫通し、前記弾性波素子を外部に電気的に接続する端子部を形成する工程と、を有する弾性波デバイスの製造方法である。本発明によれば、モジュール化の際の圧力で変形しない中空構造を有し、接続部やその周囲の封止部に熱応力に起因したクラック等の発生することを抑制することができる。

上記構成において、前記第１封止部を形成する工程は、前記空洞となるべき領域に開口部を有する第１樹脂膜を前記基板上に形成する工程と、前記第１樹脂膜上に、前記開口部を前記空洞として残存させるように第２樹脂膜を形成する工程と、前記第２樹脂膜の所定領域を除去し、前記第１樹脂膜と前記第２樹脂膜とより前記第１封止部を形成する工程と、を含み、前記第２封止部を形成する工程は、前記第１封止部上に第３樹脂膜を形成する工程と、前記第３樹脂膜より前記第２封止部を形成する工程と、を含む構成とすることができる。この構成によれば、空洞を有する第１封止部を覆う第２封止部を形成することができる。

上記構成において、前記第１封止部を形成する工程は、前記第１樹脂膜および前記第２樹脂膜を硬化させるため第１の温度で熱処理を行う工程を含み、前記第２封止部を形成する工程は、前記第３樹脂膜を硬化させるため第２の温度で熱処理する工程を含み、前記第１の温度は前記第２の温度より高い構成とすることができる。この構成によれば、第１の温度が前記第２の温度より高いことにより、第１封止部の弾性率を第２封止部より高くすることができる。

本発明によれば、モジュール化の際の圧力で変形しない中空構造を有し、接続部やその周囲の樹脂封止部に熱応力に起因したクラック等の発生することを抑制することが可能な弾性波デバイスおよびその製造方法を提供することができる。

まず、発明者が、従来例１ないし５の課題を明確にするために行った実験について説明する。図１（ａ）から図１（ｃ）は実験に用いた比較例１に係る弾性波デバイスを示す図である。図１（ａ）は平面図、図1（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、図１（ａ）は、封止部２０aを透視して弾性波素子１２、配線１６および空洞１８を図示し、弾性波素子１２および配線１６は実線、空洞１８は破線で示している。図１（ａ）および図１（ｂ）を参照に、圧電基板１０表面に金属膜で形成されたＩＤＴ、反射器等からなる弾性波素子１２が設けられ、さらに圧電基板１０上には弾性波素子１２の機能部分上に空洞１８を有する封止部２０aが設けられている。

図１（ａ）および図１（ｃ）を参照に、圧電基板１０上に配線１６が形成され、配線１６上に封止部２０aが設けられている。封止部２０aを貫通するプラグ金属３０が設けられ、弾性波素子１２とプラグ金属３０とは配線１６および配線１６上の電極パッド１７により接続されている。プラグ金属３０上にはハンダボール３２が設けられる。これにより、プラグ金属３０およびハンダボール３２は、弾性波デバイスを表面実装する際弾性波素子１２を外部に電気的に接続する端子部として機能する。このように、弾性波素子１２は中空構造を有する封止部２０aに封止され、配線１６、プラグ金属３０を介しハンダボール３２に接続される。なお、比較例１に係る弾性波デバイスは、封止部２０aの高さが約９０μｍ、空洞１８の高さが約３０μｍ、空洞１８の幅が約５００μｍである。

図２（ａ）から図２（ｆ）を参照に、比較例１に係る弾性波デバイスの封止部２０aの形成工程を説明する。図２（ａ）から図２（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面に相当する断面図であり、図２（ｄ）から図２（ｆ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。図２（ａ）および図２（ｄ）を参照に、弾性波素子１２および配線１６が形成された圧電基板１０上に、感光性を有しノボラック型エポキシ樹脂を含有する第１樹脂膜１９を約３０μｍの膜厚になるようにスピンコート法を用い塗布する。その後乾燥する。露光現像することで、弾性波素子１２上、切断領域６４上および電極パッド１７上の第１樹脂膜１９を除去する。これにより、第１樹脂膜１９には弾性波素子１２上に開口部６０、電極パッド１７上に開口部６２および切断領域６４上に開口部が形成される。さらに、約２００℃の窒素雰囲気中で約１時間加熱し、第１樹脂膜１９を硬化させる。

図２（ｂ）および図２（ｅ）を参照に、第１樹脂膜１９上に、開口部６０、６２等を保持するように、厚さが約６０μｍのフィルム状の感光性のノボラック型エポキシ樹脂を含有する第２樹脂膜２１をラミネート法を用い貼り付ける。これにより、開口部６０は空洞１８に開口部６２は空洞６６となる。図２（ｃ）および図２（ｆ）を参照に、露光現像することで、第１樹脂膜１９に形成された切断領域６４上の空洞上、空洞６６上の第２樹脂膜２１に開口部を設ける。これにより、弾性波素子１２上に空洞１８を有し、電極パッド１７上にプラグ金属３０を形成すべき開口部６８を有する封止部２０aが形成される。

比較例１に係る弾性波デバイスは、弾性波素子１２の機能部分上に空洞１８を有する封止部２０aで保護されているため、モジュール化のため樹脂封止した際、弾性波素子１２の機能部分は中空構造により保護される。また、封止部２０aにプラグ金属３０を設けられており、プラグ金属３０が封止部２０ａ上に形成されたハンダボール３２と弾性波素子１２とを接続している。プラグ金属３０は封止部２０ａで囲まれた開口部６８に金属を充填し形成するため、容易にプラグ金属３０の形成ができる。ハンダボール３２は封止部２０ａ上に設けられているため、ハンダボール３２は封止部２０ａの上面より高くすることができ、表面実装を行うことができる。

このような弾性波デバイスがモジュール化の樹脂封止に耐えられるかを実験した。まず、図３（ａ）を参照に、圧電基板１０上の封止部２０ａを有する弾性波デバイスをプリント板７０に取り付けた。通常、モジュール化する際は封止部２０ａの方をプリント板７０に取り付けるが、この実験では中空構造の変形を確認しやすくするため圧電基板１０の方をプリント板７０に取り付けた。図３（ｂ）を参照に、弾性波デバイスを取り付けたプリント板７０をトランスファーモールド金型７２内に取り付けた。封止樹脂注入用金型７４に１７５℃に加熱したフィラーを含有する熱硬化型エポキシ樹脂８０を封入した。熱硬化型エポキシ樹脂８０にプランジャー７６を用い７０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力を加え、トランスファーモールド金型７２内に押し込んだ。モジュール化の樹脂封止の際、樹脂８０の温度は一般的に１５０℃から２００℃が用いられ、封止する樹脂８０の圧力は一般的に３０から１００Ｋｇ／ｃｍ^２が用いられる。今回の実験はこれらの値のほぼ中心の値を用いている。このようにして、弾性波デバイスにモジュール化の際加わる圧力を印加した。

図４は、上記実験後の弾性波デバイスの断面ＳＥＭ写真の模式図である。フィラー８２を含有するエポキシ樹脂８０により圧電基板１０上に設けられた封止部２０ａは、空洞１８が潰れ封止部２０ａが変形している。これは、封止部２０ａは空洞１８を有しているため、エポキシ樹脂８０の圧力に封止部２０ａが耐えられず塑性変形したものと考えられる。比較例１に係る弾性波デバイスで用いた第１樹脂膜１９および第２樹脂膜２１の弾性率は室温では２．４ＧＰａに対し、モジュール化する際に加わる温度である１５０℃から２００℃では９００ＭＰａに低下してしまう。このように、一般的な樹脂では弾性率が高温になると低下してしまう。このため、モジュール化の樹脂封止の際、その温度および圧力により封止部２０ａが塑性変形してしまうのではないかと考えた。

そこで、比較例１に係る弾性波デバイスの中空構造の変形状態を調査した。図５（ａ）を参照に、比較例１に係る弾性波デバイスの天井部にダイナミック微小硬度計（島津製作所製）の圧子を押し込んだ。このときの天井部の凹み量をＤとした。このように、天井部の凹み量Ｄを変えて調べたところ、天井部の凹み量Ｄが１０μｍを越えると変形が元に戻らなくなり、１２μｍを越えると完全に塑性変形することがわかった。

さらに、比較例１の封止部２０ａと同じ寸法のモデルを用い、封止部２０ａの天井部に７０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力を印加したときの、封止部２０ａの弾性率に対する天井の凹み量Ｄを計算した。図５（ｂ）はその結果を示す図である。なお、計算は有限要素を用いたシミュレーションソフトＡＮＳＹＳ（商品名）を用い封止部２０ａは完全弾性体と仮定した。樹脂の温度が１５０℃から２００℃の弾性率である９００ＭＰａでは天井部の凹み量は２２μｍとなる（図５（ｂ）のＡ点）。このように、樹脂の弾性率が９００ＭＰａのときは、天井部の凹み量は天井部の弾性限界である１２μｍを大きく越えている。以上を勘案すると、トランスファーモールドの成形時に、過熱により封止部２０ａの天井部の弾性率が低下し、圧力により天井部の凹み量が弾性限界を越え、図４のように、封止部２０ａが塑性変形に至ったものと考えられる。封止部２０ａの天井部が弾性限界を超えないためには、図５（ｂ）より、封止部２０ａの天井部の１５０℃から２００℃の弾性率は１．８ＧＰａ以上が好ましい。

しかしながら、比較例１の封止部２０ａの弾性率を高くした場合、または従来例５のように蓋体の弾性率を高くした場合、以下の課題が生じる。接続部であるハンダボール３２を用いプリント基板と電気的に接続させ、ハンダのリフローを行う。ハンダのリフローは、通常用いられる鉛フリーハンダ（ＳｎＡｇＣｕ）の場合、２４０℃から２８０℃で行われる。このとき、封止部２０ａとプラグ金属３０およびハンダボール３２との熱応力が加わる。封止部２０ａの弾性率が高いと、ハンダボール３２やプラグ金属３０にクラックが発生してしまう。このように、耐リフロー性が悪いという課題がある。そこで、上記課題を解決するための実施例を以下に説明する。

図６（ａ）は実施例１に係る弾性波デバイスの平面図である。第１封止部２０および第２封止部４０を透視し弾性波素子１２、配線１６および空洞１８を図示し、弾性波素子１２および配線１６は実線、空洞１８および第１封止部２０は破線で示している。図６（ｂ）および図６（ｃ）はそれぞれ図６（ａ）のＡ−ＡおよびＢ−Ｂ断面図である。図６（ａ）から図６（ｃ）を参照に、比較例１の封止部２０ａの代わりに第１封止部２０および第２封止部４０が形成されている。圧電基板１０上の空洞１８の周囲には第１封止部２０が形成されている。つまり、空洞１８の側面および上面を覆うように圧電基板１０上に第１封止部２０が設けられている。第１封止部２０は上（圧電基板１０の反対方向）にいくに従い小さくなる階段状の形状をしている。圧電基板１０上で第１封止部２０を覆うように第２封止部４０が設けられている。第２封止部４０にはプラグ金属３０が貫通し、プラグ金属３０にはハンダボール３２が形成されている。その他の構成は比較例１と同じであり、同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。

次に、図７（ａ）から図１０（ｆ）を用い実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法について説明する。図７（ａ）ないし図７（ｃ）、図８（ａ）ないし図８（ｃ）、図９（ａ）ないし図９（ｃ）並びに図１０（ａ）ないし図１０（ｃ）は図６（ａ）のＡ−Ａ断面に相当する断面の製造工程を示した図である。一方、図７（ｄ）ないし図７（ｆ）、図８（ｄ）ないし図８（ｆ）、図９（ｄ）ないし図９（ｆ）並びに図１０（ｄ）ないし図１０（ｆ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ断面に相当する断面の製造工程を示した図である。また、図７（ａ）ないし図１０（ｆ）は、ウェハ状態の圧電基板１０を用いで行われる製造工程であり、複数の弾性波デバイスとなるべき領域がウェハ上に存在するが、１つの複数の弾性波デバイスとなるべき領域を図示して説明する。そして、図１０（ｃ）および図１０（ｆ）において、切断領域６４をダイシングで分離することにより、複数の弾性波デバイスに分離される。

図７（ａ）および図７（ｄ）を参照に、圧電基板１０（ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３等）上にＡｌを用い金属膜を形成し、弾性波素子１２および配線１６を形成する。配線１６上のプラグ金属３０を形成すべき領域に電極パッド１７を形成する。図７（ｂ）および図７（ｅ）を参照に、圧電基板１０、弾性波素子１２および配線１６上に照射部が現像されなくなるネガ型の感光性を有するノボラック型のエポキシ樹脂である第１樹脂膜１９を３０μｍ程度塗布しポストベークする。図７（ｃ）および図７（ｆ）を参照に、マスクを用い紫外線（ＵＶ光）を、第１樹脂膜１９の弾性波素子１２の機能部分上の空洞１８を形成すべき領域および周辺領域以外の領域に照射する。

図８（ａ）および図８（ｄ）を参照に、第１樹脂膜１９を現像することで、紫外線（ＵＶ光）を照射していない領域の第１樹脂膜１９を除去する。これにより、第１樹脂膜１９に空洞となるべき開口部６０が形成され、開口部６０の周囲に第１樹脂膜１９が残存する。窒素雰囲気中の３００℃で１時間熱処理することで第１樹脂膜１９を硬化させる。通常、エポキシ樹脂を硬化させる場合は、２００℃程度で熱処理を行う。実施例１では、３００℃で熱処理することにより第１樹脂膜１９は一層硬化し弾性率が高くなる。これにより、第１樹脂膜１９の１５０℃から２００℃の弾性率を１．８ＧＰａ以上とすることができる。図８（ｂ）および図８（ｅ）を参照に、保護フィルム５２に塗られたフィルム状のネガ型感光性樹脂である第２樹脂膜２１をラミネータ等の押し付けロール５０を用い、第１樹脂膜１９上に押し付け貼り付ける。図８（ｃ）および図８（ｆ）を参照に、周辺領域以外の領域に紫外線を照射する。

図９（ａ）および図９（ｄ）を参照に、保護フィルム５２を剥がし、現像することにより紫外線を照射していない領域の第２樹脂膜２１を除去する。窒素雰囲気中の３００℃で１時間熱処理することで第２樹脂膜２１を硬化させる。これにより、第１樹脂膜１９と第２樹脂膜２１とから圧電基板１０上の弾性波素子１２上に空洞１８有する第１封止部２０が形成される。第１封止部２０は例えば３００℃で熱処理されているため、１５０℃から２００℃の弾性率を１．８ＧＰａ以上とすることができる。図９（ｂ）および図９（ｅ）を参照に、第１封止部２０を覆うように、ネガ型の感光性を有するノボラック型のエポキシ樹脂である第３樹脂膜４１を形成する。第３樹脂膜４１は例えばフィルム状であり、真空ラミネートまたは真空プレス法を用い形成する。これらの方法を用いることにより、第１封止部２０と第３樹脂膜４１との間に気泡が入ることを防止することができる。図９（ｃ）および図９（ｆ）を参照に、電極パッド１７上の領域および切断領域６４以外の領域に紫外線を照射する。

図１０（ａ）および図１０（ｄ）を参照に、現像することにより紫外線を照射していない電極パッド１７の上の領域および切断領域６４の第３樹脂膜４１を除去する。窒素雰囲気中の２００℃で１時間熱処理することで第３樹脂膜４１を硬化させる。これにより、第３樹脂膜４１より第１封止部２０上および第１封止部２０を囲む圧電基板１０の表面上に、第２封止部４０が形成される。熱処理温度が図８（ａ）および図８（ｄ）並びに図９（ａ）および図９（ｄ）で説明した第１封止部２０の場合に比べ低いため、第２封止部４０の弾性率は第１封止部２０より低くなる。第２封止部４０は電極パッド１７上に開口部６８を有している。また、切断領域６４には第２封止部４０は形成されていない。図１０（ｂ）および図１０（ｅ）を参照に、開口部６８内にＮｉ、ＣｕまたはＡｕ等を無電解メッキし導電性のプラグ金属３０を形成する。プラグ金属３０は銀ペースト等の導電性物質を印刷で開口部４２内に充填する方法で形成しても良い。図１０（ｃ）および図１０（ｆ）を参照に、プラグ金属３０上に、プラグ金属３０に接続するハンダボール３２を形成する。以上により、弾性波素子１２と電気的に接続するプラグ金属３０(接続部)およびハンダボール３２が形成される。その後、切断領域６４の圧電基板１０をダイシングにより切断する。以上により、実施例１に係る弾性波デバイスが完成する。

実施例１に係る弾性波デバイスは、弾性波素子１２上の空洞１８の側面および上面を覆うように第１封止部２０が設けられ、端子部であるプラグ金属３０およびハンダボール３２の周辺に第２封止部４０が設けられている。そして、第２封止部４０の弾性率は第１封止部２０の弾性率より低い。第１封止部２０の弾性率を高くすることにより、弾性波デバイスをモジュール化する際に、空洞１８が潰れてしまうことを抑制することができる。また、プラグ金属３０およびハンダボール３２の周辺の第２封止部４０の弾性率は低いため、ハンダリフローや温度サイクル試験時に、第２封止部４０とプラグ金属３０およびハンダボール３２との熱応力により、ハンダボール３２や第２封止部４０にクラックが発生することを抑制することができる。

図５（ａ）および図５（ｂ）で説明したように、第１封止部２０の１５０℃から２００℃での弾性率は１．８ＧＰａ以上であることが好ましい。これにより、弾性波デバイスをモジュール化する際に、空洞１８の潰れを抑制することができる。

第２封止部４０の２４０℃から２８０℃の弾性率が第１封止部２０の２４０℃から２８０℃の弾性率より低いことが好ましい。ハンダリフローを行う温度である２４０℃から２８０℃において、第２封止部４０の弾性率が第１封止部２０より低いことにより、耐リフロー性を向上させることができる。

第１封止部２０および第２封止部４０は有機材料であることが好ましい。また、特に、第１封止部２０はエポキシ樹脂またはポリイミド樹脂を含むことが好ましい。第１封止部２０としてポリイミド樹脂を含む場合、図８（ａ）および図８（ｄ）並びに図９（ａ）および図9（ｄ）を用い説明した熱処理は３００℃より高温で行うことが好ましい。ポリイミド樹脂は耐熱性が高く、弾性率の高い封止部を形成するためには、より高温で硬化させることが求められるためである。

第１封止部２０は、圧電基板１０側の幅が大きい階段状である形状とすることが好ましい。または、図１１のように、第１封止部２０ｂの側面と圧電基板の表面のなす角度θは９０°以下であることが好ましい。図９（ｂ）および図９（ｅ）を参照に、第３樹脂膜４１を形成する際、第１封止部２０ｂの側面と圧電基板の表面のなす角度θが９０°より大きいと、第１封止部２０と第３樹脂膜４１の間に気泡が残ってしまう。そこで、第１封止部２０の形状を階段状とすること、または角度θを９０°以下とすることにより、第１封止部２０と第３樹脂膜４１の間に気泡が残存することを抑制することができる。

実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法において、第１封止部２０を形成する工程は、図８（ａ）および図８（ｄ）のように、空洞１８となるべき領域に開口部６０を有する第１樹脂膜１９を圧電基板１０上に形成する。図８（ｂ）および図８（ｅ）のように、第１樹脂膜１９上に、開口部６０を空洞１８として残存させるように第２樹脂膜２１を形成する。図９（ａ）および図９（ｄ）のように、第２樹脂膜２１の所定領域を除去し、第１樹脂膜１９と第２樹脂膜２１とより第１封止部２０を形成する。また、第２封止部４０を形成する工程は、図９（ｂ）および図９（ｅ）のように、第１封止部２０上に第３樹脂膜４１を形成する。そして第３樹脂膜４１より第２封止部４０を形成する。このように、第１封止部２０および第２封止部４０を形成することができる。

さらに、第１封止部２０を形成する際は、図８（ａ）および図８（ｄ）並びに図９（ａ）および図９（ｄ）で説明したように、第１樹脂膜１９および第２樹脂膜２１を硬化させるため３００℃（第１の温度）で熱処理を行う。一方、第２封止部４０を形成する際は、第３樹脂膜４１を硬化させるため２００℃（第２の温度）で熱処理を行う。このように、第１の温度が前記第２の温度より高いことにより、第１封止部２０の弾性率を第２封止部４０より高くすることができる。

実施例１においては、弾性波素子は、圧電基板１０上に形成された弾性表面波（ＳＡＷ）素子の例であった。弾性波素子は、例えばシリコン基板等の基板上に形成した圧電膜に形成された弾性表面波素子であってもよい。また、弾性波素子として圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）素子を用いることもできる。ＦＢＡＲ素子を用いる場合、基板は圧電基板ではなく、例えばシリコン基板、ガラス基板、サファイア基板等を用い、ＦＢＡＲは基板上の圧電膜を用い形成される。

実施例１では、弾性波素子１２および空洞１８はそれぞれ２つづつ形成されているが、これらの数に限られるものではない。第１封止部２０および第２封止部４０として、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂の例を示したが、これらに限られず、弾性波素子１２を保護する樹脂であれば良い。また、第１封止部２０の弾性率を向上させるため、樹脂硬化のための熱処理温度を高くしている。この方法以外であっても、例えば樹脂の弾性率が異なる樹脂を用いて、第１封止部２０の弾性率を第２封止部４０の弾性率より大きくしても良い。また、第１封止部２０にフィラーを添加し、弾性率を大きくしても良い。実施例１においては、接続部としてプラグ金属３０およびハンダボール３２の例を説明したが、接続部は、表面実装のために外部と電気的に接続するためのものであれば良く、例えばＡｕ、Ｃｕ等の金属を用いたバンプであっても良い。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

図１（ａ）は比較例１に係る弾性波デバイスの平面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 図２（ａ）から図２（ｆ）は比較例１に係る弾性波デバイスの製造工程を示す断面図である。 図３（ａ）および図３（ｂ）は比較例１に係る弾性波デバイスのモジュール化を想定した実験を説明するための模式図である。 図４は比較例１のモジュール化を想定した実験後の断面ＳＥＭ写真の模式図である。 図５（ａ）は比較例１の樹脂部の天井部の凹みを示す図である。図５（ｂ）は樹脂部の天井部の弾性率に対する天井部の凹み量をシミュレーションした結果を示す図である。 図６（ａ）は実施例１に係る弾性波デバイスの平面図である。図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図６（ｃ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 図７（ａ）から図７（ｆ）は実施例１に係る弾性波デバイスの製造工程を示す断面図（その１）である。 図８（ａ）から図８（ｆ）は実施例１に係る弾性波デバイスの製造工程を示す断面図（その２）である。 図９（ａ）から図９（ｆ）は実施例１に係る弾性波デバイスの製造工程を示す断面図（その３）である。 図１０（ａ）から図１０（ｆ）は実施例１に係る弾性波デバイスの製造工程を示す断面図（その４）である。 図１１は実施例１の変形例に係る弾性波フィルタの平面図である。

符号の説明

１０ 圧電基板
１２ 弾性波素子
１６ 配線
１７ 電極パッド
１８ 空洞
１９ 第１樹脂膜
２０ａ 封止部
２０、２０ｂ 第１封止部
２１ 第２樹脂膜
３０ プラグ金属
３２ ハンダボール
４０ 第２封止部
４１ 第３樹脂膜
６０ 空洞となるべき開口部

Claims (10)

1. 基板上に設けられた弾性波素子と、
   前記弾性波素子上に空洞を有し該空洞の側面および上面を覆うように前記基板上に設けられた第１封止部と、
   前記弾性波素子を外部に電気的に接続する端子部と、
   該端子部の周囲に設けられた第２封止部と、を具備し、
   前記第２封止部の弾性率は前記第１封止部の弾性率より低いことを特徴とする弾性波デバイス。
2. 前記第１封止部の１５０℃から２００℃での弾性率が１．８ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１記載の弾性波デバイス。
3. 前記第２封止部の２４０℃から２８０℃の弾性率が前記第１封止部の２４０℃から２８０℃の弾性率より低いことを特徴とする請求項１記載の弾性波デバイス。
4. 前記第１封止部および前記第２封止部は有機材料であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
5. 前記第１封止部はエポキシ樹脂またはポリイミド樹脂を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
6. 前記第１封止部は、前記基板側が大きい階段状である請求項１から５のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
7. 前記第１封止部の側面と前記基板の表面のなす角度は９０°以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
8. 基板上に弾性表面波素子を形成する工程と、
   前記弾性波素子上に空洞を有し該空洞の側面および上面を覆うように前記基板上に第１封止部を形成する工程と、
   前記第１封止部上および前記第１封止部を囲む前記基板上に、弾性率が第１封止部より低い第２封止部を形成する工程と、
   前記第２封止部を貫通し、前記弾性波素子を外部に電気的に接続する端子部を形成する工程と、を有する弾性波デバイスの製造方法。
9. 前記第１封止部を形成する工程は、前記空洞となるべき領域に開口部を有する第１樹脂膜を前記基板上に形成する工程と、前記第１樹脂膜上に、前記開口部を前記空洞として残存させるように第２樹脂膜を形成する工程と、前記第２樹脂膜の所定領域を除去し、前記第１樹脂膜と前記第２樹脂膜とより前記第１封止部を形成する工程と、を含み、
   前記第２封止部を形成する工程は、前記第１封止部上に第３樹脂膜を形成する工程と、前記第３樹脂膜より前記第２封止部を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項８記載の弾性波デバイスの製造方法。
10. 前記第１封止部を形成する工程は、前記第１樹脂膜および前記第２樹脂膜を硬化させるため第１の温度で熱処理を行う工程を含み、
    前記第２封止部を形成する工程は、前記第３樹脂膜を硬化させるため第２の温度で熱処理する工程を含み、
    前記第１の温度は前記第２の温度より高いことを特徴とする請求項９記載の弾性波デバイスの製造方法。
    

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