CN1574618A - 表面声波器件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

表面声波器件及其制造方法。一种表面声波器件，其包括：多个叉指式换能器；通过多个布线图案连接到所述多个叉指式换能器的多个第一电极焊盘；以及其上形成有所述多个叉指式换能器、所述多个第一电极焊盘和所述多个布线图案的压电基板。在该表面声波器件中，所述多个第一电极焊盘中的至少一个不连接到接地图案，并且所述压电基板具有在10^－12/Ω·cm至10^－6/Ω·cm范围内的电导率。

Description

表面声波器件及其制造方法

技术领域

本发明总体上涉及一种表面声波器件以及制造该表面声波器件的方法，更具体地，涉及一种其中密封有表面声波元件的表面声波器件以及制造该表面声波器件的方法。

背景技术

随着更高性能的电子装置在尺寸方面已变得更小，也希望安装到这些装置的电子器件变得更小并具有更高的性能。特别地，为了限制不希望的信号发送和接收，在蜂窝电话和通信设备的射频(RF)单元中采用表面声波(SAW)器件，这些表面声波器件被用作为发送或接收电波的电子装置的电子部件(例如滤波器、延迟线和振荡器)。随着性能日益提高的蜂窝电话和通信设备正迅速地变得更小，期望那些SAW器件在封装尺寸方面更小并具有更高的性能。此外，由于对能够用于更多不同领域中的SAW器件的需求正迅速增长，所以希望产品成本更低。

图1A和1B示出了采用传统SAW元件的SAW器件100。在日本未审专利公报No.8-18390中(具体地，在该公报的图4中)公开了这种SAW器件。图1A是SAW器件100的透视图。图1B是沿图1A的线F-F截取的SAW器件100的剖面图。

如图1A所示，SAW器件100包括：由陶瓷制成的封装102；金属封盖103，其密封形成在封装102中的腔109的开口；以及安装在腔109内的SAW元件110。如图1B所示，封装102具有三个基板102a、102b和102c层叠的三层结构。在这三个基板102a、102b和102c上分别形成电极焊盘105、布线图案106和底脚图案107。SAW元件110在压电基板111的第一主表面(上表面)上具有梳状电极或多个叉指式换能器(IDT)。压电基板111具有固定到腔109的底面上的第二主表面。该第二主表面是压电基板111与第一主表面相对的表面。简单地说，SAW元件110以面朝上的方式安装在腔109中。形成在SAW元件110上的电极焊盘114通过金属线108电连接到曝露在腔109内部的电极焊盘105。换句话说，SAW元件110通过引线接合连接到封装102。使用诸如焊料或树脂的接合材料(垫圈104)将金属封盖103固定到封装102的上表面上，以使得能够气密地密封腔109。

此外，可以通过以面朝下的状态将SAW元件倒装安装在小片附连表面(die-attach surface)上来实现小型化的SAW器件。日本未审专利公报No.2001-110946公开了这种技术。图2A和2B示出了SAW器件200。图2A是要安装在小片附连表面上的SAW元件210的透视图。图2B是沿与图1A的线F-F相对应的线截取的SAW器件200的剖面图。

如图2A所示，SAW元件210具有作为底基板(base substrate)的压电基板211。IDT 213和电极焊盘214形成在压电基板211的第一主表面(上表面)上，IDT 213和电极焊盘214与布线图案电连接。如图2B所示，在形成在封装202中的腔209的底面(小片附连表面)上形成有电极焊盘205。将电极焊盘205与SAW元件210的电极焊盘214相对地设置。将SAW元件210倒装安装到小片附连表面上，使得IDT 213和电极焊盘214面向该小片附连表面(称之为面朝下状态)。在此，利用金属凸点(bump)208将电极焊盘214接合到电极焊盘205，以使电极焊盘214和205电连接和机械连接。电极焊盘205通过穿透封装202的底部基板的通孔布线(via wires)206电连接到底脚图案207。底脚图案207形成在封装202的底面上。通过底脚图案207输入和输出信号，并且还通过底脚图案207使多个预定的电极焊盘接地。利用垫圈204将金属封盖203接合到封装202的开口，以气密地密封腔209。

图3A和3B示出了一种双工器，该双工器包括具有与以上SAW器件100和200之一相同的结构的SAW器件。在图3A和3B所示的示例结构中，采用了具有与图1A和1B所示的SAW器件100相同的结构的SAW器件。图3A是沿与图1A的线F-F相对应的线截取的双工器300的剖面图，图3B是SAW元件310的俯视图。

如图3A所示，双工器300具有安装在封装302上的SAW元件310。另外，双工器300包括其上安装有匹配电路的基板(以下将该基板称为匹配电路基板321)和主基板322，该主基板322与封装302将匹配电路基板321夹在中间。该匹配电路基板321设置在封装302的底面上，并包括多个相位线路(phase line path)。如图3B所示，SAW滤波器310包括发送滤波器310a和接收滤波器310b。发送滤波器310a和接收滤波器310b各包括以梯型方式连接的多个IDT 313。这些IDT 313通过布线图案315连接到电极焊盘314。

当在上述结构中SAW滤波器在温度方面表现出快速变化时，晶体结构中的自发偏振的大小发生变化，并在压电基板的表面上产生电荷。简单地说，在压电基板的表面上产生热电效应。这些电荷聚集在形成在压电基板的表面上的金属图案(IDT、电极焊盘、布线等)中。因此，在这些金属图案之间(尤其是在IDT之间)会产生瞬间放电，这种瞬间放电会损坏SAW元件。

为了解决这种问题，可以采用具有结晶能力(crystalline power)(或放电能力(discharging power))以减少聚集在表面上的电荷量的压电基板。在日本未审专利公报NO.11-92147中公开了这种技术。

但是，在形成在压电基板上的这些金属图案中，所聚集的电荷量在接地电极和非接地电极(或浮动图案)之间的差异非常大。可以提高压电基板的放电能力以消除这种大的差异。但是，高的放电力会导致大的输入信号损耗和较差的滤波器特性。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种表面声波器件以及制造该表面声波器件的方法，其中消除了以上缺点。

本发明更具体的目的是提供一种能够防止滤波器特性劣化并消除了热电效应问题的表面声波器件以及制造该表面声波器件的方法。

本发明的上述目的是通过一种表面声波器件实现的，该表面声波器件包括：多个叉指式换能器；多个第一电极焊盘，所述多个第一电极焊盘通过多个布线图案连接到所述多个叉指式换能器；以及，一压电基板，在该压电基板上形成有所述多个叉指式换能器、所述多个第一电极焊盘和所述多个布线图案，所述多个第一电极焊盘中的至少一个没有连接到接地图案，并且该压电基板具有10^-12/Ω·cm至10^-6/Ω·cm范围内的电导率。

本发明的上述目的也可以通过一种制造具有下述压电基板的表面声波器件的方法来实现，在该压电基板上形成有包括多个叉指式换能器和多个第一电极焊盘的多个金属图案，该方法包括以下步骤：在电导率为10^-12/Ω·cm至10^-6/Ω·cm范围的压电基板上形成多个金属图案；以及将一基板接合到该压电基板，该基板具有与所述多个第一电极焊盘对准的多个第二电极焊盘和形成在与第一层相对应的区域内的第二层，通过彼此接合该第一层和该第二层来进行该接合。

附图说明

结合附图阅读下面的具体说明，将更清楚地理解本发明的其他目的、特征和优点，在附图中：

图1A是传统SAW器件的透视图；

图1B是沿图1A的线F-F截取的传统SAW器件的剖面图；

图2A是要安装到另一传统SAW器件的小片附连表面上的SAW元件的透视图；

图2B是传统SAW器件的剖面图；

图3A是传统双工器的剖面图；

图3B是要安装到传统双工器的小片附连表面上的SAW元件的俯视图；

图4A是实施本发明原理的SAW器件的透视图；

图4B是沿图4A的线A-A截取的SAW器件的剖面图；

图5是表示根据本发明原理的压电基板的击穿电压E₀以及电导率γ与产生电压E之间的关系的曲线图；

图6A和6B示出了根据本发明原理的利用表面活化(surfaceactivation)处理的接合技术；

图7A是根据本发明第一实施例的SAW元件的俯视图；

图7B是沿图7A的线B-B截取的SAW元件的剖面图；

图8A是根据本发明第一实施例的底基板的俯视图；

图8B是沿图8A的线C-C截取的底基板的剖面图；

图8C是图8A的底基板的仰视图；

图9是根据本发明第一实施例的SAW器件的剖面图；

图10A至10J示出了制造图7A和7B所示SAW元件的方法的步骤；

图11A至11F示出了制造图8A至8C所示底基板的方法的步骤；

图12A至12F示出了制造图8A至8C所示底基板的另一方法的步骤；

图13A至13G示出了制造图9所示SAW器件的方法的步骤；

图14A是根据本发明第二实施例的底基板的俯视图；

图14B是沿图14A的线D-D截取的底基板的剖面图；

图14C是图14A的底基板的仰视图；

图15示出了根据本发明第二实施例的SAW器件的电路结构；

图16A是一基板的俯视图，在该基板上以二维方式设置了各具有与图7A和7B所示SAW元件相同的结构的多个SAW元件；

图16B是一基板的俯视图，在该基板上以二维方式设置了各具有与图8A至8C所示底基板相同的结构的多个底基板；

图17是根据本发明第四实施例的低温共烧陶瓷(LTCC)的俯视图；

图18A是根据本发明第五实施例的双工器的俯视图；

图18B示出了包括图18A的双工器的SAW器件的电路结构；

图19A是根据本发明又一实施例的引线接合SAW器件的剖面图；

图19B是根据本发明再一实施例的倒装安装SAW器件的剖面图。

具体实施方式

首先，对本发明的原理进行说明。图4A和4B示出了实施本发明原理的结构。图4A是根据本发明的表面声波(SAW)器件1的透视图。图4B是沿图4A的线A-A截取的表面声波器件1的剖面图。

如图4A和4B所示，SAW器件1包括：压电基板11，其在一预定表面(以下将该表面称为压电基板11的主表面或上表面)上形成有多个金属图案(包括多个叉指式换能器(IDT)13、多个电极焊盘14、和连接IDT 13与电极焊盘14的多个布线图案15)；以及底基板2，其在一预定表面(以下将该表面称为底基板2的主表面或上表面)上形成有多个电极焊盘5。电极焊盘5与电极焊盘14对准。当基板11和2彼此接合时，同时连接电极焊盘14和电极焊盘5。

在以上结构中，例如，压电基板11可以是42°旋转的Y切割X传播钽酸锂(LiTaO₃)压电单晶基板。以下将这种类型的压电基板称为LT基板。此外，压电基板11可以是旋转的Y切割铌酸锂(LiNbO₃)的压电单晶基板(以下称为LN基板)、石英基板等。

在本发明中，压电基板11由具有足够大的结晶能力以能够从金属图案中释放所聚集的电荷的压电材料制成，以使在这些金属图案之间产生的电压(以下称为产生电压E)不超过破坏腔9中的空气或真空中的绝缘的电压。在以下说明中所描述的示例中，腔9为真空，将破坏绝缘的这种电压称为绝缘破坏电压E₀。压电基板11需要满足以下条件。

由于热电效应而不可避免地会产生该产生电压E。压电基板通常利用温差来产生一恒定电压。在某一时间段之后具有特定温差的时刻，产生电压和自然放电电压达到饱和点，并产生一恒定电压。在本发明中，该恒定电压为产生电压E。由于该产生电压E为恒定的而与温差无关，所以通过电导率来中和该产生电压E以降低最终产生的电压。

压电基板11(为LT基板)的产生电压E可由以下表达式(1)表示：

$E=\mathrm{\αW}\frac{\exp (-\frac{t}{{\mathrm{\τ}}_1})-\exp (-\frac{t}{{\mathrm{\τ}}_2})}{\frac{1}{{\mathrm{\τ}}_2}-\frac{1}{{\mathrm{\τ}}_1}}----\left(1\right)$

其中：α为由以下所示的表达式(2)表示的系数；τ₁为表示压电基板11的热辐射系数的热时间常数；τ₂为表示压电基板11的放电效率的电时间常数。

$\mathrm{\α}=\frac{P_{\mathrm{ij}}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}{\mathrm{\ϵ}}_s{C}^{\′}----\left(2\right)$

其中：C′为压电基板11中的晶体的体积比热；ε₀为真空的介电常数；ε_s为压电基板11的介电常数；P_ij为压电基板11的热电系数。在本发明的压电基板11中，例如，介电常数ε_s可以是ε₃₃＝38×10^-12[F/m]，热电常数P_ij可以是P₃₃＝23×10^-5[c/m²·K]。在以下所述的实验中，压电基板11的温度在60℃的范围内变化，同时温度以每秒2℃的速率上升。

如果击穿电压E₀表现为正常值3×10⁶[v/m]，则不会发生由于热电效应而导致的击穿，除非产生电压E超过了该值。在本发明中，考察电导率γ与产生电压E之间的关系以确定最佳电导率γ。更具体地，确定电导率γ，以使得可以获得比在基板上产生电荷的效率更高的放电能力。图5示出了电导率γ与产生电压E之间的关系以及击穿电压E₀。从图5可明显看出，当电导率γ变得低于10^-12[Ω^-1·cm^-1]时产生电压E超过击穿电压E₀(E＞E₀)。更具体地，当电导率γ变得小于10^-12[Ω^-1·cm^-1]时，产生电压E超过击穿电压E₀，并且在金属图案中产生热电效应。因此，为防止热电效应，在本发明中使压电基板11的电导率γ为10^-12或更高。

但是，如果使压电基板11的电导率γ太高的话，会增大输入信号损耗，并且使滤波器特性劣化。因此，在本发明中将电导率γ的上限设置为10^-6。通过这样做，可以使要释放的电荷量最小，并且可以抑制滤波器特性劣化。

现对该结构的其他方面进行说明。底基板2上的电极焊盘5利用穿透底基板2的多个通孔6a通过底基板2的主表面(背面或下表面)曝露到外部。因此，可以通过使用诸如金属凸点的导电材料填充这些通孔6a来形成多个通孔布线。利用以这种方式形成的这些通孔布线，可以将IDT13的输入和输出端子延伸到底基板2的背面。

如前所述，在压电基板11的主表面上形成有多个IDT 13、多个电极焊盘14、多个布线图案15和一层16。IDT 13、电极焊盘14、布线图案15和层16是主要包含金(Au)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、铬(Cr)或钽(Ta)的导体。IDT 13、电极焊盘14、布线图案15和层16可以是包含上述材料中的至少一种材料的单层导电膜，或者是各具有至少两层导电膜的叠层导电膜，该导电膜包含上述材料中的至少一种材料。例如，可以通过溅射技术来形成这些金属图案。

底基板2可以是一绝缘基板，其包含通常用于SAW器件封装的以下材料中的至少一种作为主要成分：陶瓷、铝陶瓷(氧化铝)、铋酰亚胺三嗪树脂(bismuthimide triazine resin)、聚亚苯基醚(polyphenyleneether)、聚酰亚胺树脂(polyimide resin)、玻璃环氧树脂(glass epoxy)和玻璃布(glass cloth)。但是，在以下说明的本发明的实施例中，采用作为半导体基板的硅基板，因为硅基板容易加工并可以以晶片的形式制造。更优选地，应该采用由具有1000Ω·cm或更高的电阻率的硅材料制成的硅基板，以防止由于硅基板的电阻而导致的滤波器特性劣化。

通过溅射技术等在底基板2的主表面上形成多个电极焊盘5和一层4。电极焊盘5和层4可以是包含以下材料中的至少一种的单层导电膜：金(Au)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、铬(Cr)和钽(Ta)。另选地，电极焊盘5和层4可以是各具有两层导电膜(该导电膜包含以下材料中的至少一种：金(Au)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、铬(Cr)和钽(Ta))的叠层导电膜。

在压电基板11和底基板2的主表面的外部周边区域上分别形成相对于彼此设置的层16和4。层16和4彼此接合，以使得可以形成在压电基板11和底基板2之间容纳金属图案的空间(或腔)，并气密地密封该空间。

可以利用诸如树脂的粘合剂材料来进行压电基板11和底基板2的接合。但是，更优选地，在常温下使层16和4直接彼此接合。此外，可以通过对接合表面(层16和4以及电极焊盘14和5的上表面)进行表面活化处理来提高接合强度。下面，将详细说明利用表面活化处理的接合技术。

如图6A所示，首先通过RCA清洗技术对接合表面进行清洗，以去除粘附到接合表面的杂质X1和X2(例如，氧化物和吸附物)。根据RCA清洗技术，使用通过以1∶1-2∶5-7的混合比(体积比)混合氨、过氧化氢和水而制成的清洗液或者通过以1∶1-2∶5-7的混合比(体积比)混合氯、过氧化氢和水而制成的清洗液进行清洗。

在对清洗过的基板进行干燥后，将接合表面暴露在惰性气体(诸如氩(Ar))或氧的离子束、中性粒子束或等离子体中，如图6B所示。通过这样做，去除了残留杂质X11和X21，并使多个外层活化。基于要接合的基板的材料种类任意选择粒子束和等离子体。尽管对于各种材料来说使用惰性气体的表面活化处理很有效，但是对于诸如二氧化硅(SiO₂)的材料来说氧离子束和氧等离子体也很有效。

然后彼此对准并接合层16和4以及电极焊盘14和5。尽管大多数材料的接合工艺可以在真空中进行，但是还可以在空气中或者在诸如氮气或惰性气体的高纯度气体的气氛中进行这种接合工艺。此外，可能需要将两个基板11和2相互挤压。该工艺可在常温下或在加热到100℃或更低温度的空间内执行。在加热到100℃或更低温度的空间内执行该接合工艺，以提高接合强度。

在利用表面活化处理的接合工艺中，在接合之后不必在1000℃或更高的高温下进行退火。因此，不会损坏基板，并且可以采用各种类型的基板。由于不必使用诸如树脂的粘合剂材料来接合两个基板，所以可以使封装更薄。因此，可以实现更小的封装。此外，以晶片的形式在基板上进行上述接合工艺。因此，可以从压电基板和底基板(两者均具有多块结构(multiple structure))同时获得多于一个的SAW器件。由此，可以简化制造过程，并可以实现更高的产量。

基于以上原理，本发明可以提供表现出优异的滤波器特性并且不具有热电效应的SAW器件。而且，可以使容纳多个IDT 13的腔9的在尺寸方面最小。另外，由于采用了利用表面活化处理的接合技术来接合压电基板11和底基板2，所以需要较小的接合区域以确保足够的接合强度。因此，可以使每个SAW器件的尺寸最小。另外，由于底基板2是廉价的、且易于以晶片的形式加工的硅基板，所以可以简化制造过程，并以更高的产量制造廉价的SAW器件。下面，将详细地说明基于本发明以上原理的实施例。

(第一实施例)

现参照图7A至9，对本发明的第一实施例进行详细说明。图7A至9示出了根据本实施例的SAW器件21。更具体地，图7A为SAW器件21中采用的SAW元件20的俯视图。图7B为沿图7A的线B-B截取的SAW元件20的剖面图。图8A为SAW器件21中采用的底基板22的俯视图。图8B为沿图8A的线C-C截取的底基板22的剖面图。图8C为底基板22的仰视图。图9为沿与图7A的线B-B和图8A的线C-C相对应的线截取的SAW器件21的剖面图。

如图7A和7B所示，本实施例的SAW元件20采用LT基板11a作为压电基板11。在LT基板11a的主表面上将以梯型方式连接的多个IDT 13、多个电极焊盘14和连接IDT 13与电极焊盘14的多个布线图案15形成为多个金属图案。IDT 13、电极焊盘14和布线图案15的结构与前面描述的结构相同，因此，这里省略对它们的解释。

可以通过高电阻布线图案使这些金属图案的电极焊盘14接地来防止热电效应。但是，在这种情况下，位于基板中心附近的电极焊盘不连接到接地图案(也将这种电极焊盘称为浮动图案)。结果，未接地的电极焊盘和周围的金属图案之间的电位差可能变得很大以致于产生放电。为了在本实施例中避免这种不希望的情况，压电基板11(LT基板11a)由具有足够高的结晶能力以能够在射频下用作为导体的基板材料制成。因此，可以在射频下使所有的金属图案接地，并且可以抑制热电效应的产生。

如图8A至8C所示，本实施例的底基板22为一硅基板2a。在硅基板2a的主表面上形成与电极焊盘14对准的电极焊盘5。电极焊盘5的结构与前面所述的结构相同，因此，这里将省略对其的解释。

如图7A至8C所示，在SAW元件20的外部周边区域内形成膜厚与各个电极焊盘14的膜厚相同的层26，并在底基板22的外部周边区域内或在与层26相对应的区域内形成膜厚与各个电极焊盘5的膜厚相同的层24。将层26和层24直接彼此接合，以使SAW元件20和底基板22彼此接合。在此，对层26和层24的接合表面进行表面活化处理以提高层26和层24之间的接合强度。通过该提高的接合强度，可以减小接合面积，并且还可以使所得到的器件的尺寸更小。

例如，层26和24由与电极焊盘14和5相同的金属材料制成。因此，电极焊盘14和5的连接以及层26和24的接合可以在单个步骤中进行。因此，可以简化制造过程。

此外，压电基板11上的金属图案通常与外部周边相距一定距离，所以可以防止由于压电基板11上的金属图案和其他金属图案之间的电位差所导致的放电。因此，可以通过底基板22的背面使由金属材料制成的层26和24接地。通过这样做，可以释放更多的在压电基板11的表面上产生的电荷，并进一步抑制热电效应的产生。

图9示出了可以通过将具有上述结构的SAW元件20以面朝下的方式接合到底基板22的主表面来制造的SAW器件21，同时基板11和22的主表面彼此相对。该结构与基于本发明原理的结构相同。

接下来，参照附图对根据本实施例的SAW器件21的制造方法进行说明。图10A至10J示出了用于制造SAW器件21的SAW元件20的制造过程。图11A至11F示出了用于制造底基板22的制造过程。根据该方法，形成多个SAW元件20，并将其以二维的方式设置在单个晶片上，还形成底基板22，并将其以二维的方式设置在另一晶片上。然后将这些晶片彼此接合，并随后分割成单个SAW器件21。

现参照图10A至10J详细说明多块结构的晶片，在该晶片上以二维方式设置了多个SAW元件20。如图10A所示，在形成SAW元件20之前制备一厚度为250μm的LT基板11A。如图10B所示，形成主要包含金属材料(例如铝(Al))的电极膜13A作为IDT 13、电极焊盘14、布线图案15和层26的基层。通过光刻技术在电极膜13A上形成掩模M1，该掩模M1具有与包括IDT 13、电极焊盘14、布线图案15和层26的多个图案(参见图7A)相对应的形状，如图10C所示。随后在具有掩模M1的主表面上进行蚀刻，以形成按照IDT 13、电极焊盘14、布线图案15和层26的形状进行构图的电极膜13B，如图10D所示。

在形成电极膜13B作为IDT 13、电极焊盘14、布线图案15和层26的基层之后，去除掩模M1的残留物，并形成由二氧化硅(SiO₂)等制成的绝缘膜M2以覆盖其上形成有电极膜13B的整个主表面，如图10E所示。然后通过光刻技术形成掩模M3，以使得只有电极焊盘14、布线图案15和层26具有叠层结构，如图10F所示。然后在具有掩模M3的主表面上进行蚀刻，如图10G所示。在蚀刻之后，形成金属膜14A以覆盖整个基板，如图10H所示。通过光刻技术进一步形成掩模M4，以使得从除了至少IDT 13、电极焊盘14、和层26以外的区域中去除金属膜14A，如图10I所示。然后在该基板上进行蚀刻(去除(lifting-off))。在蚀刻之后，形成IDT 13、电极焊盘14、布线图案15和层26，尽管在图10J中只示出了电极焊盘14和层26。在此，至少电极焊盘14和层26应该优选地具有相同的膜厚。通过这种方式，可以将底基板22和SAW元件20彼此接合，而不会出现IDT 13与一些其他部件发生接触以及电极焊盘14没有与电极焊盘5接合的问题。

关于底基板22的制造，首先制备一厚度为250μm的硅基板2A，如图11A所示。然后在硅基板2A的主表面上形成稍后要进行加工以形成电极焊盘5和层24的金属膜4A，如图11B所示。此后，通过光刻技术形成用于按照电极焊盘5和层24的形状对金属膜4A进行构图的掩模M5，如图11C所示。然后在该基板上进行蚀刻，以形成电极焊盘5和层24，如图11D所示。

在下一步骤中形成通孔6a和7a，用于将电极焊盘5和层24电延伸到硅基板2A的底面。在该步骤中，通过光刻技术在除了形成通孔6a和7a的区域以外的区域上形成掩模M6，如图11E所示。然后在该基板上进行反应离子蚀刻(RIE，或更具体地，深RIE)。结果，形成沿垂直方向延伸的通孔6a和7a，如图11F所示。在蚀刻之后去除掩模M6的残留物。

在通过以上方式形成SAW元件20和底基板22之后，通过前面参照图6A和6B所述的接合技术将两个基板11A和2A彼此接合。通过这样做，可以获得图9所示的SAW器件21。如前所述，图11F中所示的通孔6a和7a填充有诸如金属凸点的导电材料(相当于图9中的通孔布线6和7)。通过这种结构，电极焊盘14和5以及层26和24电延伸到底基板22的底面。可以在接合基板11A和2A之前或之后执行使用导电材料填充通孔的工艺。

在图11A至11F中所示的制造底基板22的方法中，在其上形成有金属膜4A的表面上进行蚀刻(或深RIE)，并在同一表面(主表面)上执行所有的步骤。但是，还可以在其上具有金属膜4A的表面的相对表面(底表面)上进行蚀刻(或深RIE)。这将在下面参照图12A至12F进行说明。

图12A和12B中所示的过程与图11A和11B中所示的过程相同。在图12B中所示的过程之后，通过光刻技术形成用于按照电极焊盘5’和层24’的形状对金属膜4A进行构图的掩模M5’，如图12C所示。然后在该基板上进行蚀刻，如图12D所示。通过这样做，形成电极焊盘5’和层24’。

然后通过光刻技术在硅基板2A的底面上形成掩模M6’，如图12E所示(注意，图12E和12F倒置地显示了硅基板2A)。然后在硅基板2A上执行RIE(或更具体地，深RIE)，以形成通孔6a和7a，如图12F所示。在蚀刻之后去除掩模M6’的残留物。

通过这种方法，在层24’和电极焊盘5’上不进行蚀刻。因此，在接合步骤中可以实现层24’和26以及电极焊盘5’和14的自对准。由此，可以简化制造过程。可以通过与图10A至10J中所示的制造过程相同的过程来制造要接合到该底基板的SAW元件20。

通过以上制造方法中的每一种方法，分别制造SAW元件20和底基板22，然后将两者彼此接合。但是，也可以在将SAW元件20和底基板22彼此接合之后在硅基板2A内形成通孔6a和7a。下面参照图13A至13G对该方法进行详细说明。在该方法中，用于制造SAW元件20的制造过程也与图10A至10J中所示的过程也相同。

图13A至13D中所示的过程与图12A至12D中所示的过程相同。在图13D所示的过程之后，将图9中所示的SAW元件20接合到硅基板2A的主表面，如图13E所示(注意，图13E至13G倒置地显示了硅基板2A)。然后通过光刻技术在硅基板2A的底面上形成掩模M6’，如图13F所示。在硅基板2A的底面上执行RIE(或更具体地，深RIE)，以形成通孔6a和7a，如图13G所示。在蚀刻之后去除掩模M6’的残留物。

通过这种制造方法，在层24’和电极焊盘5’上不进行蚀刻。因此，可以在接合步骤中实现层24’和26以及电极焊盘5’和14的自对准。因此，可以简化制造过程。

通过本实施例的上述任何一种制造方法，可以制造具有上述结构和效果的SAW器件21。

(第二实施例)

现参照图14A至14C对本发明的第二实施例进行详细说明。图14A至14C示出了在根据本实施例的SAW器件中采用的底基板32。图14A是底基板32的俯视图。图14B是沿图14A的线D-D截取的底基板32的剖面图。图14C是底基板32的仰视图。根据本实施例的SAW元件可以具有与根据第一实施例的SAW元件20相同的结构。

如图14A至14C所示，根据本实施例在底基板32的主表面上形成一预定电气元件。该电气元件可以是一匹配电路，该匹配电路通过对SAW元件20的输入阻抗的转换来使SAW元件20的阻抗和外部电路相互匹配。在图14A至14C所示的结构中，形成包括电感器L1和电容器C1的匹配电路。电容器C1的一端通过底基板32的底面露出，同时通孔布线6A穿透硅基板2a。图15示出了匹配电路的示例。如图15所示，本实施例的匹配电路具有形成在从输入端分支出来并接地的布线上的电感器L1、以及形成在连接SAW元件20的两个输出端的布线上的电容器C1。通过该匹配电路，可以在SAW元件20和外部电路之间进行阻抗匹配，并可以防止滤波器特性劣化。但是，该电气元件并不限于图15中所示的匹配电路，还可以根据诸多目的和特性以各种方式进行修改。

此外，在形成底基板32的电极焊盘5和层24的过程的同时或者之前或之后，可以通过溅射技术等制造由金属材料(例如铜(Cu)、铝(Al)或金(Au))制成的上述电气元件。

如上所述，根据本实施例制造具有电气元件的SAW器件。通过这样做，可以获得具有高性能的通用SAW器件，而不必使用外部电路。本实施例的其他方面与第一实施例的相同，因此这里省略对其的说明。

(第三实施例)

现参照图16A和16B详细说明本发明的第三实施例。可以将以上实施例中的每一个的SAW元件20和底基板22(32)分别制造成从图16A和16B中所示的具有多层结构的基板50A和52A切出的多个部分。在图16A和16B中，将第一实施例的SAW元件20和底基板22分别二维地设置在多基板50A和52A上。

通过与上述制造方法所采用的技术之一相同的技术将多基板50A和52A彼此接合，以使得可以同时制造多个SAW器件。因此，可以降低制造SAW器件的成本，并且可以提供更廉价的SAW器件。

在采用多基板50A和52A的情况下，在与图12F或图13G中所示的过程等效的过程中形成切割槽以及通孔6a和7a，以使得可以准确并快速地进行切割，以获得单个的SAW器件。根据本实施例的其他方面、制造过程和效果与根据以上实施例中的任何一个的相同，因此这里省略对其的说明。

(第四实施例)

现参照图17详细说明本发明的第四实施例。在本实施例中，在低温共烧陶瓷(LTCC)或印刷电路板上直接形成具有与底基板22或32相同结构的多个底基板。图17是LTCC 72A的俯视图，在该LTCC 72A上形成有各具有与第一实施例的底基板22相同结构的多个底基板。

如图17所示，在LTCC 72A上安装有发送电路芯片81、接收电路芯片82、和RF电路83。在将RF电路83连接到发送电路芯片81和接收电路芯片82的各传输线路上形成一个底基板22，以使得在各个传输线路上形成发送滤波器和接收滤波器。然后将第一实施例的SAW元件20接合到本实施例的该LTCC 72A。因此，可以减小各个SAW器件的体积。根据本实施例的其他方面、制造过程和效果与根据以上实施例中的任何一个的相同，因此这里省略对其的说明。

(第五实施例)

在以上实施例中的每一个中，在一个SAW元件中形成一个滤波器。但是，本发明并不限于这种结构，还可以将本发明应用于形成为双工器90的SAW滤波器，该双工器90包括发送滤波器90a和接收滤波器90b，如图18A所示。

此外，图18B中所示的SAW器件91的电路结构包括双工器90。如图18B所示，可以在发送滤波器90a或接收滤波器90b与输入端子(该输入端子是发送滤波器90a和接收滤波器90b的公共端子)之间设置具有与第二实施例的匹配电路相同结构的匹配电路。另选地，可以在输入端子和发送滤波器90a之间、以及在输入端子和接收滤波器90b之间，设置具有与第二实施例的匹配电路相同结构的匹配电路。在此，将匹配电路形成为低通滤波器，该低通滤波器包括电感器L2和中间夹有电感器L2的电容器C2和C3。如果发送滤波器90a的谐振频率低于接收滤波器90b的谐振频率，而发送频率高于接收频率，则应该将该低通滤波器连接到较高频率侧。但是，本实施例中的匹配电路不必是低通滤波器。

(其他实施例)

在以上实施例中的每一个中，将底基板接合到其上形成有多个IDT的SAW元件的表面，以使得可以气密地密封容纳这些IDT的腔。但是，本发明并不限于这种结构，还可以将本发明应用于图19A中所示的SAW器件93。在SAW器件93中，将SAW元件接合到封装102，该封装102具有使用金属封帽103密封的腔109。通过引线108来进行接合。还可以采用图19B中所示的SAW器件94。在该SAW器件94中，以面朝下的状态将SAW元件倒装安装在封装202的腔209中。

尽管已示出并说明了本发明的一些优选实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行修改，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种表面声波器件，其包括：

多个叉指式换能器；

多个第一电极焊盘，其通过多个布线图案连接到所述多个叉指式换能器；以及

一压电基板，在该压电基板上形成有所述多个叉指式换能器、所述多个第一电极焊盘和所述多个布线图案，

所述多个第一电极焊盘中的至少一个不连接到接地图案，并且

所述压电基板具有在10^-12/Ω·cm至10^-6/Ω·cm范围内的电导率。

2.根据权利要求1所述的表面声波器件，其中所述压电基板包含作为主要成分的钽酸锂或铌酸锂。

3.根据权利要求1所述的表面声波器件，进一步包括一基板，在该基板上形成要连接到所述多个第一电极焊盘的多个第二电极焊盘，

其中：

所述压电基板具有包围至少所述多个叉指式换能器的第一层；

所述基板具有在与所述多个叉指式换能器相对应的区域内形成的第二层；并且

通过将所述第一层和所述第二层彼此接合来将所述压电基板和所述基板彼此接合。

4.根据权利要求3所述的表面声波器件，其中所述第一层和所述第二层由与形成所述多个第一电极焊盘和所述多个第二电极焊盘的金属材料相同的材料制成。

5.根据权利要求3所述的表面声波器件，其中对所述第一层和所述第二层的接合表面进行表面活化处理。

6.一种制造具有压电基板的表面声波器件的方法，在该压电基板上形成有包括多个叉指式换能器和多个第一电极焊盘的多个金属图案，

该方法包括以下步骤：

在具有10^-12/Ω·cm至10^-6/Ω·cm范围内的电导率的所述压电基板上形成所述多个金属图案；以及

将一基板接合到所述压电基板，该基板具有与所述多个第一电极焊盘对准的多个第二电极焊盘以及形成在与被形成为包围所述多个叉指式换能器的第一层相对应的区域内的第二层，通过将所述第一层和所述第二层彼此接合来执行该接合步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述压电基板由钽酸锂或铌酸锂制成。

8.根据权利要求6所述的方法，进一步包括以下步骤：

对所述第一层和所述第二层的接合表面进行表面活化处理，

其中在所述接合步骤中将已经过表面活化处理的所述第一层和所述第二层彼此接合。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一层和所述第二层由与所述多个第一电极焊盘和所述多个第二电极焊盘相同的金属材料制成。

10.根据权利要求6所述的方法，其中：

所述压电基板和所述基板具有多块结构；

该方法包括以下步骤：将在所述接合步骤中已彼此接合的所述压电基板和所述基板分割成单个的器件。

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