声波装置
阅读：459发布：2020-05-13
专利汇可以提供声波装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 声波 装置。该声波装置包括： 支撑 基板 ；接合在所述支撑基板上的压电基板；设置在所述压电基板上的多个声波元件；以及互连线，所述互连线设置在所述压电基板上并将所述多个声波元件相联接，其中：设置有所述多个声波元件的第一区域的压电基板被留下；设置有所述互连线的第二区域的压电基板被留下；第三区域的压电基板用于切断所述支撑基板；以及第四区域的压电基板不同于所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域，所述第四区域具有第五区域，在该第五区域中所述压电基板的至少一部分被除去。，下面是声波装置专利的具体信息内容。
1.一种声波装置，该声波装置包括：
支撑基板；
接合在所述支撑基板上的压电基板；
设置在所述压电基板上的多个声波元件；以及
互连线，所述互连线设置在所述压电基板上并将所述多个声波元件联接，其中：
设置有所述多个声波元件的第一区域的压电基板被留下；
设置有所述互连线的第二区域的压电基板被留下；
第三区域的压电基板用于切断所述支撑基板；以及
第四区域的压电基板不同于所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域，所述第四区域具有第五区域，在该第五区域中所述压电基板的至少一部分被除去。
2.根据权利要求1所述的声波装置，其中，所述第三区域的压电基板被除去。
3.根据权利要求1或2所述的声波装置，其中，所述第四区域的压电基板被除去。
4.根据权利要求1所述的声波装置，其中：
所述第四区域的被所述多个声波元件和所述互连线包围的部分的压电基板被留下，并且
所述第四区域的位于所述多个声波元件和所述互连线之外的另一部分的压电基板被除去。
5.根据权利要求1所述的声波装置，其中：
所述第四区域的被所述多个声波元件和所述互连线包围的部分的压电基板被除去，并且
所述第四区域的位于所述多个声波元件和所述互连线之外的另一部分的压电基板被留下。
6.根据权利要求1所述的声波装置，其中，所述第四区域的位于电势彼此不同的互连线之间的部分的压电基板被除去。
7.根据权利要求1或2所述的声波装置，其中，在所述压电基板的位于被所述多个声波元件激励的声波的传播方向上的端面上形成有凹凸部。
8.根据权利要求1或2所述的声波装置，其中：
在所述压电基板的位于被所述多个声波元件激励的声波的传播方向上的端面的下部和上部上形成有凹凸部；并且
所述下部的所述凹凸部大于所述上部的所述凹凸部。
9.根据权利要求1或2所述的声波装置，其中，在所述压电基板的位于被所述多个声波元件激励的声波的传播方向上的端面与所述支撑基板的上表面之间的角度是锐角。
10.根据权利要求1或2所述的声波装置，其中：
在所述支撑基板的上表面与所述压电基板的位于被所述多个声波元件激励的声波的传播方向上的端面的下部之间的角度，小于在所述上表面与所述端面的上部之间的角度。
声波装置
技术领域
[0001] 本发明的特定方面涉及一种声波装置。
背景技术
[0002] 已知使用声波的声波装置，在该声波装置中，压电基板附着于支撑基板并且在压电基板上形成有声波元件。当支撑基板的线性热膨胀系数小于压电基板的线性热膨胀系数时，可以改善声波装置的温度特性。已知这样的技术，其中在将支撑基板和压电基板层压的层压基板的周边部上形成有台阶部(请参见文献1：日本专利申请特开2001-60846号公报)。
发明内容
[0003] 根据本发明的一方面，提供了一种声波装置，该声波装置包括：支撑基板；接合在所述支撑基板上的压电基板；设置在所述压电基板上的多个声波元件；以及互连线，所述互连线设置在所述压电基板上并将所述多个声波元件相联接，其中：设置有所述多个声波元件的第一区域的压电基板被留下；设置有所述互连线的第二区域的压电基板被留下；第三区域的压电基板用于切断所述支撑基板；以及第四区域的压电基板不同于所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域，所述第四区域具有第五区域，在该第五区域中所述压电基板的至少一部分被除去。附图说明
[0004] 图1A示出了根据第一实施方式的声波装置的平面图；
[0005] 图1B示出了沿图1A的线A-A截取的剖视图；
[0006] 图2A至图2D示出了用于描述根据第一实施方式的声波装置的制造方法的剖视图；
[0007] 图3A至图3C示出了用于描述根据第一实施方式的声波装置的制造方法的剖视图；
[0008] 图4A示出了根据第一比较例的声波装置的平面图；
[0009] 图4B示出了沿图4A的线A-A截取的剖视图；
[0010] 图5A示出了第一比较例的剖视图；
[0011] 图5B示出了第一实施方式的剖视图；
[0012] 图6A和图6B示出了第一比较例的剖视图；
[0013] 图6C和图6D示出了第一实施方式的剖视图；
[0014] 图7A示出了第二比较例的剖视图；
[0015] 图7B示出了第一实施方式的剖视图；
[0016] 图8A示出了根据第二实施方式的声波装置的平面图；
[0017] 图8B示出了沿图8A的线B-B截取的剖视图；
[0019] 图9B示出了沿图9A的线B-B截取的剖视图；
[0020] 图10A示出了根据第二实施方式的第二修改例的声波装置的平面图；
[0021] 图10B示出了沿图10A的线A-A截取的剖视图；
[0022] 图11A示出了第一实施方式的剖视图；
[0023] 图11B至图11E示出了第三实施方式和第三实施方式的修改例的剖视图；
[0024] 图12A示出了根据第四实施方式的声波装置的平面图；以及
[0025] 图12B示出了沿图12A的线A-A截取的剖视图。
具体实施方式
[0026] 在文献1中，没有考虑通过互连线将形成在压电基板上的多个声波元件相连接。
[0027] 将参照附图对给定实施方式进行描述。
[0028] [第一实施方式]
[0029] 图1A示出了根据第一实施方式的声波装置的平面图。图1B示出了沿图1A的线A-A截取的剖视图。如图1A和图1B所示，在声波装置100中，压电基板12接合在支撑基板10上。支撑基板10例如是蓝宝石基板。压电基板12例如是钽酸锂基板。
[0030] 在压电基板12上形成有IDT(叉指式换能器)14、反射器15和互连线18。IDT 14在压电基板12中或其表面上激励声波。反射器15反射声波。IDT 14和反射器15形成了诸如谐振器的声波元件16。互连线18将多个声波元件16电联接并且/或者将声波元件16和端子19电联接。IDT 14和反射器15例如是诸如铝膜的金属膜。互连线18是层合膜，在该层合膜中从下方层压诸如铝膜、钛膜和金膜的金属膜。在互连线18上形成有待电连接至外部部件的端子19。端子19例如是诸如焊料或金的凸起。
[0031] 如图1A所示，在支撑基板10上形成有作为多个声波元件16的串联谐振器S1至S3以及并联谐振器P1和P2。一个或多个串联谐振器S1至S3借助互连线18串联连接在输入端子IN和输出端子OUT之间。一个或多个并联谐振器P1和P2借助互连线18并联连接在输入端子IN和输出端子OUT之间。并联谐振器P1和P2借助互连线18而电连接至接地端子GND。
[0032] 支撑基板10具有形成有多个声波元件16的区域20(第一区域)、形成有互连线18的区域22(第二区域)、用于切断支撑基板10的区域24(第三区域：切割线)、以及除了区域20、22和24之外的区域26(第四区域)。为了确保制造误差和制造裕度，区域20可以是宽度比声波元件16大几μm至10μm的区域。区域22和24可以具有相同的结构。压电基板12的区域20和22被留下。压电基板12的区域24和26被除去以使支撑基板10露出。
[0033] 图2A至图3C示出了用于描述根据第一实施方式的声波装置的制造方法的剖视图。如图2A所示，将压电基板12接合至支撑基板10的上表面。例如，通过在使其表面活性化的常温下的接合方法将压电基板12接合至支撑基板10。支撑基板10可以是蓝宝石基板、硅基板、氧化铝基板等。压电基板12可以是钽酸锂基板、铌酸锂基板等。支撑基板10的膜厚例如为50μm至150μm。压电基板12的膜厚例如为5μm至50μm。
[0034] 如图2B所示，在压电基板12上形成IDT 14、反射器15和互连线18的下层18a，它们均由金属膜13制成。金属膜13例如是掺杂有铜的铝膜。金属膜13可以是铜膜等。可以通过溅射方法、汽相淀积方法等形成金属膜13。可以通过蚀刻方法或剥离方法形成图案。
[0035] 如图2C所示，在下层18a上形成上层18b。上层18b例如是从下层18a侧层压钛层和金层的层合层。根据声波元件16的特性来选择金属膜13的膜厚和材料。上层18b用作传导层，并包括电阻率比下层18a低的层。金属膜13和互连线18可以彼此一起形成，并且金属膜13和互连线18可以是同一膜，而没有上层18b。声波元件16的金属膜13和互连线18可以彼此单独地形成，并且可以由不同的材料制成。以下将下层18a和上层18b显示为互连线18。而且，并未示出下层18a和上层18b。
[0036] 如图2D所示，在压电基板12上形成掩膜层70。掩膜层70例如是光刻胶。声波元件16和互连线18上的掩膜层70被留下。其它区域的掩膜层70是孔口。
[0037] 如图3A所示，通过使用掩膜层70作为掩膜而除去压电基板12的一部分。通过使用喷砂方法的蚀刻方法来除去压电基板12的所述部分。由此，除去压电基板12的除了声波元件16和互连线18之外的所述部分，而使支撑基板10露出。
[0038] 如图3B所示，除去掩膜层70。在互连线18上形成端子19。端子19可以是焊料凸起、金柱凸起等。如图3C所示，向区域24照射激光。通过折断，如区域62所示的那样来切断支撑基板10。通过这些处理，可以制造出根据第一实施方式的声波装置。
[0039] 图4A示出了根据第一比较例的声波装置的平面图。图4B示出了沿图4A的线A-A截取的剖视图。如图4A和图4B所示，在声波装置102中，没有除去压电基板12。也就是说，区域20、22、24和26的压电基板12被留下。其它结构与第一实施方式相同。因此省略对这些结构的说明。
[0040] 在第一实施方式和第一比较例中，将压电基板12接合在线性热膨胀系数比压电基板12小的支撑基板10上。由此，可以控制声波元件16的温度特性。以这种方式，可以通过将压电基板12接合在支撑基板10上而控制声波元件16的特性。
[0041] 图5A示出了第一比较例的剖视图。图5B示出了第一实施方式的剖视图。如图5A所示，在第一比较例中，被IDT 14激励的表面声波50(声波)通过反射器15被反射。但是，作为表面声波50的一部分的声波51从反射器15泄漏并在压电基板12中传播。由此，声波元件16的损失变大。如图5B所示，在第一实施方式中，位于声波元件16之外的压电基板12被除去。由此，表面声波50被压电基板12的端面11反射而变为表面声波52。所以可以抑制声波元件16的损失。
[0042] 在第一比较例中，应力聚集在支撑基板10与压电基板12之间的界面56处。由此，在压电基板12中可能会出现裂痕和/或扭曲。另一方面，在第一实施方式中，因为界面56的面积较小，所以聚集在支撑基板10与压电基板12之间的界面56处应力小。所以抑制了压电基板12的裂痕和/或扭曲。
[0043] 此外，压电基板12由热电材料制成。当向压电基板12施加应力或热时，会出现电荷。当如第一比较例的情况那样压电基板12的面积较大时，电荷的量变大。由此，声波元件16可能会受损。在第一实施方式中，可以减小压电基板12的面积。所以电荷的量小。而且，可以抑制声波元件16受损等。
[0044] 图6A和图6B示出了第一比较例的剖视图。图6C和图6D示出了第一实施方式的剖视图。如图6A所示，在第一比较例中，当切断支撑基板10时，向区域24的支撑基板10照射激光60。由此，在支撑基板10中形成变质层。在这种情况下，因为支撑基板10和压电基板12之间的折射率的差异，所以激光60的照射条件会复杂。如图6B所示，当通过折断而切断支撑基板10时，在支撑基板10中可能会出现大致竖直的裂痕63。但是，在压电基板12中可能会出现倾斜的裂痕64。
[0045] 如图6C所示，在第一实施方式中，区域24的压电基板12被除去。因此，可以简化激光60的照射条件。如图6D所示，当通过折断而切断支撑基板10时，在支撑基板10中可能会出现大致竖直的裂痕63。因为压电基板12被除去，所以不会出现倾斜的裂痕。
[0046] 当通过其它方法切断支撑基板10并且区域24的压电基板12被留下时，切断条件可能会复杂并且/或者在压电基板12中可能会出现裂痕。在第一实施方式中，可以抑制切断条件变复杂并且可以抑制压电基板12出现裂痕。从这个角度考虑，优选地除去区域24的压电基板12。
[0047] 图7A示出了第二比较例的剖视图。图7B示出了第一实施方式的剖视图。如图7A所示，在第二比较例中，形成有互连线18的区域22的压电基板12被除去。通过该结构，在区域22中，在支撑基板10上形成有互连线18。因此，在形成有声波元件16的区域20与形成有互连线18的区域22之间形成有台阶部74。互连线18在台阶部74的侧面局部变薄。在这种情况下，可能会出现诸如互连线18断开连接的可靠性问题。当在台阶部74上未形成有互连线18时，制造过程可能变复杂。
[0048] 如图7B所示，在第一实施方式的声波装置中，位于互连线18下方的压电基板12被留下。因此，不会出现与第二比较例的压电基板12的端面相对应的台阶部。因而，可以抑制互连线18局部变薄。
[0049] 如上所述，在第一实施方式中，位于互连线18下方的压电基板12被留下。由此，如图7A和图7B所示，可以抑制互连线18局部变薄。
[0050] 区域24的压电基板12被除去。由此，如图6A至图6D所示，当切断支撑基板10时，可以抑制切断条件变复杂和/或在压电基板12中出现裂痕。优选地除去区域24的整个压电基板12。但是，可以留下区域24的部分的或全部的压电基板12。
[0051] 另外，除了声波元件16、互连线18和区域24之外的区域26的至少一部分的压电基板12被除去。由此，如图5A和图5B所述，可以抑制声波元件16的损失。从抑制声波元件16的损失的角度考虑，优选地除去在表面声波50的传播方向上的位于声波元件16之外的压电基板12。而且，可以抑制应力聚集在界面56处以及因热电导致在界面56处电荷的聚集。从该角度考虑，优选地使留下的压电基板12的面积小。因此优选地除去区域26的整个压电基板12。
[0052] [第二实施方式]
[0053] 图8A示出了根据第二实施方式的声波装置的平面图。图8B示出了沿图8A的线B-B截取的剖视图。如图8A和图8B所示，将形成有声波元件16的区域20的压电基板12以及形成有互连线18的区域22的压电基板12留下。除去区域24的压电基板12。将除了声波元件16、互连线18和区域24之外的区域26中的被声波元件16和互连线18包围的区域26a的压电基板12留下。将区域26的位于声波元件16和互连线18之外的区域26b的压电基板12除去。其它结构与第一实施方式相同。因此省略对这些结构的说明。
[0054] 图9A示出了根据第二实施方式的第一修改例的声波装置的平面图。图9B示出了沿图9A的线B-B截取的剖视图。如图9A和图9B所示，将区域26的被声波元件16和互连线18包围的区域26a的压电基板12除去。将位于声波元件16和互连线18之外的区域26b的压电基板12留下。其它结构与第二实施方式相同。因此省略对这些结构的说明。
[0055] 图10A示出了根据第二实施方式的第二修改例的声波装置的平面图。图10B示出了沿图10A的线A-A截取的剖视图。如图10A和图10B所示，将作为位于声波元件16和互连线18之外的区域26b的一部分的区域30的压电基板12除去。将区域26的其它区域的压电基板12留下。其它结构与第二实施方式相同。因此省略对这些结构的说明。
[0056] 如在第二实施方式和修改例的情况中那样，除了形成有声波元件16的区域20、形成有互连线18的区域22以及区域24之外的区域26的至少一部分(第五区域)的压电基板12被除去。通过该结构，减小了留下的压电基板12的面积。而且可以抑制声波元件16的损失、应力在界面56处的聚集以及电荷在界面56处的聚集。
[0057] 如在第二实施方式的情况中那样，将区域26的被声波元件16和互连线18包围的区域26a的压电基板12留下，并且将区域26的位于声波元件16和互连线18之外的区域26b的压电基板12除去。当压电基板12被留下以包围区域26外侧时，聚集于界面56的应力和电荷增多。在第二实施方式中，将包围声波元件16的区域26b的压电基板12除去。
通过该结构，可以抑制应力聚集和电荷聚集。
通过该结构，可以抑制应力聚集和电荷聚集。
[0058] 如在第二实施方式的第一修改例的情况中那样，可以除去区域26的被声波元件16和互连线18包围的区域26a的压电基板12，并且可以留下位于声波元件16和互连线18之外的区域26b的压电基板12。区域26a更靠近具有不同电势的互连线18(例如，接地互连线和信号互连线)。通过该结构，除去了在彼此相邻且具有不同电势的互连线18之间的压电基板12。因此可以抑制互连线18之间的静电电容对特性产生影响。
[0059] 如在第二实施方式的第二修改例的情况中那样，可以除去作为位于声波元件16和互连线18之外的区域26b的一部分的区域30的压电基板12。可以除去作为被声波元件16和互连线18包围的区域26a的一部分的区域的压电基板12。
[0060] 如上所述，优选地除去在具有不同电势的互连线18之间的压电基板12。通过该结构，可以抑制互连线18之间的静电电容。
[0061] [第三实施方式]
[0062] 图11A示出了第一实施方式的剖视图。图11B至图11E示出了第三实施方式和第三实施方式的修改例的剖视图。如图11A所示，在第一实施方式中，被声波元件16激励的表面声波50在压电基板12的表面附近传播，被压电基板12的端面11反射，而变为传播进入声波元件16中的表面声波52。由此抑制了声波元件16的损失。另一方面，在声波元件16中，激励了作为不必要声波54的体波。声波54在压电基板12的体积内传播，被端面11反射，而返回至声波元件16。声波54引起乱真的因素。
[0063] 如图11B所示，在第三实施方式中，在位于表面声波50的传播方向上的端面11上形成有凹凸部。所述凹凸部的间距和高度是不规则的。声波54被端面11漫反射。因此，抑制了因声波54引起的乱真。
[0064] 如图11C所示，在第三实施方式的第一修改例中，端面11的下部11b的凹凸部大于端面11的上部11a的凹凸部。例如，上部11a具有大致镜面。通过该结构，通过上部11a反射在压电基板12的表面附近传播的表面声波50。因此，可以抑制声波元件16的损失。在压电基板12中传播的声波54被下部11b漫反射。由此，可以抑制因声波54引起的乱真。
[0065] 如图11D所示，在第三实施方式的第二修改例中，端面11与支撑基板10的上表面之间的角度θ为锐角。例如，端面11具有大致镜面。通过该结构，声波54在端面11与支撑基板10的上表面之间反复反射，并朝向压电基板12的边缘行进。因此，声波54不会返回至声波元件16。由此，可以抑制因声波54引起的乱真。端面11可以具有凹凸部。
[0066] 如图11E所示，在第三实施方式的第三修改例中，端面11的下部11b与支撑基板10的上表面之间的角度θ小于上部11a与支撑基板10的上表面之间的角度。例如，上部
11a和下部11b具有镜面。上部11a大致垂直于支撑基板10的上表面。通过该结构，在压电基板12的表面附近传播的表面声波50被上部11a反射而变为表面声波52。因此可以抑制声波元件16的损失。如在第三实施方式的第二修改例的情况中那样，声波54不会返回至声波元件16。由此，可以抑制因声波54引起的乱真。上部11a可以具有凹凸部。
11a和下部11b具有镜面。上部11a大致垂直于支撑基板10的上表面。通过该结构，在压电基板12的表面附近传播的表面声波50被上部11a反射而变为表面声波52。因此可以抑制声波元件16的损失。如在第三实施方式的第二修改例的情况中那样，声波54不会返回至声波元件16。由此，可以抑制因声波54引起的乱真。上部11a可以具有凹凸部。
[0067] 可以通过使得用于除去压电基板12的蚀刻或喷砂处理的条件优化而任意地确定端面的凹凸部和角度θ。
[0068] [第四实施方式]
[0069] 图12A示出了根据第四实施方式的声波装置的平面图。图12B示出了沿图12A的线A-A截取的剖视图。如图12A和图12B所示，在声波装置100中，声波元件16并不具有反射器15。以这种方式，在由IDT 14激励的声波的传播方向上，除去压电基板12。当形成压电基板12的端面11时，该端面反射声波。因此，声波可以不具有反射器15。其它结构与第一实施方式的图1A和图1B相同。因此省略对这些结构的说明。
[0070] 作为第一至第四实施方式以及修改例描述了声波装置。但是，第一至第四实施方式以及修改例可以是界面声波装置或勒夫波装置。
[0071] 本发明并不限于所具体描述的实施方式，可以在不脱离所要求保护的发明的范围的情况下作出其它实施方式和改动。
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