积层体及弹性波装置的制造方法与流程

1.本公开涉及一种积层体及弹性波装置的制造方法。


背景技术：

2.日本专利文献1(特开2020-184703)示例一种弹性波装置。在专利文献1中记载，一旦在由具有相异的热膨胀系数的基板接合而成的复合基板上搭载使用凸块等连接层的基板，所述复合基板会因为热应变而对所述连接层产生热应力。在所述专利文献1中也讨论了切单处理后的装置芯片的热膨胀系数。
3.弹性波装置的制造有高产量的需求。然而，专利文献1示例的技术中，因为要将切单处理后的装置芯片以覆晶接合技术安装至基板，处理较为复杂，而有进一步提升产量的需求。


技术实现要素：

4.本公开有鉴于上述问题，目的在于提供一种能提升产量的积层体与弹性波装置的制造方法。
5.本公开积层体，包含形成有多个单元功能元件的压电晶圆，与借由导电性材料接合于所述压电晶圆的布线基板，所述布线基板的热膨胀系数与所述压电晶圆中热膨胀系数最大的第1方向的热膨胀系数相同，所述布线基板具有最大热膨胀系数的方向与所述第1方向平行。
6.本公开的一种形态，在与所述第1方向正交的第2方向，所述布线基板的热膨胀系数与所述压电晶圆的热膨胀系数相同。
7.本公开的一种形态，所述布线基板沿平行于所述第1方向的方向，设有热膨胀系数比所述布线基板的基材的热膨胀系数小的第1热膨胀调整部，且沿平行于所述第2方向的方向，设有热膨胀系数比所述布线基板的基材的热膨胀系数小的第2热膨胀调整部，所述第2热膨胀调整部的密度大于所述第1热膨胀调整部的密度。
8.本公开的一种形态，所述第1热膨胀调整部与所述第2热膨胀调整部为预浸料纤维。
9.本公开的一种形态，所述布线基板沿平行于所述第1方向的方向，设有热膨胀系数比所述布线基板的基材的热膨胀系数大的第3热膨胀调整部，且沿平行于所述第2方向的方向，设有热膨胀系数比所述布线基板的基材的热膨胀系数大的第4热膨胀调整部，所述第3热膨胀调整部的密度大于所述第4热膨胀调整部的密度。
10.本公开的一种形态，所述第3热膨胀调整部与所述第4热膨胀调整部为玻璃或铜。
11.本公开的一种形态，所述压电晶圆包含钽酸锂。
12.本公开弹性波装置的制造方法，包含：
13.第1步骤：在压电晶圆上形成多个单元功能元件；
14.第2步骤：制作热膨胀系数与所述压电晶圆中热膨胀系数最大的第1方向的热膨胀
系数相同的布线基板；及
15.第3步骤：让所述布线基板具有最大热膨胀系数的方向与所述第1方向对齐，并将所述压电晶圆贴合于所述布线基板。
16.本公开的一种形态，在与所述第1方向正交的第2方向，所述布线基板的热膨胀系数与所述压电晶圆的热膨胀系数相同。
17.本公开的一种形态，在第2步骤中，在所述布线基板沿平行于所述第1方向的方向，设置热膨胀系数比所述布线基板的基材的热膨胀系数小的第1热膨胀调整部，且沿平行于所述第2方向的方向，设置热膨胀系数比所述布线基板的基材的热膨胀系数小的第2热膨胀调整部，所述第2热膨胀调整部的密度大于所述第1热膨胀调整部的密度。
18.本公开的一种形态，在第2步骤中，所述布线基板沿平行于所述第1方向的方向，设置热膨胀系数比所述布线基板的基材的热膨胀系数大的第3热膨胀调整部，且沿平行于所述第2方向的方向，设置热膨胀系数比所述布线基板的基材的热膨胀系数大的第4热膨胀调整部，所述第3热膨胀调整部的密度大于所述第4热膨胀调整部的密度。
19.本公开的一种形态，还包含：
20.第4步骤：针对每一个单元功能元件切断所述压电晶圆，所述布线基板至少不完全切断；
21.第5步骤：在所述第4步骤形成的区域填充封装材料；及
22.第6步骤：完全切断所述布线基板。
23.本公开的一种形态，所述第4步骤中使用第1切割刀片，在所述第6步骤中使用比所述第1切割刀片还细的第2切割刀片。
24.本公开的一种形态，在所述第5步骤后且所述第6步骤前，还包含研磨所述封装材料的步骤。
25.本公开的一种形态，在研磨所述封装材料的步骤中，研磨持续至所述压电晶圆露出。
26.本发明的有益的效果在于：根据本公开，可提供一种能提升产量的积层体与弹性波装置的制造方法。
附图说明
27.图1是第1实施例中积层体的剖面图。
28.图2是布线基板的平面图。
29.图3是积层体的平面图。
30.图4是切断压电晶圆的示意图。
31.图5是形成封装材料的示意图。
32.图6是切断布线基板的示意图。
33.图7是第2实施例的积层体的平面图。
具体实施方式
34.以下将根据附图说明本发明的具体实施态样。需注意的是，各图中相同或相当的部分使用相同的标记。所述相同或相当的部分会适当地简化或省略说明。
35.(第1实施例)
36.图1是第1实施例中积层体1的剖面图。所述积层体1包含布线基板2。所述布线基板2例如为印制电路版(printed circuit board，pcb)或高温共烧陶瓷(high temperature co-fired ceramics，htcc)基板。在其他示例中，也可以使用包括基材与设有贯穿所述基材的布线电极的任何基板作为布线基板2。在图1的示例中，所述布线基板2包括基材2a、上部电极2b、借由通孔布线等与所述上部电极2b电性连接的下部电极2c。所述布线基板2的内部可以设置电容器与电感器等无源元件。
37.所述布线基板2例如为蓝宝石基板、氧化铝基板、尖晶石基板、石英基板、水晶基板或硅基板。在其他的示例中，也可以采用其他的基板。
38.所述积层体1还包含形成有多个单元功能元件的压电晶圆3。根据其中一个示例，所述压电晶圆3的材料为钽酸锂，或者是包含钽酸锂的材料。根据其他的示例，所述压电晶圆3由钽酸锂、铌酸锂或水晶等压电单晶形成。根据其他的示例，所述压电晶圆3由压电陶瓷形成。根据另外一些示例，所述压电晶圆3是压电基板与支持基板接合而成的基板。所述压电晶圆3的主面，例如设有叉指换能器(interdigital transducer，idt)及反射器。所述主面设置由银、铝、铜、钛、钯等适当的金属或合金形成的布线图案。
39.如图1所示地，所述压电晶圆3与所述布线基板2借由导电性材料4接合，所述导电性材料4例如是由金、导电胶或焊料形成的凸块。
40.图2是布线基板2的平面图。为方便说明省略上部电极2b。所述布线基板2沿略平行于所述第1方向(x方向)的方向上，设有热膨胀系数比所述布线基板2的基材2a的热膨胀系数小的第1热膨胀调整部2d。根据其中一个示例，所述第1热膨胀调整部2d完全地嵌入所述基材2a的内部。根据其他的示例，所述第1热膨胀调整部2d可以在外露于所述基材2a上表面或下表面的同时，也嵌入所述基材2a。所述第1热膨胀调整部2d在该示例中以3个为1组，并以大致相同的间距设置5组。
41.所述布线基板2沿略平行于所述第2方向(y方向)的方向，设有热膨胀系数比所述基材2a的热膨胀系数小的第2热膨胀调整部2e。根据其中一个示例，所述第2热膨胀调整部2e完全地嵌入所述基材2a的内部。根据其他的示例，所述第2热膨胀调整部2e可以在外露于所述基材2a上表面或下表面的同时，嵌入所述基材2a。所述第2热膨胀调整部2e在该示例中以5个为1组，并以大致相同的间距设置5组。
42.所述第2热膨胀调整部2e的密度大于所述第1热膨胀调整部2d的密度。换言之，所述第2热膨胀调整部2e沿所述第1方向的单位长度的密度，大于所述第1热膨胀调整部2d沿所述第2方向的单位长度的密度。在所述示例中，所述第2热膨胀调整部2e的个数，比所述第1热膨胀调整部2d的个数多。所述布线基板2沿所述第1方向的热膨胀系数最大，沿所述第2方向的热膨胀系数最小。
43.所述第1热膨胀调整部2d与所述第2热膨胀调整部2e的材料，并不限定于热膨胀系数比所述基材2a的热膨胀系数小的材料。所述第1热膨胀调整部2d与所述第2热膨胀调整部2e例如为预浸料纤维。例如，可以使用玻璃纤维作为所述第1热膨胀调整部2d与所述第2热膨胀调整部2e的材料。
44.图3是积层体1的平面图。例如，以钽酸锂作为所述压电晶圆3的材料，其热膨胀率随着方向而不同。换言之，所述压电晶圆3的热膨胀系数具有异向性。例如，所述压电晶圆3
沿所述第1方向(x方向)的热膨胀系数为16.1ppm/k，沿所述第2方向(y方向)的热膨胀系数为4.1ppm/k。在所述示例中，所述压电晶圆3沿该第1方向具有最大的热膨胀系数。根据其他的示例，所述压电晶圆3沿所述第1方向(x方向)的热膨胀系数为13ppm/k，沿所第2方向(y方向)的热膨胀系数为3ppm/k。
45.根据一个示例，所述布线基板2制作成具有与所述压电晶圆3的热膨胀系数的异向性相同的异向性。在所述示例中，所述布线基板2沿所述第1方向的热膨胀系数最大，所述压电晶圆3沿所述第1方向的热膨胀系数也是最大。换言之，所述布线基板2具有最大的热膨胀系数的方向略平行于所述第1方向。并且，在与所述第1方向正交的第2方向(y方向)，所述布线基板2的热膨胀系数与所述压电晶圆3的热膨胀系数相同。
46.因此，能借由在所述布线基板2上设置调整所述布线基板2的热膨胀系数的所述第1热膨胀调整部2d与所述第2热膨胀调整部2e，让所述布线基板2的热膨胀系数与所述压电晶圆3的热膨胀系数大致相同。借此，即使所述积层体1经过回流焊接(reflow)等热处理，也能防止或抑制所述积层体1大幅地歪曲。
47.在所述示例中，虽然所述压电晶圆3的热膨胀系数具有异向性，但也可以使用热膨胀系数不具异向性的压电晶圆。即使在这种情况下，也能借由在布线基板2上设置热膨胀调整部，让所述布线基板2的热膨胀系数与所述压电晶圆的热膨胀系数约略相同，而能防止或抑制所述积层体1大幅地歪曲。
48.接着说明包含所述积层体1的制作的弹性波装置的制造方法。首先，在第1步骤中，在所述压电晶圆形成多个单元功能元件。所述单元功能元件，例如为带通滤波器、对偶滤波器、双工器等弹性表面波装置。
49.接着，进行第2步骤。在所述第2步骤中制作所述布线基板2。例如，所述布线基板2具有与所述压电晶圆3中热膨胀系数最大的第1方向的热膨胀系数相同的热膨胀系数。根据一个示例，如前所述，借由设置所述第1热膨胀调整部2d与所述第2热膨胀调整部2e，让所述布线基板2的热膨胀系数与所述压电晶圆3的热膨胀系数相同。
50.接着，进行第3步骤。在所述第3步骤中，让所述布线基板2中热膨胀系数最大的方向与所述第1方向对齐，并将所述压电晶圆3与所述布线基板2贴合。在所述示例中，如图1所示，借由所述导电性材料4让所述压电晶圆3与所述布线基板2电性连接的同时，让两者贴合。
51.此时，如图3所示，贴合所述压电晶圆3与所述布线基板2，使得在与所述第1方向(x方向)正交的第2方向(y方向)中，所布线基板2的热膨胀系数与所述压电晶圆3的热膨胀系数相同。
52.接着，进行第4步骤。在所述第4步骤中，针对每一个单元功能元件切断所述压电晶圆3。在图4中，借由第1切割刀片5，将所述压电晶圆3上的所述单元功能元件分割成多个装置芯片3a。同时，可以在所述布线基板2上切出一部分的缺口，但在所述第4步骤中不完全切断所述布线基板2。
53.接着，进行步骤5。如图5所示，在所述步骤5中，在所述第4步骤形成的区域填充封装材料6。根据一个示例，放上树脂层而让树脂层横跨分割后的所述装置芯片3a。根据一个示例，所述树脂层是由液态的环氧树脂压制成片状而得。根据其他的示例，所述树脂层可以是有别于环氧树脂的聚酰亚胺等合成树脂。所述树脂层的上表面可以设置以聚对苯二甲酸
乙二酯(polyethylene terephthalate，pet)制成的保护膜，或是在所述树脂层的下表面设置以聚酯纤维制成的基底膜。
54.借由在所述装置芯片3a上放置树脂层，所述树脂层暂时被固定于所述装置芯片3a。接着，借由使具有所述装置芯片3a、所述树脂层及所述布线基板2的结构，至少加热到所述树脂层的软化温度的上滚轴与下滚轴间，让所述树脂层填充在所述装置芯片3a的侧面和所述布线基板2的上表面间。上述方法被称为热滚压合法。只要能达到层压的效果，也可以采用热滚压合法以外的方法。
55.接着，为了让所述树脂层完全硬化，例如，利用具备加热至树脂的固化温度的上模具与下模具的热压机，将所述树脂层往所述布线基板2的方向施加压力，可在抑制空间7中的空气膨胀的同时让树脂硬化。
56.根据所述示例，将所述树脂层加热升温至一次软化温度后，加压使其产生形变，而让所述树脂层紧密地附着在所述装置芯片3a的外表面与所述布线基板2的上表面，再借由加热升温至固化温度使其形状固定，而形成所述封装材料6。所述封装材料6例如让所述空间7成为密闭空间，并补强了所述装置芯片3a对所述布线基板2的固着力。在图5的示例中，所述空间7是被所述装置芯片3a的主面、所述布线基板2的上表面，及所述封装材料6包围的密闭空间。在一个示例中，所述封装材料6为热固性树脂。因此，在所述封装材料6、所述布线基板2，及所述装置芯片3a间形成空间7的同时，密封所述装置芯片3a。所述封装材料6也能以任一种绝缘体、金属或树脂层与金属层替代。
57.在一个示例中，在所述第5步骤后与第6步骤前，还包含研磨所述封装材料6的步骤。在研磨所述封装材料6的步骤中，可以持续研磨至被切断的所述压电晶圆3露出。这个研磨的步骤也可以省略。
58.接着，进行第6步骤。在所述第6步骤中，完全切断所述布线基板2。在图6中，完全切断所述布线基板2。根据一个示例，在所述第6步骤中，使用第2切割刀片8完全切断所述布线基板2。例如，所述第2切割刀片8的宽度x2，比所述第4步骤用的所述第1切割刀片5的宽度x1还细。因为使用较细的所述第2切割刀片8，而能保留所述装置芯片3a的侧面的封装材料6。
59.在所述示例中，虽然所述第4步骤与所述第6步骤中使用切割刀片，所述步骤的至少其中之一可以激光切割取代切割刀片。根据其他的示例，也可以使用超声波切割或激光隐形切割(stealth dicing)。
60.因此，借由晶圆级接合法接合所述压电晶圆3与布线基板2而形成所述积层体1，例如，可提升制造流程的效率、抑制制程的变异，并增加产量。
61.(第2实施例)
62.第2实施例的所述积层体1与所述弹性波装置的制造方法，与所述第1实施例相似，因此仅说明相异的部分。图7是所述第2实施例的积层体的平面图。所述布线基板2’沿略平行于所述第1方向(x方向)的方向上，设有热膨胀系数比所述布线基板2’的基材2a的热膨胀系数大的第3热膨胀调整部2f。所述第3热膨胀调整部2f在该示例中以5个为1组，并以大致相同的间距设置5组。
63.并且，所述布线基板2’沿略平行于所述第2方向(y方向)的方向上，设有热膨胀系数比所述布线基板2’的基材2a的热膨胀系数大的第4热膨胀调整部2g。所述第4热膨胀调整部2g在所述示例中以3个为1组，并以大致相同的间距设置5组。因此，所述第3热膨胀调整部
2f的密度大于所述第4热膨胀调整部2g的密度。
64.在所述示例中，所述第3热膨胀调整部2f的个数，比所述第4热膨胀调整部2g的个数多。所述布线基板2’沿所述第1方向的热膨胀系数最大，沿所述第2方向的热膨胀系数最小。
65.所述第3热膨胀调整部2f与所述第4热膨胀调整部2g的材料，并不限定于热膨胀系数比所述基材2a的热膨胀系数大的材料。所述第3热膨胀调整部2f与所述第4热膨胀调整部2g例如为玻璃或铜。
66.所述布线基板2’在所述第1方向(x方向)具有最大的热膨胀系数，且在所述第2方向(y方向)具有最小的热膨胀系数。因此，在所述第1方向具有最大的热膨胀系数，且在所述第2方向具有最小热膨胀系数的所述压电晶圆3，与所述布线基板2’贴合而成的所述积层体，即使经过回流焊接(reflow)等热处理，也能防止或抑制大幅的歪曲。
67.在所述第1与第2实施例中，针对热膨胀系数具有异向性的压电晶圆，制作具有与前述异向性约略相同的异向性的布线基板。根据其他的示例，所述布线基板的热膨胀系数，例如也可以借由所述热膨胀调整部调整成与所述压电晶圆的最大热膨胀系数相同。在这种情况下，例如所述布线基板的热膨胀系数具有等向性。
68.并且，也可以在一个布线基板上，设置热膨胀系数比基材的热膨胀系数小的热膨胀调整部，与热膨胀系数比基材的热膨胀系数大的热膨胀调整部，而让所述布线基板的热膨胀系数接近所述压电晶圆的热膨胀系数。
69.虽然以上描述了至少一个实施态样，应当理解的是，本领域技术人员能容易想到进行各种变化、修正或改进。上述变化、修正或改进也属于本公开的一部分，并且，属于本发明的范围。
70.应当理解的是，这里所描述的方法或装置的实施态样，不仅限于以上说明所记载或附图所示例的构成组件的架构和排列。方法和装置能以其他实施态样安装，或以其他实施态样施行。
71.所述实施例仅用于说明，并没有限定的意思。
72.本公开所使用的描述或用词仅是为了说明，并没有限定的必要。这里的“包括”、“具备”、“具有”、“包含”及其变化的使用，具有包括之后列举的项目、其等同物和附加项目的意思。
[0073]“或(或者)”的用词，或任何使用“或(或者)”描述的用语，可解释为所述描述用语中的其中一个、大于一个，或全部的意思。
[0074]
前、后、左、右、顶、底、上、下，及水平、垂直的引用都是为了方便描述，并非限定本发明中任一构成组件的位置与空间配置。因此，上述说明与附图只是示例性的。