电子元件的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及在各种电子设备中使用的电子元件。
【背景技术】
[0002]图14A和图14B是传统电子元件I的示意性横截面视图，电子元件I是弹性波器件。电子元件I具有由压电单晶体组成的压电基板2、设置在压电基板2上的梳形电极3、设置在压电基板2上的布线4、由梳形电极3激励的空间5、覆盖空间5的盖体6、从盖体6上方密封空间5的密封体7、设置在密封体7上的端子电极8、以及穿透密封体7并且连接布线4和端子电极8的连接电极9。
[0003]在电子元件I中，长期使用有时会导致在压电基板2中形成裂缝11，从而破坏所述电子元件。
[0004]与电子元件I相似的另一种传统电子元件被公开在专利文献I中。
[0005]【引用列表】
[0006]【专利文献】
[0007]专利文献I:JP 2001-185976 A
【发明内容】
[0008]电子元件包括基板、设置在所述基板上的功能部件、以及设置在所述基板上并且密封所述功能部件的密封体。在最低温度至少与所述密封体的玻璃转变温度一样高的温度范围内，所述密封体的线性膨胀系数大于所述基板的线性膨胀系数。在最高温度比所述密封体的玻璃转变温度更低的温度范围内，所述密封体的线性膨胀系数小于所述基板的线性膨胀系数。
[0009]该电子元件即使在长期使用时也表现出优良的可靠性。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的实施例1中的电子元件的示意性横截面视图。
[0011]图2是示出实施例1中的电子元件的密封体的温度特性的图。
[0012]图3是示出实施例1中的密封体的温度特性的图。
[0013]图4是示出实施例1中的密封体的温度特性的图。
[0014]图5是示出实施例1中的密封体的温度特性的图。
[0015]图6是本发明的实施例2中的电子元件的示意性横截面视图。
[0016]图7是比较例的电子元件的示意性横截面视图。
[0017]图8是示出实施例2中的电子元件的密封体的温度特性的图。
[0018]图9是示出实施例2中的密封体的温度特性的图。
[0019]图10是示出比较例的密封体的特性的图。
[0020]图11是示出比较例的密封体的特性的图。
[0021]图12是本发明的实施例3中的电子元件的示意性横截面视图。
[0022]图13是本发明的实施例4中的电子元件的示意性横截面视图。
[0023]图14A是传统电子元件的示意性横截面视图。
[0024]图14B是传统电子元件的示意性横截面视图。
【具体实施方式】
[0025](实施例1)
[0026]图1是本发明的实施例1中的电子元件21的示意性横截面视图。实施例1中的电子元件21是弹性波器件。电子元件21具有基板22、设置在基板22的上表面22A上的梳形电极23、设置在基板22的上表面22A上的布线24、位于梳形电极23的上表面23A上方的空间25、从上方覆盖空间25的盖体26，从盖体26的上表面26A覆盖空间25的密封体27、设置在密封体27的上表面27A上的端子电极28、以及穿透密封体27并且连接布线24和端子电极28的连接电极29。梳形电极23激励空间25。电子元件21占据与基板22相同的表面积，且非常小，并且因为在将基板22分割成单个元件之前的晶片状态下执行密封和形成端子电极28，所以电子元件21被称为晶片级芯片尺寸封装(CSP)。
[0027]电子元件21不是必需具有连接电极29和端子电极28。在这种情况下，通过裸露布线24以及使用裸露的布线作为电极，可以从电子元件21提取来自梳形电极23的信号。
[0028]在实施例1中，基板22由压电材料形成，更具体地，由旋转的Y切割X传播(Y-cutX-propagat1n)钽酸锂单晶体构成。基板厚度，即从基板22的上表面到下表面22B的距离，大约为100 μ m到350 μ mo表面弹性波在基板22的上表面22A传播。如图1所示，定义电子元件21的X轴、Y轴和Z轴。表面弹性波沿上表面22A传播的方向定义为X轴方向。沿上表面22A与X轴正交的方向定义为Y轴方向。与X轴和Y轴正交的方向，即基板22的厚度方向，定义为Z轴方向。基板22在X轴方向上的线性膨胀系数αΧ是16.2ppm/°C，在Y轴方向上的线性膨胀系数α Y是9.7ppm/°C。基板22具有解理面30，其在相对于Y轴方向具有锐角的方向上延伸。
[0029]梳形电极23由含有铝作为主要成分的金属构成，并且形成在基板22的上表面22A上。通过将电压施加到梳形电极23，在基板22的上表面22A处激励表面弹性波。由诸如硅氧化物之类的电介质材料形成的保护膜可以形成在梳形电极23的表面上。以此方式，梳形电极23作为使电子元件21能够用作弹性波器件的功能部件。
[0030]布线24由形成在基板22的上表面22A上的导体构成，并且电连接到梳形电极23。
[0031]空间25是设置在梳形电极23的上表面23A上方的密封腔，并且用于在基板22的上表面22A处激励表面弹性波。
[0032]盖体26由聚酰亚胺基树脂(polyimide-based resin)形成，并且从基板22的上表面22A覆盖梳形电极23，空间25设置于它们之间。
[0033]密封体27是绝缘体，其从盖体26上方覆盖空间25，并且通过热固化包括热固化树脂和无机填料的复合物而形成。
[0034]端子电极28是导体，其用作电子元件21的输入输出端子或接地端子，并且通过光刻法形成在密封体27的上表面27A上。
[0035]连接电极29是导体，其穿透密封体27且连接布线24和端子电极28，并且例如通过铜电解镀(electrolytic copper plating)而形成。
[0036]电子元件21不是必需具有盖体26和空间25。实施例1中的电子元件21的密封体27通过热固化具有10 土 2wt %的热固化树脂和90 土 2wt %的无机填料的材料而形成，所述热固化树脂含有环氧树脂基(epoxy-based)成分和橡胶基(rubber-based)成分，所述无机填料含有二氧化硅作为主要成分。调整热固化树脂的成分以便密封体27的固化温度为180°C，并且使用DMA设备测量的密封体27的玻璃转变温度TgA为50°C。以此方式，密封体27的玻璃转变温度TgA被调整为落在电子元件21的-55°C至125°C的工作温度范围内。通过采用以此方式构成的密封体27，电子元件21能够抑制由在从_55°C到125°C的工作温度范围内的温度波动导致的对基板22的任何损坏，从而提高长期使用时的可靠性。
[0037]图2至图5是示出密封体27的特性的图。
[0038]图2示出密封体27在X轴方向和Y轴方向上的线性膨胀系数a A关于温度的变化，以及图14Α所示的传统电子元件I的密封体7在X轴方向和Y轴方向上的线性膨胀系数α B关于温度的变化。在图2中，垂直轴表示线性膨胀系数，水平轴表示温度。图1所示的电子元件21的密封体27和图14Α所示的传统电子元件I的密封体7不具有各向异性，因此沿X轴方向的线性膨胀系数和沿Y轴方向的线性膨胀系数相等。图2还示出实施例1中的电子元件21的基板22的沿X轴方向的线性膨胀系数α X和沿Y轴方向的线性膨胀系数a Yo传统电子元件I的基板2的线性膨胀系数与实施例1中的基板22的线性膨胀系数相同。密封体7由典型的热固化树脂形成。
[0039]电子元件21的密封体27具有玻璃转变温度TgA，传统电子元件I的密封体7具有玻璃转变温度TgB。玻璃转变温度TgB为161°C。
[0040]对于由钽酸锂的单晶体构成的基板2和22，沿X轴方向的线性膨胀系数α X是16.2ppm/°C，沿Y轴方向的线性膨胀系数α Y是9.7ppm/°C。因为沿X轴方向的线性膨胀系数α X大，所以温度变化导致的在X轴方向上的尺寸变化大，意味着电子元件21的电特性受温度变化影响。
[0041]传统电子元件I的密封体7的玻璃转变温度TgB是161°C，其高于电子元件I的-55°c到125°C的工作温度范围，并且代表电子元件中使用的典型热固化树脂的玻璃转变温度。传统电子元件I的密封体7的线性膨胀系数α B在不高于玻璃转变温度TgB的温度下设置为与基板2的沿X轴方向的线性膨胀系数αΧ相似的值。因此，密封体7的尺寸改变以便匹配基板2的X轴方向尺寸变化，因此从密封体7施加到基板2的沿X轴方向的应力量是小的。传统电子元件I的密封体7的线性膨胀系数α B在比玻璃转变温度TgB更高的温度下呈现出温度依赖性，但是该温度依赖性对传统电子元件I的可靠性的影响是微小的，并且没有在图2中示出。
[0042]如图2所示，实施例1中的电子元件21的密封体27的玻璃转变温度TgA设置为50°C，并且在比玻璃转变温度TgA更低的温度下，线性膨胀系数a A是7ppm/°C，其低于基板22的线性膨胀系数α X和α Y，而在比玻璃转变温度TgA更高的温度下，线性膨胀系数a A是25ppm/°C，其大于基板22的线性膨胀系数α X和α Y。
[0043]换言之，如图2所示，定义两个温度范围，即从最低温度LBl到最高温度UBl的温度范围ΤΒ1、以及从最低温度LB2到最高温度UB2的温度范围ΤΒ2。温度范围TBl的最低温度LBl至少与密封体27的玻璃转变温度TgA —样高。温度范围ΤΒ2的最高温度UB2低于玻璃转变温度TgA。温度范围TBl的最高温度UBl等于或高于使用电子元件21的工作温度范围的最高温度，温度范围