在当今的通信系统中，为了实现高可靠性及高速信息传输，需 要采用高稳定性的频率源和具有高选择性的滤波器，但是仅存在有限 类型的频率资源。
采用晶体振子或声表面波(SAW)滤波器的声波器件是包含高 稳定性频率源和具有高选择性的滤波器的器件。这些声波器件是当今 确定通信设备的性能的主要部件。
同时，根据对更小型、更轻便的高性能通信设备的要求，越来 越强调电子器件的集成，以实现所谓“片上系统”为最终目标。 “片上系统”器件具有集成到一个芯片上的所有功能。
然而，将传统的声波器件与另一个电子器件集成在一起存在困 难，更不用说利用传统声波器件不能实现“片上系统”器件了。这 有两个原因。第一个原因是，在半导体基底上直接形成实用的声波器 件很难。另一个原因是，传统声波器件需要密闭的特殊封装以防止因 为吸收水分和气体物质而降低性能。这两个原因基于声波器件通常形 成在压电基底上的事实以及声波器件利用声振动的事实。根据这些事 实，显然，使用声波器件对于生产小型通信设备是巨大障碍。
以下将参考附图说明已经开发并应用于声表面波器件的传统封 装的实例结构。
图1A和1B是采用接合线、具有最通用实例结构的封装1000的 剖视图。以下将该例子称为现有技术1。
如图1A所示，现有技术1的封装1000具有位于由陶瓷(或金 属)构成的基底1001上的压电基底1003。电极1002安装在基底 1001上，而在压电基底1003上形成梳状电极(以下简称IDT)图形 1004。利用粘合剂将两个基底互相接合在一起。利用金属线1005， 压电基底1003上的IDT图形1004电连接到电极1002。在该结构 中，将盖板1006焊接到基底1001的侧壁1009上，如图1B所示。在 此，将干燥氮气充入基底1001与盖板1006之间的空间内或者将该空 间抽成真空，然后密封。
利用这种密封结构，现有技术1防止因为声表面波器件(或 IDT图形1004)吸收水分而恶化性能，从而实现足够高的可靠性。 然而，现有技术1的封装的问题在于，封装比压电基底1003大得 多。
为了解决现有技术1的该问题，建议了一种图2A和图2B所示 的、被称为“倒装芯片”结构的封装结构。以下将该实例结构称为
现有技术2。
如图2A所示，现有技术2的封装2000具有位于由陶瓷(或金 属)构成的基底2001上的压电基底2003。电极2002安装在基底 2001上，而在压电基底2003上形成IDT图形2004。在此，IDT图 形2004对着基底2001。利用金属凸缘2008等，基底2001与压电基 底2003互相电连接到一起。金属凸缘2008还起固定压电基底2003 的装置的作用。在该结构中，将盖板2006焊接到基底2001的侧壁 2009上，如图2B所示。
通过利用金属凸缘2008代替金属线1005进行接合，在现有技 术2中消除了为金属线1005保留的空间，因此可以将封装2000的尺 寸限制在只比压电基底2003稍大的尺寸。在现有技术2中，封装 2000的高度也比现有技术1的高度小得多。
为了实现更小的封装，已经开发出如图3A和3B所示的、被称 为  “芯片大小的封装”的结构。以下将该实例结构称为现有技术 3。
如图3A所示，现有技术3的封装3000具有位于由陶瓷(或金 属)构成而没有侧壁的基底3001上的压电基底3003。在压电基底 3003上形成IDT图形3004，IDT图形3004对着基底3001。利用金 属凸缘3008等，基底3001与压电基底3003互相电连接到一起。金 属凸缘2008还起固定压电基底3003的装置的作用。此外，在压电基 底3003的表面上沉积保护层。在该结构中，基底3001和盖板3006 被由塑料或树脂构成的塑模3010完全覆盖和密封，如图3B所示。
利用这种结构，现有技术3可以提供与压电基底3003几乎具有 同样大小的封装3000。
尽管在现有技术3中，可以使声波器件的封装与芯片具有同样 大小，但是由塑料或树脂构成的塑模不能将空气(特别是水分)完全 排除在外。这样就因为吸收水分而导致可靠性不佳。因为此原因，在 通过将封装和某些其他半导体芯片布置在一个基底上而形成一个模件 的情况下，难以保持足够可靠性。在这种情况下，需要对包括声波器 件的整个模件进行昂贵的密封。

因此，本发明的目的是提供一种克服了上述缺陷的声波器件。
本发明的更具体目的是提供一种不需要增大尺寸而被密封的声 波器件。
本发明的另一个具体目的是提供一种无需使用金属线等而可以 输入和输出电信号的、小型高可靠性声波器件的制作方法。
利用包括下列部件的声波器件，可以实现本发明的上述目的： 第一基底，具有根据输入电信号产生固体振动的振动单元和将电信号 引入振动单元的电极垫单元；以及第二基底，具有用于将电极垫单元 连接到外部电极的通孔，通过将第一基底与第二基底互相接合在一 起，至少密封第一基底的振动单元。利用这种结构，可以输入和输出 电信号，而无需任何金属线，而且可以提供不增大尺寸的密封SAW 器件。
利用包括下列部件的声波器件，也可以实现本发明的上述目 的：第一基底，具有根据输入电信号产生固体振动的振动单元；第二 基底，接合到第一基底的上表面；以及第三基底，接合到第一基底的 下表面，第二基底或第三基底具有用于将第一基底电连接到外部电极 的通孔，以及通过将第二基底与第三基底接合到第一基底，至少密封 第一基底的振动单元。
利用制作声波器件的方法，也可以实现本发明的上述目的，该 方法包括步骤：将第二基底接合到第一基底，第一基底具有根据输入 电信号产生固体振动的振动单元和将电信号引入振动单元的电极垫单 元，第二基底具有用于将电极垫单元电连接到外部电极的通孔，以及 将第二基底接合到第一基底的在其上形成了振动单元的一面，从而至 少密封第一基底的振动单元。
利用制作声波器件的方法，也可以实现本发明的上述目的，该 方法包括以下步骤：将第二基底接合到在其上形成振子的第一基底的 上表面上，该振子根据输入电信号产生固体振动；以及将第三基底接 合到第一基底的下表面上，第三基底具有用于将该振子连接到外部电 极的通孔，通过上述步骤至少密封第一基底的振子。

通过结合附图阅读以下详细说明，本发明的其他目的、特征以 及优点将变得更加明显，附图包括：
图1A和1B是根据现有技术1的封装结构的剖视图；
图2A和2B是根据现有技术2的封装结构的剖视图；
图3A和3B是根据现有技术3的封装结构的剖视图；
图4A是根据本发明第一实施例在其上形成梳状电极(IDT)图 形的芯片的压电基底的俯视图；
图4B是根据第一实施例的芯片的盖板的俯视图；
图4C是根据第一实施例通过将压电基底与盖板互相接合在一起 形成的芯片的俯视图；
图5A至5D是示出通过将图4A至4C所示的芯片与电路板组合 在一起形成的封装的制作过程的剖视图；
图6A是根据本发明第二实施例在其上形成梳状电极(IDT)图 形的芯片的压电基底的俯视图；
图6B是根据第二实施例的芯片的盖板的俯视图；
图6C是根据第二实施例通过将压电基底与盖板互相接合在一起 形成的芯片的俯视图；
图7A至7E是示出通过将图6A至6C所示的芯片与电路板组合 在一起形成的封装的制作过程的剖视图；
图8A是根据本发明第三实施例的芯片的上盖板的俯视图；
图8B是根据第三实施例的芯片的体波振子的俯视图；
图8C是根据第三实施例的芯片的下盖板的俯视图；
图8D是根据第三实施例通过将上盖板和下盖板接合到体波振子 形成的芯片的俯视图；
图9A至9D是示出通过将图8A至8D所示的芯片与电路板组合 在一起形成的封装的制作过程的剖视图；以及
图10A至10D示出根据本发明第四实施例的多芯片制作过程。

以下将参考附图说明本发明的优选实施例。
(第一实施例)
首先，参考图4A至4C，说明本发明的第一实施例。图4A至 4C示出在其内引入根据本实施例的声表面波器件的芯片1的结构。 更具体地说，图4A是在其上形成了梳状电极(IDT)图形11的压电 基底10的俯视图。图4B是盖板20的俯视图。图4C是通过将压电 基底10与盖板20互相接合在一起形成的芯片1的俯视图。
如图4A所示，IDT图形11、电极垫单元12以及外围金属层13 形成在通过加工半导体圆片制作的压电基底10上。IDT图形11是根 据输入电信号产生固体振动的振动单元的一部分。电极垫单元12将 IDT图形11电连接到外部以引入电信号。外围金属层13围绕IDT 图形11和电极垫单元12。在这种结构中，IDT图形11和电极垫单 元12构成声表面波(SAW)滤波器。因此，外围金属层13不与 IDT图形11和电极垫单元12实现电连接。外围金属层13的形状至 少围绕构成振动单元的IDT图形11。IDT图形11、电极垫单元12 以及外围金属层13由铝(Al)、金(Au)等构成。
如图4B所示，盖板20与电极垫单元12和外围金属层13配合 用于密封IDT图形11，它具有：通孔21，将电极垫单元12电连接 到外部导线32，如图5C所示；以及凹坑部分22，保持一个内部空 间以允许IDT图形11振动。将凹坑部分22形成在对着压电基底10 的一侧，而且它具有这样的深度，以致不接触微弱振动的IDT图形 11。例如，该深度可以是几微米至90微米。例如，通过对由玻璃、 陶瓷或硅(Si)构成的绝缘圆片进行加工，制作盖板20。
用作第一基底的压电基底10与用作第二基底的盖板20互相接 合，从而形成图4C所示的芯片1。
接着，参考图5A至5D，说明作为通过将芯片1与电路板30组 合在一起形成的声波器件的封装100的制作过程。图5A至5D是沿 图4A至4C所示线A-A’的剖视图。
在根据本实施例的封装100的制作过程中，首先对由例如玻 璃、陶瓷或硅(Si)构成的绝缘基底进行加工以产生盖板20(第二基 底)，盖板20具有位于表面上的凹坑部分22以及用于连接各电极的 通孔21，如图5A所示。在下一步，将盖板20接合到在其上形成了 声表面波器件的SAW滤波器的压电基底10(第一基底)上，如图 5B所示。在此，进行定位，以使盖板20的凹坑部分22位于产生机 械微弱振动的IDT图形11的上方，并使盖板20的通孔21位于电极 垫单元12的各电极的上方。将干燥氮气充入由凹坑部分22形成的芯 片1的空腔内，或者将该空腔抽成真空，以消除对声表面波传播的不 利影响。
在将盖板20接合到压电基底10上的过程中，直接将金属材料 (外围金属层13)接合到玻璃、陶瓷或硅(盖板20)上，以便密封 空腔部分并完全排除外部空气。
在此实施例中，通过将盖板20焊接到与电极垫单元12具有同 样厚度的外围金属层13，解决了因为互相接合在一起的压电基底10 与盖板20之间的间隙而导致空腔部分的密封存在的缺陷，因为压电 基底10与盖板20之间的间隙的宽度与电极垫单元12的厚度相等。 然而，还可以采用其中利用例如玻璃料或由紫外线固化树脂构成的粘 合剂密封空腔部分的结构，这样可以有效排除空气(特别是水分)。 通过利用在固化前是软的上述材料填充与电极垫单元12的厚度相当 的间隙，可以密封芯片1的空腔部分。由于电极垫单元12的厚度非 常小，所以通过利用粘合剂或玻璃料填充该间隙，可以确保密封。利 用这种结构，可以通过外围金属层13的尺寸来减小芯片1的尺寸。
还可以采用其他结构。例如，可以在盖板20上要与电极垫单元 12和外围金属层13接触的区域内预先形成金属薄膜，以便在金属薄 膜与电极垫单元12和外围金属层13之间进行金属焊接。此外，还可 以将压电基底10和盖板20的接合区互相焊接在一起。
在如上所述将压电基底10与盖板20接合在一起后，将例如由 金或焊料构成的金属凸缘31放入例如盖板20的通孔21内，如图5C 所示。利用金属凸缘31封闭通孔21，并加强空腔部分的密封。
以上述方式密封芯片1的空腔部分。因此，可以将芯片1看作 独立器件(意味着，不需要对芯片1准备特殊环境，例如真空环境或 干燥N2气氛)。在与某些其他半导体器件(由Si或GaAs构成)混 合安装在一起的情况下，也不必费力密封包括芯片1的器件。因此， 可以显著提高设计器件的灵活性。
此外，将具有安装在其上的电极33的封装电路板30接合到在 其上安装金属凸缘31的盖板20的一侧，如图5C所示。在此，金属 凸缘31接触电极33，以使电极垫单元12电连接到外部导线32。这 样，就制成了封装100。
在此实施例中，可以利用例如由塑料或树脂构成的塑模40覆盖 封装100，如图5D所示。通过这样做，进一步增强密封。在这种情 况下，待利用塑模40覆盖的区域可以是整个器件，或者仅是基底的 接合区。这样，可以将声表面波器件放入非常小的封装内，同时又在 吸收水分方面保持可靠性。
尽管在此实施例中在芯片1内采用了SAW(声表面波)滤波 器，但是在本发明中，可以采用具有需要被密封的振动单元的任何其 他器件。这些器件的例子包括SAW谐振器、FBAR(薄膜体声波谐 振器)以及FBAR滤波器。在采用这些器件之一的情况下，第一基 底应该由硅(Si)、砷化镓(GaAs)或玻璃构成。
在该实施例中，用作第三基底的电路板30是用于封装的陶瓷基 底。然而，也可以采用在其内放入有源器件的硅基底或GaAs基底。
如上所述，该实施例提供了一种可以直接用作独立部件的声波 器件。该实施例还提供了一种制作这种声波器件的方法。因此，可以 获得具有高可靠性的、可能的最小器件。
此外，利用由硅或GaAs构成的半导体基底代替陶瓷封装基 底，可以将声波器件与半导体电路集成在一起。利用这种结构，可以 容易地实现“片上系统”器件。
(第二实施例)
接着，将参考附图详细说明本发明的第二实施例。本实施例的 目的在于，通过去掉作为第二基底的盖板20的凹坑部分22，来简化 结构和制作过程。本实施例的目的还在于，提高盖板20的机械强度 并降低制作成本。
现在，参考图6A至7E，将详细说明本实施例的芯片1A的结 构。图6A至6C示出芯片1A的结构。更具体地说，图6A是在其上 形成IDT图形11的压电基底10A的俯视图。图6B是盖板20A的俯 视图。图6C是通过将压电基底10A与盖板20A互相接合在一起形成 的芯片1A的俯视图。
图6A所示的压电基底10A具有形成在与图4A所示的压电基底 10中相同的电极垫单元12和外围金属层13上的金属薄膜12A和 13A。除了去除了凹坑部分22之外，图6B所示的盖板20A与图4B 所示的盖板20具有同样结构。
金属薄膜12A和13A的厚度都为例如几微米至90微米，而且 在压电基底10A与盖板20A互相接合在一起后，构成空腔部分以允 许IDT图形11振动。在构成振动单元的IDT图形11及其周围区域 被抗蚀剂等覆盖后，通过利用电镀方法、汽相沉积方法、喷涂方法等 沉积金属薄膜，形成金属薄膜12A和13A。
这样，使电极垫单元12和外围金属层13比IDT图形11厚，以 便象在第一实施例中那样，可以形成足以允许IDT图形11振动的空 腔部分。
在盖板20A的绝缘面(如果在其上沉积了金属薄膜，也可以是 盖板20A的金属面)与金属薄膜12A和13A的金属面之间进行产生 密封的接合。本实施例的其他部分与第一实施例结构的相应部分相 同，因此，在此省略说明它们。
现在，参考图7A至7E说明通过将芯片1A与电路板30组合在 一起形成封装100A的制作过程。图7A至7E是沿图6A至6C所示 的线A-A’的剖视图。
首先，如图7A所示，在与第一实施例的压电基底10中相同的 电极垫单元12和外围金属层13上形成抗蚀剂，然后，进行电镀、汽 相沉积或喷涂等以沉积金属薄膜12A和13A。这样，形成压电基底 10A。该结构的其他部分与第一实施例的相应部分相同，因此，在 此，省略说明它们。
接着，如图7B所示，对由诸如玻璃、陶瓷以及硅(Si)的材料 构成的绝缘圆片进行加工以产生具有用于连接各电极的通孔21的盖 板20A(第二基底)。然后，将盖板20A接合到在其上形成了IDT 图形11的压电基底10A(第一基底)的表面上，如图7C所示。在 此，进行定位，以使盖板20A的通孔21位于电极垫单元12上的金 属薄膜12A上方。通过这样做，在产生机械微弱振动的IDT图形11 上方形成其深度与每个金属薄膜12A和13A的厚度相当的空腔部 分。在此，将干燥氮气充入在压电基底10A与盖板20A之间形成 的、芯片1A的空腔部分内，或者将该空腔部分抽成真空，以便不对 声表面波的传播产生不利影响。
与在第一实施例中相同，在将盖板20A接合到压电基底10A的 过程中，在金属(外围金属层13)与玻璃、陶瓷或硅(盖板20)之 间直接进行接合。
还可以采用这样的结构，其中预先在盖板20A上要接触金属薄 膜12A和13A的区域上形成金属薄膜，并进行金属薄膜之间的接 合。作为一种选择，可以将压电基底10A和盖板20A的接合区互相 焊接在一起。本实施例制作过程的其他步骤与第一实施例制作过程的 相应步骤相同，因此，在此省略说明它们。
利用上述结构，在盖板上形成凹坑部分22就变得没有必要了。 因此，简化了制作过程，提高了盖板的机械强度，而且降低了制作成 本。
(第三实施例)
接着，将参考附图详细说明本发明的第三实施例。在该实施例 中，利用诸如晶体振子的体波振子代替第一实施例中的声表面波器 件。
参考图8A至9D，将详细说明本实施例的芯片2的结构。图8A 至8D示出芯片2的结构。更具体地说，图8A是用作第二基底的上 盖板51A的俯视图。图8B是用作第一基底的体波振子52的俯视 图。图8C是用作第三基底的下盖板51B的俯视图。图8D是通过将 上盖板51A和下盖板51B接合到体波振子52形成的芯片2的俯视 图。
图8A所示的上盖板51A在将接触体波振子52的一侧具有凹槽 (凹坑部分54A)，以允许振子55振动。同样，图8C所示的下盖板 51B在将接触体波振子52的一侧也具有凹槽(凹坑部分54B)。此 外，在下盖板51B上形成用于将体波振子52电连接到外部导线的通 孔53。图8B所示的体波振子具有通过对半导体圆片构图形成的振子 55。
在这种结构中，凹坑部分54A和54B都具有允许振子55振动 的深度。例如，该深度是几微米至90微米。以与第一实施例相同的 方式，将这3个基底互相层叠、接合在一起，以获得图8D所示的芯 片2。本实施例的其他部分与第一实施例的相应部分相同，因此，在 此省略说明它们。
现在，参考图9A至9D说明通过将芯片2与电路板30组合在 一起形成封装200的制作过程。图9A至9D是沿图8A至8D所示的 线A-A’的剖视图。
首先，如图9A所示，制备分别具有凹坑部分54A和54B的绝 缘上盖板和下盖板51A和51B(第二和第三基底)。然后，将上盖板 51A和下盖板51B分别接合到体波振子52(第一基底)的上表面和 下表面，如图9B所示。接合技术与在第一实施例中采用的接合技术 相同。在下盖板51B中形成用于输入和输出电信号的通孔53。
在通过将体波振子52夹在绝缘上盖板和下盖板51A和51B之 间形成芯片2后，将由例如金或焊料构成的金属凸缘31放入通孔53 内，然后，进行面朝下接合，如图9C所示。通过这样做，将芯片2 电连接到用作第四基底的电路板30。这样，可以获得非常小且高可 靠性的晶体振子的封装200。
可以利用塑模40覆盖封装200，如图9D所示。利用塑模40覆 盖的区域可以是整个封装200，也可以仅是各基底的接合区。利用塑 模40，可以实现非常小的器件封装，同时又在吸收水分方面保持高 可靠性。本实施例制作过程的其他步骤与第一实施例的相应步骤相 同，因此，在此省略说明它们。
(第四实施例)
现在，将参考附图说明本发明的第四实施例。本实施例的目的 在于集体制作上述任意实施例的密封芯片或封装。
参考图10A至10D，详细说明根据本实施例的多芯片制作过 程。在以下说明的示例情况下，集体制作第一实施例的芯片1。
首先，如图10A所示，制备半导体圆片300和绝缘圆片400。 然后，在用作第一基底的半导体圆片300上以Al或Au电极图形式 形成多个SAW滤波器301，如图10B所示。同时，在作为第二基底 的绝缘圆片400中形成多个通孔21。更具体地说，在对应于各SAW 滤波器301的电极垫单元12和外围金属层13的位置上，依照各 SAW滤波器301的形状，形成各通孔21。
然后，定位这两个圆片300和400使它们互相面对，并将它们 接合在一起(例如，利用与第一实施例中采用的技术相同的技术)， 如图10C所示。如果采用金属-金属接合，则应该预先在用作盖板 的绝缘圆片400上对应于接合区的位置形成金属薄膜。
在互相接合到一起后，将圆片300和400切割为许多芯片1，如 图10D所示。在此，可以在将半导体圆片300和绝缘圆片400互相 接合到一起后，立即在绝缘圆片400中的各通孔21内形成金属凸 缘。在这种情况下，圆片300和400面朝下接合到具有形成在其上的 电路板30的圆片，然后，切割为各封装100。
通过以上制作过程，能够以比对各芯片进行定位和接合的情况 简单得多的方式，制作大量密封芯片或封装。尽管在该实施例中采用 SAW滤波器，但是也可以采用其他声波器件，而不采用SAW滤波 器。
尽管对本发明的几个优选实施例进行了说明和描述，但是，本 技术领域内的熟练技术人员明白，在本发明的实质和原理范围内，可 以对这些实施例进行变更，权利要求及其等效物确定本发明的范围。