CN106716827B - 压电模块 - Google Patents

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Abstract

压电模块(10)具备压电薄膜(20)、固定层(30)以及支承基板(40)。压电薄膜(20)通过固定层(30)支承在支承基板(40)。在压电薄膜(20)的表面形成有功能导体(211、212)。在固定层(30)形成有空隙(300)，使得包括与功能导体(211、212)重叠的区域。在支承基板(40)的固定层(30)侧的面，在空隙(300)的区域内形成有构成电路元件的导体图案(50)。

Description

压电模块
技术领域
本发明涉及搭载有压电谐振器和其它电路元件的压电模块。
背景技术
当前，使用了压电谐振器的滤波器被各种实用化。在像这样包括压电谐振器的滤波器等的压电模块中，有时将压电谐振器和其它电路元件构成为一体化。在此，作为其它电路元件，例如是构成压电谐振器用的匹配电路的电感器、电容器等。
专利文献1记载的滤波器在基板的表面形成有压电谐振器和电容器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-93398号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1记载的滤波器的结构中，电路元件形成在基板表面，因此电路元件的耐候性低，必须另外追加提高耐候性的构造。
因此，本发明的目的在于，提供一种提高了电路元件的耐候性的、可靠性高的压电模块。
用于解决课题的技术方案
本发明的压电模块具备：压电薄膜，形成有功能导体；支承基板；固定层，将压电薄膜固定在支承基板；以及电路元件，配置在压电薄膜与支承基板之间。
在该结构中，可在不另外设置保护用的构件的情况下提高电路元件的耐候性。
此外，优选是，在本发明的压电模块中，电路元件由形成在压电薄膜或支承基板的导体图案构成。
在该结构中，可在不使用安装型部件的情况下形成电路元件。由此，可以不使用将安装型部件安装在压电薄膜或支承基板的构造，能够抑制产生由安装构造造成的不良。
此外，可以是，在本发明的压电模块中，在与压电薄膜的形成有谐振器用电极的面正交的方向上观察，固定层具备包括形成有功能导体的区域的形状的空隙。
在该结构中，压电谐振器的特性提高。因此，能够实现可靠性高且具有更优异的特性的压电模块。
此外，优选是，在本发明的压电模块中，导体图案与空隙重叠。
在该结构中，电路元件与压电谐振器靠近或至少部分地重叠。因此，能够将压电模块形成为小型。
此外，优选是，在本发明的压电模块中，导体图案的形成区域与功能导体的形成区域重叠。
在该结构中，能够进一步将压电模块形成为小型。
此外，在本发明的压电模块中，导体图案的形成区域的整体与功能导体的形成区域重叠。
在该结构中，能够更进一步将压电模块形成为小型。
此外，可以是，在本发明的压电模块中，固定层是层叠了声阻抗不同的多种层的声反射层。
即使是该结构，也能够实现电路元件的耐候性提高且可靠性高的压电模块。
发明效果
根据本发明，能够实现提高了电路元件的耐候性的、可靠性高的压电模块。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
图2是本发明的第一实施方式涉及的压电模块中的形成有功能导体的面和形成有电路元件的面的俯视图。
图3是示出本发明的第一实施方式涉及的压电模块中的层间布线的结构的剖视图。
图4是示出本发明的第一实施方式涉及的压电模块的制造方法中的各工序中的形状的侧面剖视图。
图5是示出本发明的第一实施方式涉及的压电模块的制造方法中的各工序中的形状的侧面剖视图。
图6是示出本发明的第二实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
图7是本发明的第二实施方式涉及的压电模块中的形成有功能导体的面和形成有电路元件的面的俯视图。
图8是示出本发明的第二实施方式涉及的压电模块的制造方法中的各工序中的形状的侧面剖视图。
图9是示出本发明的第三实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
图10是示出本发明的第四实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
图11是本发明的第四实施方式涉及的压电模块中的形成有电路元件的面的俯视图。
图12是示出本发明的第五实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
图13是示出本发明的第六实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
图14是示出本发明的第七实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
图15是示出本发明的第八实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
具体实施方式
参照图对本发明的第一实施方式涉及的压电模块进行说明。图1是示出本发明的第一实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图(相当于图2中的A-A剖视图。)。图2(A)是本发明的第一实施方式涉及的压电模块中的形成有功能导体的面的俯视图。图2(B)是本发明的第一实施方式涉及的压电模块中的形成有电路元件的面的俯视图。图3是示出本发明的第一实施方式涉及的压电模块中的层间布线的结构的剖视图(相当于图2中的B-B剖视图。)。
压电模块10具备压电薄膜20、固定层30以及支承基板40。固定层30粘接在压电薄膜20的背面，在固定层30的背面(与压电薄膜20抵接的面的相反侧的面)粘接有支承基板40。通过该结构，压电薄膜20通过固定层30支承在支承基板40。
压电薄膜20是LN(LiNbO3)、LT(LiTaO3)等压电体。固定层30是SiO2等绝缘体。支承基板40是Si、蓝宝石、玻璃等。
在压电薄膜20的表面(固定层30侧的面的相反侧的面)形成有功能导体211、212。功能导体211、212在俯视下为梳齿形状。功能导体211、212配置为形成所谓的IDT(Interdigital Transducer：叉指换能器)。通过该结构，构成压电谐振器。
在压电薄膜20的表面形成有布线导体221、222。布线导体221与功能导体211连接。布线导体222与功能导体212连接。布线导体221、222是将功能导体211、212连接到外部电路的导体。功能导体211、212、布线导体221、222是Al等导电率高的材料。
在固定层30形成有空隙300。空隙300被压电薄膜20、固定层30以及支承基板40包围。但是，空隙300插通到设置在压电薄膜20的贯通孔200。在形成空隙300时，利用该贯通孔200。
在支承基板40的表面(固定层30侧)形成有导体图案50。在导体图案50中，两端为迂回导体，这两端的迂回导体之间的部分为曲折形状。通过该结构，导体图案50作为电感器发挥功能。导体图案50是与功能导体211、212以及布线导体221、222相同的材料。
导体图案50中的曲折形状的部分在俯视下配置在空隙300的区域内。进而，导体图案50中的曲折形状的部分与由功能导体211、212构成的IDT的区域重叠。
导体图案50的两端通过在厚度方向上贯通固定层30和压电薄膜20的导电性过孔240，与布线导体221、222连接。
通过使用这样的结构，从而作为与压电谐振器连接的电路元件的电感器不会露出在外部。因此，能够提高电感器的耐候性。
此外，通过使用这样的结构，电感器和压电谐振器在俯视下重叠。因此，能够使由压电谐振器和与该压电谐振器连接的周边的电路元件构成的谐振电路的部分小型化。进而，通过使用这样的结构，从而电感器和压电谐振器在大致整个面重叠。因此，能够进一步使由压电谐振器和与该压电谐振器连接的周边的电路元件构成的谐振电路的部分小型化。
此外，在本实施方式的结构中，构成电感器的导体图案50和压电谐振器被空隙300分离，因此能够抑制彼此的相互干扰。
由这样的结构构成的压电模块10可通过以下所示的工序形成。图4和图5是示出本发明的第一实施方式涉及的压电模块的制造方法中的各工序中的形状的侧面剖视图。
如图4(A)所示，在支承基板40的表面形成导体图案50。接着，如图4(B)所示，在支承基板40的表面形成牺牲层31。牺牲层31例如为ZnO。
接着，如图4(C)所示，在支承基板40的表面形成固定层30。固定层30通过以下方式形成：在形成为覆盖牺牲层31后，使牺牲层31的台阶平坦化。另外，在平坦化时也可以不删除全部的与牺牲层31的表面抵接的固定层30。
接着，如图4(D)所示，在平坦化后的固定层30和牺牲层31的表面粘接压电基板P20。接着，如图5(A)所示，通过研磨等将压电基板P20薄膜化，形成压电薄膜20。
接着，如图5(B)所示，在压电薄膜20形成功能导体211、212。此时，虽然未图示，但是布线导体221、222也形成在压电薄膜20。另外，在形成功能导体211、212和布线导体221、222之前，在压电薄膜20和固定层30形成导电性过孔240。
接着，如图5(C)所示，在压电薄膜20形成贯通孔200。然后，经由贯通孔200除去牺牲层31。例如，通过湿式蚀刻除去牺牲层31。通过该处理，在固定层30形成空隙300。
通过采用以上的制造方法，从而可形成压电模块10。
另外，虽然在本实施方式中示出了形成电感器的方式，但是也可以形成电容器、电阻等具有其它电路功能的元件。此外，虽然在本实施方式中示出了通过在支承基板40的表面形成导体图案来形成具有电路功能的元件的方式，但是也可以使用安装型的电路元件。但是，如果使用安装型的电路元件，就需要对安装型的电路元件进行安装的导体图案、接合该导体图案和安装型的电路元件的接合构件。因此，利用导体图案来形成具有电路功能的元件的方式更不会产生由安装造成的不良，可以不另外使用安装型的电路元件、接合构件。
接着，参照图对本发明的第二实施方式涉及的压电模块进行说明。图6是示出本发明的第二实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。图7(A)是本发明的第二实施方式涉及的压电模块中的形成有功能导体的面的俯视图。图7(B)是本发明的第二实施方式涉及的压电模块中的形成有电路元件的面的俯视图。
在本实施方式涉及的压电模块10A中，构成电路元件的导体图案50A和空隙300A的结构与第一实施方式涉及的压电模块10不同。其它结构与第一实施方式涉及的压电模块10相同。
导体图案50A形成在压电薄膜20的背面。俯视下，导体图案50A除了伸长的方向上的两端以外均与空隙300A重叠。此外，俯视下导体图案50A不与IDT的区域重叠。
通过该结构，与压电模块10同样地，本实施方式涉及的压电模块10A的可靠性高，且是小型的。
由这样的结构构成的压电模块10A可通过以下所示的工序形成。图8是示出本发明的第二实施方式涉及的压电模块的制造方法中的各工序中的形状的侧面剖视图。
如图8(A)所示，在压电基板P20的背面形成导体图案50A。接着，如图8(B)所示，在压电基板P20的背面形成牺牲层31A。此时，牺牲层31A形成为覆盖导体图案50A的除两端以外的部分。
接着，如图8(C)所示，形成固定层30A，并将支承基板40粘接到固定层30A和牺牲层31A。
接着，如图8(D)所示，将压电基板P20薄膜化而形成压电薄膜20，并在压电薄膜20的表面形成功能导体211、212。
接着，如图8(E)所示，在压电薄膜20形成贯通孔200，并除去牺牲层31A，从而形成空隙300A。
接着，参照图对本发明的第三实施方式涉及的压电模块进行说明。图9是示出本发明的第三实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
相对于第一实施方式涉及的压电模块10，本实施方式涉及的压电模块10B的固定层30B的形状不同。固定层30B形成在支承基板40的整个表面，使得覆盖导体图案50。即使是这样的结构，也与第一实施方式涉及的压电模块10同样地，压电模块10B的可靠性高，且是小型的。
接着，参照图对本发明的第四实施方式涉及的压电模块进行说明。图10是示出本发明的第四实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。图11是本发明的第四实施方式涉及的压电模块中的形成有电路元件的面的俯视图。
相对于第三实施方式涉及的压电模块10B，本实施方式涉及的压电模块10C的构成电路元件的导体图案50C的配置位置和形状不同。导体图案50C形成在固定层30C中的不与空隙300重叠的位置。此时，导体图案50C最好靠近空隙300且是大致沿着空隙300的外形的形状。导体图案50C由曲折形状构成。
即使是这样的结构，也与第三实施方式涉及的压电模块10B同样地，压电模块10C的可靠性高，且是小型的。通过做成为这样的结构，能够加长导体图案50C，能够在抑制压电模块10C的面积的增加的同时获得更大的电感。
接着，参照图对本发明的第五实施方式涉及的压电模块进行说明。图12是示出本发明的第五实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
相对于第四实施方式涉及的压电模块10C，本实施方式涉及的压电模块10D的构成电路元件的导体图案50D的配置位置不同。导体图案50D配置在压电薄膜20的背面。即使是这样的结构，也与第四实施方式涉及的压电模块10C同样地，压电模块10D的可靠性高，且是小型的。
接着，参照图对本发明的第六实施方式涉及的压电模块进行说明。图13是示出本发明的第六实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
相对于第四实施方式涉及的压电模块10C，本实施方式涉及的压电模块10E的空隙300E的形状不同。空隙300E以贯通固定层30E和支承基板40的形状形成。导体图案50E是与导体图案50C相同的结构。即使是这样的结构，也与第四实施方式涉及的压电模块10C同样地，压电模块10E的可靠性高，且是小型的。此外，能够在不形成牺牲层的情况下形成空隙，因此能够通过简单的制造工序形成压电模块10E。
接着，参照图对本发明的第七实施方式涉及的压电模块进行说明。图14是示出本发明的第七实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
相对于第六实施方式涉及的压电模块10E，本实施方式涉及的压电模块10F的构成电路元件的导体图案50F的配置位置不同。导体图案50F配置在压电薄膜20的背面。即使是这样的结构，也与第六实施方式涉及的压电模块10E同样地，压电模块10F的可靠性高，且是小型的。
接着，参照图对本发明的第八实施方式涉及的压电模块进行说明。图15是示出本发明的第八实施方式涉及的压电模块的结构的侧面剖视图。
相对于第五实施方式涉及的压电模块10D，本实施方式涉及的压电模块10G的不同点在于，固定层30由声反射层60形成。
声反射层60可通过层叠声阻抗不同的多个层来形成。低声阻抗层例如是SiO2，高声阻抗层例如是W等金属或AlN，SiN等电介质。声反射层60通过粘接层61与支承基板40粘接。
即使是这样的结构，也与第五实施方式涉及的压电模块10D同样地，压电模块10G的可靠性高，且是小型的。
另外，导体图案50G可以设置在构成声反射层60的任一层。
此外，虽然在上述的各实施方式中示出了构成声表面波谐振器的方式，但是对于构成板波谐振器、体波谐振器的方式，也能够应用上述的导体图案的形成方式。
附图标记说明
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G：压电模块；
20：压电薄膜；
30、30A、30B、30C、30E：固定层；
31、31A：牺牲层；
40：支承基板；
50、50A、50C、50D、50E、50F：导体图案；
60：声反射层；
61：粘接层；
200：贯通孔；
211、212：功能导体；
221、222：布线导体；
240：导电性过孔；
300、300A、300E：空隙。

Claims (4)

1.一种压电模块，具备：
压电薄膜，具有相互背对的一主面及另一主面；
功能导体，形成于所述一主面；
支承基板，位于所述另一主面侧；
固定层，将所述压电薄膜固定在所述支承基板；
电路元件，配置在所述压电薄膜与所述支承基板之间；
导电性过孔，在厚度方向上贯通所述固定层及所述压电薄膜；以及
布线导体，配置于所述一主面，与所述功能导体及所述导电性过孔连接，
具有被所述压电薄膜、所述固定层及所述支承基板包围的空隙，
所述电路元件具有作为电感器发挥功能的导体图案，
在所述导体图案中作为所述电感器发挥功能的部分被配置于所述空隙内，
所述导体图案的两端与所述导电性过孔连接。
2.根据权利要求1所述的压电模块，其中，
所述电路元件由形成在所述压电薄膜或所述支承基板的导体图案构成。
3.根据权利要求1或2所述的压电模块，其中，
所述导体图案的形成区域与所述功能导体的形成区域重叠。
4.根据权利要求3所述的压电模块，其中，
所述导体图案的形成区域的整体与所述功能导体的形成区域重叠。
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