CN107636964A - 弹性波装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种难以产生施加了由热造成的应力时的破坏的弹性波装置。一种弹性波装置(1)，在安装基板(2)上安装有弹性波元件(5)，弹性波元件(5)用密封树脂层(12)进行密封。弹性波元件(5)使用凸块(10、11)与安装基板(2)的电极连接盘(3、4)接合。在密封树脂层(12)的与安装基板(2)相反侧的面(12a)，设置有凹部(13a～13d)。凹部(13a～13d)的深度(D)与从面(12a)到压电基板(6)的第二主面(6b)的密封树脂层部分的距离(H)的比(D/H)为1/3以上。

Description

弹性波装置
技术领域
本发明涉及通过密封树脂层密封有弹性波元件的弹性波装置。
背景技术
近年来，强烈要求电子部件的薄型化以及小型化。在下述的专利文献1公开了具有中空构造的弹性波装置。在专利文献1中，在安装基板上使用凸块安装有弹性波元件。弹性波元件的IDT电极与安装基板对置。在IDT电极与安装基板之间设置有中空空间。设置有密封树脂层，使得覆盖弹性波元件的周围。示出了在密封树脂层的上表面使用激光等打印了标记的结构。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-112607号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使用激光等在密封树脂层的上表面打印标记的方法中，被打印的部分成为凹部。因为形成有凹部，所以在施加了由热造成的应力的情况下，也可能产生弹性波装置的破坏。
本发明的目的在于，提供一种在施加了由热造成的应力的情况下难以产生破坏的弹性波装置。
解决课题的技术方案
本发明涉及的弹性波装置，具备：安装基板；电极连接盘，设置在所述安装基板上；弹性波元件，具有压电基板和IDT电极，所述压电基板具有相互对置的第一主面以及第二主面，所述IDT电极设置在所述压电基板的所述第一主面上，所述弹性波元件搭载在所述安装基板，使得所述第一主面与所述安装基板的所述电极连接盘隔开间隙而对置；多个凸块，将所述弹性波元件接合到所述电极连接盘；以及密封树脂层，设置为覆盖搭载在所述安装基板的所述弹性波元件，将所述间隙的部分作为中空部，在所述密封树脂层的与所述安装基板相反侧的面设置有凹部，所述凹部的深度为从所述压电基板的所述第二主面到所述密封树脂层的与所述安装基板相反侧的面的距离的1/3以上。
在本发明涉及的弹性波装置的某个特定的局面中，在从所述密封树脂层的与所述安装基板相反侧的面俯视的情况下，所述凹部位于凸块之间。在该情况下，能够更进一步抑制施加了热应力时的破坏。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，在所述多个凸块中，所述凹部位于全部的凸块之间。在该情况下，更加难以产生由热应力造成的破坏。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，所述凹部的底位于比所述压电基板的所述第二主面更靠所述密封树脂层的与所述安装基板相反侧的面侧，在所述凹部的底与所述压电基板的所述第二主面之间存在密封树脂层部分。在该情况下，更加难以产生由热应力造成的破坏。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，在从所述密封树脂层的与所述安装基板相反侧的面俯视的情况下，所述凹部位于所述IDT电极所面向的所述中空部外。在该情况下，难以产生由凹部的形成造成的强度的下降。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，在从所述密封树脂层的与所述安装基板相反侧的面俯视的情况下，所述凹部与所述IDT电极相互不重叠。在该情况下，更加难以产生由凹部的形成造成的机械强度的下降。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，所述凹部构成了文字或数字。在该情况下，能够利用凹部显示与弹性波装置相关的信息、制造批次信息等。
发明效果
根据本发明，能够提供一种难以产生施加了由热造成的应力时的破坏的弹性波装置。
附图说明
图1(a)以及图1(b)是本发明的第一实施方式涉及的弹性波装置的俯视图以及沿图1(a)中的B-B线的剖视图。
图2是示出比D/H与置于85℃的温度的情况下的施加于弹性波元件的长边方向端部的应力的关系的图。
图3是本发明的第二实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。
图4是本发明的第三实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。
图5是示出第二实施方式的弹性波装置中的压电基板以及密封树脂层的长边方向位置与在高温下施加的应力的关系的图。
图6是示出第三实施方式的弹性波装置中的压电基板以及密封树脂层的长边方向位置与在高温下施加的应力的关系的图。
图7是本发明的第四实施方式涉及的弹性波装置的俯视图。
图8是本发明的第五实施方式涉及的弹性波装置的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明，从而明确本发明。
另外，需要指出的是，本说明书记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式间进行结构的部分置换或组合。
图1(a)以及图1(b)是本发明的第一实施方式涉及的弹性波装置的俯视图以及沿图1(a)中的B-B线的剖视图。
弹性波装置1具有安装基板2。安装基板2由氧化铝等绝缘性陶瓷或者半导体陶瓷等构成。此外，安装基板2也可以由陶瓷以外的材料形成。
在安装基板2的上表面，设置有多个电极连接盘3、4。电极连接盘3、4由Al、Cu、Ag或它们的合金等适当的金属构成。
在安装基板2上安装有弹性波元件5。弹性波元件5具有压电基板6。压电基板6由钽酸锂、铌酸锂等压电单晶构成。不过，压电基板6也可以由压电陶瓷构成。压电基板6具有相互对置的第一主面6a以及第二主面6b。在第一主面6a上设置有IDT电极7。IDT电极7所面向的中空部A设置在第一主面6a与安装基板2之间。
与IDT电极7电连接的电极连接盘8、9设置在第一主面6a上。电极连接盘8、9通过凸块10、11与电极连接盘3、4接合。电极连接盘8、9由适当的金属或者合金构成。关于凸块10、11，也由焊锡、Au等适当的金属构成。
弹性波装置1配置为压电基板6的第一主面6a与安装基板2对置。由此，形成了前述的中空部A。
另一方面，为了对弹性波元件5进行密封，设置有密封树脂层12，使得覆盖弹性波元件5的周围。
密封树脂层12由环氧树脂等适当的合成树脂构成。
上述密封树脂层12设置为，除中空部A以外覆盖弹性波元件5。
另一方面，在密封树脂层12的与安装基板2相反侧的面12a上，设置有X方向尺寸相对于面12a的X方向尺寸为10％的凹部13a。如图1(a)所示，在本实施方式中，设置有多个凹部13a～13d。在图1(a)中，用虚线的圆示出设置在密封树脂层12的下方的凸块10、11、10A、11A的位置。即，前述的凸块10、11位于凹部13a的两侧。此外，还有凸块10A、11A位于凹部13b的两侧。在本实施方式中，密封树脂层12以及压电基板6具有矩形的平面形状，该矩形具有长边和短边。上述凸块10、11位于压电基板6的一个长边的一端侧以及另一端侧。凹部13a在该长边位于中央。在另一个长边侧，凸块10A位于一端侧，凸块11A位于另一端侧。凹部13b在该长边位于中央。此外，凹部13c位于凸块10、10A所位于的短边侧中央。同样地，在另一个短边侧，凹部13d位于凸块11、11A间的中央部分。
换言之，凹部13a～13d位于相邻的一对凸块之间。
将凹部13a～13d的深度，即，从密封树脂层12的与安装基板2相反侧的面12a到凹部13a～13d的底面的尺寸设为深度D。另一方面，将上述密封树脂层12的与安装基板2相反侧的面12a与压电基板6的第二主面6b之间的距离设为H。深度D相对于距离H的比D/H被设为1/3以上。由此，在弹性波装置1中，通过凹部13a～13d，能够减小施加了热应力时的施加于弹性波元件5的长边方向端部C的应力。因此，能够抑制包括压电基板6的弹性波元件5的破坏。关于此，对具体的实验例进行说明。
图2是示出在上述实施方式的弹性波装置1中使上述凹部13a～13d的深度D与上述距离H的比D/H变化的情况下的、与85℃的高温下的施加于弹性波元件5的长边方向端部的应力的关系的图。另外，该长边方向端部处的应力是通过有限元法求出了使弹性波装置1在85℃的温度下达到稳定状态的状态下的、压电基板6的长边方向端部C处的应力的值。
根据图2明确可知，在比D/H为1/3以上的情况下，能够有效地减小施加于上述端部的应力。
因此，凹部13a～13d的深度D需要设置为，比D/H成为1/3以上。另外，上述比D/H的上限在缓解施加于上述端部的应力方面没有特别限定。不过，面12a与压电基板6的第二主面6b之间的距离成为D的上限。因此，比D/H的值为1以下。优选地，期望比D/H的值小于1。在该情况下，在凹部13a～13d的底部与压电基板6的第二主面6b之间存在密封树脂层部分。由此，能够更加有效地抑制机械强度的下降。
在第一实施方式的弹性波装置1中，全部的凹部13a～13d的深度设为相同。优选地，在设置多个凹部的情况下，期望使凹部的深度不同。参照图3以及图4对此进行说明。
图3是本发明的第二实施方式涉及的弹性波装置21的主视剖视图，图4是本发明的第三实施方式涉及的弹性波装置31的主视剖视图。图3以及图4是相当于对第一实施方式示出的图1(b)的附图。不同之处在于，在密封树脂层12的面12a，沿着压电基板6的长边方向设置有3个凹部13a1～13a3。另外，虽然在图3以及图4中未图示，但是在图1(a)所示的设置有凹部13b的一侧的长边侧部分，也同样地设置有3个凹部。
而且，在第二实施方式中，与第一实施方式同样地，全部的凹部13a1～13a3的深度D设为相等。相对于此，在第三实施方式的弹性波装置31中，位于压电基板6的长边方向中央的凹部13a2的深度设为相对深，位于长边方向一端侧以及另一端侧的凹部13a1、13a3的深度设为相对浅。凹部13a1的深度与凹部13a3的深度设为相等。
在第二实施方式以及第三实施方式的弹性波装置21、31中，其它结构与第一实施方式的弹性波装置1相同。因此，能够与第一实施方式的弹性波装置1同样地减小高温下的施加于压电基板6的长边方向端部C的应力。
图5以及图6是示出第二实施方式以及第三实施方式的弹性波装置21、31的图3以及图4所示的剖面处的长边方向(X方向)位置与应力-冯米塞斯等效应力的关系的图。在图5以及图6中，是如下的图，即，实线示出压电基板6的第二主面6b中的施加于压电基板6的应力，虚线示出包含压电基板6的第二主面6b的平面12c中的施加于密封树脂层的应力。
另外，冯米塞斯的等效应力σmises可用下述的式子求出。
[数学式1]
σxx、σyy、σzz、τyz、τzx、τxy：应力张量分量
σ1：最大主应力，σ2：中间主应力，σ3：最小主应力
从图5以及图6明确可知，在任一情况下，由于高温下的热应力，均在处于与横轴以0示出的密封树脂的端部相距0.1mm的位置的压电基板6的长边方向端部施加大的应力。可知，在包含密封树脂层12和压电基板6的第二主面6b的平面12c中，也是在相当于上述压电基板6的长边方向端部的横轴0.1mm的长边方向位置，应力为大约65～75MPa，与长边方向上的其它位置处的应力相比变大。
不过，对比图5和图6明确可知，在图6中，压电基板6的长边方向两端处的应力为大约70MPa和大约65MPa，与图5的情况相比减少。图6中的长边方向中央的应力与图5的情况相比变大，为大约40～45MPa。图6中的压电基板6的第二主面6b的两端位置处的应力与中央位置处的应力的应力差小于图5的情况下的应力差。
因此，根据图6明确可知，在第三实施方式的弹性波装置31中，能够减小大的长边方向端部处的应力，并且能够横跨压电基板6的长边方向整体而实现受到的应力的均匀化。因此，在像第三实施方式的弹性波装置31那样沿着压电基板6的长边方向配置有多个凹部13a1～13a3的情况下，期望使中央的凹部13a2相对深。在该情况下，在全部的凹部13a1～13a3中，关于其深度D，也需要使比D/H为1/3以上。另外，确认了关于图5以及图6所示的应力分布状态，在压电基板6的短边方向上，具体地，在穿过图1的凸块10、10A以及凹部13c的图1(a)所示的E-E剖面中，也可得到同样的结果。
图7是第四实施方式涉及的弹性波装置41的俯视图。在此，在压电基板6的长边方向上的一个长边中央以及另一个长边中央附近设置有凹部13a、13b。像这样，本发明中的凹部的形成位置以及数量没有特别限定。不过，优选地，期望像第一实施方式那样，在相邻的凸块10、11、10A、11A间全部设置凹部，由此，能够更加有效地提高弹性波装置1的机械强度。
此外，上述的设置在密封树脂层12的上表面的凹部优选设置于在从面12a侧俯视的情况下与位于下方的中空部A不重叠的位置。更优选地，设置为与IDT电极7不相互重叠。由此，能够更加有效地提高弹性波装置的机械强度。
此外，在弹性波装置1、21、31、41中，示出了平面形状为圆形的凹部13a～13d、13a1～13a3等，但是凹部的平面形状没有特别限定，可以设为任意的形状。优选地，也可以像图8所示的第五实施方式的弹性波装置51那样，设置构成文字或数字的凹部13e、13f、13g、13h。在该情况下，能够通过凹部13e～13h来表示文字、数字等，因此能够形成示出产品信息、产品的批次编号等的标记。
附图标记说明
1：弹性波装置；
2：安装基板；
3、4：电极连接盘；
5：弹性波元件；
6：压电基板；
6a、6b：第一主面、第二主面；
7：IDT电极；
8、9：电极连接盘；
10、10A、11、11A：凸块；
12：密封树脂层；
12a：面；
12c：平面；
13a～13h、13a1～13a3：凹部；
21、31、41、51：弹性波装置。

Claims (7)

1.一种弹性波装置，具备：
安装基板；
电极连接盘，设置在所述安装基板上；
弹性波元件，具有：压电基板，具有相互对置的第一主面以及第二主面；以及IDT电极，设置在所述压电基板的所述第一主面上，所述弹性波元件搭载在所述安装基板，使得所述第一主面与所述安装基板的所述电极连接盘隔开间隙而对置；
多个凸块，将所述弹性波元件接合到所述电极连接盘；以及
密封树脂层，设置为覆盖搭载在所述安装基板的所述弹性波元件，将所述间隙的部分作为中空部，
在所述密封树脂层的与所述安装基板相反侧的面设置有凹部，所述凹部的深度为从所述压电基板的所述第二主面到所述密封树脂层的与所述安装基板相反侧的面的距离的1/3以上。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在从所述密封树脂层的与所述安装基板相反侧的面俯视的情况下，所述凹部位于凸块之间。
3.根据权利要求2所述的弹性波装置，其中，
在所述多个凸块中，所述凹部位于全部的凸块之间。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述凹部的底位于比所述压电基板的所述第二主面更靠所述密封树脂层的与所述安装基板相反侧的面侧，在所述凹部的底与所述压电基板的所述第二主面之间存在密封树脂层部分。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在从所述密封树脂层的与所述安装基板相反侧的面俯视的情况下，所述凹部位于所述IDT电极所面向的所述中空部外。
6.根据权利要求5所述的弹性波装置，其中，
在从所述密封树脂层的与所述安装基板相反侧的面俯视的情况下，所述凹部与所述IDT电极相互不重叠。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述凹部构成了文字或数字。
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