JP2017073654A - 弾性波装置及び弾性波装置の積層構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＤＴ電極で発生した熱によるＩＤＴ電極の破損が生じ難い、弾性波装置を提供する。
【解決手段】弾性波装置１は、圧電基板２（第１の圧電基板）と、圧電基板２上に設けられているＩＤＴ電極３（第１の機能電極）と、圧電基板２上に設けられており、ＩＤＴ電極３を囲んでいる支持部材６と、支持部材６上に設けられているカバー部材７とを備える。圧電基板２、支持部材６及びカバー部材７により囲まれており、ＩＤＴ電極３が臨んでいる中空空間Ａ（第１の中空空間）が構成されており、中空空間Ａにおいて、圧電基板２上に直接設けられた部分及び間接的に設けられた部分のうち少なくとも一方を有し、熱が加わると、６μｍ〜１０μｍの波長の電磁波を放射する放射膜５Ａ，５Ｂ（第１の放射膜）がさらに備えられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、弾性波装置及び弾性波装置の積層構造体に関する。

下記の特許文献１には、パッケージ基板と、パッケージ基板上に実装されており、かつ素子基板と、支持層と、カバー部材とを含む電子部品素子と、電子部品素子を封止するようにパッケージ基板上に設けられたモールド樹脂層とを備えた、弾性波装置が開示されている。

特開２０１５−１６２８０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の弾性波装置では、動作時の発熱で温度上昇する。その際に、中空の構造を有するので、ＩＤＴ電極の温度が６０℃を超えてくると、通常の通信デバイスで用いられる電力範囲において耐電力性が劣化し始める。さらに、ＩＤＴ電極の温度が２００℃を超えてくると、微弱な電力印加でもＩＤＴ電極が破損してしまい、そのためＩＤＴ電極が機能しなくなってしまうという課題があった。

本発明の目的は、ＩＤＴ電極で発生した熱によるＩＤＴ電極の破損が生じ難い弾性波装置を提供することにある。

本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられている機能電極と、前記圧電基板上に設けられており、前記機能電極を囲んでいる支持部材と、前記支持部材上に設けられており、前記支持部材及び前記圧電基板と共に前記機能電極を中空空間で封止しているカバー部材と、放射膜とを備え、前記放射膜は、前記中空空間における前記圧電基板上に直接設けられた部分及び間接的に設けられた部分の少なくとも一方の部分を有し、熱が加わると、６μｍ〜１０μｍの波長をもつ電磁波を放射する。

本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記支持部材は、波長が６μｍ〜１０μｍである電磁波の透過率が５０％以上である。

本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記カバー部材は、波長が６μｍ〜１０μｍである電磁波の透過率が５０％以上、または反射率が２０％以下である。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記放射膜の放射率が８５％以上である。

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記放射膜は、前記圧電基板上に間接的に設けられている部分を有する。

本発明に係る弾性波装置のさらに別の局面では、前記圧電基板上に間接的に設けられている部分が、前記機能電極上に設けられている部分を有する。この場合には、弾性波装置の放熱性をより一層高めることができる。

本発明の他の特定の局面では、前記中空空間内における前記圧電基板上に設けられており、かつ前記機能電極に電気的に接続されている配線電極をさらに備え、前記圧電基板上に間接的に設けられている部分が、前記配線電極上に設けられている部分を有する、弾性波装置を提供する。この場合には、弾性波装置の放熱性をより一層高めることができる。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記圧電基板上に間接的に設けられている部分が、前記支持部材の前記中空空間に臨む面の少なくとも一部に設けられている。この場合には、弾性波装置の放熱性をより一層高めることができる。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記放射膜が、前記圧電基板上に直接設けられている部分を有する。

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記機能電極がＩＤＴ電極である。

本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記放射膜が、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物及びマグネシウム酸化物の混合物である。

本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記混合物において、前記シリコン酸化物の含有割合を１００重量部としたときに、前記アルミニウム酸化物が１重量部〜７．７重量部の割合で含有されており、前記マグネシウム酸化物が１重量部〜４６．２重量部の割合で含有されている。

本発明に係る弾性波装置の積層構造体は、本発明に従って構成されている弾性波装置である第１の弾性波装置と、第２の圧電基板と、前記第２の圧電基板上に設けられている第２の機能電極と、前記第２の機能電極を囲んでいる壁部とを有する第２の弾性波装置とを備え、前記壁部上に前記第１の弾性波装置が積層されており、前記第２の圧電基板、前記壁部及び前記第１の弾性波装置により囲まれており、前記第２の機能電極が臨んでいる第２の中空空間が構成されており、前記第２の中空空間において、前記第２の圧電基板上に直接設けられた部分及び間接的に設けられた部分のうち、少なくとも一方の部分を有し、熱が加わると、６μｍ〜１０μｍの波長の電磁波を放射する第２の放射膜をさらに備える。

本発明に係る弾性波装置の積層構造体のある特定の局面では、前記第１の弾性波装置が、前記圧電基板、前記支持部材及び前記カバー部材を覆っている第１の封止樹脂層を有し、前記壁部が、前記第２の圧電基板を覆っており、前記第２の機能電極を囲んでいる第２の封止樹脂層であり、前記第２の中空空間が前記第２の圧電基板、前記第２の封止樹脂層及び前記第１の封止樹脂層により囲まれている。

本発明に係る弾性波装置の積層構造体の他の特定の局面では、前記第２の機能電極がＩＤＴ電極である。

本発明に係る弾性波装置の積層構造体のさらに他の特定の局面では、前記第２の放射膜が、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物及びマグネシウム酸化物の混合物である。

本発明によれば、ＩＤＴ電極で発生した熱によるＩＤＴ電極の破損が生じ難い弾性波装置を提供することができる。

図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の平面断面図である。 用いる弾性表面波の周波数が８００ＭＨｚである複数の弾性波装置の耐電力試験の結果を示す図である。 用いる弾性表面波の周波数が２．２ＧＨｚである複数の弾性波装置の耐電力試験の結果を示す図である。 図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する本発明の第１の実施形態の変形例に係る弾性波装置の断面図である。 図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の断面図である。 図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する本発明の第３の実施形態としての弾性波装置の積層構造体の断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の弾性波装置の積層構造体の製造方法を説明するための、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施形態の弾性波装置の積層構造体の製造方法を説明するための、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 本発明の第１の実施形態における、支持部材の電磁波透過率と、弾性波装置動作時のＩＤＴ電極の到達温度との関係を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

図１は、後述する図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の断面図である。図２は、第１の実施形態に係る弾性波装置の平面断面図である。

図１に示されているように、弾性波装置１は、圧電基板２を有する。圧電基板２はＬｉＴａＯ_３からなる。なお、圧電基板２は、ＬｉＮｂＯ_３などの圧電単結晶からなっていてもよく、あるいは、適宜の圧電セラミックスからなっていてもよい。

圧電基板２上には、機能電極としてのＩＤＴ電極３が設けられている。圧電基板２上には、ＩＤＴ電極３に電気的に接続されている配線電極４も設けられている。ＩＤＴ電極３及び配線電極４は、適宜の金属からなる。本実施形態の弾性波装置１は、弾性表面波を用いる。

なお、図１においては、ＩＤＴ電極は矩形に２本の対角線を引いた略図で示されている。後述する図５〜図９においても同様である。

図２に示されているように、ＩＤＴ電極３上には、放射膜５Ａが設けられている。圧電基板２上及び配線電極４上には、放射膜５Ｂが設けられている。

放射膜５Ｂは、ＩＤＴ電極３を囲むように設けられている。放射膜５Ａ，５Ｂは、特に６０℃〜２００℃の範囲で熱を加えると、６μｍ〜１０μｍの波長の電磁波を放射する材料を選択する。

この理由は以下の通りである。弾性波フィルタなどの弾性波装置は動作時の発熱で温度上昇するが、その際、ＩＤＴ電極３の温度が６０℃を超えてくると、通常の通信デバイスで用いられる電力範囲において耐電力性が劣化し始める。さらにＩＤＴ電極３の温度が２００℃を超えてくると、微弱な電力印加でもほぼＩＤＴ電極３が破損してしまい、ＩＤＴ電極３が機能しなくなってしまう。

一方、６０℃〜２００℃の範囲の熱を放射するために必要な電磁波の波長は、６μｍ〜１０μｍである。

従って、６０℃〜２００℃の範囲で熱が加わった場合であっても、ＩＤＴ電極３が破損されないためには、電磁波の波長が６〜１０μｍである放射膜５Ａ，５Ｂを、中空空間Ａにおいて圧電基板２上に設ければよい。これにより、ＩＤＴ電極３で発生した熱が放射膜５Ａ，５Ｂによって電磁波に変換され、放射される。そして、放射された電磁波は中空空間にある空気を伝わって、中空空間ＡにおいてＩＤＴ電極３が形成されている面と上方において対向する面もしくは部材または中空空間Ａを囲んでいる側面などの他の部分に逃がすことができる。よってＩＤＴ電極３の温度上昇を抑制することができる。その結果、ＩＤＴ電極３の破損が生じ難い。

なお、本実施形態では、放射膜５Ａは、圧電基板２上及び機能電極としてのＩＤＴ電極３上に設けられていた。また、放射膜５Ｂは、圧電基板２上及び配線電極４上に設けられていた。本発明においては、放射膜は、上記のように、圧電基板上に直接設けられている部分、及び機能電極や配線電極を介して間接的に設けられている部分を有していてもよく、あるいは、圧電基板上に直接設けられている部分のみあるいは、機能電極や配線電極上に間接的に設けられている部分のみを有していてもよい。好ましくは、ＩＤＴ電極３のような機能電極が発熱部分となることが多いので、放射膜は、機能電極上に直接設けられている部分を有することが望ましい。

従って、電磁波の波長が６μｍ〜１０μｍである放射膜５Ａ，５Ｂを、中空空間において圧電基板２上に直接または間接的に形成することで、ＩＤＴ電極３での放熱性が高まり、ＩＤＴ電極３の破損を抑制することができる。

なお、一般的に、モバイル端末の無線通信において用いられる高周波の波長は、１００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下程度である。このように、無線通信に用いられる高周波の波長と放射膜５Ａ，５Ｂから放射される電磁波の波長とは大きく異なる。よって、放射膜５Ａ，５Ｂが放射する電磁波は、弾性波装置の周波数特性に影響を与え難い。なお、上述した高周波の周波数は、６００ＭＨｚ以上、３ＧＨｚ以下程度である。

図１に示すように、圧電基板２上及び配線電極４上には、支持部材６が設けられている。より具体的には、本実施形態では、支持部材６は放射膜５Ｂを介して圧電基板２上及び配線電極４上に設けられている。支持部材６は、ＩＤＴ電極３を囲んでいる。支持部材６は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミドまたはシリコン樹脂などからなる。支持部材６の材料は、ノンフィラーまたは低フィラー含有率であることが好ましい。

なお、放射膜５Ｂは、ＩＤＴ電極３を囲むように設けられていなくてもよい。この場合は、支持部材６の少なくとも一部が直接、圧電基板２上または配線電極４上に設けられていてもよい。支持部材６上には、カバー部材７が設けられている。圧電基板２、支持部材６及びカバー部材７により囲まれている中空空間Ａが構成されている。この中空空間Ａに、ＩＤＴ電極３が臨んでいる。中空空間Ａ内に、放射膜５Ａ，５Ｂの少なくとも一部が設けられている。

カバー部材７及び支持部材６を貫通するようにビア電極８が設けられている。カバー部材７上には、ビア電極８の一方端部に接続されている端子電極９ａが設けられている。ビア電極８の他方端部には、配線電極４が接続されている。ＩＤＴ電極３は、配線電極４、ビア電極８及び端子電極９ａを介して外部に電気的に接続される。

本実施形態の特徴は、放射膜５Ａ，５Ｂの少なくとも一部が、中空空間Ａ内における圧電基板２上に直接または間接的に設けられていることにある。それによって、ＩＤＴ電極３で発生した熱を他の部分に逃がすことができるので、ＩＤＴ電極３が破損する可能性を低下させることができる。また、中空空間Ａ内に放射膜５Ａ，５Ｂを設けることにより、弾性波装置１を低背化することができる。これを、以下において説明する。

上述したように、放射膜５Ａ，５Ｂは、熱を加えられると６μｍ〜１０μｍの波長の電磁波を放射する。熱は中空空間Ａの空間内に伝搬し難いが、熱が変換された電磁波は、中空空間Ａの空間内に容易に伝搬する。従って、ＩＤＴ電極３で発生した熱を放射膜５Ａ，５Ｂを介して、中空空間Ａの上部や側面などの他の部分に逃がすことができる。これによって、ＩＤＴ電極３の温度上昇を抑制することができるので、ＩＤＴ電極３の破損を防止することができる。

さらに、中空空間Ａに伝搬している電磁波を弾性波装置１の外部に伝搬させることができれば、ＩＤＴ電極３の温度をさらに低下させることができる。そのため、中空空間Ａと接している支持部材６やカバー部材７が、少なくとも一部の電磁波を透過または吸収するものであることが好ましい。なお、樹脂層は電磁波の一部を透過または吸収するので、支持部材６やカバー部材７が少なくとも一部の電磁波を透過させる樹脂であることが好ましい。その場合には、電磁波を弾性波装置１の外部に放出することができる。

また、支持部材６は、波長が６μｍ〜１０μｍである電磁波の透過率が５０％以上であることが好ましい。その理由は以下の通りである。

支持部材６において波長が６μｍ〜１０μｍである電磁波の透過率と、弾性波装置１動作時のＩＤＴ電極３の到達温度との関係を図１１に示す。

図１１より、支持部材６の透過率が高いほうがＩＤＴ電極３の到達温度が下がることが分かる。特に、透過率５０％以下では、放熱効果が悪化する。また先に述べたように、弾性波装置１では、ＩＤＴ電極３の温度が１００℃を超えると、耐電力性の劣化が顕著になる。そのため、１００℃以下の温度に、温度上昇を抑制することが好ましい。よって、好ましくは、支持部材６の透過率は５０％以上であることが望ましい。

ここで、弾性波装置１の主たる発熱源は、ＩＤＴ電極３である。よって、ＩＤＴ電極３並びにＩＤＴ電極３から熱が伝わり易い配線電極４及び圧電基板２において特に温度が高まる。圧電基板２では、ＩＤＴ電極３に近い中空空間Ａ内の部分において特に温度が高まる。本実施形態においては、ＩＤＴ電極３上に放射膜５Ａが設けられており、配線電極４上及び圧電基板２上に放射膜５Ｂが設けられている。それにより、ＩＤＴ電極３で発生した熱は、配線電極４や圧電基板２を通り放射膜５Ａ，５Ｂによって電磁波に変換され、放射される。そして、放射された電磁波は、中空空間Ａ内を容易に伝搬するため、ＩＤＴ電極３で発生した熱を他の部分へ逃がすことができる。従って、ＩＤＴ電極３での放熱性を効果的に高めることができる。それによって、ＩＤＴ電極３が破損されることを抑制できる。さらに、放射膜５Ａ，５Ｂは中空空間Ａ内に設けられていればよいため、弾性波装置１の低背化を図ることもできる。

本実施形態のように、放射膜５Ａの膜厚は放射膜５Ｂの膜厚よりも薄いことが好ましい。ＩＤＴ電極３の上に形成されている放射膜５Ａの厚みは、ＩＤＴ電極３の励振に影響を与えるからである。一方で、配線電極４の上に形成されている放射膜５Ｂの厚みは、ＩＤＴ電極３の励振に直接影響を与えないため、放射膜５Ａよりも厚くても問題はない。より好ましくは、放射膜５Ａの膜厚は、１０ｎｍ以上、８０ｎｍ以下であることが望ましい。他方、放射膜５Ｂの膜厚は、１μｍ以上であることがより好ましい。それによって、放熱性をより一層高めることができ、かつ挿入損失の増大をより一層招き難い。

以下において、放射膜５Ａ，５Ｂの詳細を説明する。

放射膜５Ａ，５Ｂは、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物及びマグネシウム酸化物の混合物である。好ましくは、混合物において、シリコン酸化物の含有割合を１００重量部としたときに、アルミニウム酸化物は、１重量部〜７．７重量部の割合で含有されていることが望ましい。他方、マグネシウム酸化物は、１重量部〜４６．２重量部の割合で含有されていることが好ましい。本実施形態の放射膜５Ａ，５Ｂは、上記の組成を有するため、６μｍ〜１０μｍの波長の電磁波の放射率は８５％以上である。よって、弾性波装置１の放熱性が高い。

なお、放射膜５Ａ，５Ｂの材料は特に限定されず、熱が加わると６μｍ〜１０μｍの波長の電磁波を放射する他の材料からなっていてもよい。

ＩＤＴ電極３は、アルミニウム酸化物により振動を阻害され易い。本実施形態では、放射膜５Ａのアルミニウム酸化物の含有率が低いため、挿入損失の増大をより一層招き難い。

放射膜５Ａ，５Ｂにおいて、各組成物の含有率が以下の通りである場合、放射膜５Ａ，５Ｂの６μｍ〜１０μｍの波長の電磁波の放射率は９０％以上である。シリコン酸化物の含有率：３５重量％以上、６５％重量以下。アルミニウム酸化物の含有率：５重量％以上、３５重量％以下。マグネシウム酸化物の含有率：１５重量％以上、４５重量％以下。

放射膜５Ａの組成と放射膜５Ｂの組成とは異なっていてもよい。この場合、放射膜５Ａの組成を本実施形態と同様の組成とし、放射膜５Ｂの組成を、上記電磁波の放射率が９０％以上となる組成とすることが好ましい。それによって、放熱性をより一層効果的に高めることができ、かつ挿入損失の増大を招き難い。

なお、放射膜は、１×１０^９Ω・ｃｍ以上の抵抗率をもつ絶縁性材料であることが好ましい。なぜならば、放射膜が上記絶縁性材料でないと、放射膜を弾性波フィルタ（高周波デバイス）などの弾性波装置に用いる場合に、特性劣化を引き起こしてしまう可能性があるからである。

ここで、放射膜の上記電磁波の放射率を異ならせて、弾性波装置１と同様の構成を有する複数の弾性波装置を作製した。より具体的には、放射率は、３５％、５０％、６５％、８０％、８５％、９０％及び９５％とした。用いる弾性表面波の周波数が８００ＭＨｚである弾性波装置と、２．２ＧＨｚである弾性波装置とを、放射膜の放射率を上記のように異ならせてそれぞれ複数作製した。各放射率の弾性波装置２０個ずつにおいて、耐電力試験を行った。

図３は、用いる弾性表面波の周波数が８００ＭＨｚである複数の弾性波装置の耐電力試験の結果を示す図である。図４は、用いる弾性表面波の周波数が２．２ＧＨｚである複数の弾性波装置の耐電力試験の結果を示す図である。

図３に示されているように、用いる周波数が８００ＭＨｚの場合、放射膜の放射率が６５％以下では、破損率が３０％以上となっている。放射率が８０％の場合は、破損率は２５％となっている。これに対して、放射率が８５％以上の場合には、破損率は０％である。本実施形態のように、放射膜の放射率を８５％以上とした場合には、放熱性を大きく高められるため、耐電力性を効果的に高めることができる。

図４に示されているように、用いる周波数が２．２ＧＨｚの場合、放射膜の放射率が６５％以下では、破損率が８０％以上となっている。放射率が８０％の場合は、破損率は７０％となっている。これに対して、放射率が８５％の場合には、破損率は５％に留まっている。放射率が８５％より大きい場合も破損率は１０％以下に留まっている。用いる周波数が２．２ＧＨｚの場合は、放射率を８５％以上とすることで、破損率を大きく下げ得ることがわかる。よって、用いる周波数が高い場合、本発明を特に好適に適用し得ることがわかる。

図１に戻り、放射膜５Ａ，５Ｂの少なくとも一部が中空空間Ａ内に設けられていることにより、上述したように弾性波装置１の放熱性を高めることができる。加えて、放射膜５Ｂの一部は中空空間Ａ内に位置しているが、他の部分は支持部材６と配線電極４及び圧電基板２との間に位置している。中空空間Ａ内以外においても、放射膜５Ｂからは６μｍ〜１０μｍの波長の電磁波が放射されている。

なお、図５に示す変形例のように、支持部材６の中空空間Ａに臨む面の少なくとも一部に放射膜４５Ｃが設けられていてもよい。このように、圧電基板２、ＩＤＴ電極３及び配線電極４以外の部分に放射膜４５Ｃが設けられていても、弾性波装置４１の放熱性を高めることができる。

図１に戻り、上述したように、カバー部材７は、６μｍ〜１０μｍの波長の電磁波を吸収または透過し易いことが好ましい。より具体的には、カバー部材７は、波長が６μｍ〜１０μｍである電磁波の透過率が５０％以上であるか、または、波長が６μｍ〜１０μｍである電磁波の反射率が２０％以下であることが好ましい。それによって、放射膜５Ａ，５Ｂから放射された電磁波はカバー部材７によって透過または吸収され易い。そのため、カバー部材７から電磁波は反射され難く、他の部分から反射された電磁波はカバー部材７に吸収され易い。よって、放射膜５Ａ，５Ｂから放射された電磁波は、ＩＤＴ電極３及びその周辺に戻り難い。

カバー部材７に伝わった熱は、上記端子電極９ａを介して外部に放熱される。端子電極９ａは、熱伝導率が高いＣｕなどからなることが好ましい。

なお、本実施形態では、電極ランド９ｂがカバー部材７上に設けられている。それによって、カバー部材７から外部への放熱経路を増やすことができる。従って、弾性波装置１の放熱性をより一層高めることができる。

電極ランド９ｂは、端子電極９ａと同様の材料からなることが好ましい。それによって、放熱性を効果的に高めることができ、かつ生産性を高めることができる。なお、電極ランド９ｂは設けられていなくともよい。

図６は、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する第２の実施形態に係る弾性波装置の断面図である。

弾性波装置１１は、図１に示した放射膜５Ａを有しない点で、第１の実施形態と異なる。上記以外の点においては、弾性波装置１１は、第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。

本実施形態においては、弾性波装置１１の挿入損失の増大を招かずに、放熱性を高めることができる。

図７は、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する第３の実施形態としての弾性波装置の積層構造体の断面図である。

弾性波装置の積層構造体２０は、積層されている第１，第２の弾性波装置２１Ａ，２１Ｂを有する。第１の弾性波装置２１Ａは、第１の実施形態と同様の構成を含む。なお、第１の弾性波装置２１Ａにおいては、圧電基板、機能電極、配線電極、放射膜及び中空空間を、第１の圧電基板２２Ａ、第１の機能電極、第１の配線電極２４Ａ、第１の放射膜２５Ａａ，２５Ｂａ及び第１の中空空間Ｂとする。なお、本実施形態においては、第１の機能電極は第１のＩＤＴ電極２３Ａである。第１の弾性波装置２１Ａの上記各部分は、第１の実施形態と同様に構成されている。

第１の弾性波装置２１Ａは、第１の圧電基板２２Ａ、支持部材６及びカバー部材７を覆っている第１の封止樹脂層２６Ａを有する。

第２の弾性波装置２１Ｂは、第２の圧電基板２２Ｂを有する。第２の圧電基板２２Ｂ上には、第２の機能電極としての第２のＩＤＴ電極２３Ｂが設けられている。第２の圧電基板２２Ｂ上には、第２のＩＤＴ電極２３Ｂに電気的に接続されている第２の配線電極２４Ｂも設けられている。第２のＩＤＴ電極２３Ｂ上には、第２の放射膜２５Ａｂが設けられている。第２の配線電極２４Ｂ上には、第２の放射膜２５Ｂｂが設けられている。

第１の放射膜２５Ａａ、第１の放射膜２５Ｂａ、第２の放射膜２５Ａｂ及び第２の放射膜２５Ｂｂは、全て同じ組成であってもよく、あるいは、それぞれ異なる組成であってもよい。

第２の弾性波装置２１Ｂは、第２のＩＤＴ電極２３Ｂを囲んでいる、壁部としての第２の封止樹脂層２６Ｂを有する。第２の封止樹脂層２６Ｂは、第２の圧電基板２２Ｂを覆っている。この第２の封止樹脂層２６Ｂ上に、第１の弾性波装置２１Ａが積層されている。

第２の圧電基板２２Ｂ、第２の封止樹脂層２６Ｂ及び第１の封止樹脂層２６Ａにより囲まれている第２の中空空間Ｃが構成されている。第２のＩＤＴ電極２３Ｂは、第２の中空空間Ｃに臨んでいる。

第１の封止樹脂層２６Ａの第２の中空空間Ｃ側には、端子電極２９Ｂａが設けられている。さらに、第１の封止樹脂層２６Ａを、第１の弾性波装置２１Ａの厚み方向に平行な方向に貫通するように、アンダーバンプメタル層２８Ａが設けられている。アンダーバンプメタル層２８Ａの一方端部は、端子電極２９Ｂａに接続されている。他方、第２の配線電極２４Ｂは、バンプ２８Ｂを介して端子電極２９Ｂａに電気的に接続されている。バンプ２８Ｂは、例えば、半田などからなる。

第２のＩＤＴ電極２３Ｂは、第２の配線電極２４Ｂ、バンプ２８Ｂ、端子電極２９Ｂａ及びアンダーバンプメタル層２８Ａを介して外部に電気的に接続される。

第２の弾性波装置２１Ｂにおいては、第２の中空空間Ｃ内における第２の圧電基板２２Ｂ上に直接または間接的に第２の放射膜２５Ａｂ，２５Ｂｂが設けられている。よって、第１の実施形態と同様に、第２の弾性波装置２１Ｂの放熱性を効果的に高めることができる。このように、弾性波装置の積層構造体２０の各弾性波装置としての第１，第２の弾性波装置２１Ａ，２１Ｂの放熱性をそれぞれ効果的に高めることができる。

なお、第２の弾性波装置２１Ｂにおいても、第２の放射膜２５Ａｂ，２５Ｂｂの少なくとも一部が第２の中空空間Ｃ内に設けられていればよい。

第１の弾性波装置２１Ａは、第１の封止樹脂層２６Ａを有しなくともよい。この場合には、例えば、第１，第２の圧電基板２２Ａ，２２Ｂ及び第２の封止樹脂層２６Ｂにより第２の中空空間Ｃが構成されていてもよい。

本実施形態では、弾性波装置の積層構造体２０において２個の弾性波装置が積層されているが、３個以上の弾性波装置が積層されていてもよい。この場合にも、各中空空間内における圧電基板上に直接または間接的に上記放射膜の少なくとも一部を設けることにより、各弾性波装置の放熱性を効果的に高めることができる。

弾性波装置の積層構造体２０を実装基板上に実装するに際しては、例えば、第１の弾性波装置２１Ａのカバー部材７側から実装基板上に実装する。より具体的には、端子電極９ａ、電極ランド９ｂ及びアンダーバンプメタル層２８Ａの端部を、バンプなどを介して実装基板に接合する。

以下において、弾性波装置の積層構造体２０の製造方法を説明する。

図８（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施形態の弾性波装置の積層構造体の製造方法を説明するための、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する断面図である。図９（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施形態の弾性波装置の積層構造体の製造方法を説明するための、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分に相当する断面図である。

図８（ａ）に示すように、第１の圧電基板２２Ａを用意する。次に、第１の圧電基板２２Ａ上に第１のＩＤＴ電極２３Ａ及び第１の配線電極２４Ａを設ける。第１のＩＤＴ電極２３Ａ及び第１の配線電極２４Ａは、例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法などにより設けることができる。

次に、第１のＩＤＴ電極２３Ａ上に第１の放射膜２５Ａａを設ける。第１の配線電極２４Ａ上に第１の放射膜２５Ｂａを設ける。第１の放射膜２５Ａａ，２５Ｂａは、スパッタリング法などにより設けることができる。例えば、マグネシウム酸化物、アルミニウム酸化物及びシリコン酸化物が混合された焼結体をターゲット材として用いてスパッタリングを行う。

なお、第１の放射膜２５Ａａと第１の放射膜２５Ｂａとの膜厚を異ならせる場合や組成を異ならせる場合には、第１の放射膜２５Ａａと第１の放射膜２５Ｂａとを別の工程において設けてもよい。より具体的には、例えば、フォトリソグラフィ法により、第１の放射膜２５Ａａを設ける部分以外にマスクとなる樹脂層を設ける。次に、第１の放射膜２５Ａａを設ける。次に、樹脂層を剥離する。次に、少なくとも第１の放射膜２５Ａａが設けられている部分を覆うようにマスクとなる樹脂層を設ける。次に、第１の放射膜２５Ｂａを設ける。次に樹脂層を剥離する。

次に、第１の圧電基板２２Ａ上に、第１のＩＤＴ電極２３Ａを囲むように支持部材６を設ける。支持部材６は、例えば、フォトリソグラフィ法により設けることができる。次に、支持部材６上にカバー部材７を設ける。これにより、上記第１の中空空間Ｂを構成する。

次に、カバー部材７及び支持部材６を貫通するようにビアホールを設ける。ビアホールの一方端部が第１の配線電極２４Ａに至るように、ビアホールを設ける。次に、ビアホールの内部に導体を充填することにより、ビア電極８を設ける。ビア電極８は、例えば、電解めっき法などにより設けることができる。

次に、カバー部材７上に、ビア電極８の端部に接続するように、端子電極９ａを設ける。端子電極９ａと同時に、電極ランド９ｂを設けてもよい。電極ランド９ｂは、ビア電極８に接続させなくともよい。これにより、第１の実施形態と同様の構成を有する弾性波装置を得ることができる。

次に、図８（ｂ）に示すように、仮固定材２７上に、上記弾性波装置のカバー部材７側を固定する。仮固定材２７には、例えば、テープ状の部材を用いることができる。次に、仮固定材２７上に、第１の封止樹脂層２６Ａを、第１の圧電基板２２Ａ、支持部材６及びカバー部材７を覆うように設ける。以上により、第１の弾性波装置２１Ａを用意することができる。

第１の弾性波装置２１Ａとなる上記弾性波装置は、一度に複数設けてもよい。例えば、圧電体からなるマザー基板上に、複数の弾性波装置を上記の方法により一度に設けることができる。例えば、カバー部材７上に端子電極９ａ及び電極ランド９ｂを設けた後に、ダイシングなどにより個片化すればよい。それによって、マザー基板を個々の第１の圧電基板２２Ａに分割し、個々の上記弾性波装置を得ることができる。

次に、第１の封止樹脂層２６Ａを貫通するようにビアホールを設ける。第１の封止樹脂層２６Ａのビアホールに導体を充填することにより、アンダーバンプメタル層２８Ａを設ける。次に、仮固定材２７を除去する。

次に、第１の封止樹脂層２６Ａ上に、アンダーバンプメタル層２８Ａの端部に接続するように、端子電極２９Ｂａを設ける。

他方、図９（ａ）に示すように、第２の圧電基板２２Ｂを用意する。次に、第２の圧電基板２２Ｂ上に第２のＩＤＴ電極２３Ｂ及び第２の配線電極２４Ｂを設ける。次に、第２のＩＤＴ電極２３Ｂ上に第２の放射膜２５Ａｂを設ける。第２の配線電極２４Ｂ上に第２の放射膜２５Ｂｂを設ける。第２のＩＤＴ電極２３Ｂ、第２の配線電極２４Ｂ及び第２の放射膜２５Ａｂ，２５Ｂｂは、第１の弾性波装置２１Ａと同様の方法により設けることができる。

次に、第２の配線電極２４Ｂ上にバンプ２８Ｂを設ける。次に、図９（ｂ）に示すように、バンプ２８Ｂを第１の封止樹脂層２６Ａ上の端子電極２９Ｂａに接合する。次に、図９（ｃ）に示すように、第２の圧電基板２２Ｂを覆うように、かつ第２のＩＤＴ電極２３Ｂを囲むように、第２の封止樹脂層２６Ｂを設ける。以上により、弾性波装置の積層構造体２０を得ることができる。

なお、第２の弾性波装置２１Ｂとなる、第２の封止樹脂層２６Ｂを有しない各弾性波装置も、第１の実施形態の構成の弾性波装置と同様に、個片化により一度に複数得ることができる。この場合には、例えば、バンプ２８Ｂを設けた後に、ダイシングなどにより個片化してもよい。

さらに、個片化により、複数の弾性波装置の積層構造体２０を同時に得ることもできる。より具体的には、第１の封止樹脂層２６Ａを設けるに際し、第１の実施形態と同様の構成の弾性波装置を、図８（ｂ）に示した仮固定材２７上に複数固定する。次に、上記複数の弾性波装置を、第１の封止樹脂層２６Ａとなる封止樹脂層により覆う。次に、上記封止樹脂層に複数のアンダーバンプメタル層２８Ａ及び複数の端子電極２９Ｂａを設ける。次に、上記各弾性波装置に、第２の弾性波装置２１Ｂとなる、第２の封止樹脂層２６Ｂを有しない各弾性波装置を積層する。次に第２の封止樹脂層２６Ｂとなる封止樹脂層を各第２の圧電基板２２Ｂを覆うように設ける。次に、ダイシングなどにより個片化することにより、個々の弾性波装置の積層構造体２０を得ることができる。

第１，第２の実施形態の弾性波装置１，１１及び変形例の弾性波装置４１では、機能電極としてＩＤＴ電極３が設けられている。なお、機能電極はＩＤＴ電極には限定されない。この例を、下記の第４の実施形態において示す。

図１０は、第４の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。

弾性波装置３１は、メンブレン構造を有する弾性波装置である。より具体的には、弾性波装置３１は、圧電膜３２を有する。圧電膜３２は、対向し合っている第１，第２の主面３２ａ，３２ｂを有する。圧電膜３２は、第１の実施形態における圧電基板２と同様の材料からなる。

第１の主面３２ａ上には第１の機能電極３３ａが設けられている。第１の主面上３２ａ上には第１の機能電極３３ａに接続されている、第１の配線電極３４ａ１，３４ａ２も設けられている。第１の主面３２ａ上、第１の機能電極３３ａ上及び第１の配線電極３４ａ１，３４ａ２上の全面に放射膜３５が設けられている。

さらに、第１の主面上３２ａ上及び第１の配線電極３４ａ１，３４ａ２上には、放射膜３５を介して、支持部材６が設けられている。支持部材６は、第１の機能電極３３ａを囲んでいる。支持部材６上にはカバー部材７が設けられている。圧電膜３２、支持部材６及びカバー部材７により囲まれている第１の中空空間Ｄが構成されている。第１の中空空間Ｄに第１の機能電極３３ａが臨んでいる。

第２の主面３２ｂ上には、第２の機能電極３３ｂが設けられている。第２の主面３２ｂ上には、第２の機能電極３３ｂに電気的に接続されている第２の配線電極３４ｂも設けられている。第２の主面３２ｂ上、第２の機能電極３３ｂ上及び第２の配線電極３４ｂ上の全面には、放射膜３５が設けられている。

第２の配線電極３４ｂ上及び第２の主面３２ｂ上には、放射膜３５を介して、支持基板３６が設けられている。支持基板３６は、第２の機能電極３３ｂを囲んでいる凹部を有する。すなわち、圧電膜３２及び支持基板３６により囲まれている第２の中空空間Ｅが構成されている。第２の中空空間Ｅに第２の機能電極３３ｂが臨んでいる。

支持部材６及びカバー部材７を貫通するように、ビア電極３８ａが設けられている。ビア電極３８ａの一方端部は第１の配線電極３４ａ１に接続されている。カバー部材７上には、ビア電極３８ａの他方端部に接続されている、端子電極３９ａ１が設けられている。

他方、カバー部材７、支持部材６及び圧電膜３２を貫通するように、ビア電極３８ｂが設けられている。ビア電極３８ｂの一方端部は、第２の配線電極３４ｂに接続されている。カバー部材７上には、ビア電極３８ｂの他方端部に接続されている、端子電極３９ａ２が設けられている。ビア電極３８ｂは、第１の配線電極３４ａ２にも電気的に接続されている。

カバー部材７上には、第１の実施形態と同様に、電極ランド９ｂも設けられている。なお、電極ランド９ｂは設けられていなくともよい。

第１の機能電極３３ａは、第１の配線電極３４ａ１，３４ａ２、ビア電極３８ａ，３８ｂ及び端子電極３９ａ１，３９ａ２を介して外部に電気的に接続される。第２の機能電極３３ｂは、第２の配線電極３４ｂ、ビア電極３８ｂ及び端子電極３９ａ２を介して外部に電気的に接続される。第１，第２の機能電極３３ａ，３３ｂに電圧を印加すると、弾性境界波が励振される。なお、弾性波装置３１は、板波を用いる弾性波装置であってもよい。

本実施形態においても、第１，第２の中空空間Ｄ，Ｅ内に放射膜３５が設けられているため、放熱性を効果的に高めることができる。

なお、圧電膜３２の厚みは、第１の実施形態における圧電基板２の厚みよりも薄い。そのため、熱は圧電膜３２を伝わり難い。このようなメンブレン構造を有する弾性波装置においても、本発明を好適に適用することができる。

圧電膜の温度が高まると、焦電効果により圧電膜の表面に電荷が生じるため、分極反転が発生することがある。本実施形態では、圧電膜３２の放熱性を高めることができるため、分極反転を抑制することもできる。

ところで、第１，第２の実施形態では、圧電基板、支持部材及びカバー部材により中空空間が構成されたＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）構造を有する形態を示した。他方、本発明は、ＩＤＴ電極が形成された圧電基板を実装基板にフリップチップ実装した後、樹脂でＩＤＴ電極が形成されている中空空間を封止した構造（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）においても好適に適用することができる。この場合には、支持部材はバンプとしての機能を有することになる。このとき、支持部材６は、Ａｕ、Ｃｕ、半田などの金属からなる。

第１〜第４の実施形態及び変形例においては、圧電基板または圧電膜上に機能電極が設けられている形態を示した。なお、圧電基板上または圧電膜上において、上記機能電極を含む弾性波フィルタが構成されていてもよい。この場合においても、弾性波装置の放熱性を効果的に高めることができ、かつ低背化を図ることができる。

１…弾性波装置
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
４…配線電極
５Ａ，５Ｂ…放射膜
６…支持部材
７…カバー部材
８…ビア電極
９ａ…端子電極
９ｂ…電極ランド
１１…弾性波装置
２０…弾性波装置の積層構造体
２１Ａ，２１Ｂ…第１，第２の弾性波装置
２２Ａ，２２Ｂ…第１，第２の圧電基板
２３Ａ，２３Ｂ…第１，第２のＩＤＴ電極
２４Ａ，２４Ｂ…第１，第２の配線電極
２５Ａａ，２５Ｂａ…第１の放射膜
２５Ａｂ，２５Ｂｂ…第２の放射膜
２６Ａ，２６Ｂ…第１，第２の封止樹脂層
２７…仮固定材
２８Ａ…アンダーバンプメタル層
２８Ｂ…バンプ
２９Ｂａ…端子電極
３１…弾性波装置
３２…圧電膜
３２ａ，３２ｂ…第１，第２の主面
３３ａ，３３ｂ…第１，第２の機能電極
３４ａ１，３４ａ２…第１の配線電極
３４ｂ…第２の配線電極
３５…放射膜
３６…支持基板
３８ａ，３８ｂ…ビア電極
３９ａ１，３９ａ２…端子電極
４１…弾性波装置
４５Ｃ…放射膜

Claims (16)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板上に設けられている機能電極と、
   前記圧電基板上に設けられており、前記機能電極を囲んでいる支持部材と、
   前記支持部材上に設けられており、前記支持部材及び前記圧電基板と共に前記機能電極を中空空間で封止しているカバー部材と、
   放射膜と、
   を備え、
   前記放射膜は、前記中空空間における前記圧電基板上に直接設けられた部分及び間接的に設けられた部分の少なくとも一方の部分を有し、熱が加わると、６μｍ〜１０μｍの波長をもつ電磁波を放射する、弾性波装置。
2. 前記支持部材は、波長が６μｍ〜１０μｍである電磁波の透過率が５０％以上である、請求項１に記載の弾性波装置。
3. 前記カバー部材は、波長が６μｍ〜１０μｍである電磁波の透過率が５０％以上、または反射率が２０％以下である、請求項１または請求項２に記載の弾性波装置。
4. 前記放射膜の放射率が８５％以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
5. 前記放射膜は、前記圧電基板上に間接的に設けられている部分を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
6. 前記圧電基板上に間接的に設けられている部分が、前記機能電極上に設けられている部分を有する、請求項５に記載の弾性波装置。
7. 前記中空空間内における前記圧電基板上に設けられており、かつ前記機能電極に電気的に接続されている配線電極をさらに備え、
   前記圧電基板上に間接的に設けられている部分が、前記配線電極上に設けられている部分を有する、請求項５または６に記載の弾性波装置。
8. 前記圧電基板上に間接的に設けられている部分が、前記支持部材の前記中空空間に臨む面の少なくとも一部に設けられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
9. 前記放射膜が、前記圧電基板上に直接設けられている部分を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
10. 前記機能電極がＩＤＴ電極である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
11. 前記放射膜が、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物及びマグネシウム酸化物の混合物である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の弾性波装置。
12. 前記混合物において、前記シリコン酸化物の含有割合を１００重量部としたときに、前記アルミニウム酸化物が１重量部〜７．７重量部の割合で含有されており、前記マグネシウム酸化物が１重量部〜４６．２重量部の割合で含有されている、請求項１１に記載の弾性波装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の弾性波装置である第１の弾性波装置と、
    第２の圧電基板と、前記第２の圧電基板上に設けられている第２の機能電極と、前記第２の機能電極を囲んでいる壁部と、を有する第２の弾性波装置と、
    を備え、
    前記壁部上に前記第１の弾性波装置が積層されており、前記第２の圧電基板、前記壁部及び前記第１の弾性波装置により囲まれており、前記第２の機能電極が臨んでいる第２の中空空間が構成されており、
    前記第２の中空空間において、前記第２の圧電基板上に直接設けられた部分及び間接的に設けられた部分のうち、少なくとも一方の部分を有し、熱が加わると、６μｍ〜１０μｍの波長の電磁波を放射する第２の放射膜をさらに備える、弾性波装置の積層構造体。
14. 前記第１の弾性波装置が、前記圧電基板、前記支持部材及び前記カバー部材を覆っている第１の封止樹脂層を有し、
    前記壁部が、前記第２の圧電基板を覆っており、前記第２の機能電極を囲んでいる第２の封止樹脂層であり、
    前記第２の中空空間が前記第２の圧電基板、前記第２の封止樹脂層及び前記第１の封止樹脂層により囲まれている、請求項１３に記載の弾性波装置の積層構造体。
15. 前記第２の機能電極がＩＤＴ電極である、請求項１３または１４に記載の弾性波装置の積層構造体。
16. 前記第２の放射膜が、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物及びマグネシウム酸化物の混合物である、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の弾性波装置の積層構造体。

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