JP2023068334A - 弾性波装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】放熱性を高める弾性波装置を提供する。【解決手段】弾性波装置１０は、パッケージ基板４と、弾性波素子１と、封止樹脂層６と、シールド膜７と、を備える。パッケージ基板４は、第１の主面４ａ、第２の主面４ｂを有する。弾性波素子１は、第１の主面４ａに設けられている。封止樹脂層６は、弾性波素子１の少なくとも一部を覆うように設けられている。シールド膜７は、封止樹脂層６を覆うように設けられている。パッケージ基板４は、グラウンド電位に接続されるグラウンド接続電極１２Ｃを含む。パッケージ基板４は、側面４ｃと、側面４ｃにおける第２の主面４ｂ側の端縁の少なくとも一部及び第２の主面４ｂにおける外周縁の少なくとも一部に接続されている接続部４ｄと、を有する。シールド膜７は、パッケージ基板４の側面４ｃに至っており、かつ、接続部４ｄに至っていない。シールド膜７は、グラウンド接続電極１２Ｃに接続されている。【選択図】図２

Description

本発明は、弾性波装置に関する。
従来、弾性波装置は携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献１には、弾性波を利用する圧電薄膜共振器を有するフィルタの一例が開示されている。このフィルタにおいては、基板上にフィルタチップがフリップチップ実装されている。基板上には、封止部が設けられている。封止部により、フィルタチップが囲まれている。封止部は、保護膜によって覆われている。保護膜は金属膜または絶縁膜である。基板内には、ビア配線及び金属層が設けられている。フィルタはビア配線及び金属層を介して外部に電気的に接続される。
特開２０１８－０９３３８８号公報
特許文献１に記載されたフィルタにおいては、基板内のビア配線及び金属層が、フィルタにおいて生じた熱の放熱経路となる。しかしながら、該フィルタにおける放熱性は不十分であった。
本発明の目的は、放熱性を高めることができる、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のある広い局面では、対向し合う第１の主面及び第２の主面を有するパッケージ基板と、前記パッケージ基板の前記第１の主面に設けられている弾性波素子と、前記パッケージ基板の前記第１の主面に、前記弾性波素子の少なくとも一部を覆うように設けられている封止樹脂層と、前記封止樹脂層を覆うように設けられており、金属膜であるシールド膜とが備えられており、前記パッケージ基板が、前記パッケージ基板内に設けられており、前記弾性波素子に電気的に接続されており、かつグラウンド電位に接続されるグラウンド接続電極を含み、前記パッケージ基板が、前記第１の主面に接続されている側面と、前記側面における前記第２の主面側の端縁の少なくとも一部、及び前記第２の主面における外周縁の少なくとも一部に接続されている接続部とを有し、前記接続部が、前記第２の主面を延長した仮想面及び前記側面を延長した仮想面に囲まれた部分の内側に位置しており、前記シールド膜が前記パッケージ基板の前記側面に至っており、かつ前記接続部に至っておらず、前記シールド膜が前記グラウンド接続電極に接続されている。
本発明に係る弾性波装置の他の広い局面では、対向し合う第１の主面及び第２の主面を有するパッケージ基板と、前記パッケージ基板の前記第１の主面に設けられている弾性波素子と、前記パッケージ基板の前記第１の主面に、前記弾性波素子の少なくとも一部を覆うように設けられている封止樹脂層と、前記封止樹脂層を覆うように設けられており、非金属膜であるシールド膜とが備えられており、前記パッケージ基板が、前記パッケージ基板内に設けられており、前記弾性波素子に電気的に接続されており、かつグラウンド電位に接続されるグラウンド接続電極と、前記パッケージ基板内に設けられており、前記弾性波素子に電気的に接続されており、かつホット電位に接続されるホット接続電極とを含み、前記パッケージ基板が、前記第１の主面に接続されている側面と、前記側面における前記第２の主面側の端縁の少なくとも一部、及び前記第２の主面における外周縁の少なくとも一部に接続されている接続部とを有し、前記接続部が、前記第２の主面を延長した仮想面及び前記側面を延長した仮想面に囲まれた部分の内側に位置しており、前記シールド膜が前記パッケージ基板の前記側面に至っており、かつ前記接続部に至っておらず、前記シールド膜が前記グラウンド接続電極及び前記ホット接続電極のうち少なくとも一方に接続されている。
本発明に係る弾性波装置によれば、放熱性を高めることができる。
本発明の第１の実施形態における弾性波素子の模式的回路図である。 本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 本発明の第１の実施形態及び比較例における、入力電力及び出力電力の関係を示す図である。 （ａ）～（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、弾性波素子実装工程、封止樹脂層形成工程、封止樹脂層分割工程、パッケージ基板ハーフカット工程及びシールド膜形成工程を説明するための略図的正面断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、パッケージ基板分割工程を説明するための底面図である。 本発明の第１の実施形態の送信フィルタにおける直列腕共振子の電極構成を示す底面図である。 本発明の第１の実施形態の受信フィルタにおける縦結合共振子型弾性波フィルタの電極構成を示す底面図である。 本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。
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、本発明の第１の実施形態における弾性波素子の模式的回路図である。
本実施形態の弾性波装置は弾性波素子１を有する。弾性波素子１はデュプレクサである。より具体的には、弾性波素子１は、共通接続端子２と、送信フィルタ１Ａ及び受信フィルタ１Ｂとを有する。送信フィルタ１Ａ及び受信フィルタ１Ｂは共通接続端子２に共通接続されている。本実施形態では、共通接続端子２はアンテナ端子である。アンテナ端子はアンテナに接続される。共通接続端子２は、例えば、配線として構成されていてもよく、あるいは、電極パッドとして構成されていてもよい。
送信フィルタ１Ａはラダー型フィルタである。送信フィルタ１Ａは、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子を有する。送信フィルタ１Ａにおける複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子は、いずれも弾性波共振子である。一方で、受信フィルタ１Ｂは、縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ａ及び縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ｂと、直列腕共振子Ｓ１１及び並列腕共振子Ｐ１１とを有する。直列腕共振子Ｓ１１及び並列腕共振子Ｐ１１は、特性調整用の弾性波共振子である。なお、以下においては、各弾性波共振子及び各縦結合共振子型弾性波フィルタを単に共振子と記載することがある。
弾性波素子はＢａｎｄ１のデュプレクサである。より具体的には、送信フィルタ１Ａの通過帯域は１９２０～１９８０ＭＨｚである。受信フィルタ１Ｂの通過帯域は２１１０～２１７０ＭＨｚである。もっとも、弾性波素子１の通過帯域は上記に限定されない。以下において、本実施形態の弾性波装置の具体的な構成を説明する。
図２は、第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。図２においては、送信フィルタ１Ａ及び受信フィルタ１Ｂの電極構造の一部を、矩形に２本の対角線を加えた略図により示す。
弾性波装置１０はパッケージ基板４を有する。パッケージ基板４は第１の主面４ａ及び第２の主面４ｂを有する。第１の主面４ａ及び第２の主面４ｂは互いに対向している。第１の主面４ａに上記弾性波素子１が設けられている。より詳細には、送信フィルタ１Ａ及び受信フィルタ１Ｂの複数の共振子は、同じ圧電性基板５を共有している。これにより、送信フィルタ１Ａ及び受信フィルタ１Ｂは、１個の素子チップとされている。この素子チップとしての弾性波素子１が、パッケージ基板４の第１の主面４ａにフリップチップ実装されている。具体的には、弾性波素子１は、複数のバンプ９により、パッケージ基板４に接合されている。本実施形態においては、弾性波装置１０はＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）構造である。もっとも、弾性波装置１０の構造は、例えば、ＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）構造の弾性波素子１がパッケージ基板４に実装されたものであってもよい。
パッケージ基板４の第１の主面４ａには、弾性波素子１を覆うように、封止樹脂層６が設けられている。さらに、封止樹脂層６を覆うように、シールド膜７が設けられている。本実施形態においては、シールド膜７は金属膜である。シールド膜７は電磁シールドとしての機能を果たす。これにより、外部からの不要な電気信号などに起因する、弾性波素子１の電気的特性の劣化を抑制することができる。
パッケージ基板４は、側面４ｃと、接続部４ｄとをさらに有する。側面４ｃは、第１の主面４ａに接続されている。接続部４ｄは、側面４ｃにおける第２の主面４ｂ側の端縁の全て、及び第２の主面４ｂにおける外周縁の全てに接続されている。より具体的には、本実施形態のパッケージ基板４においては、第２の主面４ｂにおける外周縁に面する部分の全てに凹部が設けられている。該凹部は、側面４ｃにおける第２の主面４ｂ側の端縁の全てにも面している。該凹部を構成している部分が上記接続部４ｄである。よって、接続部４ｄは、第２の主面４ｂを延長した仮想面Ａ及び側面４ｃを延長した仮想面Ｂに囲まれた部分の内側に位置する。
より具体的には、パッケージ基板４の第１の主面４ａ及び第２の主面４ｂは矩形の形状を有する。パッケージ基板４は４つの側面４ｃを有する。弾性波装置１０においては、第２の主面４ｂの外周縁における４本の辺の全てが、接続部４ｄに接続されている。もっとも、接続部４ｄは、側面４ｃにおける第２の主面４ｂ側の端縁の少なくとも一部、及び第２の主面４ｂにおける外周縁の少なくとも一部に接続されていればよい。側面４ｃの一部及び第２の主面４ｂの一部が接続されていてもよい。例えば、第２の主面４ｂの外周縁における複数の辺のうち少なくとも１本が接続部４ｄに接続されており、かつ該複数の辺のうち少なくとも１本が側面４ｃに接続されていてもよい。なお、第１の主面４ａ及び第２の主面４ｂの形状は、矩形に限定されない。
パッケージ基板４は、少なくとも１つのグラウンド接続端子１２Ａと、複数のホット接続端子１３Ａと、複数のグラウンド接続ビア電極１２Ｂと、複数のホット接続ビア電極１３Ｂと、少なくとも１つのグラウンド接続電極１２Ｃと、少なくとも１つのグラウンド接続外部電極１２Ｄと、複数のホット接続外部電極１３Ｄとを有する。グラウンド接続端子１２Ａ及びホット接続端子１３Ａは、パッケージ基板４の第１の主面４ａに設けられている。グラウンド接続ビア電極１２Ｂ、ホット接続ビア電極１３Ｂ及びグラウンド接続電極１２Ｃは、パッケージ基板４内に設けられている。グラウンド接続外部電極１２Ｄ及びホット接続外部電極１３Ｄは、第２の主面４ｂに設けられている。複数のグラウンド接続ビア電極１２Ｂのうち一部は、グラウンド接続端子１２Ａ及びグラウンド接続電極１２Ｃを接続している。複数のグラウンド接続ビア電極１２Ｂのうち他の一部は、グラウンド接続電極１２Ｃ及びグラウンド接続外部電極１２Ｄを接続している。他方、ホット接続ビア電極１３Ｂは、ホット接続端子１３Ａ及びホット接続外部電極１３Ｄを接続している。
弾性波素子１は、バンプ９、グラウンド接続端子１２Ａ、グラウンド接続ビア電極１２Ｂ、グラウンド接続電極１２Ｃ及びグラウンド接続外部電極１２Ｄを介して外部のグラウンド電位に接続される。他方、弾性波素子１は、バンプ９、ホット接続端子１３Ａ、ホット接続ビア電極１３Ｂ及びホット接続外部電極１３Ｄを介して外部のホット電位に接続される。なお、複数のグラウンド接続ビア電極１２Ｂのうち一部は、グラウンド接続端子１２Ａ及びグラウンド接続外部電極１２Ｄを接続していてもよい。
本実施形態の特徴は、パッケージ基板４が上記接続部４ｄを有し、シールド膜７がパッケージ基板４の側面４ｃに至っており、かつ接続部４ｄに至っておらず、シールド膜７がグラウンド接続電極１２Ｃに接続されていることにある。より具体的には、グラウンド接続電極１２Ｃの端部は、パッケージ基板４の側面４ｃに位置する。該端部にシールド膜７が接続されている。弾性波素子１において生じた熱の放熱経路は、例えば、グラウンド接続ビア電極１２Ｂ及びグラウンド接続外部電極１２Ｄを介した経路となる。この放熱経路は、パッケージ基板４の第１の主面４ａから第２の主面４ｂを通る経路である。これに加えて、本実施形態においては、グラウンド接続ビア電極１２Ｂ、グラウンド接続電極１２Ｃ及びシールド膜７を介した放熱経路も設けられている。このように、弾性波装置１０は、パッケージ基板４の第１の主面４ａから側面４ｃを通る放熱経路も有する。それによって、放熱経路を効果的に増加させることができる。従って、放熱性を効果的に高めることができる。
本実施形態においては、放熱性を高めることができるため、耐電力性を高めることができる。この効果の詳細を、本実施形態及び比較例を比較することにより、以下において示す。なお、比較例は、グラウンド接続電極がシールド膜に接続されていない点において、本実施形態と異なる。本実施形態及び比較例の弾性波装置において電力印加試験を行った。この結果を図３に示す。
図３は、第１の実施形態及び比較例における、入力電力及び出力電力の関係を示す図である。
図３に示すように、第１の実施形態においては、比較例よりも、いずれの入力電力においても出力電力が高いことがわかる。さらに、比較例においては、入力電力が３０．５ｄＢｍ以上である場合には、入力電力を大きくしても、出力電力の増加の幅が小さい。これに対して、第１の実施形態においては、入力電力が３０．５ｄＢｍ以上である場合においても、入力電力を大きくしたときにおける出力電力の増加の幅は大きい。
一般的には、入力電力が小さい領域では、入力電力が大きくなるほど、出力電力が増大していく。しかしながら、入力電力が大きい領域では、各共振子の発熱により、各共振子の温度が高くなる。そのため、受信フィルタや送信フィルタにおける、挿入損失が小さい帯域がずれていくこととなる。よって、同じ周波数の信号の入力電力を大きくしたとしても、温度の上昇により、該信号が受信フィルタや送信フィルタを通過し難くなる。その結果、入力電力を大きくしても、出力電力の増加の幅が小さくなる。
これに対して、第１の実施形態においては、弾性波装置１０において放熱性を高めることができる。これにより、各弾性波共振子及び各縦結合共振子型弾性波フィルタの温度の上昇を抑制することができ、周波数特性の変化を抑制することができる。よって、入力電力を大きくしても、出力電力を増大させることができる。このように、耐電力特性を高めることができる。
図２に戻り、小型の弾性波装置１０においては、パッケージ基板４の第２の主面４ｂの面積は小さい。そのため、放熱経路も限られる。これに対して、第１の実施形態においては、放熱経路として、側面４ｃ側も用いることができる。従って、弾性波装置１０が小型の場合に、本発明が特に好適である。
さらに、第１の実施形態においては、パッケージ基板４に接続部４ｄが設けられている。それによって、弾性波装置１０をより確実に小型にすることができ、かつ生産性を高めることができる。これを、第１の実施形態の弾性波装置の製造方法の一例と共に、以下において説明する。
図４（ａ）～図４（ｄ）は、第１の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、弾性波素子実装工程、封止樹脂層形成工程、封止樹脂層分割工程、パッケージ基板ハーフカット工程及びシールド膜形成工程を説明するための略図的正面断面図である。図５は、第１の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、パッケージ基板分割工程を説明するための底面図である。なお、本明細書においては、図２などにおける下方から見る方向を底面視とする。図２などにおける上方から見る方向を平面視とする。
図４（ａ）に示すように、第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂを有するパッケージ基板１４を用意する。次に、パッケージ基板１４の第１の主面１４ａに、複数の弾性波素子１を設ける。具体的には、複数の弾性波素子１をそれぞれ、複数のバンプ９により、パッケージ基板１４に接合する。なお、パッケージ基板１４には、複数の弾性波素子１に対応した電極構造が設けられている。
次に、図４（ｂ）に示すように、複数の弾性波素子１を覆うように、パッケージ基板１４上に封止樹脂層６を設ける。次に、例えばダイシングなどにより、第１の主面１４ａ側から封止樹脂層６を切断し、かつパッケージ基板１４をハーフカットする。これにより、図４（ｃ）に示すように、封止樹脂層６を分割する。さらに、パッケージ基板１４Ａに溝部１４ｅを形成する。このとき、グラウンド接続電極１２Ｃの端部が溝部１４ｅにおいて露出するように、溝部１４ｅを形成する。なお、溝部１４ｅは底部１４ｆを含む。このハーフカットは、図５中のＩ－Ｉ線及びＩＩ－ＩＩ線と重なる線上に形成される。
次に、図４（ｄ）に示すように、封止樹脂層６及び溝部１４ｅを覆うように、シールド膜７を形成する。上記のように、溝部１４ｅにおいては、グラウンド接続電極１２Ｃの端部が露出している。よって、このシールド膜形成工程において、シールド膜７がグラウンド接続電極１２Ｃに接続される。シールド膜７は、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法などにより形成することができる。
次に、図５に示すように、パッケージ基板１４Ａを、Ｉ－Ｉ線及びＩＩ－ＩＩ線に沿って切断する。より具体的には、パッケージ基板１４Ａを、図４（ｃ）に示す溝部１４ｅの底部１４ｆに至るように切断する。このとき、図４（ｃ）に示すパッケージ基板ハーフカット工程よりも広い溝幅において、第２の主面１４ｂ側からパッケージ基板１４Ａの切断を行う。より詳細には、シールド膜７及びグラウンド接続電極１２Ｃが接続されている部分に至らないように、パッケージ基板１４Ａの切断を行う。これにより、図２に示すパッケージ基板４の接続部４ｄが形成される。以上により、パッケージ基板１４Ａを個片化し、複数の弾性波装置１０を得ることができる。
図５に示すパッケージ基板分割工程においては、上記のように、図４（ｃ）に示すパッケージ基板ハーフカット工程よりも広い溝幅において切断を行う。これにより、パッケージ基板１４Ａの切断の位置ずれが生じたとしても、小型のパッケージ基板４をより確実に得ることができる。よって、弾性波装置１０をより確実に小型にすることができ、かつ生産性を高めることができる。
上記パッケージ基板分割工程においては、パッケージ基板１４Ａの主面上の電極の一部を除去してもよい。図２に示すグラウンド接続外部電極１２Ｄの一部及びホット接続外部電極１３Ｄの一部は、該工程において除去されている。よって、グラウンド接続外部電極１２Ｄ及びホット接続外部電極１３Ｄは、パッケージ基板４の接続部４ｄ及び第２の主面４ｂの境界に接している。このように、グラウンド接続外部電極１２Ｄ及びホット接続外部電極１３Ｄのうち少なくとも一方が、接続部４ｄ及び第２の主面４ｂの境界に接していることが好ましい。この場合には、外部に接続される電極の面積をより確実に広くすることができる。よって、放熱性をより確実に高めることができる。もっとも、グラウンド接続外部電極１２Ｄ及びホット接続外部電極１３Ｄの双方が、接続部４ｄ及び第２の主面４ｂの境界に接していなくともよい。
パッケージ基板４の接続部４ｄの形成は、シールド膜７を形成した後に行われる。よって、パッケージ基板４の接続部４ｄには、シールド膜７は至らない。これにより、シールド膜７及びホット接続外部電極１３Ｄが短絡し難い。
以下において、第１の実施形態の弾性波素子１の回路構成を説明する。
図１に示すように、送信フィルタ１Ａは、第１の信号端子８Ａと、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子と、容量素子Ｃとを有する。より具体的には、複数の直列腕共振子は、直列腕共振子Ｓ１、直列腕共振子Ｓ２、直列腕共振子Ｓ３ａ、直列腕共振子Ｓ３ｂ及び直列腕共振子Ｓ４である。複数の並列腕共振子は、並列腕共振子Ｐ１、並列腕共振子Ｐ２及び並列腕共振子Ｐ３である。第１の信号端子８Ａは入力端子である。
第１の信号端子８Ａ及び共通接続端子２の間に、直列腕共振子Ｓ１、直列腕共振子Ｓ２、直列腕共振子Ｓ３ａ、直列腕共振子Ｓ３ｂ及び直列腕共振子Ｓ４が互いに直列に接続されている。直列腕共振子Ｓ１及び直列腕共振子Ｓ２の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ１が接続されている。直列腕共振子Ｓ２及び直列腕共振子Ｓ３ａの間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ２が接続されている。直列腕共振子Ｓ３ｂ及び直列腕共振子Ｓ４の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ３が接続されている。なお、直列腕共振子Ｓ３ｂに並列に、容量素子Ｃが接続されている。
他方、受信フィルタ１Ｂは、上記のように、縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ａ及び縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ｂと、直列腕共振子Ｓ１１及び並列腕共振子Ｐ１１とを有する。受信フィルタ１Ｂは第２の信号端子８Ｂをさらに有する。第２の信号端子８Ｂは出力端子である。第２の信号端子８Ｂは、例えば、配線として構成されていてもよく、あるいは、電極パッドとして構成されていてもよい。上記第１の信号端子８Ａも同様である。
共通接続端子２及び第２の信号端子８Ｂの間に、縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ａ及び縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ｂが互いに並列に接続されている。共通接続端子２と、縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ａ及び縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ｂとの間に、直列腕共振子Ｓ１１が接続されている。直列腕共振子Ｓ１１並びに縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ａ及び縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ｂの間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ１１が接続されている。受信フィルタ１Ｂの並列腕共振子Ｐ１１、並びに送信フィルタ１Ａの並列腕共振子Ｐ２及び並列腕共振子Ｐ３は、グラウンド電位に共通接続されている。
なお、弾性波素子１の回路構成は上記に限定されない。さらに、弾性波素子１はデュプレクサに限定されない。弾性波素子１は、例えば、送信フィルタであってもよく、受信フィルタであってもよく、あるいは、マルチプレクサなどであってもよい。さらに、弾性波素子１は、例えば、１ポート型の弾性波共振子であっても構わない。
以下において、第１の実施形態における弾性波共振子及び縦結合共振子型弾性波フィルタの具体的な構成を示す。
図６は、第１の実施形態の送信フィルタにおける直列腕共振子の電極構成を示す底面図である。図６においては、直列腕共振子Ｓ１に接続された配線は省略している。
直列腕共振子Ｓ１は圧電性基板５を有する。上述したように、送信フィルタ１Ａ及び受信フィルタ１Ｂの複数の共振子は、同じ圧電性基板５を共有している。本実施形態においては、圧電性基板５は圧電体層のみからなる基板である。圧電体層はタンタル酸リチウムからなる。本明細書において、ある部材がある材料からなるとは、弾性波装置の電気的特性が劣化しない程度の微量な不純物が含まれる場合を含む。もっとも、圧電体層の材料は上記に限定されず、例えば、ニオブ酸リチウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、水晶、またはＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などを用いることもできる。なお、圧電性基板５は、圧電体層を含む積層基板であってもよい。
圧電性基板５は、第３の主面５ａ及び第４の主面５ｂを有する。第３の主面５ａ及び第４の主面５ｂは互いに対向している。第３の主面５ａ及び第４の主面５ｂのうち、第３の主面５ａがパッケージ基板４側に位置する。第３の主面５ａにＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１５が設けられている。ＩＤＴ電極１５に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。第３の主面５ａにおける、ＩＤＴ電極１５の弾性波伝搬方向両側に、１対の反射器１６Ａ及び反射器１６Ｂが設けられている。
ＩＤＴ電極１５は、第１のバスバー１７ａ及び第２のバスバー１７ｂと、複数の第１の電極指１８ａ及び複数の第２の電極指１８ｂとを有する。第１のバスバー１７ａ及び第２のバスバー１７ｂは互いに対向している。第１のバスバー１７ａに、複数の第１の電極指１８ａの一端がそれぞれ接続されている。第２のバスバー１７ｂに、複数の第２の電極指１８ｂの一端がそれぞれ接続されている。複数の第１の電極指１８ａ及び複数の第２の電極指１８ｂは互いに間挿し合っている。なお、以下においては、第１の電極指１８ａ及び第２の電極指１８ｂを単に電極指と記載することがある。複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向としたときに、第１の実施形態では、電極指延伸方向及び弾性波伝搬方向は互いに直交している。
直列腕共振子Ｓ１以外の各弾性波共振子もそれぞれ、直列腕共振子Ｓ１と同様に、ＩＤＴ電極及び反射器を有する。第１の実施形態においては、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子はいずれも、弾性表面波共振子である。
図７は、第１の実施形態の受信フィルタにおける縦結合共振子型弾性波フィルタの電極構成を示す底面図である。図７においては、縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ａに接続された配線は省略している。
縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ａは上記圧電性基板５を有する。圧電性基板５の第３の主面５ａに、ＩＤＴ電極１５Ａ、ＩＤＴ電極１５Ｂ及びＩＤＴ電極１５Ｃが設けられている。ＩＤＴ電極１５Ａ、ＩＤＴ電極１５Ｂ及びＩＤＴ電極１５Ｃは、弾性波伝搬方向に沿って並んでいる。第３の主面５ａにおける、ＩＤＴ電極１５Ａ、ＩＤＴ電極１５Ｂ及びＩＤＴ電極１５Ｃの弾性波伝搬方向両側に、１対の反射器１６Ｃ及び反射器１６Ｄが設けられている。縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ａは３ＩＤＴ型である。もっとも、縦結合共振子型弾性波フィルタ３ＡにおけるＩＤＴ電極の個数は上記に限定されない。例えば、縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ａは、５ＩＤＴ型または７ＩＤＴ型などであってもよい。縦結合共振子型弾性波フィルタ３Ｂも同様に、複数のＩＤＴ電極及び反射器を有する。
図２に戻り、圧電性基板５の第３の主面５ａには複数の外部接続用端子が設けられている。外部接続用端子は、本実施形態では、電極パッドとして構成されている。複数の外部接続用端子にそれぞれ、バンプ９が接合されている。複数の外部接続用端子は、グラウンド接続電極パッド１９を含む。グラウンド接続電極パッド１９は、バンプ９を介してグラウンド接続端子１２Ａに電気的に接続されている。さらに、複数の外部接続用端子は、図１に示す第１の信号端子８Ａ、第２の信号端子８Ｂ及び共通接続端子２も含む。第１の信号端子８Ａ、第２の信号端子８Ｂ及び共通接続端子２はそれぞれ、バンプ９を介して、別々のホット接続端子１３Ａに電気的に接続されている。
上記のように第１の実施形態における圧電性基板５は、圧電体層のみからなる。もっとも、圧電性基板５は、圧電体層を含む積層基板であってもよい。例えば、図８に示す第１の実施形態の第１の変形例においては、圧電性基板２５は、支持基板２６と、高音速材料層としての高音速膜２７と、低音速膜２８と、圧電体層２９とを有する。より具体的には、支持基板２６、高音速膜２７、低音速膜２８及び圧電体層２９がこの順序において積層されている。本変形例においても、第１の実施形態と同様に、シールド膜７がグラウンド接続電極１２Ｃに接続されている。それによって、放熱性を高めることができる。
なお、低音速膜２８は相対的に低音速な膜である。より具体的には、低音速膜２８を伝搬するバルク波の音速は、圧電体層２９を伝搬するバルク波の音速よりも低い。低音速膜２８の材料としては、例えば、ガラス、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化リチウム、五酸化タンタル、または、酸化ケイ素にフッ素、炭素やホウ素を加えた化合物を主成分とする材料を用いることができる。
高音速材料層は相対的に高音速な層である。本変形例では、高音速材料層は高音速膜２７である。高音速材料層を伝搬するバルク波の音速は、圧電体層２９を伝搬する弾性波の音速よりも高い。高音速材料層の材料としては、例えば、シリコン、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、サファイア、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシア、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜またはダイヤモンドなど、上記材料を主成分とする媒質を用いることができる。
支持基板２６の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、サファイア、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、シリコン、窒化ガリウムなどの半導体または樹脂などを用いることができる。
本変形例においては、圧電性基板２５において、高音速材料層としての高音速膜２７、低音速膜２８及び圧電体層２９がこの順序において積層されている。それによって、弾性波のエネルギーを圧電体層２９側に効果的に閉じ込めることができる。
なお、圧電性基板の積層構造は上記に限定されない。例えば、圧電性基板は、支持基板、高音速膜及び圧電体層の積層基板であってもよい。さらに、高音速材料層は、高音速支持基板であってもよい。この場合には、圧電性基板は、高音速支持基板、低音速膜及び圧電体層の積層基板であってもよく、あるいは、高音速支持基板及び圧電体層の積層基板であってもよい。これらの場合においても、弾性波のエネルギーを圧電体層側に効果的に閉じ込めることができる。さらに、第１の変形例と同様に、放熱性を高めることができる。
第１の実施形態においては、封止樹脂層６は圧電性基板５の第４の主面５ｂを覆っている。もっとも、封止樹脂層６は、パッケージ基板４の第１の主面４ａに、弾性波素子１の少なくとも一部を覆うように設けられていればよい。例えば、図９に示す第１の実施形態の第２の変形例においては、封止樹脂層６は、圧電性基板５の側面を覆っているが、第４の主面５ｂを覆っていない。封止樹脂層６は、第４の主面５ｂと面一となっている。本変形例においては、シールド膜７は、封止樹脂層６及び第４の主面５ｂを覆っている。この場合においても、第１の実施形態と同様に、放熱性を高めることができる。
弾性波装置１０においては、全ての共振子が同じ圧電性基板５を共有している。弾性波素子１は、１個の素子チップとして、パッケージ基板４にフリップチップ実装されている。もっとも、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示す第３の変形例のように、送信フィルタ２１Ａ及び受信フィルタ２１Ｂが互いに異なる圧電性基板を有していてもよい。本変形例においては、送信フィルタ２１Ａの全ての共振子は圧電性基板２５Ａを共有している。受信フィルタ２１Ｂの全ての共振子は圧電性基板２５Ｂを共有している。送信フィルタ２１Ａ及び受信フィルタ２１Ｂは、それぞれ１個の素子チップとして構成されている。そして、本変形例の弾性波素子は、２個の素子チップとしてパッケージ基板２４にフリップチップ実装されている。パッケージ基板２４においては、素子チップの個数に応じた配線の構成とされている。各素子チップを覆うように、封止樹脂層６が設けられている。もっとも、本変形例においても、第１の実施形態と同様に、シールド膜７がグラウンド接続電極１２Ｃに接続されている。それによって、放熱性を高めることができる。
なお、圧電性基板の個数は特に限定されず、例えば、各共振子が別個に圧電性基板を有していてもよい。パッケージ基板２４に、３個以上の素子チップがフリップチップ実装されていてもよい。この場合にも、第３の変形例と同様に、放熱性を高めることができる。
図２に戻り、第１の実施形態では、パッケージ基板４の接続部４ｄは曲面状の形状を有する。もっとも、接続部４ｄは、例えば、複数の平面が接続された形状を有していてもよい。上記複数の平面は、例えば、第２の主面４ｂに対する傾斜角度が互いに異なる。
図１１は、第２の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。
本実施形態は、弾性波素子３１がＷＬＰ構造である点において、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態は第１の実施形態の弾性波装置１０と同様の構成を有する。
圧電性基板５の第３の主面５ａには、第１の支持部材３２Ａ及び第２の支持部材３２Ｂが設けられている。なお、第１の支持部材３２Ａが本発明における支持部材である。第１の支持部材３２Ａは、複数の共振子における複数のＩＤＴ電極を囲むように設けられている。第１の支持部材３２Ａは枠状の形状を有する。より具体的には、第１の支持部材３２Ａは開口部３２ａを有する。開口部３２ａ内に複数のＩＤＴ電極が位置している。第３の主面５ａには、第１の実施形態と同様に、複数の外部接続用端子が設けられている。第１の支持部材３２Ａは、複数の外部接続用端子における少なくとも一部を覆っている。
他方、第２の支持部材３２Ｂは、第１の支持部材３２Ａの開口部３２ａ内に位置している。第２の支持部材３２Ｂは柱状の形状を有する。もっとも、第２の支持部材３２Ｂは壁状の形状を有していてもよい。第２の支持部材３２Ｂは、外部接続用端子の少なくとも一部を覆っている。第１の支持部材３２Ａ上及び第２の支持部材３２Ｂ上にカバー部材３３が設けられている。カバー部材３３は、第１の支持部材３２Ａの開口部３２ａを塞ぐように設けられている。複数のＩＤＴ電極は、圧電性基板５、第１の支持部材３２Ａ及びカバー部材３３により囲まれている。
カバー部材３３及び第１の支持部材３２Ａを貫通するように、複数の貫通電極３４Ａが設けられている。同様にカバー部材３３及び第２の支持部材３２Ｂを貫通するように、貫通電極３４Ｂが設けられている。貫通電極３４Ａ及び貫通電極３４Ｂの一方端はそれぞれ、外部接続用端子に接続されている。貫通電極３４Ａ及び貫通電極３４Ｂの他方端にはそれぞれ、バンプ９が接合されている。そして、弾性波素子３１は、複数のバンプ９により、パッケージ基板４に接合されている。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、シールド膜７がグラウンド接続電極１２Ｃに接続されている。それによって、放熱性を高めることができる。
図１２は、第３の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。
本実施形態は、実装基板４６を有する点において第１の実施形態と異なる。実装基板４６上にパッケージ基板４が設けられている。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第１の実施形態の弾性波装置１０と同様の構成を有する。
実装基板４６は第５の主面４６ａ及び第６の主面４６ｂを有する。第５の主面４６ａ及び第６の主面４６ｂは互いに対向している。第５の主面４６ａ及び第６の主面４６ｂのうち、第５の主面４６ａがパッケージ基板４側に位置する。実装基板４６は、少なくとも１つのグラウンド電極４７及び複数のホット電極４８を有する。グラウンド電極４７及びホット電極４８は第５の主面４６ａに設けられている。
パッケージ基板４は、複数のバンプ４９により、実装基板４６に接合されている。より具体的には、パッケージ基板４のグラウンド接続外部電極１２Ｄは、バンプ４９により、グラウンド電極４７に接合されている。ホット接続外部電極１３Ｄは、バンプ４９により、ホット電極４８に接合されている。弾性波素子１は実装基板４６に、パッケージ基板４を介して電気的に接続されている。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、シールド膜７がグラウンド接続電極１２Ｃに接続されている。それによって、放熱性を高めることができる。
図１３は、第４の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。
本実施形態は、シールド膜５７が非金属膜である点において第１の実施形態と異なる。本実施形態は、パッケージ基板５４内にホット接続電極５３Ｃが設けられており、シールド膜５７がホット接続電極５３Ｃに接続されている点においても、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置５０は第１の実施形態の弾性波装置１０と同様の構成を有する。
ホット接続電極５３Ｃは、複数のホット接続ビア電極１３Ｂのうちの一部により、ホット接続端子１３Ａに接続されている。さらに、ホット接続電極５３Ｃは、複数のホット接続ビア電極１３Ｂのうちの他の一部により、ホット接続外部電極１３Ｄに接続されている。ホット接続電極５３Ｃの端部は、パッケージ基板５４の側面４ｃに位置する。該端部にシールド膜５７が接続されている。シールド膜５７は非金属膜であるため、シールド膜５７がホット接続電極５３Ｃに接続されても、弾性波装置５０の電気的特性は劣化し難い。
弾性波素子１において生じた熱の放熱経路は、例えば、ホット接続ビア電極１３Ｂ及びホット接続外部電極１３Ｄを介した経路となる。この放熱経路は、パッケージ基板５４の第１の主面４ａから第２の主面４ｂを通る経路である。これに加えて、本実施形態においては、ホット接続ビア電極１３Ｂ、ホット接続電極５３Ｃ及びシールド膜５７を介した放熱経路も設けられている。このように、弾性波装置５０は、パッケージ基板５４の第１の主面４ａから側面４ｃを通る放熱経路も有する。それによって、効果的に放熱経路を増加させることができる。従って、放熱性を効果的に高めることができる。
第１の実施形態と同様に、シールド膜５７は、グラウンド接続電極１２Ｃにも接続されている。もっとも、シールド膜５７は非金属膜であり、電気抵抗が小さい。そのため、シールド膜５７は、グラウンド接続電極１２Ｃ及びホット接続電極５３Ｃを電気的に接続しない。よって、弾性波装置５０の電気的特性は劣化し難い。
本実施形態においては、シールド膜５７が、グラウンド接続電極１２Ｃ及びホット接続電極５３Ｃの双方の接続されている。よって、放熱性をより一層高めることができる。なお、シールド膜５７は、グラウンド接続電極１２Ｃ及びホット接続電極５３Ｃのうち少なくとも一方に接続されていればよい。それによって、放熱性を効果的に高めることができる。
シールド膜５７の材料としては、例えば窒化ケイ素などの、放熱性が高い非金属を用いることが好ましい。この場合には、放熱性をより確実に高めることができる。
１…弾性波素子
１Ａ…送信フィルタ
１Ｂ…受信フィルタ
２…共通接続端子
３Ａ，３Ｂ…縦結合共振子型弾性波フィルタ
４…パッケージ基板
４ａ，４ｂ…第１，第２の主面
４ｃ…側面
４ｄ…接続部
５…圧電性基板
５ａ，５ｂ…第３，第４の主面
６…封止樹脂層
７…シールド膜
８Ａ，８Ｂ…第１，第２の信号端子
９…バンプ
１０…弾性波装置
１２Ａ…グラウンド接続端子
１２Ｂ…グラウンド接続ビア電極
１２Ｃ…グラウンド接続電極
１２Ｄ…グラウンド接続外部電極
１３Ａ…ホット接続端子
１３Ｂ…ホット接続ビア電極
１３Ｄ…ホット接続外部電極
１４，１４Ａ…パッケージ基板
１４ａ，１４ｂ…第１，第２の主面
１４ｅ…溝部
１４ｆ…底部
１５，１５Ａ～１５Ｃ…ＩＤＴ電極
１６Ａ～１６Ｄ…反射器
１７ａ，１７ｂ…第１，第２のバスバー
１８ａ，１８ｂ…第１，第２の電極指
１９…グラウンド接続電極パッド
２１Ａ…送信フィルタ
２１Ｂ…受信フィルタ
２４…パッケージ基板
２５，２５Ａ，２５Ｂ…圧電性基板
２６…支持基板
２７…高音速膜
２８…低音速膜
２９…圧電体層
３１…弾性波素子
３２Ａ，３２Ｂ…第１，第２の支持部材
３２ａ…開口部
３３…カバー部材
３４Ａ，３４Ｂ…貫通電極
４６…実装基板
４６ａ，４６ｂ…第５，第６の主面
４７…グラウンド電極
４８…ホット電極
４９…バンプ
５０…弾性波装置
５３Ｃ…ホット接続電極
５４…パッケージ基板
５７…シールド膜
Ｃ…容量素子
Ｐ１～Ｐ３，Ｐ１１…並列腕共振子
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ａ，Ｓ３ｂ，Ｓ４，Ｓ１１…直列腕共振子

Claims (8)

  1. 対向し合う第１の主面及び第２の主面を有するパッケージ基板と、
    前記パッケージ基板の前記第１の主面に設けられている弾性波素子と、
    前記パッケージ基板の前記第１の主面に、前記弾性波素子の少なくとも一部を覆うように設けられている封止樹脂層と、
    前記封止樹脂層を覆うように設けられており、金属膜であるシールド膜と、
    を備え、
    前記パッケージ基板が、前記パッケージ基板内に設けられており、前記弾性波素子に電気的に接続されており、かつグラウンド電位に接続されるグラウンド接続電極を含み、
    前記パッケージ基板が、前記第１の主面に接続されている側面と、前記側面における前記第２の主面側の端縁の少なくとも一部、及び前記第２の主面における外周縁の少なくとも一部に接続されている接続部と、を有し、前記接続部が、前記第２の主面を延長した仮想面及び前記側面を延長した仮想面に囲まれた部分の内側に位置しており、
    前記シールド膜が前記パッケージ基板の前記側面に至っており、かつ前記接続部に至っておらず、前記シールド膜が前記グラウンド接続電極に接続されている、弾性波装置。
  2. 対向し合う第１の主面及び第２の主面を有するパッケージ基板と、
    前記パッケージ基板の前記第１の主面に設けられている弾性波素子と、
    前記パッケージ基板の前記第１の主面に、前記弾性波素子の少なくとも一部を覆うように設けられている封止樹脂層と、
    前記封止樹脂層を覆うように設けられており、非金属膜であるシールド膜と、
    を備え、
    前記パッケージ基板が、前記パッケージ基板内に設けられており、前記弾性波素子に電気的に接続されており、かつグラウンド電位に接続されるグラウンド接続電極と、前記パッケージ基板内に設けられており、前記弾性波素子に電気的に接続されており、かつホット電位に接続されるホット接続電極と、を含み、
    前記パッケージ基板が、前記第１の主面に接続されている側面と、前記側面における前記第２の主面側の端縁の少なくとも一部、及び前記第２の主面における外周縁の少なくとも一部に接続されている接続部と、を有し、前記接続部が、前記第２の主面を延長した仮想面及び前記側面を延長した仮想面に囲まれた部分の内側に位置しており、
    前記シールド膜が前記パッケージ基板の前記側面に至っており、かつ前記接続部に至っておらず、前記シールド膜が前記グラウンド接続電極及び前記ホット接続電極のうち少なくとも一方に接続されている、弾性波装置。
  3. 前記ホット接続電極の端部が前記パッケージ基板の前記側面に位置しており、該端部に前記シールド膜が接続されている、請求項２に記載の弾性波装置。
  4. 前記グラウンド接続電極の端部が前記パッケージ基板の前記側面に位置しており、該端部に前記シールド膜が接続されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  5. 前記パッケージ基板の前記側面における前記第２の主面側の端縁の全体、及び前記第２の主面における外周縁の全体が、前記接続部に接続されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 実装基板をさらに備え、
    前記実装基板上に前記パッケージ基板が設けられており、かつ前記弾性波素子が前記実装基板に前記パッケージ基板を介して電気的に接続されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 前記弾性波素子が、圧電性基板と、前記圧電性基板上において構成されている少なくとも１つの弾性波共振子と、前記少なくとも１つの弾性波共振子に電気的に接続されている外部接続用端子と、前記外部接続用端子に接合されているバンプと、を有し、
    前記弾性波素子が前記バンプにより前記パッケージ基板に接合されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 前記弾性波素子が、圧電性基板と、前記圧電性基板上において構成されている少なくとも１つの弾性波共振子と、前記少なくとも１つの弾性波共振子に電気的に接続されている外部接続用端子と、前記少なくとも１つの弾性波共振子を囲んでいる開口部を含み、かつ前記外部接続用端子の少なくとも一部を覆うように、前記圧電性基板上に設けられている支持部材と、前記支持部材上に、前記開口部を塞ぐように設けられているカバー部材と、前記カバー部材及び前記支持部材を貫通しており、かつ前記外部接続用端子に接続されている貫通電極と、前記貫通電極に接合されているバンプと、を有し、
    前記弾性波素子が前記バンプにより前記パッケージ基板に接合されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
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