JP5488304B2

JP5488304B2 - 弾性波装置

Info

Publication number: JP5488304B2
Application number: JP2010169523A
Authority: JP
Inventors: 博米倉
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-07-28
Also published as: JP2012034027A

Description

本発明は弾性波装置に関する。特に、弾性波素子と、弾性波素子が実装されている実装基板と、を備える弾性波装置に関する。

近年、携帯電話機では、軽量化及び小型化に対する要求がますます強くなってきている。携帯電話機のＲＦ段では、弾性表面波素子や弾性境界波素子等の弾性波素子が用いられているが、弾性波素子においても、軽量化及び小型化が求められている。これらの要求を満たすものとして、弾性波素子をバンプを用いて実装基板上にフェイスダウン方式により実装し、弾性波素子と実装基板との間の空間を樹脂により封止した構造が提案されている。このような構造は、ＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）構造と称されている。

このＣＳＰ構造では、樹脂で封止する際に、弾性波素子の反りを防止するために、弾性波素子と実装基板との間に支柱を配置する構造が知られている。例えば、特許文献１では、図６のように、弾性波素子１０１を実装基板１０２上にバンプ１０３で実装する構造が開示されている。弾性波素子１０１は、実装基板１０２上に支持フレーム１０５で固定されている。そして、支柱１０４が弾性波素子１０１と実装基板１０２の間に配置されている。

特開２００９−５３９２３５号公報

しかしながら、弾性波素子１０１の小型化に伴い、支柱を配置する位置が限られるという問題が生じていた。また、支柱が小さくなり、倒れやすくなるという問題が生じていた。そのため、弾性波装置自体を小型化するために支障が生じていた。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、小型化可能な弾性波装置を提供することを目的とする。

本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、前記圧電基板の一方の主面上に形成されている電極と、を有する弾性波素子と、前記弾性波素子が実装されている実装基板と、前記実装基板と前記弾性波素子との間に配置されている支柱と、を備え、前記弾性波素子は、前記一方の主面が前記実装基板と対向するようにフェイスダウン方式により実装基板に実装されており、前記支柱の前記弾性波素子側の面積が前記支柱の前記実装基板側の面積より小さいことを特徴としている。

また、本発明に係る弾性波装置は、前記支柱の前記弾性波素子側の形状と、前記支柱の前記実装基板側の形状とが、円または楕円であることが好ましい。

また、本発明に係る弾性波装置は、前記支柱の前記弾性波素子側の形状と、前記支柱の前記実装基板側の形状とが、多角形であることが好ましい。

本発明では、支柱の弾性波素子側の面積が実装基板側の面積より小さいため、支柱を配置する位置の自由度が向上する。また、支柱が倒れにくく、安定する。そのため、弾性波素子と実装基板の間に支柱を配置することが可能であり、弾性波装置の小型化が可能になる。

本発明の一の実施形態に係る弾性波装置を示す断面図である。本発明の一の実施形態に係る弾性波装置に用いられる支柱の例の斜視図である。本発明の一の実施形態に係る弾性波装置に用いられる支柱の例の斜視図である。本発明の一の実施形態に係る弾性波装置に用いられる支柱の例の斜視図である。本発明の一の実施形態に係る弾性波装置に用いられる支柱の例の斜視図である。従来の弾性波装置を示す断面図である。

以下において、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明の一の実施形態に係る弾性波装置を示す断面図である。弾性波装置１は、弾性波素子２と、実装基板３と、支柱１３、１４と、を備えている。

弾性波素子２は、圧電基板５と、圧電基板５の一方の主面上に形成されている電極６及び電極パッド７、８と、を有する。そして、弾性波素子２は、電極６が形成されている圧電基板５の一方の主面が、実装基板３と対向するように、フェイスダウン方式により実装基板３に実装されている。そして、弾性波素子２は、実装基板３にバンプ９、１０を用いて接合されている。

圧電基板５の材質としては、例えばＬｉＴａＯ₃やＬｉＮｂＯ₃が挙げられる。また、電極６及び電極パッド７、８の材質としては、例えばＡｌ、Ｃｕ及びこれらの合金が挙げられる。

実装基板３の弾性波素子２と対向している主面上には、電極パッド１１、１２が形成されている。電極パッド１１、１２は、それぞれバンプ９、１０により、弾性波素子２の電極パッド７、８と電気的に接続されている。

実装基板３内には、接続電極１５、１６が形成されている。接続電極１５、１６は、それぞれ、実装基板３内に設けられた一対のビアホール電極を内部電極を介して電気的に接続することにより構成されている。また、接続電極１５、１６は、実装基板３を貫通するビアホール電極のみにより形成されていても良い。

実装基板３の弾性波素子２と対向していない主面上には、端子電極１７、１８が形成されている。端子電極１７、１８は、それぞれ接続電極１５、１６と電気的に接続されている。端子電極１７、１８は、弾性波素子２への入力信号及び出力信号を外部に伝えるために形成されている。

電極パッド１１、１２、接続電極１５、１６及び端子電極１７、１８の材質としては、例えばＣｕやＡｌが挙げられる。また、バンプ９、１０の材質としては、例えばＡｕ又は半田等の金属材料が挙げられる。

弾性波装置１では、弾性波素子２が、上記のようにフェイスダウン方式で実装基板３に実装されている。そして、弾性波素子２の振動を妨げないための空間３１が圧電基板５と実装基板３との間に設けられている。また、その空間３１を封止するように、樹脂層４が設けられている。樹脂層４の材質としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、光硬化性樹脂等が挙げられる。

本発明では、実装基板３と弾性波素子２との間に、支柱１３、１４が配置されている。そして、支柱１３、１４の弾性波素子２側の面積が、実装基板３側の面積より小さいことを特徴としている。支柱１３、１４の弾性波素子２側の面積及び実装基板３側の面積とは、支柱１３、１４において、弾性波素子２及び実装基板３と対向する面の面積を指す。支柱１３、１４は、例えば、樹脂層４を形成する際に、樹脂層４からの圧力により弾性波素子２の反りを防ぐために配置されている。支柱１３、１４は、複数配置されている方が、圧力がかかった際の荷重が分散されるため、好ましい。

近年、弾性波素子２の小型化に伴い、支柱１３、１４を配置する位置が限られるという問題が生じていた。支柱１３、１４は、振動を妨げないように配置する必要があり、電極６と重なる位置に配置することは通常行わない。したがって、特に弾性波素子２の実装基板３と対向する主面において、支柱を配置できる位置が限られていた。一方、実装基板３の弾性波素子２と対向する主面にはそれほど制約がない。したがって、本発明によれば、支柱１３、１４の弾性波素子２側の面積を実装基板３側の面積より小さくすることにより、支柱１３、１４を配置する位置の自由度が向上する。また、配置する支柱の数を増やすことも可能になる。その結果、弾性波素子２に圧力がかかった際の荷重が分散され、弾性波素子２の耐荷重性が向上する。また、支柱が倒れにくく、安定する。そのため、弾性波装置１の小型化が可能になる。

支柱１３、１４は、位置が動くと電気的な特性に影響を与えるため、弾性波素子２と実装基板３の少なくとも一方に固定されていることが好ましい。弾性波素子２と実装基板３のいずれか一方に固定されている場合、他方とは接触していても良いし、他方と少し空隙があっても良い。他方と少し空隙があっても、圧力がかかった状態で他方を支持すれば支柱の役割を果たすことになる。

なお、支柱１３、１４は弾性波素子２と一体化した状態で形成されていても良い。また、支柱１３、１４は実装基板３と一体化した状態で形成されていても良い。この場合、支柱１３、１４の弾性波素子２側の面積及び実装基板３側の面積とは、支柱１３、１４と弾性波素子２及び実装基板３とが分離していると仮定した場合に、支柱１３、１４において、弾性波素子２及び実装基板３と対向する面の面積を指す。

支柱１３、１４は、例えば実装基板３上に無電解めっき法で形成する。また、支柱１３、１４が実装基板３と一体化した状態で形成されている場合には、例えば実装基板３を研削して、支柱１３、１４を形成しても良い。また、実装基板３の形成時に、例えば金型等であらかじめ支柱１３、１４の形状を作製しておき、その後加熱処理等により形成しても良い。

支柱１３、１４の材質は、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ等の材料が挙げられる。また、金属パッド１１、１２と同じ材質であっても良い。金属パッド１１、１２と同じ材質の場合には、金属パッド１１、１２と同じ工法で形成することができる。

図２〜図５は、本発明の一の実施形態に係る弾性波装置に用いることができる支柱の例の斜視図である。図２〜図５では、上部の平面が弾性波素子と対向する部分であり、下部の平面が実装基板と対向する部分である。

図２の支柱２１は、弾性波素子側の形状と実装基板側の形状とが、円である例である。弾性波素子側の形状と実装基板側の形状は楕円であっても良い。

図３の支柱２２は、弾性波素子側の形状と実装基板側の形状とが、三角形である例である。また、図４の支柱２３は、弾性波素子側の形状と実装基板側の形状とが四角形の例である。弾性波素子側の形状と実装基板側の形状は多角形であっても良い。

図５の支柱２４は、弾性波素子側の形状と実装基板側の形状とが四角形を組み合わせた凸形状である例である。弾性波素子側の形状と実装基板側の形状は多角形を組み合わせた形状でも良い。また、多角形と円の一部又は楕円の一部とを組み合わせた形状でも良い。また、円の一部と楕円の一部とを組み合わせた形状でも良い。

また、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明に係る圧電デバイスの効果を損なわない範囲で任意に変更可能である。

１弾性波装置
２弾性波素子
３実装基板
４樹脂層
５圧電基板
６電極
７、８電極パッド
９、１０バンプ
１１、１２電極パッド
１３、１４、２１、２２、２３、２４支柱
１５、１６接続電極
１７、１８端子電極
３１空間
１０１弾性波素子
１０２実装基板
１０３バンプ
１０４支柱
１０５支持フレーム

Claims

圧電基板と、前記圧電基板の一方の主面上に形成されている電極と、を有する弾性波素子と、
前記弾性波素子が実装されている実装基板と、
前記実装基板と前記弾性波素子との間に配置されている支柱と、
を備え、前記弾性波素子は、前記一方の主面が前記実装基板と対向するようにフェイスダウン方式により実装基板に実装されており、
前記支柱の前記弾性波素子側の面積が前記支柱の前記実装基板側の面積より小さい、弾性波装置。
前記支柱の前記弾性波素子側の形状と、前記支柱の前記実装基板側の形状とが、円または楕円である、請求項１に記載の弾性波装置。
前記支柱の前記弾性波素子側の形状と、前記支柱の前記実装基板側の形状とが、多角形である、請求項１に記載の弾性波装置。