JP5532685B2 - Elastic wave device - Google Patents
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Description
本発明は、弾性波装置、詳しくは、基板上に共振子やフィルタなどの振動部が形成された弾性波装置に関する。 The present invention relates to an elastic wave device, and more particularly, to an elastic wave device in which a vibrating part such as a resonator or a filter is formed on a substrate.
従来、基板上に形成された振動部をカバー層で覆うように構成した弾性波装置が、例えば特許文献１のように提案されている。 Conventionally, an elastic wave device configured to cover a vibrating portion formed on a substrate with a cover layer has been proposed, for example, as in Patent Document 1.
図１１に、弾性波装置の構成例を示す。図１１（Ａ）は断面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）の線Ｘ−Ｘに沿って上側を見た断面図、図１１（Ｃ）は図１１（Ａ）の線Ｘ−Ｘに沿って下側を見た断面図である。図１１の弾性波装置１１０は、圧電基板１１１の一方主面１１１ａ上にＩＤＴ電極１１２、パッド１１３及び配線ライン１１８を含む導電パターンが形成されている。また、圧電基板１１１のＩＤＴ電極１１２が形成された部分近傍は振動部を構成している。そして、振動部の周りには中空空間１１９が形成されるように、枠状の支持層１１６が樹脂で形成されている。そして、支持層１１６の上に絶縁性シートのカバー層１１５が形成されている。カバー層１１５には外部電極１１７が設けられ、外部電極１１７とパッド１１３との間は、カバー層１１５及び支持層１１６を貫通するビア導体１１４によって電気的に接続されている。 FIG. 11 shows a configuration example of the elastic wave device. 11A is a cross-sectional view, FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 11A, and FIG. 11C is a line X- in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the lower side along X. In the acoustic wave device 110 of FIG. 11, a conductive pattern including an IDT electrode 112, a pad 113, and a wiring line 118 is formed on one main surface 111 a of the piezoelectric substrate 111. Further, the vicinity of the portion of the piezoelectric substrate 111 where the IDT electrode 112 is formed constitutes a vibrating portion. A frame-like support layer 116 is formed of resin so that a hollow space 119 is formed around the vibration part. An insulating sheet cover layer 115 is formed on the support layer 116. An external electrode 117 is provided on the cover layer 115, and the external electrode 117 and the pad 113 are electrically connected by a via conductor 114 that penetrates the cover layer 115 and the support layer 116.
このような構成の弾性波装置は、外部電極にはんだバンプを設けて他の回路基板などに実装する際に、はんだバンプにフラックスをつけてはんだ濡れ性を向上させる。しかし、フラックスがカバー層を透過し、中空空間の内部に流入してしまう問題点があった。 In the acoustic wave device having such a configuration, when solder bumps are provided on external electrodes and mounted on another circuit board or the like, flux is applied to the solder bumps to improve solder wettability. However, there is a problem that the flux permeates the cover layer and flows into the hollow space.
本発明は、かかる事情に鑑み、はんだバンプを用いて実装する際に中空空間の内部へのフラックスの流入を抑制し、中空空間の液密性が高い弾性波装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention intends to provide an elastic wave device that suppresses flux inflow into the hollow space when mounted using solder bumps and has high liquid tightness in the hollow space. .
本発明に係る弾性波装置は、基板と、前記基板の一方の主面に形成されている振動部と、前記基板の前記一方の主面に形成され、前記振動部の電極と電気的に接続されているパッドと、前記振動部の周囲を囲むように前記基板の前記一方の主面に設けられ、前記振動部の厚みよりも大きい厚みを有し、幅が１０μｍ〜１００μｍであり、感光性ポリイミドを主成分とする支持層と、前記振動部を覆うように前記支持層の上に設けられ、前記振動部の周囲に中空空間を形成する、合成ゴムと樹脂とを少なくとも含むシート状のカバー層と、前記カバー層の前記支持層とは反対側に設けられ、フラックス耐性を有する樹脂からなる保護層と、前記保護層、前記カバー層及び前記支持層を貫通し、前記パッドに接続されるビア導体と、前記ビア導体の前記保護層側の端部に設けられ、はんだバンプからなる外部電極と、を備えた弾性波装置であって、当該弾性波装置の側面における前記支持層と前記カバー層との境界が前記保護層によって覆われていないことを特徴としている。
An elastic wave device according to the present invention includes a substrate, a vibration part formed on one main surface of the substrate, and formed on the one main surface of the substrate and electrically connected to an electrode of the vibration unit. And a pad that is provided on the one main surface of the substrate so as to surround the vibration part, has a thickness larger than the thickness of the vibration part, and has a width of 10 μm to 100 μm, and is photosensitive. A sheet-like cover including at least a synthetic rubber and a resin, which is provided on the support layer so as to cover the vibration part and forms a hollow space around the vibration part, and a support layer mainly composed of polyimide. A protective layer made of a resin having a flux resistance, the protective layer, the cover layer, and the support layer provided on the side of the cover layer opposite to the support layer, and connected to the pad Via conductors and the via conductors; Wherein provided at an end portion of the protective layer side, an elastic wave device example Bei the external electrodes made of solder bumps, wherein the protective layer boundary between the supporting layer and the cover layer at the side surface of the elastic wave device It is characterized by not being covered by .
本発明は合成ゴムを含む樹脂からなるシート状のカバー層上に、フラックス耐性を有する樹脂からなる保護層を設けている。フラックスは保護層を透過しないため、フラックスがカバー層側から中空空間の内部に流入しないようにすることができる。また、一般的にフラックスが支持層側から中空空間の内部に流入しないようにするためには、支持層幅を大きくすることが行われる。しかしながら本発明者は、支持層に感光性ポリイミドを使用した場合には、支持層幅が大きいと支持層とカバー層の界面にボイドが発生することを見出した。このボイドが中空空間の封止に悪影響を与えると推測される。本発明では、支持層の幅を１０〜１００μｍとしている。これにより、支持層とカバー層との間に発生するボイドを抑制することができ、中空空間の液密性も向上する。 In the present invention, a protective layer made of a resin having flux resistance is provided on a sheet-like cover layer made of a resin containing a synthetic rubber. Since the flux does not pass through the protective layer, the flux can be prevented from flowing into the hollow space from the cover layer side. In general, in order to prevent the flux from flowing into the hollow space from the support layer side, the width of the support layer is increased. However, the present inventors have found that when photosensitive polyimide is used for the support layer, voids are generated at the interface between the support layer and the cover layer when the support layer width is large. It is presumed that this void adversely affects the sealing of the hollow space. In the present invention, the width of the support layer is 10 to 100 μm. Thereby, the void which generate | occur | produces between a support layer and a cover layer can be suppressed, and the liquid tightness of hollow space improves.
また、本発明では、前記幅が１０μｍ〜６０μｍであることを特徴としている。 In the present invention, the width is 10 μm to 60 μm.
この場合、支持層の断面部分に凹形状が発生しないため、支持層とカバー層との間のボイドをより効果的に抑制することができる。 In this case, since a concave shape does not occur in the cross-sectional portion of the support layer, voids between the support layer and the cover layer can be more effectively suppressed.
また、本発明では、前記基板は圧電基板であり、前記振動部はIDT電極を含むことを特徴としている。 In the present invention, the substrate is a piezoelectric substrate, and the vibration part includes an IDT electrode.
この場合、弾性波装置は表面波装置である。 In this case, the acoustic wave device is a surface wave device.
また、本発明では、前記基板は絶縁基板であり、前記振動部は両面に電極が形成された圧電薄膜を含むことを特徴としている。 In the present invention, the substrate is an insulating substrate, and the vibration part includes a piezoelectric thin film having electrodes formed on both sides.
この場合、弾性波装置は、バルク音響波共振子（Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ；ＢＡＷ共振子）などのバルク音響波装置である。 In this case, the acoustic wave device is a bulk acoustic wave device such as a bulk acoustic wave resonator (BAW resonator).
また、本発明では、前記保護層は前記支持層と同じ材料からなることを特徴としている。 In the present invention, the protective layer is made of the same material as the support layer.
この場合、保護層と支持層とが同じ材料からなるため、材料の種類を減らすことができ、製造工程を簡略化することができる。 In this case, since the protective layer and the support layer are made of the same material, the types of materials can be reduced, and the manufacturing process can be simplified.
また、本発明では、前記保護層はポリイミド系樹脂からなることを特徴としている。 In the present invention, the protective layer is made of a polyimide resin.
この場合、はんだバンプと保護層との輝度プロファイルの差が大きくなり、はんだバンプを認識することが容易になる。したがって、弾性波装置の外形を認識する場合よりも、高精度に弾性波装置を実装することができる。 In this case, the difference in luminance profile between the solder bump and the protective layer becomes large, and it becomes easy to recognize the solder bump. Therefore, the elastic wave device can be mounted with higher accuracy than when the outer shape of the elastic wave device is recognized.
また、本発明では、前記カバー層は非感光性エポキシ樹脂からなることを特徴としている。 In the present invention, the cover layer is made of a non-photosensitive epoxy resin.
この場合、低温硬化プロセスが可能となる。 In this case, a low temperature curing process is possible.
また、本発明では、前記基板と前記支持層との間の少なくとも一部に介在する窒化膜又は酸化膜をさらに備えたことを特徴としている。 The present invention is further characterized by further comprising a nitride film or an oxide film interposed in at least a part between the substrate and the support layer.
この場合、窒化膜又は酸化膜は圧電基板よりも表面が荒れているため、アンカー効果により密着性が向上する。これにより、中空空間形成後のプロセス過程において、めっき液が中空空間に浸入して特性不良を発生させるような不具合を防止することができる。 In this case, since the nitride film or the oxide film has a rougher surface than the piezoelectric substrate, the adhesion is improved by the anchor effect. Thereby, in the process step after forming the hollow space, it is possible to prevent a problem that the plating solution enters the hollow space and causes a characteristic defect.
本発明に係る弾性波装置では、カバー層上に、フラックス耐性を有する樹脂からなる保護層を設けている。フラックスは保護層を透過しないため、フラックスがカバー層側から中空空間の内部に流入しないようにすることができる。 In the elastic wave device according to the present invention, a protective layer made of a resin having flux resistance is provided on the cover layer. Since the flux does not pass through the protective layer, the flux can be prevented from flowing into the hollow space from the cover layer side.
また、支持層の幅を１０μｍ〜１００μｍとすることにより、支持層とカバー層との間に発生するボイドを抑制することができ、中空空間の液密性も向上する。 Moreover, the void which generate | occur | produces between a support layer and a cover layer can be suppressed by making the width | variety of a support layer into 10 micrometers-100 micrometers, and the liquid tightness of a hollow space improves.
以下において、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
（実施形態１）
実施形態１の表面波装置１０と電子部品３０について、図１、２を参照しながら説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(Embodiment 1)
The surface acoustic wave device 10 and the electronic component 30 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図１は表面波装置１０の断面図である。圧電基板１１上に素子部、例えばＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ；弾性表面波）フィルタが形成されている。すなわち、圧電基板１１の一方の主面である上面１１ａには、振動部１４の櫛歯状電極であるＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１２と、パッド１３と、ＩＤＴ電極１２とパッド１３とを接続する配線（図示せず）とを含む導電パターンが形成されている。ＩＤＴ電極１２が形成された振動部１４の周囲には、枠状に支持層２０が形成されている。支持層２０の厚みは、振動部１４のＩＤＴ電極１２等の導電パターンの厚みよりも大きい。支持層２０は、パッド１３上にも形成されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the surface acoustic wave device 10. An element part, for example, a SAW (Surface Acoustic Wave) filter, is formed on the piezoelectric substrate 11. That is, an IDT (Inter Digital Transducer) electrode 12 that is a comb-like electrode of the vibration unit 14, a pad 13, an IDT electrode 12, and a pad 13 are connected to the upper surface 11 a that is one main surface of the piezoelectric substrate 11. A conductive pattern including a wiring (not shown) is formed. A support layer 20 is formed in a frame shape around the vibrating portion 14 on which the IDT electrode 12 is formed. The thickness of the support layer 20 is larger than the thickness of the conductive pattern such as the IDT electrode 12 of the vibration unit 14. The support layer 20 is also formed on the pad 13.
支持層２０は感光性ポリイミドを主成分としている。また、支持層２０の幅は１０μｍ〜１００μｍが望ましい。支持層の幅は、枠状に形成された支持層２０の、中空空間１９の内側から外側に達する部分の距離を意味する。例えば、図１のａの部分の距離を意味する。１０μｍ未満の場合には、支持層の強度が不足して、良好な中空空間が作製できない場合がある。また、１００μｍより大きい場合には、支持層の断面形状の凹形状が大きくなり、支持層２０とカバー層との間にボイドが発生し、中空空間の液密性が低下する可能性がある。支持層幅が６０μｍ以下の場合には、支持層２０の断面部分に凹形状が発生しない。したがって、支持層とカバー層との間に発生するボイドを更に抑制することができ、さらに好ましい。 The support layer 20 is mainly composed of photosensitive polyimide. The width of the support layer 20 is desirably 10 μm to 100 μm. The width of the support layer means the distance of the portion of the support layer 20 formed in a frame shape from the inside to the outside of the hollow space 19. For example, it means the distance of the part a in FIG. When the thickness is less than 10 μm, the strength of the support layer is insufficient, and a good hollow space may not be produced. On the other hand, when the thickness is larger than 100 μm, the concave shape of the cross-sectional shape of the support layer becomes large, and a void is generated between the support layer 20 and the cover layer, which may reduce the liquid tightness of the hollow space. When the width of the support layer is 60 μm or less, no concave shape is generated in the cross-sectional portion of the support layer 20. Therefore, voids generated between the support layer and the cover layer can be further suppressed, which is more preferable.
支持層２０の上にはカバー層２２が配置され、圧電基板１１上に形成された振動部１４の周囲は、絶縁部材である支持層２０とカバー層２２とで覆われ、中空空間１９が形成されている。圧電基板１１の上面１１ａのうち中空空間１９内で、弾性表面波が自由に伝搬する。カバー層２２の上には保護層２４が形成されている。 A cover layer 22 is disposed on the support layer 20, and the periphery of the vibration part 14 formed on the piezoelectric substrate 11 is covered with the support layer 20 and the cover layer 22, which are insulating members, and a hollow space 19 is formed. Has been. A surface acoustic wave propagates freely in the hollow space 19 in the upper surface 11 a of the piezoelectric substrate 11. A protective layer 24 is formed on the cover layer 22.
中空空間１９はカバー層２２と保護層２４により封止されている。カバー層２２や保護層２４による封止は必ずしも気密性である必要はなく、液密性が確保されていればよい。中空空間の大きさは、一般的なＳＡＷフィルタの用いられる周波数帯を考慮すれば、１０００×２５０μｍ〜１４００×５００μｍである。 The hollow space 19 is sealed with a cover layer 22 and a protective layer 24. Sealing by the cover layer 22 and the protective layer 24 is not necessarily airtight, and it is sufficient that liquid tightness is ensured. The size of the hollow space is 1000 × 250 μm to 1400 × 500 μm in consideration of a frequency band in which a general SAW filter is used.
カバー層２２は、合成ゴムと樹脂とフィラーを含んでいる。樹脂の材質は例えば非感光性エポキシ系樹脂のシート材が挙げられる。非感光性エポキシ系樹脂を使用した場合には、樹脂の低温硬化プロセスが可能である。カバー層２２は、合成ゴムの添加により、シート状にしても粘りがあり、亀裂が入りにくくなる。シートとしての強度を維持するため、合成ゴムは１０ｗｔ％以上添加されていることが望ましい。 The cover layer 22 includes a synthetic rubber, a resin, and a filler. Examples of the material of the resin include a non-photosensitive epoxy resin sheet material. When a non-photosensitive epoxy resin is used, a low temperature curing process of the resin is possible. The cover layer 22 has a sticky shape due to the addition of synthetic rubber, and is difficult to crack. In order to maintain the strength as a sheet, it is desirable that 10 wt% or more of synthetic rubber is added.
保護層２４はフラックス耐性を有する樹脂からなる。はんだバンプを形成する際に、フラックスはフラックス耐性を有する樹脂からなる保護層２４を透過しない。したがって、フラックスの中空空間への流入を防ぐことができる。 The protective layer 24 is made of a resin having flux resistance. When the solder bump is formed, the flux does not pass through the protective layer 24 made of a resin having flux resistance. Therefore, the flux can be prevented from flowing into the hollow space.
保護層２４は、支持層２０にカバー層２２を重ねた後に形成することができる。また、カバー層２２になるシート材と保護層２４になるシート材とを予め積層したシート状の複合材を支持層２０上に設けることにより、カバー層２２と保護層２４とを同時に形成しても良い。 The protective layer 24 can be formed after the cover layer 22 is overlaid on the support layer 20. Further, by providing a sheet-like composite material in which a sheet material to be the cover layer 22 and a sheet material to be the protective layer 24 are laminated in advance on the support layer 20, the cover layer 22 and the protective layer 24 are simultaneously formed. Also good.
保護層２４と支持層２０との材料は異なっても構わないが、同じ材料を用いることができる。かかる場合には、材料の種類が増えないため、製造工程を簡略化することができ、好ましい。 The materials of the protective layer 24 and the support layer 20 may be different, but the same material can be used. In such a case, since the types of materials do not increase, the manufacturing process can be simplified, which is preferable.
保護層２４、カバー層２２及び支持層２０には、圧電基板１１の上面１１ａに形成されたパッド１３に達するビアホール（貫通孔）１５が形成されている。ビアホール１５には、ビア導体１６としてアンダーバンプメタルが充填されている。そして、アンダーバンプメタル上には、外部に露出するはんだバンプからなる外部電極１８が形成されている。 In the protective layer 24, the cover layer 22, and the support layer 20, via holes (through holes) 15 reaching the pads 13 formed on the upper surface 11 a of the piezoelectric substrate 11 are formed. The via hole 15 is filled with under bump metal as the via conductor 16. On the under bump metal, an external electrode 18 made of a solder bump exposed to the outside is formed.
表面波装置１０を実装する工程においては、表面波装置１０の外形を認識して実装するよりも外部電極１８を認識して実装する方が、実装時の位置精度を向上させることができる。表面波装置１０の外形を認識する場合、実装時の位置精度はダイシング精度に依存するためである。外部電極１８を認識して実装する場合には、保護層２４がポリイミド系樹脂からなることが好ましい。外部電極１８と保護層２４との輝度プロファイルの差が大きくなり、外部電極１８を認識することが容易になるためである。 In the process of mounting the surface acoustic wave device 10, the positional accuracy during mounting can be improved by recognizing and mounting the external electrode 18 rather than recognizing and mounting the external shape of the surface acoustic wave device 10. This is because, when recognizing the outer shape of the surface acoustic wave device 10, the positional accuracy during mounting depends on the dicing accuracy. When the external electrode 18 is recognized and mounted, the protective layer 24 is preferably made of a polyimide resin. This is because the difference in luminance profile between the external electrode 18 and the protective layer 24 becomes large and it becomes easy to recognize the external electrode 18.
図２は図１の表面波装置１０が実装された電子部品３０の断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the electronic component 30 on which the surface acoustic wave device 10 of FIG. 1 is mounted.
電子部品３０は、共通基板４０の一方主面である４０ａ側に２つの表面波装置１０が実装されている。すなわち、共通基板４０の上面４０ａに形成されたランド４２と表面波装置１０との間は、外部電極１８を介して電気的に接続されている。表面波装置１０のまわりには樹脂３２が配置され、表面波装置１０は樹脂３２で覆われている。樹脂３２によって中空空間１９の気密が確保される。 In the electronic component 30, two surface wave devices 10 are mounted on the side 40 a that is one main surface of the common substrate 40. That is, the land 42 formed on the upper surface 40 a of the common substrate 40 and the surface acoustic wave device 10 are electrically connected via the external electrode 18. A resin 32 is disposed around the surface wave device 10, and the surface wave device 10 is covered with the resin 32. The resin 32 ensures the airtightness of the hollow space 19.
共通基板４０の他方主面である下面４０ｂ側には、電子部品３０を他の回路基板等に実装するための外部接続電極４４が露出している。共通基板４０の内部には、ランド４２と外部接続電極４４との間を電気的に接続する基板ビア導体４６や内部配線パターン４８が形成されている。 An external connection electrode 44 for mounting the electronic component 30 on another circuit board or the like is exposed on the lower surface 40b side which is the other main surface of the common substrate 40. A substrate via conductor 46 and an internal wiring pattern 48 that electrically connect the land 42 and the external connection electrode 44 are formed inside the common substrate 40.
例えば、共通基板４０はプリント基板である。樹脂３２はラミネートや樹脂モールド工法により、２Ｐａ〜５Ｐａの加圧状態で埋め込むことにより形成される。 For example, the common board 40 is a printed board. The resin 32 is formed by embedding in a pressurized state of 2 Pa to 5 Pa by lamination or a resin mold method.
例えば電子部品３０はデュプレクサであり、表面波装置１０として送信用と受信用の弾性表面波フィルタ素子を共通基板４０上に並べて搭載する。
（実施形態２）
実施形態２の表面波装置１０ａについて、図３を参照しながら説明する。実施形態２の表面波装置１０ａは、実施例１の表面波装置１０と同じ構成に、以下の構成を追加している。
For example, the electronic component 30 is a duplexer, and a surface acoustic wave filter element for transmission and reception is mounted side by side on the common substrate 40 as the surface acoustic wave device 10.
(Embodiment 2)
The surface acoustic wave device 10a of Embodiment 2 will be described with reference to FIG. In the surface acoustic wave device 10a of the second embodiment, the following configuration is added to the same configuration as the surface acoustic wave device 10 of the first embodiment.
すなわち、図３の断面図に示すように、圧電基板１１と支持層２０との間に、中間層２６が形成されている。中間層２６は、ＩＤＴ電極１２を含む振動部１４ａ及びパッド１３以外の領域に形成され、振動部１４ａの周囲を囲むように、圧電基板１１と支持層２０との間に介在する。中間層の材質はＳｉＯ2膜やＳｉＮ膜が挙げられる。ＳｉＯ2膜やＳｉＮ膜の中間層２６は、圧電基板１１よりも表面が荒れているため、アンカー効果により密着強度が向上する。これらの膜は、スパッタ法やＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で成膜することができる。 That is, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the intermediate layer 26 is formed between the piezoelectric substrate 11 and the support layer 20. The intermediate layer 26 is formed in a region other than the vibration part 14a including the IDT electrode 12 and the pad 13, and is interposed between the piezoelectric substrate 11 and the support layer 20 so as to surround the periphery of the vibration part 14a. Examples of the material of the intermediate layer include a SiO 2 film and a SiN film. Since the intermediate layer 26 of the SiO 2 film or SiN film has a rougher surface than the piezoelectric substrate 11, the adhesion strength is improved by the anchor effect. These films can be formed by a sputtering method or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
圧電基板１１と支持層２０との間に中間層２６を設けることで、中空空間１９について液密性をより確保することができる。これにより、中空空間形成後の工程において、例えばビアホールにめっきで電極を充填する工程において、めっき液が中空空間１９に浸入して特性不良を発生させるような不具合を防止することができる。 By providing the intermediate layer 26 between the piezoelectric substrate 11 and the support layer 20, the liquid tightness of the hollow space 19 can be further ensured. Thereby, in the step after forming the hollow space, for example, in the step of filling the via hole with the electrode by plating, it is possible to prevent a problem that the plating solution enters the hollow space 19 to cause a characteristic defect.
パッド１３の周囲において支持層２０の一部は圧電基板１１上に形成されていてもよい。この場合、支持層２０の他の部分と圧電基板１１との間には中間層２６が介在し、パッド１３よりもＩＤＴ電極１２側において、圧電基板１１と支持層２０との間に介在する中間層２６が振動部１４ａの周囲を囲むように形成されている。
（実施形態３）
実施形態３の電子部品３０ｘについて、図４及び図５を参照しながら説明する。以下では、実施形態１との相違点を中心に説明し、同じ構成部分には同じ符号を用いる。
A part of the support layer 20 may be formed on the piezoelectric substrate 11 around the pad 13. In this case, the intermediate layer 26 is interposed between the other part of the support layer 20 and the piezoelectric substrate 11, and the intermediate layer is interposed between the piezoelectric substrate 11 and the support layer 20 on the IDT electrode 12 side than the pad 13. The layer 26 is formed so as to surround the periphery of the vibration part 14a.
(Embodiment 3)
The electronic component 30x according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. Below, it demonstrates centering around difference with Embodiment 1, and uses the same code | symbol for the same component.
図４は電子部品３０ｘの断面図である。電子部品３０ｘは実施形態１とは異なり、表面波装置１０とバルク音響波装置１０ｘとが実装されている。すなわち、共通基板４０の上面４０ａに形成されたランド４２と表面波装置１０及びバルク音響波装置１０ｘとの間は、外部電極１８を介して電気的に接続されている。表面波装置１０及びバルク音響波装置１０ｘのまわりには樹脂３２が配置され、表面波装置１０及びバルク音響波装置１０ｘは樹脂３２で覆われている。共通基板４０の他方主面である下面４０ｂ側には、電子部品３０ｘを他の回路基板等に実装するための外部接続電極４４が露出している。共通基板４０の内部には、ランド４２と外部接続電極４４との間を電気的に接続する基板ビア導体４６や内部電極パターン４８が形成されている。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the electronic component 30x. Unlike the first embodiment, the electronic component 30x includes a surface wave device 10 and a bulk acoustic wave device 10x. That is, the land 42 formed on the upper surface 40 a of the common substrate 40 and the surface wave device 10 and the bulk acoustic wave device 10 x are electrically connected via the external electrode 18. A resin 32 is disposed around the surface acoustic wave device 10 and the bulk acoustic wave device 10 x, and the surface acoustic wave device 10 and the bulk acoustic wave device 10 x are covered with the resin 32. An external connection electrode 44 for mounting the electronic component 30x on another circuit board or the like is exposed on the lower surface 40b side which is the other main surface of the common substrate 40. Inside the common substrate 40, a substrate via conductor 46 and an internal electrode pattern 48 that electrically connect the land 42 and the external connection electrode 44 are formed.
例えば電子部品３０ｘはデュプレクサであり、表面波装置１０は弾性表面波フィルタ素子であり、バルク音響波装置１０ｘはバルク音響波フィルタ素子である。一方は送信用であり、他方は受信用である。 For example, the electronic component 30x is a duplexer, the surface acoustic wave device 10 is a surface acoustic wave filter element, and the bulk acoustic wave device 10x is a bulk acoustic wave filter element. One is for transmission and the other is for reception.
バルク音響波装置１０ｘは、Ｓｉ等の絶縁基板１１ｘに振動部１４ｘが形成されている以外は、実施例１の表面波装置１０と略同様に構成されている。バルク音響波装置１０ｘは、表面波装置１０と同様のパッケージ構造を有している。バルク音響波装置１０ｘは、基板１１ｘの一方主面側に振動部１４ｘが形成され、振動部１４ｘの周囲に枠状に支持層２０が形成されている。 The bulk acoustic wave device 10x is configured in substantially the same manner as the surface acoustic wave device 10 of the first embodiment, except that a vibrating portion 14x is formed on an insulating substrate 11x such as Si. The bulk acoustic wave device 10 x has a package structure similar to that of the surface acoustic wave device 10. In the bulk acoustic wave device 10x, the vibration part 14x is formed on one main surface side of the substrate 11x, and the support layer 20 is formed in a frame shape around the vibration part 14x.
支持層２０の厚みは、振動部１４ｘの厚みよりも大きい。支持層２０は、パッド１３上にも形成されている。支持層２０の上にはカバー層２２が配置され、振動部１４ｘの周囲は、絶縁部材である支持層２０とカバー層２２とで覆われ、中空空間１９が形成される。カバー層２２の上には保護層２４が形成されている。保護層２４、カバー層２２及び支持層２０には、パッド１３に達するビアホール（貫通孔）１５が形成されている。ビアホール１５には、ビア導体１６として、アンダーバンプメタルが充填され、アンダーバンプメタル上には、外部に露出する外部電極１８が形成されている。 The thickness of the support layer 20 is larger than the thickness of the vibration part 14x. The support layer 20 is also formed on the pad 13. A cover layer 22 is disposed on the support layer 20, and the periphery of the vibrating portion 14 x is covered with the support layer 20 and the cover layer 22, which are insulating members, and a hollow space 19 is formed. A protective layer 24 is formed on the cover layer 22. Via holes (through holes) 15 that reach the pads 13 are formed in the protective layer 24, the cover layer 22, and the support layer 20. The via hole 15 is filled with an under bump metal as a via conductor 16, and an external electrode 18 exposed to the outside is formed on the under bump metal.
このようなパッケージ構造は、実施形態３のＳＭＲ（Ｓｏｌｉｄｌｙ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）型のバルク音響波装置に限らず、基板に形成された空洞の上に振動部が配置されるタイプや、犠牲層を除去する等により振動部が基板から浮いた状態で支持されるタイプのバルク音響波装置にも適用することができる。 Such a package structure is not limited to the SMR (Solidly Mounted Resonator) type bulk acoustic wave device of the third embodiment, but removes the sacrificial layer and the type in which the vibration part is disposed on the cavity formed in the substrate. The present invention can also be applied to a bulk acoustic wave device that is supported in a state where the vibration part is lifted from the substrate.
図５にバルク音響波装置の要部断面図を示す。実施形態３のバルク音響波装置は、実施形態１の表面波装置と異なり、上部電極１２ａと下部電極１２ｂとの間に圧電薄膜１２ｓが挟まれた振動部１４ｘを備える。振動部１４ｘは、音響反射器１７を介して、絶縁基板１１ｘから音響的に分離されている。 FIG. 5 shows a cross-sectional view of the main part of the bulk acoustic wave device. Unlike the surface acoustic wave device of the first embodiment, the bulk acoustic wave device of the third embodiment includes a vibrating part 14x in which a piezoelectric thin film 12s is sandwiched between an upper electrode 12a and a lower electrode 12b. The vibrating portion 14x is acoustically separated from the insulating substrate 11x via the acoustic reflector 17.
音響反射器１７は、絶縁基板１１ｘ上に、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層１７ｓと、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層１７ｔとが交互に積層されている。上部電極１２ａ及び下部電極１２ｂは、パッド１３（図５には図示せず）に電気的に接続されている。 In the acoustic reflector 17, the low acoustic impedance layer 17s having a relatively low acoustic impedance and the high acoustic impedance layer 17t having a relatively high acoustic impedance are alternately stacked on the insulating substrate 11x. The upper electrode 12a and the lower electrode 12b are electrically connected to a pad 13 (not shown in FIG. 5).
なお、パッド１３は、絶縁基板１１ｘの主面上に直接形成されても、他の層（例えば低音響インピーダンス層１７ｓ）を介して絶縁基板１１ｘの主面上に形成されてもよい。
（実験例）
（実験例１）
実施形態１の表面波装置を以下のように作製した。
The pad 13 may be formed directly on the main surface of the insulating substrate 11x or may be formed on the main surface of the insulating substrate 11x via another layer (for example, the low acoustic impedance layer 17s).
(Experimental example)
(Experimental example 1)
The surface acoustic wave device of Embodiment 1 was produced as follows.
圧電基板の一方の主面上に、ＩＤＴ電極とパッドと、ＩＤＴ電極とパッドとの間を接続する配線とを含む導電パターンを形成した後、ＩＤＴ電極が形成された振動部の周囲に支持層を形成した。支持層には感光性ポリイミド系樹脂を圧電基板の一方の主面全体に塗布した後、振動部の周囲をフォトリソグラフィ技術により開口（除去）した。 A conductive layer including an IDT electrode, a pad, and a wiring connecting the IDT electrode and the pad is formed on one main surface of the piezoelectric substrate, and then a support layer is formed around the vibrating portion where the IDT electrode is formed. Formed. A photosensitive polyimide resin was applied to the entire main surface of the piezoelectric substrate on the support layer, and the periphery of the vibrating portion was opened (removed) by photolithography.
次いで、カバー層になるシート材と保護層になるシート材とを予め積層したシート状の複合材をラミネートにより支持層上に設けることにより、カバー層と保護層とを同時に形成した。カバー層には低温硬化プロセスが可能となる非感光性エポキシ系フィルムを用いた。また、保護層にはポリイミド系樹脂を用いた。支持層の高さは１４μｍ、カバー層の厚みは１２．５μｍ、保護層の厚みは１７．５μｍとした。 Next, the cover layer and the protective layer were simultaneously formed by providing a sheet-like composite material in which the sheet material to be the cover layer and the sheet material to be the protective layer were previously laminated on the support layer by lamination. For the cover layer, a non-photosensitive epoxy film capable of a low temperature curing process was used. Further, a polyimide resin was used for the protective layer. The height of the support layer was 14 μm, the thickness of the cover layer was 12.5 μm, and the thickness of the protective layer was 17.5 μm.
支持層形成後に、感光後の支持層の断面形状を触針式の表面形状測定器で測定した。図６に、支持層幅を変えた場合の各支持層幅での断面形状を示す。図中の数字は支持層幅を示す。支持層幅が４０μｍ以下の場合には、断面形状は中心部が大きくなる凸形状になることが分かる。また、支持層幅が５０μｍから７０μｍの場合には、断面形状はW型の形状になっている。支持層幅が大きくなるにつれて、支持層の中心部は小さくなり、端部は大きくなる。支持層幅が８０μｍ以上の場合には、断面形状は凹形状となることが分かる。 After formation of the support layer, the cross-sectional shape of the support layer after exposure was measured with a stylus type surface shape measuring instrument. FIG. 6 shows a cross-sectional shape at each support layer width when the support layer width is changed. The numbers in the figure indicate the support layer width. It can be seen that when the width of the support layer is 40 μm or less, the cross-sectional shape becomes a convex shape with a large central portion. When the support layer width is 50 μm to 70 μm, the cross-sectional shape is a W shape. As the support layer width increases, the center portion of the support layer becomes smaller and the end portion becomes larger. It can be seen that when the support layer width is 80 μm or more, the cross-sectional shape is concave.
次に、図６の支持層の断面形状から、支持層の中心部の高さと端部の高さを求めた。そして、凹み量を 凹み量＝端部の支持層高さ−中心部の支持層高さ で定義した。図７に支持層幅とそれらの値との関係を示す。なお、端部の高さは支持層幅５０μｍ以上で算出した。 Next, from the cross-sectional shape of the support layer in FIG. 6, the height of the center portion and the height of the end portions of the support layer were obtained. And the amount of dents was defined by the amount of dents = the height of the support layer at the end portion−the height of the support layer at the center portion. FIG. 7 shows the relationship between the support layer width and those values. The height of the end portion was calculated with a support layer width of 50 μm or more.
支持層幅が６０μｍまでは、支持層の中心部の方が端部よりも高く、凹み量は０以下である。７０μｍ以上になると、中心部の方が端部よりも低くなり、凹み量は正になる。７０μｍ〜２２０μｍでは、支持層幅の増加に伴い、凹み量も増加する。支持層幅２７０μｍでは、凹み量は支持層幅２２０μｍと変わらず、凹み量は１μｍ弱となる。凹み量が正となる７０μｍ以上では、カバー層との接着部分に空洞ができやすくなり、ボイドも発生しやすくなると推測される。したがって支持層幅としては、凹み量が０以下である６０μｍ以下がより好ましい。 Up to 60 μm of the width of the support layer, the center portion of the support layer is higher than the end portion, and the dent amount is 0 or less. When the thickness is 70 μm or more, the center portion is lower than the end portion, and the amount of dent becomes positive. In 70 micrometers-220 micrometers, the amount of dents also increases with the increase in support layer width. When the support layer width is 270 μm, the dent amount is not changed from the support layer width 220 μm, and the dent amount is slightly less than 1 μm. If the dent amount is 70 μm or more where the amount of dent is positive, it is presumed that voids are likely to be formed in the bonded portion with the cover layer, and voids are likely to occur. Therefore, the width of the support layer is more preferably 60 μm or less where the dent amount is 0 or less.
図８、図９、図１０に、支持層幅を１０μｍ、２０μｍ、１００μｍとした場合の、カバー層と保護層のラミネート後の外観写真を示す。図８は支持層幅（（Ａ）と（Ｂ）の間や（Ｂ）と（Ｃ）の間、以下同じ）が１０μｍ、図９は支持層幅が２０μｍ、図１０は支持層幅が１００μｍの場合の写真である。ボイドは図中の黒丸部分である。 8, 9, and 10 show photographs of the appearance after lamination of the cover layer and the protective layer when the support layer width is 10 μm, 20 μm, and 100 μm. 8 shows a support layer width (between (A) and (B) or (B) and (C), the same applies hereinafter) of 10 μm, FIG. 9 shows a support layer width of 20 μm, and FIG. 10 shows a support layer width of 100 μm. It is a photograph in the case of. A void is a black circle part in a figure.
図中の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の淡色部分は中空空間を示しており、濃色部分は支持層を示している。図８、図９、図１０の（Ａ）と（Ｂ）の間、（Ｂ）と（Ｃ）の間にはボイドが発生していないことが分かる。しかし、図１０の（Ｃ）と（Ｄ）の間のように支持層幅が２５０μｍ以上になると、ボイドが発生している。
（実験例２）
実験例１で形成した中空空間について、中空空間の大きさと中空空間の潰れの有無との関係を調査した。
In the drawing, the light color portions (A), (B), (C), and (D) indicate hollow spaces, and the dark color portions indicate support layers. It can be seen that no voids are generated between (A) and (B) and between (B) and (C) in FIGS. However, when the support layer width is 250 μm or more as shown in FIGS. 10C and 10D, voids are generated.
(Experimental example 2)
Regarding the hollow space formed in Experimental Example 1, the relationship between the size of the hollow space and the presence or absence of collapse of the hollow space was investigated.
中空空間が１０００×２５０μｍ〜１０００×５００μｍのサイズにおける、支持層幅と中空空間の潰れの有無の関係について調査した。支持層幅が１０μｍ〜１００μｍの範囲では、中空空間が良好に形成されることが分かった。 The relationship between the width of the support layer and the presence or absence of crushing of the hollow space when the hollow space is 1000 × 250 μm to 1000 × 500 μm was investigated. It was found that the hollow space was well formed when the support layer width was in the range of 10 μm to 100 μm.
また、支持層幅が３０μｍにおいて、中空空間を１０００×３００μｍ〜１４００×５００μｍのサイズとした場合には、いずれも中空空間の潰れは発生せず、良好な中空空間を形成することができた。なお、中空空間が１４００×５００μｍのサイズで支持層の高さを変えた場合には、支持層の高さが１１μｍ〜１７μｍで良好な中空空間が得られた。支持層が９μｍの場合には、中空空間の高さが確保できず、中空空間が潰れてしまう結果となった。 Moreover, when the width of the support layer was 30 μm and the hollow space had a size of 1000 × 300 μm to 1400 × 500 μm, the hollow space was not crushed and a good hollow space could be formed. In addition, when the height of the support layer was changed with the size of the hollow space of 1400 × 500 μm, a good hollow space was obtained with the height of the support layer of 11 μm to 17 μm. When the support layer was 9 μm, the height of the hollow space could not be secured, resulting in the hollow space being crushed.
１０，１０ａ：表面波装置
１０ｘ：バルク音響波装置
１１：圧電基板
１１ｘ：絶縁基板
１２：IDT電極
１２ａ：上部電極
１２ｂ：下部電極
１２ｓ：圧電薄膜
１３：パッド
１４，１４ａ，１４ｘ：振動部
１５：ビアホール
１６：ビア導体
１７：音響反射器
１７ｓ：低音響インピーダンス層
１７ｔ：高音響インピーダンス層
１８：外部電極
１９：中空空間
２０：支持層
２２：カバー層
２４：保護層
２６：中間層
３０，３０ｘ：電子部品
３２：樹脂
４０：共通基板
４２：ランド
４４：外部接続電極
４６：基板ビア導体
４８：内部配線パターン
１１０：弾性波装置
１１１：圧電基板
１１２：IDT電極
１１３：パッド
１１４：ビア導体
１１５：カバー層
１１６：支持層
１１７：外部電極
１１８：配線ライン
１１９：中空空間
10, 10a: Surface wave device 10x: Bulk acoustic wave device 11: Piezoelectric substrate 11x: Insulating substrate 12: IDT electrode 12a: Upper electrode 12b: Lower electrode 12s: Piezoelectric thin film 13: Pad 14, 14a, 14x: Vibrating portion 15: Via hole 16: Via conductor 17: Acoustic reflector 17s: Low acoustic impedance layer 17t: High acoustic impedance layer 18: External electrode 19: Hollow space 20: Support layer 22: Cover layer 24: Protective layer 26: Intermediate layer 30, 30x: Electronic component 32: Resin 40: Common substrate 42: Land 44: External connection electrode 46: Substrate via conductor 48: Internal wiring pattern 110: Elastic wave device 111: Piezoelectric substrate 112: IDT electrode 113: Pad 114: Via conductor 115: Cover Layer 116: Support layer 117: External electrode 118: Wiring line 119: Hollow space
Claims (8)
前記基板の一方の主面に形成されている振動部と、
前記基板の前記一方の主面に形成され、前記振動部の電極と電気的に接続されているパッドと、
前記振動部の周囲を囲むように前記基板の前記一方の主面に設けられ、前記振動部の厚みよりも大きい厚みを有し、幅が１０μｍ〜１００μｍであり、感光性ポリイミドを主成分とする支持層と、
前記振動部を覆うように前記支持層の上に設けられ、前記振動部の周囲に中空空間を形成する、合成ゴムと樹脂とを少なくとも含むシート状のカバー層と、
前記カバー層の前記支持層とは反対側に設けられ、フラックス耐性を有する樹脂からなる保護層と、
前記保護層、前記カバー層及び前記支持層を貫通し、前記パッドに接続されるビア導体と、
前記ビア導体の前記保護層側の端部に設けられ、はんだバンプからなる外部電極と、を備えた弾性波装置であって、
当該弾性波装置の側面における前記支持層と前記カバー層との境界が前記保護層によって覆われていない弾性波装置。 A substrate,
A vibrating portion formed on one main surface of the substrate;
A pad formed on the one main surface of the substrate and electrically connected to the electrode of the vibrating portion;
It is provided on the one main surface of the substrate so as to surround the vibration part, has a thickness larger than the thickness of the vibration part, has a width of 10 μm to 100 μm, and has photosensitive polyimide as a main component. A support layer;
A sheet-like cover layer including at least a synthetic rubber and a resin, which is provided on the support layer so as to cover the vibration part and forms a hollow space around the vibration part;
A protective layer made of a resin having a flux resistance, provided on the opposite side of the cover layer from the support layer;
A via conductor penetrating the protective layer, the cover layer and the support layer and connected to the pad;
Wherein provided on the end portion of the protective layer side of the via conductor, an elastic wave device example Bei the external electrodes made of solder bumps, and
An elastic wave device in which a boundary between the support layer and the cover layer on a side surface of the elastic wave device is not covered with the protective layer .
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