JP5688149B2 - 弾性波装置を有する電子部品 - Google Patents
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Description
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）装置等の弾性波装置を有する電子部品に関する。
いわゆるウェハレベルパッケージの弾性波装置が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１の弾性波装置は、圧電体からなる素子基板と、素子基板の主面に設けられた励振電極と、励振電極を覆うカバーと、励振電極に接続されるとともにカバーの上面から露出する端子とを有している。弾性波装置は、カバーの天面を実装基板の実装面に対向させて配置され、端子と、実装面のパッドとが半田により接続される。そして、弾性波装置は、封止樹脂によって覆われて封止される。
弾性波装置は、弾性波（機械的振動）を利用することから、電気信号のみを扱う装置にない特徴を有している。例えば、素子基板の変形は素子基板を伝搬する弾性波の周波数に影響を及ぼし、ひいては、弾性波装置の信頼性低下を著しく招く。また、特許文献１のカバーは、励振電極上に空間を形成しており、換言すれば、厚みが変化しており、熱膨張量が局部的に異なる。従って、封止樹脂についても、そのような事情を考慮可能な好適なものとされることが好ましい。すなわち、弾性波装置が好適に封止された電子部品が提供されることが望ましい。
本発明の一態様に係る弾性波素子は、実装面を有する実装基板と、前記実装面に実装された弾性波装置と、前記弾性波装置を覆うとともに前記弾性波装置と前記実装面との間に充填された封止部と、を有し、前記弾性波装置は、素子基板と、前記素子基板の主面に設けられた励振電極と、前記励振電極を覆うカバーと、を有し、前記カバーの天面を前記実装面に対向させて前記実装面に実装され、前記封止部は、樹脂と、前記樹脂よりも熱膨張率が低い絶縁性のフィラーと、を含み、前記フィラーの含有率は、前記カバーと前記実装面との間の領域の少なくとも一部を含む領域と、他の領域とにおいて異なっている。
本発明の他の態様に係る電子部品は、実装面を有する実装基板と、前記実装面に実装された弾性波装置と、前記弾性波装置を覆うとともに前記弾性波装置と前記実装面との間に充填された封止部と、を有し、前記弾性波装置は、素子基板と、前記素子基板の主面に設けられた励振電極と、前記励振電極を覆うカバーと、を有し、前記カバーの天面を前記実装面に対向させて前記実装面に実装され、前記封止部は、樹脂と、前記樹脂よりも熱膨張率が低い絶縁性のフィラーと、を含み、前記カバーと前記実装面との間の領域の少なくとも一部を含む領域に分布するフィラーの粒径よりも大きい粒径のフィラーが他の領域において分布している。
上記の構成によれば、弾性波装置を好適に封止できる。
以下、本発明の実施形態に係るＳＡＷ装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
（ＳＡＷ装置等の構成）
図１は、本発明の実施形態に係るＳＡＷ装置１の外観斜視図である。また、図２は、ＳＡＷ装置１の一部を破断して示す斜視図である。
図１は、本発明の実施形態に係るＳＡＷ装置１の外観斜視図である。また、図２は、ＳＡＷ装置１の一部を破断して示す斜視図である。
なお、ＳＡＷ装置１は、いずれの方向が上方又は下方とされてもよいものであるが、以下の実施形態では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側（図１の紙面上方側）を上方として、カバー９等について上面、下面等の語を用いることがあるものとする。
ＳＡＷ装置１は、いわゆるウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）形のＳＡＷ装置により構成されている。ＳＡＷ装置１は、素子基板３と、素子基板３の第１主面３ａ上に設けられた励振電極５（図２）と、第１主面３ａ上に設けられ、励振電極５と接続されたパッド７と、励振電極５を覆うとともにパッド７を露出させるカバー９（図１）と、素子基板３の第２主面３ｂに設けられた裏面部１１とを有している。
ＳＡＷ装置１は、複数のパッド７のいずれかを介して信号の入力がなされる。入力された信号は、励振電極５等によってフィルタリングされる。そして、ＳＡＷ装置１は、フィルタリングした信号を複数のパッド７のいずれかを介して出力する。各部材の具体的構成は以下のとおりである。
素子基板３は、圧電基板により構成されている。具体的には、例えば、素子基板３は、タンタル酸リチウム単結晶，ニオブ酸リチウム単結晶等の圧電性を有する単結晶の基板により構成されている。素子基板３は、例えば、直方体状に形成されており、矩形状で互いに平行かつ平坦な第１主面３ａ及び第２主面３ｂを有している。素子基板３の大きさは適宜に設定されてよいが、例えば、厚さ（ｚ方向）は０．２ｍｍ〜０．５ｍｍであり、１辺の長さ（ｘ方向又はｙ方向）は０．５ｍｍ〜２ｍｍである。
励振電極５は、第１主面３ａ上に層状（平板状）に形成されている。励振電極５は、いわゆるＩＤＴ（Interdigital Transducer）であり、一対の櫛歯状電極１３を有している。各櫛歯状電極１３は、素子基板３における弾性表面波の伝搬方向（本実施形態ではｘ方向）に延びるバスバー１３ａと、バスバー１３ａから上記伝搬方向に直交する方向（本実施形態ではｙ方向）に伸びる複数の電極指１３ｂとを有している。２つの櫛歯状電極１３同士は、それぞれの電極指１３ｂが互いに噛み合う（交差する）ように設けられている。
なお、図２は模式図であることから、数本の電極指１３ｂを有する２対の櫛歯状電極１３を示している。実際には、これよりも多数の電極指を有する複数対の櫛歯状電極１３が設けられてよい。また、複数の励振電極５が直列接続や並列接続等の方式で接続されたラダー型ＳＡＷフィルタが構成されてもよいし、複数の励振電極５がｘ方向に配列された２重モードＳＡＷ共振器フィルタが構成されてもよい。
パッド７は、第１主面３ａ上に層状に形成されている。パッド７の平面形状は適宜に設定されてよいが、例えば、円形である。パッド７の数及び配置位置は、励振電極５によって構成されるフィルタの構成等に応じて適宜に設定される。本実施形態では、６つのパッド７が第１主面３ａの外周に沿って配列されている場合を例示している。
第１主面３ａ上には、励振電極５及びパッド７の他に、励振電極５同士の接続、励振電極５とパッド７との接続若しくはパッド７同士の接続のための配線１５（図２）が設けられている。配線１５は、第１主面３ａ上に層状に形成されている。なお、配線１５は、第１主面３ａ上に形成された部分だけでなく、当該部分に対して絶縁体を介在させた状態で立体交差する部分を有していてもよい。
励振電極５、パッド７及び配線１５（の第１主面３ａ上に形成された部分）は、例えば、互いに同一の導電材料によって構成されている。導電材料は、例えばＡｌ−Ｃｕ合金等のＡｌ合金である。また、励振電極５、パッド７及び配線１５は、例えば、互いに同一の厚さで形成されており、これらの厚さは、例えば、１００〜３００ｎｍである。
なお、パッド７は、励振電極５と同一の材料及び厚さの層に加えて、バンプ（図３参照）との接続性を高める等の目的で接続強化層を有していてもよい。例えば、パッド７は、Ａｌ−Ｃｕ合金の層に重ねられたニッケルの層と、ニッケルの層に重ねられた金の層とを有していてもよい。
カバー９は、第１主面３ａ上に設けられ、第１主面３ａの平面視において励振電極５を囲む枠部１７（第１層、図１及び図２）と、枠部１７に重ねられ、枠部１７の開口を塞ぐ蓋部１９（第２層、図１）とを有している。そして、第１主面３ａ（厳密には後述する保護層２５）、枠部１７及び蓋部１９により囲まれた空間により、励振電極５の振動を容易化する振動空間２１（図２）が形成されている。
枠部１７は、概ね一定の厚さの層に振動空間２１となる開口が１以上（本実施形態では２つ）形成されることにより構成されている。枠部１７の厚さ（振動空間２１の高さ）は、例えば、数μｍ〜３０μｍである。蓋部１９は、概ね一定の厚さの層により構成されている。蓋部１９の厚さは、例えば、数μｍ〜３０μｍである。
枠部１７の内縁及び外縁の平面形状及び蓋部１９の平面形状は適宜に設定されてよい。本実施形態では、振動空間２１の４隅側に位置するパッド７を避けつつ振動空間２１の面積を広く確保できるように、枠部１７（の外縁）及び蓋部１９は、概ね矩形において、パッド７の位置に切り欠きが形成された形状とされている。
蓋部１９の外縁は、少なくとも一部（本実施形態では全体）において枠部１７の外縁よりも内側に位置している。すなわち、蓋部１９の平面形状は、枠部１７の外縁の平面形状よりも小さく形成されている。従って、枠部１７の上面は外周側が蓋部１９から露出している。換言すれば、カバー９は、第１天面９ａ（図１）と、第１天面９ａの外周に位置し、第１天面９ａよりも第１主面３ａからの高さが低い第２天面９ｂ（図１）とを有している。なお、枠部１７の外縁と蓋部１９とは相似形とされ、第２天面９ｂは、一定の幅でカバー９の全周に亘って設けられていることが好ましい。
枠部１７及び蓋部１９は、同一の材料により形成されていてもよいし、互いに異なる材料により形成されていてもよい。本願では、説明の便宜上、断面図（図３等）においても枠部１７と蓋部１９との境界線を明示するが、現実の製品においては、枠部１７と蓋部１９とは、同一材料により一体的に形成されていてもよい。
カバー９（枠部１７及び蓋部１９）は、感光性の樹脂によって形成されている。感光性の樹脂は、例えば、アクリル基やメタクリル基などのラジカル重合により硬化する、ウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系の樹脂である。
裏面部１１は、特に図示しないが、例えば、素子基板３の第２主面３ｂの概ね全面を覆う裏面電極と、裏面電極を覆う絶縁性の保護層とを有している。裏面電極により、温度変化等により素子基板３表面にチャージされた電荷が放電される。保護層により、素子基板３の損傷が抑制される。なお、以下では、裏面部１１は、図示や説明が省略されることがある。
この他、図１及び図２では図示を省略しているが、素子基板３の第１主面３ａ上には、励振電極５等を覆う保護層２５（図６（ｃ）参照）が設けられている。保護層２５は、励振電極５の酸化防止等に寄与するものである。保護層２５は、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ２など）、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、窒化珪素、又は、シリコンによって形成されている。保護層２５の厚さは、例えば、励振電極５の厚さの１／１０程度（１０〜３０ｎｍ）、又は励振電極５よりも厚く、２００ｎｍ〜７００ｎｍである。
図３は、ＳＡＷ装置１が実装された電子部品５１の一部を示す断面図であり、図１のIII−III線に対応している。
電子部品５１は、実装基板５３と、実装基板５３の実装面５３ａ上に設けられたパッド５５と、パッド５５上に配置されたバンプ５７と、バンプ５７を介して実装面５３ａに実装されたＳＡＷ装置１と、ＳＡＷ装置１を封止する封止部５９とを有している。
なお、電子部品５１は、例えば、この他に、実装面５３ａに実装されて実装基板５３を介してＳＡＷ装置１と接続され、封止部５９によってＳＡＷ装置１とともに封止されたＩＣ等の電子素子を有し、モジュールを構成している。ただし、実装面５３ａには、ＳＡＷ装置１以外の電子素子が実装されなくてもよい。例えば、実装基板５３は、単にＳＡＷ装置１と他の回路基板とを仲介するものであってもよく、また、実装面５３ａの広さは、ＳＡＷ装置１と同等であってもよい。
実装基板５３は、例えば、パッド５５とともに、若しくはパッド５５及びバンプ５７とともに、プリント配線板により構成されている。プリント配線板は、リジッド基板であってもよいし、フレキシブル基板であってもよい。また、プリント配線板は、１層板であってもよいし、２層板であってもよいし、多層板であってもよい。また、プリント配線板の基材、絶縁材料、及び導電材料は適宜な材料から選択されてよい。
バンプ５７は、加熱によって溶融してパッド７に接着される金属によって形成されている。バンプ５７は、例えば、はんだにより構成されている。はんだは、Ｐｂ−Ｓｎ合金はんだ等の鉛を用いたはんだであってもよいし、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだ、Ａｕ−Ｇｅ合金はんだ、Ｓｎ−Ａｇ合金はんだ、Ｓｎ−Ｃｕ合金はんだ等の鉛フリーはんだであってもよい。なお、バンプ５７は、導電性接着剤によって形成されていてもよい。
ＳＡＷ装置１は、カバー９の天面側を実装面５３ａに対向させて配置される。そして、バンプ５７がパッド７に接着されることにより、実装面５３ａに実装される。パッド５５、バンプ５７及びパッド７の合計の厚みは、カバー９の厚みよりも大きく、カバー９の天面（第１天面９ａ）と実装面５３ａとの間には隙間が形成されている。当該隙間の大きさは、例えば１０〜２０μｍである。
封止部５９は、例えば、エポキシ樹脂、硬化材及びフィラーを主成分としている。封止部５９は、ＳＡＷ装置１を裏面部１１側及び側方から覆うとともに、ＳＡＷ装置１と実装基板５３との間に充填されている。
図４は図３の領域IVの拡大図である。
封止部５９は、樹脂６１と、樹脂６１に混入されたフィラー６３Ｓ、６３Ｍ及び６３Ｌ（以下、Ｓ、Ｍ及びＬを省略することがある。）とを有している。
樹脂６１は、例えば、エポキシ樹脂である。フィラー６３は、樹脂６１よりも熱膨張率が低い絶縁性粒子により構成されている。絶縁性粒子の材料としては、シリカ、アルミナ、フェノール、ポリエチレン、グラスファイバー、グラファイト等を挙げることができる。好適には、無機材料（例えばシリカ）が用いられる。フィラー６３は、表面が曲面状であることが好ましく、より好ましくは、フィラー６３は球状である。
フィラー６３Ｓ、６３Ｍ及び６３Ｌは、互いの大きさのみが相違する。具体的には、フィラー６３Ｓ、６３Ｍ及び６３Ｌの粒径をそれぞれＤＳ、ＤＭ及びＤＬとすると、ＤＳ＜ＤＭ＜ＤＬである。
フィラー６３の粒径は、例えば、封止部５９の研磨面若しくは破断面を電界放出型電子顕微鏡等を用いて撮像することにより、フィラー６３を所定数（例えば数十）含む拡大断面画像を取得し、その画像においてフィラー６３の最大径を測定することにより得られる。
なお、フィラー６３Ｓ、６３Ｍ及び６３Ｌの大きさは、粒径に代えて、断面積若しくは体積によって比較されてもよい。
また、図４では、フィラー６３の粒径が、段階的（離散的）に変化している場合、換言すれば、粒径ＤＳ、ＤＭ及びＤＬそれぞれが、概ね一定となっている場合を例示しているが、フィラー６３の粒径は連続的に変化していてもよい。
粒径ＤＳは、第１天面９ａと実装面５３ａとの距離をＳ１とすると、ＤＳ＜Ｓ１であり、好ましくは距離Ｓ１の２／３未満であり、又は、好ましくは距離Ｓ１の半分未満である。例えば、距離Ｓ１が１８μｍであれば、粒径ＤＳは、１８μｍ未満であり、好ましくは１２μｍ未満であり、又は、好ましくは９μｍ未満である。なお、粒径ＤＳの下限値は、例えば、０．５μｍである。
粒径ＤＭは、第２天面９ｂと実装面５３ａとの距離をＳ２とすると、ＤＭ＜Ｓ２である。また、粒径ＤＭは、ＤＳ＜ＤＭの条件に矛盾を生じない範囲において、好ましくは距離Ｓ２の２／３未満であり、又は、好ましくは距離Ｓ２の半分未満である。例えば、距離Ｓ２が４８μｍであれば、粒径ＤＳは、４８μｍ未満であり、好ましくは３２μｍ未満であり、又は、好ましくは２４μｍ未満である。
また、粒径ＤＭは、上記の上限に係る条件及びＤＳ＜ＤＭ＜ＤＬの条件に矛盾を生じない範囲において、距離Ｓ１の半分以上であり、好ましくは距離Ｓ１の２／３以上であり、又は、好ましくは距離Ｓ１以上である。例えば、距離Ｓ１が１８μｍであれば、粒径ＤＭは９μｍ以上であり（粒径ＤＳは９μｍ未満）、好ましくは１２μｍ以上であり（粒径ＤＳは１２μｍ未満）、又は、好ましくは１８μｍ以上である。
粒径ＤＬは、例えば、素子基板３の第１主面３ａ（厳密には保護層２５の表面）と実装面５３ａとの距離をＳ３とすると、ＤＬ＜Ｓ３である。また、粒径ＤＬは、ＤＭ＜ＤＬの条件に矛盾を生じない範囲において、好ましくは距離Ｓ３の２／３未満であり、又は、好ましくは距離Ｓ３の半分未満である。例えば、距離Ｓ３が７８μｍであれば、粒径ＤＬは、７８μｍ未満であり、好ましくは５２μｍ未満であり、又は、好ましくは３９μｍ未満（粒径ＤＭは例えば２４μｍ未満）である。
また、粒径ＤＬは、上記の上限に係る条件及びＤＭ＜ＤＬの条件に矛盾を生じない範囲において、距離Ｓ２の半分以上であり、好ましくは距離Ｓ２の２／３以上であり、又は、好ましくは距離Ｓ２以上である。例えば、距離Ｓ２が４８μｍであれば、粒径ＤＬは２４μｍ以上であり（粒径ＤＭは２４μｍ未満）、好ましくは３２μｍ以上であり（粒径ＤＭは３２μｍ未満）、又は、好ましくは４８μｍ以上である。
第１天面９ａと実装基板５３の実装面５３ａとの間の領域ＡＲ１（隙間の大きさが距離Ｓ１の領域）においては、フィラー６３Ｓのみが分布している。第２天面９ｂと実装面５３ａとの間の領域ＡＲ２（隙間の大きさが距離Ｓ２の領域）においては、フィラー６３Ｓ及び６３Ｍが分布している。素子基板３の第１主面３ａと実装面５３ａとの間の領域ＡＲ３（隙間の大きさが距離Ｓ３の領域）及び素子基板３の側方及び第２主面３ｂ側の領域においては、フィラー６３Ｓ、６３Ｍ及び６３Ｌが分布している。
また、領域ＡＲ１におけるフィラー６３（６３Ｓ）の含有率（体積率）、領域ＡＲ２におけるフィラー６３（６３Ｓ及び６３Ｍ）の含有率、及び、領域ＡＲ３におけるフィラー６３（６３Ｓ、６３Ｍ及び６３Ｌ）の含有率をそれぞれ、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３とすると、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３となっている。Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３を満たすことを前提として、例えば、含有率Ｐ１は１０〜５０％、含有率Ｐ２は３０〜７０％、含有率Ｐ３は５０〜９０％である。
なお、フィラー６３の含有率は、例えば、封止部５９の研磨面若しくは破断面を電界放出型電子顕微鏡等を用いて撮像し、その断面画像からフィラー６３の面積比率を測定し、その面積比率を複数断面に関して平均することによって得られる。
（ＳＡＷ装置等の製造方法）
図５（ａ）〜図６（ｃ）は、ＳＡＷ装置１及び電子部品５１の製造方法を説明する断面図（図１のIII−III線に対応）である。製造工程は、図５（ａ）から図６（ｃ）まで順に進んでいく。
図５（ａ）〜図６（ｃ）は、ＳＡＷ装置１及び電子部品５１の製造方法を説明する断面図（図１のIII−III線に対応）である。製造工程は、図５（ａ）から図６（ｃ）まで順に進んでいく。
ＳＡＷ装置１の製造方法に対応する図５（ａ）〜図６（ａ）の工程は、いわゆるウエハプロセスにおいて実現される。すなわち、分割されることによって素子基板３となる母基板を対象に、薄膜形成やフォトリソグラフィー法などが行われ、その後、ダイシングされることにより、多数個分のＳＡＷ装置１が並行して形成される。ただし、図５（ａ）〜図６（ａ）では、１つのＳＡＷ装置１に対応する部分のみを図示する。また、導電層や絶縁層は、プロセスの進行に伴って形状が変化するが、変化の前後で共通の符号を用いることがあるものとする。
図５（ａ）に示すように、まず、素子基板３の第１主面３ａ上には、励振電極５、パッド７及び配線１５（図５（ａ）では不図示）が形成される。具体的には、まず、スパッタリング法、蒸着法又はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の薄膜形成法により、第１主面３ａ上に金属層が形成される。次に、金属層に対して、縮小投影露光機（ステッパー）とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置とを用いたフォトリソグラフィー法等によりパターニングが行われる。パターニングにより、励振電極５、配線１５及びパッド７が形成される。
励振電極５等が形成されると、図５（ｂ）に示すように、保護層２５が形成される。具体的には、まず、適宜な薄膜形成法により保護層２５となる薄膜が形成される。薄膜形成法は、例えば、スパッタリング法若しくはＣＶＤである。次に、パッド７が露出するように、フォトリソグラフィー法等によって薄膜の一部が除去される。これにより、保護層２５が形成される。
保護層２５が形成されると、図５（ｃ）に示すように、枠部１７となる、感光性樹脂からなる薄膜が形成される。薄膜は、例えば、フィルムが貼り付けられることによって形成される。フィルムは、例えば、ベースフィルム３１と、ベースフィルム３１に重ねられ、枠部１７となる樹脂層とを有しており、樹脂層を保護層２５に密着させた後、矢印ｙ１によって示すように、ベースフィルム３１が剥がされる。なお、枠部１７となる薄膜は、保護層２５と同様の薄膜形成法によって形成されてもよい。
枠部１７となる薄膜が形成されると、図５（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー法等により、薄膜の一部が除去され、振動空間２１を構成する開口、及び、パッド７を露出させる切り欠きが形成される。また、薄膜は、ダイシングライン上においても、一定の幅で除去される。このようにして枠部１７が形成される。なお、枠部１７となる薄膜がフィルムの貼り付けによって形成される場合において、ベースフィルム３１を剥がす工程は、フォトリソグラフィーの後に行われてもよい。
枠部１７が形成されると、図６（ａ）に示すように、蓋部１９が形成される。蓋部１９の形成方法は、概ね枠部１７の形成方法と同様である。具体的には、まず、蓋部１９となる、感光性樹脂からなる薄膜が形成される。薄膜は、例えば、枠部１７と同様にフィルムの貼り付けによって形成される。薄膜は、フォトリソグラフィー法等により、外周部分が除去されてパターニングされる。
蓋部１９が形成されると、図６（ｂ）以降に示すように、ＳＡＷ装置１は、ウェハから切り出され、実装基板５３に実装される。図６（ｂ）に示すように、ＳＡＷ装置１の実装前において、ＳＡＷ素子１のパッド７上にはバンプ５７が設けられ、実装基板５３の実装面５３ａには、パッド５５が設けられている。バンプ５７は、例えば、蒸着法、めっき法若しくは印刷法によって形成され、表面張力の影響等によって概ね球状若しくは半球状に形成されている。なお、バンプ５７は、ＳＡＷ装置１を切り出す前に形成されてもよいし、切り出した後に形成されてもよい。
そして、ＳＡＷ装置１は、カバー９の天面（第１天面９ａ及び第２天面９ｂ）を実装面５３ａに対向させて配置される。バンプ５７は、パッド５５に当接してＳＡＷ装置１を支持する。その後、ＳＡＷ装置１及び実装基板５３は、リフロー炉に通されることなどによって一時的に加熱され、バンプ５７の溶融及び凝固によってバンプ５７とパッド５５とは固定される。
その後、図６（ｃ）に示すように、ＳＡＷ装置１は、封止部５９となる材料（フィラー６３を含む溶融状態の樹脂６１）によって覆われる。封止部５９となる材料は、例えばトランスファーモールド法若しくは印刷法によってＳＡＷ装置１の周囲に供給される。ＳＡＷ装置１の周囲に供給された封止部５９は、付与された圧力によって、矢印ｙ３によって示すように、ＳＡＷ装置１と実装面５３ａとの間に流れ込む。そして、樹脂６１が凝固すると、図３に示すように、電子部品５１が製造される。
溶融状態の樹脂６１がＳＡＷ装置１と実装面５３ａとの間に流れ込む過程において、フィラー６３Ｓ、６３Ｍ及び６３Ｌも、領域ＡＲ３に流れ込んでいく。しかし、領域ＡＲ２には、フィラー６３Ｓ及び６３Ｍのみが流れ込み、さらに、領域ＡＲ１にはフィラー６３Ｓのみが流れ込む。すなわち、樹脂６１は、順に狭くなる領域ＡＲ３、ＡＲ２及びＡＲ１に流れ込む際に、あたかも濾過されているかのような状態となり、図４を参照して説明した、フィラー６３Ｓ、６３Ｍ及び６３Ｌの分布が実現される。
なお、例えば、フィラー６３Ｓのみが領域ＡＲ１に流れ込む絶対的な条件は、ＤＳ＜Ｓ１＜ＤＭ（＜ＤＳ）であるが、実際には、概ね、距離Ｓ１の２／３未満若しくは半分未満の粒径のフィラー６３のみが領域ＡＲ１に流れ込む。これは、隙間が狭くなることに伴う樹脂６１の流体抵抗の増加が影響していると考えられる。
樹脂６１が濾過されつつ領域ＡＲ３、ＡＲ２及びＡＲ１に順に流れ込んでいくと、徐々にフィラー６３の数が減じられ、且つ、減じられるフィラー６３は体積が大きいものであるから、フィラー６３の含有率Ｐ１、Ｐ２及びＰ３は、上述したように、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３となる。
以上の実施形態では、電子部品５１は、実装面５３ａを有する実装基板５３と、実装面５３ａに実装されたＳＡＷ装置１と、ＳＡＷ装置１を覆うとともにＳＡＷ装置１と実装面５３ａとの間に充填された封止部５９と、を有する。ＳＡＷ装置１は、素子基板３と、素子基板３の第１主面３ａに設けられた励振電極５と、励振電極５を覆うカバー９と、を有する。また、ＳＡＷ装置１は、カバー９の天面（９ａ、９ｂ）を実装面５３ａに対向させて実装面５３ａに実装されている。封止部５９は、樹脂６１と、樹脂６１よりも熱膨張率が低い絶縁性のフィラー６３と、を含む。フィラー６３の含有率は、カバー９と実装面５３ａとの間の領域の少なくとも一部を含む領域（例えば領域ＡＲ１）と、他の領域（例えばＡＲ２及びＡＲ３）とにおいて異なっている。
従って、封止部５９の熱膨張率をＳＡＷ装置１の位置に応じて制御することができる。その結果、例えば、カバー９の形状や熱膨張率を考慮して、封止部５９の熱膨張率を局部的に調整し、全体としてＳＡＷ装置１の変形を抑制することができる。
また、本実施形態では、素子基板３の第１主面３ａは、カバー９の外周において露出しており、フィラー６３の含有率は、カバー９と実装面５３ａとの間（領域ＡＲ１及びＡＲ２）よりも第１主面３ａと実装面５３ａとの間（領域ＡＲ３）において高くなっている。
従って、例えば、封止部５９は、その熱膨張率が、カバー９と重なる領域においてはカバー９の熱膨張率（一般に相対的に高い）に近づき、カバー９と重ならない領域においては素子基板３や実装基板５３の熱膨張率（一般に相対的に低い）に近づく。その結果、例えば、カバー９と封止部５９との間のｘｙ平面方向における熱応力の緩和（密着強度向上）と素子基板３等と封止部５９と間のｘｙ平面方向における熱応力の緩和（密着強度向上）との両立が図られる。また、ｘｙ平面方向における熱応力に起因するカバー９のクラックが抑制される。
また、本実施形態では、カバー９と実装面５３ａとの間に分布するフィラー６３の最大粒径（ＤＭ）よりも大きい粒径（ＤＬ）のフィラー６３Ｌが第１主面３ａと実装面５３ａとの間において分布している。
従って、相対的に粒径の大きいフィラー６３Ｌのピン止め効果によって領域ＡＲ３におけるクラックが効果的に抑制される。クラックは、応力集中が生じやすい端部から生じるから、カバー９の外周においてクラックの進展が抑制されることにより、カバー９の保護が効果的に図られる。また、カバー９の外周側且つフィラー６３の含有率が高い領域ＡＲ３において、フィラー６３の粒径が大きい場合、実施形態の製造方法を利用することができる。すなわち、樹脂６１を濾過してフィラー６３の含有率を調整することができる。
また、本実施形態では、カバー９は、実装面５３ａに対向する第１天面９ａと、第１天面９ａよりも実装面５３ａから離間して実装面５３ａに対向する第２天面９ｂと、を有する。フィラー６３の含有率は、第１天面９ａと実装面５３ａとの間（領域ＡＲ１）よりも第２天面９ｂと実装面５３ａとの間（領域ＡＲ２）において高くなっている。
従って、例えば、封止部５９とカバー９（第１天面９ａ）とが密着しただけの領域ＡＲ１においては封止部５９と第１天面９ａとのｘｙ平面方向における応力差を緩和して密着強度を向上させ、その一方で、封止部５９とカバー９とがｘｙ平面方向において係合している領域ＡＲ２においては封止部５９の熱膨張率を低下させ、封止部５９の実装面５３ａからの剥離を抑制できる。
また、本実施形態では、カバー９は、第１主面３ａの平面視において励振電極５を囲む枠部１７と、枠部１７の開口を塞ぐように枠部１７に重ねられた蓋部１９と、を有する。第１天面９ａは蓋部１９の天面により構成され、第２天面９ｂは枠部１７の天面のうち蓋部１９から露出する部分により構成されている。
ここで、カバー９のｚ方向の熱膨張は、枠部１７により第１主面３ａを押圧する力を生じる。また、カバー９のｚ方向の熱膨張量は、枠部１７及び蓋部１９が重なっている部分（平面視において振動空間２１を囲む部分）が蓋部１９のみの部分（振動空間２１上の部分）よりも大きい。従って、第１主面３ａは、機能表面（弾性波が振動する表面）の外周側において押圧され、機能表面の撓み変形が生じる。当該変形は、ＳＡＷの周波数等に影響を及ぼす。しかし、蓋部１９の一部（第２天面９ｂ上の部分）が除去され、更に、封止部５９の第２天面９ｂに重なる部分の熱膨張率が低くされることにより、機能表面の変形が効果的に抑制される。また、製造工程に着目すれば、枠部１７及び蓋部１９を利用して簡便に第１天面９ａ及び第２天面９ｂを構成できる。
また、本実施形態では、第２天面９ｂは、枠部１７の天面のうち蓋部１９の外周側から露出する部分によって構成されている。
ここで、機能表面（第１主面３ａ）の撓み変形を招くモーメントは、外周側における押圧力が大きくなるほど大きくなる。従って、蓋部の外周において熱膨張率を低下させることにより、効果的に機能表面の撓み変形を抑制することができる。また、製造工程に着目すれば、外周側に第２天面９ｂが形成されていることにより、樹脂６１を濾過してフィラー６３の含有率を調整する方法を利用することができる。
また、本実施形態では、第１天面９ａと実装面５３ａとの間（領域ＡＲ１）に分布するフィラー６３Ｓの最大粒径（ＤＳ）よりも大きい粒径（ＤＭ）のフィラー６３Ｍが第２天面９ｂと実装面５３ａとの間（領域ＡＲ２）において分布している。
従って、相対的に粒径の大きいフィラー６３Ｍのピン止め効果によって領域ＡＲ２におけるクラックが効果的に抑制される。そして、クラックが領域ＡＲ２から領域ＡＲ１側へ進展することが抑制されることにより、カバー９の保護が効果的に図られる。また、第１天面９ａの外周側且つフィラー６３の含有率が領域ＡＲ１よりも高い領域ＡＲ２において、フィラー６３の粒径が領域ＡＲ１よりも大きい場合、実施形態の製造方法を利用することができる。すなわち、樹脂６１を濾過してフィラー６３の含有率を調整することができる。
別の観点では、本実施形態の電子部品５１は、実装面５３ａを有する実装基板５３と、実装面５３ａに実装されたＳＡＷ装置１と、ＳＡＷ装置１を覆うとともにＳＡＷ装置１と実装面５３ａとの間に充填された封止部５９と、を有する。ＳＡＷ装置１は、素子基板３と、素子基板３の第１主面３ａに設けられた励振電極５と、励振電極５を覆うカバー９と、を有する。また、ＳＡＷ装置１は、カバー９の天面（９ａ、９ｂ）を実装面５３ａに対向させて実装面５３ａに実装されている。封止部５９は、樹脂６１と、樹脂６１よりも熱膨張率が低い絶縁性のフィラー６３と、を含む。そして、カバー９と実装面５３ａとの間の領域の少なくとも一部を含む領域（例えば領域ＡＲ１）に分布するフィラー６３の粒径よりも大きい粒径のフィラー６３が他の領域（例えば領域ＡＲ３）において分布している。
従って、例えば、クラックが生じやすいカバー９の外周側においてピン止め効果を効果的に発揮させることができる。また、製造工程に着目すれば、樹脂６１の濾過によってフィラー６３の含有率を制御することもできる。
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
弾性波装置は、ＳＡＷ装置に限定されない。例えば、弾性波装置は、圧電薄膜共振器であってもよいし、弾性境界波装置（ただし、広義のＳＡＷ装置に含まれる）であってもよい。なお、弾性境界波装置においては、励振電極上に空隙（振動空間）は不要である。換言すれば、カバーは、枠部と蓋部とを有する必要はなく、１層からのみ形成されてよい。また、弾性境界波装置において、保護層とカバーとは兼用されてよい。
また、弾性波装置において、保護層及び裏面部は必須の要件ではなく、省略されてもよい。逆に、弾性波装置は、枠部と蓋部との間に位置する導電層、カバーの天面に重ねられた金属性の補強層（ただし、カバーの一部と捉えられてもよい）など、適宜な層が追加されてもよい。また、素子基板上のパッドと実装基板上のパッドとをバンプにより接続するのではなく、素子基板上のパッド上にカバーを貫通する柱状の端子を設け、その柱状の端子と実装基板上のパッドとをバンプにより接続してもよい。
素子基板、枠部及び蓋部の外縁の相対関係は適宜に設定されてよいし、フィラーの含有率若しくは粒径が互いに相違する領域も適宜に設定されてよい。図７〜図９（ｂ）に例を示す。
図７では、素子基板３の第１主面３ａがカバー９から露出しておらず、また、カバー９が蓋部１９により構成される第１天面９ａのみを有し、第２天面９ｂを有していない場合を例示している。
第１天面９ａと実装面５３ａとの間の領域ＡＲ１においては、フィラー６３Ｓのみが分布し、その外側の領域ＡＲ４においては、フィラー６３Ｓが分布するとともにフィラー６３Ｌ及び／又は６３Ｍ（図７では６３Ｌのみ図示）が分布している。また、フィラー６３の含有率は、領域ＡＲ１よりも領域ＡＲ４において高くなっている。
図８（ａ）及び図８（ｂ）では、素子基板３の第１主面３ａがカバー９から露出しているが、カバー９は蓋部１９により構成される第１天面９ａのみを有し、第２天面９ｂを有していない場合を例示している。
図８（ａ）では、第１天面９ａと実装面５３ａとの間の領域ＡＲ１においては、フィラー６３Ｓのみが分布し、その外側の領域ＡＲ５においては、フィラー６３Ｓが分布するとともにフィラー６３Ｍ及び／又は６３Ｌ（図８（ａ）では６３Ｌのみ図示）が分布している。また、フィラー６３の含有率は、領域ＡＲ１よりも領域ＡＲ５において高くなっている。
図８（ｂ）では、第１天面９ａと実装面５３ａとの間の領域ＡＲ１においては、フィラー６３Ｓのみが分布し、第１主面３ａと実装面５３ａとの間の領域ＡＲ６においては、フィラー６３Ｓが分布するとともにフィラー６３Ｍ及び／又は６３Ｌ（図８（ａ）では６３Ｌのみ図示）が分布し、その外側の領域ＡＲ７においては、フィラー６３Ｓ、並びに、フィラー６３Ｍ及び／又は６３Ｌ（図８（ａ）では６３Ｌのみ図示）が分布するとともに、フィラー６３ＬＬが分布している。また、フィラー６３の含有率は、領域ＡＲ１よりも領域ＡＲ６において高くなり、領域ＡＲ６よりも領域ＡＲ７において高くなっている。
フィラー６３ＬＬは、その粒径ＤＬＬがＤＬＬ＞ＤＬを満たすものである。粒径ＤＬＬは、ＤＬＬ＞ＤＬの条件に矛盾を生じない範囲において、距離Ｓ３の半分以上であり、好ましくは距離Ｓ３の２／３以上であり、又は、好ましくは距離Ｓ３以上である。例えば、距離Ｓ３が７８μｍであれば、粒径ＤＬＬは３９μｍ以上であり（粒径ＤＬは３９μｍ未満）、好ましくは５２μｍ以上であり（粒径ＤＬは５２μｍ未満）、又は、好ましくは７８μｍ以上である。フィラー６３ＬＬの上限値は、例えば、ＳＡＷ装置１の総厚みの半分程度であり、一例として３００μｍである。
なお、図８（ｂ）の例において、フィラー６３Ｓ及び６３ＬＬのみが樹脂６１に混入され、領域ＡＲ１及びＡＲ６においてフィラー６３Ｓのみが分布し、領域ＡＲ７においてフィラー６３Ｓ及び６３ＬＬが分布するようにしてもよい。
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、樹脂６１に含まれるフィラー６３の粒径のみが実施形態と相違する。
図９（ａ）では、第１天面９ａと実装面５３ａとの間の領域ＡＲ１においては、フィラー６３Ｓのみが分布し、その外側の領域ＡＲ８においては、フィラー６３Ｓが分布するとともにフィラー６３Ｍが分布している。すなわち、フィラー６３Ｌは分布しておらず、第１主面３ａと実装面５３ａとの間の領域と、第２天面９ｂと実装面５３ａとの間の領域とにおいて、フィラー６３の分布に相違はない。なお、フィラー６３の含有率は、領域ＡＲ１よりも領域ＡＲ８において高くなっている。
図９（ｂ）では、第１天面９ａと実装面５３ａとの間の領域ＡＲ１においては、フィラー６３Ｓのみが分布し、その外側の領域ＡＲ９においては、フィラー６３Ｓ及び６３Ｍが分布し、更にその外側の領域ＡＲ７においては、フィラー６３Ｓ、６３Ｍ及び６３ＬＬが分布している。すなわち、第１主面３ａと実装面５３ａとの間の領域と、第２天面９ｂと実装面５３ａとの間の領域とにおいて、フィラー６３の分布に相違はないが、これらの領域（ＡＲ９）と、その外側の領域ＡＲ７との間では、フィラー６３の分布が相違する。なお、フィラー６３の含有率は、領域ＡＲ１よりも領域ＡＲ９において高く、領域ＡＲ９よりも領域ＡＲ７において高くなっている。
なお、図９（ｂ）の例において、フィラー６３Ｓ及び６３ＬＬのみが樹脂６１に混入され、領域ＡＲ１及びＡＲ９においてフィラー６３Ｓのみが分布し、領域ＡＲ７においてフィラー６３Ｓ及び６３ＬＬが分布するようにしてもよい。また、図９（ａ）及び図９（ｂ）の例において、フィラー６３Ｓ及び６３Ｌのみが樹脂６１に混入され、第２天面９ｂの存在に関わらず図８（ａ）と同様のフィラー６３の分布とされてもよい。また、フィラー６３Ｓ、６３Ｌ及び６３ＬＬのみが樹脂６１に混入され、第２天面９ｂの存在に関わらず図８（ｂ）と同様のフィラー６３の分布とされてもよい。
実施形態では、枠部の外縁の平面形状と蓋部の平面形状とを相似形としたが、これらは相似形とされなくてもよい。これら平面形状が相似形とされないカバーの例を図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示す。
図１０（ａ）のＳＡＷ装置１０１では、枠部１１７は、外縁が矩形に形成されるとともに、パッド７を露出させる開口１１７ｈが形成されている。なお、枠部１１７には、図２の枠部１７と同様に、振動空間２１を構成する開口（蓋部１１９によって塞がれて不図示）が形成されている。また、蓋部１１９の平面形状は、枠部１１７の外縁と同一の矩形において、開口１１７ｈを露出させる切り欠き１１９ｈが形成された形状とされている。そして、蓋部１１９の天面により第１天面１０９ａが構成されるとともに、枠部１１７の天面のうち切り欠き１１９ｈから露出した部分により第２天面１０９ｂが構成されている。
図１０（ｂ）のＳＡＷ装置２０１では、枠部１１７は、図１０（ａ）に示したものと同様とされている。蓋部２１９は、振動空間２１（蓋部２１９によって塞がれて不図示）毎に、振動空間２１と相似形に形成されて設けられている。そして、１つの枠部１１７と２つの蓋部２１９により、１つのカバー２０９が構成されている。なお、２つの蓋部２１９を一つの蓋部と捉えてもよいし、逆に、枠部１１７を適宜な仮想線により分割して捉え、カバーが振動空間２１毎に設けられていると捉えてもよい。そして、蓋部２１９の天面により第１天面２０９ａが構成されるとともに、枠部１１７の天面のうち蓋部２１９から露出した部分により第２天面２０９ｂが構成されている。
実施形態では、フィラーの含有率が高い領域と、粒径が大きいフィラーが含まれている領域とが一致したが、これらは一致していなくてもよい。同様に、フィラーの含有率が高い領域と、封止部が充填される隙間が大きい領域とは一致していなくてもよい。換言すれば、フィラーの含有率若しくは粒径の調整は、隙間の大きさの変化を利用してフィラーが含まれた樹脂を濾過することによるものに限定されない。例えば、フィラーの含有率が異なる樹脂若しくはフィラーの粒径が異なる樹脂を順次弾性波装置の周囲に供給することによって、適宜な位置において含有率若しくは粒径を変化させることができる。
弾性波装置の製造方法は、実施形態において例示したものに限定されない。
例えば、ＳＡＷ装置は、実装基板が多数個取りされる母基板に対して実装されてもよい。また、この場合において、ＳＡＷ装置は、ＳＡＷ装置が多数個取りされる母基板から切り出された後に、実装基板の母基板に対して実装されてもよいし、切り出される前に実装基板の母基板に対して実装されてもよい。
また、バンプは、ＳＡＷ装置ではなく、実装基板に形成されてもよい。この場合において、ＳＡＷ装置に形成される場合と同様に、ＳＡＷ装置が実装基板に実装される前である限り、バンプは、実装基板が実装基板の母基板から切り出される前に形成されてもよいし、切り出された後に形成されてもよい。
また、上記の切り出されたＳＡＷ装置が実装基板の母基板に実装される場合において、封止部となる材料（樹脂及びフィラー）は、実装基板の母基板が切断された後に供給されてもよいし、切断される前に供給されてもよい。また、上記の切り出される前のＳＡＷ装置が実装基板の母基板に実装される場合において、封止部となる材料は、実装基板の母基板がＳＡＷ装置の母基板と共に切断された後に供給されてもよいし、ＳＡＷ装置の母基板のみが切断された後（実装基板の母基板の切断前）に供給されてもよい。
また、例えば、振動空間が不要なカバーは、枠部と蓋部とを別個に形成する必要はなく、カバー全体が一回のフォトリソグラフィー等により一体的に形成されてよい。また、例えば、振動空間を要するカバーは、振動空間となる領域に犠牲層を形成して、その後、犠牲層上にカバーとなる樹脂層を形成し、樹脂層内から犠牲層を溶解、流出させることにより形成されてもよい。
１…ＳＡＷ装置（弾性波装置）、３…素子基板、３ａ…第１主面、５…励振電極、９…カバー、５３…実装基板、５３ａ…実装面、５９…封止部、６１…樹脂、６３…フィラー。
Claims (8)
- 実装面を有する実装基板と、
前記実装面に実装された弾性波装置と、
前記弾性波装置を覆うとともに前記弾性波装置と前記実装面との間に充填された封止部と、
を有し、
前記弾性波装置は、
素子基板と、
前記素子基板の主面に設けられた励振電極と、
前記励振電極を覆うカバーと、
を有し、
前記カバーの天面を前記実装面に対向させて前記実装面に実装され、
前記封止部は、
樹脂と、
前記樹脂よりも熱膨張率が低い絶縁性のフィラーと、
を含み、
前記フィラーの含有率は、前記カバーと前記実装面との間の領域の少なくとも一部を含む領域と、他の領域とにおいて異なっている
電子部品。 - 前記素子基板の前記主面は、前記カバーの外周において露出しており、
前記フィラーの含有率は、前記カバーと前記実装面との間よりも前記主面と前記実装面との間において高くなっている
請求項１に記載の電子部品。 - 前記カバーと前記実装面との間に分布するフィラーの最大粒径よりも大きい粒径のフィラーが前記主面と前記実装面との間において分布している
請求項２に記載の電子部品。 - 前記カバーは、
前記実装面に対向する第１天面と、
前記第１天面よりも前記実装面から離間して前記実装面に対向する第２天面と、
を有し、
前記フィラーの含有率は、前記第１天面と前記実装面との間よりも前記第２天面と前記実装面との間において高くなっている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品。 - 前記カバーは、
前記素子基板の前記主面の平面視において前記励振電極を囲む枠部と、
前記枠部の開口を塞ぐように前記枠部に重ねられた蓋部と、
を有し、
前記第１天面は前記蓋部の天面により構成され、前記第２天面は前記枠部の天面のうち前記蓋部から露出する部分により構成されている
請求項４に記載の電子部品。 - 前記第２天面は、前記枠部の天面のうち前記蓋部の外周側から露出する部分によって構成されている
請求項５に記載の電子部品。 - 前記第１天面と前記実装面との間に分布するフィラーの最大粒径よりも大きい粒径のフィラーが前記第２天面と前記実装面との間において分布している
請求項４〜６のいずれか１項に記載の電子部品。 - 実装面を有する実装基板と、
前記実装面に実装された弾性波装置と、
前記弾性波装置を覆うとともに前記弾性波装置と前記実装面との間に充填された封止部と、
を有し、
前記弾性波装置は、
素子基板と、
前記素子基板の主面に設けられた励振電極と、
前記励振電極を覆うカバーと、
を有し、
前記カバーの天面を前記実装面に対向させて前記実装面に実装され、
前記封止部は、
樹脂と、
前記樹脂よりも熱膨張率が低い絶縁性のフィラーと、
を含み、
前記カバーと前記実装面との間の領域の少なくとも一部を含む領域に分布するフィラーの粒径よりも大きい粒径のフィラーが他の領域において分布している
電子部品。
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