JP5856592B2 - 弾性波デバイス内蔵モジュール及び通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、多層配線板に弾性波デバイスが内蔵された弾性波デバイス内蔵モジュール及び通信装置に関する。

弾性波を利用する弾性波デバイスは、例えば携帯電話端末等の無線通信機器のフィルタ及び分波器に用いられている。弾性波デバイスには、弾性表面波を利用する弾性表面波デバイスとバルク波を利用するバルク波デバイスとがある。弾性表面波デバイスは、圧電基板上に櫛歯状のＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極が設けられている。ＩＤＴ電極を覆って誘電体膜が設けられたラブ波デバイス或いは弾性境界波デバイスも弾性表面波デバイスに含まれる。一方、バルク波デバイスには、圧電膜の上下両面を電極により挟んだ圧電薄膜共振器デバイスがある。また、ラム波を利用したラム波デバイスもバルク波デバイスに含まれる。

弾性波デバイスでは、特性を維持するために、弾性波を励振する電極（圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極、又は圧電膜の上下面にその厚さ方向に重畳して配置された電極対）上に、空隙（空間）を有する封止部を設けることが行われる。

また、無線通信機器の小型化が進められており、それに伴い、弾性波デバイスが実装されるモジュールもより小型化が求められている。かかるモジュールの小型化及び薄型化のために、弾性波デバイスを金属等の配線層と樹脂等の絶縁層とが積層された多層配線板内に配置することが知られている（例えば、特許文献１）。一方、樹脂は加熱されると、樹脂内の水分或いは未反応生成物が気化、脱ガスすることが知られている（例えば、特許文献２）。

特開２００６−３５１５９０号公報 特開２００７−２５８７７６号公報

配線層と絶縁層とが積層された多層配線板に弾性波デバイスが内蔵された弾性波デバイス内蔵モジュールにあっては、弾性波を励振する電極を封止部により封止した場合でも、電極上の空隙（空間）に水分等が侵入することが生じる。これにより、弾性波を励振する電極の腐食が生じ、弾性波デバイスとしての特性が劣化してしまう。また、弾性波デバイス内蔵モジュールを電子機器のマザーボード等に実装する際には、実装時の加熱により、弾性波を励振する電極上の空隙に侵入した水分等が気化・膨張して、弾性波デバイスにストレスが加わり、クラックが生じることがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、弾性波を励振する電極上の空隙（空間）に水分等が侵入することを抑制することができる弾性波デバイス内蔵モジュール及び通信装置を提供することを目的とする。

本発明は、絶縁層と配線層とが積層された多層配線板と、前記多層配線板に内蔵された複数の弾性波デバイスと、前記多層配線板に設けられ、前記弾性波デバイスと電気的に接続されたアンテナスイッチと、を備え、前記弾性波デバイスは、基板上に設けられた弾性波を励振する電極と、前記電極を囲んで前記基板上に設けられた金属からなる枠体と前記電極上に空隙を有するように前記枠体上に設けられた金属からなるリッドとを含む封止部と、を有し、前記リッドは、前記基板側に凹んでいることを特徴とする弾性波デバイス内蔵モジュールである。本発明によれば、空隙内の圧力を高くすることができるため、空隙内に水分等が侵入することを抑制できる。

上記構成において、前記空隙内の圧力は、前記リッドが前記基板側に凹まずに平坦であるとした場合における前記電極上の空隙に圧力よりも高い構成とすることができる。

上記構成において、前記絶縁層は、樹脂により形成されている構成とすることができる。

上記構成において、前記複数の弾性波デバイスは、複数の前記絶縁層のうちの１つの絶縁層内に埋め込まれ、前記複数の弾性波デバイスそれぞれの前記リッドは、前記複数の絶縁層のうちの前記１つの絶縁層に接する他の絶縁層に接する構成とすることができる。

上記構成において、前記リッドの凹み量は、前記リッドの厚さの半分よりも小さい構成とすることができる。

上記構成において、前記リッドの凹み量は、前記基板上に設けられた弾性波を励振する電極と前記リッドとの間隔が１０μｍ以上離される凹み量である構成とすることができる。

上記構成において、前記リッドと前記絶縁層との間に前記絶縁層とは異なる材質の絶縁物が介在し、前記複数の弾性波デバイスそれぞれの前記リッドと前記絶縁層との間に介在する前記絶縁物の厚さは互いに異なる構成とすることができる。

上記構成において、前記弾性波デバイスは、前記多層配線板の厚さ方向の中央部に内蔵されている構成とすることができる。

上記構成において、前記弾性波デバイスは、弾性表面波デバイスを含む構成とすることができる。

上記構成において、前記弾性波デバイスは、バルク波デバイスを含む構成とすることができる。

上記構成において、前記弾性波デバイスによって分波器が形成されている構成とすることができる。また、上記構成において、前記リッドと前記枠体との間に設けられた半田からなる接着層を備える構成とすることができる。

本発明は、上記記載の弾性波内蔵モジュールを有することを特徴とする通信装置である。

本発明によれば、弾性波を励振する電極上の空隙に水分等が侵入することを抑制できる。

図１は、比較例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールを示す断面図である。 図２は、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールを示す断面図である。 図３（ａ）は、図２に示した弾性波デバイス内蔵モジュールに内蔵された状態での一つの弾性波デバイスを示す外観斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示されるリッドを透視した場合の弾性波デバイスの構成を示す平面図である。 図４は、図３（ｂ）の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールの製造方法を示す断面図（その１）である。 図６（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールの製造方法を示す平面図、図６（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールの製造方法を示す断面図（その２）である。 図７は、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールの製造方法を示す断面図（その３）である。 図８（ａ）から図８（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールの製造方法を示す断面図（その３）である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールの製造方法を示す断面図（その４）である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールの製造方法を示す断面図（その５）である。 図１１は、枠体及びリッドが絶縁物で形成された弾性表面波デバイスを示す断面図である。 図１２（ａ）は、圧電薄膜共振器デバイスを示す平面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の線Ａ−Ａ間の断面図である。 図１３は、分波器を示すブロック図である。 図１４は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールを示す断面図である。 図１５は、実施例２に係る通信装置を示すブロック図である。

図１は、比較例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールを示す断面図である。図１のように、比較例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールは、絶縁層１０２と配線層１０４とが複数積層された多層配線板１０６中に、弾性波デバイス１１０が内蔵されている。絶縁層１０２を介して積層された複数の配線層１０４は、絶縁層１０２の厚さ方向に延びる貫通配線（層間接続配線）１０８によって、互いに電気的に接続されている。多層配線板１０６の表面には、インダクタ、キャパシタ、高周波ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）等の電子部品１３０が実装されている。

弾性波デバイス１１０は、圧電基板１１２上に形成された櫛歯状のＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極ＩＤＴ０と、その両側に位置して配置された反射器Ｒ０とを含む弾性表面波デバイスである。そして、圧電基板１１２上には、ＩＤＴ０と反射器Ｒ０とを封止する金属製の封止部１１４が設けられている。封止部１１４は、ＩＤＴ０と反射器Ｒ０の周囲を囲む枠体１１６と、ＩＤＴ０上に空隙１２０が形成されるように枠体１１６上に設けられたリッド１１８とを含む。かかる封止部１１４の周囲に於ける圧電基板１１２上には、ＩＤＴ０を外部に電気的に接続する為の突起電極１２２が設けられている。突起電極１２２は、配線層１０４及び／或いは貫通配線（層間接続配線）１０８を介して、電子部品１３０等に電気的に接続可能とされている。

図１のように、弾性波デバイス１１０が多層配線板１０６中に配置されている場合、ＩＤＴ０上の空隙（空間）１２０内に水分が侵入してＩＤＴ０が腐食してしまい、弾性波デバイス１１０の特性が劣化することが生じ易い。かかる水分は、弾性波デバイス内蔵モジュールの製造工程に於いて侵入するか、或いは弾性波デバイス内蔵モジュールの形成後の経時変化によって侵入する。また、かかる水分は、圧電基板１１２と枠体１１６との界面或いは枠体１１６とリッド１１８との界面等、何らかの界面から空隙１２０内に侵入する。例えば、ＩＤＴ０と突起電極１２２との間を接続する配線と枠体１１６との間を電気的に絶縁するように、配線と枠体１１６との間に絶縁物層を介在させた場合には、この絶縁物層と枠体１１６との界面から水分が侵入する。特に、絶縁層１０２がエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、或いは熱可塑性の液晶ポリマーシート等により形成されている場合、樹脂は吸湿性を有することから、空隙１２０内に水分が侵入し易い。

また、封止部１１４は、枠体１１６とリッド１１８とを例えば半田によって接合することにより形成されるが、この接合処理は半田の融点以上の高温環境下で行われる。このため、かかる高温状態から常温に復帰する際に空隙１２０の体積が一定であれば、空隙１２０内の圧力は低下する。このように、空隙１２０内が減圧状態になれば、かかる空隙１２０内へ水分が侵入することが助長される。さらに、絶縁層１０２が樹脂で形成されている場合には、弾性波デバイス内蔵モジュールを電子機器のマザーボード等に実装する際の熱によって、絶縁層１０２から水分及び／或いは未反応生成物（例えば、フッ素或いは塩素）が気化、脱ガスする。この時、多層配線板１０６の内層である絶縁層１０２に於いて生じた水分及び／或いは未反応生成物は、外部に放出されることなく、多層配線板１０６内に保持される。このため、経時変化によって、これらの水分及び／或いは未反応生成物が空隙１２０内に侵入することも生じてしまう。

このように、多層配線板中に弾性波デバイスが内蔵された弾性波デバイス内蔵モジュールでは、かかる弾性波デバイスに於いて弾性波を励振する電極上の空隙に水分等が侵入することが生じ、これにより弾性波デバイスの特性の劣化等を招来してしまう。そこで、このような課題を解決すべく、弾性波を励振する電極上に設けられる空隙に水分等が侵入することを抑制することができる実施例について以下に説明する。

図２は、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールを示す断面図である。図２のように、実施例１の弾性波デバイス内蔵モジュール１０にあっては、弾性波デバイス２０は、多層配線板１２の内部に埋め込まれて配置され内蔵されている。弾性波デバイス２０は、多層配線板１２の厚さ方向のほぼ中央部に位置して収納・配置されている。多層配線板１２は、絶縁層１４と配線層１６とが複数積層された積層基板である。積層された複数の配線層１６は、絶縁層１４を貫通する貫通配線（層間接続配線ともいう）１８によって互いに電気的に接続されている。配線層１６及び貫通配線１８は、例えば銅（Ｃｕ）等の金属で形成されている。一方、絶縁層１４は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、或いは熱可塑性の液晶ポリマーシート等により形成されている。

ここで、弾性波デバイス内蔵モジュール１０内に収容・内蔵された弾性波デバイス２０について説明する。図３（ａ）は、図２に示した弾性波デバイス内蔵モジュール内に内蔵された状態での一つの弾性波デバイス２０を示す外観斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示されるリッド２６を透視した場合の弾性波デバイス２０の構成を示す平面図である。ここでは、弾性波デバイス２０の周囲に在る絶縁層１４、配線層１６の表示を省略している。図３（ａ）及び図３（ｂ）のように、弾性波デバイス２０は、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）又はニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）等の圧電材料からなる基板２２（以下、圧電基板と称する）上に、ＩＤＴ０及びその両側に配設された反射器Ｒ０を具備する弾性表面波デバイスである。圧電基板２２の厚さは、例えば２５０μｍである。ＩＤＴ０及び反射器Ｒ０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）等の金属で形成されている。尚、図３（ｂ）にあっては、一つのＩＤＴ０とその両側に配設された反射器Ｒ０を表示するのみであるが、一つの弾性波デバイスに於いては、かかるＩＤＴ０と反射器Ｒ０とを含む弾性波デバイス素子が複数個組み合わされて、フィルタ回路等、所望の回路が形成されている。

圧電基板２２上に於いては、ＩＤＴ０及び反射器Ｒ０の周囲を囲繞して、平面形状が略矩形状を有する枠体２４が配設されている。枠体２４は、例えばＣｕ又はニッケル（Ｎｉ）等を含む金属により形成され、その厚さは例えば３０μｍである。かかる枠体２４上には、ＩＤＴ０及び反射器Ｒ０上に空隙３０が形成されるように、ＩＤＴ０及び反射器Ｒ０上を覆って板状のリッド２６が配設されている。リッド２６は、例えばＣｕ又はＮｉ等を含む金属板により形成され、その厚さは例えば２０μｍである。これにより、ＩＤＴ０及び反射器Ｒ０は、枠体２４とリッド２６とからなる封止部２８によって形成される空隙３０内に封止されている。

そして、封止部２８よりも外側の圧電基板２２上面に於いては、突起電極３２が４個配設されている。４個の突起電極３２のうちの１つの突起電極３２Ａは信号入力用であり、また他の１つの突起電極３２Ｂは信号出力用である。更に、残りの２つの突起電極３２Ｃ、３２Ｄはグランド（接地）用である。信号入力用突起電極３２Ａ及び信号出力用突起電極３２Ｂは、配線３４を介してＩＤＴ０に電気的に接続される。また、信号入力用突起電極３２Ａ及び信号出力用突起電極３２Ｂに接続する配線３４と枠体２４との間には絶縁物層（不図示）が配設されて、配線３４と枠体２４との間は電気的に絶縁されている。一方、グランド（接地）用突起電極３２Ｃ、３２Ｄは、配線３５を介して、枠体２４に電気的に接続されている。即ち、弾性波デバイス２０に於いて、ＩＤＴ０及び反射器Ｒ０は、枠体２４及びリッド２６によって、外部の電磁界に対しても遮蔽される。

図４は、図３（ｂ）の線Ａ−Ａに沿った断面図である。図４のように、個々の突起電極３２は、柱状の下側部分３２ａ、柱状の上側部分３２ｂ、及び両柱状部の間に配設された例えば金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）半田からなる接合部材３６をもって構成されている。一方、封止部２８を構成する枠体２４とリッド２６も、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）半田からなる接合部材３６によって接合されている。実施例１に於ける弾性波デバイス内蔵モジュール１０内に配置された弾性波デバイス２０にあっては、リッド２６の上面は平坦な面ではなく、枠体２４から遠ざかるに連れて圧電基板２２側に湾曲した変形（圧電基板２２表面に近づく方向に凹んだ形状）が生じている。即ち、かかるリッド２６の圧電基板２２表面側への変形に伴い、ＩＤＴ０及び反射器Ｒ０上に存在する空隙（空間）３０は、その容積が減少している。尚、かかるリッド２６の湾曲量Ｘは、その厚さの半分よりも小さく、リッド２６とＩＤＴ０との間の最小の間隔は、１０μｍ以上に確保されている。また、図３（ａ）の斜視図では、湾曲の様子は省略して示されている。

図２に於いて、多層配線板１２に内蔵された弾性波デバイス２０が有する突起電極３２は、配線層１６及び貫通配線１８に接続されている。多層配線板１２の上面に形成された配線層１６Ａは、少なくともその一部が端子パッドとして用いられ、かかる端子パッドには、電子部品４０が半田４２によって実装されている。電子部品４０は、抵抗素子、インダクタ、或いはキャパシタ等のチップ部品、及びパワーアンプ、アンテナスイッチ、或いは高周波ＩＣの能動素子等であり、端子パッドに対し必要に応じて実装されている。このような構成により、弾性波デバイス２０と電子部品４０との間は電気的に接続される。また、弾性波デバイス２０及び電子部品４０は、必要に応じて多層配線板１２の下面に形成された配線層１６Ｂに対しても電気的に接続される。多層配線板１２の下面の配線層１６Ｂは、弾性波デバイス内蔵モジュール１０の外部接続用端子パッド外部として機能する。即ち、弾性波デバイス２０及び電子部品４０は、多層配線板１２の下面に於ける配線層１６Ｂを介して、電子機器のマザーボードに於ける端子等に電気的に接続される。

次に、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールの製造方法について説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）並びに図６（ｂ）から図１０（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールの製造方法を示す断面図である。図６（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールの製造方法を示す平面図である。まず、図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールに内蔵される弾性波デバイスの製造方法について説明する。図５（ａ）のように、圧電基板２２上に、周知の手段を用いてＩＤＴ０、反射器Ｒ０、ＩＤＴ０と反射器Ｒ０を囲繞する枠体２４、及び枠体２４の外側に位置する突起電極３２の下側部分３２ａを形成する。ＩＤＴ０及び反射器Ｒ０は、例えばアルミニウムを主体とする金属の蒸着及びリフトオフ法を用いて形成することができる。枠体２４及び突起電極３２の下側部分３２ａは、例えば電解めっき法を適用し、銅を主体とする金属を選択的に被着することにより形成することができる。

この様な圧電基板２２上への金属層の形成と並行して、例えばＳＵＳ３０４等のステンレスからなる支持基板４４上（図５に於いては下向き）に、リッド２６と突起電極３２の上側部分３２ｂを選択的に形成する。しかる後、リッド２６の上面の縁部及び突起電極３２の上側部分３２ｂの上面に、例えば金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）半田からなる接合部材３６を形成する。これらのリッド２６、突起電極３２の上側部分３２ｂ、及び接合部材３６は、例えば電解めっき法を用いて形成することができる。

そして、リッド２６が枠体２４に対向し、突起電極３２の上側部分３２ｂが下側部分３２ａに対向するように、支持基板４４を圧電基板２２上に配置する。そして、接合部材３６の融点以上の温度（例えば２５０℃〜３００℃）に接合部材３６を加熱して、支持基板４４を圧電基板２２側に加圧する。

これにより、接合部材３６を介してリッド２６が枠体２４上に接合され、図５（ｂ）のように、ＩＤＴ０と反射器Ｒ０上に空隙３０を有する封止部２８が形成される。また、突起電極３２の下側部分３２ａと上側部分３２ｂが接合部材３６によって接合され、突起電極３２が形成される。その後、支持基板４４を除去することにより、ＩＤＴ０と反射器Ｒ０上に空隙３０を有する封止部２８が形成され、またかかる封止部２８の周囲に複数個の突起電極３２が配設された弾性波デバイス２０が形成される。なお、この段階では、リッド２６の表面は平坦な形状を有している。一方、高温環境下に於いて接合部材３６を溶融させて枠体２４とリッド２６とを接合させているため、高温から常温に戻る際に空隙３０内の圧力が低下して、空隙３０内は外気圧よりも低い減圧状態となっている。

なお、リッド２６は、高い放熱性及び低い電気抵抗を得るために、Ｃｕを含むことが好ましく、厚さの不均一性を低減させるために、Ｃｕ層上にＮｉ層を設けることが好ましい。また、支持基板４４は、例えばＳＵＳ３０４のように、Ｃｕに対してめっきの基材として機能し、且つ、封止後にリッド２６から容易に剥離できる程度の密着性を有する材料が好ましい。また、熱膨張係数の相違による位置ズレを低減するために、支持基板４４として圧電基板２２と同じ圧電体材料を用いてもよい。支持基板４４として圧電体を用いる場合には、支持基板４４表面に電解めっき用金属層（例えば、Ａｌ層又はＣｕ層）を、更にその上にめっき層と適度な密着性を有する金属層（例えば、Ｔｉ層）を形成することが好ましい。

前述の如き製造工程をもって形成された弾性波デバイス２０は、図６（ａ）及び図６（ｂ）のように、上面と下面を貫通する貫通配線１８が形成され、更に両面に配線層１６ａが選択的に形成された絶縁層１４ａに埋め込まれる。このとき、弾性波デバイス２０の上面は絶縁層１４ａ上面に露出し、少なくともリッド２６の上面は絶縁層１４ａの上面と同一平面をなしていることが好ましい。

この後、図７のように、絶縁層１４ａの上面側にプリプレグの絶縁層１４ｂと配線層１６ｂとを順に配置し、一方、絶縁層１４ａの下面側にプリプレグの絶縁層１４ｃと配線層１６ｃとを順に配置する。しかる後、絶縁層１４ｂ、１４ｃ及び配線層１６ｂ、１６ｃを加熱して、支持体４６を用いて絶縁層１４ｂ、１４ｃ及び配線層１６ｂ、１６ｃを絶縁層１４ａ側に加圧する。これにより、図８（ａ）のように、絶縁層１４ｂ、１４ｃ及び配線層１６ｂ、１６ｃが絶縁層１４ａに圧着して、弾性波デバイス２０が内蔵された積層基板が得られる。このとき、絶縁層１４ｂ、１４ｃ及び配線層１６ｂ、１６ｃに加えられる圧力は弾性波デバイス２０にも印加されることから、リッド２６の材質及び厚さを適切に選択することにより、リッド２６が圧電基板２２側に湾曲した変形（圧電基板２２表面に近づく方向に凹んだ形状）を生じるようにする。リッド２６が圧電基板２２表面に近づく方向に凹んだ形状となることにより、空隙３０の容積が小さくなり、絶縁層１４ａに埋め込む前のリッド２６が平坦な形状であった場合に比べて、空隙３０内の圧力が高まる。尚、リッド２６の凹み量は、その材質及び厚さに依存することから、所望の凹み量になるように、リッド２６の材質及び厚さを予め選択する。

図８（ｂ）のように、配線層１６ｂの上面及び配線層１６ｃの下面に設けたレジスト層（不図示）をマスクに用い、配線層１６ｂ、１６ｃに対して、例えばエッチング処理を施すことで、配線層１６ｂ、１６ｃに開口を形成する。この開口では、絶縁層１４ｂ、１４ｃが露出している。開口で露出している絶縁層１４ｂ、１４ｃに対して、例えばレーザを照射することで、絶縁層１４ｂ、１４ｃを貫通する貫通孔４８を形成する。貫通孔４８では、配線層１６ａが露出している。

図８（ｃ）のように、貫通孔４８に貫通配線１８を形成する。貫通配線１８は、まず無電解めっき法によりシードメタルを形成し、このシードメタルを給電線として電解めっき法により形成することができる。また、絶縁層１４ｂの上面及び絶縁層１４ｃの下面にもめっき層が形成されるため、絶縁層１４ｂの上面全面及び絶縁層１４ｃの下面全面に配線層１６ｂ、１６ｃが再度形成される。

図９（ａ）のように、配線層１６ｂの上面及び配線層１６ｃの下面に設けたレジスト層（不図示）をマスクに用い、配線層１６ｂ、１６ｃに対して、例えばエッチング処理を施すことで、配線層１６ｂ、１６ｃを所望の形状にパターニングする。

図９（ｂ）及び図１０（ａ）のように、図７から図９（ａ）で説明した処理と同様な処理を繰り返して、弾性波デバイス２０が内蔵された多層配線板１２を形成する。その後、図１０（ｂ）のように、多層配線板１２の上面の配線層１６に半田４２を供給し、リフローすることにより、弾性波デバイス２０に電気的に接続される電子部品４０を実装する。これにより、実施例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュール１０が形成される。

実施例１によれば、図２及び図４のように、多層配線板１２に内蔵された弾性波デバイス２０の封止部２８を構成するリッド２６は、圧電基板２２側に凹んだ形状となり、封止部２８により形成される空隙３０の容積が減少している。これにより、空隙３０内の圧力が高まり、空隙３０内に水分等が侵入することを抑制できる。その結果、弾性波デバイス２０の特性の劣化等を抑制することができる。

空隙３０内に水分等が侵入することを抑制するという観点から、空隙３０内の圧力は、リッド２６が平坦であるとした場合における空隙３０内の圧力よりも高いことが好ましい。例えば、リッド２６の湾曲量Ｘ（凹み量Ｘ）が、リッド２６が平坦であるとした場合における空隙３０の高さの１％以上あれば、空隙３０内の圧力を高めて、水分等の侵入を抑制することができる。また、空隙３０内の圧力をより高めて、水分等の侵入をより効果的に抑制するために、リッド２６の凹み量Ｘは、リッド２６が平坦であるとした場合における空隙３０の高さの５％以上であることが好ましい。１０％以上であればより好ましく、２０％以上であることが更に好ましい。

実施例１では、枠体２４及びリッド２６が共に金属により形成されている場合を例に示したがこれに限られるものではない。枠体２４及びリッド２６は、ポリイミド、エポキシ樹脂等の樹脂、或いはセラミック材等の絶縁物により形成されてもよい。図１１は、枠体及びリッドが絶縁物で形成された弾性表面波デバイスを示す断面図である。図１１のように、圧電基板２２上に設けられたＩＤＴ０及び反射器Ｒ０を囲んで、例えば樹脂からなる枠体２４ａが設けられている。枠体２４ａ上には、ＩＤＴ０及び反射器Ｒ０上に空隙３０が形成されるように、例えば樹脂からなるリッド２６ａが設けられている。これにより、ＩＤＴ０及び反射器Ｒ０は、枠体２４ａとリッド２６ａとを有する封止部２８ａにより封止されている。封止部２８ａを貫通して、ＩＤＴ０に電気的に接続される貫通電極４９が設けられている。なお、枠体２４ａとリッド２６ａとの間には接合部材は介在してなく、枠体２４ａとリッド２６ａとは直接接合している。

また、枠体２４とリッド２６とを異なる材料から形成することもできる。例えば、枠体２４が金属により形成され、リッド２６がセラミック材により形成されてもよい。また、封止部２８は、枠体２４及びリッド２６以外の部材を含んでいてもよい。さらに、封止部２８は、一体形成されたキャップ形状の部材で構成されてもよい。

尚、リッド２６の強度が小であると、図７に示した絶縁層１４ｂ、絶縁層１４ｃ等を絶縁層１４ａに圧着させる際に加える圧力によって、リッド２６に大きな凹みが形成され、リッド２６がＩＤＴ０に接触してしまう可能性がある。また、リッド２６にクラックが生じてしまう可能性もある。この為、リッド２６は、ある程度の大きさの強度を有することが好ましく、金属により形成されていることが好ましい。また、リッド２６を金属で形成することで、弾性波デバイス２０の放熱性及び耐湿性を向上させることができる。かかる放熱性及び耐湿性を向上させる観点から、枠体２４も金属で形成されていることが望ましい。

リッド２６が金属により形成されている場合、図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて説明したように、リッド２６と枠体２４とを半田からなる接合部材３６を用いて接合し、封止部２８を形成する。この接合処理は高温環境下で行われるため、封止処理後には空隙３０内は減圧状態となってしまう。空隙３０内が減圧状態であると、空隙３０内に水分等が侵入し易い。したがって、リッド２６が金属により形成されている場合、リッド２６が圧電基板２２側に凹んだ形状となり、封止部２８により形成される空隙３０の容積が減少することは、封止処理に於ける空隙３０内の減圧化を補償して、水分等の侵入を抑制することに有効である。

また、リッド２６の強度が必要以上に大であると、図７に示す絶縁層１４ｂ、絶縁層１４ｃ等を絶縁層１４ａに圧着させる際に加える圧力によっても、リッド２６には殆ど凹みを生じない。したがって、リッド２６の強度は、絶縁層１４ｂ、絶縁層１４ｃ等を絶縁層１４ａに圧着させる際に加える圧力によってリッド２６に凹みが生じる程度の大きさであることが好ましい。リッド２６の強度と厚さとは相関することから、リッド２６が例えばＣｕ或いはＮｉ等の金属、それらの金属を成分に含む合金、若しくはセラミック材により形成される場合、リッド２６の厚さは１０μｍ以上乃至４０μｍ以下とされるのが好ましく、２０μｍ以上乃至３０μｍ以下とされるのがより好ましい。

尚、多層配線板１２を構成する絶縁層１４は、樹脂以外の絶縁物で形成することもできるが、絶縁層１４を樹脂により形成する場合、前述の如く樹脂は吸湿し易い性質を持つことから、空隙３０内に水分が侵入し易い。したがって、絶縁層１４が樹脂により形成されている場合、空隙３０内の圧力を高めて水分等の侵入を抑制するためにも、リッド２６が圧電基板２２側に凹んだ形状とされることが好ましい。

また、リッド２６に於ける凹み量Ｘは、かかるリッド２６がＩＤＴ０に接触しない量とされるが、リッド２６が金属で形成される場合には、リッド２６とＩＤＴ０との間隔が１０μｍ以上離れていることが好ましい。これは、リッド２６とＩＤＴ０との間隔が小さくなると、リッド２６とＩＤＴ０との間に生じる容量により、弾性波デバイス２０の特性が劣化するためである。この為、リッド２６の凹み量Ｘは、例えばリッド２６の厚さの１／２よりも少とされることが選択される。一方、リッド２６が樹脂等の絶縁物で形成されている場合には、リッド２６は、ＩＤＴ０の振動を妨げない位置までＩＤＴ０に近接して凹むことが許される。

図２のように、弾性波デバイス２０は、多層配線板１２の厚さ方向の中央部に内蔵されることが好ましい。これにより、多層配線板１２を圧着によって形成する際に加える圧力によって、弾性波デバイス２０の封止部２８を構成するリッド２６を、圧電基板２２側に凹んだ形状とさせることが容易になされる。即ち、空隙３０内の圧力を高めることを容易に行うことができる。

実施例１では、多層配線板１２に内蔵された弾性波デバイス２０が弾性表面波デバイスである場合を例に説明したが、弾性波デバイス２０として、ラブ波デバイス又は弾性境界波デバイスを適用する場合にあっても、本発明思想を適用することができる。また、多層配線板に内蔵される弾性波デバイスは、圧電薄膜共振器デバイス或いはラム波デバイス等のバルク波デバイスの場合でもよい。さらに、多層配線板に内蔵された複数の弾性波デバイスのうちの１つが弾性表面波デバイスで、他の１つがバルク波デバイスの場合でもよい。図１２（ａ）は、圧電薄膜共振器デバイスを示す平面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の線Ａ−Ａ間の断面図である。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）のように、シリコン等の基板５０上に、下部電極５２、窒化アルミニウム等の圧電膜５４、及び上部電極５６が順に積層されている。圧電膜５４を挟み下部電極５２と上部電極５６とが重なる領域が共振領域５８である。共振領域５８の下方の基板５０には、基板５０を貫通する貫通孔６０が形成されている。なお、貫通孔６０の代わりに、基板５０の一部が除去されて空隙が形成される構成、基板５０と下部電極５２との間にドーム型の空隙が形成される構成、或いは弾性波を反射する音響多層膜が形成される構成を適用することも可能である。

また、多層配線板に内蔵された弾性波デバイスによって分波器が形成される構成としてもよい。図１３は、分波器を示すブロック図である。図１３のように、分波器６８は、送信フィルタ６２と受信フィルタ６４と整合回路６６とを備える。送信フィルタ６２及び受信フィルタ６４が、多層配線板に内蔵された弾性波デバイスによって形成される。例えば、図２において、多層配線板１２に内蔵された弾性波デバイス２０のうちの一方を送信フィルタ６２、他方を受信フィルタ６４とすることができる。各フィルタの弾性波を励振する電極は、異なる圧電基板上に形成されても良く、また共通の圧電基板上に形成されても良い。共通の圧電基板上に形成された場合には、１つの封止部によって複数の弾性波を励振する電極を封止してもよい。

送信フィルタ６２は、アンテナ端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に配置・接続されている。受信フィルタ６４は、アンテナ端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に配置・接続されている。そして、整合回路６６は、送信フィルタ６２及び受信フィルタ６４の少なくとも一方とアンテナ端子Ａｎｔとの間に接続されている。

送信フィルタ６２は、送信端子Ｔｘから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号としてアンテナ端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ６４は、アンテナ端子Ａｎｔから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。整合回路６６は、送信フィルタ６２を通過した送信信号が、受信フィルタ６４側に漏れず、アンテナ端子Ａｎｔから出力するようにインピーダンスを整合させる回路である。

実施例１において、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示される絶縁層１４ａの周囲側面に、絶縁層１４ａと同程度の厚さを有するＣｕ等の金属層が配置されてもよい。かかる金属層を配置することにより、多層配線板１２の強度及び放熱性を高めることができる。

図１４は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイス内蔵モジュールを示す断面図である。図１４のように、実施例１の変形例１の弾性波デバイス内蔵モジュール７０にあっては、封止部２８を構成するリッド２６上に、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂或いはその他の絶縁物からなる調整層７２が配設されている。調整層７２は、絶縁層１４と異なる材質の絶縁物で形成されている。その他の構成は、実施例１の図２と同じであるため説明を省略する。

実施例１の変形例１では、リッド２６と絶縁層１４との間に、絶縁物からなる調整層７２が配設されている。かかる調整層７２の厚さを調整することにより、図７での絶縁層１４ｂ、１４ｃ等を絶縁層１４ａに圧着させる際に加える圧力によってリッド２６が凹む量を調整することが可能となる。

例えば、多層配線板１２に内蔵された複数の弾性波デバイス２０それぞれのリッド２６の面積が異なると、各弾性波デバイス２０に同じ大きさの圧力が加わっても、弾性波デバイス２０毎にリッド２６の凹み量が異なってしまうことが生ずる。例えば、複数の弾性波デバイス２０のうちの１つは、リッド２６がほとんど凹まず、他の１つは、ＩＤＴ０に接触するほどリッド２６が凹んでしまう場合がある。しかしながら、実施例１の変形例１のように、リッド２６上に調整層７２を配設し、且つかかる調整層７２の厚さを弾性波デバイス２０毎に選択することにより、複数の弾性波デバイス２０のそれぞれに於けるリッド２６のの凹み量を、同様のものとすることができる。

実施例２は、実施例１の弾性波デバイス内蔵モジュールを有する通信装置である。図１５は、実施例２に係る通信装置を示すブロック図である。図１５のように、実施例２の通信装置８０は、アンテナ８２、アンテナスイッチ８４、高周波ＩＣ８６、パワーアンプ８８、フィルタ９０、複数の分波器９２、複数の受信フィルタ９４、及び複数のローパスフィルタ９６を有する。高周波ＩＣ８６は、複数のローノイズアンプ９８を有する。高周波ＩＣ８６は、信号の周波数の変換を行うダイレクトコンバータとして機能する。

複数の分波器９２はそれぞれ、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式におけるバンド１、バンド２、及びバンド５に対応している。複数の受信フィルタ９４はそれぞれ、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）（登録商標、以下同様）方式における８５０ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、１８００ＭＨｚ帯、１９００ＭＨｚ帯に対応している。複数のローパスフィルタ９６の一方は、ＧＳＭ方式のローバンド帯（８５０ＭＨｚ帯と９００ＭＨｚ帯）の送信フィルタの機能を有し、他方は、ＧＳＭ方式のハイバンド帯（１８００ＭＨｚ帯と１９００ＭＨｚ帯）の送信フィルタの機能を有する。

複数の分波器９２それぞれが有する送信フィルタ９２ａは、パワーアンプ８８とフィルタ９０とを介して高周波ＩＣ８６に接続されている。フィルタ９０は、接続される送信フィルタ９２ａの通過帯域と同じ帯域を選択的に通過させるバンドパスフィルタである。複数の分波器９２それぞれが有する受信フィルタ９２ｂは、高周波ＩＣ８６内のローノイズアンプ９８に接続されている。複数の受信フィルタ９４それぞれは、高周波ＩＣ８６内のローノイズアンプ９８に接続されている。複数のローパスフィルタ９６は、パワーアンプ８８を介して高周波ＩＣ８６に接続されている。なお、受信フィルタ９２ｂ及び受信フィルタ９４は、平衡出力の場合に限らず、不平衡出力の場合でもよい。

複数の分波器９２それぞれのアンテナ端子（バンド１、バンド２、及びバンド５）は、アンテナスイッチ８４に接続されている。複数の受信フィルタ９４それぞれのアンテナ端子（ＧＳＭ ８５０、ＧＳＭ ９００、ＧＳＭ １８００、ＧＳＭ １９００）は、アンテナスイッチ８４に接続されている。複数のローパスフィルタ９６それぞれのアンテナ端子（ＧＳＭ＿ＬＢ Ｔｘ及びＧＳＭ＿ＨＢ Ｔｘ）は、アンテナスイッチ８４に接続されている。

アンテナスイッチ８４は、通信方式に応じて各分波器及び各フィルタの中のいずれかを選択し、アンテナ８２と接続させる。例えば、高周波ＩＣ８６は、ベースバンド信号をＷ−ＣＤＭＡ方式のバンド５のＲＦ信号にアップコンバートして送信信号を生成する。送信信号は、フィルタ９０でフィルタリングされた後、パワーアンプ８８により増幅され、バンド５用の分波器９２で再度フィルタリングされる。送信信号は、アンテナ８２を通じて送信される。また、アンテナ８２が受信したＷ−ＣＤＭＡ方式のバンド５の受信信号は、バンド５用の分波器９２でフィルタリングされる。ローノイズアンプ９８は受信信号を増幅し、高周波ＩＣ８６は受信信号をベースバンド信号にダウンコンバートする。

実施例１の弾性波デバイス内蔵モジュール１０は、図１５の破線で囲まれた部品（１つの分波器９２と１つのパワーアンプ８８）を有する構成や、一点鎖線で囲まれた部品（アンテナスイッチ８４、複数の分波器９２、複数の受信フィルタ９４、及び複数のローパスフィルタ９６）を有する構成等、様々な態様を取ることができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０、７０ 弾性波デバイス内蔵モジュール
１２ 多層配線板
１４ 絶縁層
１６ 配線層
１８ 貫通配線
２０ 弾性波デバイス
２２ 圧電基板
２４、２４ａ 枠体
２６、２６ａ リッド
２８、２８ａ 封止部
３０ 空隙
３２ 突起電極
３６ 接合部材
４０ 電子部品
６８ 分波器
７２ 調整層
８０ 通信装置

Claims (13)

1. 絶縁層と配線層とが積層された多層配線板と、
   前記多層配線板に内蔵された複数の弾性波デバイスと、
   前記多層配線板に設けられ、前記弾性波デバイスと電気的に接続されたアンテナスイッチと、を備え、
   前記弾性波デバイスは、基板上に設けられた弾性波を励振する電極と、前記電極を囲んで前記基板上に設けられた金属からなる枠体と前記電極上に空隙を有するように前記枠体上に設けられた金属からなるリッドとを含む封止部と、を有し、
   前記リッドは、前記基板側に凹んでいることを特徴とする弾性波デバイス内蔵モジュール。
2. 前記空隙内の圧力は、前記リッドが前記基板側に凹まずに平坦であるとした場合における前記電極上の空隙の圧力よりも高いことを特徴とする請求項１記載の弾性波デバイス内蔵モジュール。
3. 前記絶縁層は、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の弾性波デバイス内蔵モジュール。
4. 前記複数の弾性波デバイスは、複数の前記絶縁層のうちの１つの絶縁層内に埋め込まれ、
   前記複数の弾性波デバイスそれぞれの前記リッドは、前記複数の絶縁層のうちの前記１つの絶縁層に接する他の絶縁層に接することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の弾性波デバイス内蔵モジュール。
5. 前記リッドの凹み量は、前記リッドの厚さの半分よりも小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の弾性波デバイス内蔵モジュール。
6. 前記リッドの凹み量は、前記基板上に設けられた弾性波を励振する電極と前記リッドとの間隔が１０μｍ以上離される凹み量であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の弾性波デバイス内蔵モジュール。
7. 前記リッドと前記絶縁層との間に前記絶縁層とは異なる材質の絶縁物が介在し、
   前記複数の弾性波デバイスそれぞれの前記リッドと前記絶縁層との間に介在する前記絶縁物の厚さは互いに異なることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の弾性波デバイス内蔵モジュール。
8. 前記弾性波デバイスは、前記多層配線板の厚さ方向の中央部に内蔵されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の弾性波デバイス内蔵モジュール。
9. 前記弾性波デバイスは、弾性表面波デバイスを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の弾性波デバイス内蔵モジュール。
10. 前記弾性波デバイスは、バルク波デバイスを含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の弾性波デバイス内蔵モジュール。
11. 前記弾性波デバイスによって分波器が形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の弾性波デバイス内蔵モジュール。
12. 前記リッドと前記枠体との間に設けられた半田からなる接着層を備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項記載の弾性波デバイス内蔵モジュール。
13. 請求項１から１２のいずれか一項記載の弾性波デバイス内蔵モジュールを有することを特徴とする通信装置。

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