JP5886989B1

JP5886989B1 - 圧電素子デバイス

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Publication number: JP5886989B1
Application number: JP2015011051A
Authority: JP
Inventors: ヨンイ，フン
Original assignee: ワイソル株式会社
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2035-01-23
Also published as: CN105870317A; KR101706257B1; US20160204762A1; CN105870317B; KR20160087292A; JP2016131360A; US9935610B2

Abstract

【課題】圧電素子デバイスを提供すること。【解決手段】本発明の圧電素子デバイスは、基板と、前記基板の上に配設される櫛形電極（ＩＤＴ）と、前記基板の上に配設され、前記櫛形電極（ＩＤＴ）と電気的に接続される接続電極と、前記基板の上に前記櫛形電極（ＩＤＴ）が配設されるための中空部が生成されるように前記櫛形電極（ＩＤＴ）の外郭に形成されるサイドウォールと、前記サイドウォールの上部に形成される蓋体と、前記サイドウォール又は前記蓋体を貫通して形成するか、あるいは、前記サイドウォールの内周面又は外周面に沿って形成され、前記接続電極と電気的に接続される接続端子と、前記蓋体の上部に前記接続端子と重なり合わないように形成される補強層と、を備え、前記補強層の面積は、前記蓋体の面積の５０％以下である。【選択図】図３

Description

本発明は、圧電素子デバイスに係り、より詳しくは、耐圧特性が保証されて信頼性が向上する圧電素子デバイスに関する。

ウェハレベルパッケージ（ＷａｆｅｒＬｅｖｅｌＰａｃｋａｇｅ、ＷＬＰ）技術によれば、ウェハレベルにおいて、すなわち、ウェハから個別のチップを分離しない状態において完全な製品としてのパッケージを製造できる。また、パッケージを製造するための製造設備や製造工程として、既存のウェハの製造設備やウェハの製造工程をそのまま用いることができる。このようなウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）技術においては、ウェハの状態でパッケージング工程を行うことから、個別のチップ単位でパッケージングを行っていた既存の方式に比べて、一括パッケージングを行うことにより数百乃至数千個のパッケージを生産できて、製造コストを大幅に節減できる。

最近では、表面弾性波（ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ、ＳＡＷ）フィルタを小型化／薄型化させるのにも上述したウェハレベルパッケージ技術が適用されている。表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタパッケージは、基板と、サイドウォール及び蓋体により生成される中空部内に櫛形電極（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ、ＩＤＴ）が配設され、櫛形電極（ＩＤＴ）の機械的な振動によりフィルタとして動作するため、前記中空部が確実に保護されなければならない。ところが、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）技術により生産される表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタを備える電子機器を製造する工程において、特に、前記中空部がトランスファモールド工程の高圧に十分に耐えないという問題が発生していた。

これを改善するために、サイドウォール及び蓋体を基板と同じ軽質の素材を用いて形成する場合があるが、製造コストが高く、しかも、歩留まりが低いという問題がある。

下記の特許文献１は、上述した問題を改善するためのものであり、本願の図１は、特許文献１の代表図であって、下記の特許文献１に記載されている構造の断面図であり、本願の図２は、特許文献１の図１Ａに相当するものであり、下記の特許文献１に記載されている構造の平面図である。特許文献１においては、保護カバー（図１における７）の上部に導電層（図１における１８）を付設してトランスファモールドによる内圧に耐えるようにする。特に、本願の図２を参照すると、特許文献１においては、導電層を圧電素子デバイスの上面に広く形成して内圧に効果的に耐えるようにし、特許文献１の請求項１３には、導電層の面積を圧電素子デバイスの上面の面積の５０％以上に広く形成することが開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載の方式は、他の問題を引き起こす。保護カバーの上端に導電層を広く形成する場合、圧電素子デバイスの基板が反るという現象が発生する。これを防止するために基板を厚く形成する場合、圧電素子デバイスを薄型化させようとする傾向に逆行し、厚い基板の上にウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）を行った後に基板を研磨する場合、工程の追加により製造コストが高騰し、しかも、歩留まりが低くなるという問題がある。

圧電素子デバイスの形成に際して、基板の形成材料として、ＬｉＴａ_２Ｏ_３などの単結晶体物質が汎用されるが、このような物質は、外部の物理的な衝撃により割れ易いという欠点がある。この理由から、圧電素子デバイスの形成に際して取り扱いに注意を払う必要がある。基板の反りが大きくなるにつれて、圧電素子デバイスの形成工程に多くの問題が引き起こされる。

例えば、補強層を形成した後に絶縁カバー層を形成するためのラミネート工程又はコーティング工程を行うとき、基板を真空チャックに載せ、真空により基板を平らにしなければならないが、上述したように反りが発生した基板はこの過程で割れ易いか、あるいは、絶縁カバー層の形成物質が均一に塗布されないという問題が発生する。これらに加えて、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）技術によりウェハの状態で製造された複数の圧電素子デバイスを個片化する工程に際しても基板が割れ易いという問題が発生する。

米国登録特許第８４３６５１４号

本発明は、上述した従来の技術の問題を解消するためになされたものであって、その目的とするところは、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）技術により製造される圧電素子デバイスの耐圧特性を改善することにある。

また、本発明は、基板の反りを防いで工程の歩留まりを高めるとともに信頼性を向上させることを目的とする。

さらに、本発明は、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）技術により製造される圧電素子デバイスを小型化／薄型化させるとともに、耐久性を強化することを目的とする。

上述した目的を達成するためになされた本発明の一実施形態による圧電素子デバイスは、基板と、前記基板の上に配設される櫛形電極（ＩＤＴ）と、前記基板の上に配設され、前記櫛形電極（ＩＤＴ）と電気的に接続される接続電極と、前記基板の上に前記櫛形電極（ＩＤＴ）が配設されるための中空部が生成されるように前記櫛形電極（ＩＤＴ）の外郭に形成されるサイドウォールと、前記サイドウォールの上部に形成される蓋体と、前記サイドウォール又は前記蓋体を貫通して形成するか、あるいは、前記サイドウォールの内周面又は外周面に沿って形成され、前記接続電極と電気的に接続される接続端子と、前記蓋体の上部に前記接続端子と重なり合わないように形成される補強層と、を備え、前記補強層の面積は、前記蓋体の面積の５０％以下である。

好ましくは、前記補強層は、複数の補強部材を備え、前記補強部材の総面積は、前記蓋体の面積の５０％以下であり、具体的に、前記補強部材の個別の面積は、前記蓋体の面積の２０％以下である。一方、好ましくは、前記複数の補強部材同士の間隔又は前記接続端子と隣の補強部材との間隔は、６０μｍ以下である。

また、好ましくは、前記補強層は、複数の補強部材を備え、前記補強部材の面積は、前記蓋体の面積に（前記補強部材の熱膨張係数／前記蓋体の熱膨張係数）を乗じた値の２倍以下である。このとき、好ましくは、前記蓋体の熱膨張係数は、前記補強層の熱膨張係数の３倍乃至６倍である。

さらに、好ましくは、前記接続端子は、少なくとも１つ以上の信号端子及び少なくとも２つ以上の接地端子を備え、前記複数の接地端子は、少なくとも２つ以上が電気的に接続される。このとき、好ましくは、前記蓋体の上部に前記少なくとも２つ以上の接地端子を電気的に接続するための金属パターンが形成され、この場合、好ましくは、前記複数の補強部材同士の間隔又は前記接続端子と隣の補強部材との間隔又は前記金属パターンと隣の補強部材との間隔は、６０μｍ以下である。

さらに、好ましくは、前記補強層の厚さは、１５μｍ乃至５０μｍであり、前記補強層及び前記接続端子は、電気的に絶縁され、前記圧電素子デバイスは、前記サイドウォールと、蓋体及び補強層を覆う保護層をさらに備える。

本発明によれば、圧電素子デバイスの耐圧特性を改善するとともに、基板が反る現象を防ぐことができる。

また、本発明によれば、圧電素子デバイスの信号伝達特性や信号処理特性を改善できる。

さらに、本発明によれば、圧電素子デバイスの製造工程を短縮させて製造コストを節減でき、しかも、製造の歩留まりを高めることができる。

さらに、本発明によれば、圧電素子デバイスを小型化／薄型化できる。

従来の技術による圧電素子デバイスの断面図である。従来の技術による圧電素子デバイスの平面図である。本発明の一実施形態による圧電素子デバイスの断面図である。本発明の一実施形態による圧電素子デバイスの平面図である。本発明の一実施形態による圧電素子デバイスの平面図である。

以下、添付図面に基づき、本発明による圧電素子デバイスについて詳細に説明する。ここで説明する実施形態は本発明の技術的思想を通常の技術者が容易に理解できるように提供されるものであり、これらにより本発明が限定されることはない。なお、添付図面に示す事項は、本発明の実施形態を容易に説明するために図式化されたものであり、実際に実現される形態と異なる場合がある。

ある構成要素を「備える」という表現は、当該構成要素が存在することを単に指し示すだけであり、追加的な構成要素を排除するものと理解されてはならない。

また、「第１の」、「第２の」などの表現は、複数の構成要素を区別するための用途にのみ用いられる表現であり、構成要素間の順序やその他の特徴を限定することはない。

図３は、本発明の一実施形態による圧電素子デバイスの断面図である。また、図４及び図５は、本発明の様々な実施形態による圧電素子デバイスの平面図であり、図３の断面図におけるＡ−Ａ’に沿って切り取ったものである。

本発明の一実施形態による圧電素子デバイスは、基板１００と、基板１００の上に配設される櫛形電極（ＩＤＴ）２００と、基板１００の上に配設され、櫛形電極（ＩＤＴ）２００と電気的に接続される接続電極１１０と、基板１００の上に櫛形電極（ＩＤＴ）２００が配設されるための中空部が生成されるように櫛形電極（ＩＤＴ）２００の外郭に形成されるサイドウォール３００と、サイドウォール３００の上部に形成される蓋体３５０と、サイドウォール３００又は蓋体３５０を貫通して形成されるか、あるいは、サイドウォール３００の内周面又は外周面に沿って形成され、接続電極１１０と電気的に接続される接続端子４００及び蓋体３５０の上部に接続端子４００と重なり合わないように形成される補強層５００を備える。

基板１００は、櫛形電極（ＩＤＴ）２００が組み込まれる圧電素子デバイスの構成要素を支持するためのものであり、例えば、圧電基板が使用可能である。より具体的に、基板１００は、ＬｉＴａ_２Ｏ_３、ＬｉＮｂＯ_３などにより形成される圧電基板が使用可能である。基板１００は、圧電素子デバイスを小型化／薄型化させるために薄く形成される。本発明の一実施形態においては、基板１００の厚さを２５０μｍ以下に形成する。従来の技術によれば、［背景技術］の欄に記載の問題により、前記厚さに基板を形成できなかった。しかしながら、本発明においては、従来の技術とは異なる特徴的な構成により、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）技術を用いて前記厚さに圧電素子デバイスを製造することが可能である。その詳細については、後述する。

櫛形電極（ＩＤＴ）２００は、圧電素子デバイスに組み込まれる構成要素である。櫛形電極（ＩＤＴ）２００の機械的な振動により圧電素子デバイスがフィルタとして動作する。基板１００の上に櫛形電極（ＩＤＴ）２００が配設される。

接続電極１１０は、櫛形電極（ＩＤＴ）２００を圧電素子デバイスの外部と電気的に接続するための媒介体の役割を果たす。接続電極１１０は、圧電素子デバイス内に形成されている接続端子４００と櫛形電極（ＩＤＴ）２００を電気的に接続して、外部端子から入力される信号を接続端子４００、接続電極１１０を介して櫛形電極（ＩＤＴ）２００に転送し、櫛形電極（ＩＤＴ）２００において生成される信号は、接続電極１１０、接続端子４００を介して圧電素子デバイスの外部の構成要素、例えば、前記圧電素子デバイスが取り付けられる電子機器内の他の構成要素に転送する。一方、接続電極１１０及び接続端子４００は一体に形成され、櫛形電極（ＩＤＴ）２００の形状や配置によっては、図３の接続電極１１０が省略され、櫛形電極（ＩＤＴ）２００が接続端子４００に直結される場合もある。この場合には、櫛形電極（ＩＤＴ）２００が接続される接続端子４００の接触部位を接続電極１１０と見なさなければならない。これは、接続電極１１０及び接続端子４００が一体に形成されるためである。特に、接続電極１１０及び接続端子４００が一体に形成される構造は、接続電極１１０及び接続端子４００を一括形成できるので、これらが別体に形成される構造に比べて工数を減らすことができ、その結果、製造コストを節減できる。

サイドウォール３００及び蓋体３５０は、上述した櫛形電極（ＩＤＴ）２００を圧電素子デバイスの内部に収容するための構成要素である。また、サイドウォール３００及び蓋体３５０は、感光性樹脂などにより形成される。サイドウォール３００は、櫛形電極（ＩＤＴ）２００の外郭に櫛形電極（ＩＤＴ）２００を囲むように形成され、サイドウォール３００及び櫛形電極（ＩＤＴ）２００が配設される基板１００の上部に蓋体３５０が形成されて基板１００と、サイドウォール３００及び蓋体３５０により中空部が形成され、中空部内に櫛形電極（ＩＤＴ）２００が配設される。本発明の一実施形態においては、サイドウォール３００及び蓋体３５０は、同じ感光性樹脂により形成される。これにより、サイドウォール３００及び蓋体３５０を一括形成して製造工程を簡素化でき、サイドウォール３００を形成した後に蓋体３５０を形成しても、同じ材料を用いて同じ工程を繰り返し行うので、製造コストを削減できる。サイドウォール３００及び蓋体３５０は、例えば、感光性樹脂を露光／現像して形成する。

接続端子４００は、櫛形電極（ＩＤＴ）２００を圧電素子デバイスの外部と電気的に接続するための構成要素である。接続端子４００は、櫛形電極（ＩＤＴ）２００に信号を送信し、櫛形電極（ＩＤＴ）２００から信号を受信する信号端子４１０と、櫛形電極（ＩＤＴ）２００に接地電位を提供する接地端子４２０と、を含む。接続端子４００は、上述した接続電極１１０を介して櫛形電極（ＩＤＴ）２００と電気的に接続される。接続端子４００は、接続電極１１０と一体に形成される。接続端子４００は、圧電素子デバイスが取り付けられる電子機器内の他の構成要素と圧電素子デバイスを電気的に接続する媒体体となる。

図３に示す例においては、接続端子４００がサイドウォール３００及び蓋体３５０を貫通して形成されている。但し、これは一例に過ぎず、接続端子４００がサイドウォール３００の内周面又は外周面に沿って形成されてもよい。また、サイドウォール３００及び蓋体３５０の相対的な位置により、蓋体３５０のみを貫通してもよく、サイドウォール３００のみを貫通してもよい。但し、接続端子４００にノイズが流入したり、不要なショットが発生したりすることを防ぐためには、図３に示すように、サイドウォール３００又は蓋体３５０を貫通するように形成されることが好ましい。接続端子４００は、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｕ）又はこれらの合金などにより形成される。電気伝導特性、製造コストなどを考慮したとき、銅（Ｃｕ）により形成されることが高性能が得られることから好ましく、後に圧電素子デバイスを電子機器に取り付ける工程（例えば、半田付け工程）を考慮したとき、錫（Ｓｎ）により形成されることが好ましい。

補強層５００は、圧電素子デバイスの耐圧特性を向上させるために圧電素子デバイスの上部、具体的には、蓋体３５０の上部に形成される構成要素である。補強層５００は、金属物質により形成され、例えば、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）などにより形成される。補強層５００は、接続端子４００と同じ金属物質により形成される。また、接続端子４００を形成する工程及び補強層５００を形成する工程を一括で行う。その結果、圧電素子デバイスを製造するに当たって、補強層５００を形成する工程を追加する必要がない。一方、図示はしないが、圧電素子デバイスの動作に必要なインダクタやキャパシタを形成するためのパターニングを行うことを余儀なくされる場合にも、補強層５００を形成する工程と同時に行うことができて工程効率を高めることができる。

本発明においては、前記補強層５００が接続端子４００と重なり合うことなく接続端子４００から離れて形成される。すなわち、補強層５００が蓋体３５０の上に接続端子４００と接続されることなく接続端子４００から独立して形成される。これは、特許文献１とは異なる特徴である。図２を参照すると、特許文献１によれば、導電層１８が接続端子４００（入力／出力使用電極１０、２０）と接続されていることが確認される。図２の平面図から明らかなように、導電層１８と入力／出力使用電極（本発明の接続端子に対応する）が互いに接続されている。一方、図１を参照すると、入力／出力使用電極は壁２３に沿って基板１００に向かって延びる柱状を呈するため、導電層が入力／出力使用電極を介して壁に固定される。特許文献１のように一つの導電層がパッケージのほとんどの面積を占めるように形成されれば、強い圧力が加えられる場合に基板１００が激しく反る現象が発生するという問題がある。基板１００が反ると、後の工程において基板１００が割れやすくなるという問題がある。

本発明は、このような問題を改善するために、補強層５００が蓋体３５０の上部において接続端子４００と重なり合わずに分離され、後述する複数の補強部材５１０を用いて補強層５００を形成する。

一方、本発明の圧電素子デバイスは、補強層５００の面積が蓋体３５０面積の５０％以下である。特許文献１に開示するように、補強層５００の面積が圧電素子デバイスの断面積に略等しくなる場合には、むしろ圧電素子デバイスを電子機器内に取り付ける間に基板１００が反るか、及び／又は圧電素子デバイスの基板が割れる問題が発生する。

しかしながら、本発明のように補強層５００の面積が蓋体３５０面積の５０％以下である場合、従来の構造において発生していた基板１００の反り現象を防ぐことができ、しかも、トランスファモールド工程をはじめとする様々な要因により発生する強い圧力に耐えることが可能になる。これにより、圧電素子デバイス内の中空部を保持でき、櫛形電極（ＩＤＴ）２００を保護できる。その結果、製品の歩留まり及び信頼性が向上し、基板１００の厚さを十分に減らすことができて製品を小型化／薄型化できる。

以下、図４に基づき、本発明の様々な実施形態について説明する。図４は、本発明の一実施形態による圧電素子デバイスの平面図である。

本発明の実施形態において、補強層５００は複数の補強部材５１０を備え、補強部材５１０の総面積は蓋体３５０面積の５０％以下である。図４に示す本発明の一実施形態による圧電素子デバイスには、２つの信号端子４１０、２つの接地端子４２０、及び４つの補強部材５１０が配設されている。但し、これは単なる一例に過ぎず、櫛形電極（ＩＤＴ）２００の機能、櫛形電極（ＩＤＴ）２００内に組み込まれている入出力端子や接地端子４２０の数に応じて接続端子４００の数が変わり、上記の条件を満たす範囲内において、圧電素子デバイスの設計により補強部材５１０の数、大きさ、配置が決定される。

図４の平面図から明らかなように、複数の補強部材５１０の総面積は、蓋体３５０の面積の５０％以下であり、これにより、上述した補強層５００の構造上の特徴及びこれによる効果が得られる。

一方、本発明の一実施形態において、個別の補強部材５１０の面積は、前記蓋体３５０の面積の２０％以下である。本発明の実施形態においては、補強部材５１０の総面積が蓋体３５０面積の５０％以下であるとともに、個別の補強部材５１０の面積が蓋体３５０面積の２０％以下である。補強層５００が大きくなる場合だけではなく、補強部材５１０が大きくなる場合にも、従来の技術の欄において述べた問題又は特許文献１の構造が抱えている問題が発生する。したがって、本発明の実施形態においては、個別の補強部材５１０の面積を制限することにより、より効果的に耐圧特性を向上させる。

本発明の他の実施形態においては、複数の補強部材５１０同士の間隔又は前記接続端子４００と隣の補強部材５１０との間隔が６０μｍ以下である。本発明においては、蓋体３５０に形成される補強部材５１０同士の間隔、接続端子４００と補強部材５１０との間隔を限定している。これは、基板１００と、蓋体３５０及び補強部材５１０の形成物質が異なる点を考慮した限定事項である。基板１００と、蓋体３５０及び補強部材５１０は、圧力及び温度が加えられる場合に互いに変形する特性が異なる。このため、このような特性差を反映して補強部材５１０及び接続端子４００を形成する必要がある。

蓋体３５０の上部における補強部材５１０同士の間隔又は接続端子４００と隣の補強部材５１０との間隔が大き過ぎる場合には、圧電素子デバイスに加えられる圧力が前記間隔に存在する蓋体３５０に集中する。すなわち、圧電素子デバイスにおける圧力衰弱部分に過度な力が加えられる。この場合、圧電素子デバイスの耐圧特性が低くなる。

このため、本発明においては、補強部材５１０が圧電素子デバイスに加えられる圧力を効率よく分散させるように配設される必要がある。本発明においては、複数の補強部材５１０同士の間隔又は接続端子４００と隣の補強部材５１０との間隔が６０μｍ以下である。これと同時に、複数の補強部材５１０の総面積が蓋体３５０の面積の５０％以下である。このような構造によれば、補強部材５１０が圧力を分散されて発明の目的を達成できる。

図４において、補強部材５１０の間隔のうち最も大きなものはｄ_２であり、補強部材５１０と接続端子４００との間隔のうち最も大きなものはｄ_１である。本発明においては、ｄ_１及びｄ_２が６０μｍ以下である。すなわち、補強部材５１０が過度に離間されず、蓋体３５０の上部に稠密に配設される。これにより、圧力を均一に分散でき、耐圧特性を向上でき、また、基板１００が反る現象も防ぐことができる。

本発明の他の実施形態において、補強層５００は複数の補強部材５１０を備え、補強部材５１０の面積は、蓋体３５０の面積に（補強部材５１０の熱膨張係数／蓋体３５０の熱膨張係数）を乗じた値の２倍以下である。この実施形態においては、補強部材５１０と、蓋体３５０及び基板１００の熱膨張係数を考慮して蓋体３５０の上部に配設される補強部材５１０の面積を限定している。

蓋体３５０の上部に補強部材５１０が広い面積を有するように形成される場合、耐圧特性は改善されるが、基板１００が反るという問題が発生する（特許文献１の構造上の問題である）。これは、特に、補強部材５１０と蓋体３５０との間の熱膨張係数差に起因する。

本発明は、銅（Ｃｕ）又は錫（Ｓｎ）を用いて補強部材５１０を形成するが、これらの熱膨張係数は、約１４乃至１６ｐｐｍ／℃である。一方、感光性樹脂により形成される蓋体３５０の熱膨張係数は、約５０乃至８０ｐｐｍ／℃である。すなわち、本発明の実施形態による物質を用いて蓋体３５０及び補強層５００を形成する場合、その熱膨張係数には約３倍乃至６倍の差が生じる。圧電素子デバイスに高温、高圧が加えられるとき、上記の熱膨張係数差により各構成要素の膨張度が異なる。このため、熱膨張係数差を考慮せずに補強部材５１０の面積を決定する場合、蓋体３５０上に捩れ又はひび割れが発生し、その結果、基板１００が反る現象を防げない。したがって、本発明の実施形態においては、熱膨張係数を考慮して蓋体３５０上における補強部材５１０の面積を決定し、例えば、蓋体３５０の面積に（補強部材５１０の熱膨張係数／蓋体３５０の熱膨張係数）を乗じた値の２倍以下にする。熱膨張係数は、補強部材５１０及び蓋体３５０を形成する物質の種類によるが、上記の範囲の熱膨張係数を有するように補強部材５１０を形成する場合に、基板１００の反り現象、ひび割れなどを効率よく防ぐことができる。

以下、図５に基づき、本発明の他の実施形態による圧電素子デバイスについて説明する。図５は、本発明の他の実施形態による圧電素子デバイスの平面図である。

本発明の他の実施形態による圧電素子デバイスにおける接続端子４００は、少なくとも１つ以上の信号端子４１０と、少なくとも２つ以上の接地端子４２０と、を備える。図５にはそれぞれ２つの信号端子４１０及び２つの接地端子４２０が示されている。但し、これは一例に過ぎず、信号端子４１０及び接地端子４２０の数は、圧電素子デバイスの設計により変更可能である。

一方、圧電素子デバイスに複数の接地端子４２０が形成される場合、少なくとも２以上の接地端子４２０は互いに電気的に接続される。もし、３つの接地端子４２０があれば、３つのうちの２つが接続されてもよく、３つが全て接続されてもよい。もし、４つの接地端子４２０があれば、２つのみが接続されてもよく、２つずつ２対が接続されてもよく、３つが接続されてもよく、４つが全て接続されてもよい。このように接地端子４２０を互いに接続する場合、信号処理特性が改善する。

一方、本発明の一実施形態においては、少なくとも２以上の接地端子４２０を電気的に接続するための金属パターン４３０が蓋体３５０の上部に形成される。図５は、金属パターン４３０を備える圧電素子デバイスの平面図である。本発明の実施形態のように、蓋体３５０の上部に形成される金属パターン４３０により接地端子４２０が電気的に接続される場合、信号処理特性が改善されるだけではなく、金属パターン４３０そのものが補強部材５１０の役割を果たす。金属パターン４３０も圧電素子デバイスに加えられる圧力に耐える機能を発揮する。すなわち、金属パターン４３０は、信号処理特性の改善という側面からみて、接地端子４２０を電気的に接続する構成要素であり、これと同時に、耐圧特性及び耐久性の改善という側面からみて、補強部材５１０と同じ役割を果たす構成要素である。

本発明の実施形態においても、複数の補強部材５１０同士の間隔又は接続端子４００と隣の補強部材５１０との間隔又は金属パターン４３０と隣の補強部材５１０との間隔は、６０μｍ以下である。図５において、ｄ_１、ｄ_２及びｄ_３はいずれも６０μｍ以下である。

複数の補強部材５１０同士の間隔、接続端子４００と補強部材５１０との間隔、金属パターン４３０と補強部材５１０との間隔を限定して、蓋体３５０の上部に補強部材５１０と、金属パターン４３０及び接続端子４００が稠密に且つ均等に配設されることにより、耐圧特性及び耐久性が強化されることは上述した通りであるため、ここでは、その重複する説明を省略する。

また、本発明の一実施形態において、補強層５００の厚さは、１５μｍ乃至５０μｍである。もし、補強層５００の厚さが１５μｍ以下である場合、トランスファモールド工程中に発生する７００ｐｓｉ以上の圧力に耐えられない。一方、補強層５００が厚くなるにつれて、熱伝導率が高くなるとともに放熱特性が改善されて圧電素子デバイスの性能が改善されるが、補強層５００の厚さが５０μｍを超えると、基板１００がさらに激しく反る現象が発生するという問題がある。このため、本発明の実施形態においては、補強層５００の厚さを上述した数値範囲に収める。

本発明の一実施形態による圧電素子デバイスは、蓋体３５０及び補強層５００を覆う保護層６００をさらに備え、これにより、補強層５００などが外部の異物などから効果的に保護される。追加工程中に前記接続端子に半田を被覆してプリント回路基板（ＰＣＢ、ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ）に表面実装技術（ＳＭＤ、ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いて実装を行う場合、前記補強層同士の間隔が狭いため半田が拡散される虞があるが、このような現象を防ぐために保護層６００を形成することが好ましい。一方、前記接続端子は、グランド信号端子の特性の向上のために蓋体３５０の上部に補強層５００を形成するときに同時に電気的に接続する。

本発明の実施形態は単なる例示の目的で開示されたものであり、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の技術思想の範囲内において修正、変更、付加が行える部分まで本特許請求の範囲に属するものとみなすべきである。

７保護カバー
１０入力使用電極
１８導電層
２０出力使用電極
２３壁
１００基板
１１０接続電極
２００櫛形電極（ＩＤＴ）
３００サイドウォール
３５０蓋体
４００接続端子
４１０信号端子
４２０接地端子
４３０金属パターン
５００補強層
５１０補強部材
６００保護層

Claims

基板と、
前記基板の上に配設される櫛形電極（ＩＤＴ）と、
前記基板の上に配設され、前記櫛形電極（ＩＤＴ）と電気的に接続される接続電極と、
前記基板の上に前記櫛形電極（ＩＤＴ）が配設されるための中空部が生成されるように前記櫛形電極（ＩＤＴ）の外郭に形成されるサイドウォールと、
前記サイドウォールの上部に形成される蓋体と、
前記サイドウォール又は前記蓋体を貫通して形成されるか、あるいは、前記サイドウォールの内周面又は外周面に沿って形成され、前記接続電極と電気的に接続される接続端子と、
前記蓋体の上部に前記接続端子と重なり合わないように形成される補強層と、
を備え、
前記補強層の面積は、前記蓋体の面積の５０％以下であり、
前記補強層は、複数の補強部材を備え、
前記補強部材の総面積は、前記蓋体の面積の５０％以下であり、
前記接続端子は、１つ以上の信号端子及び２つ以上の接地端子を備え、
前記複数の接地端子は、２つ以上が電気的に接続され、
前記蓋体の上部に前記２つ以上の接地端子を電気的に接続するための金属パターンが形成され、
前記補強層及び前記接続端子は、電気的に絶縁されることを特徴とする圧電素子デバイス。
前記補強部材の個別の面積は、前記蓋体の面積の２０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子デバイス。
前記複数の補強部材同士の間隔又は前記接続端子と隣の補強部材との間隔は、６０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子デバイス。
前記補強層は、複数の補強部材を備え、
前記補強部材の面積は、前記蓋体の面積に（前記補強部材の熱膨張係数／前記蓋体の熱膨張係数）を乗じた値の２倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子デバイス。
前記蓋体の熱膨張係数は、前記補強層の熱膨張係数の３倍乃至６倍であることを特徴とする請求項４に記載の圧電素子デバイス。
前記複数の補強部材同士の間隔又は前記接続端子と隣の補強部材との間隔又は前記金属パターンと隣の補強部材との間隔は、６０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子デバイス。
前記補強層の厚さは、１５μｍ乃至５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子デバイス。
前記サイドウォールと、蓋体及び補強層を覆う保護層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子デバイス。