JP6311836B2 - 電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、例えば弾性表面波装置などの電子部品に関する。

弾性表面波装置などでは、中空部を有するパッケージ構造が採用されている。例えば下記の特許文献１に記載の電子部品パッケージでは、部品基板上に、複数の電子部品素子が配置されている。複数の電子部品素子間を仕切る仕切り壁が設けられている。この仕切り壁上に、中空部を構成するためのカバー部材が設けられている。

他方、下記の特許文献２に記載の弾性表面波デバイスでは、圧電基板の下面にＩＤＴ電極が形成されている。ＩＤＴ電極が形成されている部分を封止するために、環状の側壁と、環状の側壁の開口部を封止している蓋体とが設けられている。また、蓋体の外表面に、封止膜が積層されている。この封止膜を覆うように保護樹脂部が設けられている。保護樹脂部は蓋体よりも外側に至っており、かつ蓋体の外側で圧電基板側に至っている。

特開２００７−１２９００２号公報 特開２００７−１９９４３号公報

特許文献１や特許文献２に記載のようなカバー部材や蓋体などを用いて中空部を構成する構造では、さらに外側にモールド樹脂層が設けられることが多い。このような構造では、内部に熱がこもりやすい。そのため、周波数温度特性が劣化しやすいという問題があった。

また、モールド時の樹脂の流入圧力により、カバー部材や蓋体あるいは特許文献２に記載の保護樹脂部が、中空部の中央領域において圧電基板側に向かって突出するように変形するおそれがあった。変形量が大きくなると、ＩＤＴ電極などにカバー部材や蓋体等が接触するおそれがあった。

本発明の目的は、モールド樹脂層形成時のカバー部材の変形を抑制することができ、かつ放熱性が高められている電子部品を提供することにある。

本発明に係る電子部品は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられており、機能部を構成している電極と、前記機能部が臨む中空部を形成するために、前記圧電基板上に設けられた枠状の第１の支持部材と、前記第１の支持部材で囲まれた内側領域において前記圧電基板上に設けられている第２の支持部材と、前記第１及び第２の支持部材上に積層されて、前記中空部を構成しているカバー部材とを備え、前記第１の支持部材の高さよりも、前記第２の支持部材の高さが高くされている。

本発明に係る電子部品のある特定の局面では、前記第２の支持部材が複数設けられている。

本発明に係る電子部品の他の特定の局面では、前記複数の第２の支持部材の高さが等しくされている。

本発明に係る電子部品の別の特定の局面によれば、少なくとも１つの前記第２の支持部材の高さが残りの第２の支持部材の高さと異なっている。

本発明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、少なくとも１つの前記第２の支持部材が、複数の材料層を有する。

本発明に係る電子部品の別の特定の局面では、前記第１の支持部材の少なくとも一部が金属からなる。

本発明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、前記第１の支持部材上に設けられた接合部材がさらに備えられている。

本発明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、前記カバー部材の最上部の高さが、前記接合部材の上端よりも低い。

本発明に係る電子部品の別の特定の局面では、前記カバー部材の最上部の高さが、前記接合部材の上端よりも高い。

本発明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、前記第１の支持部材と、前記第２の支持部材とが異なる材料からなる。

本発明に係る電子部品の別の特定の局面では、前記機能部において、少なくとも１つのＩＤＴ電極が形成されており、弾性表面波装置が構成されている。

本発明の電子部品によれば、樹脂モールドを行ったとしても、カバー部材の変形が生じ難い。また、放熱性を効果的に高めることが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子部品の側面断面図であり、図２中のＡ−Ａ線に沿う部分に相当する部分の断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る電子部品において、カバー部材を除去した状態を示す略図的平面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態で構成されている弾性表面波共振子の電極構造を示す模式的平面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る電子部品をモジュール基板に搭載し、モールド樹脂層を設けた構造を示す正面断面図である。 図５は、本発明の第２の実施形態に係る電子部品の側面断面図である。 図６は、本発明の第３の実施形態に係る電子部品の側面断面図である。 図７は、本発明の第４の実施形態に係る電子部品の側面断面図である。 図８は、本発明の第５の実施形態に係る電子部品の側面断面図である。 図９は、本発明の第６の実施形態に係る電子部品の側面断面図である。 図１０は、本発明の第７の実施形態に係る電子部品の側面断面図である。 図１１は、本発明の第８の実施形態に係る電子部品の側面断面図である。 図１２は、本発明の第９の実施形態に係る電子部品の側面断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子部品の側面断面図であり、図２は本実施形態の電子部品において、後述するカバー部材を除去した状態を示す略図的平面図である。

なお、図１は、図２のＡ−Ａ線に沿う部分に相当する部分の断面図である。

図１に示すように、電子部品１は、圧電基板２を有する。圧電基板２は、４２°ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ_３基板からなる。もっとも、圧電基板２の材料は、これに限定されない。他の方位のＬｉＴａＯ_３を用いてもよく、ＬｉＮｂＯ_３などの他の圧電単結晶を用いてもよい。さらに、圧電セラミックスを用いてもよい。

互いに対向する第１，第２の主面を有する圧電基板２の第１の主面上に、機能部を構成している複数のＩＤＴ電極３が設けられている。実際には、図３に模式的平面図で示すように、ＩＤＴ電極３の弾性表面波の伝搬方向両側に反射器４，５が設けられている。それによって、弾性表面波共振子が構成されている。なお、複数のＩＤＴ電極３と、圧電基板の第１の主面との間には、電気機械結合係数を調整するために、誘電体膜が設けられてもよい。

図２では、１つの弾性表面波共振子が構成されている部分をＸを矩形の枠で囲んだ記号で略図的に示すこととする。すなわち、図２に示すように、弾性表面波共振子６ａ〜６ｃ，７ａ，７ｂが設けられている。図１では、これらの弾性表面波共振子６ａ，６ｂ，６ｃ，７ｂが設けられている部分における各ＩＤＴ電極３が図示されていることになる。

圧電基板２上には、上記ＩＤＴ電極３の他、電極ランド８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが設けられている。なお、図２では、第１の支持部材１１上に形成される複数の半田バンプ１６ａ，１６ｂが設けられる位置を破線の円で示すこととする。

ＩＤＴ電極３などの機能部を構成している電極は、適宜の金属もしくは合金からなる。本実施形態では、Ｔｉ膜上にＡｌＣｕ膜を積層してなる積層金属膜が用いられている。また、ＩＤＴ電極３は、電極ランド８ａに、図示しない引き回し配線により電気的に接続されている。この引き回し配線及び電極ランド８ａ〜８ｄは、Ｔｉ膜上にＡｌＣｕ膜を積層してなる積層金属膜上に、さらにＴｉ膜及びＡｌ膜を積層してなる構造を有する。もっとも、引き回し配線及び電極ランド８ａ〜８ｄの材料は、他の適宜の金属もしくは合金であってもよい。

上記ＩＤＴ電極３及び電極ランド８ａ，８ｂ等は、フォトリソグラフィー法などを用いて形成することができる。

各弾性表面波共振子６ａ〜６ｃ，７ａ，７ｂでは、ＩＤＴ電極３を含む機能部を構成する電極の上方に中空部を設ける必要がある。そこで、圧電基板２上に、矩形枠状の第１の支持部材１１が設けられている。また、第１の支持部材１１で囲まれた内側領域には、複数の第２の支持部材１２〜１４が設けられている。第２の支持部材１２，１３は、平面視においてストリップ状の形状を有している。第２の支持部材１２は、弾性表面波共振子６ａ，６ｂ間の仕切り壁として設けられている。第２の支持部材１２の長さ方向が、弾性表面波共振子６ａ，６ｂの弾性表面波伝搬方向と平行な方向とされている。同様に、第２の支持部材１３の長さ方向は、両側の弾性表面波共振子６ｂ，６ｃにおける弾性表面波伝搬方向と平行な方向とされている。

第２の支持部材１２，１３の長さ方向は、弾性表面波共振子６ａ〜６ｃの弾性表面波伝搬方向と平行な方向に限定されるものではない。もっとも、弾性表面波共振子６ａ〜６ｃの弾性表面波伝搬方向の長さが長いため、弾性表面波伝搬方向と平行な方向に第２の支持部材１２，１３を設けることが望ましい。

第２の支持部材１４は、平面視において、クランク状の形状を有している。これは、弾性表面波共振子７ａ，７ｂが、弾性表面波共振子６ａ，６ｂ，６ｃにおける弾性表面波伝搬方向において並設されていることによる。クランク状の第２の支持部材１４は、弾性表面波共振子６ａ〜６ｃ，７ａ，７ｂの弾性表面波伝搬方向と平行な方向に延びる第１の部分１４ａ及び第３の部分１４ｃを有する。第１の部分１４ａの内側端と、第３の部分１４ｃの内側端とが、弾性表面波伝搬方向と直交する方向に延びる第２の部分１４ｂにより連結されている。第１の部分１４ａにより、弾性表面波共振子６ｃと弾性表面波共振子７ｂとが隔てられている。第２の部分１４ｂにより、弾性表面波共振子７ａと弾性表面波共振子７ｂとが隔てられている。

上記のように、第２の支持部材の平面形状は、ストリップ状に限定されず、クランク状などの適宜の平面形状とすることができる。

また、枠状の第１の支持部材１１についても、弾性表面波共振子６ａ〜６ｃ，７ａ，７ｂのような機能部が臨む中空部を設け得る限り、矩形枠状に限定されない。円形や楕円形であってもよい。

第１の支持部材１１及び第２の支持部材１２〜１４は、本実施形態では、合成樹脂からなる。もっとも、第１の支持部材１１及び第２の支持部材１２〜１４は、合成樹脂以外の材料、例えば金属やセラミックスにより形成されていてもよい。

図１に示すように、電極ランド８ａ，８ｂが設けられている部分においては、第１の支持部材１１を貫通するように、アンダーバンプメタル層１５ａ，１５ｂが設けられている。アンダーバンプメタル層１５ａ，１５ｂ上に、半田の印刷及びリフロー法により、接合部材としての半田バンプ１６ａ，１６ｂが設けられている。なお、本発明における接合部材は、半田バンプに限定されず、他の金属からなる部材、または、樹脂材料と導電性材料との混合材料等の導電性材料からなる部材であってもよい。

上記第１の支持部材１１及び第２の支持部材１２〜１４の上端に接合されるように、カバー部材１７が設けられている。

ところで、図１に示すように、第２の支持部材１２〜１４の高さが、第１の支持部材１１の高さより高くなっている。特に、本実施形態では、中央に位置する第２の支持部材１３が最も高く、第１の支持部材１１側に位置している第２の支持部材１２，１４の高さが、第２の支持部材１３の高さと、第１の支持部材１１の高さとの間の高さとされている。そのため、カバー部材１７は、中央において最も高く、第１の支持部材１１側にいくにつれて高さが低くなるように湾曲されている。なお、第１の支持部材１１及び第２の支持部材１２〜１４の高さは、圧電基板の第１の主面の法線方向における第１の支持部材１１及び第２の支持部材１２〜１４の下端から上端までの距離とする。

他方、カバー部材１７は合成樹脂からなる。本実施形態では、カバー部材１７が上記のように中央領域で上方に凸となるように湾曲した状態で支持されている。より好ましくは、カバー部材１７の上方側に引張応力が残留している。そのため、後述するように、モールド樹脂層形成時の圧力によって、カバー部材１７が下方に凸となる変形が、従来技術に比べて発生し難い。特に、カバー部材１７の上方側の引張応力が、カバー部材１７が下方に凸となるように変形させるモールド樹脂層形成時の応力を相殺する作用により、上方に凸となる湾曲が下方に凸となる湾曲に変形し難い。

また、第１の支持部材１１及び第２の支持部材１２〜１４の高さが上記のように設定されているため、全ての支持部材の高さが同じである場合に比べて、カバー部材１７がモールド樹脂と接触する面積を大きくすることができる。それによって、放熱経路が多くなり、放熱性を効果的に高めることができる。これを、モジュール基板及びモールド樹脂層が設けられた図４に示す構造を説明することにより明らかにする。

図４に示すモジュール型電子部品２１は、モジュール基板２２を有する。モジュール基板２２は、アルミナなどの適宜の絶縁性材料からなる。モジュール基板２２の一方主面上に、電極ランド２３ａ，２３ｂが設けられている。電極ランド２３ａ，２３ｂは、適宜の金属もしくは合金からなる。電極ランド２３ａ，２３ｂに半田バンプ１６ｂ，１６ａが接合されて、第１の実施形態の電子部品１がモジュール基板２２に実装されている。

電子部品１の周囲を覆うように、モールド樹脂層２４が設けられている。モールド樹脂層２４は、電子部品１の側方を封止し、かつカバー部材１７とモジュール基板２２との間を満たしている。従って、モジュール型電子部品２１では、内部の電子部品１をモールド樹脂層２４により保護することができる。加えて、前述したように、カバー部材１７とモールド樹脂層２４との接触面積が大きくなっている。そのため、モールド樹脂層２４を通る放熱経路が多くなる。従って、放熱性を効果的に高めることができる。

また、モールド樹脂層２４の形成時には、樹脂による圧力がカバー部材１７に加わるが、カバー部材１７の張力が高いため、カバー部材１７の変形が生じ難い。加えて、カバー部材１７は、中央側において圧電基板２から遠ざかる方向に湾曲している。従って、圧力が加わったとしても、カバー部材１７が、ＩＤＴ電極３側に大きく変形しない。よって、ＩＤＴ電極３とカバー部材１７との接触も生じ難い。

上記第１の支持部材１１、第２の支持部材１２〜１４を構成する合成樹脂としては、ポリイミドなどの適宜の熱硬化性樹脂を好適に用いることができる。好ましくは、感光性ポリイミドを用い、フォトリソグラフィー法により第１の支持部材１１及び第２の支持部材１２〜１４を形成することができる。第１の支持部材１１が設けられている部分におけるポリイミドの線幅は、内側の第２の支持部材１２〜１４が設けられている部分より細い。

上記感光性ポリイミドを塗布し、パターニングした後、窒素雰囲気下で、例えば３００℃×１時間の熱処理を施す。これにより、感光性ポリイミドを硬化させ、第１の支持部材１１及び第２の支持部材１２〜１４を形成することができる。もっとも、第１の支持部材１１及び第２の支持部材１２〜１４の形成方法はこれに限定されるものではない。

カバー部材１７を構成する合成樹脂についても特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を好適に用いることができる。

アンダーバンプメタル層１５ａ，１５ｂ及び半田バンプ１６ａ，１６ｂの形成は、カバー部材１７を積層した後に行えばよい。例えば、レーザー加工によりカバー部材１７及び第１の支持部材１１を貫通する貫通孔を形成する。しかる後、めっき成長法などによりアンダーバンプメタル層１５ａ，１５ｂを形成する。次に、アンダーバンプメタル層１５ａ，１５ｂ上に、半田の印刷及びリフロー法により半田バンプ１６ａ，１６ｂを形成することができる。

本実施形態では、半田バンプ１６ａ，１６ｂの高さは、カバー部材１７の最も高い位置よりも高くされている。従って、半田バンプ１６ａ，１６ｂ側からモジュール基板等に容易に実装することができる。

本発明におけるカバー部材及び第１，第２の支持部材の形状及び配置等については上記実施形態に限定されない。例として図５〜図１２に示す第２〜第９の実施形態を説明することにより明らかにする。なお、図５〜図１２は、それぞれ、図１と同じ部分に相当する部分の断面図であることを指摘しておく。また、第１の実施形態と同じ部分については同じ参照番号を付することにより、説明を省略することとする。

また、図５〜図１１において半田バンプ１６ａ，１６ｂの上端を結ぶ破線Ｈを示す。破線Ｈにより、半田バンプの上端の高さと、カバー部材の最上部の高さとの対比が容易となる。

図５に示す第２の実施形態の電子部品３１では、中央に位置している第２の支持部材１３Ａの高さが、第２の支持部材１２，１４の高さより低くされている。第２の支持部材１３Ａの高さは、第１の支持部材１１の高さよりは高くされている。このように、第１の支持部材１１側の第２の支持部材１２，１４よりも、中央側の第２の支持部材１３Ａの高さを低くしてもよい。この場合、カバー部材１７が、第２の支持部材１２及び第２の支持部材１４が設けられている部分の２箇所で上方に突出するように湾曲している。従って、カバー部材１７の張力が高められている。よって、張力が高められ、かつモールド樹脂との接触面積をより一層大きくすることができる。そのため、モールド樹脂層形成時のカバー部材１７の変形が生じ難く、かつ放熱性をより一層効果的に高めることができる。

図６に示す第３の実施形態の電子部品３２では、第２の支持部材１４Ａの高さが第２の支持部材１３よりも高くされている。このように、第１の支持部材１１のすぐ内側の第２の支持部材１４Ａの高さを、中央側の第２の支持部材１３の高さよりも高くしてもよい。その他の構成は、電子部品３２は電子部品１と同様である。

また、図７に示す第４の実施形態の電子部品３３のように、第２の支持部材１２Ａの高さを中央側の第２の支持部材１３よりも高くしてもよい。

電子部品３２，３３のように、中央側の第２の支持部材１３に比べ、第１の支持部材１１側に位置している第２の支持部材１４Ａや第２の支持部材１２Ａの高さを最も高くしてもよい。

さらに、図８は、第５の実施形態に係る電子部品３４の側面断面図である。電子部品３４では、カバー部材１７が、電子部品１と同様に、中央領域において、圧電基板２から遠ざかる方向に突出している。すなわち、第２の支持部材１３の高さが、両側の第２の支持部材１２，１４の高さよりも高くされている。また、第２の支持部材１２〜１４の高さが、第１の支持部材１１よりも高くされている。もっとも、電子部品３４では、カバー部材１７の最上部が、半田バンプ１６ａ，１６ｂの上端よりも高くなっている。すなわち、カバー部材１７の最上部が、半田バンプ１６ａ，１６ｂの上端よりも高くなるように、第２の支持部材１２〜１４の高さが、第１の支持部材１１よりも高くされている。このように、カバー部材１７の最上部に比べて、半田バンプ１６ａ，１６ｂの上端が低くともよい。その場合であっても、モジュール基板に実装するに際し、モジュール基板２２上に設けられる電極ランドの高さを高くしておけばよい。

図９に示す第６の実施形態に係る電子部品３５においても、電子部品３４と同様に、カバー部材１７の最上部が、半田バンプ１６ａ，１６ｂの上端よりも高くされている。電子部品３５では、電子部品３１と同様に、中央の第２の支持部材１３Ａの高さが、両側の第２の支持部材１２，１４の高さよりも低くされている。

図１０に示す第７の実施形態に係る電子部品３６では、第２の支持部材１４Ａの高さが第２の支持部材１３よりも高くされている。図１１に示す第８の実施形態に係る電子部品３７では、第２の支持部材１２Ａの高さが第２の支持部材１３と同等とされている。電子部品３６，３７では、電子部品３４と同様に、カバー部材１７の最上部が、半田バンプ１６ａ，１６ｂの上端よりも高くされている。また、電子部品３６，３７では、カバー部材１７の最上部は、中央の第２の支持部材１３が設けられている部分ではなく、第１の支持部材１１のすぐ内側に位置している第２の支持部材１４Ａまたは１２Ａが設けられている部分となる。

図１２に示す第９の実施形態に係る電子部品３８では、半田バンプ１６ａ，１６ｂが設けられている部分においては、半田バンプ１６ａ，１６ｂの下方の第１の支持部材１１の一部が金属から構成されている。図１２に示す断面では、半田バンプ１６ａ，１６ｂを電気的に接続する必要があるため、金属からなる支持部材部分１１ａが設けられている。この場合、第１の支持部材１１によるカバー部材１７の支持の強度を高めることができる。なお、第１の支持部材１１は枠状の形状を有し、この枠状の形状の全体にわたり金属で形成されているのではない。絶縁性材料からなる残りの部分と、半田バンプ１６ａ，１６ｂが設けられている部分の下方に位置している支持部材部分１１ａとが接合されて、第１の支持部材１１が構成されている。もっとも、第１の支持部材１１の全体が金属により構成されてもよい。

このように、第１の支持部材１１は、第２の支持部材１２〜１４と異なる材料で構成されていてもよい。

もっとも、好ましくは、第１の支持部材１１と第２の支持部材１２〜１４とは同じ材料からなることが望ましい。それによって、コストの低減及びプロセスの簡略化を図ることができる。

なお、半田バンプ１６ａ，１６ｂに代えて、Ａｕなどの他の金属からなる金属バンプを用いてもよい。

また、第２の支持部材は、図１２の上記第２の支持部材１２〜１４のように、複数の材料層１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ｄ，１４ｅを積層した構造を有していてもよい。それによって第２の支持部材１２〜１４の強度を調整することができる。

上述してきた各実施形態では、ＩＤＴ電極を有する弾性表面波共振子が構成されていた。本発明においては、このような機能部は、弾性表面波共振子に限定されず、他の弾性表面波共振子や弾性表面波フィルタであってもよい。また、機能部は、中空部を必要とする機能部であればよく、弾性波素子を構成するものに限定されない。

１…電子部品
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
４，５…反射器
６ａ〜６ｃ，７ａ，７ｂ…弾性表面波共振子
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…電極ランド
１１…第１の支持部材
１１ａ…支持部材部分
１２〜１４，１２Ａ〜１４Ａ…第２の支持部材
１２ａ，１２ｂ…材料層
１３ａ，１３ｂ，１４ｄ，１４ｅ…材料層
１４ａ〜１４ｃ…第１〜第３の部分
１５ａ，１５ｂ…アンダーバンプメタル層
１６ａ，１６ｂ…半田バンプ
１７…カバー部材
２１…モジュール型電子部品
２２…モジュール基板
２３ａ，２３ｂ…電極ランド
２４…モールド樹脂層
３１〜３８…電子部品

Claims (11)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板上に設けられており、機能部を構成している電極と、
   前記機能部が臨む中空部を形成するために、前記圧電基板上に設けられた枠状の第１の支持部材と、
   前記第１の支持部材で囲まれた内側領域において前記圧電基板上に設けられている第２の支持部材と、
   前記第１及び第２の支持部材上に積層されて、前記中空部を構成しているカバー部材とを備え、
   前記第１の支持部材の高さよりも、前記第２の支持部材の高さが高くされている、電子部品。
2. 前記第２の支持部材が複数設けられている、請求項１に記載の電子部品。
3. 前記複数の第２の支持部材の高さが等しくされている、請求項２に記載の電子部品。
4. 少なくとも１つの前記第２の支持部材の高さが残りの前記第２の支持部材の高さと異なっている、請求項２に記載の電子部品。
5. 少なくとも１つの前記第２の支持部材が、複数の材料層を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品。
6. 前記第１の支持部材の少なくとも一部が金属からなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子部品。
7. 前記第１の支持部材上に設けられた接合部材をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子部品。
8. 前記カバー部材の最上部の高さが、前記接合部材の上端よりも低い、請求項７に記載の電子部品。
9. 前記カバー部材の最上部の高さが、前記接合部材の上端よりも高い、請求項７に記載の電子部品。
10. 前記第１の支持部材と、前記第２の支持部材とが異なる材料からなる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電子部品。
11. 前記機能部において、少なくとも１つのＩＤＴ電極が形成されており、弾性表面波装置が構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電子部品。

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