JP6520841B2

JP6520841B2 - 弾性波装置

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Publication number: JP6520841B2
Application number: JP2016126547A
Authority: JP
Inventors: 智彦村瀬
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2036-06-27
Also published as: DE102017113248B4; JP2018006798A; US20170373667A1; DE102017113248A1; CN107547065A; CN107547065B; US10411672B2

Description

本発明は、配線が立体交叉している立体交叉部を有し、かつＷＬＰ（ＷａｆｅｒＬｅｖｅｌＰａｃｋａｇｅ）構造を有する弾性波装置に関する。

従来、弾性波装置が携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。複数の弾性表面波素子を有する弾性波装置においては、圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極同士が配線で電気的に接続されており、フィルタ回路などが構成されている。この場合、小型化を図るために、複数の配線を互いに立体交叉させることがある。

下記の特許文献１のように、例えば、立体交叉部では、下層の配線上に絶縁層を介して上層の配線を形成されている。

特開平５−１６７３８７号公報

ＷＬＰ構造においては、圧電基板、支持部材及びカバー部材により囲まれた中空空間が形成されている。このとき、弾性波装置が立体交叉部を有する場合、立体交叉部の厚みは他の配線部分の厚みよりも厚い。そのため、立体交叉部上の配線とカバー部材との距離が近くなる。よって、立体交叉部における上層の配線にカバー部材が接触することにより、断線などの不具合が生じることあった。

ここで、立体交叉部における上層の配線にカバー部材が接触しないように、立体交叉部上に、仕切り支持部材を配置することが考えられる。しかしながら、仕切り支持部材と立体交叉部における上層の配線とは線膨張係数が異なる。そのため、立体交叉部上に仕切り支持部材を配置すると、熱負荷による断線が生じるおそれがある。

本発明の目的は、立体交叉部における配線の断線が生じ難い、弾性波装置を提供することにある。

本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられているＩＤＴ電極と、前記ＩＤＴ電極に接続されており、前記圧電基板上に設けられている第１の配線と、前記圧電基板上に設けられており、かつ前記第１の配線の少なくとも一部を覆っている絶縁層と、前記圧電基板上に設けられており、かつ立体交叉部を構成するように、少なくとも一部が前記絶縁層上に配置されている第２の配線と、前記圧電基板上に設けられており、かつ前記ＩＤＴ電極、前記第１，第２の配線及び前記絶縁層を囲んでいる開口部を有する外周支持部材と、前記圧電基板上に設けられており、かつ前記開口部内に配置されている仕切り支持部材と、前記開口部を覆うように、前記外周支持部材上及び前記仕切り支持部材上に設けられているカバー部材とを備え、前記第２の配線が、前記圧電基板上に設けられている部分と、前記絶縁層上に設けられている部分とを接続している段差部を有し、前記仕切り支持部材が前記段差部を覆っている。

本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記仕切り支持部材が、前記絶縁層上に配置されている前記第２の配線の部分を覆っている。この場合には、第２の配線の断線がより一層生じ難い。

本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記仕切り支持部材が、前記絶縁層を覆っている。この場合には、第２の配線の断線をより確実に抑制することができる。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極を複数有し、前記複数のＩＤＴ電極を含む第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタを有し、前記立体交叉部が、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタと前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタとの間に配置されている。

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記立体交叉部が複数構成されており、前記複数の立体交叉部が、前記ＩＤＴ電極の電極指が延びる方向において互いに異なる位置に配置されており、前記仕切り支持部材を横断する方向を幅方向としたときに、前記仕切り支持部材が、前記複数の立体交叉部における前記段差部を覆うように、他の部分よりも幅が広い幅広部を有する。この場合には、カバー部材をより確実に支持することができ、弾性波装置の強度を高めることができる。

本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記立体交叉部が複数構成されており、前記複数の立体交叉部が、前記ＩＤＴ電極の電極指が延びる方向において互いに異なる位置に配置されており、前記仕切り支持部材を横断する方向を幅方向としたときに、前記仕切り支持部材の幅が、前記複数の立体交叉部における前記段差部を覆う幅とされている。この場合には、弾性波装置の強度をより一層高めることができる。

本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記立体交叉部が複数構成されており、前記複数の立体交叉部が、前記ＩＤＴ電極の電極指が延びる方向において互いに異なる位置に配置されており、かつ前記複数の立体交叉部が、弾性波伝搬方向において互いに異なる位置に配置されており、前記仕切り支持部材が、前記複数の立体交叉部における前記段差部を覆うように、前記ＩＤＴ電極の電極指が延びる方向に斜めに交叉する方向に延びている。この場合には、仕切り支持部材とカバー部材との接触面積を必要以上に大きくせず、第２の配線の断線を効果的に抑制することができる。よって、仕切り支持部材とカバー部材とが接触している部分において気泡が生じるなどの不具合の発生を抑制することができる。

本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記立体交叉部が複数構成されており、前記複数の立体交叉部が、前記ＩＤＴ電極の電極指が延びる方向において互いに異なる位置に配置されており、前記仕切り支持部材が、前記複数の立体交叉部における前記段差部を覆うように、平面視において屈曲している。この場合には、仕切り支持部材とカバー部材とが接触している部分において気泡が生じるなどの不具合の発生を抑制することができる。

本発明によれば、立体交叉部における配線の断線が生じ難い、弾性波装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を示す略図的平面図である。比較例の弾性波装置の電極構造を示す略図的平面図である。本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を示す略図的平面図である。本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を示す略図的平面図である。本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を示す略図的平面図である。

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の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。図２は、第１の実施形態に係る弾性波装置の電極構成を示す略図的平面図である。図１及び図２においては、後述するＩＤＴ電極を、矩形に２本の対角線を加えた略図により示す。図２においては、後述する反射器を、矩形に２本の対角線を加えた略図により示し、かつ圧電基板や電極ランドを省略している。

図１に示すように、弾性波装置１は圧電基板２を有する。圧電基板２は、例えば、ＬｉＴａＯ_３やＬｉＮｂＯ_３などの圧電単結晶または適宜の圧電セラミックスなどからなる。

圧電基板２上には、複数のＩＤＴ電極３Ａａ，３Ｂａ及び複数の電極ランド６が設けられている。図２に示すように、弾性波装置１は、ＩＤＴ電極３Ａａ，３Ｂａ以外にも、複数のＩＤＴ電極３Ａｂ，３Ａｃ，３Ｂｂ，３Ｂｃを有する。ＩＤＴ電極３Ａａ〜３Ａｃの弾性波伝搬方向両側には、反射器４Ａ，４Ａが設けられている。これにより、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ５Ａが構成されている。同様に、ＩＤＴ電極３Ｂａ〜３Ｂｃの弾性波伝搬方向両側には、反射器４Ｂ，４Ｂが設けられている。これにより、第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ５Ｂが構成されている。

本実施形態では、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ５Ａ，５Ｂは３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタだが、ＩＤＴ電極の個数は特に限定されない。

圧電基板上には、複数の第１の配線７Ａ，７Ｂが設けられている。第１の配線７Ａ，７Ｂは、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ５Ａ，５Ｂを接続する配線である。より具体的には、第１の配線７Ａは、ＩＤＴ電極３ＡａとＩＤＴ電極３Ｂａとを接続している。第１の配線７Ｂは、ＩＤＴ電極３ＡｃとＩＤＴ電極３Ｂｃとを接続している。

圧電基板上には、第１の配線７Ａ上の少なくとも一部を覆うように、破線で示す絶縁層８Ａが設けられている。さらに、圧電基板上には、少なくとも一部が絶縁層８Ａを介して第１の配線７Ａ上に配置されている第２の配線９Ａが設けられている。これにより、立体交叉部Ａが構成されている。第２の配線９Ａは、圧電基板上に設けられている部分と絶縁層８Ａ上に設けられている部分とを接続している、図２中の一点鎖線で示す段差部９Ａａを有する。

同様に、第１の配線７Ｂ上に、絶縁層８Ｂを介して第２の配線９Ｂが設けられており、立体交叉部Ｂが構成されている。第２の配線９Ｂも、段差部９Ｂａを有する。本実施形態では、複数の立体交叉部Ａ，Ｂが、第１の縦結合共振子型弾性波フィルタ５Ａと第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ５Ｂとの間に配置されている。

なお、図２においては省略しているが、ＩＤＴ電極３Ａａの第１の配線７Ａ側とは反対側の端部は、グラウンド電位に接続される。同様にＩＤＴ電極３Ｂａの第１の配線７Ａとは反対側の端部及びＩＤＴ電極３Ａｃ，３Ｂｃの第１の配線７Ｂとは反対側の端部も、グラウンド電位に接続される。

図２においては略図的に示しているが、ＩＤＴ電極３Ａａ〜３Ａｃ，３Ｂａ〜３Ｂｃの電極指が延びる方向は、図２における上下方向に相当する。複数の立体交叉部Ａ，Ｂは、ＩＤＴ電極３Ａａ〜３Ａｃ，３Ｂａ〜３Ｂｃの電極指が延びる方向において異なる位置に配置されている。さらに、複数の立体交叉部Ａ，Ｂは、弾性波伝搬方向において異なる位置に配置されている。なお、立体交叉部Ａ，Ｂの位置は上記に限定されない。立体交叉部は少なくとも１つ構成されていればよい。

図１に示すように、圧電基板２上には、外周支持部材１２が設けられている。外周支持部材１２は、図２に示した第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ５Ａ，５Ｂ、第１の配線７Ａ，７Ｂ、第２の配線９Ａ，９Ｂ及び絶縁層８Ａ，８Ｂを囲んでいる開口部１２ａを有する。

圧電基板２上には、開口部１２ａ内に配置された仕切り支持部材１３が設けられている。図２に示すように、仕切り支持部材１３は、弾性波伝搬方向に延びている。ここで、仕切り支持部材１３を横断する方向を幅方向とする。このとき、仕切り支持部材１３は、他の部分よりも幅が広い幅広部１３ａ，１３ｂを有する。仕切り支持部材１３は、幅広部１３ｂにより、立体交叉部Ａにおける絶縁層８Ａを覆っている。同様に、仕切り支持部材１３は、幅広部１３ａにより、立体交叉部Ｂにおける絶縁層８Ｂを覆っている。このように、仕切り支持部材１３は、絶縁層８Ａ，８Ｂの全体を覆っている。なお、仕切り支持部材１３は、少なくとも、第２の配線９Ａ，９Ｂの段差部９Ａａ，９Ｂａを覆っていればよい。

図１に戻り、開口部１２ａを覆うように、外周支持部材１２上及び仕切り支持部材１３上に、カバー部材１５が設けられている。圧電基板２、外周支持部材１２及びカバー部材１５により囲まれた中空空間が形成されている。このように、弾性波装置１はＷＬＰ構造を有する。

カバー部材１５及び外周支持部材１２を貫通するように、複数のビア電極１４が設けられている。ビア電極１４の圧電基板２側の端部は、上記電極ランド６に接続されている。なお、電極ランド６は、図２に示した第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ５Ａ，５Ｂに電気的に接続されている。

ビア電極１４の圧電基板２側とは反対側の端部には、バンプ１６が接合されている。弾性波装置１は、バンプ１６を介して、実装基板などに実装される。第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ５Ａ，５Ｂは、電極ランド６、ビア電極１４及びバンプ１６を介して、外部に電気的に接続される。

本実施形態の特徴は、図２に示すように、第２の配線９Ａ，９Ｂの段差部９Ａａ，９Ｂａが、仕切り支持部材１３に覆われていることにある。それによって、立体交叉部Ａ，Ｂにおいて第２の配線９Ａ，９Ｂの断線が生じ難い。これを、本実施形態と比較例とを比較することにより、以下において説明する。

図３は、比較例の弾性波装置の電極構造を示す略図的平面図である。図３においては、ＩＤＴ電極及び反射器を、矩形に２本の対角線を加えた略図により示し、かつ圧電基板や電極ランドを省略している。後述する図４〜図６においても同様である。

比較例の弾性波装置は、仕切り支持部材１０３が、第２の配線９Ａ，９Ｂの段差部９Ａａ，９Ｂａの一部を覆っていない点で、第１の実施形態と異なる。この場合、第２の配線９Ａ，９Ｂでは、仕切り支持部材１０３に覆われている部分と覆われていない部分とにおいて、熱負荷が加えられた際の膨張及び収縮の度合いが大きく異なる。そのため、第２の配線９Ａ，９Ｂは断線し易い。特に、段差部９Ａａ，９Ｂａにおいて断線が生じ易い。

これに対して、図２に示す第１の実施形態では、段差部９Ａａ，９Ｂａの全体が仕切り支持部材１３に覆われている。よって、熱負荷が加えられた際においても、第２の配線９Ａ，９Ｂは断線し難い。加えて、仕切り支持部材１３が立体交叉部Ａ，Ｂに配置されているため、第２の配線９Ａ，９Ｂは、図１に示したカバー部材１５に接触し難い。よって、第２の配線９Ａ，９Ｂの断線をより確実に抑制することができる。

好ましくは、仕切り支持部材１３は、第２の配線９Ａ，９Ｂの絶縁層８Ａ，８Ｂ上に配置されている部分の全体を覆っていることが望ましい。それによって、第２の配線９Ａ，９Ｂにおいて、熱負荷が加えられた際の膨張及び収縮の度合いをより一層に均一にすることができる。よって、第２の配線９Ａ，９Ｂの断線がより一層生じ難い。

より好ましくは、本実施形態のように、仕切り支持部材１３が絶縁層８Ａ，８Ｂの全体を覆っていることが望ましい。それによって、第２の配線９Ａ，９Ｂにおいて、上記膨張及び収縮の度合いをより確実に均一にすることができる。よって、第２の配線９Ａ，９Ｂの断線をより確実に抑制することができる。

加えて、本実施形態では、仕切り支持部材１３が幅広部１３ａ，１３ｂを有するため、カバー部材をより確実に支持することができ、弾性波装置１の強度を高めることができる。

本実施形態では、第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ５Ａ，５Ｂが構成されているが、弾性波装置１は縦結合共振子型弾性波フィルタを有しなくともよく、回路構成は特に限定されない。

図４は、第２の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を示す略図的平面図である。

弾性波装置２１は、仕切り支持部材２３の幅が、複数の立体交叉部Ａ，Ｂにおける各段差部９Ａａ，９Ｂａを覆う幅とされている点で、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、弾性波装置２１は、第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。

この場合にも、第２の配線９Ａ，９Ｂの断線が生じ難い。加えて、カバー部材をより一層確実に支持することができるため、弾性波装置２１の強度をより一層高めることができる。

図５は、第３の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を示す略図的平面図である。

弾性波装置３１は、仕切り支持部材３３が、ＩＤＴ電極３Ａａ〜３Ａｃ，３Ｂａ〜３Ｂｃの電極指が延びる方向に斜めに交叉する方向に、直線状に延びている点及び幅広部を有しない点で、第１の実施形態と異なる。仕切り支持部材３３が、絶縁層８Ａ，８Ｂの一部を覆っている点においても、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、弾性波装置３１は、第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。

本実施形態においても、第２の配線９Ａ，９Ｂの断線が生じ難い。加えて、仕切り支持部材３３は直線状の形状であり、容易に設けることができる。なお、仕切り支持部材３３の形状は、直線状の形状には限定されない。例えば、第１の実施形態と同様に、幅広部を有していてもよい。

弾性波装置３１においては、仕切り支持部材３３とカバー部材との接触面積を必要以上に大きくせず、上記断線を効果的に抑制することができる。よって、仕切り支持部材３３とカバー部材とが接触している部分において気泡が生じるなどの不具合の発生を抑制することができる。

図６は、第４の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を示す略図的平面図である。

弾性波装置４１は、仕切り支持部材４３が平面視において屈曲している点で、第３の実施形態と異なる。上記の点以外においては、弾性波装置４１は、第３の実施形態の弾性波装置３１と同様の構成を有する。

本実施形態においても、第２の配線９Ａ，９Ｂの断線が生じ難い。加えて、第３の実施形態と同様に、仕切り支持部材４３とカバー部材とが接触している部分において気泡が生じるなどの不具合の発生を抑制することができる。

１…弾性波装置
２…圧電基板
３Ａａ〜３Ａｃ，３Ｂａ〜３Ｂｃ…ＩＤＴ電極
４Ａ，４Ｂ…反射器
５Ａ，５Ｂ…第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタ
６…電極ランド
７Ａ，７Ｂ…第１の配線
８Ａ，８Ｂ…絶縁層
９Ａ，９Ｂ…第２の配線
９Ａａ，９Ｂａ…段差部
１２…外周支持部材
１２ａ…開口部
１３…仕切り支持部材
１３ａ，１３ｂ…幅広部
１４…ビア電極
１５…カバー部材
１６…バンプ
２１，３１，４１…弾性波装置
２３，３３，４３，１０３…仕切り支持部材
Ａ，Ｂ…立体交叉部

Claims

圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられているＩＤＴ電極と、
前記ＩＤＴ電極に接続されており、前記圧電基板上に設けられている第１の配線と、前記圧電基板上に設けられており、かつ前記第１の配線の少なくとも一部を覆っている絶縁層と、
前記圧電基板上に設けられており、かつ立体交叉部を構成するように、少なくとも一部が前記絶縁層を介して前記第１の配線上に配置されている第２の配線と、
前記圧電基板上に設けられており、かつ前記ＩＤＴ電極、前記第１，第２の配線及び前記絶縁層を囲んでいる開口部を有する外周支持部材と、
前記圧電基板上に設けられており、かつ前記開口部内に配置されている仕切り支持部材と、
前記開口部を覆うように、前記外周支持部材上及び前記仕切り支持部材上に設けられているカバー部材と、
を備え、
前記第２の配線が、前記圧電基板上に設けられている部分と、前記絶縁層上に設けられている部分とを接続している段差部を有し、前記仕切り支持部材が前記段差部を覆っており、
前記立体交叉部が複数構成されており、前記複数の立体交叉部が、前記ＩＤＴ電極の電極指が延びる方向において互いに異なる位置に配置されており、
前記仕切り支持部材を横断する方向を幅方向としたときに、前記仕切り支持部材が、前記複数の立体交叉部における前記段差部を覆うように、他の部分よりも幅が広い幅広部を有する、弾性波装置。
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられているＩＤＴ電極と、
前記ＩＤＴ電極に接続されており、前記圧電基板上に設けられている第１の配線と、
前記圧電基板上に設けられており、かつ前記第１の配線の少なくとも一部を覆っている絶縁層と、
前記圧電基板上に設けられており、かつ立体交叉部を構成するように、少なくとも一部が前記絶縁層を介して前記第１の配線上に配置されている第２の配線と、
前記圧電基板上に設けられており、かつ前記ＩＤＴ電極、前記第１，第２の配線及び前記絶縁層を囲んでいる開口部を有する外周支持部材と、
前記圧電基板上に設けられており、かつ前記開口部内に配置されている仕切り支持部材と、
前記開口部を覆うように、前記外周支持部材上及び前記仕切り支持部材上に設けられているカバー部材と、
を備え、
前記第２の配線が、前記圧電基板上に設けられている部分と、前記絶縁層上に設けられている部分とを接続している段差部を有し、前記仕切り支持部材が前記段差部を覆っており、
前記立体交叉部が複数構成されており、前記複数の立体交叉部が、前記ＩＤＴ電極の電極指が延びる方向において互いに異なる位置に配置されており、かつ前記複数の立体交叉部が、弾性波伝搬方向において互いに異なる位置に配置されており、
前記仕切り支持部材が、前記複数の立体交叉部における前記段差部を覆うように、前記ＩＤＴ電極の電極指が延びる方向に斜めに交叉する方向に延びている、弾性波装置。
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられているＩＤＴ電極と、
前記ＩＤＴ電極に接続されており、前記圧電基板上に設けられている第１の配線と、
前記圧電基板上に設けられており、かつ前記第１の配線の少なくとも一部を覆っている絶縁層と、
前記圧電基板上に設けられており、かつ立体交叉部を構成するように、少なくとも一部が前記絶縁層を介して前記第１の配線上に配置されている第２の配線と、
前記圧電基板上に設けられており、かつ前記ＩＤＴ電極、前記第１，第２の配線及び前記絶縁層を囲んでいる開口部を有する外周支持部材と、
前記圧電基板上に設けられており、かつ前記開口部内に配置されている仕切り支持部材と、
前記開口部を覆うように、前記外周支持部材上及び前記仕切り支持部材上に設けられているカバー部材と、
を備え、
前記第２の配線が、前記圧電基板上に設けられている部分と、前記絶縁層上に設けられている部分とを接続している段差部を有し、前記仕切り支持部材が前記段差部を覆っており、
前記立体交叉部が複数構成されており、前記複数の立体交叉部が、前記ＩＤＴ電極の電極指が延びる方向において互いに異なる位置に配置されており、
前記仕切り支持部材が、前記複数の立体交叉部における前記段差部を覆うように、平面視において屈曲している、弾性波装置。
前記仕切り支持部材が、前記絶縁層上に配置されている前記第２の配線の部分を覆っている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
前記仕切り支持部材が、前記絶縁層を覆っている、請求項４に記載の弾性波装置。
前記ＩＤＴ電極を複数有し、前記複数のＩＤＴ電極を含む第１，第２の縦結合共振子型弾性波フィルタを有し、
前記立体交叉部が、前記第１の縦結合共振子型弾性波フィルタと前記第２の縦結合共振子型弾性波フィルタとの間に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波装置。