JP6528843B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents

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Description

本発明は、圧電基板上に設けられた電極によって弾性表面波を励振する弾性表面波装置に関する。
従来、通信機器などのRF(Radio Frequency)回路に使用される帯域フィルタとして、弾性表面波装置が用いられている。携帯電話機などの通信機器においては、小型化及び薄型化が求められているため、弾性表面波装置などの構成部品の小型化及び薄型化に向けた取り組みがなされている。弾性表面波装置においては、小型化及び薄型化のためのパッケージ構造として、WLP(Wafer Level Package)構造が提案されている(例えば、特許文献1及び2)。
図17及び図18は、それぞれ特許文献1及び2に開示されたWLP構造を有する弾性表面波装置501及び502の断面図である。図17及び図18に示されるように、弾性表面波装置501及び502は、それぞれ、IDT(Inter Digital Transducer)電極513及び514が設けられた圧電基板511及び512と、支持部材531及び532と、カバー層521及び522とを備える。弾性表面波装置501及び502では、それぞれ、支持部材531及び532とカバー層521及び522とによって、IDT電極513及び514が形成されている領域を覆い、かつ、IDT電極513及び514などの振動を妨げないように当該IDT電極の上方に中空の空間を確保する。以上のように、WLP構造を有する弾性表面波装置では、圧電基板をパッケージの一部として利用することで、小型化が実現されている。
国際公開第2009/116222号 特開2014−7727号公報
特許文献1に開示された弾性表面波装置501では、図17に示されるように、カバー層521が支持部材531に積層されている。しかしながら、カバー層521は支持部材531のカバー層521側の端面だけにおいて支持部材531と接合されているため、カバー層521と支持部材531との接合強度は十分ではない。すなわち、パッケージ構造の強度が十分でない。
一方、特許文献2に開示された弾性表面波装置502では、図18に示されるように、カバー層522は、支持部材532のカバー層522側の端面及び内壁において支持部材532と接合されている。このように、カバー層522と支持部材532との接合面積が大きくされているため、特許文献1に開示された弾性表面波装置501よりカバー層522と支持部材532との接合強度は高い。
しかしながら、特許文献2に開示された弾性表面波装置502では、カバー層522を加熱して支持部材532の内壁に垂らすことにより、カバー層522と支持部材532の内壁とを接合している。この場合、カバー層522がIDT電極514に接触してしまうおそれがある。カバー層522がIDT電極514に接触した場合、IDT電極514上に空間を確保できないため、弾性表面波装置502において所望の特性が得られない場合がある。
そこで、本発明は、IDT電極上の空間を確保でき、かつ、強度が高いWLP構造を有する弾性表面波装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性表面波装置は、弾性表面波を励振する電極が一方の主面に設けられた圧電基板と、前記一方の主面に対向する位置に配置され、前記電極を覆うカバー層と、前記一方の主面上の前記電極の周囲に立設され、前記カバー層が前記電極から離間した状態で前記カバー層の前記圧電基板側の面を支持する支持部材と、前記カバー層の前記圧電基板側の面に設けられ、前記カバー層と前記支持部材とを接合する接合部材と、を備え、前記支持部材における、前記カバー層側の端部の少なくとも一部は、前記接合部材内に存在しており、前記一方の主面に対する法線方向における前記接合部材の寸法は、前記法線方向における前記支持部材の寸法より小さい。
このような構成によれば、支持部材と、カバー層又は接合部材との接合面積を大きくすることが可能であるため、支持部材とカバー層との接合力を強化することができる。したがって、強度が高いWLP構造を有する弾性表面波装置を実現することができる。また、上記法線方向における接合部材の寸法が、支持部材の寸法より小さいことから、支持部材のカバー層側の端部がカバー層の圧電基板側の面に到達したとしても、接合部材は、圧電基板に接することがない。したがって、電極の上方の空間が確保される。
また、前記支持部材を構成する材料のヤング率は、前記カバー層の前記圧電基板側の面を構成する材料のヤング率以下であってもよい。
このような構成によれば、支持部材はカバー層にめり込むことが抑制される。したがって、カバー層の圧電基板側の面が、支持部材のカバー層側の端面より、圧電基板側に移動することが抑制される。すなわち、カバー層が電極から離間した状態を維持することができる。これにより、電極の上方の空間が確保される。
また、前記支持部材は、前記カバー層側の端部において、凸状の形状を有してもよい。
このような構成によれば、弾性表面波装置を製造する際に、支持部材のカバー層側の端部を接合部材に容易にめり込ませることができる。
また、前記支持部材は、前記カバー層に接してもよい。
また、前記支持部材は、前記カバー層に接しなくてもよい。
また、前記接合部材は、前記カバー層の前記圧電基板側の面における前記電極に対向する領域の周囲に設けられてもよい。
このような構成によれば、接合部材の圧電基板側の端部が、製造誤差などに起因して圧電基板に接することがあっても、電極の上方の空間は確保される。
また、前記接合部材は、前記法線方向に積層された複数の層を備えてもよい。
このような構成によれば、積層された少なくとも一部の層を、例えば、電極の上方の空間の液密性を高めるために利用することができる。
また、前記カバー層は、前記法線方向に積層された複数の層を備えてもよい。
このような構成によれば、積層された少なくとも一部の層を、例えば、電極の上方の空間の液密性を高めるために利用することができる。また、積層された少なくとも一部の層を、製品番号などを印刷又は刻印するために利用することもできる。
また、前記接合部材は、エポキシ、ウレタン、フェノール、ポリエステル、ベンゾシクロブテン及びポリベンゾオキサゾールの少なくとも一つを含む材料から構成されてもよい。
また、前記支持部材は、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾール、金属及び酸化珪素の少なくとも一つを含む材料から構成されてもよい。
また、前記カバー層の前記圧電基板側の面は、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾール、珪素、酸化珪素、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムの少なくとも一つを含む材料から構成されてもよい。
本発明によれば、IDT電極上の振動空間を確保でき、かつ、強度が十分なWLP構造を有する弾性表面波装置を提供することができる。
図1は、実施の形態1に係る弾性表面波装置の上面図である。 図2は、実施の形態1に係る弾性表面波装置の断面図である。 図3は、実施の形態1に係る弾性表面波装置のカバー層及び支持部材をそれぞれ構成し得る材料の例及び当該材料のヤング率を示す表である。 図4は、実施の形態1の変形例1に係る弾性表面波装置の断面図である。 図5は、実施の形態1の変形例2に係る弾性表面波装置の断面図である。 図6は、実施の形態1の変形例3に係る弾性表面波装置の断面図である。 図7Aは、実施の形態1の変形例4の第1例に係る弾性表面波装置の断面図である。 図7Bは、実施の形態1の変形例4の第2例に係る弾性表面波装置の断面図である。 図7Cは、実施の形態1の変形例4の第3例に係る弾性表面波装置の断面図である。 図7Dは、実施の形態1の変形例4の第4例に係る弾性表面波装置の断面図である。 図8は、実施の形態2に係る弾性表面波装置の上面図である。 図9は、実施の形態2に係る弾性表面波装置の断面図である。 図10は、実施の形態2の変形例1に係る弾性表面波装置の断面図である。 図11は、実施の形態2の変形例2に係る弾性表面波装置の断面図である。 図12は、実施の形態2の変形例3に係る弾性表面波装置の断面図である。 図13は、実施の形態2の変形例4に係る弾性表面波装置の断面図である。 図14は、実施の形態2の変形例5に係る弾性表面波装置の断面図である。 図15は、実施の形態2の変形例6に係る弾性表面波装置の断面図である。 図16は、実施の形態2の変形例7に係る弾性表面波装置の断面図である。 図17は、特許文献1に開示されたWLP構造を有する弾性表面波装置の断面図である。 図18は、特許文献2に開示されたWLP構造を有する弾性表面波装置の断面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。
(実施の形態1)
[弾性表面波装置の全体構成]
まず、実施の形態1に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図1は、本実施の形態に係る弾性表面波装置1Aの上面図である。
図2は、本実施の形態に係る弾性表面波装置1Aの断面図である。図2は、図1に示されるII−II線における弾性表面波装置1Aの断面を示す。
図1及び図2に示されるように、本実施の形態に係る弾性表面波装置1Aは、圧電基板10、電極部12、貫通導体16、半田バンプ17、カバー層20、支持部材30及び接合部材40を備える。
圧電基板10は、弾性表面波を励振するIDT電極13が一方の主面に設けられた基板である。本実施の形態では、圧電基板10は、図1に示されるように、上面視において、一辺が1mm程度の矩形の形状を有するが、圧電基板10の上面視における形状は、矩形に限定されず、任意の形状であってよい。
圧電基板10は、例えばタンタル酸リチウム(LiTaO)、ニオブ酸リチウム(LiNbO)、水晶などの圧電単結晶又は圧電セラミックスから構成される基板である。
電極部12は、圧電基板10上に設けられたIDT電極13及び、IDT電極13に接続された配線電極15(IDT電極13と配線電極15との接続部は図示せず)を含む層である。
IDT電極13は、弾性表面波を励振する櫛形電極である。IDT電極13は、例えば、Ti、Al、Cu、Au、Pt、Ag、Pd、Niなどの金属又は合金から構成される。また、IDT電極13は、上記の金属又は合金から構成される複数の積層体から構成されてもよい。
配線電極15は、IDT電極13に接続される電極であり、IDT電極13と弾性表面波装置1Aの外部の配線とを接続する配線経路の一部を構成する。配線電極15は、IDT電極13と同様の材料で構成される。
貫通導体16は、配線電極15を介してIDT電極13に接続される導電部材であり、配線電極15と外部の配線とを接続する配線経路の一部を構成する。貫通導体16は、カバー層20、接合部材40及び支持部材30を貫通する孔に導体が充填されて形成されている。貫通導体16は、IDT電極13と同様の材料で構成される。
半田バンプ17は、貫通導体16及び配線電極15を介してIDT電極13に接続される外部端子である。
誘電体膜14は、IDT電極13及び配線電極15を覆うように形成されている保護膜である。また、誘電体膜14は、弾性表面波装置1Aの特性を改善するために用いられてもよい。誘電体膜14は、IDT電極13及び配線電極15を覆うように圧電基板10上に設けられる。誘電体膜14は、例えば、酸化珪素、窒化珪素などの誘電体から構成される。
カバー層20は、圧電基板10の一方の主面に対向する位置に配置され、IDT電極13が形成されている領域を覆う層である。図1及び図2に示されるように、本実施の形態では、カバー層20は、上面視において圧電基板10と同様の矩形の形状有するが、カバー層20の上面視における形状は、矩形に限定されず、任意の形状であってよい。また、カバー層20及び圧電基板10の上面視における形状は、互いに異なっていてもよい。また、本実施の形態では、カバー層20は、例えば、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロブテン(Benzocyclobutene:BCB)、ポリベンゾオキサゾール(Polybenzoxazole:PBO)、珪素、酸化珪素、LiTaO、LiNbOの少なくとも一つを含む材料から構成される。
支持部材30は、圧電基板10の一方の主面上のIDT電極13の周囲に立設され、カバー層20がIDT電極13から離間した状態で、カバー層20の圧電基板10側の面を支持する部材である。図1に示されるように、本実施の形態では、支持部材30は、上面視において矩形環状の形状を有するが、支持部材30の形状はこれに限定されない。支持部材30の形状は、IDT電極13の周囲の少なくとも一部に設けられ、カバー層20を支持することができる形状であればよい。なお、支持部材30が環状の形状を有し、IDT電極13を包囲することにより、支持部材30及びカバー層20によって、IDT電極13とカバー層20との間の空間を液密に封止することができる。すなわち、IDT電極13上の空間に水などの液体が浸入することを抑制できる。また、本実施の形態では、支持部材30を構成する材料のヤング率は、カバー層20の圧電基板10側の面を構成する材料のヤング率以下である。支持部材30及びカバー層20のヤング率の関係については、後で詳述する。支持部材30を構成する材料は、上記のヤング率を有する材料であれば、特に限定されない。支持部材30は、カバー層20の圧電基板10側の面を構成する材料に応じて、例えば、ポリイミド、エポキシ、BCB、PBO、金属及び酸化珪素の少なくとも一つを含む材料から構成される。
接合部材40は、カバー層20の圧電基板10側の面に設けられ、カバー層20と支持部材30とを接合する部材である。接合部材40を構成する材料は、特に限定されないが、接合部材40を構成する材料のヤング率は、支持部材30を構成する材料のヤング率未満であることが望ましい。これにより、支持部材30を接合部材40に容易にめり込ませることができる。接合部材40は、例えば、エポキシ、ウレタン、フェノール、ポリエステル、BCB及びPBOの少なくとも一つを含む材料から構成される。
以上のように、本実施の形態に係る弾性表面波装置1Aは、IDT電極13の上方の空間を、圧電基板10、カバー層20、支持部材30及び接合部材40で囲むWLP構造を有する。以下、本実施の形態に係る弾性表面波装置1AのWLP構造の構成について詳述する。
図2に示されるように、本実施の形態では、支持部材30のカバー層20側の端部は、接合部材40内に存在している。すなわち、支持部材30は、接合部材40の圧電基板10側の端部から接合部材40にめり込んでいる。これにより、支持部材30が、カバー層20側の端面だけでなく、当該端面の近傍の側面(圧電基板10の主面の法線方向と平行な面)においても、接合部材40と接している。このため、支持部材30が、カバー層20側の端面だけにおいて、接合部材40と接する場合より、支持部材30と接合部材40との接合面積が大きくなる。したがって、支持部材30と接合部材40との間の接合力が強化される。また、接合部材40とカバー層20との間の接合についても、接合部材40とカバー層20との間の接合面積を支持部材30のカバー層20側端面の面積より大きくすることが可能であるため、接合力を強化することができる。以上のように、支持部材30と接合部材40との間の接合力、及び、接合部材40とカバー層20との間の接合力を強化することができるため、強度が高いWLP構造を実現することができる。
また、本実施の形態では、圧電基板10のIDT電極13が設けられた主面に対する法線方向における接合部材40の寸法(図2に示す寸法y)は、当該法線方向における支持部材30の寸法(図2に示す寸法x)より小さい。このため、仮に、支持部材30のカバー層20側の端部が接合部材40にさらにめり込んでカバー層20の圧電基板10側の面に到達したとしても、接合部材40の圧電基板10側の端部が、圧電基板10に接することはない。したがって、IDT電極13の上方の空間が確保される。
さらに、本実施の形態では、図1及び図2に示されるように、接合部材40は、カバー層20の圧電基板10側の面におけるIDT電極13に対向する領域の周囲に設けられる。これにより、接合部材40の圧電基板10側の端部が、製造誤差などに起因して圧電基板10に接することがあっても、IDT電極13の上方の空間は確保される。
また、さらに、本実施の形態では、上述のように、支持部材30を構成する材料のヤング率は、カバー層20の圧電基板10側の面を構成する材料のヤング率以下である。これにより、仮に、支持部材30のカバー層20側の端部が接合部材40を貫通してカバー層20に到達したとしても、支持部材30がカバー層20にめり込むことが抑制される。したがって、カバー層20の圧電基板10側の面が、支持部材30のカバー層20側の端面より、圧電基板10側に移動することが抑制される。すなわち、カバー層20がIDT電極13から離間した状態を維持することができる。これにより、IDT電極13の上方の空間が確保される。
上記のヤング率の関係を満たすカバー層20及び支持部材30をそれぞれ構成する材料の組み合わせについて図3を用いて説明する。
図3は、本実施の形態に係る弾性表面波装置1Aのカバー層20及び支持部材30をそれぞれ構成し得る材料の例及び当該材料のヤング率を示す表である。
図3に示される材料とヤング率との関係より、例えば、カバー層20としてポリイミドを用いる場合には、支持部材30として、ポリイミドのヤング率以下のヤング率を有する、ポリイミド、エポキシ、BCBなどを用いることができる。
[弾性表面波装置の製造方法]
続いて、本実施の形態に係る弾性表面波装置1Aの製造方法の一例について説明する。
まず、圧電基板10を用意する。本実施の形態では、例えば、42°YカットLiTaO基板を用いる。
次に、圧電基板10の一方の主面に、フォトリソグラフィ技術を用いて、レジストパターンを形成する。当該レジストパターンが形成された圧電基板10上に導電性膜を成膜した後、レジストパターンを除去することにより、IDT電極13及び配線電極15を形成する。本実施の形態では、例えば、IDT電極13として、圧電基板10側からTi膜及びAlCu膜を成膜し、配線電極15として、圧電基板10側からTi膜及びAl膜を成膜する。IDT電極13及び配線電極15を構成する各膜は、例えば、蒸着法などによって成膜することができる。
次に、圧電基板10上にIDT電極13及び配線電極15を覆うように誘電体膜14を成膜する。本実施の形態では、例えば、誘電体膜14として、酸化珪素膜をCVD(Chemical Vapor Deposition)法などによって成膜する。
次に、圧電基板10のIDT電極13などが形成された側の主面上の、IDT電極13の周囲に支持部材30を形成する。本実施の形態では、支持部材30は、例えば、エポキシから構成される。支持部材30は、例えば、圧電基板10上に感光性エポキシを成膜し、フォトリソグラフィ法によって支持部材30のパターンを形成する。支持部材30の圧電基板10の主面に対する法線方向における寸法は、例えば、10μm〜20μm程度である。なお、支持部材30は、図2に示されるように、配線電極15上に形成される。
次に、支持部材30上に、接合部材40及びカバー層20の二層から構成される予め積層されたシート状の複合材を貼り付ける。接合部材40は、例えば、エポキシから構成され、支持部材30に対応するパターンにパターニングされている。接合部材40の圧電基板10の主面に対する法線方向における寸法は、例えば、5μm〜15μm程度である。また、カバー層20は、例えば、ポリイミドから構成され、上記接合部材40が接合されている。カバー層20の厚さは、例えば、10μm〜30μm程度である。
支持部材30に貼り付けられた接合部材40及びカバー層20は、支持部材30が接合部材40にめり込んだ状態で、300℃前後の環境下に置かれることにより硬化される。これにより、支持部材30とカバー層20とが接合部材40によって接合される。なお、支持部材30を接合部材40に十分にめり込ませるために、上記硬化工程の前に、カバー層20及び接合部材40に対して圧電基板10向きに圧力を加えてもよい。
続いて、貫通導体16及び半田バンプ17の形成方法の概要を説明する。
まず、カバー層20と支持部材30とが重なっている部分に、カバー層20側からレーザーを照射する。これにより、カバー層20及び支持部材30の一部を除去して、配線電極15をカバー層20側に露出させる。
次に、カバー層20側からめっき給電層を成膜する。めっき給電層は配線電極15側からTi及びNiの層を有する。続いて、上述のレーザーで除去した部分以外をレジストパターンで覆う。
次に、Ni電解めっきを行い、レジストパターンで覆われていない部分(すなわち、上述のレーザーで除去した部分)にNiめっき膜を成長させる。そのまま続いて、Au電解めっきを行い、Niめっき膜上にAuめっき膜を成長させる。
次に、レジストパターンを除去した後、めっき給電膜をエッチングによって除去する。これにより、貫通導体16を形成する。
次に、スクリーン印刷法によって、Auめっき上に半田ペーストを塗布し、リフロー工程によって半田バンプ17を形成する。続いて、フラックス洗浄を行う。
以上のように、図1及び図2に示される弾性表面波装置1Aを製造することができる。なお、通常、弾性表面波装置1Aは、基板上に複数個形成され、ダイシングカットによって個片化される。
(実施の形態1の変形例1)
次に、実施の形態1の変形例1に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図4は、本変形例に係る弾性表面波装置1Bの断面図である。
図4に示されるように、本変形例に係る弾性表面波装置1Bは、接合部材40B及び支持部材30Bの構成において上記実施の形態1に係る弾性表面波装置1Aと相違し、その他の構成において一致する。本変形例に係る弾性表面波装置1Bにおいて、支持部材30Bは、接合部材40Bを貫通してカバー層20に接する。なお、本明細書において、支持部材30Bが接合部材40Bを貫通する構成も、支持部材30Bが接合部材40Bに「めり込んだ」状態の一態様であると定義する。
本変形例に係る弾性表面波装置1Bにおいても、上記実施の形態1に係る弾性表面波装置1Aと同様に、支持部材30Bが、カバー層20側の端面の近傍の側面において、接合部材40Bと接している。また、支持部材30Bのカバー層20側の端面は、カバー層20と接している。このため、支持部材30Bは、カバー層20側の端面においてカバー層20と接合し、かつ、当該端面の近傍の側面において接合部材40Bを介してカバー層20と接合している。このため、支持部材30Bが、カバー層20側の端面だけにおいてカバー層20と接する場合より、支持部材30Bとカバー層20との接合力が強化される。したがって、強度が高いWLP構造を実現することができる。
また、本変形例においても、上記実施の形態1と同様に、圧電基板10のIDT電極13が設けられた主面に対する法線方向における接合部材40Bの寸法は、当該法線方向における支持部材30Bの寸法より小さい。このため、本変形例のように、支持部材30Bのカバー層20側の端面がカバー層20の圧電基板10側の面に接していても、接合部材40Bの圧電基板10側の端部が、圧電基板10に接することはない。したがって、IDT電極13の上方の空間が確保される。
また、本変形例においても、上記実施の形態1と同様に、支持部材30Bを構成する材料のヤング率は、カバー層20の圧電基板10側の面を構成する材料のヤング率以下である。これにより、本変形例においても、上記実施の形態1と同様に、カバー層20がIDT電極13から離間した状態を維持することができる。これにより、IDT電極13の上方の空間が確保される。
(実施の形態1の変形例2)
次に、実施の形態1の変形例2に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図5は、本変形例に係る弾性表面波装置1Cの断面図である。
図5に示されるように、本変形例に係る弾性表面波装置1Cは、接合部材40C及び支持部材30Cの構成において上記実施の形態1に係る弾性表面波装置1Aと相違し、その他の構成において一致する。本変形例に係る弾性表面波装置1Cにおいては、支持部材30Cのカバー層20側の端面の少なくとも一部が接合部材40Cにめり込んでいる。なお、図5の左側に示される接合部材40Cと支持部材30Cとの位置関係のように、支持部材30Cのカバー層20側の端部の一部だけが、接合部材40Cにめり込んだ構成も、支持部材30Cが接合部材40Cに「めり込んだ」状態の一態様であると定義する。
本変形例に係る弾性表面波装置1Cにおいても、上記実施の形態1に係る弾性表面波装置1Aと同様に、支持部材30Cが、カバー層20側の端面の近傍の側面(圧電基板10の主面の法線方向と平行な面)において、接合部材40Cと接している。また、支持部材30Cのカバー層20側の端面の少なくとも一部は、接合部材40Cと接している。このため、支持部材30Cが、カバー層20側の端面の一部だけにおいて接合部材40Cと接合する場合より、支持部材30と接合部材40Cとの接合力が強化される。また、接合部材40Cとカバー層20との間の接合面積も、支持部材30のカバー層20側端面の面積より大きくすることが可能である。したがって、強度が高いWLP構造を実現することができる。
また、本変形例においても、上記実施の形態1と同様に、圧電基板10のIDT電極13が設けられた主面に対する法線方向における接合部材40Cの寸法は、当該法線方向における支持部材30Cの寸法より小さい。また、支持部材30Cを構成する材料のヤング率は、カバー層20の圧電基板10側の面を構成する材料のヤング率以下である。これにより、本変形例においても、上記実施の形態1と同様に、IDT電極13の上方の空間が確保される。
(実施の形態1の変形例3)
次に、実施の形態1の変形例3に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図6は、本変形例に係る弾性表面波装置1Dの断面図である。
図6に示されるように、本変形例に係る弾性表面波装置1Dは、支持部材30Dの構成において上記実施の形態1に係る弾性表面波装置1Aと相違し、その他の構成において一致する。本変形例に係る弾性表面波装置1Dにおいては、支持部材30Dは、カバー層20側の端部において、カバー層20向きに凸状の曲面形状を有する。
本変形例に係る弾性表面波装置1においても、上記実施の形態1に係る弾性表面波装置1Aと同様に、支持部材30Dが、接合部材40Dにめり込んでいる。このため、支持部材30Dが、カバー層20側端だけにおいて接合部材40Dと接合する場合より、支持部材30Dと接合部材40Dとの接合力が強化される。また、接合部材40Dとカバー層20との間の接合面積も、支持部材30Dのカバー層20側端の面積より大きくすることが可能である。したがって、強度が高いWLP構造を実現することができる。さらに、支持部材30Dが上記形状を有することにより、弾性表面波装置1Dを製造する際に、支持部材30Dのカバー層20側の端部を接合部材40Dに容易にめり込ませることができる。
また、本変形例においても、上記実施の形態1と同様に、圧電基板10のIDT電極13が設けられた主面に対する法線方向における接合部材40Dの寸法は、当該法線方向における支持部材30Dの寸法より小さい。また、支持部材30Dを構成する材料のヤング率は、カバー層20の圧電基板10側の面を構成する材料のヤング率以下である。これにより、本変形例においても、上記実施の形態1と同様に、IDT電極13の上方の空間が確保される。
本変形例に係る支持部材30Dの形成方法は、特に限定されない。例えば、支持部材を感光性樹脂で形成する場合に、現像時間を通常より長くすることにより、端部に凸状の曲面を有する支持部材30Dを形成することができる。また、支持部材の端部にイオンスパッタなどの物理エッチングを施すことによって支持部材30Dを形成してもよい。また、支持部材の幅(すなわち、図6における左右方向の幅)が小さくなるように支持部材を形成することにより、支持部材30Dを形成してもよい。この場合、支持部材30Dの幅は、支持部材30Dを構成する材料に応じて適宜決定される。
(実施の形態1の変形例4)
次に、実施の形態1の変形例4に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図7Aは、本変形例の第1例に係る弾性表面波装置101Aの断面図である。
図7Bは、本変形例の第2例に係る弾性表面波装置101Bの断面図である。
図7Cは、本変形例の第3例に係る弾性表面波装置101Cの断面図である。
図7Dは、本変形例の第4例に係る弾性表面波装置101Dの断面図である。
図7A〜図7Dに示されるように、本変形例に係る弾性表面波装置101A〜101Dは、支持部材130A〜130D及び接合部材140A〜140Dがテーパ形状を有する点において、上記実施の形態1に係る弾性表面波装置1Aと相違し、その他の構成において一致する。
図7A及び図7Bに示される支持部材130A及び130Bにおいては、圧電基板10側からカバー層20側にかけて、幅(すなわち、図7Aおよび図7Bにおける左右方向の幅)が漸減している。一方、図7C及び図7Dに示される支持部材130C及び130Dにおいては、圧電基板10側からカバー層20側にかけて、幅が漸増している。
図7A及び図7Dに示される接合部材140A及び140Dにおいては、圧電基板10側からカバー層20側にかけて、幅が漸増している。一方、図7B及び図7Cに示される接合部材140B及び140Cにおいては、圧電基板10側からカバー層20側にかけて幅が漸減している。
本変形例に係る弾性表面波装置101A〜101Dにおいても、上記実施の形態1に係る弾性表面波装置1Aと同様に、支持部材130A〜130Dが、それぞれ、接合部材140A〜140Dにめり込んでいる。このため、支持部材130A〜130Dが、それぞれカバー層20側端だけにおいて接合部材140A〜140Dと接合する場合より、支持部材130A〜130Dと接合部材140A〜140Dとの接合力が強化される。また、接合部材140A〜140Dとカバー層20との間の接合面積も、支持部材130A〜130Dのカバー層20側端の面積より大きくすることが可能である。したがって、強度が高いWLP構造を実現することができる。
さらに、本変形例の第1例及び第2例では、支持部材130A及び130Bが上記形状を有することにより、弾性表面波装置101A及び101Bを製造する際に、支持部材130A及び130Bのカバー層20側の端部をそれぞれ接合部材140A及び140Bに容易にめり込ませることができる。このため、支持部材130A及び130Bをそれぞれ接合部材140A及び140Bに接合するときに、圧電基板10及びカバー層20に加える圧力を低減できる。これにより、本変形例の第1例及び第2例に係る弾性表面波装置101A及び101Bにおいては、カバー層20及び圧電基板10の破損及び変形を低減することができる。
また、本変形例の第3例及び第4例では、支持部材130C及び130Dが上記形状を有することにより、各支持部材と各接合部材との接合面積を上記実施の形態1に係る弾性表面波装置1Aにおける接合面積と同等に維持することができる。しかも、圧電基板10上における各支持部材の専有面積を低減できる。したがって、本変形例の第3例及び第4例に係る弾性表面波装置101C及び101Dにおいては、圧電基板10を小型化することができる。
また、本変形例においても、上記実施の形態1と同様に、圧電基板10のIDT電極13が設けられた主面に対する法線方向における各接合部材の寸法は、当該法線方向における各支持部材の寸法より小さい。また、各支持部材を構成する材料のヤング率は、カバー層20の圧電基板10側の面を構成する材料のヤング率以下である。これにより、本変形例においても、上記実施の形態1と同様に、IDT電極13の上方の空間が確保される。
本変形例に係る各支持部材及び各接合部材の形成方法は、特に限定されない。例えば、各支持部材及び各接合部材にイオンスパッタなどの物理エッチングを施すことによって各支持部材及び各接合部材をテーパ形状に整形してもよい。
なお、図7A〜図7Dに示される各例では、各支持部材及び各接合部材がいずれもテーパ形状を有するが、本変形例の構成はこれらの例に限定されない。例えば、支持部材及び接合部材の一方だけがテーパ形状を有してもよい。
さらに、部材に感光性樹脂を用いる場合は、フォトリソグラフィにおける露光条件(フォーカス、露光量)をコントロールして、テーパ形状や逆テ―パ形状を形成してもよい。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図8は、本実施の形態に係る弾性表面波装置1Eの上面図である。
図9は、本実施の形態に係る弾性表面波装置1Eの断面図である。図9は、図8に示されるVIII−VIII線における弾性表面波装置1Eの断面を示す。
図8及び図9に示されるように、本実施の形態に係る弾性表面波装置1Eは、接合部材40Eの形状において、上記実施の形態1に係る弾性表面波装置1Aと相違し、その他の点において一致する。具体的には、本実施の形態に係る接合部材40Eは、パターニングされておらず、上面視においてカバー層20と同様の形状を有するシート状の形状を有する。これにより、本実施の形態に係る接合部材40Eの製造においては、パターニングが不要であるため、上記実施の形態1に係る接合部材40より、製造に要するコスト及び時間を削減することができる。
また、本実施の形態においても、圧電基板10のIDT電極13が設けられた主面に対する法線方向における接合部材40Eの寸法は、当該法線方向における支持部材30の寸法より小さい。これにより、本実施の形態のようにIDT電極13の上方に接合部材40Eが設けられていても、IDT電極13の上方の空間は確保される。
また、本実施の形態に係る弾性表面波装置1Eにおいても、上記実施の形態1に係る弾性表面波装置1Aなどと同様に、強度が高いWLP構造を実現することができる。
(実施の形態2の変形例1)
次に、実施の形態2の変形例1に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図10は、本変形例に係る弾性表面波装置1Fの断面図である。
図10に示されるように、本変形例に係る弾性表面波装置1Fは、接合部材40F及び支持部材30Fの構成において上記実施の形態2に係る弾性表面波装置1Eと相違し、その他の構成において一致する。本変形例に係る弾性表面波装置1Fにおいては、支持部材30Fは、接合部材40Fを貫通してカバー層20に接する。
また、本実施の形態においても、圧電基板10のIDT電極13が設けられた主面に対する法線方向における接合部材40Fの寸法は、当該法線方向における支持部材30Fの寸法より小さい。これにより、本変形例に係る弾性表面波装置1Fにおいても、上記実施の形態1の変形例1に係る弾性表面波装置1Bと同様に、強度が高いWLP構造を実現することができる。また、弾性表面波装置1Fのその他の効果については、実施の形態2に係る弾性表面波装置1Eと同様である。
(実施の形態2の変形例2)
次に、実施の形態2の変形例2に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図11は、本変形例に係る弾性表面波装置1Gの断面図である。
図11に示されるように、本変形例に係る弾性表面波装置1Gは、接合部材40G及び支持部材30Gの構成において上記実施の形態2に係る弾性表面波装置1Eと相違し、その他の構成において一致する。本変形例に係る接合部材40Gは、圧電基板10の主面に対する法線方向に積層された複数の層を備える。具体的には、接合部材40Gは、相異なる二つの層である第一接合部材41G及び第二接合部材42Gを備える。第一接合部材41Gは、接合部材40Gの圧電基板10側に配置された層であり、上記実施の形態2に係る接合部材40Eと同様の構成を有する。第二接合部材42Gは、第一接合部材41Gのカバー層20側に配置された層である。第二接合部材42Gを構成する材料は特に限定されない。第二接合部材42Gは、例えば、IDT電極13の上方の空間の液密性を高めるために利用される。
本変形例に係る弾性表面波装置1Gのその他の効果については、上記実施の形態2に係る弾性表面波装置1Eと同様である。
(実施の形態2の変形例3)
次に、実施の形態2の変形例3に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図12は、本変形例に係る弾性表面波装置1Hの断面図である。
図12に示されるように、本変形例に係る弾性表面波装置1Hは、接合部材40H及び支持部材30Hの構成において上記実施の形態2に係る弾性表面波装置1Eと相違し、その他の構成において一致する。本変形例に係る接合部材40Hは、上記変形例に係る弾性表面波装置1Gと同様に、相異なる二つの層である第一接合部材41H及び第二接合部材42Hを備える。また、支持部材30Hは、第一接合部材41Hを貫通して、第二接合部材42Hにめり込んでいる。
本変形例に係る弾性表面波装置1Hも、上記変形例2に係る弾性表面波装置1Gと同様の効果を奏することができる。
(実施の形態2の変形例4)
次に、実施の形態2の変形例4に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図13は、本変形例に係る弾性表面波装置1Jの断面図である。
図13に示されるように、本変形例に係る弾性表面波装置1Jは、接合部材40J及び支持部材30Jの構成において上記実施の形態2に係る弾性表面波装置1Eと相違し、その他の構成において一致する。本変形例に係る接合部材40Jは、上記変形例に係る弾性表面波装置1G及び1Hと同様に、相異なる二つの層である第一接合部材41J及び第二接合部材42Jを備える。また、支持部材30Jは、第一接合部材41J及び第二接合部材42Jを貫通して、カバー層20に接する。
本変形例に係る弾性表面波装置1Jも、上記変形例に係る弾性表面波装置1G及び1Hと同様の効果を奏することができる。
(実施の形態2の変形例5)
次に、実施の形態2の変形例5に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図14は、本変形例に係る弾性表面波装置1Kの断面図である。
図14に示されるように、本変形例に係る弾性表面波装置1Kは、カバー層20Kの構成において上記実施の形態2の変形例4に係る弾性表面波装置1Jと相違し、その他の構成において一致する。本変形例に係るカバー層20Kは、圧電基板10の主面に対する法線方向に積層された複数の層を備える。具体的には、カバー層20Kは、相異なる二つの層である第一カバー層21K及び第二カバー層22Kを備える。第一カバー層21Kは、カバー層20Kの圧電基板10側に配置された層であり、上記実施の形態1及び2に係るカバー層20と同様の構成を有する。第二カバー層22Kは、図14において第一カバー層21Kの上方(すなわち、圧電基板10から遠い側)の面に配置された層である。第二カバー層22Kを構成する材料は特に限定されない。第二カバー層22Kは、例えば、IDT電極13の上方の空間の液密性を高めるために利用される。また、第二カバー層22Kは、弾性表面波装置1Kに製品番号などを印刷又は刻印するために利用されてもよい。
また、本変形例に係る弾性表面波装置1Kも、上記変形例に係る弾性表面波装置1G、1H及び1Jと同様の効果を奏することができる。
(実施の形態2の変形例6)
次に、実施の形態2の変形例6に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図15は、本変形例に係る弾性表面波装置1Lの断面図である。
図15に示されるように、本変形例に係る弾性表面波装置1Lは、カバー層20Lの構成において上記実施の形態2の変形例1に係る弾性表面波装置1Fと相違し、その他の構成において一致する。本変形例に係るカバー層20Lは、圧電基板10の主面に対する法線方向に積層された複数の層を備える。具体的には、カバー層20Lは、相異なる二つの層である第一カバー層21L及び第三カバー層23Lを備える。第一カバー層21Lは、図15におけるカバー層20Lの上方(圧電基板10から遠い側)の面に配置された層であり、上記実施の形態1及び2に係るカバー層20と同様の構成を有する。第三カバー層23Lは、図1において第一カバー層21の圧電基板10側の面に配置された層である。第三カバー層23Lを構成する材料は、支持部材30Fよりヤング率が高い材料であれば特に限定されない。第三カバー層23Lは、例えば、IDT電極13の上方の空間の液密性を高めるために利用される。
また、本変形例に係る弾性表面波装置1Lも、上記変形例に係る弾性表面波装置1Fと同様の効果を奏することができる。
(実施の形態2の変形例7)
次に、実施の形態2の変形例7に係る弾性表面波装置について、図面を用いて説明する。
図16は、本変形例に係る弾性表面波装置1Mの断面図である。
図16に示されるように、本変形例に係る弾性表面波装置1Mは、カバー層20Mの構成において上記実施の形態2の変形例6に係る弾性表面波装置1Lと相違し、その他の構成において一致する。本変形例に係るカバー層20Mは、圧電基板10の主面に対する法線方向に積層された複数の層を備える。具体的には、カバー層20Mは、第一カバー層21M、第二カバー層22M及び第三カバー層23Mを備える。
第一カバー層21Mは、カバー層20Mの厚さ方向の中央付近に配置された層であり、上記実施の形態1及び2に係るカバー層20と同様の構成を有する。
第二カバー層22Mは、図16において第一カバー層21Mの上方(すなわち、圧電基板10から遠い側)の面に配置された層であり、上記実施の形態2の変形例5に係る第二カバー層22Kと同様の構成を有する。
第三カバー層23Mは、図16において第一カバー層21の圧電基板10側の面に配置された層であり、上記実施の形態2の変形例6に係る第三カバー層23Lと同様の構成を有する。
また、本変形例に係る弾性表面波装置1Mも、上記変形例に係る弾性表面波装置1K及び1Lと同様の効果を奏することができる。
(その他の変形例など)
以上、本発明の各実施の形態に係る弾性表面波装置について説明したが、本発明は、個々の実施の形態には限定されない。例えば、上記各実施の形態に次のような変形を施した態様も、本発明に含まれ得る。
例えば、上記各実施の形態及びそれらの変形例における特徴箇所を任意に組み合わせて実現される形態も本発明に含まれる。
また、上記実施の形態1に係る弾性表面波装置1Aの製造方法について、支持部材30を接合部材40にめり込ませる方法として、カバー層20及び接合部材40に対して圧電基板10向きに圧力を加える方法を示した。しかしながら、支持部材30を接合部材40にめり込ませる方法はこれに限定されない。例えば、予め接合部材40の支持部材30に対応する部分に凹部を設けて、当該凹部内に支持部材30を挿入してもよい。
また、上記各実施の形態に係る弾性表面波装置では、IDT電極13及び配線電極15を覆う誘電体膜14を備えるが、誘電体膜14を備えなくてもよい。
また、上記実施の形態1に係る発明において、実施の形態2の変形例2〜7に係る各接合部材及び各カバー層の積層構造を適用してもよい。
本発明は、小型かつ薄型の弾性表面波装置として、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1J、1K、1L、1M、101A、101B、101C、101D、501、502 弾性表面波装置
10、511、512 圧電基板
11 基板部
12 電極部
13、513、514 IDT電極
14 誘電体膜
15 配線電極
20、20K、20L、20M、521、522 カバー層
21K、21L、21M 第一カバー層
22K、22M 第二カバー層
23L、23M 第三カバー層
30、30B、30C、30D、30F、30G、30H、30J、130A、130B、130C、130D、531、532 支持部材
40、40B、40C、40D、40E、40F、40G、40H、40J、140A、140B、140C、140D 接合部材
41G、41H、41J 第一接合部材
42G、42H、42J 第二接合部材

Claims (11)

  1. 弾性表面波を励振する電極が一方の主面に設けられた圧電基板と、
    前記一方の主面に対向する位置に配置され、前記電極を覆うカバー層と、
    前記一方の主面上の前記電極の周囲に立設され、前記カバー層が前記電極から離間した状態で前記カバー層の前記圧電基板側の面を支持する支持部材と、
    前記カバー層の前記圧電基板側の面に設けられ、前記カバー層と前記支持部材とを接合する接合部材と、を備え、
    前記支持部材における、前記カバー層側の端面の少なくとも一部と、前記端面の近傍の側面の少なくとも一部は、前記接合部材内に存在し、かつ、前記接合部材と接しており
    前記一方の主面に対する法線方向における前記接合部材の寸法は、前記法線方向における前記支持部材の寸法より小さい
    弾性表面波装置。
  2. 前記支持部材を構成する材料のヤング率は、前記カバー層の前記圧電基板側の面を構成する材料のヤング率以下である
    請求項1に記載の弾性表面波装置。
  3. 前記支持部材は、前記カバー層側の端部において、凸状の形状を有する
    請求項1又は2に記載の弾性表面波装置。
  4. 前記支持部材は、前記カバー層に接する
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
  5. 前記支持部材は、前記カバー層に接しない
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
  6. 前記接合部材は、前記カバー層の前記圧電基板側の面における前記電極に対向する領域の周囲に設けられる
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
  7. 前記接合部材は、前記法線方向に積層された複数の層を備える
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
  8. 前記カバー層は、前記法線方向に積層された複数の層を備える
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
  9. 前記接合部材は、エポキシ、ウレタン、フェノール、ポリエステル、ベンゾシクロブテン及びポリベンゾオキサゾールの少なくとも一つを含む材料から構成される
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
  10. 前記支持部材は、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾール、金属及び酸化珪素の少なくとも一つを含む材料から構成される
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
  11. 前記カバー層の前記圧電基板側の面は、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾール、珪素、酸化珪素、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムの少なくとも一つを含む材料から構成される
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の弾性表面波装置。
JP2017506131A 2015-03-16 2016-02-02 弾性表面波装置 Active JP6528843B2 (ja)

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