JP6544153B2 - 電子部品素子及び電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品素子及び電子部品に関する。

従来、様々な電子部品が提案されている。例えば、下記の特許文献１に記載の電子部品においては、圧電基板上に支持層が設けられており、支持層上にカバー部材が設けられている。圧電基板、支持層及びカバー部材により、中空空間が形成されている。カバー部材は、支持層に密着している密着層と、密着層上に積層された保護層とを有する。

下記の特許文献２では、パッケージの内部に弾性表面波装置が収容されている電子部品が開示されている。パッケージは、キャビティが設けられている基体と、キャビティを覆うように基体上に設けられている金属蓋とを有する。弾性表面波装置は、キャビティ内の収容空間に収容されている。キャビティ内には、収容空間を覆うように中間蓋が設けられている。

特開２０１０−２７８９７２号公報 特開２００５−２３６４７４号公報

特許文献１の電子部品では、カバー部材の保護層と密着層とが全面において密着している。よって、外部からの熱が中空空間に伝わり易かった。そのため、耐電力性が劣化することがあった。また、周波数特性のずれが生じることもあった。特許文献２の電子部品では、キャビティは金属蓋により封止されている。よって、金属蓋を介して、外部からの熱がキャビティ内に伝わり易かった。

本発明の目的は、外部からの熱が内部に伝わり難い、電子部品素子及び電子部品を提供することにある。

本発明に係る電子部品素子は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられている機能電極と、前記圧電基板上に設けられており、前記機能電極を囲んでいる支持部材と、前記支持部材上に設けられている第１の層と、前記第１の層上に積層されている第２の層と、前記第２の層上に積層されている第３の層と、を有するカバー部材とを備え、前記圧電基板、前記支持部材及び前記カバー部材により囲まれた第１の中空部に前記機能電極が封止されており、前記第２の層及び前記第３の層の内の少なくとも一方が断熱層を有する。

本発明に係る電子部品素子のある特定の局面では、前記第２の層が前記断熱層を有する。

本発明に係る電子部品素子の他の特定の局面では、前記第２の層が、前記第１〜第３の層の積層方向において前記第２の層を貫通している貫通部を有し、前記貫通部が前記第１の層及び前記第３の層により囲まれることによって、前記断熱層としての第２の中空部が構成されている。この場合には、外部からの熱が電子部品素子の内部に、より一層伝わり難い。

本発明に係る電子部品素子の別の特定の局面では、前記第２の中空部に、補強部材が設けられている。この場合には、電子部品素子の強度を高めることができる。

本発明に係る電子部品素子のさらに別の特定の局面では、前記機能電極がＩＤＴ電極である。

本発明に係る電子部品素子のさらに別の特定の局面では、前記支持部材及び前記カバー部材を貫通しているアンダーバンプメタル層と、前記アンダーバンプメタル層の一方端部に設けられているバンプとをさらに備える、電子部品素子を提供する。

本発明に係る電子部品素子のさらに別の特定の局面では、前記圧電基板を貫通しているアンダーバンプメタル層と、前記アンダーバンプメタル層の一方端部に設けられているバンプとをさらに備える、電子部品素子を提供する。

本発明に係る電子部品は、実装基板と、本発明に従って構成されている電子部品素子とを備える。

本発明に係る電子部品のある特定の局面では、前記実装基板上に設けられており、前記電子部品素子を封止している封止樹脂層をさらに備える。

本発明によれば、外部からの熱が内部に伝わり難い、電子部品素子及び電子部品を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る電子部品素子の正面断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子部品素子の正面断面図である。 本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る電子部品素子の正面断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電子部品素子の正面断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る電子部品素子の正面断面図である。 本発明の第５の実施形態としての電子部品の正面断面図である。 本発明の第５の実施形態の第２の変形例に係る電子部品の正面断面図である。

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素子の正面断面図である。

電子部品素子１は矩形板状の圧電基板２を有する。圧電基板２は、例えば、ＬｉＴａＯ_３やＬｉＮｂＯ_３などの圧電単結晶からなる。あるいは、圧電基板２は、適宜の圧電セラミックスからなっていてもよい。

圧電基板２上の中央領域には、複数のＩＤＴ電極３が設けられている。各ＩＤＴ電極３に電圧を加えると、弾性表面波がそれぞれ励振される。このように、電子部品素子１は弾性表面波を利用する素子である。なお、ＩＤＴ電極３の個数は特に限定されない。

圧電基板２上には、ＩＤＴ電極３に配線を介して電気的に接続されている電極ランド８が設けられている。さらに、圧電基板２上には、電極ランド８を覆うように、第１の支持部材４Ａが設けられている。第１の支持部材４Ａは、特に限定されないが、枠状の形状を有する。第１の支持部材４Ａは、複数のＩＤＴ電極３が枠の内側に位置するように囲んでいる。第１の支持部材４Ａ上には、カバー部材５が設けられている。カバー部材５は、特に限定されないが、矩形の平面形状を有する。電子部品素子１は、圧電基板２、第１の支持部材４Ａ及びカバー部材５に囲まれた第１の中空部Ａを有する。第１の中空部Ａに、複数のＩＤＴ電極３が封止されている。

圧電基板２を平面視して、弾性波伝搬方向における複数のＩＤＴ電極３同士の間には、第２の支持部材４Ｂが設けられている。第２の支持部材４Ｂは、第１の支持部材４Ａと共にカバー部材５を支持している。図１に示す、弾性波伝搬方向に隣り合う２個のＩＤＴ電極３を含む断面においては、第１，第２の支持部材４Ａ，４Ｂは、３箇所でカバー部材５を支持している。それによって、電子部品素子１の強度を高めることができる。なお、第２の支持部材４Ｂの位置は特に限定されず、第１の支持部材４Ａの内側に位置していればよい。あるいは、第２の支持部材４Ｂは設けられていなくともよい。

カバー部材５は、第１〜第３の層５ａ〜５ｃを有する。より具体的には、第１の層５ａは、第１，第２の支持部材４Ａ，４Ｂ上に設けられている。第１の層５ａ上に第２の層５ｂが積層されている。第２の層５ｂ上に第３の層５ｃが積層されている。

第２の層５ｂは、第１〜第３の層５ａ〜５ｃの積層方向において第２の層５ｂを貫通している貫通部を有する。この貫通部が第１の層５ａ及び第３の層５ｃにより囲まれることによって、断熱層としての第２の中空部Ｂが構成されている。このように、本実施形態では、第２の層５ｂが断熱層を有する。

第１〜第３の層５ａ〜５ｃは、エポキシ樹脂からなる。それによって、第１の層５ａと第２の層５ｂとが接合されている。同様に、第２の層５ｂと第３の層５ｃとが接合されている。なお、第１〜第３の層５ａ〜５ｃは、エポキシ樹脂以外の接合力が高い材料からなっていてもよい。

第１の支持部材４Ａ及びカバー部材５を貫通するように、アンダーバンプメタル層６が設けられている。アンダーバンプメタル層６は、ＩＤＴ電極３に電気的に接続されている。アンダーバンプメタル層６の一方端部には、バンプ７が設けられている。より具体的には、アンダーバンプメタル層６の、圧電基板２とは反対側の端部にバンプ７が接合されている。アンダーバンプメタル層６の圧電基板２側の端部は、電極ランド８に接続されている。このように、電子部品素子１は、ＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）構造を有する。

本実施形態の特徴は、カバー部材５が第２の中空部Ｂを有することにある。それによって、外部から第３の層５ｃに熱が加わっても、第２の中空部Ｂにより断熱される。従って、外部から電子部品素子１の内部に熱が伝わり難い。これにより、電子部品素子１の耐電力性の劣化を生じ難くすることができる。電子部品素子１の周波数特性のずれを生じ難くすることもできる。

本実施形態では、第１の層５ａ、第２の層５ｂ及び第３の層５ｃが同じ材料からなる。よって、断熱層を有するカバー部材５を容易に設けることができる。なお、第１〜第３の層５ａ〜５ｃの材料は、本実施形態のように、樹脂からなることが好ましい。それによって、カバー部材５の熱伝導率を小さくすることができる。

第３の層５ｃは、例えばポリイミドなどの、第１の層５ａよりも強度が高い樹脂からなっていてもよい。それによって、電子部品素子１の強度を高めることができる。

本実施形態では、カバー部材５の断熱層は第２の中空部Ｂであり、空気層である。なお、第２の層５ｂの貫通部が第１の層５ａ及び第３の層５ｃにより囲まれた部分に、液体の断熱材や空気以外の気体の断熱材が封入されていてもよい。

図２は、第２の実施形態に係る電子部品素子の正面断面図である。

電子部品素子２１は、カバー部材２５の第３の層２５ｃが断熱層を有する点で第１の実施形態と異なる。上記以外の点においては、電子部品素子２１は、第１の実施形態の電子部品素子１と同様の構成を有する。

本実施形態では、第２，第３の層５ｂ，２５ｃの両方が断熱層を有する。従って、外部からの熱が電子部品素子２１の内部に、より一層伝わり難い。第３の層２５ｃは、例えば、多孔質の材料などからなる。

なお、図３に示す第１の変形例のように、第２の層６５ｂが断熱層ではなく、第３の層２５ｃのみが断熱層であってもよい。この場合においても、カバー部材６５が外部と直接接する部分の断熱性を高めることができる。よって、外部からの熱が電子部品素子６１の内部に伝わり難い。

図４は、第３の実施形態に係る電子部品素子の正面断面図である。

電子部品素子３１は、カバー部材３５の第２の中空部Ｂに補強部材３８が設けられている点で、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、電子部品素子３１は、第１の実施形態の電子部品素子１と同様の構成を有する。

補強部材３８は、波状の形状を有する。補強部材３８は、第１の層５ａ及び第３の層５ｃの両方に接している。それによって、カバー部材３５は、補強部材３８により仕切られた複数の中空部を有する。よって、本実施形態においても、外部からの熱が電子部品素子３１の内部に伝わり難い。

補強部材３８は、多孔質構造、具体的にはスポンジ状であることが好ましい。それによって、多孔質構造の本体部に含まれた熱伝導率が低い空気の多孔部を有するので、断熱性が高められる。また、樹脂材料からなる本体部に発泡処理することにより多孔質構造を容易に製造できる。

加えて、補強部材３８は、第１，第３の層５ａ，５ｃを複数の部分において支持している。よって、電子部品素子３１の強度を高めることもできる。

なお、第２の中空部Ｂに設けられている補強部材は特に限定されない。例えば、第２の中空部Ｂには、多孔質の材料からなる補強部材が設けられていてもよい。この場合には、補強部材は断熱部材としての機能も有する。

図５は、第４の実施形態に係る電子部品素子の正面断面図である。

電子部品素子４１は、アンダーバンプメタル層４６が圧電基板２を貫通するように設けられている点で、第１の実施形態と異なる。なお、アンダーバンプメタル層４６は、第１の支持部材４Ａ及びカバー部材５を貫通していない。上記の点以外においては、電子部品素子４１は、第１の実施形態の電子部品素子１と同様の構成を有する。

圧電基板２を平面視して、第２の中空部Ｂが、第１の中空部Ａと第２の支持部材４Ｂとに重なって設けられている。なお、第１の支持部材４Ａと第２の支持部材４Ｂとに接合されている第１の層５ａの剛性が第３の層５ｃの剛性より高いことが望ましい。

他方、第１〜第３の層５ａ〜５ｃの材料が同じ場合、カバー部材５の全体厚みを基準として、第１の支持部材４Ａに接合される第１の層５ａの厚みの比率が、第３の層５ｃの厚みの比率よりも大きいことが望ましい。このとき、第１の支持部材４Ａに接合される第１の層５ａの厚みの比率を大きくすることで、ＩＤＴ電極３側への変形量が相対的に小さくなる。加えて、第３の層５ｃの厚みの比率を小さくすることで、第３の層５ｃのＩＤＴ電極３側の変形を第２の中空部Ｂ側に変形させることで応力緩和できる。

さらに、第２の中空部Ｂ内に流体を密閉封止した風船状の構造を形成すれば、第３の層５ｃに作用した力を分散させることができる。この場合、第２の中空部Ｂ内の流体は気体であることが好ましい。より好ましくは、上記流体は空気であることが望ましい。それによって、第３の層５ｃに作用した力を容易に、かつ効果的に分散させることができる。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、外部からの熱が電子部品素子４１の内部に伝わり難い。

ところで、一般的に、電子部品素子の製造工程には、電子部品素子をピックアップする工程がある。本実施形態のように、アンダーバンプメタル層が圧電基板を貫通するように設けられている電子部品素子は、圧電基板が吸着されることによりピックアップされることが多い。この場合、カバー部材がピンなどにより押圧されることにより、電子部品素子が押し上げられて、ピックアップされる。このとき、ピンなどによる押圧により、カバー部材が破損することがあった。

これに対して、本実施形態では、カバー部材５が第２の中空部Ｂを有する。それによって、ピックアップされる際にカバー部材５に加わるピンなどによる圧力を緩和することができる。従って、ピックアップの工程において、電子部品素子４１を破損し難くすることができる。

なお、電子部品素子４１がカバー部材５側から吸着される場合もある。この場合には、カバー部材５が第２の中空部Ｂを有するため、吸着部にカバー部材５の形状が追従し易い。従って、ピックアップの工程において、電子部品素子４１の吸着不良を生じ難くすることもできる。

図６は、第５の実施形態としての電子部品の正面断面図である。

電子部品５０は、実装基板５２を有する。実装基板５２上に、電子部品素子１が実装されている。より具体的には、実装基板５２上には、端子電極５６が設けられている。端子電極５６にバンプ７が接合されている。ＩＤＴ電極３は、電極ランド８、アンダーバンプメタル層６、バンプ７及び端子電極５６を介して外部に電気的に接続される。

実装基板５２上には、封止樹脂層５９も設けられている。封止樹脂層５９は、電子部品素子１を封止している。なお、封止樹脂層５９は、必ずしも設けられていなくともよい。

本実施形態の電子部品５０においては、第１の実施形態の電子部品素子１が実装されている。よって、外部からの熱が電子部品素子１の内部に伝わり難い、電子部品５０を提供することができる。

図７に示す第２の変形例の電子部品７０のように、実装基板５２上に電子部品素子１と共に、素子７３Ａ，７３Ｂなどが実装されていてもよい。素子７３Ａ，７３Ｂは、例えば、パワートランジスタなどの、駆動時に高温になる素子であってもよい。この場合においても、素子７３Ａ，７３Ｂの発熱による熱は、電子部品素子１の内部に伝わり難い。

実装基板５２上には、第２，第３，第４の実施形態の電子部品素子２１，３１，４１の内のいずれかの電子部品素子が実装されていてもよい。あるいは、実装基板５２上には、第１の変形例の電子部品素子６１が実装されていてもよい。これらの場合においても、第５の実施形態と同様に、外部からの熱が電子部品素子の内部に伝わり難い。

なお、電子部品素子は、弾性表面波以外を利用する素子であってもよい。すなわち、圧電基板上には、ＩＤＴ電極以外の機能電極が設けられていてもよい。例えば、電子部品素子は、弾性境界波などを利用する素子であってもよい。この場合においても、外部からの熱を、電子部品素子の内部に伝わり難くすることができる。

１…電子部品素子
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
４Ａ，４Ｂ…第１，第２の支持部材
５…カバー部材
５ａ〜５ｃ…第１〜第３の層
６…アンダーバンプメタル層
７…バンプ
８…電極ランド
２１…電子部品素子
２５…カバー部材
２５ｃ…第３の層
３１…電子部品素子
３５…カバー部材
３５ｂ…第２の層
３８…補強部材
４１…電子部品素子
４６…アンダーバンプメタル層
５０…電子部品
５２…実装基板
５６…端子電極
５９…封止樹脂層
６１…電子部品素子
６５…カバー部材
６５ｂ…第２の層
７０…電子部品
７３Ａ，７３Ｂ…素子

Claims (7)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板上に設けられている機能電極と、
   前記圧電基板上に設けられており、前記機能電極を囲んでいる支持部材と、
   前記支持部材上に設けられている第１の層と、前記第１の層上に積層されている第２の層と、前記第２の層上に積層されている第３の層と、を有するカバー部材と、
   を備え、
   前記圧電基板、前記支持部材及び前記カバー部材により囲まれた第１の中空部に前記機能電極が封止されており、
   前記第２の層及び前記第３の層の内の少なくとも前記第２の層が断熱層を有し、
   前記第２の層が、前記第１〜第３の層の積層方向において前記第２の層を貫通している貫通部を有し、前記貫通部が前記第１の層及び前記第３の層により囲まれることによって、前記断熱層としての第２の中空部が構成されている、電子部品素子。
2. 前記第２の中空部に、補強部材が設けられている、請求項１に記載の電子部品素子。
3. 前記機能電極がＩＤＴ電極である、請求項１または２に記載の電子部品素子。
4. 前記支持部材及び前記カバー部材を貫通しているアンダーバンプメタル層と、
   前記アンダーバンプメタル層の一方端部に設けられているバンプと、
   をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品素子。
5. 前記圧電基板を貫通しているアンダーバンプメタル層と、
   前記アンダーバンプメタル層の一方端部に設けられているバンプと、
   をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品素子。
6. 実装基板と、
   前記実装基板上に実装されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子部品素子と、
   を備える、電子部品。
7. 前記実装基板上に設けられており、前記電子部品素子を封止している封止樹脂層をさらに備える、請求項６に記載の電子部品。

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