JP7231368B2 - 弾性波デバイス - Google Patents

弾性波デバイス Download PDF

Info

Publication number
JP7231368B2
JP7231368B2 JP2018180847A JP2018180847A JP7231368B2 JP 7231368 B2 JP7231368 B2 JP 7231368B2 JP 2018180847 A JP2018180847 A JP 2018180847A JP 2018180847 A JP2018180847 A JP 2018180847A JP 7231368 B2 JP7231368 B2 JP 7231368B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
acoustic wave
metal layer
sealing portion
terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018180847A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020053812A (ja
Inventor
和重 畑山
直輝 柿田
▲琢▼真 黒▲柳▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyo Yuden Co Ltd filed Critical Taiyo Yuden Co Ltd
Priority to JP2018180847A priority Critical patent/JP7231368B2/ja
Priority to US16/510,568 priority patent/US11050408B2/en
Priority to CN201910897423.0A priority patent/CN110957988B/zh
Publication of JP2020053812A publication Critical patent/JP2020053812A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7231368B2 publication Critical patent/JP7231368B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25Constructional features of resonators using surface acoustic waves
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/0538Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
    • H03H9/0547Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a vertical arrangement
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02535Details of surface acoustic wave devices
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/0538Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
    • H03H9/0566Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements for duplexers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/10Mounting in enclosures
    • H03H9/1007Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1014Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/10Mounting in enclosures
    • H03H9/1064Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices
    • H03H9/1071Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the SAW device
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/171Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
    • H03H9/172Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/64Filters using surface acoustic waves
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02535Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02637Details concerning reflective or coupling arrays
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02535Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02818Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02834Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/125Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Description

本発明は弾性波デバイスに関する。
上面に弾性波素子が設けられた基板の上面に弾性波素子を囲むように封止部を設ける弾性波素子の封止方法が知られている(例えば特許文献1から3)。基板を貫通する貫通電極を介し弾性波素子と基板の下面とを電気的に接続することが知られている(例えば特許文献1、2)。
特開2007-67617号公報 特開2017-204827号公報 特開2013-115664号公報
しかしながら、基板を貫通する貫通孔を介し、弾性波素子と基板の下面とを電気的に接続すると、弾性波デバイスが大きくなる。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、小型化することを目的とする。
本発明は、第1面と前記第1面の反対の第2面とを有する第1基板と、前記第1面に設けられた弾性波素子と、前記第1基板を貫通する貫通孔を介し前記弾性波素子と前記第2面に設けられた金属部とを電気的に接続する配線部と、金属封止部であり、前記弾性波素子を囲むように前記第1面上に設けられ、平面視において前記貫通孔の少なくとも一部と重なり、前記弾性波素子を空隙に封止する封止部と、前記封止部と前記配線部との間に設けられ、前記封止部と前記配線部とを絶縁する第1絶縁膜と、を備える弾性波デバイスである。
上記構成において、前記第1基板は、前記第2面を有する支持基板と前記支持基板上に接合され前記第1面を有する圧電基板とを備え、前記弾性波素子を囲み、前記支持基板上の前記圧電基板が除去された領域に設けられ、前記封止部が接合する環状金属層を備え、前記貫通孔は前記環状金属層を貫通し、前記貫通孔と前記環状金属層との間に前記圧電基板が設けられている構成とすることができる。
上記構成において、前記環状金属層は、平面視において、前記圧電基板を挟み前記貫通孔を囲むように設けられ、前記第1基板の厚さ方向において前記配線部と前記環状金属層とは重なり、前記配線部と前記環状金属層とが重なる領域における前記配線部と前記環状金属層との間に設けられ、前記配線部と前記環状金属層とを絶縁する第2絶縁膜を備える構成とすることができる。
上記構成において、前記支持基板を貫通し前記環状金属層と前記第2面とを電気的に接続する貫通電極を備え、前記封止部は、前記環状金属層と電気的に接続される構成とすることができる。
上記構成において、前記第1絶縁膜上および前記環状金属層上に設けられ、前記第1絶縁膜が設けられていない領域において前記環状金属層と電気的に接続され、前記封止部が接合する接合層を備え、前記封止部は半田封止部であり、前記封止部と前記接合層とが接合する領域は、前記第1基板の厚さ方向において前記貫通孔の少なくとも一部と重なる構成とすることができる。
上記構成において、前記第1基板上に前記空隙を介し対向する第2基板備え、前記封止部は前記第2基板を囲むように設けられる構成とすることができる
上記構成において、共通端子と第1端子との間に電気的に接続された第1フィルタと、前記共通端子と第2端子との間に電気的に接続された第2フィルタと、を備え、前記第1フィルタおよび前記第2フィルタの少なくとも一方は前記弾性波素子を含み、前記共通端子、前記第1端子および前記第2端子は、各々前記金属部である構成とすることができる
上記構成において、前記第1端子および前記第2端子は前記第2面に設けられ、前記貫通孔は、前記第1端子に接続する第1貫通孔と、前記第2端子に接続する第2貫通孔を有し、前記第1貫通孔は、前記第1基板の対向する一対の側面のうち、一方の側面側に設けられ、前記第2貫通孔は前記一対の側面のうち、他方の側面側に設けられている構成とすることができる。
上記構成において、前記封止部上に設けられ、前記封止部とで前記弾性波素子を前記空隙に封止するリッドを備える構成とすることができる。
本発明によれば、小型化することができる。
図1(a)は、実施例1に係る弾性波デバイスの断面図、図1(b)は、図1(a)の範囲Aの拡大図である。 図2(a)は、弾性波共振器12の平面図、図2(b)は弾性波共振器22の断面図である。 図3は、実施例1に係る弾性波デバイスの回路図である。 図4(a)および図4(b)は、実施例1における基板の平面図である。 図5(a)から図5(d)は、実施例1に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図(その1)である。 図6(a)から図6(d)は、実施例1に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図(その2)である。 図7(a)から図7(d)は、実施例1に係る弾性波デバイスの平面図(その1)である。 図8(a)から図8(c)は、実施例1に係る弾性波デバイスの平面図(その2)である。 図9は、実施例1の変形例1に係る弾性波デバイスの貫通電極付近の平面図である。 図10(a)および図10(b)は、図9のA-A断面図およびB-B断面図である。 図11は、実施例1の変形例2に係る弾性波デバイスの断面図である。 図12は、実施例1の変形例3に係る弾性波デバイスの断面図である。 図13(a)および図13(b)は、比較例1における基板の平面図である。
以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。
図1(a)は、実施例1に係る弾性波デバイスの断面図、図1(b)は、図1(a)の範囲Aの拡大図である。図1(a)および図1(b)に示すように、基板10は支持基板10aと圧電基板11とを有する。圧電基板11は支持基板10aの上面に接合されている。支持基板10aは例えばサファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板、石英基板、水晶基板またはシリコン基板であり、単結晶基板、多結晶基板または焼結体基板である。圧電基板11は、例えばタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であり、単結晶基板である。圧電基板11の厚さは例えば0.5μmから30μmである。
基板10の下面に端子14および14aが設けられている。端子14および14aは、例えば金層または銅層等の金属層である。基板10の上面に弾性波共振器12および配線13が設けられている。弾性波共振器12と配線13とは電気的に接続されている。ここで、「電気的に接続」とは2点間が設計された交流回路として接続されていることを指す。交流回路における意図しない電磁結合および静電結合はこれに含まれない。配線13は、アルミニウム層または銅層等の金属層である。支持基板10aの上面の周縁の圧電基板11が除去されている。圧電基板11が除去された領域に環状金属層37が設けられている。環状金属層37の幅D1は例えば50μmから200μmである。
環状金属層37には開口54が設けられ、開口54内に圧電基板11aが設けられている。開口54の大きさは例えば直径D2が10μmから100μmである。圧電基板11a内に開口56が設けられ、開口56内に金属層37aが設けられている。圧電基板11aの幅D3は例えば5μmから50μmである。環状金属層37と金属層37aとは圧電基板11aにより絶縁されている。圧電基板11と11aは同じ材料からなる。圧電基板11aは圧電基板11と異なる絶縁層でもよい。この絶縁層の厚さは例えば5μmから50μmである。
環状金属層37と金属層37aは例えば銅層、金層、銀層、タングステン層、ニッケル層またはモリブデン層等の金属層である。貫通電極15および15aは支持基板10aを貫通する。貫通電極15は、端子14と金属層37aとを電気的に接続する。貫通電極15aは、端子14aと環状金属層37とを電気的に接続する。貫通電極15および15aは、例えば銅層、金層、銀層またはタングステン層等の金属層である。貫通電極15および15aの大きさは例えば直径D4が10μmから80μmである。
弾性波共振器12上に弾性波共振器12の保護膜として絶縁膜17が設けられている。圧電基板11aの周辺の環状金属層37上に絶縁膜17aが設けられている。絶縁膜17および17aは、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化アルミニウム膜である。絶縁膜17および17aの厚さは例えば0.02μmから1μmである。配線13上に配線16が設けられている。配線16は、金属層37aと配線13とを電気的に接続し、絶縁膜17aにより環状金属層37と絶縁されている。配線16は例えば金層、銀層、銅層またはアルミニウム層等の金属層である。金層、銀層、銅層またはアルミニウム層の下にチタン層等の密着層またはバリア層を設けてもよい。
配線16上に絶縁膜32が設けられている。絶縁膜32は、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化アルミニウム膜等の無機絶縁膜、またはポリイミド樹脂膜、エポキシ樹脂膜またはノボラック樹脂膜等の樹脂絶縁膜である。絶縁膜32の厚さは例えば0.1μmから10μmである。絶縁膜32上に接合層34が設けられている。接合層34は支持基板10aの周縁に環状金属層37と重なるように設けられている。接合層34と金属層37aとは絶縁膜32により絶縁されている。金属層37aおよび圧電基板11aが設けられていない領域では、接合層34は環状金属層37に電気的に接続される。接合層34は、例えば厚さが0.5μmから5μmのニッケル層、タングステン層またはモリブデン層等の金属層と、その上に設けられた例えば厚さが0.03μmから0.1μmの金層と、を備える。金層は封止部30である半田が接合する層であり、ニッケル層、タングステン層またはモリブデン層は拡散防止層である。
基板20の下面に弾性波共振器22および配線26が設けられている。基板20は、例えばシリコン基板、ガラス基板等の絶縁基板または半導体基板である。配線26は例えば銅層、アルミニウム層または金層等の金属層である。基板20はバンプ28を介し基板10にフリップチップ実装(フェースダウン実装)されている。バンプ28は、例えば金バンプ、半田バンプまたは銅バンプ等の金属バンプである。バンプ28は配線16と26とを接合する。
基板10上に基板20を囲むように封止部30が設けられている。封止部30は、半田等の金属材料である。封止部30は、接合層34に接合されている。基板20の上面および封止部30の上面に平板状のリッド36が設けられている。リッド36は例えば金属板または絶縁板である。リッド36および封止部30を覆うように保護膜38が設けられている。保護膜38は金属膜または絶縁膜である。
弾性波共振器12は空隙25を挟み基板20に対向し、弾性波共振器22は空隙25を挟み基板10に対向している。空隙25は、封止部30、基板10、基板20およびリッド36により封止される。バンプ28は空隙25に囲まれている。
端子14は、貫通電極15、金属層37a、配線16および13を介し弾性波共振器12と電気的に接続される。さらに、バンプ28および配線26を介し弾性波共振器22に電気的に接続される。端子14は、絶縁膜17aおよび32により環状金属層37および接合層34とは絶縁されている。端子14aは、貫通電極15a、環状金属層37および接合層34を介し封止部30に電気的に接続される。端子14aにグランド電位を供給することで、環状金属層37、接合層34および封止部30はグランド電位となり、シールドとして機能する。
図2(a)は、弾性波共振器12の平面図、図2(b)は弾性波共振器22の断面図である。図2(a)に示すように、弾性波共振器12は弾性表面波共振器である。圧電基板11上にIDT(Interdigital Transducer)42と反射器41が形成されている。IDT42は、互いに対向する1対の櫛型電極42dを有する。櫛型電極42dは、複数の電極指42aと複数の電極指42aを接続するバスバー42cとを有する。反射器41は、IDT42の両側に設けられている。IDT42が圧電基板11に弾性表面波を励振する。IDT42および反射器41上に温度補償膜として機能する酸化シリコン膜等の絶縁膜が設けられていてもよい。
図2(b)に示すように、弾性波共振器22は圧電薄膜共振器である。基板20上に圧電膜46が設けられている。圧電膜46を挟むように下部電極45および上部電極47が設けられている。下部電極45と基板20との間に空隙49が形成されている。圧電膜46を挟み下部電極45と上部電極47が対向する領域は、厚み縦振動モードの弾性波を励振する共振領域48である。下部電極45および上部電極47は例えばルテニウム膜等の金属膜である、圧電膜46は例えば窒化アルミニウム膜である。弾性波共振器22は、図2(a)のような弾性表面波共振器でもよい。
図3は、実施例1に係る弾性波デバイスの回路図である。弾性波デバイスはデュプレクサであり、共通端子Antと送信端子Txとの間に送信フィルタ60が接続されている。共通端子Antと受信端子Rxとの間に受信フィルタ62が接続されている。共通端子Ant、送信端子Tx、受信端子Rxおよびグランド端子は、図1(a)の端子14により、それぞれ個別に形成される。送信フィルタ60の通過帯域と受信フィルタ62の通過帯域は重なっていない。送信フィルタ60は、送信端子Txに入力した高周波信号のうち送信帯域の信号を共通端子Antに通過させ、他の帯域の信号を抑圧する。受信フィルタ62は、共通端子Antに入力した高周波信号のうち受信帯域の信号を受信端子Rxに通過させ、他の帯域の信号を抑圧する。
図4(a)および図4(b)は、実施例1における基板の平面図である。図4(a)は、基板10の平面図であり、基板10の下面に設けられた共通端子Ant、送信端子Tx、受信端子Rxおよびグランド端子Gを破線で示している。図4(b)は、基板20の平面図(上から透視した図)である。図4(a)に示すように、基板10上に複数の弾性波共振器12、配線16および環状金属層37が設けられている。弾性波共振器12は、直列共振器S11およびS12と並列共振器P11を有する。配線16上にバンプ28が設けられている。環状金属層37は基板10の周縁に弾性波共振器12を囲むように設けられている。
環状金属層37内に圧電基板11aが設けられ、圧電基板11a内に金属層37aが設けられている。配線16は、弾性波共振器12間を接続し、弾性波共振器12とバンプ28および金属層37aとを接続する。複数の金属層37aは、基板10の下面に設けられた共通端子Ant、送信端子Tx、受信端子Rxおよびグランド端子Gと貫通電極15を介し接続されている。共通端子Antと送信端子Txとの間に直列共振器S11およびS12が直列に接続されている。共通端子Antと送信端子Txとの間に並列共振器P11が並列に接続されている。並列共振器P11はグランド端子Gに接続されている。直列共振器S11、S12および並列共振器P11は送信フィルタ60を形成する。
図4(b)に示すように、基板20上(図1(a)では下面)に複数の弾性波共振器22および配線26が設けられている。弾性波共振器22は、直列共振器S21およびS22と並列共振器P21を有する。配線26は、弾性波共振器22間を接続し、弾性波共振器22とバンプ28とを接続する。配線26にバンプ28が接合する。複数のバンプ28は、共通端子Ant、受信端子Rxおよびグランド端子Gと接続されている。共通端子Antと受信端子Rxとの間に直列共振器S21およびS22が直列に接続されている。共通端子Antと受信端子Rxとの間に並列共振器P21が並列に接続されている。並列共振器P21はグランド端子Gに接続されている。直列共振器S21、S22および並列共振器P21は受信フィルタ62を形成する。
送信フィルタ60および受信フィルタ62の直列共振器および並列共振器の個数は任意に選択できる。
図5(a)から図6(d)は、実施例1に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図7(a)から図8(c)は、実施例1に係る弾性波デバイスの平面図である。
図5(a)および図7(a)に示すように、支持基板10aの上面に圧電基板11を接合する。圧電基板11の接合には、例えば表面活性化法を用いる。表面活性化法では、支持基板10aの上面および圧電基板11の下面をイオンビーム、中性化したビームまたはプラズマを用い活性化する。その後、支持基板10aの上面と圧電基板11の下面とを接合する。これにより、支持基板10aと圧電基板11とが直接接合する。なお、支持基板10aと圧電基板11との間には10nm以下のアモルファス層が形成される。アモルファス層は圧電基板11に比べ非常に薄いため、支持基板10aと圧電基板11とは実質的に直接接合されている。
領域50aおよび50bの圧電基板11を除去する。領域50bは支持基板10aの周縁領域である。領域50b内に圧電基板11aを環状に残存させる。圧電基板11a内に領域50aが設けられる。圧電基板11の除去には、例えばパターニングされたフォトレジストをマスク層としたサンドブラスト法、ウェットエッチング法またはドライエッチング法を用いる。または、マスク層を用いずレーザアブレーション法を用いてもよい。
図5(b)および図7(b)に示すように、領域50a内の支持基板10aに穴52を形成する。領域50b内の支持基板10aに穴52aを形成する。穴52および52aの形成には、例えばレーザアブレーション法またはドライエッチング法を用いる。
図5(c)および図7(c)に示すように、領域50a、50b、穴52および52aに導電体を充填する。これにより、穴52内に貫通電極15、穴52a内に貫通電極15a、領域50aおよび50b内にそれぞれ金属層37aおよび環状金属層37が形成される。導電体の充填には、例えば電解めっき法、無電解めっき法、真空印刷法、スパッタリング法、真空蒸着法またはCVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いる。
図5(d)および図7(d)に示すように、圧電基板11上にIDTおよび反射器を有する弾性波共振器12および配線13を形成する。弾性波共振器12上に絶縁膜17を形成し、圧電基板11aの周りの環状金属層37上に絶縁膜17aを形成する。絶縁膜17および17aは、例えばスパッタリング法、真空蒸着法またはCVD法を用い形成しその後エッチング法を用いパターニングする。絶縁膜17と17aの厚さを異ならせる場合は、絶縁膜17と17aを別々に形成してもよい。絶縁膜17aには金属層37aの上面を露出させる開口53が設けられている。
図6(a)および図8(a)に示すように、絶縁膜17a上に配線16を形成する。配線16は、開口53を介し金属層37aと電気的に接続され、環状金属層37とは絶縁する。配線16は、例えば真空蒸着法またはスパッタリング法を用い形成し、エッチング法またはリフトオフ法を用いパターニングする。
図6(b)および図8(b)に示すように、配線16上に絶縁膜32を形成する。絶縁膜32は、例えばスパッタリング法、真空蒸着法またはCVD法を用い形成しその後エッチング法を用いパターニングする。絶縁膜32が樹脂の場合、感光性樹脂を塗布後、露光現像法を用いパターニングしてもよい。
図6(c)および図8(c)に示すように、絶縁膜32および環状金属層37上に接合層34を形成する。接合層34は環状金属層37と電気的に接続され、配線16とは絶縁膜32を介し絶縁する。接合層34は、例えば真空蒸着法またはスパッタリング法を用い形成し、エッチング法またはリフトオフ法を用いパターニングする。接合層34は、電解めっき法または無電解めっき法を用い形成してもよい。
図6(d)に示すように、支持基板10aの下面を研磨または研削する。これにより、貫通電極15および15aが露出する。支持基板10aの下面に貫通電極15および15aと電気的に接続された端子14および14aを形成する。その後、基板20をバンプ28を用いフリップチップ実装する。封止部30およびリッド36を形成する。個片化後、めっき法を用い保護膜38を形成する。
[実施例1の変形例1]
図9は、実施例1の変形例1に係る弾性波デバイスの貫通電極付近の平面図、図10(a)および図10(b)は、図9のA-A断面図およびB-B断面図である。図9から図10(b)に示すように、金属層37aは実施例1より内側に設けられている。圧電基板11aは圧電基板11に接続されている。金属層37aと圧電基板11との間に環状金属層37および圧電基板11aが設けられていない。その他の構成は実施例1と同じであり説明を省略する。実施例1の変形例1のように、金属層37aおよび貫通電極15は、封止部30が接合層34に接合する領域に少なくとも一部が重なっていればよい。
[実施例1の変形例2]
図11は、実施例1の変形例2に係る弾性波デバイスの断面図である。図11に示すように、基板20が設けられていない。リッド36は平板でなく、周縁部が中央部より下方に位置している。保護膜38が設けられていない。リッド36は、金属板36cと金属板36cの下面に設けられた絶縁膜36dとを有する。金属板36cは、例えばコバール板または鉄ニッケル合金板である。絶縁膜36dは、例えば酸化シリコン膜である。
金属板36cの下面に絶縁膜36dを形成する。金属板36cの周縁の絶縁膜36dを除去する。その他の構成および製造方法は実施例1と同じであり説明を省略する。実施例1の変形例2のように、基板20は設けなくてもよい。
[実施例1の変形例3]
図12は、実施例1の変形例3に係る弾性波デバイスの断面図である。図12に示すように、基板20が設けられていない。封止部30aは樹脂である。配線16の絶縁膜32および接合層34は設けられていない。リッド36は、絶縁板36aと絶縁板36aの下面に設けられた導電膜36bとを有する。絶縁板36aは、例えばサファイア基板、アルミナ基板、タンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板またはシリコン基板である。導電膜36bは、例えばチタン膜等の密着膜である。
絶縁板36aの下面に例えばスパッタリング法を用い導電膜36bを形成する。リッド36の下面に封止部30aとなる樹脂を形成する。樹脂は例えば感光性樹脂を塗布し露光現像法により形成する。仮ベーク後、封止部30aを基板10上に貼り合わせベークする。その後、保護膜38としてニッケル膜をスパッタリング法を用い形成する。その他の構成および製造方法は実施例1と同じであり説明を省略する。
実施例1の変形例3のように、封止部30aは樹脂でもよい。封止部30aが樹脂のため接合層34はなくてもよい。また、封止部30aが絶縁体のため絶縁膜32はなくてもよい。実施例1のように基板20を設けた場合に、封止部を樹脂としてもよい。
[比較例1]
図13(a)および図13(b)は、比較例1における基板の平面図である。図13(a)は基板10の平面図であり、図13(b)は、基板20の平面図(上から透視した図)である。図13(a)および図13(b)のように、比較例1では、貫通電極15は基板10の周縁の封止部とは重なっていない。このため、貫通電極15およびパッドが基板10の面積により、基板10および20の面積が大きくなってしまう。また、送信端子Txおよび受信端子Rx用の貫通電極15間の距離L1が短くなる。これにより、送信端子Txと受信端子Rxとの間のアイソレーション特性が劣化する。例えば、送信端子Txに入力した受信帯域の信号が受信端子Rxに漏れてしまう。
実施例1およびその変形例によれば、図1(a)および図1(b)のように、弾性波共振器12(弾性波素子)は、基板10(第1基板)の上面(第1面)に設けられている。配線16、金属層37aおよび貫通電極15は配線部を形成し、配線部は、基板10を貫通する貫通孔(貫通電極15および金属層37aが形成された貫通孔)を介し、弾性波共振器12と基板10の下面(第1面の反対の第2面)に設けられた端子14a(金属部)とを電気的に接続する。封止部30は、弾性波共振器12を囲むように基板10の上面に設けられ、平面視において貫通孔(すなわち貫通電極15および金属層37a)の少なくとも一部と重なり、弾性波共振器12を空隙25に封止する。このように、封止部30と貫通孔とが重なることで、基板10の面積を小さくできる。よって、弾性波デバイスを小型化できる。
封止部30が設けられる基板10の周縁に貫通電極15および15aを設けることができるので、貫通電極15および15aの個数を増やすことができる。
また、実施例1およびその変形例1および2のように、封止部30が金属封止部のとき、絶縁膜32(第1絶縁膜)は、封止部30と配線16との間に設けられ、封止部30と配線16とを絶縁する。これにより、配線部を信号配線とすることができる。
基板10は、支持基板10aと支持基板10a上に接合された圧電基板11とを備えている。環状金属層37は、弾性波共振器12を囲み、支持基板10a上の圧電基板11が除去された領域に設けられ、封止部30が接合する。貫通孔は環状金属層37を貫通し、貫通孔(すなわち金属層37a)と環状金属層37との間に圧電基板11aが設けられている。これにより、環状金属層37を設けても配線部と環状金属層37とを絶縁できる。
実施例1およびその変形例2のように、環状金属層37は、平面視において圧電基板11aを挟み貫通孔(すなわち金属層37a)を囲むように設けられている。基板10の厚さ方向において配線16と環状金属層37とは重なる。絶縁膜17a(第2絶縁膜)は、配線16と環状金属層37とが重なる領域における配線16と環状金属層37との間に設けられ、配線16と環状金属層37とを絶縁する。これにより、配線16と環状金属層37とが重なっていても、配線16と環状金属層37とを絶縁できる。
貫通電極15aは支持基板10aを貫通し環状金属層37と支持基板10aの下面とを電気的に接続する。封止部30は、環状金属層37と電気的に接続される。これにより、貫通電極15aを介し、封止部30にグランド電位を供給できる。配線16および金属層37aは封止部30および環状金属層37に覆われるため、他の配線とのカップリング面積を低減できる。
封止部30は半田封止部であり、接合層34は、絶縁膜32上および環状金属層37上に設けられ、絶縁膜32が設けられていない領域において環状金属層37と電気的に接続され、封止部30が接合する。封止部30と接合層34とが接合する領域は、基板10の厚さ方向において金属層37aの少なくとも一部と重なる。これにより、半田からなる封止部30を基板10上に接合できる。
実施例1およびその変形例1のように、基板20(第2基板)は、基板10上に空隙25を介し対向する。封止部30は、基板20を囲むように設けられている。リッド36は、封止部30と基板20上に設けられる。これにより、リッド36と封止部とで、基板20を封止できる。
図3から図4(b)のように、送信フィルタ60(第1フィルタ)は共通端子Antと送信端子Tx(第1端子)との間に電気的に接続されている。受信フィルタ62(第2フィルタ)は共通端子Antと受信端子Rx(第2端子)との間に電気的に接続されている。送信フィルタ60および受信フィルタ62の少なくとも一方は弾性波共振器12を含む。このように、弾性波デバイスをマルチプレクサとすることができる。送信フィルタ60および受信フィルタ62としてラダー型フィルタを例に説明したが、送信フィルタ60および/または受信フィルタ62は多重モード型フィルタでもよい。第1フィルタおよび第2フィルタの例として送信フィルタおよび受信フィルタを説明したが、第1フィルタおよび第2フィルタはいずれも送信フィルタでもよく、いずれも受信フィルタでもよい。マルチプレクサの例としてデュプレクサを説明したが、マルチプレクサは、トリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。
送信端子Txおよび受信端子Rxは基板10の下面に設けられている。図4(a)のように、貫通孔(金属層37a)は、送信端子Txに接続する第1貫通孔と、受信端子Rxに接続する貫通孔を有する。第1貫通孔は、基板10の対向する一対の側面のうち、一方の側面側に設けられ、第2貫通孔は一対の側面のうち、他方の側面側に設けられている。これにより、送信端子Txと受信端子Rxとの距離を長くできる。よって、アイソレーション特性を改善できる。
リッド36は、封止部30上に設けられ、封止部30とで弾性波共振器12を空隙25に封止する。リッド36が設けられず、封止部30で弾性波共振器12を空隙25に封止してもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
10、20 基板
10a 支持基板
11、11a 圧電基板
12、22 弾性波共振器
14 端子
15、15a 貫通電極
16、26 配線
17、17a 絶縁膜
25 空隙
28 バンプ
30、30a 封止部
32 絶縁膜
34 接合層
36 リッド

Claims (9)

  1. 第1面と前記第1面の反対の第2面とを有する第1基板と、
    前記第1面に設けられた弾性波素子と、
    前記第1基板を貫通する貫通孔を介し前記弾性波素子と前記第2面に設けられた金属部とを電気的に接続する配線部と、
    金属封止部であり、前記弾性波素子を囲むように前記第1面上に設けられ、平面視において前記貫通孔の少なくとも一部と重なり、前記弾性波素子を空隙に封止する封止部と、
    前記封止部と前記配線部との間に設けられ、前記封止部と前記配線部とを絶縁する第1絶縁膜と、
    を備える弾性波デバイス。
  2. 前記第1基板は、前記第2面を有する支持基板と前記支持基板上に接合され前記第1面を有する圧電基板とを備え、
    前記弾性波素子を囲み、前記支持基板上の前記圧電基板が除去された領域に設けられ、前記封止部が接合する環状金属層を備え、
    前記貫通孔は前記環状金属層を貫通し、前記貫通孔と前記環状金属層との間に前記圧電基板が設けられている請求項1に記載の弾性波デバイス。
  3. 前記環状金属層は、平面視において、前記圧電基板を挟み前記貫通孔を囲むように設けられ、
    前記第1基板の厚さ方向において前記配線部と前記環状金属層とは重なり、
    前記配線部と前記環状金属層とが重なる領域における前記配線部と前記環状金属層との間に設けられ、前記配線部と前記環状金属層とを絶縁する第2絶縁膜を備える請求項2に記載の弾性波デバイス。
  4. 前記支持基板を貫通し前記環状金属層と前記第2面とを電気的に接続する貫通電極を備え、
    前記封止部は、前記環状金属層と電気的に接続される請求項2または3に記載の弾性波デバイス。
  5. 前記第1絶縁膜上および前記環状金属層上に設けられ、前記第1絶縁膜が設けられていない領域において前記環状金属層と電気的に接続され、前記封止部が接合する接合層を備え、
    前記封止部は半田封止部であり、
    前記封止部と前記接合層とが接合する領域は、前記第1基板の厚さ方向において前記貫通孔の少なくとも一部と重なる請求項2または3に記載の弾性波デバイス。
  6. 前記第1基板上に前記空隙を介し対向する第2基板備え、
    前記封止部は前記第2基板を囲むように設けられる請求項1から5のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
  7. 共通端子と第1端子との間に電気的に接続された第1フィルタと、
    前記共通端子と第2端子との間に電気的に接続された第2フィルタと、
    を備え、
    前記第1フィルタおよび前記第2フィルタの少なくとも一方は前記弾性波素子を含み、
    前記共通端子、前記第1端子および前記第2端子は、各々前記金属部である請求項1から6のいずれか一項に弾性波デバイス。
  8. 前記第1端子および前記第2端子は前記第2面に設けられ、
    前記貫通孔は、前記第1端子に接続する第1貫通孔と、前記第2端子に接続する第2貫通孔を有し、
    前記第1貫通孔は、前記第1基板の対向する一対の側面のうち、一方の側面側に設けられ、前記第2貫通孔は前記一対の側面のうち、他方の側面側に設けられている請求項7に記載の弾性波デバイス。
  9. 前記封止部上に設けられ、前記封止部とで前記弾性波素子を前記空隙に封止するリッドを備える請求項1から8のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
JP2018180847A 2018-09-26 2018-09-26 弾性波デバイス Active JP7231368B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018180847A JP7231368B2 (ja) 2018-09-26 2018-09-26 弾性波デバイス
US16/510,568 US11050408B2 (en) 2018-09-26 2019-07-12 Acoustic wave device
CN201910897423.0A CN110957988B (zh) 2018-09-26 2019-09-23 声波装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018180847A JP7231368B2 (ja) 2018-09-26 2018-09-26 弾性波デバイス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020053812A JP2020053812A (ja) 2020-04-02
JP7231368B2 true JP7231368B2 (ja) 2023-03-01

Family

ID=69885054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018180847A Active JP7231368B2 (ja) 2018-09-26 2018-09-26 弾性波デバイス

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11050408B2 (ja)
JP (1) JP7231368B2 (ja)
CN (1) CN110957988B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022123892A1 (ja) * 2020-12-07 2022-06-16 株式会社村田製作所 高周波モジュールおよび通信装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060043822A1 (en) 2004-08-26 2006-03-02 Kyocera Corporation Surface acoustic wave device, surface acoustic wave apparatus, and communications equipment
JP2007060465A (ja) 2005-08-26 2007-03-08 Seiko Epson Corp 薄膜弾性表面波デバイス
WO2015098679A1 (ja) 2013-12-27 2015-07-02 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
JP2017157922A (ja) 2016-02-29 2017-09-07 太陽誘電株式会社 電子デバイス
WO2017179300A1 (ja) 2016-04-14 2017-10-19 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
JP2017204827A (ja) 2016-05-13 2017-11-16 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス
WO2017212742A1 (ja) 2016-06-09 2017-12-14 株式会社村田製作所 弾性波装置
JP2017220778A (ja) 2016-06-07 2017-12-14 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10238523B4 (de) * 2002-08-22 2014-10-02 Epcos Ag Verkapseltes elektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung
JP4518877B2 (ja) * 2004-08-26 2010-08-04 京セラ株式会社 弾性表面波装置
JP2007067617A (ja) 2005-08-30 2007-03-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 共用器及びそれを用いた通信機器
JP2012182604A (ja) * 2011-03-01 2012-09-20 Panasonic Corp 弾性波フィルタ部品
JP5873311B2 (ja) 2011-11-29 2016-03-01 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス及び多層基板
US9099982B2 (en) * 2012-01-25 2015-08-04 International Business Machines Corporation Method of manufacturing switching filters and design structures
JP6003194B2 (ja) * 2012-04-27 2016-10-05 セイコーエプソン株式会社 ベース基板、電子デバイスおよびベース基板の製造方法
KR101730335B1 (ko) * 2015-01-27 2017-04-27 주하이 어드밴스드 칩 캐리어스 앤드 일렉트로닉 서브스트레이트 솔루션즈 테크놀러지즈 컴퍼니 리미티드 필름 벌크 음향 공진기 필터 제조 방법
US10084427B2 (en) * 2016-01-28 2018-09-25 Qorvo Us, Inc. Surface acoustic wave device having a piezoelectric layer on a quartz substrate and methods of manufacturing thereof
JP6360847B2 (ja) * 2016-03-18 2018-07-18 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス
JP6556663B2 (ja) * 2016-05-26 2019-08-07 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060043822A1 (en) 2004-08-26 2006-03-02 Kyocera Corporation Surface acoustic wave device, surface acoustic wave apparatus, and communications equipment
JP2007060465A (ja) 2005-08-26 2007-03-08 Seiko Epson Corp 薄膜弾性表面波デバイス
WO2015098679A1 (ja) 2013-12-27 2015-07-02 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
JP2017157922A (ja) 2016-02-29 2017-09-07 太陽誘電株式会社 電子デバイス
WO2017179300A1 (ja) 2016-04-14 2017-10-19 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
JP2017204827A (ja) 2016-05-13 2017-11-16 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス
JP2017220778A (ja) 2016-06-07 2017-12-14 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス
WO2017212742A1 (ja) 2016-06-09 2017-12-14 株式会社村田製作所 弾性波装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11050408B2 (en) 2021-06-29
CN110957988B (zh) 2023-09-26
CN110957988A (zh) 2020-04-03
US20200099361A1 (en) 2020-03-26
JP2020053812A (ja) 2020-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10250219B2 (en) Acoustic wave device
JP6934324B2 (ja) 弾性波デバイス
US10090825B2 (en) Acoustic wave device
JPH0799420A (ja) 弾性表面波素子実装回路
JP2012182604A (ja) 弾性波フィルタ部品
JP7117828B2 (ja) 弾性波デバイス
KR20170111913A (ko) 음향파 디바이스 및 그 제조방법
JP6653646B2 (ja) 電子部品およびその製造方法
JP2019021998A (ja) 電子部品
KR20180059353A (ko) 전자 부품 및 그 제조 방법
JP6909060B2 (ja) 電子部品
JP7231368B2 (ja) 弾性波デバイス
JP7340344B2 (ja) 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ
JP7426196B2 (ja) 弾性波デバイスおよびその製造方法、フィルタ及びマルチプレクサ
JP2022044314A (ja) 弾性波デバイス
US20230223916A1 (en) Acoustic wave device
JP7347955B2 (ja) 弾性波デバイスおよびその製造方法、フィルタおよびマルチプレクサ
US20220416757A1 (en) Acoustic wave device, filter and multiplexer
JP7340348B2 (ja) 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ
JP7406341B2 (ja) 電子部品、フィルタおよびマルチプレクサ
JP2022137818A (ja) 弾性波デバイスおよびその製造方法、フィルタおよびマルチプレクサ
JP6653647B2 (ja) 弾性波デバイス
JP6793009B2 (ja) 弾性波デバイス及び多面取り基板
JP2021034746A (ja) 電子デバイスおよびその製造方法、フィルタ並びにマルチプレクサ
JP2023141885A (ja) 弾性波デバイス、フィルタ、マルチプレクサ、および弾性波デバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210302

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220118

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220317

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220802

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220927

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7231368

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150