JPWO2012050016A1 - 弾性表面波装置 - Google Patents

Abstract

放熱性の高い弾性表面波装置を提供する。弾性表面波装置１は、圧電基板１０と、ＩＤＴ電極１１，１２と、カバー１５と、配線１３，１４とを備えている。ＩＤＴ電極１１，１２は、圧電基板１０の主面１０ａの上に形成されている。カバー１５は、主面１０ａに接合されている。配線１３，１４は、主面１０ａとカバー１５との接合部にまで至っている。カバー１５には、配線１３，１４に臨む貫通孔１５ｂ１，１５ｂ２が形成されている。弾性表面波装置１は、貫通孔１５ｂ１，１５ｂ２内に形成されたアンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂと、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂの上に形成されたバンプ１８ａ、１８ｂとをさらに備える。平面視において、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂは、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂとバンプ１８ａ、１８ｂとの接合部よりも広い領域に設けられている。

Description

本発明は、弾性表面波装置に関する。

近年、共振子やフィルタとして、弾性表面波を利用した弾性表面波装置が多用されるようになってきている。弾性表面波装置は、圧電基板と、圧電基板の上に形成されているＩＤＴ電極とを有する。このＩＤＴ電極において励振された弾性表面波が圧電基板の表面を伝搬することにより機能が発現する。このため、圧電基板の表面の状態が変化すると発現する特性が大きく変化する。従って、弾性表面波装置では、例えば下記の特許文献１に記載されているように、圧電基板の表面をカバーによって覆うことにより、外乱による特性変化を抑制することがなされている。

圧電基板の表面を覆うカバーを備える弾性表面波装置においては、カバーを貫通するアンダーバンプメタルと、そのアンダーバンプメタルの上に配されたバンプとによって、内部のＩＤＴ電極への電力供給が行われるのが一般的である。

特開２００９−２４７０１２号公報

弾性表面波装置では、ＩＤＴ電極において弾性表面波を励振すると、ＩＤＴ電極が発熱する。ＩＤＴ電極が発熱すると、カバー内の温度が高くなり、得られる特性が変化してしまう場合がある。このため、弾性表面波装置の放熱性を如何に高めるかが問題となる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、放熱性の高い弾性表面波装置を提供することにある。

本発明に係る弾性表面波装置は、圧電基板と、ＩＤＴ電極と、カバーと、配線とを備えている。圧電基板は、主面を有する。ＩＤＴ電極は、圧電基板の主面の上に形成されている。カバーは、主面に接合されている。カバーは、主面のＩＤＴ電極が形成された領域の上に封止空間を形成している。配線は、ＩＤＴ電極に接続されている。配線は、主面とカバーとの接合部にまで至っている。カバーには、配線に臨む貫通孔が形成されている。本発明に係る弾性表面波装置は、貫通孔内に形成されたアンダーバンプメタルと、アンダーバンプメタルの上に形成されたバンプとをさらに備える。平面視において、アンダーバンプメタルは、アンダーバンプメタルとバンプとの接合部よりも広い領域に設けられている。

本発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、アンダーバンプメタルの少なくとも一部は、バンプが設けられていない領域に至るように形成されている。この構成によれば、弾性表面波装置の放熱性をより効果的に改善することができる。

本発明に係る弾性表面波装置の他の特定の局面では、弾性表面波装置は、アンダーバンプメタルのバンプとの接合領域以外の上を覆う絶縁層をさらに備えている。この構成によれば、バンプの所望しない濡れ拡がりを抑制することができる。

本発明に係る弾性表面波装置の別の特定の局面では、アンダーバンプメタルは、圧電基板側の底部と、底部よりもバンプ側に位置している上部とを有する。平面視において、底部の方が上部よりも大きい。

本発明では、平面視において、アンダーバンプメタルは、アンダーバンプメタルとバンプとが接合している領域よりも広い領域に設けられている。従って、弾性表面波装置の放熱性を改善することができる。

図１は、第１の実施形態に係る弾性表面波装置の略図的平面図である。 図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。 図３は、比較例に係る弾性波装置の略図的断面図である。 図４は、第２の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１及び図４に示す弾性表面波装置１，２を例に挙げて説明する。但し、弾性表面波装置１，２は、単なる例示である。本発明に係る弾性表面波装置は、弾性表面波装置１，２に何ら限定されない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る弾性表面波装置の略図的平面図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。

図１及び図２に示す弾性表面波装置１は、弾性表面波共振子である。但し、本発明に係る弾性表面波装置は、弾性表面波共振子に限定されない。本発明に係る弾性表面波装置は、弾性表面波フィルタ装置であってもよいし、例えば弾性表面波デュプレクサや弾性表面波トリプレクサなどの弾性表面波分波器であってもよい。

図１及び図２に示すように弾性表面波装置１は、圧電基板１０を備えている。圧電基板１０は、例えば、ＬｉＮｂＯ_３基板、ＬｉＴａＯ_３基板、水晶基板などにより構成することができる。

圧電基板１０の主面１０ａの上には、直列に接続されている２つのＩＤＴ電極１１，１２が形成されている。また、主面１０ａの上には、ＩＤＴ電極１１，１２に接続されている配線１３，１４が形成されている。これらＩＤＴ電極１１，１２及び配線１３，１４は、例えば、Ａｌ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ及びＰｄからなる群から選ばれた金属、もしくは、Ａｌ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ及びＰｄからなる群から選ばれた一種以上の金属を含む合金により形成することができる。また、ＩＤＴ電極１１，１２及び配線１３，１４は、例えば上記金属や合金からなる複数の導電層の積層体により構成されていてもよい。

圧電基板１０の主面１０ａの上には、カバー１５が設けられている。カバー１５は、主面１０ａのＩＤＴ電極１１，１２が設けられている領域の上方に位置している板状のカバー本体１５ａと、カバー本体１５ａの周縁部に設けられており、カバー本体１５ａよりも圧電基板１０側に突出している額縁部１５ｂとを有する。カバー１５は、この額縁部１５ｂが主面１０ａに接合されることにより、主面１０ａに固定されている。カバー本体１５ａと主面１０ａとの間には、カバー１５と圧電基板１０とにより区画形成された封止空間１９が形成されている。

上記配線１３，１４は、額縁部１５ｂと主面１０ａとの接合部にまで至っている。換言すれば、配線１３，１４の先端部は、平面視において額縁部１５ｂの下に位置している。額縁部１５ｂには、配線１３，１４の先端部に臨む貫通孔１５ｂ１，１５ｂ２が形成されている。この貫通孔１５ｂ１，１５ｂ２には、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂが配線１３，１４に接続されるように形成されている。アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂの上面は、カバー本体１５ａと略面一である。このアンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂの上面の一部は、カバー本体１５ａの上に配された絶縁層１７により覆われており、一部のみが露出している。そして、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂの露出部の上に、バンプ１８ａ、１８ｂが形成されている。すなわち、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂのバンプ１８ａ、１８ｂとの接合領域以外の部分が絶縁層１７により覆われている。このため、バンプ１８ａ、１８ｂの所望しない濡れ拡がりが効果的に抑制されている。

本実施形態の弾性表面波装置１は、例えば、次のように作製される。まず、圧電材料からなるウェハを用意する。次に、ウェハの主面に、蒸着−リフトオフ法により、ＩＤＴ電極１１，１２及び配線１３，１４からなる複数の弾性表面波共振子部を形成する。複数の弾性表面波共振子部上に、感光性のポリイミド系樹脂を塗布する。塗布したポリイミド系樹脂をフォトリソグラフィ法でパターニングすることにより、複数の弾性表面波共振子部に対応する複数の額縁部１５ｂと額縁部１５ｂに設けられている貫通孔１５ｂ１，１５ｂ２の一部を形成する。複数の額縁部１５ｂ上に感光性のエポキシ系樹脂フィルムを貼り付ける。エポキシ系樹脂フィルムをフォトリソグラフィ法でパターニングすることにより、複数の弾性表面波共振子部に対応するカバー本体１５ａとカバー本体１５ａに設けられている貫通孔１５ｂ１，１５ｂ２の残りの部分を形成する。貫通孔１５ｂ１，１５ｂ２に、電解メッキにより、Ｎｉ−Ａｕからなるアンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂを形成する。カバー本体１５ａ上及びアンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂの上面に、ＳＯＧにより、絶縁層１７を形成する。絶縁層１７を、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂの上面の一部のみが露出するように、ドライエッチングする。アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂの上面の一部に、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田を印刷することにより、バンプ１８ａ、１８ｂを形成する。最後に、ウェハをダイシングすることにより、複製の弾性表面波装置１を作製する。

なお、カバー１５の材質は、絶縁材料である限りにおいて特に限定されない。カバー１５は、例えばイミド系樹脂やアミド系樹脂によって形成することもできる。また、カバー１５は、非感光性の材料により形成することができるが、その場合は、貫通孔１５ｂ１，１５ｂ２を、レーザーやエッチングにより形成することが好ましい。アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂやバンプ１８ａ、１８ｂの材質は、導電材料である限りにおいて特に限定されない。絶縁層１７は、ＳＯＧや、酸化ケイ素などの無機材料や耐熱性樹脂などにより形成することができる。

ところで、通常は、図３に示すように、アンダーバンプメタル１１６ａ、１１６ｂは、横断面積がアンダーバンプメタル１１６ａ、１１６ｂとバンプ１１８ａ、１１８ｂとの接合部の面積と同じになるように形成されている。しかしながら、この場合は、熱伝導性がカバー１１５よりも高いアンダーバンプメタル１１６ａ、１１６ｂの横断面積が小さい。このため、アンダーバンプメタル１１６ａ、１１６ｂを経由した放熱が効率的に生じない。

それに対して本実施形態では、平面視において（主面１０ａの法線方向から視た際に）、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂは、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂとバンプ１８ａ、１８ｂとの接合部よりも広い領域に設けられている。すなわち、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂの少なくとも一部の横断面積が、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂとバンプ１８ａ、１８ｂとの接合部の面積よりも大きい。このため、弾性表面波装置１では、ＩＤＴ電極１１，１２の熱は、熱伝導率の高いアンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂを経由して効率的に放熱される。従って、弾性表面波装置１は、優れた放熱性を有する。

また、本実施形態では、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂの全体の横断面積が、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂとバンプ１８ａ、１８ｂとの接合部の面積よりも広い。従って、より優れた放熱性が実現されている。

さらに、本実施形態では、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂの少なくとも一部、具体的には全体が、バンプ１８ａ、１８ｂが設けられていない領域に至るように形成されている。よって、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂの少なくとも一部の横断面積をより大きくすることができる。従って、さらに優れた放熱性が実現されている。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。

本実施形態の弾性表面波装置２は、絶縁層１７を有さない点及びアンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂの形状において上記第１の実施形態の弾性表面波装置１と異なる。

本実施形態では、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂは、圧電基板１０側の底部２０と、バンプ１８ａ、１８ｂ側の上部２１とを有する。平面視において、底部２０の方が上部２１よりも大きい。具体的には、上部２１の横断面積は、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂとバンプ１８ａ、１８ｂとの接合部の面積と略同一とされている。一方、底部２０の横断面積は、アンダーバンプメタル１６ａ、１６ｂとバンプ１８ａ、１８ｂとの接合部の面積よりも大きい。この場合であっても、優れた放熱性を実現することができる。

上述したように、本実施形態の弾性表面波装置２は絶縁層１７を有さないため、第１の実施形態の弾性表面波装置１よりも材料費と工程を減らすことができ、より安価に製造できる。

１，２…弾性表面波装置
１０…圧電基板
１０ａ…主面
１１，１２…ＩＤＴ電極
１３，１４…配線
１５…カバー
１５ａ…カバー本体
１５ｂ…額縁部
１５ｂ１，１５ｂ２…貫通孔
１６ａ、１６ｂ…アンダーバンプメタル
１７…絶縁層
１８ａ、１８ｂ…バンプ
１９…封止空間
２０…底部
２１…上部

Claims (4)

1. 主面を有する圧電基板と、
   前記圧電基板の前記主面の上に形成されたＩＤＴ電極と、
   前記主面に接合されており、前記主面の前記ＩＤＴ電極が形成された領域の上に封止空間を形成するカバーと、
   前記ＩＤＴ電極に接続されており、前記主面と前記カバーとの接合部にまで至る配線と、
   を備える弾性表面波装置であって、
   前記カバーには、前記配線に臨む貫通孔が形成されており、
   前記貫通孔内に形成されたアンダーバンプメタルと、
   前記アンダーバンプメタルの上に形成されたバンプと、
   をさらに備え、
   平面視において、前記アンダーバンプメタルは、前記アンダーバンプメタルと前記バンプとの接合部よりも広い領域に設けられている、弾性表面波装置。
2. 前記アンダーバンプメタルの少なくとも一部は、前記バンプが設けられていない領域に至るように形成されている、請求項１に記載の弾性表面波装置。
3. 前記アンダーバンプメタルの前記バンプとの接合領域以外の上を覆う絶縁層をさらに備える、請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
4. 前記アンダーバンプメタルは、前記圧電基板側の底部と、前記底部よりも前記バンプ側に位置している上部とを有し、
   平面視において、前記底部の方が前記上部よりも大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性表面波装置。

Images