KR20210083311A - 탄성파 소자 및 탄성파 장치 - Google Patents
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Abstract
탄성파 소자(100)는 압전막(14)과, 압전막(14)의 한쪽 주면 상에 형성된 IDT(InterDigital Transducer) 전극(15)과, 압전막(14)의 다른 쪽 주면 측에 형성된 고음속 부재(10)를 포함하고, 고음속 부재(10)의 압전막(14)과는 반대 측의 면, 그리고 고음속 부재(10) 및 압전막(14)의 측면은 수지(20)로 덮이며, 고음속 부재(10)의 측면의 적어도 일부와 수지(20)가 접하고, 압전막(14)의 측면의 적어도 일부와 수지(20) 사이에는 수지(20)에 접하는 공극(50)이 마련된다.
Description
본 발명은 다층막으로 이루어지는 탄성파 소자 및 탄성파 장치에 관한 것이다.
종래, 지지 기판, 고음속막, 저음속막 및 압전막 등을 포함하는 다층막으로 이루어지는 탄성파 소자를 포함하는 탄성파 장치가 사용되고 있다(예를 들면 특허문헌 1). 특허문헌 1에 개시된 탄성파 장치에 따르면, 탄성표면파의 고음속화가 도모되고, 탄성파 장치의 고주파화가 가능해진다.
그러나 상기 특허문헌 1에 개시된 탄성파 장치를 그 보호 등을 위해 수지로 몰딩한 경우, 열에 의해 수지가 수축 또는 팽창했을 때에 압전막은 수지의 수축 또는 팽창에 따른 외력을 받아서 응력이 생기고, TCF(Temperature Coefficients of Frequency)가 악화되는 경우가 있다.
따라서, 수지 몰딩에 의한 TCF의 악화를 억제할 수 있는 탄성파 소자 및 탄성파 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 양태에 따른 탄성파 소자는 압전막과, 상기 압전막의 한쪽 주면(主面) 상에 형성된 IDT(InterDigital Transducer) 전극과, 상기 압전막의 다른 쪽 주면 측에 형성된 고음속 부재를 포함하고, 상기 고음속 부재의 상기 압전막과는 반대 측의 면, 그리고 상기 고음속 부재 및 상기 압전막의 측면은 수지로 덮이고, 상기 고음속 부재의 측면의 적어도 일부와 상기 수지가 접하며, 상기 압전막의 측면의 적어도 일부와 상기 수지 사이에는 상기 수지에 접하는 공극이 마련된다.
본 발명에 따르면, 수지 몰딩에 의한 TCF의 악화를 억제할 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 탄성파 장치의 단면도이다.
도 2는 실시형태의 변형예에 따른 탄성파 장치의 단면도이다.
도 3은 압전막의 측면에 공극이 마련되지 않았을 때의 압전막에 생기는 응력을 나타내는 도면이다.
도 4는 압전막의 측면에 공극이 마련되었을 때의 압전막에 생기는 응력을 나타내는 도면이다.
도 5는 수지가 마련되지 않았을 때의 압전막에 생기는 응력을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시형태의 변형예에 따른 탄성파 장치의 단면도이다.
도 3은 압전막의 측면에 공극이 마련되지 않았을 때의 압전막에 생기는 응력을 나타내는 도면이다.
도 4는 압전막의 측면에 공극이 마련되었을 때의 압전막에 생기는 응력을 나타내는 도면이다.
도 5는 수지가 마련되지 않았을 때의 압전막에 생기는 응력을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 한편, 이하에서 설명하는 실시형태는 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시형태에서 나타내지는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지가 아니다. 이하의 실시형태에서의 구성 요소 중 독립 청구항에 기재되지 않은 구성 요소에 대해서는 임의의 구성 요소로서 설명된다. 또한, 도면에 나타내지는 구성 요소의 크기, 또는 크기의 비는 반드시 엄밀하지 않다. 또한, 각 도면에서 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략 또는 간략화하는 경우가 있다.
또한, 본 명세서에서 "상방" 및 "하방"이라는 용어는 절대적인 공간 인식에서의 윗 방향(연직 상방) 및 아랫 방향(연직 하방)을 가리키는 것은 아니다. 또한, "상방" 및 "하방"이라는 용어는 2개의 구성 요소가 서로 간격을 두고 배치되어서 2개의 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 존재하는 경우뿐만 아니라, 2개의 구성 요소가 서로 밀착하여 배치되어서 2개의 구성 요소가 접하는 경우에도 적용된다.
(실시형태)
이하에서는 실시형태에 따른 탄성파 장치에 대해, 도 1부터 도 5를 이용하여 설명한다.
[구성]
도 1은 실시형태에 따른 탄성파 장치(1)의 단면도이다. 탄성파 장치(1)는 예를 들면, CSP(Chip Size Package) 구조를 가진다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 탄성파 장치(1)는 고음속 부재(10), 저음속막(13), 압전막(14), 및 IDT 전극(15)을 포함하는 다층막(이들을 합쳐서 이하, 탄성파 소자(100)라고도 부름)과 수지(20)와 범프(30)와 실장 기판(40)을 포함한다. 탄성파 소자(100)는 실장 기판(40)의 한쪽 주면에 실장된다. 구체적으로는, 탄성파 소자(100)는 범프(30)를 통해 하방에 마련된 실장 기판(40)에 실장된다. 또한, 수지(20)는 실장 기판(40)의 한쪽 주면에 형성된다. 한편, 압전막(14)의 한쪽 주면 측을 하방이라고도 부르고, 다른 쪽 주면 측을 상방이라고도 부른다.
압전막(14)은 50° Y커트 X전파 LiTaO3 압전 단결정 또는 압전 세라믹스(X축을 중심축으로 하여 Y축으로부터 50° 회전한 축을 법선으로 하는 면으로 절단한 탄탈산리튬 단결정, 또는 세라믹스로서, X축 방향으로 탄성표면파가 전파하는 단결정 또는 세라믹스)로 이루어진다. 압전막(14)은 예를 들면, 두께가 600nm이다. 한편, 원하는 사양에 따라, 압전막(14)으로 사용되는 압전 단결정의 재료 및 커트 각이 적절히 선택된다.
IDT 전극(15)은 압전막(14)을 전파하는 탄성파를 전기신호로 변환시키고, 또는 전기신호를 탄성파로 변환시킨다. IDT 전극(15)은 압전막(14)의 한쪽 주면 상에 형성된 전극이며, 예를 들면, Al, Cu, Pt, Au, Ti, Ni, Cr, Ag, W, Mo, 및 Ta 등에서 선택된 금속, 또는 그들 중 2개 이상의 금속으로 이루어지는 합금 혹은 적층체로 구성된다. IDT 전극(15)은 두께가 예를 들면 157nm이다. IDT 전극(15)은 압전막(14)을 평면에서 봤을 경우에, 서로 대향하는 한 쌍의 즐형(櫛形) 전극을 가진다. 한 쌍의 즐형 전극 각각은 서로 평행한 복수개의 전극지(電極指)와, 상기 복수개의 전극지를 접속하는 버스바(busbar) 전극(도시하지 않음)으로 구성된다. 한쪽의 즐형 전극이 가지는 복수개의 전극지와, 다른 쪽의 즐형 전극이 가지는 복수개의 전극지는 메인모드 탄성파 전파 방향과 직교하는 방향을 따라 서로 맞물리도록 배치된다. 또한, 도시하지 않았지만, IDT 전극(15)은 보호막에 의해 덮임으로써 보호된다. 보호막은 IDT 전극(15)의 보호 외에, 주파수 온도 특성을 조정하거나, 내습성을 높이는 등을 목적으로 하는 층이며, 예를 들면, 이산화규소를 주성분으로 하는 유전체막이다. 보호막의 두께는 예를 들면 20nm이다.
고음속 부재(10)는 압전막(14)의 다른 쪽 주면 측(상방)에 형성되고, 지지 기판(11)과 고음속막(12)을 포함한다. 한편, 고음속 부재(10)는 지지 기판(11) 및 고음속막(12)의 2층으로 나뉘지 않아도 되고, 고음속 지지 기판으로서 지지 기판(11) 및 고음속막(12)의 기능을 가지는 하나의 부재여도 된다.
지지 기판(11)은 고음속막(12), 저음속막(13), 압전막(14) 및 IDT 전극(15)을 지지하는 기판이다. 지지 기판(11)으로는 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 수정 등의 압전체, 알루미나, 마그네시아, 질화규소, 질화알루미늄, 탄화규소, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트 등의 각종 세라믹, 사파이어, 유리 등의 유전체, 또는 실리콘, 질화갈륨 등의 반도체 등을 사용할 수 있다. 여기서는 지지 기판(11)은 예를 들면, 방열성이 뛰어난 실리콘 기판이다.
고음속막(12)은 지지 기판(11)의 압전막(14) 측에 배치되며, 압전막(14)을 전파하는 탄성파 음속보다도 전파하는 벌크파 음속이 고속인 층이다. 고음속막(12)으로는 예를 들면, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 산질화규소, DLC(Diamond Like Carbon)막 또는 다이아몬드 등 다양한 고음속 재료를 사용할 수 있다.
저음속막(13)은 고음속 부재(10)(구체적으로는 고음속막(12))와 압전막(14) 사이에 배치되며, 압전막(14)을 전파하는 벌크파 음속보다도 전파하는 벌크파 음속이 저속인 층이다. 저음속막(13)으로는 이산화규소, 유리, 산질화규소 또는 산화탄탈 등 다양한 재료를 사용할 수 있다.
이와 같이, 탄성파 장치(1)에서는 실장 기판(40) 측으로부터 상방으로 IDT 전극(15), 압전막(14), 저음속막(13), 고음속막(12), 지지 기판(11)의 순서로 이들이 마련된다. 한편, 압전막(14)과 저음속막(13) 사이에 다른 구성 요소가 마련되어도 되고, 저음속막(13)과 고음속막(12) 사이에 다른 구성 요소가 마련되어도 되며, 고음속막(12)과 지지 기판(11) 사이에 다른 구성 요소가 마련되어도 된다.
범프(30)는 높은 도전성 금속으로 구성된 볼 형상의 전극이며, IDT 전극(15) 등과 실장 기판(40)을 전기적으로 접속하기 위해 마련된다. 범프(30)는 예를 들면, 주석, 은 및 구리 등으로 구성되는 솔더 범프이다. 한편, 범프(30)는 금을 주성분으로 하여 구성되어도 된다.
수지(20)는 고음속 부재(10)의 압전막(14)과는 반대 측의 면(윗면), 그리고 고음속 부재(10) 및 압전막(14)의 측면을 덮는다. 수지(20)가 상기 윗면 및 상기 측면을 덮는다는 것은 수지(20)와 상기 윗면 또는 상기 측면 사이에 다른 부재가 마련되어도 되는 것을 의미한다. 여기서는 고음속 부재(10)의 측면의 적어도 일부와 수지(20)가 접한다. 또한, 예를 들면, 수지(20)는 고음속 부재(10)의 윗면으로서 지지 기판(11)의 윗면과 접하여 상기 윗면을 덮고, 고음속 부재(10)의 측면의 적어도 일부로서 지지 기판(11)의 측면의 적어도 일부와 접한다. 한편, 지지 기판(11)의 측면 전체와 수지(20)가 접해도 된다. 수지(20)는 예를 들면, 에폭시 수지 등의 수지로 구성된다. 한편, 수지(20)는 이산화규소 등의 무기 필러를 함유한 열경화성 에폭시 수지를 포함해도 된다. 수지(20)의 배치에 의해, 탄성파 소자(100)의 기밀성, 내열성, 내수성, 내습성 및 절연성 등의 신뢰성이 강화된다.
종래는 상술한 바와 같이 탄성파 소자(100)의 신뢰성 강화 등의 관점에서 탄성파 소자(100)의 측면 전체에 수지(20)가 접하도록 수지 몰딩이 실시된다.
그러나 일반적으로 수지는 열에 의해 수축 또는 팽창하기 때문에, 수지(20)가 탄성파 소자(100)에 접하면 수지(20)의 수축 또는 팽창에 따라 탄성파 소자(100)는 수지(20)로부터 외력을 받는다. 이로써 탄성파 소자(100)에 응력이 생기고, 결국은 압전막(14)에 응력이 생겨 TCF가 악화된다.
따라서, 압전막(14)의 측면의 적어도 일부와 수지(20) 사이에는 수지(20)에 접하는 공극(50)이 마련된다. 공극(50)이 수지(20)에 접한다는 것은 공극(50)과 수지(20) 사이에 다른 부재가 마련되지 않는 것을 의미한다. 한편, 도 1에 나타내는 바와 같이, 압전막(14)의 측면 전체와 수지(20) 사이에 공극(50)이 마련되어도 된다. 또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 공극(50)은 압전막(14)의 측면과 수지(20) 사이뿐만 아니라, 저음속막(13)의 측면과 수지(20) 사이, 고음속막(12)의 측면과 수지(20) 사이, 및 지지 기판(11)의 측면과 수지(20) 사이에 마련되어도 된다. 또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 공극(50)은 압전막(14)의 측면에 접했지만, 접하지 않아도 된다. 즉, 도 1에서는 공극(50)과 압전막(14)의 측면 사이에 다른 부재가 마련되지 않았지만, 마련되어도 된다. 공극(50)이 압전막(14)의 측면에 접하지 않은 양태에 대해서는 후술하는 도 2로 설명한다.
한편, 압전막(14)의 측면과 수지(20) 사이에 공극(50)을 마련하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 압전막(14)을 포함하는 탄성파 소자(100)의 측면에 공간이 생기도록 수지 필름으로 탄성파 소자(100)를 덮고, 수지 필름으로 덮인 탄성파 소자(100)를, 상기 공간을 유지한 채 수지로 몰딩한다. 이로써, 탄성파 소자(100)의 측면에 공극(50)을 마련할 수 있다. 한편, 수지(20)는 수지 필름을 구성의 일부에 포함해도 되고, 수지(20)의 내벽면은 수지 필름으로 되어 있어도 된다.
[효과 등]
이상 설명한 바와 같이, 탄성파 소자(100)는 압전막(14)과, 압전막(14)의 한쪽 주면 상에 형성된 IDT 전극(15)과, 압전막(14)의 다른 쪽 주면 측에 형성된 고음속 부재(10)를 포함한다. 고음속 부재(10)의 압전막(14)과는 반대 측의 면, 그리고 고음속 부재(10) 및 압전막(14)의 측면은 수지(20)로 덮인다. 고음속 부재(10)의 측면의 적어도 일부와 수지(20)가 접하며, 압전막(14)의 측면의 적어도 일부와 수지(20) 사이에는 수지(20)에 접하는 공극(50)이 마련된다.
이에 따르면, 압전막(14)의 측면과 수지(20) 사이에 공극(50)이 마련됨으로써, 수지(20)가 수축 또는 팽창했다고 해도 수지(20)와 압전막(14)은 직접 접하지 않기 때문에 압전막(14)은 수지(20)로부터 외력을 받기 어려워지고, 큰 응력이 생기기 어려워져 TCF의 악화를 억제할 수 있다. 또한, 고음속 부재(10)의 측면의 적어도 일부와 수지(20)가 접함으로써, 열을 수지(20)로 유출시킬 수 있어, 방열성을 높일 수 있다.
또한, 고음속 부재(10)는 지지 기판(11)과, 지지 기판(11)의 압전막(14) 측에 배치되며, 압전막(14)을 전파하는 탄성파 음속보다도 전파하는 벌크파 음속이 고속인 고음속막(12)을 포함하고, 고음속 부재(10)의 측면의 적어도 일부로서, 지지 기판(11)의 측면의 적어도 일부와 수지(20)가 접해도 된다.
이에 따르면, 고음속막(12)은 탄성표면파를 압전막(14) 및 저음속막(13)이 적층된 부분에 가두고, 지지 기판(11)보다 상방으로 누설되지 않도록 할 수 있다.
또한, 지지 기판(11)의 측면 전체와 수지(20)가 접해도 된다.
이에 따르면, 지지 기판(11)의 측면과 수지(20)가 접하는 부분이 많아질수록, 열을 수지(20)로 효과적으로 유출시킬 수 있기 때문에, 지지 기판(11)의 측면 전체와 수지(20)가 접함으로써 보다 방열성을 높일 수 있다.
또한, 공극(50)은 압전막(14)의 측면 전체와 수지(20) 사이에 마련되어도 된다.
이에 따르면, 압전막(14)과 수지(20)가 접하지 않는 부분이 많아질수록, 압전막(14)은 수지(20)로부터 보다 외력을 받기 어려워지기 때문에, 압전막(14)의 측면 전체와 수지(20) 사이에 공극(50)이 마련됨으로써, TCF의 악화를 보다 억제할 수 있다.
또한, 탄성파 소자(100)는 더욱이 고음속 부재(10)와 압전막(14) 사이에 배치되며, 압전막(14)을 전파하는 벌크파 음속보다도 전파하는 벌크파 음속이 저속인 저음속막(13)을 포함해도 된다.
이에 따르면, 이 구조와, 탄성파가 본질적으로 저음속인 매질에 에너지가 집중된다는 성질에 의해, 탄성표면파 에너지의 IDT 전극(15) 밖으로의 누설이 억제된다.
또한, 공극(50)은 압전막(14)의 측면에 접해도 된다.
이에 따르면, 본 발명을 CSP 구조를 가지는 탄성파 소자(100)에 적용할 수 있다.
또한, 탄성파 장치(1)는 탄성파 소자(100)와 수지(20)와 실장 기판(40)을 포함하고, 탄성파 소자(100)는 실장 기판(40)의 한쪽 주면에 실장되며, 수지(20)는 실장 기판(40)의 한쪽 주면에 실장된다.
이에 따르면, 수지 몰딩에 의한 TCF의 악화를 억제할 수 있는 탄성파 장치(1)를 제공할 수 있다.
[변형예]
다음으로, 공극(50)과 압전막(14)의 측면 사이에 다른 부재가 마련되는 경우에 대해, 도 2를 이용하여 설명한다.
도 2는 실시형태의 변형예에 따른 탄성파 장치(1a)의 단면도이다. 탄성파 장치(1a)는 예를 들면, WLP(Wafer Level Package) 구조를 가지며, 탄성파 장치(1)보다도 소형화 및 저배화(低背化)가 가능해진다. 탄성파 장치(1a)에 대해, 도 1에 나타내는 탄성파 장치(1)와 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다. 한편, 탄성파 장치(1)에서는 평면(윗면)에서 봤을 때의 지지 기판(11)의 크기는 고음속막(12), 저음속막(13) 및 압전막(14)의 크기와 동일했지만, 탄성파 장치(1a)에서는 평면(윗면)에서 봤을 때의 지지 기판(11)의 크기는 고음속막(12), 저음속막(13) 및 압전막(14)의 크기보다도 크다.
탄성파 장치(1a)는 탄성파 소자(100) 대신에 탄성파 소자(100a)를 포함하고, 탄성파 소자(100a)는 탄성파 소자(100)에서 설명하지 않았던 구성 요소로서, 단자 전극(16), 배선 전극(17), 지지 부재(18), 커버층(19) 및 기둥형상 전극(31)을 포함한다.
지지 부재(18)는 지지 기판(11)과 커버층(19) 사이에 배치되며, 압전막(14), 저음속막(13) 및 고음속 부재(10)의 측면과 수지(20) 사이에 배치된다. 공극(50)은 지지 부재(18)와 수지(20) 사이에 마련된다. 즉, 공극(50)과 압전막(14)의 측면 사이에 지지 부재(18)가 마련된다. 지지 부재(18)는 지지 기판(11)의 하방의 면 상에서 고음속막(12), 저음속막(13) 및 압전막(14)의 측면을 덮도록 마련되며 이들을 지지한다. 지지 부재(18)를 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않는다. 지지 부재(18)는 예를 들면, 폴리이미드, 에폭시, 벤조시클로부텐(Benzocyclobutene: BCB), 폴리벤조옥사졸(Polybenzoxazole: PBO), 금속 및 산화규소 중 적어도 하나를 포함하는 재료로 구성된다.
커버층(19)은 지지 부재(18)의 하방에 배치되며, IDT 전극(15)이 향하는 공간을 구성하는 층이다. 커버층(19)은 압전막(14)의 IDT 전극(15)이 형성된 주면에 대향하는 위치에, IDT 전극(15)으로부터 이간되어 배치된다. 이로써, 도 2에 나타내는 바와 같이, IDT 전극(15)과 커버층(19) 사이에 공간이 형성된다. 한편, 지지 부재(18) 및 커버층(19)에 의해, IDT 전극(15)과 커버층(19) 사이의 공간을 액밀(液密)하게 봉지(封止)할 수 있다. 즉, 상기 공간에 물 등의 액체가 침입하는 것을 억제할 수 있다. 커버층(19)을 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 폴리이미드, 에폭시, BCB, PBO, 규소, 산화규소, LiTaO3 및 LiNbO3 중 적어도 하나를 포함하는 재료로 구성된다.
배선 전극(17)은 IDT 전극(15)과 접속된 전극이며, IDT 전극(15)의 주위에 마련되고, 금속 또는 합금으로 구성되는 복수개의 적층체로 구성되어도 된다.
IDT 전극(15)은 단자 전극(16), 배선 전극(17), 기둥형상 전극(31) 및 범프(30)를 통해 실장 기판(40)과 전기적으로 접속된다. 예를 들면, 배선 전극(17)은 지지 부재(18)에 채워 넣어지고, 기둥형상 전극(31)은 커버층(19)을 관통하며, 지지 부재(18)에 채워 넣어진다.
이와 같이, 공극(50)과 압전막(14)의 측면 사이에 지지 부재(18)가 마련된 경우에는 지지 부재(18)는 수지(20)와 직접 접하지 않기 때문에, 수지(20)가 수축 또는 팽창했다고 해도 수지(20)로부터 외력을 받기 어려워진다. 따라서, 지지 부재(18)와 직접 접하는 압전막(14)은 지지 부재(18)를 통해 수지(20)로부터 외력을 받기 어려워져, TCF의 악화를 억제할 수 있다.
또한, 탄성파 소자(100)와 동일하게 공극(50)을 마련할 수 있다. 예를 들면, 지지 부재(18)의 측면에 공간이 생기도록 수지 필름으로 지지 기판(11) 및 지지 부재(18)를 덮고, 수지 필름으로 덮인 지지 기판(11) 및 지지 부재(18)를, 상기 공간을 유지한 채 수지로 몰딩한다. 이로써, 지지 부재(18)의 측면에 공극(50)을 마련할 수 있다.
이상과 같이, 탄성파 소자(100a)는 더욱이 압전막(14) 및 고음속 부재(10)의 측면과 수지(20) 사이에 배치된 지지 부재(18)를 포함하고, 공극(50)은 지지 부재(18)와 수지(20) 사이에 마련되어도 된다.
이에 따르면, 본 발명을 WLP 구조를 가지는 탄성파 소자(100a)에도 적용할 수 있다.
[응력의 시뮬레이션 결과]
다음으로, 압전막(14)의 측면(혹은 지지 부재(18)의 측면)에 공극(50)을 마련하는 경우와 마련하지 않는 경우의, 압전막(14)에 생기는 응력의 구체적인 시뮬레이션 결과에 대해 도 3부터 도 5를 이용하여 설명한다.
도 3은 압전막(14)의 측면에 공극(50)이 마련되지 않았을 때의 압전막(14)에 생기는 응력을 나타내는 도면이다. 즉, 도 3은 종래의 탄성파 장치에서의 압전막(14)에 생기는 응력을 나타내는 도면이다.
도 4는 압전막(14)의 측면에 공극(50)이 마련되었을 때의 압전막(14)에 생기는 응력을 나타내는 도면이다. 즉, 도 4는 탄성파 장치(1)에서의 압전막(14)에 생기는 응력을 나타내는 도면이다. 한편, 탄성파 장치(1)와 탄성파 장치(1a)에서 압전막(14)에 생기는 응력에 차이가 없었기 때문에, 여기서는 탄성파 장치(1a)에 대한 시뮬레이션 결과의 도시를 생략했다.
도 5는 수지(20)가 마련되지 않았을 때의 압전막(14)에 생기는 응력을 나타내는 도면이다. 즉, 도 5는 압전막(14)을 포함하는 탄성파 소자(100)가 수지(20)로 덮이지 않고, 드러난 상태가 되었을 때의 압전막(14)에 생기는 응력을 나타내는 도면이다. 압전막(14)에 생기는 응력이 도 5에 나타내는 바와 같은 결과가 됨으로써, 압전막(14)에 큰 응력이 생기기 어려워졌다는 것을 알 수 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 압전막(14)의 측면에 공극(50)이 마련되지 않은 경우에는 압전막(14)의 한쪽 주면 측(IDT 전극(15) 측)에서 응력이 커졌고, 압전막(14)에서의 응력은 최대 약 27㎫가 되었다. 한편으로, 도 4에 나타내는 바와 같이, 압전막(14)의 측면에 공극(50)이 마련된 경우에는 공극(50)이 마련되지 않은 경우와 비교하여 전체적으로 응력이 작아졌으며, 압전막(14)에서의 응력은 최대 약 24㎫가 되었다. 또한, 압전막(14)의 측면에 공극(50)이 마련된 경우에는 도 5에 나타내는 압전막(14)을 포함하는 탄성파 소자(100)가 수지(20)로 덮이지 않은 경우(최대 응력 약 22.5㎫)와 동일한 결과가 되었다. 이와 같이, 압전막(14)의 측면에 공극(50)을 마련함으로써, 압전막(14)에 생기는 응력을 작게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 압전막(14)의 측면에 공극(50)이 마련되지 않은 경우, 및 압전막(14)의 측면에 공극(50)이 마련된 경우 각각에 대해, 특정 송신 주파수 대역 및 수신 주파수 대역에서의 TCF를 계산했다. 압전막(14)의 측면에 공극(50)이 마련되지 않은 경우의 특정 송신 주파수 대역에서의 TCF는 4.6ppm/℃이며, 특정 수신 주파수 대역에서의 TCF는 3.9ppm/℃인 것에 반해, 압전막(14)의 측면에 공극(50)이 마련된 경우의 상기 특정 송신 주파수 대역에서의 TCF는 4.3ppm/℃이며, 상기 특정 수신 주파수 대역에서의 TCF는 2.6ppm/℃이었다. 이와 같이, 압전막(14)의 측면에 공극(50)을 마련함으로써, TCF의 악화가 억제되는 것을 알 수 있다.
(기타 실시형태)
이상, 본 발명에 따른 탄성파 소자(100, 100a) 및 탄성파 장치(1, 1a)에 대해 실시형태를 들어 설명했는데, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시형태에서의 임의의 구성 요소를 조합하여 실현되는 다른 실시형태나, 상기 실시형태에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해내는 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 본 발명에 따른 탄성파 소자(100, 100a) 또는 탄성파 장치(1, 1a)를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는 탄성파 소자(100, 100a)는 저음속막(13)을 포함했는데, 포함하지 않아도 된다.
또한, 예를 들면, 상기 실시형태에서는 고음속막(12) 및 저음속막(13)의 측면과 수지(20) 사이에 공극(50)이 마련되었는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 고음속막(12)의 측면과 수지(20) 사이에 공극(50)이 마련되지 않아도 된다. 즉, 고음속막(12)의 측면, 또는 고음속막(12)의 측면과 수지(20) 사이에 마련된 지지 부재(18)가 수지(20)에 접해도 된다. 또한, 저음속막(13)의 측면과 수지(20) 사이에 공극(50)이 마련되지 않아도 된다. 즉, 저음속막(13)의 측면, 또는 저음속막(13)의 측면과 수지(20) 사이에 마련된 지지 부재(18)가 수지(20)에 접해도 된다. 또한, 범프(30)가 공극(50)에 접한 것이 바람직하다. 이로써, 압전막(14)이 범프(30)를 경유한 수지(20)로부터의 외력을 받기 어려워지고, 큰 응력이 생기기 어려워져 TCF의 악화를 억제할 수 있다.
본 발명은 다층막으로 이루어지고 수지 몰딩되는 탄성파 장치에 이용할 수 있다.
1, 1a: 탄성파 장치 10: 고음속 부재
11: 지지 기판 12: 고음속막
13: 저음속막 14: 압전막
15: IDT 전극 16: 단자 전극
17: 배선 전극 18: 지지 부재
19: 커버층 20: 수지
30: 범프 31: 기둥형상 전극
40: 실장 기판 50: 공극
100, 100a: 탄성파 소자
11: 지지 기판 12: 고음속막
13: 저음속막 14: 압전막
15: IDT 전극 16: 단자 전극
17: 배선 전극 18: 지지 부재
19: 커버층 20: 수지
30: 범프 31: 기둥형상 전극
40: 실장 기판 50: 공극
100, 100a: 탄성파 소자
Claims (8)
- 압전막과,
상기 압전막의 한쪽 주면(主面) 상에 형성된 IDT(InterDigital Transducer) 전극과,
상기 압전막의 다른 쪽 주면 측에 형성된 고음속 부재를 포함하고,
상기 고음속 부재의 상기 압전막과는 반대 측의 면, 그리고 상기 고음속 부재 및 상기 압전막의 측면은 수지로 덮이며,
상기 고음속 부재의 측면의 적어도 일부와 상기 수지가 접하고,
상기 압전막의 측면의 적어도 일부와 상기 수지 사이에는 상기 수지에 접하는 공극이 마련되는, 탄성파 소자. - 제1항에 있어서,
상기 고음속 부재는 지지 기판과, 상기 지지 기판의 상기 압전막 측에 배치되며, 상기 압전막을 전파하는 탄성파 음속보다도 전파하는 벌크파 음속이 고속인 고음속막을 포함하고,
상기 고음속 부재의 상기 측면의 적어도 일부로서, 상기 지지 기판의 측면의 적어도 일부와 상기 수지가 접하는, 탄성파 소자. - 제2항에 있어서,
상기 지지 기판의 측면 전체와 상기 수지가 접하는, 탄성파 소자. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공극은 상기 압전막의 측면 전체와 상기 수지 사이에 마련되는, 탄성파 소자. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고음속 부재와 상기 압전막 사이에 배치되며, 상기 압전막을 전파하는 벌크파 음속보다도 전파하는 벌크파 음속이 저속인 저음속막을 추가로 포함하는, 탄성파 소자. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공극은 상기 압전막의 측면에 접하는, 탄성파 소자. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압전막의 측면과 상기 수지 사이에 배치된 지지 부재를 포함하고,
상기 공극은 상기 지지 부재와 상기 수지 사이에 마련되는, 탄성파 소자. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 탄성파 소자와,
상기 수지와,
실장 기판을 포함하고,
상기 탄성파 소자는 상기 실장 기판의 한쪽 주면에 실장되며,
상기 수지는 상기 실장 기판의 상기 한쪽 주면에 형성되는, 탄성파 장치.
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