WO2009116222A1 - 弾性表面波装置 - Google Patents

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WO2009116222A1
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surface acoustic
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wave device
piezoelectric substrate
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表良一
高田忠彦
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株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/058—Holders; Supports for surface acoustic wave devices
    • H03H9/059—Holders; Supports for surface acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/10—Mounting in enclosures
    • H03H9/1064—Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices
    • H03H9/1092—Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices the enclosure being defined by a cover cap mounted on an element forming part of the surface acoustic wave [SAW] device on the side of the IDT's

Definitions

  • the present invention relates to a surface acoustic wave device in which a plurality of surface acoustic wave elements are electrically connected by wiring, and more particularly to a surface acoustic wave device having a three-dimensional wiring portion in which a plurality of wirings are three-dimensionally crossed. .
  • Patent Document 1 discloses a surface acoustic wave device shown in FIG.
  • the surface acoustic wave device 101 has a piezoelectric substrate 102 made of LiTaO 3 or the like.
  • An IDT electrode 103 is formed on the piezoelectric substrate 102.
  • a protective film 104 is formed so as to cover the IDT electrode 103.
  • a surface wave is excited by applying an AC voltage to the IDT electrode 103.
  • a space A is formed so as not to prevent the vibration of the surface wave. That is, the space A is formed on the vibration part so as not to hinder the vibration of the vibration part including the IDT electrode 103.
  • the surrounding wall 105 is formed so as to surround the vibration part.
  • the surrounding wall 105 is formed by patterning a photosensitive resin having heat resistance.
  • the cover body 106 is laminated
  • the lid body 106 is formed of a synthetic resin layer.
  • a through hole penetrating the surrounding wall 105 and the lid body 106 is formed, and a bump 107 is disposed in the through hole.
  • the bump 107 is electrically connected to the IDT electrode 103 at a portion not shown.
  • the enclosure wall 105 made of the photosensitive resin and the lid body 106 made of a synthetic resin layer are used to reduce the size, in particular, the thickness.
  • a filter circuit is often formed by electrically connecting a plurality of surface acoustic wave elements.
  • the piezoelectric substrates of the plurality of surface acoustic wave elements are shared. That is, a plurality of vibrating portions are formed on the single piezoelectric substrate in order to constitute each surface acoustic wave element. Then, the plurality of vibration parts are electrically connected by wiring formed on the piezoelectric substrate.
  • the piezoelectric substrate of a plurality of surface acoustic wave devices is made common in a structure that can be reduced in size and thickness, such as the surface acoustic wave device 101 described in Patent Document 1, in the three-dimensional wiring unit.
  • the three-dimensional wiring unit is interposed between the surrounding wall 105 and the piezoelectric substrate 102 described above. Will be formed. Accordingly, the second wiring 113 positioned above is sandwiched between the insulating layer 114 and the surrounding wall 105.
  • the insulating layer 114 is provided in order to improve the characteristics by reducing the parasitic capacitance between the first and second wirings 112 and 113 and to ensure electrical insulation at the three-dimensional intersection. Therefore, the insulating layer 114 is made of a synthetic resin such as polyimide, and is formed of a synthetic resin different from the surrounding wall 105.
  • An object of the present invention is to provide a highly reliable surface acoustic wave device that eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art and is less likely to cause disconnection in a three-dimensional wiring portion on a piezoelectric substrate.
  • a piezoelectric substrate having first and second main surfaces facing each other, and an electrode formed on the first main surface of the piezoelectric substrate for exciting a surface acoustic wave, Formed on the first main surface of the piezoelectric substrate, and is formed on the first main surface of the piezoelectric substrate so as to surround the periphery of the vibrating portion and an electrode pad electrically connected to the electrode.
  • the surface acoustic wave device further includes an insulating layer that is disposed between the first and second wirings at a portion where the first and second wirings are three-dimensionally crossed and is made of a material different from that of the support member.
  • the support member is provided so as to have an opening surrounding the three-dimensional wiring portion where the first and second wirings intersect with each other with the insulating layer interposed therebetween.
  • a surface acoustic wave device is provided, which is disposed in a space surrounded by a substrate, the support member, and the lid member.
  • an adhesion improving film formed on the first main surface of the piezoelectric substrate and having higher adhesion to the piezoelectric substrate than the support member is provided.
  • the support member is further formed on the adhesion improving film.
  • the support member is firmly adhered to the piezoelectric substrate through the adhesion improving film, thereby improving the reliability of the surface acoustic wave device.
  • an adhesion improving film for example, an inorganic nitride or an inorganic oxide is used, whereby the adhesion to the piezoelectric substrate can be effectively enhanced.
  • the lid member is made of an epoxy resin.
  • curing can be performed at a relatively low temperature, for example, a temperature of about 170 ° C. to 220 ° C. Therefore, the support member can be formed using a curing process at a low temperature.
  • the lid member is further laminated on the surface opposite to the support member, and further includes a protective layer made of synthetic resin.
  • a protective layer made of synthetic resin.
  • the protective layer is formed of the same material as that of the support member, whereby the types of materials can be reduced and the manufacturing process can be simplified. (The invention's effect)
  • the support member is provided so as to surround the three-dimensional wiring portion where the first and second wirings intersect with each other via the insulating layer. Therefore, the three-dimensional wiring portion faces a space surrounded by the piezoelectric substrate, the support member, and the lid member. Therefore, since the supporting member is not in contact with either the first or second wiring in the three-dimensional wiring portion, the first and second wirings are subjected to stress based on the difference in linear expansion coefficient between the supporting member and the insulating layer. hard. Therefore, in the three-dimensional wiring part, disconnection hardly occurs in the first and second wirings.
  • the support member and the lid member are each formed by forming a synthetic resin layer, the thickness is reduced, and the insulating layer in the three-dimensional wiring portion is a support member from the viewpoint of reducing parasitic capacitance. Even when formed with a different material, disconnection of the first and second wirings can be reliably suppressed.
  • disconnection in the three-dimensional wiring portion of the surface acoustic wave device can be reliably suppressed.
  • the reliability of the surface acoustic wave device can be increased.
  • FIG. 1 is a schematic front sectional view of a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing a state in which the cover member of the surface acoustic wave device according to the embodiment shown in FIG. 1 is removed.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of a surface acoustic wave device prepared as a comparative example.
  • FIG. 4 is a photograph showing a state in which the wire is disconnected in the surface acoustic wave device of the comparative example.
  • FIG. 5 is a schematic front view showing a surface acoustic wave device according to a modification of the embodiment shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6 is a schematic front view showing a surface acoustic wave device according to another modification of the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic front sectional view of a conventional surface acoustic wave device.
  • FIG. 8 is a partially cutaway front sectional view showing a part of a three-dimensional wiring portion in a conventional surface acoustic wave device.
  • FIG. 1 and FIG. 2 are a schematic front sectional view for explaining a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention and a schematic plan view showing a state in which the cover of the surface acoustic wave device is removed. .
  • the surface acoustic wave device 1 of this embodiment has a piezoelectric substrate 2.
  • the piezoelectric substrate 2 is formed of a piezoelectric single crystal such as LiTaO 3 , LiNbO 3 or quartz, or piezoelectric ceramics.
  • the piezoelectric substrate 2 has an upper surface 2a as a first main surface and a lower surface 2b as a second main surface.
  • An electrode 3 including at least one IDT electrode is formed on the upper surface 2a in order to excite surface acoustic waves.
  • a space A is formed so as not to hinder the vibration of the sub-vibration unit including the electrode 3. That is, the vibration part is configured to face the space A.
  • the support member 4 and the lid member 5 are laminated on the upper surface 2 a of the piezoelectric substrate 2. More specifically, the support member 4 is formed so as to surround the vibration part in order to form the space A. On the support member 4, a lid member 5 is laminated so as to seal the space A.
  • a through-hole penetrating the support member 4 and the lid member 5 is also formed in this embodiment.
  • This through hole reaches the electrode pad 6 formed on the piezoelectric substrate 2.
  • a through conductor 7 as an under bump metal is formed in the through hole. The lower end of the through conductor 7 is joined to the electrode pad 6.
  • the electrode pad 6 is electrically connected to the electrode 3 by a wiring (not shown).
  • the upper end of the through conductor 7 is exposed on the upper surface of the lid member 5.
  • Metal bumps 8 made of solder are formed so as to be electrically connected to the through conductors 7.
  • the metal bumps 8 are used as terminal electrodes when the surface acoustic wave device 1 is mounted on a printed circuit board or the like.
  • the electrode 3 and the electrode pad 6 are made of an appropriate metal or alloy such as Ag, Al, Cu, or Pd. Moreover, these electrodes may be formed of a laminated metal film formed by laminating a plurality of metal layers. The wiring described later is also formed of the same metal material.
  • the support member 4 is made of synthetic resin.
  • the support member 4 is made of a photosensitive resin.
  • the photosensitive resin can be easily patterned by a photolithography method. Thereby, the above-described through-hole can be easily formed in the opening where the space A is formed and the portion where the through-conductor 7 is expected to be located.
  • the photosensitive resin examples include photosensitive polyimide, photosensitive epoxy, and photosensitive silicone.
  • a photosensitive polyimide is used, whereby the support member 4 can be easily and accurately patterned. Moreover, since it has moderate elasticity, the load on the piezoelectric substrate 2 and the lid member 5 can be reduced.
  • the lid member 5 is made of synthetic resin.
  • the synthetic resin which comprises this cover member 5 is not specifically limited, For example, an epoxy resin, a polyimide, etc. can be used. When an epoxy resin is used, it can be cured at a temperature of about 170 ° C. to 220 ° C., for example. Therefore, the lid member 5 can be formed using a low-temperature curing process, which is preferable.
  • the surface acoustic wave device 1 since the support member 4 and the lid member 5 are made of the synthetic resin layer as described above, the surface acoustic wave device is compared with the case where a package material made of metal or ceramics is used. Can be reduced in size, in particular, thinner.
  • the surface acoustic wave device 1 is characterized in that a three-dimensional wiring section described below is disposed in a space surrounded by the piezoelectric substrate 2, the support member 4, and the lid member 5. This will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing a state before the lid member 5 is formed in the surface acoustic wave device 1 of the present embodiment.
  • the metal bump 8 is shown before the lid member 5 is formed in order to clarify the position where the metal bump 8 is formed. It shall be indicated by a circle attached.
  • a plurality of surface acoustic wave elements F 1 to F 4 and R 1 and R 2 are formed on the piezoelectric substrate 2.
  • the plurality of surface acoustic wave elements F1 to F4 are 3IDT type longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filters
  • the plurality of surface acoustic wave elements R1 and R2 are each a 1-port type surface acoustic wave resonator. It is.
  • the surface acoustic wave element F1 includes first to third IDT electrodes 11 to 13 arranged in the surface wave propagation direction, and portions where the IDT electrodes 11 to 13 are formed. Reflectors 14 and 15 disposed on both sides of the surface wave propagation direction.
  • the IDT electrodes 11 to 13 and the reflectors 14 and 15 are schematically shown as rectangular or trapezoidal blocks, respectively.
  • the IDT electrode is schematically shown by a rectangular block and the reflector is schematically shown by a trapezoidal block. That is, the surface acoustic wave elements F2 to F4 include first to third IDTs 21 to 23, 31 to 33, and 41 to 43, and reflectors 24, 25, 34, 35, 44, and 45, respectively.
  • the surface acoustic wave elements R1 and R2 that are surface acoustic wave resonators have one IDT electrode and reflectors (not shown) disposed on both sides of the surface wave propagation direction.
  • the electrode portion is shown schematically by a rectangular block.
  • the electrode 3 shown in FIG. 1 schematically shows the electrode structure of one surface acoustic wave element among these surface acoustic wave elements.
  • the portion where the IDT electrodes 11 to 13 and the reflectors 14 and 15 are formed corresponds to the portion where the electrode 3 is formed in FIG. Part.
  • the support member 4 has an opening 4 a for forming a space A surrounding each of the vibration parts.
  • an opening 4a is formed so as to surround the vibrating portion where the IDT electrodes 11 to 13 and the reflectors 14 and 15 are provided.
  • the lid member 5 shown in FIG. 1 is laminated so as to seal the opening 4a.
  • a band-pass filter is configured by connecting a plurality of surface acoustic wave elements F1 to F4 and a plurality of surface acoustic wave elements R1 and R2.
  • the plurality of wirings on the substrate 2 have a three-dimensional wiring part.
  • the electrode pad 6 schematically shown in FIG. 1 includes an electrode pad 6a as an unbalanced input terminal, electrode pads 6b and 6c as first and second balanced output terminals, and a ground potential. Electrode pads 6d to 6f to be formed are formed.
  • a surface acoustic wave element F2 and a surface acoustic wave element that are 3IDT type longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filters are connected to an electrode pad 6a as an input / output terminal via a surface acoustic wave element R1 that is a surface acoustic wave resonator. F1 are connected in this order.
  • a surface acoustic wave element F3, which is a 3IDT type longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filter, and an elastic layer are connected to the electrode pad 6a via a surface acoustic wave element R2, which is a 1-port surface acoustic wave resonator.
  • the surface acoustic wave elements F4 are connected in this order. Thereby, a band-pass filter having a balanced-unbalanced conversion function is formed.
  • the wiring pattern on the piezoelectric substrate 2 becomes complicated. For this reason, a three-dimensional wiring section in which a plurality of wirings intersect three-dimensionally is provided.
  • the first wiring 51 and the second wiring 52 cross three-dimensionally.
  • the first wiring 51 commonly connects each end of the IDT electrodes 11 and 13, and the second wiring 52 electrically connects the electrode pad 6 b as an output terminal and the IDT electrode 12. .
  • the first and second wirings 51 and 52 must be electrically insulated. Therefore, the first wiring 51 is formed on the piezoelectric substrate, the insulating layer 53 is formed on the first wiring 51, and the second wiring 52 is formed on the insulating layer 53.
  • the insulating layer 53 aims at electrical insulation between the first and second wirings 51 and 52.
  • a synthetic resin for forming the insulating layer 53 is selected. Therefore, as the synthetic resin for forming the insulating layer 53, a synthetic resin different from the synthetic resin constituting the supporting member 4 that constitutes a part of the package is used.
  • the linear expansion coefficient of the support member 4 and the linear expansion coefficient of the insulating layer 53 are different.
  • the support member 4 is not positioned above the second wiring 52 in the three-dimensional wiring portion. That is, the support member 4 is provided so as to have not only the opening 4a surrounding the vibration part but also the opening 4b surrounding the three-dimensional wiring part.
  • the three-dimensional wiring portion B is disposed in a hollow space surrounded by the piezoelectric substrate 2, the support member 4, and the lid member. Accordingly, since the support member 4 is not positioned above the second wiring 52 in the three-dimensional wiring portion, stress due to the difference in linear expansion coefficient is not applied in the three-dimensional wiring portion. For this reason, in the surface acoustic wave device 1, even if the ambient temperature changes, the second wiring 52 is unlikely to break.
  • the surface acoustic wave device 121 of the comparative example shown in FIG. 3 is the same as the surface acoustic wave device 1 of the above embodiment except that the three-dimensional wiring portion is covered with the support member 4. Therefore, each wiring pattern and the outer shape of the insulating layer in the three-dimensional wiring portion are indicated by broken lines.
  • the linear expansion coefficient of the support member 4 and the linear expansion of the insulating layer 53 are the same as in the case of the related art described above. Stress due to the difference from the coefficient is applied to the second wiring 52. Therefore, disconnection is likely to occur in the second wiring 52.
  • FIG. 4 is a photograph schematically showing a state in which the disconnection D occurs in the second wiring 52 in the three-dimensional wiring portion of the comparative example.
  • the three-dimensional wiring portion B in FIG. 2 has been described as a representative, the same applies to other three-dimensional wiring portions shown in FIG. 2, that is, in a portion where a plurality of wirings are stacked via the insulating layer 53.
  • the support member 4 is formed so as to have an opening surrounding the three-dimensional wiring portion so that the support member 4 is not positioned on the upper wiring.
  • the support member 4 and the lid member 5 are laminated with a synthetic resin laminated structure, and a structure in which a plurality of wirings are three-dimensionally crossed in order to further reduce the size in a thinned structure. Even in the case of using a pattern, even if a synthetic resin suitable for the insulating layer of the three-dimensional wiring part is used to reduce the parasitic capacitance between the wirings, the disconnection in the three-dimensional wiring part is reliably suppressed. It becomes possible.
  • the surface acoustic wave device can be miniaturized, but also the reliability of the surface acoustic wave device can be improved.
  • the three-dimensional wiring section it is possible to reduce the grounding resistance capacity of the wiring, thereby improving the attenuation characteristics.
  • FIG. 5 is a schematic front sectional view for explaining a modification of the surface acoustic wave device 1 according to the embodiment.
  • an adhesion improving film 62 is formed on the piezoelectric substrate 2.
  • the adhesion improving film 62 is made of an appropriate material having higher adhesion to the piezoelectric substrate than the support member 4. Examples of such a material include inorganic nitrides and inorganic oxides. More specifically, as the nitride, SixNy (x and y are integers), AlN and the like, as inorganic oxides, such as SiO 2, AlO 3 and the like.
  • Such an adhesion improving film 62 made of an inorganic nitride or an inorganic oxide is relatively high when formed on the piezoelectric substrate 2 by sputtering, compared to the synthetic resin constituting the support member 4. Adhesion. Therefore, by forming the support member 4 after forming the adhesion improving film 62, the support member 4 can be firmly adhered to the piezoelectric substrate 2 through the adhesion improving film 62. Thereby, in the surface acoustic wave device 61, the reliability is further improved.
  • the adhesion improving film 62 is located on at least a part of the lower surface of the support member 4.
  • the adhesion improving film 62 is located on the lower surface of the support member 4 in a region other than the portion where the electrodes such as the electrode pad 6 are provided.
  • the support member 4 can be firmly adhered to the piezoelectric substrate 2 via the adhesion improving film 62 at a portion other than the portion where the electrode pads 6 and the like are formed.
  • the adhesion improving film 62 may be formed on only a part of a region other than the region where the electrode pads 6 and the like exist on the lower surface of the support member 4.
  • FIG. 6 is a front sectional view for explaining still another modification of the surface acoustic wave device 1 according to the embodiment.
  • a protective film 72 is formed on the lid member 5.
  • the other points are the same as in the first embodiment.
  • the protective film 72 is laminated on the surface of the lid member 5 opposite to the side on which the support member 4 is formed.
  • the space A of flux at the time of mounting using solder, etc. Can be prevented from entering the inside. That is, by forming the protective film 72 from a material that does not transmit flux as described above, it is possible to prevent the flux from entering the interior. Examples of such a material include various synthetic resins, such as polyimide.
  • the protective film 72 is preferably formed of the same material as the support member 4. In that case, the kind of material to be used can be reduced. In addition, the manufacturing process can be simplified.
  • the protective film 72 is provided to prevent the flux from entering, it is desirable to form the entire upper surface of the lid member 5 except for the portion where the through conductor is provided.
  • the insulating layer crossing the three-dimensional wiring portion is formed of synthetic resin, but may be formed of an insulating material other than synthetic resin.
  • the supporting member 4 and the insulating layer of the three-dimensional wiring portion may be formed of a material other than the synthetic resin.
  • a plurality of longitudinally coupled resonator type surface acoustic wave filters and a plurality of one-port type surface acoustic wave resonators are connected.
  • a plurality may be connected. That is, the circuit configuration of the surface acoustic wave device of the present invention is not particularly limited, and the present invention can be widely applied to various surface acoustic wave devices in which a plurality of surface acoustic wave elements are electrically connected. it can.
  • the first and second wirings may be stacked via an insulating layer, and one or more wirings may be further stacked via one or more insulating layers. That is, the number of wiring layers in the three-dimensional wiring portion is not limited to two layers, and three or more layers of wirings may be stacked.

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Abstract

　立体配線部における配線の断線が生じ難い、信頼性に優れた弾性表面波装置を提供する。 　圧電基板２上に複数の弾性表面波素子Ｆ１～Ｆ４，Ｒ１，Ｒ２が形成されており、ＩＤＴ電極１１～１３などの電極を含む振動部を囲むように圧電基板２上に支持部材４が形成されており、支持部材４の開口部を覆うように蓋部材が積層されて、振動電極が臨む中空空間が形成されており、さらに圧電基板２上において、第１の配線５１及び第２の配線５２が絶縁層５３を介して積層されている立体配線部Ｂが形成されており、立体配線部Ｂにおいて、支持部材４が立体配線部を囲むように設けられており、それによって立体配線部Ｂが圧電基板２と支持部材４と蓋部材とで囲まれた空間内に配置されている、弾性表面波装置１。

Description

弾性表面波装置
　本発明は、複数の弾性表面波素子が配線により電気的に接続されている弾性表面波装置に関し、より詳細には、複数の配線が立体交差している立体配線部を有する弾性表面波装置に関する。
　従来、携帯電話機などの帯域フィルタに弾性表面波装置が広く用いられている。この種の弾性表面波装置の小型化を図るために、下記の特許文献１には、図７に示す弾性表面波装置が開示されている。
　弾性表面波装置１０１は、ＬｉＴａＯ３などからなる圧電基板１０２を有する。圧電基板１０２上に、ＩＤＴ電極１０３が形成されている。ＩＤＴ電極１０３を覆うように保護膜１０４が形成されている。
　ＩＤＴ電極１０３に交流電圧を印加することにより、表面波が励振される。この表面波の振動を妨げないために空間Ａが形成されている。すなわち、ＩＤＴ電極１０３を含む振動部の振動を妨げないように、振動部上に空間Ａが形成されている。
　空間Ａを形成するために、振動部を囲むように包囲壁１０５が形成されている。包囲壁１０５は、耐熱性を有する感光性樹脂をパターニングすることにより形成されている。そして、包囲壁１０５で囲まれている空間Ａを覆うように、蓋体１０６が積層されている。蓋体１０６は、合成樹脂層により形成されている。
　また、包囲壁１０５及び蓋体１０６を貫通する貫通孔が形成されており、該貫通孔内にバンプ１０７が配置されている。バンプ１０７は、図示しない部分において、ＩＤＴ電極１０３に電気的に接続されている。
　弾性表面波装置１０１では、上記感光性樹脂からなる包囲壁１０５及び合成樹脂層からなる蓋体１０６を用いることにより、小型化、特に薄型化が図られている。
　ところで、携帯電話機の帯域フィルタなどを構成するに際し、複数の弾性表面波素子を電気的に接続してフィルタ回路を形成することが多い。このような場合には、複数の弾性表面波素子の圧電基板が共通化される。すなわち、１枚の圧電基板上に各弾性表面波素子を構成するために複数の振動部が形成される。そして、複数の振動部が圧電基板上に形成された配線により電気的に接続される。この場合、小型化を図るために、複数の配線が互いに立体交差する部分が生じることがある。例えば、図８に示すように、立体配線部１１１では、第１の配線１１２と、第２の配線１１３とが立体交差している。第１の配線１１２と、第２の配線１１３との間には絶縁層１１４が形成されている。
特開２００６－２１７２２６号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の弾性表面波装置１０１のように、小型化及び薄型化を図り得る構造において、複数の弾性表面波装置の圧電基板を共通化した場合、立体配線部において、配線の断線が生じるという問題があった。例えば、１枚の圧電基板に複数の弾性表面波装置１０１を構成し、図８の立体配線部１１１を形成した場合、上記立体配線部は、前述した包囲壁１０５と圧電基板１０２との間に形成されることになる。従って、上方に位置している第２の配線１１３は、絶縁層１１４と、包囲壁１０５とに挟まれることになる。
　上記絶縁層１１４は、第１，第２の配線１１２，１１３間の寄生容量を低減して特性を改善したり、立体交差部分における電気的絶縁を確保するために設けられている。従って、絶縁層１１４は、ポリイミドなどの合成樹脂からなり、包囲壁１０５とは異なる合成樹脂で形成されている。
　そのため、周囲温度が変化した場合、第２の配線１１３の上方の包囲壁１０５の線膨張係数と、下方に位置する絶縁層１１４の線膨張係数との差による応力が加わり、第２の配線１１３において断線が生じることがあった。
　本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、圧電基板上の立体配線部における断線が生じ難い、信頼性に優れた弾性表面波装置を提供することにある。
　本発明によれば、対向し合う第１，第２の主面を有する圧電基板と、前記圧電基板の前記第１の主面上に形成されており、弾性表面波を励振するための電極と、前記圧電基板の第１の主面に形成されており、前記電極に電気的に接続された電極パッドと、前記振動部の周囲を囲むように前記圧電基板の第１の主面に形成されており、前記電極よりも厚くされている支持部材と、前記振動部を覆うように前記支持部材上に設けられており、前記振動部の電極が臨む中空の空間を形成している、蓋部材とを有する複数の弾性表面波素子と、前記複数の弾性表面波素子を電気的に接続している複数の配線とを備え、前記複数の配線が、第１の配線と、該第１の配線よりも上方に配置されており、かつ第１の配線と立体交差している第２の配線とを有し、前記第１，第２の配線が立体交差している部分において第１，第２の配線間に配置されており、かつ前記支持部材と異なる材料からなる絶縁層をさらに備える弾性表面波装置であって、前記支持部材が、前記絶縁層を介して第１，第２の配線が交差している立体配線部を囲む開口を有するように設けられており、それによって立体配線部が前記圧電基板と、前記支持部材と前記蓋部材で囲まれた空間に配置されていることを特徴とする、弾性表面波装置が提供される。
　本発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、前記圧電基板の前記第１の主面上に形成されており、前記支持部材よりも前記圧電基板に対する密着性の高い密着性改善膜がさらに備えられており、前記支持部材が、前記密着性改善膜上に形成されている。上記密着性改善膜上に支持部材が形成されていることにより、支持部材が密着性改善膜を介して圧電基板に強固に密着され、それによって、弾性表面波装置の信頼性が高められる。このような密着性改善膜としては、例えば、無機窒化物または無機酸化物が用いられ、それによって、圧電基板に対する密着性を効果的に高めることができる。
　本発明に係る弾性表面波装置では、好ましくは、蓋部材は、エポキシ樹脂からなる。この場合には、比較的低温、例えば１７０℃～２２０℃程度の温度で硬化させることができる。よって、低温での硬化プロセスを用いて支持部材を形成することができる。
　本発明に係る弾性表面波装置では、好ましくは、蓋部材の支持部材とは反対側の面に積層されており、かつ合成樹脂からなる保護層がさらに備えられる。保護層の形成により、弾性表面波装置実装時に、フラックスが保護層を透過しないため、フラックスの中空空間への流入を防止することができる。
　好ましくは、上記保護層が、上記支持部材と同じ材料で形成され、それによって、材料の種類を減らすことができ、かつ製造工程の簡略化を図ることができる。
（発明の効果）
　本発明に係る弾性表面波装置では、第１，第２の配線が絶縁層を介して交差している立体配線部を囲むように支持部材が設けられている。そのため、立体配線部は、圧電基板と、支持部材と、蓋部材とで囲まれた空間に臨んでいる。よって、立体配線部において第１，第２の配線のいずれにも支持部材が接触していないため、第１，第２の配線は支持部材及び上記絶縁層の線膨張係数差に基づく応力を受け難い。そのため、立体配線部において、第１，第２の配線において断線が生じ難い。
　従って、例えば、上記支持部材及び上記蓋部材を、それぞれ、合成樹脂層を形成することにより構成し、薄型化を図り、かつ上記立体配線部における絶縁層を、寄生容量を低減する観点から支持部材と異なる材料で形成した場合においても、第１，第２の配線の断線を確実に抑制することができる。
　よって、本発明によれば、弾性表面波装置の立体配線部における断線を確実に抑制できる。弾性表面波装置の信頼性を高めることができる。
図１は、本発明の一実施形態の弾性表面波装置の模式的正面断面図である。 図２は、図１に示した実施形態の弾性表面波装置の蓋部材を取り除いた状態を示す模式的平面図である。 図３は、比較例として用意した弾性表面波装置の模式的平面図である。 図４は、比較例の弾性表面波装置において、配線に断線が生じている状態を示す写真である。 図５は、図１に示した実施形態の変形例に係る弾性表面波装置を示す模式的正面図である。 図６は、図１に示した実施形態の他の変形例に係る弾性表面波装置を示す模式的正面図である。 図７は、従来の弾性表面波装置の模式的正面断面図である。 図８は、従来の弾性表面波装置における立体配線部の一部を示す部分切欠正面断面図である。
符号の説明
　１…弾性表面波装置
　２…圧電基板
　２ａ…上面
　２ｂ…下面
　３…ＩＤＴ電極
　４…支持部材
　４ａ…開口
　４ｂ…開口
　５…蓋部材
　６…電極パッド
　６ａ～６ｆ…電極パッド
　７…貫通導体
　８…金属バンプ
　１１～１３…ＩＤＴ電極
　１４，１５…反射器
　２１～２３，３１～３３，４１～４３…ＩＤＴ
　２４，２５，３４，３５，４４，４５…反射器
　５１…第１の配線
　５２…第２の配線
　５３…絶縁層
　６１…弾性表面波装置
　６２…密着性改善膜
　７１…弾性表面波装置
　７２…保護膜
　Ｆ１～Ｆ４…弾性表面波素子
　Ｒ１，Ｒ２…弾性表面波素子
　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。
　図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置を説明するための模式的正面断面図及び該弾性表面波装置の蓋体を取り除いた状態を示す模式的平面図である。
　図１に示すように、本実施形態の弾性表面波装置１は、圧電基板２を有する。圧電基板２は、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３または水晶などの圧電単結晶、あるいは圧電セラミックスにより形成される。圧電基板２は、第１の主面としての上面２ａと第２の主面としての下面２ｂとを有する。上面２ａ上に、弾性表面波を励振するために、少なくとも１つのＩＤＴ電極を含む電極３が形成されている。弾性表面波装置１０１と同様に、電極３を含む副振動部の振動を妨げないために、空間Ａが形成されている。すなわち、空間Ａに臨むように振動部が構成されている。
　空間Ａを封止するために、圧電基板２の上面２ａ上に、支持部材４及び蓋部材５が積層されている。より詳細には、支持部材４は、上記空間Ａを形成するために振動部を囲むように形成されている。支持部材４上において、上記空間Ａを封止するように蓋部材５が積層されている。
　従来の弾性表面波装置１０１の場合と同様に、本実施形態においても支持部材４及び蓋部材５を貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔は、圧電基板２上に形成された電極パッド６に至っている。貫通孔内に、アンダーバンプメタルとしての貫通導体７が形成されている。貫通導体７の下端は、電極パッド６に接合されている。電極パッド６は、電極３と、図示されていない配線により電気的に接続されている。
　貫通導体７の上端は、蓋部材５の上面に露出している。貫通導体７に電気的に接続されるように、半田からなる金属バンプ８が形成されている。金属バンプ８は、弾性表面波装置１をプリント回路基板などに実装する際の端子電極として用いられる。
　上記電極３及び電極パッド６などは、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄなどの適宜の金属もしくは合金からなる。また、これらの電極は、複数の金属層を積層してなる積層金属膜により形成されてもよい。後述する配線についても、同様の金属材料で形成される。
　他方、上記支持部材４は、合成樹脂からなる。好ましくは、支持部材４は、感光性樹脂からなる。感光性樹脂は、フォトリソグラフィ法により容易にパターニングされ得る。それによって、空間Ａを形成する開口部や、上記貫通導体７が位置されることが予定される部分に前述した貫通孔を容易に形成することができる。
　上記感光性樹脂としては、感光性ポリイミド、感光性エポキシ、感光性シリコーンなどを挙げることができる。好ましくは、感光性ポリイミドが用いられ、それによって、支持部材４のパターニングを容易にかつ高精度に行うことができる。また、適度な弾力性を有するため、圧電基板２や蓋部材５への負荷を軽減することができる。
　上記蓋部材５は、合成樹脂からなる。この蓋部材５を構成する合成樹脂は特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミドなどを用いることができる。エポキシ樹脂を用いた場合、例えば１７０℃～２２０℃程度の温度で硬化させることができる。従って、低温硬化プロセスを用いて、蓋部材５を形成することができるため、好ましい。
　弾性表面波装置１においても、上記支持部材４及び蓋部材５が、上記のような合成樹脂層からなるため、金属やセラミックスからなるパッケージ材等を用いた場合などに比べて、弾性表面波装置の小型化、特に薄型化を進めることができる。
　本実施形態の弾性表面波装置１の特徴は、次に述べる立体配線部が圧電基板２と支持部材４と蓋部材５とで囲まれた空間に配置されていることにある。これを、図２を参照して詳細に説明する。
　図２は、本実施形態の弾性表面波装置１において、蓋部材５が形成される前の状態を示す模式的平面図である。なお、図２では、金属バンプ８については、その形成される位置を明確にするために、蓋部材５が形成される前であるが、金属バンプ８が形成される位置を、参照番号８が付された円で示すこととする。
　また、本実施形態では、圧電基板２上に、複数の弾性表面波素子Ｆ１～Ｆ４及びＲ１，Ｒ２が形成されている。これらの内、複数の表面波素子Ｆ１～Ｆ４は、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタであり、複数の弾性表面波素子Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ、１ポート型弾性表面波共振子である。
　弾性表面波素子Ｆ１を例にとると、弾性表面波素子Ｆ１は、表面波伝搬方向に配置された第１～第３のＩＤＴ電極１１～１３と、ＩＤＴ電極１１～１３が形成されている部分の表面波伝搬方向両側に配置された反射器１４，１５とを有する。図２では、図示を容易とするために、ＩＤＴ電極１１～１３及び反射器１４，１５は、それぞれ、矩形もしくは台形のブロックで略図的に示す。
　他の弾性表面波素子Ｆ２～Ｆ４においても、同様に、ＩＤＴ電極を矩形のブロックで、反射器を台形のブロックで略図的に示す。すなわち、弾性表面波素子Ｆ２～Ｆ４は、それぞれ、第１～第３のＩＤＴ２１～２３，３１～３３，４１～４３と、反射器２４，２５，３４，３５，４４，４５とを有する。また、弾性表面波共振子である弾性表面波素子Ｒ１，Ｒ２では、１つのＩＤＴ電極と、その表面波伝搬方向両側に配置された反射器（図示せず）とを有するが、ここでは、ＩＤＴ電極部分を、矩形のブロックで略図的に示すこととする。
　図１に示した電極３は、これらの弾性表面波素子の内１つの弾性表面波素子の電極構造を模式的に示している。例えば、弾性表面波素子Ｆ１を例にとると、上記ＩＤＴ電極１１～１３及び反射器１４，１５が形成されている部分が、図１において電極３が形成されている部分に相当し、すなわち振動部を構成している。
　弾性表面波装置１では、支持部材４は、上記各振動部を囲む空間Ａを形成するための開口４ａを有する。弾性表面波素子Ｆ１が形成されている部分を例にとると、上記ＩＤＴ電極１１～１３及び反射器１４，１５が設けられている振動部を囲むように、開口４ａが形成されている。そして、上記開口４ａを封止するようにして、図１に示した蓋部材５が積層される。
　ところで、複数の弾性表面波素子Ｆ１～Ｆ４及び複数の弾性表面波素子Ｒ１，Ｒ２を接続することにより帯域フィルタが構成されているが、この場合、小型化及び高密度化を図るために、圧電基板２上の複数の配線は立体配線部を有する。
　図２において、図１に略図的に示した電極パッド６として、不平衡入力端子としての電極パッド６ａと、第１，第２の平衡出力端子としての電極パッド６ｂ，６ｃと、グラウンド電位に接続される電極パッド６ｄ～６ｆとが形成されている。
　入出力端子としての電極パッド６ａに、弾性表面波共振子である弾性表面波素子Ｒ１を介して、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタである弾性表面波素子Ｆ２及び弾性表面波素子Ｆ１がこの順序で接続されている。また、同様に、電極パッド６ａに、１ポート型弾性表面波共振子である弾性表面波素子Ｒ２を介して、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性表面波フィルタである弾性表面波素子Ｆ３及び弾性表面波素子Ｆ４がこの順序で接続されている。それによって、平衡－不平衡変換機能を有する帯域フィルタが形成されている。
　このような構成においては、圧電基板２上における配線パターンが複雑化する。そのため、複数の配線が立体交差する立体配線部が設けられている。例えば、図２において矢印で示す立体配線部Ｂでは、第１の配線５１と、第２の配線５２とが立体交差している。第１の配線５１は、ＩＤＴ電極１１，１３の各一端を共通接続しており、第２の配線５２は、出力端子としての電極パッド６ｂと、ＩＤＴ電極１２とを電気的に接続している。この第１，第２の配線５１，５２間は電気的に絶縁されていなければならない。そのため、圧電基板上に第１の配線５１が形成されており、第１の配線５１上に、絶縁層５３が形成されており、絶縁層５３上に第２の配線５２が形成されている。
　立体配線部Ｂでは、絶縁層５３は、第１，第２の配線５１，５２間の電気的絶縁を図っている。加えて、第１，第２の配線５１，５２間における寄生容量を低減するために、絶縁層５３を形成するための合成樹脂が選択される。従って、絶縁層５３を形成するための合成樹脂としては、単にパッケージの一部を構成する支持部材４を構成する合成樹脂とは異なる合成樹脂が用いられている。
　よって、支持部材４の線膨張係数と、絶縁層５３の線膨張係数は異なっている。しかしながら、本実施形態では、立体配線部において、第２の配線５２の上方には支持部材４は位置していない。すなわち、上記支持部材４は、振動部を囲む開口４ａだけでなく、立体配線部を囲む開口４ｂをも有するように設けられている。言い換えれば、立体配線部Ｂは、圧電基板２と、支持部材４と、蓋部材とで囲まれた中空の空間に配置されている。従って、立体配線部において、第２の配線５２の上方に支持部材４が位置していないため、立体配線部において、線膨張係数差による応力は加わらない。そのため、弾性表面波装置１では、周囲温度が変化したとしても、第２の配線５２の断線が生じ難い。
　これを、図３の比較例を参照してより具体的に説明する。
　図３に示す比較例の弾性表面波装置１２１は、上記立体配線部が支持部材４で覆われていることを除いては、上記実施形態の弾性表面波装置１と同様である。従って、立体配線部における各配線パターン及び絶縁層の外形は破線で示されている。このように、立体配線部においても、第２の配線５２が支持部材４で覆われていると、前述した従来技術の場合と同様に、支持部材４の線膨張係数と絶縁層５３の線膨張係数との差による応力が第２の配線５２に加わる。そのため、第２の配線５２において、断線が生じやすくなる。
　図４は、上記比較例の立体配線部において第２の配線５２に断線Ｄが生じている状態を模式的に示す写真である。
　これに対して、上記実施形態では、前述した通り、第２の配線５２上に支持部材４が存在しないため、線膨張係数差による応力に基づく断線が生じ難くされている。
　なお、図２の立体配線部Ｂを代表して説明したが、図２に示されている他の立体配線部、すなわち複数の配線が絶縁層５３を介して積層されている部分においても、同様に、支持部材４が上方の配線の上に位置しないように、支持部材４は、立体配線部を囲む開口を有するように形成されている。
　よって、弾性表面波装置１では、支持部材４及び蓋部材５を合成樹脂の積層構造で積層し、薄型化を図った構造において、さらに小型化を図るべく、複数の配線を立体交差させた配線パターンを用いた場合であっても、配線間の寄生容量を低減するために立体配線部の絶縁層に適した合成樹脂を用いた場合であっても、立体配線部における断線を確実に抑制することが可能となる。
　よって、弾性表面波装置の小型化を進めるだけでなく、弾性表面波装置の信頼性を高めることが可能となる。
　また、上記立体配線部を設けることにより、配線の耐接地容量を小さくすることができ、それによって減衰特性を改善することも可能とされている。
　図５は、上記実施形態の弾性表面波装置１の変形例を説明するための模式的正面断面図である。
　本変形例の弾性表面波装置６１では、圧電基板２上に密着性改善膜６２が形成されている。密着性改善膜６２は、支持部材４に比べて、圧電基板に対する密着性が高い適宜の材料からなる。このような材料としては、例えば、無機窒化物または無機酸化物が挙げられる。より具体的には、上記窒化物として、ＳｉｘＮｙ（ｘ及びｙは整数）、ＡｌＮなどが挙げられ、無機酸化物として、ＳｉＯ２、ＡｌＯ３などが挙げられる。このような無機窒化物または無機酸化物からなる密着性改善膜６２は、支持部材４を構成している合成樹脂に比べて、圧電基板２上に、スパッタ法により形成された場合相対的に高い密着性を有する。従って、密着性改善膜６２を形成した後に、上記支持部材４を形成することにより、支持部材４を密着性改善膜６２を介して圧電基板２に対して強固に密着させることができる。それによって、弾性表面波装置６１では、信頼性がより一層高められる。
　密着性改善膜６２は、支持部材４の下面の少なくとも一部に位置している。好ましくは、上記電極パッド６などの電極が設けられている部分以外の領域において、支持部材４の下面に密着性改善膜６２が位置している。それによって、電極パッド６などが形成されている部分以外において、圧電基板２に密着性改善膜６２を介して支持部材４を強固に密着させることができる。もっとも、密着性改善膜６２は、支持部材４の下面において、電極パッド６などが存在している領域以外の領域のさらに一部のみに形成されていてもよい。
　図６は、上記実施形態の弾性表面波装置１のさらに他の変形例を説明するための正面断面図である。図６に示す変形例の弾性表面波装置７１では、蓋部材５上に保護膜７２が形成されている。その他の点については、第１の実施形態と同様である。
　保護膜７２は、蓋部材５の支持部材４が形成されている側とは反対側の面に積層されているが、保護膜７２の形成により、半田を用いた実装時のフラックスの空間Ａ等の内部への侵入を防止することができる。すなわち、上記保護膜７２として、上記のようにフラックスを透過しない材料により形成することより、フラックスの内部への侵入を防止することができる。このような材料としては、様々な合成樹脂が挙げられ、例えば、ポリイミドなどを挙げることができる。
　好ましくは、上記保護膜７２は、支持部材４と同じ材料により形成することが望ましい。その場合には、使用する材料の種類を減らすことができる。また、製造工程の簡略化を図ることも可能となる。
　保護膜７２は、上記フラックスの侵入を防止するために設けられるため、蓋部材５の上面の全面、ただし上記貫通導体が設けられる部分を除いて形成することが望ましい。
　上述した実施形態では、立体配線部を交差している絶縁層は合成樹脂により形成されていたが、合成樹脂以外の絶縁性材料で形成されていてもよい。いずれにしても、立体配線部における絶縁層と、支持部材とが異なる材料で形成されている限り、支持部材４及び立体配線部の絶縁層は、合成樹脂以外の材料で形成されていてもよい。
　なお、上述した実施形態の弾性表面波装置１では、複数の縦結合共振子型弾性表面波フィルタ及び複数の１ポート型弾性表面波共振子が接続されていたが、他の弾性表面波素子が複数接続されていてもよい。すなわち、本発明の弾性表面波装置における回路構成は特に限定されるものではなく、複数の弾性表面波素子が電気的に接続されている様々な弾性表面波装置に本発明を広く適用することができる。
　また、上記立体配線部では、第１，第２の配線が絶縁層を介して積層されていればよく、さらに１以上の配線がさらに１以上の絶縁層を介して積層されていてもよい。すなわち、立体配線部における配線の積層数は、２層に限らず３層以上の配線が積層されていてもよい。

Claims (6)

  1. 　対向し合う第１，第２の主面を有する圧電基板と、
    　前記圧電基板の前記第１の主面上に形成されており、弾性表面波を励振するための電極と、
    　前記圧電基板の第１の主面に形成されており、前記電極に電気的に接続された電極パッドと、
    　前記振動部の周囲を囲むように前記圧電基板の第１の主面に形成されており、前記電極よりも厚くされている支持部材と、
    　前記振動部を覆うように前記支持部材上に設けられており、前記振動部の電極が臨む中空の空間を形成している、蓋部材とを有する複数の弾性表面波素子と、
    　前記複数の弾性表面波素子を電気的に接続している複数の配線とを備え、
    　前記複数の配線が、第１の配線と、該第１の配線よりも上方に配置されており、かつ第１の配線と立体交差している第２の配線とを有し、
    　前記第１，第２の配線が立体交差している部分において第１，第２の配線間に配置されており、かつ前記支持部材と異なる材料からなる絶縁層をさらに備える弾性表面波装置であって、
    　前記支持部材が、前記絶縁層を介して第１，第２の配線が交差している立体配線部を囲む開口を有するように設けられており、それによって立体配線部が前記圧電基板と、前記支持部材と前記蓋部材で囲まれた空間に配置されていることを特徴とする、弾性表面波装置。
  2. 　前記圧電基板の前記第１の主面上に形成されており、前記支持部材よりも前記圧電基板に対する密着性の高い密着性改善膜をさらに備え、前記支持部材の少なくとも一部が、前記密着性改善膜上に形成されている、請求項１に記載の弾性表面波装置。
  3. 　前記密着性改善膜が、無機窒化物または無機酸化物からなる、請求項２に記載の弾性表面波装置。
  4. 　前記蓋部材が、エポキシ樹脂からなる、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
  5. 　前記蓋部材の前記支持部材側とは反対側の面に積層されており、合成樹脂からなる保護層をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
  6. 　前記保護層が、前記支持部材と同じ材料からなる、請求項５に記載の弾性表面波装置。
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