WO2018181932A1 - 弾性波装置、分波器および通信装置 - Google Patents
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Definitions
- the wiring 27E is a wiring for applying a reference potential to the SAW filter 23. However, unlike the wiring 27D, the wiring 27E is not connected on the piezoelectric substrate 11 to the pad 25 to which the reference potential is applied, and the second through conductor 51 (FIG. 5A) described later, etc. To the reference potential terminal 3. On the piezoelectric substrate 11, the wiring 27 ⁇ / b> E extends from the SAW filter 23 and is disconnected without being connected to another pattern. More specifically, for example, six wirings 27E are provided, the bus bar 35 on the -D1 side of the IDT electrode 29B, the bus bar 35 on the + D1 side of the IDT electrode 29C, and the bus bar 35 on the -D1 side of the IDT electrode 29D. The bus bar 35 on the + D1 side of the IDT electrode 29G, the bus bar 35 on the -D1 side of the IDT electrode 29H, or the bus bar 35 on the + D1 side of the IDT electrode 29I.
- the substrate 5, the cover 7 and the reinforcing layer 9 (conductive layer 10) are laminated in this order, and the IDT electrode 29 (see FIG. In a), a space 19 is formed which is located above the electrode fingers 37).
- the protective film may or may not be interposed between the piezoelectric substrate 11 and the frame portion 15. That is, the cover 7 may be placed directly on the upper surface 11a of the piezoelectric substrate 11 or may be placed indirectly.
- the second through conductor 51 located on the wiring 27E extending from the SAW filter 23A is connected to the divided region 21A of the reinforcing layer 9 facing the SAW filter 23A.
- the second through conductor 51 located on the wiring 27E extending from the SAW filter 23B is connected to the divided region 21B of the reinforcing layer 9 facing the SAW filter 23B.
- the wirings are crossed in a three-dimensional manner so that the wirings to which different potentials (input signal, output signal, or reference potential) are not short-circuited.
- Three-dimensional wiring is realized. In other words, the three-dimensional intersection in this example is realized through the cover 7 with a space in between.
- the position of the second through conductor 51 in the first row L1 and the position of the second through conductor 51 in the second row L2 are different from each other in the extending direction of each row (D2 axis direction).
- the position here is, for example, the figure gravity center. Accordingly, the distance d2 between the second through conductor 51 in the first row L1 and the second through conductor 51 in the second row L2 is longer than the distance d3 between the first row L1 and the second row L2.
- the IDT electrode 29, the reflector 31, and the wiring 27 include, for example, a layered conductor (common conductor layer) formed of the same material with a substantially equal thickness.
- This common layered conductor is made of, for example, Al or an alloy containing Al as a main component (Al alloy).
- the Al alloy is, for example, an Al—Cu alloy.
- the common layered conductor may be composed of a plurality of metal layers.
- the common layered conductor has a thickness of, for example, 50 nm to 600 nm.
- the IDT electrode 29 and the reflector 31 may have an additional film superimposed on the common layered conductor.
- FIGS. 6A to 6C are views for explaining an example of a method for manufacturing the SAW device 1, and are cross-sectional views corresponding to FIG. 5A.
- the manufacturing process proceeds from FIG. 6 (a) to FIG. 6 (c).
- FIG. 6 (a) In these drawings, even if the shape or the like changes with the progress of the process, common reference numerals are given before and after the change.
- the steps described below are realized, for example, in a so-called wafer process. That is, thin film formation, photolithography, or the like is performed on the mother substrate that becomes the substrate 5 by being divided, and then a plurality of SAW devices 1 are manufactured in parallel by dicing.
- Formation of the conductor pattern on the piezoelectric substrate 11 may be the same as a known method.
- the frame portion 15 is formed, for example, by forming a thin film made of a photosensitive resin and removing a part of the thin film by photolithography. By removing a part of the thin film, the space 19 and the lower portions of the through holes 7 h and 7 k are formed in the frame portion 15.
- Photolithography may be either a positive type or a negative type.
- the through hole 7h is generally cylindrical, but as can be understood from the above description, the through hole 7h may be tapered so that the diameter is increased toward the lower side. Moreover, although the aspect which forms the through-holes 7h and 7k simultaneously is demonstrated here, these may be formed separately. In this case, since the degree of light scattering or the like can be made different between the through hole 7h and the through hole 7k, it is easy to make the shapes of the side surfaces of the two different.
- the base layer 73 is formed not only on the entire upper surface 7a of the cover 7 but also inside the through holes 7h and 7k, and overlaps the pad 25 and the wiring 27E.
- the resist mask 75 is disposed on the upper surface 7a of the cover 7 at a position where the conductive layer 10 (the reinforcing layer 9 and the land 49) should not be disposed.
- the metal 77 is deposited at the non-arrangement position of the resist mask 75 on the upper surface 7a and inside the through holes 7h and 7k. Thereby, the reinforcement layer 9, the terminal 3, and the 2nd penetration conductor 51 are formed integrally.
- the flatness of the conductive layer 10 is improved as compared with an aspect in which the diameter of the second through conductor 51 is equal to the diameter of the first through conductor 47 (an aspect in which the diameter of the second through conductor 51 is relatively large). It becomes easy to secure.
- 7 (a) to 7 (d) are cross-sectional views for explaining the above effects.
- the second through conductor 51 having a smaller diameter than the first through conductor 47 is located on the inner side, the flatness of the configuration located above the second through conductor 51 in the region where the second through conductor 51 is located. Is secured. Thereby, the stress concentration by a level
- the thermal stress generated in the piezoelectric substrate 11 by appropriately adjusting the diameter and number of the second through conductors 51.
- the members or materials laminated on the piezoelectric substrate 11 are listed in order from the one having the smallest thermal expansion coefficient, for example, the support substrate 13, the piezoelectric substrate 11, Cu (the first through conductor 47, the second through conductor 51, and the conductive layer 10).
- This is a photosensitive resin (cover 7).
- a tensile force is applied to the piezoelectric substrate 11 by the expansion of the cover 7, and this tensile force is provided by arranging the second through conductors 51 with an appropriate diameter and number inside the piezoelectric substrate 11. Is alleviated somewhat. As a result, for example, the possibility that the characteristics of the SAW device 1 deteriorate due to a temperature change is reduced.
- the cover 7 includes a lid portion 17 that is integrally formed from a single material.
- the second penetrating conductor 51 has a first tapered portion 51ba having a diameter reduced toward the upper surface side of the cover 7 and a second tapered portion 51bb having a diameter increased toward the upper surface side of the cover 7 in the lid portion 17. .
- the plurality of second through conductors 51 are aligned with the two or more second through conductors 51 constituting the first row L1 side by side in the D2 axis direction in plan view and in the D2 axis direction in plan view. And two or more second through conductors 51 constituting the second row L2 adjacent in parallel to the first row L1.
- the position of the second through conductor 51 in the first row L1 and the position of the second through conductor 51 in the second row L2 are different from each other in the D2 axis direction.
- the plurality of second through conductors 51 are distributed in a relatively unbalanced manner.
- the effect of suppressing peeling of the reinforcing layer 9 is likely to occur evenly in the planar direction of the reinforcing layer 9.
- the distance d2 between the second through conductors 51 is longer than the distance d3 between the first row L1 and the second row L2, and the probability that unevenness is generated on the reinforcing layer 9 is reduced.
- the multi-mode SAW filter 23 is configured by arranging three or more IDT electrodes 29 in the SAW propagation direction.
- wirings 27E, 27B, and 27E extending from the IDT electrodes 29B, 29C, and 29D to the same side ( ⁇ D1 side) in the direction intersecting the SAW propagation direction are located.
- the plurality of second through conductors 51 include two second through conductors 51 located on the two wirings 27E.
- the reinforcing layer 9 connects the two second through conductors 51 to each other.
- the three-dimensional wiring connected to the multimode SAW filter 23 is realized by the second through conductor 51 and the reinforcing layer 9. Therefore, for example, the design related to the number and orientation of the plurality of IDT electrodes 29 of the multi-mode SAW filter 23 is facilitated. Further, for example, the manufacturing process is simplified as compared with an embodiment in which a wiring that overlaps the wiring 27B extending from the IDT electrode 29C via an insulating layer is provided between the piezoelectric substrate 11 and the cover 7 to form a three-dimensional wiring. .
- the reinforcing layer 9 includes a divided region 21A that faces only the SAW filter 23A among the SAW filters 23A and 23B, and a divided region 21B that faces only the SAW filter 23B among the SAW filters 23A and 23B. Yes.
- the second through conductors 51 at the positions P2 and P3 are connected only to the divided region 21A among the divided regions 21A and 21B.
- the second through conductors 51 at the positions P5 and P6 are connected only to the divided region 21B among the divided regions 21A and 21B.
- the possibility that the wiring 27 ⁇ / b> E peels off from the piezoelectric substrate 11 due to the force received from the second through conductor 51 or is disconnected is reduced. Further, from another viewpoint, the second through conductor 51 is more firmly fixed to the piezoelectric substrate 11. As a result, the possibility of peeling of the reinforcing layer 9 is reduced.
- the insulating layer 43 is affected by the unevenness of the surface of the reinforcing layer 9 to generate unevenness on the upper surface thereof. Therefore, even when the insulating layer 43 is provided, the flatness effect described with reference to FIGS. 7A to 7D is exhibited with respect to the upper surface of the insulating layer 43.
- the 1st penetration conductor 47 which constitutes terminal 3 the necessity for ensuring flatness is low. Accordingly, by increasing the diameter of the first through conductor 47 and relatively decreasing the diameter of the second through conductor 51, the bonding area of the bump 45 is increased while ensuring the flatness of the reinforcing layer 9. be able to.
- the IDT electrode 29 is an example of an excitation electrode.
- the conductive layer 10 or the reinforcing layer 9 is an example of a conductive layer.
- the lid portion 17 is an example of a resin layer.
- the D2 axis direction is an example of a predetermined direction.
- the IDT electrodes 29B to 29D are examples of first to third IDT electrodes.
- the wiring 27E (including the position P2), the wiring 27B (between the positions P2 and P3), and the wiring 27E (including the position P3) connected to these are examples of the first to third wirings.
- SAW filters 23A and 23B are examples of first and second filters.
- the second through conductor 51 at the position P2 is an example of a third through conductor
- the second through conductor 51 at the position P5 is an example of a fourth through conductor.
- the method for manufacturing the SAW device 201 is substantially the same as the method for manufacturing the SAW device 1. However, for example, after the formation of the frame portion 15 and before the formation of the photosensitive resin layer to be the lid portion 17, the lower portion 47 a of the first through conductor 47 and the second through conductor 203 are formed and the intermediate layer 205 is formed.
- the formation method may be, for example, by formation of the base layer 73 and precipitation of the metal 77 as in the embodiment.
- the intermediate layer 205 may be composed of only the base layer 73.
- various effects are achieved by the fact that the diameter of the second through conductor 203 is smaller than the diameter of the first through conductor 47. For example, since the probability that the intermediate layer 205 is recessed decreases, it is expected that the adhesion between the intermediate layer 205 and the lid portion 17 is improved. Further, for example, the thermal stress generated in the piezoelectric substrate 11 can be adjusted by adjusting the diameter and number of the second through conductors 203.
- FIG. 8B is a cross-sectional view showing a configuration of the SAW device 211 according to the modification, and corresponds to FIG.
- FIG. 8C is a cross-sectional view showing the second through conductor 221 according to the modification, and corresponds to FIG.
- the duplexer 101 filters the transmission signal from the transmission terminal 105 and outputs it to the antenna terminal 103, and the reception filter 111 that filters the reception signal from the antenna terminal 103 and outputs it to the reception terminal 107. And have.
- the transmission filter 109 is constituted by, for example, a ladder-type SAW resonator filter in which a plurality of SAW resonators 113 are connected in a ladder shape.
- the SAW resonator 113 is, for example, a 1-port SAW resonator, and includes one IDT electrode 29 and a pair of reflectors 31 positioned on both sides of the IDT electrode 29 in the SAW propagation direction.
- the transmission filter 109 and the reception filter 111 may be provided on the same piezoelectric substrate 11 or may be provided on different piezoelectric substrates 11 and mounted and connected to a common circuit board.
- FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a communication device 151 as an example of use of the SAW device 1 (demultiplexer 101).
- the communication device 151 performs wireless communication using radio waves, and includes the above-described duplexer 101.
- the elastic wave device is not limited to a SAW device.
- the elastic wave device may be a BAW (Bulk Acoustic Wave) device, may include a piezoelectric thin film resonator, or may be regarded as a boundary acoustic wave (however, a kind of SAW). .) Device may be used.
- the filter is not limited to the multimode type.
- the ladder type filter mentioned in the description of FIG. 9 may be used.
- the first through conductor is not limited to one that penetrates the entire cover, and may be one that penetrates only the frame portion or only the lid portion, for example.
- the second through conductor is not limited to the one that penetrates the entire cover or only the frame portion, and may, for example, penetrate only the lid portion.
- the conductive layer connected to the upper end of the second through conductor may not be intended to reinforce the lid. This is the same when the conductive layer is provided on the upper surface of the cover. Further, the arrangement of the second through conductors is not limited to a place that requires three-dimensional wiring.
- the first through conductor constituting the terminal 3 may be located on the support substrate and the second through conductor may be located on the piezoelectric substrate.
- the first through conductor having a large area may be disposed on the thick support substrate in order to firmly bond the substrate.
- the peeling of the piezoelectric substrate can suppress the occurrence of cracks and the like.
- stress application to the thin piezoelectric substrate can be suppressed by reducing the area of the second through conductor in contact with the piezoelectric substrate.
- SAW device elastic wave device
- 7 ... Cover 9 ... Reinforcing layer (conductive layer), 11 ... Piezoelectric substrate, 29 ... IDT electrode (excitation electrode), 47 ... First through conductor, 51 ... Second through conductor .
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Abstract
SAW装置は、圧電基板と、圧電基板の上面に位置しているIDT電極と、IDT電極の上から圧電基板の上面を覆っているカバーと、圧電基板の上面側からカバーの上面側へカバーの少なくとも一部を貫通している、少なくとも1つの第1貫通導体と、平面視において第1貫通導体よりも圧電基板の内側に位置しており、圧電基板の上面側からカバーの上面側へカバーの少なくとも一部を貫通しており、第1貫通導体よりも径が小さい、少なくとも1つの第2貫通導体と、カバーの上面に位置しており、第2貫通導体の上端に重なっている導電層と、を有している。
Description
本開示は、弾性波を利用する電子部品である弾性波装置、当該弾性波装置を含む分波器および通信装置に関する。弾性波は、例えば、弾性表面波(SAW:surface acoustic wave)である。
弾性波装置として、いわゆるWLP(ウェハレベルパッケージ)形のものが知られている(例えば特許文献1)。WLP形の弾性波装置は、例えば、圧電基板と、圧電基板の上面に位置する励振電極と、励振電極の上から圧電基板の上面を覆って励振電極を封止するカバーと、カバーを貫通する端子(貫通導体)と、カバーの上面に設けられ、カバーを補強する導電層とを有している。端子の下端は、圧電基板の上面に設けられた配線パターンを介して励振電極と接続される。端子の上端は、カバー上の導電層と接続されることがある。
本開示の一態様に係る弾性波装置は、圧電基板を含む基板と、前記圧電基板の上面に位置している励振電極と、前記励振電極の上から前記基板の上面を覆っているカバーと、前記基板の上面側から前記カバーの上面側へ前記カバーの少なくとも一部を貫通している、少なくとも1つの第1貫通導体と、平面視において前記第1貫通導体よりも前記基板の内側に位置しており、前記基板の上面側から前記カバーの上面側へ前記カバーの少なくとも一部を貫通しており、前記第1貫通導体よりも径が小さい、少なくとも1つの第2貫通導体と、前記カバーの上面または内部に位置しており、前記第2貫通導体の上端に重なっている導電層と、を有している。
本開示の一態様に係る弾性波装置は、圧電基板を含む基板と、前記圧電基板の上面に位置している励振電極と、前記励振電極の上から前記基板の上面を覆っているカバーと、前記基板の上面側から前記カバーの上面側へ前記カバーを貫通している、少なくとも1つの貫通孔と、平面視において前記貫通孔よりも前記基板の内側に位置しており、前記基板の上面側から前記カバーの上面側へ前記カバーの少なくとも一部を貫通しており、前記貫通孔よりも径が小さい、少なくとも1つの貫通導体と、前記カバーの上面または内部に位置しており、前記貫通導体の上端に重なっている導電層と、を有している。
本開示の一態様に係る分波器は、端子に接続されている送信フィルタと、前記端子に接続されている受信フィルタと、を有しており、前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの少なくとも一方は、上記の弾性波装置を含んでいる。
本開示の一態様に係る通信装置は、アンテナと、前記アンテナと接続されている、上記の弾性波装置と、前記弾性波装置に接続されているICと、を有している。
以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。また、便宜上、導体層の表面(すなわち断面でない面)にハッチングを付すことがある。
同一または類似する構成については、「端子3A」、「端子3B」のように、同一名称および同一の数字の符号に対して互いに異なるアルファベットの符号を付すことがあり、また、この場合において、単に「端子3」のように、アルファベットを省略することがある。
本開示に係るSAW装置は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、D1軸、D2軸およびD3軸からなる直交座標系を定義するとともに、D3軸の正側を上方として、上面、下面等の用語を用いることがある。また、平面視または平面透視という場合、特に断りがない限りは、D3軸方向に見ることをいう。なお、D1軸は、後述する圧電基板の上面に沿って伝搬するSAWの伝搬方向に平行になるように定義され、D2軸は、圧電基板の上面に平行かつD1軸に直交するように定義され、D3軸は、圧電基板の上面に直交するように定義されている。
(SAW装置の全体構成)
図1は、実施形態に係るSAW装置1の構成を示す外観斜視図である。図2は、SAW装置1の一部を破断して示す斜視図である。図3は、SAW装置1の上面図である。
図1は、実施形態に係るSAW装置1の構成を示す外観斜視図である。図2は、SAW装置1の一部を破断して示す斜視図である。図3は、SAW装置1の上面図である。
SAW装置1は、WLP形の電子部品であり、その外形は、例えば、概略薄型の直方体状とされている。SAW装置1の寸法は適宜に設定されてよい。一例を挙げると、平面視における1辺の長さ(D1軸方向またはD2軸方向)は、0.3mm以上2mm以下であり、厚さ(D3軸方向)は、0.2mm以上0.6mm以下である。
SAW装置1の上面には、複数(図示の例では6個)の端子3A~3Fが露出している。SAW装置1は、複数の端子3のいずれかを介して信号の入力がなされる。入力された信号は、例えば、SAW装置1によりフィルタリングされる。そして、SAW装置1は、フィルタリングした信号を複数の端子3のいずれかを介して出力する。
SAW装置1は、例えば、上面を不図示の回路基板に対向させて配置され、回路基板のパッドと端子3とが半田等のバンプ45(図5(a)参照)によって接合されることによって回路基板に実装される。その後、トランスファモールド等によって不図示のモールド樹脂がSAW装置1の周囲に配置されてSAW装置1は樹脂封止される。モールド樹脂は、回路基板とSAW装置1との間に構成される隙間にも充填されてよい。
SAW装置1は、例えば、基板5と、基板5の上面を覆うカバー7と、カバー7の上面7aにおいて露出する上述の複数の端子3と、カバー7の上面7aに重なる補強層9とを有している。なお、補強層9と、複数の端子3のうちのカバー7上に位置する部分とは、導電層10を構成している。
(基板)
基板5は、例えば、圧電基板11と、圧電基板11の下面に直接または間接的に貼り合わされた支持基板13とを有している。
基板5は、例えば、圧電基板11と、圧電基板11の下面に直接または間接的に貼り合わされた支持基板13とを有している。
圧電基板11は、例えば、圧電性を有する単結晶によって構成されている。単結晶は、例えば、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)または水晶(SiO2)からなる。カット角は適宜なものとされてよい。例えば、圧電基板11は、回転YカットX伝搬のものである。すなわち、X軸は圧電基板11の上面(D2軸)に平行であり、Y軸は、圧電基板11の上面の法線に対して所定の角度で傾斜している。
圧電基板11の平面形状は、例えば、矩形である。圧電基板11の大きさは適宜に設定されてよい。一例を挙げると、平面視における1辺の長さ(D1軸方向またはD2軸方向)は、0.3mm以上2mm以下であり、厚さ(D3軸方向)は、0.1μm以上30μm以下である。
支持基板13は、例えば、圧電基板11の材料よりも熱膨張係数が小さい材料によって形成されている。これにより、例えば、圧電基板11の熱膨張を助長することがないので、SAW装置1の電気特性の温度変化を低減することができる。このような材料としては、例えば、シリコン等の半導体、サファイア等の単結晶および酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックを挙げることができる。なお、支持基板13は、互いに異なる材料からなる複数の層が積層されて構成されていてもよい。
支持基板13の平面形状および平面視における寸法は、圧電基板11と同等であってもよいし異なっていてもよい。この例では支持基板13は、圧電基板11と同等である。支持基板13の厚みは適宜に設定されてよい。例えば、支持基板13の厚みは、圧電基板11の厚みよりも厚くされる。一例として、支持基板13の厚みは、圧電基板11の厚みの10倍以上であり、また、例えば、100μm以上300μm以下である。
圧電基板11および支持基板13は、例えば、不図示の介在層を介して互いに貼り合わされている。介在層の材料は、有機材料であってもよいし、無機材料であってもよい。有機材料としては、例えば、熱硬化性樹脂等の樹脂が挙げられる。無機材料としては、例えば、SiO2,Si3N4,AlN等が挙げられる。また、複数の異なる材料からなる薄層を積層させた積層体を介在層としてもよい。このような積層体は、例えば、音響反射膜を構成していてもよい。また、圧電基板11および支持基板13は、接着面をプラズマや中性子線照射などで活性化処理した後に介在層無しに貼り合わせる、いわゆる直接接合によって貼り合わされていても良い。
(カバー)
カバー7は、例えば、平面視において1つ以上の開口を有する枠部15と、枠部15の開口を塞ぐ蓋部17とを有している。これにより、圧電基板11の上面11a上には、上面11aの振動を容易化するための空間19A(図2)および19B(図2及び図3)が構成される。なお、空間19の数は適宜に設定されてよいが、本実施形態の説明では、図3に示すように、空間19が2つ設けられる態様を例に取る。
カバー7は、例えば、平面視において1つ以上の開口を有する枠部15と、枠部15の開口を塞ぐ蓋部17とを有している。これにより、圧電基板11の上面11a上には、上面11aの振動を容易化するための空間19A(図2)および19B(図2及び図3)が構成される。なお、空間19の数は適宜に設定されてよいが、本実施形態の説明では、図3に示すように、空間19が2つ設けられる態様を例に取る。
枠部15は、例えば、圧電基板11の上面11aに(直接または間接に)重ねられる、概ね一定の厚さの層により構成されている。枠部15の厚さ(空間19の高さ)は、例えば、5μm以上30μm以下である。蓋部17は、例えば、枠部15上に重ねられる、概ね一定の厚さの層により構成されている。蓋部17の厚さは、例えば、5μm以上30μm以下である。
枠部15および蓋部17は、同一の材料により形成されていてもよいし、互いに異なる材料により形成されていてもよい。図1および図2では、説明の便宜上、枠部15と蓋部17との境界線を明示しているが、現実の製品においては、枠部15と蓋部17とは、同一材料により一体的に形成されていてもよい。
カバー7(枠部15および蓋部17)は、基本的に絶縁材料によって構成されている。絶縁材料は、例えば、感光性の樹脂である。感光性の樹脂は、例えば、アクリル系、エポキシ系、イミド系の樹脂である。なお、カバー7の熱膨張係数は、適宜な大きさであってよく、例えば、圧電基板11を構成する圧電体の材料の熱膨張係数よりも大きい。
(端子の配置位置)
端子3は、例えば、圧電基板11の上面11a側からカバー7の上面7a側へカバー7を貫通しており、カバー7の上面7aにおいて露出している。複数の端子3の数および配置は、圧電基板11の上面11aに形成される回路構成に応じて適宜に設定されてよい。図示の例では、複数の端子3は、平面視で矩形のカバー7(圧電基板11)の外周縁に沿って配置されている。
端子3は、例えば、圧電基板11の上面11a側からカバー7の上面7a側へカバー7を貫通しており、カバー7の上面7aにおいて露出している。複数の端子3の数および配置は、圧電基板11の上面11aに形成される回路構成に応じて適宜に設定されてよい。図示の例では、複数の端子3は、平面視で矩形のカバー7(圧電基板11)の外周縁に沿って配置されている。
端子3A~3Fの役割は適宜に設定されてよい。本実施形態の説明では、端子3Fが信号の入力に利用される端子であり、端子3Cが信号の出力に利用される端子であり、その他の端子3(3A、3B、3Dおよび3E)が基準電位にされる端子である態様を例に取る。なお、図3では、信号が入力される端子に「IN」を、信号が入力される端子に「OUT」を、基準電位が付与される端子に「G」の記号を付している(後述する図4におけるパッド25も同様。)。
(補強層)
補強層9は、例えば、カバー7の上面7aに重なる、概ね一定の厚さの導体層からなる。導体は、例えば、金属である。金属は、例えば、Cuである。また、別の観点では、補強層9は、例えば、カバー7の材料よりもヤング率が高い材料からなる。補強層9は、複数の導体層(複数の材料)から構成されていてもよい。なお、補強層9の材料およびカバー7の材料は、いずれが他方よりも熱膨張係数が大きくてもよい。例えば、補強層9の材料の熱膨張係数は、カバー7の材料の熱膨張係数よりも小さい。補強層9の厚さは適宜に設定されてよく、例えば、20μm以上30μm以下である。
補強層9は、例えば、カバー7の上面7aに重なる、概ね一定の厚さの導体層からなる。導体は、例えば、金属である。金属は、例えば、Cuである。また、別の観点では、補強層9は、例えば、カバー7の材料よりもヤング率が高い材料からなる。補強層9は、複数の導体層(複数の材料)から構成されていてもよい。なお、補強層9の材料およびカバー7の材料は、いずれが他方よりも熱膨張係数が大きくてもよい。例えば、補強層9の材料の熱膨張係数は、カバー7の材料の熱膨張係数よりも小さい。補強層9の厚さは適宜に設定されてよく、例えば、20μm以上30μm以下である。
補強層9は、空間19Aを覆う分割領域21Aと、空間19Bを覆う分割領域21Bとを有している。分割領域21Aと分割領域21Bとは互いに離れている。分割領域21は、例えば、当該分割領域21が重なる空間19よりも広い面積を有しており、平面透視において空間19は分割領域21内に収まっている。ただし、分割領域21は、一部又は全部の外縁が空間19内に位置していてもよい。
(圧電基板上の導体パターン)
図4は、圧電基板11の導体パターンの構成を示す模式的な上面図である。
図4は、圧電基板11の導体パターンの構成を示す模式的な上面図である。
圧電基板11においては、パターニングされた導体層が上面11aに重なっている。これにより、例えば、2つのSAWフィルタ23(23Aおよび23B)と、複数のパッド25(25A~25F)と、これらを接続する複数の配線27(27A~27E)とが構成されている。
(SAWフィルタ)
SAWフィルタ23は、例えば、多重モード(2重モードを含むものとする。)型SAW共振子フィルタによって構成されている。例えば、SAWフィルタ23は、弾性波の伝搬方向に配列された複数(図示の例では5つ)のIDT(interdigital transducer)電極29(29A~29J)と、その両側に位置する1対の反射器31(31A~31D)とを有している。
SAWフィルタ23は、例えば、多重モード(2重モードを含むものとする。)型SAW共振子フィルタによって構成されている。例えば、SAWフィルタ23は、弾性波の伝搬方向に配列された複数(図示の例では5つ)のIDT(interdigital transducer)電極29(29A~29J)と、その両側に位置する1対の反射器31(31A~31D)とを有している。
IDT電極29は、IDT電極29Fにおいて符号を付しているように、1対の櫛歯電極33を含んでいる。各櫛歯電極33は、バスバー35と、バスバー35から互いに並列に延びる複数の電極指37とを含んでいる。1対の櫛歯電極33は、複数の電極指37が互いに噛み合うように(交差するように)配置されている。
バスバー35は、例えば、概ね一定の幅でSAWの伝搬方向(D1軸方向)に直線状に延びる長尺状に形成されている。そして、一対のバスバー35は、SAWの伝搬方向に直交する方向(D2軸方向)において互いに対向している。なお、バスバー35は、幅が変化したり、SAWの伝搬方向に対して傾斜したりしていてもよい。
各電極指37は、例えば、概ね一定の幅でSAWの伝搬方向に直交する方向(D2軸方向)に直線状に延びる長尺状に形成されている。各櫛歯電極33において、複数の電極指37は、SAWの伝搬方向に配列されている。また、一方の櫛歯電極33の複数の電極指37と他方の櫛歯電極33の複数の電極指37とは、基本的には交互に配列されている。
複数の電極指37のピッチ(例えば互いに隣り合う2本の電極指37の中心間距離)は、IDT電極29内において基本的に一定である。なお、IDT電極29の一部に、他の大部分よりもピッチが狭くなる狭ピッチ部、または他の大部分よりもピッチが広くなる広ピッチ部が設けられてもよい。また、IDT電極29間で互いに隣接する電極指37間のピッチは、基本的には、IDT電極29内におけるピッチと同等である。
電極指37の本数は、要求される電気特性等に応じて適宜に設定されてよい。なお、図4は模式図であることから、電極指37の本数は少なく示されている。実際には、図示よりも多くの電極指37が配列されてよい。後述する反射器31のストリップ電極41についても同様である。
複数の電極指37の長さは、例えば、互いに同等である。ただし、IDT電極29は、複数の電極指37の長さ(別の観点では交差幅)が伝搬方向の位置に応じて変化する、いわゆるアポダイズが施されたものであってもよい。また、IDT電極29は、複数の電極指37間においてバスバー35から突出するダミー電極を有するものであってもよい。
反射器31は、例えば、格子状に形成されている。すなわち、反射器31は、互いに対向する1対のバスバー39と、1対のバスバー39間において延びる複数のストリップ電極41とを含んでいる。複数のストリップ電極41のピッチ、および互いに隣接する電極指37とストリップ電極41とのピッチは、基本的には複数の電極指37のピッチと同等である。
上記のような多重モード型のSAWフィルタ23においては、IDT電極29の1対の櫛歯電極33のうち一方は、信号の入力または出力に利用され(信号用とされ)、他方は、基準電位が付与される(基準電位用とされる)。各IDT電極29において、信号用または基準電位用とされる櫛歯電極33は、D1軸方向の正側および負側のいずれの櫛歯電極33であってもよい。また、D1軸方向の正側および負側のいずれの櫛歯電極33が信号用または基準電位用とされるかは、D2軸方向において互いに隣接するIDT電極29同士で同一であってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態の説明では、隣接するIDT電極29同士で互いに異なっている態様を例に取る。
また、多重モード型のSAWフィルタ23は、入力信号または出力信号として、不平衡信号および平衡信号のいずれを用いることもできる。不平衡信号は、1つの信号からなり、例えば、基準電位に対する電位を信号レベルとする。平衡信号は、互いに位相が逆の2つの信号からなり、例えば、両者の電位差を信号レベルとする。多重モード型のSAWフィルタ23は、平衡信号から不平衡信号への変換、またはその逆の変換を行う機能を有することも可能である。本実施形態の説明では、入力信号および出力信号のいずれも不平衡信号である態様を例に取る。
反射器31は、電気的に浮遊状態とされてもよいし、基準電位が付与されてもよい。本実施形態の説明では、後者を例に取る。
(パッドおよび配線)
パッド25は、端子3の下端と接続される部分である。パッド25A~25Fと、端子3A~3Fとは、互いに接続されるもの同士で同一のアルファベットの付加符号が付されている。すなわち、パッド25Fは信号が入力され、パッド25Cは信号を出力し、その他のパッド(25A、25B、25Dおよび25E)は、基準電位が付与される。上述した平面視における端子3の数及び配置の説明は、パッド25に適用されてよい。パッド25の平面形状は適宜に設定されてよく、例えば、端子3の下端と概ね同等の大きさを有する円形である。
パッド25は、端子3の下端と接続される部分である。パッド25A~25Fと、端子3A~3Fとは、互いに接続されるもの同士で同一のアルファベットの付加符号が付されている。すなわち、パッド25Fは信号が入力され、パッド25Cは信号を出力し、その他のパッド(25A、25B、25Dおよび25E)は、基準電位が付与される。上述した平面視における端子3の数及び配置の説明は、パッド25に適用されてよい。パッド25の平面形状は適宜に設定されてよく、例えば、端子3の下端と概ね同等の大きさを有する円形である。
配線27Aは、信号をSAWフィルタ23Aに入力するための配線であり、例えば、パッド25Fと、SAWフィルタ23Aとを接続している。より具体的には、例えば、配線27Aは、パッド25Fから1本で延びてから2本に分岐して、IDT電極29Bおよび29Dの+D1側のバスバー35に接続されている。
配線27Bは、2つのSAWフィルタ23間において信号を伝達する配線であり、2つのSAWフィルタ23を接続している。なお、別の観点では、配線27Bは、SAWフィルタ23Aから信号を出力するための配線であり、また、SAWフィルタ23Bに信号を入力するための配線である。より具体的には、例えば、配線27Bは、3本設けられている。1本は、IDT電極29Aの-D1側のバスバー35とIDT電極29Fの+D1側のバスバー35とを接続している。他の1本は、IDT電極29Cの-D1側のバスバー35とIDT電極29Hの+D1側のバスバー35とを接続している。残りの1本は、IDT電極29Eの-D1側のバスバー35とIDT電極29Jの+D1側のバスバー35とを接続している。
配線27Cは、SAWフィルタ23Bから信号を出力するための配線であり、例えば、SAWフィルタ23Bとパッド25Cとを接続している。より具体的には、例えば、配線27Cは、IDT電極29Gおよび29Iの-D1側のバスバー35それぞれから延び、途中で合流してパッド25Cに至っている。
配線27Dは、SAWフィルタ23に基準電位を付与するための配線であり、例えば、パッド25A、25B、25Dまたは25Eと、SAWフィルタ23Aまたは23Bとを接続している。また、配線27Dは、例えば、パッド25A、25B、25Dまたは25Eと、反射器31A、31B、31Cまたは31Dとを接続している。より具体的には、例えば、パッド25Aから延びる配線27Dは、反射器31Bの+D1側のバスバー39およびIDT電極29Eの+D1側のバスバー35に接続されている。また、例えば、パッド25Dから延びる配線27Dは、反射器31Cの-D1側のバスバー39およびIDT電極29Fの-D1側のバスバー35に接続されている。また、例えば、パッド25Eから延びる配線27Dは、反射器31Aの-D1側のバスバー39に接続されている。また、例えば、IDT電極29Aの+D1側のバスバー35は、反射器31Aの+D1側のバスバー39に直接および/または配線27Dによって接続され、反射器31Aを介してパッド25Eに接続されている。また、例えば、パッド25Bから延びる配線27Dは、反射器31Dの+D1側のバスバー39に接続されている。また、例えば、IDT電極29Jの-D1側のバスバー35は、反射器31Dの-D1側のバスバー39に直接および/または配線27Dによって接続され、反射器31Dを介してパッド25Bに接続されている。
配線27Eは、SAWフィルタ23に基準電位を付与するための配線である。ただし、配線27Eは、配線27Dとは異なり、基準電位が付与されるパッド25に対して圧電基板11上においては接続されておらず、後述する第2貫通導体51(図5(a))等を介して、基準電位用の端子3に接続される。配線27Eは、圧電基板11上においては、SAWフィルタ23から延びた後、他のパターンに接続されずに途切れた状態となっている。より具体的には、例えば、配線27Eは、6本設けられており、IDT電極29Bの-D1側のバスバー35、IDT電極29Cの+D1側のバスバー35、IDT電極29Dの-D1側のバスバー35、IDT電極29Gの+D1側のバスバー35、IDT電極29Hの-D1側のバスバー35またはIDT電極29Iの+D1側のバスバー35から延び出ている。
SAWフィルタ23Aに基準電位を付与するためのパッド25(25Aおよび25E)と、SAWフィルタ23Bに基準電位を付与するためのパッド25(25Bおよび25D)とは、例えば、短絡されていない。具体的には、両者は、SAWフィルタ23等を介した電気的接続はなされているが、配線27によっては接続されていない。
以上のような圧電基板11上の回路においては、パッド25Fに入力された信号は、配線27Aを介してIDT電極29Bおよび29Dに入力され、SAWフィルタ23Aによってフィルタリングされる。フィルタリングされた信号は、IDT電極29A、29Cおよび29Eから3本の配線27Bを介してIDT電極29F、29Hおよび29Jに入力され、SAWフィルタ23Bによってフィルタリングされる。フィルタリングされた信号は、IDT電極29Gおよび29Iから配線27Cを介してパッド25Cへ出力される。
(絶縁層およびバンプ)
図5(a)は、図4のVa-Va線に対応する模式的な断面図である。
図5(a)は、図4のVa-Va線に対応する模式的な断面図である。
既に述べたように、SAW装置1においては、基板5、カバー7および補強層9(導電層10)が順に積層されており、基板5とカバー7との間にはIDT電極29(図5(a)では電極指37が模式的に図示されている)の上に位置する空間19が構成される。
さらに、SAW装置1は、補強層9を覆う絶縁層43および/または端子3上に位置するバンプ45を有していてもよい。
絶縁層43は、例えば、端子3を露出させつつ、補強層9の上からカバー7の上面全体を覆っている。そして、絶縁層43は、例えば、補強層9全体の上面および側面を覆っている。なお、絶縁層43は、端子3の上面全体を露出させていてもよいし、端子3の上面の縁部を覆っていてもよい。絶縁層43が設けられることにより、例えば、補強層9と非接続とされるべき端子3上から溢れたバンプ45によって、当該端子と補強層9とが短絡されてしまうおそれが低減される。
絶縁層43は、例えば、少なくとも補強層9上においては概ね一定の厚さに形成されており、その厚さは、例えば、500nm以上20μm以下である。絶縁層43は、例えば、樹脂によって構成されている。樹脂は、例えば、一般にソルダーレジストとして使われているエポキシ系樹脂などにより構成されてよい。ただし、絶縁層43は、無機材料により構成されてもよい。無機材料としては、例えば、酸化珪素(SiO2など)、窒化珪素、シリコンが挙げられる。
バンプ45は、端子3上に概ね球形で形成されており、その直径は端子3の上面の直径と概ね同等である。バンプ45の材料は、例えば、はんだである。はんだは、Pb-Sn合金はんだ等の鉛を用いたはんだであってもよいし、Au-Sn合金はんだ、Au-Ge合金はんだ、Sn-Ag合金はんだ、Sn-Cu合金はんだ等の鉛フリーはんだであってもよい。
特に図示しないが、圧電基板11の上面11aは、導体パターン(配線27、IDT電極29および反射器31等。パッド25は除く。)の上から、SiO2やSi3N4等からなる保護膜によって覆われていてもよい。保護膜はこれらの材料からなる複数層の積層体としてもよい。保護膜は、単にIDT電極29等の腐食を抑制するためのものであってもよいし、温度補償に寄与するものであってもよい。また、保護膜が設けられる場合等において、IDT電極29および反射器31の上面または下面には、SAWの反射係数を向上させるために、絶縁体または金属からなる付加膜が設けられてもよい。
保護膜が設けられる場合において、保護膜は、圧電基板11と枠部15との間に介在してもよいし、介在しなくてもよい。すなわち、カバー7は、圧電基板11の上面11a上に直接に載置されてもよいし、間接的に載置されてもよい。
(端子の構造)
端子3は、例えば、カバー7を貫通する第1貫通導体47と、第1貫通導体47上に位置するランド49とを有している。なお、図5(a)において図示されているのは端子3Fであるが、他の端子3も端子3Fと同様である。また、ランド49および補強層9により導電層10が構成されている。
端子3は、例えば、カバー7を貫通する第1貫通導体47と、第1貫通導体47上に位置するランド49とを有している。なお、図5(a)において図示されているのは端子3Fであるが、他の端子3も端子3Fと同様である。また、ランド49および補強層9により導電層10が構成されている。
第1貫通導体47は、基板5の上面側、すなわち圧電基板11の上面11a側からカバー7の上面7a側へカバー7全体を貫通している。第1貫通導体47は、パッド25上に位置しており、下端がパッド25に接続されている。別の観点では、カバー7には、パッド25上に貫通孔7hが形成されている。
第1貫通導体47は、枠部15を貫通する下部47aと、蓋部17を貫通する上部47bとを有している。下部47aおよび上部47bそれぞれは、例えば、概ね円柱状に形成されている。下部47aおよび上部47bの直径は、例えば、50μm以上120μm以下である。上部47bは、例えば、下部47aよりも径が大きい。下部47aと上部47bとの直径の差は、例えば、5μm以上20μm以下である。
なお、下部47aの上面と上部47bの下面とで径が一致していてもよい。さらに、下部47aや上部47bの側面は傾斜面となっていてもよい。すなわち、厚み方向における形状はテーパー状であってもよい。
ランド49は、例えば、概ね一定の厚さの層状導体からなる。その厚さは、例えば、補強層9と概ね同等である。ランド49の平面形状は適宜な形状とされてよいが、例えば、円形である。ランド49の直径は、例えば、第1貫通導体47の上端面の直径よりも大きい。従って、ランド49の外周部は、カバー7上に位置するフランジ部となっている。なお、ランド49と第1貫通導体47の上端面との直径の差は、例えば、5μm以上100μm以下である。なお、ランド49の直径は、第1貫通導体47の直径と同等であってもよい。
第1貫通導体47およびランド49は、例えば、同一の材料によって一体的に形成されている。端子3の材料は、金属である。金属は、例えば、Cuである。端子3は、複数の材料から構成されていてもよい。例えば、第1貫通導体47の外周面およびランド49のフランジ部分の下面と、端子3の内部とは互いに異なる材料から構成されていてもよいし、ランド49の上面には、端子3の他の部分とは異なる金属からなる層が設けられてもよい。例えば、端子3の大部分がCuにより構成されつつ、ランド49の上面がAuまたはAgにより構成されてもよい。
(端子と補強層との接続)
図1及び図3に示すように、基準電位が付与される端子3(3A、3B、3Dおよび3E)のランド49は、例えば、補強層9に連続している。従って、補強層9には、基準電位が付与されることになる。なお、信号の入力または出力に供される端子3Cおよび3Fのランド49は、補強層9から分離されている。
図1及び図3に示すように、基準電位が付与される端子3(3A、3B、3Dおよび3E)のランド49は、例えば、補強層9に連続している。従って、補強層9には、基準電位が付与されることになる。なお、信号の入力または出力に供される端子3Cおよび3Fのランド49は、補強層9から分離されている。
より具体的には、補強層9のうち、SAWフィルタ23A(空間19A)に対向する分割領域21Aは、基準電位が付与される端子3のうち、SAWフィルタ23Aに基準電位を付与するための端子3(3Aおよび3E)のみと接続されている。また、補強層9のうち、SAWフィルタ23B(空間19B)に対向する分割領域21Bは、基準電位が付与される端子3のうち、SAWフィルタ23Bに基準電位を付与するための端子3(3Bおよび3D)のみと接続されている。
なお、ランド49は、補強層9と同一材料かつ同一厚さの導体層(複数層でもよい)で構成されていてもよいし、そのような同一材料かつ同一厚さの導体層のうち、ランド49となる領域のみ、上面に他の金属層が形成されていてもよい。例えば、ランド49および補強層9(導電層10)の大部分がCuにより構成され、ランド49の上面がAuまたはAgにより構成されてもよい。上記の同一材料かつ同一厚さの導体層は、補強層9と、補強層9に接続されるランド49とに亘って一体的に形成されていてよい。
(第2貫通導体の配置位置および接続)
図5(a)に示すように、SAW装置1は、IDT電極29に基準電位を付与するための配線27E上において、カバー7を貫通する第2貫通導体51(別の観点では貫通孔7k)を有している。なお、図5(a)において図示されているのは、2本の配線27Eであるが、他の配線27Eにおいても、第2貫通導体51が設けられる。図1~図4では、第2貫通導体51の配置位置P1~P6を円で示している。
図5(a)に示すように、SAW装置1は、IDT電極29に基準電位を付与するための配線27E上において、カバー7を貫通する第2貫通導体51(別の観点では貫通孔7k)を有している。なお、図5(a)において図示されているのは、2本の配線27Eであるが、他の配線27Eにおいても、第2貫通導体51が設けられる。図1~図4では、第2貫通導体51の配置位置P1~P6を円で示している。
第2貫通導体51の上端は、補強層9に接続されている。上述のように、補強層9は、基準電位が付与される端子3と接続されている。従って、配線27Eは、第2貫通導体51および補強層9を介して、基準電位用の端子3と接続される。
より具体的には、例えば、SAWフィルタ23Aから延びる配線27E上に位置する第2貫通導体51(位置P1~P3)は、補強層9のうち、SAWフィルタ23Aに対向する分割領域21Aと接続されている。また、例えば、SAWフィルタ23Bから延びる配線27E上に位置する第2貫通導体51(位置P4~P6)は、補強層9のうち、SAWフィルタ23Bに対向する分割領域21Bと接続されている。
別の観点では、複数の第2貫通導体51は、補強層9を介して互いに接続されている。より具体的には、例えば、位置P1~P3の第2貫通導体51は、分割領域21Aによって互いに接続されており、位置P4~P6の第2貫通導体51は、分割領域21Bによって互いに接続されている。
このような補強層9を介した第2貫通導体51同士の接続によって、互いに異なる電位(入力信号、出力信号または基準電位)が付与される配線同士が短絡しないように配線を立体的に交差させる立体配線が実現されている。言い換えると、本例の立体交差が、間に空間を挟み、カバー7を介して実現されている。
例えば、IDT電極29Bから位置P2に至る配線27E、位置P2の第2貫通導体51、分割領域21A、位置P3の第2貫通導体51、および位置P3からIDT電極29Dに至る配線27Eは、IDT電極29CとIDT電極29Hとを接続する配線27Bに対して立体的に交差する配線を構成している。すなわち、信号を伝達するための配線と、基準電位が付与される配線との立体交差が実現されている。
また、具体的な言及は省略するが、信号を入力するための配線27Aに対して立体的に交差する配線、および信号を出力するための配線27Cに対して立体的に交差する配線が構成されていることも図から明らかである。また、位置P1および位置P2との接続等に着目すると、IDT電極29に対して立体的に交差する配線も構成されている。
また、端子3と第2貫通導体51との補強層9を介した接続によっても、互いに異なる電位が付与される配線同士が短絡しないように配線を立体的に交差させる立体配線が実現されている。
例えば、IDT電極29Bから位置P2に至る配線27E、位置P2の第2貫通導体51、分割領域21A、端子3E、端子3Eから反射器31Aに至る配線27Dは、IDT電極29AとIDT電極29Fとを接続する配線27Bに対して立体的に交差する配線を構成している。すなわち、信号を伝達するための配線と、基準電位が付与される配線との立体交差が実現されている。
図3および図4の位置P1~P6によって示されているように、平面視において、複数の第2貫通導体51は、複数の第1貫通導体47(端子3)よりも基板5(圧電基板11)の内側(および/またはカバー7の内側。以下同様。)に位置している。
なお、例えば、第2貫通導体51の平面視における図形重心と、基板5(この例では圧電基板11)の外縁との距離(最短距離。以下同様。)が、第1貫通導体47の平面視における図形重心と、基板5(この例では圧電基板11)の外縁との距離よりも長ければ、第2貫通導体51は、第1貫通導体47よりも内側に位置していると捉えられてよい。図形重心は、図形内における1次のモーメントの総和が0になる点であり、円形においては中心である。この観点では、図示の例では、全ての第2貫通導体51は、全ての第1貫通導体47よりも内側に位置している。
平面視において、第2貫通導体51の全体が、第1貫通導体47の全体よりも内側に位置しているときに、第2貫通導体51は第1貫通導体47よりも内側に位置していると捉えてもよい。すなわち、第2貫通導体51の外縁上の各点と圧電基板11の外縁との距離のうち最も短いものが、第1貫通導体47の外縁上の各点と圧電基板11の外縁との距離のうち最も長いものよりも長いときに、第2貫通導体51が第1貫通導体47よりも内側に位置していると捉えてもよい。この観点では、図示の例では、位置P2、P3、P5およびP6の第2貫通導体51は、全ての第1貫通導体47よりも内側に位置している。
図3に示すように、複数の第2貫通導体51間の最も短い距離d2は、複数の第1貫通導体47(端子3)間の最も短い距離d1よりも短い。なお、距離d1およびd2は、例えば、平面視における貫通導体の図形重心間の距離である。ただし、距離d1およびd2は、外縁同士の最短距離(貫通導体間の隙間の大きさ)とされてもよい。
図3に示すように、位置P2およびP3の第2貫通導体51は、D2軸方向に並んで第1列L1を構成している。同様に、位置P5およびP6の第2貫通導体51は、D2軸方向に並んで第2列L2を構成している。第1列L1と第2列L2とは並列に隣接している。
なお、ここでいう隣接は、例えば、第1列L1と第2列L2との間に、これらを構成する貫通導体以外の貫通導体(47または51)が位置していないことをいう。また、図示の例では、第1列L1と第2列L2との距離d3は、複数の貫通導体間の距離(d1およびd2等)のいずれよりも短い。距離d3は、例えば、各列を構成する複数の第2貫通導体51の図形重心を連ねた線同士の距離である。
また、第1列L1の第2貫通導体51の位置と、第2列L2の第2貫通導体51の位置とは各列の延びる方向(D2軸方向)において互いに異なっている。ここでの位置は、例えば、図形重心である。従って、第1列L1の第2貫通導体51と、第2列L2の第2貫通導体51との距離d2は、第1列L1と第2列L2との距離d3よりも長くなっている。
(第2貫通導体の構造)
図5(b)は、図5(a)の領域Vbの拡大図である。なお、この図では、カバー7よりも上については図示が省略されている。
図5(b)は、図5(a)の領域Vbの拡大図である。なお、この図では、カバー7よりも上については図示が省略されている。
第2貫通導体51は、圧電基板11の上面11a側からカバー7の上面7a側へカバー7全体を貫通している。第2貫通導体51は、例えば、枠部15を貫通する下部51aと、蓋部17を貫通する上部51bとを有している。下部51aおよび上部51bの、貫通方向に直交する断面の形状は、例えば、貫通方向のいずれの位置においても円形である。下部51aおよび上部51bの直径は、例えば、10μm以上50μm未満である。
下部51aにおいて、貫通方向に直交する断面形状(面積含む)は、例えば、貫通方向において概ね一定である。一方、上部51bにおいては、貫通方向に直交する断面形状は、例えば、貫通方向において変化する。具体的には、上部51bは、カバー7の上面7a側ほど縮径する第1テーパ部51baと、第1テーパ部51ba上に位置し、カバー7の上面7a側ほど拡径する第2テーパ部51bbとを有している。
第1テーパ部51baおよび第2テーパ部51bbの貫通方向における長さ(蓋部17内における両者の比率)は適宜に設定されてよい。また、テーパ面(外周面)は、貫通方向に平行な断面において直線状であってよいし、外側に膨らむ曲線状であってもよいし、内側に凹む曲線状であってもよい。貫通方向に対するテーパ面の傾斜角は適宜に設定されてよい。図示の例では、第1テーパ部51baおよび第2テーパ部51bbは、互いに概ね同等の大きさおよび形状である。
下部51aの直径と上部51bの直径との大小関係は適宜に設定されてよい。例えば、上部51bの最大径(第1テーパ部51baの下端における直径および/または第2テーパ部51bbの上端における直径)は、下部51aの直径よりも大きい。その差は、例えば、5μm以上20μm以下である。また、例えば、下部51aの直径は、上部51bの最小径(第1テーパ部51baと第2テーパ部51bbとの間)に比較して、概ね同等か、若干小さい。
既述のように、第1貫通導体47(上部47b)の形状は、基本的に円柱形状である。従って、蓋部17内の、圧電基板11の上面11aに直交する断面において、第1貫通導体47(上部47b)の側面の形状と、第2貫通導体51(上部51b)の側面の形状とは異なる。具体的には、前者は概ね直線であるのに対して、後者は中央側が内側に凹む形状である。
第2貫通導体51の直径は、第1貫通導体47の直径よりも小さい。別の観点では、配線27E上の貫通孔7kの直径は、パッド25上の貫通孔7hの直径よりも小さい。なお、この比較において、第2貫通導体51の直径が、貫通方向において一定でない、および/または貫通方向に直交する断面形状が円形でない場合は、第2貫通導体51の直径として最大径(図示の例では上部51bの下端または上端における直径)を用いてよい。また、第1貫通導体47の直径が、貫通方向において一定でない、および/または貫通方向に直交する断面形状が円形でない場合は、第1貫通導体47の直径として最小径(図示の例では下部47aにおける直径)を用いてよい。第2貫通導体51の直径と第1貫通導体47の直径との差は、例えば、10μm以上、40μm以上または第1貫通導体47の直径の50%以上である。
第2貫通導体51の材料は、金属である。金属は、例えば、Cuである。第2貫通導体51は、複数の材料から構成されていてもよい。例えば、第2貫通導体51の外周面と、第2貫通導体51の内部とは互いに異なる材料から構成されていてもよい。また、第2貫通導体51の材料は、例えば、第1貫通導体47と同一の材料によって構成されている。また、第2貫通導体51は、例えば、補強層9の材料と同一の材料によって補強層9と一体的に形成されている。もちろん、第2貫通導体51は、第1貫通導体47および/または補強層9とは異なる材料によって形成されていてもよい。
(圧電基板上の導体パターンの材料および厚み)
図5(c)は、図5(a)の領域Vcの拡大図である。
図5(c)は、図5(a)の領域Vcの拡大図である。
この図に示すように、第2貫通導体51が配置される配線27Eの厚みは、例えば、他の配線27(27A~27D)の厚みよりも厚くされている。例えば、他の配線27の厚さが50nm以上600nm以下であるのに対して、配線27Eの厚さは、1μm以上2μm以下とされており、または他の配線27の厚さよりも1μm以上2μm以下の差で厚くされている。なお、配線27Eは、その全体が上記のように厚くされてもよいし、第2貫通導体51と接合される領域または当該領域およびその周辺のみ、上記のように厚くされてもよい。
IDT電極29、反射器31および配線27(27Eを除く)は、例えば、同一の材料によって概ね同等の厚さで形成された層状導体(共通の導体層)を含む。この共通の層状導体は、例えば、AlまたはAlを主成分とする合金(Al合金)によって構成されている。Al合金は、例えば、Al-Cu合金である。共通の層状導体は、複数の金属層から構成されてもよい。共通の層状導体の厚さは、例えば、上記の50nm以上600nm以下である。なお、IDT電極29および反射器31は、既に言及したように、上記の共通の層状導体に対して付加膜が重ねられてもよい。
配線27Eは、例えば、上記の共通の層状導体上に他の金属層が重ねられることによって形成されている。これにより、配線27Eは、他の配線27よりも厚くされている。他の金属層は、例えば、Au、Niおよび/またはCrである。TiとAlとの積層配線としてもよい。ただし、配線27Eは、上記の共通の層状導体を含まずに構成され、他の配線27よりも厚くされていてもよい。
パッド25は、例えば、上記の共通の層状導体のみから構成されてもよいし、その上に他の金属層が重ねられて構成されてもよい。他の金属層は、例えば、Au、Niおよび/またはCrである。パッド25において共通の層状導体上に配置される他の金属層は、配線27Eにおいて共通の層状導体上に配置される他の金属層と同一の材料および厚さからなるものであってもよい。
(2つの分割領域の電気的分離)
ここまでの説明から理解されるように、補強層9の2つの分割領域21は、カバー7上だけでなく、SAW装置1の内部においても短絡されていない(電気的に分離されている)。より具体的には、例えば、SAWフィルタ23Aに対向する分割領域21Aは、SAWフィルタ23Aに接続される端子3(3Aおよび3E)および第2貫通導体51(P1~P3)とのみ接続されており、これら端子3および第2貫通導体51は、SAWフィルタ23Bとは短絡されていない。また、例えば、SAWフィルタ23Bに対向する分割領域21Bは、SAWフィルタ23Bに接続される端子3(3Bおよび3D)および第2貫通導体51(P4~P6)とのみ接続されており、これら端子3および第2貫通導体51は、SAWフィルタ23Aとは短絡されていない。
ここまでの説明から理解されるように、補強層9の2つの分割領域21は、カバー7上だけでなく、SAW装置1の内部においても短絡されていない(電気的に分離されている)。より具体的には、例えば、SAWフィルタ23Aに対向する分割領域21Aは、SAWフィルタ23Aに接続される端子3(3Aおよび3E)および第2貫通導体51(P1~P3)とのみ接続されており、これら端子3および第2貫通導体51は、SAWフィルタ23Bとは短絡されていない。また、例えば、SAWフィルタ23Bに対向する分割領域21Bは、SAWフィルタ23Bに接続される端子3(3Bおよび3D)および第2貫通導体51(P4~P6)とのみ接続されており、これら端子3および第2貫通導体51は、SAWフィルタ23Aとは短絡されていない。
なお、短絡(意図しないものは除く)は、例えば、基本的に接続を目的とした導体(端子3、配線27および第2貫通導体51等)によって接続されることを言い、別の観点では、電子素子(抵抗体、キャパシタ、インダクタまたはIDT電極29等)を介さない接続をいう。配線等の接続を目的とした導体も、厳密には、抵抗値、キャパシタンスおよびインダクタンスを有するが、ここでは考慮しない。
(SAW装置の製造方法)
図6(a)~図6(c)は、SAW装置1の製造方法の一例を説明するための図であり、図5(a)に対応する断面図である。製造工程は、図6(a)から図6(c)へ進んでいく。これらの図では、プロセスの進行に伴って形状等が変化しても、その変化の前後で共通の符号を付している。
図6(a)~図6(c)は、SAW装置1の製造方法の一例を説明するための図であり、図5(a)に対応する断面図である。製造工程は、図6(a)から図6(c)へ進んでいく。これらの図では、プロセスの進行に伴って形状等が変化しても、その変化の前後で共通の符号を付している。
以下に説明する工程は、例えば、いわゆるウエハプロセスにおいて実現される。すなわち、分割されることによって基板5となる母基板を対象に、薄膜形成やフォトリソグラフィー法などが行われ、その後、ダイシングされることにより、複数個のSAW装置1が並行して作製される。
図6(a)に示すように、まず、圧電基板11上の導体パターン(IDT電極29、反射器31、配線27およびパッド25)が形成され、次に、枠部15が形成され、その上に、蓋部17となる樹脂層が形成される。そして、当該樹脂層は、フォトリソグラフィーによってパターニングされる。
圧電基板11上の導体パターンの形成は、公知の方法と同様でよい。枠部15は、例えば、感光性樹脂からなる薄膜が形成され、当該薄膜の一部がフォトリソグラフィーによって除去されることによって形成される。薄膜の一部の除去によって、空間19、貫通孔7hおよび7kの下部が枠部15に形成される。フォトリソグラフィーは、ポジ型及びネガ型のいずれでもよい。
蓋部17となる樹脂層は、例えば、感光性樹脂により形成されたフィルムが枠部15上に貼り付けられることによって形成される。感光性樹脂は、例えば、ネガ型である。フォトリソグラフィーでは、例えば、矢印で示すように、マスク71を介して蓋部17となる樹脂層に光が照射される。ネガ型のフォトリソグラフィーでは、光は、樹脂層のうち、蓋部17として残る領域(貫通孔7hおよび7k以外の領域)に照射される。
図6(b)に示すように、フォトリソグラフィーの結果、蓋部17には、貫通孔7hおよび7kのうち、蓋部17における部分が形成される。貫通孔7kのうち蓋部17における部分は、第1テーパ部51baおよび第2テーパ部51bbの形状に対応した形状となっている。すなわち、貫通孔7kは、蓋部17内において、枠部15側からカバー7の上面7a側へ、徐々に縮径した後、徐々に拡径する形状となっている。一方、貫通孔7hは、蓋部17内において、貫通方向に直交する断面の形状が貫通方向において概ね一定となっている。
貫通孔7kの径が貫通孔7hの径よりも小さいことから、このように両者を同時に形成しつつ、互いに異なる形状にすることができる。具体的には、光は、理想的にはマスク71と蓋部17との対向方向に平行に直線状に進むが、実際には散乱および/または回折する。一方、マスク71において、貫通孔7kに対応する遮光部分の外縁の曲率は相対的に大きく、前記遮光部分の外縁から内側へ侵入する光が重畳されやすい。その結果、蓋部17の上面側においては、外縁から内側へ斜めに入射した光によって、貫通孔7kは、下方側ほど縮径する。一方、蓋部17の下面側においては、光の散乱等によって下方側ほど光が到達しにくいことから、貫通孔7kは下方側ほど拡径する。そして、カバー7、マスク71およびレンズ系の相対位置および/またはレンズ系の構成等を適宜に調整することによって、貫通孔7kにおいてのみ、そのような2つのテーパが形成されるようにすることができる。
なお、図示の例では、貫通孔7hは概ね円柱状であるが、上記の説明から理解されるように、貫通孔7hは、下方側ほど拡径するテーパ状とすることもできる。また、ここでは、貫通孔7hおよび7kを同時に形成する態様について説明しているが、これらは別個に形成されてもよい。この場合、貫通孔7hと貫通孔7kとで光の散乱等の程度を互いに異ならせることができるから、両者の側面の形状を互いに異ならせることが容易化される。
蓋部17が形成されると、図6(c)に示すように、カバー7上に金属からなる下地層73を形成し、その上にレジストマスク75を形成し、電気めっき法により下地層73の露出部分に金属77を析出させる。
具体的には、例えば、下地層73は、カバー7の上面7aの全面に加えて、貫通孔7hおよび7kの内部にも形成され、パッド25および配線27Eにも重ねられる。レジストマスク75は、カバー7の上面7aのうち導電層10(補強層9およびランド49)が非配置とされるべき位置に配置される。そして、金属77は、上面7a上のレジストマスク75の非配置位置、ならびに貫通孔7hおよび7kの内部において析出される。これにより、補強層9、端子3および第2貫通導体51が一体的に形成される。
その後、特に図示しないが、レジストマスク75、および下地層73のうちレジストマスク75の直下の部分が除去される。なお、図示の例とは異なり、レジストマスク75を形成した後に、下地層73を形成し、金属77を析出させてもよい。
以上のとおり、本実施形態では、SAW装置1は、圧電基板11と、圧電基板11の上面11aに位置しているIDT電極29と、IDT電極29の上から圧電基板11の上面11aを覆っているカバー7と、圧電基板11の上面11a側からカバー7の上面7a側へカバー7の少なくとも一部を貫通している、少なくとも1つの第1貫通導体47と、平面視において第1貫通導体47よりも圧電基板11の内側に位置しており、圧電基板11の上面11a側からカバー7の上面7a側へカバー7の少なくとも一部を貫通しており、第1貫通導体47よりも径が小さい、少なくとも1つの第2貫通導体51と、カバー7の上面7aに位置しており、第2貫通導体51の上端に重なっている導電層10(補強層9)と、を有している。
従って、例えば、第2貫通導体51の径が第1貫通導体47の径と同等である態様(第2貫通導体51の径が比較的大きい態様)に比較して、導電層10の平坦性を確保しやすくなる。
図7(a)~図7(d)は、上記の効果を説明するための断面図である。
図7(a)に示すように、比較的径が大きい貫通孔7hに金属を充填して第1貫通導体47を形成すると、その上面が凹む蓋然性が相対的に高い。一方、図7(b)に示すように、比較的径が小さい貫通孔7kに金属を充填して第2貫通導体51を形成すると、その上面が凹む蓋然性は相対的に低い(平坦になる蓋然性が相対的に高い)。
その結果、図7(c)に示すように、導電層10は、第1貫通導体47上において凹む蓋然性が相対的に高い。一方、図7(d)に示すように、導電層10は、第2貫通導体51上において凹む蓋然性が相対的に低い(平坦になる蓋然性が相対的に高い)。
このような差が生じる理由としては、例えば、図6(c)を参照して説明したように、貫通孔の内面に成膜された下地層上に金属を析出させるときに、貫通孔の径が相対的に大きいと、貫通孔に金属が充填されるまでの時間が相対的に長くなることが挙げられる。
このような第2貫通導体51を設けることでSAW装置1の信頼性を高めることができる。
具体的には、例えば、第2貫通導体51は、平面視において第1貫通導体47よりも内側に位置していることから、導電層10(補強層9)は、内側の領域において平坦性が確保される。その結果、例えば、補強層9の上面側からの真空吸着によってSAW装置1をピックアップすることが容易化される。すなわち、SAW装置1の取り扱いが容易となる。
また、補強層9の平坦性が損なわれにくいことから、例えば、第2貫通導体51の数を比較的多くすることができる。その結果、例えば、補強層9は、カバー7の上面から剥がれにくくなる。
すなわち、第1貫通導体47に比べ径の小さい第2貫通導体51が内側に位置することで、第2貫通導体51が位置する領域において、第2貫通導体51より上側に位置する構成の平坦性が確保される。これにより、段差による応力集中や段差周辺における剥離・断線等を抑制し、信頼性の高いSAW装置1を提供することができる。
第2貫通導体51の径および数を適宜に調整することによって、圧電基板11に生じる熱応力を調整することも可能である。圧電基板11に積層される部材または材料を熱膨張係数が小さいものから順に挙げると、例えば、支持基板13、圧電基板11、Cu(第1貫通導体47、第2貫通導体51および導電層10)、感光性樹脂(カバー7)となる。温度が上昇したとき、カバー7の膨張によって圧電基板11に引張力が加えられるが、第2貫通導体51が圧電基板11の内側に適宜な径および数で配置されていることによって、この引張力が多少なりとも緩和される。その結果、例えば、温度変化によってSAW装置1の特性が低下するおそれが低減される。
一方、圧電基板の外側に位置する第1貫通導体47の径が比較的大きいことによって、例えば、SAW装置1の強度が向上する。例えば、外力が加えられたり、熱応力が生じたりしたときに、第1貫通導体47自体の圧電基板11からの脱離の蓋然性が低減され、また、第1貫通導体47によって係止されているカバー7および補強層9に剥がれおよび/または変形が生じるおそれも低減される。
本実施形態では、複数の第2貫通導体51間の最も短い距離d2が、複数の第1貫通導体47間の最も短い距離d1よりも短い。
従って、例えば、第2貫通導体51が比較的密に配置されることになり、補強層9の剥がれを抑制する効果が増大する。また、例えば、互いの距離が短い貫通導体を第1貫通導体47ではなく第2貫通導体51とすることによって、補強層9に凹凸が生じる蓋然性を効果的に下げることができる。
本実施形態では、カバー7は、単一の材料から一体的に形成されている蓋部17を含む。蓋部17内の、圧電基板11の上面11aに直交する断面において、第1貫通導体47の側面の形状と、第2貫通導体51の側面の形状とは互いに異なる。
従って、例えば、第1貫通導体47および第2貫通導体51とで互いに異なる作用を生じさせることができる。例えば、第2貫通導体51の側面に、第1貫通導体47の側面よりも多くの凹凸を形成することによって、第2貫通導体51のカバー7からの引き抜きに対する強度を向上させ、ひいては、補強層9の剥がれを抑制する効果を向上させることができる。その一方で、第1貫通導体47の側面の凹凸を少なくすることによって、比較的大きな外力または熱応力が生じる蓋然性の高いカバー7の外周部において、応力集中が生じるおそれを低減できる。
本実施形態では、カバー7は、単一の材料から一体的に形成されている蓋部17を含む。第2貫通導体51は、蓋部17内に、カバー7の上面側ほど縮径する第1テーパ部51baと、カバー7の上面側ほど拡径する第2テーパ部51bbと、を有している。
従って、例えば、第2貫通導体51の蓋部17からの引き抜きに対する強度を向上させ、ひいては、補強層9の剥がれを抑制する効果を向上させることができる。一方で、枠部15内の形状は厚み方向における変化がないため、狭い領域に密に第2貫通導体51を配置することができる。すなわち、SAW装置1の大型化を招かない。第2貫通導体51の径が比較的小さいことから、例えば、図6(b)を参照して説明したように、そのような2つのテーパ部を有する形状を簡便に実現することができる。
本実施形態では、複数の第2貫通導体51は、平面視においてD2軸方向に並んで第1列L1を構成している2以上の第2貫通導体51と、平面視においてD2軸方向に並んで、第1列L1に並列に隣接する第2列L2を構成している2以上の第2貫通導体51と、を含んでいる。第1列L1の第2貫通導体51の位置と、第2列L2の第2貫通導体51の位置とはD2軸方向において互いに異なっている。
従って、例えば、複数の第2貫通導体51は、比較的アンバランスに分散配置されることになる。その結果、例えば、補強層9の剥がれを抑制する効果が補強層9の平面方向において均等に生じやすくなる。また、例えば、第1列L1と第2列L2との距離d3よりも第2貫通導体51同士の距離d2が長くなり、補強層9上に凹凸が生じる蓋然性が低下する。
本実施形態では、3以上のIDT電極29がSAWの伝搬方向に並べられることにより、多重モード型のSAWフィルタ23が構成されている。圧電基板11上には、IDT電極29B、29Cおよび29DからSAWの伝搬方向に交差する方向の同一側(-D1側)に延びる配線27E、27Bおよび27Eが位置している。複数の第2貫通導体51は、上記の2本の配線27E上に位置している2つの第2貫通導体51を含んでいる。補強層9は、上記の2つの第2貫通導体51同士を接続している。
すなわち、第2貫通導体51および補強層9によって、多重モード型のSAWフィルタ23に接続されている立体配線が実現されている。従って、例えば、多重モード型のSAWフィルタ23の複数のIDT電極29の数および向きに関する設計が容易化される。また、例えば、IDT電極29Cから延びる配線27Bに絶縁層を介して重なる配線を圧電基板11とカバー7との間に設けて立体配線を構成する態様に比較して、製造プロセスが簡略化される。また、例えば、配線27Bの幅、厚さおよび材料の設定に際して、絶縁層を介した立体配線の影響を考慮する必要がなくなるから、配線27Bの抵抗が小さくなるように、幅を大きくしたり、厚くしたり、材料を適宜なものとしたりすることができる。また、配線27Bに絶縁層を介して重なる配線は、配線27Bの縁部上に段差が生じ、この段差において、絶縁層の膨張によってクラックが生じるおそれがあるが、そのようなおそれが低減される。
本実施形態では、複数のIDT電極29が圧電基板11上に位置していることにより多重モード型のSAWフィルタ23Aおよび23Bが構成されている。複数の第2貫通導体51は、平面視においてSAWフィルタ23Aと23Bとの間に位置しており、SAWフィルタ23Aおよび23BのうちSAWフィルタ23Aのみに接続されている1以上の第2貫通導体51(位置P2およびP3の第2貫通導体51)を含んでいる。また、複数の第2貫通導体51は、平面視においてSAWフィルタ23Aと23Bとの間に位置しており、SAWフィルタ23Aおよび23BのうちSAWフィルタ23Bのみに接続されている1以上の第2貫通導体51(位置P5およびP6の第2貫通導体51)を含んでいる。補強層9は、SAWフィルタ23Aおよび23BのうちSAWフィルタ23Aのみに対向している分割領域21Aと、SAWフィルタ23Aおよび23BのうちSAWフィルタ23Bのみに対向している分割領域21Bと、を含んでいる。位置P2およびP3の第2貫通導体51は、分割領域21Aおよび21Bのうち分割領域21Aのみに接続されている。位置P5およびP6の第2貫通導体51は、分割領域21Aおよび21Bのうち分割領域21Bのみに接続されている。
すなわち、位置P2、P3、P5およびP6の第2貫通導体51は、いずれもSAWフィルタ23Aと23Bとの間に位置しつつも、互いに別の分割領域21Aおよび21Bに接続されており、ひいては、SAWフィルタ23Aおよび23Bに対向する分割領域21Aおよび21Bは互いに電気的に分離されている(短絡されていない。)。従って、例えば、SAWフィルタ23Aおよび23Bのアイソレーションが向上し、ひいては、SAW装置1全体としてのフィルタ特性が向上する。また、例えば、位置P2、P3、P5およびP6の第2貫通導体51は、SAWフィルタ23Aと23Bとを立体的に遮るシールドとしても機能する。
本実施形態では、第2貫通導体51がその上に設けられる配線27Eは、第2貫通導体51がその上に設けられない配線27Bよりも厚い。
従って、例えば、配線27Eは、第2貫通導体51から受ける力によって圧電基板11から剥離したり、断線したりするおそれが低減される。また、別の観点では、第2貫通導体51は、より強固に圧電基板11に固定される。ひいては、補強層9の剥離のおそれが低減される。
図5(a)に示したように、SAW装置1は、補強層9を覆う絶縁層43をさらに有していてもよい。絶縁層43は、第1貫通導体47の直上に位置せず、かつ第2貫通導体51の直上に位置している。すなわち、第1貫通導体47は、端子3を構成しているのに対して、第2貫通導体51は、端子を構成していない。
ここで、絶縁層43は、例えば、補強層9の表面の凹凸の影響を受けてその上面に凹凸を生じさせる。従って、絶縁層43が設けられる場合においても、図7(a)~図7(d)を参照して説明した平坦性の効果が絶縁層43の上面に関して奏される。一方、端子3を構成する第1貫通導体47上においては、平坦性が確保される必要性は低い。従って、第1貫通導体47の径を相対的に大きく、第2貫通導体51の径を相対的に小さくすることによって、補強層9の平坦性を確保しつつ、バンプ45の接合面積を大きくすることができる。
なお、以上の実施形態において、IDT電極29は励振電極の一例である。導電層10または補強層9は導電層の一例である。蓋部17は樹脂層の一例である。D2軸方向は所定方向の一例である。IDT電極29B~29Dは第1~第3IDT電極の一例である。これらに接続されている配線27E(位置P2を含む)、配線27B(位置P2とP3との間)および配線27E(位置P3を含む)は、第1~第3配線の一例である。SAWフィルタ23Aおよび23Bは第1および第2フィルタの一例である。位置P2の第2貫通導体51は第3貫通導体の一例であり、位置P5の第2貫通導体51は第4貫通導体の一例である。
(変形例)
図8(a)~図8(c)を参照して変形例に係るSAW装置について説明する。変形例の説明では、基本的に、実施形態との相違部分について述べる。特に言及がない点は、実施形態と同様とされてよい。また、以下では、実施形態の構成と同様または類似する構成については、実施形態の符号を用いる。
図8(a)~図8(c)を参照して変形例に係るSAW装置について説明する。変形例の説明では、基本的に、実施形態との相違部分について述べる。特に言及がない点は、実施形態と同様とされてよい。また、以下では、実施形態の構成と同様または類似する構成については、実施形態の符号を用いる。
図8(a)は、変形例に係るSAW装置201の構成を示す断面図であり、図5(a)に対応している。
SAW装置201において、実施形態の第2貫通導体51に対応する第2貫通導体203は、カバー7のうち枠部15のみを貫通している(別の観点では実施形態の下部51aのみからなる。)。そして、第2貫通導体203同士は、枠部15と蓋部17との間に位置している導電層である中間層205によって互いに接続されている。なお、特に図示しないが、中間層205は、基準電位が付与される端子3と接続されている。このように、第2貫通導体203の上端に重なる導電層は、カバー7上に位置するものではなく、カバー7の内部に位置するものであってもよい。
SAW装置201の製造方法は、SAW装置1の製造方法と概略同等である。ただし、例えば、枠部15の形成後、蓋部17となる感光性樹脂層の形成前に、第1貫通導体47の下部47aおよび第2貫通導体203を形成するとともに中間層205を形成する。その形成方法は、例えば、実施形態と同様に、下地層73の形成および金属77の析出によるものであってよい。中間層205は、下地層73のみから構成されてもよい。
なお、図示の例では、SAW装置201は、補強層9を有していないが、実施形態と同様に、補強層9を有していてもよい。
この変形例においても、第2貫通導体203の径が第1貫通導体47の径に比較して小さいことによって、種々の効果が奏される。例えば、中間層205が凹む蓋然性が低下するから、中間層205と蓋部17との間の密着性が向上することが期待される。また、例えば、第2貫通導体203の径および数の調整によって、圧電基板11に生じる熱応力を調整することができる。
図8(b)は、変形例に係るSAW装置211の構成を示す断面図であり、図5(a)に対応している。
SAW装置211では、貫通孔7h内に第1貫通導体47(端子3)が設けられていない。貫通孔7h内には、バンプ45が配置される。そして、パッド25と、SAW装置211が実装される回路基板213のパッド215とがバンプ45によって接合される。バンプ45は、パッド25上に設けられていたものがパッド215に接合されてもよいし、パッド215上に設けられていたものがパッド25に接合されてもよい。
この変形例においても、第2貫通導体51の径が貫通孔7hの径に比較して小さいことによって、種々の効果が奏される。例えば、補強層9の平坦性が確保されつつ、補強層9の剥がれを抑制することができる。
図8(c)は、変形例に係る第2貫通導体221を示す断面図であり、図5(c)に対応している。
第2貫通導体221は、枠部15を貫通する下部221aと、蓋部17を貫通する上部221bとを有している。下部221aの形状は、実施形態の下部51aの形状と同様である。一方、上部221bの形状は、実施形態の上部51bの形状に対して、テーパの向きが逆になっている。すなわち、上部221bは、上方ほど拡径する第2テーパ部221bbと、第2テーパ部221bbの上に位置し、上方ほど縮径する第1テーパ部221baとを有している。このような形状の第2貫通導体221は、例えば、蓋部17となる感光性樹脂として、ネガ型のものを用いるのではなく、ポジ型のものを用いることによって実現される。
<応用例>
(分波器)
図9は、SAW装置1の応用例としての分波器101の構成を模式的に示す回路図である。この図の紙面左上に示された符号から理解されるように、この図では、櫛歯電極33が二叉のフォーク形状によって模式的に示されている。
(分波器)
図9は、SAW装置1の応用例としての分波器101の構成を模式的に示す回路図である。この図の紙面左上に示された符号から理解されるように、この図では、櫛歯電極33が二叉のフォーク形状によって模式的に示されている。
分波器101は、例えば、送信端子105からの送信信号をフィルタリングしてアンテナ端子103へ出力する送信フィルタ109と、アンテナ端子103からの受信信号をフィルタリングして受信端子107へ出力する受信フィルタ111とを有している。
送信フィルタ109は、例えば、複数のSAW共振子113がラダー型に接続されたラダー型SAW共振子フィルタによって構成されている。SAW共振子113は、例えば、1ポートSAW共振子であり、1つのIDT電極29と、SAWの伝搬方向においてIDT電極29の両側に位置する1対の反射器31とを有している。
受信フィルタ111は、例えば、SAW装置1によって構成されている。アンテナ端子103は、端子3Fまたは端子3Fに接続された端子であり、受信端子107は、端子3Cまたは端子3Cに接続された端子である。
なお、SAW装置1によって受信フィルタ111が構成されている場合を例示したが、受信フィルタ111に代えて、または加えて、SAW装置1によって送信フィルタ109が構成されてもよい。
送信フィルタ109および受信フィルタ111は、互いに同一の圧電基板11上に設けられていてもよいし、互いに異なる圧電基板11に設けられ、共通の回路基板に実装されて接続されていてもよい。
(通信装置)
図10は、SAW装置1(分波器101)の利用例としての通信装置151の要部の構成を示すブロック図である。通信装置151は、電波を利用した無線通信を行うものであり、上述の分波器101を含んでいる。
図10は、SAW装置1(分波器101)の利用例としての通信装置151の要部の構成を示すブロック図である。通信装置151は、電波を利用した無線通信を行うものであり、上述の分波器101を含んでいる。
通信装置151において、送信すべき情報を含む送信情報信号TISは、RF-IC(Radio Frequency Integrated Circuit)153によって変調および周波数の引き上げ(搬送波周波数の高周波信号への変換)がなされて送信信号TSとされる。送信信号TSは、バンドパスフィルタ155によって送信用の通過帯以外の不要成分が除去され、増幅器157によって増幅されて分波器101(送信端子105)に入力される。そして、分波器101は、入力された送信信号TSから送信用の通過帯以外の不要成分を除去し、その除去後の送信信号TSをアンテナ端子103からアンテナ159に出力する。アンテナ159は、入力された電気信号(送信信号TS)を無線信号(電波)に変換して送信する。
また、通信装置151において、アンテナ159によって受信された無線信号(電波)は、アンテナ159によって電気信号(受信信号RS)に変換されて分波器101(アンテナ端子103)に入力される。分波器101は、入力された受信信号RSから受信用の通過帯以外の不要成分を除去して増幅器161に出力する。出力された受信信号RSは、増幅器161によって増幅され、バンドパスフィルタ163によって受信用の通過帯以外の不要成分が除去される。そして、受信信号RSは、RF-IC153によって周波数の引き下げおよび復調がなされて受信情報信号RISとされる。
なお、送信情報信号TISおよび受信情報信号RISは、適宜な情報を含む低周波信号(ベースバンド信号)でよく、例えば、アナログの音声信号もしくはデジタル化された音声信号である。無線信号の通過帯は、各種の規格に従ったものでよい。変調方式は、位相変調、振幅変調、周波数変調もしくはこれらのいずれか2つ以上の組み合わせのいずれであってもよい。回路方式は、図10では、ダイレクトコンバージョン方式を例示したが、それ以外の適宜なものとされてよく、例えば、ダブルスーパーヘテロダイン方式であってもよい。また、図10は、要部のみを模式的に示すものであり、適宜な位置にローパスフィルタやアイソレータ等が追加されてもよいし、また、増幅器等の位置が変更されてもよい。
本発明は、以上の実施形態および変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。実施形態および変形例は、適宜に組み合わされてよい。
弾性波装置は、SAW装置に限定されない。例えば、弾性波装置は、BAW(Bulk Acoustic Wave)装置であってもよいし、圧電薄膜共振器を含むものであってもよいし、弾性境界波(ただし、SAWの一種と捉えられてもよい。)装置であってもよい。弾性波装置がフィルタを有している場合において、フィルタは、多重モード型のものに限定されない。例えば、図9の説明において言及したラダー型フィルタであってもよい。
第1貫通導体の上部、下部および/または第2貫通導体の下部は、断面が貫通方向において一定の形状(円柱状等)に限らず、カバーの上面側ほど縮径するテーパ状であってもよいし、カバーの上面側ほど拡径するテーパ状であってもよいし、第2貫通導体の上部と同様に、2つのテーパ部を有していてもよい。逆に、第2貫通導体の上部は、断面が貫通方向において一定の形状(円柱状等)であってもよいし、テーパ部を1つのみ有するものであってもよい。
第1貫通導体は、カバーの全体を貫通するものに限定されず、例えば、枠部のみまたは蓋部のみを貫通するものであってもよい。また、第2貫通導体は、カバーの全体または枠部のみを貫通するものに限定されず、例えば、蓋部のみを貫通するものであってもよい。
実施形態では、第2貫通導体および導電層(補強層)は、基準電位が付与された。ただし、これらは、入力信号または出力信号が付与されるものであってもよい。
カバーは、2層からなるものに限定されない。例えば、カバーは、3層以上から構成されてもよい。また、カバーは、空間となる犠牲層を覆うように樹脂層が形成され、その後、犠牲層が除去されることによって全体が一体的に形成されてもよい。また、上述した弾性境界波装置においては、励振電極上に空間が形成される必要はなく、カバーは、1層のみから構成されてよい。
図8(a)の変形例から理解されるように、第2貫通導体の上端に接続される導電層は、蓋部の補強を目的としないものであってもよい。このことは、導電層がカバーの上面に設けられる場合も同様である。また第2貫通導体の配置は、立体配線を要するところに限定されない。
カバー7は、基板5の上面を覆うものである。このため、カバーの枠部は、上述の実施形態のように必ずしも圧電基板11の上面のみに接合される必要はない。例えば、支持基板13の平面形状が圧電基板11の平面形状よりも大きい場合には、基板5の上面は、圧電基板から露出する支持基板の上面を含む場合がある。この場合には、枠部15は支持基板13上に重なる領域があってもよい。
同様に、この場合には、圧電基板から露出する支持基板13の上面に位置する端子3があってもよい。より具体的には、端子3を構成する第1貫通導体が支持基板上に位置し、第2貫通導体が圧電基板上に位置する構成であってもよい。特に圧電基板が薄い場合には、基板と強固に接合させるために、面積の大きい第1貫通導体を厚い支持基板上に配置させてもよい。圧電基板の剥離はクラック等の発生を抑制することができる。また、圧電基板と接する第2貫通導体の面積を小さくすることで薄い圧電基板への応力印加を抑制することができる。
1…SAW装置(弾性波装置)、7…カバー、9…補強層(導電層)、11…圧電基板、29…IDT電極(励振電極)、47…第1貫通導体、51…第2貫通導体。
Claims (13)
- 圧電基板を含む基板と、
前記圧電基板の上面に位置している励振電極と、
前記励振電極の上から前記基板の上面を覆っているカバーと、
前記基板の上面側から前記カバーの上面側へ前記カバーの少なくとも一部を貫通している、少なくとも1つの第1貫通導体と、
平面視において前記第1貫通導体よりも前記基板の内側に位置しており、前記基板の上面側から前記カバーの上面側へ前記カバーの少なくとも一部を貫通しており、前記第1貫通導体よりも径が小さい、少なくとも1つの第2貫通導体と、
前記カバーの上面または内部に位置しており、前記第2貫通導体の上端に重なっている導電層と、
を有している弾性波装置。 - 前記導電層は前記カバーの上面に位置している
請求項1に記載の弾性波装置。 - 複数の前記第2貫通導体間の最も短い距離が、複数の前記第1貫通導体間の最も短い距離よりも短い
請求項2に記載の弾性波装置。 - 前記カバーは、単一の材料から一体的に形成されている樹脂層を含み、
前記樹脂層内の、前記圧電基板の上面に直交する断面において、前記第1貫通導体の側面の形状と、前記第2貫通導体の側面の形状とが互いに異なる
請求項1~3のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 前記カバーは、単一の材料から一体的に形成されている樹脂層を含み、
前記第2貫通導体は、前記樹脂層内に、
前記カバーの上面側ほど縮径する第1テーパ部と、
前記カバーの上面側ほど拡径する第2テーパ部と、を有している
請求項1~4のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 複数の前記第2貫通導体は、
平面視において所定方向に並んで第1列を構成している2以上の前記第2貫通導体と、
平面視において前記所定方向に並んで、前記第1列に並列に隣接する第2列を構成している2以上の前記第2貫通導体と、を含んでおり、
前記第1列の第2貫通導体の位置と、前記第2列の第2貫通導体の位置とは前記所定方向において互いに異なっている
請求項1~5のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 複数の前記励振電極としての第1IDT電極、第2IDT電極および第3IDT電極が前記圧電基板上に位置していることにより多重モード型のフィルタが構成されており、
前記第1IDT電極、前記第2IDT電極および前記第3IDT電極は、この順で弾性波の伝搬方向に並べられており、
前記基板上には、前記第1IDT電極、前記第2IDT電極および前記第3IDT電極から前記伝搬方向に交差する方向の同一側に延びる第1配線、第2配線および第3配線が位置しており、
複数の前記第2貫通導体は、
前記第1配線上に位置している前記第2貫通導体と、
前記第3配線上に位置している前記第2貫通導体と、を有しており、
前記導電層は、前記第1配線上に位置している前記第2貫通導体と、前記第3配線上に位置している前記第2貫通導体とを接続している
請求項1~6のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 複数の前記励振電極としての複数のIDT電極が前記圧電基板上に位置していることにより多重モード型の第1フィルタおよび第2フィルタが構成されており、
前記複数の第2貫通導体は、
平面視において前記第1フィルタと前記第2フィルタとの間に位置しており、前記第1フィルタおよび前記第2フィルタのうち前記第1フィルタのみに接続されている1以上の第3貫通導体と、
平面視において前記第1フィルタと前記第2フィルタとの間に位置しており、前記第1フィルタおよび前記第2フィルタのうち前記第2フィルタのみに接続されている1以上の第4貫通導体と、を含んでおり、
前記導電層は、
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタのうち第1フィルタのみに対向している第1分割領域と、
前記第1フィルタおよび前記第2フィルタのうち第2フィルタのみに対向している第1分割領域と、を含んでおり、
前記第3貫通導体は、前記第1分割領域および前記第2分割領域のうち前記第1分割領域のみに接続されており、
前記第4貫通導体は、前記第1分割領域および前記第2分割領域のうち前記第2分割領域のみに接続されている
請求項1~7のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 前記第1配線および前記第3配線は前記第2配線よりも厚い
請求項7、または請求項7を引用する請求項8に記載の弾性波装置。 - 前記導電層は前記カバーの上面に位置しており、
前記導電層を覆う絶縁層が設けられており、
前記絶縁層は、前記第1貫通導体の直上に位置せず、かつ前記第2貫通導体の直上に位置している
請求項1~9のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 圧電基板を含む基板と、
前記圧電基板の上面に位置している励振電極と、
前記励振電極の上から前記基板の上面を覆っているカバーと、
前記基板の上面側から前記カバーの上面側へ前記カバーを貫通している、少なくとも1つの貫通孔と、
平面視において前記貫通孔よりも前記基板の内側に位置しており、前記基板の上面側から前記カバーの上面側へ前記カバーの少なくとも一部を貫通しており、前記貫通孔よりも径が小さい、少なくとも1つの貫通導体と、
前記カバーの上面または内部に位置しており、前記貫通導体の上端に重なっている導電層と、
を有している弾性波装置。 - 端子に接続されている送信フィルタと、
前記端子に接続されている受信フィルタと、
を有しており、
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの少なくとも一方は、請求項1~11のいずれか1項に記載の弾性波装置を含んでいる
分波器。 - アンテナと、
前記アンテナと接続されている、請求項1~11のいずれか1項に記載の弾性波装置と、
前記弾性波装置に接続されているICと、
を有している通信装置。
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