WO2019044309A1 - 弾性波装置およびそれを搭載した弾性波モジュール - Google Patents

弾性波装置およびそれを搭載した弾性波モジュール Download PDF

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wave device
piezoelectric substrate
conductive portion
support layer
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幸一郎 川崎
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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
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device and an elastic wave module mounting the same, and more particularly to a package structure of an elastic wave device capable of reducing the influence of thermal stress at the time of mounting on a substrate.
  • piezoelectric is generated in a hollow space formed by a piezoelectric substrate, a support layer disposed around the surface of the piezoelectric substrate, and a cover portion provided on the support layer.
  • a plurality of functional elements are arranged on the conductive substrate.
  • a comb-like electrode IDT: Inter Digital Transducer
  • IDT Inter Digital Transducer
  • an elastic wave device having such a WLP structure When an elastic wave device having such a WLP structure is mounted on a mounting substrate, a method (reflow) of electrically connecting the elastic wave device and the mounting substrate using solder may be employed.
  • the elastic wave device and the mounting substrate are heated at a high temperature to a temperature at which the solder melts (no stress), and then cooled to room temperature, whereby the conductors of the elastic wave device and the mounting substrate are mutually electrically Connected to
  • the piezoelectric substrate of the elastic wave device is, for example, a piezoelectric single crystal material such as lithium tantalate (LiTaO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), alumina, silicon (Si), and sapphire, or LiTaO. It is formed by a piezoelectric laminate material comprising three or LiNbO 3.
  • the mounting substrate is formed of a resin such as phenol or epoxy. Therefore, the coefficient of linear expansion generally differs between the elastic wave device and the mounting substrate.
  • stress hereinafter referred to as “heat”
  • stress is generated between the through electrode included in the elastic wave device and the wiring pattern on the piezoelectric substrate due to the difference in linear expansion coefficient between the elastic wave device and the mounting substrate.
  • stress Also referred to as “stress”
  • the present invention has been made to solve such problems, and its object is to reduce the thermal stress generated in the mounting process in an elastic wave device having a WLP structure.
  • An elastic wave device includes a piezoelectric substrate, a plurality of functional elements formed on the piezoelectric substrate, a support layer, a cover layer, and a protective layer covering a cover portion.
  • the support layer is disposed on the piezoelectric substrate around the area where the plurality of functional elements are formed.
  • the cover portion is disposed to face the piezoelectric substrate via the support layer.
  • a hollow space is formed by the piezoelectric substrate, the support layer and the cover portion.
  • a plurality of functional elements are arranged in the hollow space.
  • the elastic wave device further includes first and second conductive portions and a wiring pattern. The first conductive portion is formed between the cover portion and the protective layer.
  • the wiring pattern is formed on the piezoelectric substrate and is electrically connected to at least a part of the plurality of functional elements.
  • the second conductive portion connects the first conductive portion and the wiring pattern.
  • the protective layer is formed with a through hole which can be filled with a conductor for electrically connecting the connection terminal provided outside the elastic wave device and the first conductive portion. When the elastic wave device is viewed in a plan view, the through holes do not overlap with the support layer, and the entire area thereof is formed so as to overlap with the hollow space.
  • an IDT (Inter Digital Transducer) electrode is included in at least a part of the plurality of functional elements, and a surface acoustic wave resonator is formed by the piezoelectric substrate and the IDT electrode.
  • IDT Inter Digital Transducer
  • the second conductive portion is formed as a through electrode penetrating the cover portion and the support layer.
  • the second conductive portion is formed on the side surface of the cover portion and the support layer.
  • the elastic wave device further comprises a further conductive portion filled to the height of at least a part of the through hole.
  • the elastic wave device further includes third and fourth conductive portions.
  • the third conductive portion is disposed on the protective layer and configured to be connectable to the connection terminal.
  • the fourth conductive portion electrically connects the first conductive portion and the third conductive portion through the through hole.
  • An elastic wave module according to the present invention includes the elastic wave device described in any of the above, and a mounting substrate on which the elastic wave device is mounted via the connection terminal.
  • the conductor for connecting to the connection terminal (solder ball) used for connection with the mounting substrate is filled when the elastic wave device is viewed in plan.
  • the through hole is formed at a position above the hollow space in which the functional element is accommodated. This makes it possible to reduce the thermal stress generated in the mounting process.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an elastic wave module equipped with the elastic wave device according to the first embodiment. It is sectional drawing of the elastic wave module which mounts the elastic wave apparatus of a comparative example. It is a figure for demonstrating the thermal stress at the time of mounting an elastic wave apparatus on a mounting substrate. It is a figure for demonstrating the structure of the through-hole provided in a protective layer.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an elastic wave module equipped with an elastic wave device according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an elastic wave module equipped with an elastic wave device according to a second embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of elastic wave module 100 in which elastic wave device 110 according to the first embodiment is mounted on mounting substrate 50.
  • the elastic wave device in the present embodiment will be described by taking a surface acoustic wave device including an IDT electrode as a functional element as an example, the elastic wave device may use a bulk wave.
  • elastic wave device 110 includes piezoelectric substrate 10, support layer 20, cover portion 30, protective layer 40, functional element 60, and connection terminal 70.
  • the piezoelectric substrate 10 is formed of a piezoelectric single crystal material such as LiTaO 3 or LiNbO 3 , or a piezoelectric laminated material thereof.
  • a plurality of functional elements 60 are arranged on one main surface of the piezoelectric substrate 10.
  • the functional element 60 is formed using, for example, an electrode material such as a single metal of at least one of aluminum, copper, silver, gold, titanium, tungsten, platinum, chromium, nickel, and molybdenum, or an alloy containing these metals as main components
  • a pair of IDT electrodes are included.
  • a surface acoustic wave resonator is formed by the piezoelectric substrate 10 and the IDT electrode.
  • a support layer 20 made of resin is provided around the area where the functional element is formed.
  • a hollow space is formed around a plurality of functional elements 60 including an IDT electrode by opposingly arranging the cover 30 on the main surface of the piezoelectric substrate 10 on which the functional elements 60 are disposed via the support layer 20. Be done. As a result, the surface acoustic wave propagates in the portion of the piezoelectric substrate 10 adjacent to the hollow space.
  • the surface of the cover 30 opposite to the hollow space is covered with a protective layer 40 made of an insulating resin such as epoxy resin.
  • An under bump metal layer 66 is formed between the cover 30 and the protective layer.
  • Wiring patterns 62 for electrically connecting the functional elements 60 are disposed on the main surface of the piezoelectric substrate 10.
  • the wiring pattern 62 is electrically connected to the under bump metal layer 66 through a through electrode (via) 64 penetrating the support layer 20 and the cover 30.
  • the under bump metal layer 66 extends in the inward direction of the elastic wave device 110 from the connection portion with the through electrode 64, and a solder ball or the like through the conductor 68 filled in the through hole 80 formed in the protective layer 40.
  • the connection terminal 70 of the The connection terminal 70 is electrically connected to the wiring pattern 52 on the mounting substrate 50.
  • through hole 80 formed in protective layer 40 does not overlap with support layer 20 and through electrode 64 when the elastic wave device is viewed in plan. And, the whole area is formed in the position which overlaps with hollow space.
  • conductive interconnection pattern 62, through electrode 64, under bump metal layer 66, and conductor 68 are formed of a metal such as copper or aluminum.
  • the under bump metal layer 66 corresponds to the “first conductive portion” in the present invention
  • the through electrode 64 corresponds to the “second conductive portion” in the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an elastic wave module 100 # on which an elastic wave device 110 # of a comparative example is mounted.
  • elastic wave device 110 # of the comparative example of FIG. 2 under bump metal layer 66 between cover portion 30 and protective layer 40 is not provided as compared with elastic wave device 110 of FIG. The difference is that the through electrode 64 in the layer 20 further penetrates the protective layer 40 and is connected to the metal pad 69 disposed on the surface of the protective layer 40.
  • the material of the piezoelectric substrate 10 of the elastic wave device is different from the material of the mounting substrate 50, their linear expansion coefficients are also generally different.
  • the amount of contraction of the piezoelectric substrate 10 and the amount of contraction of the mounting substrate 50 differ in the cooling process of the reflow process due to the difference in the linear expansion coefficient. Therefore, distortion may occur in members connecting between them, and thermal stress may occur.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the thermal stress generated in the cooling process in elastic wave module 100 # of the comparative example of FIG.
  • the left view (A) shows the state in the heating process
  • the right view (B) shows the state in the cooling process.
  • the solder (connection terminal) 70 is melted (no stress) by heating, and no stress is generated between the elastic wave device 110 # and the mounting substrate 50.
  • the solder 70 solidifies in the cooling process to normal temperature, and the protective layer 40 and the mounting substrate 50 are fixed by the solder 70.
  • the linear expansion coefficient of the piezoelectric substrate 10 is larger than the linear expansion coefficient of the mounting substrate 50, the amount of contraction of the piezoelectric substrate 10 becomes relatively larger than that of the mounting substrate 50. Deformation occurs.
  • metal pad 69 connected to solder 70 and wiring pattern 62 on piezoelectric substrate 10 are connected by columnar through electrode 64 in support layer 20, as shown in FIG. As in B), the through electrode 64 may be inclined due to the deformation of the support layer 20 accompanying the contraction of the piezoelectric substrate 10. As a result, stress concentration may occur at the connection between the through electrode 64 and the piezoelectric substrate 10, which may cause the piezoelectric substrate 10 to be damaged.
  • connection terminal (solder) 70 is not directly connected to the through electrode 64 but connected via the under bump metal layer 66.
  • the under bump metal layer 66 has a thin film shape extending in a direction (lateral direction in the drawing) along the main surfaces of the cover portion 30 and the protective layer 40, and therefore, compared to the columnar through electrodes 64. It is easy to absorb distortion due to the shrinkage difference between the piezoelectric substrate 10 and the mounting substrate 50.
  • the portion connecting the under bump metal layer 66 and the connection terminal 70 does not overlap with the support layer 20, and is connected on the hollow space of the elastic wave device 110.
  • the distortion due to the contraction difference between the flexible substrate 10 and the mounting substrate 50 is easily absorbed as the deformation of the cover 30 and the protective layer 40. Therefore, with the configuration as in the first embodiment, stress concentration between through electrode 64 and piezoelectric substrate 10 can be reduced.
  • the strength (rigidity) of the support layer 20 can be relaxed, and as a result, the width (dimension in the lateral direction in the drawing) of the support layer 20 is reduced can do.
  • the hollow space in which the functional element 60 is disposed can be made wide, so that the degree of freedom in design is increased, which also contributes to the downsizing of the device.
  • the linear expansion coefficient of the piezoelectric substrate 10 is larger than the linear expansion coefficient of the mounting substrate 50
  • the linear expansion coefficient of the mounting substrate 50 is the piezoelectric substrate 10. If it is larger than the coefficient of linear expansion, the amount of contraction of the mounting substrate 50 becomes large, so the support layer 20 is deformed in the direction opposite to that in FIG.
  • the configuration is described in which the conductor 68 is filled in the entire through hole 80 of the protective layer 40 and the solder ball 70 is connected to the conductor 68.
  • the hole 80 may not be filled with a conductor at all, or, as shown in FIG. 4B, the conductor 68B may be formed up to the height of part of the through hole 80. May be filled.
  • the melted solders 70B and 70C are filled in the void portion of the through hole 80.
  • connection terminal 70 is connected to metal pad 69A disposed on the surface of protective layer 40.
  • the metal pad 69A is connected to the conductor 68 in the through hole 80.
  • the through holes 80 of the protective layer 40 are formed such that the entire region thereof is located on the hollow space. Therefore, as in the case of the elastic wave device 110 of FIG. 1, the thermal stress due to the difference between the linear expansion coefficient of the piezoelectric substrate 10 and the linear expansion coefficient of the mounting substrate 50 in the reflow process can be reduced.
  • connection area between the metal pad 69A and the mounting substrate 50 can be made larger than in the case of FIG. 1, stable mounting of the elastic wave device can be realized.
  • the metal pad 69A corresponds to the "third conductive portion" of the present invention
  • the conductor 68 corresponds to the "fourth conductive portion” of the present invention.
  • the under bump metal layer 66 formed between the cover portion 30 and the protective layer 40 and the wiring pattern 62 on the piezoelectric substrate 10 are formed in the support layer 20.
  • the configuration of connecting through the through electrodes 64 has been described.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an elastic wave module 100B equipped with an elastic wave device 110B according to the second embodiment.
  • under bump metal layer 66 and wiring pattern 62 are connected by side wiring 64 ⁇ / b> B formed on the outer peripheral side surface of support layer 20. Furthermore, the protective layer 40B covers not only the cover portion 30 but also the entire outer peripheral side surface of the support layer 20. That is, the side wiring 64B is formed between the support layer 20 and the protective layer 40B. Elements other than the above are the same as those in FIG. 1, and the description thereof will not be repeated.
  • the through holes 80 of the protective layer 40B do not overlap the support layer 20 when the elastic wave device 110B is viewed in plan, and the entire region is hollow. It is formed at a position on the space. Therefore, the thermal stress between the under bump metal layer 66 and the side wiring 64B due to the difference between the linear expansion coefficient of the piezoelectric substrate 10 and the linear expansion coefficient of the mounting substrate 50 in the reflow process can be reduced.

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Abstract

弾性波装置（１１０）は、圧電性基板（１０）と、複数の機能素子（６０）と、支持層（２０）と、圧電性基板（１０）と対向配置されるカバー部（３０）と、カバー部（３０）を覆う保護層（４０）とを備える。圧電性基板（１０）、支持層（２０）およびカバー部（３０）によって中空空間が形成され、中空空間内に複数の機能素子（６０）が配置される。弾性波装置（１１０）は、アンダーバンプメタル層（６６）と、配線パターン（６２）と、これらを接続する貫通電極（６４）とをさらに備える。保護層（４０）には、はんだボール（７０）とアンダーバンプメタル層（６６）とを電気的に接続する導電体（６８）を充填可能な貫通孔（８０）が形成されている。弾性波装置（１１０）を平面視した場合に、貫通孔（８０）は、支持層（２０）とは重なっておらず、かつ、その全領域が中空空間に重なる位置に形成される。

Description

弾性波装置およびそれを搭載した弾性波モジュール
　本発明は、弾性波装置およびそれを搭載した弾性波モジュールに関し、より特定的には、基板への実装時における熱応力の影響を低減可能な弾性波装置のパッケージ構造に関する。
　携帯電話あるいはスマートフォンなどの電子機器において、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface　Acoustic　Wave）あるいはバルク波（ＢＡＷ：Bulk　Acoustic　Wave）共振子を用いた弾性波装置が使用されている。近年、電子機器の小型化，薄型化が進められており、それに伴って弾性波装置自体についても小型化，低背化が望まれている。これを実現するために、たとえば特開２０１４－１４６９０６号公報（特許文献１）あるいは特開２００８－１５３９５７号公報（特許文献２）などに示されるように、弾性波装置のチップそのものをパッケージとして利用するＷＬＰ（Wafer　Level　Package）構造が提案されている。
　一般的なＷＬＰ構造を有する弾性波装置では、圧電性基板と、圧電性基板表面の周囲に配置された支持層と、支持層上に設けられたカバー部とで形成される中空空間において、圧電性基板上に複数の機能素子が配置された構成を有している。弾性表面波（ＳＡＷ）装置の場合には、機能素子として櫛歯状電極（ＩＤＴ：Inter　Digital　Transducer）が配置される。
特開２０１４－１４６９０６号公報 特開２００８－１５３９５７号公報
　このようなＷＬＰ構造を有する弾性波装置を実装基板に実装する場合、はんだを用いて弾性波装置と実装基板とを電気的に接続する手法（リフロー）が採用される場合がある。この場合、はんだが溶融（無応力化）する温度まで弾性波装置および実装基板を高温で加熱し、その後常温まで冷却することで、はんだボールにより弾性波装置および実装基板の導電体が互いに電気的に接続される。
　ここで、弾性波装置の圧電性基板は、たとえば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、アルミナ、シリコン（Ｓｉ）、およびサファイアのような圧電単結晶材料、あるいは、ＬｉＴａＯ３またはＬｉＮｂＯ３からなる圧電積層材料により形成される。一方で、実装基板は、フェノールあるいはエポキシ等の樹脂により形成される。そのため、弾性波装置と実装基板とでは、一般的には線膨張係数が異なる。そうすると、リフロー工程における冷却の際に、弾性波装置と実装基板との線膨張係数の違いにより、弾性波装置に含まれる貫通電極と圧電基板上の配線パターンとの間に応力（以下、「熱応力」とも称する。）が生じ、装置の破損の要因となり得る。
　本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＷＬＰ構造を有する弾性波装置において、実装工程で生じる熱応力を低減することである。
　本発明に係る弾性波装置は、圧電性基板と、圧電性基板上に形成される複数の機能素子と、支持層と、カバー層と、カバー部を覆う保護層とを備える。支持層は、圧電性基板上において、複数の機能素子が形成された領域の周囲に配置される。カバー部は、支持層を介して圧電性基板と対向配置される。圧電性基板、支持層およびカバー部によって中空空間が形成される。中空空間内に複数の機能素子が配置される。弾性波装置は、第１および第２導電部と、配線パターンとをさらに備える。第１導電部は、カバー部と保護層との間に形成される。配線パターンは、圧電性基板上に形成され、複数の機能素子の少なくとも一部と電気的に接続される。第２導電部は、第１導電部と配線パターンとを接続する。保護層には、弾性波装置の外部に設けられる接続端子と第１導電部とを電気的に接続する導電体を充填可能な貫通孔が形成されている。弾性波装置を平面視した場合に、貫通孔は、支持層とは重なっておらず、かつ、その全領域が中空空間に重なる位置に形成される。
　好ましくは、複数の機能素子の少なくとも一部には、ＩＤＴ（Inter　Digital　Transducer）電極が含まれており、圧電性基板とＩＤＴ電極により弾性表面波共振子が形成される。
　好ましくは、第２導電部は、カバー部および支持層を貫通する貫通電極として形成される。
　好ましくは、第２導電部は、カバー部および支持層の側面に形成される。
　好ましくは、弾性波装置は、貫通孔の少なくとも一部の高さまで充填されるさらなる導電部をさらに備える。
　好ましくは、弾性波装置は、第３および第４導電部をさらに備える。第３導電部は、保護層上に配置され、接続端子に接続可能に構成される。第４導電部は、貫通孔を通って第１導電部と第３導電部とを電気的に接続する。
　本発明に係る弾性波モジュールは、上記のいずれかに記載された弾性波装置と、接続端子を介して弾性波装置が実装される実装基板とを備える。
　本発明によれば、ＷＬＰ構造を有する弾性波装置において、弾性波装置を平面視したときに、実装基板との接続に用いられる接続端子（はんだボール）と接続するための導電体が充填される貫通孔が、機能素子が収納される中空空間上なる位置に形成される。これにより、実装工程で生じる熱応力を低減することが可能となる。
実施の形態１に従う弾性波装置を搭載した弾性波モジュールの断面図である。 比較例の弾性波装置を搭載した弾性波モジュールの断面図である。 弾性波装置を実装基板に実装する際の熱応力について説明するための図である。 保護層に設けられる貫通孔の構成を説明するための図である。 実施の形態１の変形例に従う弾性波装置を搭載した弾性波モジュールの断面図である。 実施の形態２に従う弾性波装置を搭載した弾性波モジュールの断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
　［実施の形態１］
　図１は、実施の形態１に従う弾性波装置１１０が実装基板５０上に搭載された弾性波モジュール１００の断面図である。なお、本実施の形態における弾性波装置は、機能素子としてＩＤＴ電極を含む弾性表面波装置を例として説明するが、弾性波装置はバルク波を用いるものであってもよい。
　図１を参照して、弾性波装置１１０は、圧電性基板１０と、支持層２０と、カバー部３０と、保護層４０と、機能素子６０と、接続端子７０とを備える。
　圧電性基板１０は、上述のように、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３等の圧電単結晶材料、あるいは、それらの圧電積層材料により形成される。圧電性基板１０の一方の主面には、複数の機能素子６０が配置されている。機能素子６０として、たとえばアルミニウム、銅、銀、金、チタン、タングステン、白金、クロム、ニッケル、モリブデンの少なくとも一種からなる単体金属、またはこれらを主成分とする合金などの電極材を用いて形成された一対のＩＤＴ電極が含まれる。圧電性基板１０とＩＤＴ電極とによって弾性表面波共振子が形成される。
　圧電性基板１０において、機能素子が形成された領域の周囲には、樹脂製の支持層２０が設けられている。この支持層２０を介して、圧電性基板１０の機能素子６０が配置されている主面にカバー部３０を対向配置することによって、ＩＤＴ電極を含む複数の機能素子６０の周囲に中空空間が形成される。これにより圧電性基板１０の当該中空空間に隣接する部分において、弾性表面波が伝搬するようになっている。
　カバー部３０の中空空間と反対側の面は、エポキシ系樹脂などの絶縁性を有する樹脂からなる保護層４０で覆われている。カバー部３０と保護層との間には、アンダーバンプメタル層６６が形成されている。
　圧電性基板１０の主面には、機能素子６０間を電気的に接続するための配線パターン６２が配置されている。この配線パターン６２は、支持層２０およびカバー部３０を貫通する貫通電極（ビア）６４を介してアンダーバンプメタル層６６と電気的に接続される。アンダーバンプメタル層６６は、貫通電極６４との接続部分から弾性波装置１１０の内側方向に延在し、保護層４０に形成された貫通孔８０に充填された導電体６８を介してはんだボールなどの接続端子７０と接続される。当該接続端子７０は、実装基板５０上の配線パターン５２に電気的に接続される。
　ここで、実施の形態１における弾性波装置１１０においては、保護層４０に形成された貫通孔８０は、弾性波装置を平面視した場合に、支持層２０および貫通電極６４とは重なっておらず、かつ、その全領域が中空空間に重なる位置に形成されている。
　なお、実施の形態１において、導電性を有する配線パターン６２，貫通電極６４，アンダーバンプメタル層６６，導電体６８は、たとえば銅あるいはアルミなどの金属で形成される。実施の形態１において、アンダーバンプメタル層６６は本発明における「第１導電部」に対応し、貫通電極６４は本発明における「第２導電部」に対応する。
　図２は、比較例の弾性波装置１１０＃を搭載した弾性波モジュール１００＃の断面図である。図２の比較例の弾性波装置１１０＃においては、図１の弾性波装置１１０と比較して、カバー部３０と保護層４０との間のアンダーバンプメタル層６６が設けられておらず、支持層２０内の貫通電極６４が保護層４０をさらに貫通し、保護層４０表面に配置された金属パッド６９と接続されている点が異なっている。
　図１および図２に示される弾性波装置１１０，１１０＃を実装基板５０実装するリフロー工程では、実装基板５０上の必要箇所に、たとえばペースト状のはんだを塗布し、次に実装すべき弾性波装置を所定位置に載せて、その状態で高温の炉内で加熱する。これによってはんだが溶融し、その後常温まで冷却することで、弾性波装置と実装基板５０とが電気的に接続される。なお、ペースト状のはんだに代えて、粉末状のはんだを含んだフラックスを弾性波装置と実装基板５０との間に挟んだ状態で加熱する場合もある。
　上述のように、弾性波装置の圧電性基板１０の材料と、実装基板５０の材料とは異なっているため、それらの線膨張係数も一般的には異なっている。この線膨張係数の違いにより、リフロー工程の冷却過程において、圧電性基板１０の収縮量と実装基板５０の収縮量が異なる。そのため、これらの間を接続する部材において歪みが生じ、熱応力が発生し得る。
　図３は、図２の比較例の弾性波モジュール１００＃において、冷却過程で生じる熱応力を説明するための図である。
　図３を参照して、左図（Ａ）は加熱過程における状態を示した図であり、右図（Ｂ）は冷却過程における状態を示した図である。図３（Ａ）では、加熱によりはんだ（接続端子）７０が溶融した状態（無応力状態）となっており、弾性波装置１１０＃と実装基板５０との間には応力は生じていない。
　この状態から、常温までの冷却過程においてはんだ７０が固化し、保護層４０と実装基板５０とがはんだ７０により固定される。このとき、圧電性基板１０の線膨張係数が実装基板５０の線膨張係数に比べて大きいため、圧電性基板１０の方が実装基板５０よりも収縮量が相対的に大きくなり、支持層２０に変形が生じる。弾性波装置１１０＃においては、はんだ７０に接続された金属パッド６９と圧電性基板１０上の配線パターン６２とが、支持層２０内の柱状の貫通電極６４で接続されているため、図３（Ｂ）のように圧電性基板１０の収縮に伴う支持層２０の変形により貫通電極６４に傾きが生じ得る。これにより、貫通電極６４と圧電性基板１０との接続部分において応力集中が発生し、圧電性基板１０の破損の原因となる可能性がある。
　一方、図１に示した実施の形態１に係る弾性波装置１１０においては、接続端子（はんだ）７０が貫通電極６４に直接接続されるのではなく、アンダーバンプメタル層６６を介して接続されている。アンダーバンプメタル層６６は、カバー部３０および保護層４０の主面に沿う方向（図中の横方向）に延在する薄膜状の形態を有しているため、柱状の貫通電極６４に比べて圧電性基板１０と実装基板５０との収縮差による歪みを吸収しやすい。
　さらに、実施の形態１においては、アンダーバンプメタル層６６と接続端子７０とを接続する部分が支持層２０とは重なっておらず、弾性波装置１１０の中空空間上で接続されているため、圧電性基板１０と実装基板５０との収縮差による歪みが、カバー部３０および保護層４０の変形として吸収されやすくなる。したがって、実施の形態１のような構成とすることによって、貫通電極６４と圧電性基板１０との間の応力集中を低減することができる。
　また、実装時に支持層２０で受ける外部からの応力が低減されるため、支持層２０の強度（剛性）を緩和でき、その結果として支持層２０の幅（図中の横方向の寸法）を小さくすることができる。これにより、弾性波装置１１０において、機能素子６０を配置する中空空間を広くとることができるので、設計の自由度が増加するとともに、装置の小型化にも寄与する。
　なお、図３においては、圧電性基板１０の線膨張係数が実装基板５０の線膨張係数に比べて大きい場合を例として説明したが、実装基板５０の線膨張係数の方が圧電性基板１０の線膨張係数よりも大きい場合には、実装基板５０の収縮量が大きくなるため、支持層２０は図３とは反対の方向に変形する。
　図１においては、図４（Ａ）のように、保護層４０の貫通孔８０の全体に導電体６８が充填され、当該導電体６８にはんだボール７０が接続される構成について説明したが、貫通孔８０には図４（Ｃ）のように導電体が全く充填されていない構成であってもよいし、あるいは、図４（Ｂ）にように貫通孔８０の一部の高さまで導電体６８Ｂが充填される構成であってもよい。図４（Ｂ），（Ｃ）の場合には、溶融したはんだ７０Ｂ，７０Ｃが貫通孔８０の空隙の部分に充填されることになる。
　（実施の形態１の変形例）
　実施の形態１の図１においては、接続端子７０であるはんだボールは、貫通孔８０に充填された導電体６８に接続された構成について説明した。
　図５で示される実施の形態１の変形例に係る弾性波装置１１０Ａにおいては、比較例で示した図２のように、接続端子７０が保護層４０の表面に配置された金属パッド６９Ａと接続され、金属パッド６９Ａが貫通孔８０内の導電体６８と接続された構成を有している。
　この場合においても、保護層４０の貫通孔８０は、その全体の領域が中空空間上に位置するように形成される。そのため、図１の弾性波装置１１０の場合と同様に、リフロー工程における圧電性基板１０の線膨張係数と実装基板５０の線膨張係数との違いによる熱応力を低減することができる。
　さらに、金属パッド６９Ａと実装基板５０との接続面積が、図１の場合と比べて大きくすることができるため、弾性波装置の安定した実装が実現できる。
　なお、本実施の形態１の変形例において、金属パッド６９Ａが本発明の「第３導電部」に対応し、導電体６８が本発明の「第４導電部」に対応する。
　［実施の形態２］
　実施の形態１およびその変形例においては、カバー部３０と保護層４０との間に形成されるアンダーバンプメタル層６６と、圧電性基板１０上の配線パターン６２とを、支持層２０内に形成される貫通電極６４で接続する構成について説明した。
　実施の形態２においては、アンダーバンプメタル層６６と配線パターン６２とを接続する導電体が、支持層２０およびカバー部３０の側面に形成される構成について説明する。
　図６は、実施の形態２に従う弾性波装置１１０Ｂを搭載した弾性波モジュール１００Ｂの断面図である。
　図６を参照して、アンダーバンプメタル層６６と配線パターン６２とが、支持層２０の外周側面に形成される側面配線６４Ｂで接続されている。さらに、保護層４０Ｂが、カバー部３０だけではなく、支持層２０の外周側面全体をも覆っている。すなわち、側面配線６４Ｂは、支持層２０と保護層４０Ｂとの間に形成される。なお、上記以外の要素については図１と共通しており、その説明は繰り返さない。
　図６に記載された弾性波装置１１０Ｂにおいても、保護層４０Ｂの貫通孔８０は、弾性波装置１１０Ｂを平面視した場合に支持層２０とは重なっておらず、かつ、その全体の領域が中空空間上となる位置に形成されている。したがって、リフロー工程における圧電性基板１０の線膨張係数と実装基板５０の線膨張係数との違いによるアンダーバンプメタル層６６と側面配線６４Ｂとの間の熱応力を低減することができる。
　なお、実施の形態１の変形例における金属パッドの構成を、実施の形態２に適用することも可能である。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１０　圧電性基板、２０　支持層、３０　カバー部、４０，４０Ｂ　保護層、５０　実装基板、５２，６２　配線パターン、６０　機能素子、６４　貫通電極、６４Ｂ　側面配線、６６　アンダーバンプメタル層、６８，６８Ｂ　導電体、６９，６９Ａ　金属パッド、７０，７０Ｂ，７０Ｃ　接続端子、８０　貫通孔、１００，１００Ａ，１００Ｂ　弾性波モジュール、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ　弾性波装置。

Claims (7)

  1. 　弾性波装置であって、
    　圧電性基板と、
    　前記圧電性基板上に形成される複数の機能素子と、
    　前記圧電性基板上において、前記複数の機能素子が形成された領域の周囲に配置された支持層と、
    　前記支持層を介して前記圧電性基板と対向配置されるカバー部と、
    　前記カバー部を覆う保護層とを備え、
    　前記圧電性基板、前記支持層および前記カバー部によって中空空間が形成され、前記中空空間内に前記複数の機能素子が配置され、
    　前記弾性波装置は、
    　前記カバー部と前記保護層との間に形成された第１導電部と、
    　前記圧電性基板上に形成され、前記複数の機能素子の少なくとも一部と電気的に接続された配線パターンと、
    　前記第１導電部と前記配線パターンとを接続する第２導電部とをさらに備え、
    　前記保護層には、前記弾性波装置の外部に設けられる接続端子と前記第１導電部とを電気的に接続する導電体を充填可能な貫通孔が形成されており、
    　前記弾性波装置を平面視した場合に、前記貫通孔は、前記支持層とは重なっておらず、かつ、その全領域が前記中空空間に重なる位置に形成される、弾性波装置。
  2. 　前記複数の機能素子の少なくとも一部には、ＩＤＴ（Inter　Digital　Transducer）電極が含まれており、前記圧電性基板と前記ＩＤＴ電極により弾性表面波共振子が形成される、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記第２導電部は、前記カバー部および前記支持層を貫通する貫通電極として形成される、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記第２導電部は、前記カバー部および前記支持層の側面に形成される、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  5. 　前記弾性波装置は、前記貫通孔の少なくとも一部の高さまで充填されたさらなる導電部をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記弾性波装置は、
    　前記保護層上に配置され、前記接続端子に接続可能に構成される第３導電部と、
    　前記貫通孔を通って前記第１導電部と前記第３導電部とを電気的に接続する第４導電部とをさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載された弾性波装置と、
    　前記接続端子を介して前記弾性波装置が実装される実装基板とを備えた、弾性波モジュール。
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