WO2023037916A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2023037916A1
WO2023037916A1 PCT/JP2022/032383 JP2022032383W WO2023037916A1 WO 2023037916 A1 WO2023037916 A1 WO 2023037916A1 JP 2022032383 W JP2022032383 W JP 2022032383W WO 2023037916 A1 WO2023037916 A1 WO 2023037916A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
elastic wave
wave device
electrode
boundary
insulating layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/032383
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
徹 山路
圭司 岡田
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Publication of WO2023037916A1 publication Critical patent/WO2023037916A1/ja

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to elastic wave devices.
  • Patent Document 1 discloses an example of an elastic wave device having a WLP (Wafer Level Package) structure.
  • This acoustic wave device is provided with a laminated substrate including a support substrate, a high acoustic velocity film, a low acoustic velocity film and a piezoelectric film.
  • An IDT (Interdigital Transducer) electrode is provided on the piezoelectric film.
  • An insulating layer is provided in a portion overlapping with the bump in plan view.
  • a wiring electrically connected to the bump extends from above the insulating layer onto the piezoelectric film.
  • the wiring is electrically connected to the IDT electrode.
  • the insulating layer is provided to relieve stress caused by a difference in coefficient of linear expansion between layers of the laminated substrate.
  • An object of the present invention is to provide an acoustic wave device in which disconnection of wiring electrodes is unlikely to occur.
  • An elastic wave device comprises: a piezoelectric substrate including a piezoelectric layer; a functional section provided on the piezoelectric layer and including at least one functional electrode; and a functional section provided on the piezoelectric substrate. a wiring electrode connected to the functional electrode and partially provided on the insulating layer; and a wiring electrode provided on the insulating layer and joined to the wiring electrode. and an external connection electrode member, wherein the wiring electrode is adjacent to the first portion and includes a first portion including a joint portion joined to the external connection electrode member, and the insulating layer a second portion located above and narrower than the first portion; and a second portion adjacent to the second portion, not located on the insulating layer, and the piezoelectric body.
  • a third portion located on a layer, wherein a boundary portion between the first portion and the second portion is the first boundary portion, and the second portion and the third portion is a second boundary, and in plan view, the second boundary is positioned on a straight line passing through the center of the joint of the first portion and the first boundary not.
  • disconnection of wiring electrodes is less likely to occur.
  • FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view for explaining first to third regions in the support substrate.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the electrode configuration in the acoustic wave device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a plan view showing a part of the insulating layer and wiring electrodes provided in the first region of the support substrate in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 6 is a plan view showing a part of the insulating layer and wiring electrodes provided in the first region of the support substrate in the first modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view for explaining first to third regions in the support substrate.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 7 is a plan view showing the electrode configuration of the series arm resonators of the transmission filter according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of the acoustic wave device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross-section shown in FIG. 5 of an elastic wave device according to a second modification of the first embodiment of the invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross-section shown in FIG. 5 of an elastic wave device according to a third modification of the first embodiment of the invention.
  • FIG. 11 is a plan view showing part of an insulating layer and wiring electrodes provided in a first region of a support substrate in a fourth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a plan view showing the vicinity of the second boundary portion of the wiring electrode in the fifth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic front cross-sectional view of an acoustic wave device according to a sixth modification of the first embodiment of the invention.
  • FIG. 14 is a plan view showing a part of the insulating layer and wiring electrodes provided in the first region of the support substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 14.
  • FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view for explaining first to third regions in the support substrate.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the electrode configuration in the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the elastic wave resonator is shown schematically by adding two diagonal lines to a rectangle.
  • insulating layers, which will be described later, are indicated by hatching.
  • plan views other than FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line II in FIG.
  • the elastic wave device 1 has a piezoelectric substrate 2.
  • the piezoelectric substrate 2 has a support substrate 3 and a piezoelectric layer 6 .
  • a piezoelectric layer 6 is provided on the support substrate 3 .
  • the support substrate 3 includes a first region 3a, a second region 3b and a third region 3c.
  • the first region 3a is surrounded by the second region 3b.
  • the second area 3b is surrounded by a third area 3c.
  • planar view refers to a direction viewed from above in FIG.
  • the piezoelectric layer 6 is provided in the second region 3b and not provided in the first region 3a and the third region 3c.
  • An insulating layer 4 is provided in the first region 3a and the third region 3c.
  • the material of the insulating layer 4 for example, polyimide resin, epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, etc. can be used.
  • An inorganic material may be used for the insulating layer 4 .
  • the functional unit includes multiple acoustic wave resonators.
  • Each of the acoustic wave resonators has an IDT electrode as a functional electrode. More specifically, the function has two transmit filters.
  • Elastic wave device 1 is a composite filter device. However, the configuration of the composite filter device is not limited to the above. Acoustic wave device 1 may be, for example, a duplexer or a multiplexer. Note that the functional unit does not have to have a plurality of filter devices.
  • the elastic wave device 1 may be, for example, a transmission filter or a reception filter. Alternatively, the elastic wave device 1 may be a one-port elastic wave resonator.
  • the functional part should just have at least one functional electrode.
  • a plurality of wiring electrodes are provided on the piezoelectric layer 6 . Some of the plurality of wiring electrodes connect elastic wave resonators to each other. Some other wiring electrodes among the plurality of wiring electrodes connect the acoustic wave resonator and the outside. In this embodiment, the portion of the wiring electrode that is connected to the outside is configured as an electrode pad. A portion of the wiring electrode including the electrode pad is provided on the insulating layer 4 . More specifically, the insulating layer 4 is located on both the first region 3 a and the third region 3 c of the support substrate 3 . As shown in FIG. 3, part of the wiring electrode 7 of the present invention is provided on the insulating layer 4 located in the first region 3a. However, part of the wiring electrode 7 of the present invention may be provided on the insulating layer 4 located in the third region 3c.
  • a first support layer 5A is provided on the insulating layer 4 located in the third region 3c of the support substrate 3.
  • the first support layer 5A is provided so as to surround the plurality of IDT electrodes.
  • the first support layer 5A has a frame shape. More specifically, the first support layer 5A has openings 5a. A plurality of IDT electrodes are positioned within the opening 5a.
  • a second support layer 5B is provided on the insulating layer 4 located in the first region 3a.
  • the second support layer 5B is columnar.
  • the support layer in the present invention includes a first support layer 5A and a second support layer 5B.
  • the second support layer 5B partially covers the wiring electrodes 7 .
  • the first support layer 5A partially covers the plurality of wiring electrodes other than the wiring electrode 7 .
  • a cover member 13 is provided on the first support layer 5A and the second support layer 5B.
  • the cover member 13 is provided so as to close the opening 5a.
  • a plurality of IDT electrodes are surrounded by the piezoelectric substrate 2 , the insulating layer 4 , the first support layer 5A and the cover member 13 .
  • the elastic wave device 1 has a plurality of external connection electrode members. Each external connection electrode member connects each wiring electrode to the outside. More specifically, each external connection electrode member includes a through electrode 14A or a through electrode 14B and a bump 15 .
  • a plurality of through electrodes 14A penetrate through the cover member 13 and the first support layer 5A. One end of each of the plurality of through electrodes 14A is joined to a wiring electrode.
  • the through electrode 14B penetrates through the cover member 13 and the second support layer 5B. One end of the through electrode 14B is joined to the wiring electrode 7 .
  • the wiring electrode 7 has a joint portion 7d. This joint portion 7d is joined to the through electrode 14B. Bumps 15 are bonded to the other ends of the plurality of through electrodes 14A and through electrodes 14B, respectively.
  • the elastic wave device 1 of this embodiment has a WLP structure.
  • FIG. 4 is a plan view showing a part of the insulating layer and wiring electrodes provided in the first region of the support substrate in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • the wiring electrode 7 has a first portion 7a, a second portion 7b, and a third portion 7c.
  • the first portion 7a is configured as an electrode pad.
  • the first portion 7a includes the joint portion 7d.
  • the center O of the joint portion 7d and the center of the first portion 7a match.
  • the center O of the joint portion 7d and the center of the first portion 7a may not coincide.
  • the second portion 7b is adjacent to the first portion 7a, is located on the insulating layer 4, and is narrower than the first portion 7a.
  • the third portion 7c is adjacent to the second portion 7b, is not located on the insulating layer 4, and is located on the piezoelectric layer 6. As shown in FIG.
  • the width of the first portion 7a refers to the minimum dimension among the dimensions between two intersections of a straight line passing through the center and the outer peripheral edge.
  • the width of the second portion 7b is the dimension of the second portion 7b along the direction orthogonal to the direction in which the second portion 7b is pulled out from the first portion 7a.
  • the relationship that the width of the second portion 7b is narrower than the width of the first portion 7a refers to the relationship of these dimensions.
  • the length of the second portion 7b is the dimension of the second portion 7b along the direction in which the second portion 7b extends.
  • the width of the third portion 7c is the dimension of the third portion 7c along the direction orthogonal to the direction in which the third portion 7c extends.
  • the length of the third portion 7c is the dimension of the third portion 7c along the direction in which the third portion 7c extends.
  • the wiring electrode 7 includes a first boundary portion 7e and a second boundary portion 7f.
  • the first boundary portion 7e is a boundary portion between the first portion 7a and the second portion 7b.
  • the second boundary portion 7f is a boundary portion between the second portion 7b and the third portion 7c.
  • a feature of this embodiment is that, in plan view, on a straight line A passing through the center O of the joint portion 7d of the first portion 7a of the wiring electrode 7 and the first boundary portion 7e, The reason is that the second boundary portion 7f is not located. More specifically, the second boundary portion 7f is not located on the straight line A even if the straight line A passes through any point on the first boundary portion 7e. As a result, even if the temperature of the elastic wave device 1 repeatedly rises and falls, disconnection of the wiring electrode 7 is less likely to occur. This is explained below.
  • the stress is particularly large in the portion overlapping the bump 15 in plan view. Since the first portion 7a of the wiring electrode 7 is located in this portion, a large stress is applied to the first portion 7a. Further, a large stress is also applied to a portion located on a straight line passing through the center O of the joint portion 7d. Since the first boundary portion 7e is positioned on the straight line A shown in FIG. 4 among the above straight lines, a large stress is also applied to the second portion 7b. However, the first portion 7 a and the second portion 7 b are provided on the insulating layer 4 . This relieves the stress in the first portion 7a and the second portion 7b. On the other hand, the third portion 7 c is not provided on the insulating layer 4 .
  • the second boundary portion 7f When the second boundary portion 7f is positioned on the straight line A as in the conventional art, the stress concentrates on the second boundary portion 7f. Therefore, when the temperature rises and falls repeatedly, disconnection is likely to occur particularly at the second boundary portion 7f. In contrast, the second boundary portion 7f is not positioned on the straight line A in this embodiment. Thereby, stress is suppressed in the second boundary portion 7f and the third portion 7c. Therefore, even if the elastic wave device 1 repeatedly rises and falls in temperature, the wiring electrode 7 is unlikely to break.
  • the shape of the joint portion 7d of the wiring electrode 7 in plan view is substantially circular.
  • the shape of the joint portion 7d is not limited to the above.
  • the center O of the joint portion 7d can be the center of gravity of the shape.
  • the direction connecting the first boundary portion 7e and the center O of the joint portion 7d of the wiring electrode 7 intersects with the direction in which the second portion 7b extends from the first boundary portion 7e.
  • the angle be ⁇ [°].
  • m/tan(180°- ⁇ ) is obtained by taking the point where the straight line A intersects the first boundary portion 7e as the origin, the direction in which the second portion 7b extends as the x direction, and the width direction as the y direction, It corresponds to the distance moved in the x direction from the origin when the straight line A is moved m in the y direction from the origin. If this value is smaller than L2, it means that the position of the second boundary 7f in the y direction has already been reached and passed by before reaching the position of the second boundary 7f in the x direction from the origin. Become. That is, the second boundary portion 7f is not positioned on the straight line A. Therefore, disconnection of the wiring electrode 7 can be suppressed more reliably.
  • the insulating layer 4 has protrusions 4a protruding in the thickness direction. At least part of the protrusion 4 a is arranged on the piezoelectric layer 6 . At least part of the second portion 7b of the wiring electrode 7 is provided on the convex portion 4a. In the second portion 7b, it is preferable that at least a portion of the portion provided on the convex portion 4a overlaps the piezoelectric layer 6 in plan view. In this case, the second portion 7b is located not only in the first region 3a of the support substrate 3, but also in the second region 3b. Thereby, the length L2 of the second portion 7b can be easily increased. By appropriately providing the convex portion 4a, the degree of freedom in arrangement of the second boundary portion 7f can be increased. Therefore, the second boundary portion 7f can be arranged at a position different from that on the straight line A more reliably.
  • the insulating layer 4 has an extending portion 4b.
  • the extending portion 4b is a portion of the insulating layer 4 that extends along the direction in which the second portion 7b of the wiring electrode 7 extends.
  • the length L2 of the second portion 7b can be effectively increased. Therefore, the relationship of L2>m/tan (180°- ⁇ ) can be established more reliably. Therefore, disconnection of the wiring electrode 7 can be suppressed more reliably.
  • the piezoelectric substrate 2 preferably has a support substrate 3 and a piezoelectric layer 6 . Since the piezoelectric substrate 2 is a laminate of members made of different materials, the thermal stress increases. In this case, the present invention is preferred.
  • the support substrate 3 is a high sonic support substrate.
  • the high acoustic velocity support substrate is a relatively high acoustic velocity substrate. More specifically, the acoustic velocity of the bulk wave propagating through the high acoustic velocity support substrate is higher than the acoustic velocity of the elastic wave propagating through the piezoelectric layer 6 .
  • the material of the piezoelectric layer 6 for example, lithium niobate, lithium tantalate, zinc oxide, aluminum nitride, crystal, or PZT (lead zirconate titanate) can be used.
  • Materials for the high-speed support substrate include, for example, aluminum nitride, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric materials such as crystal, alumina, sapphire, magnesia, silicon nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, steatite, Ceramics such as forsterite, spinel, sialon, etc., aluminum oxide, silicon oxynitride, DLC (diamond-like carbon), dielectrics such as diamond, semiconductors such as silicon, or materials containing the above materials as main components can be used.
  • the above spinel includes an aluminum compound containing one or more elements selected from Mg, Fe, Zn, Mn, etc. and oxygen.
  • spinels examples include MgAl2O4 , FeAl2O4 , ZnAl2O4 , and MnAl2O4 .
  • the term "main component" refers to a component that accounts for more than 50% by weight.
  • the material of the main component may exist in a single crystal, polycrystal, or amorphous state, or in a state in which these are mixed.
  • the first portion 7a and the second portion 7b of the wiring electrode 7 are covered with the second support layer 5B, and at least part of the third portion 7c is covered with the second support layer 5B. It is preferably covered with layer 5B.
  • the second support layer 5B only needs to cover at least part of the first portion 7a.
  • the electrode configuration of the elastic wave resonator in the elastic wave device 1 and the circuit configuration of the elastic wave device 1 will be described below.
  • FIG. 7 is a plan view showing the electrode configuration of the series arm resonator of the transmission filter in the first embodiment. Note that the wiring connected to the series arm resonator S1 is omitted in FIG.
  • the series arm resonator S1 has an IDT electrode 8. Note that the IDT electrode 8 is provided on the piezoelectric layer 6 . By applying an AC voltage to the IDT electrodes 8, elastic waves are excited. A pair of reflectors 9A and 9B are provided on both sides of the IDT electrode 8 on the piezoelectric layer 6 in the elastic wave propagation direction.
  • the IDT electrode 8 has a first busbar 16 and a second busbar 17 as well as a plurality of first electrode fingers 18 and a plurality of second electrode fingers 19 .
  • the first busbar 16 and the second busbar 17 face each other.
  • One end of each of the plurality of first electrode fingers 18 is connected to the first bus bar 16 .
  • One end of each of the plurality of second electrode fingers 19 is connected to the second bus bar 17 .
  • the plurality of first electrode fingers 18 and the plurality of second electrode fingers 19 are interleaved with each other.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the elastic wave device 1 has a common connection terminal 12A, and transmission filters 1A and 1B.
  • the transmission filter 1A and the transmission filter 1B are commonly connected to a common connection terminal 12A.
  • the common connection terminal 12A is connected to an antenna.
  • the transmission filter 1A is a ladder filter.
  • the transmission filter 1A has a first signal terminal 12B and a plurality of elastic wave resonators.
  • the plurality of elastic wave resonators of the transmission filter 1A include a series arm resonator S1, a series arm resonator S2, a series arm resonator S3, a series arm resonator S4, a parallel arm resonator P1, a parallel arm resonator P2, and a parallel arm. They are a resonator P3, a parallel arm resonator P4A and a parallel arm resonator P4B.
  • a series arm resonator S1, a series arm resonator S2, a series arm resonator S3, and a series arm resonator S4 are connected in series between the first signal terminal 12B and the common connection terminal 12A.
  • a parallel arm resonator P1 is connected between the connection point between the first signal terminal 12B and the series arm resonator S1 and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P2 is connected between the connection point between the series arm resonators S1 and S2 and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P3 is connected between the connection point between the series arm resonators S2 and S3 and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P4A and a parallel arm resonator P4B are connected in parallel between a connection point between the series arm resonator S3 and the series arm resonator S4 and the ground potential.
  • the transmission filter 1B is a ladder filter.
  • the transmission filter 1B has a second signal terminal 12C and a plurality of elastic wave resonators.
  • the plurality of acoustic wave resonators of the transmission filter 1B include a series arm resonator S11, a series arm resonator S12, a series arm resonator S13, a series arm resonator S14, a parallel arm resonator P11, a parallel arm resonator P12, and a parallel arm. They are a resonator P13A, a parallel arm resonator P13B, and a parallel arm resonator P14.
  • a series arm resonator S11, a series arm resonator S12, a series arm resonator S13, and a series arm resonator S14 are connected in series between the second signal terminal 12C and the common connection terminal 12A.
  • a parallel arm resonator P11 is connected between the connection point between the second signal terminal 12C and the series arm resonator S11 and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P12 is connected between the connection point between the series arm resonator S11 and the series arm resonator S12 and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P13A and a parallel arm resonator P13B are connected in parallel between the connection point between the series arm resonators S12 and S13 and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P14 is connected between the connection point between the series arm resonator S13 and the series arm resonator S14 and the ground potential.
  • Each elastic wave resonator of the transmission filter 1A and the transmission filter 1B may be divided in series or in parallel.
  • the parallel arm resonator P3 of the transmission filter 1A is shown as one resonator.
  • the parallel arm resonator P3 includes two split resonators divided in series. More specifically, the two split resonators are split resonator P3A and split resonator P3B shown in FIG.
  • the common connection terminal 12A, the first signal terminal 12B and the second signal terminal 12C are configured as electrode pads. However, the terminals do not necessarily have to be configured as electrode pads. Electrode pads other than the common connection terminal 12A, the first signal terminal 12B and the second signal terminal 12C shown in FIG. 3 are connected to the ground potential.
  • the elastic wave resonators of the transmission filter 1A and the elastic wave resonators of the transmission filter 1B are adjacent in the elastic wave propagation direction.
  • the series arm resonator S2 of the transmission filter 1A and the series arm resonator S11 of the transmission filter 1B are adjacent.
  • the parallel arm resonator P2 of the transmission filter 1A and the parallel arm resonator P11 of the transmission filter 1B are adjacent to each other.
  • the series arm resonator S4 of the transmission filter 1A and the series arm resonator S12 of the transmission filter 1B are adjacent to each other.
  • the acoustic wave resonator of the transmission filter 1A and the acoustic wave resonator of the transmission filter 1B may be adjacent to each other with the wiring electrode therebetween, or may be adjacent without the wiring electrode therebetween.
  • the arrangement of each elastic wave resonator is not limited to the above.
  • the circuit configuration of the elastic wave device 1 is not limited to the above.
  • the piezoelectric substrate 2 may have layers other than the piezoelectric layer 6 and the high sound velocity support substrate.
  • the piezoelectric substrate 22 has a support substrate 23, a high acoustic velocity film 28, a low acoustic velocity film 29, and a piezoelectric layer 6.
  • a high acoustic velocity film 28 is provided on the support substrate 23 .
  • a low acoustic velocity film 29 is provided on the high acoustic velocity film 28 .
  • a piezoelectric layer 6 is provided on the low-frequency film 29 . Since the high acoustic velocity film 28, the low acoustic velocity film 29, and the piezoelectric layer 6 are laminated on the piezoelectric substrate 22, the energy of the elastic wave can be effectively confined to the piezoelectric layer 6 side.
  • High acoustic velocity membrane 28 is a relatively high acoustic velocity membrane. More specifically, the acoustic velocity of the bulk wave propagating through the high acoustic velocity film 28 is higher than the acoustic velocity of the elastic wave propagating through the piezoelectric layer 6 .
  • Materials for the high-speed film 28 include, for example, aluminum nitride, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric materials such as crystal, alumina, sapphire, magnesia, silicon nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, steatite, Ceramics such as forsterite, spinel, sialon, etc., aluminum oxide, silicon oxynitride, DLC (diamond-like carbon), dielectrics such as diamond, semiconductors such as silicon, or materials containing the above materials as main components can be used.
  • the above spinel includes an aluminum compound containing oxygen and one or more elements selected from Mg, Fe, Zn, Mn, and the like. Examples of the spinels include MgAl2O4 , FeAl2O4 , ZnAl2O4 , and MnAl2O4 .
  • the low sound velocity film 29 is a relatively low sound velocity film. More specifically, the acoustic velocity of the bulk wave propagating through the low velocity film 29 is lower than the acoustic velocity of the bulk wave propagating through the piezoelectric layer 6 .
  • the material of the low-voltage film 29 for example, glass, silicon oxide, silicon oxynitride, lithium oxide, tantalum pentoxide, or a material whose main component is a compound obtained by adding fluorine, carbon, or boron to silicon oxide can be used. can be done.
  • the material of the support substrate 23 includes, for example, aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric materials such as crystal, alumina, sapphire, magnesia, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, Various ceramics such as mullite, steatite, and forsterite, dielectrics such as diamond and glass, semiconductors such as silicon and gallium nitride, and resins can be used.
  • the piezoelectric substrate may be a laminate of the support substrate 23, the high acoustic velocity film 28, and the piezoelectric layer 6, and the laminate of the support substrate 3, which is the high acoustic velocity support substrate, the low acoustic velocity film 29, and the piezoelectric layer 6. It can be a body. Also in these cases, the energy of the elastic wave can be effectively confined to the piezoelectric layer 6 side.
  • the piezoelectric layer 6 is not provided in the first region 3a and the third region 3c of the support substrate 3 in the first embodiment. Note that the arrangement of the piezoelectric layer 6 is not limited to the above.
  • a piezoelectric layer 6 is provided over the first region 3a and the second region 3b of the support substrate 3.
  • An insulating layer 24A is provided over the piezoelectric layer 6 in the first region 3a and over the piezoelectric layer 6 in part of the second region 3b. In this modified example, the insulating layer 24A does not have the convex portion 4a.
  • the piezoelectric layer 6 and the insulating layer 24A may be laminated also in the third region 3c.
  • the insulating layer 4 has extensions 4b.
  • the configuration of the insulating layer 4 is not limited to the above.
  • the insulating layer 24B does not have the extending portion 4b.
  • the second boundary portion 7f is not located on the straight line A. Therefore, stress is suppressed in the second boundary portion 7f and the third portion 7c. Therefore, as in the first embodiment, the wiring electrode 7 is less likely to break.
  • the second boundary portion 7f of the wiring electrode 7 is linear.
  • the second boundary portion 7f is curved.
  • the shape of the second boundary portion 7f is not limited to these.
  • the second boundary 7f is meandering. That is, the portion of the outer periphery of the insulating layer 24C that is in contact with the wiring electrode 7 has a meandering shape. Thereby, the bonding strength between the wiring electrode 7 and the insulating layer 24C can be enhanced. In addition, the stress in the direction of expansion and contraction can be dispersed, making it more difficult for the wiring electrode 7 to break.
  • the elastic wave device 1 shown in FIG. 1 has a WLP structure.
  • the external connection electrode member in the acoustic wave device 1 includes the through electrode 14A or the through electrode 14B and the bump 15 .
  • the elastic wave device 1 may not have the WLP structure.
  • the external connection electrode members are bumps 15 .
  • a plurality of bumps 15 are provided on each wiring electrode.
  • FIG. 14 is a plan view showing a part of the insulating layer and wiring electrodes provided in the first region of the support substrate in the second embodiment.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 14.
  • this embodiment differs from the first embodiment in that the second portion 37b of the wiring electrode 37 has a corner portion 37g.
  • the wiring electrode 37 includes a bent portion.
  • the elastic wave device of this embodiment has the same configuration as the elastic wave device 1 of the first embodiment.
  • the corner portion 37g may be angular or curved. Specifically, the angular shape is a shape in which straight lines intersect each other.
  • the corner portion 37g is located on the convex portion 4a of the insulating layer 4. As shown in FIG. The corner portion 37g is located at a portion overlapping the piezoelectric layer 6 in plan view.
  • the wiring electrode 37 extends from above the convex portion 4a to above the piezoelectric layer 6 in a portion after the corner portion 37g when the first boundary portion 7e is the starting point of the second portion 37b.
  • the second portion 37b of the wiring electrode 37 extends in a curved manner so that the second boundary portion 7f is not positioned on the straight line A. As a result, the wiring electrode 37 can be more reliably prevented from breaking.
  • Reference Signs List 1 elastic wave devices 1A, 1B transmission filter 2 piezoelectric substrate 3 support substrates 3a to 3c first to third regions 4 insulating layer 4a convex portion 4b extending portion 5A, 5B first, Second support layer 5a Opening 6 Piezoelectric layer 7 Wiring electrodes 7a to 7c First to third portions 7d Joining portions 7e, 7f First and second boundaries 8 IDT electrode 9A , 9B... reflector 12A... common connection terminals 12B, 12C... first and second signal terminals 13... cover members 14A, 14B... penetrating electrodes 15... bumps 16, 17... first and second bus bars 18, 19...
  • First and second electrode fingers 22 Piezoelectric substrate 23 Support substrates 24A to 24C Insulating layer 27 Wiring electrode 28 High acoustic velocity film 29 Low acoustic velocity film 37 Wiring electrode 37b Second portion 37g Corner Parts P1 to P3, P4A, P4B, P11, P12, P13A, P13B, P14... Parallel arm resonators P3A, P3B... Divided resonators S1 to S4, S11 to S14... Series arm resonators

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Abstract

配線電極の断線が生じ難い、弾性波装置を提供する。 本発明の弾性波装置は、圧電体層を含む圧電性基板と、機能部と、圧電性基板上に設けられている絶縁層4と、絶縁層4上に一部が設けられている配線電極7と、配線電極7に接合されている、外部接続用電極部材とを備える。配線電極7は、外部接続用電極部材に接合されている接合部7dを含む第1の部分7aと、第1の部分7aに隣接しており、絶縁層4上に位置しており、かつ第1の部分7aよりも幅が狭い第2の部分7bと、第2の部分7bに隣接しており、絶縁層4上に位置しておらず、かつ圧電体層上に位置している第3の部分7cとを有する。第1,第2の部分7a,7bの境界部が第1の境界部7eであり、第2,第3の部分7b,7cの境界部が第2の境界部7fである。平面視において、接合部7dの中心Oと、第1の境界部7eとを通る直線A上に、第2の境界部7fが位置していない。

Description

弾性波装置
 本発明は、弾性波装置に関する。
 従来、弾性波装置は携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献1には、WLP(Wafer Level Package)構造の弾性波装置の一例が開示されている。この弾性波装置においては、支持基板、高音速膜、低音速膜及び圧電膜の積層基板が設けられている。圧電膜上にIDT(Interdigital Transducer)電極が設けられている。平面視においてバンプと重なる部分に、絶縁層が設けられている。バンプと電気的に接続された配線が、絶縁層上から圧電膜上に延びている。該配線は、IDT電極に電気的に接続されている。絶縁層は、上記積層基板の層間における線膨張係数の差に起因する応力を緩和するために設けられている。
特開2019-165283号公報
 しかしながら、特許文献1に記載されたような弾性波装置においても、ヒートサイクル試験などのように、応力が繰り返し配線に加わる場合には、断線が生じ易くなるおそれがある。
 本発明の目的は、配線電極の断線が生じ難い、弾性波装置を提供することにある。
 本発明に係る弾性波装置は、圧電体層を含む圧電性基板と、前記圧電体層上において構成されており、かつ少なくとも1個の機能電極を含む機能部と、前記圧電性基板上に設けられている絶縁層と、前記機能電極に接続されており、前記絶縁層上に一部が設けられている配線電極と、前記絶縁層上に設けられており、前記配線電極に接合されている、外部接続用電極部材とを備え、前記配線電極が、前記外部接続用電極部材に接合されている接合部を含む第1の部分と、前記第1の部分に隣接しており、前記絶縁層上に位置しており、かつ前記第1の部分よりも幅が狭い第2の部分と、前記第2の部分に隣接しており、前記絶縁層上に位置しておらず、かつ前記圧電体層上に位置している第3の部分とを有し、前記第1の部分及び前記第2の部分の境界部が第1の境界部であり、前記第2の部分及び前記第3の部分の境界部が第2の境界部であり、平面視において、前記第1の部分の前記接合部の中心と、前記第1の境界部とを通る直線上に、前記第2の境界部が位置していない。
 本発明に係る弾性波装置によれば、配線電極の断線が生じ難い。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 図2は、支持基板における第1~第3の領域を説明するための略図的平面図である。 図3は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置における電極構成を示す略図的平面図である。 図4は、本発明の第1の実施形態における支持基板の第1の領域に設けられた絶縁層、及び配線電極の一部を示す平面図である。 図5は、図4中のII-II線に沿う断面図である。 図6は、本発明の第1の実施形態の第1の変形例における支持基板の第1の領域に設けられた絶縁層、及び配線電極の一部を示す平面図である。 図7は、本発明の第1の実施形態における送信フィルタの直列腕共振子の電極構成を示す平面図である。 図8は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の回路図である。 図9は、本発明の第1の実施形態の第2の変形例に係る弾性波装置の、図5に示す断面に相当する部分を示す断面図である。 図10は、本発明の第1の実施形態の第3の変形例に係る弾性波装置の、図5に示す断面に相当する部分を示す断面図である。 図11は、本発明の第1の実施形態の第4の変形例における支持基板の第1の領域に設けられた絶縁層、及び配線電極の一部を示す平面図である。 図12は、本発明の第1の実施形態の第5の変形例における配線電極の第2の境界部付近を示す平面図である。 図13は、本発明の第1の実施形態の第6の変形例に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 図14は、本発明の第2の実施形態における支持基板の第1の領域に設けられた絶縁層、及び配線電極の一部を示す平面図である。 図15は、図14中のIII-III線に沿う断面図である。
 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。
 なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。図2は、支持基板における第1~第3の領域を説明するための略図的平面図である。図3は、第1の実施形態に係る弾性波装置における電極構成を示す略図的平面図である。図1及び図3においては、弾性波共振子を、矩形に2本の対角線を加えた略図により示す。図3においては、後述する絶縁層をハッチングにより示す。図3以外の平面図においても同様である。なお、図1は、図3中のI-I線に沿う断面図である。
 図1に示すように、弾性波装置1は圧電性基板2を有する。圧電性基板2は、支持基板3と、圧電体層6とを有する。支持基板3上に圧電体層6が設けられている。より具体的には、図1及び図2に示すように、支持基板3は第1の領域3a、第2の領域3b及び第3の領域3cを含む。平面視において、第1の領域3aは第2の領域3bにより囲まれている。第2の領域3bは第3の領域3cにより囲まれている。本明細書において平面視とは、図1における上方から見る方向をいう。本実施形態では、圧電体層6は第2の領域3bに設けられており、第1の領域3a及び第3の領域3cには設けられていない。第1の領域3a及び第3の領域3cには絶縁層4が設けられている。
 絶縁層4の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。なお、絶縁層4には無機材料が用いられていてもよい。
 図3に示すように、圧電体層6上において機能部が構成されている。機能部は複数の弾性波共振子を含む。複数の弾性波共振子はそれぞれ、機能電極としてのIDT電極を有する。より具体的には、機能部は2個の送信フィルタを有する。弾性波装置1は複合フィルタ装置である。もっとも、複合フィルタ装置としての構成は上記に限定されない。弾性波装置1は、例えば、デュプレクサまたはマルチプレクサであってもよい。なお、機能部は複数のフィルタ装置を有していなくともよい。弾性波装置1は、例えば、送信フィルタまたは受信フィルタであってもよい。あるいは、弾性波装置1は、1ポート型の弾性波共振子であってもよい。機能部は、少なくとも1個の機能電極を有していればよい。
 圧電体層6上には複数の配線電極が設けられている。複数の配線電極のうち一部の配線電極は、弾性波共振子同士を接続している。複数の配線電極のうち他の一部の配線電極は、弾性波共振子及び外部を接続する。本実施形態では、配線電極における外部に接続される部分は、電極パッドとして構成されている。配線電極における電極パッドを含む部分は、絶縁層4上に設けられている。より詳細には、絶縁層4は、支持基板3の第1の領域3a及び第3の領域3cの双方に位置する。図3に示すように、本発明の配線電極7の一部は、第1の領域3aに位置する絶縁層4上に設けられている。もっとも、本発明の配線電極7の一部は、第3の領域3cに位置する絶縁層4上に設けられていてもよい。
 図1に示すように、支持基板3の第3の領域3cに位置する絶縁層4上には、第1の支持層5Aが設けられている。第1の支持層5Aは、複数のIDT電極を囲むように設けられている。第1の支持層5Aは枠状の形状を有する。より具体的には、第1の支持層5Aは開口部5aを有する。開口部5a内に複数のIDT電極が位置している。他方、第1の領域3aに位置する絶縁層4上には、第2の支持層5Bが設けられている。第2の支持層5Bは柱状である。本発明における支持層は、第1の支持層5A及び第2の支持層5Bを含む。第2の支持層5Bは、配線電極7の一部を覆っている。他方、第1の支持層5Aは、配線電極7以外の複数の配線電極の一部を覆っている。
 第1の支持層5A上及び第2の支持層5B上にはカバー部材13が設けられている。カバー部材13は、開口部5aを塞ぐように設けられている。複数のIDT電極は、圧電性基板2、絶縁層4、第1の支持層5A及びカバー部材13により囲まれている。
 弾性波装置1は複数の外部接続用電極部材を有する。各外部接続用電極部材は各配線電極を外部に接続する。より具体的には、外部接続用電極部材はそれぞれ、貫通電極14Aまたは貫通電極14Bと、バンプ15とを含む。複数の貫通電極14Aは、カバー部材13及び第1の支持層5Aを貫通している。複数の貫通電極14Aの一端はそれぞれ、配線電極に接合されている。他方、貫通電極14Bは、カバー部材13及び第2の支持層5Bを貫通している。貫通電極14Bの一端は配線電極7に接合されている。なお、配線電極7は接合部7dを有する。この接合部7dが貫通電極14Bに接合されている。複数の貫通電極14A及び貫通電極14Bの他端にそれぞれ、バンプ15が接合されている。このように、本実施形態の弾性波装置1はWLP構造である。
 図4は、第1の実施形態における支持基板の第1の領域に設けられた絶縁層、及び配線電極の一部を示す平面図である。図5は、図4中のII-II線に沿う断面図である。
 図4及び図5に示すように、配線電極7は、第1の部分7aと、第2の部分7bと、第3の部分7cとを有する。第1の部分7aは電極パッドとして構成されている。第1の部分7aは上記接合部7dを含む。本実施形態では、接合部7dの中心Oと第1の部分7aの中心とは一致している。もっとも、接合部7dの中心Oと第1の部分7aの中心とは一致していなくともよい。第2の部分7bは、第1の部分7aに隣接しており、絶縁層4上に位置しており、かつ第1の部分7aよりも幅が狭い。第3の部分7cは、第2の部分7bに隣接しており、絶縁層4上に位置しておらず、かつ圧電体層6上に位置している。
 なお、第1の部分7aの幅とは、中心を通る直線と外周縁との2つの交点の間の寸法のうち、最小の寸法をいう。第2の部分7bの幅は、第2の部分7bが、第1の部分7aから引き出されて延びる方向と直交する方向に沿う、第2の部分7bの寸法である。上記の、第2の部分7bの幅が第1の部分7aの幅よりも狭いという関係は、これらの寸法の関係をいう。そして、第2の部分7bの長さは、第2の部分7bが延びる方向に沿う第2の部分7bの寸法である。同様に第3の部分7cの幅は、第3の部分7cが延びる方向と直交する方向に沿う第3の部分7cの寸法である。第3の部分7cの長さは、第3の部分7cが延びる方向に沿う第3の部分7cの寸法である。
 配線電極7は第1の境界部7e及び第2の境界部7fを含む。第1の境界部7eは、第1の部分7a及び第2の部分7bの境界部である。第2の境界部7fは、第2の部分7b及び第3の部分7cの境界部である。
 本実施形態の特徴は、図4に示すように、平面視において、配線電極7における第1の部分7aの接合部7dの中心Oと、第1の境界部7eとを通る直線A上に、第2の境界部7fが位置していないことにある。より具体的には、直線Aが、第1の境界部7e上のどの点を通ったとしても、直線A上に第2の境界部7fが位置していない。それによって、弾性波装置1において温度の昇降が繰り返し生じたとしても、配線電極7の断線が生じ難い。これを以下において説明する。
 温度が変化した際には、平面視においてバンプ15と重なる部分において、応力が特に大きい。該部分には配線電極7の第1の部分7aが位置しているため、第1の部分7aに大きな応力が加わる。さらに、接合部7dの中心Oを通る直線上に位置する部分においても、大きな応力が加わる。上記直線のうち、図4に示す直線A上に第1の境界部7eが位置しているため、第2の部分7bにも大きな応力が加わる。もっとも、第1の部分7a及び第2の部分7bは絶縁層4上に設けられている。これにより、第1の部分7a及び第2の部分7bにおいては、応力が緩和される。他方、第3の部分7cは、絶縁層4上には設けられていない。従来のように、第2の境界部7fが直線A上に位置している場合には、第2の境界部7fにおいて応力が集中する。そのため、温度の昇降が繰り返される場合には、第2の境界部7fにおいて特に断線し易い。これに対して、本実施形態においては、第2の境界部7fは直線A上には位置していない。それによって、第2の境界部7f及び第3の部分7cにおいて、応力が抑制される。従って、弾性波装置1において温度の昇降が繰り返し生じたとしても、配線電極7は断線し難い。
 ところで、本実施形態では、配線電極7における接合部7dの平面視における形状は略円形である。もっとも、接合部7dの形状は上記に限定されない。接合部7dの平面視における形状が非円形である場合は、当該形状の重心を、接合部7dの中心Oとすることができる。
 以下において、本実施形態における好ましい構成を示す。
 図4に示すように、配線電極7の、第1の境界部7eと、接合部7dの中心Oとを結ぶ方向、及び第1の境界部7eから第2の部分7bが延びる方向が交叉する角度をθ[°]とする。第2の部分7bの長さをL2とし、第2の部分7bの幅をmとしたときに、θ≠90°である場合には、L2>m/tan(180°-θ)の関係が成立することが好ましい。m/tan(180°-θ)は、直線Aが第1の境界部7eと交叉する部分を原点とし、第2の部分7bが延びる方向をx方向、幅方向をy方向とした場合において、直線A上を原点からy方向にm移動した際、原点からx方向に移動した距離に相当する。この値がL2よりも小さい場合、原点から第2の境界部7fのx方向の位置に到達する前に、第2の境界部7fのy方向の位置に既に到達し、さらに通り過ぎていることになる。すなわち、直線A上に第2の境界部7fは位置しない。よって、配線電極7の断線をより確実に抑制することができる。
 図5に示すように、絶縁層4は、厚み方向において突出している凸部4aを有する。凸部4aの少なくとも一部が、圧電体層6上に配置されている。この凸部4a上に、配線電極7の第2の部分7bの少なくとも一部が設けられている。第2の部分7bにおいて、凸部4a上に設けられている部分の少なくとも一部が、平面視において圧電体層6と重なっていることが好ましい。この場合には、第2の部分7bは支持基板3の第1の領域3aだけでなく、第2の領域3bにも位置している。これにより、第2の部分7bの長さL2を容易に長くすることができる。凸部4aを適宜設けることにより、第2の境界部7fの配置の自由度を高めることができる。よって、第2の境界部7fをより確実に、直線A上と異なる位置に配置することができる。
 絶縁層4が延伸部4bを有することが好ましい。延伸部4bとは、絶縁層4における、配線電極7の第2の部分7bが延びる方向に沿って延びている部分である。延伸部4bが設けられていることにより、第2の部分7bの長さL2を効果的に長くすることができる。よって、L2>m/tan(180°-θ)の関係をより一層確実に成立させることができる。従って、配線電極7の断線をより一層確実に抑制することができる。
 L2>m/tan(180°-θ)の関係においては、θ=90°を除外している。これは、式からtan90°の場合を除外しているためである。もっとも、配線電極7の形状としては、θ=90°である場合を含んでいてもよい。図6に示す第1の実施形態の第1の変形例においては、配線電極27の第1の境界部7eが、θ=90°である場合も含むように配置されている。θ=90°の場合の直線A上には、第2の境界部7fは位置しない。
 圧電性基板2が、支持基板3及び圧電体層6を有することが好ましい。圧電性基板2が異種の材料からなる部材の積層体であるため、熱応力は大きくなる。この場合、本発明が好適である。
 支持基板3が高音速支持基板であることがより好ましい。高音速支持基板は相対的に高音速な基板である。より具体的には、高音速支持基板を伝搬するバルク波の音速は、圧電体層6を伝搬する弾性波の音速よりも高い。高音速支持基板及び圧電体層6が積層されていることにより、弾性波のエネルギーを圧電体層6側に効果的に閉じ込めることができる。
 なお、圧電体層6の材料としては、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、水晶、またはPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)などを用いることができる。
 高音速支持基板の材料としては、例えば、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、サファイア、マグネシア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、スピネル、サイアロンなどのセラミック、酸化アルミニウム、酸窒化ケイ素、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)、ダイヤモンドなどの誘電体、もしくはシリコンなどの半導体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。なお、上記スピネルには、Mg、Fe、Zn、Mnなどから選ばれる1以上の元素と酸素とを含有するアルミニウム化合物が含まれる。上記スピネルの例としては、MgAl、FeAl、ZnAl、MnAlを挙げることができる。本明細書において主成分とは、占める割合が50重量%を超える成分をいう。上記主成分の材料は、単結晶、多結晶、及びアモルファスのうちいずれかの状態、もしくは、これらが混在した状態で存在していてもよい。
 図5に示すように、配線電極7の第1の部分7a及び第2の部分7bが第2の支持層5Bに覆われており、かつ第3の部分7cの少なくとも一部が第2の支持層5Bに覆われていることが好ましい。それによって、伸縮方向の残留応力を緩和することができ、配線電極7の断線をより確実に抑制することができる。もっとも、第2の支持層5Bは、第1の部分7aの少なくとも一部を覆っていればよい。
 以下において、弾性波装置1における弾性波共振子の電極構成、及び弾性波装置1の回路構成を説明する。
 図7は、第1の実施形態における送信フィルタの直列腕共振子の電極構成を示す平面図である。なお、図7においては、直列腕共振子S1に接続された配線は省略している。
 直列腕共振子S1はIDT電極8を有する。なお、IDT電極8は圧電体層6上に設けられている。IDT電極8に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。圧電体層6上におけるIDT電極8の弾性波伝搬方向両側に、1対の反射器9A及び反射器9Bが設けられている。
 なお、IDT電極8は、第1のバスバー16及び第2のバスバー17並びに複数の第1の電極指18及び複数の第2の電極指19を有する。第1のバスバー16及び第2のバスバー17は互いに対向している。第1のバスバー16に、複数の第1の電極指18のそれぞれの一端が接続されている。第2のバスバー17に、複数の第2の電極指19のそれぞれの一端が接続されている。複数の第1の電極指18及び複数の第2の電極指19は互いに間挿し合っている。
 図8は、第1の実施形態に係る弾性波装置の回路図である。
 弾性波装置1は、共通接続端子12Aと、送信フィルタ1A及び送信フィルタ1Bとを有する。送信フィルタ1A及び送信フィルタ1Bは、共通接続端子12Aに共通接続されている。本実施形態では、共通接続端子12Aはアンテナに接続される。
 送信フィルタ1Aはラダー型フィルタである。送信フィルタ1Aは、第1の信号端子12Bと、複数の弾性波共振子とを有する。送信フィルタ1Aの複数の弾性波共振子は、直列腕共振子S1、直列腕共振子S2、直列腕共振子S3、直列腕共振子S4、並列腕共振子P1、並列腕共振子P2、並列腕共振子P3、並列腕共振子P4A及び並列腕共振子P4Bである。第1の信号端子12B及び共通接続端子12Aの間に、直列腕共振子S1、直列腕共振子S2、直列腕共振子S3及び直列腕共振子S4が互いに直列に接続されている。
 第1の信号端子12B及び直列腕共振子S1の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P1が接続されている。直列腕共振子S1及び直列腕共振子S2の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P2が接続されている。直列腕共振子S2及び直列腕共振子S3の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P3が接続されている。直列腕共振子S3及び直列腕共振子S4の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P4A及び並列腕共振子P4Bが、互いに並列に接続されている。
 送信フィルタ1Bはラダー型フィルタである。送信フィルタ1Bは、第2の信号端子12Cと、複数の弾性波共振子とを有する。送信フィルタ1Bの複数の弾性波共振子は、直列腕共振子S11、直列腕共振子S12、直列腕共振子S13、直列腕共振子S14、並列腕共振子P11、並列腕共振子P12、並列腕共振子P13A、並列腕共振子P13B及び並列腕共振子P14である。第2の信号端子12C及び共通接続端子12Aの間に、直列腕共振子S11、直列腕共振子S12、直列腕共振子S13及び直列腕共振子S14が互いに直列に接続されている。
 第2の信号端子12C及び直列腕共振子S11の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P11が接続されている。直列腕共振子S11及び直列腕共振子S12の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P12が接続されている。直列腕共振子S12及び直列腕共振子S13の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P13A及び並列腕共振子P13Bが、互いに並列に接続されている。直列腕共振子S13及び直列腕共振子S14の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P14が接続されている。なお、送信フィルタ1A及び送信フィルタ1Bの各弾性波共振子は、直列分割または並列分割されていてもよい。例えば、図8においては、送信フィルタ1Aの並列腕共振子P3を1つの共振子として示している。もっとも、並列腕共振子P3は直列分割された2つの分割共振子を含む。より具体的には、該2つの分割共振子は、図3に示す分割共振子P3A及び分割共振子P3Bである。
 図3に示すように、共通接続端子12A、第1の信号端子12B及び第2の信号端子12Cは電極パッドとして構成されている。もっとも、上記各端子は、必ずしも電極パッドとして構成されていなくともよい。図3に示す、共通接続端子12A、第1の信号端子12B及び第2の信号端子12C以外の電極パッドは、グラウンド電位に接続される。
 本実施形態では、送信フィルタ1Aの弾性波共振子及び送信フィルタ1Bの弾性波共振子が、弾性波伝搬方向において隣接している。例えば、送信フィルタ1Aの直列腕共振子S2と、送信フィルタ1Bの直列腕共振子S11とが隣接している。送信フィルタ1Aの並列腕共振子P2と、送信フィルタ1Bの並列腕共振子P11とが隣接している。送信フィルタ1Aの直列腕共振子S4と、送信フィルタ1Bの直列腕共振子S12とが隣接している。送信フィルタ1Aの弾性波共振子及び送信フィルタ1Bの弾性波共振子は、配線電極を挟み隣接していてもよく、配線電極を挟まずに隣接していてもよい。各弾性波共振子の配置は上記に限定されない。さらに、弾性波装置1の回路構成も上記に限定されない。
 以下において、第1の実施形態の各変形例を示す。各変形例においても、第1の実施形態と同様に、配線電極7が断線し難い。
 圧電性基板2は、圧電体層6及び高音速支持基板以外の層を有していてもよい。図9に示す第1の実施形態の第2の変形例においては、圧電性基板22は、支持基板23、高音速膜28、低音速膜29及び圧電体層6を有する。より具体的には、支持基板23上に高音速膜28が設けられている。高音速膜28上に低音速膜29が設けられている。低音速膜29上に圧電体層6が設けられている。圧電性基板22において、高音速膜28、低音速膜29及び圧電体層6が積層されていることにより、弾性波のエネルギーを圧電体層6側に効果的に閉じ込めることができる。
 高音速膜28は相対的に高音速な膜である。より具体的には、高音速膜28を伝搬するバルク波の音速は、圧電体層6を伝搬する弾性波の音速よりも高い。高音速膜28の材料としては、例えば、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、サファイア、マグネシア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、スピネル、サイアロンなどのセラミック、酸化アルミニウム、酸窒化ケイ素、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)、ダイヤモンドなどの誘電体、もしくはシリコンなどの半導体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。なお、上記スピネルには、Mg、Fe、Zn、Mnなどから選ばれる1以上の元素と酸素とを含有するアルミニウム化合物が含まれる。上記スピネルの例としては、MgAl、FeAl、ZnAl、MnAlを挙げることができる。
 低音速膜29は相対的に低音速な膜である。より具体的には、低音速膜29を伝搬するバルク波の音速は、圧電体層6を伝搬するバルク波の音速よりも低い。低音速膜29の材料としては、例えば、ガラス、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化リチウム、五酸化タンタル、または、酸化ケイ素にフッ素、炭素やホウ素を加えた化合物を主成分とする材料を用いることができる。
 高音速膜28を有する場合には、支持基板23が高音速支持基板ではなくとも、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。この場合、支持基板23の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、サファイア、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、シリコン、窒化ガリウムなどの半導体または樹脂などを用いることができる。
 なお、圧電性基板は、支持基板23、高音速膜28及び圧電体層6の積層体であってもよく、高音速支持基板である支持基板3、低音速膜29及び圧電体層6の積層体であってもよい。これらの場合にも、弾性波のエネルギーを圧電体層6側に効果的に閉じ込めることができる。
 図1に示すように、第1の実施形態においては、支持基板3の第1の領域3a及び第3の領域3cには、圧電体層6が設けられていない。なお、圧電体層6の配置は上記に限定されない。図10に示す第1の実施形態の第3の変形例においては、支持基板3の第1の領域3a及び第2の領域3bにわたり圧電体層6が設けられている。第1の領域3aにおける圧電体層6上、及び第2の領域3bの一部における圧電体層6上にわたり、絶縁層24Aが設けられている。本変形例では、絶縁層24Aは凸部4aを有しない。なお、第3の領域3cにおいても、圧電体層6及び絶縁層24Aが積層されていてもよい。
 図4に示すように第1の実施形態においては、絶縁層4が延伸部4bを有する。もっとも、絶縁層4の構成は上記に限定されない。図11に示す第1の実施形態の第4の変形例においては、絶縁層24Bは延伸部4bを有しない。この場合においても、直線A上に第2の境界部7fが位置していない。よって、第2の境界部7f及び第3の部分7cにおいて、応力が抑制される。従って、第1の実施形態と同様に、配線電極7が断線し難い。
 図4に示す第1の実施形態では、配線電極7における第2の境界部7fは直線状である。あるいは、図11に示す上記第4の変形例では、第2の境界部7fは曲線状である。もっとも、第2の境界部7fの形状はこれらに限定されない。図12に示す第1の実施形態の第5の変形例においては、第2の境界部7fはミアンダ状である。すなわち、絶縁層24Cの外周縁における、配線電極7と接触している部分はミアンダ状である。それによって、配線電極7及び絶縁層24Cの間の接合力を高めることができる。加えて、伸縮方向の応力を分散することができ、配線電極7がより一層断線し難い。
 図1に示す弾性波装置1はWLP構造である。弾性波装置1における外部接続用電極部材は、貫通電極14Aまたは貫通電極14Bと、バンプ15とを含む。もっとも、弾性波装置1はWLP構造ではなくともよい。例えば、図13に示す第1の実施形態の第6の変形例においては、外部接続用電極部材はバンプ15である。複数のバンプ15が、各配線電極上に設けられている。
 図14は、第2の実施形態における支持基板の第1の領域に設けられた絶縁層、及び配線電極の一部を示す平面図である。図15は、図14中のIII-III線に沿う断面図である。
 図14に示すように、本実施形態は、配線電極37の第2の部分37bがコーナー部37gを有する点において、第1の実施形態と異なる。これにより、配線電極37は曲がって延びている部分を含む。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第1の実施形態の弾性波装置1と同様の構成を有する。コーナー部37gは角状であってもよく、曲線状であってもよい。角状とは、具体的には、直線同士が交叉した形状である。
 図15に示すように、コーナー部37gは、絶縁層4における凸部4a上に位置している。コーナー部37gは、平面視において、圧電体層6と重なる部分に位置している。配線電極37は、第1の境界部7eを第2の部分37bの始点とした場合における、コーナー部37gよりも後の部分において、凸部4a上から圧電体層6上に至っている。
 図14に示すように、配線電極37の第2の部分37bは、直線A上に第2の境界部7fが位置しないように、曲がって延びている。それによって、配線電極37をより確実に断線し難くすることができる。
1…弾性波装置
1A,1B…送信フィルタ
2…圧電性基板
3…支持基板
3a~3c…第1~第3の領域
4…絶縁層
4a…凸部
4b…延伸部
5A,5B…第1,第2の支持層
5a…開口部
6…圧電体層
7…配線電極
7a~7c…第1~第3の部分
7d…接合部
7e,7f…第1,第2の境界部
8…IDT電極
9A,9B…反射器
12A…共通接続端子
12B,12C…第1,第2の信号端子
13…カバー部材
14A,14B…貫通電極
15…バンプ
16,17…第1,第2のバスバー
18,19…第1,第2の電極指
22…圧電性基板
23…支持基板
24A~24C…絶縁層
27…配線電極
28…高音速膜
29…低音速膜
37…配線電極
37b…第2の部分
37g…コーナー部
P1~P3,P4A,P4B,P11,P12,P13A,P13B,P14…並列腕共振子
P3A,P3B…分割共振子
S1~S4,S11~S14…直列腕共振子

Claims (11)

  1.  圧電体層を含む圧電性基板と、
     前記圧電体層上において構成されており、かつ少なくとも1個の機能電極を含む機能部と、
     前記圧電性基板上に設けられている絶縁層と、
     前記機能電極に接続されており、前記絶縁層上に一部が設けられている配線電極と、
     前記絶縁層上に設けられており、前記配線電極に接合されている、外部接続用電極部材と、
    を備え、
     前記配線電極が、前記外部接続用電極部材に接合されている接合部を含む第1の部分と、前記第1の部分に隣接しており、前記絶縁層上に位置しており、かつ前記第1の部分よりも幅が狭い第2の部分と、前記第2の部分に隣接しており、前記絶縁層上に位置しておらず、かつ前記圧電体層上に位置している第3の部分と、を有し、前記第1の部分及び前記第2の部分の境界部が第1の境界部であり、前記第2の部分及び前記第3の部分の境界部が第2の境界部であり、
     平面視において、前記第1の部分の前記接合部の中心と、前記第1の境界部とを通る直線上に、前記第2の境界部が位置していない、弾性波装置。
  2.  前記配線電極の、前記第1の境界部と、前記接合部の中心とを結ぶ方向、及び前記第1の境界部から前記第2の部分が延びる方向が交叉する角度をθ[°]とし、前記第2の部分の長さをL2とし、前記第2の部分の幅をmとしたときに、θ≠90°であり、かつL2>m/tan(180°-θ)の関係が成立する、請求項1に記載の弾性波装置。
  3.  前記絶縁層が厚み方向において突出している凸部を有し、前記凸部の少なくとも一部が前記圧電体層上に配置されており、前記凸部上に、前記配線電極の前記第2の部分の少なくとも一部が設けられており、前記第2の部分において、前記凸部上に設けられている部分の少なくとも一部が、平面視において前記圧電体層と重なっている、請求項1または2に記載の弾性波装置。
  4.  平面視において、前記第1の部分の前記接合部の中心と、前記第1の境界部とを通る直線上に、前記第2の境界部が位置しないように、前記第2の部分が、曲がって延びている部分を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  5.  前記第2の境界部がミアンダ状である、請求項1~4のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  6.  前記圧電性基板が、高音速支持基板を有し、前記高音速支持基板上に前記圧電体層が設けられており、
     前記高音速支持基板を伝搬するバルク波の音速が、前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも高い、請求項1~5のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  7.  前記高音速支持基板上の少なくとも一部において、前記圧電体層を介さずに前記絶縁層が設けられている、請求項6に記載の弾性波装置。
  8.  前記絶縁層上に、前記配線電極の前記第1の部分の少なくとも一部を覆うように設けられている支持層と、
     前記支持層上に設けられているカバー部材と、
    をさらに備え、
     前記外部接続用電極部材が、前記カバー部材及び前記支持層を貫通している貫通電極と、前記貫通電極に接合されているバンプと、を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  9.  前記支持層が、前記配線電極の前記第1の部分及び前記第2の部分を覆っており、かつ前記第3の部分の少なくとも一部を覆っている、請求項8に記載の弾性波装置。
  10.  前記外部接続用電極部材がバンプである、請求項1~7のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  11.  前記機能電極がIDT電極であり、前記機能部が、複数の前記IDT電極を含む、少なくとも1個のフィルタ装置を有する、請求項1~10のいずれか1項に記載の弾性波装置。
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