(57)【要約】  チップサイズの大型化及び実装スペースの大面積化を招くことなく、放熱性に優れ、従って耐電力性を高め得る弾性境界波素子及び弾性境界波装置を提供する。  圧電体２と誘電体層３との界面にＩＤＴ電極４が形成されており、誘電体層３の外側面または誘電体層３の外側に積層された吸音膜７の外側面に放熱膜１０が形成されており、平面視した際にＩＤＴ電極４と重なる部分を有するように放熱膜１０が形成されており、該放熱膜１０が吸音膜７の外側の面に設けられたバンプに接続されており、吸音膜を貫通しているビアホール導体に接続されている、弾性境界波素子１。
2008059674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体と、圧電体上に積層された誘電体と、前記圧電体と前記誘電体との界面に配置されたＩＤＴ電極と、前記誘電体の前記界面とは反対側の面に設けられた吸音膜とを備え、前記圧電体と前記誘電体との境界を伝搬する弾性境界波を利用した弾性境界波素子において、
前記誘電体または前記吸音膜の外側の面に形成されており、平面視した際に、前記ＩＤＴ電極と重なる部分を有する放熱パターンをさらに備え、
前記吸音膜の外側の面に設けられたバンプと、前記吸音膜を貫通しており、前記ＩＤＴ電極と前記バンプとに電気的に接続されているビアホール導体とをさらに備え、前記ビアホール導体により、前記バンプと前記放熱パターンとが接続されていることを特徴とする、弾性境界波素子。
【請求項２】
前記放熱パターンが、熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の金属もしくは合金からなる、請求項１に記載の弾性境界波素子。
【請求項３】
前記金属が、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｒからなる群から選択された金属または該金属を主体とする合金からなる、請求項２に記載の弾性境界波素子。
【請求項４】
前記放熱パターンの略中心部が、前記ビアホール導体に接続されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性境界波素子。
【請求項５】
前記ビアホール導体の横断面積が、前記ＩＤＴ電極の面積以上とされている、請求項４に記載の弾性境界波素子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性境界波素子と、
前記弾性境界波素子が実装される実装基板と、
前記実装基板に実装された弾性境界波素子を封止している封止樹脂とを備え、
前記封止樹脂の熱伝導率が０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、弾性境界波装置。
【請求項７】
マザーの圧電体上にＩＤＴ電極を形成する工程と、
前記ＩＤＴ電極を覆うように誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層の上面において、前記放熱パターン上に吸音膜を形成する工程と、
前記誘電体層または前記吸音膜上に、前記ＩＤＴ電極と平面視した際に重なる部分を有する形状の放熱パターンを形成する工程と、
前記吸音膜を貫通する開口部を形成する工程と、
前記マザーの圧電体を個々の弾性境界波素子毎に切断する工程とを備えることを特徴とする、弾性境界波素子の製造方法。
【請求項８】
組立用プレートを用意する工程と、
前記組立用プレートの上面に、弾性境界波素子を実装するためのランドを形成する工程と、
前記組立用プレート上のランドに前記バンプが接合されるように、請求項１〜５のいずれか１項に記載の複数の弾性境界波素子をフリップチップボンディングにより実装する工程と、
前記組立用プレート上に実装された複数の弾性境界波素子を封止樹脂により封止し、複数の樹脂封止体を形成する工程と、
前記組立用プレートから前記樹脂封止体を取り外す工程と、
前記放熱パターンの一部を露出させるように前記樹脂封止体に開口部を形成する工程と、
前記樹脂封止体の前記開口部と略同じ大きさの開口部を実装領域に有する実装基板を用意する工程と、
前記実装基板の前記開口部に、前記樹脂封止体の開口部を一致させるように、前記実装基板上に前記樹脂封止体を接合する工程と、
前記樹脂封止体の開口部及び実装基板の開口部に導電ペーストを充填する工程とを備えることを特徴とする、弾性境界波装置の製造方法。
【請求項９】
前記放熱パターンの一部を露出させるように前記樹脂封止体に開口部を形成する工程において、前記放熱パターンの中央部が露出するように該開口部が形成され、
前記実装基板の前記開口部が、実装領域の中央部に設けられている、請求項８に記載の弾性境界波装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば共振子や帯域フィルタとして用いられる弾性境界波素子及び弾性境界波装置及びこれらの製造方法に関し、より詳細には、放熱構造が設けられた弾性境界波素子、弾性境界波装置及びこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機のＲＦ段において、帯域フィルタとして弾性表面波フィルタ装置が広く用いられている。この種の帯域フィルタにおいて耐電力性の高いことが強く求められている。【０００３】
そこで、下記の特許文献１には、ＩＤＴ電極に大きな電力が印加された際の熱を速やかに逃がすことにより、ＩＤＴ電極のマイグレーションの抑制を図り、耐電力性を高めた構造が提案されている。【０００４】
特許文献１に記載の弾性表面波装置では、回路基板の上面に弾性表面波素子が実装されており、該弾性表面波素子の周囲がモールド樹脂により封止されている。上記弾性表面波素子は、圧電基板の一方主面にＩＤＴ電極を含む機能電極部が形成されている。そして、この機能電極部を囲むように、接地用環状電極が形成されている。【０００５】
上記弾性表面波素子は、上記機能電極部及び接地用環状電極が形成されている一方主面側が上記回路基板の上面に対向されるようにして、回路基板の上面に実装されている。そして、上記接地用環状電極が、回路基板の上面から下面に貫いて設けられた貫通導体に電気的に接続されており、かつ該貫通導体が回路基板の下面に設けられた接地導体に電気的に接続されている。【０００６】
この構成では、接地用環状電極が、ＩＤＴ電極を含む機能電極部の設置電位に接続される部分に電気的に接続されている。従って、ＩＤＴ電極で生じた熱が接地用環状電極、貫通導体及び設置導体を介して外部に逃がされやすくされている。そのため、熱による悪影響が抑制され、耐電力性を高めることができるとされている。【０００７】
他方、近年、弾性表面波装置に代えて、弾性境界波装置が注目されている。弾性表面波装置では、ＩＤＴ電極が形成されている部分の振動を妨げないための空間をパッケージ内に設けなければならない。これに対して、弾性境界波装置では、このような空間を省略することができ、小型化を図ることができる。【０００８】
図１１は、従来の弾性境界波装置の一例を示す模式的正面断面図である。【０００９】
弾性境界波素子５０１は、圧電体５０２を有する。圧電体５０２の上面に、ＩＤＴ電極５０４、反射器５０５，５０６が形成されている。そして、圧電体５０２の上面には、誘電体５０３が積層されている。すなわち、ＩＤＴ電極５０４を含む機能電極部は、圧電体５０２と誘電体５０３との界面に形成されている。誘電体５０３上には、吸音層５０７が設けられている。吸音層５０７は誘電体５０３の上面側に伝搬してきたバルク波等を吸音し、所望でないスプリアスを抑制するために設けられている。
【特許文献１】特開２００６−１４０９６号公報
【特許文献２】ＷＯ２００５／０６９４８６Ａ１
【発明の開示】
【００１０】
弾性境界波素子５０１においても、実使用時にＩＤＴ電極５０４を含む機能電極部において発熱する。そのため、この熱によりＩＤＴ電極のマイグレーション等が生じ、耐電力性が低下するおそれがあった。
【００１１】
従って、弾性境界波素子５０１においても、特許文献１に記載のような放熱構造を設けることが望ましいと考えられる。
【００１２】
しかしながら、弾性境界波素子５０１に、特許文献１に記載の放熱構造を採用した場合、弾性境界波素子が大きくなる。よって、小型化を図ることができるという弾性境界波素子の利点が大きく損なわれる。すなわち、特許文献１に記載の放熱構造では、ＩＤＴ電極を含む機能電極部を取り囲むように接地用環状電極が設けられていた。従って、弾性境界波素子５０１において接地用環状電極を設ける場合、当然のことながら、圧電体２の上面において、ＩＤＴ電極５０４などの機能電極部を含む周囲の領域に接地用環状電極を形成しなければならない。よって、弾性境界波素子５０１の上記境界面の面積が大きくなり、すなわち弾性境界波素子５０１の平面積が大きくなり、実装スペースが大きくならざるを得ない。
【００１３】
また、弾性境界波素子５０１において、上記接地用環状電極を設けた場合、接地用環状電極を、圧電体５０２の下面、あるいは誘電体５０３及び吸音膜５０７の外側面に引き出すための接続導体を設けねばならず、弾性境界波素子５０１の構造が複雑となり、製造コストも高くつくことになる。
【００１４】
本発明の目的は、従来技術の欠点を解消し、実装スペースや実装構造の大型化を招くことなく、ＩＤＴ電極で生じた熱を速やかに放散し、耐電力性を高めることを可能とする構造が備えられた弾性境界波素子、弾性境界波素子を用いた弾性境界波装置及びこれらの製造方法を提供することにある。
【００１５】
本発明に係る弾性境界波素子は、圧電体と、圧電体上に積層された誘電体と、前記圧電体と前記誘電体との界面に配置されたＩＤＴ電極と、前記誘電体の前記界面とは反対側の面に設けられた吸音膜とを備え、前記圧電体と前記誘電体との境界を伝搬する弾性境界波を利用した弾性境界波素子において、前記誘電体または前記吸音膜の外側の面に形成されており、平面視した際に、前記ＩＤＴ電極と重なる部分を有する放熱パターンをさらに備え、前記吸音膜の外側の面に設けられたバンプと、前記吸音膜を貫通しており、前記ＩＤＴ電極と前記バンプとに電気的に接続されているビアホール導体とをさらに備え、前記ビアホール導体により、前記バンプと前記放熱パターンとが接続されていることを特徴とする。好ましくは、前記放熱パターンが、熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の金属もしくは合金からなり、それによってＩＤＴ電極で生じた熱をより速やかに放散させることができる。
【００１６】
上記金属としては、特に限定されないが、好ましくは、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＣｒからなる群から選択された金属または該金属を主体とする合金から用いられる。その場合には、これらの金属もしくは合金が熱伝動性に優れているので、熱を速やかに放散させることができる。
【００１７】
本発明に係る弾性境界波素子では、好ましくは、前記放熱パターンの略中心部が、前記ビアホール導体に接続されている。この場合には、ビアホール導体が接続されている放熱パターン部分が、放熱パターンの略中心部であるため、ビアホール導体と最も遠い放熱パターン部分との間の距離が小さくなり、それによって熱が速やかに放散される。この場合、より好ましくは、ビアホール導体の横断面積は、ＩＤＴ電極の面積以上とされ、それによって、熱が速やかにビアホール導体を介して放散される。
【００１８】
本発明に係る弾性境界波装置は、本発明に従って構成された弾性境界波素子と、前記弾性境界波素子が実装される実装基板と、前記実装基板に実装された弾性境界波素子を封止している封止樹脂とを備え、前記封止樹脂の熱伝導度が０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とされていることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る弾性境界波素子の製造方法は、マザーの圧電体上にＩＤＴ電極を形成する工程と、前記ＩＤＴ電極を覆うように誘電体層を形成する工程と、前記誘電体層の上面において、前記放熱パターン上に吸音膜を形成する工程と、前記誘電体層または前記吸音膜上に、前記ＩＤＴ電極と平面視した際に重なる部分を有する形状の放熱パターンを形成する工程と、前記吸音膜を貫通する開口部を形成する工程と、前記マザーの圧電体を個々の弾性境界波素子毎に切断する工程とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る弾性境界波装置の製造方法は、組立用プレートを用意する工程と、前記組立用プレートの上面に、弾性境界波素子を実装するためのランドを形成する工程と、前記組立用プレート上のランドに前記バンプが接合されるように、本発明に従って記載された複数の弾性境界波素子をフリップチップボンディングにより実装する工程と、前記組立用プレート上に実装された複数の弾性境界波素子を封止樹脂により封止し、複数の樹脂封止体を形成する工程と、前記組立用プレートから前記樹脂封止体を取り外す工程と、前記放熱パターンの一部を露出させるように前記樹脂封止体に開口部を形成する工程と、前記樹脂封止体の前記開口部と略同じ大きさの開口部を実装領域に有する実装基板を用意する工程と、前記実装基板の前記開口部に、前記樹脂封止体の開口部を一致させるように、前記実装基板上に前記樹脂封止体を接合する工程と、前記樹脂封止体の開口部及び実装基板の開口部に導電ペーストを充填する工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る弾性境界波装置の製造方法は、好ましくは、前記放熱パターンの一部を露出させるように前記樹脂封止体に開口部を形成する工程において、前記放熱パターンの中央部が露出するように該開口部が形成され、前記実装基板の前記開口部が、実装領域の中央部に設けられている。この場合には、樹脂封止体及び実装基板の開口部に導電ペーストを充填することにより形成された導体が放熱パターンの中央部に接合されることになるため、熱をより速やかに放散させることができる。
（発明の効果）
【００２２】
本発明に係る弾性境界波素子では、圧電体／ＩＤＴ電極／誘電体／吸音膜の積層構造において、誘電体または吸音膜の外側の面に放熱パターンが設けられており、該放熱パターンが平面視した際にＩＤＴ電極と重なる部分を有し、該放熱パターンが、ビアホール導体によりバンプと電気的に接続されているため、ＩＤＴ電極で生じた熱が放熱パターンに伝わった場合、熱がビアホール導体を介してバンプに速やかに逃がされる。
【００２３】
よって、上記ＩＤＴ電極−ビアホール導体−バンプの経路で熱が逃がされるだけでなく、放熱パターン−ビアホール導体−バンプのルートによっても熱が逃がされることになる。従って、放熱性が高められるため、耐電力性を高めることができる。
【００２４】
しかも、上記吸音膜に設けられたビアホール導体及びバンプは、ＩＤＴ電極などと電気的に接続するために必須の構成であり、該必須の構成のビアホール導体及びバンプを利用して上記放熱パターンに生じた熱を逃がすことができるため、チップサイズの大型化を招くことなく、熱放散性を高めることが可能とされている。
【００２５】
よって、弾性境界波素子の構造の複雑化を招き難く、弾性境界波素子のコストをさほど高めることなく、放熱性に優れた小型の弾性境界波素子を提供することが可能となる。
【００２６】
本発明に係る弾性境界波装置は、本発明の弾性境界波素子が実装基板に実装されており、かつ実装基板に実装された弾性境界波素子を封止している封止樹脂を有し、該封止樹脂の熱伝導度が０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とされているので、弾性境界波素子で生じた熱が、上記バンプに速やかに放散されるが、該バンプの周囲の封止樹脂を介して、熱が速やかに弾性境界波装置の外表面に放散される。よって、熱放散性に優れ、耐電力性に優れた弾性境界波装置を提供することができる。
【００２７】
本発明に係る弾性境界波素子の製造方法では、マザーの圧電体上にＩＤＴ電極を形成し、誘電体層を形成し、誘電体層の上面に吸音膜を形成するに際し、誘電体層上にあるいは吸音膜上へ放熱パターンを形成し、マザーの圧電体を個々の弾性境界波素子毎に切断するだけで、本発明の弾性境界波素子を得ることができる。従って、複雑な工程を得ることなく、熱放散性に優れた本発明の弾性境界波素子を安定に提供することが可能となる。
【００２８】
本発明に係る弾性境界波装置の製造方法では、組立用プレート上にランドを形成した後に、弾性境界波装置をフリップチップボンディングにより実装した後に、弾性境界波素子を封止樹脂により封止して樹脂封止体を形成し、しかる後、組立用プレートから樹脂封止体を取り外した後、放熱パターンの中央を露出するように樹脂封止体に開口部を形成し、実装基板の開口部に樹脂封止体の開口部を位置させるように実装基板に樹脂封止体を接合し、樹脂封止体及び実装基板の双方の開口部に導電ペーストを充填するだけで、本発明の弾性境界波装置を得ることができる。従って、チップサイズの大型化を招くことなく、熱放散性に優れた弾性境界波装置を安定に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性境界波素子の正面断面図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の弾性境界波装置の正面断面図及び（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図３は、第２の実施形態に係る弾性境界波素子の正面断面図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態の弾性境界波装置の正面断面図及び（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ）は、第３の実施形態の弾性境界波装置の正面断面図及び（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｆ）は、第３の実施形態の弾性境界波装置の製造方法の一例を示す各正面断面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｆ）は、第３の実施形態の弾性境界波装置の製造方法の他の例を示す各正面断面図である。
【図８】図８（ａ），（ｂ）は、第５の実施形態の弾性境界波装置の正面断面図及び（ａ）中のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図９】図９は、本発明の第６の実施形態に係る弾性境界波装置の正面断面図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の弾性境界波装置において、放熱膜の熱伝導率を変化させた場合のチップ内最高温度の変化を示す図である。
【図１１】図１１は、従来の弾性境界波装置の一例を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…弾性境界波素子
２…圧電基板
３…誘電体層
４…ＩＤＴ電極
５，６…電極パッド
７…吸音膜
８，９…ビアホール導体
１０…放熱膜
１１，１２…バンプ
２１…弾性境界波装置
２２…実装基板
２３…封止樹脂
２４…樹脂封止体
２４Ａ…樹脂封止体
２５，２６…電極ランド
３１…弾性境界波装置
３２…絶縁層
３３，３４…電極膜
４１…弾性境界波装置
４３…ビアホール導体
４４，４５…電極ランド
４６…金属箔
４７…端子電極
５１…弾性境界波装置
５２…アンダーバンプメタル層
５３…バンプ
６１…弾性境界波装置
６２…圧電基板
６３…誘電体層
６４…吸音膜
６４ａ…開口部
６４ｂ，６４ｃ…貫通孔
６５…ベースプレート
６６…接着剤
６７…封止樹脂
６８…樹脂封止体
６８ａ〜６８ｃ…開口
６９…金属導体
７０…保護膜
７１，７２…バンプ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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。【００３２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性境界波素子を示す模式的正面断面図である。【００３３】
弾性境界波素子１は、圧電体としての圧電基板２を有する。圧電基板２は、本実施形態では、ＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶からなる。もっとも、圧電基板２は、圧電単結晶以外の圧電材料により形成されていてもよい。【００３４】
圧電基板２の一方主面には、誘電体層３が形成されている。誘電体層３は、本実施形態では、ＳｉＯ２からなる。そして、圧電基板２と誘電体層３との界面には、ＩＤＴ電極４、電極パッド５，６が形成されている。ＩＤＴ電極４は、弾性境界波素子として駆動する際の機能電極部を構成している。機能電極部とは、弾性境界波素子として駆動される際に所望とする特性を有するために機能する電極を示し、ＩＤＴ電極の他、適宜設けられる反射器、容量、インダクタンスまたは抵抗素子として機能する電極部を広く含むものとする。電極パッド５，６は、機能電極部のアース電位に接続される部分と電気的に接続されている電極パッドである。【００３５】
上記ＩＤＴ電極４及び電極パッド５，６は、適宜の金属もしくは合金からなる膜を圧電基板２の一方主面上においてパターニングすることにより形成されている。弾性境界波素子１では、ＩＤＴ電極４を励振させることにより、圧電基板２と誘電体層３との界面を伝搬する弾性境界波が励振され、該弾性境界波を利用した電気的特性が取り出される。【００３６】
他方、誘電体層３の外側の面には、吸音膜７が積層されている。吸音膜７は、縦波及び横波の音速が、誘電体層３の縦波及び横波の音速よりも低速である適宜の材料からなる。このような材料としては特に限定されないが、ポリイミド、エポキシ樹脂などの合成樹脂を好適に用いることができる。本実施形態では、吸音膜７はポリイミドからなる。【００３７】
吸音膜７は、吸音層７における縦波及び横波の音速が、誘電体層３における縦波及び横波の音速よりも遅いため、誘電体層３側から伝搬してきたスプリアスとなるモードが減衰され、該スプリアスとなるモードの圧電基板２と誘電体層３との境界側への反射を抑制することができる。すなわち、吸音作用を発揮するため、所望でないスプリアスを抑制することができる。【００３８】
また、誘電体層３及び吸音膜７を貫通するようにビアホール導体８，９が設けられている。ビアホール導体８，９は、例えば半田などの適宜の金属により形成され得る。【００３９】
ビアホール導体８，９は、上記電極パッド５，６に電気的に接続されている。【００４０】
また、本実施形態の特徴は、上記誘電体層３の外表面に放熱パターン１０が形成されていることにある。該放熱パターン１０は、誘電体層３の外表面に形成されており、かつビアホール導体８，９に電気的に接続されている。放熱パターン１０は、放熱性に優れた材料、例えば金属もしくは合金からなる。このような材料としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉまたはこれらの合金が公的に用いられ、このような合金としては、ＡｌＣｕやＮｉＣｒなどが挙げられる。これらの金属もしくは合金は、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上と高く、従って、後述するように、熱放散性に優れている。【００４１】
上記放熱パターン１０は、弾性境界波素子１を平面視した場合、ＩＤＴ電極４と重なる部分を有する。ＩＤＴ電極４の下方に放熱パターン１０が配置されている。すなわち、弾性境界波素子１のＩＤＴ電極４を含む機能電極部の下方に放熱パターン１０が配置されている。【００４２】
前述した特許文献１に記載の接地用環状電極は機能電極部を取り囲むように形成されていたのに対し、本実施形態の放熱パターン１０は機能電極部と重なる位置に設けられている。従って、弾性境界波素子１の平面積を増大させることなく、放熱パターン１０を形成することができる。よって、弾性境界波素子１の大型化を招くことなく、すなわち実装スペースを増大させることなく、放熱性を高めることが可能とされている。ビアホール導体８，９は、バンプ１１，１２に電気的に接続されている。すなわち、バンプ１１，１２が、ビアホール導体８，９上に、形成されている。【００４３】
なお、放熱パターン１０は、上記のように、熱伝導性に優れた材料からなり、ビアホール導体８，９に接続されている。弾性境界波素子１を駆動した場合、ＩＤＴ電極４において熱が生じる。この熱は、ＩＤＴ電極４を含む機能電極部分のアース電位に接続される部分に電気的に接続されている電極パッド５，６に伝えられる。ビアホール導体８，９は電極パッド５，６に接続されているので、この熱がビアホール導体８，９を介してバンプ１１，１２側に逃がされる。【００４４】
しかも、放熱パターン１０が、ＩＤＴ電極４のすぐ下方に存在しているため、ＩＤＴ電極４で生じた熱が誘電体層３を介して放熱パターン１０に伝えられると、この熱が、放熱パターン１０から、ビアホール導体８，９を介してバンプ１１，１２に逃がされる。【００４５】
従って、上記２つのルートでＩＤＴ電極４で生じた熱を速やかに放散させることができる。よって、マイグレーションを抑制し、耐電力性を高めることが可能とされている。【００４６】
次に、弾性境界波素子１の製造方法及び該弾性境界波素子１を用いた弾性境界波装置の製造方法及び構造につき説明する。【００４７】
弾性境界波素子１の製造方法に際しては、まず圧電基板を用意し、マザーの圧電基板上において、上記ＩＤＴ電極４及び電極パッド５，６をフォトリソグラフィ法などにより形成する。しかる後、マザーの圧電基板２の一方主面にＳｉＯ２膜を成膜して誘電体層３を形成する。次に、誘電体層３に、複数の貫通孔を、電極パッド５，６が露出するように形成する。しかる後、誘電体層３の外表面に上記放熱パターン１０をフォトリソグラフィ法により形成する。そして、上記放熱パターン１０を形成した後に、吸音膜７を例えばポリイミドをスピンコーティングなどにより塗布することにより形成する。【００４８】
次に、フォトリソグラフィ−エッチング法によりビアホール導体８，９が形成されるべき部分に開口部を形成する。そして、該開口部にＮｉ及びＡｕをメッキし、電極パッド５，６及び開口部に露出している放熱パターン１０の表面にアンダーバンプメタル層としてのメッキ膜を形成する。しかる後、開口部に導電ペーストを充填し、ビアホール導体８，９を形成する。この導電ペーストとしては、例えば半田ペーストなどの適宜の導電ペーストを用いることができる。上記導電ペーストを乾燥し、硬化することにより、ビアホール導体８，９が形成される。【００４９】
しかる後、ビアホール導体８，９上に、さらに半田ペーストなどの導電ペーストを塗布し、バンプ１１，１２を形成する。次に、上記のようにして得られた弾性境界波素子がマザーの圧電基板上に複数連ねられている構造を個々の弾性境界波素子毎に切断することにより、図１に示した弾性境界波素子１を得ることができる。【００５０】
本実施形態では、上記のようにして得られた弾性境界波素子１を用いて、図２（ａ）に示す弾性境界波装置２１が製造される。【００５１】
弾性境界波装置２１では、実装基板２２上に、弾性境界波素子１が実装され、封止樹脂２３により樹脂封止されている。【００５２】
製造に際しては、まず、組立用プレートを用意する。組立用プレートとしては、特に限定されないが、金属などの寸法安定性に優れた硬い材料からなる板状部材が好適に用いられる。この組立用プレートの上面に、弾性境界波素子１を実装するためのランドを形成する。このランドは、実装基板２２上に設けられている電極ランドに対応するように配置されている。そして、組立用プレート上のランドに接合されるように、弾性境界波素子１をフリップチップボンディングにより実装する。【００５３】
しかる後、組立用プレート上に実装された複数の弾性境界波素子１を封止樹脂２３により樹脂封止する。このようにして、図２（ａ）に示す弾性境界波素子１及び封止樹脂２３から樹脂封止体２４が組立用プレート上において多数構成される。上記封止樹脂２３を構成する樹脂材料としては絶縁性を有する限り特に限定されない。このような樹脂材料としては、例えばエポキシ樹脂及び硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物が好適に用いられる。【００５４】
好ましくは、合成樹脂よりも熱伝動性に優れているので、無機フィラーを上記熱硬化性樹脂組成物中に、含有せておくことが望ましい。このような無機フィラーとしては、炭素、シリカ、タングステンなどが好適に用いられる。無機フィラーの含有により、加熱による熱硬化工程における流動性をコントロールでき、かつ硬化後の硬化物の強度や寸法安定性を高めることができる。加えて、熱伝動性に優れているので、放熱効果を高めることができる。すなわち、ＩＤＴ電極４で生じた熱を、封止樹脂２３からも外部に放散させることができ、それによって、熱放散性をより一層高めることができる。【００５５】
従って、より好ましくは、合成樹脂よりも熱伝動性に優れた上記無機フィラーをより多く含有した熱硬化性樹脂組成物により封止樹脂２３を構成することが望ましく、無機フィラーの含有率は例えば８０重量％以上と高くすることが望ましい。【００５６】
上記のようにして、組立用プレート上において複数の樹脂封止体２４を形成した後に、各樹脂封止体２４を組立用プレート上から取り外す。しかる後、図２（ａ）に示す実装基板２２上に、フリップチップボンディングにより実装する。実装基板２２においては、上面に電極ランド２５，２６が形成されている。電極ランド２５，２６に、バンプ１１，１２が接合されている。【００５７】
また、実装基板２２においては、ビアホール導体２７，２８が設けられている。ビアホール導体２７，２８は実装基板２２を貫通しており、上端において電極ランド２５，２６に接続されている。ビアホール導体２７，２８の下端は、端子電極２９，３０に接合されている。端子電極２９，３０は実装基板２２の下面に形成されている。【００５８】
従って、弾性境界波装置２１は、弾性境界波素子１が樹脂封止された小型のチップ型の電子部品として取り扱われ得る。【００５９】
なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）における矢印Ａ−Ａ線に沿う部分の模式的断面図である。ここでは、放熱パターン１０と、放熱パターン１０の上方に位置しているＩＤＴ電極４との位置関係が略図的に示されている。すなわち、放熱パターン１０は、ＩＤＴ電極４の直下に位置しており、かつＩＤＴ電極４と重なり合う領域に設けられている。従って、ＩＤＴ電極４から下方に輻射してきた熱が、放熱パターン１０から速やかに逃がされることになることがわかる。【００６０】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る弾性境界波素子を示す正面断面図である。第２の実施形態の弾性境界波素子３１は、誘電体層３の外表面に放熱パターン１０が設けられておらず、誘電体層３の外側に、設けられた吸音膜７の外側の面に放熱パターン１０が設けられており、かつ放熱パターン１０の外側に、さらに絶縁体層３２が設けられている。そして、電極パッド５，６とビアホール導体８，９とを電気的に接続するために、誘電体層３に設けられた貫通孔内に、電極膜３３，３４が形成されており、該電極膜３３，３４上に、上記放熱パターン１０の一部が積層され、かつビアホール導体８，９がその上に形成されている。その他の点については、弾性境界波素子３１は、弾性境界波素子１と同様に構成されている。【００６１】
上記絶縁層３２は、適宜の絶縁性材料からなり、本実施形態では、ポリイミドなどの合成樹脂をスピンコーティングすることにより形成されている。このような絶縁層３２を設けることにより、放熱パターン１０を保護することができる。また、絶縁層３２は、上記ビアホール導体８，９及びバンプ１１，１２を形成するに際してのソルダーレジストとして用いてもよい。すなわち、上記ビアホール導体８，９及びバンプ１１，１２の形成に際してのソルダーレジストとして絶縁層を形成し、該絶縁層をそのまま絶縁層３２として残存させてもよい。【００６２】
本実施形態の弾性境界波素子３１においても、ＩＤＴ電極４で生じた熱は、電極パッド５，６から、電極膜３３，３４を介してビアホール導体８，９−バンプ１１，１２のルートで外部に放散されるだけでなく、ＩＤＴ電極４の直下にすなわちＩＤＴ電極４と重なり合うように放熱パターン１０が配置されており、該放熱パターン１０がビアホール導体８，９に接続されているので、ＩＤＴ電極４から誘電体層３を介して放熱パターン１０に伝わった熱も速やかに放散されることになる。【００６３】
よって、第２の実施形態においても、放熱性を高めることができ、ひいては耐電力性を高めることが可能となる。【００６４】
図４（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態の弾性境界波素子３１を用いた弾性境界波装置３５の模式的正面断面図である。すなわち、図２に示した弾性境界波装置２１と同様に、実装基板２２上に、上記弾性境界波素子３１を封止樹脂２４で封止することにより、耐環境特性に優れ、かつ小型のチップサイズの弾性境界波装置３５を提供することができる。なお、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う模式的平面断面図である。図４（ｂ）から明らかなように、本実施形態においても、放熱パターン１０は、ＩＤＴ電極４と重なり合う領域に配置されている。【００６５】
次に、図５（ａ）及び（ｂ）を参照して、本発明の第３の実施形態に係る弾性境界波装置の構造及び製造方法を説明する。【００６６】
第３の実施形態では、第１の実施形態と同様にして、弾性境界波素子１を用意する。次に、図５（ａ）に示すように、放熱パターン１０の下方において、ポリイミドからなる吸音膜７に開口部７ａを形成する。開口部７ａは、ＩＤＴ電極４の直下に配置される。すなわち、図５（ｂ）に図５（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図で示すように、放熱パターン１０の略中央部分に大きな開口部７ａが位置することとなる。【００６７】
上記開口部７ａは、フォトリソグラフィ−エッチング法により形成することができる。なお、開口部７ａの大きさは１つのＩＤＴ電極４ａよりも大きな面積を有することが望ましく、それによって、後述するように、放熱パターン１０から開口部７ａに形成される後述のビアホール電極により熱を速やかに逃がすことができる。【００６８】
次に、図示しない、金属からなる組立用プレート上に弾性境界波素子１を実装する。この組立用プレートの表面には、Ｃｕなどからなるランドを形成しておき、該ランド上に、弾性境界波素子１のバンプ１１，１２を接合する。【００６９】
しかる後、弾性境界波素子１の周囲を封止樹脂２３で封止し、樹脂封止体２４Ａを形成する。次に、樹脂封止体２４Ａを上記組立用プレートから引きはがす。この場合、組立用プレート上の電極ランド等が上記樹脂封止体２４Ａ側に転写されることとなる。このようにして、上記組立用プレート上に設けられていたＣｕからなる導体がビアホール導体４３の一部として樹脂封止体２４Ａ側に転写されるとともに、電極ランド４４，４５も転写されることとなる。【００７０】
しかる後、上記樹脂封止体２４Ａを、実装基板２２Ａ上に実装すればよい。実装基板２２Ａでは、電極ランド４４，４５が予め樹脂封止体２４Ａ側に形成されているので、電極ランド２５，２６を有しないこと並びにビアホール導体４３を形成するための比較的大きな開口部にＣｕからなる導体が充填されていることを除いては、図２（ａ）に示した実装基板２２と同様に構成されている。従って、上記樹脂封止体２４Ａの上記開口部７ａを実装基板２４Ａの実装領域中央に設けられた大きな開口部であって、内部にＣｕからなる導体が充填されている部分を一致させるようにして、樹脂封止体２４Ａが実装基板２４Ａに実装される。それによって、開口部７ａ内のＣｕからなる導体部分と、上記実装基板２２Ａの開口部内のＣｕからなる導体部分とが接合されて、ビアホール導体４３が形成される。このようにして、本実施形態の弾性境界波装置４１を得ることができる。【００７１】
本実施形態では、上記ビアホール導体４３が、放熱パターン１０の略中央に接合されているので、放熱パターン１０の様々な領域から速やかにビアホール導体４３に伝わることとなる。従って、放熱性をより一層高めることかできる。【００７２】
なお、上記ビアホール導体４３を形成するための開口部の形成は様々な方法で行い得る。これらの方法を、図６及び図７に参照して説明する。【００７３】
図６（ａ）〜（ｆ）に示す方法では、弾性境界波素子１の周囲を封止樹脂５１により被覆する。しかる後、封止樹脂５１の下面に、電極ランド４４，４５を形成する。次に、図６（ｂ）に示すように、開口部７ａを形成する。その開口部７ａを形成する方法については、炭酸ガスレーザーやエキシマレーザーなどのレーザー装置を用いた方法あるいはエッチング法などの適宜の方法により行い得る。【００７４】
次に、図６（ｃ）に示す実装基板を構成する樹脂シートからなる実装基板２２Ａを貼り合わせる。実装基板２２Ａは、開口部７ａに連なる開口部２２ａとそれよりも小さい開口部２２ｂ，２２ｃとを有する。開口部２２ｂ，２２ｃは、電極ランド４４，４５に重なる位置に設けられている。【００７５】
上記実装基板２２Ａを形成するための樹脂シートとしては、適宜の合成樹脂材料からなるシートを用いることができるが、好ましくは、熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂シートが用いられる。このような熱硬化性樹脂シートとしては、エポキシ樹脂系の樹脂組成物が好適に用いられ、より好ましくは、熱伝導性に優れている前述した無機フィラー含有熱硬化性樹脂組成物が用いられる。【００７６】
次に、図６（ｄ）に示すように、上記実装基板２２Ａの下面側から開口部２２ａ，２２ｃに導電ペーストをスクリーン印刷などにより充填する。【００７７】
しかる後、上記実装基板２２Ａの下面全面にＣｕ箔などからなる金属箔４６を貼り合わせる。しかる後、実装基板２２Ａ及び充填されている導電ペーストを加熱し、硬化する。これによって、硬化された導電ペーストからなるビアホール電極を介して金属箔４６が放熱パターン１０に電気的にかつ機械的に接合されることになる。【００７８】
次に、上記金属箔４６を例えばフォトリソグラフィ−エッチング法によりパターニングし、端子電極２９，３０，４７を形成する。端子電極２９，３０，４７は、それぞれ、ビアホール電極２７，２８及びビアホール導体４３に電気的に接続されている。【００７９】
なお、通常、図６（ａ）〜（ｆ）はマザーの状態で行われ、最後にダイサーなどを用いて個々の弾性境界波装置単位で切断すればよい。【００８０】
第２の方法としては、図７（ａ）に示すように、前述した組立用プレートを樹脂封止体から剥離した後に、樹脂シートからなる実装基板２２Ａを貼り合わせる。次に、実装基板２２Ａの下面から、配線パターン１０が露出する開口部２２ａと、電極ランド４４，４５が露出する開口部２２ｂ，２２ｃとを形成する（図７（ｂ）参照）。【００８１】
なお、開口部２２ａの形成に際しては、上方に吸音膜７に形成される開口部７ａに連なるように穴あけ加工を施し、それによって放熱パターン１０を露出させる。【００８２】
次に、図７（ｃ）に示すように、湿式メッキにより、Ｃｕメッキ膜からなる導電膜４８を上記開口部２２ａ〜２２ｃの内面に至るように積層体の下面側から形成する。しかる後、図７（ｄ）に示すように、上記導電膜４８の形成後に、開口２２ａ〜２２ｃ内に、合成樹脂ペースト４８ａ〜４８ｃを充填する。合成樹脂ペースト４８ａ〜４８ｃに代えて、他の絶縁材料からなる絶縁ペーストを用いてもよい。もっとも、好ましくは、中央の開口２２ａにおいては、樹脂ペースト４８ａに代えて熱伝導率が高い導電性ペーストを充填することが望ましい。【００８３】
次に、上記樹脂ペースト４８ａ〜４８ｃを加熱により硬化する。しかる後、図７（ｅ）に示すように、湿式メッキにより、Ｃｕメッキ膜からなる導電膜４９を積層体の下面、すなわち実装基板２２Ａの下面の全面に形成する。次に、フォトリソグラフィ−エッチング法などにより導電膜４９をパターニングして、端子電極２９，３０，４７を形成する。なお、このような樹脂シートの積層工程及び端子電極形成方法を繰り返すことにより、２層以上の樹脂シートからなる絶縁層を介して複数層の配線層を形成してもよい。【００８４】
第２の方法においても、図７（ａ）〜（ｆ）までの工程をマザーの状態で行い、最後にダイサーを用いて個々の弾性境界波装置単位に切断してもよい。【００８５】
なお、上記第１，第２の方法で用いる樹脂シートを構成する合成樹脂材料は、弾性境界波装置の封止樹脂と同じ樹脂材料であることが好ましい。その場合には、樹脂シートの熱膨張率と封止樹脂の熱膨張率が同一となり、温度変化による歪みや剥離等を抑制することができる。さらに、同一材料であれば、両者の間の密着性が高くなり、湿気の侵入等を生じ難い。【００８６】
図８（ａ）及び（ｂ）は、第４の実施形態に係る弾性境界波装置の略図的正面断面図及び（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。【００８７】
第４の実施形態の弾性境界波装置５１では、放熱パターン１０の下面中央にアンダーバンプ金属層５２が設けられている。このアンダーバンプ金属層５２は、Ｎｉ及びＡｕを、それぞれ、３μｍ以上及び０．０５μｍ以上の膜厚にメッキすることにより、形成された積層金属膜からなる。このようなアンダーバンプ金属層５２を形成しておき、該アンダーバンプ金属層５２上に、半田ペーストを付与することにより、バンプ５３が形成されている。他方、実装基板２２の上面には、バンプ５３が接合される電極ランド５４が形成されており、バンプ５３が該電極ランド５４に接合されている。その他の構造については、弾性境界波装置５１は弾性境界波装置２１と同様とされている。【００８８】
本実施形態においても、放熱パターン１０がＩＤＴ電極４の下方に位置しており、ＩＤＴ電極４で生じた熱は、放熱パターン１０を介したルートによっても放散される。特に、放熱パターン１０の下面にアンダーバンプ金属層５２を介してバンプ５３が設けられており、該バンプ５３が実装基板２２上の電極ランド５４に接合されているため、バンプ５３を経由したルートによっても、放熱パターン１０からの熱が逃がされることになる。従って、より一層放熱性に優れ、従って耐電力性に優れた弾性境界波装置５１を提供することができる。【００８９】
なお、上記バンプ５３を構成する材料は半田ペーストに限らず、他の導電ペーストを用いてもよい。【００９０】
また、本実施形態では、図８（ｂ）に示されているように、上記バンプ５３が形成されている位置が、放熱パターン１０の略中央であるため、それによっても、放熱パターン１０からバンプ５３に速やかに熱が逃がされる。【００９１】
図９は本発明の第５の実施形態に係る弾性境界波装置を示す正面断面図である。弾性境界波装置６１では、圧電体としての圧電基板６２の上面にＩＤＴ電極４及び電極パッド５，６が形成されている。圧電基板６２は、図１に示した圧電基板と同様の材料で構成されている。【００９２】
また、ＩＤＴ電極４を覆うように圧電基板６２上に、ＳｉＯ２からなる誘電体層６３が積層されている。そして、誘電体層６３の上面に、放熱パターン１０が積層されている。誘電体層６３には、電極パッド５，６を露出させる開口部が形成されており、該開口部内にも放熱パターン１０が至っている。そして、放熱パターン１０は、電極パッド５，６に電気的に接続されている。他方、誘電体層６３上に、吸音膜６４が積層されている。吸音膜６４は、第１の実施形態における吸音膜７と同様の材料で構成されている。本実施形態では、上記吸音膜６４はポリイミドからなる。【００９３】
吸音膜６４には、中央に相対的に大きな開口部６４ａが設けられている。開口部６４ａにより、下方の吸音膜１０が露出されている。他方、開口部６４ａとは別に、前述した誘電体層６３に設けられた開口に連なる貫通孔６４ｂ，６４ｃが設けられている。【００９４】
なお、上記圧電基板６２は、ベースプレート６５に接着剤層６６を介して貼り合わされている。上記ベースプレート６５は、適宜の合成樹脂、金属またはセラミックスからなる。そして、上記ベースプレート６５に圧電基板６２を接合し、上記ＩＤＴ電極４、電極パッド５，６、誘電体層６３及び吸音膜６４を形成した構造を覆うように封止樹脂６７により樹脂封止が行われて樹脂封止体６８が得られている。この樹脂封止体６８では、上面側から開口６８ａ〜６８ｃが形成されている。開口６８ａは、下方の放熱パターン１０を露出させるように、前述した開口６４ａに重なる位置に設けられている。開口６８ｂ，６８ｃは、前述した貫通孔６４ｂ，６４ｃに重なる位置に設けられている。このような開口６４ａ〜６４ｃの形成は、レーザーを用いた加工方法、あるいはエッチング等の適宜の方法により行い得る。【００９５】
しかる後、上記開口６８ａ〜６８ｃ内に導電ペーストを充填し、硬化させる。このようにして、金属導体６９を形成する。金属導体６９上に絶縁性材料からなる保護膜７０を全面に形成する。次に、保護膜７０に複数の開口を形成し、下方の金属導体６９に接続されるバンプ７１，７２を形成する。このようにして、弾性境界波装置６１が得られている。【００９６】
本実施形態の弾性境界波装置６１では、放熱パターン１０がＩＤＴ電極４と重なる位置に設けられており、ＩＤＴ電極４で生じた熱が放熱パターン１０を通るルートにより放散される。特に、ＩＤＴ電極４に接触するように上記金属導体６９が設けられているので、ＩＤＴ電極４で生じた熱がより速やかにバンプ７１，７２に伝わり、放熱性を効果的に高めることができる。【００９７】
また、本実施形態では、ＩＤＴ電極４が配置される領域上下方向において重なり合う位置にはビアホール電極は形成されていない。従って、バンプの配置がＩＤＴ電極４の配置に影響しないため、弾性境界波装置におけるバンプの配置自由度を高めることができるとともに、ＩＤＴ電極４の設計の自由度も高めることができる。【００９８】
なお、上記保護膜７０を構成する材料については、ポリイミドなどの適宜の絶縁性材料を用いることができ、特に限定されるものではない。また、前述した各実施形態において、電極及びバンプを構成する導電性材料についても、特に限定されるものではなく、様々な金属もしくは合金を用いることができる。【００９９】
次に、図２に示した弾性境界波装置２１における放熱パターン１０を構成する材料を変更し、放熱パターン１０の熱伝導率を種々変化させ、実施用時の弾性境界波装置２１内の最高温度の変化を求めた。結果を図１０に示す。なお、弾性境界波装置２１を構成する各材料及びその熱伝導率は以下の通りとした。【０１００】
圧電基板２…厚み１５０μｍのＬｉＮｂＯ３、熱伝導率は２．９３（Ｗ／（ｍ・Ｋ））
ＩＤＴ電極４…Ａｕからなり、厚み１μｍ、熱伝導率＝３１５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））
誘電体層３…ＳｉＯ２、厚み６μｍ、熱伝導率＝１．１８（Ｗ／（ｍ・Ｋ））
吸音膜７…厚み６μｍ、ポリイミド製、熱伝導率＝０．１５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））
封止樹脂２３…エポキシ樹脂に無機フィラーとしてシリカを配合してなる熱伝導率が０．９（Ｗ／（ｍ・Ｋ））の高熱伝導性樹脂材料厚み４０μｍ
実装基板２２…ガラスエポキシ基板、厚み１０００μｍ、熱伝導率＝０．３（Ｗ／（ｍ・Ｋ））
ビアホール導体の径＝４０μｍ、熱伝導率３〜５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））
半田バンプ１１，１２…突出高さ４０μｍ、熱伝導率＝４０（Ｗ／（ｍ・Ｋ））
放熱膜１０については厚み５μｍとし、下記の様々な金属もしくは合金により形成し、その熱伝導率を変化させた。また、ＩＤＴ電極４の発熱量は０．１Ｗ、周囲温度は２５℃とした。また、弾性境界波素子１の平面形状は、１．８×０．８ｍｍの矩形とし、バンプ１１，１２の平面形状は一辺の長さが、１００μｍの正方形とした。結果を図１０に示す。【０１０１】
図１０から明らかなように、放熱パターン１０の熱伝導率が高くなるほど、チップ内の最高温度が低くなっていることがわかる。特に、放熱膜１０を構成する材料の熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であれば、チップ内の温度を十分に低くし得ることがわかる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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