(57)【要約】  効果的に放熱性を高めることができる、弾性表面波装置を提供する。  圧電基板２と、接続配線を含み、圧電基板２上に設けられている機能電極３と、機能電極３を内側に露出させる開口部４Ａを有するように圧電基板２上に設けられている支持層４と、支持層４の開口部４Ａを封止するように支持層４の上面に設けられているカバー部材５と、圧電基板２の厚み方向において支持層４及びカバー部材５を貫通しており、機能電極３の上記接続配線と電気的に接続されているビアホール電極７と、支持層４より高い熱伝導率を有し、圧電基板２の厚み方向において支持層４を貫通している熱伝導体１０とを備える、弾性表面波装置１。
2015190166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
接続配線を含み、前記圧電基板上に設けられている機能電極と、
前記機能電極を内側に露出させる開口部を有するように、前記圧電基板上に設けられている支持層と、
前記支持層の前記開口部を封止するように前記支持層の上面に設けられているカバー部材と、
前記圧電基板の厚み方向において前記支持層及び前記カバー部材を貫通しており、前記機能電極の前記接続配線と電気的に接続されているビアホール電極と、
前記支持層より高い熱伝導率を有し、前記圧電基板の厚み方向において前記支持層を貫通している熱伝導体とを備える、弾性表面波装置。
【請求項２】
前記支持層は、前記開口部に囲まれた領域内に配置され、前記カバー部材と接合され、前記圧電基板上に設けられた隔壁部を含み、
前記熱伝導体は、前記圧電基板の厚み方向において前記隔壁部を貫通して設けられている、請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記熱伝導体が導電体である、請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
前記熱伝導体が、前記圧電基板と前記支持層とに挟まれている前記接続配線と接合されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項５】
前記熱伝導体が、前記圧電基板の表面と接合されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項６】
前記圧電基板の厚み方向において、前記熱伝導体が前記支持層から前記カバー部材まで連続して貫通している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項７】
前記熱伝導体が複数設けられており、前記複数の熱伝導体に接合されるように前記カバー部材の上面に設けられている放熱体をさらに備える、請求項６に記載の弾性表面波装置。
【請求項８】
前記放熱体が導電体である、請求項７に記載の弾性表面波装置。
【請求項９】
前記熱伝導体が前記カバー部材を貫通していない、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【請求項１０】
前記熱伝導体の前記カバー部材側の端部にバンプが接合されていない、請求項１〜９のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｐａｃｋａｇｅ）構造を有する弾性表面波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＷＬＰ構造を有する弾性表面波装置が広く用いられている。【０００３】
ＷＬＰ構造の弾性表面波装置では、圧電基板に構成された弾性波共振子を囲むように支持層が設けられている。支持層上には、支持層に囲まれた部分を封止するようにカバー部材が設けられている。圧電基板、支持層及びカバー部材により、中空部が形成されている。また、支持層及びカバー部材を貫通するように、ビアホール導体が設けられている。ビアホール導体は、バンプを介して外部と電気的に接続されている。【０００４】
下記の特許文献１には、ＷＬＰ構造を有する弾性表面波装置の一例が開示されている。特許文献１に記載の弾性表面波装置では、圧電基板上に隆起層が設けられている。端子間配線上から隆起層上まで、金属膜が連続して形成されている。上記金属膜はカバー部材の下面に接触している。それによって、放熱性を高め得るとされている。【０００５】
他方、下記の特許文献２に記載のＷＬＰ構造を有する弾性表面波装置では、中空部が潰れることを防止するための構造が記載されている。支持層に囲まれた領域内に、柱状部材が設けられている。柱状部材の上端はカバー部材に接触している。それによって、中空部の潰れが抑制されている。また、柱状部材を貫通するようにビアホール導体が設けられている。このビアホール導体は、接続配線に接合されている。それによって、放熱性を高め得るとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−５２４１号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１２／１２０９６８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の弾性表面波装置においては、金属膜がカバー部材に接触しているものの、金属膜が外部に直接放熱するわけではない。よって、放熱性を充分に高められない課題があった。また、隆起層を支持層とは別に設けなければならない。そのため、製造工程が複雑になるという問題もあった。特許文献２に記載の弾性表面波装置では、柱状部材及びビアホール導体は中空部の潰れの抑制を主たる目的として設けられている。よって、放熱性を高めるには不十分であった。【０００８】
本発明の目的は、放熱性をより一層高めることができる、弾性表面波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る弾性表面波装置は、圧電基板と、接続配線を含み、上記圧電基板上に設けられている機能電極と、上記機能電極を内側に露出させる開口部を有するように、上記圧電基板上に設けられている支持層と、上記支持層の上記開口部を封止するように上記支持層の上面に設けられているカバー部材と、上記圧電基板の厚み方向において上記支持層及び上記カバー部材を貫通しており、上記機能電極の上記接続配線と電気的に接続されているビアホール電極と、上記支持層より高い熱伝導率を有し、上記圧電基板の厚み方向において上記支持層を貫通している熱伝導体とを備える。【００１０】
本発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、上記支持層は、上記開口部に囲まれた領域内に配置され、上記カバー部材と接合され、上記圧電基板上に設けられた隔壁部を含む。上記熱伝導体は、上記圧電基板の厚み方向において上記隔壁部を貫通して設けられている。【００１１】
本発明に係る弾性表面波装置の他の特定の局面では、上記熱伝導体は導電体である。【００１２】
本発明に係る弾性表面波装置のさらに他の特定の局面では、上記熱伝導体は、上記圧電基板と上記支持層とに挟まれている上記接続配線と接合されている。【００１３】
本発明に係る弾性表面波装置の別の特定の局面では、上記熱伝導体は、上記圧電基板の表面と接合されている。【００１４】
本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記熱伝導体は上記支持層から上記カバー部材まで上記圧電基板の厚み方向において連続して貫通している。【００１５】
本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記熱伝導体は複数設けられている。上記複数の熱伝導体に接合されるように上記カバー部材の上面に設けられている放熱体がさらに備えられている。【００１６】
本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記放熱体は導電体である。【００１７】
本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記熱伝導体は上記カバー部材を貫通していない。【００１８】
本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、上記熱伝導体の上記カバー部材側の端部にバンプは接合されていない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、放熱性をより一層高めることができる、弾性表面波装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿う階段断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態に係る弾性表面波装置の支持層の辺部分のうちの１つを通る断面における断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る弾性表面波装置の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る弾性表面波装置の平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１（ａ）〜図１（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置の平面図並びに図１（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿う階段断面図及び図１（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００２３】
弾性表面波装置１は、圧電基板２を有する。圧電基板２はＬｉＴａＯ３などの圧電単結晶からなる。なお、圧電基板２は、圧電セラミックスからなっていてもよい。
【００２４】
圧電基板２上には、複数の機能電極３が形成されている。本実施形態では、機能電極３はＩＤＴ電極を含む。ＩＤＴ電極に交流電圧を印加することにより、弾性表面波を励振させることができる。機能電極３は適宜の金属または合金からなる。
【００２５】
なお、機能電極３は、ＩＤＴ電極に加えて反射器を有していてもよい。あるいは、機能電極３は、複数のＩＤＴ電極からなるフィルタ回路を形成していてもよい。また、機能電極３の数は任意である。フィルタ回路は、送信回路と受信回路と含む分波回路を構成することができる。
【００２６】
特に図示はしないが、機能電極３は、圧電基板２上に形成されている接続配線をさらに含む。
【００２７】
圧電基板２上には、機能電極３を内側に露出させる開口部４Ａを有するように支持層４が設けられている。支持層４は矩形枠状の形状を有する。支持層４は適宜の樹脂からなる。なお、支持層４の形状は特に限定されず、開口部４Ａを有していればよい。
【００２８】
支持層４の開口部４Ａを封止するように支持層４の上面にカバー部材５が設けられている。圧電基板２、支持層４及びカバー部材５により、中空部が形成されている。機能電極３は上記中空部に臨むように設けられている。本実施形態では、カバー部材５は感光性樹脂からなる。なお、カバー部材５は感光性樹脂以外の樹脂からなっていてもよい。
【００２９】
圧電基板２上の支持層４の開口部４Ａに囲まれた領域内に、支持層４の一部である複数の隔壁部４Ｂが設けられている。複数の機能電極３は各隔壁部４Ｂを隔ててそれぞれ設けられている。隔壁部４Ｂはカバー部材５に接合されている。カバー部材５は支持層４により支持されているが、隔壁部４Ｂによっても支持されている。隔壁部４Ｂが設けられていることにより、外部からの圧力などに対して補強されている。隔壁部４Ｂは適宜の樹脂からなる。なお、隔壁部４Ｂは複数設けられていなくてもよい。
【００３０】
支持層４及びカバー部材５を、圧電基板２の厚み方向において貫通している複数のビアホール６が形成されている。各ビアホール６は、支持層４のコーナー部に形成されている。なお、ビアホール６は支持層４のコーナー部以外の適宜の部分に形成されていてもよい。圧電基板２の厚み方向は、圧電基板２の主面の法線と平行な方向である。
【００３１】
各ビアホール６には導体が充填されており、それによって、ビアホール電極７が形成されている。図示しないが、ビアホール電極７はそれぞれ機能電極３と電気的に接続されている。ビアホール電極７は、適宜の金属または合金からなる。
【００３２】
ビアホール電極７のカバー部材５側の端部には、バンプ８が接合されている。ビアホール電極７はバンプ８と電気的に接続されている。バンプ８は、はんだ、導電性フィラーを含有した樹脂などの適宜の導電性を有する接合部材からなる。弾性表面波装置１は、バンプ８を利用して回路基板などに実装される。
【００３３】
支持層４の各コーナー部同士を結ぶ各辺部分には、圧電基板２の厚み方向において、支持層４を貫通している複数の貫通孔９が形成されている。また、各隔壁部４Ｂにも、圧電基板２の厚み方向において、各隔壁部４Ｂを貫通している複数の貫通孔９が形成されている。各貫通孔９は、各隔壁部４Ｂからカバー部材５に至って設けられ、各隔壁部４Ｂとカバー部材５とを連続して貫通している。各貫通孔９内には、それぞれ熱伝導体１０が形成されている。熱伝導体１０は貫通孔９を満たすよう形成されている。本実施形態では、熱伝導体１０は適宜の金属または合金からなる。なお、熱伝導体１０は金属または合金以外の、熱伝導率が支持層４よりも高い適宜の材料により形成されていてもよい。圧電基板２上に設けられた送信回路と受信回路とを有する分波回路において、送信回路と受信回路との間に位置する隔壁部４Ｂに設けられた複数の熱伝導体１０が導電体であることが好ましい。複数の熱伝導体１０が送信回路と受信回路との間に設けられることで、送信回路と受信回路との電磁シールド効果が得ることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、熱伝導体１０は円状の平面形状を有する。なお、熱伝導体１０は円状以外の平面形状を有していてもよい。あるいは、熱伝導体１０は、熱伝導体１０が形成されている支持層４の辺部分が延びる方向に長さ方向を有する平面形状を有していてもよい。
【００３５】
熱伝導体１０は、機能電極３の上記接続配線に接合されている。それによって、機能電極３から発生した熱を、熱伝導体１０を介して外部に伝導させることができる。より具体的には、接続配線の一部は、圧電基板２を厚み方向から見て、圧電基板２上の支持層４と重なるように位置している。上記位置において、熱伝導体１０は接続配線に接続されている。
【００３６】
本実施形態では、熱伝導体１０は支持層４の各辺部分にそれぞれ複数設けられている。また、熱伝導体１０は隔壁部４Ｂにも複数設けられている。よって、より一層放熱性を高めることができる。また、熱伝導体１０は、貫通孔９をそれぞれ満たすように形成されているため、カバー部材５との接触面積を大きくすることができ、かつカバー部材５上に熱伝導体１０を露出させることができる。そのため、より一層放熱性を高めることができる。よって、弾性表面波装置１の温度特性の安定性を効果的に高めることができる。
【００３７】
なお、熱伝導体１０は支持層４の辺部分のうち少なくとも１つの辺部分に、少なくとも１つ設けられていればよい。もっとも、本実施形態のように、支持層４の各辺部分及び隔壁部４Ｂにそれぞれ複数の熱伝導体１０が設けられていることが好ましい。それによって、放熱性をより一層高めることができる。  
【００３８】
また、熱伝導体１０は、貫通孔９を満たすように形成されていなくてもよい。もっとも、本実施形態のように、熱伝導体１０が貫通孔９を満たすように形成されているほうが好ましい。それによって、放熱性をより一層高めることができる。
【００３９】
また、熱伝導体１０は、上記接続配線ではなく、圧電基板２の表面に接合されていてもよい。それによって、圧電基板２の熱を、熱伝導体１０を介して外部に伝導させることができる。もっとも、本実施形態のように、上記接続配線に熱伝導体１０が接合されているほうが好ましい。弾性表面波装置１の主な熱源は機能電極３である。機能電極３で発生した熱を、直接的に熱伝導体１０を介して外部へ伝導させることができる。従って、放熱性をより一層効果的に高めることができる。
【００４０】
また、隔壁部４Ｂは必須ではなく、省略されてもよい。支持層４に熱伝導体１０が設けられていれば、放熱性を高めることができる。また、その場合には、弾性表面波装置の小型化を進め得る。
【００４１】
次に、本実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法について説明する。
【００４２】
まず、圧電基板２上に接続配線を含む複数の機能電極３を形成する。機能電極３は、例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法により形成することができる。
【００４３】
次に、複数の機能電極３を囲む開口部４Ａを有するように、支持層４を形成する。また、機能電極３同士を隔てるように、機能電極３同士の間に隔壁部４Ｂを形成する。支持層４及び隔壁部４Ｂは、例えば、フォトリソグラフィー法により形成することができる。本実施形態では、このとき、支持層４におけるビアホール６並びに支持層４及び隔壁部４Ｂにおける貫通孔９に相当する部分を除去するように、露光及びエッチングを行う。
【００４４】
次に、支持層４の開口部４Ａを封止するように支持層４の上面に感光性樹脂からなるカバー部材５を設ける。次に、露光及びエッチングを行うことにより、カバー部材５のビアホール６及び貫通孔９に相当する部分を除去する。それによって、ビアホール６及び貫通孔９を形成する。なお、ビアホール６は支持層４のコーナー部に形成する。また、貫通孔９は、支持層４の各辺部分及び隔壁部４Ｂに形成する。
【００４５】
なお、支持層４の上面にカバー部材５を設けてから、レーザー加工などによりビアホール６及び貫通孔９を形成してもよい。その場合には、カバー部材５は感光性樹脂以外の樹脂からなっていてもよい。
【００４６】
次に、ビアホール６にビアホール電極７を形成する。また、貫通孔９に熱伝導体１０を形成する。このとき、ビアホール電極７と機能電極３とを電気的に接続させる。また、熱伝導体１０を上記接続配線に接合する。ビアホール電極７及び熱伝導体１０は、例えば、電解めっき法または無電解めっき法によりビアホール６及び貫通孔９に金属を充填することにより形成することができる。なお、ビアホール６に金属を充填する工程とは別に、貫通孔９に熱伝導性が高い適宜の材料を充填して、熱伝導体１０を形成する工程を有していてもよい。
【００４７】
次に、ビアホール電極７のカバー部材５側の端部に導電性を有する接合部材であるバンプ８を接合する。バンプ８は、はんだからなる。
【００４８】
以下において、本発明の第２〜４の実施形態に係る弾性表面波装置について説明する。
【００４９】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る弾性表面波装置の支持層の辺部分のうちの１つを通る断面における断面図である。
【００５０】
弾性表面波装置１１の貫通孔１９は、支持層４を貫通しているが、カバー部材１５を貫通していない。貫通孔１９には、貫通孔１９を満たすように、熱伝導体２０が形成されている。特に図示はしないが、圧電基板２上には接続配線を含む機能電極が形成されている。熱伝導体２０は上記接続配線に接合されている。また、熱伝導体２０は、カバー部材１５の下面に接触している。それによって、機能電極から発生した熱を効果的にカバー部材１５に伝導することができる。よって、放熱性をより一層高めることができる。
【００５１】
もっとも、図１に示す第１の実施形態のように、熱伝導体１０がカバー部材５上に露出しているほうが好ましい。それによって、放熱性をさらに高めることができる。
【００５２】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る弾性表面波装置の平面図及び図３（ａ）に示すＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００５３】
弾性表面波装置２１におけるビアホール電極７のカバー部材５側の端部には、バンプは接合されておらず、電極ランド２８が接合されている。その他の構造は、第１の実施形態と同様である。弾性表面波装置２１は電極ランド２８を利用して回路基板などに実装される。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、放熱性をより一層高めることができる。このように、熱伝導体１０が設けられてさえいれば、放熱性を高めた上で、設計の自由度を高めることができる。
【００５４】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る弾性表面波装置の平面図及び図４（ａ）に示すＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【００５５】
弾性表面波装置３１のカバー部材５の上面には、平面視において支持層４の第１の辺部分４ａ及び第３の辺部分４ｃと重なる位置に、放熱体４０Ａが設けられている。各放熱体４０Ａに複数の熱伝導体１０が接合されている。また、放熱体４０Ａは電極ランド２８と接触しないように設けられている。上記以外の構造は第３の実施形態と同様である。本実施形態では、放熱体４０Ａは適宜の金属または合金からなる。放熱体４０Ａと複数の熱伝導体１０とが導電性を有する場合、、カバー部材５の上面に設けられた放熱体４０Ａと、隣り合う２つの熱伝導体１０とを接続して輪状のコイルを構成することができる。例えば、機能電極３を含む送信回路あるいは分波回路を囲うように複数の輪状のコイルが設けられることで、ＷＬＰ構造のビアホール電極７、電極ランド２８と同じ製造工程を用いて輪状のコイルが形成することができ、輪状のコイルのインダクタンスによって電磁シールド効果を高めた弾性表面波装置３１を提供することができる。放熱体４０Ａは、支持層４とカバー部材５との間に設ける変形例も実施できる。なお、放熱体４０Ａは、金属または合金以外の、熱伝導率が支持層よりも高い適宜の材料により形成されていてもよい。
【００５６】
なお、放熱体４０Ａは、少なくとも１つの熱伝導体１０と接合されていればよい。また、放熱体４０Ａは、カバー部材５の上面の支持層４の辺部分のうち少なくとも１つと重なる位置に設けられていればよい。また、カバー部材５の上面の支持層４の各辺部分と重なる位置以外に放熱体４０Ａが設けられ、放熱体４０Ａが隔壁部４Ｂに設けられた熱伝導体１０に接合されていてもよい。さらに、放熱体４０Ａは、カバー部材５と支持層４とに挟まれる位置に設けられてもよい。
【００５７】
上述のように、各放熱体４０Ａは複数の熱伝導体１０に接合されている。放熱体４０Ａの平面面積は、放熱体４０Ａと接続されている複数の熱伝導体１０の平面面積を合計した平面面積よりも大きい。そのため、外部に効率的に放熱することができる面積をより一層大きくすることができる。よって、放熱性をより一層効果的に高めることができる。
【００５８】
次に、本発明の第１の実施形態に係る弾性表面波装置を実装した実装構造体の例を下記に示す。
【００５９】
弾性表面波装置の実装構造体は、回路基板を有する。上記回路基板は、アース端子を有する。弾性表面波装置の熱伝導体は上記アース端子に接合されている。それによって、弾性表面波装置から発生した熱を効果的に回路基板側に伝導させることができる。従って、弾性表面波装置の放熱性を効果的に高めることができる。本発明の弾性表面波装置が、送信フィルタと受信フィルタとを含むデュプレクサに適用される場合には、受信フィルタに比べて印加電力の大きい送信フィルタに設けられる熱伝導体の数が、受信フィルタの熱導電体の数より多い方が好ましい。
【符号の説明】
【００６０】
１…弾性表面波装置
２…圧電基板
３…機能電極
４…支持層
４Ａ…開口部
４Ｂ…隔壁部
４ａ…第１の辺部分
４ｃ…第３の辺部分
５…カバー部材
６…ビアホール
７…ビアホール電極
８…バンプ
９…貫通孔
１０…熱伝導体
１１…弾性表面波装置
１５…カバー部材
１９…貫通孔
２０…熱伝導体
２１…弾性表面波装置
２８…電極ランド
３１…弾性表面波装置
４０Ａ…放熱体
【図１】
2015190166.tif 000003
【図２】
2015190166.tif 000004
【図３】
2015190166.tif 000005
【図４】
2015190166.tif 000006
【国際調査報告】
2015190166.tif 000007
2015190166.tif 000008
2015190166.tif 000009
2015190166.tif 000010