(57)【要約】  熱による応力が加わった際の破壊が生じ難い、弾性波装置を提供する。  実装基板２上に、弾性波素子５が実装されており、弾性波素子５が封止樹脂層１２で封止されている、弾性波装置１。弾性波素子５は、バンプ１０，１１を用いて実装基板２の電極ランド３，４に接合されている。封止樹脂層１２の実装基板２とは反対側の面１２ａに、凹部１３ａ〜１３ｄが設けられている。凹部１３ａ〜１３ｄの深さＤと、面１２ａから圧電基板６の第２の主面６ｂまでの封止樹脂層部分の距離Ｈとの比Ｄ／Ｈが１／３以上である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板と、
前記実装基板上に設けられた電極ランドと、
対向し合う第１及び第２の主面を有する圧電基板と、前記圧電基板の前記第１の主面上に設けられたＩＤＴ電極とを有し、前記第１の主面が前記実装基板の前記電極ランドと隙間を隔てて対向するように前記実装基板に搭載された弾性波素子と、
前記弾性波素子を前記電極ランドに接合している複数のバンプと、
前記実装基板に搭載されている前記弾性波素子を覆うように設けられており、前記隙間の部分を中空部としている封止樹脂層とを備え、
前記封止樹脂層の前記実装基板とは反対側の面に、凹部が設けられており、前記凹部の深さが、前記圧電基板の前記第２の主面から、前記封止樹脂層の前記実装基板とは反対側の面までの距離の１／３以上である、弾性波装置。
【請求項２】
前記封止樹脂層の前記実装基板とは反対側の面から平面視した場合に、前記凹部がバンプ間に位置している、請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
前記複数のバンプにおいて、全てのバンプ間に前記凹部が位置している、請求項２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記凹部の底が、前記圧電基板の前記第２の主面よりも前記封止樹脂層の前記実装基板とは反対側の面の側に位置しており、前記凹部の底と前記圧電基板の前記第２の主面との間に封止樹脂層部分が存在している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項５】
前記封止樹脂層の前記実装基板とは反対側の面から平面視した場合、前記凹部が、前記ＩＤＴ電極が臨んでいる前記中空部外に位置している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項６】
前記封止樹脂層の前記実装基板とは反対側の面から平面視した場合に、前記凹部が、前記ＩＤＴ電極と重なり合っていない、請求項５に記載の弾性波装置。
【請求項７】
前記凹部が、文字または数字を構成している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波素子が封止樹脂層により封止されている、弾性波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の薄型化及び小型化が強く求められている。下記の特許文献１には、中空構造を有する弾性波装置が開示されている。特許文献１では、実装基板上に、弾性波素子がバンプを用いて実装されている。弾性波素子のＩＤＴ電極が、実装基板に対向している。ＩＤＴ電極と実装基板との間には中空空間が設けられている。弾性波素子の周囲を覆うように封止樹脂層が設けられている。封止樹脂層の上面に、レーザーなどを用いてマークを印字した構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１２６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
封止樹脂層の上面にレーザーなどを用いてマークを印字する方法では、印字された部分が凹部となる。凹部が形成されているため、熱による応力が加わった場合においても、弾性波装置の破壊が生じるおそれがあった。【０００５】
本発明の目的は、熱による応力が加わった場合において破壊が生じ難い、弾性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】
【０００６】
本発明に係る弾性波装置は、実装基板と、前記実装基板上に設けられた電極ランドと、対向し合う第１及び第２の主面を有する圧電基板と、前記圧電基板の前記第１の主面上に設けられたＩＤＴ電極とを有し、前記第１の主面が前記実装基板の前記電極ランドと隙間を隔てて対向するように前記実装基板に搭載された弾性波素子と、前記弾性波素子を前記電極ランドに接合している複数のバンプと、前記実装基板に搭載されている前記弾性波素子を覆うように設けられており、前記隙間の部分を中空部としている封止樹脂層とを備え、前記封止樹脂層の前記実装基板とは反対側の面に、凹部が設けられており、前記凹部の深さが、前記圧電基板の前記第２の主面から、前記封止樹脂層の前記実装基板とは反対側の面までの距離の１／３以上である。【０００７】
本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記封止樹脂層の前記実装基板とは反対側の面から平面視した場合に、前記凹部がバンプ間に位置している。この場合には、熱応力が加わった際の破壊をより一層抑制することができる。【０００８】
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記複数のバンプにおいて、全てのバンプ間に前記凹部が位置している。この場合には、熱応力による破壊がさらに生じ難い。【０００９】
本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記凹部の底が、前記圧電基板の前記第２の主面よりも前記封止樹脂層の前記実装基板とは反対側の面の側に位置しており、前記凹部の底と前記圧電基板の前記第２の主面との間に封止樹脂層部分が存在している。この場合には、熱応力による弾性波装置の破壊がより一層生じ難い。【００１０】
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記封止樹脂層の前記実装基板とは反対側の面から平面視した場合、前記凹部が、前記ＩＤＴ電極が臨んでいる前記中空部外に位置している。この場合には、凹部の形成による強度の低下が生じ難い。【００１１】
本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記封止樹脂層の前記実装基板とは反対側の面から平面視した場合に、前記凹部が、前記ＩＤＴ電極と重なり合っていない。この場合には、凹部の形成による機械的強度の低下がさらに生じ難い。【００１２】
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記凹部が、文字または数字を構成している。この場合には、凹部を利用して、弾性波装置に関する情報や製造ロット情報等を表示することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、熱による応力が加わった際の破壊が生じ難い弾性波装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の平面図及び図１（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】図２は、比Ｄ／Ｈと、８５℃の温度におかれた場合の弾性波素子の長手方向端部に加わる応力との関係を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
【図５】図５は、第２の実施形態の弾性波装置における圧電基板及び封止樹脂層の長手方向位置と、高温下において加わる応力との関係を示す図である。
【図６】図６は、第３の実施形態の弾性波装置における圧電基板及び封止樹脂層の長手方向位置と、高温下において加わる応力との関係を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。
【図８】図８は、本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の平面図及び図１（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００１８】
弾性波装置１は、実装基板２を有する。実装基板２は、アルミナなどの絶縁性セラミックス、あるいは半導体セラミックスなどからなる。また、実装基板２は、セラミックス以外の材料で形成されていてもよい。
【００１９】
実装基板２の上面には、複数の電極ランド３，４が設けられている。電極ランド３，４は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、またはこれらの合金などの適宜の金属からなる。
【００２０】
実装基板２上に、弾性波素子５が実装されている。弾性波素子５は、圧電基板６を有する。圧電基板６は、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどの圧電単結晶からなる。もっとも、圧電基板６は、圧電セラミックスからなっていてもよい。圧電基板６は、対向し合う第１の主面６ａ及び第２の主面６ｂを有する。第１の主面６ａ上に、ＩＤＴ電極７が設けられている。ＩＤＴ電極７が臨む中空部Ａが、第１の主面６ａと実装基板２との間に設けられている。
【００２１】
ＩＤＴ電極７に電気的に接続される電極ランド８，９が第１の主面６ａ上に設けられている。電極ランド８，９は、バンプ１０，１１により電極ランド３，４に接合されている。電極ランド８，９は、適宜の金属もしくは合金からなる。バンプ１０，１１についても、はんだやＡｕなどの適宜の金属からなる。
【００２２】
弾性波装置１は、圧電基板６の第１の主面６ａが、実装基板２と対向するように配置されている。それによって、前述した中空部Ａが形成されている。
【００２３】
他方、弾性波素子５を封止するために、弾性波素子５の周囲を覆うように、封止樹脂層１２が設けられている。
【００２４】
封止樹脂層１２は、エポキシ樹脂などの適宜の合成樹脂からなる。
【００２５】
上記封止樹脂層１２は、中空部Ａを除いて、弾性波素子５を覆うように設けられている。
【００２６】
他方、封止樹脂層１２の実装基板２とは反対側の面１２ａ上には、面１２ａのＸ方向寸法に対して、Ｘ方向寸法が１０％である凹部１３ａが設けられている。図１（ａ）に示すように、本実施形態では、複数の凹部１３ａ〜１３ｄが設けられている。図１（ａ）においては、封止樹脂層１２の下方に設けられているバンプ１０，１１，１０Ａ，１１Ａの位置を破線の円で示すこととする。すなわち、凹部１３ａの両側に、前述したバンプ１０，１１が位置している。また、凹部１３ｂの両側にも、バンプ１０Ａ，１１Ａが位置している。本実施形態では、封止樹脂層１２及び圧電基板６が長辺と短辺とを有する矩形の平面形状を有する。上記バンプ１０，１１は、圧電基板６の１つの長辺の一端側及び他端側に位置している。凹部１３ａは、この長辺において、中央に位置している。他方の長辺側において、バンプ１０Ａが一端側に、他端側にバンプ１１Ａが位置している。凹部１３ｂは、この長辺において中央に位置している。また、バンプ１０，１０Ａが位置している短辺側中央には、凹部１３ｃが位置している。同様に、他方の短辺側において、バンプ１１，１１Ａ間の中央部分に、凹部１３ｄが位置している。
【００２７】
言い換えれば、凹部１３ａ〜１３ｄは、隣り合う一対のバンプ間に位置している。
【００２８】
凹部１３ａ〜１３ｄの深さ、すなわち封止樹脂層１２の実装基板２とは反対側の面１２ａから凹部１３ａ〜１３ｄの底面までの寸法を深さＤとする。他方、上記封止樹脂層１２の実装基板２とは反対側の面１２ａと、圧電基板６の第２の主面６ｂとの間の距離をＨとする。深さＤの距離Ｈに対する比Ｄ／Ｈは１／３以上とされている。それによって、弾性波装置１では、凹部１３ａ〜１３ｄによって、熱応力が加わった際の弾性波素子５の長手方向端部Ｃに加わる応力を小さくすることができる。よって、圧電基板６を含む弾性波素子５の破壊を抑制することができる。これを、具体的な実験例につき説明する。
【００２９】
図２は、上記実施形態の弾性波装置１において、上記凹部１３ａ〜１３ｄの深さＤと、上記距離Ｈとの比Ｄ／Ｈを変化させた場合の、８５℃の高温下における弾性波素子５の長手方向端部に加わる応力との関係を示す図である。なお、この長手方向端部における応力は、弾性波装置１を８５℃の温度で定常状態に達した状態における、圧電基板６の長手方向端部Ｃにおける応力を有限要素法により求めた値である。
【００３０】
図２から明らかなように、比Ｄ／Ｈが１／３以上である場合、上記端部に加わる応力を効果的に小さくし得ることがわかる。
【００３１】
従って、凹部１３ａ〜１３ｄの深さＤは、比Ｄ／Ｈが１／３以上となるように設けられていることが必要である。なお、上記比Ｄ／Ｈの上限は、上記端部に加わる応力を緩和する上では特に限定されない。もっとも、面１２ａと圧電基板６の第２の主面６ｂとの間の距離が、Ｄの上限となる。従って、比Ｄ／Ｈの値は１以下である。好ましくは、比Ｄ／Ｈの値は１未満であることが望ましい。その場合には、凹部１３ａ〜１３ｄの底部と、圧電基板６の第２の主面６ｂとの間に封止樹脂層部分が存在することとなる。それによって、機械的強度の低下をより一層効果的に抑制することができる。
【００３２】
第１の実施形態の弾性波装置１では、全ての凹部１３ａ〜１３ｄの深さは同一とされていた。好ましくは、複数の凹部を設ける場合、凹部の深さを異ならせることが望ましい。これを、図３及び図４を参照して説明する。
【００３３】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置２１の正面断面図であり、図４は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置３１の正面断面図である。図３及び図４は、第１の実施形態について示した図１（ｂ）に相当する図面である。異なるところは、封止樹脂層１２の面１２ａに、圧電基板６の長手方向に沿って３つの凹部１３ａ１〜１３ａ３が設けられていることにある。なお、図３及び図４では図示されていないが、図１（ａ）に示した凹部１３ｂが設けられている側の長辺側部分においても、同様に３つの凹部が設けられている。
【００３４】
そして、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、全ての凹部１３ａ１〜１３ａ３の深さＤが等しくされている。これに対して、第３の実施形態の弾性波装置３１では、圧電基板６の長手方向中央に位置している凹部１３ａ２の深さが相対的に深く、長手方向一端側及び他端側に位置している凹部１３ａ１，１３ａ３の深さが相対的に浅くされている。凹部１３ａ１の深さと凹部１３ａ３の深さは等しくされている。
【００３５】
第２及び第３の実施形態の弾性波装置２１，３１は、その他の構成は第１の実施形態の弾性波装置１と同様である。従って、第１の実施形態の弾性波装置１と同様に、高温下における、圧電基板６の長手方向端部Ｃに加わる応力を小さくすることができる。
【００３６】
図５及び図６は、第２及び第３の実施形態の弾性波装置２１，３１の図３及び図４に示されている断面における長手方向（Ｘ方向）位置と応力−ミーゼス相当応力との関係を示す図である。図５及び図６において、実線が圧電基板６の第２の主面６ｂにおける圧電基板６に加わる応力を、破線が圧電基板６の第２の主面６ｂを含む平面１２ｃにおける封止樹脂層に加わる応力を示す図である。
【００３７】
なお、ミーゼスの相当応力σｍｉｓｅｓは、下記の式で求められる。
【００３８】
【数１】
2016199480.tif 000003
【００３９】
図５及び図６から明らかなように、いずれの場合においても、高温下の熱応力によって、横軸が０で示される封止樹脂の端部から０．１ｍｍ離れた位置にある圧電基板６の長手方向端部に大きな応力が加わることがわかる。封止樹脂層１２と圧電基板６の第２の主面６ｂを含む平面１２ｃにおいても、上記圧電基板６の長手方向端部に相当する横軸０．１ｍｍの長手方向位置において、応力が約６５〜７５ＭＰａであり、他の長手方向の位置における応力と比べて大きくなることがわかる。
【００４０】
もっとも、図５と図６とを対比すれば明らかなように、図６では、圧電基板６の長手方向両端における応力が約７０ＭＰａと約６５ＭＰａであり、図５の場合に比べて減少していることがわかる。図６における長手方向中央での応力は、図５の場合に比べ大きくなっており、約４０〜４５ＭＰａである。図６における、圧電基板６の第２の主面６ｂの両端位置における応力と中央位置における応力との応力差は、図５の場合の応力差よりも小さい。
【００４１】
従って、図６から明らかなように、第３の実施形態の弾性波装置３１では、大きな長手方向端部における応力を小さくでき、かつ圧電基板６の長手方向全体にわたって応じる応力の均一化を果たし得ることがわかる。よって、第３の実施形態の弾性波装置３１のように、複数の凹部１３ａ１〜１３ａ３が圧電基板６の長手方向に沿って配置されている場合、中央の凹部１３ａ２を相対的に深くすることが望ましい。この場合においても、全ての凹部１３ａ１〜１３ａ３は、その深さＤは、比Ｄ／Ｈが１／３以上であることが必要である。なお、図５及び図６に示した応力分布状態は、圧電基板６の短手方向、具体的には、図１のバンプ１０、１０Ａ、及び凹部１３ｃを通る図１（ａ）に示すＥ−Ｅ断面においても、同様の結果が得られることを確認している。
【００４２】
図７は、第４の実施形態に係る弾性波装置４１の平面図である。ここでは、圧電基板６の長手方向の長辺中央及び他方の長辺中央近傍に、凹部１３ａ，１３ｂが設けられている。このように、本発明における凹部の形成位置及び数は特に限定されるものではない。もっとも、好ましくは、第１の実施形態のように、隣り合うバンプ１０，１１，１０Ａ，１１Ａ間の全てに凹部を設けることが望ましく、それによって、弾性波装置１の機械的強度をより一層効果的に高めることができる。
【００４３】
また、上記の封止樹脂層１２の上面に設けられている凹部は、面１２ａ側から平面視した場合、下方に位置している中空部Ａと重ならない位置に設けられることが好ましい。より好ましくは、ＩＤＴ電極７と重なり合わないように設けられていることがさらに望ましい。それによって、弾性波装置の機械的強度をより一層効果的に高めることができる。
【００４４】
また、弾性波装置１，２１，３１，４１では、平面形状が円形の凹部１３ａ〜１３ｄ，１３ａ１〜１３ａ３等を示したが、凹部の平面形状は特に限定されず、任意の形状とすることができる。好ましくは、図８に示す第５の実施形態の弾性波装置５１のように、文字や数字を構成する凹部１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈを設けてもよい。この場合には、凹部１３ｅ〜１３ｈにより、文字や数字などを表すことができるので、製品情報や製品のロット番号などを示すマーキングを形成することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…弾性波装置
２…実装基板
３，４…電極ランド
５…弾性波素子
６…圧電基板
６ａ，６ｂ…第１，第２の主面
７…ＩＤＴ電極
８，９…電極ランド
１０，１０Ａ，１１，１１Ａ…バンプ
１２…封止樹脂層
１２ａ…面
１２ｃ…平面
１３ａ〜１３ｈ，１３ａ１〜１３ａ３…凹部
２１，３１，４１，５１…弾性波装置
【図１】
2016199480.tif 000004
【図２】
2016199480.tif 000005
【図３】
2016199480.tif 000006
【図４】
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【図５】
2016199480.tif 000008
【図６】
2016199480.tif 000009
【図７】
2016199480.tif 000010
【図８】
2016199480.tif 000011
【国際調査報告】
2016199480.tif 000012
2016199480.tif 000013
2016199480.tif 000014
2016199480.tif 000015