(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と前記支持基板の上面に接合された圧電基板とを有し、前記圧電基板の上面に第１弾性波素子が設けられた第１基板と、
前記第１弾性波素子を囲み前記圧電基板が除去された領域に設けられた環状金属層と、
前記第１基板の上面にバンプを介しフリップチップ実装され、下面に機能部が設けられた第２基板と、
前記環状金属層の上面上に設けられ、平面視において前記第２基板を囲みかつ前記第１基板と前記第２基板との間には設けられておらず、前記第１弾性波素子と前記機能部とが空隙を介し設けられるように、前記第１弾性波素子と前記機能部とを封止する金属部材と、
を具備する弾性波デバイス。
【請求項２】
前記支持基板の熱伝導率は前記圧電基板の熱伝導率より大きい請求項１記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記支持基板はサファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板またはシリコン基板であり、前記圧電基板はタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である請求項１または２記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記環状金属層は、前記支持基板の上面に接して設けられている請求項１から３のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記環状金属層は、前記支持基板の側面に接し前記支持基板を貫通して設けられている請求項１から３のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記第２基板の上面および前記金属部材の上面に設けられたリッドを具備する請求項１から５のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記第１基板の下面に設けられた端子と、
前記端子と前記第１弾性波素子とを接続する配線と、
を具備する請求項１から６のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記環状金属層に囲まれ、前記圧電基板が除去された領域に設けられ、前記第１弾性波素子に接続された島状金属層と、
前記第１基板の下面に設けられた端子と、
前記支持基板を貫通し前記端子と前記島状金属層とを接続し、平面視において前記島状金属層より小さいビア配線と、
を具備する請求項１から６のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記機能部は第２弾性波素子を含む請求項１から８のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項１０】
共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、
前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、
を具備し、
前記第１弾性波素子は前記送信フィルタを含み、
前記第２弾性波素子は前記受信フィルタを含む請求項８記載の弾性波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波デバイスに関し、弾性波素子が形成された基板を有する弾性波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波デバイスのパッケージング方法として、回路基板上にチップをフェースダウン実装し、チップの周りを封止部材で覆う方法が知られている。弾性波デバイスを集積化かつ小型化することが求められている。特許文献１には、表面にそれぞれ弾性波素子が形成された２つの基板を、弾性波素子が空隙を介し対向するように、中間層を介し接合することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５４６２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、それぞれに弾性波素子等の機能部を形成した基板を積層する方法では、基板間の応力が問題となる。例えば、基板間の熱応力により基板に歪等が生じる。これにより、機能部の特性が劣化する。また、基板間の応力を抑制しようとすると、弾性波素子等からの放熱性が劣化する。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板の歪を抑制しかつ放熱性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、支持基板と前記支持基板の上面に接合された圧電基板とを有し、前記圧電基板の上面に第１弾性波素子が設けられた第１基板と、前記第１弾性波素子を囲み前記圧電基板が除去された領域に設けられた環状金属層と、前記第１基板の上面にバンプを介しフリップチップ実装され、下面に機能部が設けられた第２基板と、前記環状金属層の上面上に設けられ、平面視において前記第２基板を囲みかつ前記第１基板と前記第２基板との間には設けられておらず、前記第１弾性波素子と前記機能部とが空隙を介し設けられるように、前記第１弾性波素子と前記機能部とを封止する金属部材と、を具備する弾性波デバイスである。
【０００７】
上記構成において、前記支持基板の熱伝導率は前記圧電基板の熱伝導率より大きい構成とすることができる。
【０００８】
上記構成において、前記支持基板はサファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板またはシリコン基板であり、前記圧電基板はタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記環状金属層は、前記支持基板の上面に接して設けられている構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記環状金属層は、前記支持基板の側面に接し前記支持基板を貫通して設けられている構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記第２基板の上面および前記金属部材の上面に設けられたリッドを具備する構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記第１基板の下面に設けられた端子と、前記端子と前記第１弾性波素子とを接続する配線と、を具備する構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、  前記環状金属層に囲まれ、前記圧電基板が除去された領域に設けられ、前記第１弾性波素子に接続された島状金属層と、前記第１基板の下面に設けられた端子と、前記支持基板を貫通し前記端子と前記島状金属層とを接続し、平面視において前記島状金属層より小さいビア配線と、を具備する構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記機能部は第２弾性波素子を含む構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、を具備し、前記第１弾性波素子は前記送信フィルタを含み、前記第２弾性波素子は前記受信フィルタを含む構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板の歪を抑制しかつ放熱性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図２】図２（ａ）は、機能部１２の平面図、図２（ｂ）は機能部２２の断面図である。
【図３】図３は、実施例１における基板１０の平面図である。
【図４】図４は、実施例１における基板２０の平面図である。
【図５】図５は、実施例１における基板１０の下面の平面図である。
【図６】図６（ａ）から図６（ｄ）は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その１）である。
【図７】図７（ａ）から図７（ｄ）は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その２）である。
【図８】図８（ａ）から図８（ｃ）は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その３）である。
【図９】図９は、図６（ｃ）における平面図である。
【図１０】図１０は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図１１】図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、比較例２および実施例１に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図１２】図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、比較例２および実施例１に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図１３】図１３は、実施例２に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図１４】図１４（ａ）から図１４（ｃ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図１５】図１５は、図１４（ａ）における平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図１に示すように、基板１０は支持基板１０ａと圧電基板１０ｂとを有する。支持基板１０ａは例えばサファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板またはシリコン基板である。圧電基板１０ｂは、例えばタンタルリチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。圧電基板１０ｂは支持基板１０ａの上面に接合されている。基板１０の下面に端子１４ａおよび１４ｂが設けられている。端子１４ａおよび１４ｂは、機能部１２および２２を外部と接続するためのフットパッドである。基板１０の上面に機能部１２および配線１８ａおよび１８ｂが設けられている。基板１０を貫通するビア配線１６ａから１６ｃが設けられている。端子１４ａおよび１４ｂ、ビア配線１６ａから１６ｃ、並びに配線１８ａおよび１８ｂは例えば銅層、アルミニウム層または金層等の金属層である。
【００２０】
ビア配線１６ａおよび１６ｂは配線１８ａおよび１８ｂと端子１４ａおよび１４ｂを電気的に接続する。基板１０の外縁において圧電基板１０ｂが除去され、支持基板１０ａ上に環状金属層３７が設けられている。また環状金属層３７から離れた領域において圧電基板１０ｂが島状に除去され、島状金属層３７ａが設けられている。配線１８ａおよび１８ｂは島状金属層３７ａに接続されている。ビア配線１６ａおよび１６ｂは島状金属層３７ａに接続されている。環状金属層３７および島状金属層３７ａの膜厚は例えば圧電基板１０ｂと同じである。環状金属層３７および島状金属層３７ａは例えば銅層、アルミニウム層または金層である。環状金属層３７上には環状電極３６が設けられている。環状電極３６は、ニッケル層、銅層、アルミニウム層または金層等の金属層である。環状金属層３７の上面の半田濡れ性がよい場合、環状電極３６を設けなくてもよい。
【００２１】
基板２０の下面に機能部２２および配線２８ａおよび２８ｂが設けられている。基板２０は、例えばシリコン基板、ガラス基板等の絶縁基板または半導体基板である。配線２８ａおよび２８ｂは例えば銅層、アルミニウム層または金層等の金属層である。基板２０はバンプ３８ａおよび３８ｂを介し基板１０にフリップチップ実装（フェースダウン実装）されている。バンプ３８ａおよび３８ｂは、例えば金バンプ、半田バンプまたは銅バンプである。バンプ３８ａは配線２８ａと１８ａとを接合し、バンプ３８ｂは配線２８ｂと配線１８ｂとを接合する。
【００２２】
基板１０上に基板２０を囲むように封止部材３０が設けられている。封止部材３０は、半田等の金属材料である。封止部材３０は、環状電極３６に接合されている。封止部材３０は基板２０の側面には接合されていない。基板２０の上面および封止部材３０の上面に平板状のリッド３２が設けられている。リッド３２は例えば金属板または絶縁板である。リッド３２および封止部材３０を覆うように保護膜３４が設けられている。保護膜３４は金属膜または絶縁膜である。
【００２３】
機能部１２および２２は空隙２５を介し対向している。空隙２５は、封止部材３０、基板１０、基板２０およびリッド３２により封止される。バンプ３８ａおよび３８ｂは空隙２５に囲まれている。
【００２４】
端子１４ａはビア配線１６ａ、島状金属層３７ａおよび配線１８ａを介し機能部１２と電気的に接続されている。また、端子１４ａは、ビア配線１６ａ、島状金属層３７ａ、配線１８ａ、バンプ３８ａおよび配線２８ａを介し機能部２２と電気的に接続されている。端子１４ｂはビア配線１６ｂ、島状金属層３７ａおよび配線１８ｂを介し機能部１２と電気的に接続され、ビア配線１６ｂ、島状金属層３７ａ、配線１８ｂ、バンプ３８ｂおよび配線２８ｂを介し機能部２２と電気的に接続されている。さらに、端子１４ｂはビア配線１６ｃおよび環状金属層３７を介し封止部材３０に電気的に接続されている。端子１４ｂにグランド電位を供給すると、封止部材３０は接地される。
【００２５】
図２（ａ）は、機能部１２の平面図、図２（ｂ）は機能部２２の断面図である。図２（ａ）に示すように、機能部１２は弾性表面波共振器である。基板１０上にＩＤＴ（Interdigital Transducer）４０と反射器４２が形成されている。ＩＤＴ４０は、互いに対向する１対の櫛型電極４０ａを有する。櫛型電極４０ａは、複数の電極指４０ｂと複数の電極指４０ｂを接続するバスバー４０ｃとを有する。反射器４２は、ＩＤＴ４０の両側に設けられている。ＩＤＴ４０が圧電基板１０ｂに弾性表面波を励振する。圧電基板１０ｂは、例えばタンタルリチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。ＩＤＴ４０および反射器４２は例えばアルミニウム膜または銅膜により形成される。
【００２６】
図２（ｂ）に示すように、機能部２２は圧電薄膜共振器である。基板２０上に圧電膜４６が設けられている。圧電膜４６を挟むように下部電極４４および上部電極４８が設けられている。下部電極４４と基板２０との間に空隙４５が形成されている。下部電極４４および上部電極４８は圧電膜４６内に、厚み縦振動モードの弾性波を励振する。下部電極４４および上部電極４８は例えばルテニウム膜等の金属膜である、圧電膜４６は例えば窒化アルミニウム膜である。基板２０は絶縁基板または半導体基板である。
【００２７】
機能部１２および２２は、弾性波を励振する電極を含む。このため、弾性波を規制しないように、機能部１２および２２は空隙２５に覆われている。
【００２８】
以下、実施例１の各材料および寸法を例示する。支持基板１０ａは膜厚が１００μｍのサファイア基板である。圧電基板１０ｂは膜厚が２０μｍのタンタル酸リチウム基板である。支持基板１０ａの線熱膨張係数が圧電基板１０ｂより小さい場合、機能部１２の弾性波素子の周波数温度依存性が小さくなる。環状金属層３７および島状金属層３７ａは膜厚が２０μｍの銅層である。端子１４ａおよび１４ｂは支持基板１０ａ側から膜厚が２μｍの銅層、膜厚が５μｍのニッケル層、膜厚が０．５μｍの金層である。ビア配線１６ａから１６ｃは銅ビア配線である。環状電極３６は、膜厚が５μｍのニッケル層である。バンプ３８ａおよび３８ｂは金バンプである。基板２０はシリコン基板である。封止部材３０はＳｎＡｇ半田である。リッド３２は膜厚が１５μｍのコバール板である。保護膜３４は膜厚が１０μｍのニッケル層である。
【００２９】
図３は、実施例１における基板１０の平面図である。図３に示すように、基板１０上に複数の機能部１２、配線１８および環状電極３６が設けられている。機能部１２は、直列共振器Ｓ１１およびＳ１２と並列共振器Ｐ１１およびＰ１２を有する。配線１８上にバンプ３８が設けられている。基板１０内に配線１８に接続するビア配線１６が形成されている。破線は基板２０が実装される領域である。ビア配線１６のうち「Ａ」、「Ｔ」、「Ｒ」および「Ｇ」はそれぞれ共通端子、送信端子、受信端子およびグランド端子に接続されている。共通端子Ａと送信端子Ｔとの間に直列共振器Ｓ１１およびＳ１２が配線１８を介し直列に接続されている。共通端子Ａと送信端子Ｔとの間に並列共振器Ｐ１１およびＰ１２が配線１８を介し並列に接続されている。並列共振器Ｐ１１およびＰ１２は配線１８を介しグランド端子Ｇに接続されている。このように、基板１０には送信フィルタとしてラダー型フィルタが設けられている。
【００３０】
図４は、実施例１における基板２０の平面図である。図３との対応をわかり易くするため、基板２０の上から透視した平面図である。図４に示すように、基板２０上（図２では下面）に複数の機能部２２、配線２８およびバンプ３８が設けられている。バンプ３８のうち「Ａ」、「Ｒ」および「Ｇ」はそれぞれ共通端子、受信端子およびグランド端子に接続されている。共通端子Ａと受信端子Ｒとの間に直列共振器Ｓ２１からＳ２４が配線２８を介し直列に接続されている。共通端子Ａと受信端子Ｒとの間に並列共振器Ｐ２１からＰ２３が配線２８を介し並列に接続されている。並列共振器Ｐ２１からＰ２３は配線２８を介しグランド端子Ｇに接続されている。このように、基板２０には受信フィルタとしてラダー型フィルタが設けられている。
【００３１】
図５は、実施例１における基板１０の下面の平面図である。図３との対応をわかり易くするため、基板１０の上から透視した平面図である。基板１０の下面に端子１４が設けられている。端子１４のうち「Ａ」、「Ｔ」、「Ｒ」および「Ｇ」は、それぞれ共通端子、送信端子、受信端子およびグランド端子に相当する。共通端子Ａはビア配線１６を介し配線１８に電気的に接続され、さらにバンプ３８を介し配線２８に電気的に接続されている。送信端子Ｔはビア配線１６を介し配線１８に電気的に接続されている。受信端子Ｒはビア配線１６およびバンプ３８を介し配線２８に電気的に接続されている。グランド端子Ｇはビア配線１６を介し配線１８に電気的に接続され、さらにバンプ３８を介し配線２８に電気的に接続されている。一部のグランド端子Ｇａはビア配線１６を介し環状電極３６に電気的に接続されている。
【００３２】
以上のように、実施例１の弾性波デバイスは、共通端子Ａと送信端子Ｔとの間に接続された送信フィルタと、共通端子Ａと受信端子Ｒとの間に接続された受信フィルタと、を有するデュプレクサとして機能する。送信フィルタは、送信端子Ｔから入力された高周波信号のうち送信帯域の信号を共通端子Ａに通過させ、その他の信号を抑圧する。受信フィルタは、共通端子Ａから入力された高周波信号のうち受信帯域の信号を受信端子Ｒに通過させ、その他の信号を抑圧する。実施例１ではデュプレクサを例に説明したが、基板１０に設けられたフィルタと基板２０に設けられたフィルタとは接続されていなくてもよい。受信フィルタおよび送信フィルタとしてラダー型フィルタの例を説明したが、受信フィルタおよび送信フィルタのいずれか一方は多重モード型フィルタでもよい。
【００３３】
図６（ａ）から図８（ｃ）は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図９は、図６（ｃ）における平面図である。図６（ａ）に示すように、支持基板１０ａの上面に圧電基板１０ｂの下面を接合する。この接合はウエハ状態で行なう。接合の方法としては、支持基板１０ａの上面と圧電基板１０ｂの下面とを活性化させて常温接合する方法、または接着剤で接合する方法等がある。
【００３４】
図６（ｂ）に示すように、圧電基板１０ｂに所望の開口５０を形成する。開口５０は、例えばパターニングされたフォトレジストをマスクにブラスト法を行なうことで形成する。ブラスト法以外にイオンミリング法またはウェットエッチング法を用いてもよい。
【００３５】
図６（ｃ）に示すように、圧電基板１０ｂおよび支持基板１０ａにビアホールを形成する。ビアホールは例えばレーザ光を照射して形成する。ビアホール内および開口５０内にシード層（不図示）を形成する。シード層に電流を供給し、電解めっき法を用いビアホール内にビア配線１６、開口５０内に島状金属層３７ａおよび環状金属層３７を形成する。ビア配線１６、島状金属層３７ａおよび環状金属層３７を銅層とする場合、シード層は例えば基板１０側から膜厚が１００μｍのチタン膜および膜厚が２００μｍの銅層とすることができる。ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法等を用い不要なめっき層を除去する。これにより、圧電基板１０ｂの上面と環状金属層３７の上面はほぼ平坦となる。
【００３６】
図９に示すように、基板１０は例えばウエハ状態であり、基板１０に複数のチップとなる領域６０が設けられている。領域６０の間は切断領域６２である。環状金属層３７は領域６０の外縁に設けられている。環状金属層３７に囲まれた領域内に島状金属層３７ａが形成されている。切断領域６２に環状金属層３７は設けられていない。
【００３７】
図６（ｄ）に示すように、圧電基板１０ｂの上面に機能部１２および配線１８を形成する。機能部１２は例えば基板１０側からチタン膜およびアルミニウム膜である。配線１８は例えば基板１０側からチタン膜および金膜である。
【００３８】
図７（ａ）に示すように、環状金属層３７上に環状電極３６を形成する。環状電極３６は、例えば基板１０側からチタン膜およびニッケル層であり、蒸着法およびリフトオフ法を用い形成する。図７（ｂ）に示すように、基板１０の下面を研磨または研削する。これにより、基板１０の下面からビア配線１６が露出する。
【００３９】
図７（ｃ）に示すように、ビア配線１６に接触するように、端子１４を形成する。例えば、基板１０の下面にシード層を形成する。シード層下に開口を有するフォトレジストを形成する。シード層に電流を供給し電解めっき法を用い開口内にめっき層を形成する。その後、めっき層以外のシード層を除去する。シード層は、例えば基板１０側からチタン膜および銅膜とすることができる。めっき層は、例えば基板１０側から銅層、ニッケル層および金層とすることができる。
【００４０】
図７（ｄ）に示すように、基板１０上に基板２０をフリップチップ実装する。基板２０は個片化後のチップであり、基板２０の下面に、バンプ３８として金スタッドバンプが形成されている。
【００４１】
図８（ａ）に示すように、基板１０上に基板２０を覆うように半田板を配置する。半田板上にリッド３２を配置する。リッド３２で半田板を基板１０に押圧し半田板の融点以上に加熱する。これにより、半田板が溶融し封止部材３０が形成される。環状電極３６の上面は半田の濡れ性がよいため封止部材３０は環状電極３６を介し基板１０に接合する。基板２０の表面は半田の濡れ性がよくないため、封止部材３０は基板２０の側面に接触したとしても接合はしない。リッド３２は半田の濡れ性がよいため封止部材３０はリッド３２に接合する。リッド３２は基板２０の上面に接触するが接合しない。
【００４２】
図８（ｂ）に示すように、基板１０の下面をフォトレジスト等の保護材５２で保護する。ダイシング法を用い切断領域６２におけるリッド３２、封止部材３０および基板１０を切断する。その後、保護材５２を除去する。図８（ｃ）に示すように、封止部材３０の側面を覆うように保護膜３４を形成する。保護膜３４は例えばバレルめっき法を用い形成する。
【００４３】
実施例１の効果を比較例と比較して説明する。図１０は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図１０に示すように、基板１０の上面に機能部１２、基板２０の下面に機能部２２が設けられている。基板１０と基板２０とは環状電極３６および中間層３９を用い接合されている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００４４】
比較例１では基板１０と基板２０とは中間層３９を介し対向しており、中間層３９により接合されている（領域Ａ）。このため、基板１０と２０との間に応力が加わり易くなる。例えば基板１０と２０との線熱膨張係数が異なると、基板１０と２０との熱応力が加わる。このため基板１０が歪む。基板１０が歪むと、機能部１２の特性の劣化等が生じる。一方、実施例１では、図１のように、基板１０と基板２０が対向している領域で、基板１０と２０が接合されているのはバンプ３８だけである。これにより、基板１０と２０との間に応力が加わり難くなる。よって、基板１０および２０の歪が小さくなる。実施例１では、基板２０に比較例１の図１０の領域Ｂに相当する領域がない。よって、基板２０を小さくできる。さらに、比較例１では、基板１０と基板２０とをウエハ状態で接合する。一方、実施例１では、基板２０をチップ状態で基板１０上に実装できる。これにより、良品の基板２０のみを基板１０上に実装できる。よって、弾性波デバイスの歩留まりを向上できる。
【００４５】
次に、環状金属層３７が設けられていない比較例２と比較する。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、比較例２および実施例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図１１（ａ）に示す比較例２に係る弾性波デバイスは図１１（ｂ）に示す実施例１に係る弾性波デバイスに比べ環状金属層３７が設けられておらず、圧電基板１０ｂが除去されていない。図１１（ａ）および図１１（ｂ）における矢印７０は熱の伝導を示す。矢印の太さは熱の伝導の大きさを示す。実施例１において例示した材料の熱伝導率は以下である。
サファイア：        ４２Ｗ／ｍ・Ｋ
タンタル酸リチウム：２．８Ｗ／ｍ・Ｋ以下
銅：                ３９８Ｗ／ｍ・Ｋ
Ｓｎ３％Ａｇ半田：  ６２．９Ｗ／ｍ・Ｋ
【００４６】
タンタル酸リチウムの熱伝導率は他の部材比べ非常に小さい。このため、図１１（ａ）に示すように、機能部１２において発生した熱は支持基板１０ａおよびビア配線１６を介し主に支持基板１０ａの下面から放出される。機能部２２において発生した熱の一部は基板２０を介して保護膜３４から放出される。また、機能部２２において発生した熱の一部はバンプ３８およびビア配線１６を介し支持基板１０ａの下面から放出される。基板２０の熱伝導率が小さい場合および／または基板２０と封止部材３０とが接合されていない場合、機能部２２の熱が封止部材３０を介して放出されることはあまりない。このように、比較例２では、熱伝導率の大きい支持基板１０ａと封止部材３０との間に熱伝導率の小さい圧電基板１０ｂが設けられているため、封止部材３０は放熱にあまり寄与しない。
【００４７】
図１１（ｂ）に示すように、実施例１では、支持基板１０ａと封止部材３０との間に、熱伝導率の大きい環状金属層３７が設けられている。このため、支持基板１０ａから環状金属層３７を介し封止部材３０に熱が伝導する。これにより封止部材３０から効率的に放熱できる。また、ビア配線１６より大きな島状金属層３７ａが設けられているため。島状金属層３７ａを介し支持基板１０ａに熱が伝導する。
【００４８】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、比較例２および実施例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、基板１０と２０との間に働く応力（例えば熱応力）は矢印７２のように、封止部材３０と基板１０とが接する領域Ａに集中する。図１２（ａ）のように比較例２では、圧電基板１０ｂに応力が加わる。圧電基板１０ｂは脆いため、圧電基板１０ｂが破壊される可能性がある。例えば、圧電基板１０ｂにクラック等が形成される可能性がある。図１２（ｂ）のように、実施例１では、応力が加わる領域Ａにおいて圧電基板１０ｂが除去され環状金属層３７が設けられている。これにより、圧電基板１０ｂが破壊されることを抑制できる。
【００４９】
実施例１によれば、基板１０（第１基板）は、支持基板１０ａと支持基板１０ａの上面に接合された圧電基板１０ｂを有し、圧電基板１０ｂの上面に機能部１２として弾性波素子が設けられている。環状金属層３７は、機能部１２を囲み圧電基板１０ｂが除去された領域に設けられている。基板２０（第２基板）は、基板１０の上面にバンプ３８を介しフリップチップ実装され、下面に機能部２２が設けられている。金属部材である封止部材３０は、環状金属層３７の上面上に設けられ、平面視において基板２０を囲みかつ基板１０と基板２０との間には設けられていない。封止部材３０は、機能部１２と２２とが空隙２５を介し設けられるように、機能部１２および２２を封止する。
【００５０】
このように、実施例１では、基板１０と２０との間に封止部材３０が設けられず、バンプ３８で基板１０と２０とが接合されている。これにより、図１０の比較例１に比べ、基板１０に加わる応力が抑制でき、機能部１２の特性の劣化を抑制できる。また、金属は、圧電体より熱伝導率が高い。これにより、図１１（ａ）および図１１（ｂ）のように、比較例２に比べ放熱性が高まる。さらに、圧電体は支持基板１０および金属より脆い。これにより、図１２（ａ）および図１２（ｂ）のように、比較例２に比べ圧電基板１０ｂの破壊等を抑制できる。
【００５１】
また、支持基板１０ａの熱伝導率は圧電基板１０ｂの熱伝導率より大きい。これにより、図１１（ａ）および図１１（ｂ）のように、放熱性を高めることができる。
【００５２】
支持基板１０ａはサファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板またはシリコン基板であり、圧電基板１０ｂはタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウムはサファイア、アルミナ、スピネルおよびシリコンより熱伝導率が高い。これにより、図１１（ａ）および図１１（ｂ）のように、放熱性が高まる。さらに、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウムはサファイア、アルミナ、スピネルおよびシリコン並びに金属より脆い。これにより、図１２（ａ）および図１２（ｂ）のように、圧電基板１０ｂの破壊等を抑制できる。
【００５３】
さらに、環状金属層３７は、支持基板１０ａの上面に接して設けられている。これにより、放熱性を向上できるおよび／または圧電基板１０ｂの破壊等を抑制できる。
【００５４】
封止部材３０は基板１０の上面に接合し、基板２０の側面とは接合されていないことが好ましい。これにより、基板２０の応力が封止部材３０に加わることを抑制できる。このため、基板２０の応力が封止部材３０を介し基板１０に加わることを抑制できる。
【００５５】
基板２０の上面および封止部材３０の上面にリッド３２が設けられている。リッド３２は基板２０の上面に接合せず、封止部材３０の上面に接合されていることが好ましい。これにより、基板２０の応力がリッド３２を介し基板１０に加わることを抑制できる。
【００５６】
基板１０と２０とは線熱膨張係数が異なる基板である。よって、基板１０と２０との間に熱応力が加わり易い。そこで、封止部材３０を設けることで、基板１０と２０との間の熱応力を抑制できる。
【００５７】
機能部２２が弾性波素子を含む場合、基板２０が歪むと機能部２２の特性が劣化し易い。そこで、封止部材３０を設けることで、機能部２２の特性の劣化を抑制できる。
【００５８】
端子１４が基板１０の下面に設けられており、ビア配線１６等の配線が端子１４と機能部１２とを接続する。これにより、機能部１２と端子１４とを電気的に接続できる。
【００５９】
さらに、島状金属層３７ａは環状金属層３７に囲まれ、圧電基板１０ｂが除去された領域に設けられている。ビア配線１６は、支持基板１０ａを貫通し端子１４と島状金属層３７ａとを接続する。平面視において島状金属層３７ａよりビア配線１６は小さい。ビア配線１６は、支持基板１０ａを貫通するため大きくできない。そこで、島状金属層３７ａをビア配線１６より大きく形成する。これにより、島状金属層３７ａを介し配線１８と支持基板１０ａとの間を熱が伝導し易くなる。
【００６０】
機能部１２が受信フィルタを含み、機能部２２が送信フィルタを含んでもよいが、機能部１２は送信フィルタを含み、機能部２２は受信フィルタを含むことが好ましい。機能部１２および２２において発生した熱は、主に基板１０の下面から放出される。このため、基板１０に発熱の大きい送信フィルタを形成することで、基板１０を介した放熱が可能となる。
【実施例２】
【００６１】
図１３は、実施例２に係る弾性波デバイスの断面図である。図１３に示すように、環状に圧電基板１０ｂに加え支持基板１０ａが除去され、代わりに環状金属層３７が設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり、説明を省略する。
【００６２】
図１４（ａ）から図１４（ｃ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図１５は、図１４（ａ）における平面図である。図１４（ａ）に示すように、実施例１の図６（ｂ）の後、圧電基板１０ｂおよび支持基板１０ａにビアホールおよび環状溝を形成する。ビアホール内にビア配線１６、環状溝内に環状金属層３７を形成する。図１５に示すように、領域６０の間の切断領域６２にも環状金属層３７を形成する。図１４（ｂ）に示すように、実施例１の図６（ｄ）から図８（ａ）の工程を行なう。支持基板１０ａの下面と環状金属層３７の下面はほぼ平坦となる。図１４（ｃ）に示すように、切断領域６２を切断する。その後、実施例１の図８（ｃ）の工程を行なう。
【００６３】
実施例２によれば、環状金属層３７は、支持基板１０ａの側面に接し、支持基板１０ａを貫通して設けられている。これにより、環状金属層３７を介し放熱することができる。また、封止部材３０を環状金属層３７を介し接地できるため、封止部材３０をより強固に接地できる。さらに、図１４（ｃ）のように、支持基板１０ａを切断しなくてもよい。よって、支持基板１０ａの種類によらず、個片化を容易に行うことができる。例えば、支持基板１０ａがサファイア基板、アルミナ基板またはスピネル基板の場合、支持基板１０ａが硬いため、支持基板１０ａの切断が容易でない。実施例２では、柔らかい環状金属層３７を切断すればよいため、個片化が容易となる。
【００６４】
実施例１および２において、機能部２２は、弾性表面波共振器を含んでもよい。この場合、基板２０は例えばタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。また、機能部２２は、アンプおよび／またはスイッチのような能動素子でもよい。この場合、基板２０は例えばシリコン基板である。また、機能部２２は、インダクタおよび／またはキャパシタ等の受動素子でもよい。この場合、基板２０は例えばシリコン基板またはガラス基板である。
【００６５】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１０、２０  基板
１０ａ  支持基板
１０ｂ  圧電基板
１２、２２  機能部
１６、１６ａ−１６ｃ  ビア配線
３０  封止部材
３２  リッド
３７  環状金属層
３８、３８ａ、３８ｂ  バンプ
【図１】
0006315716.tif 000002
【図２】
0006315716.tif 000003
【図３】
0006315716.tif 000004
【図４】
0006315716.tif 000005
【図５】
0006315716.tif 000006
【図６】
0006315716.tif 000007
【図７】
0006315716.tif 000008
【図８】
0006315716.tif 000009
【図９】
0006315716.tif 000010
【図１０】
0006315716.tif 000011
【図１１】
0006315716.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0006315716.tif 000016