JP6311836B2 - 電子部品 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば弾性表面波装置などの電子部品に関する。
弾性表面波装置などでは、中空部を有するパッケージ構造が採用されている。例えば下記の特許文献1に記載の電子部品パッケージでは、部品基板上に、複数の電子部品素子が配置されている。複数の電子部品素子間を仕切る仕切り壁が設けられている。この仕切り壁上に、中空部を構成するためのカバー部材が設けられている。
他方、下記の特許文献2に記載の弾性表面波デバイスでは、圧電基板の下面にIDT電極が形成されている。IDT電極が形成されている部分を封止するために、環状の側壁と、環状の側壁の開口部を封止している蓋体とが設けられている。また、蓋体の外表面に、封止膜が積層されている。この封止膜を覆うように保護樹脂部が設けられている。保護樹脂部は蓋体よりも外側に至っており、かつ蓋体の外側で圧電基板側に至っている。
特許文献1や特許文献2に記載のようなカバー部材や蓋体などを用いて中空部を構成する構造では、さらに外側にモールド樹脂層が設けられることが多い。このような構造では、内部に熱がこもりやすい。そのため、周波数温度特性が劣化しやすいという問題があった。
また、モールド時の樹脂の流入圧力により、カバー部材や蓋体あるいは特許文献2に記載の保護樹脂部が、中空部の中央領域において圧電基板側に向かって突出するように変形するおそれがあった。変形量が大きくなると、IDT電極などにカバー部材や蓋体等が接触するおそれがあった。
本発明の目的は、モールド樹脂層形成時のカバー部材の変形を抑制することができ、かつ放熱性が高められている電子部品を提供することにある。
本発明に係る電子部品は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられており、機能部を構成している電極と、前記機能部が臨む中空部を形成するために、前記圧電基板上に設けられた枠状の第1の支持部材と、前記第1の支持部材で囲まれた内側領域において前記圧電基板上に設けられている第2の支持部材と、前記第1及び第2の支持部材上に積層されて、前記中空部を構成しているカバー部材とを備え、前記第1の支持部材の高さよりも、前記第2の支持部材の高さが高くされている。
本発明に係る電子部品のある特定の局面では、前記第2の支持部材が複数設けられている。
本発明に係る電子部品の他の特定の局面では、前記複数の第2の支持部材の高さが等しくされている。
本発明に係る電子部品の別の特定の局面によれば、少なくとも1つの前記第2の支持部材の高さが残りの第2の支持部材の高さと異なっている。
本発明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、少なくとも1つの前記第2の支持部材が、複数の材料層を有する。
本発明に係る電子部品の別の特定の局面では、前記第1の支持部材の少なくとも一部が金属からなる。
本発明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、前記第1の支持部材上に設けられた接合部材がさらに備えられている。
本発明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、前記カバー部材の最上部の高さが、前記接合部材の上端よりも低い。
本発明に係る電子部品の別の特定の局面では、前記カバー部材の最上部の高さが、前記接合部材の上端よりも高い。
本発明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、前記第1の支持部材と、前記第2の支持部材とが異なる材料からなる。
本発明に係る電子部品の別の特定の局面では、前記機能部において、少なくとも1つのIDT電極が形成されており、弾性表面波装置が構成されている。
本発明の電子部品によれば、樹脂モールドを行ったとしても、カバー部材の変形が生じ難い。また、放熱性を効果的に高めることが可能となる。
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の実施形態に係る電子部品の側面断面図であり、図2は本実施形態の電子部品において、後述するカバー部材を除去した状態を示す略図的平面図である。
なお、図1は、図2のA−A線に沿う部分に相当する部分の断面図である。
図1に示すように、電子部品1は、圧電基板2を有する。圧電基板2は、42°YカットX伝搬のLiTaO3基板からなる。もっとも、圧電基板2の材料は、これに限定されない。他の方位のLiTaO3を用いてもよく、LiNbO3などの他の圧電単結晶を用いてもよい。さらに、圧電セラミックスを用いてもよい。
互いに対向する第1,第2の主面を有する圧電基板2の第1の主面上に、機能部を構成している複数のIDT電極3が設けられている。実際には、図3に模式的平面図で示すように、IDT電極3の弾性表面波の伝搬方向両側に反射器4,5が設けられている。それによって、弾性表面波共振子が構成されている。なお、複数のIDT電極3と、圧電基板の第1の主面との間には、電気機械結合係数を調整するために、誘電体膜が設けられてもよい。
図2では、1つの弾性表面波共振子が構成されている部分をXを矩形の枠で囲んだ記号で略図的に示すこととする。すなわち、図2に示すように、弾性表面波共振子6a〜6c,7a,7bが設けられている。図1では、これらの弾性表面波共振子6a,6b,6c,7bが設けられている部分における各IDT電極3が図示されていることになる。
圧電基板2上には、上記IDT電極3の他、電極ランド8a,8b,8c,8dが設けられている。なお、図2では、第1の支持部材11上に形成される複数の半田バンプ16a,16bが設けられる位置を破線の円で示すこととする。
IDT電極3などの機能部を構成している電極は、適宜の金属もしくは合金からなる。本実施形態では、Ti膜上にAlCu膜を積層してなる積層金属膜が用いられている。また、IDT電極3は、電極ランド8aに、図示しない引き回し配線により電気的に接続されている。この引き回し配線及び電極ランド8a〜8dは、Ti膜上にAlCu膜を積層してなる積層金属膜上に、さらにTi膜及びAl膜を積層してなる構造を有する。もっとも、引き回し配線及び電極ランド8a〜8dの材料は、他の適宜の金属もしくは合金であってもよい。
上記IDT電極3及び電極ランド8a,8b等は、フォトリソグラフィー法などを用いて形成することができる。
各弾性表面波共振子6a〜6c,7a,7bでは、IDT電極3を含む機能部を構成する電極の上方に中空部を設ける必要がある。そこで、圧電基板2上に、矩形枠状の第1の支持部材11が設けられている。また、第1の支持部材11で囲まれた内側領域には、複数の第2の支持部材12〜14が設けられている。第2の支持部材12,13は、平面視においてストリップ状の形状を有している。第2の支持部材12は、弾性表面波共振子6a,6b間の仕切り壁として設けられている。第2の支持部材12の長さ方向が、弾性表面波共振子6a,6bの弾性表面波伝搬方向と平行な方向とされている。同様に、第2の支持部材13の長さ方向は、両側の弾性表面波共振子6b,6cにおける弾性表面波伝搬方向と平行な方向とされている。
第2の支持部材12,13の長さ方向は、弾性表面波共振子6a〜6cの弾性表面波伝搬方向と平行な方向に限定されるものではない。もっとも、弾性表面波共振子6a〜6cの弾性表面波伝搬方向の長さが長いため、弾性表面波伝搬方向と平行な方向に第2の支持部材12,13を設けることが望ましい。
第2の支持部材14は、平面視において、クランク状の形状を有している。これは、弾性表面波共振子7a,7bが、弾性表面波共振子6a,6b,6cにおける弾性表面波伝搬方向において並設されていることによる。クランク状の第2の支持部材14は、弾性表面波共振子6a〜6c,7a,7bの弾性表面波伝搬方向と平行な方向に延びる第1の部分14a及び第3の部分14cを有する。第1の部分14aの内側端と、第3の部分14cの内側端とが、弾性表面波伝搬方向と直交する方向に延びる第2の部分14bにより連結されている。第1の部分14aにより、弾性表面波共振子6cと弾性表面波共振子7bとが隔てられている。第2の部分14bにより、弾性表面波共振子7aと弾性表面波共振子7bとが隔てられている。
上記のように、第2の支持部材の平面形状は、ストリップ状に限定されず、クランク状などの適宜の平面形状とすることができる。
また、枠状の第1の支持部材11についても、弾性表面波共振子6a〜6c,7a,7bのような機能部が臨む中空部を設け得る限り、矩形枠状に限定されない。円形や楕円形であってもよい。
第1の支持部材11及び第2の支持部材12〜14は、本実施形態では、合成樹脂からなる。もっとも、第1の支持部材11及び第2の支持部材12〜14は、合成樹脂以外の材料、例えば金属やセラミックスにより形成されていてもよい。
図1に示すように、電極ランド8a,8bが設けられている部分においては、第1の支持部材11を貫通するように、アンダーバンプメタル層15a,15bが設けられている。アンダーバンプメタル層15a,15b上に、半田の印刷及びリフロー法により、接合部材としての半田バンプ16a,16bが設けられている。なお、本発明における接合部材は、半田バンプに限定されず、他の金属からなる部材、または、樹脂材料と導電性材料との混合材料等の導電性材料からなる部材であってもよい。
上記第1の支持部材11及び第2の支持部材12〜14の上端に接合されるように、カバー部材17が設けられている。
ところで、図1に示すように、第2の支持部材12〜14の高さが、第1の支持部材11の高さより高くなっている。特に、本実施形態では、中央に位置する第2の支持部材13が最も高く、第1の支持部材11側に位置している第2の支持部材12,14の高さが、第2の支持部材13の高さと、第1の支持部材11の高さとの間の高さとされている。そのため、カバー部材17は、中央において最も高く、第1の支持部材11側にいくにつれて高さが低くなるように湾曲されている。なお、第1の支持部材11及び第2の支持部材12〜14の高さは、圧電基板の第1の主面の法線方向における第1の支持部材11及び第2の支持部材12〜14の下端から上端までの距離とする。
他方、カバー部材17は合成樹脂からなる。本実施形態では、カバー部材17が上記のように中央領域で上方に凸となるように湾曲した状態で支持されている。より好ましくは、カバー部材17の上方側に引張応力が残留している。そのため、後述するように、モールド樹脂層形成時の圧力によって、カバー部材17が下方に凸となる変形が、従来技術に比べて発生し難い。特に、カバー部材17の上方側の引張応力が、カバー部材17が下方に凸となるように変形させるモールド樹脂層形成時の応力を相殺する作用により、上方に凸となる湾曲が下方に凸となる湾曲に変形し難い。
また、第1の支持部材11及び第2の支持部材12〜14の高さが上記のように設定されているため、全ての支持部材の高さが同じである場合に比べて、カバー部材17がモールド樹脂と接触する面積を大きくすることができる。それによって、放熱経路が多くなり、放熱性を効果的に高めることができる。これを、モジュール基板及びモールド樹脂層が設けられた図4に示す構造を説明することにより明らかにする。
図4に示すモジュール型電子部品21は、モジュール基板22を有する。モジュール基板22は、アルミナなどの適宜の絶縁性材料からなる。モジュール基板22の一方主面上に、電極ランド23a,23bが設けられている。電極ランド23a,23bは、適宜の金属もしくは合金からなる。電極ランド23a,23bに半田バンプ16b,16aが接合されて、第1の実施形態の電子部品1がモジュール基板22に実装されている。
電子部品1の周囲を覆うように、モールド樹脂層24が設けられている。モールド樹脂層24は、電子部品1の側方を封止し、かつカバー部材17とモジュール基板22との間を満たしている。従って、モジュール型電子部品21では、内部の電子部品1をモールド樹脂層24により保護することができる。加えて、前述したように、カバー部材17とモールド樹脂層24との接触面積が大きくなっている。そのため、モールド樹脂層24を通る放熱経路が多くなる。従って、放熱性を効果的に高めることができる。
また、モールド樹脂層24の形成時には、樹脂による圧力がカバー部材17に加わるが、カバー部材17の張力が高いため、カバー部材17の変形が生じ難い。加えて、カバー部材17は、中央側において圧電基板2から遠ざかる方向に湾曲している。従って、圧力が加わったとしても、カバー部材17が、IDT電極3側に大きく変形しない。よって、IDT電極3とカバー部材17との接触も生じ難い。
上記第1の支持部材11、第2の支持部材12〜14を構成する合成樹脂としては、ポリイミドなどの適宜の熱硬化性樹脂を好適に用いることができる。好ましくは、感光性ポリイミドを用い、フォトリソグラフィー法により第1の支持部材11及び第2の支持部材12〜14を形成することができる。第1の支持部材11が設けられている部分におけるポリイミドの線幅は、内側の第2の支持部材12〜14が設けられている部分より細い。
上記感光性ポリイミドを塗布し、パターニングした後、窒素雰囲気下で、例えば300℃×1時間の熱処理を施す。これにより、感光性ポリイミドを硬化させ、第1の支持部材11及び第2の支持部材12〜14を形成することができる。もっとも、第1の支持部材11及び第2の支持部材12〜14の形成方法はこれに限定されるものではない。
カバー部材17を構成する合成樹脂についても特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を好適に用いることができる。
アンダーバンプメタル層15a,15b及び半田バンプ16a,16bの形成は、カバー部材17を積層した後に行えばよい。例えば、レーザー加工によりカバー部材17及び第1の支持部材11を貫通する貫通孔を形成する。しかる後、めっき成長法などによりアンダーバンプメタル層15a,15bを形成する。次に、アンダーバンプメタル層15a,15b上に、半田の印刷及びリフロー法により半田バンプ16a,16bを形成することができる。
本実施形態では、半田バンプ16a,16bの高さは、カバー部材17の最も高い位置よりも高くされている。従って、半田バンプ16a,16b側からモジュール基板等に容易に実装することができる。
本発明におけるカバー部材及び第1,第2の支持部材の形状及び配置等については上記実施形態に限定されない。例として図5〜図12に示す第2〜第9の実施形態を説明することにより明らかにする。なお、図5〜図12は、それぞれ、図1と同じ部分に相当する部分の断面図であることを指摘しておく。また、第1の実施形態と同じ部分については同じ参照番号を付することにより、説明を省略することとする。
また、図5〜図11において半田バンプ16a,16bの上端を結ぶ破線Hを示す。破線Hにより、半田バンプの上端の高さと、カバー部材の最上部の高さとの対比が容易となる。
図5に示す第2の実施形態の電子部品31では、中央に位置している第2の支持部材13Aの高さが、第2の支持部材12,14の高さより低くされている。第2の支持部材13Aの高さは、第1の支持部材11の高さよりは高くされている。このように、第1の支持部材11側の第2の支持部材12,14よりも、中央側の第2の支持部材13Aの高さを低くしてもよい。この場合、カバー部材17が、第2の支持部材12及び第2の支持部材14が設けられている部分の2箇所で上方に突出するように湾曲している。従って、カバー部材17の張力が高められている。よって、張力が高められ、かつモールド樹脂との接触面積をより一層大きくすることができる。そのため、モールド樹脂層形成時のカバー部材17の変形が生じ難く、かつ放熱性をより一層効果的に高めることができる。
図6に示す第3の実施形態の電子部品32では、第2の支持部材14Aの高さが第2の支持部材13よりも高くされている。このように、第1の支持部材11のすぐ内側の第2の支持部材14Aの高さを、中央側の第2の支持部材13の高さよりも高くしてもよい。その他の構成は、電子部品32は電子部品1と同様である。
また、図7に示す第4の実施形態の電子部品33のように、第2の支持部材12Aの高さを中央側の第2の支持部材13よりも高くしてもよい。
電子部品32,33のように、中央側の第2の支持部材13に比べ、第1の支持部材11側に位置している第2の支持部材14Aや第2の支持部材12Aの高さを最も高くしてもよい。
さらに、図8は、第5の実施形態に係る電子部品34の側面断面図である。電子部品34では、カバー部材17が、電子部品1と同様に、中央領域において、圧電基板2から遠ざかる方向に突出している。すなわち、第2の支持部材13の高さが、両側の第2の支持部材12,14の高さよりも高くされている。また、第2の支持部材12〜14の高さが、第1の支持部材11よりも高くされている。もっとも、電子部品34では、カバー部材17の最上部が、半田バンプ16a,16bの上端よりも高くなっている。すなわち、カバー部材17の最上部が、半田バンプ16a,16bの上端よりも高くなるように、第2の支持部材12〜14の高さが、第1の支持部材11よりも高くされている。このように、カバー部材17の最上部に比べて、半田バンプ16a,16bの上端が低くともよい。その場合であっても、モジュール基板に実装するに際し、モジュール基板22上に設けられる電極ランドの高さを高くしておけばよい。
図9に示す第6の実施形態に係る電子部品35においても、電子部品34と同様に、カバー部材17の最上部が、半田バンプ16a,16bの上端よりも高くされている。電子部品35では、電子部品31と同様に、中央の第2の支持部材13Aの高さが、両側の第2の支持部材12,14の高さよりも低くされている。
図10に示す第7の実施形態に係る電子部品36では、第2の支持部材14Aの高さが第2の支持部材13よりも高くされている。図11に示す第8の実施形態に係る電子部品37では、第2の支持部材12Aの高さが第2の支持部材13と同等とされている。電子部品36,37では、電子部品34と同様に、カバー部材17の最上部が、半田バンプ16a,16bの上端よりも高くされている。また、電子部品36,37では、カバー部材17の最上部は、中央の第2の支持部材13が設けられている部分ではなく、第1の支持部材11のすぐ内側に位置している第2の支持部材14Aまたは12Aが設けられている部分となる。
図12に示す第9の実施形態に係る電子部品38では、半田バンプ16a,16bが設けられている部分においては、半田バンプ16a,16bの下方の第1の支持部材11の一部が金属から構成されている。図12に示す断面では、半田バンプ16a,16bを電気的に接続する必要があるため、金属からなる支持部材部分11aが設けられている。この場合、第1の支持部材11によるカバー部材17の支持の強度を高めることができる。なお、第1の支持部材11は枠状の形状を有し、この枠状の形状の全体にわたり金属で形成されているのではない。絶縁性材料からなる残りの部分と、半田バンプ16a,16bが設けられている部分の下方に位置している支持部材部分11aとが接合されて、第1の支持部材11が構成されている。もっとも、第1の支持部材11の全体が金属により構成されてもよい。
このように、第1の支持部材11は、第2の支持部材12〜14と異なる材料で構成されていてもよい。
もっとも、好ましくは、第1の支持部材11と第2の支持部材12〜14とは同じ材料からなることが望ましい。それによって、コストの低減及びプロセスの簡略化を図ることができる。
なお、半田バンプ16a,16bに代えて、Auなどの他の金属からなる金属バンプを用いてもよい。
また、第2の支持部材は、図12の上記第2の支持部材12〜14のように、複数の材料層12a,12b,13a,13b,14d,14eを積層した構造を有していてもよい。それによって第2の支持部材12〜14の強度を調整することができる。
上述してきた各実施形態では、IDT電極を有する弾性表面波共振子が構成されていた。本発明においては、このような機能部は、弾性表面波共振子に限定されず、他の弾性表面波共振子や弾性表面波フィルタであってもよい。また、機能部は、中空部を必要とする機能部であればよく、弾性波素子を構成するものに限定されない。
1…電子部品
2…圧電基板
3…IDT電極
4,5…反射器
6a〜6c,7a,7b…弾性表面波共振子
8a,8b,8c,8d…電極ランド
11…第1の支持部材
11a…支持部材部分
12〜14,12A〜14A…第2の支持部材
12a,12b…材料層
13a,13b,14d,14e…材料層
14a〜14c…第1〜第3の部分
15a,15b…アンダーバンプメタル層
16a,16b…半田バンプ
17…カバー部材
21…モジュール型電子部品
22…モジュール基板
23a,23b…電極ランド
24…モールド樹脂層
31〜38…電子部品
2…圧電基板
3…IDT電極
4,5…反射器
6a〜6c,7a,7b…弾性表面波共振子
8a,8b,8c,8d…電極ランド
11…第1の支持部材
11a…支持部材部分
12〜14,12A〜14A…第2の支持部材
12a,12b…材料層
13a,13b,14d,14e…材料層
14a〜14c…第1〜第3の部分
15a,15b…アンダーバンプメタル層
16a,16b…半田バンプ
17…カバー部材
21…モジュール型電子部品
22…モジュール基板
23a,23b…電極ランド
24…モールド樹脂層
31〜38…電子部品
Claims (11)
- 圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられており、機能部を構成している電極と、
前記機能部が臨む中空部を形成するために、前記圧電基板上に設けられた枠状の第1の支持部材と、
前記第1の支持部材で囲まれた内側領域において前記圧電基板上に設けられている第2の支持部材と、
前記第1及び第2の支持部材上に積層されて、前記中空部を構成しているカバー部材とを備え、
前記第1の支持部材の高さよりも、前記第2の支持部材の高さが高くされている、電子部品。 - 前記第2の支持部材が複数設けられている、請求項1に記載の電子部品。
- 前記複数の第2の支持部材の高さが等しくされている、請求項2に記載の電子部品。
- 少なくとも1つの前記第2の支持部材の高さが残りの前記第2の支持部材の高さと異なっている、請求項2に記載の電子部品。
- 少なくとも1つの前記第2の支持部材が、複数の材料層を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子部品。
- 前記第1の支持部材の少なくとも一部が金属からなる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子部品。
- 前記第1の支持部材上に設けられた接合部材をさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子部品。
- 前記カバー部材の最上部の高さが、前記接合部材の上端よりも低い、請求項7に記載の電子部品。
- 前記カバー部材の最上部の高さが、前記接合部材の上端よりも高い、請求項7に記載の電子部品。
- 前記第1の支持部材と、前記第2の支持部材とが異なる材料からなる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の電子部品。
- 前記機能部において、少なくとも1つのIDT電極が形成されており、弾性表面波装置が構成されている、請求項1〜10のいずれか1項に記載の電子部品。
Applications Claiming Priority (3)
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