特許 6103906 弾性波装置と封止体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6103906

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】弾性波装置と封止体

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20170316BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/25 A

【請求項の数】20

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-267131(P2012-267131)

(22)【出願日】2012年12月6日

(65)【公開番号】特開2014-116665(P2014-116665A)

(43)【公開日】2014年6月26日

【審査請求日】2015年10月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】514250975

【氏名又は名称】スカイワークスフィルターソリューションズジャパン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(72)【発明者】

【氏名】阿部 冬希

(72)【発明者】

【氏名】植松 秀典

(72)【発明者】

【氏名】藤田 知宏

(72)【発明者】

【氏名】松島 賢一

(72)【発明者】

【氏名】亀山 一郎

(72)【発明者】

【氏名】降旗 哲也

【審査官】 橋本 和志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１０３６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８４９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１０１３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３０４１４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｈ９／００−９／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電基板と、
前記圧電基板の表面上に弾性表面波を発生させるべく前記圧電基板上に設けられた櫛形電極と、
前記圧電基板の上に設けられ前記櫛形電極を前記圧電基板との間に封止する封止体と
を備え、
前記封止体は、前記封止体の第１のガラス転移温度よりも低温の第１の温度領域における第１の線膨張係数を有し、
前記第１の線膨張係数は、前記第１のガラス転移温度よりも高温の第２の温度領域における前記封止体の第２の線膨張係数よりも大きく、
前記圧電基板の線膨張係数は、前記第１の線膨張係数よりも小さくかつ前記第２の線膨張係数よりも大きい弾性波装置。

【請求項2】

前記第１の線膨張係数は、前記圧電基板の表面によって画定される平面に平行かつ前記弾性表面波の伝播方向に垂直な方向における前記圧電基板の線膨張係数よりも大きい請求項１記載の弾性波装置。

【請求項3】

前記第２の線膨張係数は、前記弾性表面波の伝播方向における前記圧電基板の線膨張係数よりも小さい請求項１記載の弾性波装置。

【請求項4】

前記封止体は、前記第1のガラス転移温度よりも高温の第２のガラス転移温度を有し、
前記第２の温度領域は、前記第1のガラス転移温度と前記第２のガラス転移温度との間に存在し、
前記第２のガラス転移温度よりも高温の第３の温度領域における前記封止体の第３の線膨張係数が、前記第２の線膨張係数よりも大きい請求項１記載の弾性波装置。

【請求項5】

前記第３の線膨張係数は、前記圧電基板の表面によって画定される平面に平行かつ前記弾性表面波の伝播方向に垂直な方向における前記圧電基板の線膨張係数よりも大きい請求項４記載の弾性波装置。

【請求項6】

前記第１のガラス転移温度及び前記第２のガラス転移温度は前記封止体の硬化温度よりも低い請求項４に記載の弾性波装置。

【請求項7】

圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられた櫛形電極と、
前記圧電基板の上に設けられ前記櫛形電極を前記圧電基板との間に封止する封止体と
を備え、
前記封止体は、前記封止体の硬化温度よりも低温の温度領域に複数のガラス転移温度を有し、
前記複数のガラス転移温度の一つを挟んで低温側と高温側とで、前記圧電基板の線膨張係数と前記封止体の線膨張係数の大小関係が逆転する弾性波装置。

【請求項8】

圧電基板と、
前記圧電基板の表面上に弾性表面波を発生させるべく前記圧電基板上に設けられた櫛形電極と
前記圧電基板の上に設けられ前記櫛形電極を前記圧電基板との間に封止する封止体と
を備え、
前記封止体はガラス転移温度を有し、
前記封止体の線膨張係数が、前記ガラス転移温度よりも低温で前記圧電基板の線膨張係数よりも大きくかつ前記ガラス転移温度よりも高温で前記圧電基板の線膨張係数よりも小さい弾性波装置。

【請求項9】

前記封止体は前記ガラス転移温度を複数有する請求項８記載の弾性波装置。

【請求項10】

基板上に取り付けられた電子装置を封止する封止体であって、
前記封止体は、
前記封止体の第１のガラス転移温度よりも低温の第１の温度領域における第１の線膨張係数と、
前記第１のガラス転移温度よりも高温の第２の温度領域における第２の線膨張係数と
を有し、
前記第１のガラス転移温度は前記電子装置の使用温度領域内にあり、
前記第１の線膨張係数は前記第２の線膨張係数よりも大きく、
前記基板の線膨張係数は、前記第１の線膨張係数よりも小さくかつ前記第２の線膨張係数よりも大きい封止体。

【請求項11】

前記第１の線膨張係数は、前記弾性表面波の前記伝播方向における前記圧電基板の線膨張係数よりも大きい請求項２に記載の弾性波装置。

【請求項12】

前記第２の線膨張係数は、前記圧電基板の表面によって画定される平面に平行かつ前記弾性表面波の伝播方向に垂直な方向における前記圧電基板の線膨張係数よりも小さい請求項３に記載の弾性波装置。

【請求項13】

前記第３の線膨張係数は、前記弾性表面波の前記伝播方向における前記圧電基板の線膨張係数よりも小さい請求項５に記載の弾性波装置。

【請求項14】

前記圧電基板の線膨張係数は前記弾性表面波の伝播方向により異なる請求項８に記載の弾性波装置。

【請求項15】

前記封止体は前記櫛形電極の上方に空間を画定する請求項１に記載の弾性波装置。

【請求項16】

前記櫛形電極と前記封止体との間に設けられたカバーをさらに備える請求項１５に記載の弾性波装置。

【請求項17】

前記封止体は無機充填材を包含する熱硬化性樹脂を含む請求項１に記載の弾性波装置。

【請求項18】

前記第１のガラス転移温度は前記弾性波装置の使用温度領域内にある請求項１に記載の弾性波装置。

【請求項19】

前記封止体は異なるタイプの熱硬化性樹脂を含み、
前記熱硬化性樹脂はそれぞれが互いに異なるガラス転移温度を有する請求項４に記載の弾性波装置。

【請求項20】

前記第１のガラス転移温度は５０℃以下である請求項１９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、各種通信機器や高周波電子機器に電子部品として用いられる弾性波装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

図１０に従来の弾性波装置１Ｃの断面を模式的に示す。

【0003】

図１０において、弾性波装置１Ｃは、圧電体単結晶からなる圧電基板２の上に櫛形電極３および配線４と、櫛形電極３が励振する空間５と、空間５を覆うカバー体６と、カバー体６の上から空間５を封止する封止体７Ｃと、封止体７Ｃの上に設けられた端子電極８と、封止体７Ｃを貫通して配線４と端子電極８とを接続する接続電極９とを有する。

【0004】

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−１８５９７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記した従来の弾性波装置１Ｃは、長期に使用した場合に、層間剥離やクラックが生じ、弾性波装置が破損してしまうという信頼性における課題を有していた。

【0007】

本発明は、長期にわたる信頼性を向上することのできる弾性波装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明は、前記圧電基板上に設けられた櫛形電極と、前記櫛形電極に接続された配線と、前記圧電基板の上に設けられ前記櫛形電極を封止する封止体と、前記封止体の上に設けられた端子電極と、前記封止体を貫通して前記配線と前記端子電極とを電気的に接続する接続電極とを備え、前記封止体は、第１のガラス転移温度と、前記第１のガラス転移温度よりも低温の第１の温度領域における第１の線膨張係数と、前記第１のガラス転移温度よりも高温の第２の温度領域とにおける第２の線膨張係数とを有し、前記第１の線膨張係数を前記第２の線膨張係数よりも大きくしたものである。

【発明の効果】

【0009】

上記の構成を有することにより、本発明の弾性波装置は、温度変化による内部応力を低減することができ、長期にわたる信頼性を向上することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施の形態における弾性波装置を模式的に示す断面図

【図2】同弾性波装置の封止体の特性図

【図3】同弾性波装置の封止体の特性図

【図4】同弾性波装置の封止体の特性図

【図5】同弾性波装置の封止体の特性図

【図6】同弾性波装置の封止体の特性図

【図7】同弾性波装置の封止体の特性図

【図8】同弾性波装置の封止体の特性図

【図9】同弾性波装置の封止体の特性図

【図10】従来の弾性波装置を模式的に示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施の形態における弾性波装置について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した従来の弾性波装置と同様の構成については、同じ符号を付して説明する。

【0012】

図１は本発明の一実施の形態における弾性波装置を模式的に示した断面図である。図１において、本発明の一実施の形態における弾性波装置１Ａ（１Ｂ）は、圧電基板２の上に櫛形電極３および配線４と、櫛形電極３が励振する空間５と、空間５を上方から覆うカバー体６と、カバー体６の上から空間５を覆う封止体７Ａ（７Ｂ）と、封止体７Ａ（７Ｂ）の上面に設けられた端子電極８と、封止体７Ａ（７Ｂ）を貫通し配線４と端子電極８とを接続する接続電極９とを有する。ここで、封止体７Ａを有するものが弾性波装置１Ａであり、封止体７Ｂを有するものが弾性波装置１Ｂであり、弾性波装置１Ａと弾性波装置１Ｂは封止体７Ａ、７Ｂ以外は同様の構成を有する。弾性波装置１Ａ（１Ｂ）は圧電基板２と同等レベルの占有面積を有する極めて小型の電子部品であり、圧電基板２を個片に分離する前のウエハ状態で封止し端子電極８を形成することからウエハレベルチップサイズパッケージ（ＷＬ−ＣＳＰ）と呼ばれる。

【0013】

圧電基板２は、回転ＹカットＸ伝播の単結晶タンタル酸リチウムからなり、その板厚は１００〜３５０μｍ程度であり、弾性表面波を伝播する上面において弾性表面波の伝播方向をＸ方向、弾性表面波の伝播方向に垂直な方向をＹ方向、圧電基板の厚み方向をＺ方向としたときに、Ｘ方向の線膨張係数αＸは１６．２ｐｐｍ／℃、Ｙ方向の線膨張係数αＹは９．７ｐｐｍ／℃である。

【0014】

櫛形電極３は圧電基板２の表面に形成されたアルミニウムを主成分とする金属よりなり、櫛形電極３に電圧を印加することにより圧電基板２の表面に弾性表面波を励振するものである。櫛形電極３の表面には、必要に応じて酸化ケイ素などの誘電体からなる保護膜を形成する。

【0015】

配線４は、圧電基板２の表面に形成された導体よりなり、櫛形電極３に電気的に接続されたものである。

【0016】

空間５は、圧電基板２の表面において弾性表面波が励振するために櫛形電極３の上方に設けられた密封された空洞である。

【0017】

カバー体６は、圧電基板２の上において空間５を介して櫛形電極３を覆うように設けたものであり、ポリイミド系の樹脂により形成したものである。

【0018】

封止体７Ａ（７Ｂ）は、カバー体６の上から空間５を覆う絶縁体であり、熱硬化性の樹脂に無機フィラーを含有させて熱硬化したものである。

【0019】

端子電極８は、弾性波装置１Ａ（１Ｂ）の入出力端子またはグランド端子として使用する導体であり、封止体７Ａ（７Ｂ）の上面にフォトリソグラフにより形成したものである。

【0020】

接続電極９は、封止体７Ａ（７Ｂ）を貫通して配線４と端子電極８とを接続する導体であり、電気銅メッキにより形成したものである。

【0021】

以上のような構成において、本発明の一実施の形態における弾性波装置１Ａ（１Ｂ）の封止体７Ａ（７Ｂ）は、ガラス転移温度を有し、このガラス転移温度よりも低温における封止体７Ａ（７Ｂ）の線膨張係数が、このガラス転移温度よりも高温における封止体７Ａ（７Ｂ）の線膨張係数よりも大きくなる温度領域を有するものである。このような構成とすることにより、温度変化によって生じる封止体７Ａ（７Ｂ）に加わる応力の増加または減少をガラス転移温度で反転させることができ、広い温度範囲にわたって封止体７Ａ（７Ｂ）に加わる応力を低減することができるため、長期の使用における封止体７Ａ（７Ｂ）の破損を低減することができるものであり、弾性波装置１Ａ（１Ｂ）の信頼性を向上することができるという効果を有する。

【0022】

以下、封止体７Ａを有する弾性波装置１Ａと封止体７Ｂを有する弾性波装置１Ｂについて実施例を用いて説明する。

【0023】

（実施例１）
本発明の実施例１の弾性波装置１Ａは封止体７Ａを有し、図２〜図５に示す特性を有する。

【0024】

図２は封止体７Ａの線膨張係数の温度変化を示す。図２において、封止体７Ａの線膨張係数αＡを実線で示し、比較例として従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃの線膨張係数αＣを破線で示す。ＴｇＡは封止体７Ａのガラス転移温度であり、ＴｇＡ＝３８℃である。また、単結晶タンタル酸リチウムからなる圧電基板２のＸ方向の線膨張係数αＸ＝１６．２ｐｐｍ／℃を破線で示し、圧電基板２のＹ方向の線膨張係数αＹ＝９．７ｐｐｍ／℃を実線で示す。圧電基板２はＸ方向の線膨張係数αＸが大きいため、温度変化によるＸ方向の寸法変化が大きく、弾性波装置１Ａ、１Ｃの電気特性に対して温度変化による影響を有する。従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃのガラス転移温度ＴｇＣは１６１℃であり、これは一般的な熱硬化性樹脂のガラス転移温度と同等レベルである。従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃのガラス転移温度ＴｇＣ以下における線膨張係数αＣは、圧電基板２のＸ方向の線膨張係数αＸに近い値に設定されたものであり、圧電基板２のＸ方向の寸法変化に追随して寸法変化し、圧電基板２に加える封止体７ＣのＸ方向の応力は小さい。従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃの線膨張係数αＣは、ガラス転移温度ＴｇＣよりも高温において温度依存性を有するが、この温度領域は弾性波装置１Ｃの使用温度領域外であり、封止体７Ｃを構成する樹脂成分が軟化することもあって弾性波装置１Ｃの信頼性に対する影響は小さい。

【0025】

本発明の実施例１の封止体７Ａは、図２に示すように、ガラス転移温度ＴｇＡよりも低温において、圧電基板２の線膨張係数αＸとαＹよりも大きい１９．５ｐｐｍ／℃程度の線膨張係数αＡを有し、ガラス転移温度ＴｇＡよりも高温において、圧電基板２の線膨張係数αＸとαＹよりも小さい８ｐｐｍ／℃の線膨張係数αＡを有するものである。

【0026】

図３は、弾性波装置１Ａの封止体７Ａのヤング率の温度変化を示す。図３において、弾性波装置１Ａの封止体７Ａのヤング率ＥＡを実線で示し、比較例として従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃのヤング率ＥＣを破線で示す。単結晶タンタル酸リチウムからなる圧電基板２のヤング率は２７３ＧＰａ程度である。

【0027】

従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃのヤング率ＥＣは、図３に示すように、ガラス転移温度ＴｇＣから低温になるにつれて徐々に増加し、１２５℃以下で１０ＧＰａ以上であり、−５５℃に向かうにつれて１４ＧＰａに近づく。

【0028】

本発明の実施例１の封止体７Ａのヤング率ＥＡは、図３に示すように、ガラス転移温度ＴｇＡよりも高温において比較的小さく、７５℃以上で５ＧＰａ以下であり、ガラス転移温度ＴｇＡよりも低温において比較的大きく、０℃以下で１４ＧＰａ以上である。このようなヤング率ＥＡの特性は、熱硬化性樹脂と無機充填材の組成及び配合比により得られる。

【0029】

図４は、弾性波装置１Ａの封止体７Ａが圧電基板２から受けるＸ方向の応力の相対値を示したものであり、線膨張係数αＡとヤング率ＥＡを用いてシミュレーションにより計算したものである。図４において、σＡＸは弾性波装置１Ａの封止体７Ａが温度変化により圧電基板２から受けるＸ方向の応力を相対的に示した相対値、σＣＸは従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃが温度変化により圧電基板２から受けるＸ方向の応力を相対的に示した相対値である。このＸ方向の応力の相対値σＡＸ、σＣＸが正の場合は、封止体７Ａ、７Ｃは圧電基板２からＸ方向の圧縮応力を受け、圧電基板２に対して引張応力を及ぼしている状態であり、Ｘ方向の応力の相対値σＡＸ、σＣＸが負の場合は、封止体７Ａ、７Ｃが圧電基板２よりもＸ方向の収縮が小さく、圧電基板２から引張応力を受け、圧電基板２に対して圧縮応力を及ぼしている状態である。

【0030】

従来の弾性波装置１Ｃの封止体７ＣのＸ方向の応力の相対値σＣＸは、図４に示すように、封止体７Ｃの硬化温度１８０℃において０であり、温度が低下するにつれて徐々に大きくなり、−５５℃において０．４程度になる。

【0031】

弾性波装置１Ａの封止体７ＡのＸ方向の応力の相対値σＡＸは、図４に示すように、封止体７Ａの硬化温度１８０℃において０であり、温度が低下するにつれてわずかに小さくなるが、５０℃の近くで極小になり、さらに低温では増加に転じて−５５℃において０．１程度になる。このように弾性波装置１Ａの封止体７Ａは、高温の使用温度領域５０〜１２５℃においてＸ方向の応力が極めて小さく０に近く、低温の使用温度領域−５５〜０℃において圧電基板２から圧縮応力を受ける。このように本発明の弾性波装置１Ａは、０〜１００℃において、封止体７ＡがＸ方向の圧縮応力を受けるが、封止体７Ａを圧電基板２から剥離する方向に作用せず、封止体７Ａを押さえ込む方向に応力が働くために、封止体７Ａの破壊を抑制する効果を有し、信頼性を向上することができる。また、Ｘ方向は弾性表面波の伝播方向であるため、Ｘ方向の応力は弾性波装置の電気特性に影響を及ぼすが、圧電基板２と封止体７Ａとの間の応力を低減することにより、弾性波装置の電気特性への影響を低減できる。

【0032】

図５は、弾性波装置１Ａの封止体７Ａが圧電基板２から受けるＹ方向の応力を相対値で示したものであり、線膨張係数αＡとヤング率ＥＡを用いてシミュレーションにより計算したものである。図５において、σＡＹは弾性波装置１Ａの封止体７Ａが温度変化により圧電基板２から受けるＹ方向の応力を相対的に示した相対値、σＣＹは従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃが温度変化により圧電基板２から受けるＹ方向の応力を相対的に示した相対値である。このＹ方向の応力の相対値σＡＹ、σＣＹが正の場合は、封止体７Ａ、７Ｃが圧電基板２よりもＹ方向に大きく収縮し、圧電基板２から圧縮応力を受けている状態であり、Ｙ方向の応力の相対値σＡＹ、σＣＹが負の場合は、圧電基板２が封止体７Ａ、７ＣよりもＹ方向に大きく収縮し、封止体７Ａ、７Ｃが圧電基板２から引張応力を受けている状態である。

【0033】

従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃが圧電基板２から受けるＹ方向の応力の相対値σＣＹは、図５に示すように、封止体７Ｃの硬化温度１８０℃において０であり、この硬化温度から温度が低下するにつれて徐々に大きくなり、−５５℃において１．６５程度になる。そうすると、従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃが圧電基板２から受ける応力は圧縮応力になり、温度が低下するとともに増大し、封止体７Ｃのクラックの原因になる。特に低温領域では封止体７Ｃを構成する樹脂が硬くなるとともに脆くなるため、低温領域においてクラックが生じやすい。

【0034】

本発明の弾性波装置１Ａの封止体７ＡのＹ方向の応力の相対値σＡＹは、図５に示すように、封止体７Ａの硬化温度１８０℃において０であり、温度が低下するにつれてわずかに低下するが、５０℃近辺で極小になり、さらに低温では増加に転じて−５５℃において１．０程度になる。このように本発明の弾性波装置１Ａにおいて封止体７Ａは、高温の温度領域５０〜１８０℃においてＹ方向の応力が小さく０に近く、低温の温度領域−５５〜２５℃においてＹ方向に生じる圧縮応力を低減することができる。

【0035】

このように本発明の弾性波装置１Ａは、封止体７Ａが受けるＹ方向の応力を小さくすることができるため、封止体７Ａの損傷を低減することができ、弾性波装置１Ａの信頼性を向上することができる。

【0036】

以上のように、本発明の一実施の形態における弾性波装置は、封止体に関して、ガラス転移温度よりも高温における線膨張係数よりも、ガラス転移温度よりも低温における線膨張係数が大きい領域を有することにより、広い温度範囲にわたって封止体に加わる応力を低減することができ、長期の使用における封止体の破損を低減することができるものであり、弾性波装置の信頼性を向上することができるものである。なお、封止体のガラス転移温度を５０℃以下にすることにより、より低温領域における封止体が受ける応力を低減することができるため、信頼性を向上する上で好ましいものである。

【0037】

また、圧電基板の平面方向における線膨張係数が最小となるＹ方向において、低温での封止体に加わる圧縮応力が特に大きくなる。そのため、本発明の一実施の形態における弾性波装置は、ガラス転移温度よりも低温における封止体の線膨張係数を、圧電基板の平面方向の線膨張係数の最小値よりも大きくしたことにより、ガラス転移温度よりも低温における封止体に加わる応力を圧縮応力にすることができ、封止体の破損を低減することができる。

【0038】

また、本発明の一実施の形態における弾性波装置は、ガラス転移温度よりも高温における封止体の線膨張係数を、圧電基板の平面方向の線膨張係数の最大値よりも小さくしたことにより、ガラス転移温度よりも高温の温度領域における封止体７Ａに加わる応力を低減することができ、封止体の破損を低減することができる。

【0039】

（実施例２）
本発明の実施例２の弾性波装置１Ｂは封止体７Ｂを有し、図６〜図９に示す特性を有する。

【0040】

図６は封止体７Ｂの線膨張係数の温度変化を示す。図６において、封止体７Ｂの線膨張係数αＢを実線で示す。ＴｇＢ１およびＴｇＢ２は封止体７Ｂのガラス転移温度であり、ＴｇＢ１＝３６℃、ＴｇＢ２＝１１４℃である。比較例である従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃの線膨張係数αＣおよびガラス転移温度ＴｇＣと、圧電基板２のＸ方向の線膨張係数αＸと、圧電基板２のＹ方向の線膨張係数αＹは実施例１と同様である。

【0041】

実施例２の弾性波装置１Ｂの封止体７Ｂは、図６に示すように、ガラス転移温度ＴｇＢ１よりも低温において、圧電基板２の線膨張係数αＸとαＹよりも大きい１９．５ｐｐｍ／℃程度の線膨張係数αＢとなる温度領域を有する。また、封止体７Ｂは、ガラス転移温度ＴｇＢ１とガラス転移温度ＴｇＢ２の間において、圧電基板２の線膨張係数αＸとαＹよりも小さい８ｐｐｍ／℃程度の線膨張係数αＢを有する温度領域を有する。また、封止体７Ｂは、ガラス転移温度ＴｇＢ２よりも高温において、圧電基板２の線膨張係数αＹよりも大きく、線膨張係数αＸよりも小さい１５ｐｐｍ／℃程度の線膨張係数αＢを有する温度領域を有する。

【0042】

図７は、弾性波装置１Ｂの封止体７Ｂのヤング率の温度変化を示す。図７において、弾性波装置１Ｂの封止体７Ｂのヤング率ＥＢを実線で示す。図７において、比較例である従来の弾性波装置１Ｃにおける封止体７Ｃのヤング率ＥＣは、実施例１のものと同様である。

【0043】

封止体７Ｂのヤング率ＥＢは、図７に示すように、ガラス転移温度ＴｇＢ１よりも高温において比較的小さく、１２５℃以上で３ＧＰａ以下である。封止体７Ｂのヤング率ＥＢは、ガラス転移温度ＴｇＢ１よりも低温において比較的大きく、０℃以下で１１ＧＰａ以上である。このようなヤング率ＥＢの特性は、熱硬化性樹脂と無機充填材の組成及び配合比により得られる。

【0044】

図８は、弾性波装置１Ｂの封止体７Ｂが圧電基板２から受けるＸ方向の応力の相対値を示したものであり、線膨張係数αＢとヤング率ＥＢを用いてシミュレーションにより計算したものである。図８において、σＢＸは弾性波装置１Ｂの封止体７Ｂが温度変化により圧電基板２から受けるＸ方向の応力を相対的に示した相対値、σＣＸは従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃが温度変化により圧電基板２から受けるＸ方向の応力を相対的に示した相対値である。

【0045】

このＸ方向の応力の相対値σＢＸ、σＣＸが正の場合は、封止体７Ｂ、７Ｃは圧電基板２からＸ方向の圧縮応力を受け、圧電基板２に対して引張応力を及ぼしている状態であり、Ｘ方向の応力の相対値σＢＸ、σＣＸが負の場合は、封止体７Ｂ、７Ｃが圧電基板２よりもＸ方向の収縮が小さく、圧電基板２から引張応力を受け、圧電基板２に対して圧縮応力を及ぼしている状態である。

【0046】

従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃが圧電基板２から受けるＸ方向の応力の相対値σＣＸは、実施例１において図４に示したものと同様である。

【0047】

弾性波装置１Ｂの封止体７ＢのＸ方向の応力の相対値σＢＸは、図８に示すように、封止体７Ｂの硬化温度１８０℃において０であり、温度が低下するにつれて低下し、５０℃の近くで極小になり、さらに低温では増加に転じて−５５℃において０．０５程度になる。このように弾性波装置１Ｂの封止体７Ｂが受ける応力は、５０℃程度で増減が反転することにより、その大きさを低減することができるため、封止体７Ｂの破壊を抑制し、信頼性を向上することができる。

【0048】

図９は、弾性波装置１Ｂの封止体７Ｂが圧電基板２から受けるＹ方向の応力を相対値で示したものであり、線膨張係数αＢとヤング率ＥＢを用いてシミュレーションにより計算したものである。図９において、σＢＹは弾性波装置１Ｂの封止体７Ｂが温度変化により圧電基板２から受けるＹ方向の応力を相対的に示した相対値、σＣＹは従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃが温度変化により圧電基板２から受けるＹ方向の応力を相対的に示した相対値である。このＹ方向の応力の相対値σＢＹ、σＣＹが正の場合は、封止体７Ｂ、７Ｃが圧電基板２よりもＹ方向に大きく収縮し、圧電基板２から圧縮応力を受けている状態であり、Ｙ方向の応力の相対値σＢＹ、σＣＹが負の場合は、圧電基板２が封止体７Ｂ、７ＣよりもＹ方向に大きく収縮し、封止体７Ｂ、７Ｃが圧電基板２から引張応力を受けている状態である。

【0049】

従来の弾性波装置１Ｃの封止体７Ｃが圧電基板２から受けるＹ方向の応力の相対値については、実施例１において図５に示したものと同様である。

【0050】

弾性波装置１Ｂの封止体７ＢのＹ方向の応力の相対値σＢＹは、図９に示すように、封止体７Ｂの硬化温度１８０℃において０であり、温度が低下するにつれてわずかに上昇するが１２５℃程度で反転して下降し、５０℃近辺で再び反転して増加に転じる。このように本発明の弾性波装置１Ｂにおいて封止体７Ｂは、５０〜１２５℃の温度領域においてＹ方向の応力が極めて小さく０に近く、低温の温度領域−５５〜２５℃においてＹ方向の圧縮応力を低減することができる。

【0051】

このように本発明の弾性波装置１Ｂは、封止体７Ｂが受けるＹ方向の応力を小さくすることができるため、封止体７Ｂの損傷を低減することができ、弾性波装置１Ｂの信頼性を向上することができる。

【0052】

以上のように、本発明の一実施の形態における弾性波装置は、封止体について、第１の温度領域と、第１の温度領域よりも高温の第１のガラス転移温度と、第１のガラス転移温度よりも高温の第２の温度領域と、第２の温度領域よりも高温の第２のガラス転移温度と、第２のガラス転移温度よりも高温の第３の温度領域とを有し、第３の温度領域における封止体の線膨張係数を、第２の温度領域における封止体のガラス転移温度よりも大きくしたものである。これにより、第３の温度領域における封止体の線膨張係数を圧電基板の平面方向の線膨張係数の最大値に近づけることが可能になるとともに、第２の温度領域における封止体の線膨張係数を圧電基板の平面方向の線膨張係数の最小値に近づけることが可能になり、平面方向に異なる線膨張係数を有する圧電基板の熱膨張の挙動に合せて封止体に加わる応力を低減することができ、弾性波装置の信頼性の向上を可能にできる。

【0053】

また、本発明の一実施の形態における弾性波装置は、封止体の第３の線膨張係数を圧電基板の平面方向の線膨張係数の最小値よりも大きくしたことにより、封止体の第２のガラス転移温度を挟んで封止体と圧電基板の線膨張係数の大小関係を逆転させることができ、封止体の第２のガラス転移温度を含む温度領域において、封止体に加わる応力を低減でき、弾性波装置の信頼性の向上を可能にできる。

【0054】

また、本発明の一実施の形態における弾性波装置の封止体は、ガラス転移温度を挟んで封止体の線膨張係数を変化させることができるため、封止体に加わる応力を低減することを可能にする。そして、封止体の硬化温度以下の温度領域に複数のガラス転移温度を有することにより、広い温度範囲において封止体に加わる応力を低減することが可能になり、広い温度範囲において弾性波装置の信頼性の向上を可能にできる。

【0055】

また、本発明の一実施の形態における弾性波装置の封止体は、ガラス転移温度を挟んで低温側と高温側とで、圧電基板の線膨張係数と封止体の線膨張係数の大小を逆転させることにより、封止体に加わる応力を逆転させることができるため、封止体に加わる応力を低減することができ、弾性波装置の信頼性を向上することができる。そしてこの効果は、特にガラス転移温度を挟む温度領域で顕著な効果を有する。

【0056】

また、本発明の一実施の形態における弾性波装置の封止体は、ガラス転移温度を挟んで低温側と高温側とで、圧電基板の線膨張係数と封止体の線膨張係数の大小を逆転させるようなガラス転移温度を複数有することにより、広い温度範囲において、封止体に加わる応力を低減することができ、弾性波装置の信頼性を向上することができる。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本発明に係る弾性波装置は、主として移動体通信機器に用いられる高周波フィルタや分波器、共用器等において有用となる。

【符号の説明】

【0058】

１Ａ、１Ｂ 弾性波装置
２ 圧電基板
３ 櫛形電極
４ 配線
５ 空間
６ カバー体
７Ａ、７Ｂ 封止体
８ 端子電極
９ 接続電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】