特許 6454299 弾性波デバイス

(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】6454299

(24)【登録日】2018年12月21日

(45)【発行日】2019年1月16日

(54)【発明の名称】弾性波デバイス

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20190107BHJP

   H03H 9/72 20060101ALI20190107BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20190107BHJP

   H03H 9/70 20060101ALI20190107BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/25 A

   H03H9/72

   H03H9/17 F

   H03H9/70

【請求項の数】12

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-97206(P2016-97206)

(22)【出願日】2016年5月13日

(65)【公開番号】特開2017-204827(P2017-204827A)

(43)【公開日】2017年11月16日

【審査請求日】2018年2月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】黒▲柳▼ 琢真

【審査官】 鬼塚 由佳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０９１０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２８７７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−７０４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０４０９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００４９９７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／０１７５１４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｈ ９／１４５

Ｈ０３Ｈ ９／２５

Ｈ０３Ｈ ９／１７

Ｈ０３Ｈ ９／６４

Ｈ０３Ｈ ９／７０

Ｈ０３Ｈ ９／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板と、
前記第１基板の第１面に設けられた第１弾性波フィルタと、
前記第１面に設けられ、前記第１面において前記第１弾性波フィルタと電気的に分離されたパッドと、
前記第１面に設けられ、前記第１面において前記パッドと前記第１弾性波フィルタとの間に設けられたグランドパターンと、
前記パッドと電気的に接続され、平面視において前記第１弾性波フィルタと少なくとも一部領域で重なる第２弾性波フィルタと、
を具備する弾性波デバイス。

【請求項2】

前記第１基板の前記第１面と反対の面である第３面に設けられ、前記第１弾性波フィルタと電気的に接続された第１信号端子と、
前記第３面に設けられ、前記パッドを介して前記第２弾性波フィルタに電気的に接続された第２信号端子と、
前記第３面に設けられ、前記グランドパターンと電気的に接続されたグランド端子と、
前記第１基板の前記第１面上に搭載された第２基板を具備し、
前記第２弾性波フィルタは前記第２基板の第２面に設けられている請求項１記載の弾性波デバイス。

【請求項3】

前記第２基板は、前記第２面が空隙を介し前記第１面と対向するように前記第１面上に搭載され、
前記第２弾性波フィルタと前記パッドとはバンプを介し電気的に接続されている請求項２記載の弾性波デバイス。

【請求項4】

前記第１基板上に前記第１弾性波フィルタ、前記パッドおよび前記グランドパターンを囲むように設けられ、前記第１弾性波フィルタと前記第２弾性波フィルタとを前記空隙に封止する封止部を具備する請求項３記載の弾性波デバイス。

【請求項5】

前記第２基板は、前記第２面の反対の面が前記第１面と対向するように前記第１面上に搭載されている請求項２記載の弾性波デバイス。

【請求項6】

前記第１基板を貫通し、前記第１弾性波フィルタと前記第１信号端子とを電気的に接続する第１貫通配線と、
前記第１基板を貫通し、前記パッドと前記第２信号端子とを電気的に接続する第２貫通配線と、
を具備する請求項２から５のいずれか一項記載の弾性波デバイス。

【請求項7】

第３面を有する第２基板と、
前記第３面に設けられ、前記第１弾性波フィルタと電気的に接続された第１信号端子と、
前記第３面に設けられ、前記パッドを介して前記第２弾性波フィルタに電気的に接続された第２信号端子と、
前記第３面に設けられ、前記グランドパターンと電気的に接続されたグランド端子と、
を具備し、
前記第１基板は、前記第２基板上に搭載され、
前記第２弾性波フィルタは、前記第１基板の前記第１面の反対の面である第２面に設けられている請求項１記載の弾性波デバイス。

【請求項8】

前記第１基板は、前記第１面が前記第３面の反対の面に対向するように前記第２基板上に搭載されている請求項７記載の弾性波デバイス。

【請求項9】

前記グランドパターンは、前記第１面において前記パッドを囲む請求項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】

前記グランドパターンは前記第１面において前記第１弾性波フィルタと電気的に分離している請求項１から９のいずれか一項記載の弾性波デバイス。

【請求項11】

前記第１弾性波フィルタおよび前記第２弾性波フィルタのいずれか一方は共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタであり、
前記第１弾性波フィルタおよび前記第２弾性波フィルタの他方は前記共通端子と受信端子との間に接続され受信フィルタであり、
前記第１信号端子は前記送信端子および前記受信端子のいずれか一方であり、
前記第２信号端子は前記送信端子および前記受信端子の他方である請求項２から８のいずれか一項記載の弾性波デバイス。

【請求項12】

前記第１弾性波フィルタと前記第２弾性波フィルタとの通過帯域は異なる請求項１から１０のいずれか一項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、基板に設けられた弾性波フィルタ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、弾性波素子が設けられた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。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】

弾性波フィルタを異なる面に形成し、積層することにより、弾性波デバイスの小型化が可能となる。しかしながら、弾性波フィルタ同士が干渉し、アイソレーション特性が劣化する。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、アイソレーション特性を向上させ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、第１基板と、前記第１基板の第１面に設けられた第１弾性波フィルタと、前記第１面に設けられ、前記第１面において前記第１弾性波フィルタと電気的に分離されたパッドと、前記第１面に設けられ、前記第１面において前記パッドと前記第１弾性波フィルタとの間に設けられたグランドパターンと、前記パッドと電気的に接続され、平面視において前記第１弾性波フィルタと少なくとも一部領域で重なる第２弾性波フィルタと、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第１基板の前記第１面と反対の面である第３面に設けられ、前記第１弾性波フィルタと電気的に接続された第１信号端子と、前記第３面に設けられ、前記パッドを介して前記第２弾性波フィルタに電気的に接続された第２信号端子と、前記第３面に設けられ、前記グランドパターンと電気的に接続されたグランド端子と、前記第１基板の前記第１面上に搭載された第２基板を具備し、前記第２弾性波フィルタは前記第２基板の第２面に設けられている構成とすることができる。

【0008】

上記構成において、前記第２基板は、前記第２面が空隙を介し前記第１面と対向するように前記第１面上に搭載され、前記第２弾性波フィルタと前記パッドとはバンプを介し電気的に接続されている構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、前記第１基板上に前記第１弾性波フィルタ、前記パッドおよび前記グランドパターンを囲むように設けられ、前記第１弾性波フィルタと前記第２弾性波フィルタとを前記空隙に封止する封止部を具備する構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記第２基板は、前記第２面の反対の面が前記第１面と対向するように前記第１面上に搭載さ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１基板を貫通し、前記第１弾性波フィルタと前記第１信号端子とを電気的に接続する第１貫通配線と、前記第１基板を貫通し、前記パッドと前記第２信号端子とを電気的に接続する第２貫通配線と、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、第３面を有する第２基板と、前記第３面に設けられ、前記第１弾性波フィルタと電気的に接続された第１信号端子と、前記第３面に設けられ、前記パッドを介して前記第２弾性波フィルタに電気的に接続された第２信号端子と、前記第３面に設けられ、前記グランドパターンと電気的に接続されたグランド端子と、を具備し、前記第１基板は、前記第２基板上に搭載され、前記第２弾性波フィルタは、前記第１基板の前記第１面の反対の面である第２面に設けられている構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、前記第１基板は、前記第１面が前記第３面の反対の面に対向するように前記第２基板上に搭載されている構成とすることができる。

【0014】

上記構成において、前記グランドパターンは、前記第１面において前記パッドを囲む構成とすることができる。

【0015】

上記構成において、前記グランドパターンは前記第１面において前記第１弾性波フィルタと電気的に分離している構成とすることができる。

【0016】

上記構成において、前記第１弾性波フィルタおよび前記第２弾性波フィルタのいずれか一方は共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタであり、前記第１弾性波フィルタおよび前記第２弾性波フィルタの他方は前記共通端子と受信端子との間に接続され受信フィルタであり、前記第１信号端子は前記送信端子および前記受信端子のいずれか一方であり、前記第２信号端子は前記送信端子および前記受信端子の他方である構成とすることができる。

【0017】

上記構成において、前記第１弾性波フィルタと前記第２弾性波フィルタとの通過帯域は異なる構成とすることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、アイソレーション特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【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、弾性波共振器１２の平面図、図２（ｂ）は弾性波共振器２２の断面図である。

【図3】図３は、実施例１における基板１０の上面の平面図である。

【図4】図４は、実施例１における基板２０の下面の平面図である。

【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は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図である。

【図7】図７は、比較例１における基板１０の平面図である。

【図8】図８は、実施例１の変形例１における基板１０の上面の平面図である。

【図9】図９は、実施例１の変形例２における基板１０の上面の平面図である。

【図10】図１０は、実施例２に係る弾性波デバイスの断面図である。

【図11】図１１は、実施例２における基板１０の上面の平面図である。

【図12】図１２は、実施例２における基板２０の下面の平面図である。

【図13】図１３（ａ）から図１３（ｄ）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（その１）である。

【図14】図１４（ａ）から図１４（ｄ）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（その２）である。

【図15】図１５（ａ）から図１５（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（その３）である。

【図16】図１６は、実施例２の変形例１における基板１０の上面の平面図である。

【図17】図１７は、実施例２の変形例２における基板２０の下面の平面図である。

【図18】図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、図１６および図１７のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。

【図19】図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、実施例３および実施例３の変形例１に係る弾性波デバイスの断面図である。

【図20】図２０（ａ）および図２０（ｂ）は、それぞれ実施例４および実施例４の変形例１に係る弾性波デバイスの断面図である。

【図21】図２１は、実施例５に係る弾性波デバイスの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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】

【0021】

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上に基板２０が搭載されている。基板１０の上面、基板２０の下面および基板１０の下面は、それぞれ第１面７０、第２面７２および第３面７４に相当する。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、スピネル基板、アルミナ基板またはシリコン基板である。圧電基板１０ｂは、例えばタンタル酸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。圧電基板１０ｂと支持基板１０ａの接合面は平面であり平坦である。

【0022】

基板１０の上面（すなわち第１面７０）に弾性波共振器１２、配線３４、パッド３５ａおよび３５ｂ並びにグランドパターン３７が設けられている。弾性波共振器１２は金属層１７で形成され、配線３４、パッド３５ａおよび３５ｂ並びにグランドパターン３７は金属層１７と金属層１７上に設けられた金属層１８で形成されている。金属層１７は、例えばアルミニウム層または銅層である。金属層１８は、例えば銅層または金層である。基板１０の下面（すなわち第３面７４）に端子３０ａから３０ｃが設けられている。端子３０ａから３０ｃは、弾性波共振器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を貫通するビア配線３２ａから３２ｃが設けられている。ビア配線３２ａおよび３２ｂはパッド３５ａおよび３５ｂと端子３０ａおよび３０ｂを電気的に接続する。ビア配線３２ｃは、グランドパターン３７と端子３０ｃとを電気的に接続する。端子３０ａから３０ｃ、ビア配線３２ａから３２ｃ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。

【0023】

基板２０の下面（すなわち第２面７２）に弾性波共振器２２、配線２７およびパッド２８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。弾性波共振器２２は、下部電極２３、圧電膜２４および上部電極２５を有する。下部電極２３と基板２０との間に空隙２１が設けられている。パッド２８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１０と２０との間にはバンプ３６および環状封止部３８が設けられている。基板２０はバンプ３６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３６は、例えば金バンプ、半田バンプまたは銅バンプである。環状封止部３８は、金層、銅層または半田層等の金属層、または樹脂層等の絶縁層である。弾性波共振器１２と２２は空隙２６を介し対向している。空隙２６は、環状封止部３８、基板１０および２０により封止される。バンプ３６は空隙２６に囲まれている。

【0024】

端子３０ａはビア配線３２ａ、パッド３５ａおよび配線３４を介し弾性波共振器１２と電気的に接続されている。端子３０ｂは、ビア配線３２ｂ、パッド３５ｂ、バンプ３６、パッド２８および配線２７を介し弾性波共振器２２と電気的に接続されている。端子３０ｂは、弾性波共振器１２とは電気的に接続されていない。端子３０ｃはビア配線３２ｃを介しグランドパターン３７と電気的に接続されている。端子３０ｃにグランド電位を供給すると、グランドパターン３７は接地される。

【0025】

図２（ａ）は、弾性波共振器１２の平面図、図２（ｂ）は弾性波共振器２２の断面図である。図２（ａ）に示すように、弾性波共振器１２は弾性表面波共振器である。基板１０上にＩＤＴ（Interdigital Transducer）１５と反射器１６が形成されている。ＩＤＴ１５は、互いに対向する１対の櫛型電極１４を有する。櫛型電極１４は、複数の電極指１１と複数の電極指１１を接続するバスバー１３とを有する。反射器１６は、ＩＤＴ１５の両側に設けられている。ＩＤＴ１５が圧電基板１０ｂに弾性表面波を励振する。ＩＤＴ１５および反射器１６は図１の金属層１７により形成される。金属層１７上に絶縁体からなる保護膜または温度補償膜を設けてもよい。

【0026】

図２（ｂ）に示すように、弾性波共振器２２は圧電薄膜共振器である。基板２０上に圧電膜２４が設けられている。圧電膜２４を挟むように下部電極２３および上部電極２５が設けられている。下部電極２３と基板２０との間に空隙２１が形成されている。下部電極２３および上部電極２５は圧電膜２４内に、厚み縦振動モードの弾性波を励振する。下部電極２３および上部電極２５は例えばルテニウム膜等の金属膜である。圧電膜２４は例えば窒化アルミニウム膜である。弾性波共振器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、弾性波共振器１２および２２は空隙２６に覆われている。

【0027】

図３は、実施例１における基板１０の上面の平面図である。図１は、図３のＡ−Ａ断面に相当する。図３に示すように、基板１０の上面上に複数の弾性波共振器１２、配線３４、パッド３５および環状封止部３８が設けられている。パッド３５にバンプ３６が設けられている。基板１０内にパッド３５に接続するビア配線３２が形成されている。パッド３５は共通パッドＰａ１、送信パッドＰｔ１、受信パッドＰｒ１およびグランドパッドＰｇ１を含む。送信パッドＰｔ１は図１のパッド３５ａに相当し、受信パッドＰｒ１は図１のパッド３５ｂに相当する。送信フィルタ６０は、ラダー型フィルタであり、弾性波共振器１２である直列共振器Ｓ１１およびＳ１２と並列共振器Ｐ１１およびＰ１２を有する。共通パッドＰａ１と送信パッドＰｔ１との間に直列共振器Ｓ１１およびＳ１２が配線３４を介し直列に接続されている。共通パッドＰａ１と送信パッドＰｔ１との間に並列共振器Ｐ１１およびＰ１２が配線３４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３４を介しグランドパッドＰｇ１に接続されている。

【0028】

基板１０の上面に受信パッドＰｒ１を囲むようにグランドパターン３７が設けられている。グランドパターン３７は、グランドパッドＰｇ１に接続されている。これによりグランドパターン３７は接地される。

【0029】

図４は、実施例１における基板２０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の下面に複数の弾性波共振器２２、配線２７、パッド２８および環状封止部３８が設けられている。パッド２８にバンプ３６が設けられている。パッド２８は共通パッドＰａ２、受信パッドＰｒ２およびグランドパッドＰｇ２を含む。受信フィルタ６２は、ラダー型フィルタであり、弾性波共振器２２である直列共振器Ｓ２１からＳ２４と並列共振器Ｐ２１からＰ２３を有する。共通パッドＰａ２と受信パッドＰｒ２との間に直列共振器Ｓ２１からＳ２４が配線２７を介し直列に接続されている。共通パッドＰａ２と受信パッドＰｒ２との間に並列共振器Ｐ２１からＰ２３が配線２７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２７を介しグランドパッドＰｇ２に接続されている。

【0030】

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。図５に示すように、基板１０の下面に端子３０が設けられている。端子３０は共通端子Ａｎｔ、送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘおよびグランド端子Ｇｎｄを含む。図３から図５のように、共通端子Ａｎｔはビア配線３２を介し共通パッドＰａ１に電気的に接続され、さらにバンプ３６を介し共通パッドＰａ２に電気的に接続されている。送信端子Ｔｘはビア配線３２ａを介し送信パッドＰｔ１に電気的に接続されている。受信端子Ｒｘはビア配線３２ｂ、受信パッドＰｒ１、バンプ３６を介し受信パッドＰｒ２に電気的に接続されている。グランド端子Ｇｎｄはビア配線３２ｃを介しグランドパッドＰｇ１に電気的に接続され、さらにバンプ３６を介しグランドパッドＰｇ２に電気的に接続されている。

【0031】

以上のように、実施例１の弾性波デバイスは、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に接続された送信フィルタ６０と、共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に接続された受信フィルタ６２と、を有するデュプレクサとして機能する。送信フィルタ６０は、送信端子Ｔｘ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Ａｎｔに通過させ、その他の信号を抑圧する。受信フィルタ６２は、共通端子Ａｎｔ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Ｒｘに通過させ、その他の信号を抑圧する。

【0032】

図６は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図７は、比較例１における基板１０の平面図である。図６および図７に示すように、第１面７０にグランドパターンが設けられていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0033】

比較例１および実施例１では、送信フィルタ６０が形成された第１面７０、受信フィルタ６２が形成された第２面７２、および端子３０が形成された第３面７４が積層されている。受信端子Ｒｘは受信フィルタ６２と電気的に接続されるが、送信フィルタ６０とは電気的に接続されていない。しかし、第２面７２と第３面７４との間に第１面７０が位置していると、第１面７０に受信パッドＰｒ１を設けることになる。受信パッドＰｒ１は第１面７０において送信フィルタ６０と電気的に接続されていない。図６および図７の矢印８０のように、受信パッドＰｒ１と送信フィルタ６０とが容量結合する。空隙２６の比誘電率はほぼ１であるが、基板１０の比誘電率は１より大きいため、受信パッドＰｒ１と送信フィルタ６０との容量結合が大きくなる。これにより、送信フィルタ６０と受信パッドＰｒ１とが干渉し、送信フィルタ６０と受信フィルタ６２との間のアイソレーション特性が劣化する。例えば、容量結合を介し、送信信号が受信パッドＰｒ１に漏洩してしまう。

【0034】

このように、発明者は、比較例１のように、送信フィルタ６０が形成された基板１０と受信フィルタ６２が形成された基板２０のうち一方の基板２０が外部端子へ接続するために他方の基板１０上を経由する。このとき、基板１０および２０を同じ向きに回路基板へ実装する場合とは別に、基板１０を経由することによる送信フィルタ６０と配線の近接、または基板１０の誘電率によるアイソレーションの劣化という課題を初めて見出した。

【0035】

図１および図３のように、実施例１においては、送信フィルタ６０と受信パッドＰｒ１との間にグランドパターン３７が設けられている。これにより、矢印８０のように受信パッドＰｒ１はグランドパターン３７と容量結合する。よって、送信フィルタ６０と受信パッドＰｒ１との干渉を抑制し、アイソレーション特性を向上できる。

【0036】

実施例１によれば、送信フィルタ６０（第１弾性波フィルタ）、受信パッドＰｒ１およびグランドパターン３７が基板１０（第１基板）の第１面７０に設けられている。送信フィルタ６０と受信パッドＰｒ１とは第１面７０において電気的に分離されている。受信フィルタ６２は平面視において送信フィルタ６０と少なくとも一部領域で重なり、受信パッドＰｒ１と電気的に接続されている。このような構成において、グランドパターン３７は第１面７０において受信パッドＰｒ１と送信フィルタ６０との間に設けられている。このように、グランドパターン３７は、受信パッドＰｒ１と送信フィルタ６０との間を仕切る。これにより、第１面７０における送信フィルタ６０と受信パッドＰｒ１との容量結合を抑制し、送信フィルタ６０と受信フィルタ６２との間のアイソレーション特性を向上できる。

【0037】

また、送信端子Ｔｘ（第１信号端子）は、送信フィルタ６０と電気的に接続されている。受信端子Ｒｘ（第２信号端子）は受信パッドＰｒ１を介し受信フィルタ６２と電気的に接続されている。グランド端子Ｇｎｄはグランドパターン３７と電気的に接続されている。基板２０（第２基板）は基板１０の第１面７０上に搭載されている。受信フィルタ６２は基板２０の第２面７２に設けられている。送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘおよびグランド端子Ｇｎｄは、基板１０の第１面７０と反対の面である第３面７４に設けられている。このような構成では、受信パッドＰｒ１を基板１０の第１面７０に設けることになる。このため、送信フィルタ６０と受信フィルタ６２とのアイソレーション特性が劣化する。よって、グランドパターン３７を設けることにより、アイソレーション特性を向上できる。

【0038】

さらに、基板２０は、第２面７２が第１面７０と対向するように第１面７０上に搭載され、受信フィルタ６２と受信パッドＰｒ１とはバンプ３６を介し電気的に接続されている。このような構成では、送信フィルタ６０と受信フィルタ６２とのアイソレーション特性が劣化する。よって、グランドパターン３７を設けることにより、アイソレーション特性を向上できる。

【0039】

さらに、ビア配線３２ａ（第１ビア配線）は基板１０を貫通し、送信フィルタ６０と送信端子Ｔｘとを電気的に接続する。ビア配線３２ｂ（第２ビア配線）は、基板１０を貫通し、受信パッドＰｒ１と受信端子Ｒｘとを電気的に接続する。

【0040】

さらに、環状封止部３８は、基板１０上に送信フィルタ６０、受信パッドＰｒ１およびグランドパターン３７を囲むように設けられ、送信フィルタ６０と受信フィルタ６２とを空隙２６に封止する。

【0041】

さらに、グランドパターン３７は第１面７０において送信フィルタ６０と電気的に分離していることが好ましい。これにより、グランドパターン３７を介した送信フィルタ６０と受信パッドＰｒ１との干渉が抑制される。よって、送信フィルタ６０と受信フィルタ６２とのアイソレーション特性をより向上させることができる。

【0042】

グランドパターン３７の膜厚は、パッド３５ｂの膜厚以上であることが好ましい。これにより、パッド３５ｂと送信フィルタ６０との容量結合をより抑制できる。図１のように、パッド３５ｂは、バンプ３６を接合するための金属層１８を設けることになる。このため、弾性波共振器１２同士を接続する配線を金属層１７で形成する場合であっても、パッド３５ｂは弾性波共振器１２同士を接続する配線より厚くなる。このとき、グランドパターン３７は、金属層１７および１８で形成することが好ましい。これにより、グランドパターン３７とパッド３５ｂとの膜厚をほぼ同じとすることができる。よって、パッド３５ｂと送信フィルタ６０との容量結合をより抑制できる。

【0043】

ビア配線３２は基板１０を加工している部分のため、微小クラックが存在する可能性がある。このため、バンプ３６を接合するときの応力および／または温度変化等で生じる応力等によりクラックが拡張するおそれがある。図１および図３のように、同じパッド３５に接続されるビア配線３２およびバンプ３６は平面視において重なっていない。これにより、バンプ３６を接合するときの応力および／または温度変化等で生じる応力によるクラックの拡大を抑制することができる。

【0044】

図８は、実施例１の変形例１における基板１０の上面の平面図である。図８に示すように、第１面７０においてグランドパターン３７は受信パッドＰｒ１の３辺を囲んでいるが、受信パッドＰｒ１の１辺を囲んでいない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0045】

図９は、実施例１の変形例２における基板１０の上面の平面図である。図９に示すように、第１面７０においてグランドパターン３７は送信フィルタ６０を囲んでいる。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0046】

グランドパターン３７は送信フィルタ６０と受信パッドＰｒ１との間に設けられていればよい。グランドパターン３７は、例えば送信フィルタ６０と受信パッドＰｒ１とを結ぶ全ての直線を遮るように設けられていることが好ましい。実施例１およびその変形例１のように、グランドパターン３７は、第１面７０において受信パッドＰｒ１を囲むことが好ましい。これにより、送信フィルタ６０と受信フィルタ６２とのアイソレーション特性をより向上させることができる。実施例１のように、グランドパターン３７は、第１面７０において受信パッドＰｒ１を完全に囲むことが好ましい。実施例１の変形例２のように、グランドパターン３７は、第１面７０において送信フィルタ６０を完全に囲んでもよい。

【0047】

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６２および送信フィルタ６０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６２および送信フィルタ６０の少なくとも一方は多重モード型フィルタでもよい。また、第１面７０に受信フィルタが設けられ、第２面７２に送信フィルタが設けられていてもよい。弾性波共振器１２として弾性表面は共振器、弾性波共振器２２として圧電薄膜共振器の例を説明したが、弾性波共振器１２および２２は弾性表面波共振器および圧電薄膜共振器のいずれでもよい。圧電基板１０ｂが支持基板１０ａに接合された例を説明したが、支持基板は設けられていなくてもよい。

【0048】

送信フィルタ６０および受信フィルタ６２を例に説明したが、基板１０および基板２０に設けられたフィルタは送信フィルタおよび受信フィルタでなく、それぞれ入力端子と出力端子との間に接続されたフィルタでもよい。例えば周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）方式の送信帯域と受信帯域とは重ならない。このように、フィルタの通過帯域が異なる場合（例えば通過帯域の中心周波数が異なる場合、または通過帯域が重ならない場合）、フィルタ間のアイソレーション特性が問題となる。よって、グランドパターンを設けることが好ましい。

【実施例2】

【0049】

図１０は、実施例２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の縁部において圧電基板１０ｂが除去され、環状金属層４６が設けられている。環状金属層４６上に環状電極４４が設けられている。環状電極４４上に環状封止部４０が設けられている。環状封止部４０は、基板２０の周りを囲っている。基板２０の上面および環状封止部４０の上面に平板状のリッド４２が設けられている。環状金属層４６、環状電極４４、環状封止部４０およびリッド４２を覆うように保護膜４８が設けられている。環状封止部４０は、例えば半田層等の金属層または樹脂層等の絶縁層である。環状金属層４６は、銅層または金層等であり、環状電極４４はニッケル層等の金属層である。リッド４２は例えば金属板または絶縁板である。保護膜４８は金属膜または絶縁膜である。

【0050】

図１１は、実施例２における基板１０の上面の平面図である。図１２は、実施例２における基板２０の下面の平面図である。平面視において基板２０は基板１０より小さい。基板２０を囲むように環状封止部４０が設けられている。環状封止部４０はビア配線３２を介しグランド端子Ｇｎｄに電気的に接続されている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0051】

図１３（ａ）から図１５（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１３（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。

【0052】

図１３（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。

【0053】

図１３（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３２、開口５０内に環状金属層４６を形成する。ビア配線３２および環状金属層４６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。

【0054】

図１３（ｄ）に示すように、圧電基板１０ｂの上面に弾性波共振器１２、配線３４およびパッド３５を形成する。弾性波共振器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３４およびパッド３５は例えば基板１０側からチタン膜および金膜である。

【0055】

図１４（ａ）に示すように、環状金属層４６上に環状電極４４を形成する。環状電極４４は、例えば基板１０側からチタン膜およびニッケル膜であり、蒸着法およびリフトオフ法を用い形成する。図１４（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３２が露出する。

【0056】

図１４（ｃ）に示すように、ビア配線３２に接触するように、端子３０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。

【0057】

図１４（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３６として金スタッドバンプが形成されている。

【0058】

図１５（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４２を配置する。リッド４２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、半田板が溶融し環状封止部４０が形成される。環状電極４４の上面は半田の濡れ性がよいため環状封止部４０は環状電極４４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、環状封止部４０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４２は半田の濡れ性がよいため環状封止部４０はリッド４２に接合する。リッド４２は基板２０の上面に接触するが接合しない。

【0059】

図１５（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リッド４２、環状封止部４０および基板１０を切断する。図１５（ｃ）に示すように、環状封止部４０の側面を覆うように保護膜４８を形成する。保護膜４８は例えばバレルめっき法を用い形成する。

【0060】

実施例２のように、環状封止部４０は、基板１０上に設けられ、基板２０を囲むように設けられていてもよい。

【0061】

図１６は、実施例２の変形例１における基板１０の上面の平面図である。図１７は、実施例２の変形例２における基板２０の下面の平面図である。図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、図１６および図１７のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。

【0062】

図１６から図１８（ｂ）に示すように、基板１０の上面に設けられたグランドパターン３７ａは基板２０の下面に設けられたパターン２９に接合されている。図１６のように、グランドパターン３７ａはパッド３５ｂを囲っている。図１７のように、パターン２９はパッド２８を３方から囲っている。パッド２８と弾性波共振器２２とを接続する配線２７とグランドパターン３７ａとは電気的に接続されていない。図１８（ａ）のように、グランドパターン３７ａと配線２７との間には絶縁層３９が設けられている。グランドパターン３７ａおよびパターン２９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。グランドパターン３７ａは例えばめっき法により形成される。パターン２９は、例えば配線２７およびパッド２８と同時に形成される。絶縁層３９は、例えば酸化シリコン膜または樹脂膜である。絶縁層３９により、グランドパターン３７ａと配線２７とを電気的に分離できる。その他の構成は実施例２と同じであり説明を省略する。

【0063】

実施例２の変形例１のように、グランドパターン３７ａは基板１０から２０までの範囲に設けられていてもよい。これにより、空隙２６を介した送信フィルタ６０と受信パッドＰｒ１との容量結合を抑制できる。よって、アイソレーション特性をより向上できる。

【0064】

実施例１およびその変形例１においてもグランドパターン３７ａを設けてもよい。

【実施例3】

【0065】

図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、実施例３および実施例３の変形例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図１９（ａ）に示すように、実装基板９０上に基板１０が搭載されている。基板１０の上面および下面がそれぞれ第１面７０および第２面７２に相当する。実装基板９０の下面が第３面７４に相当する。実装基板９０は例えばセラミックスまたは樹脂等の絶縁層である。実装基板９０の下面には端子３０ａから３０ｃが設けられている。実装基板９０の上面にはパッド９３ａから９３ｃが設けられている。実装基板９０を貫通するビア配線９４ａから９４ｃが設けられている。ビア配線９４ａから９４ｃは端子３０ａから３０ｃとパッド９３ａから９３ｃとを電気的に接続する。

【0066】

基板１０は圧電基板である。基板１０の下面には、弾性波共振器１２、配線３４、パッド３５ａおよび３５ｂ並びにグランドパターン３７が設けられている。基板１０の上面には弾性波共振器２２、配線２７およびパッド２８が設けられており，基板１０を貫通するビア配線９５が設けられている。ビア配線９５はパッド２８とパッド３５ｂとを電気的に接続する。パッド３５ａ、３５ｂおよびグランドパターン３７はバンプ９１ａから９１ｃを介しパッド９３ａから９３ｃに接合されている。環状封止部９２ａは実装基板９０と基板１０との間に設けられ、弾性波共振器１２を空隙２６ａに封止する。環状封止部９２ｂは基板１０とリッド９６との間に設けられ、弾性波共振器２２を空隙２６ｂに封止する。

【0067】

端子３０ａは、ビア配線９４ａ、パッド９３ａ、バンプ９１ａ、パッド３５ａおよび配線３４を介し弾性波共振器１２に電気的に接続されている。端子３０ｂは、ビア配線９４ｂ、パッド９３ｂ、バンプ９１ｂ、パッド３５ｂ、ビア配線９５、パッド２８および配線２７を介し弾性波共振器２２に電気的に接続されている。端子３０ｃは、ビア配線９４ｃ、パッド９３ｃおよびバンプ９１ｃを介しグランドパターン３７に電気的に接続されている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0068】

図１９（ｂ）に示すように、基板１０は、支持基板１０ａと、支持基板１０ａの下面に接合された圧電基板１０ｂと、支持基板１０ａの上面に接合された圧電基板１０ｃを有する。弾性波共振器１２および２２はそれぞれ圧電基板１０ｂおよび１０ｃに設けられている。その他の構成は、実施例３と同じで有り説明を省略する。

【0069】

実施例３およびその変形例によれば、実装基板９０（第２基板）は送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘおよびグランド端子Ｇｎｄが設けられた第３面７４を有する。基板１０（第１基板）は、実装基板９０上に搭載され、互いに反対の面である第１面７０および第２面７２を有する。また、基板１０は、第１面７０が第３面７４の反対の面に対向するように実装基板９０上に搭載されている。このような構成では、弾性波共振器２２に接続されたパッド３５ｂを基板１０の第１面７０に設けることになる。このため、送信フィルタ６０と受信フィルタ６２とのアイソレーション特性が劣化する。よって、グランドパターン３７を設けることにより、アイソレーション特性を向上できる。

【実施例4】

【0070】

図２０（ａ）および図２０（ｂ）は、それぞれ実施例４および実施例４の変形例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図２０（ａ）に示すように、環状金属層４６は基板１０の側面に設けられて、端子３０ａに接続されている。端子３０ｃは環状金属層４６および環状電極４４を介しグランドパターン３７に接続されている。その他の構成は実施例２と同じであり説明を省略する。実施例４のように、グランドパターン３７は環状金属層４６を介しグランドに接続されてもよい。

【0071】

図２０（ｂ）に示すように、基板１０と基板２０との間に基板８２が設けられている。基板８２の下面にはパッド８１が設けられている。基板８２の上面にはパッド８３が設けられている。基板８２を貫通し、パッド８１と８３とを電気的に接続するビア配線８４が設けられている。パッド３５ｂと８１とはバンプ３６ａにより接合されている。弾性波共振器１２は、基板１０と８２との間に設けられた環状封止部３８ａにより空隙２６ａに封止されている。パッド８３と２８とはバンプ３６ｂにより接合されている。弾性波共振器２２は、基板２０と８２との間に設けられた環状封止部３８ｂにより空隙２６ｂに封止されている。端子３０ｂは、ビア配線３２ｂ、パッド３５ｂ、バンプ３６ａ、パッド８１、ビア配線８４、パッド８３、バンプ３６ｂ、パッド２８および配線２７を介し弾性波共振器２２に電気的に接続されている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0072】

実施例４の変形例１のように、第１面７０と第２面７２との間に基板８２が設けられていてもよい。

【実施例5】

【0073】

図２１は、実施例５に係る弾性波デバイスの断面図である。図２１に示すように、基板２０は第２面７２が上を向くように、基板１０上に実装されている。基板２０の下面にはパッド８７が設けられている。バンプ３６はパッド８７と接合され、パッド３５ａおよびグランドパターン３７と接合されている。バンプ３６は、基板２０を機械的に支持している。パッド３５ｂと２８とはボンディングワイヤ８８を介し電気的に接続されている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0074】

実施例５によれば、基板２０は、第２面７２の反対の面が第１面７０と対向するように第１面７０上に搭載されている。このような構成でも、グランドパターン３７を設けることにより、アイソレーション特性を向上できる。

【0075】

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】

【0076】

１０、２０ 基板
１０ａ 支持基板
１０ｂ、１０ｃ 圧電基板
１２、２２ 弾性波共振器
２６ 空隙
２７、３４ 配線
２８、３５ パッド
３０ 端子
３２、８４、９４、９５ ビア配線
３６ バンプ
３７ グランドパターン
３８、４０ 環状封止部
６０ 送信フィルタ
６２ 受信フィルタ
７０ 第１面
７２ 第２面
７４ 第３面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】