特開 2022-112576 弾性波デバイスパッケージ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022112576

(43)【公開日】2022-08-03

(54)【発明の名称】弾性波デバイスパッケージ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20220727BHJP

【ＦＩ】

H03H9/25 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021008415

(22)【出願日】2021-01-22

(71)【出願人】

【識別番号】518453730

【氏名又は名称】三安ジャパンテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098202

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 信彦

(72)【発明者】

【氏名】中村 博文

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 浩一

(72)【発明者】

【氏名】門川 裕

【テーマコード（参考）】

5J097

【Ｆターム（参考）】

5J097AA25

5J097FF08

5J097HA04

5J097JJ03

5J097JJ07

5J097JJ09

5J097KK10

(57)【要約】

【課題】弾性波デバイスパッケージに、高放熱特性を、弾性波デバイスとパッケージ基板との一体性を高く確保した状態で、適切に備えさせる。
【解決手段】圧電基板１ａの一面１ｂに櫛形電極を含んだ電極パターンを形成してなる弾性波デバイス１と、弾性波デバイス１の一面１ｂとの間に隙間Ｇを形成させた状態で弾性波デバイス１を搭載するパッケージ基板２と、パッケージ基板２の搭載側に形成されて弾性波デバイス１の他面１ｃの少なくとも一部を覆う第一部分３ａと隙間Ｇを封止する第二部分３ｂとを備える樹脂層３と、樹脂層３を覆うように形成された金属層４とを有する弾性波デバイスパッケージＤである。樹脂層３の第一部分３ａは、弾性波デバイス１の他面１ｃを露出させる非被覆箇所３ｃを形成させるようにして、形成されており、非被覆箇所３ｃに臨む弾性波デバイス１の他面１ｃを金属層４によって覆うようにしてなる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電基板の一面に櫛形電極を含んだ電極パターンを形成してなる弾性波デバイスと、
前記弾性波デバイスの前記一面との間に隙間を形成させた状態で前記弾性波デバイスを搭載するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板の前記搭載側に形成されて前記弾性波デバイスの他面の少なくとも一部を覆う第一部分と前記隙間を封止する第二部分とを備える樹脂層と、
前記樹脂層を覆うように形成された金属層とを有する弾性波デバイスパッケージであって、
前記樹脂層の前記第一部分は、前記弾性波デバイスの前記他面を露出させる非被覆箇所を形成させるようにして、形成されており、
前記非被覆箇所に臨む前記弾性波デバイスの前記他面を前記金属層によって覆うようにしてなる、弾性波デバイスパッケージ。

【請求項2】

前記樹脂層の前記第一部分を、格子状をなすように形成させてなる、請求項１に記載の弾性波デバイスパッケージ。

【請求項3】

前記樹脂層の前記第一部分を、散点的に前記非被覆箇所が形成されるように、形成させてなる、請求項１に記載の弾性波デバイスパッケージ。

【請求項4】

前記樹脂層の前記第一部分の少なくとも一部を、散点的に形成させてなる、請求項１に記載の弾性波デバイスパッケージ。

【請求項5】

前記金属層を、インバーにより構成させてなる、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。

【請求項6】

前記金属層を、リンを含有したものとしてなる、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。

【請求項7】

前記金属層を、ニッケルにより構成させてなる、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。

【請求項8】

前記金属層を、前記弾性波デバイスの前記他面に接するチタンからなる金属膜と、このチタンからなる金属膜上に形成される銅からなる金属膜とを積層させたものとしてなる、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。

【請求項9】

前記金属層を、前記弾性波デバイスの前記他面に接するチタンからなる金属膜と、このチタンからなる金属膜上に形成される銅からなる金属膜と、この銅からなる金属膜上に形成されるニッケルからなる金属膜とを積層させたものとしてなる、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、弾性波デバイスとパッケージ基板との間に樹脂層で封止された隙間を備えた中空構造を有する弾性波デバイスパッケージの改良に関する。

【背景技術】

【0002】

表面弾性波を用いたフィルタ（弾性波デバイス）は携帯電話の送受信回路に広く用いられている。かかる弾性波デバイスとパッケージ基板との間に樹脂層で封止された隙間を備えた中空構造を有する弾性波デバイスパッケージとして、特許文献１に示されるものがある。

【0003】

この特許文献１のものでは、基板上に、弾性波デバイスを搭載し、カバーシートでカバーする構造をとっている。特許文献１では、カバーシートは、プラスチック、金属、あるいは、金属粒子を混入した樹脂から構成可能とされている。

【0004】

しかるに、カバーシートをプラスチックシートとした場合、プラスチックは熱伝導率が高くないため、送受信時に生じる弾性波デバイスの熱を逃がしがたく、弾性波デバイス１の電気的特性（ＴＣＦ特性）が損なわれる場合が少なくない。また、蓄熱により弾性波デバイスの櫛形電極（IDT）が破壊されてしまう場合もある。

【0005】

また、カバーシートを金属シートや金属粒子を混入した樹脂から構成した場合、弾性波デバイスの熱膨張率とカバーシートの熱膨張率との差が大きくなるため、カバーシートと弾性波デバイスや基板との接着性を安定させ難く、いわゆる膨れ剥離の問題が生じ易かった。このような剥離が生じると、剥離が生じた箇所ではカバーシートが弾性波デバイスに密着しなくなるから、カバーシートの所期の放熱性が損なわれ、やはり、弾性波デバイスの電気的特性が損なわれることとなる。加えて、このような剥離は、弾性波デバイスとパッケージ基板との一体性を損ない、断線等の原因ともなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特表２００２－５０４７７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種の弾性波デバイスパッケージに、高放熱特性を、弾性波デバイスとパッケージ基板との一体性を高く確保した状態で、適切に備えさせるようにする点にある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を達成するために、この発明にあっては、弾性波デバイスパッケージを、圧電基板の一面に櫛形電極を含んだ電極パターンを形成してなる弾性波デバイスと、
前記弾性波デバイスの前記一面との間に隙間を形成させた状態で前記弾性波デバイスを搭載するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板の前記搭載側に形成されて前記弾性波デバイスの他面の少なくとも一部を覆う第一部分と前記隙間を封止する第二部分とを備える樹脂層と、
前記樹脂層を覆うように形成された金属層とを有する弾性波デバイスパッケージであって、
前記樹脂層の前記第一部分は、前記弾性波デバイスの前記他面を露出させる非被覆箇所を形成させるようにして、形成されており、
前記非被覆箇所に臨む前記弾性波デバイスの前記他面を前記金属層によって覆うようにしてなる、ものとした。

【0009】

前記樹脂層の前記第一部分を、格子状をなすように形成させておくことが、この発明の態様の一つとされる。

【0010】

また、前記樹脂層の前記第一部分を、散点的に前記非被覆箇所が形成されるように、形成させておくことが、この発明の態様の一つとされる。

【0011】

また、前記樹脂層の前記第一部分の少なくとも一部を、散点的に形成させておくことが、この発明の態様の一つとされる。

【0012】

また、前記金属層を、インバーにより構成させたものとすることが、この発明の態様の一つとされる。

【0013】

また、前記金属層を、リンを含有したものとすることが、この発明の態様の一つとされる。

【0014】

また、前記金属層を、ニッケルにより構成させたものとすることが、この発明の態様の一つとされる。

【0015】

また、前記金属層を、前記弾性波デバイスの前記他面に接するチタンからなる金属膜と、このチタンからなる金属膜上に形成される銅からなる金属膜とを積層させたものとすることが、この発明の態様の一つとされる。

【0016】

また、前記金属層を、前記弾性波デバイスの前記他面に接するチタンからなる金属膜と、このチタンからなる金属膜上に形成される銅からなる金属膜と、この銅からなる金属膜上に形成されるニッケルからなる金属膜とを積層させたものとすることが、この発明の態様の一つとされる。

【発明の効果】

【0017】

この発明によれば、弾性波デバイスパッケージに、高放熱特性を、弾性波デバイスとパッケージ基板との一体性を高く確保した状態で、適切に備えさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、この発明の一実施の形態にかかる弾性波デバイスパッケージを構成する弾性波デバイス（第一例）の断面構成図である。

【図2】図２は、前記第一例の要部破断平面構成図である。

【図3】図３は、前記第一例の弾性波デバイスパッケージを金属層の記載を省略して示した平面構成図である。

【図4】図４は、前記第一例の構成の一部を変更した弾性波デバイスパッケージ（第二例）を金属層の記載を省略して示した平面構成図である。

【図5】図５は、前記第一例の構成の一部を変更した弾性波デバイスパッケージ（第三例）を金属層の記載を省略して示した平面構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図１～図５に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について、説明する。この実施の形態にかかる弾性波デバイスパッケージＤは、弾性波デバイス１（チップ）と、パッケージ基板２（配線基板）と、樹脂層３（モールドレジン）と、金属層４とを備える。

【0020】

（弾性波デバイス１）
弾性波デバイス１は、圧電基板１ａの一面１ｂに、金属膜によって櫛形電極（IDT）を含んだ電極パターン（図示は省略する。）を形成させてなる。すなわち、弾性波デバイス１は、板状をなし、また、その一面１ｂを前記電極パターンの形成面としている。

【0021】

また、弾性波デバイス１は、前記櫛形電極の形成面（前記一面１ｂ）と反対の他面１ｃを有すると共に、その厚さ方向に沿った端面１ｄとを備える。

【0022】

図示の例では、弾性波デバイスは、四角形の板状を呈し、四角形の一面１ｂと他面１ｃとを持った形態となっている。

【0023】

（パッケージ基板２）
パッケージ基板２は、前記弾性波デバイス１の前記一面１ｂとの間に隙間Ｇを形成させた状態で前記弾性波デバイス１を搭載する構成となっている。

【0024】

パッケージ基板２は、絶縁性を備えた板状の材料から構成されている。パッケージ基板２は、前記弾性波デバイス１の搭載側の表面２ａと、この搭載側の表面２ａと反対の裏面２ｂと、厚さ方向に沿った端面２ｃとを備える。

【0025】

パッケージ基板２は、弾性波デバイス１の端面１ｄの外側にパッケージ基板２の端面２ｃを、弾性波デバイス１の中心を巡るいずれの位置においても位置させる大きさに形成されている。

【0026】

弾性波デバイス１は、典型的には、弾性波デバイス１の前記一面１ｂに形成されたパッド電極（図示は省略する。）と、パッケージ基板２の表面２ａに形成させたパッド電極（図示は省略する。）とを、一般的には、弾性波デバイス１側に先に形成させたバンプ５を介して一体化させた状態でパッケージ基板２の前記表面２ａ上に載置される。前記バンプ５としては、ワイヤーボンディングのファーストボンドによって形成される、金スタッドバンプが典型例である。バンプ５と弾性波デバイス１のパッド電極とは超音波溶着などの公知の手法により固着される。

【0027】

弾性波デバイス１の一面１ｂと、パッケージ基板２の表面２ａとの間には、少なくとも前記バンプ５の厚さ分の隙間Ｇが、弾性波デバイス１の前記一面１ｂのいずれの箇所においても形成されている。

【0028】

パッケージ基板２の裏面２ｂには外部接続端子（図示は省略する。）が形成される。パッケージ基板２に前記のように搭載された弾性波デバイス１はその櫛形電極の少なくとも一部を前記外部接続端子に電気的に接続させるようになっている。

【0029】

（樹脂層３）
樹脂層３は、前記パッケージ基板２の前記搭載側に形成される。樹脂層３は、前記弾性波デバイス１の他面１ｃの少なくとも一部を覆う第一部分３ａと前記隙間Ｇを封止する第二部分３ｂとを備えている。この樹脂層３によって、前記パッケージ基板２と前記弾性波デバイス１との間に前記櫛形電極を囲む中空部６が形成される。

【0030】

前記樹脂層３の前記第一部分３ａは、前記弾性波デバイス１の前記他面１ｃを露出させる非被覆箇所３ｃを形成させるようにして、形成されている。

【0031】

図１～図３に示す第一例では、前記樹脂層３の前記第一部分３ａを、格子状をなすように形成させている。図示の例では、第一部分３ａは、弾性波デバイス１の他面１ｃを縁取る額縁部３ａａ内に、この他面１ｃの一辺に平行な第一線状部３ａｂとこの一辺に直交する第二線状部３ａｃとを複数設けることで、四角形の前記非被覆箇所３ｃを複数備えた形態となっている。

【0032】

また、図４に示される第二例では、前記樹脂層３の前記第一部分３ａを、散点的に前記非被覆箇所３ｃが形成されるように、形成させている。図示の例では、円形の非被覆箇所３ｃが第一部分３ａに複数形成されている。

【0033】

また、図５に示される第三例では、前記樹脂層３の前記第一部分３ａの少なくとも一部を、散点的に形成させている。図示の例では、第一部分３ａは、弾性波デバイス１の他面１ｃを縁取る額縁部３ａａ内に、四角形のドット状部３ａｄを複数形成させた形態となっている。各ドット状部３ａｄ間、および、額縁部３ａａとドット状部３ａｄとの間に非被覆箇所３ｃが形成されている。

【0034】

また、この実施の形態にあっては、樹脂層３の第二部分３ｂは、弾性波デバイス１の他面１ｃと端面１ｄとが接する隅部１ｅからパッケージ基板２の表面２ａまでの間にあって弾性波デバイス１の端面１ｄを覆う縦向き部分３ｂａと、この縦向き部分３ｂａがパッケージ基板２の表面２ａに接する箇所からパッケージ基板２の端面２ｃ側に延びる横向き部分３ｂｂとを備えている。横向き部分３ｂｂはパッケージ基板２の表面２ａに密着し、かつ、パッケージ基板２の端面２ｃまでは至らず、横向き部分３ｂｂの端末３ｂｃとパッケージ基板２の端面２ｃとの間には間隔が形成されている。

【0035】

（金属層４）
金属層４は、前記樹脂層３の全体と後述のを非被覆箇所３ｃに臨む前記弾性波デバイス１の他面１ｃとを覆うように形成される。金属層４は、弾性波デバイス１の他面１ｃとの間に樹脂層３の第一部分３ａを挟むようにして形成された第一面部４ａと、弾性波デバイス１の端面１ｃとの間に樹脂層３の第二部分３ｂの縦向き部分３ｂａを挟むようにして形成された第二面部４ｂと、パッケージ基板２との間に樹脂層３の第二部分３ｂの横向き部分３ｂｂを挟むようにして形成された第三面部４ｃとを備えている。第三面部４ｃの端末４ｄはパッケージ基板２の表面２ａと端面２ｃとが接する隅部２ｄに至っており、第三面部４ｃによって樹脂層３の第二部分３ｂの横向き部分３ｂｂの端末３ｂｃも被覆されている。

【0036】

パッケージ基板２をセラミックなどのガスの透過性がないかガスの透過性の低い材料から構成させておけば、このように形成される金属層４によって、前記中空部６のガスバリア性を高く維持することが可能となる。

【0037】

また、このように形成される金属層４によって、前記非被覆箇所３ｃに臨む前記弾性波デバイス１の前記他面１ｃを覆うこととなる。すなわち、前記非被覆箇所３ｃに臨む前記弾性波デバイス１の前記他面１ｃには、金属層４が直接接し、この他面１ｃを覆う。

【0038】

これにより、以下の効果が得られる。
（１）高放熱性：弾性波デバイス１の他面１ｃに金属層４が直接接しているため、弾性波デバイス１から発熱した熱を効率よく熱伝導させ熱放散特性に優れた構造となる。
（２）密着性：弾性波デバイス１の他面１ｃに樹脂層３が接する領域と金属層４が接する領域を形成したことにより、弾性波デバイス１側に対する金属層４の接着性を向上させた構造となる。すなわち、弾性波デバイス１を構成する圧電基板の熱膨張率と金属層４の熱膨張率の差による応力を樹脂層３により応力緩和をすることができ、これにより、非被覆箇所３ｃに臨む前記弾性波デバイス１の前記他面においての前記金属層４のはがれを可及的に防止することが可能となる。

【0039】

かかる金属層４は、Physical Vapor Deposition（PVD）やChemical Vapor Deposition（CVD）により薄膜を形成させた後に、電解めっき法により形成することができる。

【0040】

また、かかる金属層４は、無電解ニッケルめっき法により、直接形成することもできる。この場合、金属層４はニッケルにより構成されたものとなる。電解めっき法で形成する場合は、電気を通すためのシード層（PVDやCVD）を形成する必要があり、製造プロセスが長くなることから、弾性波デバイスパッケージＤの生産コストを低廉化し難い。これに対して、無電解ニッケルめっき法であれば、このシード層が不要となり、弾性波デバイスパッケージＤの生産コストの可及的な低廉化が可能となる。

【0041】

また、かかる無電解ニッケルめっきに、リンを含有させるようにすれば、耐候性を向上させることができる。

【0042】

また、かかる金属層４を、インバーめっきにより形成すれば、金属膜の熱膨率を効果的に低減させることができる。

【0043】

また、かかる前記金属層４は、弾性波デバイス１の他面１ｃに接するチタンからなる金属膜と、このチタンからなる金属膜上に形成される銅からなる金属膜とを積層させたものとしても良い。このようにした場合、チタンからなる金属膜によって弾性波デバイス１と金属層４との密着性を向上させることができると共に、その上に形成される電気伝導性・熱伝導性の高い銅からなる金属膜によって金属層４による熱放散性を向上させることができる。

【0044】

また、前記金属層４を、弾性波デバイス１の他面１ｃに接するチタンからなる金属膜と、このチタンからなる金属膜上に形成される銅からなる金属膜と、この銅からなる金属膜上に形成されるニッケルからなる金属膜とを積層させたものとしても良い。このようにした場合、酸化によって変色し易い銅からなる金属膜をニッケルからなる金属膜によって覆うことで金属層４の変色を防止することができる。なお、この場合のニッケルからなる金属膜はPVDやCVDで形成しても良いが、コストと厚さを考慮すると電解ニッケルめっきで形成することが望ましい。

【0045】

以上に説明した弾性波デバイス１は、典型的には以下の手順で製造することができる。

【0046】

ステップ１：パッケージ基板２に弾性波デバイス１をフリップチップ実装する。
ステップ２：ステップ１で得られたパッケージ基板２の弾性波デバイス１の搭載側に、樹脂シートを真空中で、加熱加圧して樹脂層３を形成する。
ステップ３：弾性波デバイス１の他面１ｃに形成された樹脂層３を所望の形状にレーザーで除去し非被覆箇所３ｃを形成する。かかるレーザーによる除去により、図１～図３に示される第一例における横向き部分３ｂｂの端末３ｂｃとパッケージ基板２の端面２ｃとの間の間隔も形成することができる。
ステップ４：ステップ３で発生したデブリ等の切削くずを除去する。
ステップ５：ステップ４を経た弾性波デバイス１パッケージに対し無電解ニッケルめっきの密着性を向上させるためのプラズマ洗浄をする。
ステップ６：ステップ５を経た弾性波デバイス１パッケージに対し無電解ニッケルめっきにより金属層４を形成する。
ステップ７：ブレードダイサー等で個片化する。
前記ステップ３は、ブレードダイサーを用いて行うこともできる。

【0047】

なお、当然のことながら、本発明は以上に説明した実施態様に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し得るすべての実施態様を含むものである。

【符号の説明】

【0048】

Ｄ 弾性波デバイスパッケージ
Ｇ 隙間
１ 弾性波デバイス
１ａ 圧電基板
１ｂ 一面
１ｃ 他面
１ｄ 端面
１ｅ 隅部
２ パッケージ基板
２ａ 表面
２ｂ 裏面
２ｃ 端面
２ｄ 隅部
３ 樹脂層
３ａ 第一部分
３ａａ 額縁部
３ａｂ 第一線状部
３ａｃ 第二線状部
３ａｄ ドット状部
３ｂ 第二部分
３ｂａ 縦向き部分
３ｂｂ 横向き部分
３ｂｃ 端末
３ｃ 非被覆箇所
４ 金属層
４ａ 第一面部
４ｂ 第二面部
４ｃ 第三面部
４ｄ 端末
５ バンプ
６ 中空部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】