特開 2022-175441 デバイスおよびそのデバイスを備えるモジュール

(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】P2022175441

(43)【公開日】2022-11-25

(54)【発明の名称】デバイスおよびそのデバイスを備えるモジュール

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20221117BHJP

   H03H 9/02 20060101ALI20221117BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20221117BHJP

   H03H 9/54 20060101ALI20221117BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20221117BHJP

   H01L 25/16 20060101ALI20221117BHJP

【ＦＩ】

H03H9/25 A

H03H9/02 A

H03H9/17 F

H03H9/54 Z

H01L25/04 Z

H01L25/16 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021081820

(22)【出願日】2021-05-13

(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】100171077

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 健

(72)【発明者】

【氏名】金原 兼久

(72)【発明者】

【氏名】中村 博文

【テーマコード（参考）】

5J097

5J108

【Ｆターム（参考）】

5J097AA10

5J097AA17

5J097BB15

5J097JJ03

5J097JJ06

5J097KK09

5J097KK10

5J108AA07

5J108BB08

5J108CC04

5J108CC11

5J108DD01

5J108DD06

5J108EE03

5J108EE07

5J108EE13

5J108GG03

5J108GG05

5J108GG07

5J108GG14

5J108GG17

5J108JJ01

(57)【要約】

【課題】第１電子部品と第２電子部品との間のアイソレーションを向上することができるデバイスを提供する。
【解決手段】デバイスは、配線基板と、前記配線基板上に実装された第１電子部品と、前記第１電子部品と分離領域を介して隣接して前記配線基板上に実装された第２電子部品と、を有し、前記分離領域は、前記第１電子部品から前記第２電子部品への方向において、第１樹脂層、第１金属層、中間分離領域、第２金属層、および第２樹脂層が、この順で形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

配線基板と、
前記配線基板上に実装された第１電子部品と、
前記第１電子部品と分離領域を介して隣接して前記配線基板上に実装された第２電子部品と、
を有し、
前記分離領域は、前記第１電子部品から前記第２電子部品への方向において、第１樹脂層、第１金属層、中間分離領域、第２金属層、および第２樹脂層が、この順で形成されているデバイス。

【請求項2】

前記第１樹脂層と前記第２樹脂層は一つながりの樹脂膜であり、
前記樹脂膜は、前記第１電子部品または前記第２電子部品の上面を覆い、
前記樹脂膜のうち前記第１電子部品または前記第２電子部品の上面に形成された領域の厚みは、前記第１樹脂層および前記第２樹脂層の厚みよりも厚く形成されている請求項１に記載のデバイス。

【請求項3】

前記第１金属層と前記第２金属層は一つながりの金属膜であり、前記樹脂膜を覆うように形成されている請求項２に記載のデバイス。

【請求項4】

前記金属膜は、前記樹脂膜上にメッキ形成されている請求項３に記載のデバイス。

【請求項5】

前記第１電子部品または前記第２電子部品は、ＳＡＷフィルタである請求項１に記載のデバイス。

【請求項6】

前記第１電子部品または前記第２電子部品は、音響薄膜共振器を用いたフィルタである請求項１に記載のデバイス。

【請求項7】

前記中間分離領域は、導電性材料または非導電性材料が充填されている請求項１に記載のデバイス。

【請求項8】

前記第１電子部品および第２電子部品は、前記配線基板および前記樹脂膜により封止されている請求項２に記載の弾性波デバイス。

【請求項9】

前記金属膜を覆った封止部を備える請求項３に記載のデバイス。

【請求項10】

前記樹脂膜は、前記第１電子部品または前記第２電子部品の上面において、孔が形成されており、
前記孔には、金属が充填されている請求項２に記載のデバイス。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のデバイスを備えるモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、デバイスおよびそのデバイスを備えるモジュールに関連する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、デバイスを開示する。当該デバイスは、第１電子部品と第２電子部品とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２１９０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載のデバイスにおいて、第１電子部品と第２部品とは、隣接して配置される。このため、第１電子部品と第２電子部品との間のアイソレーションが十分でない。

【0005】

本開示は、上述の課題を解決するためになされた。本開示の目的は、第１電子部品と第２電子部品との間のアイソレーションを向上することができるデバイスおよびそのデバイスを備えるモジュールを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示にかかる弾性波デバイスは、
配線基板と、
前記配線基板上に実装された第１電子部品と、
前記第１電子部品と所定の分離領域を介して隣接して前記配線基板上に実装された第２電子部品と、
を有し、
前記分離領域は、前記第１電子部品から前記第２電子部品への方向において、第１樹脂層、第１金属層、中間分離領域、第２金属層、および第２樹脂層が、この順で形成されているデバイスとした。

【0007】

前記第１樹脂層と前記第２樹脂層は一つながりの樹脂膜であり、前記樹脂膜は、前記第１電子部品または前記第２電子部品の上面を覆い、前記樹脂膜のうち前記第１電子部品または前記第２電子部品の上面に形成された領域の厚みは、前記第１樹脂層および前記第２樹脂層の厚みよりも厚く形成されていることが、本開示の一形態とされる。

【0008】

前記第１金属層と前記第２金属層は一つながりの金属膜であり、前記樹脂膜を覆うように形成されていることが、本開示の一形態とされる。

【0009】

前記金属膜は、前記樹脂膜上にメッキ形成されていることが、本開示の一形態とされる。

【0010】

前記第１電子部品または前記第２電子部品は、ＳＡＷフィルタであることが、本発明の一形態とされる。

【0011】

前記第１電子部品または前記第２電子部品は、音響薄膜共振器を用いたフィルタであることが、本発明の一形態とされる。

【0012】

前記中間分離領域は、導電性材料または非導電性材料が充填されていることが、本開示の一形態とされる。

【0013】

前記第１電子部品および第２電子部品は、前記配線基板および前記樹脂膜により封止されていることが、本開示の一形態とされる。

【0014】

前記金属膜を覆った封止部を備えることが、本開示の一形態とされる。

【0015】

前記樹脂膜は、前記第１電子部品または前記第２電子部品の上面において、孔が形成されており、前記孔には、金属が充填されていることが、本開示の一形態とされる。

【0016】

前記配線パターンは、前記第２圧電性部材の厚みよりも厚く形成されていることが、本開示の一形態とされる。

【0017】

前記デバイスを備えるモジュールが、本開示の一形態とされる。

【発明の効果】

【0018】

本開示によれば、第１電子部品と第２電子部品との間のアイソレーションを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施の形態１におけるデバイスの縦断面図である。

【図2】実施の形態１におけるデバイスの弾性波素子の例を示す図である。

【図3】実施の形態１におけるデバイスの弾性波素子が音響薄膜共振器である例を示す図である。

【図4】実施の形態２におけるデバイスの縦断面図である。

【図5】実施の形態３におけるデバイスが適用されるモジュールの縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

実施の形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略される。

【0021】

実施の形態１．
図１は実施の形態１におけるデバイスの縦断面図である。

【0022】

図１は、デバイス１として、デュプレクサである弾性波デバイスの例を示す。

【0023】

図１に示されるように、デバイス１は、配線基板３と複数のバンプ１５と第１電子部品５ａと第２電子部品５ｂと樹脂膜６と金属膜７と充填材料８と封止部１７とを備える。

【0024】

例えば、配線基板３は、樹脂からなる多層基板である。例えば、配線基板３は、複数の誘電体層からなる低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＬＴＣＣ）多層基板である。

【0025】

複数のバンプ１５は、配線基板３と電気的に接続される。例えば、バンプ１５は、金バンプである。例えば、バンプ１５の高さは、２０μｍから５０μｍである。

【0026】

第１電子部品５ａは、配線基板３上に実装される。例えば、第１電子部品５ａは、配線基板３と複数のバンプ１５を介してボンディングされる。

【0027】

例えば、第１電子部品５ａは、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムまたは水晶などの圧電単結晶で形成された基板である。例えば、第１電子部品５ａは、圧電セラミックスで形成された基板である。例えば、第１電子部品５ａは、圧電基板と支持基板とが接合された基板である。例えば、支持基板は、サファイア、シリコン、アルミナ、スピネル、水晶またはガラスで形成された基板である。

【0028】

第１電子部品５ａは、機能素子が形成される基板である。例えば、第１電子部品５ａの主面（図１の下面）において、弾性波素子を用いた受信用のＳＡＷフィルタが形成される。

【0029】

受信用のＳＡＷフィルタは、所望の周波数帯域の電気信号が通過し得るように形成される。例えば、受信用のＳＡＷフィルタは、複数の直列共振器と複数の並列共振器からなるラダー型フィルタである。

【0030】

第２電子部品５ｂは、第１電子部品５ａと分離領域を介して隣接して配線基板３上に実装される。例えば、第２電子部品５ｂは、第１電子部品５ａと４０μｍから１００μｍ程度離れて配線基板３上に実装される。例えば、第２電子部品５ｂは、配線基板３と複数のバンプ１５を介してボンディングされる。

【0031】

例えば、第２電子部品５ｂは、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムまたは水晶などの圧電単結晶で形成された基板である。例えば、第２電子部品５ｂは、圧電セラミックスで形成された基板である。例えば、第２電子部品５ｂは、圧電基板と支持基板とが接合された基板である。例えば、支持基板は、サファイア、シリコン、アルミナ、スピネル、水晶またはガラスで形成された基板である。

【0032】

第２電子部品５ｂは、機能素子が形成される基板である。例えば、第２電子部品５ｂの主面（図１の下面）において、弾性波素子を用いた送信用のＳＡＷフィルタが形成される。

【0033】

送信用のＳＡＷフィルタは、所望の周波数帯域の電気信号が通過し得るように形成される。例えば、送信用のＳＡＷフィルタは、複数の直列共振器と複数の並列共振器からなるラダー型フィルタである。

【0034】

樹脂膜６は、第１電子部品５ａと第２電子部品５ｂとの上面を覆う。樹脂膜６は、配線基板３とともに第１電子部品５ａおよび第２電子部品５ｂを封止する。例えば、樹脂膜６は、１０μｍから２０μｍ程度の厚みの樹脂フィルムが第１電子部品５ａと第２電子部品５ｂとの上面に被せられた状態で吸引されることで分離領域に食い込むように形成される。樹脂膜６は、第１樹脂層６ａと第２樹脂層６ｂとを備える。第１樹脂層６ａと第２樹脂層６ｂとは、一つながりである。樹脂膜６のうち第１電子部品５ａまたは第２電子部品５ｂの上面に形成された領域の厚みは、第１樹脂層６ａおよび第２樹脂層６ｂの厚みよりも厚く形成されている。例えば、樹脂膜６のうち第１電子部品５ａの中央または第２電子部品５ｂの中央の上面に形成された領域の厚みは、１０μｍから２０μｍである。例えば、第１樹脂層６ａおよび第２樹脂層６ｂの厚みは、５μｍから１５μｍである。例えば、樹脂膜６のうち第１電子部品５ａの第２電子部品５ｂの側とは反対側の側壁に隣接した領域の厚みは、５μｍから１５μｍである。例えば、樹脂膜６のうち第２電子部品５ｂの第１電子部品５ａの側とは反対側の側壁に隣接した領域の厚みは、５μｍから１５μｍである。

【0035】

金属膜７は、樹脂膜６を覆うように形成されている。例えば、金属膜７は、樹脂膜６上にメッキ形成されている。例えば、金属膜７は、ニッケル無電解メッキで形成される。金属膜７は、第１金属層７ａと第２金属層７ｂとを備える。第１金属層７ａと第２金属層７ｂは一つながりである。

【0036】

分離領域Ｓにおいて、第１樹脂層６ａ、第１金属層７ａ、中間分離領域Ｓ１、第２金属層７ｂ、および第２樹脂層６ｂは、第１電子部品５ａから第２電子部品５ｂへの方向において、この順で形成されている。

【0037】

例えば、充填材料８は、導電性材料である。例えば、充填材料８は、非導電性材料である。充填材料８は、金属膜７が形成された後に中間分離領域Ｓ１に充填される。

【0038】

封止部１７は、金属膜７を覆うように形成される。例えば、封止部１７は、合成樹脂等の絶縁体により形成される。例えば、封止部１７は、金属で形成される。例えば、封止部１７は、樹脂層と金属層とで形成される。

【0039】

封止部１７が合成樹脂で形成される場合、当該合成樹脂は、エポキシ樹脂、ポリイミドなどである。好ましくは、封止部１７は、エポキシ樹脂を用い、低温硬化プロセスを用いてエポキシ樹脂で形成される。

【0040】

次に、図２を用いて、弾性波素子の例を説明する。
図２は実施の形態１におけるデバイスの弾性波素子の例を示す図である。

【0041】

図２に示されるように、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）５２ａと一対の反射器５２ｂとは、デバイスチップ５の主面に形成される。ＩＤＴ５２ａと一対の反射器５２ｂとは、弾性表面波を励振し得るように設けられる。

【0042】

例えば、ＩＤＴ５２ａと一対の反射器５２ｂとは、アルミニウムと銅の合金で形成される。例えば、ＩＤＴ５２ａと一対の反射器５２ｂとは、チタン、パラジウム、銀などの適宜の金属もしくはこれらの合金で形成される。例えば、ＩＤＴ５２ａと一対の反射器５２ｂとは、複数の金属層が積層した積層金属膜により形成される。例えば、ＩＤＴ５２ａと一対の反射器５２ｂとの厚みは、１５０ｎｍから４００ｎｍである。

【0043】

ＩＤＴ５２ａは、一対の櫛形電極５２ｃを備える。一対の櫛形電極５２ｃは、互いに対向する。櫛形電極５２ｃは、複数の電極指５２ｄとバスバー５２ｅとを備える。複数の電極指５２ｄは、長手方向を合わせて配置される。バスバー５２ｅは、複数の電極指５２ｄを接続する。

【0044】

一対の反射器５２ｂの一方は、ＩＤＴ５２ａの一側に隣接する。一対の反射器５２ｂの他方は、ＩＤＴ５２ａの他側に隣接する。

【0045】

次に、図３を用いて、弾性波素子が音響薄膜共振器である例を説明する。
図３は実施の形態１におけるデバイスの弾性波素子が音響薄膜共振器である例を示す図である。

【0046】

図３において、チップ基板６０は、第１電子部品５ａまたは第２電子部品５ｂとして機能する。例えば、例えば、チップ基板６０は、シリコン等の半導体基板、または、サファイア、アルミナ、スピネルもしくはガラス等の絶縁基板である。

【0047】

圧電膜６２は、チップ基板６０上に設けられる。例えば、圧電膜６２は、窒化アルミニウムで形成される。

【0048】

下部電極６４と上部電極６６とは、圧電膜６２を挟むように設けられる。例えば、下部電極６４と上部電極６６とは、ルテニウム等の金属で形成される。

【0049】

空隙６８は、下部電極６４とチップ基板６０との間に形成される。

【0050】

音響薄膜共振器において、下部電極６４と上部電極６６とは、圧電膜６２の内部に厚み縦振動モードの弾性波を励振する。

【0051】

以上で説明された実施の形態１によれば、分離領域Ｓは、第１電子部品５ａから第２電子部品５ｂへの方向において、第１樹脂層６ａ、第１金属層７ａ、中間分離領域Ｓ１、第２金属層７ｂ、および第２樹脂層６ｂが、この順で形成されている。このため、第１電子部品５ａと第２電子部品５ｂとの間のアイソレーションを向上することができる。

【0052】

また、第１樹脂層６ａと第２樹脂層６ｂは、一つながりである。樹脂膜６は、第１電子部品５ａと第２電子部品５ｂとの上面を覆う。樹脂膜６のうち第１電子部品５ａまたは第２電子部品５ｂの上面に形成された領域の厚みは、第１樹脂層６ａおよび第２樹脂層６ｂの厚みよりも厚く形成されている。このため、第１電子部品５ａと第２電子部品５ｂとの間の距離を短くしつつ、第１電子部品５ａと第２電子部品５ｂとの間のアイソレーションを向上することができる。

【0053】

また、金属膜７は、樹脂膜６を覆うように形成されている。このため、封止部１７がない場合でも、デバイス１の封止構造を実現することができる。その結果、デバイス１の構造の薄型化を実現することができる。

【0054】

また、金属膜７は、樹脂膜６上にメッキ形成されている。このため、デバイス１の構造の薄型化を容易に実現することができる。

【0055】

また、第１電子部品５ａまたは第２電子部品５ｂは、ＳＡＷフィルタである。このため、ＳＡＷフィルタと他の電子部品との間のアイソレーションを向上することができる。

【0056】

また、第１電子部品５ａまたは第２電子部品５ｂは、音響薄膜共振器を用いたフィルタである。このため、音響薄膜共振器を用いたフィルタと他の電子部品と間のアイソレーションを向上することができる。

【0057】

また、中間分離領域Ｓ１には、充填材料８として、導電性材料または非導電性材料が充填されている。このため、第１電子部品５ａと第２電子部品５ｂとの間のアイソレーションをより確実に向上することができる。

【0058】

また、第１電子部品５ａおよび第２電子部品５ｂは、配線基板３および樹脂膜６により封止されている。このため、第１電子部品５ａと第２電子部品５ｂとの間のアイソレーションをより確実に向上することができる。

【0059】

また、封止部１７は、金属膜７を覆う。このため、デバイス１をより確実に封止することができる。

【0060】

実施の形態２．
図４は実施の形態２におけるデバイスの縦断面図である。なお、実施の形態１の部分と同一または相当部分には同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。

【0061】

実施の形態２の樹脂膜６において、第１電子部品５ａまたは第２電子部品５ｂの上面において、少なくとも１つの孔７１が形成される。例えば、孔７１は、レーザ加工により形成される。

【0062】

孔７１には、金属７２が充填されている。例えば、金属７２は、金属膜７と同時にメッキ形成される。例えば、金属７２は、金属膜７と同時にニッケル無電解メッキで形成される。

【0063】

以上で説明された実施の形態２によれば、樹脂膜６において、第１電子部品５ａまたは第２電子部品５ｂの上面において、孔７１が形成される。孔７１には、金属７２が充填されている。このため、第１電子部品５ａまたは第２電子部品５ｂの放熱性を向上することができる。

【0064】

実施の形態３．
図５は実施の形態３におけるデバイスが適用されるモジュールの縦断面図である。なお、実施の形態１の部分と同一または相当部分には同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。

【0065】

図５において、モジュール１００は、配線基板１３０と集積回路部品ＩＣとデバイス１とインダクタ１１と封止部１１７とを備える。

【0066】

配線基板１３０は、実施の形態１の配線基板３と同等である。

【0067】

図示されないが、集積回路部品ＩＣは、配線基板１３０の内部に実装される。集積回路部品ＩＣは、スイッチング回路とローノイズアンプとを含む。

【0068】

デバイス１は、配線基板１３０の主面に実装される。

【0069】

インダクタ１１１は、配線基板１３０の主面に実装される。インダクタ１１１は、インピーダンスマッチングのために実装される。例えば、インダクタ１１１は、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ（ＩＰＤ）である。

【0070】

封止部１１７は、弾性波デバイス１を含む複数の電子部品を封止する。

【0071】

以上で説明された実施の形態３によれば、モジュール１００は、デバイス１を備える。このため、モジュール１００において、第１電子部品５ａと第２電子部品５ｂとの間のアイソレーションを向上することができる。

【0072】

少なくとも一つの実施形態のいくつかの側面が説明されたが、様々な改変、修正および改善が当業者にとって容易に想起されることを理解されたい。かかる改変、修正および改善は、本開示の一部となることが意図され、かつ、本開示の範囲内にあることが意図される。

【0073】

理解するべきことだが、ここで述べられた方法および装置の実施形態は、上記説明に記載されまたは添付図面に例示された構成要素の構造および配列の詳細への適用に限られない。方法および装置は、他の実施形態で実装し、様々な態様で実施または実行することができる。

【0074】

特定の実装例は、例示のみを目的としてここに与えられ、限定されることを意図しない。

【0075】

本開示で使用される表現および用語は、説明目的であって、限定としてみなすべきではない。ここでの「含む」、「備える」、「有する」、「包含する」およびこれらの変形の使用は、以降に列挙される項目およびその均等物並びに付加項目の包括を意味する。

【0076】

「または（若しくは）」の言及は、「または（若しくは）」を使用して記載される任意の用語が、当該記載の用語の一つの、一つを超える、およびすべてのものを示すように解釈され得る。

【0077】

前後左右、頂底上下、横縦、表裏への言及は、いずれも、記載の便宜を意図する。当該言及は、本開示の構成要素がいずれか一つの位置的または空間的配向に限られるものではない。したがって、上記説明および図面は、例示にすぎない。

【符号の説明】

【0078】

１ デバイス、 ３ 配線基板、 ５ａ 第１電子部品、 ５ｂ 第２電子部品、 ６ 樹脂膜、 ６ａ 第１樹脂層、 ６ｂ 第２樹脂層、 ７ 金属膜、 ７ａ 第１金属層、 ７ｂ 第２金属層、 ８ 充填材料、 １５ バンプ、 １７ 封止部、 ５２ 弾性波素子、 ５２ａ ＩＤＴ、 ５２ｂ 反射器、 ５２ｃ 櫛形電極、 ５２ｄ 電極指、 ５４ 配線パターン、 ６０ チップ基板、 ６２ 圧電膜、 ６４ 下部電極、 ６６ 上部電極、 ６８ 空隙、 ７１ 孔、 ７２ 金属、 １００ モジュール、 １１１ インダクタ、 １１７ 封止部、 １３０ 配線基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】