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特開2022-71324電子部品

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】P2022071324

(43)【公開日】2022-05-16

(54)【発明の名称】電子部品

(51)【国際特許分類】

H03H 9/25 20060101AFI20220509BHJP

H03H 9/17 20060101ALI20220509BHJP

H01L 21/822 20060101ALI20220509BHJP

H01L 41/09 20060101ALI20220509BHJP

H01L 41/053 20060101ALI20220509BHJP

H01L 41/22 20130101ALI20220509BHJP

【ＦＩ】

H03H9/25 Z

H03H9/17 F

H01L27/04 E

H01L41/09

H01L41/053

H01L41/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020180221

(22)【出願日】2020-10-28

(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】笹岡康平

【テーマコード（参考）】

5F038

5J097

5J108

【Ｆターム（参考）】

5F038AZ10

5F038BE07

5F038BE09

5F038CA02

5F038CA10

5F038CD18

5F038EZ01

5F038EZ05

5F038EZ20

5J097AA29

5J097BB15

5J097EE04

5J097GG02

5J097GG03

5J097GG04

5J097KK09

5J097KK10

5J108BB08

5J108CC11

5J108EE03

(57)【要約】（修正有）

【課題】小型化、薄型化された電子部品及び弾性波デバイスを提供する。
【解決手段】電子部品１は、配線基板３と、機能素子基板５と、機能素子と、バンプパッド９と、バンプ１５とを有する。機能素子は、配線基板３上に対向配置される。バンプパッド９は、機能素子と電気的に接続される。バンプ１５は、バンプパッド９及び配線基板３と電気的に接続される。凹部７は、バンプパッド９が形成された領域において、機能素子基板５上に形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

配線基板と、
前記配線基板上に対向配置される機能素子基板と、
前記機能素子基板上に設けられた機能素子と、
前記機能素子基板上に設けられ前記機能素子と電気的に接続されたバンプパッドと、
前記バンプパッド及び前記配線基板と電気的に接続されたバンプと
を有する電子部品であって、
前記バンプパッドが形成された領域において、前記機能素子基板上に凹部が形成されている電子部品。

【請求項2】

配線基板と、
前記配線基板上に対向配置される弾性波素子基板と、
前記弾性波素子基板上に設けられた弾性波素子と、
前記弾性波素子基板上に設けられ前記弾性波素子と電気的に接続されたバンプパッドと、
前記バンプパッド及び前記配線基板と電気的に接続されたバンプと
を有する弾性波デバイスであって、
前記バンプパッドが形成された領域において、前記弾性波素子基板上に凹部が形成されている弾性波デバイス。

【請求項3】

前記バンプは、前記凹部が形成された領域にのみ形成されている請求項１または２に記載の電子部品または弾性波デバイス。

【請求項4】

前記バンプパッドは、前記凹部を覆うように形成されている請求項１または２に記載の電子部品または弾性波デバイス。

【請求項5】

前記バンプパッドは、前記凹部が形成された領域にのみ設けられている請求項１または２に記載の電子部品または弾性波デバイス。

【請求項6】

前記凹部は、略円形状又は略楕円形状である請求項１または２に記載の電子部品または弾性波デバイス。

【請求項7】

前記凹部は、前記機能素子基板の端部に形成されている請求項１に記載の電子部品。

【請求項8】

前記凹部は、前記弾性波素子基板の端部に形成されている請求項２に記載の弾性波デバイス。

【請求項9】

前記弾性波素子基板は圧電基板と支持基板を含み、前記支持基板はサファイア、アルミナ、スピネルまたはシリコンからなる基板である請求項２に記載の弾性波デバイス。

【請求項10】

前記弾性波素子は、弾性表面波を励振するＩＤＴ電極からなる請求項２に記載の弾性波デバイス。

【請求項11】

前記弾性波素子は、音響薄膜共振器からなる請求項２に記載の弾性波デバイス。

【請求項12】

前記配線基板に凹部が形成されており、前記バンプは、前記配線基板上に凹部が形成された領域において、前記配線基板と電気的に接続されている請求項１または２に記載の電子部品または弾性波デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子部品に関し、また、弾性波デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

移動体通信端末に代表されるスマートフォンなどでは、年々、高機能化が進んでいる。そのため、使用される電子部品の数は増加する傾向にある。一方で、移動体通信端末であるため、小型化、薄型化が要請される。よって、移動体通信端末に使用される電子部品、またその一例である弾性波デバイスは、小型化、薄型化の要請が強い。

【0003】

特許文献１には、弾性波デバイスを小型化するための技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－５３８１２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、さらなる電子部品、またその一例である弾性波デバイスの小型化、薄型化が望まれている。また、弾性波素子基板を構成する、圧電基板に貼り合わせられるサファイアなどの支持基板は、高価であり、弾性波素子基板自体が小型化されると、原価の低減につながる。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、小型化、薄型化された電子部品および弾性波デバイスを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を達成するために、本発明にあっては、
配線基板と、
前記配線基板上に対向配置される機能素子基板と、
前記機能素子基板上に設けられた機能素子と、
前記機能素子基板上に設けられ前記機能素子と電気的に接続されたバンプパッドと、
前記バンプパッド及び前記配線基板と電気的に接続されたバンプと
を有する電子部品であって、
前記バンプパッドが形成された領域において、前記機能素子基板上に凹部が形成されている電子部品とした。

【0008】

【0009】

前記バンプは、前記凹部が形成された領域にのみ形成されていることが、本発明の一形態とされる。

【0010】

前記バンプパッドは、前記凹部を覆うように形成されていることが、本発明の一形態とされる。

【0011】

前記バンプパッドは、前記凹部が形成された領域にのみ設けられていることが、本発明の一形態とされる。

【0012】

前記凹部は、略円形状又は略楕円形状であることが、本発明の一形態とされる。

【0013】

前記凹部は、機能素子基板の端部に形成されていることが、本発明の一形態とされる。

【0014】

前記凹部は、弾性波素子基板の端部に形成されていることが、本発明の一形態とされる。

【0015】

前記弾性波素子基板は圧電基板と支持基板を含み、前記支持基板はサファイア、アルミナ、スピネルまたはシリコンからなる基板であることが、本発明の一形態とされる。

【0016】

前記弾性波素子は、弾性表面波を励振するＩＤＴ電極からなることが、本発明の一形態とされる。

【0017】

前記弾性波素子は、音響薄膜共振器からなることが、本発明の一形態とされる。

【0018】

前記配線基板に凹部が形成されており、前記バンプは、前記配線基板上に凹部が形成された領域において、前記配線基板と電気的に接続されていることが、本発明の一形態とされる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、小型化、薄型化された電子部品および弾性波デバイスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、実施例１にかかる電子部品である弾性波デバイス１の断面図である。

【図2】図２は、弾性波素子基板５の構成を示す図である。

【図3】図３は、弾性波素子５２が弾性表面波共振器である例を示す平面図である。

【図4】図４は、弾性波素子５２が圧電薄膜共振器である例を示す断面図である。

【図5】図５は、従来の弾性波デバイスの弾性波素子基板のバンプパッドＰＡＤおよびバンプＢＵＭＰの例を示す図である。

【図6】図６は、本発明にかかる弾性波デバイス１の弾性波素子基板５のバンプパッド９およびバンプ１５の例を示す図である。

【図7】図７は、本発明の第二の実施形態である弾性波デバイス１０１の断面図を示す図である。

【図8】図８は、本発明の第三の実施形態である弾性波デバイス２０１の断面図を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施の形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

【0022】

（実施例１）
図１は、実施例１にかかる電子部品である弾性波デバイス１の断面図である。

【0023】

図１に示すように、本実施例にかかる弾性波デバイス１は、配線基板３と、配線基板３上に実装された、機能素子基板である弾性波素子基板５を備える。

【0024】

配線基板３は、例えば、樹脂からなる多層基板、または、複数の誘電体層からなる低温同時焼成セラミックス（ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏ－ｆｉｒｅｄＣｅｒａｍｉｃｓ：ＬＴＣＣ）多層基板等が用いられる。また、配線基板３は、複数の外部接続端子３１を備える。

【0025】

弾性波素子基板５は、例えば、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、あるいは圧電セラミックスからなる基板を用いることができる。

【0026】

また、弾性波素子基板５は、圧電基板と支持基板が接合された基板を用いてもよい。支持基板は、例えば、サファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板またはシリコン基板を用いることができる。

【0027】

弾性波素子基板５は、バンプ１５を介して、配線基板３にフリップチップボンディングにより実装されている。

【0028】

バンプ１５は、例えば、金バンプを用いることができる。バンプ１５の高さは、例えば、２０μｍから５０μｍである。

【0029】

弾性波素子基板５のバンプ１５が形成される領域に、凹部７およびバンプパッド９が形成されている。弾性波素子基板５上には、図１では図示しないが、弾性波素子および弾性波素子とバンプパッド９を電気的に接続するための配線パターンが形成されている。バンプパッド９は、凹部７の領域内にのみ形成されてもよく、凹部７の領域外を含んで、凹部７を覆うように形成されてもよい。

【0030】

凹部７は、フォトリソグラフィー法を用いたドライエッチングまたはウエットエッチングにより形成することができる。また、レーザ加工などによって形成してもよい。凹部７は、バンプ１５が配置される領域に予め形成される。凹部７は、例えば、略円形状でもよいし、略楕円形状でもよい。また、略四角形でもよい。

【0031】

凹部７の深さは、例えば、０．５μｍ～２μｍとすることができる。凹部７が形成された領域の深さが均一である必要はなく、例えば、凹部７の中心部分ほど深く形成し、外延部分に向かうにしたがい漸次浅くなるように形成することができる。このようにすることにより、バンプパッド９と弾性波素子とを電気的に接続する配線パターンが断線することを抑制し得る。

【0032】

凹部７の深さは、弾性波素子基板５の厚みによって適宜調整することができる。また、凹部７は、弾性波素子基板５に圧電基板と支持基板が接合された基板を用いる場合は、圧電基板部分を全て除去し、支持基板が露出するように形成してもよい。

【0033】

弾性波素子基板５を覆うように、封止部１７が形成されている。封止部１７は、例えば、合成樹脂等の絶縁体により形成してもよく、金属を用いてもよい。合成樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミドなどを用いることができるが、これらに限るものではない。好ましくは、エポキシ樹脂を用い、低温硬化プロセスを用いて封止部１７を形成する。

【0034】

図２は、弾性波素子基板５の構成を示す図である。図２に示すように、弾性波素子基板５上に、バンプパッド９、機能素子である、弾性波素子５２および配線パターン５４が形成されている。バンプパッド9および一部の配線パターン５４は、破線で示すように、凹部７の領域内に形成されている。

【0035】

配線パターン５４上に、絶縁体５６が形成されている。絶縁体５６は、例えば、ポリイミドを用いることができる。絶縁体５６は、例えば、１０００ｎｍの膜厚で形成する。

【0036】

絶縁体５６上にも配線パターン５４が形成されており、絶縁体５６を介して立体的に交差するように配線が形成されている。

【0037】

バンプパッド９、弾性波素子５２および配線パターン５４は、銀、アルミニウム、銅、チタン、パラジウムなどの適宜の金属もしくは合金からなる。また、これらの金属パターンは、複数の金属層を積層してなる積層金属膜により形成されてもよい。バンプパッド９、弾性波素子５２および配線パターン５４は、その厚みが、例えば、１５０ｎｍから４００ｎｍとすることができる。

【0038】

バンプパッド９は、入力パッドＩｎ、出力パッドＯｕｔおよびグランドパッドＧＮＤを含んでいる。また、バンプパッド９および配線パターン５４は、弾性波素子５２と電気的に接続されている。

【0039】

図２に示すように、弾性波素子５２を複数形成することで、例えば、バンドパスフィルタを構成することができる。バンドパスフィルタは、入力パッドＩｎから入力された電気信号のうち、所望の周波数帯域のみの電気信号を通過させるように設計されている。

【0040】

入力パッドＩｎから入力された電気信号は、バンドパスフィルタを通過し、所望の周波数帯域の電気信号が、出力パッドＯｕｔに出力される。

【0041】

出力パッドＯｕｔに出力された電気信号は、バンプ１５を介して、配線基板３の外部接続端子３１から出力される。

【0042】

図３は、弾性波素子５２が弾性表面波共振器である例を示す平面図である。

【0043】

図３に示すように、弾性波素子基板５上に、弾性表面波を励振するＩＤＴ（ＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）５２ａと反射器５２ｂが形成されている。ＩＤＴ５２ａは、互いに対向する一対の櫛形電極５２ｃを有する。櫛形電極５２ｃは、複数の電極指５２ｄと複数の電極指５２ｄを接続するバスバー５２ｅを有する。反射器５２ｂは、ＩＤＴ５２ａの両側に設けられている。

【0044】

ＩＤＴ５２ａおよび反射器５２ｂは、例えば、アルミニウムと銅の合金からなる。ＩＤＴ５２ａおよび反射器５２ｂは、その厚みが、例えば、１５０ｎｍから４００ｎｍの薄膜である。ＩＤＴ５２ａおよび反射器５２ｂは、他の金属、例えば、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を含んでもよく、これらの合金により形成されてもよい。また、ＩＤＴ５２ａおよび反射器５２ｂは、複数の金属層を積層してなる積層金属膜により形成されてもよい。

【0045】

図４は、弾性波素子５２が圧電薄膜共振器である例を示す断面図である。

【0046】

図４に示すように、チップ基板６０上に圧電膜６２が設けられている。圧電膜６２を挟むように下部電極６４および上部電極６６が設けられている。下部電極６４とチップ基板６０との間に空隙６８が形成されている。下部電極６４および上部電極６６は、圧電膜６２内に、厚み縦振動モードの弾性波を励振する。

【0047】

チップ基板６０は、例えば、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を用いることができる。圧電膜６２は、例えば、窒化アルミニウムを用いることができる。下部電極６４および上部電極６６は、例えば、ルテニウム等の金属を用いることができる。

【0048】

弾性波素子５２は、所望のバンドパスフィルタとしての特性が得られるよう、適宜、多重モード型フィルタやラダー型フィルタに採用されることができる。

【0049】

ここで、本発明の効果を説明する。本発明の効果を説明するための前提として、まず、従来の弾性波デバイスを説明する。図５は、従来の弾性波デバイスの弾性波素子基板のバンプパッドＰＡＤおよびバンプＢＵＭＰの例を示す図である。

【0050】

図５（ａ）は、従来の弾性波デバイスのバンプパッドＰＡＤ上にバンプＢＵＭＰが形成されていることを示す図である。

【0051】

図５（ａ）に示すように、従来の弾性波デバイスのバンプパッドＰＡＤは、例えば、長辺が１３０μｍであり、短辺が１１０μｍである略四角形状である。また、バンプＢＵＭＰの直径は、例えば、６０μｍである。バンプＢＵＭＰの直径にくらべてバンプパッドＰＡＤを大きくするのは、フリップチップボンディング時に、バンプＢＵＭＰが広がるからである。

【0052】

バンプＢＵＭＰと配線基板の接合を確保するため、長辺方向に振動させることでウルトラソニックを発生させ、かつ、圧力をかけるからである。

【0053】

図５（ｂ）は、フリップチップボンディング後のバンプＢＵＭＰの広がりを示す図である。

【0054】

図５（ｂ）に示すように、フリップチップボンディング後のバンプＢＵＭＰは、バンプパッドＰＡＤの長辺方向に１００μｍに、バンプパッドの短辺方向に８０μｍに、広がっている。

【0055】

このように、従来の弾性波デバイスのバンプパッドＰＡＤは、バンプＢＵＭＰの直径がフリップチップボンディングにより広がること、および、製造誤差を考慮して設計する必要があった。

【0056】

図６は、本発明にかかる弾性波デバイス１の弾性波素子基板５のバンプパッド９およびバンプ１５の例を示す図である。

【0057】

図６（ａ）は、本発明の弾性波デバイス１のバンプパッド９上にバンプ１５が形成されていることを示す図である。

【0058】

図６（ａ）に示すように、バンプパッド９は、例えば、９０μｍの略正方形状である。また、凹部７は、バンプパッド９が形成された領域内に略円形状に形成され、その直径は、例えば、８０μｍである。バンプ１５の直径は、例えば、６０μｍである。

【0059】

図６（ｂ）は、フリップチップボンディング後のバンプ１５の広がりを示す図である。

【0060】

図６（ｂ）に示すように、フリップチップボンディング後のバンプ１５は、直径略８０μｍの略円形状に広がっている。換言すると、バンプ１５は、フリップチップボンディング後であっても、凹部７の領域内に収まって形成されている。

【0061】

以上は、電子部品の一例として、弾性波デバイスの例を用いて、本発明について説明した。本発明は、当然のことながら、弾性波デバイスに限られるものではなく、例えば、ＩＰＤ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＰａｓｓｉｖｅＤｅｖｉｃｅ）など、基板上に機能素子を有し、フリップチップボンディングにより配線基板に実装される電子部品に適用できるものである。

【0062】

本発明にかかる弾性波デバイスによれば、フリップチップボンディングによるバンプの広がりを抑制することができ、弾性波素子基板を小型化することができる。ひいては、電子部品、弾性波デバイスの小型化、薄型化を実現することができる。

【0063】

（実施例２）
図７は、本発明の第二の実施形態である弾性波デバイス１０１の断面図を示す図である。

【0064】

図７に示すように、本実施例にかかる弾性波デバイス１０１は、配線基板１０３と、配線基板１０３上に実装された、弾性波素子基板１０５を備える。

【0065】

弾性波素子基板１０５には、端部に、凹部１０７が形成されている。バンプ１１５は、フリップチップボンディング時の圧力および振動により、弾性波素子基板１０５の外延部分からはみ出すように形成されている。

【0066】

本実施例においては、バンプ１１５が弾性波素子基板１０５の外延部分からはみ出した例を示しているが、バンプ１１５の量および高さ、フリップチップボンディング時の振動幅を調整することで、はみ出さないように形成することもできる。

【0067】

その他の構成は、実施例１で説明した内容と重複するため、省略する。

【0068】

（実施例３）
図８は、本発明の第三の実施形態である弾性波デバイス２０１の断面図を示す図である。

【0069】

図８に示すように、本実施例にかかる弾性波デバイス２０１は、配線基板２０３と、配線基板２０３上に実装された、弾性波素子基板２０５を備える。

【0070】

弾性波素子基板２０５には、凹部２０７が形成されている。

【0071】

配線基板２０３には、凹部２０７と対応する位置に、凹部２０３７が形成されている。配線基板２０３にも凹部２０３７を設けることで、配線基板２０３側のバンプ２１５の広がりも抑制することができる。また、弾性波デバイス２０１は、より薄型化される。

【0072】

その他の構成は、実施例１又は実施例２で説明した内容と重複するため、省略する。

【0073】

以上説明した本発明の構成によれば、より小型化、薄型化された電子部品、弾性波デバイスを提供することができる。

【0074】

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。

【0075】

また、少なくとも一つの実施形態のいくつかの側面を上述したが、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、本発明の範囲内にあることが意図される。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又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、様々な態様で実施又は実行することができる。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。また、ここ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。「又は（若しくは）」の言及は、「又は（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。前後左右、頂底上下、および横縦への言及はいずれも、記載の便宜を意図しており、本発明の構成要素がいずれか一つの位置的又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】

【0076】