特開 2023-174110 電子部品、フィルタおよびマルチプレクサ

(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】P2023174110

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】電子部品、フィルタおよびマルチプレクサ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20231130BHJP

   H03H 9/02 20060101ALI20231130BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20231130BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20231130BHJP

【ＦＩ】

H03H9/25 A

H03H9/02 A

H03H9/17 F

H01L23/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022086781

(22)【出願日】2022-05-27

(71)【出願人】

【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】川▲崎▼ 篤志

(72)【発明者】

【氏名】菊地 努

【テーマコード（参考）】

5J097

5J108

【Ｆターム（参考）】

5J097AA24

5J097BB15

5J097CC05

5J097JJ03

5J097JJ04

5J097JJ06

5J097JJ09

5J097KK09

5J097KK10

5J108AA07

5J108BB08

5J108CC11

5J108EE03

5J108EE04

5J108EE07

5J108EE13

5J108GG03

5J108GG07

5J108GG15

5J108GG18

(57)【要約】

【課題】接合層に加わる応力を抑制することが可能な電子部品を提供する。
【解決手段】電子部品は、基板１０と、基板１０上に設けられた機能素子と、平面視において機能素子を囲むように基板１０上に設けられた環状金属層３０と、環状金属層３０上に設けられ、環状金属層３０とで機能素子を空隙２６に封止するリッド２０と、リッド２０と環状金属層３０におけるリッド２０側の面と環状金属層３０の側面におけるリッド２０側の部分とに接合された金属接合層２４とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に設けられた機能素子と、
平面視において前記機能素子を囲むように前記基板上に設けられた環状金属層と、
前記環状金属層上に設けられ、前記環状金属層とで前記機能素子を空隙に封止するリッドと、
前記リッドと前記環状金属層における前記リッド側の面と前記環状金属層の側面における前記リッド側の部分とに接合された金属接合層と、
を備える電子部品。

【請求項2】

前記環状金属層は、
第１金属層と、
前記第１金属層の主成分の第１金属元素より抵抗率が高い第２金属元素を主成分とし、前記第１金属層より薄く、前記金属接合層と接触し、前記第１金属層上に設けられた第２金属層と、
を備え、
前記金属接合層は前記第２金属層の側面に接合された請求項１に記載の電子部品。

【請求項3】

前記第１金属層における前記第１金属元素の含有量は５０原子％以上であり、前記第２金属層における前記第２金属元素の含有量は５０原子％以上である請求項２に記載の電子部品。

【請求項4】

前記金属接合層は、前記第１金属層の側面の一部に接合された請求項２に記載の電子部品。

【請求項5】

前記第１金属層と前記第２金属層とが接する面において、前記第１金属層の前記環状金属層が延伸する方向に直交する方向における幅は前記第２金属層の前記直交する方向における幅より小さい請求項４に記載の電子部品。

【請求項6】

前記第１金属層は銅を主成分とし、前記第２金属層はニッケルを主成分とし、前記金属接合層は金および錫を主成分とする請求項２から５のいずれか一項に記載の電子部品。

【請求項7】

前記第１金属層における銅の含有量は５０原子％以上であり、前記第２金属層におけるニッケルの含有量は５０原子％以上であり、前記金属接合層における金の含有量および錫の含有量の合計は５０原子％以上である請求項６に記載の電子部品。

【請求項8】

前記金属接合層ははんだである請求項１から５のいずれか一項に記載の電子部品。

【請求項9】

前記金属接合層は、前記環状金属層における前記リッド側の面と前記環状金属層の側面における前記リッド側の部分とに接触する請求項１から５のいずれか一項に記載の電子部品。

【請求項10】

前記基板と前記リッドとの線膨張係数は異なる請求項１から５のいずれか一項に記載の電子部品。

【請求項11】

前記機能素子は弾性波素子である請求項１から５のいずれか一項に記載の電子部品。

【請求項12】

前記基板は、支持基板と前記支持基板上に設けられた圧電層とを備え、
前記弾性波素子は前記圧電層の表面に設けられ、前記環状金属層は前記圧電層が除去された領域における前記支持基板上に設けられている請求項１１に記載の電子部品。

【請求項13】

請求項１１に記載の電子部品を備えるフィルタ。

【請求項14】

請求項１３に記載のフィルタを備えるマルチプレクサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子部品、フィルタおよびマルチプレクサに関する。

【背景技術】

【0002】

基板上に弾性波素子等の機能素子を設け、機能素子を囲むように基板上に環状金属層を設け、環状金属層上にリッドを接合することで、リッドと環状金属層により機能素子を空隙に封止する電子部品が知られている（例えば特許文献１～４）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－２０５５００号公報

【特許文献2】特開２０１６－１５２６１２号公報

【特許文献3】特開２０１４－１４３６４０号公報

【特許文献4】特開２０１３－１１５６６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

リッドと環状金属層とをはんだ等の接合層を用いて接合する場合、リッドと基板との熱応力により、接合層に応力が加わり、接合層に亀裂等が生じることがある。これにより、リッドと環状金属層内の空隙の気密性が低下する。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、接合層に加わる応力を抑制す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、基板と、前記基板上に設けられた機能素子と、平面視において前記機能素子を囲むように前記基板上に設けられた環状金属層と、前記環状金属層上に設けられ、前記環状金属層とで前記機能素子を空隙に封止するリッドと、前記リッドと前記環状金属層における前記リッド側の面と前記環状金属層の側面における前記リッド側の部分とに接合された金属接合層と、を備える電子部品である。

【0007】

上記構成において、前記環状金属層は、第１金属層と、前記第１金属層の主成分の第１金属元素より抵抗率が高い第２金属元素を主成分とし、前記第１金属層より薄く、前記金属接合層と接触し、前記第１金属層上に設けられた第２金属層と、を備え、前記金属接合層は前記第２金属層の側面に接合された構成とすることができる。

【0008】

上記構成において、前記第１金属層における前記第１金属元素の含有量は５０原子％以上であり、前記第２金属層における前記第２金属元素の含有量は５０原子％以上である構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、前記金属接合層は、前記第１金属層の側面の一部に接合された構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記第１金属層と前記第２金属層とが接する面において、前記第１金属層の前記環状金属層が延伸する方向に直交する方向における幅は前記第２金属層の前記直交する方向における幅より小さい構成とすることができる。

【0011】

上記構成において、前記第１金属層は銅を主成分とし、前記第２金属層はニッケルを主成分とし、前記金属接合層は金および錫を主成分とする構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記第１金属層における銅の含有量は５０原子％以上であり、前記第２金属層におけるニッケルの含有量は５０原子％以上であり、前記金属接合層における金の含有量および錫の含有量の合計は５０原子％以上である構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、前記金属接合層ははんだである構成とすることができる。

【0014】

上記構成において、前記金属接合層は、前記環状金属層における前記リッド側の面と前記環状金属層の側面における前記リッド側の部分とに接触する構成とすることができる。

【0015】

上記構成において、前記基板と前記リッドとの線膨張係数は異なる構成とすることができる。

【0016】

上記構成において、前記機能素子は弾性波素子である構成とすることができる。

【0017】

上記構成において、前記基板は、支持基板と前記支持基板上に設けられた圧電層とを備え、前記弾性波素子は前記圧電層の表面に設けられ、前記環状金属層は前記圧電層が除去された領域における前記支持基板上に設けられている構成とすることができる。

【0018】

本発明は、上記電子部品を備えるフィルタである。

【0019】

本発明は、上記フィルタを備えるマルチプレクサである。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、接合層に加わる応力を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１（ａ）および図１（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図および平面図である。

【図2】図２は、実施例１における弾性波素子の平面図である。

【図3】図３は、実施例１における環状金属層付近の拡大断面図である。

【図4】図４（ａ）から図４（ｄ）は、実施例１における弾性波デバイスの環状金属層の形成方法を示す拡大断面図である。

【図5】図５は、比較例１における環状金属層付近の拡大断面図である。

【図6】図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施例１の変形例１および２における環状金属層付近の拡大断面図である。

【図7】図７は、実施例１の変形例３における環状金属層付近の拡大断面図である。

【図8】図８（ａ）は、実施例１の変形例４に係る弾性波デバイスの断面図、図８（ｂ）は、実施例１の変形例４における弾性波素子の断面図である。

【図9】図９（ａ）は、実施例２に係るフィルタの回路図、図９（ｂ）は、実施例２の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

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0023】

実施例１は、電子部品として、弾性波素子を有する弾性波デバイスの例である。図１（ａ）および図１（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図および平面図である。図１（ｂ）は、基板１０および環状金属層３０を主に示している。基板１０の厚さ方向をＺ方向、基板１０の平面方向をＸ方向およびＹ方向とする。

【0024】

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、基板１０は、支持基板１０ａと、支持基板１０ａ上に設けられた圧電層１０ｃと、支持基板１０ａと圧電層１０ｃとの間に設けられた絶縁層１０ｂと、を備えている。圧電層１０ｃ上に弾性波素子１２および金属層１４が設けられている。弾性波素子１２は例えば弾性表面波素子である。金属層１４は、弾性波素子１２に電気的に接続された配線およびパッドとして機能する。基板１０の周縁部および基板１０のビア配線１６が設けられた領域において、圧電層１０ｃおよび絶縁層１０ｂが除去されており、基板１０の上面は支持基板１０ａの上面である。ビア配線１６は、支持基板１０ａを貫通する。基板１０の下面に端子１８が設けられている。ビア配線１６は金属層１４と端子１８とを電気的に接続する。基板１０の周縁部における支持基板１０ａ上に、弾性波素子１２を囲むように環状金属層３０が設けられている。環状金属層３０は、基板１０上に設けられた環状金属層３０ａと、環状金属層３０ａ上に設けられた環状金属層３０ｂと、を備えている。基板１０の上方にリッド２０が設けられている。リッド２０の下面に金属層２２が設けられている。環状金属層３０と金属層２２とは接合層２４により接合されている。リッド２０および環状金属層３０は、弾性波素子１２を空隙２６に封止する。

【0025】

支持基板１０ａは、例えばサファイア基板、アルミナ基板、石英基板、水晶基板、スピネル基板、ＳｉＣ基板またはシリコン基板である。絶縁層１０ｂは、例えば酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、窒化シリコン層もしくは窒化アルミニウム層の単層またはこれらの層の積層である。圧電層１０ｃは、例えば単結晶タンタル酸リチウム基板、単結晶ニオブ酸リチウム基板または単結晶水晶基板等の圧電基板である。単結晶タンタル酸リチウム基板、単結晶ニオブ酸リチウム基板は、例えば回転ＹカットＸ伝搬基板である。金属層１４、ビア配線１６および端子１８は、例えば銅層、金層、銀層、チタン層、ニッケル層、タングステン層等の金属層の単層またはこれらの層の積層である。リッド２０は、例えばコバール等の金属層、または、例えばサファイア基板、アルミナ基板、石英基板、水晶基板、スピネル基板、ＳｉＣ基板またはシリコン基板等の絶縁層である。リッド２０の下面に別の機能素子が設けられていてもよい。この場合、別の機能素子は空隙２６に封止される。

【0026】

金属層２２は、接合層２４とリッド２０とが直接接合できない場合に設けられる層であり、接合層２４の濡れ性のよい層である。接合層２４が金錫の場合、金属層２２は例えば金層である。接合層２４とリッド２０とが直接接合できる場合、金属層２２は設けられていなくてもよい。接合層２４は、例えば金錫はんだ、錫銀はんだまたは錫銀銅はんだである。環状金属層３０ａは、シールドとして機能するため、抵抗率の低い材料を用いることが好ましく、例えば銅層、金層、アルミニウム層または銀層である。環状金属層３０ｂは、接合層２４と環状金属層３０ａとの間の拡散を防止する拡散防止層として機能し、例えばニッケル層、クロム層またはチタン層である。接合層２４と環状金属層３０ａとの間の拡散が問題とならない場合には、環状金属層３０ｂは設けられていなくてもよい。環状金属層３０は、基板１０と環状金属層３０ａとの間に別の環状金属層を有してもよい。

【0027】

図２は、実施例１における弾性波素子の平面図である。図２に示すように、弾性波素子１２は弾性表面波共振器またはＬａｍｂ波共振器である。圧電層１０ｃ上にＩＤＴ（Interdigital Transducer）４０と反射器４２が形成されている。ＩＤＴ４０は、互いに対向する１対の櫛型電極４０ａを有する。櫛型電極４０ａは、複数の電極指４０ｂと複数の電極指４０ｂを接続するバスバー４０ｃとを有する。反射器４２は、ＩＤＴ４０の両側に設けられている。ＩＤＴ４０は圧電層１０ｃに弾性表面波を励振する。弾性波の波長は一対の櫛型電極４０ａの一方の櫛型電極４０ａの電極指４０ｂのピッチにほぼ等しい。すなわち、弾性波の波長は一対の櫛型電極４０ａの電極指４０ｂのピッチの２倍にほぼ等しい。ＩＤＴ４０および反射器４２は例えばアルミニウム膜、銅膜またはモリブデン膜により形成される。圧電層１０ｃ上にＩＤＴ４０および反射器４２を覆うように保護膜または温度補償膜が設けられていてもよい。弾性波素子１２は、弾性波を励振する電極を含む。このため、弾性波を制限しないように、弾性波素子１２は空隙２６に覆われている。

【0028】

図３は、実施例１における環状金属層付近の拡大断面図である。図３に示すように、接合層２４は環状金属層３０の上面および環状金属層３０はＹＺ面に相当する側面を覆っている。すなわち、環状金属層３０の上面と接合層２４との界面における端５０を接合層２４が覆っている。環状金属層３０ａおよび３０ｂの上面は中央部が上方に突出するような曲面である。これは、環状金属層３０ａおよび３０ｂを電界めっき法を用い形成したためである。環状金属層３０ａおよび３０ｂの上面は平面でもよい。環状金属層３０の両側面は平行である。環状金属層３０の両側面は、基板１０側の幅がリッド２０側の幅より狭くてもよいし、広くてもよい。環状金属層３０の側面は曲面でもよいし、凹凸面でもよい。

【0029】

環状金属層３０ａおよび３０ｂのＺ方向における厚さをそれぞれＴ１およびＴ２とする。環状金属層３０とリッド２０との間における接合層２４のＺ方向における最大の厚さおよび最小の厚さをそれぞれＴ３ａおよびＴ３ｂとする。環状金属層３０のＸ方向における幅をＷ１とする。環状金属層３０と接合層２４との界面における接合層２４のＸ方向における幅をＷ３とする。リッド２０および金属層２２と接合層２４との界面における接合層２４のＸ方向における幅をＷ４とする。接合層２４が環状金属層３０の側面に接するＺ方向における高さをＨとする。厚さＴ１は例えば１０μｍ～２０μｍ、厚さＴ２は例えば１μｍ～５μｍ、厚さＴ３ａおよびＴ３ｂは、例えばそれぞれ１μｍ～５μｍおよび２μｍ～６μｍ、幅Ｗ１は例えば１０μｍ～３０μｍ、幅Ｗ３は、例えば０．５μｍ～１０μｍ、幅Ｗ４は例えば１０μｍ～５０μｍ、高さＨは、例えば１μｍ～１０μｍである。基板１０の支持基板１０ａの厚さは例えば５０μｍ～２００μｍ、リッド２０の厚さは例えば１０μｍ～５０μｍである。

【0030】

図４（ａ）から図４（ｄ）は、実施例１における弾性波デバイスの環状金属層の形成方法を示す拡大断面図である。図４（ａ）に示すように、基板１０上に、開口５３を有するマスク層５２を形成する。マスク層５２は、例えばフォトレジストであり、例えばフォトリソグラフィ法を用い形成される。

【0031】

図４（ｂ）に示すように、電界めっき法を用い開口５３内に環状金属層３０および接合層２４を形成する。マスク層５２の側面が傾斜している場合、環状金属層３０の側面が傾斜することもある。電界めっき法の条件により、環状金属層３０の上面および接合層２４の上面の中央部が上方向に突出する曲面状となることもある。

【0032】

図４（ｃ）に示すように、マスク層５２を除去する。接合層２４が接合層２４の融点以上の温度となるように、基板１０を加熱する。矢印５４のように、上方からリッド２０を接合層２４に押し当てる。図４（ｄ）に示すように、接合層２４は金属層２２に接合する。矢印５５のようにリッド２０を更に接合層２４に押し当てる。これにより、矢印５６のように、溶融した接合層２４は環状金属層３０の側面に回り込む。その後、基板１０が室温に戻ることで、接合層２４が固化し、リッド２０は接合層２４を介し環状金属層３０に接合される。

【0033】

［比較例１］
図５は、比較例１における環状金属層付近の拡大断面図である。図５に示すように、比較例１では、接合層２４は、環状金属層３０の上面を覆っているが、側面を覆っていない。その他の構成は実施例１と同じである。比較例１では、基板１０とリッド２０とに線膨張係数の差がある。このため、温度を上げ接合層２４を溶融させ、環状金属層３０とリッド２０とを接合した後に室温に戻ると、環状金属層３０の上面と接合層２４との界面における端５０での応力が高くなる。また、温度サイクルにより端５０における応力が大きくなる。これにより、接合層２４と環状金属層３０とが剥がれる、または、接合層２４に亀裂が入る、可能性がある。剥がれまたは亀裂が生じると、空隙２６の気密性が低下する可能性がある。

【0034】

［シミュレーション］
比較例１と実施例１について接合層２４に加わる応力を２次元の有限要素法を用いシミュレーションした。シミュレーションでは、基板１０およびリッド２０のＸ方向における中点を通る直線を鏡面条件とし、Ｘ方向における半分領域においてシミュレーションした。
シミュレーションにおける各部材の寸法および材料は以下である。
支持基板１０ａ：厚さが７５μｍのサファイア基板
絶縁層１０ｂ、圧電層１０ｃ：設けていない
環状金属層３０ａ：厚さＴ１が２１μｍ、幅Ｗ１が２５μｍの銅層
環状金属層３０ａの上面：円弧の一部
環状金属層３０ｂ：厚さＴ２が２．５μｍ、幅Ｗ１が２５μｍのニッケル層
環状金属層３０ｂの上面：円弧の一部
接合層２４：厚さＴ３ａが７μｍ、厚さＴ３ｂが５μｍの金錫（錫が２０質量％）
接合層２４の上面の幅Ｗ４：３１μｍ
金属層２２：基板１０側から厚さが１μｍの金層および厚さが１μｍのニッケル層
リッド２０：厚さが３０μｍのコバール
幅Ｗ３：２μｍ
高さＨ：２．５μｍ
接合層２４は環状金属層３０ａの側面には接合されていない（後述する実施例１の変形例２の構造）。
支持基板１０ａおよびリッド２０のＸ方向における半分の領域の幅は５５０μｍとした。

【0035】

リッド２０を環状金属層３０に接合させる工程の条件は以下である。
図４（ｃ）のように、リッド２０が接合層２４に接触しない状態において、２５℃から３２０℃まで時間に対し温度を線形的に昇温する。その後、３２０℃において、リッド２０を接合層２４に接触させる。リッド２０と接合層２４とを固定し、３２０℃から２５℃まで時間に対し温度を線形的に降温する。

【0036】

２５℃に降温後において、実施例１の図３および比較例１の図５における環状金属層３０の上面と接合層２４との界面における－Ｘ方向の端５０での応力は以下である。
比較例１：２０４ＭＰａ
実施例１：１３７ＭＰａ
このように、実施例１では、端５０における応力は比較例１に比べ約６７％となる。

【0037】

このように、実施例１では、接合層２４が環状金属層３０の上面に加え、環状金属層３０の上部の一部を覆う。これにより、接合層２４と環状金属層３０の上面との界面付近における応力を抑制できる。これにより、接合層２４と環状金属層３０との剥がれ、接合層２４の亀裂が生じることを抑制でき、空隙２６の気密性を向上できる。

【0038】

［実施例１の変形例１］
図６（ａ）は、実施例１の変形例１における環状金属層付近の拡大断面図である。図６（ａ）に示すように、環状金属層３０ｂは設けられておらず、環状金属層３０は環状金属層３０ａである。環状金属層３０ａと接合層２４との間の元素の拡散が問題とならないような場合には、環状金属層３０ｂは設けなくてもよい。例えば環状金属層３０ａが金層であり、接合層２４が金錫の場合には環状金属層３０ｂはなくてもよい。その他の構成は実施例１と同じであり、説明を省略する。

【0039】

［実施例１の変形例２］
図６（ｂ）は、実施例１の変形例２における環状金属層付近の拡大断面図である。図６（ｂ）に示すように、接合層２４は環状金属層３０ｂの側面を覆い、環状金属層３０ａの側面を覆っていない。実施例１のように、接合層２４が環状金属層３０ａの側面の一部を覆うことにより、接合層２４に加わる応力をより抑制できる。しかし、接合層２４と環状金属層３０ａとが接触すると、接合層２４および環状金属層３０ａの元素が拡散する。実施例１の変形例２では、接合層２４と環状金属層３０ａとが接触しないため、接合層２４および環状金属層３０ａの元素が拡散を抑制できる。その他の構成は実施例１と同じであり、説明を省略する。

【0040】

［実施例１の変形例３］
図７は、実施例１の変形例３における環状金属層付近の拡大断面図である。図７に示すように、環状金属層３０ａと３０ｂとが接する界面における環状金属層３０ａの幅Ｗ１は環状金属層３０ｂの幅Ｗ２より小さい。接合層２４は、環状金属層３０ａと３０ｂの側面の段差を覆う。このため、接合層２４と環状金属層３０との密着性が向上し、接合層２４と環状金属層３０とが剥がれることを抑制できる。その他の構成は実施例１と同じであり、説明を省略する。

【0041】

［実施例１の変形例４］
図８（ａ）は、実施例１の変形例４に係る弾性波デバイスの断面図である。図８（ａ）に示すように、基板１０上に弾性波素子１２ａが設けられている。基板１０は、例えばサファイア基板、アルミナ基板、石英基板、水晶基板、スピネル基板、ＳｉＣ基板またはシリコン基板である。その他の構成は実施例１の図１（ａ）と同じである。

【0042】

図８（ｂ）は、実施例１の変形例４における弾性波素子の断面図である。図８（ｂ）に示すように、圧電薄膜共振器である弾性波素子１２ａでは、基板１０上に圧電膜４６が設けられている。圧電膜４６を挟むように下部電極４４および上部電極４８が設けられている。下部電極４４と基板１０との間に空隙４５が形成されている。圧電膜４６の少なくとも一部を挟み下部電極４４と上部電極４８とが対向する領域が共振領域４７である。共振領域４７において、下部電極４４および上部電極４８は圧電膜４６内に、厚み縦振動モードまたは厚み滑り振動モードの弾性波を励振する。下部電極４４および上部電極４８は例えばルテニウム膜等の金属膜である。圧電膜４６は例えば窒化アルミニウム膜、タンタル酸リチウム膜またはニオブ酸リチウム膜である。空隙４５の代わりに弾性波を反射する音響反射膜が設けられていてもよい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0043】

実施例１およびその変形例によれば、弾性波素子１２または１２ａ（機能素子）および環状金属層３０は基板１０上に設けられ、平面視において環状金属層３０は弾性波素子１２または１２ａを囲むように設けられている。リッド２０は、環状金属層３０上に設けられ、環状金属層３０とで弾性波素子１２または１２ａを空隙２６内に封止する。接合層２４（金属接合層）は、リッド２０と環状金属層３０のリッド２０側の面と環状金属層３０の側面のリッド２０側の部分とに接合されている。これにより、シミュレーションのように、環状金属層３０と接合層２４との界面付近における接合層２４に加わる応力を抑制できる。

【0044】

接合層２４は、例えばはんだである。接合層２４の融点は環状金属層３０より低い。例えば金錫（錫の濃度は２０質量％）の融点は約２７０℃である。このように、はんだの融点は３００℃以下である。これに対し、環状金属層３０に用いる銅、ニッケル、金、アルミニウムおよび銀の融点はそれぞれ１０８５℃、１４５５℃、１０６４℃、６６０℃および９６２℃であり、接合層２４の融点より３００℃以上高い。

【0045】

環状金属層３０と接合層２４との界面における応力を抑制するため、環状金属層３０と接合層２４との界面における接合層２４の幅Ｗ３は大きいことが好ましい。幅Ｗ３を環状金属層３０の幅Ｗ１に対し比較すると、幅Ｗ３は、環状金属層３０の幅Ｗ１の１／５０倍以上が好ましく、１／２０倍以上がより好ましく、１／１０倍以上がさらに好ましく、２μｍ以上が好ましい。幅Ｗ３が大きいと大型化する。この観点から幅Ｗ３は幅Ｗ１の１／２倍以下が好ましく、１／５倍以下がより好ましい。幅Ｗ３を接合層２４の厚さＴ３ｂと比較すると、幅Ｗ３は、厚さＴ３ｂの１／５倍以上が好ましく、１／２倍以上がより好ましい。幅Ｗ３は、厚さＴ３ｂの２倍以下が好ましい。

【0046】

環状金属層３０と接合層２４との界面における応力を抑制するため、接合層２４が環状金属層３０の側面と接触する高さＨは大きいことが好ましい。高さＨを環状金属層３０の厚さ（Ｔ１＋Ｔ２）に対し比較すると、高さＨは、厚さＴ１＋Ｔ２の１／２０倍以上が好ましく、１／１０倍以上がより好ましく、１／５倍以上がさらに好ましい。厚さＨが大きいと接合層２４が基板１０に接触する可能性がある。この観点から高さＨは厚さＴ１＋Ｔ２の１／２倍以下が好ましい。

【0047】

実施例１の変形例１の図６（ａ）のように、接合層２４と環状金属層３０ａとの間の元素の拡散が問題とならない場合、環状金属層３０ｂは設けられていなくてもよい。

【0048】

実施例１およびその変形例２～４の図３、図６（ｂ）、図７のように、環状金属層３０は、環状金属層３０ａ（第１金属層）および環状金属層３０ｂ（第２金属層）を備えている。環状金属層３０ｂは、環状金属層３０ａ上に設けられ、接合層２４に接触する。また、接合層２４は環状金属層３０ｂの側面に接合されている。接合層２４の元素の環状金属層３０ａへの拡散が問題となる場合、拡散防止層として環状金属層３０ｂを設けることができる。環状金属層３０ａはシールド等として機能するため、環状金属層３０ａの抵抗率は低く、厚さＴ１は厚いことが好ましい。一方、環状金属層３０ｂは拡散防止が主な機能である。このため、環状金属層３０ｂの抵抗率は、環状金属層３０ａの抵抗率より高い。環状金属層３０ｂの主成分の第１金属元素の抵抗率は、環状金属層３０ａの主成分の第２金属元素の抵抗率より高い。なお、第１金属元素および第２金属元素の抵抗率とは、それぞれ第１金属元素および第２金属元素が１００％のバルクにおける抵抗率である。環状金属層３０ｂにおける第１金属元素の含有量は例えば５０原子％以上（または８０原子％以上もしくは９０原子％以上）であり、環状金属層３０ａにおける第２金属元素の含有量は例えば５０原子％以上（または８０原子％以上もしくは９０原子％以上）である。また、環状金属層３０ｂの厚さＴ２は環状金属層３０ａの厚さＴ１より小さい。

【0049】

環状金属層３０ａに用いる銅、金、アルミニウムおよび銀の抵抗率は、それぞれ１．６８×１０^－８Ω・ｍ、２．４４×１０^－８Ω・ｍ、２．６５×１０^－８Ω・ｍおよび１．５９×１０^－８Ω・ｍである。環状金属層３０ｂに用いるニッケル、チタンおよびクロムの抵抗率は、それぞれ７．０×１０^－８Ω・ｍ、４．２×１０^－７Ω・ｍおよび１．３×１０^－７Ω・ｍである。このように、環状金属層３０ｂの抵抗率は、環状金属層３０ａの抵抗率の２倍以上であり、３倍以上である。また、環状金属層３０ｂの厚さＴ２は環状金属層３０ａの厚さＴ１の１／２倍以下であり、１／５倍以下である。

【0050】

環状金属層３０ａは銅を主成分とし、環状金属層３０ｂはニッケルを主成分とし、接合層２４は金錫を主成分とする。これにより、シミュレーションのように、接合層２４に加わる応力を抑制できる。なお、ある層がある元素を主成分とするとは、ある層におけるある元素の含有量が５０原子％以上のことであり、ある層におけるある元素の含有量が８０原子％または９０原子％以上でもよい。接合層２４が金錫を主成分とするとは、接合層２４における金の含有量と錫の含有量の合計が５０原子％以上であり、８０原子％または９０原子％以上でもよい。金錫における金と錫の比率は、金と錫の共晶が形成される程度の比率であり、錫の含有量が１０質量％～３０質量％である。

【0051】

接合層２４は、環状金属層３０ｂの側面を覆う。これにより、環状金属層３０と接合層２４との界面における応力を抑制することができる。接合層２４は、環状金属層３０ｂの側面の全面に接触することが好ましい。

【0052】

接合層２４が環状金属層３０ａの側面の一部に接触しても、接合層２４と環状金属層３０ａとの元素の拡散が大きな問題とならない場合、実施例１および変形例３の図３および図７のように、接合層２４は、環状金属層３０ａの側面の一部に接合されていてもよい。これにより、環状金属層３０と接合層２４との界面における応力をより抑制することができる。

【0053】

接合層２４が環状金属層３０ａの側面の一部に接触すると、接合層２４と環状金属層３０ａとの元素の拡散が大きな問題となる場合、実施例１の変形例２の図６（ｂ）のように、接合層２４は、環状金属層３０ａの側面に接合されていなくてもよい。これにより、接合層２４と環状金属層３０ａとの元素の拡散を抑制できる。

【0054】

実施例１の変形例３の図７のように、環状金属層３０ａと３０ｂとが接する面において、環状金属層３０ａの幅Ｗ１は環状金属層３０ｂの幅Ｗ２より小さい。これにより、環状金属層３０ｂの周縁部の下に庇が形成され、庇に周りむように接合層２４が設けられる。よって、接合層２４と環状金属層３０との剥がれを抑制できる。幅Ｗ１は幅Ｗ２の０．９９倍以下が好ましく、０．９８倍以下がより好ましく、０．９５倍以下がさらに好ましい。幅Ｗ１が小さすぎると環状金属層３０ａの強度が弱くなる。この観点から、幅Ｗ１は幅Ｗ２の０．７倍以上が好ましい。なお、幅Ｗ１およびＷ２は、図７における環状金属層３０の延伸方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）における幅である。

【0055】

基板１０とリッド２０との線膨張係数が異なる場合、接合層２４に熱応力が加わる。よって、接合層２４は環状金属層３０の側面の一部に接合されることが好ましい。基板１０がサファイア基板のとき、基板１０の線膨張係数は約７ｐｐｍ／℃である。リッド２０がコバールのとき、リッド２０の線膨張係数は約０ｐｐｍ／℃である。基板１０とリッド２０との線膨張係数の差が１ｐｐｍ／℃以上、２ｐｐｍ／℃または５ｐｐｍ／℃のとき、接合層２４は環状金属層３０の側面の一部に接合されることが好ましい。

【0056】

図１（ａ）のように、基板１０は、支持基板１０ａと支持基板１０ａ上に設けられた圧電層１０ｃとを備える。弾性波素子１２は圧電層１０ｃの表面に設けられ、環状金属層３０は圧電層１０ｃが除去された領域における支持基板１０ａ上に設けられている。

【0057】

実施例１およびその変形例では、機能素子として弾性波素子１２および１２ａ（圧電薄膜共振器または弾性表面波共振器）の例を説明したが、機能素子は、インダクタまたはキャパシタ等の受動素子、トランジスタを含む能動素子、またはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子でもよい。

【実施例0058】

図９（ａ）は、実施例２に係るフィルタの回路図である。図９（ａ）に示すように、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に、１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４が直列に接続されている。入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に、１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ４が並列に接続されている。直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ４の少なくとも１つの共振器に実施例１およびその変形例の弾性波素子１２および１２ａを用いることができる。直列共振器および並列共振器の個数等は適宜設定できる。フィルタとしてラダー型フィルタを例に説明したが、フィルタは多重モード型フィルタでもよい。

【0059】

図９（ｂ）は、実施例２の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。図９（ｂ）に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ６０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ６２が接続されている。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送信信号として共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。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信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信フィルタ６０および受信フィルタ６２の少なくとも一方を実施例２のフィルタとすることができる。

【0060】

マルチプレクサとしてデュプレクサを例に説明したがトリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。

【0061】

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。