特開 2024-128510 電子部品

(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】P2024128510

(43)【公開日】2024-09-24

(54)【発明の名称】電子部品

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20240913BHJP

   H03H 9/64 20060101ALI20240913BHJP

   H03H 9/72 20060101ALI20240913BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20240913BHJP

   H03H 9/54 20060101ALI20240913BHJP

   H03H 9/70 20060101ALI20240913BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

H03H9/25 A

H03H9/64 Z

H03H9/72

H03H9/17 F

H03H9/54 Z

H03H9/70

H01L23/02 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023037502

(22)【出願日】2023-03-10

(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】山内 基

【テーマコード（参考）】

5J097

5J108

【Ｆターム（参考）】

5J097AA25

5J097BB02

5J097BB11

5J097BB15

5J097EE08

5J097FF04

5J097HA03

5J097HA04

5J097HA07

5J097HA08

5J097JJ04

5J097JJ06

5J097JJ07

5J097KK10

5J108AA07

5J108BB07

5J108BB08

5J108GG03

5J108GG07

5J108KK04

(57)【要約】

【課題】リッドの撓みを低減することが可能な電子部品を提供すること。
【解決手段】弾性波デバイス１００は、基板１０と、基板１０上に設けられる弾性波素子５０と、平面視して弾性波素子５０を囲んで基板１０上に設けられる枠体１８と、基板１０とで空隙２２を挟んで枠体１８上に設けられ、空隙２２内に弾性波素子５０を封止し、金属材料からなり空隙２２に露出する第１層３２と、絶縁材料または半導体材料からなり第１層３２に対して空隙２２とは反対側に位置する第２層３４と、を含み、第１層３２および第２層３４の厚さは同じまたは薄い方の厚さが厚い方の厚さの１／１０以上であるリッド３０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る機能素子と、
平面視して前記機能素子を囲んで前記基板上に設けられる枠体と、
前記基板とで空隙を挟んで前記枠体上に設けられ、前記空隙内に前記機能素子を封止し、金属材料からなり前記空隙に露出する第１層と、絶縁材料または半導体材料からなり前記第１層に対して前記空隙とは反対側に位置する第２層と、を含み、前記第１層および前記第２層の厚さは同じまたは薄い方の厚さが厚い方の厚さの１／１０以上であるリッドと、を備える電子部品。

【請求項2】

前記第１層のヤング率および前記第２層のヤング率は７０ＧＰａ以上である、請求項１に記載の電子部品。

【請求項3】

前記第２層のヤング率は前記第１層のヤング率より大きい、請求項１または２に記載の電子部品。

【請求項4】

前記第２層は前記第１層より厚い、請求項３に記載の電子部品。

【請求項5】

前記第２層は、サファイア、酸化アルミニウム、シリコン、水晶、スピネル、炭化シリコン、ＤＬＣ、ＦＲ４、ＬＴＣＣ、ＨＴＣＣ、ガラス、石英、またはＦＲＰにより形成される、請求項１に記載の電子部品。

【請求項6】

前記第１層は、コバール、４２アロイ、ニッケル、ステンレス鋼、銅、洋白、またはジュラルミンにより形成される、請求項５に記載の電子部品。

【請求項7】

前記リッドは、前記第１層と、前記第２層と、前記第１層と前記第２層の間に設けられて前記第１層と前記第２層を接着する接着層と、を含む、請求項５に記載の電子部品。

【請求項8】

前記機能素子は弾性波素子である、請求項１または２に記載の電子部品。

【請求項9】

前記弾性波素子によりフィルタが形成されている、請求項８に記載の電子部品。

【請求項10】

前記フィルタによりマルチプレクサが形成されている、請求項９に記載の電子部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子部品に関する。

【背景技術】

【0002】

基板上にフリップチップ実装されたデバイスチップの周りに封止金属部を設け、デバイスチップに形成された機能素子をデバイスチップと基板との間の空隙に封止することが知られている（例えば特許文献１）。また、基板上に形成された機能素子を囲むように枠体を設け、枠体上にリッドを設けることで、基板とリッドとの間の空隙に機能素子を封止することが知られている（例えば特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－７４４１８号公報

【特許文献2】特開２００９－２７８５６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

機能素子で発生した熱をリッドに放熱させる点から、リッドを金属材料により形成することが考えられる。しかしながら、この場合、リッドに圧力が加わると、リッドが撓んでしまうことがある。リッドが撓むと、リッドが機能素子に近づくことで機能素子の特性が劣化してしまうことがある。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、リッドの撓みを低減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る機能素子と、平面視して前記機能素子を囲んで前記基板上に設けられる枠体と、前記基板とで空隙を挟んで前記枠体上に設けられ、前記空隙内に前記機能素子を封止し、金属材料からなり前記空隙に露出する第１層と、絶縁材料または半導体材料からなり前記第１層に対して前記空隙とは反対側に位置する第２層と、を含み、前記第１層および前記第２層の厚さは同じまたは薄い方の厚さが厚い方の厚さの１／１０以上であるリッドと、を備える電子部品である。

【0007】

上記構成において、前記第１層のヤング率および前記第２層のヤング率は７０ＧＰａ以上であ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層のヤング率は前記第１層のヤング率より大きい構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、前記第２層は前記第１層より厚い構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記第２層は、サファイア、酸化アルミニウム、シリコン、水晶、スピネル、炭化シリコン、ＤＬＣ、ＦＲ４、ＬＴＣＣ、ＨＴＣＣ、ガラス、石英、またはＦＲＰにより形成され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層は、コバール、４２アロイ、ニッケル、ステンレス鋼、銅、洋白、またはジュラルミンにより形成される構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記リッドは、前記第１層と、前記第２層と、前記第１層と前記第２層の間に設けられて前記第１層と前記第２層を接着する接着層と、を含む構成とすることができる。

【0013】

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。

【0014】

上記構成において、前記弾性波素子によりフィルタが形成されている構成とすることができる。

【0015】

上記構成において、前記フィルタによりマルチプレクサが形成されている構成とすることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、リッドの撓みを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【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、実施例１に係る弾性波デバイスの平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）においてリッドを透視した平面図である。

【図3】図３は、実施例１における弾性波素子の平面図である。

【図4】図４（ａ）は、フィルタの回路図、図４（ｂ）はデュプレクサの回路図である。

【図5】図５（ａ）から図５（ｃ）は、実施例１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6】図６（ａ）から図６（ｃ）は、実施例１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7】図７（ａ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図、図７（ｂ）は、比較例２に係る弾性波デバイスの断面図である。

【図8】図８（ａ）は、比較例１に係る弾性波デバイスにおいて生じる課題を示す断面図、図８（ｂ）は、比較例２に係る弾性波デバイスにおいて生じる課題を示す断面図である。

【図9】図９は、実施例１に係る弾性波デバイスの効果を示す断面図である。

【図10】図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、シミュレーションに用いたモデルの断面図、図１０（ｃ）は、平面図である。

【図11】図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、シミュレーション結果を示す図である。

【図12】図１２は、実施例１の変形例に係る弾性波デバイスの断面図である。

【図13】図１３は、実施例２に係る弾性波デバイスの断面図である。

【図14】図１４（ａ）は、実施例３に係る弾性波デバイスの断面図、図１４（ｂ）は、実施例３における弾性波素子の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照し、本発明の実施例について、電子部品として弾性波デバイスの場合を例に説明する。

【実施例0019】

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（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）においてリッドを透視した平面図である。図１では、図の明瞭化のために、実施例１に係る弾性波デバイスの断面を模式的に図示している（以下の同様な図においても同じ）。図２（ｂ）では、図の明瞭化のために、枠体１８および配線２０にハッチングを付している。図１、図２（ａ）、および図２（ｂ）に示すように、実施例１に係る弾性波デバイス１００は、基板１０の上面に圧電層１２が接合されている。

【0020】

基板１０は、例えばサファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板、石英基板、水晶基板、炭化シリコン基板、またはシリコン基板であり、その厚さは５０μｍ～３００μｍである。基板１０の線膨張係数は圧電層１２の線膨張係数より小さい。これにより、弾性波素子５０の周波数温度依存性を小さくできる。

【0021】

圧電層１２は、例えば単結晶タンタル酸リチウム層または単結晶ニオブ酸リチウム層であり、その厚さは０．５μｍ～３０μｍである。圧電層１２の厚さは、例えば弾性波素子５０が励振する主モードの弾性波（例えば弾性表面波）の波長より小さい。基板１０と圧電層１２との間に酸化シリコン、酸化アルミニウム、および／または窒化アルミニウム等の絶縁層を設けてもよい。このように、圧電層１２は基板１０に直接または間接的に接合されている。

【0022】

圧電層１２の上面に、１または複数の弾性波素子５０が設けられている。図３は、実施例１における弾性波素子５０の平面図である。図３に示すように、弾性波素子５０は弾性表面波共振子である。圧電層１２の上面にＩＤＴ（Interdigital Transducer）５１と反射器５２が設けられている。ＩＤＴ５１は、対向する一対の櫛型電極５３を有する。櫛型電極５３は、複数の電極指５４と、複数の電極指５４が接続するバスバー５５と、を有する。反射器５２は、ＩＤＴ５１の両側に設けられている。複数の電極指５４が圧電層１２に弾性表面波を励振する。一対の櫛型電極５３のうち一方の櫛型電極５３の電極指５４のピッチがほぼ弾性波の波長λとなる。複数の電極指５４のピッチＤの２倍がほぼ弾性波の波長λとなる。ＩＤＴ５１および反射器５２は、例えばアルミニウム、銅、またはモリブデン等の金属膜により形成される。圧電層１２の上面にＩＤＴ５１および反射器５２を覆う保護膜または温度補償膜が設けられていてもよい。櫛型電極５３はダミー電極指を有していてもよい。

【0023】

図１、図２（ａ）、および図２（ｂ）に示すように、基板１０の下面に端子１４が設けられている。端子１４は、弾性波素子５０を外部と電気的に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１６が設けられている。弾性波素子５０は配線２０およびビア配線１６を介して端子１４に電気的に接続される。端子１４、ビア配線１６、および配線２０は、例えばチタン、銅、アルミニウム、白金、ニッケル、および／または金等を含む金属層である。端子１４、ビア配線１６、および配線２０は、単層の金属層の場合でもよいし、複数層が積層された積層金属層の場合でもよい。

【0024】

基板１０の周縁領域には圧電層１２は設けられていない。平面視において、圧電層１２および弾性波素子５０を囲むように基板１０上に枠体１８が設けられている。枠体１８は圧電層１２から離れて基板１０上に設けられている。枠体１８は、例えば銅、コバール、金、アルミニウム、および／またはタングステンを含む金属層である。枠体１８は、単層の場合でもよいし、複数層が積層されている場合でもよい。枠体１８の高さは例えば１５μｍ～３０μｍ程度であり、幅は例えば１０μｍ～４０μｍ程度である。

【0025】

枠体１８上に、基板１０との間に空隙２２が形成されるようにリッド３０が設けられている。弾性波素子５０は、枠体１８とリッド３０により空隙２２に封止されている。リッド３０は、空隙２２に露出する第１層３２と、第１層３２に対して空隙２２とは反対側に位置する第２層３４と、を備える。

【0026】

第１層３２は金属材料により形成されている。例えば、第１層３２は、コバール、４２アロイ、またはステンレス鋼等の鉄合金、ニッケル、銅、洋白、またはジュラルミン等のアルミニウム合金により形成されている。コバールは鉄にニッケルとコバルトが配合した合金、４２アロイは鉄にニッケルを配合した合金、ステンレス鋼は鉄にクロムが配合した合金である。洋白は、銅と亜鉛とニッケルから構成される合金である。ジュラルミンは、アルミニウムに銅、マグネシウム、マンガンを配合した合金である。金属材料からなる第１層３２が空隙２２に露出することで、弾性波素子５０から発生した熱を第１層３２に放熱させることができる。

【0027】

第２層３４は絶縁材料または半導体材料により形成されている。例えば、第２層３４は、サファイア、アルミナ、スピネル、石英、水晶、炭化シリコン、シリコン、ガラス、ＤＬＣ（Diamond-Like Carbon）、ＦＲ４（Flame Retardant Type 4）、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-Fired Ceramics）、ＨＴＣＣ（High Temperature Co-Fired Ceramics）、またはＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）により形成されている。サファイアは単結晶のＡｌ_２Ｏ_３であり、アルミナは多結晶のＡｌ_２Ｏ_３基板である。スピネルは単結晶または多結晶のＭｇＡｌ_２Ｏ_４である。石英はアモルファスＳｉＯ_２であり、水晶は単結晶ＳｉＯ_２である。

【0028】

表１は、第１層３２の材料とそのヤング率を示す。表２は、第２層３４の材料とそのヤング率を示す。

【表1】

【表2】

【0029】

リッド３０の剛性を高くする点から、第１層３２と第２層３４のヤング率は共に７０ＧＰａ以上である場合が好ましく、１００ＧＰａ以上である場合がより好ましい。第２層３４は第１層３２より外側に配置されることから、第２層３４のヤング率は第１層３２のヤング率より高い場合が好ましい。

【0030】

リッド３０の厚さＴ１は例えば３０μｍ～１５０μｍである。第１層３２の厚さＴ２と第２層３４の厚さＴ３は、同じでもよいし、異なってもよい。第１層３２と第２層３４はどちらが厚い場合でもよい。第２層３４のヤング率が第１層３２のヤング率より高い場合、第２層３４は第１層３２のより厚い場合が好ましい。第１層３２と第２層３４の厚さが異なる場合、薄い方の層の厚さは厚い方の層の厚さの１／１０以上となっている。

【0031】

第１層３２と第２層３４は、平面視において同じ大きさおよび同じ形状をしている。すなわち、リッド３０の側面は、第１層３２の側面と第２層３４の側面により形成された平面である。

【0032】

枠体１８は、グランド用の端子１４に基板１０を貫通するビア配線１６を介して電気的に接続されている。これにより、枠体１８にグランド電位を供給することで、枠体１８およびリッド３０にシールド効果を付与することができる。また、弾性波素子５０から発生した熱はリッド３０の第１層３２に放熱されるため、枠体１８がビア配線１６を介して端子１４に接続されることで、第１層３２に放熱された熱は端子１４にまで伝わるようになり放熱効果が向上する。なお、枠体１８およびリッド３０は基板１０上では弾性波素子５０に電気的に接続されていない。

【0033】

圧電層１２の上面に形成された複数の弾性波素子５０によってフィルタ７０が形成されている。すなわち、入力用の端子１４と出力用の端子１４との間に直列に接続された直列共振器Ｓ１～Ｓ４と、並列に接続された並列共振器Ｐ１～Ｐ３とが、弾性波素子５０によって形成されている。図４（ａ）は、フィルタ７０の回路図である。図４（ａ）に示すように、フィルタ７０は、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～Ｓ４が直列に接続され、１または複数の並列共振器Ｐ１～Ｐ３が並列に接続されている。直列共振器Ｓ１～Ｓ４および並列共振器Ｐ１～Ｐ３が弾性波素子５０である。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あってもよい。

【0034】

また、複数の弾性波素子５０によって形成されるフィルタによりデュプレクサが形成されてもよい。図４（ｂ）はデュプレクサの回路図である。図４（ｂ）に示すように、デュプレクサ８０は、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ８２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８４が接続されている。送信フィルタ８２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８４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８２および受信フィルタ８４の少なくとも一方をフィルタ７０とすることができる。なお、マルチプレクサとしてデュプレクサを例に示したがトリプレクサまたはクワッドプレクサであってもよい。

【0035】

［製造方法］
図５（ａ）から図６（ｃ）は、実施例１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５（ａ）から図６（ｃ）で説明する製造方法は多面取りプロセスによる製造方法である。図５（ａ）に示すように、基板１０の上面に例えばレーザ光を照射してビアホールを形成し、ビアホール内に銅等の金属層を例えば電解めっき法を用い形成する。その後、基板１０の上面が露出するように金属層を例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を用い平坦化する。これにより、基板１０にビア配線１６が形成される。次いで、基板１０の上面に圧電基板を例えば表面活性化法を用い常温接合する。基板１０と圧電基板は数ｎｍのアモルファス層を介し直接接合されてもよいし、絶縁層を介し間接的に接合されてもよい。その後、圧電基板の上面を例えばＣＭＰ法を用い研磨して所望の厚さの圧電層１２とする。

【0036】

図５（ｂ）に示すように、複数の弾性波デバイスそれぞれの圧電層１２が互いに分離するように、圧電層１２の一部を例えばエッチング法を用いて除去する。これにより、複数の弾性波デバイスそれぞれにおけるビア配線１６が露出する。次いで、圧電層１２の上面に例えばフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて弾性波素子５０を形成する。弾性波素子５０に電気的に接続される配線２０を例えばリフトオフ法を用いて形成する。一部の配線２０は、圧電層１２の上面からビア配線１６にまで延在して弾性波素子５０とビア配線１６とを電気的に接続する。

【0037】

図５（ｃ）に示すように、複数の弾性波デバイスそれぞれの弾性波素子５０および圧電層１２を囲むように、基板１０上に枠体１８を形成する。枠体１８は例えば電解めっき法により形成する。

【0038】

図６（ａ）に示すように、第１層３２と第２層３４が接合されたリッド３０を準備し、リッド３０を枠体１８に接合する。これにより、弾性波素子５０は、基板１０とリッド３０の間の空隙２２に封止される。

【0039】

図６（ｂ）に示すように、基板１０の下面を例えばＣＭＰ法を用い研磨する。これにより、ビア配線１６が基板１０の下面から露出する。次いで、基板１０の下面にビア配線１６に接続する端子１４を形成する。端子１４は例えば電解めっき法により形成する。

【0040】

図６（ｃ）に示すように、リッド３０、枠体１８、および基板１０を、例えばダイシングブレードを用い切断する。これにより、弾性波デバイスが個片化される。以上により、実施例１に係る弾性波デバイスが形成される。

【0041】

［比較例］
図７（ａ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの断面図である。図７（ａ）に示すように、比較例１に係る弾性波デバイス５００では、枠体１８上に例えばサファイア等の絶縁層またはシリコン等の半導体層からなるリッド１３０ａが設けられている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。

【0042】

図７（ｂ）は、比較例２に係る弾性波デバイスの断面図である。図７（ｂ）に示すように、比較例２に係る弾性波デバイス５１０では、枠体１８上に例えばコバール等の金属層からなるリッド１３０ｂが設けられている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。

【0043】

図８（ａ）は、比較例１に係る弾性波デバイスにおいて生じる課題を示す断面図である。図８（ａ）に示すように、比較例１に係る弾性波デバイス５００を配線基板９０上に実装してモールド樹脂９２で封止する場合、弾性波デバイス５００が実装された配線基板９０を樹脂封止装置のキャビティ内に配置して、キャビティ内に樹脂を流し込むことを行う。キャビティ内に樹脂を流し込むときに、弾性波デバイス５００に圧力が加わる。図８（ａ）においては、弾性波デバイス５００に加わる圧力を黒矢印で示している。リッド１３０ａがサファイア等の絶縁層またはシリコン等の半導体層である場合、リッド１３０ａは圧力が加わることでヒビ９４および／または割れ９６等の脆性破壊が生じることがある。この場合、脆性破壊に伴う破壊屑が弾性波素子５０や配線２０に降りかかり、特性の劣化が生じることがある。また、リッド１３０ａが絶縁層または半導体層である場合、弾性波素子５０から発生した熱はリッド１３０ａに放熱され難いため、温度上昇に伴う特性劣化が生じることもある。

【0044】

図８（ｂ）は、比較例２に係る弾性波デバイスにおいて生じる課題を示す断面図である。図８（ｂ）に示すように、比較例２に係る弾性波デバイス５１０では、リッド１３０ｂがコバール等の金属層であるため、弾性波素子５０から発生した熱はリッド１３０ｂに放熱されやすく、かつ、脆性破壊は生じ難くなる。しかしながら、リッド１３０ｂが金属層である場合は展延性が高くなるため、モールド樹脂９２を形成する際にリッド１３０ｂに圧力（黒矢印）が加わると、リッド１３０ｂに撓みが生じることがある。リッド１３０ｂが撓んだ場合、リッド１３０ｂは弾性波素子５０や配線２０に近づき、リッド１３０ｂと弾性波素子５０および配線２０との間の静電容量が大きくなり、特性の劣化が生じることがある。

【0045】

図９は、実施例１に係る弾性波デバイスの効果を示す断面図である。図９に示すように、弾性波デバイス１００では、リッド３０は、金属材料からなり空隙２２に露出する第１層３２と、絶縁材料または半導体材料からなり第１層３２に対して空隙２２とは反対側の第２層３４と、を備える。第１層３２と第２層３４は、厚さが同じか、または、薄い方の厚さが厚い方の厚さの１／１０以上となっている。金属材料からなる第１層３２が空隙２２に露出することで、弾性波素子５０から発生した熱は第１層３２に放熱されやすくなる。第１層３２に対して空隙２２とは反対側に絶縁材料または半導体材料からなる第２層３４が設けられていることで、モールド樹脂９２を形成する際にリッド３０に圧力（黒矢印）が加わった場合でも、リッド３０に撓みが生じることが抑制される。また、第２層３４の下に金属材料からなる第１層３２が設けられていることで、第２層３４にヒビおよび割れ等の脆性破壊が生じ難くなる。仮に、第２層３４に脆性破壊が生じたとしても、第１層３２があるために破壊屑が弾性波素子５０および配線２０に降りかかることが抑制される。これらのことから、実施例１に係る弾性波デバイス１００では、特性の劣化が生じ難くなる。

【0046】

［シミュレーション］
実施例１におけるリッド３０および比較例２におけるリッド１３０ｂの上面に圧力を加えたときの撓み量についてシミュレーションをした。図１０（ａ）は、シミュレーションに用いたモデルＡ、Ｂの断面図、図１０（ｂ）は、シミュレーションに用いたモデルＣの断面図、図１０（ｃ）は、モデルＡ、Ｂ、Ｃの平面図である。図１０（ａ）に示すように、モデルＡ、Ｂは、比較例２に対応し、枠体１８上にリッド１３０ｂが接合層２４によって接合されている。図１０（ｂ）に示すように、モデルＣは、実施例１に対応し、枠体１８上にリッド３０が接合層２４によって接合されている。図１０（ａ）から図１０（ｃ）に示すように、モデルＡ、Ｂ、Ｃ共に、空隙２２内において基板１０とリッド３０、１３０ｂとの間に複数の柱部９８が設けられている。柱部９８の一端は基板１０に接触し、他端は接合層２４によってリッド３０、１３０ｂに接合している。

【0047】

シミュレーション条件は以下である。
モデルＡ、Ｂ、Ｃの共通条件
基板１０：厚さ７５μｍのサファイア基板
枠体１８：厚さが２１μｍの銅（Ｃｕ）層
柱部９８：厚さが２１μｍの銅（Ｃｕ）層
接合層２４：厚さが２．５μｍのニッケル（Ｎｉ）層と厚さが５μｍの金錫（ＡｕＳｎ）層
リッド３０、１３０ｂの上面に加えた圧力：６ＭＰａ（樹脂モールドでの圧力を想定）
モデルＡの条件
リッド１３０ｂ：厚さが３０μｍのコバール層
モデルＢの条件
リッド１３０ｂ：厚さが６０μｍのコバール層
モデルＣの条件
リッド３０：コバールからなる厚さが３０μｍの第１層３２とサファイアからなる厚さが３０μｍの第２層３４の積層構造

【0048】

表３は、シミュレーションに用いた各材料のヤング率、線膨張係数、およびポアソン比を示す表である。

【表3】

【0049】

図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、モデルＡ、Ｂ、Ｃのシミュレーション結果を示す図である。図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、圧力を加える前のリッド３０、１３０ｂの下面を基準位置（基準値０）とし、圧力を加えた後のリッド３０、１３０ｂの下面の基準位置からの変位量をリッドの撓み量として負の値で示した等高線図である。図１１（ａ）に示すように、厚さが３０μｍのコバール層をリッド１３０ｂに用いたモデルＡでは、リッド１３０ｂの撓みが大きく、最大撓み量は－１７．３μｍであった。図１１（ｂ）に示すように、厚さが６０μｍのコバール層をリッド１３０ｂに用いたモデルＢでは、モデルＡに比べてリッド１３０ｂの撓みは抑えられ、最大撓み量は－５．８９μｍであった。図１１（ｃ）に示すように、コバールからなる厚さが３０μｍの第１層３２とサファイアからなる厚さが３０μｍの第２層３４とを備えるリッド３０を用いたモデルＣでは、リッド３０の撓みが更に抑えられ、最大撓み量は－３．７５μｍであった。

【0050】

このシミュレーション結果から、コバールの単体からなるリッド１３０ｂを用いる場合に比べて、コバールからなる第１層３２とサファイアからなる第２層３４との積層構造であるリッド３０を用いることで、リッド３０の撓みを効果的に低減できることが分かる。

【0051】

［変形例］
図１２は、実施例１の変形例に係る弾性波デバイスの断面図である。図１２に示すように実施例１の変形例に係る弾性波デバイス１１０では、枠体１８とリッド３０は、はんだ等の接合層２４により接合されている。第１層３２と第２層３４は接着層３６により接合されている。接着層３６は、例えばエポキシ系接着剤等の樹脂部材であってもよいし、はんだ等の金属部材であってもよい。接着層３６の厚さＴ４は、第１層３２の厚さＴ２および第２層３４の厚さＴ３に比べて十分薄く、例えば１／５０以下である。リッド３０の第１層３２の側面および枠体１８の側面に保護膜２６が設けられている。保護膜２６は、例えばニッケルなどの金属膜であり、弾性波デバイス１１０を配線基板に実装するときのリフローの熱で接合層２４が外に漏れることを抑制するために設けられている。なお、保護膜２６は絶縁膜である場合でもよい。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。

【0052】

以上のように、実施例１およびその変形例によれば、図１および図１２のように、リッド３０は、金属材料からなり空隙２２に露出する第１層３２と、絶縁材料または半導体材料からなり第１層３２に対して空隙２２とは反対側に位置する第２層３４と、を含む。第１層３２と第２層３４は、厚さが同じかまたは薄い方の厚さが厚い方の厚さの１／１０以上となっている。このようなリッド３０を用いることで、図９および図１１（ｃ）に示したように、リッド３０に圧力が加わった場合でも、リッド３０の撓みを低減することができる。よって、リッド３０が弾性波素子５０および配線２０に近づくことが抑制され、特性の劣化が抑えられる。第１層３２と第２層３４の厚さが異なる場合、リッド３０の撓みの低減および／または放熱性の確保の点から、薄い方の厚さは厚い方の厚さの１／５以上である場合が好ましく、１／３以上である場合がより好ましく、１／２以上である場合が更に好ましい。

【0053】

リッド３０は、第１層３２のヤング率および第２層３４のヤング率が共に７０ＧＰａ以上であることが好ましい。これにより、リッド３０の剛性が高まるため、リッド３０に圧力が加わった場合でも、リッド３０の撓みを低減できる。

【0054】

また、リッド３０は、第２層３４のヤング率が第１層３２のヤング率より大きい場合が好ましい。これは、第２層３４は第１層３２に対して空隙２２とは反対側に位置することから、リッド３０の上面に加わる圧力は第２層３４の上面に加わるためである。第２層３４のヤング率は、第１層３２のヤング率の１．２倍以上が好ましく、１．５倍以上がより好ましく、２．０倍以上が更に好ましい。例えば、第２層３４のヤング率は、１５０ＧＰａ以上が好ましく、２００ＧＰａ以上がより好ましく、２５０Ｇａ以上が更に好ましい。

【0055】

第２層３４のヤング率が第１層３２のヤング率より大きい場合、リッド３０の剛性を高める点から、第２層３４の厚さＴ３は第１層３２の厚さＴ２より大きい場合が好ましい。第２層３４の厚さＴ３は、第１層３２の厚さＴ２の１．５倍以上が好ましく、１．８倍以上が好ましく、２．０倍以上が更に好ましい。

【0056】

リッド３０の第２層３４は、リッド３０の剛性を高める点から、サファイア、アルミナ、スピネル、石英、水晶、炭化シリコン、シリコン、ガラス、ＤＬＣ、ＦＲ４、ＬＴＣＣ、ＨＴＣＣ、またはＦＲＰにより形成される場合が好ましい。特に、第２層３４は、ヤング率の大きな、サファイア、アルミナ、シリコン、スピネル、炭化シリコン、ＤＬＣ、ＦＲ４、ＬＴＣＣ、ＨＴＣＣにより形成される場合がより好ましく、この中でも、サファイア、アルミナ、スピネル、ＤＬＣ、炭化シリコン、ＨＴＣＣにより形成されることが更に好ましい。第２層３４は、熱膨張を考慮して基板１０と同じ材料により形成されてもよい。なお、第２層３４が上記材料により形成されるとは、意図するまたは意図しない不純物を含んでいてもよい。

【0057】

リッド３０の第１層３２は、放熱性、気密性、および剛性の点から、コバール、４２アロイ、ニッケル、ステンレス鋼、銅、洋白、ジュラルミンにより形成される場合が好ましい。なお、第１層３２が上記材料により形成されるとは、意図するまたは意図しない不純物を含んでいてもよい。

【0058】

実施例１の変形例では、リッド３０は、第１層３２と第２層３４とがその間に設けられた接着層３６によって接着されている。これにより、第１層３２と第２層３４が強固に固定されたリッド３０が得られる。

【実施例0059】

図１３は、実施例２に係る弾性波デバイスの断面図である。図１３に示すように、実施例２に係る弾性波デバイス２００では、基板１０の下方に、圧電層１２ａが接合された基板１０ａが設けられている。圧電層１２ａの上面には１または複数の弾性波素子５０ａが設けられている。

【0060】

基板１０の下面に端子１４は設けられてなく、代わりに、基板１０ａの下面に端子１４が設けられている。端子１４は、基板１０ａを貫通するビア配線１６ａおよび基板１０ａ上に設けられた配線２０ａにより弾性波素子５０ａに接続される。基板１０ａ上に金属柱１７が設けられている。金属柱１７は、例えば銅または金を含んで形成され、ビア配線１６に接合されている。圧電層１２上に設けられた弾性波素子５０は、配線２０、ビア配線１６、金属柱１７、およびビア配線１６ａを介して端子１４に接続する。

【0061】

基板１０ａの周縁領域には圧電層１２ａは設けられてない。平面視において、圧電層１２ａを囲むように基板１０ａ上に枠体１８ａが設けられている。枠体１８ａの下端は基板１０ａに接合し、上端は接合層２４ａにより基板１０に接合している。圧電層１２ａ上に設けられた弾性波素子５０ａは、基板１０ａと基板１０との間の空隙２２ａに枠体１８ａにより封止されている。基板１０とリッド３０との間の空隙２２内において基板１０とリッド３０との間に柱部９８が設けられている。柱部９８は、リッド３０の撓みを抑制するために設けられている。その他の構成は実施例１の変形例と同じであるため説明を省略する。

【0062】

実施例２のように、弾性波素子５０ａが設けられた基板１０ａが基板１０の下方に設けられ、弾性波素子５０ａを囲む枠体１８ａが基板１０と基板１０ａとに接合して設けられることで弾性波素子５０ａが基板１０と基板１０ａとの間の空隙２２ａに封止されてもよい。