(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO2014054362
(43)【国際公開日】20140410
【発行日】20160825
(54)【発明の名称】電子部品及び電子モジュール
(51)【国際特許分類】
   H03H 9/25 20060101AFI20160729BHJP
   H03H 9/02 20060101ALI20160729BHJP
   H01L 25/04 20140101ALI20160729BHJP
   H01L 25/18 20060101ALI20160729BHJP
【FI】
   !H03H9/25 A
   !H03H9/02 A
   !H03H9/02 K
   !H01L25/04 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】24
【出願番号】2014539643
(21)【国際出願番号】JP2013073506
(22)【国際出願日】20130902
(11)【特許番号】5716875
(45)【特許公報発行日】20150513
(31)【優先権主張番号】2012219974
(32)【優先日】20121002
(33)【優先権主張国】JP
(31)【優先権主張番号】2012252193
(32)【優先日】20121116
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
【住所又は居所】京都府長岡京市東神足1丁目10番1号
(74)【代理人】
【識別番号】110001449
【氏名又は名称】特許業務法人プロフィック特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小林 俊介
【住所又は居所】京都府長岡京市東神足1丁目10番1号 株式会社村田製作所内
【テーマコード(参考)】
5J097
5J108
【Fターム(参考)】
5J097AA25
5J097BB11
5J097HA04
5J097JJ06
5J097KK10
5J097LL01
5J108AA07
5J108EE04
5J108GG05
5J108JJ04
(57)【要約】
弾性波を伝播させるための中空空間のつぶれを抑制することを可能とする電子部品及び電子モジュールを提供することである。
電子部品(20)には、素子基板(30)、素子基板(30)の一方主面上に設けられた駆動部(100)と、駆動部(100)を囲み、素子基板(30)の一方主面上に設けられた支持部(40)、支持部(40)により支持される保護層(50)、及び保護層(50)上に設けられ、回路素子が形成されている半導体基板(90)を備えている。素子基板(30)、保護層(50)及び支持部(40)に囲まれていることにより中空空間(V1)が形成されていること、を特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
素子基板と、
前記素子基板の一方主面上に設けられた駆動部と、
前記駆動部を囲み、前記素子基板の一方主面上に設けられた支持部と、
前記支持部により支持される保護層と、
前記保護層上に設けられ、回路素子が形成されている半導体基板と、
を備え、
前記素子基板、前記保護層及び前記支持部に囲まれていることにより中空空間が形成されていること、
を特徴とする電子部品。
【請求項2】
前記素子基板は圧電基板であり、
前記駆動部は櫛形電極を含み、
前記圧電基板及び前記櫛形電極は、表面弾性波フィルタを構成していること、
を特徴とする請求項1に記載の電子部品。
【請求項3】
前記素子基板は絶縁基板であり、
前記駆動部は、両面に電極が形成された圧電性薄膜からなり、
前記両面に電極が形成された圧電性薄膜は、圧電薄膜共振子を構成していること、
を特徴とする請求項1に記載の電子部品。
【請求項4】
前記保護層上に設けられ、かつ、前記駆動部と電気的に接続される第1の電極を、
更に備えていること、
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電子部品。
【請求項5】
前記保護層上に設けられ、該保護層と前記半導体基板とを接着する接着層と、
一端が前記第1の電極と接続され、かつ、他端が前記接着層を通過して外部に引き出されているワイヤーと、
を更に備えていること、
を特徴とする請求項4に記載の電子部品。
【請求項6】
前記半導体基板上に設けられ、かつ、前記回路素子と電気的に接続されている第2の電極を更に備えていること、
を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の電子部品。
【請求項7】
第1の主面を有する回路基板と、
前記回路基板の第1の主面と前記素子基板の他方主面とが対向するように設けられている請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の電子部品と、
を備えていること、
を特徴とする電子モジュール。
【請求項8】
前記回路基板の第1の主面に設けられている電子デバイスを更に備え、
前記電子部品及び前記電子デバイスは、封止樹脂に覆われ一体化されていること、
を特徴とする請求項7に記載の電子モジュール。
【請求項9】
前記電子デバイスは、前記駆動素子と電気的に接続されていること、
を特徴とする請求項8に記載の電子モジュール。
【請求項10】
前記電子デバイスは、前記半導体基板と電気的に接続されていること、
を特徴とする請求項8又は請求項9に記載の電子モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品及び電子モジュールに関し、より特定的には、弾性波素子を備える電子部品に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電子部品としては、例えば、特許文献1に記載の表面実装型電子部品モジュールが知られている。図18は、特許文献1に記載の表面実装型電子部品モジュール500の断面模式図である。
【0003】
表面実装型電子部品モジュール500は、図18に示すように、配線基板501、半導体チップ504、表面弾性波素子507及び封止樹脂516により構成されている。半導体チップ504及び表面弾性波素子507は、配線基板501上に接着され、封止樹脂516に覆われている。また、配線基板501、半導体チップ504及び表面弾性波素子507はそれぞれ、ワイヤーボンディングにより接続されている。
【0004】
表面弾性波素子507は、内部に表面弾性波チップ(以下、SAWチップと称す)508を備えている。SAWチップ508の周囲は、一方側の主面S501を除いて、被覆樹脂511に覆われている。また、外囲器512は、下側が開口している箱状を成しており、被覆樹脂511を上側から覆っている。そして、被覆樹脂511に覆われていないSAWチップ508の主面S501上には、弾性波を伝播させるために、外囲器512と主面S501に囲まれた中空空間V500が設けられている。
【0005】
ところで、表面実装型電子部品モジュール500では、封止樹脂516で表面弾性波素子507を覆う際にトランスファーモールド法が用いられるため、表面弾性波素子507に高い圧力が加わる。これにより、外囲器512が変形し、外囲器512と主面S501に囲まれた中空空間V500がつぶれるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2004−95633号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで、本発明の目的は、弾性波を伝播させるための中空空間のつぶれを抑制することを可能とする電子部品及び電子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】
【0008】
本発明の一形態に係る電子部品は、素子基板と、前記素子基板の一方主面上に設けられた駆動部と、前記駆動部を囲み、前記素子基板の一方主面上に設けられた支持部と、前記支持部により支持される保護層と、前記保護層上に設けられ、回路素子が形成されている半導体基板と、を備え、前記素子基板、前記保護層及び前記支持部に囲まれていることにより中空空間が形成されていること、を特徴とする。
【0009】
本発明の一形態に係る電子モジュールは、第1の主面を有する回路基板と、前記回路基板の第1の主面と前記素子基板の他方主面とが対向するように設けられている前記電子部品と、を備えていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係る電子部品及び電子モジュールによれば、弾性波を伝播させるための中空空間のつぶれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールの外観斜視図である。
【図2】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールから、半導体基板、半導体基板上の電極、半導体基板上のワイヤー及び接着層を除き、該電子モジュールを回路基板の法線方向から平面視した図である。
【図3】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールから、半導体基板、半導体基板上の電極、半導体基板上のワイヤー、接着層、保護層、保護層上の電極及び保護層上の電極に接続されたワイヤーを除き、該電子モジュールを回路基板の法線方向から平面視した図である。
【図4】図3のA−A断面に、半導体基板の断面、半導体基板上の電極断面、接着層の断面、保護層の断面及び保護層上の電極の断面、並びに半導体基板上の電極に接続されたワイヤー及び保護層上の電極に接続されたワイヤーを加えた断面図である。
【図5】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールの製造途中の断面図である。
【図6】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールの製造途中の断面図である。
【図7】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールの製造途中の断面図である。
【図8】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールの製造途中の断面図である。
【図9】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールの製造途中の断面図である。
【図10】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールの製造途中の断面図である。
【図11】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールの製造途中の断面図である。
【図12】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールの製造途中の断面図である。
【図13】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールの製造途中の断面図である。
【図14】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールの製造途中の断面図である。
【図15】本発明の一形態に係る電子部品及び電子モジュールの製造途中の断面図である。
【図16】本発明の一形態に係る電子モジュールの変形例の外観斜視図である。
【図17】本発明の一形態に係る電子モジュールの変形例を含む通信機器のフロントエンド部のブロック図である。
【図18】特許文献1に記載の表面実装型電子部品モジュールの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明の一形態に係る電子部品、電子モジュール及びその製造方法について説明する。
【0013】
(電子モジュール及び電子部品の構成)
以下に、本発明の一形態に係る電子モジュール10及び電子部品20の構成について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一形態に係る電子モジュール10の外観斜視図である。図2は、本発明の一形態に係る電子部品20及び電子モジュール10から、半導体基板90、半導体基板90上の電極66,67、半導体基板90上のワイヤー76,77及び接着層80を除き、電子モジュール10を回路基板12の法線方向から平面視した図である。図3は、本発明の一形態に係る電子部品20及び電子モジュール10から、半導体基板90、半導体基板90上の電極66,67、半導体基板90上のワイヤー76,77、接着層80、保護層50、保護層50上の電極60〜65及び保護層50上の電極に接続されたワイヤー70〜75を除き、電子モジュール10を回路基板12の法線方向から平面視した図である。図4は、図3のA−A断面に、半導体基板90の断面、半導体基板90上の電極66,67の断面、接着層80の断面、保護層50の断面及び保護層50上の電極60,65の断面、並びに半導体基板90上の電極66,67に接続されたワイヤー76,77及び保護層50上の電極60,65に接続されたワイヤー70,75を加えた断面図である。以下、電子モジュール10の回路基板12の主面の法線方向をz軸方向と定義し、z軸方向から平面視したときに、電子モジュール10の各辺に沿った方向をx軸方向及びy軸方向と定義する。x軸、y軸及びz軸は互いに直交している。
【0014】
電子モジュール10は、図1及び図2に示すように、回路基板12、ランド電極13〜19、電子部品20及び封止樹脂150を備えている。回路基板12は、ガラス及びセラミックスを主成分とする低温同時焼成セラミックス基板である。また、回路基板12は、z軸方向の正方向側から平面視したときに、x軸方向を長辺とする長方形状を成している。
【0015】
ランド電極13〜15は、図2及び図3に示すように、回路基板12のy軸方向の正方向側の辺近傍において、x軸方向の負方向側から正方向側に向かって、この順に並ぶように回路基板12のz軸方向の正方向側の面(第1の主面)に設けられている。なお、以下でz軸方向の正方向側の面を、上面と称す。ランド電極13〜15はそれぞれ、z軸方向の正方向側から平面視したときに、x軸方向を長辺とする長方形状を成している。さらに、ランド電極13〜15の面積はそれぞれ、略等しい。
【0016】
ランド電極16〜18は、図2及び図3に示すように、回路基板12のy軸方向の負方向側の辺近傍において、x軸方向の負方向側から正方向側に向かって、この順に並ぶように回路基板12の上面に設けられている。ランド電極16〜18はそれぞれ、z軸方向の正方向側から平面視したときに、x軸方向を長辺とする長方形状を成している。さらに、ランド電極16〜18の面積はそれぞれ、略等しい。
【0017】
ランド電極19は、図2及び図3に示すように、回路基板12の上面において、x軸方向の正方向側の辺近傍、かつ、y軸方向の中央に設けられている。ランド電極19は、z軸方向の正方向側から平面視したときに、y軸方向を長辺とする長方形状を成している。
【0018】
なお、ランド電極13〜19は、後述する電子部品20とワイヤーボンディングにより接続されている。
【0019】
電子部品20は、図1に示すように、回路基板12の略中央に位置し、回路基板12の上面に設けられている。電子部品20は、z軸方向から平面視したとき、x軸及びy軸と平行な辺を有する正方形状を成している。また、電子部品20は、圧電基板30(素子基板)、支持部40、保護層50、フィルタ入力電極60(第1の電極)、グランド電極61〜64(第1の電極)、フィルタ出力電極65(第1の電極)、LNA入力電極66(第2の電極)、LNA出力電極67(第2の電極)、ワイヤー70〜77、接着層80、半導体基板90、及び圧電基板30上に形成された駆動部100を備えている。
【0020】
圧電基板30は、電子部品20の底部を構成する正方形状の板状部材であり、図4に示すように、回路基板12の上面に設けられている。つまり、圧電基板30のz軸方向の負方向側の面(他方主面)は、回路基板12の上面(第1の主面)と対向している。また、圧電基板30の材料としては、例えば、水晶基板、LiTaO3基板、LiNbO3等が用いられる。
【0021】
支持部40は、図3に示すように、圧電基板30の上面(一方主面)における、x軸方向の正負両側の辺、及びy軸方向の正負両側の辺に沿って設けられている。従って、支持部40は、z軸方向の正方向側から平面視したとき、ロの字型の形状を成している。また、支持部40は、電子部品20内に水分等が侵入することを防止する役割をはたしており、耐水性に優れた材料(例えばポリイミド)により作製される。
【0022】
保護層50は、図4に示すように、支持部40に支持されている平板状の層である。また、保護層50は、図2に示すように、z軸方向の正方向側から平面視したとき、圧電基板30と略同一の正方形状を成している。これにより、電子部品20では、圧電基板30、支持部40及び保護層50にその周囲を囲まれ、z軸方向から見たとき、x軸及びy軸と平行な辺を有する正方形状の中空空間V1が設けられている。なお、保護層50の材料としては、エポキシ樹脂等が用いられる。
【0023】
保護層50の上面には、図2に示すように、フィルタ入力電極60、グランド電極61〜64及びフィルタ出力電極65が設けられている。フィルタ入力電極60、グランド電極61〜64及びフィルタ出力電極65はそれぞれ、正方形状を成している。また、フィルタ入力電極60、グランド電極61〜64及びフィルタ出力電極65の材料は、Al,Cu,Ni,Au,Pt等である。
【0024】
フィルタ入力電極60は、図2に示すように、保護層50の上面において、x軸方向の負方向側の辺近傍、かつ、y軸方向の略中央に設けられている。また、フィルタ入力電極60は、ワイヤー70によって、回路基板12上のランド電極13と接続されている。なお、ワイヤー70の材料は、Al,Cu,Ni,Au,Pt等であり、他のワイヤーも同様である。
【0025】
グランド電極61,62は、図2に示すように、保護層50の上面において、y軸方向の正方向側の辺近傍、かつ、x軸方向の中央付近に設けられている。また、グランド電極61,62は、x軸方向の負方向側から正方向側に向かって、この順に並ぶように設けられている。グランド電極61は、ワイヤー71によって、回路基板12上のランド電極14と接続されている。グランド電極62は、ワイヤー72によって、回路基板12上のランド電極15と接続されている。
【0026】
グランド電極63,64は、図2に示すように、保護層50の上面において、y軸方向の負方向側の辺近傍、かつ、x軸方向の中央付近に設けられている。また、グランド電極63,64は、x軸方向の負方向側から正方向側に向かって、この順に並ぶように設けられている。グランド電極63は、ワイヤー73によって、回路基板12上のランド電極17と接続されている。グランド電極64は、ワイヤー74によって、回路基板12上のランド電極18と接続されている。
【0027】
フィルタ出力電極65は、図2に示すように、保護層50の上面において、x軸方向の正方向側の辺近傍、かつ、y軸方向の略中央に設けられている。また、フィルタ出力電極65は、ワイヤー75によって、回路基板12上のランド電極19と接続されている。
【0028】
接着層80は、図1及び図4に示すように、保護層50、フィルタ入力電極60、グランド電極61〜64及びフィルタ出力電極65の上面に設けられている。接着層80には、例えばポリイミド系材料、アクリル系材料等及びエポキシ系材料等の複合材料が使用され、保護層50と後述する半導体基板90とを接着する役割を担っている。なお、保護層上に形成されたフィルタ入力電極60、グランド電極61〜64及びフィルタ出力電極65に導通するワイヤー70〜75は、接着層80内を通って、電子部品20の外部に引き出されている。
【0029】
半導体基板90は、図1及び図4に示すように、接着層80の上面に設けられた平板である。半導体基板90は、z軸方向から平面視したとき、x軸及びy軸と平行な辺を有する正方形状を成している。半導体基板90は、保護層50よりも硬く変形しにくい。また、半導体基板90の材料は、GaAsやSi等である。さらに、半導体基板90は、回路素子を内蔵しており、本実施例における回路素子は、低雑音増幅器(以下でLNAと称す)である。
【0030】
半導体基板90の上面には、図1及び図4に示すように、正方形状を成したLNA入力電極66及びLNA出力電極67が設けられている。LNA入力電極66は、z軸方向から平面視したときにフィルタ出力電極65と重なる位置に設けられており、ワイヤー76により、回路基板12上のランド電極19と接続されている。これにより、LNA入力電極66とフィルタ出力電極65とは、電気的に接続される。
【0031】
LNA出力電極67は、z軸方向から平面視したときにフィルタ入力電極60と重なる位置に設けられており、ワイヤー77により、ランド電極16と接続されている。
【0032】
駆動部100は、櫛形電極101〜104と反射器111〜114と接続導体120〜126とで構成されている。駆動部100は、中空空間V1内の圧電基板30の上面(一方主面)に設けられている。なお、櫛形電極101〜104の材料、反射器111〜114の材料及び接続導体120〜126の材料は、Al,Cu,Ni,Au,Pt等である。
【0033】
反射器111、櫛形電極101,102、及び反射器112は、図3に示すように、x軸方向の負方向側から正方向側に向かってこの順に並んでおり、中空空間V1内におけるy軸方向の正方向側の領域に設けられている。
【0034】
反射器113、櫛形電極103,104、反射器114は、図3に示すように、x軸方向の負方向側から正方向側に向かってこの順に並んでおり、中空空間V1内におけるy軸方向の負方向側の領域に設けられている。なお、反射器113、櫛形電極103,104、反射器114は、圧電基板30における中心点を通り、かつ、x軸に平行な直線に関して、反射器111、櫛形電極101,102、反射器112と対称な形状で形成されている
【0035】
接続導体120は、フィルタ入力電極60と櫛形電極101とを接続している。また、接続導体120は、配線130とビアホール導体140とで構成されている。より詳細には、図3に示すように、配線130は、圧電基板30の上面に設けられた帯状の導体である。配線130は、櫛形電極101のy軸方向の負方向側の端部から、y軸方向の負方向側へと進行する。さらに、配線130は、圧電基板30の上面におけるy軸方向の中央近傍で、x軸方向の負方向側へと直角に折れ曲がり、支持部40内に進入する。そして、配線130は、支持部40内でビアホール導体140の一端と接続されている。ビアホール導体140は、図4に示すように、支持部40をz軸方向に貫通する柱状の導体である。また、ビアホール導体140の他端は、フィルタ入力電極60のz軸方向の負方向側の面(以下でz軸方向の負方向側の面を、下面と称す)と接続している。
【0036】
接続導体121は、グランド電極61と櫛形電極101とを接続している。また、接続導体121は、配線131とビアホール導体141とで構成されている。より詳細には、図3に示すように、配線131は、圧電基板30の上面に設けられた帯状の導体である。配線131は、櫛形電極101のy軸方向の正方向側の端部から、y軸方向の正方向側へと進行し、支持部40内に進入する。そして、配線131は、支持部40内でビアホール導体141の一端と接続している。ビアホール導体141は、支持部40をz軸方向に貫通する柱状の導体である。また、ビアホール導体141の他端は、グランド電極61の下面と接続している。
【0037】
接続導体122は、グランド電極62と櫛形電極102とを接続している。また、接続導体122は、配線132とビアホール導体142とで構成されている。より詳細には、図3に示すように、配線132は、圧電基板30の上面に設けられた帯状の導体である。配線132は、櫛形電極102のy軸方向の正方向側の端部から、y軸方向の正方向側へと進行し、支持部40内に進入する。そして、配線132は、支持部40内でビアホール導体142の一端と接続している。ビアホール導体142は、支持部40をz軸方向に貫通する柱状の導体である。また、ビアホール導体142の他端はグランド電極62の下面と接続している。
【0038】
接続導体123は、図3に示すように、櫛形電極102と櫛形電極103とを接続している。より詳細には、接続導体123は、圧電基板30の上面に設けられた帯状の導体である。接続導体123は、櫛形電極102のy軸方向の負方向側の端部から、y軸方向の負方向側へと進行する。そして、接続導体123は、圧電基板30の上面におけるy軸方向の中央近傍で、x軸方向の負方向側へと直角に折れ曲がり、再びy軸方向の負方向側へと直角に折れ曲がり櫛形電極103に接続されている。
【0039】
接続導体124は、グランド電極63と櫛形電極103とを接続している。また、接続導体124は、配線134とビアホール導体144とで構成されている。より詳細には、図3に示すように、配線134は、圧電基板30の上面に設けられた帯状の導体である。配線134は、櫛形電極103のy軸方向の負方向側の端部から、y軸方向の負方向側へと進行し、支持部40内に進入する。そして、配線134は、支持部40内でビアホール導体144の一端と接続する。ビアホール導体144は、支持部40をz軸方向に貫通する柱状の導体である。また、ビアホール導体144の他端はグランド電極63の下面と接続する。
【0040】
接続導体125は、グランド電極64と櫛形電極104とを接続している。また、接続導体125は、配線135とビアホール導体145とで構成されている。より詳細には、図3に示すように、配線135は、圧電基板30の上面に設けられた帯状の導体である。配線135は、櫛形電極104のy軸方向の負方向側の端部から、y軸方向の負方向側へと進行し、支持部40内に進入する。そして、配線135は、支持部40内でビアホール導体145の一端と接続する。ビアホール導体145は、支持部40をz軸方向に貫通する柱状の導体である。また、ビアホール導体145の他端はグランド電極64の下面と接続する。
【0041】
接続導体126は、フィルタ出力電極65と櫛形電極104とを接続している。また、接続導体126は、配線136とビアホール導体146とで構成されている。より詳細には、図3に示すように、配線136は、圧電基板30の上面に設けられた帯状の導体である。配線136は、櫛形電極104のy軸方向の正方向側の端部から、y軸方向の正方向側へと進行する。さらに、配線136は、圧電基板30の上面におけるy軸方向の中央近傍で、x軸方向の正方向側へと直角に折れ曲がり、支持部40内に進入する。そして、配線136は、支持部40内でビアホール導体146の一端と接続している。ビアホール導体146は、図4に示すように、支持部40をz軸方向に貫通する柱状の導体である。また、ビアホール導体146の他端はフィルタ出力電極65の下面と接続している。
【0042】
以上のように構成された電子部品20は、表面弾性波フィルタ及びLNAとして機能する。より詳細には、ランド電極13からフィルタ入力電極60に入力された高周波の電気信号は、接続導体120を通過して櫛形電極101に入力される。電気信号が櫛形電極101に入力されると、表面弾性波が発生する。表面弾性波は、圧電基板30の表面に沿って櫛形電極102に伝わり、再び電気信号に変換される。このとき、反射器111,112が櫛形電極101から発生した表面弾性波を反射することにより、定在波が発生し、弾性波の減衰を抑制している。櫛形電極102で生じた電気信号は、接続導体123を通過し、櫛形電極103に入力される。これにより、櫛形電極103で表面弾性波が発生する。表面弾性波は、圧電基板30の表面に沿って櫛形電極104に伝わり、再び電気信号に変換され、フィルタ出力電極65に出力される。フィルタ出力電極65から出力された電気信号は、ランド電極19及びLNA入力電極66を通り、半導体基板90内に設けられたLNAによって増幅され、LNA出力電極67に出力される。
【0043】
(電子モジュール及び電子部品の製造方法)
電子モジュール10及び電子部品20の製造方法について図面を参照しながら説明する。図5〜15は、電子モジュール10及び電子部品20の製造途中の断面図である。なお、以下では、1つの電子モジュール10及び電子部品20の製造方法について説明するが、実際には、マトリクス状に配列された複数の電子モジュール10及び電子部品20が同時に作製されて、最終的に個別の電子モジュール10及び電子部品20に分割される。
【0044】
まず、図5に示すように、圧電基板30を準備する。次に、図6に示すように、圧電基板30の上面に櫛形電極101〜104、反射器111〜114及び配線130〜136をフォトリソグラフィー法により形成する。より詳細には、櫛形電極101〜104、反射器111〜114及び配線130〜136が形成される部分に開口を有するレジストパターンを形成する。次に、レジストパターン及び開口にAl,Cu,Ni,Au,Pt等の金属を蒸着する。蒸着後、圧電基板30を剥離液に浸漬して、レジストパターンを除去する。これにより、圧電基板30の上面に櫛形電極101〜104、反射器111〜114及び配線130〜136が形成される。
【0045】
次に、図7に示すように、圧電基板30の上面に支持部40をスピンコート法等により形成する。より詳細には、スピンコート法により圧電基板30の上面に感光性ポリイミドを塗布する。その後、感光性ポリイミドを露光及び現像する。更に、感光性ポリイミドを加熱することにより硬化させ、酸素プラズマにより櫛形電極101〜104、反射器111〜114及び配線130〜136に付着している有機物を除去する。
【0046】
次に、図8に示すように、支持部40上に保護層50を形成する。具体的には、ポリイミド樹脂からなる保護層50を準備する。そして、保護層50を支持部40上に配置して熱圧着する。
【0047】
次に、図9に示すように、ビアホール導体140〜142,144〜146が形成される位置にビームを照射して、支持部40、保護層50にビアホールを形成する。なお、ビアホールの形成方法は、ビームを照射する方法に限らず、フォトリソグラフィー法であってもよい。
【0048】
次に、図10に示すように、ビアホールの内部に電界めっきにより導体を充填してビアホール導体140〜142,144〜146を形成する。なお、ビアホール導体140〜142,144〜146の周囲が支持部40に囲まれているので、中空空間V1内にめっき液が侵入することが抑制されている。
【0049】
次に、図11に示すように、ビアホール導体140〜142,144〜146上にはんだペーストを印刷することによって、フィルタ入力電極60、グランド電極61〜64、フィルタ出力電極65を形成する。
【0050】
次に、図12に示すように、回路基板12の上面に製造途中の電子部品20を固定する。より詳細には、まず、回路基板12の上面の略中央にボンディング剤を塗布する。そして、電子部品20を、吸着機構等を有した実装機によりピックアップする。さらに、実装機により、電子部品20を回路基板12の表面の略中央に配置する。配置後、加熱によりボンディング剤を硬化させ電子部品20を回路基板12の上面に固定する。
【0051】
電子部品20を回路基板12に固定した後、図13に示すように、ワイヤーボンディングにより、フィルタ入力電極60、グランド電極61〜64、フィルタ出力電極65をランド電極13〜15,17〜19に接続する。
【0052】
次に、図14に示すように、保護層50の上面に接着層80を形成する。接着層80は、スクリーン印刷などにより保護層50の上面に塗布する。なお、接着層80は、保護層50の上面ではなく、半導体基板90の下面にダイアタッチフィルムを用いて形成することも可能である。
【0053】
次に、図15に示すように、半導体基板90を接着層80の上面に固定する。より詳細には、まず、回路素子を内蔵し、かつ、回路素子と接続されている外部電極66,67が、あらかじめ設けられた半導体基板90を準備する。そして、半導体基板90を、吸着機構等を有した実装機によりピックアップし、半導体基板90を接着層80の上面に配置する。配置後、加熱により接着層80を硬化させ、半導体基板90を固定する。なお、半導体基板90の下面にダイアタッチフィルムを用いて接着層80が形成されている場合には、半導体基板90を保護層50の表面に配置後、加熱によりダイアタッチフィルムを硬化させ、半導体基板90を固定する。
【0054】
次に、LNA入力電極66をワイヤーボンディングによりランド電極19に接続する。これにと同時に、LNA出力電極67とランド電極16とをワイヤーボンディングよりに接続する。
【0055】
最後に、トランスファーモールドにより、電子モジュール10の表面全体を封止樹脂150で覆う。以上のような工程を経て、電子モジュール10が完成する。
【0056】
(効果)
以上のように構成された電子モジュール10及び電子部品20では、弾性波を伝播させるための中空空間V1のつぶれを抑制することができる。より詳細には、表面実装型電子部品モジュール500では、図18に示すように、中空空間V500の上部が、外囲器512のみで覆われている。従って、トランスファーモールドの圧力によって、外囲器512と主面S501に囲まれた中空空間V500がつぶれるおそれがある。
【0057】
一方、電子モジュール10及び電子部品20では、図4に示すように、中空空間V1のz軸方向の正方向側に保護層50だけでなく、半導体基板90が設けられている。また、半導体基板90は、樹脂よりも硬いため、トランスファーモールドの圧力によって破損する可能性が低い。以上より、電子モジュール10及び電子部品20では、中空空間V1のつぶれを抑制することができる。
【0058】
また、表面実装型電子部品モジュール500では、図18に示すように、配線基板501上に、半導体チップ504と表面弾性波素子507とが、別々に配置されている。一方、電子モジュール10では、回路素子を内蔵した半導体基板90は、電子部品20と一体化されている。従って、電子モジュール10は、表面実装型電子部品モジュール500に対して小型である。
【0059】
(変形例)
以下に、変形例に係る電子モジュール10’について図面を参照しながら説明する。図16は、電子モジュール10’の外観斜視図である。図17は、電子モジュール10’を含む通信機器300のフロントエンド部のブロック図である。
【0060】
電子モジュール10と電子モジュール10’との相違点は、図16に示すように、回路基板12’の形状とパワーアンプ200が追加された点である。その他の点については、電子モジュール10と電子モジュール10’とで相違しないので、説明を省略する。なお、電子モジュール10’を表す図16において、電子モジュール10’と同様の構成については、電子モジュール10と同じ符号を付した。
【0061】
電子モジュール10’の回路基板12’は、図16に示すように、電子モジュール10の回路基板12と比較して、x軸方向に拡大されている。そして、拡大されたスペースには、パワーアンプ200が設けられている。
【0062】
パワーアンプ200は、図16に示すように、直方体状を成す回路素子である。パワーアンプ200の上面には、パワーアンプ入出力電極260,267が設けられ、ワイヤーボンディングにより、回路基板12’の上面に設けられたランド電極214,219と接続されている。また、パワーアンプ200は、電子部品20と共にトランスファーモールドにより封止され、電子モジュール10’として一体化されている。
【0063】
ここで、電子モジュール10’を用いた通信機器の一例として、通信機器300を挙げる。図17は、通信機器300の構成を示すブロック図である。図17に示すように、通信モジュール300は、アンテナ310、ダイプレクサ312、スイッチIC322,325、パワーアンプ200、330、LNA340,342及びバンドフィルタ370を備えている。また、通信機器300は、複数の周波数帯域(本実施例においては、2.5GHz帯及び5GHz帯)の送受信を行う通信機器である。
【0064】
アンテナ310から入力された高周波信号は、ダイプレクサ312により、5GHz帯の受信信号と2.5GHz帯の受信信号とに分けられる。
【0065】
5GHz帯の受信信号は、ダイプレクサ312から出力された後、スイッチIC325を介して、LNA340に入力される。そして、5GHz帯の受信信号は、LNA340により増幅され、受信端子355から出力される。
【0066】
また、送信端子350から入力された5GHz帯の送信信号は、パワーアンプ330により増幅され、スイッチIC325及びダイプレクサ312を介して、アンテナ310に入力される。
【0067】
2.5GHz帯の受信信号は、ダイプレクサ312から出力された後、スイッチIC322を介して、バンドパスフィルタに入力される。そして、バンドパスフィルタ370から出力された2.5GHz帯の受信信号は、LNA342により増幅され、受信端子360から出力される
【0068】
また、送信端子362から入力された2.5GHz帯の送信信号は、パワーアンプ200により増幅され、スイッチIC322及びダイプレクサ312を介して、アンテナ310に入力される。
【0069】
なお、図17に示すように、LNA342とバンドパスフィルタ370(SAWフィルタ)とは、一体化され、電子部品20を構成している。さらに、電子部品20とパワーアンプ200は、一体化され、電子モジュール10’を構成している。
【0070】
以上のように、電子モジュール10’は、通信機器300の一部として機能する。
【0071】
ところで、電子モジュール10’では、電子部品20を用いることにより、従来は半導体チップ等を設けていた回路基板12のスペースに、パワーアンプ200を設けることができる。これに伴って、通信機器内において、従来、パワーアンプを設けていた箇所に別の部品を設けることや、通信機器自体を小型化することが可能となる。つまり、電子モジュール10’は、通信機器の多機能化や小型化に寄与する。
【0072】
(その他の実施形態)
本発明に係る電子モジュール10及び電子部品20は、電子モジュール10,10’及び電子部品20に限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。例えば、電子部品20を構成するフィルタの駆動部100を、両面に電極が形成された圧電薄膜とし、圧電基板30を絶縁基板に代えることで、表面弾性波フィルタをバルク弾性波フィルタ(BAW)としてもよい。また、パワーアンプ200を、他の機能を有する電子デバイスとしてもよい。さらに、半導体基板90が駆動部100と電気的に接続された状態を保ちつつ、電子部品20と分離し、回路基板12の表面に配置してもよい。このとき、接続層80の上面には、回路素子を内蔵した新たな半導体基板が設けられている。なお、通信機器300の取り扱う周波数帯域は、2.5GHz帯及び5GHz帯に限らない。
【産業上の利用可能性】
【0073】
以上のように、本発明は、弾性波を利用した電子部品及び電子モジュールに有用であり、特に、弾性波を伝播させるための中空空間のつぶれを抑制することを可能とする点において優れている。
【符号の説明】
【0074】
V1 中空空間
10,10’ 電子モジュール
12 回路基板
20 電子部品
30 圧電基板
40 支持部
50 保護層
60 フィルタ入力電極(第1の電極)
61〜64 グランド電極(第1の電極)
65 フィルタ出力電極(第1の電極)
66 LNA入力電極(第2の電極)
67 LNA出力電極(第2の電極)
70〜77,270,276 ワイヤー
80 接着層
90 半導体基板
100 駆動部
101〜104 櫛形電極
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】

【手続補正書】
【提出日】20141104
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
素子基板と、
前記素子基板の一方主面上に設けられた駆動部と、
前記駆動部を囲み、前記素子基板の一方主面上に設けられた支持部と、
前記支持部により支持される保護層と、
前記保護層上に設けられ、回路素子が形成されている半導体基板と、
前記保護層上に設けられ、かつ、前記駆動部と電気的に接続される第1の電極と、
前記保護層上に設けられ、該保護層と前記半導体基板とを接着する接着層と、
一端が前記第1の電極と接続され、かつ、他端が前記接着層を通過して外部に引き出されているワイヤーと、
を備え、
前記素子基板、前記保護層及び前記支持部に囲まれていることにより中空空間が形成されていること、
を特徴とする電子部品。
【請求項2】
前記素子基板は圧電基板であり、
前記駆動部は櫛形電極を含み、
前記圧電基板及び前記櫛形電極は、表面弾性波フィルタを構成していること、
を特徴とする請求項1に記載の電子部品。
【請求項3】
前記素子基板は絶縁基板であり、
前記駆動部は、両面に電極が形成された圧電性薄膜からなり、
前記両面に電極が形成された圧電性薄膜は、圧電薄膜共振子を構成していること、
を特徴とする請求項1に記載の電子部品。
【請求項4】
前記半導体基板上に設けられ、かつ、前記回路素子と電気的に接続されている第2の電極を更に備えていること、
を特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の電子部品。
【請求項5】
第1の主面を有する回路基板と、
前記回路基板の第1の主面と前記素子基板の他方主面とが対向するように設けられ、該素子基板、該素子基板の一方主面上に設けられた駆動部、該駆動部を囲み該素子基板の一方主面上に設けられた支持部、該支持部により支持される保護層、及び該保護層上に設けられ回路素子が形成されている半導体基板を有し、該素子基板、該保護層及び該支持部に囲まれていることにより中空空間が形成されている電子部品と、
を備えていること、
を特徴とする電子モジュール。
【請求項6】
前記素子基板は圧電基板であり、
前記駆動部は櫛形電極を含み、
前記圧電基板及び前記櫛形電極は、表面弾性波フィルタを構成していること、
を特徴とする請求項5に記載の電子モジュール。
【請求項7】
前記素子基板は絶縁基板であり、
前記駆動部は、両面に電極が形成された圧電性薄膜からなり、
前記両面に電極が形成された圧電性薄膜は、圧電薄膜共振子を構成していること、
を特徴とする請求項5に記載の電子モジュール。
【請求項8】
前記回路基板の第1の主面に設けられている電子デバイスを更に備え、
前記電子部品及び前記電子デバイスは、封止樹脂に覆われ一体化されていること、
を特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項9】
前記電子デバイスは、前記駆動素子と電気的に接続されていること、
を特徴とする請求項8に記載の電子モジュール。
【請求項10】
前記電子デバイスは、前記半導体基板と電気的に接続されていること、
を特徴とする請求項8又は請求項9に記載の電子モジュール。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
本発明の一形態に係る電子部品は、素子基板と、前記素子基板の一方主面上に設けられた駆動部と、前記駆動部を囲み、前記素子基板の一方主面上に設けられた支持部と、前記支持部により支持される保護層と、前記保護層上に設けられ、回路素子が形成されている半導体基板と、前記保護層上に設けられ、かつ、前記駆動部と電気的に接続される第1の電極と、前記保護層上に設けられ、該保護層と前記半導体基板とを接着する接着層と、一端が前記第1の電極と接続され、かつ、他端が前記接着層を通過して外部に引き出されているワイヤーと、を備え、前記素子基板、前記保護層及び前記支持部に囲まれていることにより中空空間が形成されていること、を特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
本発明の一形態に係る電子モジュールは、第1の主面を有する回路基板と、前記回路基板の第1の主面と前記素子基板の他方主面とが対向するように設けられ、該素子基板、該素子基板の一方主面上に設けられた駆動部、該駆動部を囲み該素子基板の一方主面上に設けられた支持部、該支持部により支持される保護層、及び該保護層上に設けられ回路素子が形成されている半導体基板を有し、該素子基板、該保護層及び該支持部に囲まれていることにより中空空間が形成されている電子部品と、を備えていること、を特徴とする。

【手続補正書】
【提出日】20150122
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
素子基板と、
前記素子基板の一方主面上に設けられた駆動部と、
前記駆動部を囲み、前記素子基板の一方主面上に設けられた支持部と、
前記支持部により支持される保護層と、
前記保護層上に設けられ、回路素子が形成されている半導体基板と、
前記保護層上に設けられ、かつ、前記駆動部と電気的に接続される第1の電極と、
前記保護層上に設けられ、該保護層と前記半導体基板とを接着する接着層と、
一端が前記第1の電極と接続され、かつ、他端が前記接着層を通過して外部に引き出されているワイヤーと、
を備え、
前記素子基板、前記保護層及び前記支持部に囲まれていることにより中空空間が形成されていること、
を特徴とする電子部品。
【請求項2】
前記素子基板は圧電基板であり、
前記駆動部は櫛形電極を含み、
前記圧電基板及び前記櫛形電極は、表面弾性波フィルタを構成していること、
を特徴とする請求項1に記載の電子部品。
【請求項3】
前記素子基板は絶縁基板であり、
前記駆動部は、両面に電極が形成された圧電性薄膜からなり、
前記両面に電極が形成された圧電性薄膜は、圧電薄膜共振子を構成していること、
を特徴とする請求項1に記載の電子部品。
【請求項4】
前記半導体基板上に設けられ、かつ、前記回路素子と電気的に接続されている第2の電極を更に備えていること、
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電子部品。
【請求項5】
第1の主面を有する回路基板と
素子基板、該素子基板の一方主面上に設けられた駆動部、該駆動部を囲み該素子基板の一方主面上に設けられた支持部、該支持部により支持される保護層、及び該保護層上に設けられ回路素子が形成されている半導体基板を有し、該素子基板、該保護層及び該支持部に囲まれていることにより中空空間が形成されている電子部品と、
を備え
前記回路基板の第1の主面と前記素子基板の他方主面とが対向するように設けられていること、
を特徴とする電子モジュール。
【請求項6】
前記素子基板は圧電基板であり、
前記駆動部は櫛形電極を含み、
前記圧電基板及び前記櫛形電極は、表面弾性波フィルタを構成していること、
を特徴とする請求項5に記載の電子モジュール。
【請求項7】
前記素子基板は絶縁基板であり、
前記駆動部は、両面に電極が形成された圧電性薄膜からなり、
前記両面に電極が形成された圧電性薄膜は、圧電薄膜共振子を構成していること、
を特徴とする請求項5に記載の電子モジュール。
【請求項8】
前記回路基板の第1の主面に設けられている電子デバイスを更に備え、
前記電子部品及び前記電子デバイスは、封止樹脂に覆われ一体化されていること、
を特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれかに記載の電子モジュール。
【請求項9】
前記電子デバイスは、前記駆動と電気的に接続されていること、
を特徴とする請求項8に記載の電子モジュール。
【請求項10】
前記電子デバイスは、前記半導体基板と電気的に接続されていること、
を特徴とする請求項8又は請求項9に記載の電子モジュール。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
本発明の一形態に係る電子モジュールは、第1の主面を有する回路基板と素子基板、該素子基板の一方主面上に設けられた駆動部、該駆動部を囲み該素子基板の一方主面上に設けられた支持部、該支持部により支持される保護層、及び該保護層上に設けられ回路素子が形成されている半導体基板を有し、該素子基板、該保護層及び該支持部に囲まれていることにより中空空間が形成されている電子部品と、を備え、前記回路基板の第1の主面と前記素子基板の他方主面とが対向するように設けられていること、を特徴とする。
【国際調査報告】