電子装置およびその製造方法ならびに弾性波装置

【課題】寄生容量を小さく、電気特性の安定性が高い電子装置およびその製造方法ならびに上記電子装置を含む弾性波装置を提供する。
【解決手段】電子装置は、誘電体からなる基板１と、基板１の上面に形成された配線部２とを備える。配線部２の下方またはその近傍に位置する基板１に、基板１の下面側から上面の近傍に至る段差部１Ａが形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置およびその製造方法ならびに弾性波装置に関し、特に、誘電体基板上に配線部が形成される電子装置およびその製造方法ならびに上記電子装置を含む弾性波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−９６６７７号公報（特許文献１）では、櫛形電極（１２）が形成された圧電基板（２）と、圧電基板（２）よりも熱膨張率が低いシリコン基板（１）とを直接接合で結合することにより、温度安定性に優れた弾性表面波装置が得られると記載されている。また、特許文献１では、櫛歯形電極と圧電基板とで形成される共振器下の領域にキャビティを形成することにより、フィルタ特性の劣化が生じないとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９６６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の発明では、寄生容量を低減することも配慮されているが（当該文献の段落[００５４]等参照）、その発明の主目的は、温度安定性を改善することにある（同段落[００１５]等参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の発明のように、温度特性の改善を主目的として電子装置を作成する場合、配線部（特許文献１では「櫛歯形電極（１２）」）が形成される誘電体基板（同「圧電基板（２）」）を薄くし、支持基板（同「シリコン基板（１）」）として温度係数が小さい基板を貼り合わせ、これを誘電体基板よりも厚くする必要があった。これにより、不要な信号が発生したり、膨張差によって基板が反り、配線間の距離が変動するなど、電気特性の安定性が低下するという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、寄生容量を小さく、電気特性の安定性が高い電子装置およびその製造方法ならびに上記電子装置を含む弾性波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電子装置は、互いに対向する第１主面と第２主面とを有する誘電体基板と、第１主面上に形成された配線部とを備え、配線部の下方またはその近傍に位置する誘電体基板に、第２主面側から第１主面の近傍に至る段差部が形成されている。
【０００８】
本明細書において、「段差部」とは、第２主面側に開口する「凹部」であってもよいし、第１主面側にも第２主面側にも開口しない、誘電体基板内の「空洞」であってもよい。また、「凹部」ないし「空洞」の形状は任意に変更可能である。
【０００９】
１つの実施態様では、上記電子装置において、上記電子装置を個片化するため所定の分割領域で切断され、第１主面に垂直な方向に延びる側面は、誘電体基板のみによって構成することができる。
【００１０】
１つの実施態様では、上記電子装置において、段差部は、配線部の下方またはその近傍に位置する誘電体基板の厚みを相対的に小さくするように形成することができる。
【００１１】
１つの実施態様では、上記電子装置において、段差部は、第２主面上に開口部を有するように形成することができる。
【００１２】
１つの実施態様では、上記電子装置において、段差部は、第１主面に沿う方向に互いに距離を離して複数形成することができる。
【００１３】
１つの実施態様では、上記電子装置において、段差部は、第２主面上でひだ状に形成することができる。
【００１４】
１つの実施態様では、上記電子装置は、段差部に充填され、誘電体基板よりも熱伝導率の高い充填部材を備えることができる。
【００１５】
１つの実施態様では、上記電子装置は、段差部に充填され、誘電体基板よりも誘電率の低い充填部材を備えることができる。
【００１６】
本発明に係る弾性波装置は、上述した電子装置を含む弾性波装置であって、誘電体基板は圧電体基板を含み、配線部はインターディジタルトランスデューサ電極を含み、段差部は、インターディジタルトランスデューサ電極の下方またはその近傍に形成することができる。
【００１７】
１つの実施態様では、上記弾性波装置において、段差部の底面は曲面状に形成することができる。
【００１８】
１つの実施態様では、上記弾性波装置において、誘電体基板の第１主面におけるインターディジタルトランスデューサ電極が形成される部分は、平面状に形成することができる。
【００１９】
本発明に係る電子装置の製造方法は、互いに対向する第１主面と第２主面とを有する誘電体基板を準備する工程と、第１主面上に配線部を形成する工程と、配線部の下方またはその近傍に位置する誘電体基板に、第２主面側から第１主面の近傍に至る段差部を形成する工程とを備える。
【００２０】
１つの実施態様では、上記電子装置の製造方法は、誘電体基板の第２主面上に誘電体基板よりも薄い他の基板を重ねる工程と、誘電体基板を分割領域に沿って切断して個片化する工程とを備え、切断する工程において、誘電体基板の切断量は、他の基板の切断量よりも大きいことが好ましい。
【００２１】
１つの実施態様では、上記電子装置の製造方法は、誘電体基板を分割領域に沿って切断して個片化する工程を備え、切断する工程において、誘電体基板のみを切断することが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電子装置の電気特性の安定性を高く保ちながら、当該電子装置における寄生容量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電子装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電子装置の変形例を示す断面図である。
【図３】図２に示す変形例の効果を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る電子装置を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る電子装置の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る電子装置を示す図であり、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る電子装置を示す図であり、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る電子装置の変形例を示す図であり、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係る電子装置を示す図であり、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態６に係る電子装置を示す図であり、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態７に係る電子装置を示す図であり、（ａ）が断面図、（ｂ）が平面図である。
【図１２】電子装置を実装基板に搭載した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００２５】
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る電子装置を示す断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係る電子装置は、誘電体からなる基板１と、配線部２とを備える。
【００２７】
本実施の形態に係る電子装置は、典型的には、無線通信装置における分波器（デュプレクサなど）やフィルタに含まれる弾性表面波装置である。ただし、本発明の「電子装置」はこれに限定されるものではない。
【００２８】
上記電子装置の一例（弾性表面波装置）において、基板１は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３：ＬＴ）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３：ＬＮ）などからなる圧電基板を含む。配線部２は、たとえばＡｌなどを含む一対の櫛歯形電極を互いに間挿してなるインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極である。
【００２９】
基板１は、互いに対向する上面（第１主面）と下面（第２主面）とを有する。配線部２は、基板１の上面上に形成されている。基板１の上面は、平面状に形成される。すなわち、基板１における配線部２が形成される部分は、平面状に形成される。
【００３０】
基板１は、基板１の下面側から上面の近傍に至る段差部１Ａを有する。段差部１Ａは、基板１の下面側に開口する凹部である。換言すると、段差部１Ａは、配線部２の下方またはその近傍に位置する基板１の厚みを相対的に小さくするように形成される。段差部１Ａの底面は曲面状に形成されている。段差部１Ａは、配線部２の下方および配線部２の近傍に位置する基板１に形成されている。
【００３１】
ただし、本発明の「段差部」は、図１に示すような「凹部」に限定されるものではなく、たとえば基板１の内部に設けられた「空洞」も「段差部」に含まれる。
【００３２】
図１の例では、基板１は、単体の誘電体基板からなる。ただし、基板１にその他の基板を貼り合わせる場合もある（ただし、この場合、「その他の基板」は基板１よりも薄い。）。
【００３３】
電子装置は、所定の分割領域に沿って基板１を切断することにより個片化されている。上述のとおり、基板１は、単体の誘電体基板からなるため、電子装置を個片化するための切断面は、誘電体基板のみによって構成されている。
【００３４】
図１に示す電子装置によれば、配線部２の下方またはその近傍に位置する基板１に段差部１Ａを設けることにより、電子装置における寄生容量を小さくすることができる。より具体的に言えば、たとえば基板１（圧電基板）と配線部２（ＩＤＴ電極）との間、および、配線部２における入出力端子間で発生する寄生容量を小さくすることができる。
【００３５】
たとえば、圧電基板とＩＤＴ電極との間の寄生容量を小さくすることで、ＩＤＴ電極の容量結合が小さくなり、周波数帯域を広くすることができる。また、入出力端子間で発生する寄生容量を小さくすることで、入出力間のアイソレーション特性を向上させることができる。
【００３６】
複数の電子装置が形成された集合基板を切断して個片の電子装置を得るとき、基板の切断箇所において異なる基板が接合されていると、切断時に基板が割れたり、配線部の断線が発生することが懸念される。
【００３７】
これに対し、図１に示す電子装置によれば、切断面である基板１の側面に、単体の誘電体基板のみが配置されているため、基板の側面に接合面がなく、応力差、熱膨張差などによる接合部での基板の割れや配線部の断線の発生が抑制される。この結果、電気特性が安定し、信頼性が高く、かつ、加工時間が短い電子装置を提供できる。
【００３８】
特に、基板１が圧電基板であるとき、その材料は、へき開を有するため、割れやすい傾向にある。一方、寄生容量を小さくするために、圧電基板を均一に薄く形成すると、製造工程において、割れを防止しながら圧電基板の搬送、加工を行なうことが難しくなる。他方、圧電基板の強度を高めるために、その厚みを大きくすると、寄生容量が大きくなる。図１に示す電子装置では、基板の強度の向上と寄生容量の低減とを両立することが可能である。
【００３９】
図１に示す電子装置によれば、さらに、段差部１Ａが基板１の下面側に開口するため、配線部２からの熱を開口部から放出することが可能である。
【００４０】
図１に示す電子装置によれば、さらに、段差部１Ａの底面が平面ではない、具体的には曲面状に形成されているため、段差部１Ａの底面でバルク波が底面に入射する角度が変動するため、バルク波が錯乱して反射する。したがって、段差部１Ａの底面を粗面化しなくても、バルク波によるスプリアス信号を低減することができる。段差部１Ａの底面を粗面化する工程を省略することで、加工時間を短縮することができる。
【００４１】
図１に示す電子装置によれば、さらに、基板１の上面が平面状に形成されている（段差がない）ため、たとえば電子装置が弾性波装置である場合に、基板１の表面における弾性波の反射が少ない。また、配線部２を形成しやすいという効果もある。
【００４２】
図２は、図１に示す電子装置の変形例を示す断面図である。図２に示す変形例では、段差部１Ａに充填部材３Ａが充填されている。
【００４３】
１つの例では、充填部材３Ａは、基板１よりも熱伝導率が高い。この例の利点は、次のとおりである。
【００４４】
図３（ａ）に示すように、段差部１Ａも充填部材３Ａもない場合、配線部２からの発熱は、基板１を介して電子装置の外部に放熱される。これに対し、図３（ｂ）に示すように、段差部１Ａに充填部材３Ａを充填した場合、配線部２からの発熱は、基板１よりも熱伝導率が高い充填部材３Ａを介して電子装置の外部に放熱される。このように、図２に示す変形例によれば、放熱効率をさらに向上させることが可能である。
【００４５】
他の例では、充填部材３Ａは、基板１よりも誘電率が低い。これにより、基板１の強度を高めながら寄生容量を抑制することが可能である。
【００４６】
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２に係る電子装置を示す断面図である。本実施の形態に係る電子装置は、実施の形態１に係る電子装置の変形例であって、図４に示すように、上述の段差部１Ａに代えて段差部１Ｂを形成している点が異なる。
【００４７】
段差部１Ｂは、基板１の上面に沿う方向に互いに距離を離して複数形成されている。また、異なる観点では、段差部１Ｂは、基板１の下面上でひだ状に形成されている。複数の段差部またはひだ状の段差部を形成することで表面積が増加して、放熱効率が高くなる。なお、充填部材にひだ状の段差部を形成してもよい。
【００４８】
図５は、図４に示す電子装置の変形例を示す断面図である。図５の例では、複数の段差部１Ｂに充填部材３Ｂが充填されている。充填部材３Ｂは、１つの例では、基板１よりも熱伝導率が高く、他の例では、基板１よりも誘電率が低い。
【００４９】
本実施の形態に係る電子装置によっても、実施の形態１と同様の効果を奏する。
（実施の形態３）
図６は、実施の形態３に係る電子装置の変形例を示す断面図である。本実施の形態に係る電子装置は、実施の形態１，２に係る電子装置の変形例であって、図６に示すように、配線部２がＩＤＴ電極２Ａおよび配線電極２Ｂを有し、励振によって熱およびバルク波を発生するＩＤＴ電極２Ａの下方に段差部１Ｃを形成している点を特徴とする。
【００５０】
本実施の形態に係る電子装置によっても、実施の形態１，２と同様の効果を奏する。
（実施の形態４）
図７は、実施の形態４に係る電子装置を示す断面図である。本実施の形態に係る電子装置は、実施の形態１〜３（特に実施の形態３）に係る電子装置の変形例であって、図７に示すように、実施の形態３の段差部１Ｃに代えて２つの段差部１Ｄを形成している点を特徴とする。
【００５１】
図８は、図７に示す電子装置の変形例を示す断面図である。図８の例では、複数の段差部１Ｄに充填部材３Ｄが充填されている。充填部材３Ｄは、１つの例では、基板１よりも熱伝導率が高く、他の例では、基板１よりも誘電率が低い。
【００５２】
本実施の形態に係る電子装置によっても、実施の形態１〜３と同様の効果を奏する。
（実施の形態５）
図９は、実施の形態５に係る電子装置を示す断面図である。本実施の形態に係る電子装置は、実施の形態１〜４（特に実施の形態３，４）に係る電子装置の変形例であって、図９に示すように、実施の形態３，４の段差部１Ｃ，１Ｄに代えて３つの段差部１Ｅを形成している点を特徴とする。
【００５３】
本実施の形態に係る電子装置によっても、実施の形態１〜４と同様の効果を奏する。
（実施の形態６）
図１０は、実施の形態６に係る電子装置を示す断面図である。本実施の形態に係る電子装置は、実施の形態１〜５（特に実施の形態３〜５）に係る電子装置の変形例であって、図１０に示すように、実施の形態３〜５の段差部１Ｃ〜１Ｅに代えて、底面が曲面形状を有する段差部１Ｆを形成している点を特徴とする。
【００５４】
本実施の形態に係る電子装置によっても、実施の形態１〜５と同様の効果を奏する。
（実施の形態７）
図１１は、実施の形態７に係る電子装置を示す断面図である。本実施の形態に係る電子装置は、実施の形態１〜６（特に実施の形態３〜６）に係る電子装置の変形例であって、図１１に示すように、第１基板１１と第２基板１２とから基板１を構成している点を特徴としている。
【００５５】
第１基板１１は、誘電体からなる。第２基板１２は、任意の材料から構成される。段差部１Ｇは、第２基板１２の下面から第１基板１１の上面近傍に至るように形成されている。個片化の際の切断面である基板１の側面は、第１基板１１のみから構成されている。
【００５６】
本実施の形態に係る電子装置によっても、実施の形態１〜６と同様の効果を奏する。
（実装基板に搭載した状態）
次に、図１２を用いて、電子装置を実装基板に搭載した状態について説明する。
【００５７】
図１２（ａ）は、従来の電子装置を実装基板４に搭載した状態を示す。図１２（ａ）を参照して、タンタル酸リチウムを含む基板１上に、ＩＤＴ電極等の配線部２が形成された後、バンプ５によって、基板１と実装基板４とが接合される。その後、樹脂６によって基板１の周囲を封止し、個片サイズにカットする。
【００５８】
図１２（ｂ）は、本発明に係る電子装置を実装基板４に搭載した状態の一例を示す。図１２（ｂ）を参照して、図１２（ａ）の例と異なる点は、まず、配線部２がない裏面側において、基板１が一部削除されていることである。なお、基板１の削除の方法は、サンドブラストやダイシングによるハーフカットなど、物理的なものであってもよいし、化学的なものであってもよい。
【００５９】
図１２（ｂ）の例では、樹脂６によって封止した際に、基板１が削除された部分（段差部１Ｈ）にも樹脂６が入り込んで充填部材３Ｈを構成する。タンタル酸リチウムを含む基板１よりも誘電率が小さい樹脂６によって充填部材３Ｈを形成することによって、基板１を削除して充電部材３Ｈに置換された部分の誘電率が低下する。
【００６０】
図１２（ｃ）は、本発明に係る電子装置を実装基板４に搭載した状態の他の例を示す。図１２（ｃ）に示すように、封止された基板１の周囲部に金属を含む導電性樹脂などからなるカバー電極７を形成する場合は、基板１が削除された部分（段差部１Ｉ）にもカバー電極７が入り込んで充填部材３Ｉを構成する。カバー電極７は、基板１よりも熱伝導率が高く、熱伝導率が高いカバー電極７が入ることによって、放熱性が改善される。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６２】
１基板、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ段差部、２配線部、２Ａ櫛歯形電極（ＩＤＴ電極）、２Ｂ配線電極、３Ａ，３Ｂ，３Ｄ，３Ｈ，３Ｉ充填部材、４実装基板、５バンプ、６封止樹脂、７カバー、１１第１基板、１２第２基板。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１主面と第２主面とを有する誘電体基板と、
前記第１主面上に形成された配線部とを備え、
前記配線部の下方またはその近傍に位置する前記誘電体基板に、前記第２主面側から前記第１主面の近傍に至る段差部が形成されている、電子装置。
【請求項２】
前記電子装置を個片化するため所定の分割領域で切断され、前記第１主面に垂直な方向に延びる側面は、前記誘電体基板のみによって構成されている、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記段差部は、前記配線部の下方またはその近傍に位置する前記誘電体基板の厚みを相対的に小さくするように形成される、請求項１または請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記段差部は、前記第２主面上に開口部を有するように形成される、請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子装置。
【請求項５】
前記段差部は、前記第１主面に沿う方向に互いに距離を離して複数形成される、請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子装置。
【請求項６】
前記段差部は、前記第２主面上でひだ状に形成される、請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子装置。
【請求項７】
前記段差部に充填され、前記誘電体基板よりも熱伝導率の高い充填部材を備える、請求項１から請求項６のいずれかに記載の電子装置。
【請求項８】
前記段差部に充填され、前記誘電体基板よりも誘電率の低い充填部材を備える、請求項１から請求項６のいずれかに記載の電子装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに電子装置を含む弾性波装置であって、
前記誘電体基板は圧電体基板を含み、
前記配線部はインターディジタルトランスデューサ電極を含み、
前記段差部は、前記インターディジタルトランスデューサ電極の下方またはその近傍に形成されている、弾性波装置。
【請求項１０】
前記段差部の底面は曲面状に形成される、請求項９に記載の弾性波装置。
【請求項１１】
前記誘電体基板の第１主面における前記インターディジタルトランスデューサ電極が形成される部分は、平面状に形成される、請求個９または請求項１０に記載の弾性波装置。
【請求項１２】
互いに対向する第１主面と第２主面とを有する誘電体基板を準備する工程と、
前記第１主面上に配線部を形成する工程と、
前記配線部の下方またはその近傍に位置する前記誘電体基板に、前記第２主面側から前記第１主面の近傍に至る段差部を形成する工程とを備えた、電子装置の製造方法。
【請求項１３】
前記誘電体基板の第２主面上に前記誘電体基板よりも薄い他の基板を重ねる工程と、
前記誘電体基板を分割領域に沿って切断して個片化する工程とを備え、
前記切断する工程において、前記誘電体基板の切断量は、前記他の基板の切断量よりも大きい、請求項１２に記載の電子装置の製造方法。
【請求項１４】
前記誘電体基板を分割領域に沿って切断して個片化する工程を備え、
前記切断する工程において、前記誘電体基板のみを切断する、請求項１２に記載の電子装置の製造方法。

【図１】