回路モジュール及び複合回路モジュール
【課題】加熱時に、装置内部における接続に破損が発生することを抑制できる回路モジュール及び複合回路モジュールを提供することである。
【解決手段】ＳＡＷフィルタ３２ｂは、圧電基板１７と、圧電基板１７の主面上に設けられている縦結合部と、縦結合部上に空隙Ｓｐを形成した状態で圧電基板１７の主面を覆う支持層１８及びカバー層２０，２２と、カバー層２２上に設けられ、かつ、縦結合部と電気的に接続されているバンプ２４ａ〜２４ｆと、を含んでいる。実装基板は、マザー基板上に実装され、バンプ２４ａ〜２４ｆを介してＳＡＷフィルタ３２ｂが実装される。
【解決手段】ＳＡＷフィルタ３２ｂは、圧電基板１７と、圧電基板１７の主面上に設けられている縦結合部と、縦結合部上に空隙Ｓｐを形成した状態で圧電基板１７の主面を覆う支持層１８及びカバー層２０，２２と、カバー層２２上に設けられ、かつ、縦結合部と電気的に接続されているバンプ２４ａ〜２４ｆと、を含んでいる。実装基板は、マザー基板上に実装され、バンプ２４ａ〜２４ｆを介してＳＡＷフィルタ３２ｂが実装される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路モジュール及び複合回路モジュールに関し、より特定的には、圧電素子を含んだ表面弾性波フィルタを備えた回路モジュール及び複合回路モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回路モジュールとしては、例えば、特許文献１に記載の電子部品装置が知られている。図９は、特許文献１に記載の電子部品装置５００の断面構造図である。
【０００３】
電子部品装置５００は、ＳＡＷデバイス５０２及び基体５０４を備えている。ＳＡＷデバイス５０２は、圧電性単結晶基板５０６及び櫛歯状電極５０８を備えている。櫛歯状電極５０８は、圧電性単結晶基板５０６上に設けられている。ＳＡＷデバイス５０２は、櫛歯状電極５０８が基体５０４に対向するように、基体５０４上にバンプを介して実装されている。以上のように構成された電子部品装置５００は、例えば、マザー基板に実装されて用いられる。
【０００４】
ところで、電子部品装置５００では、リフロー工程等で加熱・冷却されると、装置内部における接続が破損するおそれがある。より詳細には、電子部品装置５００では、圧電性単結晶基板５０６は、例えば、タンタル酸リチウムにより作製されている。また、基体５０４は、例えば、アルミナ等のセラミックにより作製されている。また、マザー基板は、例えば、ガラスエポキシにより作製されている。タンタル酸リチウム、アルミナ及びガラスエポキシは、それぞれ、線膨張係数及びヤング率等の材料物性において互いに異なっている。そのため、リフロー工程等で電子部品装置５００が加熱・冷却されると、ＳＡＷデバイス５０２、基体５０４及びマザー基板には異なる変形が生じる。その結果、電子部品装置５００内部における接続が破損するおそれがある。本願発明者は、ＳＡＷデバイス５０２と基体５０４との接続が特に破損しやすいことをコンピュータシミュレーションにより突き止めた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９９９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、加熱・冷却時に、装置内部における接続に破損が発生することを抑制できる回路モジュール及び複合回路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】
【０００７】
本発明の一形態に係る回路モジュールは、圧電基板と、該圧電基板の主面上に設けられている表面弾性波素子と、該表面弾性波素子上に空隙を形成した状態で該圧電基板の主面を覆うカバー層と、該カバー層上に設けられ、かつ、該表面弾性波素子と電気的に接続されている接続部と、を含んでいる表面弾性波フィルタと、マザー基板上に実装される多層基板であって、前記接続部を介して前記表面弾性波フィルタが実装される多層基板と、を備えていること、を特徴とする。
【０００８】
本発明の一形態に係る複合回路モジュールは、前記回路モジュールと、前記回路モジュールが実装されるマザー基板と、を備えていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加熱・冷却時に、装置内部における接続に破損が発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る回路モジュールの外観斜視図である。
【図２】図１の回路モジュールの回路構成を示した図である。
【図３】ＳＡＷフィルタの内部構成を示した図である。
【図４】ＳＡＷフィルタの断面構造図である。
【図５】ＳＡＷフィルタの分解図である。
【図６】ＳＡＷフィルタの配線図である。
【図７】回路モジュールの断面構造図である。
【図８】複合回路モジュールの構造図である。
【図９】特許文献１に記載の電子部品装置の断面構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態に係る回路モジュール及び複合回路モジュールについて図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（回路モジュールの構成）
以下に、本発明の一実施形態に係る回路モジュールの構成について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る回路モジュール１０の外観斜視図である。図２は、図１の回路モジュール１０の回路構成を示した図である。以下では、略直方体状をなす回路モジュール１０において、高さ方向をｚ軸方向と定義する。また、ｚ軸方向から平面視したときの長辺方向をｘ軸方向と定義し、短辺方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は、互いに直交している。
【００１３】
回路モジュール１０は、図１及び図２に示すように、実装基板１２、デュプレクサ１４、整合素子１６ａ〜１６ｄ及び封止樹脂１９を備えている。
【００１４】
実装基板１２は、図１に示すように、複数の絶縁体層が積層されてなる長方形状のセラミック多層基板であり、例えば、携帯電話のマザー基板上に実装される。実装基板１２の材料は、例えば、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）である。実装基板１２は、基板本体１２ａ、ランド電極４１ａ〜４１ｆ，４５ａ〜４５ｆ，９０ａ〜９０ｉ（図２参照）を含んでいる。
【００１５】
基板本体１２ａは、主面Ｓａ，Ｓｂ（図１参照）を有している。主面Ｓａは、ｚ軸方向の正方向側の主面であり、主面Ｓｂは、ｚ軸方向の負方向側の主面である。
【００１６】
ランド電極４１ａ〜４１ｆ，４５ａ〜４５ｆは、デュプレクサ１４の実装のために用いられ、基板本体１２ａの主面Ｓａ（第２の主面）上に設けられている。ランド電極９０ａ〜９０ｉは、実装基板１２のマザー基板への実装のために用いられ、基板本体１２ａの主面Ｓｂ（第１の主面）上に設けられている。ランド電極９０ａは、マザー基板（図示せず）を介して、アンテナに接続されている。ランド電極９０ｃは、マザー基板を介して、受信回路に接続されている。ランド電極９０ｅは、マザー基板を介して、受信回路に接続されている。ランド電極９０ｈは、マザー基板を介して、送信回路に接続されている。ランド電極９０ｂ，９０ｄ，９０ｆ，９０ｇ，９０ｉは、マザー基板を介して接地されている。
【００１７】
デュプレクサ１４は、図示しないアンテナが受信した相対的に高い周波数を有する受信信号をそれぞれ、回路モジュール１０に設けられている受信回路（図示せず）に出力し、回路モジュール１０に設けられている送信回路（図示せず）から出力されてきた相対的に低い周波数を有する送信信号を、アンテナへと出力する分波回路である。デュプレクサ１４は、図１に示すように、実装基板１２の主面Ｓａ上に実装され、図１及び図２に示すように、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂにより構成されている。なお、送信信号の周波数の方が、受信信号の周波数よりも高くてもよい。なお、受信回路及び送信回路は、回路モジュール１０の外部に設けられてもよい。
【００１８】
ＳＡＷフィルタ３２ａは、図２に示すように、送信回路とアンテナとの間に設けられており、相対的に低い周波数を有する送信信号を送信回路からアンテナへと通過させ、相対的に高い周波数を有する受信信号をアンテナから送信回路へと通過させない特性を有している。ＳＡＷフィルタ３２ｂは、図２に示すように、アンテナと受信回路との間に設けられており、相対的に高い周波数を有する受信信号をアンテナから受信回路へと通過させ、相対的に低い周波数を有する送信信号を送信回路から受信回路へと通過させない特性を有している。
【００１９】
以下に、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂの構成について図面を参照しながら説明する。なお、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂの基本構造は略同じであるので、ＳＡＷフィルタ３２ｂを例にとって説明する。図３は、ＳＡＷフィルタ３２ｂの内部構成を示した図である。図４は、ＳＡＷフィルタ３２ｂの断面構造図である。図５は、ＳＡＷフィルタ３２ｂの分解図である。図６は、ＳＡＷフィルタ３２ｂの配線図である。図６では、信号線を太線で示し、グランド線を細線で示してある。信号線とは、受信信号が伝送される配線を意味し、グランド線とは、接地電位に保たれる配線を意味する。図７は、回路モジュール１０の断面構造図である。
【００２０】
ＳＡＷフィルタ３２ｂは、図３ないし図６に示すように、圧電基板１７、支持層１８、カバー層２０，２２、バンプ（接続部）２４（２４ａ〜２４ｆ）、接続部６６（６６ａ〜６６ｆ）、縦結合部（表面弾性波素子）７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２及びビアホール導体Ｖ１〜Ｖ６を含んでいる。
【００２１】
圧電基板１７は、長方形状の板状をなしており、主面Ｓ１（図４参照）を有している。圧電基板１７としては、リチウムタンタル酸ナトリウム基板やリチウムタンタル酸ニオブ基板やシリコン基板等が用いられる。主面Ｓ１は、圧電基板１７の２つの主面のうちのｚ軸方向の負方向側に位置している主面を指している。
【００２２】
圧電基板１７の主面Ｓ１上には、図３及び図４に示すように、素子領域Ｅが規定されている。素子領域Ｅは、主面Ｓ１において、角部近傍及び各辺近傍を除く領域である。
【００２３】
接続部６６ａ〜６６ｆはそれぞれ、主面Ｓ１上に設けられたＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ等の導体層からなる。接続部６６ａ，６６ｃ，６６ｄ，６６ｆはそれぞれ、図３に示すように、主面Ｓ１の４つの角近傍に設けられている。接続部６６ｂ，６６ｅはそれぞれ、図３に示すように、主面Ｓ１の中央から見てｙ軸方向の負方向側及び正方向側の長辺の中点近傍に設けられている。
【００２４】
縦結合部（表面弾性波素子）７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２は、主面Ｓ１上に設けられたＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ等の導体層からなり、図３及び図５に示すように、ｚ軸方向から平面視したときに、素子領域Ｅ内に設けられている。
【００２５】
接続部６６ｄ，６６ｂ間には、図３、図５及び図６に示すように、縦結合部７０及び直列トラップ８０が直列に接続されている。縦結合部７０は、対向部７０ａ〜７０ｆにより構成されている。対向部７０ａ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｆはそれぞれ、接続部６６ｅに接続されているグランド線と直列トラップ８０を介して接続部６６ｂに接続されている信号線とがｚ軸方向に対向することにより構成されている。対向部７０ｂ，７０ｅはそれぞれ、接続部６６ｄに接続されている信号線と接続部６６ｅに接続されているグランド線とがｚ軸方向に対向することにより構成されている。そして、対向部７０ａ〜７０ｆは、ｙ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並んでいる。
【００２６】
直列トラップ８０は、縦結合部７０と接続部６６ｂとの間に直列に接続されている共振子である。並列トラップ７６は、接続部６６ｄと接続部６６ａとの間に直列に接続されている共振子である。
【００２７】
接続部６６ｆ，６６ｂ間には、縦結合部７４及び直列トラップ８２が直列に接続されている。縦結合部７４は、対向部７４ａ〜７４ｆにより構成されている。対向部７４ａ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｆは、接続部６６ｅに接続されているグランド線と直列トラップ８２を介して接続部６６ｂに接続されている信号線とがｚ軸方向に対向することにより構成されている。対向部７４ｂ，７４ｅは、接続部６６ｆに接続されている信号線と接続部６６ｅに接続されているグランド線とがｚ軸方向に対向することにより構成されている。そして、対向部７４ａ〜７４ｆは、ｙ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並んでいる。
【００２８】
直列トラップ８２は、縦結合部７４と接続部６６ｂとの間に直列に接続されている共振子である。並列トラップ７８は、接続部６６ｆと接続部６６ｃとの間に直列に接続されている共振子である。
【００２９】
支持層１８及びカバー層２０，２２は、図３ないし図５に示すように、縦結合部７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２上に空隙Ｓｐを形成した状態で圧電基板１７の主面Ｓ１を覆っている。
【００３０】
支持層１８は、図３ないし図５に示すように、ｚ軸方向から平面視したときに、素子領域Ｅを囲む長方形の枠状をなしている。より詳細には、支持層１８は、図３に示すように、枠部１８ａ及び突起部１８ｂ〜１８ｇを含んでいる。枠部１８ａは、主面Ｓ１の４辺に沿った長方形の枠状をなしている。突起部１８ｂ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｇはそれぞれ、主面Ｓ１の４つの角において、枠部１８ａの内側に向かって突出している。突起部１８ｃ，１８ｆはそれぞれ、主面Ｓ１のｙ軸方向の正方向側及び負方向側の長辺の中点において、枠部１８ａの内側に向かって突出している。これにより、図３に示すように、突起部１８ｂ〜１８ｇはそれぞれ、ｚ軸方向から平面視したときに、接続部６６ａ〜６６ｆと重なっている。支持層１８は、ＳＡＷフィルタ３２ｂ内に水分等が侵入することを防止する役割を果たしており、耐水性に優れた絶縁材料（例えば、ポリイミド）により作製されている。また、素子領域Ｅとは、主面Ｓ１において、支持層１８が設けられていない領域を意味する。
【００３１】
カバー層２０は、図４及び図５に示すように、支持層１８のｚ軸方向の負方向側に設けられており、主面Ｓ１に対向している。より詳細には、カバー層２０は、主面Ｓ１と略同じ長方形状をなしている。そして、カバー層２０は、支持層１８のｚ軸方向の負方向側に積層されることにより、主面Ｓ１と接触することなく空隙Ｓｐを介して対向している。カバー層２０は、支持層１８とは異なる絶縁材料により作製されてもよく、例えば、エポキシ樹脂により作製されている。
【００３２】
カバー層２２は、図４及び図５に示すように、カバー層２０のｚ軸方向の負方向側に設けられている。より詳細には、カバー層２２は、カバー層２０と同じ長方形状をなしており、ｚ軸方向から平面視したときに、カバー層２０と一致した状態で重なっている。カバー層２２は、ＳＡＷフィルタ３２ｂ内に水分等が侵入することを防止する役割を果たしており、耐水性に優れた絶縁材料（例えば、ポリイミド）により作製されている。すなわち、カバー層２２は、支持層１８と同じ絶縁材料により作製されている。なお、カバー層２２は、支持層１８が硬化した後に形成されるので、カバー層２２を支持層１８上に直接に積層した場合には、カバー層２２が支持層１８に密着しにくい。そのため、ＳＡＷフィルタ３２ｂでは、支持層１８とカバー層２２との間に、カバー層２０が設けられている。すなわち、カバー層２０は、支持層１８とカバー層２２とを接着している。なお、カバー層２０とカバー層２２とは、別の材料や異なる厚みで形成されてもよい。また、カバー層２０，２２の材料としては、樹脂などのフレキシブル材料や単結晶基板等のリジッド材料などでもよい。
【００３３】
ビアホール導体Ｖ１〜Ｖ６はそれぞれ、図３ないし図５に示すように、支持層１８及びカバー層２０，２２をｚ軸方向に貫通している。ビアホール導体Ｖ１〜Ｖ６のｚ軸方向の正方向側の端部はそれぞれ、接続部６６ａ〜６６ｆに接続されている。
【００３４】
バンプ２４ａ〜２４ｆはそれぞれ、カバー層２２のｚ軸方向の負方向側の主面上に設けられている球状のはんだであり、ビアホール導体Ｖ１〜Ｖ６のｚ軸方向の負方向側の端部に接続されている。これにより、バンプ２４ａ〜２４ｆは、ビアホール導体Ｖ１〜Ｖ６及び接続部６６ａ〜６６ｆを介して、縦結合部（表面弾性波素子）７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２と電気的に接続されている。
【００３５】
また、バンプ２４ａ〜２４ｆはそれぞれ、図２及び図７に示すように、ＳＡＷフィルタ３２ｂが実装基板１２に実装される際に、実装基板１２のランド電極４５ａ〜４５ｆに接続される。具体的には、バンプ２４ａ，２４ｃ，２４ｅはそれぞれ、図２に示すように、実装基板１２のランド電極４５ａ，４５ｃ，４５ｅに接続され、実装基板１２及びマザー基板を介して接地されている。バンプ２４ｂは、実装基板１２のランド電極４５ｂに接続され、実装基板１２及びマザー基板を介してアンテナに接続されている。バンプ２４ｄ，２４ｆはそれぞれ、実装基板１２のランド電極４５ｄ，４５ｆに接続され、実装基板１２及びマザー基板を介して受信回路に接続されている。これにより、ＳＡＷフィルタ３２ｂは、バンプ２４ａ〜２４ｆを介して実装基板１２の主面Ｓａ上に実装されている。
【００３６】
以上のように構成されたＳＡＷフィルタ３２ｂの動作は以下に説明するとおりである。バンプ２４ｂから直列トラップ８０を介して受信信号が入力してくると、対向部７０ａ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｆにおいて弾性表面波が発生する。弾性表面波は、圧電基板１７の表面を進行する。対向部７０ｂ，７０ｅは、対向部７０ａ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｆにおいて発生した弾性表面波を受信信号に変換する。この後、受信信号は、バンプ２４ｄを介してＳＡＷフィルタ３２ｂ外へと出力する。
【００３７】
また、バンプ２４ｂから入力された受信信号は、直列トラップ８２を介して対向部７４ａ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｆに入力され、その対向部７４ａ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｆにおいて弾性表面波が発生する。弾性表面波は、圧電基板１７の表面を進行する。対向部７４ｂ，７４ｅは、対向部７４ａ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｆにおいて発生した弾性表面波を受信信号に変換する。この後、受信信号は、バンプ２４ｆを介してＳＡＷフィルタ３２ｂ外へと出力する。なお、対向部７０を通過する信号に対して対向部７４を通過する信号は、位相が１８０°異なっており、バンプ２４ｄ，２４ｆは、いわゆるバランス型の受信端子を構成している。
【００３８】
以上のように構成された回路モジュール１０は、マザー基板に実装される。以下に、回路モジュール１０及びマザー基板を備えた複合回路モジュール２００について図面を参照しながら説明する。図８は、複合回路モジュール２００の構造図である。
【００３９】
マザー基板２０１は、基板本体２０２及びランド電極２０４を含んでいる。基板本体２０２は、ガラスエポキシ等の樹脂からなる基板である。ランド電極２０４は、基板本体２０２のｚ軸方向の正方向側の面に複数設けられている。
【００４０】
実装基板１２のランド電極９０とマザー基板２０１のランド電極２０４とははんだにより接続されている。これにより、実装基板１２は、ランド電極９０を介してマザー基板２０１に実装される。
【００４１】
整合素子１６ａ〜１６ｄは、図１に示すように、実装基板１２の主面Ｓａ上に実装され、実装基板１２とデュプレクサ１４との間のインピーダンス整合を取るためのチップ型電子部品である。整合素子１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、図２に示すように、ランド電極４１ａ，４１ｃ，４５ｂとランド電極９０ｉ，９０ｈ，９０ｂとの間に直列接続されている整合素子である。整合素子１６ｄは、ランド電極４５ｄ及びランド電極９０ｃとを接続する信号線と、ランド電極４５ｆ及びランド電極９０ｅとを接続する信号線との間に接続されている整合素子である。
【００４２】
封止樹脂１９は、実装基板１２の主面Ｓａ、デュプレクサ１４及び整合素子１６ａ〜１６ｄを覆うように設けられている。これにより、デュプレクサ１４及び整合素子１６ａ〜１６ｄが保護されている。なお、封止樹脂１９としては、エポキシ樹脂等が用いられる。
【００４３】
以上のように構成された回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、実装基板１２、圧電基板１７、カバー層２０，２２及びマザー基板２０１は、以下に示すヤング率を有している。表１は、実装基板１２、圧電基板１７、カバー層２０，２２及びマザー基板２０１のヤング率を示した表である。
【００４４】
【表１】
【００４５】
表１によれば、圧電基板１７のヤング率は、実装基板１２のヤング率、カバー層２０，２２のヤング率及びマザー基板２０１のヤング率よりも大きい。また、圧電基板１７、実装基板１２、マザー基板２０１及びカバー層２０，２２の材料としては、これらの線膨張係数が略等しいものが用いられる。
【００４６】
以上のように構成された回路モジュール１０は、以下に説明するように動作する。回路モジュール１０が搭載された無線通信機器から送信信号が送信される場合には、送信回路は、送信信号を生成する。送信信号は、デュプレクサ１４を通過してアンテナへと伝送される。ここで、デュプレクサ１４のＳＡＷフィルタ３２ａは、バンプ２５ｃとバンプ２５ｄとの間において送信信号を通過させ、バンプ２５ｃとバンプ２５ｄとの間において受信信号を通過させない特性を有している。よって、アンテナが受信した受信信号は、バンプ２５ｄからＳＡＷフィルタ３２ａに入力しても、バンプ２５ｃから出力できない。よって、送信回路に受信信号が侵入することが抑制される。
【００４７】
また、回路モジュール１０が搭載された無線通信機器が受信信号を受信する場合には、アンテナは、受信信号を受信する。受信信号は、デュプレクサ１４を通過して受信回路へと伝送される。ここで、デュプレクサ１４のＳＡＷフィルタ３２ｂは、バンプ２４ｂから入力した受信信号をバンプ２４ｄとバンプ２４ｆからそれぞれ逆位相に分離して出力する特性を有している。よって、送信回路が生成した送信信号は、バンプ２４ｂからＳＡＷフィルタ３２ｂに入力しても、バンプ２４ｄから出力できない。同様に、アンテナが受信した受信信号は、バンプ２４ｂからＳＡＷフィルタ３２ｂに入力しても、バンプ２４ｄ，２４ｆから出力できない。よって、受信回路に送信信号及び受信信号が侵入することが抑制される。
【００４８】
（効果）
以上のような回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００によれば、リフロー工程等の加熱・冷却時に、回路モジュール１０内部における接続に破損が発生することを抑制できる。より詳細には、特許文献１に記載の電子部品装置５００では、圧電性単結晶基板５０６は、例えば、タンタル酸リチウムにより作製されている。また、基体５０４は、例えば、アルミナ等のセラミックにより作製されている。また、マザー基板は、例えば、ガラスエポキシ等の樹脂により作製されている。タンタル酸リチウム、アルミナ及びガラスエポキシは、それぞれ、線膨張係数及びヤング率等の材料物性において互いに異なっている。そのため、リフロー工程等で電子部品装置５００が加熱・冷却されると、ＳＡＷデバイス５０２、基体５０４及びマザー基板には異なる変形が生じる。その結果、電子部品装置５００内の接続が破損するおそれがある。特に、ＳＡＷデバイス５０２と基体５０４との接続が破損するおそれがある。
【００４９】
そこで、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂにおいて、支持層１８及びカバー層２０，２２は、縦結合部（表面弾性波素子）７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２上に空隙Ｓｐを形成した状態で圧電基板１７の主面Ｓ１を覆っている。そして、バンプ２４ａ〜２４ｆは、カバー層２２上に設けられ、かつ、縦結合部７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２と電気的に接続されている。これにより、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂは、実装基板１２上に直接に実装されるようになる。すなわち、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、アルミナ等のセラミックにより作製されている基体５０４が不要となると共に、ＳＡＷデバイス５０２の低背化が図られる。よって、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、破損が発生しやすいＳＡＷデバイス５０２と基体５０４との接続が存在しない。その結果、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００によれば、リフロー工程等の加熱・冷却時に、回路モジュール１０内部における接続に破損が発生することを抑制できる。
【００５０】
また、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、バンプ２４ａ〜２４ｆは、はんだバンプである。はんだバンプは、例えば、金バンプに比べてヤング率が小さいので変形しやすい。そのため、加熱によって、実装基板１２及び圧電基板１７に変形が発生したとしても、バンプ２４ａ〜２４ｆは、金バンプに比べて大きく変形するので破損しにくい。その結果、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、回路モジュール１０内部における接続に破損が発生することを抑制できる。なお、表１にも記載したように、カバー層２０，２２、実装基板１２及びマザー基板２０１は、圧電基板１７よりも小さいヤング率を有しているので変形しやすい。そのため、熱あるいは機械的な衝撃による変形を圧電基板１７以外の部材で吸収できるため、バンプ２４ａ〜２４ｆは、金バンプであっても回路モジュール１０内部における接続に破損が発生することを抑制できる。
【００５１】
また、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、圧電基板１７のヤング率は、実装基板１２のヤング率、カバー層２０，２２のヤング率及びマザー基板２０１のヤング率よりも大きい。これにより、回路モジュール１０内に発生した応力をカバー層２０，２２、実装基板１２等のヤング率の小さい部材で分散させることができ、応力集中を緩和することができるため、回路モジュール１０内部における接続に破損が発生することをより効果的に抑制できる。
【００５２】
なお、本実施形態のようなヤング率を持つ材料を使用すると共に、線膨張係数を別に設定してもよい。線膨張係数が近似する材料を圧電基板１７、カバー層２０，２２、実装基板１２及びマザー基板２０１として使用することにより、加熱されたときの膨張量・収縮量の差を小さくすることができる。これにより、圧電基板１７と実装基板１２との接続部又は実装基板１２とマザー基板２０１との接続部における応力集中による破断などを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明は、回路モジュール及び複合回路モジュールに有用であり、特に、リフロー工程等の加熱時に、回路モジュール内部における接続に破損が発生することを抑制できる点において優れている。
【符号の説明】
【００５４】
Ｅ 素子領域
Ｓ１，Ｓａ，Ｓｂ 主面
Ｓｐ 空隙
Ｖ１〜Ｖ６ ビアホール導体
１０ 回路モジュール
１２ 実装基板
１２ａ 基板本体
１４ デュプレクサ
１６ａ〜１６ｄ 整合素子
１７ 圧電基板
１８ 支持層
１９ 封止樹脂
２０，２２ カバー層
２４ａ〜２４ｆ バンプ
３２ａ，３２ｂ ＳＡＷフィルタ
４１ａ〜４１ｆ，４５ａ〜４５ｆ，９０ａ〜９０ｉ，２０４ ランド電極
６６ａ〜６６ｆ 接続部
７０，７４ 縦結合部
７０ａ〜７０ｆ，７４ａ〜７４ｆ 対向部
７６，７８ 並列トラップ
８０，８２ 直列トラップ
２００ 複合回路モジュール
２０１ マザー基板
２０２ 基板本体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路モジュール及び複合回路モジュールに関し、より特定的には、圧電素子を含んだ表面弾性波フィルタを備えた回路モジュール及び複合回路モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回路モジュールとしては、例えば、特許文献１に記載の電子部品装置が知られている。図９は、特許文献１に記載の電子部品装置５００の断面構造図である。
【０００３】
電子部品装置５００は、ＳＡＷデバイス５０２及び基体５０４を備えている。ＳＡＷデバイス５０２は、圧電性単結晶基板５０６及び櫛歯状電極５０８を備えている。櫛歯状電極５０８は、圧電性単結晶基板５０６上に設けられている。ＳＡＷデバイス５０２は、櫛歯状電極５０８が基体５０４に対向するように、基体５０４上にバンプを介して実装されている。以上のように構成された電子部品装置５００は、例えば、マザー基板に実装されて用いられる。
【０００４】
ところで、電子部品装置５００では、リフロー工程等で加熱・冷却されると、装置内部における接続が破損するおそれがある。より詳細には、電子部品装置５００では、圧電性単結晶基板５０６は、例えば、タンタル酸リチウムにより作製されている。また、基体５０４は、例えば、アルミナ等のセラミックにより作製されている。また、マザー基板は、例えば、ガラスエポキシにより作製されている。タンタル酸リチウム、アルミナ及びガラスエポキシは、それぞれ、線膨張係数及びヤング率等の材料物性において互いに異なっている。そのため、リフロー工程等で電子部品装置５００が加熱・冷却されると、ＳＡＷデバイス５０２、基体５０４及びマザー基板には異なる変形が生じる。その結果、電子部品装置５００内部における接続が破損するおそれがある。本願発明者は、ＳＡＷデバイス５０２と基体５０４との接続が特に破損しやすいことをコンピュータシミュレーションにより突き止めた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９９９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、加熱・冷却時に、装置内部における接続に破損が発生することを抑制できる回路モジュール及び複合回路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】
【０００７】
本発明の一形態に係る回路モジュールは、圧電基板と、該圧電基板の主面上に設けられている表面弾性波素子と、該表面弾性波素子上に空隙を形成した状態で該圧電基板の主面を覆うカバー層と、該カバー層上に設けられ、かつ、該表面弾性波素子と電気的に接続されている接続部と、を含んでいる表面弾性波フィルタと、マザー基板上に実装される多層基板であって、前記接続部を介して前記表面弾性波フィルタが実装される多層基板と、を備えていること、を特徴とする。
【０００８】
本発明の一形態に係る複合回路モジュールは、前記回路モジュールと、前記回路モジュールが実装されるマザー基板と、を備えていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加熱・冷却時に、装置内部における接続に破損が発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る回路モジュールの外観斜視図である。
【図２】図１の回路モジュールの回路構成を示した図である。
【図３】ＳＡＷフィルタの内部構成を示した図である。
【図４】ＳＡＷフィルタの断面構造図である。
【図５】ＳＡＷフィルタの分解図である。
【図６】ＳＡＷフィルタの配線図である。
【図７】回路モジュールの断面構造図である。
【図８】複合回路モジュールの構造図である。
【図９】特許文献１に記載の電子部品装置の断面構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態に係る回路モジュール及び複合回路モジュールについて図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（回路モジュールの構成）
以下に、本発明の一実施形態に係る回路モジュールの構成について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る回路モジュール１０の外観斜視図である。図２は、図１の回路モジュール１０の回路構成を示した図である。以下では、略直方体状をなす回路モジュール１０において、高さ方向をｚ軸方向と定義する。また、ｚ軸方向から平面視したときの長辺方向をｘ軸方向と定義し、短辺方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は、互いに直交している。
【００１３】
回路モジュール１０は、図１及び図２に示すように、実装基板１２、デュプレクサ１４、整合素子１６ａ〜１６ｄ及び封止樹脂１９を備えている。
【００１４】
実装基板１２は、図１に示すように、複数の絶縁体層が積層されてなる長方形状のセラミック多層基板であり、例えば、携帯電話のマザー基板上に実装される。実装基板１２の材料は、例えば、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）である。実装基板１２は、基板本体１２ａ、ランド電極４１ａ〜４１ｆ，４５ａ〜４５ｆ，９０ａ〜９０ｉ（図２参照）を含んでいる。
【００１５】
基板本体１２ａは、主面Ｓａ，Ｓｂ（図１参照）を有している。主面Ｓａは、ｚ軸方向の正方向側の主面であり、主面Ｓｂは、ｚ軸方向の負方向側の主面である。
【００１６】
ランド電極４１ａ〜４１ｆ，４５ａ〜４５ｆは、デュプレクサ１４の実装のために用いられ、基板本体１２ａの主面Ｓａ（第２の主面）上に設けられている。ランド電極９０ａ〜９０ｉは、実装基板１２のマザー基板への実装のために用いられ、基板本体１２ａの主面Ｓｂ（第１の主面）上に設けられている。ランド電極９０ａは、マザー基板（図示せず）を介して、アンテナに接続されている。ランド電極９０ｃは、マザー基板を介して、受信回路に接続されている。ランド電極９０ｅは、マザー基板を介して、受信回路に接続されている。ランド電極９０ｈは、マザー基板を介して、送信回路に接続されている。ランド電極９０ｂ，９０ｄ，９０ｆ，９０ｇ，９０ｉは、マザー基板を介して接地されている。
【００１７】
デュプレクサ１４は、図示しないアンテナが受信した相対的に高い周波数を有する受信信号をそれぞれ、回路モジュール１０に設けられている受信回路（図示せず）に出力し、回路モジュール１０に設けられている送信回路（図示せず）から出力されてきた相対的に低い周波数を有する送信信号を、アンテナへと出力する分波回路である。デュプレクサ１４は、図１に示すように、実装基板１２の主面Ｓａ上に実装され、図１及び図２に示すように、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂにより構成されている。なお、送信信号の周波数の方が、受信信号の周波数よりも高くてもよい。なお、受信回路及び送信回路は、回路モジュール１０の外部に設けられてもよい。
【００１８】
ＳＡＷフィルタ３２ａは、図２に示すように、送信回路とアンテナとの間に設けられており、相対的に低い周波数を有する送信信号を送信回路からアンテナへと通過させ、相対的に高い周波数を有する受信信号をアンテナから送信回路へと通過させない特性を有している。ＳＡＷフィルタ３２ｂは、図２に示すように、アンテナと受信回路との間に設けられており、相対的に高い周波数を有する受信信号をアンテナから受信回路へと通過させ、相対的に低い周波数を有する送信信号を送信回路から受信回路へと通過させない特性を有している。
【００１９】
以下に、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂの構成について図面を参照しながら説明する。なお、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂの基本構造は略同じであるので、ＳＡＷフィルタ３２ｂを例にとって説明する。図３は、ＳＡＷフィルタ３２ｂの内部構成を示した図である。図４は、ＳＡＷフィルタ３２ｂの断面構造図である。図５は、ＳＡＷフィルタ３２ｂの分解図である。図６は、ＳＡＷフィルタ３２ｂの配線図である。図６では、信号線を太線で示し、グランド線を細線で示してある。信号線とは、受信信号が伝送される配線を意味し、グランド線とは、接地電位に保たれる配線を意味する。図７は、回路モジュール１０の断面構造図である。
【００２０】
ＳＡＷフィルタ３２ｂは、図３ないし図６に示すように、圧電基板１７、支持層１８、カバー層２０，２２、バンプ（接続部）２４（２４ａ〜２４ｆ）、接続部６６（６６ａ〜６６ｆ）、縦結合部（表面弾性波素子）７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２及びビアホール導体Ｖ１〜Ｖ６を含んでいる。
【００２１】
圧電基板１７は、長方形状の板状をなしており、主面Ｓ１（図４参照）を有している。圧電基板１７としては、リチウムタンタル酸ナトリウム基板やリチウムタンタル酸ニオブ基板やシリコン基板等が用いられる。主面Ｓ１は、圧電基板１７の２つの主面のうちのｚ軸方向の負方向側に位置している主面を指している。
【００２２】
圧電基板１７の主面Ｓ１上には、図３及び図４に示すように、素子領域Ｅが規定されている。素子領域Ｅは、主面Ｓ１において、角部近傍及び各辺近傍を除く領域である。
【００２３】
接続部６６ａ〜６６ｆはそれぞれ、主面Ｓ１上に設けられたＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ等の導体層からなる。接続部６６ａ，６６ｃ，６６ｄ，６６ｆはそれぞれ、図３に示すように、主面Ｓ１の４つの角近傍に設けられている。接続部６６ｂ，６６ｅはそれぞれ、図３に示すように、主面Ｓ１の中央から見てｙ軸方向の負方向側及び正方向側の長辺の中点近傍に設けられている。
【００２４】
縦結合部（表面弾性波素子）７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２は、主面Ｓ１上に設けられたＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ等の導体層からなり、図３及び図５に示すように、ｚ軸方向から平面視したときに、素子領域Ｅ内に設けられている。
【００２５】
接続部６６ｄ，６６ｂ間には、図３、図５及び図６に示すように、縦結合部７０及び直列トラップ８０が直列に接続されている。縦結合部７０は、対向部７０ａ〜７０ｆにより構成されている。対向部７０ａ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｆはそれぞれ、接続部６６ｅに接続されているグランド線と直列トラップ８０を介して接続部６６ｂに接続されている信号線とがｚ軸方向に対向することにより構成されている。対向部７０ｂ，７０ｅはそれぞれ、接続部６６ｄに接続されている信号線と接続部６６ｅに接続されているグランド線とがｚ軸方向に対向することにより構成されている。そして、対向部７０ａ〜７０ｆは、ｙ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並んでいる。
【００２６】
直列トラップ８０は、縦結合部７０と接続部６６ｂとの間に直列に接続されている共振子である。並列トラップ７６は、接続部６６ｄと接続部６６ａとの間に直列に接続されている共振子である。
【００２７】
接続部６６ｆ，６６ｂ間には、縦結合部７４及び直列トラップ８２が直列に接続されている。縦結合部７４は、対向部７４ａ〜７４ｆにより構成されている。対向部７４ａ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｆは、接続部６６ｅに接続されているグランド線と直列トラップ８２を介して接続部６６ｂに接続されている信号線とがｚ軸方向に対向することにより構成されている。対向部７４ｂ，７４ｅは、接続部６６ｆに接続されている信号線と接続部６６ｅに接続されているグランド線とがｚ軸方向に対向することにより構成されている。そして、対向部７４ａ〜７４ｆは、ｙ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並んでいる。
【００２８】
直列トラップ８２は、縦結合部７４と接続部６６ｂとの間に直列に接続されている共振子である。並列トラップ７８は、接続部６６ｆと接続部６６ｃとの間に直列に接続されている共振子である。
【００２９】
支持層１８及びカバー層２０，２２は、図３ないし図５に示すように、縦結合部７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２上に空隙Ｓｐを形成した状態で圧電基板１７の主面Ｓ１を覆っている。
【００３０】
支持層１８は、図３ないし図５に示すように、ｚ軸方向から平面視したときに、素子領域Ｅを囲む長方形の枠状をなしている。より詳細には、支持層１８は、図３に示すように、枠部１８ａ及び突起部１８ｂ〜１８ｇを含んでいる。枠部１８ａは、主面Ｓ１の４辺に沿った長方形の枠状をなしている。突起部１８ｂ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｇはそれぞれ、主面Ｓ１の４つの角において、枠部１８ａの内側に向かって突出している。突起部１８ｃ，１８ｆはそれぞれ、主面Ｓ１のｙ軸方向の正方向側及び負方向側の長辺の中点において、枠部１８ａの内側に向かって突出している。これにより、図３に示すように、突起部１８ｂ〜１８ｇはそれぞれ、ｚ軸方向から平面視したときに、接続部６６ａ〜６６ｆと重なっている。支持層１８は、ＳＡＷフィルタ３２ｂ内に水分等が侵入することを防止する役割を果たしており、耐水性に優れた絶縁材料（例えば、ポリイミド）により作製されている。また、素子領域Ｅとは、主面Ｓ１において、支持層１８が設けられていない領域を意味する。
【００３１】
カバー層２０は、図４及び図５に示すように、支持層１８のｚ軸方向の負方向側に設けられており、主面Ｓ１に対向している。より詳細には、カバー層２０は、主面Ｓ１と略同じ長方形状をなしている。そして、カバー層２０は、支持層１８のｚ軸方向の負方向側に積層されることにより、主面Ｓ１と接触することなく空隙Ｓｐを介して対向している。カバー層２０は、支持層１８とは異なる絶縁材料により作製されてもよく、例えば、エポキシ樹脂により作製されている。
【００３２】
カバー層２２は、図４及び図５に示すように、カバー層２０のｚ軸方向の負方向側に設けられている。より詳細には、カバー層２２は、カバー層２０と同じ長方形状をなしており、ｚ軸方向から平面視したときに、カバー層２０と一致した状態で重なっている。カバー層２２は、ＳＡＷフィルタ３２ｂ内に水分等が侵入することを防止する役割を果たしており、耐水性に優れた絶縁材料（例えば、ポリイミド）により作製されている。すなわち、カバー層２２は、支持層１８と同じ絶縁材料により作製されている。なお、カバー層２２は、支持層１８が硬化した後に形成されるので、カバー層２２を支持層１８上に直接に積層した場合には、カバー層２２が支持層１８に密着しにくい。そのため、ＳＡＷフィルタ３２ｂでは、支持層１８とカバー層２２との間に、カバー層２０が設けられている。すなわち、カバー層２０は、支持層１８とカバー層２２とを接着している。なお、カバー層２０とカバー層２２とは、別の材料や異なる厚みで形成されてもよい。また、カバー層２０，２２の材料としては、樹脂などのフレキシブル材料や単結晶基板等のリジッド材料などでもよい。
【００３３】
ビアホール導体Ｖ１〜Ｖ６はそれぞれ、図３ないし図５に示すように、支持層１８及びカバー層２０，２２をｚ軸方向に貫通している。ビアホール導体Ｖ１〜Ｖ６のｚ軸方向の正方向側の端部はそれぞれ、接続部６６ａ〜６６ｆに接続されている。
【００３４】
バンプ２４ａ〜２４ｆはそれぞれ、カバー層２２のｚ軸方向の負方向側の主面上に設けられている球状のはんだであり、ビアホール導体Ｖ１〜Ｖ６のｚ軸方向の負方向側の端部に接続されている。これにより、バンプ２４ａ〜２４ｆは、ビアホール導体Ｖ１〜Ｖ６及び接続部６６ａ〜６６ｆを介して、縦結合部（表面弾性波素子）７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２と電気的に接続されている。
【００３５】
また、バンプ２４ａ〜２４ｆはそれぞれ、図２及び図７に示すように、ＳＡＷフィルタ３２ｂが実装基板１２に実装される際に、実装基板１２のランド電極４５ａ〜４５ｆに接続される。具体的には、バンプ２４ａ，２４ｃ，２４ｅはそれぞれ、図２に示すように、実装基板１２のランド電極４５ａ，４５ｃ，４５ｅに接続され、実装基板１２及びマザー基板を介して接地されている。バンプ２４ｂは、実装基板１２のランド電極４５ｂに接続され、実装基板１２及びマザー基板を介してアンテナに接続されている。バンプ２４ｄ，２４ｆはそれぞれ、実装基板１２のランド電極４５ｄ，４５ｆに接続され、実装基板１２及びマザー基板を介して受信回路に接続されている。これにより、ＳＡＷフィルタ３２ｂは、バンプ２４ａ〜２４ｆを介して実装基板１２の主面Ｓａ上に実装されている。
【００３６】
以上のように構成されたＳＡＷフィルタ３２ｂの動作は以下に説明するとおりである。バンプ２４ｂから直列トラップ８０を介して受信信号が入力してくると、対向部７０ａ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｆにおいて弾性表面波が発生する。弾性表面波は、圧電基板１７の表面を進行する。対向部７０ｂ，７０ｅは、対向部７０ａ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｆにおいて発生した弾性表面波を受信信号に変換する。この後、受信信号は、バンプ２４ｄを介してＳＡＷフィルタ３２ｂ外へと出力する。
【００３７】
また、バンプ２４ｂから入力された受信信号は、直列トラップ８２を介して対向部７４ａ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｆに入力され、その対向部７４ａ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｆにおいて弾性表面波が発生する。弾性表面波は、圧電基板１７の表面を進行する。対向部７４ｂ，７４ｅは、対向部７４ａ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｆにおいて発生した弾性表面波を受信信号に変換する。この後、受信信号は、バンプ２４ｆを介してＳＡＷフィルタ３２ｂ外へと出力する。なお、対向部７０を通過する信号に対して対向部７４を通過する信号は、位相が１８０°異なっており、バンプ２４ｄ，２４ｆは、いわゆるバランス型の受信端子を構成している。
【００３８】
以上のように構成された回路モジュール１０は、マザー基板に実装される。以下に、回路モジュール１０及びマザー基板を備えた複合回路モジュール２００について図面を参照しながら説明する。図８は、複合回路モジュール２００の構造図である。
【００３９】
マザー基板２０１は、基板本体２０２及びランド電極２０４を含んでいる。基板本体２０２は、ガラスエポキシ等の樹脂からなる基板である。ランド電極２０４は、基板本体２０２のｚ軸方向の正方向側の面に複数設けられている。
【００４０】
実装基板１２のランド電極９０とマザー基板２０１のランド電極２０４とははんだにより接続されている。これにより、実装基板１２は、ランド電極９０を介してマザー基板２０１に実装される。
【００４１】
整合素子１６ａ〜１６ｄは、図１に示すように、実装基板１２の主面Ｓａ上に実装され、実装基板１２とデュプレクサ１４との間のインピーダンス整合を取るためのチップ型電子部品である。整合素子１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、図２に示すように、ランド電極４１ａ，４１ｃ，４５ｂとランド電極９０ｉ，９０ｈ，９０ｂとの間に直列接続されている整合素子である。整合素子１６ｄは、ランド電極４５ｄ及びランド電極９０ｃとを接続する信号線と、ランド電極４５ｆ及びランド電極９０ｅとを接続する信号線との間に接続されている整合素子である。
【００４２】
封止樹脂１９は、実装基板１２の主面Ｓａ、デュプレクサ１４及び整合素子１６ａ〜１６ｄを覆うように設けられている。これにより、デュプレクサ１４及び整合素子１６ａ〜１６ｄが保護されている。なお、封止樹脂１９としては、エポキシ樹脂等が用いられる。
【００４３】
以上のように構成された回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、実装基板１２、圧電基板１７、カバー層２０，２２及びマザー基板２０１は、以下に示すヤング率を有している。表１は、実装基板１２、圧電基板１７、カバー層２０，２２及びマザー基板２０１のヤング率を示した表である。
【００４４】
【表１】
【００４５】
表１によれば、圧電基板１７のヤング率は、実装基板１２のヤング率、カバー層２０，２２のヤング率及びマザー基板２０１のヤング率よりも大きい。また、圧電基板１７、実装基板１２、マザー基板２０１及びカバー層２０，２２の材料としては、これらの線膨張係数が略等しいものが用いられる。
【００４６】
以上のように構成された回路モジュール１０は、以下に説明するように動作する。回路モジュール１０が搭載された無線通信機器から送信信号が送信される場合には、送信回路は、送信信号を生成する。送信信号は、デュプレクサ１４を通過してアンテナへと伝送される。ここで、デュプレクサ１４のＳＡＷフィルタ３２ａは、バンプ２５ｃとバンプ２５ｄとの間において送信信号を通過させ、バンプ２５ｃとバンプ２５ｄとの間において受信信号を通過させない特性を有している。よって、アンテナが受信した受信信号は、バンプ２５ｄからＳＡＷフィルタ３２ａに入力しても、バンプ２５ｃから出力できない。よって、送信回路に受信信号が侵入することが抑制される。
【００４７】
また、回路モジュール１０が搭載された無線通信機器が受信信号を受信する場合には、アンテナは、受信信号を受信する。受信信号は、デュプレクサ１４を通過して受信回路へと伝送される。ここで、デュプレクサ１４のＳＡＷフィルタ３２ｂは、バンプ２４ｂから入力した受信信号をバンプ２４ｄとバンプ２４ｆからそれぞれ逆位相に分離して出力する特性を有している。よって、送信回路が生成した送信信号は、バンプ２４ｂからＳＡＷフィルタ３２ｂに入力しても、バンプ２４ｄから出力できない。同様に、アンテナが受信した受信信号は、バンプ２４ｂからＳＡＷフィルタ３２ｂに入力しても、バンプ２４ｄ，２４ｆから出力できない。よって、受信回路に送信信号及び受信信号が侵入することが抑制される。
【００４８】
（効果）
以上のような回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００によれば、リフロー工程等の加熱・冷却時に、回路モジュール１０内部における接続に破損が発生することを抑制できる。より詳細には、特許文献１に記載の電子部品装置５００では、圧電性単結晶基板５０６は、例えば、タンタル酸リチウムにより作製されている。また、基体５０４は、例えば、アルミナ等のセラミックにより作製されている。また、マザー基板は、例えば、ガラスエポキシ等の樹脂により作製されている。タンタル酸リチウム、アルミナ及びガラスエポキシは、それぞれ、線膨張係数及びヤング率等の材料物性において互いに異なっている。そのため、リフロー工程等で電子部品装置５００が加熱・冷却されると、ＳＡＷデバイス５０２、基体５０４及びマザー基板には異なる変形が生じる。その結果、電子部品装置５００内の接続が破損するおそれがある。特に、ＳＡＷデバイス５０２と基体５０４との接続が破損するおそれがある。
【００４９】
そこで、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂにおいて、支持層１８及びカバー層２０，２２は、縦結合部（表面弾性波素子）７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２上に空隙Ｓｐを形成した状態で圧電基板１７の主面Ｓ１を覆っている。そして、バンプ２４ａ〜２４ｆは、カバー層２２上に設けられ、かつ、縦結合部７０，７４、並列トラップ７６，７８及び直列トラップ８０，８２と電気的に接続されている。これにより、ＳＡＷフィルタ３２ａ，３２ｂは、実装基板１２上に直接に実装されるようになる。すなわち、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、アルミナ等のセラミックにより作製されている基体５０４が不要となると共に、ＳＡＷデバイス５０２の低背化が図られる。よって、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、破損が発生しやすいＳＡＷデバイス５０２と基体５０４との接続が存在しない。その結果、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００によれば、リフロー工程等の加熱・冷却時に、回路モジュール１０内部における接続に破損が発生することを抑制できる。
【００５０】
また、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、バンプ２４ａ〜２４ｆは、はんだバンプである。はんだバンプは、例えば、金バンプに比べてヤング率が小さいので変形しやすい。そのため、加熱によって、実装基板１２及び圧電基板１７に変形が発生したとしても、バンプ２４ａ〜２４ｆは、金バンプに比べて大きく変形するので破損しにくい。その結果、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、回路モジュール１０内部における接続に破損が発生することを抑制できる。なお、表１にも記載したように、カバー層２０，２２、実装基板１２及びマザー基板２０１は、圧電基板１７よりも小さいヤング率を有しているので変形しやすい。そのため、熱あるいは機械的な衝撃による変形を圧電基板１７以外の部材で吸収できるため、バンプ２４ａ〜２４ｆは、金バンプであっても回路モジュール１０内部における接続に破損が発生することを抑制できる。
【００５１】
また、回路モジュール１０及び複合回路モジュール２００では、圧電基板１７のヤング率は、実装基板１２のヤング率、カバー層２０，２２のヤング率及びマザー基板２０１のヤング率よりも大きい。これにより、回路モジュール１０内に発生した応力をカバー層２０，２２、実装基板１２等のヤング率の小さい部材で分散させることができ、応力集中を緩和することができるため、回路モジュール１０内部における接続に破損が発生することをより効果的に抑制できる。
【００５２】
なお、本実施形態のようなヤング率を持つ材料を使用すると共に、線膨張係数を別に設定してもよい。線膨張係数が近似する材料を圧電基板１７、カバー層２０，２２、実装基板１２及びマザー基板２０１として使用することにより、加熱されたときの膨張量・収縮量の差を小さくすることができる。これにより、圧電基板１７と実装基板１２との接続部又は実装基板１２とマザー基板２０１との接続部における応力集中による破断などを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明は、回路モジュール及び複合回路モジュールに有用であり、特に、リフロー工程等の加熱時に、回路モジュール内部における接続に破損が発生することを抑制できる点において優れている。
【符号の説明】
【００５４】
Ｅ 素子領域
Ｓ１，Ｓａ，Ｓｂ 主面
Ｓｐ 空隙
Ｖ１〜Ｖ６ ビアホール導体
１０ 回路モジュール
１２ 実装基板
１２ａ 基板本体
１４ デュプレクサ
１６ａ〜１６ｄ 整合素子
１７ 圧電基板
１８ 支持層
１９ 封止樹脂
２０，２２ カバー層
２４ａ〜２４ｆ バンプ
３２ａ，３２ｂ ＳＡＷフィルタ
４１ａ〜４１ｆ，４５ａ〜４５ｆ，９０ａ〜９０ｉ，２０４ ランド電極
６６ａ〜６６ｆ 接続部
７０，７４ 縦結合部
７０ａ〜７０ｆ，７４ａ〜７４ｆ 対向部
７６，７８ 並列トラップ
８０，８２ 直列トラップ
２００ 複合回路モジュール
２０１ マザー基板
２０２ 基板本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、該圧電基板の主面上に設けられている表面弾性波素子と、該表面弾性波素子上に空隙を形成した状態で該圧電基板の主面を覆うカバー層と、該カバー層上に設けられ、かつ、該表面弾性波素子と電気的に接続されている接続部と、を含んでいる表面弾性波フィルタと、
マザー基板上に実装される多層基板であって、前記接続部を介して前記表面弾性波フィルタが実装される多層基板と、
を備えていること、
を特徴とする回路モジュール。
【請求項２】
前記多層基板は、
第１の主面及び第２の主面を有している基板本体と、
前記第２の主面上に設けられている第１の接続端子と、
を含んでおり、
前記表面弾性波フィルタは、前記第１の主面上に実装され、
前記多層基板は、前記第１の接続端子を介して前記マザー基板に実装されること、
を特徴とする請求項１に記載の回路モジュール。
【請求項３】
前記多層基板は、
前記第２の主面上に設けられている第２の接続端子を、
更に含んでおり、
前記接続部と前記第２の接続端子とが接続されること、
を特徴とする請求項２に記載の回路モジュール。
【請求項４】
前記圧電基板の線膨張係数、前記多層基板の線膨張係数及び前記カバー層の線膨張係数は、略等しいこと、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回路モジュール。
【請求項５】
前記圧電基板のヤング率は、前記多層基板のヤング率及び前記カバー層のヤング率よりも大きいこと、
を特徴とする請求項４に記載の回路モジュール。
【請求項６】
前記接続部は、はんだバンプであること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の回路モジュール。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の回路モジュールと、
前記回路モジュールが実装されるマザー基板と、
を備えていること、
を特徴とする複合回路モジュール。
【請求項８】
前記圧電基板の線膨張係数、前記多層基板の線膨張係数、前記カバー層の線膨張係数及び前記マザー基板の線膨張係数は、略等しいこと、
を特徴とする請求項７に記載の複合回路モジュール。
【請求項９】
前記圧電基板のヤング率は、前記多層基板のヤング率、前記カバー層のヤング率及び前記マザー基板のヤング率よりも大きいこと、
を特徴とする請求項８に記載の複合回路モジュール。
【請求項１】
圧電基板と、該圧電基板の主面上に設けられている表面弾性波素子と、該表面弾性波素子上に空隙を形成した状態で該圧電基板の主面を覆うカバー層と、該カバー層上に設けられ、かつ、該表面弾性波素子と電気的に接続されている接続部と、を含んでいる表面弾性波フィルタと、
マザー基板上に実装される多層基板であって、前記接続部を介して前記表面弾性波フィルタが実装される多層基板と、
を備えていること、
を特徴とする回路モジュール。
【請求項２】
前記多層基板は、
第１の主面及び第２の主面を有している基板本体と、
前記第２の主面上に設けられている第１の接続端子と、
を含んでおり、
前記表面弾性波フィルタは、前記第１の主面上に実装され、
前記多層基板は、前記第１の接続端子を介して前記マザー基板に実装されること、
を特徴とする請求項１に記載の回路モジュール。
【請求項３】
前記多層基板は、
前記第２の主面上に設けられている第２の接続端子を、
更に含んでおり、
前記接続部と前記第２の接続端子とが接続されること、
を特徴とする請求項２に記載の回路モジュール。
【請求項４】
前記圧電基板の線膨張係数、前記多層基板の線膨張係数及び前記カバー層の線膨張係数は、略等しいこと、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回路モジュール。
【請求項５】
前記圧電基板のヤング率は、前記多層基板のヤング率及び前記カバー層のヤング率よりも大きいこと、
を特徴とする請求項４に記載の回路モジュール。
【請求項６】
前記接続部は、はんだバンプであること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の回路モジュール。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の回路モジュールと、
前記回路モジュールが実装されるマザー基板と、
を備えていること、
を特徴とする複合回路モジュール。
【請求項８】
前記圧電基板の線膨張係数、前記多層基板の線膨張係数、前記カバー層の線膨張係数及び前記マザー基板の線膨張係数は、略等しいこと、
を特徴とする請求項７に記載の複合回路モジュール。
【請求項９】
前記圧電基板のヤング率は、前記多層基板のヤング率、前記カバー層のヤング率及び前記マザー基板のヤング率よりも大きいこと、
を特徴とする請求項８に記載の複合回路モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３１０３０（Ｐ２０１３−３１０３０Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６２０２（Ｐ２０１１−１６６２０２）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]