電子部品
【課題】特性の劣化を抑制することができる電子部品を提供する。
【解決手段】圧電基板１０と、圧電基板１０上に設けられた直列共振子Ｓ１〜Ｓ６及び並列共振子Ｐ１〜Ｐ６と、圧電基板１０上に設けられ、直列共振子Ｓ１〜Ｓ６又は並列共振子Ｐ１〜Ｐ６と接続された信号配線１６及び接地配線１８と、直列共振子Ｓ１〜Ｓ６及び並列共振子Ｐ１〜Ｐ６との間に空洞が形成されるように直列共振子Ｓ１〜Ｓ６及び並列共振子Ｐ１〜Ｐ６上に設けられた金属天井２０と、金属天井２０上に設けられた封止部と、を具備し、少なくとも１つの金属天井は、高周波信号を伝送する信号配線１６と接続されている電子部品である。
【解決手段】圧電基板１０と、圧電基板１０上に設けられた直列共振子Ｓ１〜Ｓ６及び並列共振子Ｐ１〜Ｐ６と、圧電基板１０上に設けられ、直列共振子Ｓ１〜Ｓ６又は並列共振子Ｐ１〜Ｐ６と接続された信号配線１６及び接地配線１８と、直列共振子Ｓ１〜Ｓ６及び並列共振子Ｐ１〜Ｐ６との間に空洞が形成されるように直列共振子Ｓ１〜Ｓ６及び並列共振子Ｐ１〜Ｐ６上に設けられた金属天井２０と、金属天井２０上に設けられた封止部と、を具備し、少なくとも１つの金属天井は、高周波信号を伝送する信号配線１６と接続されている電子部品である。
【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】
弾性波デバイスは、移動体通信端末が備えるフィルタ、デュープレクサ等として用いられる。弾性波共振子には、弾性表面波を用いた弾性表面波（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ）共振子、境界波を用いた弾性境界波共振子、圧電薄膜を用いた圧電薄膜共振子（Film Bulk Acoustic Resonator：ＦＢＡＲ）等がある。弾性波を励振する機能部は、例えば弾性表面波デバイスではＩＤＴ（Inter Digital Transducer）等の電極であり、ＦＢＡＲでは圧電薄膜を挟みこむ電極の重なる領域である。弾性波デバイスにおいては、弾性波の励振を効果的に行うため、弾性波素子の上に空隙を形成することがある。
【０００３】
例えば特許文献１には、弾性波素子上に空隙が形成されるように、エポキシ樹脂及び金属からなる補強層を用いて弾性波素子を封止する発明が記載されている。特許文献２には、銅により形成した天板を用いて弾性波素子を封止する発明が記載されている。特許文献３には、熱可塑性樹脂により弾性波素子を封止する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２７７４８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５７９５６号公報
【特許文献３】特開平９−３２６４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら機能部上に設けた金属からなる天井（金属天井）を接地した場合、電子部品の特性が劣化する。本発明は上記課題に鑑み、特性の劣化を抑制することができる電子部品を提供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部と、前記基板上に設けられ、前記機能部と電気的に接続された配線と、前記機能部との間に空洞が形成されるように前記機能部上に設けられた金属天井と、前記金属天井上に設けられた封止部と、を具備し、少なくとも１つの前記金属天井は、前記配線のうち高周波信号を伝送する配線である信号配線と電気的に接続されている電子部品である。本発明によれば、特性の劣化を抑制することができる。
【０００７】
上記構成において、前記少なくとも１つの金属天井と前記信号配線とを接続し、かつ前記少なくとも１つの金属天井を支持する支持柱を具備する構成とすることができる。この構成によれば、機能部上の空隙を確保することができる。
【０００８】
上記構成において、前記機能部は弾性波共振子であり、前記配線のうち第１配線が前記共振子の一端に電気的に接続され、前記配線のうち第２配線が前記弾性波共振子の他端に電気的に接続され、前記金属天井は、前記第１配線に電気的に接続され、前記第２配線とは電気的に接続されていない構成とすることができる。この構成によれば、配線間の短絡を抑制することができる。
【０００９】
上記構成において、複数の前記弾性波共振子の各々の上に１つの前記金属天井が設けられている構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、複数の前記弾性波共振子の上に１つの前記金属天井が設けられている構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、複数の前記支持柱は、前記１つの金属天井と、前記複数の弾性波共振子に共通して電気的に接続されている前記第３配線とを電気的に接続する構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記弾性波共振子はラダー型に接続されており、前記ラダー型に接続された弾性波共振子のうち直列共振子は前記信号配線と接続され、前記直列共振子上に設けられた前記金属天井は、前記直列共振子と電気的に接続された信号配線と接続されている構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記弾性波共振子は弾性波共振子である構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記弾性波共振子は圧電薄膜共振子である構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、特性の劣化を抑制することができる電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、比較例１に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。
【図２】図２は、比較例１に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、シミュレーションに用いた回路を示す回路図である。
【図４】図４（ａ）は、ポート１１に信号を入力しポート１１から信号が出力される場合のインピーダンスの計算結果を示すグラフである。図４（ｂ）は、ポート１３に信号を入力しポート１１から信号が出力される場合のインピーダンスの計算結果を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施例１に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。
【図６】図６（ａ）から図６（ｃ）は、実施例１に係るラダー型フィルタを例示する断面図である。
【図７】図７は、実施例１に係るラダー型フィルタを備えるデュープレクサを例示する図である。
【図８】図８は、実施例１の変形例に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施例２に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、比較例２に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。
【図１１】図１１は、比較例２に係るラダー型フィルタを例示する断面図である。
【図１２】図１２は、実施例２に係るラダー型フィルタを備えるデュープレクサを例示する図である。
【図１３】図１３は、比較例２に係るラダー型フィルタを備えるデュープレクサを例示する図である。
【図１４】図１４は、ラダー型フィルタの周波数特性の計算結果を示すグラフである。
【図１５】図１５（ａ）は、実施例３に係るモジュールを例示する断面図である。図１５（ｂ）は、実施例４に係るモジュールを例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず実施例が解決する課題を明確にするため、比較例１について説明する。比較例１は金属天井が接地されている例である。図１（ａ）から図２は、比較例１に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。図１（ａ）は、図２における封止部及び金属天井を透視した平面図である。図１（ｂ）は、図２における封止部を透視した平面図である。図１（ａ）中の破線の四角は金属天井１２０を示す。図中では、複数の信号配線１１６のうち１つに符号を付し、複数の支持柱１２２のうち、直列共振子Ｓ１の近くに設けられたもの、及び信号配線１６上のものに符号を付している。なお、ラダー型フィルタが備える端子は下地層、柱状端子、及び半田ボールを含む。図１（ａ）においては下地層が図示されている。図１（ｂ）においては柱状端子が図示されている。図２においては半田ボールが図示されている。
【００１８】
図１（ａ）から図２に示すように、ラダー型フィルタ１００Ｒの圧電基板１１０の上面には、直列共振子Ｓ１〜Ｓ４、並列共振子Ｐ１及びＰ２、信号配線１１６、接地配線１１８、並びに支持柱１２２が設けられている。共振子Ｓ１〜Ｓ４、Ｐ１及びＰ２はラダー型に配置されている。直列共振子Ｓ１〜Ｓ４は、信号配線１１６によりアンテナ端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に直列接続されている。並列共振子Ｐ１の一端は信号配線１１６により直列共振子Ｓ１〜Ｓ２間に並列接続され、他端は接地配線１１８により接地端子ＧＮＤ１と電気的に接続されている。並列共振子Ｐ２の一端は直列共振子Ｓ３〜Ｓ４間に並列接続され、他端は接地端子ＧＮＤ２と電気的に接続されている。共振子はＩＤＴ１１２及び反射電極１１４を含むＳＡＷ共振子である。ＩＤＴ１１２は対向する櫛形電極からなり、弾性波を励振する。反射電極１１４は、弾性波の進行方向に沿ってＩＤＴ１１２の両側に設けられており、弾性波を反射する。
【００１９】
支持柱１２２は、共振子、及び信号配線１１６と離間し、絶縁している。また信号配線１１６上の支持柱１２２は例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）等の絶縁体からなる絶縁層（不図示）により信号配線１１６と絶縁される。
【００２０】
図１（ｂ）に示すように、金属天井１２０は圧電基板１１０の上に、共振子、端子及び配線と重なるように設けられる。金属天井１２０は支持柱１２２の上面に接触し、支持柱１２２に支持される。金属天井１２０は、支持柱１２２、接地端子ＧＮＤ１及びＧＮＤ２と電気的に接続され、共振子、信号配線１６、端子Ａｎｔ及びＴｘとは離間し、絶縁している。
【００２１】
図２は封止部１２４を透視せずに、ラダー型フィルタの上面を図示した図である。図２に示すように、封止部１２４は、金属天井１２０を覆うように、圧電基板１１０全体の上に設けられ、共振子、配線及び端子を封止する。封止部１２４を貫通する開口部からは、半田ボールが突出する。半田ボールは電子部品と外部機器とを接続する外部接続端子として機能する。
【００２２】
ラダー型フィルタ１００Ｒの通過帯域は、共振子の共振周波数及び反共振周波数により定まる。ラダー型フィルタ１００Ｒは、通過帯域内の周波数を有する信号を通過させ、通過帯域外の周波数を有する信号を抑圧する。送信端子Ｔｘには高周波信号が入力される。信号配線１１６は高周波信号を伝送する。アンテナ端子Ａｎｔは、ラダー型フィルタ１００Ｒと不図示のアンテナとを接続し、ラダー型フィルタ１００Ｒを通過した高周波信号をアンテナに出力する。
【００２３】
次にラダー型フィルタにおける周波数特性の劣化について説明する。周波数特性の劣化の原因として、金属天井１２０と共振子との間、及び金属天井１２０と配線との間における容量の形成が挙げられる。図１（ｂ）に示したように、金属天井１２０は接地端子ＧＮＤ１及びＧＮＤ２と接続されているため、共振子と接地端子ＧＮＤ１及びＧＮＤ２との間に並列に容量が生成される。容量の生成によるラダー型フィルタの周波数特性の変化を検証するためにシミュレーションを行った。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、シミュレーションに用いた回路を示す回路図である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、回路１０２において、共振子Ｓはポート１１とポート１３との間に直列接続されている。共振子Ｓとポート１１との間の配線、及び共振子Ｓとポート１３との間の配線は接地されている。図３（ｂ）に示すように、回路１０４はキャパシタＣ１及びＣ２（以下Ｃ１及びＣ２）を含む。Ｃ１の一端は共振子Ｓの一端とポート１１との間に接続されている。Ｃ２の一端は共振子Ｓの他端とポート１３との間に接続されている。Ｃ１の他端及びＣ２の他端は接地されている。Ｃ１及びＣ２のキャパシタンスは０．５ｐＦである。共振子Ｓは、４２度回転Ｙカットのタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）からなる圧電基板上にＩＤＴを備えるＳＡＷ共振子である。Ｃ１及びＣ２は、図１（ｂ）の金属天井１２０による容量に対応する。
【００２５】
回路１０２及び回路１０４それぞれのインピーダンスの虚部（インピーダンス虚部）を計算することで、容量の付加による共振周波数及び反共振周波数の変化を調べた。回路の共振周波数は、ポート１１に信号を入力しポート１１から信号が出力される場合にインピーダンス虚部が負から正になる周波数と定義した。回路の反共振周波数は、ポート１３に信号を入力しポート１１から信号が出力される場合にインピーダンス虚部が負から正になる周波数と定義した。図４（ａ）は、ポート１１に信号を入力しポート１１から信号が出力される場合のインピーダンスの計算結果を示すグラフである。図４（ｂ）は、ポート１３に信号を入力しポート１１から信号が出力される場合のインピーダンスの計算結果を示すグラフである。横軸は周波数を、縦軸はインピーダンス虚部をそれぞれ表す。破線は回路１０２のインピーダンス虚部、実線は回路１０４のインピーダンス虚部をそれぞれ表す。
【００２６】
図４（ａ）に円で囲むように、回路１０２の共振周波数は約１９８０ＭＨｚである。回路１０４の共振周波数は約２０１０ＭＨｚである。図４（ｂ）に円で囲むように、回路１０２の反共振周波数及び回路１０４の反共振周波数は、約２０５０ＭＨｚである。このように、Ｃ１及びＣ２の付加により共振周波数が高周波数側にシフトする。
【００２７】
既述したように、ラダー型フィルタの周波数特性は、共振子の共振周波数及び反共振周波数により定まる。図４（ａ）に示したような共振周波数のシフトは、ラダー型フィルタの通過帯域における特性劣化の原因となる。また、ラダー型フィルタの通過帯域が狭くなる。ラダー型フィルタを広帯域化するためには、例えば圧電基板の電気機械結合定数ｋ２を大きくすればよい。しかしｋ２は材料によって定まる物性値である。このため、ｋ２を所望の値に制御することは難しい。以上のように、金属天井１２０が接地配線と接続され、付加容量が形成されることにより、ラダー型フィルタ等の電子部品の特性が劣化する。
【実施例１】
【００２８】
実施例１は金属天井が信号配線と電気的に接続されている例である。実施例１に係るラダー型フィルタの構成について説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施例１に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。図２に対応する平面図は、端子の数が異なること以外は図２と同じであるため図示を省略する。図６（ａ）から図６（ｃ）は、実施例１に係るラダー型フィルタを例示する断面図である。図６（ａ）は図５（ｂ）の折れ線Ａ−Ａに沿った断面、図６（ｂ）は図５（ｂ）の直線Ｂ−Ｂに沿った断面、図６（ｃ）は図５（ｂ）の折れ線Ｃ−Ｃに沿った断面を図示している。図７は、実施例１に係るラダー型フィルタを備えるデュープレクサを例示する図である。デュープレクサ１０１の送信フィルタは実施例２に係るラダー型フィルタ１００である。ラダー型フィルタ１００の一端及び受信フィルタ１０６の一端はアンテナ端子Ａｎｔに接続されている。受信フィルタ１０６の他端は受信端子Ｒｘに接続されている。Ｌ１〜Ｌ３は例えば評価ボード、プリント配線基板等に含まれる。図７中の破線の四角は金属天井２０を表す。破線と実線との交点に位置する黒丸は、金属天井２０と配線とが接続されていることを表す。なお図中では、送信フィルタ、およびアンテナ端子Ａｎｔに付随する回路等の素子は省略してある。
【００２９】
図５（ａ）、図５（ｂ）及び図７に示すように、実施例１に係るラダー型フィルタ１００においては、アンテナ端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に直列共振子Ｓ１〜Ｓ６が直列接続されている。並列共振子Ｐ１及びＰ２の一端は直列共振子Ｓ１〜Ｓ２間に並列接続され、他端は接地端子ＧＮＤ１に接続されている。同様に、並列共振子Ｐ３及びＰ４は、直列共振子Ｓ３〜Ｓ４間、及び接地端子ＧＮＤ２に接続されている。並列共振子Ｐ５及びＰ６は、直列共振子Ｓ５〜Ｓ６間、及び接地端子ＧＮＤ３に接続されている。図７に示すように、デュープレクサ１０１において並列共振子Ｐ１及びＰ２はＬ１の一端に接続されている。並列共振子Ｐ３〜Ｐ６はＬ２の一端に接続されている。Ｌ１の他端及びＬ２の他端はＬ３の一端に接続されている。Ｌ３の他端は接地されている。
【００３０】
図５（ａ）に示すように、共振子Ｓ１〜Ｓ６及びＰ１〜Ｐ６はＩＤＴ１２及び反射電極１４を含むＳＡＷ共振子である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、複数の信号配線１６はそれぞれ、共振子間、又は共振子と信号端子との間を接続している。複数の信号配線１６のうち、アンテナ端子Ａｎｔ〜直列共振子Ｓ１間を接続するものを信号配線１６ａ（第１配線）とする。複数の信号配線１６のうち、直列共振子Ｓ１と、共振子Ｓ２、Ｐ１及びＰ２との間を接続するものを信号配線１６ｂ（第２配線）とする。図中において、符号が付されていない信号配線は信号配線１６である。複数の金属天井２０のうち、直列共振子Ｓ１上のものを金属天井２０ａ、共振子Ｓ２、Ｐ１及びＰ２上のものを金属天井２０ｂ、並列共振子Ｐ５及びＰ６上のものを金属天井２０ｃ、並列共振子Ｐ３及びＰ４上のものを金属天井２０ｄとする。図中において符合が付されていない金属天井は金属天井２０である。
【００３１】
金属天井２０ｄは、並列共振子Ｐ３及びＰ４と接地端子ＧＮＤ２との間を接続する接地配線１８と接続されている。金属天井２０ｄ以外の金属天井２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃは接地配線１８及び接地端子ＧＮＤ１〜ＧＮＤ３と接続されず、信号配線１６と接続されている。このため金属天井２０が共振子及び配線と接地端子ＧＮＤ１〜ＧＮＤ３との間に生成する容量が低減される。この結果、実施例１によれば図５（ａ）に示したような共振周波数のシフトが抑制され、ラダー型フィルタの周波数特性の劣化が抑制される。
【００３２】
図５（ａ）、図５（ｂ）及び図７に示すように、複数の金属天井２０のうち金属天井２０ａは信号配線１６ａと接続され、信号配線１６ｂと接続されていない。このため信号配線１６ａと信号配線１６ｂとの短絡が抑制される。他の金属天井２０も同様に、金属天井２０下の共振子の一端に接続された配線に接続され、他端に接続された配線には接続されない。
【００３３】
図５（ａ）から図６（ａ）に示すように、金属天井２０ｂは支持柱２２に支持されているため、共振子Ｓ２、Ｐ１及びＰ２上に空隙２３が形成される。支持柱２２の高さは例えば１〜３０μｍである。他の共振子も空隙２３に露出する。封止部２４は粘性が高い樹脂等からなるため、金属天井２０ｂの内側への流入は抑制され、空隙２３は確保される。このため共振子による弾性波の励振は抑制されない。支持柱２２はシードメタル２１に接触している。シードメタル２１は、支持柱２２及び柱状端子３２を形成する電解メッキ法において給電線として用いられ、電解メッキ終了後は支持柱２２及び柱状端子３２と一体となる。
【００３４】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、複数の支持柱２２は金属天井２０の四隅、辺に沿った位置等に設けられる。このため、金属天井２０は強固に支持される。図６（ｂ）に示すように、金属天井２０ｃを支持する複数の支持柱２２のうち最も幅の広い支持柱２２ａは、信号配線１６と接触するとともに、金属天井２０ｃの断面の中央部を機械的に支持する。このため金属天井２０ｃは強く支持される。例えば封止部２４を設ける工程等において、金属天井２０に圧力が加わる。実施例１によれば、図６（ｂ）に示すように、金属天井２０及び支持柱２２により形成される矩形の辺の中央部が、支持柱２２ａにより強固に支持されているため、矩形が潰れにくい。従って、共振子上の空隙２３が確保される。
【００３５】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、金属天井２０ｃを支持する複数の支持柱２２のうち２つは、並列共振子Ｐ５及びＰ６に共通して接続された信号配線１６（第３配線）と接続されている。複数の支持柱２２が同じ配線に接続されるため配線間の短絡は抑制され、かつ金属天井２０ｃはより強固に支持される。
【００３６】
図６（ａ）から図６（ｃ）に示すように、封止部２４は、金属天井２０ｂの側面及び上面、支持柱２２の側面に接触、接着し、かつ覆う。このためラダー型フィルタ１００の耐湿性が高まる。図６（ｃ）に示すように、端子Ａｎｔ及びＧＮＤ１は下地層３０、柱状端子３２及び半田ボール３４を含む。下地層３０は圧電基板１０上に設けられている。下地層３０上にシードメタル２１が設けられ、シードメタル２１に覆われるように柱状端子３２が設けられている。半田ボール３４は、柱状端子３２上に封止部２４から露出するように設けられている。端子Ｔｘ、ＧＮＤ２及びＧＮＤ３も同様の構成である。
【００３７】
次に実施例１の変形例について説明する。図８は実施例１の変形例に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。図５（ａ）から図６（ｃ）において既述した構成については説明を省略する。
【００３８】
図８に示すように、金属天井２０ｄは信号配線１６と接続され、接地配線１８とは接続されない。ラダー型フィルタ１００Ｖが備える全ての金属天井２０が信号配線１６と接続されることにより、共振子と接地端子ＧＮＤ１〜３間の容量を低減することができる。また例えば２つ以上の金属天井２０が接地配線１８と接続され、かつ１つ以上の金属天井２０が信号配線１６と接続されてもよい。このように金属天井２０の少なくとも１つが信号配線１６と接続されればよい。
【００３９】
圧電基板１０は、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、及びニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等の圧電体からなる。ＩＤＴ１２、反射電極１４、信号配線１６、接地配線１８、下地層３０は例えばアルミニウム（Ａｌ）等を材料とする金属膜からなる。金属天井２０、支持柱２２、及び柱状端子３２は、例えば銅（Ｃｕ）等の金属からなる。材料にＣｕ、又はＣｕを含む合金を用いることで、金属天井２０、支持柱２２、及び柱状端子３２を電解メッキ法により簡単に形成することができる。また金属天井２０と圧電基板１０との熱膨張係数の差が小さくなるため、圧電基板１０の変形が抑制され、ラダー型フィルタの信頼性が高まる。半田ボール３４は、例えば錫銀（ＳｎＡｇ）等の半田からなる。封止部２４は、例えば液晶ポリマー、ポリイミド等の樹脂、又は樹脂以外の絶縁体からなる。液晶ポリマーはＣｕとの密着性が高いため、封止部２４として用いることが好ましい。
【００４０】
直列共振子Ｓ１〜Ｓ６が接地配線１８に接続されず、かつ直列共振子Ｓ１〜Ｓ６上の金属天井２０が信号配線１６に接続されることにより、ラダー型フィルタの周波数特性の劣化を効果的に抑制することができる。実施例１においては、ラダー型フィルタを例としたが、例えば共振子単体、多重モード型フィルタ、デュアルフィルタ、デュープレクサ等に実施例の構成を適用してもよい。また実施例に係るフィルタをデュープレクサの送信フィルタ及び受信フィルタのいずれに適用してもよい。機能部は電子部品の機能を生じさせる部分であり、弾性表面波共振子以外に、弾性境界波共振子、圧電薄膜共振子等の弾性波共振子でもよい。圧電薄膜共振子を用いる場合、圧電基板１０の代わりに、例えばシリコン（Ｓｉ）からなる基板を用いる。またＩＤＴ１２の代わりに、圧電体からなる圧電薄膜を挟む上部電極及び下部電極とが重なる領域が弾性波を励振する機能部となる。さらに、弾性波を利用しない、圧電ジャイロ、ＭＥＭＳ（Micro Electron Mechanical Systems）等の電子部品であっても、基板上に形成された機能部上に空隙を設ける必要があるものであれば、実施例は適用可能である。
【実施例２】
【００４１】
実施例２は金属天井２０を分割した例である。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施例２に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。図５（ａ）から図６（ｃ）において既述した構成については説明を省略する。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、実施例２に係るラダー型フィルタ２００においては、１つの共振子上に１つの金属天井２０が設けられている。他の構成は、実施例１に係るラダー型フィルタ１００と同じである。
【００４２】
次にラダー型フィルタの周波数特性のシミュレーションについて説明する。シミュレーションでは、実施例２と比較例２とで周波数特性を比較した。比較例２は金属天井が接地されている例である。比較例２に係るラダー型フィルタの構成について説明する。
【００４３】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、比較例２に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。図１１は、比較例２に係るラダー型フィルタを例示する断面図である。図１０（ａ）の配線中の白抜きの領域は、配線上の支持柱１２２を表す。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように比較例２に係るラダー型フィルタ２００Ｒにおいては、直列共振子Ｓ１上、共振子Ｓ２〜Ｓ６とＰ１及びＰ２との上、並列共振子Ｐ３〜Ｐ６上に１つずつ金属天井１２０が設けられている。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に破線の円で示すように、直列共振子Ｓ１上には、金属天井１２０と接触する半田ボールからなる接地端子ＧＮＤ４が設けられている。金属天井１２０は信号配線１１６に接続されておらず、接地端子ＧＮＤ１〜ＧＮＤ４と接続されている。図１０（ｂ）中に点線で示すように、複数の金属天井１２０のうち１つは接地端子ＧＮＤ１と重なり、一体化されている。複数の金属天井１２０のうち１つは接地端子ＧＮＤ２及びＧＮＤ３と一体化されている。なお、後述する絶縁層１１７は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）においては図示していない。
【００４４】
図１１に示すように、１つの支持柱１２２及びシードメタル１２１は信号配線１１６上に設けられている。支持柱１２２ａと信号配線１１６との間には絶縁層１１７が設けられている。このため、支持柱１２２ａと信号配線１１６とは絶縁される。なお、絶縁層１１７の上面は、支持柱１２２ａの下面よりも大きい長さ、幅を有する。また、封止部１２４は、例えば図１１に点線で示した位置まで流入するが、粘性が高いため金属天井１２０の内側に大きく流入することは抑制される。
【００４５】
次にシミュレーションに用いた回路について説明する。実施例２に係るラダー型フィルタ２００及び比較例２に係るラダー型フィルタ２００Ｒ各々を含むデュープレクサを、評価ボードに実装した構成でシミュレーションを行った。デュープレクサはＬＴＥ（Long Term Evolution） Ｂａｎｄ１方式に対応している。ＬＴＥ Ｂａｎｄ１方式の送信帯域は１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚに位置する。
【００４６】
図１２は、実施例２に係るラダー型フィルタを備えるデュープレクサを例示する図である。図１２及び図１３中では、送信フィルタ、およびアンテナ端子Ａｎｔに付随する回路等の素子は省略してある。図中の破線は金属天井２０を表す。図１２に示すように、デュープレクサ２０１の送信フィルタは実施例２に係るラダー型フィルタ２００である。Ｌ１〜Ｌ３は、デュープレクサを評価するための評価ボードに含まれる。
【００４７】
図１３は、比較例２に係るラダー型フィルタを備えるデュープレクサを例示する図である。デュープレクサ２０１Ｒの送信フィルタは比較例２に係るラダー型フィルタ２００Ｒである。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）中における１つの金属天井１２０は、図１３中において破線の直線で繋いで図示している。
【００４８】
図１４は、ラダー型フィルタの周波数特性の計算結果を示すグラフである。横軸は周波数、縦軸は減衰量をそれぞれ表す。実線は実施例２における計算結果、破線は比較例２における計算結果をそれぞれ表す。図１４に破線で示すように、比較例２においては通過帯域内の減衰量が増加している。また通過帯域外の減衰量が低下している。このように比較例２においては周波数特性が劣化している。これに対し実施例２においては、図１４に実線で示すように、通過帯域内の減衰量は小さく、かつ通過帯域外の減衰量は大きい。また実施例２と比較例２とでは通過帯域の幅が同程度である。以上のように、実施例２によれば特性の劣化を抑制することができる。
【００４９】
実施例２のように複数の共振子の各々の上に１つの金属天井が設けられてもよいし、実施例１のように複数の共振子上に１つの金属天井が設けられてもよい。共振子、端子及び配線等のレイアウトに応じて金属天井の数を変更することが可能であるため、ラダー型フィルタの設計の自由度が高まる。
【実施例３】
【００５０】
実施例３は、電子部品を組み込んだモジュールの例である。図１５（ａ）は、実施例３に係るモジュールを例示する断面図である。図１５（ａ）におけるラダー型フィルタ１００の断面は、図６（ｂ）のＣ−Ｃに沿ったものである。
【００５１】
図１５（ａ）に示すように、実施例３に係るモジュール３００は、ラダー型フィルタ１００、プリント配線基板７０及びモールド樹脂７６を備える。プリント配線基板７０は例えば樹脂からなり、配線７２を備える。複数のプリント配線基板７０は積層され、配線７２同士はビア配線７４により電気的に接続されている。ラダー型フィルタ１００は、半田ボールにより配線７２と電気的に接続されている。このように、ラダー型フィルタ１００はプリント配線基板７０にフリップチップ実装されている。最上層に位置するプリント配線基板７０の上には、ラダー型フィルタ１００を封止するモールド樹脂７６が設けられている。実施例３によれば、モジュール３００の周波数特性の劣化が抑制される。また、ラダー型フィルタ１００が備える共振子は、封止部２４に加えてモールド樹脂７６により封止されるため、より効果的に保護される。
【実施例４】
【００５２】
実施例４は、プリント配線基板に埋め込まれたラダー型フィルタを備える弾性波デバイスの例である。図１５（ｂ）は、実施例４に係る弾性波デバイスを例示する断面図である。図１５（ｂ）におけるラダー型フィルタ１００の断面は、図６（ｂ）のＡ−Ａに沿ったものである。
【００５３】
図１５（ｂ）に示すように、実施例３に係るモジュール３００において、ラダー型フィルタ１００は、積層されたプリント配線基板７０内に埋め込まれている。ラダー型フィルタ１００は、例えば樹脂等の絶縁体からなる絶縁部７８に覆われている。絶縁部７８により、ラダー型フィルタ１００は封止され固定されている。実施例３によれば、モジュール４００の周波数特性の劣化が抑制される。また、ラダー型フィルタ１００が備える共振子は、封止部２４（図１５（ｂ）において不図示）に加えてモールド樹脂７６により封止されるため、より効果的に保護される。
【００５４】
実施例３及び実施例４では、ラダー型フィルタ１００を組み込んだモジュールを例としたが、モジュールは例えばデュアルフィルタ又はデュープレクサ等を備えるものでもよい。またモジュールは、フィルタと共に、例えばキャパシタ、インダクタ又は伝送線路等の受動素子を集積化したものでもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 圧電基板
１２ ＩＤＴ
１４ 反射電極
１６、１６ａ、１６ｂ 信号配線
１８ 接地配線
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 金属天井
２２、２２ａ 支持柱
２４ 封止部
１００、１００Ｖ、２００ ラダー型フィルタ
１０１、２０１ デュープレクサ
Ａｎｔ アンテナ端子
ＧＮＤ１、ＧＮＤ２、ＧＮＤ３ 接地端子
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６ 並列共振子
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６ 直列共振子
Ｔｘ 送信端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波デバイスは、移動体通信端末が備えるフィルタ、デュープレクサ等として用いられる。弾性波共振子には、弾性表面波を用いた弾性表面波（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ）共振子、境界波を用いた弾性境界波共振子、圧電薄膜を用いた圧電薄膜共振子（Film Bulk Acoustic Resonator：ＦＢＡＲ）等がある。弾性波を励振する機能部は、例えば弾性表面波デバイスではＩＤＴ（Inter Digital Transducer）等の電極であり、ＦＢＡＲでは圧電薄膜を挟みこむ電極の重なる領域である。弾性波デバイスにおいては、弾性波の励振を効果的に行うため、弾性波素子の上に空隙を形成することがある。
【０００３】
例えば特許文献１には、弾性波素子上に空隙が形成されるように、エポキシ樹脂及び金属からなる補強層を用いて弾性波素子を封止する発明が記載されている。特許文献２には、銅により形成した天板を用いて弾性波素子を封止する発明が記載されている。特許文献３には、熱可塑性樹脂により弾性波素子を封止する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２７７４８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５７９５６号公報
【特許文献３】特開平９−３２６４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら機能部上に設けた金属からなる天井（金属天井）を接地した場合、電子部品の特性が劣化する。本発明は上記課題に鑑み、特性の劣化を抑制することができる電子部品を提供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部と、前記基板上に設けられ、前記機能部と電気的に接続された配線と、前記機能部との間に空洞が形成されるように前記機能部上に設けられた金属天井と、前記金属天井上に設けられた封止部と、を具備し、少なくとも１つの前記金属天井は、前記配線のうち高周波信号を伝送する配線である信号配線と電気的に接続されている電子部品である。本発明によれば、特性の劣化を抑制することができる。
【０００７】
上記構成において、前記少なくとも１つの金属天井と前記信号配線とを接続し、かつ前記少なくとも１つの金属天井を支持する支持柱を具備する構成とすることができる。この構成によれば、機能部上の空隙を確保することができる。
【０００８】
上記構成において、前記機能部は弾性波共振子であり、前記配線のうち第１配線が前記共振子の一端に電気的に接続され、前記配線のうち第２配線が前記弾性波共振子の他端に電気的に接続され、前記金属天井は、前記第１配線に電気的に接続され、前記第２配線とは電気的に接続されていない構成とすることができる。この構成によれば、配線間の短絡を抑制することができる。
【０００９】
上記構成において、複数の前記弾性波共振子の各々の上に１つの前記金属天井が設けられている構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、複数の前記弾性波共振子の上に１つの前記金属天井が設けられている構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、複数の前記支持柱は、前記１つの金属天井と、前記複数の弾性波共振子に共通して電気的に接続されている前記第３配線とを電気的に接続する構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記弾性波共振子はラダー型に接続されており、前記ラダー型に接続された弾性波共振子のうち直列共振子は前記信号配線と接続され、前記直列共振子上に設けられた前記金属天井は、前記直列共振子と電気的に接続された信号配線と接続されている構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記弾性波共振子は弾性波共振子である構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記弾性波共振子は圧電薄膜共振子である構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、特性の劣化を抑制することができる電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、比較例１に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。
【図２】図２は、比較例１に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、シミュレーションに用いた回路を示す回路図である。
【図４】図４（ａ）は、ポート１１に信号を入力しポート１１から信号が出力される場合のインピーダンスの計算結果を示すグラフである。図４（ｂ）は、ポート１３に信号を入力しポート１１から信号が出力される場合のインピーダンスの計算結果を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施例１に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。
【図６】図６（ａ）から図６（ｃ）は、実施例１に係るラダー型フィルタを例示する断面図である。
【図７】図７は、実施例１に係るラダー型フィルタを備えるデュープレクサを例示する図である。
【図８】図８は、実施例１の変形例に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施例２に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、比較例２に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。
【図１１】図１１は、比較例２に係るラダー型フィルタを例示する断面図である。
【図１２】図１２は、実施例２に係るラダー型フィルタを備えるデュープレクサを例示する図である。
【図１３】図１３は、比較例２に係るラダー型フィルタを備えるデュープレクサを例示する図である。
【図１４】図１４は、ラダー型フィルタの周波数特性の計算結果を示すグラフである。
【図１５】図１５（ａ）は、実施例３に係るモジュールを例示する断面図である。図１５（ｂ）は、実施例４に係るモジュールを例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず実施例が解決する課題を明確にするため、比較例１について説明する。比較例１は金属天井が接地されている例である。図１（ａ）から図２は、比較例１に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。図１（ａ）は、図２における封止部及び金属天井を透視した平面図である。図１（ｂ）は、図２における封止部を透視した平面図である。図１（ａ）中の破線の四角は金属天井１２０を示す。図中では、複数の信号配線１１６のうち１つに符号を付し、複数の支持柱１２２のうち、直列共振子Ｓ１の近くに設けられたもの、及び信号配線１６上のものに符号を付している。なお、ラダー型フィルタが備える端子は下地層、柱状端子、及び半田ボールを含む。図１（ａ）においては下地層が図示されている。図１（ｂ）においては柱状端子が図示されている。図２においては半田ボールが図示されている。
【００１８】
図１（ａ）から図２に示すように、ラダー型フィルタ１００Ｒの圧電基板１１０の上面には、直列共振子Ｓ１〜Ｓ４、並列共振子Ｐ１及びＰ２、信号配線１１６、接地配線１１８、並びに支持柱１２２が設けられている。共振子Ｓ１〜Ｓ４、Ｐ１及びＰ２はラダー型に配置されている。直列共振子Ｓ１〜Ｓ４は、信号配線１１６によりアンテナ端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に直列接続されている。並列共振子Ｐ１の一端は信号配線１１６により直列共振子Ｓ１〜Ｓ２間に並列接続され、他端は接地配線１１８により接地端子ＧＮＤ１と電気的に接続されている。並列共振子Ｐ２の一端は直列共振子Ｓ３〜Ｓ４間に並列接続され、他端は接地端子ＧＮＤ２と電気的に接続されている。共振子はＩＤＴ１１２及び反射電極１１４を含むＳＡＷ共振子である。ＩＤＴ１１２は対向する櫛形電極からなり、弾性波を励振する。反射電極１１４は、弾性波の進行方向に沿ってＩＤＴ１１２の両側に設けられており、弾性波を反射する。
【００１９】
支持柱１２２は、共振子、及び信号配線１１６と離間し、絶縁している。また信号配線１１６上の支持柱１２２は例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）等の絶縁体からなる絶縁層（不図示）により信号配線１１６と絶縁される。
【００２０】
図１（ｂ）に示すように、金属天井１２０は圧電基板１１０の上に、共振子、端子及び配線と重なるように設けられる。金属天井１２０は支持柱１２２の上面に接触し、支持柱１２２に支持される。金属天井１２０は、支持柱１２２、接地端子ＧＮＤ１及びＧＮＤ２と電気的に接続され、共振子、信号配線１６、端子Ａｎｔ及びＴｘとは離間し、絶縁している。
【００２１】
図２は封止部１２４を透視せずに、ラダー型フィルタの上面を図示した図である。図２に示すように、封止部１２４は、金属天井１２０を覆うように、圧電基板１１０全体の上に設けられ、共振子、配線及び端子を封止する。封止部１２４を貫通する開口部からは、半田ボールが突出する。半田ボールは電子部品と外部機器とを接続する外部接続端子として機能する。
【００２２】
ラダー型フィルタ１００Ｒの通過帯域は、共振子の共振周波数及び反共振周波数により定まる。ラダー型フィルタ１００Ｒは、通過帯域内の周波数を有する信号を通過させ、通過帯域外の周波数を有する信号を抑圧する。送信端子Ｔｘには高周波信号が入力される。信号配線１１６は高周波信号を伝送する。アンテナ端子Ａｎｔは、ラダー型フィルタ１００Ｒと不図示のアンテナとを接続し、ラダー型フィルタ１００Ｒを通過した高周波信号をアンテナに出力する。
【００２３】
次にラダー型フィルタにおける周波数特性の劣化について説明する。周波数特性の劣化の原因として、金属天井１２０と共振子との間、及び金属天井１２０と配線との間における容量の形成が挙げられる。図１（ｂ）に示したように、金属天井１２０は接地端子ＧＮＤ１及びＧＮＤ２と接続されているため、共振子と接地端子ＧＮＤ１及びＧＮＤ２との間に並列に容量が生成される。容量の生成によるラダー型フィルタの周波数特性の変化を検証するためにシミュレーションを行った。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、シミュレーションに用いた回路を示す回路図である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、回路１０２において、共振子Ｓはポート１１とポート１３との間に直列接続されている。共振子Ｓとポート１１との間の配線、及び共振子Ｓとポート１３との間の配線は接地されている。図３（ｂ）に示すように、回路１０４はキャパシタＣ１及びＣ２（以下Ｃ１及びＣ２）を含む。Ｃ１の一端は共振子Ｓの一端とポート１１との間に接続されている。Ｃ２の一端は共振子Ｓの他端とポート１３との間に接続されている。Ｃ１の他端及びＣ２の他端は接地されている。Ｃ１及びＣ２のキャパシタンスは０．５ｐＦである。共振子Ｓは、４２度回転Ｙカットのタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）からなる圧電基板上にＩＤＴを備えるＳＡＷ共振子である。Ｃ１及びＣ２は、図１（ｂ）の金属天井１２０による容量に対応する。
【００２５】
回路１０２及び回路１０４それぞれのインピーダンスの虚部（インピーダンス虚部）を計算することで、容量の付加による共振周波数及び反共振周波数の変化を調べた。回路の共振周波数は、ポート１１に信号を入力しポート１１から信号が出力される場合にインピーダンス虚部が負から正になる周波数と定義した。回路の反共振周波数は、ポート１３に信号を入力しポート１１から信号が出力される場合にインピーダンス虚部が負から正になる周波数と定義した。図４（ａ）は、ポート１１に信号を入力しポート１１から信号が出力される場合のインピーダンスの計算結果を示すグラフである。図４（ｂ）は、ポート１３に信号を入力しポート１１から信号が出力される場合のインピーダンスの計算結果を示すグラフである。横軸は周波数を、縦軸はインピーダンス虚部をそれぞれ表す。破線は回路１０２のインピーダンス虚部、実線は回路１０４のインピーダンス虚部をそれぞれ表す。
【００２６】
図４（ａ）に円で囲むように、回路１０２の共振周波数は約１９８０ＭＨｚである。回路１０４の共振周波数は約２０１０ＭＨｚである。図４（ｂ）に円で囲むように、回路１０２の反共振周波数及び回路１０４の反共振周波数は、約２０５０ＭＨｚである。このように、Ｃ１及びＣ２の付加により共振周波数が高周波数側にシフトする。
【００２７】
既述したように、ラダー型フィルタの周波数特性は、共振子の共振周波数及び反共振周波数により定まる。図４（ａ）に示したような共振周波数のシフトは、ラダー型フィルタの通過帯域における特性劣化の原因となる。また、ラダー型フィルタの通過帯域が狭くなる。ラダー型フィルタを広帯域化するためには、例えば圧電基板の電気機械結合定数ｋ２を大きくすればよい。しかしｋ２は材料によって定まる物性値である。このため、ｋ２を所望の値に制御することは難しい。以上のように、金属天井１２０が接地配線と接続され、付加容量が形成されることにより、ラダー型フィルタ等の電子部品の特性が劣化する。
【実施例１】
【００２８】
実施例１は金属天井が信号配線と電気的に接続されている例である。実施例１に係るラダー型フィルタの構成について説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施例１に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。図２に対応する平面図は、端子の数が異なること以外は図２と同じであるため図示を省略する。図６（ａ）から図６（ｃ）は、実施例１に係るラダー型フィルタを例示する断面図である。図６（ａ）は図５（ｂ）の折れ線Ａ−Ａに沿った断面、図６（ｂ）は図５（ｂ）の直線Ｂ−Ｂに沿った断面、図６（ｃ）は図５（ｂ）の折れ線Ｃ−Ｃに沿った断面を図示している。図７は、実施例１に係るラダー型フィルタを備えるデュープレクサを例示する図である。デュープレクサ１０１の送信フィルタは実施例２に係るラダー型フィルタ１００である。ラダー型フィルタ１００の一端及び受信フィルタ１０６の一端はアンテナ端子Ａｎｔに接続されている。受信フィルタ１０６の他端は受信端子Ｒｘに接続されている。Ｌ１〜Ｌ３は例えば評価ボード、プリント配線基板等に含まれる。図７中の破線の四角は金属天井２０を表す。破線と実線との交点に位置する黒丸は、金属天井２０と配線とが接続されていることを表す。なお図中では、送信フィルタ、およびアンテナ端子Ａｎｔに付随する回路等の素子は省略してある。
【００２９】
図５（ａ）、図５（ｂ）及び図７に示すように、実施例１に係るラダー型フィルタ１００においては、アンテナ端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に直列共振子Ｓ１〜Ｓ６が直列接続されている。並列共振子Ｐ１及びＰ２の一端は直列共振子Ｓ１〜Ｓ２間に並列接続され、他端は接地端子ＧＮＤ１に接続されている。同様に、並列共振子Ｐ３及びＰ４は、直列共振子Ｓ３〜Ｓ４間、及び接地端子ＧＮＤ２に接続されている。並列共振子Ｐ５及びＰ６は、直列共振子Ｓ５〜Ｓ６間、及び接地端子ＧＮＤ３に接続されている。図７に示すように、デュープレクサ１０１において並列共振子Ｐ１及びＰ２はＬ１の一端に接続されている。並列共振子Ｐ３〜Ｐ６はＬ２の一端に接続されている。Ｌ１の他端及びＬ２の他端はＬ３の一端に接続されている。Ｌ３の他端は接地されている。
【００３０】
図５（ａ）に示すように、共振子Ｓ１〜Ｓ６及びＰ１〜Ｐ６はＩＤＴ１２及び反射電極１４を含むＳＡＷ共振子である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、複数の信号配線１６はそれぞれ、共振子間、又は共振子と信号端子との間を接続している。複数の信号配線１６のうち、アンテナ端子Ａｎｔ〜直列共振子Ｓ１間を接続するものを信号配線１６ａ（第１配線）とする。複数の信号配線１６のうち、直列共振子Ｓ１と、共振子Ｓ２、Ｐ１及びＰ２との間を接続するものを信号配線１６ｂ（第２配線）とする。図中において、符号が付されていない信号配線は信号配線１６である。複数の金属天井２０のうち、直列共振子Ｓ１上のものを金属天井２０ａ、共振子Ｓ２、Ｐ１及びＰ２上のものを金属天井２０ｂ、並列共振子Ｐ５及びＰ６上のものを金属天井２０ｃ、並列共振子Ｐ３及びＰ４上のものを金属天井２０ｄとする。図中において符合が付されていない金属天井は金属天井２０である。
【００３１】
金属天井２０ｄは、並列共振子Ｐ３及びＰ４と接地端子ＧＮＤ２との間を接続する接地配線１８と接続されている。金属天井２０ｄ以外の金属天井２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃは接地配線１８及び接地端子ＧＮＤ１〜ＧＮＤ３と接続されず、信号配線１６と接続されている。このため金属天井２０が共振子及び配線と接地端子ＧＮＤ１〜ＧＮＤ３との間に生成する容量が低減される。この結果、実施例１によれば図５（ａ）に示したような共振周波数のシフトが抑制され、ラダー型フィルタの周波数特性の劣化が抑制される。
【００３２】
図５（ａ）、図５（ｂ）及び図７に示すように、複数の金属天井２０のうち金属天井２０ａは信号配線１６ａと接続され、信号配線１６ｂと接続されていない。このため信号配線１６ａと信号配線１６ｂとの短絡が抑制される。他の金属天井２０も同様に、金属天井２０下の共振子の一端に接続された配線に接続され、他端に接続された配線には接続されない。
【００３３】
図５（ａ）から図６（ａ）に示すように、金属天井２０ｂは支持柱２２に支持されているため、共振子Ｓ２、Ｐ１及びＰ２上に空隙２３が形成される。支持柱２２の高さは例えば１〜３０μｍである。他の共振子も空隙２３に露出する。封止部２４は粘性が高い樹脂等からなるため、金属天井２０ｂの内側への流入は抑制され、空隙２３は確保される。このため共振子による弾性波の励振は抑制されない。支持柱２２はシードメタル２１に接触している。シードメタル２１は、支持柱２２及び柱状端子３２を形成する電解メッキ法において給電線として用いられ、電解メッキ終了後は支持柱２２及び柱状端子３２と一体となる。
【００３４】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、複数の支持柱２２は金属天井２０の四隅、辺に沿った位置等に設けられる。このため、金属天井２０は強固に支持される。図６（ｂ）に示すように、金属天井２０ｃを支持する複数の支持柱２２のうち最も幅の広い支持柱２２ａは、信号配線１６と接触するとともに、金属天井２０ｃの断面の中央部を機械的に支持する。このため金属天井２０ｃは強く支持される。例えば封止部２４を設ける工程等において、金属天井２０に圧力が加わる。実施例１によれば、図６（ｂ）に示すように、金属天井２０及び支持柱２２により形成される矩形の辺の中央部が、支持柱２２ａにより強固に支持されているため、矩形が潰れにくい。従って、共振子上の空隙２３が確保される。
【００３５】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、金属天井２０ｃを支持する複数の支持柱２２のうち２つは、並列共振子Ｐ５及びＰ６に共通して接続された信号配線１６（第３配線）と接続されている。複数の支持柱２２が同じ配線に接続されるため配線間の短絡は抑制され、かつ金属天井２０ｃはより強固に支持される。
【００３６】
図６（ａ）から図６（ｃ）に示すように、封止部２４は、金属天井２０ｂの側面及び上面、支持柱２２の側面に接触、接着し、かつ覆う。このためラダー型フィルタ１００の耐湿性が高まる。図６（ｃ）に示すように、端子Ａｎｔ及びＧＮＤ１は下地層３０、柱状端子３２及び半田ボール３４を含む。下地層３０は圧電基板１０上に設けられている。下地層３０上にシードメタル２１が設けられ、シードメタル２１に覆われるように柱状端子３２が設けられている。半田ボール３４は、柱状端子３２上に封止部２４から露出するように設けられている。端子Ｔｘ、ＧＮＤ２及びＧＮＤ３も同様の構成である。
【００３７】
次に実施例１の変形例について説明する。図８は実施例１の変形例に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。図５（ａ）から図６（ｃ）において既述した構成については説明を省略する。
【００３８】
図８に示すように、金属天井２０ｄは信号配線１６と接続され、接地配線１８とは接続されない。ラダー型フィルタ１００Ｖが備える全ての金属天井２０が信号配線１６と接続されることにより、共振子と接地端子ＧＮＤ１〜３間の容量を低減することができる。また例えば２つ以上の金属天井２０が接地配線１８と接続され、かつ１つ以上の金属天井２０が信号配線１６と接続されてもよい。このように金属天井２０の少なくとも１つが信号配線１６と接続されればよい。
【００３９】
圧電基板１０は、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、及びニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等の圧電体からなる。ＩＤＴ１２、反射電極１４、信号配線１６、接地配線１８、下地層３０は例えばアルミニウム（Ａｌ）等を材料とする金属膜からなる。金属天井２０、支持柱２２、及び柱状端子３２は、例えば銅（Ｃｕ）等の金属からなる。材料にＣｕ、又はＣｕを含む合金を用いることで、金属天井２０、支持柱２２、及び柱状端子３２を電解メッキ法により簡単に形成することができる。また金属天井２０と圧電基板１０との熱膨張係数の差が小さくなるため、圧電基板１０の変形が抑制され、ラダー型フィルタの信頼性が高まる。半田ボール３４は、例えば錫銀（ＳｎＡｇ）等の半田からなる。封止部２４は、例えば液晶ポリマー、ポリイミド等の樹脂、又は樹脂以外の絶縁体からなる。液晶ポリマーはＣｕとの密着性が高いため、封止部２４として用いることが好ましい。
【００４０】
直列共振子Ｓ１〜Ｓ６が接地配線１８に接続されず、かつ直列共振子Ｓ１〜Ｓ６上の金属天井２０が信号配線１６に接続されることにより、ラダー型フィルタの周波数特性の劣化を効果的に抑制することができる。実施例１においては、ラダー型フィルタを例としたが、例えば共振子単体、多重モード型フィルタ、デュアルフィルタ、デュープレクサ等に実施例の構成を適用してもよい。また実施例に係るフィルタをデュープレクサの送信フィルタ及び受信フィルタのいずれに適用してもよい。機能部は電子部品の機能を生じさせる部分であり、弾性表面波共振子以外に、弾性境界波共振子、圧電薄膜共振子等の弾性波共振子でもよい。圧電薄膜共振子を用いる場合、圧電基板１０の代わりに、例えばシリコン（Ｓｉ）からなる基板を用いる。またＩＤＴ１２の代わりに、圧電体からなる圧電薄膜を挟む上部電極及び下部電極とが重なる領域が弾性波を励振する機能部となる。さらに、弾性波を利用しない、圧電ジャイロ、ＭＥＭＳ（Micro Electron Mechanical Systems）等の電子部品であっても、基板上に形成された機能部上に空隙を設ける必要があるものであれば、実施例は適用可能である。
【実施例２】
【００４１】
実施例２は金属天井２０を分割した例である。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施例２に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。図５（ａ）から図６（ｃ）において既述した構成については説明を省略する。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、実施例２に係るラダー型フィルタ２００においては、１つの共振子上に１つの金属天井２０が設けられている。他の構成は、実施例１に係るラダー型フィルタ１００と同じである。
【００４２】
次にラダー型フィルタの周波数特性のシミュレーションについて説明する。シミュレーションでは、実施例２と比較例２とで周波数特性を比較した。比較例２は金属天井が接地されている例である。比較例２に係るラダー型フィルタの構成について説明する。
【００４３】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、比較例２に係るラダー型フィルタを例示する平面図である。図１１は、比較例２に係るラダー型フィルタを例示する断面図である。図１０（ａ）の配線中の白抜きの領域は、配線上の支持柱１２２を表す。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように比較例２に係るラダー型フィルタ２００Ｒにおいては、直列共振子Ｓ１上、共振子Ｓ２〜Ｓ６とＰ１及びＰ２との上、並列共振子Ｐ３〜Ｐ６上に１つずつ金属天井１２０が設けられている。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に破線の円で示すように、直列共振子Ｓ１上には、金属天井１２０と接触する半田ボールからなる接地端子ＧＮＤ４が設けられている。金属天井１２０は信号配線１１６に接続されておらず、接地端子ＧＮＤ１〜ＧＮＤ４と接続されている。図１０（ｂ）中に点線で示すように、複数の金属天井１２０のうち１つは接地端子ＧＮＤ１と重なり、一体化されている。複数の金属天井１２０のうち１つは接地端子ＧＮＤ２及びＧＮＤ３と一体化されている。なお、後述する絶縁層１１７は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）においては図示していない。
【００４４】
図１１に示すように、１つの支持柱１２２及びシードメタル１２１は信号配線１１６上に設けられている。支持柱１２２ａと信号配線１１６との間には絶縁層１１７が設けられている。このため、支持柱１２２ａと信号配線１１６とは絶縁される。なお、絶縁層１１７の上面は、支持柱１２２ａの下面よりも大きい長さ、幅を有する。また、封止部１２４は、例えば図１１に点線で示した位置まで流入するが、粘性が高いため金属天井１２０の内側に大きく流入することは抑制される。
【００４５】
次にシミュレーションに用いた回路について説明する。実施例２に係るラダー型フィルタ２００及び比較例２に係るラダー型フィルタ２００Ｒ各々を含むデュープレクサを、評価ボードに実装した構成でシミュレーションを行った。デュープレクサはＬＴＥ（Long Term Evolution） Ｂａｎｄ１方式に対応している。ＬＴＥ Ｂａｎｄ１方式の送信帯域は１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚに位置する。
【００４６】
図１２は、実施例２に係るラダー型フィルタを備えるデュープレクサを例示する図である。図１２及び図１３中では、送信フィルタ、およびアンテナ端子Ａｎｔに付随する回路等の素子は省略してある。図中の破線は金属天井２０を表す。図１２に示すように、デュープレクサ２０１の送信フィルタは実施例２に係るラダー型フィルタ２００である。Ｌ１〜Ｌ３は、デュープレクサを評価するための評価ボードに含まれる。
【００４７】
図１３は、比較例２に係るラダー型フィルタを備えるデュープレクサを例示する図である。デュープレクサ２０１Ｒの送信フィルタは比較例２に係るラダー型フィルタ２００Ｒである。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）中における１つの金属天井１２０は、図１３中において破線の直線で繋いで図示している。
【００４８】
図１４は、ラダー型フィルタの周波数特性の計算結果を示すグラフである。横軸は周波数、縦軸は減衰量をそれぞれ表す。実線は実施例２における計算結果、破線は比較例２における計算結果をそれぞれ表す。図１４に破線で示すように、比較例２においては通過帯域内の減衰量が増加している。また通過帯域外の減衰量が低下している。このように比較例２においては周波数特性が劣化している。これに対し実施例２においては、図１４に実線で示すように、通過帯域内の減衰量は小さく、かつ通過帯域外の減衰量は大きい。また実施例２と比較例２とでは通過帯域の幅が同程度である。以上のように、実施例２によれば特性の劣化を抑制することができる。
【００４９】
実施例２のように複数の共振子の各々の上に１つの金属天井が設けられてもよいし、実施例１のように複数の共振子上に１つの金属天井が設けられてもよい。共振子、端子及び配線等のレイアウトに応じて金属天井の数を変更することが可能であるため、ラダー型フィルタの設計の自由度が高まる。
【実施例３】
【００５０】
実施例３は、電子部品を組み込んだモジュールの例である。図１５（ａ）は、実施例３に係るモジュールを例示する断面図である。図１５（ａ）におけるラダー型フィルタ１００の断面は、図６（ｂ）のＣ−Ｃに沿ったものである。
【００５１】
図１５（ａ）に示すように、実施例３に係るモジュール３００は、ラダー型フィルタ１００、プリント配線基板７０及びモールド樹脂７６を備える。プリント配線基板７０は例えば樹脂からなり、配線７２を備える。複数のプリント配線基板７０は積層され、配線７２同士はビア配線７４により電気的に接続されている。ラダー型フィルタ１００は、半田ボールにより配線７２と電気的に接続されている。このように、ラダー型フィルタ１００はプリント配線基板７０にフリップチップ実装されている。最上層に位置するプリント配線基板７０の上には、ラダー型フィルタ１００を封止するモールド樹脂７６が設けられている。実施例３によれば、モジュール３００の周波数特性の劣化が抑制される。また、ラダー型フィルタ１００が備える共振子は、封止部２４に加えてモールド樹脂７６により封止されるため、より効果的に保護される。
【実施例４】
【００５２】
実施例４は、プリント配線基板に埋め込まれたラダー型フィルタを備える弾性波デバイスの例である。図１５（ｂ）は、実施例４に係る弾性波デバイスを例示する断面図である。図１５（ｂ）におけるラダー型フィルタ１００の断面は、図６（ｂ）のＡ−Ａに沿ったものである。
【００５３】
図１５（ｂ）に示すように、実施例３に係るモジュール３００において、ラダー型フィルタ１００は、積層されたプリント配線基板７０内に埋め込まれている。ラダー型フィルタ１００は、例えば樹脂等の絶縁体からなる絶縁部７８に覆われている。絶縁部７８により、ラダー型フィルタ１００は封止され固定されている。実施例３によれば、モジュール４００の周波数特性の劣化が抑制される。また、ラダー型フィルタ１００が備える共振子は、封止部２４（図１５（ｂ）において不図示）に加えてモールド樹脂７６により封止されるため、より効果的に保護される。
【００５４】
実施例３及び実施例４では、ラダー型フィルタ１００を組み込んだモジュールを例としたが、モジュールは例えばデュアルフィルタ又はデュープレクサ等を備えるものでもよい。またモジュールは、フィルタと共に、例えばキャパシタ、インダクタ又は伝送線路等の受動素子を集積化したものでもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 圧電基板
１２ ＩＤＴ
１４ 反射電極
１６、１６ａ、１６ｂ 信号配線
１８ 接地配線
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 金属天井
２２、２２ａ 支持柱
２４ 封止部
１００、１００Ｖ、２００ ラダー型フィルタ
１０１、２０１ デュープレクサ
Ａｎｔ アンテナ端子
ＧＮＤ１、ＧＮＤ２、ＧＮＤ３ 接地端子
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６ 並列共振子
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６ 直列共振子
Ｔｘ 送信端子
【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部と、
前記基板上に設けられ、前記機能部と電気的に接続された配線と、
前記機能部との間に空洞が形成されるように前記機能部上に設けられた金属天井と、
前記金属天井上に設けられた封止部と、を具備し、
少なくとも１つの前記金属天井は、前記配線のうち高周波信号を伝送する配線である信号配線と電気的に接続されていることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記少なくとも１つの金属天井と前記信号配線とを電気的に接続し、かつ前記少なくとも１つの金属天井を支持する支持柱を具備することを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項３】
前記機能部は弾性波共振子であり、
前記配線のうち第１配線が前記共振子の一端に電気的に接続され、前記配線のうち第２配線が前記弾性波共振子の他端に電気的に接続され、
前記金属天井は、前記第１配線に電気的に接続され、前記第２配線とは電気的に接続されていないことを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品。
【請求項４】
複数の前記弾性波共振子の各々の上に１つの前記金属天井が設けられていることを特徴とする請求項３いずれか一項記載の電子部品。
【請求項５】
複数の前記弾性波共振子の上に１つの前記金属天井が設けられていることを特徴とする請求項３記載の電子部品。
【請求項６】
複数の前記支持柱は、前記１つの金属天井と、前記複数の弾性波共振子に共通して電気的に接続されている前記第３配線とを電気的に接続することを特徴とする請求項５記載の電子部品。
【請求項７】
前記弾性波共振子はラダー型に接続されており、
前記ラダー型に接続された弾性波共振子のうち直列共振子は前記信号配線と接続され、
前記直列共振子上に設けられた前記金属天井は、前記直列共振子と電気的に接続された信号配線と接続されていることを特徴とする請求項３から６いずれか一項記載の電子部品。
【請求項８】
前記弾性波共振子は弾性波表面波共振子であることを特徴とする請求項３から７いずれか一項記載の電子部品。
【請求項９】
前記弾性波共振子は圧電薄膜共振子であることを特徴とする請求項３から７いずれか一項記載の電子部品。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた機能部と、
前記基板上に設けられ、前記機能部と電気的に接続された配線と、
前記機能部との間に空洞が形成されるように前記機能部上に設けられた金属天井と、
前記金属天井上に設けられた封止部と、を具備し、
少なくとも１つの前記金属天井は、前記配線のうち高周波信号を伝送する配線である信号配線と電気的に接続されていることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記少なくとも１つの金属天井と前記信号配線とを電気的に接続し、かつ前記少なくとも１つの金属天井を支持する支持柱を具備することを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項３】
前記機能部は弾性波共振子であり、
前記配線のうち第１配線が前記共振子の一端に電気的に接続され、前記配線のうち第２配線が前記弾性波共振子の他端に電気的に接続され、
前記金属天井は、前記第１配線に電気的に接続され、前記第２配線とは電気的に接続されていないことを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品。
【請求項４】
複数の前記弾性波共振子の各々の上に１つの前記金属天井が設けられていることを特徴とする請求項３いずれか一項記載の電子部品。
【請求項５】
複数の前記弾性波共振子の上に１つの前記金属天井が設けられていることを特徴とする請求項３記載の電子部品。
【請求項６】
複数の前記支持柱は、前記１つの金属天井と、前記複数の弾性波共振子に共通して電気的に接続されている前記第３配線とを電気的に接続することを特徴とする請求項５記載の電子部品。
【請求項７】
前記弾性波共振子はラダー型に接続されており、
前記ラダー型に接続された弾性波共振子のうち直列共振子は前記信号配線と接続され、
前記直列共振子上に設けられた前記金属天井は、前記直列共振子と電気的に接続された信号配線と接続されていることを特徴とする請求項３から６いずれか一項記載の電子部品。
【請求項８】
前記弾性波共振子は弾性波表面波共振子であることを特徴とする請求項３から７いずれか一項記載の電子部品。
【請求項９】
前記弾性波共振子は圧電薄膜共振子であることを特徴とする請求項３から７いずれか一項記載の電子部品。
【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】
【公開番号】特開２０１３−５８９１１（Ｐ２０１３−５８９１１Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６０６７（Ｐ２０１１−１９６０６７）
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
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