弹性波装置的制作方法

本发明涉及在压电基板上设置保护膜的弹性波装置。

背景技术：

过去，作为谐振器或带通滤波器而广泛使用弹性波装置。

例如在下述专利文献1中公开了一种弹性波装置，其具备压电基板、IDT电极和覆盖该IDT电极而形成的保护膜。在专利文献1中，上述保护膜能由氧化铝或蓝宝石等电介质材料形成。另外，上述保护膜的厚度被设为0.03λ～0.5λ。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2013-168864号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

近年来，伴随载波聚合等多频带的同时利用、LTE等高速通信化，对滤波器施加的电力增大。为此在专利文献1那样的弹性波装置中，在IDT电极部发热，有时电特性变动，或IDT电极部熔融。

在该情况下，能通过将热传导率高的电介质所构成的保护膜形成在IDT电极部来使散热进行。但为了使散热充分进行，需要使保护膜的膜厚较厚。若使IDT电极上的保护膜的膜厚较厚，则有时谐振器特性会劣化。

本发明的目的在于，提供散热性高且难以出现谐振器特性等电特性的劣化的弹性波装置。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的弹性波装置具备：压电基板；IDT电极，其层叠在上述压电基板上，具有第1、第2汇流条、和与该第1、第2汇流条连接的第1、第2电极指；安装电极，其与上述IDT电极电连接；保护膜，其覆盖上述IDT电极而形成；和热传导性材料层，其有绝缘性，形成在除了上述IDT电极的激励区域上以及上述安装电极上以外的区域的至少一部分。

在本发明所涉及的弹性波装置的某特定的局面中，进一步具备：布线电极，其设置为将上述IDT电极的上述第1、第2汇流条和上述安装电极连接。

在本发明所涉及的弹性波装置的另外特定的局面中，上述布线电极具有将2个金属层层叠的层叠结构。

在本发明所涉及的弹性波装置的其他特定的局面中，上述热传导性材料层被设置为与上述布线电极的至少一部分相接。

在本发明所涉及的弹性波装置的再另外特定的局面中，上述热传导性材料层层叠在上述布线电极上。

在本发明所涉及的弹性波装置的再其他特定的局面中，上述热传导性材料层被上述布线电极以及上述压电基板所夹。

在本发明所涉及的弹性波装置的再其他特定的局面中，上述热传导性材料层与上述布线电极相邻。

在本发明所涉及的弹性波装置的再其他特定的局面中，上述热传导性材料层与上述安装电极连接。

在本发明所涉及的弹性波装置的再其他特定的局面中，上述热传导性材料层的厚度厚于上述保护膜的厚度。

在本发明所涉及的弹性波装置的再其他特定的局面中，上述保护膜由SiO₂和SiN当中至少一方构成。

在本发明所涉及的弹性波装置的再其他特定的局面中，上述热传导性材料层由从氧化铝、蓝宝石、氮化铝、金刚石、掺杂钪的氮化铝、SiO₂以及SiN所构成的群中选择的至少1种电介质构成。

在本发明所涉及的弹性波装置的再其他特定的局面中，构成梯型的滤波器电路。

在本发明所涉及的弹性波装置的再其他特定的局面中，上述梯型的滤波器电路的串联臂谐振器当中除了与上述安装电极连接的谐振器以外的谐振器和上述安装电极通过上述热传导性材料层连接。

发明的效果

在本发明中，由于在除了IDT电极的第1、第2电极指上以及安装电极上以外的区域的至少一部分设置有绝缘性的热传导性材料层，因此能提供散热性高且难以出现谐振器特性等的电特性的劣化的弹性波装置。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式所涉及的弹性波装置的示意俯视图。

图2是表示将图1所示的弹性波装置的保护膜除去的结构的示意俯视图。

图3是表示将图1所示的弹性波装置的保护膜以及热传导性材料层除去的结构的示意俯视图。

图4(a)是本发明的第1实施方式所涉及的弹性波装置中设置布线电极的区域的示意截面图，图4(b)是未设布线电极的区域的示意截面图，图4(c)是1端口型弹性波谐振器的电极结构的示意俯视图。

图5(a)是本发明的第2实施方式所涉及的弹性波装置中设置布线电极的区域的示意截面图，图5(b)是未设布线电极的区域的示意截面图。

图6(a)是本发明的第3实施方式所涉及的弹性波装置中设置布线电极的区域的示意截面图，图6(b)是未设布线电极的区域的示意截面图。

具体实施方式

下面参考附图来说明本发明的具体的实施方式，由此使本发明变得明了。

图1是本发明的第1实施方式所涉及的弹性波装置的示意俯视图，图2是表示将图1所示的弹性波装置的保护膜除去的结构的示意俯视图，图3是表示将图1所示的弹性波装置的保护膜以及热传导性材料层除去的结构的示意俯视图。另外，图4(a)是第1实施方式所涉及的弹性波装置中设置有布线电极的区域的示意截面图，图4(b)是未设有布线电极的区域的示意截面图，图4(c)是1端口型弹性波谐振器的电极结构的示意俯视图。

如图1所示那样，本发明所涉及的弹性波装置1具有矩形板状的压电基板2。压电基板2由LiTaO₃或LiNbO₃那样的压电单晶基板构成。压电基板2由压电陶瓷形成。

如图3所示那样，在压电基板2上构成梯型的滤波器电路。即，在压电基板2上分别设置由弹性波谐振器构成的串联臂谐振器S1-1、S1-2、S2、S3、S4-1、S4-2、和并联臂谐振器P1～P4。串联臂谐振器S1-1、S1-2、S2、S3、S4-1、S4-2以及并联臂谐振器P1～P4，由1端口型弹性波谐振器构成。

1端口型弹性波谐振器具有图4(c)所示的电极结构。即，IDT电极3和配置于IDT电极3的弹性波传播方向两侧的反射器9、10形成在压电基板上。由此构成1端口型弹性波谐振器。

IDT电极3能由Al、Cu、Pt、Au、Ag、Ti、Ni、Cr、Mo、W或以这些金属的任一者为主体的合金等的适宜的金属材料形成。IDT电极3既可以是单层，也可以是层叠2种以上的金属层的层叠体。

IDT电极3具有多条第1电极指3c和多条第2电极指3d。多条第1电极指3c以及多条第2电极指3d在与弹性波传播方向正交的方向上延伸。多条第1电极指3c和多条第2电极指3d相互交替插入。多条第1、第2电极指3c、3d分别与图3所示的第1、第2汇流条3a、3b连接。在IDT电极3中，将激励声表面波的区域设为激励区域E，其是电位互不相同的第1电极指3c和第2电极指3d在声表面波传播方向上相互重合的区域。

在图3中，将串联臂谐振器S1-1、S1-2、S2、S3、S4-1、S4-2以及并联臂谐振器P1～P4中的IDT电极的多条第1电极指和多条第2电极指相互交替插入的部分，用矩形框状的通过将对角线彼此连结而成的块概略示出。若以串联臂谐振器S1-1为代表更详细进行说明，则串联臂谐振器S1-1的第1、第2汇流条3a、3b分别位于块的电极指所延伸的方向的两端。串联臂谐振器S1-1的第2汇流条3b共用串联臂谐振器S1-2的第1汇流条3a。另外，关于其他串联臂谐振器S1-2、S2、S3、S4-1、S4-2以及并联臂谐振器P1～P4，也与串联臂谐振器S1-1同样示出。

在本实施方式中，第1、第2汇流条3a、3b具有将2个金属层层叠的层叠结构。然而第1、第2汇流条3a、3b也可以是单层。

如图3所示那样，串联臂谐振器S1-1、S4-2，与构成安装电极的隆起焊盘电极11连接。更具体地，串联臂谐振器S1-1经由与第1汇流条3a相连的布线电极6以及接收端子7a而连接到Au或Au合金所构成的隆起焊盘电极11。另一方面，串联臂谐振器S4-2，经由与第2汇流条3b相连的布线电极6以及天线端子7b而连接到隆起焊盘电极11。另外，安装电极也能由焊料球构成。弹性波装置1经由隆起焊盘电极11安装在安装基板的表面上。与隆起焊盘电极11接合的表面连接盘电极设置在安装基板的表面，背面连接盘电极设置在安装基板的背面。表面连接盘电极和背面连接盘电极以连接导体连接。另外，优选安装基板的热容大于压电基板2的热容。另外，优选安装基板的体积大于压电基板2的体积。

在串联臂谐振器S1-1与串联臂谐振器S4-2之间，串联连接串联臂谐振器S1-2、S2、S3、S4-1。串联臂谐振器S1-2、S2、S3、S4-1不经由布线电极6与隆起焊盘电极11连接。

并联臂谐振器P1的一端与接地端子8a连接，另一端与串联臂谐振器S1-1连接。并联臂谐振器P2的一端与接地端子8b连接，另一端与串联臂谐振器S1-2、S2连接。并联臂谐振器P3的一端与接地端子8b连接，另一端与串联臂谐振器S2以及S3连接。并且并联臂谐振器P4的一端与接地端子8b连接，另一端与串联臂谐振器S3、S4-1连接。

布线电极6能由适宜的金属材料形成。在本实施方式中，布线电极6具有将2个金属层层叠的层叠结构。但布线电极6也可以是单层。

如图2所示那样，在除了串联臂谐振器S1-1、S1-2、S2、S3、S4-1、S4-2以及并联臂谐振器P1～P4的IDT电极的第1、第2电极指上、和隆起焊盘电极11上以外的区域，层叠有由具有绝缘性的材料所构成的热传导性材料层5。

更具体地，设置热传导性材料层5，来将串联臂谐振器S1-1、S1-2、S2、S3、S4-1、S4-2以及并联臂谐振器P1～P4的IDT电极的第1、第2电极指、和隆起焊盘电极11连接。

通过设置热传导性材料层5，能将在IDT电极3产生的热散热到弹性波装置1的外部。特别在本实施方式那样热传导性材料层5与隆起焊盘电极11连接的情况下，能更加进一步提高散热性。这是因为，在IDT电极3发热的热经由与热传导性材料层5相连的隆起焊盘电极11传递到安装弹性波装置1的安装基板，散热到弹性波装置1的外部的缘故。

因此，如本实施方式那样，在不与隆起焊盘电极11连接的串联臂谐振器S1-2、S2、S3、S4-1通过热传导性材料层5与隆起焊盘电极11连接的情况下，能更加进一步有效果地改善散热性。

在本实施方式中，如图1所示那样，在串联臂谐振器S1-1、S1-2、S2、S3、S4-1、S4-2、并联臂谐振器P1～P4以及热传导性材料层5上，进一步设置保护膜4。保护膜4为了调整频率而设。

作为构成保护膜4的材料并没有特别限定，能由SiO₂或SiN等形成。

另外，作为构成热传导性材料层5的材料，只要是热传导率高的绝缘体就没有特别限定，例如能使用从氧化铝、蓝宝石、氮化铝、金刚石以及掺杂钪的氮化铝所构成的群选择的至少1种电介质。但也可以使用SiN或SiO₂等与保护膜4相同的材料。

作为热传导性材料层5的厚度，并没有特别限定，但期望比保护膜4的厚度更厚。具体地，作为热传导性材料层5的厚度，优选为1μm～60μm，更优选为1μm～15μm。在热传导性材料层5的厚度处于上述范围内的情况下，能更加进一步有效果地提高散热性。根据实验确认了，只要热传导性材料层5的厚度为1μm以上，就能得到更加进一步的散热效果。热传导性材料层5所带来的散热效果通过增厚热传导性材料层5的厚度而提高。另一方面，在将热传导性材料层5的厚度成膜得厚于60μm的情况下，有时不再能无视制造工序中的晶片的翘曲等问题。因而若热传导性材料层5的厚度为60μm以下，就能更加进一步抑制晶片的翘曲，降低制造工序的难易度，因而优选。进而，根据热传导性材料层5的厚度，会发生不得不增厚隆起焊盘电极11的厚度的情况。隆起焊盘电极11的厚度增加所引起的感性分量的增加有给滤波器电路的衰减特性带来不良影响的情况。为了更加进一步确实地抑制给衰减特性的不良影响，进一步优选热传导性材料层5的厚度是1μm以上、15μm以下的范围内。

以下参考图4(a)以及图4(b)的示意截面图来更加详细说明压电基板2上的热传导性材料层5与布线电极6或保护膜4的位置关系。

如图4(a)所示那样，在设有布线电极6的区域，在布线电极6上设置热传导性材料层5，在其上设置保护膜4。另外，在图4(b)所示的未设布线电极6的区域，在压电基板2上按照热传导性材料层5以及保护膜4的顺序将它们层叠。

如图4(a)以及图4(b)所示那样，在IDT电极3的第1以及第2电极指在弹性波传播方向上相互重合的激励区域上，不设置热传导性材料层5。俯视观察压电基板2，由于热传导性材料层5设置在不与IDT电极3的激励区域重合的位置，因此能抑制热传导性材料层5给IDT电极3的激励的影响。俯视观察压电基板2，进一步优选热传导性材料层5设置在不与反射器重合的位置。优选以不在IDT电极3的第1、第2电极指上设置热传导性材料层5，在IDT电极3的第1以及第2汇流条的至少一方上，设有热传导性材料层5的结构来实施。

如此在本实施方式中，由于在布线电极6或压电基板2上设置热传导性材料层5，因此在IDT电极3中发热的情况下也能向弹性波装置1的外部进行散热。特别是，关于不与隆起焊盘电极11直接连接的串联臂谐振器S1-2、S2、S3、S4-1，由于经由热传导性材料层5与隆起焊盘电极11连接，因此能更加进一步有效果地散热。另外，在有导电性的散热路径配置于IDT电极的近旁的构成中，散热路径具有布线电极的功能。在该情况下，有在布线电极与IDT电极3之间产生容性分量或感性分量的课题。与此相对，在本实施方式中，由于是有绝缘性的散热路径，能减低在散热路径与IDT电极3之间产生的容性分量或感性分量。进而，由于热传导性材料层5不设置在IDT电极3的第1、第2电极指上，因此难以出现阻碍声表面波的激励而让谐振器特性降低等的电特性的劣化。优选热传导性材料层5连续形成，以与IDT电极3的第1汇流条和安装电极连接。在第1汇流条和隆起焊盘电极存在电位差的情况下，在有绝缘性的热传导性材料层5中也不发生短路。具体地，在热传导性材料层5与连接到信号线路的第1汇流条和连接到接地电位的隆起焊盘电极连接的情况下，不会发生在第1汇流条和隆起焊盘电极的短路。因此，能不用担心短路而使热传导性材料层5与第1汇流条和隆起焊盘电极连接来进行散热。特别是，优选热传导性材料层5与第1汇流条、和与第1汇流条的距离最短且与第1汇流条电位不同的隆起焊盘电极连接。与第1汇流条电位不同的隆起焊盘电极可以是多个。俯视观察压电基板，优选仅在与第1、第2汇流条重合的位置、与布线电极重合的位置、以及与布线电极和布线电极的间隙的压电基板部分重合的位置设置热传导性材料层5。进一步优选热传导性材料层5与第1、第2汇流条、布线电极直接接触而设。

图5(a)是本发明的第2实施方式所涉及的弹性波装置的设置布线电极的区域的示意截面图，图5(b)是未设布线电极的区域的示意截面图。

如图5(a)所示那样，在第2实施方式中，在压电基板2上按照布线电极6以及保护膜4的顺序将它们层叠，在保护膜4之上设置热传导性材料层5。另外，如图5(b)所示那样，在未设布线电极6的区域，也在压电基板2上按照保护膜4以及热传导性材料层5的顺序将它们层叠。关于其他结构，具有与第1实施方式所涉及的弹性波装置1相同的结构。

在第2实施方式中，热传导性材料层5未直接层叠在布线电极6上。但由于在保护膜4上设置了热传导性材料层5，因此能经由保护膜4以及热传导性材料层5进行散热。另外，与第1实施方式同样，由于热传导性材料层5为在IDT电极3的第1、第2电极指上设置，因此难以出现谐振器特性等的电特性的劣化。因此，热传导性材料层5，也可以形成在将IDT电极3的第1、第2电极指上排除在外的保护膜4上。为了得到充分的散热效果，优选热传导性材料层5具备保护膜4以上的热传导率，更优选热传导性材料层5具备高于保护膜4的热传导率。热传导率能根据材料而变更。

图6(a)是本发明的第3实施方式所涉及的弹性波装置的设置布线电极的区域的示意截面图，图6(b)是未设布线电极的区域的示意截面图。

如图6(a)所示那样，在第3实施方式中，在压电基板2上按照热传导性材料层5、布线电极6以及保护膜4的顺序进行层叠。即，在第3实施方式中，让热传导性材料层5被压电基板2和布线电极6所夹地来设置。另外，图6(a)以及图6(b)中虽未图示，但在IDT电极3的第1、第2汇流条的下部也设置热传导性材料层5。其他结构都与第1实施方式相同。

在第3实施方式中，由于与布线电极6的下部相接地设置热传导性材料层5，因此在IDT电极3产生的热在热传导性材料层5传递，放出到弹性波装置1的外部。详细地，通过设于压电基板2上的IDT电极3的激励而产生的热经由布线电极6、隆起焊盘电极11传递到安装基板。另外，热传导性材料层5被压电基板2和布线电极6所夹来设置。

另外，图4～图6中虽未图示，但在本发明，也可以朝向压电基板2的主面观察，与IDT电极3的第1、第2汇流条、反射器或布线电极6相邻那样设置热传导性材料层5。在该情况下，经由热传导性材料层，5将在IDT电极3产生的热放出。

在本发明中，如上述那样，由于在除了IDT电极的激励区域以及隆起焊盘电极上的区域的至少一部分设置热传导性材料层，因此能提供散热性高、抗电性卓越的弹性波装置。另外，在本发明所涉及的弹性波装置中，由于不在IDT电极的第1、第2电极指上设置热传导性材料层，因此谐振器特性等的电特性难以劣化。热传导性材料层不设置在第1、第2电极指上以及隆起焊盘电极的导体上。

另外，在本发明中，如上述那样，在梯型的滤波器电路中，使不与隆起焊盘电极连接的串联臂谐振器经由热传导性材料层与隆起焊盘电极连接，由此能更进一步有效果地提高散热性。因此，本发明所涉及的弹性波装置适于作为分波装置的发送滤波器使用。

接下来说明具体的实验例。

(实验例)

在以下的条件下制作在LiTaO₃基板上具备发送滤波器以及接收滤波器的分波装置，测定IDT电极的最高温度。

·IDT电极：以Al为主材料、厚度200nm

·保护膜：由SiO₂形成、厚度30nm

·布线电极：以Al为主材料、厚度3μm

·热传导性材料层：由SiN形成

·热传导性材料层厚度：在布线电极上厚度1μm、在没有布线电极的压电基板上厚度4μm

·热传导性材料层图案：在IDT电极的电极指以及隆起焊盘电极以外的部分制作

·经由隆起焊盘电极在利用PCB基板的安装基板安装压电基板

·对发送滤波器谐振器部施加0.8W的功率

·外部温度：25℃

另外，在同样的条件下还一并制作未设热传导性材料层的样本，进行比较研讨。

设置热传导性材料层的样本和未设热传导性材料层的样本进行比较，确认到不与隆起焊盘电极连接的串联臂谐振器的IDT电极的最高温度降低了约10℃。

在未设热传导性材料层的情况下，由于未通过布线连接到隆起焊盘电极，因此散热未效率良好地进行，另一方面，在设置热电导性材料层的情况下，由于热传导性材料层成为到隆起焊盘电极为止的热流路，因此认为效率良好地散热。

标号的说明

1 弹性波装置

2 压电基板

3 IDT电极

3a、3b 第1、第2汇流条

3c、3d 第1、第2电极指

4 保护膜

5 热传导性材料层

6 布线电极

7a 接收端子

7b 天线端子

7c 发送端子

8a、8b 接地端子

9、10 反射器

11 隆起焊盘电极

S1-1、S1-2、S2、S3、S4-1、S4-2 串联臂谐振器

P1、P2、P3、P4 并联臂谐振器