复合部件及其安装构造的制作方法

本发明涉及层叠有弹性波装置和半导体装置的复合部件及其安装构造。

背景技术：

为了谋求电子设备的小型化，提出了各种将多个电子部件层叠的构造。例如，在下述的专利文献1记载的复合部件中，在由硅构成的支承基板通过粘接层层叠有由钽酸锂等构成的压电基板。在由硅构成的支承基板中，能够构成半导体装置，能够使用压电基板构成声表面波装置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-187373号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

半导体装置是有源元件，是在驱动时发热的器件。此外，声表面波装置等弹性波装置在驱动时，设置有idt电极的部分也发热。

因此，在像在专利文献1记载的复合部件那样层叠了弹性波装置和半导体装置的情况下，对于弹性波装置，不仅施加弹性波装置自身的发热的量，还施加半导体装置的发热的量。而且，在弹性波装置中，若成为高温，则有可能在idt电极中产生电极指间迁移。其结果是，由于迁移而产生电极击穿，特性有可能大幅劣化。进而，在半导体装置侧，也是不仅施加半导体装置自身的发热的量，还施加弹性波装置的发热的量。因此，在半导体装置中，特性也有可能由于温度上升而劣化。

本发明的目的在于，提供一种层叠有半导体装置和弹性波装置且散热性优异的复合部件及其安装构造。

用于解决课题的技术方案

本发明涉及的复合部件具备：弹性波装置，具有压电性基板和idt电极，所述压电性基板具有相互对置的第一主面以及第二主面、以及将所述第一主面和所述第二主面连结的多个侧面，所述idt电极设置在所述压电性基板中的所述第一主面以及所述第二主面中的至少一个主面；以及半导体装置，具有半导体基板和功能电极，所述半导体基板具有相互对置的第一主面以及第二主面、以及将所述第一主面和所述第二主面连结的多个侧面，所述功能电极设置在所述半导体基板中的所述第一主面以及所述第二主面中的至少一者，所述弹性波装置和所述半导体装置层叠为所述压电性基板中的所述第一主面与所述半导体基板中的所述第一主面对置，还具备：侧面电极，从所述压电性基板中的所述多个侧面中的至少一个侧面到达所述半导体基板中的所述多个侧面中的至少一个侧面，且与所述idt电极以及所述功能电极连接，所述侧面电极到达所述压电性基板中的所述第二主面以及所述半导体基板的所述第二主面中的至少一者上。

在本发明涉及的复合部件的某个特定的方面中，所述侧面电极设置有多个，所述各侧面电极与公共的接地电位连接。在该情况下，能够强化电信号的稳定度。

在本发明涉及的复合部件的另一个特定的方面中，在所述压电性基板的所述第一主面与所述半导体基板的所述第一主面之间设置有金属层，该金属层与所述侧面电极电连接。在该情况下，能够更进一步提高散热性。

在本发明涉及的复合部件的又一个特定的方面中，所述金属层与所述压电性基板的所述第一主面和所述半导体基板的所述第一主面的双方接触。

在本发明涉及的复合部件的另一个特定的方面中，所述idt电极设置在所述压电性基板的所述第二主面，所述功能电极设置在所述半导体基板的所述第二主面。在该情况下，发热部分彼此远离，更加不易产生由温度上升造成的特性的劣化。

在本发明涉及的复合部件的另一个特定的方面中，在所述压电性基板的所述第二主面以及所述半导体基板的所述第二主面中的至少一者设置有端子电极，所述侧面电极与所述端子电极电连接。

在本发明涉及的复合部件的另一个特定的方面中，设置有与所述端子电极电连接的金属凸块。在该情况下，能够使用金属凸块将复合部件安装到安装基板。

在本发明涉及的复合部件的另一个特定的方面中，在所述压电性基板的所述第二主面上，设置有所述端子电极以及所述金属凸块。在该情况下，能够从弹性波装置侧将复合部件安装到安装基板。

在本发明涉及的复合部件的另一个特定的方面中，在所述半导体基板的所述第二主面设置有所述端子电极以及所述金属凸块。在该情况下，能够从半导体装置侧将复合部件安装到安装基板。

在本发明涉及的复合部件的又一个特定的方面中，除了所述弹性波装置以及所述半导体装置以外，还层叠有其它弹性波装置以及其它半导体装置中的至少一者。在该情况下，能够谋求电子设备的更进一步的小型化。

在本发明涉及的复合部件的另一个特定的方面中，还具备：绝热层，设置为与所述压电性基板的所述第一主面和所述半导体基板的所述第一主面接触，且导热性比所述半导体基板以及所述压电性基板低。在该情况下，能够降低半导体装置与弹性波装置之间的导热量。由此，能够有效地抑制半导体装置以及弹性波装置的特性的劣化。

在本发明涉及的复合部件的另一个特定的方面中，所述弹性波装置还具有：支承层，设置在所述压电性基板的所述第一主面以及所述第二主面中的设置有所述idt电极的主面上，并包围所述idt电极；以及覆盖构件，设置为覆盖所述支承层。在该情况下，能够提供具有wlp构造的弹性波装置的复合部件。

在本发明涉及的复合部件的另一个特定的方面中，所述压电性基板为压电基板。

在本发明涉及的复合部件的又一个特定的方面中，所述压电性基板具有支承基板和设置在所述支承基板上的压电体层。

在本发明涉及的复合部件的又一个特定的方面中，所述弹性波装置具有：高声速材料层，直接或间接地层叠在所述压电体层，传播的体波(bulkwave)的声速与在所述压电体层传播的弹性波的声速相比为高速。

在本发明涉及的复合部件的又一个特定的方面中，所述支承基板为由所述高声速材料层构成的高声速基板。

在本发明涉及的复合部件的另一个特定的方面中，所述支承基板具有：低声速材料层，层叠在所述高声速材料层，传播的体波的声速与在所述压电体层传播的弹性波的声速相比为低速。

本发明涉及的复合部件的安装构造具备按照本发明构成的复合部件和安装基板，在所述安装基板上，从所述压电性基板的所述第二主面侧以及所述半导体装置的所述半导体基板的所述第二主面中的一侧安装有所述复合部件。

发明效果

根据本发明，能够在层叠有弹性波装置和半导体装置的复合部件及其安装构造中有效地提高散热性。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式涉及的复合部件的安装构造的主视剖视图。

图2是本发明的第二实施方式涉及的复合部件的安装构造的主视剖视图。

图3是本发明的第三实施方式涉及的复合部件的安装构造的主视剖视图。

图4是本发明的第四实施方式涉及的复合部件的安装构造的主视剖视图。

图5是本发明的第五实施方式涉及的复合部件的安装构造的主视剖视图。

图6是本发明的第六实施方式涉及的复合部件的安装构造的主视剖视图。

图7是本发明的第七实施方式涉及的复合部件的安装构造的主视剖视图。

图8是示出在本发明的第八实施方式中使用的压电性基板的主视剖视图。

具体实施方式

以下，通过参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明，从而明确本发明。

另外，需要指出的是，在本说明书记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式间进行结构的部分置换或组合。

图1是示出本发明的第一实施方式涉及的复合部件3的安装构造1的主视剖视图。

安装构造1具有安装基板2和安装在安装基板2上的复合部件3。安装基板2具有相互对置的第一主面2a、第二主面2b。在第一主面2a上设置有电极连接盘4a～4d。

安装基板2由氧化铝等绝缘性陶瓷构成。不过，安装基板2的材料没有限定，也可以是半导体材料，还可以是合成树脂等有机材料。电极连接盘4a～4d由cu等金属构成。在电极连接盘4a～4d接合有复合部件3。

复合部件3具有弹性波装置11和半导体装置21。在弹性波装置11经由作为导热层的金属层5层叠有半导体装置21。

弹性波装置11具有压电性基板12。在本实施方式中，压电性基板12由压电单晶构成。即，压电性基板12是整体由压电体层构成的压电基板。作为压电单晶，能够使用latio3、linbo3等。不过，压电性基板12也可以由压电陶瓷构成。

压电性基板12具有相互对置的第一主面12a、第二主面12b。第二主面12b与安装基板2的第一主面2a隔开间隙对置。在第二主面12b上设置有idt电极13。此外，在第二主面12b上设置有端子电极14a～14d。idt电极13以及端子电极14a～14d由al、cu、pt、alcu合金等适当的金属或合金构成。此外，idt电极13以及端子电极14a～14d也可以由具有多个金属膜的层叠金属膜构成。

端子电极14a～14d中的至少一个端子电极与idt电极13电连接。

在端子电极14a～14d上分别设置有由焊料、au等构成的金属凸块15a～15d。金属凸块15a～15d与电极连接盘4a～4d接合。

在弹性波装置11中，构成了具有idt电极13的声表面波元件。作为该声表面波元件，可以是声表面波谐振器，或者也可以是声表面波滤波器。因此，在弹性波装置11中，具有idt电极13的功能电极部的构造没有特别限定。

金属层5由al、cu等适当的金属或合金构成。因为金属层5由金属构成，所以导热性比压电性基板12高。

半导体装置21具有半导体基板22。半导体基板22由si等适当的半导体材料构成。优选地，因为导热性优异，所以最好是由si构成的半导体基板22。

半导体基板22具有相互对置的第一主面22a、第二主面22b。第一主面22a与金属层5接合。即，金属层5与半导体基板22的第一主面22a和压电性基板12的第一主面12a的双方的整个面接触，并将两者接合。不过，金属层5无需与第一主面12a、22a的整个面接触。

在半导体基板22的第二主面22b上，构成了包含源极电极23a、栅极电极23b以及漏极电极23c的功能电极。在本实施方式中，构成了具有源极电极23a、栅极电极23b以及漏极电极23c的fet。不过，半导体装置21中的功能电极的构造并不限定于此，能够构成为实现半导体装置21中的包含半导体元件的各种各样的电路。此外，在第二主面22b上还设置有用于构成电容器的电极24。像这样，在第二主面22b上不仅可以设置有半导体元件，还可以设置有用于构成电容器那样的其它电子部件元件的电极。

在第二主面22b上设置有端子电极25a、25b。端子电极25a、25b与上述fet、上述电容器电连接。

端子电极25a、25b是用于将半导体装置21与外部或弹性波装置11电连接的电极。

上述源极电极23a、栅极电极23b、漏极电极23c、电极24以及端子电极25a、25b由al、cu、alcu合金等适当的金属或合金构成。

在复合部件3中，压电性基板12和半导体基板22经由金属层5接合。由此，弹性波装置11和半导体装置21层叠而被一体化。在该被一体化的构造的侧面设置有侧面电极6、7。

即，侧面电极6设置为从压电性基板12的侧面12c起经过金属层5的侧面而到达半导体基板22的侧面22c。侧面电极6到达压电性基板12的第二主面12b上，并与端子电极14a接合。此外，侧面电极6到达半导体基板22的第二主面22b上，并与端子电极25a接合。因此，端子电极25a和端子电极14a通过侧面电极6电连接。此外，侧面电极6还与金属层5接合。该侧面电极6是与接地电位连接的电极。

侧面电极7也是与接地电位连接的电极。而且，侧面电极7从压电性基板12的侧面12d起经过金属层5的侧面到达半导体基板22的侧面22d。侧面电极7到达压电性基板12的第二主面12b上，并与端子电极14d接合。侧面电极7到达半导体基板22的第二主面22b上，并与端子电极25b接合。侧面电极7也与金属层5接合。端子电极25b以及端子电极14d也是与接地电位连接的端子电极。因此，侧面电极6以及侧面电极7的双方与接地电位连接。因而，在复合部件3中，因为与接地电位连接，所以接地被强化，能够提高电稳定度。

侧面电极6、7由适当的金属或合金构成。作为这样的金属，没有特别限定，能够列举al、cu、alcu合金等。

另一方面，在复合部件3中，设置有树脂层8，使得覆盖弹性波装置11以及半导体装置21。树脂层8未设置在弹性波装置11的具有idt电极13的功能电极部分上。因此，在比设置有金属凸块15b、15c的部分在第二主面12b的面方向上靠内侧的部分，未设置树脂层8。

作为构成树脂层8的材料，能够使用环氧树脂等热固化性树脂。不过，树脂层8的材料没有特别限定。

在复合部件3中，在驱动时，弹性波装置11以及半导体装置21发热。然而，因为设置有侧面电极6、7，所以在半导体装置21产生的热经由端子电极14a、14d、金属凸块15a、15d、以及电极连接盘4a、4d而迅速地传递到安装基板2侧。同样地，关于在弹性波装置11产生的热，也经由端子电极14a～14d、金属凸块15a～15d以及电极连接盘4a～4d而释放到安装基板2侧。

因此，可有效地提高散热性。因而，不易产生弹性波装置11以及半导体装置21中的特性的劣化。特别是，一般来说，在弹性波装置中，idt电极若暴露于高温，则在电极指间产生迁移，有可能产生电极击穿。然而，在本实施方式的复合部件3中，不仅是在弹性波装置11产生的热，就连在半导体装置21产生的热也迅速地释放到安装基板2侧。因此，不易产生电极指间迁移。

除此以外，在复合部件3中，因为设置有金属层5，所以在弹性波装置11中向压电性基板12的第一主面12a侧传递过来的热、在半导体装置21中向半导体基板22的第一主面22a侧传递过来的热也经由侧面电极6、7而迅速地释放。因此，可更进一步提高散热性。

不过，未必一定要设置金属层5。

图2是示出本发明的第二实施方式涉及的复合部件3a的安装构造31的主视剖视图。

在图2所示的安装构造31中，弹性波装置11和半导体装置21通过绝热层32接合。绝热层32的导热性比半导体基板22以及压电性基板12的导热性低。作为绝热层32，能够使用合成树脂等。除了代替图1所示的金属层5而设置有绝热层32以外，复合部件3a与图1所示的复合部件3是同样的。因此，在安装构造31中，通过对与图1所示的安装构造1相同的部分标注相同的附图标记，从而引用安装构造1的说明。

在本实施方式中，虽然代替金属层5而设置有绝热层32，但是在半导体装置21产生的热通过侧面电极6、7迅速地释放到安装基板2侧。同样地，在弹性波装置11产生的热也迅速地释放到安装基板2侧。因此，散热性优异，因此能够有效地抑制弹性波装置11以及半导体装置21中的温度上升。

另外，也可以除绝热层32以外进一步层叠图1所示的金属层5。例如，也可以设置从压电性基板12的第一主面12a上到图2的用单点划线a示出的位置的厚度的金属层。而且，可以在该金属层上设置从单点划线a的部分到达半导体基板22的第一主面22a的厚度的绝热层。在该情况下，与第一实施方式的情况同样地，在弹性波装置11中，即使在idt电极13产生的热到达第一主面12a侧，也能够迅速地释放到侧面电极6、7侧。

图3是示出本发明的第三实施方式的复合部件3b的安装构造41的主视剖视图。在第三实施方式的安装构造41中，在半导体装置21中，作为功能电极的源极电极23a、栅极电极23b、以及漏极电极23c和电极24设置在第一主面22a上。端子电极25a、25b也设置在第一主面22a。像这样，在半导体装置21中，也可以在与弹性波装置11对置的第一主面22a侧设置有用于构成半导体元件的作为功能电极的源极电极23a等。在该情况下，为了提高散热性，在压电性基板12的第一主面12a上设置有金属层5。而且，设置有绝热层32，使得填补金属层5与半导体基板22的第一主面22a之间的空间。

另外，在本发明中，功能电极也可以设置在半导体基板22的第一主面22a上以及第二主面22b上的双方。

侧面电极6、7与端子电极25a、25b连接。侧面电极6、7未到达第二主面22b上。

其它构造与安装构造1是同样的。在本实施方式中，在半导体装置21产生的热也通过侧面电极6、7迅速地释放到安装基板2侧。此外，关于在弹性波装置11产生的热，也与安装构造1的情况同样地，迅速地释放到安装基板2侧。除此以外，因为设置有金属层5，所以在弹性波装置11产生并传递到压电性基板12的第一主面12a侧的热也经由侧面电极6、7而迅速地释放。因此，与第一实施方式、第二实施方式同样地，在第三实施方式的复合部件3b中，也能够有效地提高散热性。

图4是示出本发明的第四实施方式涉及的复合部件3c的安装构造51的主视剖视图。

在安装构造51中，在半导体装置21上层叠有弹性波装置11a。半导体基板22的第一主面22a与弹性波装置11a的压电性基板12的第一主面12a对置。在第一主面22a与第一主面12a之间设置有树脂层52。由此，半导体装置21和弹性波装置11a接合。弹性波装置11a具有wlp构造。即，弹性波装置11a具有设置在压电性基板12的第二主面12b上的支承层53。设置有覆盖构件54，使得覆盖支承层53。支承层53以及覆盖构件54由合成树脂构成。不过，也可以使用绝缘性陶瓷等其它绝缘性材料。

idt电极13被支承层53包围。由此，设置有idt电极13所面向的中空部。

也可以使用像弹性波装置11a那样具有wlp构造的弹性波装置。在本实施方式中，侧面电极6、7也设置为从压电性基板12的侧面12c、12d到达半导体装置21的半导体基板22的侧面22c、22d。进而，侧面电极6、7与端子电极14a、14b、端子电极25a、25b以及电极连接盘4a、4d接合。即，侧面电极6、7到达压电性基板12的第二主面12b上，并与端子电极14a、14b接合。侧面电极6、7到达半导体基板22的第一主面22a上，并与端子电极25a、25b接合。进而，侧面电极6、7还到达第二主面22b上，并与电极连接盘4a、4d接合。

在安装构造51中，树脂层8a设置为还到达第二主面22b与安装基板2的第一主面2a之间。因此，在安装构造51中，机械强度提高。因为设置有侧面电极6、7，所以在弹性波装置11a产生的热、在半导体装置21产生的热迅速地释放到安装基板2侧。因此，与第一实施方式～第三实施方式的情况同样地，不易产生弹性波装置11a以及半导体装置21中的由温度上升造成的特性的劣化。

图5是示出本发明的第五实施方式涉及的复合部件3d的安装构造61的主视剖视图。

在安装构造61中，在半导体装置21的半导体基板22的第二主面22b侧设置有作为功能电极的源极电极23a、栅极电极23b以及漏极电极23c、和电极24。端子电极25a、25b也设置在第二主面22b上。另外，可以在端子电极25a、25b上设置有金属凸块，金属凸块也可以与安装基板2的电极连接盘4a、4b接合。关于其它构造，安装构造61与安装构造51是同样的。

在安装构造61中，能够更加有效地抑制复合部件3d中的温度上升。即，通过设置有侧面电极6、7，从而在弹性波装置11a以及半导体装置21产生的热可迅速地释放到安装基板2侧。除此以外，在弹性波装置11a中，idt电极13设置在压电性基板12的第二主面12b。另一方面，在半导体装置21中，源极电极23a、栅极电极23b以及漏极电极23c设置在半导体基板22的第二主面22b。因此，弹性波装置11a以及半导体装置21中的发热部分彼此远离。因而，弹性波装置11a或半导体装置21更加不易受到对方的装置中的发热的影响。

关于其它构造，安装构造61与安装构造51是同样的。因此，通过对相同的部分标注相同的附图标记，从而省略其说明。

图6是示出本发明的第六实施方式涉及的复合部件3e的安装构造71的主视剖视图。在安装构造71中，半导体装置21a的半导体基板22的外形小于压电性基板12。即，半导体基板22中的将侧面22c和侧面22d连结的方向上的尺寸小于压电性基板12中的将侧面12c和侧面12d连结的方向上的尺寸。像这样，也可以层叠有尺寸不同的半导体基板22和压电性基板12。虽然在图6中，半导体基板22小于压电性基板12，但是也可以相反地压电性基板12小于半导体基板22。

因为像上述的那样半导体基板22小，所以侧面电极6、7设置为从压电性基板12的第一主面12a上到达半导体基板22的侧面22c、22d上。因而，在图6所示的剖视下，侧面电极6、7具有阶梯状形状。

也可以像安装构造71那样，在本发明中，半导体基板22的大小与压电性基板12不同。安装构造71的其它构造与安装构造1是同样的。因此，通过对相同部分标注相同的附图标记，从而引用安装构造1的说明。

图7是示出本发明的第七实施方式涉及的复合部件3f的安装构造81的主视剖视图。在复合部件3f中，在弹性波装置11b上层叠有弹性波装置11以及半导体装置21。即，在第一实施方式中的复合部件3的弹性波装置11的下方进一步层叠有另一个弹性波装置11b。像这样，在本发明中，也可以在弹性波装置以及半导体装置的层叠体进一步还层叠有其它弹性波装置或其它半导体装置中的至少一者。

在安装构造81中，弹性波装置11b具有与弹性波装置11同样的构造。因此，通过对相同的部分标注相同的附图标记，从而省略其说明。

弹性波装置11b的端子电极14a～14d经由金属凸块15a～15d与安装基板2的第一主面2a上的电极连接盘4a～4d接合。而且，在弹性波装置11b中，在压电性基板12的第一主面12a上设置有端子电极14e～14h。端子电极14e～14h与弹性波装置11的金属凸块15a～15d接合。

在弹性波装置11中，侧面电极6、7从弹性波装置11的压电性基板12的侧面12c、12d到达半导体装置21的半导体基板22的侧面22c、22d上，进而还到达下方的弹性波装置11b的压电性基板12的侧面12c、12d。此外，侧面电极6、7在第二主面22b上与半导体装置21的端子电极25a、25b接合。此外，侧面电极6、7还与端子电极14a、14d以及端子电极14e以及14h和将它们连接的金属凸块15a、15d接合。此外，侧面电极6、7还与端子电极14a、14d以及金属凸块15a、15d接合。端子电极14a、14d设置在弹性波装置11b的压电性基板12的第二主面12b上。

因此，在安装构造81中，在半导体装置21产生的热、以及在弹性波装置11、11b产生的热经由侧面电极6、7迅速地释放到安装基板2侧。

图8是示出在本发明的第八实施方式的复合部件中使用的压电性基板的主视剖视图。在第一实施方式～第七实施方式中，压电性基板12由一个压电体层构成，即，由压电单晶构成。也可以如图8所示，使用在支承基板82上层叠了压电体层83的压电性基板。在该情况下，在压电体层83上设置idt电极。

在压电性基板中，支承基板82具有高声速材料层82a和低声速材料层82b。高声速材料层82a例如由si等构成。在高声速材料层82a传播的体波的声速比在压电体层83传播的弹性波的声速高。另一方面，在低声速材料层82b传播的体波的声速比在压电体层83传播的弹性波的声速低。低声速材料层82b例如可以由sio2等绝缘性陶瓷、合成树脂等构成。

此外，也可以省略低声速材料层82b。即，压电体层83也可以直接层叠在仅由高声速材料层82a构成的作为高声速基板的支承基板。

附图标记说明

1、31、41、51、61、71、81：安装构造；

2：安装基板；

2a、2b：第一主面、第二主面；

3、3a～3f：复合部件；

4a～4d：电极连接盘；

5：金属层；

6、7：侧面电极；

8、8a：树脂层；

11、1la、11b：弹性波装置；

12：压电性基板；

12a、12b：第一主面、第二主面；

12c、12d：侧面；

13：idt电极；

14a～14h：端子电极；

15a～15d：金属凸块；

21、21a：半导体装置；

22：半导体基板；

22a、22b：第一主面、第二主面；

22c、22d：侧面；

23a：源极电极；

23b：栅极电极；

23c：漏极电极；

24：电极：

25a、25b：端子电极；

32：绝热层；

52：树脂层

53：支承层；

54：覆盖构件；

82：支承基板；

82a：高声速材料层；

82b：低声速材料层；

83：压电体层。