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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronikkomponentenmodul, das mehrere Frequenzbänder unterstützt.
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STAND DER TECHNIK
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Beispiele eines Elektronikkomponentenmoduls eines Front-Ends, das in ein mobiles Endgerät, wie zum Beispiel ein Drahtloskommunikationsgerät, integriert ist, umfassen ein Front-End-Modul, das in der
JP 2003-249868 A beschrieben ist. Das Front-End-Modul enthält als Chip-Komponenten einen Duplexer, ein Tiefpassfilter und dergleichen, und die Chip-Komponenten sind auf ein Harz-Mehrschichtsubstrat montiert. Aktive Elemente, die in Schaltern enthalten sind, sind ebenfalls auf das Harz-Mehrschichtsubstrat montiert, und passive Elemente, die in den Schaltern enthalten sind, sind als innere Schichten des Harz-Mehrschichtsubstrats laminiert.
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Die
JP 5 358 724 B1 und die
WO 2013/128 541 A1 zeigen jeweils ein Elektronikkomponentenmodulmit einem Filter für elastische Wellen, das ein piezoelektrisches Substrat und eine funktionale Elektrode, die auf einer Oberseite des piezoelektrischen Substrats ausgebildet ist, enthält, und mit einer Stützschicht, die auf dem piezoelektrischen Substrat ausgebildet ist und wenigstens einen Teil der funktionalen Elektrode umgibt. Aus der
US 2009 0224851 A1 ist ein ähnliches Elektronikkomponentenmodul bekannt, das eine Deckschicht, die auf der Stützschicht ausgebildet ist und einen versiegelten Raum über der funktionalen Elektrode definiert und aus einem Harzfilmmaterial besteht, eine Verdrahtungsschicht auf der Oberseite der Deckschicht und eine montierte elektronische Komponente umfasst, die auf der Deckschicht montiert ist und mit der Verdrahtungsschicht verbunden ist,.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Bei dem in der
JP 2003-249868 A beschriebenen Front-End-Modul sind die Chip-Komponenten und dergleichen zweidimensional auf die Oberfläche des Harz-Mehrschichtsubstrats montiert. Dies kann eine Vergrößerung des Front-End-Moduls bedingen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Elektronikkomponentenmoduls, das verkleinert werden kann.
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Lösung des Problems
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Das Elektronikkomponentenmodul der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 1 definiert und enthält ein Filter für elastische Wellen und eine montierte elektronische Komponente. Das Filter für elastische Wellen enthält ein piezoelektrisches Substrat und eine funktionale Elektrode, die auf dem piezoelektrischen Substrat ausgebildet ist. Die montierte elektronische Komponente ist über dem piezoelektrischen Substrat dergestalt montiert, dass ein Raum, in dem die funktionale Elektrode angeordnet ist, gebildet wird, und das Elektronikkomponentenmodul kann somit verkleinert werden.
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Eine Deckschicht, so ausgebildet, dass die Deckschicht von der Oberseite des piezoelektrischen Substrats beabstandet und dieser zugewandt ist und die funktionale Elektrode bedeckt, mit montierter elektronischer Komponente auf eine Oberseite der Deckschicht montiert, beseitigt die Notwendigkeit einer separaten Bereitstellung eines Interposers und einer gedruckten Leiterplatte als Umverdrahtungsschichten und ermöglicht so eine Verringerung der Höhe und eine Senkung der Kosten eines Elektronikkomponentenmoduls.
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Die Deckschicht ist vorzugsweise flexibel. Das Filter für elastische Wellen enthält eine Verdrahtungsschicht, die auf der Oberseite der Deckschicht ausgebildet ist. Die montierte elektronische Komponente ist mit der Verdrahtungsschicht verbunden.
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Mit Verdrahtungsschicht, die nicht nur zur elektrischen Verbindung verwendet wird, sondern auch zur Verstärkung der Deckschicht, biegt sich die Deckschicht nicht so leicht, und die montierte elektronische Komponente kann auf die Oberseite der Deckschicht montiert werden, ohne dass der versiegelte Raum über der funktionalen Elektrode kollabiert.
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Das Elektronikkomponentenmodul der vorliegenden Erfindung weist ferner eine Signalextraktionsdrahtleitung auf. Die Signalextraktionsdrahtleitung wird über dem piezoelektrischen Substrat ausgebildet und erstreckt sich aufwärts. Eine Fläche, wo die montierte elektronische Komponente montiert ist, ist kleiner als eine Fläche der Oberseite des piezoelektrischen Substrats. Beim Blick in einer Richtung senkrecht zu dem piezoelektrischen Substrat befindet sich die Signalextraktionsdrahtleitung außerhalb der montierten elektronischen Komponente und befindet sich innerhalb der Oberseite des piezoelektrischen Substrats.
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Außerdem kann eine Strukturierung fein und mit hoher Genauigkeit auf der Verdrahtungsschicht durch ein Fotolithografieverfahren ausgeführt werden. Dementsprechend kann die montierte elektronische Komponente mit hoher Dichte montiert werden, und das Elektronikkomponentenmodul kann noch weiter verkleinert werden.
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Außerdem ist selbst dann, wenn eine thermische Belastung auf das Elektronikkomponentenmodul einwirkt, die thermische Belastung nicht auf einen Verbindungsabschnitt zwischen der montierten elektronischen Komponente und der Verdrahtungsschicht konzentriert. Dementsprechend wird der Verbindungsabschnitt zwischen der montierten elektronischen Komponente und der Verdrahtungsschicht nicht so leicht beschädigt, wodurch eine hohe Verbindungszuverlässigkeit sichergestellt werden kann.
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Die Deckschicht besteht aus einem Harzfilmmaterial.
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Das Elektronikkomponentenmodul der vorliegenden Erfindung enthält bevorzugt mehrere der Filter für elastische Wellen, die jeweils verschiedene Durchlassbänder aufweisen. Die montierte elektronische Komponente enthält bevorzugt einen Hochfrequenzschalter.
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Die mehreren Filter für elastische Wellen, die jeweils verschiedene Durchlassbänder aufweisen, enthalten jeweils bevorzugt mehrere Chips.
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Mindestens einer der mehreren Chips ist bevorzugt ein Chip mit einer anderen Funktion als einer Funktion der Filter für elastische Wellen, wobei der Chip ein Halbleiterbauelement enthält.
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Das Filter für elastische Wellen ist ein erstes Filter für elastische Wellen, und die montierte elektronische Komponente enthält bevorzugt ein zweites Filter für elastische Wellen. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass das Elektronikkomponentenmodul ein Frequenzband unterstützt, das nicht durch das erste Filter für elastische Wellen unterstützt wird.
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Das Elektronikkomponentenmodul der vorliegenden Erfindung hat bevorzugt die folgende Konfiguration. Das Elektronikkomponentenmodul der vorliegenden Erfindung enthält mehrere Hochfrequenzfilter, von denen jedes das Filter für elastische Wellen oder die montierte elektronische Komponente enthält. Die montierte elektronische Komponente enthält einen Hochfrequenzschalter. Der Hochfrequenzschalter ist mit den Hochfrequenzfiltern verbunden, wobei sich die Verdrahtungsschicht zwischen dem Hochfrequenzschalter und jedem der Hochfrequenzfilter befindet. Diese Konfiguration ermöglicht eine Reduzierung einer Leitungslänge zwischen dem Hochfrequenzschalter und dem Hochfrequenzfilter, wodurch günstige Bauelementkennlinien erhalten werden können. Außerdem kann die Anzahl der externen Anschlüsse des Elektronikkomponentenmoduls verringert werden.
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Das Elektronikkomponentenmodul der vorliegenden Erfindung hat bevorzugt die folgende Konfiguration. Der Hochfrequenzschalter enthält mehrere Anschlüsse und einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem der Anschlüsse verbunden ist. Der gemeinsame Anschluss ist mit einer Antenne verbunden, und jeder der Anschlüsse ist mit einem entsprechenden der Hochfrequenzfilter verbunden, wobei die Verdrahtungsschicht zwischen dem Anschluss und dem Hochfrequenzfilter angeordnet ist. Diese Konfiguration veranschaulicht speziell die Konfiguration des Elektronikkomponentenmoduls.
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Die montierte elektronische Komponente enthält bevorzugt ein Mehrschichtsubstrat, auf dem ein Kondensator und/oder ein Induktor ausgebildet sind. Diese Konfiguration ermöglicht es, den Grad der Integration des Elektronikkomponentenmoduls zu verbessern.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Elektronikkomponentenmodul verkleinert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Querschnittsschaubild einer Front-End-Schaltkreiskomponente gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 2 ist ein Querschnittsschaubild, das die Front-End-Schaltkreiskomponente gemäß der ersten Ausführungsform im montierten Zustand veranschaulicht.
- 3 ist ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Front-End-Schaltkreiskomponente gemäß der ersten Ausführungsform.
- 4 ist ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Front-End-Schaltkreiskomponente gemäß der ersten Ausführungsform.
- 5 ist ein Querschnittsschaubild, das ein Verfahren für die Herstellung der Front-End-Schaltkreiskomponente gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 6 ist ein Querschnittsschaubild, das das Verfahren für die Herstellung der Front-End-Schaltkreiskomponente gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 7 ist ein Querschnittsschaubild, das das Verfahren für die Herstellung der Front-End-Schaltkreiskomponente gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 8 ist ein Querschnittsschaubild, das das Verfahren für die Herstellung der Front-End-Schaltkreiskomponente gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 9 ist ein Querschnittsschaubild einer Front-End-Schaltkreiskomponente gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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« Erste Ausführungsform »
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Es wird ein Elektronikkomponentenmodul gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Beschreibung erfolgt hier anhand einer Front-End-Schaltkreiskomponente 10 als das Elektronikkomponentenmodul. Die Front-End-Schaltkreiskomponente 10 ist mit einer Antenne und mit Sende- und Empfangsvorrichtungen verbunden und demultiplexiert Sende- und Empfangssignale gemäß einem verwendeten Frequenzband. Die Front-End-Schaltkreiskomponente 10 wird für ein Drahtloskommunikationsgerät verwendet, das zum Beispiel in einem Multiband und einem Multimodus arbeitet.
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1 ist ein Querschnittsschaubild der Front-End-Schaltkreiskomponente 10. Die Front-End-Schaltkreiskomponente 10 enthält ein Basiskorpusfilter für elastische Wellen 11, einen HF (Hochfrequenz)-Schalter 32, ein Filter für elastische Wellen 33 und einen Chip-Induktor 34. Der HF-Schalter 32 entspricht einem Hochfrequenzschalter der vorliegenden Erfindung. Das Filter für elastische Wellen 33 entspricht einem zweiten Filter für elastische Wellen der vorliegenden Erfindung.
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Das Basiskorpusfilter für elastische Wellen 11 und das Filter für elastische Wellen 33 sind Oberflächenschallwellenfilter, aber können auch Grenzschallwellenfilter, Volumenschalwellenfilter, Plattenwellenfilter oder dergleichen sein. Der HF-Schalter 32, das Filter für elastische Wellen 33 und der Chip-Induktor 34 sind Beispielen montierter elektronischer Komponenten 31. Die montierten elektronischen Komponenten 31 können beispielsweise auch ein Chip-Induktor, ein Chip-Kondensator, ein LC- Filter und dergleichen sein.
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Eine der montierten elektronischen Komponenten 31 kann ein Mehrschichtsubstrat sein, wie zum Beispiel ein LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics)-Substrat oder eine gedruckte Leiterplatte, in der eine Kapazitätskomponente und eine Induktivitätskomponente strukturiert sind. Auf diese Weise kann die Front-End-Schaltkreiskomponente 10 einen höheren Grad an Integration haben als in einem Fall, wo ein Chip-Induktor und ein Chip-Kondensator montiert sind.
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Das Basiskorpusfilter für elastische Wellen 11 enthält ein piezoelektrisches Substrat 12, IDT (Interdigital Transducer)-Elektroden 13, eine erste Verdrahtungsschicht 14, eine Stützschicht 15, eine Deckschicht 16, verlängerte Verdrahtungsleitungen 18 und eine zweite Verdrahtungsschicht 19. Die IDT-Elektroden 13 entsprechen einer funktionalen Elektrode der vorliegenden Erfindung. Die zweite Verdrahtungsschicht 19 entspricht einer „Verdrahtungsschicht“ der vorliegenden Erfindung. Jede IDT-Elektrode 13, die erste Verdrahtungsschicht 14, die Stützschicht 15 und die Deckschicht 16 sind in dieser Reihenfolge auf das piezoelektrische Substrat 12 gestapelt. Eine Strukturierung wird auf den IDT-Elektroden 13 in einer solchen Weise ausgeführt, dass Resonatoren, die mehrere Durchlassbänder aufweisen, gebildet werden. Die erste Verdrahtungsschicht 14 ist mit jeder IDT-Elektrode 13 verbunden. Ein SiO2-Schutzfilm (nicht veranschaulicht) wird auf Flächen (Oberseiten) der IDT-Elektroden 13 und der ersten Verdrahtungsschicht 14 in einer solchen Weise ausgebildet, dass Abschnitte in Kontakt mit den verlängerten Verdrahtungsleitungen 18 frei liegen.
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Die Stützschicht 15 wird in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie die IDT-Elektrode 13 umgibt. Die Deckschicht 16 wird in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie sich über die IDT-Elektroden 13 erstreckt. Auf diese Weise entstehen versiegelte Räume (IDT-Räume) 17 über den IDT-Elektroden 13. Es ist zu beachten, dass die Stützschicht 15 und die Deckschicht 16 separat gebildet werden, aber auch integral ausgebildet werden können.
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Durchkontaktierungen werden in der Stützschicht 15 und der Deckschicht 16 gebildet, und jede verlängerte Verdrahtungsleitung 18 wird in einer entsprechenden der Durchkontaktierungen ausgebildet. Die verlängerte Verdrahtungsleitung 18 wird mit der ersten Verdrahtungsschicht 14 verbunden. Die zweite Verdrahtungsschicht 19 wird auf einer Oberseite der Deckschicht 16 ausgebildet. Die zweite Verdrahtungsschicht 19 wird mit jeder verlängerten Verdrahtungsleitung 18 verbunden. Es ist zu beachten, dass die zweite Verdrahtungsschicht 19 Verdrahtungsleitungen und Montagekontaktinseln enthält. Ein SiO2-Schutzfilm (nicht veranschaulicht) wird auf der Oberfläche der zweiten Verdrahtungsschicht 19 in einer solchen Weise ausgebildet, dass Abschnitte, die den Montagekontaktinseln entsprechen, und Abschnitte in Kontakt mit den verlängerten Verdrahtungsleitungen 21 frei liegen.
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Wie oben beschrieben, enthält das Basiskorpusfilter für elastische Wellen 11 die mehreren Filter für elastische Wellen, die jeweils verschiedene Durchlassbänder aufweisen, und ist in der Lage, die mehreren Frequenzbänder zu unterstützen.
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Jedes Filter für elastische Wellen, das in dem Basiskorpusfilter für elastische Wellen 11 enthalten ist, entspricht einem „Filter für elastische Wellen“ der vorliegenden Erfindung.
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Der HF-Schalter 32, das Filter für elastische Wellen 33 und der Chip-Induktor 34 sind auf den Montagekontaktinseln der zweiten Verdrahtungsschicht 19 montiert. Das Filter für elastische Wellen 33 enthält ein piezoelektrisches Substrat 331 und eine IDT-Elektrode 332, die auf einer Hauptfläche 331S des piezoelektrischen Substrats 331 ausgebildet ist. Das Filter für elastische Wellen 33 ist auf einer der Montagekontaktinseln der zweiten Verdrahtungsschicht 19 in einer solchen Weise montiert, dass die Hauptfläche 331S des piezoelektrischen Substrats 331 einer Oberseite der Deckschicht 16 zugewandt ist. Das Montieren des Filters für elastische Wellen 33 ermöglicht es, dass die Front-End-Schaltkreiskomponente 10 ein Frequenzband unterstützt, das nicht durch das Basiskorpusfilter für elastische Wellen 11 unterstützt wird. Eine Fläche, wo die montierten elektronischen Komponenten 31 montiert sind, ist kleiner als die Fläche einer Oberseite des piezoelektrischen Substrats 12. Das Basiskorpusfilter für elastische Wellen 11 ist mit den montierten elektronischen Komponenten 31 verbunden, wobei sich nur die verlängerten Verdrahtungsleitungen 18 und die zweite Verdrahtungsschicht 19 dazwischen befinden.
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Jede säulenartige verlängerte Verdrahtungsleitung 21 ist auf einer Oberseite der zweiten Verdrahtungsschicht 19 ausgebildet. Die verlängerte Verdrahtungsleitung 21 entspricht einer Signalextraktionsdrahtleitung der vorliegenden Erfindung. Die verlängerte Verdrahtungsleitung 21 ist mit der zweiten Verdrahtungsschicht 19 verbunden. Die verlängerte Verdrahtungsleitung 21 wird in einer solchen Weise angeordnet, dass sie sich von einer entsprechenden der montierten elektronischen Komponenten 31 auswärts erstreckt. Die verlängerte Verdrahtungsleitung 21 ist - beim Blick in einer Stapelrichtung - einwärts des piezoelektrischen Substrats 12 angeordnet. Wie oben beschrieben, kann die Front-End-Schaltkreiskomponente 10 im Vergleich mit einem Fall verkleinert werden, wo die verlängerte Verdrahtungsleitung 21 - beim Blick in der Stapelrichtung - von dem piezoelektrischen Substrat 12 auswärts angeordnet ist.
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Eine Harzschicht 22 wird in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie die montierten elektronischen Komponenten 31, die zweite Verdrahtungsschicht 19 und die verlängerte Verdrahtungsleitung 21 bedeckt. Außerdem wird die Harzschicht 22 in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie die IDT-Elektrode 332 des Filters für elastische Wellen 33 umgibt. Auf diese Weise wird ein versiegelter Raum zwischen einer Unterseite des Filters für elastische Wellen 33 und der Oberseite der Deckschicht 16 gebildet. Ein oberer Endabschnitt der verlängerten Verdrahtungsleitung 21 liegt aus der Harzschicht 22 frei.
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Versatzverdrahtungsleitungen 23 werden auf einer Oberseite der Harzschicht 22 gebildet. Jede Versatzverdrahtungsleitung 23 ist mit dem oberen Endabschnitt einer entsprechenden der verlängerten Verdrahtungsleitungen 21 verbunden. Eine Schutzschicht 24 wird auf der Oberseite der Harzschicht 22 in einer solchen Weise ausgebildet, dass jede Versatzverdrahtungsleitung 23 frei liegt. Montageanschlüsse 25 werden auf einer Oberseite der Versatzverdrahtungsleitungen 23 gebildet. Die Schutzschicht 24 verhindert, dass sich Lot jedes Montageanschlusses 25 ausbreitet.
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Das piezoelektrische Substrat 12 wird aus einem LiTaO3-Substrat oder dergleichen gebildet. Jede IDT-Elektrode 13 und die erste Verdrahtungsschicht 14 bestehen aus einem Metallmaterial, wie zum Beispiel AI, Cu, Pt, Au, W, Ta oder Mo oder einer Legierung eines von diesen als eine Hauptkomponente und kann auch eine laminierte Struktur haben. Die Stützschicht 15 und die Harzschicht 22 bestehen aus einem Harz, wie zum Beispiel Polyimid oder ein Epoxidharz. Die Deckschicht 16 besteht aus einem Harzfilmmaterial, das flexibel ist, wie zum Beispiel ein Polyimidfilm. Die verlängerten Verdrahtungsleitungen 18 und 21, die zweite Verdrahtungsschicht 19 und die Versatzverdrahtungsleitung 23 bestehen aus einem Metallfilm, wie zum Beispiel einem Au/Ni/Cu-Film. Wie oben beschrieben, besteht der Montageanschluss 25 aus Lot.
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Die Deckschicht 16 wird aus einem dünnen Harzfilm gebildet und bereitgestellt, um die versiegelten Räume 17 zu bilden. Dementsprechend kann sich beim Versuch des Montierens einer der montierten elektronischen Komponenten 31 auf die Oberseite der Deckschicht 16 die Deckschicht 16 biegen, und ein entsprechender der versiegelten Räume 17 kann kollabieren. Jedoch wird die zweite Verdrahtungsschicht 19 auf der Oberseite der Deckschicht 16 in der ersten Ausführungsform ausgebildet, und die Deckschicht 16 biegt sich darum nicht so leicht. Anders ausgedrückt: Die zweite Verdrahtungsschicht 19 wird nicht nur zur elektrischen Verbindung verwendet, sondern auch zur Verstärkung der Deckschicht 16. Dementsprechend kann die montierte elektronische Komponente 31 auf der Oberseite der Deckschicht 16 montiert werden, ohne dass der versiegelte Raum 17 kollabiert. Die oben beschriebene Konfiguration ermöglicht eine Verkleinerung im Vergleich zu dem Fall, wo montierte elektronische Komponenten, wie zum Beispiel HF-Schalter und Filter für elastische Wellen, zweidimensional auf einer Leiterplatte, wie zum Beispiel einem LTCC-Substrat oder einer gedruckten Leiterplatte, angeordnet werden.
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Außerdem wird eine auf der Leiterplatte ausgebildete Verdrahtungsschicht allgemein mittels Siebdruck strukturiert. Im Gegensatz dazu wird die zweite Verdrahtungsschicht 19 mittels eines Fotolithografieverfahrens strukturiert, wie später noch beschrieben wird. Dementsprechend kann eine Strukturierung auf der zweiten Verdrahtungsschicht 19 feiner und mit höherer Genauigkeit ausgeführt werden als bei der auf der Leiterplatte ausgebildeten Verdrahtungsschicht. Infolge dessen kann der Grad der Verdrahtungsintegration verbessert werden, und die montierten elektronischen Komponenten können mit einer höheren Dichte montiert werden als in der Konfiguration, bei der die montierten elektronischen Komponenten zweidimensional auf der Leiterplatte angeordnet sind. Dementsprechend ist eine weitere Verkleinerung möglich.
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Außerdem werden, wie oben beschrieben, die montierten elektronischen Komponenten 31 auf der Oberseite der Deckschicht 16 montiert. Dies beseitigt somit die Notwendigkeit einer separaten Bereitstellung eines Interposers und einer gedruckten Leiterplatte als Umverdrahtungsschichten für das Basiskorpusfilter für elastische Wellen 11 und die montierten elektronischen Komponenten 31, wodurch die Höhe reduziert und die Kosten gesenkt werden können.
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Außerdem besteht die Deckschicht 16, wie oben beschrieben, aus einem flexiblen Harzfilm. Dementsprechend wird selbst dann, wenn eine thermische Belastung auf die Front-End-Schaltkreiskomponente 10 wirkt, die thermische Belastung nicht auf Verbindungsabschnitte zwischen der zweiten Verdrahtungsschicht 19 und den montierten elektronischen Komponenten 31 konzentriert. Infolge dessen werden die Verbindungsabschnitte zwischen der zweiten Verdrahtungsschicht 19 und den montierten elektronischen Komponenten 31 nicht so leicht beschädigt, so dass eine hohe Verbindungszuverlässigkeit sichergestellt werden kann.
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2 ist ein Querschnittsschaubild, das die Front-End-Schaltkreiskomponente 10 im montierten Zustand veranschaulicht. Ein Modulsubstrat 35 wird durch Laminieren von Basismaterialschichten ausgebildet, in denen jeweils eine Leiterstruktur ausgebildet ist. In dem Modulsubstrat 35 sind eine Kapazitätskomponente und eine Induktivitätskomponente ausgebildet. Montagekontaktinseln werden auf einer Oberseite des Modulsubstrats 35 gebildet, und Montageanschlüsse werden auf einer Unterseite des Modulsubstrats 35 gebildet. Die Front-End-Schaltkreiskomponente 10 wird auf den Montagekontaktinseln des Modulsubstrats 35 montiert. Eine Harzschicht 36 wird in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie die Front-End-Schaltkreiskomponente 10 bedeckt.
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Wie oben beschrieben, hat die zweite Verdrahtungsschicht 19 der Deckschicht 16 der Front-End-Schaltkreiskomponente 10 eine höhere Genauigkeit als die Verdrahtung des Modulsubstrats 35, so dass der Grad der Verdrahtungsintegration verbessert werden kann. Dementsprechend kann das gesamte Modul, einschließlich des Modulsubstrats 35, verkleinert werden.
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Wie oben beschrieben, können die montierten elektronischen Komponenten 31 auch das Mehrschichtsubstrat enthalten, auf dem die Kapazitätskomponente und die Induktivitätskomponente strukturiert sind. Das Modulsubstrat 35 und die Harzschicht 36 können dadurch weggelassen werden.
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3 ist ein Schaltbild der Front-End-Schaltkreiskomponente 10. Die Front-End-Schaltkreiskomponente 10 enthält einen HF-Schalter 41, einen Duplexer 42 und externe Anschlüsse 43. Der HF-Schalter 41 enthält mehrere Anschlüsse und einen gemeinsamen Anschluss, der mit einem der Anschlüsse unter der Kontrolle einer Schaltsteuereinheit 47 verbunden ist. Der gemeinsame Anschluss des HF-Schalters 41 ist mit einer Antenne 46 verbunden. Jeder Anschluss des HF-Schalters 41 ist mit einer Empfangssteuereinheit 48 und einer Sendesteuereinheit 49 verbunden, wobei sich ein entsprechender der Duplexer 42 dazwischen befindet.
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Der HF-Schalter 41 wird durch den HF-Schalter 32 implementiert, der eine der montierten elektronischen Komponenten 31 ist (siehe 1). Die Duplexer 42 werden durch das Basiskorpusfilter für elastische Wellen 11 und das Filter für elastische Wellen 33 implementiert. Die externen Anschlüsse 43 werden durch die Montageanschlüsse 25 implementiert. Die Verdrahtung zwischen dem HF-Schalter 41 und jedem Duplexer 42 wird nur durch die verlängerten Verdrahtungsleitungen 18 und die zweite Verdrahtungsschicht 19 implementiert.
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Wie oben beschrieben, ist der HF-Schalter 41 mit dem Duplexer 42 nur durch die Verdrahtungsleitungen in der Front-End-Schaltkreiskomponente 10 in der ersten Ausführungsform verbunden. Dementsprechend kann die Leitungslänge zwischen dem HF-Schalter 41 und jedem Duplexer 42 im Vergleich zu der Konfiguration verringert werden, bei der die montierten elektronischen Komponenten zweidimensional auf der Leiterplatte angeordnet sind, und günstige Bauelementkennlinien können erhalten werden. Außerdem kann die Anzahl der externen Anschlüsse 43 der Front-End-Schaltkreiskomponente 10 im Vergleich zu dem Fall verringert werden, wo der HF-Schalter 41 mit dem Duplexer 42 unter Verwendung von Verdrahtungsleitungen außerhalb der Front-End-Schaltkreiskomponente 10 verbunden wird. Es ist zu beachten, dass die Verdrahtung zwischen dem HF-Schalter 41 und jedem Duplexer 42 teilweise durch eine Verdrahtung außerhalb der Front-End-Schaltkreiskomponente 10 implementiert werden kann. Obgleich die Nutzeffekte zu einem gewissen Grad reduziert werden, können ähnliche Nutzeffekte auch in diesem Fall realisiert werden.
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4 ist ein Schaltbild einer Front-End-Schaltkreiskomponente 50. Die Front-End-Schaltkreiskomponente 50 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Front-End-Schaltkreiskomponente 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Front-End-Schaltkreiskomponente 50 enthält Schalter 51 und 52 zusätzlich zu der Konfiguration der Front-End-Schaltkreiskomponente 10. Die HF-Schalter 51 und 52 entsprechen jeweils einem Hochfrequenzschalter der vorliegenden Erfindung.
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Die Schalter 51 und 52 enthalten jeweils mehrere Anschlüsse und einen gemeinsamen Anschluss, der mit jedem der Anschlüsse unter der Kontrolle der Schaltsteuereinheit 47 verbunden ist. Die Anschlüsse des Schalters 51 sind mit empfangsseitigen Anschlüssen des Duplexers 42 verbunden. Der gemeinsame Anschluss des Schalters 51 ist mit der Empfangssteuereinheit 48 verbunden. Die Anschlüsse des Schalters 52 sind mit sendeseitigen Anschlüssen des Duplexers 42 verbunden. Der gemeinsame Anschluss des Schalters 52 ist mit der Sendesteuereinheit 49 verbunden. Die Konfiguration der Front-End-Schaltkreiskomponente 50 ist abgesehen von der oben erwähnten Konfiguration die gleiche wie die Konfiguration der Front-End-Schaltkreiskomponente 10.
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In der Front-End-Schaltkreiskomponente 50 hat der Schalter 51 ausschließlich die empfangsseitigen Anschlüsse des Duplexers 42, und der Schalter 52 hat ausschließlich die sendeseitigen Anschlüsse des Duplexers 42. Auf diese Weise kann die Anzahl der externen Anschlüsse 43 im Vergleich zu der Front-End-Schaltkreiskomponente 10 verringert werden. Außerdem wird selbst dann, wenn die Anzahl der Frequenzbänder für die Front-End-Schaltkreiskomponente 50 erhöht wird, die Anzahl der externen Anschlüsse 43 nicht erhöht.
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Die 5 bis 8 sind Querschnittsschaubilder, die ein Verfahren für die Herstellung der Front-End-Schaltkreiskomponente 10 veranschaulichen. Zuerst werden, wie in 5(A) veranschaulicht, die IDT-Elektroden 13 auf einer Oberseite eines piezoelektrischen Wafers 121 durch ein Fotolithografieverfahren oder dergleichen in einer solchen Weise gebildet, dass eine Resonatorstruktur entsteht, die mehrere Durchlassbänder aufweist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Filmdicke jeder IDT-Elektrode 13 gemäß einem entsprechenden der Durchlassbänder geändert.
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Anschließend werden, wie in 5(B) veranschaulicht, mehrere Metallfilme auf die Oberseite des piezoelektrischen Wafers 121 laminiert, wodurch die erste Verdrahtungsschicht 14 entsteht. Die erste Verdrahtungsschicht 14 wird mit jeder IDT-Elektrode 13 verbunden. Die erste Verdrahtungsschicht 14 wird durch ein Fotolithografieverfahren oder dergleichen ausgebildet. Anschließend wird ein SiO2-Schutzfilm (nicht veranschaulicht) auf den Oberflächen der IDT-Elektroden 13 ausgebildet, und die erste Verdrahtungsschicht 14 wird durch Sputtern oder dergleichen ausgebildet. In dem SiO2-Schutzfilm werden Hohlräume durch Trockenätzen gebildet, um eine Verbindung zwischen der ersten Verdrahtungsschicht 14 und jeder verlängerten Verdrahtungsleitung 18 zu ermöglichen (siehe 6(B)).
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Anschließend wird, wie in 5(C) veranschaulicht, ein lichtempfindliches Harz auf die Oberseite des piezoelektrischen Wafers 121 durch ein Spinbeschichtungsverfahren aufgebracht. Eine Strukturierung wird auf dem lichtempfindlichen Harz durch ein Fotolithografieverfahren in einer solchen Weise ausgeführt, dass die IDT-Elektroden 13 frei liegen und dass Hohlräume in Positionen, die den verlängerten Verdrahtungsleitungen 18 entsprechen, gebildet werden. Auf diese Weise wird die Stützschicht 15 ausgebildet.
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Anschließend wird, wie in 5(D) veranschaulicht, eine lichtempfindliche Harzlage auf einer Oberseite der Stützschicht 15 durch ein Walzenlaminierverfahren oder dergleichen aufgetragen. Anschließend wird eine Strukturierung auf der lichtempfindlichen Harzlage durch ein Fotolithografieverfahren in einer solchen Weise ausgeführt, dass Hohlräume in Abschnitten, die den Hohlräumen der Stützschicht 15 entsprechen, gebildet werden. Auf diese Weise werden die Deckschicht 16 und Durchkontaktierungen 26 gebildet, und die versiegelten Räume 17 werden ebenfalls jeweils über den IDT-Elektroden 13 ausgebildet.
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Anschließend werden, wie in 6(A) veranschaulicht, durch elektrolytische Plattierung die verlängerten Verdrahtungsleitungen 18 jeweils in den Durchkontaktierungen 26 ausgebildet, und die zweite Verdrahtungsschicht 19 wird auf der Oberseite der Deckschicht 16 ausgebildet. Jede verlängerte Verdrahtungsleitung 18 wird mit der ersten Verdrahtungsschicht 14 und der zweiten Verdrahtungsschicht 19 verbunden. Genauer gesagt, werden die verlängerten Verdrahtungsleitungen 18 und die zweite Verdrahtungsschicht 19 in der folgenden Weise gebildet. Zuerst wird ein plattierter Zuleitungsfilm, der aus einem Cu/Ti-Film besteht, durch Sputtern gebildet. Anschließend wird ein Resist, der Öffnungen aufweist, die Abschnitten zum Ausbilden der verlängerten Verdrahtungsleitungen 18 und der zweiten Verdrahtungsschicht 19 entsprechen, durch ein Fotolithografieverfahren ausgebildet. Anschließend wird ein Au/Ni/Cu-Film durch elektrolytische Plattierung ausgebildet. Anschließend wird der Resist abgelöst, und der Zuleitungsfilm wird weggeätzt. Auf diese Weise werden die verlängerten Verdrahtungsleitungen 18 und die zweite Verdrahtungsschicht 19 gebildet.
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Anschließend wird ein SiO2-Schutzfilm (nicht veranschaulicht) auf der Oberfläche der zweiten Verdrahtungsschicht 19 durch Sputtern oder dergleichen ausgebildet. In dem SiO2-Schutzfilm werden Hohlräume durch Trockenätzen in einer solchen Weise gebildet, dass auf der Oberseite der zweiten Verdrahtungsschicht 19 Abschnitte, die den Montagekontaktinseln entsprechen, und Abschnitte, die in Kontakt mit den verlängerten Verdrahtungsleitungen 21 stehen (siehe 6(B)), frei liegen.
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Gemäß den oben beschriebenen Schritten werden mehrere Strukturen, die jeweils dem Basiskorpusfilter für elastische Wellen 11 (siehe 1) entsprechen, auf dem piezoelektrischen Wafer 121 gebildet. Es ist zu beachten, dass die IDT-Elektroden 13, die erste Verdrahtungsschicht 14 und dergleichen bevorzugt dergestalt angeordnet werden, dass die montierten elektronischen Komponenten 31 (siehe 6(C)) effizient montiert werden.
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Anschließend werden, wie in 6(B) veranschaulicht, die säulenartigen verlängerten Verdrahtungsleitungen (Cu-Pföstchen) 21 auf der Oberseite der zweiten Verdrahtungsschicht 19 gebildet. Der Schritt des Ausbildens der verlängerten Verdrahtungsleitungen 21 ist der gleiche wie der Schritt des Ausbildens der verlängerten Verdrahtungsleitungen 18 und der zweiten Verdrahtungsschicht 19, außer dass ein Resist eines dicken Filmtyps verwendet wird.
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Anschließend werden, wie in 6(C) veranschaulicht, Anschlüsse (Lötanschlüsse) zum Montieren der montierten elektronischen Komponenten 31 vorübergehend an den Montagekontaktinseln der zweiten Verdrahtungsschicht 19 durch Wärmedruckbondung befestigt. Eine Wiederaufschmelzerwärmung des Lots wird in einer reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 250°C ausgeführt, und die Anschlüsse zum Montieren der montierten elektronischen Komponenten 31 werden dadurch an die Montagekontaktinseln der zweiten Verdrahtungsschicht 19 gebondet. Auf diese Weise werden der HF-Schalter 32, das Filter für elastische Wellen 33 und der Chip-Induktor 34 auf den Montagekontaktinseln der zweiten Verdrahtungsschicht 19 montiert.
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Anschließend wird, wie in 7(A) veranschaulicht, die Harzschicht 22 in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie die montierten elektronischen Komponenten 31, die zweite Verdrahtungsschicht 19 und die verlängerten Verdrahtungsleitungen 21 bedeckt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Harz so kontrolliert, dass verhindert wird, dass das Harz zwischen die Unterseite des Filters für elastische Wellen 33 und die Deckschicht 16 fließt.
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Anschließend wird, wie in 7(B) veranschaulicht, die Harzschicht 22 von oben her poliert, wodurch der obere Endabschnitt jeder verlängerten Verdrahtungsleitung 21 von der Oberseite der Harzschicht 22 her frei gelegt wird. Die Versatzverdrahtungsleitungen 23 werden auf der Oberseite der Harzschicht 22 durch elektrolytische Plattierung in der gleichen Weise gebildet wie in dem Schritt des Ausbildens der verlängerten Verdrahtungsleitungen 18 und der zweiten Verdrahtungsschicht 19. Jede Versatzverdrahtungsleitung 23 wird mit dem oberen Endabschnitt einer entsprechenden der verlängerten Verdrahtungsleitungen 21 verbunden.
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Anschließend wird, wie in 8(A) veranschaulicht, ein lichtempfindliches Material auf Epoxidbasis auf die Oberseite der Harzschicht 22 durch ein Spinbeschichtungsverfahren aufgebracht. Eine Strukturierung wird auf dem lichtempfindlichen Material auf Epoxidbasis durch ein Fotolithografieverfahren in einer solchen Weise ausgeführt, dass die Versatzverdrahtungsleitungen 23 frei liegen.
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Anschließend wird, wie in 8(B) veranschaulicht, eine Lotpaste auf jede Versatzverdrahtungsleitung 23 mittels einer Metallmaske aufgetragen. Eine Wiederaufschmelzerwärmung des Lots und eine Flussmittelreinigung werden ausgeführt, wodurch die Montageanschlüsse 25 gebildet werden. Jeder Montageanschluss 25 wird mit einer entsprechenden der Versatzverdrahtungsleitungen 23 verbunden. Der piezoelektrische Wafer 121 wird entlang einer Strichlinie mit einer Zertrennungsmaschine geschnitten, wodurch die in 1 veranschaulichte Front-End-Schaltkreiskomponente 10 fertig gestellt wird.
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« Zweite Ausführungsform »
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Eine Front-End-Schaltkreiskomponente 60 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. 9 ist ein Querschnittsschaubild der Front-End-Schaltkreiskomponente 60. Die Front-End-Schaltkreiskomponente 60 enthält ein Basiskorpusfilter für elastische Wellen 61 anstelle des Basiskorpusfilters für elastische Wellen 11 gemäß der ersten Ausführungsform. Das Basiskorpusfilter für elastische Wellen 61 enthält die IDT-Elektroden 13, die ersten Verdrahtungsschichten 14, piezoelektrische Substrate 62, ein Substrat 63, eine Stützschicht 65, eine Deckschicht 66, Lotmaterialien 68, die zweite Verdrahtungsschicht 19 und zweite Verdrahtungsschichten 69.
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Mehrere piezoelektrische Substrate 62 werden auf einer Oberseite des Substrats 63 bereitgestellt. Jede IDT-Elektrode 13 und jede erste Verdrahtungsschicht 14 werden auf einer Oberseite eines entsprechenden der piezoelektrischen Substrate 62 gebildet. Die erste Verdrahtungsschicht 14 wird mit einer entsprechenden der IDT-Elektroden 13 verbunden. Ein SiO2-Schutzfilm (nicht veranschaulicht) wird auf de Oberflächen der IDT-Elektrode 13 und der ersten Verdrahtungsschicht 14 in einer solchen Weise ausgebildet, dass ein Abschnitt in Kontakt mit einem entsprechenden der Lotmaterialien 68 frei liegt. Die Stützschicht 65 wird in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie jedes piezoelektrische Substrat 62 umgibt und sich höher erstreckt als die Oberseite des piezoelektrischen Substrats 62. Die Deckschicht 66 wird in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie sich über die IDT-Elektroden 13 erstreckt. Auf diese Weise werden die versiegelten Räume 17 über den IDT-Elektroden 13 gebildet.
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Die zweite Verdrahtungsschicht 19 wird auf der Oberseite der Deckschicht 66 ausgebildet, und die zweiten Verdrahtungsschichten 69 werden auf einer Unterseite der Deckschicht 66 gebildet. Durchkontaktierungen 64 werden in der Deckschicht 66 gebildet. Die zweite Verdrahtungsschicht 19 auf der Oberseite der Deckschicht 66 wird mit jeder zweiten Verdrahtungsschicht 69 auf der Unterseite der Deckschicht 66 verbunden, wobei sich eine Verdrahtungsleitung, die in einer entsprechenden der Durchkontaktierungen 64 ausgebildet ist, dazwischen befindet. Die erste Verdrahtungsschicht 14 wird mit einer entsprechenden der zweiten Verdrahtungsschichten 69 auf der Unterseite der Deckschicht 66 verbunden, wobei das entsprechende Lot 68 dazwischen angeordnet ist. Die Konfiguration ist abgesehen davon die gleiche wie die Konfiguration gemäß der ersten Ausführungsform.
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Das Basiskorpusfilter für elastische Wellen 61 enthält in der zweiten Ausführungsform mehrere Chips. Außerdem können die piezoelektrischen Substrate 62 der mehreren Chips des Basiskorpusfilters für elastische Wellen 61 aus anderen Materialien bestehen oder können andere Schnittwinkel haben. Des Weiteren brauchen nicht alle der mehreren Chips Filterchips zu sein, und ein Chip, wie zum Beispiel ein Halbleiterbauelement mit einer anderen Funktion, wie zum Beispiel ein HF-Schalter, kann dazwischen gemischt werden. Auch in diesen Fällen können die gleichen Nutzeffekte wie jene der ersten Ausführungsform realisiert werden.
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Es ist zu beachten, dass zwar die Verdrahtungsschichten in der oben beschriebenen Ausführungsform auf den Ober- und Unterseiten der Deckschicht gebildet werden, doch die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. In der vorliegenden Erfindung kann eine Verdrahtungsschicht auch im Inneren der Deckschicht ausgebildet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 50, 60
- Front-End-Schaltkreiskomponente
- 11, 61
- Basiskorpusfilter für elastische Wellen (Filter für elastische Wellen)
- 12, 62, 331
- piezoelektrisches Substrat
- 13, 332
- IDT-Elektrode
- 14
- erste Verdrahtungsschicht
- 15, 65
- Stützschicht
- 16, 66
- Deckschicht
- 17
- versiegelter Raum
- 18
- verlängerte Verdrahtungsleitung
- 21
- verlängerte Verdrahtungsleitung (Signalextraktionsdrahtleitung)
- 19, 69
- zweite Verdrahtungsschicht (Verdrahtungsschicht)
- 22
- Harzschicht
- 23
- Versatzverdrahtungsleitung
- 24
- Schutzschicht
- 25
- Montageanschluss
- 26
- Durchkontaktierung
- 31
- montierte elektronische Komponente
- 32
- HF-Schalter (Hochfrequenzschalter)
- 33
- Filter für elastische Wellen (zweites Filter für elastische Wellen)
- 34
- Chip-Induktor
- 35
- Modulsubstrat
- 36
- Harzschicht
- 41, 51, 52
- HF-Schalter (Hochfrequenzschalter)
- 42
- Duplexer
- 43
- externer Anschluss
- 46
- Antenne
- 47
- Schaltsteuereinheit
- 48
- Empfangssteuereinheit
- 49
- Sendesteuereinheit
- 63
- Substrat
- 64
- Durchkontaktierung
- 68
- Lot
- 121
- piezoelektrischer Wafer