JP2006279777A - Surface acoustic wave device and electronic device - Google Patents

Surface acoustic wave device and electronic device Download PDF

Info

Publication number
JP2006279777A
JP2006279777A JP2005098683A JP2005098683A JP2006279777A JP 2006279777 A JP2006279777 A JP 2006279777A JP 2005098683 A JP2005098683 A JP 2005098683A JP 2005098683 A JP2005098683 A JP 2005098683A JP 2006279777 A JP2006279777 A JP 2006279777A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
cover
base
metal joint
saw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005098683A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamazaki
隆 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2005098683A priority Critical patent/JP2006279777A/en
Publication of JP2006279777A publication Critical patent/JP2006279777A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely air-tightly seal an exciting portion and to ensure electrical insulation between a lead wire drawn to the outside of a cover and a metal bonding portion on a surface of a piezoelectric substrate, in a SAW device of a double layer structure made by bonding a SAW chip and the cover through metal bonding. <P>SOLUTION: A SAW device 1 comprises a SAW chip 2 and a cover 3. In the SAW chip 2, the exciting portion comprised of an IDT electrode 5 and a reflector 6, a metal bonding part 9 surrounding the exciting portion, an extraction electrode 8 disposed outside the metal bonding part and a lead wire 7 drawn from the IDT electrode across the metal bonding part are formed on a piezoelectric substrate 4 and in the cover 3 on which a metal bonding part 13 is formed along all the periphery in a peripheral portion of a lower surface of a glass pane. The metal bonding part of the SAW chip is comprised of an insulating layer 10 of SiO<SB>2</SB>or the like formed on the surface of the piezoelectric substrate and the lead wire and a bonding metal layer 11 laminated thereon. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧電素子、その他の様々な電子部品などの機能素子を備えた電子デバイスに関し、特に弾性表面波(Surface Acoustic Wave:SAW)を利用したSAW素子、圧電振動片などの圧電素子を気密に封止した圧電デバイスに関する。   The present invention relates to an electronic device including functional elements such as piezoelectric elements and other various electronic components, and in particular, SAW elements using surface acoustic waves (SAW), piezoelectric elements such as piezoelectric vibrating pieces, and the like are hermetically sealed. It relates to a piezoelectric device sealed.

従来より、圧電基板の表面に形成した交差指電極からなるIDT(すだれ状トランスデューサ)を備え、IDTから励振した弾性表面波を利用するSAW素子を用いた共振子、フィルタ、発振器などのSAWデバイスが様々な電子機器に広く使用されている。特に最近は、情報通信の高速化に対応したSAWデバイスの高周波化及び高精度化に加えて、ICカードのような小型・薄型の情報機器に使用するために、より一層の小型化、薄型化が要求されている。   Conventionally, SAW devices such as resonators, filters, and oscillators using an SAW element that includes an IDT (interdigital transducer) formed of interdigitated electrodes formed on the surface of a piezoelectric substrate and uses surface acoustic waves excited from the IDT have been used. Widely used in various electronic devices. Recently, in addition to the higher frequency and higher accuracy of SAW devices that support higher speeds of information communication, the size and thickness have been further reduced for use in small and thin information devices such as IC cards. Is required.

そこで最近は、圧電基板の表面にIDT電極及び取出電極を有する表面弾性波素子と、ガラス板からなるカバー基板とを備え、圧電基板とカバー基板と直接接合してIDT電極を封止した2層構造の弾性表面波装置が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。この構成により、従来構造においてSAW素子とこれを収容するパッケージ側とを接続するボンディングワイヤやSAW素子を搭載するためのパッケージのベースを省略し、それにより構成全体を簡単にかつ小型・薄型にし、製造コストの低減、周波数特性の安定を図っている。   Therefore, recently, a two-layer structure in which a surface acoustic wave element having an IDT electrode and an extraction electrode on the surface of a piezoelectric substrate and a cover substrate made of a glass plate are provided, and the IDT electrode is sealed by directly joining the piezoelectric substrate and the cover substrate. A surface acoustic wave device having a structure has been proposed (see, for example, Patent Document 1). With this configuration, the bonding wire for connecting the SAW element and the package side that accommodates the SAW element in the conventional structure and the base of the package for mounting the SAW element are omitted, thereby making the entire configuration simple, small and thin, The manufacturing cost is reduced and the frequency characteristics are stabilized.

同様に2層構造の弾性表面波素子において、圧電基板上に交差指電極などの励振部、ボンディングパッド及び引き出し電極を形成し、励振部の周囲に形成した絶縁性の薄膜上に蓋板を重ねて固着し、励振部を圧電基板と蓋板との狭い空間内に封止し、かつその外側にボンディングパッドを配置したものが知られている(例えば、特許文献2を参照)。ボンディングパッドは、ボンディングワイヤで外部のリード端子と接続される。この構成により、小型化できると共に、励振部の動作を阻害する虞が解消されて素子の特性が安定し、励振部が狭い空間で覆われるため不活性雰囲気で封止する必要が無い、としている。   Similarly, in a surface acoustic wave device having a two-layer structure, an excitation part such as an interdigitated electrode, a bonding pad and a lead electrode are formed on a piezoelectric substrate, and a cover plate is overlaid on an insulating thin film formed around the excitation part. There is known a structure in which the excitation portion is sealed in a narrow space between the piezoelectric substrate and the cover plate, and a bonding pad is disposed on the outside thereof (see, for example, Patent Document 2). The bonding pad is connected to an external lead terminal by a bonding wire. With this configuration, it is possible to reduce the size, eliminate the possibility of hindering the operation of the excitation unit, stabilize the characteristics of the element, and the excitation unit is covered with a narrow space, so it is not necessary to seal in an inert atmosphere. .

また、絶縁基板の表面に櫛形電極、引出電極及び外部接続用パッドを形成しかつ櫛形電極部分を圧電膜で被覆し、該櫛形電極及び圧電膜部分をキャップで封止することにより小型化した表面弾性波素子が知られている(例えば、特許文献3を参照)。キャップは、絶縁基板との接着面に接着剤を転写することにより、塗布する接着剤を必要な量に制御し、圧電膜部分へのはみ出しによる特性の劣化を防止している。   Further, the surface is reduced in size by forming a comb-shaped electrode, a lead electrode and an external connection pad on the surface of the insulating substrate, covering the comb-shaped electrode portion with a piezoelectric film, and sealing the comb-shaped electrode and the piezoelectric film portion with a cap. An acoustic wave element is known (see, for example, Patent Document 3). The cap controls the adhesive to be applied to a necessary amount by transferring the adhesive onto the adhesive surface with the insulating substrate, and prevents the deterioration of the characteristics due to the protrusion to the piezoelectric film portion.

更に、圧電基板上に交差指状電極及び引出電極部を形成したトランスバーサル型表面弾性波デバイスにおいて、交差指状電極部を金属又は絶縁材料の単体又は複合膜で僅かな空隙を設けるように覆う密閉構造が知られている(例えば、特許文献4を参照)。この複合膜は、交差指状電極部を覆うフォトレジストの上に金属又は絶縁材料の膜を形成し、これに穴を開けて内部のフォトレジストを溶融除去した後、該穴を閉塞することによって形成される。このような構成により、高い信頼性が得られ、かつ製造コストを低減できるとしている。   Further, in the transversal surface acoustic wave device in which the interdigital electrodes and the extraction electrode portions are formed on the piezoelectric substrate, the interdigital electrodes are covered with a simple substance or a composite film of metal or insulating material so as to provide a slight gap. A sealed structure is known (see, for example, Patent Document 4). This composite film is formed by forming a film of metal or insulating material on the photoresist covering the interdigitated electrode portion, opening a hole in this, melting and removing the internal photoresist, and then closing the hole. It is formed. With such a configuration, high reliability can be obtained and the manufacturing cost can be reduced.

特開平8−213874号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-213874 特開平10−163798号公報JP-A-10-163798 特開2000−174580号公報JP 2000-174580 A 特開2000−22488号公報JP 2000-22488 A

しかしながら、上記特許文献2及び3に記載の弾性表面波素子は、交差指電極又は櫛形電極を形成した基板に蓋体又はキャップを接合するために、樹脂材料又は樹脂系の接着剤を用いている。このような樹脂材料又は接着剤は吸湿性を有する場合が多く、そのために蓋体又はキャップで封止された空間は、気密性を十分に確保又は保持できない虞がある。特にSAW共振子の場合には、フィルタよりも高い精度が要求されるので、十分な気密性が得られないと、特性の低下や共振周波数の僅かな変化が起こるという問題を生じる。   However, the surface acoustic wave elements described in Patent Documents 2 and 3 use a resin material or a resin-based adhesive in order to join a lid or a cap to a substrate on which a cross finger electrode or a comb electrode is formed. . Such a resin material or adhesive often has a hygroscopic property, and there is a possibility that the space sealed with a lid or a cap cannot sufficiently secure or maintain airtightness. In particular, in the case of a SAW resonator, accuracy higher than that of a filter is required. Therefore, if sufficient airtightness is not obtained, there arises a problem that characteristics are deteriorated and a slight change in resonance frequency occurs.

また、上記特許文献2は、圧電基板の励振部の周囲にアルミニウムなどの金属薄膜からなる絶縁性の薄膜を固定用パターンとして形成した構成を開示している。この固定用パターンは、これに対応するアルミニウムの固定用パターンが弾性表面波素子取付け基板に形成され、それとアルミニウム同士の超音波圧接や、金メタライズを施して熱圧着したり、導電性接着剤などで接着することにより接合される。この構成では、引き出し電極と固定用パターンとを分離して形成することにより、それらの電気的短絡を防止しているので、励振部を囲むように弾性表面波素子取付け基板に形成した凹部で画定される空間は、気密性が確保されない。そのため、弾性表面波素子全体を成形樹脂で封止する必要があり、装置の小型化、薄型化の要求を実現することができない。   Patent Document 2 discloses a configuration in which an insulating thin film made of a metal thin film such as aluminum is formed as a fixing pattern around an excitation portion of a piezoelectric substrate. For this fixing pattern, a corresponding aluminum fixing pattern is formed on the surface acoustic wave element mounting substrate, and ultrasonic bonding between the aluminum and aluminum, gold metallization and thermocompression bonding, conductive adhesive, etc. It is joined by bonding with. In this configuration, the lead electrode and the fixing pattern are separately formed to prevent electrical short-circuit between them, so that the extraction electrode is defined by a recess formed on the surface acoustic wave element mounting substrate so as to surround the excitation portion. Airtightness is not ensured in the space that is used. Therefore, it is necessary to seal the entire surface acoustic wave element with a molding resin, and it is impossible to realize the demand for downsizing and thinning the apparatus.

そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電基板表面にIDTなどの励振部を形成したSAWチップとカバーとを金属接合により直接接合して該励振部を気密に封止し、かつ圧電基板表面でカバーの内側から外側にリード線を引き出して外部と電気的に接続するようにした2層構造のSAWデバイスにおいて、その小型化及び薄型化を図るだけでなく、金属接合部分とこれと交差するリード線間の電気的絶縁性を確保しつつ、カバーで封止される空隙の気密性を確保して特性の低下を防止し、高精度かつ高性能のSAWデバイスを実現することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to directly bond a SAW chip having an excitation part such as an IDT on the surface of a piezoelectric substrate and a cover by metal bonding. In a SAW device having a two-layer structure in which the excitation part is hermetically sealed and lead wires are drawn out from the inside to the outside of the cover on the piezoelectric substrate surface to be electrically connected to the outside, the size and thickness of the SAW device can be reduced. In addition to ensuring the electrical insulation between the metal joint and the lead wire intersecting with it, the airtightness of the gap sealed with the cover is secured to prevent deterioration of the characteristics, and with high accuracy. It is to realize a high-performance SAW device.

また、本発明の目的は、SAW素子以外に音叉型及び厚みすべり振動モードの圧電振動片や圧電ジャイロ素子などの圧電素子、ICチップ、その他の電子部品などの機能素子を設けたベースにカバーを金属接合により接合して該機能素子を気密に封止し、かつ該ベースの表面にカバーの内側から外側にリード線を引き出して外部と電気的に接続するようにしたパッケージ構造の圧電デバイス及びその他の電子デバイスにおいて、その小型化及び薄型化を図り、金属接合部分とこれと交差するリード線間の電気的絶縁性を確保しつつ、カバーで封止されるパッケージ内部の気密性を確保することにある。   Another object of the present invention is to provide a cover on a base provided with functional elements such as a piezoelectric fork type and piezoelectric gyro element such as a tuning fork type and thickness shear vibration mode, a piezoelectric gyro element, an IC chip, and other electronic components in addition to the SAW element. Piezoelectric device having a package structure in which the functional elements are hermetically sealed by metal bonding, and lead wires are drawn out from the inner side to the outer side of the base to be electrically connected to the outside. In the electronic device, the size and thickness of the electronic device must be reduced, and the airtightness inside the package sealed by the cover can be ensured while ensuring the electrical insulation between the metal joint and the lead wire intersecting the metal joint. It is in.

本発明の或る側面によれば、上記目的を達成するために、IDT電極からなる励振部、該励振部を囲繞する金属接合部、該金属接合部の外側に配置した取出電極、及びIDT電極から金属接合部と交差して引き出されて取出電極に接続するリード線を圧電基板の主面に形成した弾性表面波(SAW)チップと、絶縁性基板の下面周辺部に全周に沿って設けた金属接合部を有するカバーとを備え、SAWチップの金属接合部が、圧電基板及びリード線の表面に成膜した絶縁層と、該絶縁層の上に積層した接合金属層とからなり、SAWチップとカバーとが、SAWチップの接合金属層とカバーの金属接合部とを接合することにより、SAWチップとカバー間に画定される空間内に励振部を気密に封止するように一体的に接合した弾性表面波デバイスが提供される。   According to a certain aspect of the present invention, in order to achieve the above object, an excitation part comprising an IDT electrode, a metal joint surrounding the excitation part, an extraction electrode disposed outside the metal joint, and an IDT electrode A surface acoustic wave (SAW) chip that is formed on the main surface of the piezoelectric substrate with lead wires that intersect with the metal junction and are connected to the extraction electrode, and is provided around the entire periphery of the lower surface of the insulating substrate. A cover having a metal joint portion, and the metal joint portion of the SAW chip is composed of an insulating layer formed on the surface of the piezoelectric substrate and the lead wire, and a joining metal layer laminated on the insulating layer. The chip and the cover are integrally formed so as to hermetically seal the excitation unit in the space defined between the SAW chip and the cover by bonding the bonding metal layer of the SAW chip and the metal bonding part of the cover. Joined surface acoustic wave device Vinegar is provided.

このようにSAWチップとカバーとを直接接合する2層構造により、SAWデバイスを小型化・薄型化できることに加えて、SAWチップの金属接合部とリード線との交差部分において、その絶縁層によりリード線と金属接合部分間の電気的絶縁性を確保でき、かつ励振部を気密に封止できるので、高い周波数精度が要求される場合でも、その動作及び周波数特性の安定性を向上させることができる。   As described above, the SAW chip and the cover are directly bonded to each other, so that the SAW device can be reduced in size and thickness. In addition, the insulating layer leads at the intersection between the metal bonding portion of the SAW chip and the lead wire. The electrical insulation between the wire and the metal joint can be ensured and the excitation part can be hermetically sealed, so that even when high frequency accuracy is required, the operation and the stability of the frequency characteristics can be improved. .

或る実施例では、SAWチップの金属接合部とカバーの金属接合部とを接合した後の厚さが、IDT電極の厚さより大きくなるように設定され、それによりIDT電極がカバーと接触しないように封止されるので、その予定される動作を確保することができる。   In one embodiment, the thickness after joining the metal joint of the SAW chip and the metal joint of the cover is set to be greater than the thickness of the IDT electrode so that the IDT electrode does not contact the cover. Therefore, the scheduled operation can be ensured.

別の実施例では、SAWチップの金属接合部が、SiOで形成した絶縁層と、Cr/Au膜及びその上に積層したAuSn合金膜で形成された接合金属層とにより形成され、それによりSAWチップとカバーとを熱圧着又は共晶接合で容易に一体に接合することができる。 In another embodiment, the metal joint portion of the SAW chip is formed by an insulating layer formed of SiO 2 and a bonding metal layer formed of a Cr / Au film and an AuSn alloy film laminated thereon, thereby The SAW chip and the cover can be easily joined together by thermocompression bonding or eutectic bonding.

本発明の別の側面によれば、ベースと、該ベースに設けた機能素子と、該機能素子を囲繞するようにベースの表面に設けた金属接合部と、ベースの表面に金属接合部の外側に配置した取出電極と、及びベースの表面に機能素子から金属接合部と交差して引き出されて取出電極に接続するリード線と、絶縁性基板の下面周辺部に全周に沿って設けた金属接合部を有するカバーとを備え、ベースの金属接合部が、ベース及びリード線の表面に成膜した絶縁層と、絶縁層の上に積層した接合金属層とからなり、ベースとカバーとが、ベースの接合金属層とカバーの金属接合部とを接合することにより、ベースとカバー間に画定される空間内に機能素子を気密に封止するように一体的に接合した電子デバイスが提供される。   According to another aspect of the present invention, a base, a functional element provided on the base, a metal joint provided on the surface of the base so as to surround the functional element, and an outer side of the metal joint on the surface of the base The lead electrode placed on the base, the lead wire that crosses the metal joint from the functional element on the surface of the base and connects to the lead electrode, and the metal that is provided along the entire periphery of the lower surface of the insulating substrate. A cover having a joint portion, wherein the metal joint portion of the base includes an insulating layer formed on the surface of the base and the lead wire, and a joint metal layer laminated on the insulating layer, the base and the cover, Bonding the bonding metal layer of the base and the metal bonding portion of the cover provides an electronic device that is integrally bonded to hermetically seal the functional element in a space defined between the base and the cover. .

ここで、機能素子には、上述したSAW素子だけでなく、音叉型又は厚みすべり振動モードの圧電振動片や圧電ジャイロ素子などの圧電素子、ICチップや様々な電子部品などを含まれる。このような構成により、ベースの金属接合部とリード線との交差部分において、その絶縁層によりリード線と金属接合部分間の電気的絶縁性を確保しつつ、機能素子を気密に封止できるので、その動作の安定性を向上させることができる。   Here, the functional element includes not only the SAW element described above but also a piezoelectric element such as a tuning fork-type or thickness-shear vibration mode piezoelectric vibrating piece or a piezoelectric gyro element, an IC chip, and various electronic components. With such a configuration, the functional element can be hermetically sealed while ensuring electrical insulation between the lead wire and the metal joint portion by the insulating layer at the intersection between the metal joint portion of the base and the lead wire. , The stability of the operation can be improved.

或る実施例では、ベースの金属接合部が、SiOで形成した絶縁層と、Cr/Au膜及びその上に積層したAuSn合金膜で形成された接合金属層とにより形成され、それによりベースとカバーとを熱圧着又は共晶接合で容易に一体に接合することができる。 In one embodiment, the base metal joint is formed by an insulating layer formed of SiO 2 and a joint metal layer formed of a Cr / Au film and an AuSn alloy film laminated thereon, thereby forming the base. And the cover can be easily joined together by thermocompression bonding or eutectic bonding.

以下に、本発明の好適実施例について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1(A)〜(C)は、本発明を適用したSAW共振子の好適実施例の構成を示している。このSAW共振子1は、SAWチップ2とカバー3とを直接接合した構造を有する。SAWチップ2は、図1(A)及び(B)に示すように矩形の圧電基板4からなり、その上面中央に1対の交差指電極からなるIDT5が形成され、その長手方向両側に反射器6,6が形成されている。前記交差指電極は、そのバスバーから圧電基板4の長手方向辺縁に沿ってそれぞれ逆向きにリード線7,7が引き出され、該圧電基板の対角方向の隅部付近に形成した取出電極8,8に接続されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1A to 1C show a configuration of a preferred embodiment of a SAW resonator to which the present invention is applied. The SAW resonator 1 has a structure in which a SAW chip 2 and a cover 3 are directly joined. The SAW chip 2 is formed of a rectangular piezoelectric substrate 4 as shown in FIGS. 1A and 1B, and an IDT 5 including a pair of crossed finger electrodes is formed at the center of the upper surface, and reflectors are formed on both sides in the longitudinal direction. 6,6 are formed. The interdigitated electrodes have lead wires 7 and 7 drawn out from the bus bar in opposite directions along the longitudinal edges of the piezoelectric substrate 4, respectively, and take-out electrodes 8 formed near the corners in the diagonal direction of the piezoelectric substrate. , 8 are connected.

本実施例の圧電基板4は水晶で形成されている。別の実施例では、リチウムタンタレート、リチウムニオベートなど他の圧電材料を用いることもできる。前記交差指電極、反射器及びリード線は、その特性、加工性及びコストの観点からAl膜で形成されている。前記交差指電極などは、Al以外に一般に使用されているアルミニウム合金などの導電性金属材料を使用することもできる。取出電極8,8は、例えばCr/Au膜、Cr/Ni/Au膜、またはAlもしくはAl合金膜で形成されている。   The piezoelectric substrate 4 of this embodiment is made of quartz. In other embodiments, other piezoelectric materials such as lithium tantalate and lithium niobate can be used. The crossed finger electrode, the reflector and the lead wire are formed of an Al film from the viewpoint of characteristics, workability and cost. The crossed finger electrode or the like may be made of a conductive metal material such as an aluminum alloy generally used in addition to Al. The extraction electrodes 8, 8 are made of, for example, a Cr / Au film, a Cr / Ni / Au film, or an Al or Al alloy film.

圧電基板4の上面には、矩形枠状の金属接合部9が設けられている。金属接合部9は、IDT5及び反射器6,6からなる励振部を完全に囲繞し、かつその外側に取出電極8,8が位置するようにリード線7,7を跨いで形成される。金属接合部9は、圧電基板4上面及び該上面に形成されたリード線7,7の上に形成される絶縁層10と、その上に積層される接合金属層11とからなる。絶縁層10は、例えばSiOなどの絶縁材料をスパッタ、蒸着又はCVDにより成膜した硬質の薄膜で形成する。絶縁層10の厚さは、リード線7,7との交差部分において該リード線と接合金属層11間の電気的絶縁性を確保し得るように設定する。前記絶縁層を形成する絶縁材料としては、気密性を確保できかつ吸湿性や透湿性を有しない材料が好ましく、SiO以外に、例えばAlや、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)のようなダイヤモンド膜などを用いることができる。 A rectangular frame-shaped metal joint 9 is provided on the upper surface of the piezoelectric substrate 4. The metal joint portion 9 is formed so as to straddle the lead wires 7 and 7 so as to completely surround the excitation portion composed of the IDT 5 and the reflectors 6 and 6 and so that the extraction electrodes 8 and 8 are positioned on the outer side. The metal bonding portion 9 includes an insulating layer 10 formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 4 and lead wires 7 formed on the upper surface, and a bonding metal layer 11 laminated thereon. The insulating layer 10 is formed of a hard thin film formed by sputtering, vapor deposition, or CVD using an insulating material such as SiO 2 . The thickness of the insulating layer 10 is set so that electrical insulation between the lead wire and the bonding metal layer 11 can be secured at the intersection with the lead wires 7 and 7. As the insulating material for forming the insulating layer, a material that can ensure airtightness and does not have hygroscopicity or moisture permeability is preferable. In addition to SiO 2 , for example, Al 2 O 3 or DLC (diamond-like carbon) is used. A diamond film or the like can be used.

接合金属層11は、リード線7,7との交差部分において該リード線との電気的絶縁性を確保するために、図1(A)及び(B)に示すように、絶縁層10よりも狭幅にかつその両縁から内側へ僅かに離して形成する。本実施例の接合金属層11は、図1(C)に良く示すように、下地層として絶縁層10の上に形成されるCr膜12と、その上に形成されるAu膜13と、更にその上に積層されるAuSn合金層14とからなる。AuSn合金層14には、金属接合に適した従来から公知の様々な金属又は合金材料を用いることができる。また、別の実施例では、Cr膜12をCr/Ni膜で形成し、かつ/又はAu膜13をAu/Ni膜で形成することができる。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the bonding metal layer 11 is more than the insulating layer 10 in order to ensure electrical insulation with the lead wires at the intersections with the lead wires 7 and 7. Narrow and slightly spaced inward from both edges. As shown well in FIG. 1C, the bonding metal layer 11 of the present example includes a Cr film 12 formed on the insulating layer 10 as a base layer, an Au film 13 formed thereon, and It comprises an AuSn alloy layer 14 laminated thereon. For the AuSn alloy layer 14, various conventionally known metals or alloy materials suitable for metal bonding can be used. In another embodiment, the Cr film 12 can be formed of a Cr / Ni film and / or the Au film 13 can be formed of an Au / Ni film.

カバー3は、圧電基板4の金属接合部9の外形及び寸法に対応する矩形のガラス薄板からなる。カバー3の下面には、図2に示すように、その周辺部に全周に亘って金属接合部15が形成されている。カバー3の金属接合部15は、圧電基板4の金属接合部9の接合金属層11に対応する枠形状及び寸法を有する。図1(C)に示すように、金属接合部15は、下地層として前記ガラス薄板の表面に形成されるCr膜16と、その上に形成されるAu膜17と、更にその上に積層されるAuSn合金層18とからなる。同様に、AuSn合金層18は、圧電基板4の接合金属層11との接合に適した従来から公知の様々な金属又は合金材料を用いることができる。また、別の実施例では、Cr膜16をCr/Ni膜で形成し、かつ/又はAu膜17をAu/Ni膜で形成することができる。   The cover 3 is formed of a rectangular glass thin plate corresponding to the outer shape and dimensions of the metal joint portion 9 of the piezoelectric substrate 4. On the lower surface of the cover 3, as shown in FIG. 2, a metal joint 15 is formed around the entire periphery of the cover 3. The metal joint 15 of the cover 3 has a frame shape and dimensions corresponding to the joint metal layer 11 of the metal joint 9 of the piezoelectric substrate 4. As shown in FIG. 1C, the metal bonding portion 15 is formed by laminating a Cr film 16 formed on the surface of the glass thin plate as an underlayer, an Au film 17 formed thereon, and further thereon. AuSn alloy layer 18. Similarly, various conventionally known metals or alloy materials suitable for bonding with the bonding metal layer 11 of the piezoelectric substrate 4 can be used for the AuSn alloy layer 18. In another embodiment, the Cr film 16 can be formed of a Cr / Ni film and / or the Au film 17 can be formed of an Au / Ni film.

本実施例では、カバー3を構成する前記ガラス薄板に、圧電基板4の水晶に近い熱膨張率を有するソーダガラスを使用する。別の実施例において、カバー3は、水晶と同程度又は近似した熱膨張率を有する他のガラス材料又は絶縁性材料、若しくは当然ながら圧電基板4と同じ水晶で形成することができる。また、圧電基板4を水晶以外の圧電材料で形成した場合、それと同程度又は近似の熱膨張率を有する絶縁性材料の薄板でカバー3を形成することができる。   In this embodiment, soda glass having a thermal expansion coefficient close to that of the crystal of the piezoelectric substrate 4 is used for the glass thin plate constituting the cover 3. In another embodiment, the cover 3 can be formed of another glass material or insulating material having a thermal expansion coefficient comparable or close to that of quartz, or of course, the same quartz as the piezoelectric substrate 4. Further, when the piezoelectric substrate 4 is formed of a piezoelectric material other than quartz, the cover 3 can be formed of a thin plate of an insulating material having a thermal expansion coefficient comparable or approximate to that.

SAWチップ2とカバー3とは、金属接合部9と金属接合部15とを熱圧着又は共晶接合により一体に接合される。これにより、SAWチップ2とカバー3間に画定される狭い空隙内にIDT5及び反射器6,6が気密に封止される。そのため、金属接合部9及び金属接合部15の厚さは、接合したときにSAWチップ2とカバー3間に前記空隙を十分に画定し得るように決定する。本実施例では、図示するように、前記両金属接合部を接合した状態での厚さが、IDT5及び反射器6,6を形成するAl膜よりも厚くなるように設定している。別の実施例では、SAWチップ2とカバー3とを一体に接合したとき、カバー3下面がIDT5及び反射器6,6の上端に接するように前記各金属接合部の厚さを設定し、より薄型化を図ることもできる。   The SAW chip 2 and the cover 3 are integrally joined to each other by thermocompression bonding or eutectic bonding between the metal joint 9 and the metal joint 15. Accordingly, the IDT 5 and the reflectors 6 and 6 are hermetically sealed in a narrow gap defined between the SAW chip 2 and the cover 3. Therefore, the thicknesses of the metal joint 9 and the metal joint 15 are determined so that the gap can be sufficiently defined between the SAW chip 2 and the cover 3 when they are joined. In this embodiment, as shown in the drawing, the thickness in the state where the two metal joints are joined is set to be thicker than the Al film forming the IDT 5 and the reflectors 6 and 6. In another embodiment, when the SAW chip 2 and the cover 3 are joined together, the thickness of each metal joint is set so that the lower surface of the cover 3 is in contact with the upper ends of the IDT 5 and the reflectors 6, 6. Thinning can also be achieved.

また、圧電基板4の金属接合部9には、図1(C)に示すように、リード線7,7との交差部分において絶縁層10、Cr膜12及びAu膜13に段差が生じる。この段差は、前記リード線の膜厚が比較的小さいので、各金属接合部9,15のAuSn合金層14,18を十分に厚くすることによって、それらを熱圧着又は共晶接合する際に吸収することができる。従って、金属接合部の全周に亘って十分な気密性及び接合強度を確保することができる。   Further, in the metal joint portion 9 of the piezoelectric substrate 4, steps are generated in the insulating layer 10, the Cr film 12, and the Au film 13 at the intersections with the lead wires 7 and 7 as shown in FIG. Since the film thickness of the lead wire is relatively small, this step is absorbed when the AuSn alloy layers 14 and 18 of the metal joints 9 and 15 are sufficiently thick so that they are bonded by thermocompression bonding or eutectic bonding. can do. Therefore, sufficient airtightness and bonding strength can be ensured over the entire circumference of the metal bonding portion.

図3は、本実施例のSAW共振子1の使用時における外部との接続状態を示している。このSAW共振子1は、取出電極8,8が圧電基板4の上面に設けられているので、所定位置に固定した後、ボンディングワイヤ19で外部と接続することができる。また、ワイヤボンディングではなく、リードフレームで接続することもできる。このように本実施例のSAW共振子1は、ベアチップ実装することができる。   FIG. 3 shows a connection state with the outside when the SAW resonator 1 of this embodiment is used. Since the SAW resonator 1 has extraction electrodes 8 and 8 provided on the upper surface of the piezoelectric substrate 4, the SAW resonator 1 can be connected to the outside by a bonding wire 19 after being fixed at a predetermined position. Further, it is possible to connect with a lead frame instead of wire bonding. Thus, the SAW resonator 1 of the present embodiment can be mounted on a bare chip.

図4(A)、(B)は、図1のSAW共振子1の変形例を示している。この変形例のSAW共振子1は、圧電基板4底面の各角部に外部との接続端子20a,20bが設けられている。カバー3の外側に引き出されたリード線7,7の各端部は、それぞれ圧電基板4に形成したスルーホール21を介して、対応する接続端子20aと電気的に接続されている。これにより、SAW共振子1は回路基板などの外部装置に直接表面実装することができる。尚、いずれのリード線7,7とも接続されない端子20bは、所謂ダミー端子である。   4A and 4B show a modification of the SAW resonator 1 shown in FIG. The SAW resonator 1 of this modification is provided with connection terminals 20a and 20b for external connection at each corner of the bottom surface of the piezoelectric substrate 4. The ends of the lead wires 7 drawn out to the outside of the cover 3 are electrically connected to the corresponding connection terminals 20a through the through holes 21 formed in the piezoelectric substrate 4, respectively. Thus, the SAW resonator 1 can be directly surface mounted on an external device such as a circuit board. The terminal 20b that is not connected to any of the lead wires 7 is a so-called dummy terminal.

図5(A)、(B)は、図1のSAW共振子1の別の変形例を示している。この変形例のSAW共振子1は、図4の変形例と同様に、圧電基板4底面の各角部に外部との接続端子20a,20bが設けられている。カバー3の外側に引き出されたリード線7,7の各端部は、圧電基板4の周縁まで延長され、かつそれぞれ圧電基板4の側面に形成した電極膜22を介して、対応する接続端子20aと電気的に接続されている。これにより、SAW共振子1は回路基板などの外部装置に直接表面実装することができる。同様に、いずれのリード線7,7とも接続されない端子20bは、所謂ダミー端子である。   5A and 5B show another modification of the SAW resonator 1 shown in FIG. In the SAW resonator 1 of this modified example, external connection terminals 20a and 20b are provided at each corner of the bottom surface of the piezoelectric substrate 4 as in the modified example of FIG. The end portions of the lead wires 7 drawn out to the outside of the cover 3 are extended to the peripheral edge of the piezoelectric substrate 4, and the corresponding connection terminals 20 a are formed through the electrode films 22 formed on the side surfaces of the piezoelectric substrate 4. And are electrically connected. Thus, the SAW resonator 1 can be directly surface mounted on an external device such as a circuit board. Similarly, the terminal 20b that is not connected to any of the lead wires 7 is a so-called dummy terminal.

上記実施例はSAW共振子について説明したが、本発明は、例えばSAW素子を用いたフィルタ、発振器など、他のSAWデバイスについても、同様に適用することができる。また上記実施例では、圧電基板にSAW素子を形成したSAWチップそれ自体をパッケージのベースとして、これにカバーを金属接合して気密に封止する構造を採用した。本発明は更に、別個のベースにSAWチップを収容しかつカバーで気密に封止する場合にも、該ベース上にリード線をカバーの内側からその接合部を越えて引き出す構造である限り、同様に適用することができる。   Although the above embodiments have been described with respect to the SAW resonator, the present invention can be similarly applied to other SAW devices such as a filter and an oscillator using a SAW element. In the above-described embodiment, the SAW chip itself having a SAW element formed on the piezoelectric substrate is used as the base of the package, and a cover is metal-bonded to the SAW chip for airtight sealing. In the present invention, even when the SAW chip is accommodated in a separate base and hermetically sealed with a cover, the same applies as long as the lead wire is drawn out from the inside of the cover beyond the joint portion on the base. Can be applied to.

従って、本発明は、SAWデバイスに限定されるものでなく、SAW素子以外に、音叉型又は厚みすべり振動モードの圧電振動片や圧電ジャイロ素子などの圧電素子をパッケージ内に気密に封止する場合にも、同様にパッケージのベース上にカバーとの接合部を横断してリード線を引き出す構成である限り、他の圧電デバイスにも適用することができる。更に、本発明は、圧電デバイスに限定されるものでないことが明らかである。即ち、圧電素子以外にICチップや様々な電子部品などの機能素子をパッケージ内に気密に封止する場合に、パッケージのベース上にカバーとの接合部を横断してリード線を引き出して外部と接続する電子デバイスについて、同様に本発明を適用することができる。   Therefore, the present invention is not limited to the SAW device, and in addition to the SAW element, a piezoelectric element such as a tuning fork type or thickness-shear vibration mode piezoelectric vibrating piece or a piezoelectric gyro element is hermetically sealed in the package. Similarly, the present invention can be applied to other piezoelectric devices as long as the lead wire is drawn across the joint with the cover on the base of the package. Furthermore, it is clear that the present invention is not limited to piezoelectric devices. That is, when functional elements such as an IC chip and various electronic components are hermetically sealed in the package in addition to the piezoelectric element, the lead wire is drawn across the joint portion with the cover on the base of the package and externally connected. The present invention can be similarly applied to electronic devices to be connected.

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に様々な変形・変更を加えて実施することができる。例えば、圧電基板と接合するカバーは、前記励振部を封止する空隙を画定するために、その下面に金属接合部の内側に凹みを設けることができる。また、圧電基板は、その全体を水晶などの圧電材料で形成したものだけでなく、シリコンなどの基板表面にダイヤモンド薄膜及び圧電体膜を積層したものを用いることができる。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention can be implemented by adding various modifications and changes to the above embodiments. For example, the cover bonded to the piezoelectric substrate may be provided with a dent on the lower surface inside the metal bonding portion in order to define a gap for sealing the excitation portion. Further, the piezoelectric substrate is not limited to a substrate formed of a piezoelectric material such as quartz, but may be a substrate of silicon or the like laminated with a diamond thin film and a piezoelectric film.

(A)図は本発明によるSAW共振子の好適実施例をそのカバーを省略して示す平面図、(B)図はそのIB−IB線における断面図、(C)図はそのIC−IC線における部分断面図。(A) is a plan view showing a preferred embodiment of a SAW resonator according to the present invention with its cover omitted, (B) is a sectional view taken along line IB-IB, and (C) is a line taken along IC-IC. FIG. 図1に示すカバーの下面図。The bottom view of the cover shown in FIG. 図1のSAW共振子をワイヤボンディングで接続した状態を示す側面図。The side view which shows the state which connected the SAW resonator of FIG. 1 by wire bonding. (A)図は図1の変形例によるSAW共振子の側面図、(B)図はその底面図。(A) is a side view of a SAW resonator according to a modification of FIG. 1, and (B) is a bottom view thereof. (A)図は図1の別の変形例によるSAW共振子の側面図、(B)図はその底面図。(A) is a side view of a SAW resonator according to another modification of FIG. 1, and (B) is a bottom view thereof.

符号の説明Explanation of symbols

1…SAW共振子、2…SAWチップ、3…カバー、4…圧電基板、5…IDT、6…反射器、7…リード線、8…取出電極、9,15…金属接合部、10…絶縁層、11…接合金属層、12,16…Cr膜、13,17…Au膜、14,18…AuSn合金層、19…ボンディングワイヤ、20a,20b…接続端子、21スルーホール、22…電極膜。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... SAW resonator, 2 ... SAW chip, 3 ... Cover, 4 ... Piezoelectric substrate, 5 ... IDT, 6 ... Reflector, 7 ... Lead wire, 8 ... Extraction electrode, 9, 15 ... Metal junction part, 10 ... Insulation 11, bonding metal layer, 12, 16, Cr film, 13, 17, Au film, 14, 18, AuSn alloy layer, 19, bonding wire, 20 a, 20 b, connection terminal, 21 through-hole, 22, electrode film .

Claims (5)

IDT電極からなる励振部、前記励振部を囲繞する金属接合部、前記金属接合部の外側に配置した取出電極、及び前記IDT電極から前記金属接合部と交差して引き出されて前記取出電極に接続するリード線を圧電基板の主面に形成した弾性表面波(SAW)チップと、
絶縁性基板の下面周辺部に全周に沿って設けた金属接合部を有するカバーとを備え、
前記SAWチップの前記金属接合部が、前記圧電基板及び前記リード線の表面に成膜した絶縁層と、前記絶縁層の上に積層した接合金属層とからなり、
前記SAWチップと前記カバーとが、前記SAWチップの前記接合金属層と前記カバーの前記金属接合部とを接合することにより、前記SAWチップと前記カバー間に画定される空間内に前記励振部を気密に封止するように一体的に接合されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
An excitation part composed of an IDT electrode, a metal joint that surrounds the excitation part, an extraction electrode arranged outside the metal joint, and an electrode that is drawn from the IDT electrode so as to cross the metal junction and is connected to the extraction electrode A surface acoustic wave (SAW) chip having a lead wire to be formed on the main surface of the piezoelectric substrate;
A cover having a metal joint provided along the entire circumference on the lower surface periphery of the insulating substrate,
The metal joint portion of the SAW chip comprises an insulating layer formed on the surface of the piezoelectric substrate and the lead wire, and a joining metal layer laminated on the insulating layer,
The SAW chip and the cover join the joining metal layer of the SAW chip and the metal joint part of the cover, so that the excitation part is placed in a space defined between the SAW chip and the cover. A surface acoustic wave device which is integrally bonded so as to be hermetically sealed.
前記SAWチップの前記金属接合部と前記カバーの前記金属接合部とを接合した後の厚さが、前記IDT電極の厚さより大きいことを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波デバイス。   2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein a thickness of the SAW chip after joining the metal joint portion and the metal joint portion of the cover is larger than a thickness of the IDT electrode. 前記SAWチップの前記金属接合部が、SiOで形成した前記絶縁層と、Cr/Au膜及びその上に積層したAuSn合金膜で形成された前記接合金属層とにより形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の弾性表面波デバイス。 The metal joint portion of the SAW chip is formed by the insulating layer formed of SiO 2 and the joint metal layer formed of a Cr / Au film and an AuSn alloy film laminated thereon. The surface acoustic wave device according to claim 1 or 2. ベースと、前記ベースに設けた機能素子と、前記機能素子を囲繞するように前記ベースの表面に設けた金属接合部と、前記ベースの表面に前記金属接合部の外側に配置した取出電極と、及び前記ベースの表面に前記機能素子から前記金属接合部と交差して引き出されて前記取出電極に接続するリード線と、絶縁性基板の下面周辺部に全周に沿って設けた金属接合部を有するカバーとを備え、
前記ベースの前記金属接合部が、前記ベース及び前記リード線の表面に成膜した絶縁層と、前記絶縁層の上に積層した接合金属層とからなり、
前記ベースと前記カバーとが、前記ベースの前記接合金属層と前記カバーの前記金属接合部とを接合することにより、前記ベースと前記カバー間に画定される空間内に前記機能素子を気密に封止するように一体的に接合されていることを特徴とする電子デバイス。
A base, a functional element provided on the base, a metal joint provided on the surface of the base so as to surround the functional element, and an extraction electrode disposed outside the metal joint on the surface of the base; And a lead wire that is drawn from the functional element so as to intersect the metal joint portion and is connected to the extraction electrode, and a metal joint portion that is provided along the entire periphery of the lower surface of the insulating substrate. And a cover having
The metal bonding portion of the base is composed of an insulating layer formed on the surface of the base and the lead wire, and a bonding metal layer laminated on the insulating layer,
The base and the cover seal the functional element in a space defined between the base and the cover by joining the joining metal layer of the base and the metal joint of the cover. An electronic device characterized by being integrally joined so as to stop.
前記ベースの前記金属接合部が、SiOで形成した前記絶縁層と、Cr/Au膜及びその上に積層したAuSn合金膜で形成された前記接合金属層とにより形成されていることを特徴とする請求項4に記載の電子デバイス。 The metal bonding portion of the base is formed by the insulating layer formed of SiO 2 and the bonding metal layer formed of a Cr / Au film and an AuSn alloy film laminated thereon. The electronic device according to claim 4.
JP2005098683A 2005-03-30 2005-03-30 Surface acoustic wave device and electronic device Pending JP2006279777A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005098683A JP2006279777A (en) 2005-03-30 2005-03-30 Surface acoustic wave device and electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005098683A JP2006279777A (en) 2005-03-30 2005-03-30 Surface acoustic wave device and electronic device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006279777A true JP2006279777A (en) 2006-10-12

Family

ID=37214003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005098683A Pending JP2006279777A (en) 2005-03-30 2005-03-30 Surface acoustic wave device and electronic device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006279777A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013115664A (en) * 2011-11-29 2013-06-10 Taiyo Yuden Co Ltd Elastic wave device and multilayer substrate
JP2014123588A (en) * 2012-12-20 2014-07-03 Seiko Instruments Inc Optical device and manufacturing method of the same
CN112452695A (en) * 2020-10-29 2021-03-09 北京京东方技术开发有限公司 Acoustic wave transduction structure and preparation method thereof and acoustic wave transducer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013115664A (en) * 2011-11-29 2013-06-10 Taiyo Yuden Co Ltd Elastic wave device and multilayer substrate
JP2014123588A (en) * 2012-12-20 2014-07-03 Seiko Instruments Inc Optical device and manufacturing method of the same
CN112452695A (en) * 2020-10-29 2021-03-09 北京京东方技术开发有限公司 Acoustic wave transduction structure and preparation method thereof and acoustic wave transducer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4760222B2 (en) Surface acoustic wave device
US7459829B2 (en) Surface acoustic wave device and method of manufacturing the same, IC card, and mobile electronic apparatus
US20160380611A1 (en) Elastic wave device
TWI493663B (en) Package, vibrator, oscillator, and electronic device
JP2019021997A (en) Acoustic wave element, splitter, and communication device
JP2014068098A (en) Vibration piece, vibration device, electronic apparatus and moving body
JP2010147625A (en) Piezoelectric vibrator
JP2000278079A (en) Piezoelectric device
JP5377350B2 (en) Piezoelectric vibrator and oscillator using the same
WO2015162958A1 (en) Crystal-oscillating device and method for manufacturing same
JP2006279777A (en) Surface acoustic wave device and electronic device
JP2011228980A (en) Vibration piece, vibrator, oscillator, and electronic apparatus
JP5082968B2 (en) Piezoelectric oscillator
JP2013239947A (en) Vibration device, vibration device module, electronic apparatus, and movable body
JP4446730B2 (en) Piezoelectric resonator, filter and composite substrate
JP2008259004A (en) Piezoelectric device and manufacturing method thereof
JP2009165102A (en) Piezoelectric oscillator, and method for manufacturing piezoelectric oscillator
JP2014050067A (en) Vibration device, electronic equipment, and mobile device
JP2012090083A (en) Vibration device and electronic apparatus
JP2008011125A (en) Surface acoustic wave device
CN114208027A (en) Piezoelectric vibrating plate, piezoelectric vibrating device, and method for manufacturing piezoelectric vibrating device
JPH10242795A (en) Piezoelectric element and its production
JP4938366B2 (en) Piezoelectric vibrator
JP2005033294A (en) Crystal oscillation element
JP2004328028A (en) Piezoelectric device and manufacturing method therefor