JP2006311218A - Surface acoustic wave device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弾性表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)を利用したデバイスに関する。 The present invention relates to a device using a surface acoustic wave (SAW).
弾性表面波デバイス(SAWデバイス)とは、圧電材料を利用し、高周波信号を弾性表面波に変換し、再度高周波信号に変換する過程において特定の周波数が選び出される現象を利用した素子である。このようなSAWデバイスは、通信機器、センサ、タッチパネル等の種々の分野で利用されており、特に携帯電話に代表される移動体通信の分野においては必須といってよい存在となっている。また、近年の電子部品の集積化、実装スペースの縮小化の流れから、半導体回路とSAWデバイスの複合化が進められている。例えば、特開平5−308163号公報(特許文献1)には、弾性表面波素子を含む圧電基板と半導体集積回路を含む半導体基板とを積み重ねて一体化することにより、デバイスの高集積化及び小型化を図ったSAWデバイス(半導体弾性表面波複合装置)が開示されている。 A surface acoustic wave device (SAW device) is an element that utilizes a phenomenon in which a specific frequency is selected in the process of using a piezoelectric material, converting a high-frequency signal into a surface acoustic wave, and then converting it into a high-frequency signal again. Such SAW devices are used in various fields such as communication devices, sensors, touch panels, and the like, and are particularly essential in the field of mobile communication typified by mobile phones. Also, with the recent trend of integration of electronic components and reduction of mounting space, the combination of semiconductor circuits and SAW devices has been promoted. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-308163 (Patent Document 1), a piezoelectric substrate including a surface acoustic wave element and a semiconductor substrate including a semiconductor integrated circuit are stacked and integrated to achieve high integration and small size of the device. A SAW device (semiconductor surface acoustic wave composite device) is disclosed.
しかし、上記の複合的なSAWデバイスを他の回路基板上などに実装した際には、SAWデバイスを構成する各基板に応力がかかり、当該応力の影響によって弾性表面波素子の共振周波数等の特性に変動をきたす場合がある。かかる不都合は、SAWデバイスの実装法としてフリップチップボンディング法を採用した場合に特に顕著となる。 However, when the composite SAW device is mounted on another circuit board or the like, stress is applied to each substrate constituting the SAW device, and the characteristics such as the resonance frequency of the surface acoustic wave element are affected by the stress. May cause fluctuations. Such inconvenience is particularly noticeable when the flip chip bonding method is adopted as the mounting method of the SAW device.
そこで、本発明は、実装後の応力の影響による周波数特性の変動を抑制することが可能な弾性表面波デバイスを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device capable of suppressing fluctuations in frequency characteristics due to the influence of stress after mounting.
第1の態様の本発明は、基板の一方面側に設けられた弾性表面波素子と、上記弾性表面波素子の周囲を囲むようにして上記基板の少なくとも一方面側に設けられる溝と、上記基板の他方面側に設けられた半導体回路と、を備える弾性表面波デバイスである。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a surface acoustic wave element provided on one side of a substrate, a groove provided on at least one side of the substrate so as to surround the surface acoustic wave element, And a semiconductor circuit provided on the other surface side.
かかる構成によれば、弾性表面波素子の周囲に設けられる溝により、基板にかかる応力が緩和される。したがって、弾性表面波デバイスの実装後においても、応力の影響による周波数特性(主に共振周波数)の変動を抑制することが可能となる。 According to this configuration, the stress applied to the substrate is relieved by the grooves provided around the surface acoustic wave element. Therefore, even after mounting the surface acoustic wave device, it is possible to suppress fluctuations in frequency characteristics (mainly resonance frequency) due to the influence of stress.
好ましくは、上記溝は、テーパー状である。 Preferably, the groove is tapered.
これにより、溝を通る電気配線が必要となる場合にも、当該配線を形成しやすくなる。 Thereby, even when an electrical wiring passing through the groove is required, the wiring is easily formed.
好ましくは、上記基板の一方面側に、上記弾性表面波素子の所定位置から上記溝の外周側に引き回すようにして設けられる電気配線を更に含み、当該電気配線を横切らせるべき位置には上記溝を設けないようにする。 Preferably, the substrate further includes an electrical wiring provided on one surface side of the substrate so as to be routed from a predetermined position of the surface acoustic wave element to an outer peripheral side of the groove, and the groove is provided at a position where the electrical wiring should be crossed. Do not provide.
これにより、電気配線を外周側へ引き回す際に電気配線を溝に沿って横断させる必要がないので、電気配線の断線等の不具合をより確実に回避することが可能となる。 This eliminates the need to traverse the electrical wiring along the groove when the electrical wiring is routed to the outer peripheral side, thereby making it possible to more reliably avoid problems such as disconnection of the electrical wiring.
好ましくは、上記基板を貫通して設けられ、上記電気配線と上記半導体回路とを電気的に接続するプラグと、上記基板の他方面側に上記プラグと接触させて設けられ、上記半導体回路と外部回路との電気的接続を図るための接続端子と、を更に備える。 Preferably, the plug is provided through the substrate and electrically connects the electrical wiring and the semiconductor circuit, and is provided in contact with the plug on the other surface side of the substrate. And a connection terminal for establishing electrical connection with the circuit.
これにより、半導体回路側においてフリップチップボンディング法などの実装方法により外部回路と容易に接続し得る。また、弾性表面波素子側が実装面と反対側になるので、弾性波デバイスの実装後においても、弾性表面波素子の特性調整(例えば、櫛歯電極のリペア等)を容易に行うことができる利点もある。 As a result, the semiconductor circuit can be easily connected to an external circuit by a mounting method such as a flip chip bonding method. In addition, since the surface acoustic wave element side is opposite to the mounting surface, it is possible to easily adjust the characteristics of the surface acoustic wave element (for example, repair of comb electrodes) even after the surface acoustic wave device is mounted. There is also.
第2の態様の本発明は、上述した第1の態様の本発明にかかる弾性表面波素子を備える電子機器である。ここで「電子機器」とは、電子回路等を用いて一定の機能を実現する機器一般をいい、その構成には特に限定がないが、例えば、パーソナルコンピュータ、PDA(携帯型情報端末)、電子手帳など各種機器が挙げられる。 The second aspect of the present invention is an electronic device including the surface acoustic wave element according to the first aspect of the present invention. Here, “electronic device” refers to a device in general that realizes a certain function using an electronic circuit or the like, and its configuration is not particularly limited. For example, a personal computer, a PDA (portable information terminal), an electronic device, etc. Various devices such as notebooks are listed.
これにより、高品質な電子機器が得られる。 Thereby, a high quality electronic device is obtained.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明を適用した一実施形態の弾性表面波デバイスの構造を説明する模式平面図である。また、図2は、図1に示すII−II線方向の模式断面図であり、図3は、図1に示すIII−III線方向の模式断面図である。図1〜図3に示す本実施形態の弾性表面波デバイス1は、基板10の一方面側に弾性表面波素子、他方面側に半導体回路がそれぞれ設けられてなるものである。具体的には、弾性表面波デバイス1は、基板10、絶縁膜12、圧電体膜14、電極16、溝18、電気配線20、プラグ22、半導体回路24、接続端子(バンプ)26を含んで構成されている。
FIG. 1 is a schematic plan view illustrating the structure of a surface acoustic wave device according to an embodiment to which the present invention is applied. 2 is a schematic cross-sectional view in the II-II line direction shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view in the III-III line direction shown in FIG. The surface
基板10は、各要素を支持するとともに、他方面側(図中の下面側)に半導体回路24が設けられるものであり、シリコン基板、GaAs基板、SiGe基板、SOI基板などの半導体基板からなる。
The
絶縁膜12は、SiO2、SiN、Al2O3などの絶縁物からなる薄膜であり、基板10の一方面側に設けられている。
The
圧電体膜14は、構成材料として酸化亜鉛などの圧電体を用いて、基板10の一面側に形成されている。なお、この圧電体膜12は、圧電性を有する構成材料であれば酸化亜鉛以外のものを用いて成膜されていてもよい。かかる構成材料としては、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、水晶、チタン酸ジルコン酸鉛などが挙げられる。
The
電極16は、櫛歯状の平面形状を有する弾性表面波発生用の電極であり、アルミニウム等の導電性材料を用いて圧電体膜14の上側に設けられている。図1に示す例では電極16の例として一般的な1ポート共振子が示されているが、他の構造(例えば、2ポート共振子、ラダー型フィルタ等)であってもよい。なお、この電極16と、当該電極16の周辺に存在する圧電体膜14とを含んで弾性表面波素子が構成されている。
The
溝18は、上記の弾性表面波素子の周囲を囲むようにして基板10の一方面側に設けられている。この溝18は、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて形成されるものである。例えば、本実施形態では、基板10、絶縁膜12、圧電体膜14の全体の厚さを100μm程度とし、溝18の深さを50μm程度かそれ以下としている。また、図2に示すように本実施形態では、溝18は、その断面形状がテーパー状となるように形成されている。本実施形態のように溝18を基板10の一方面側にのみ設ける場合には、基板10の他方面側において半導体回路24の形成に利用できる領域の面積をより大きく確保できる利点がある。
The
電気配線20は、基板10の一方面側に、弾性表面波素子の所定位置(電極16の所定位置)から溝18の外周側に引き回すようにして設けられている。この電気配線20は、電極16とプラグ22とを電気的に接続するためのものであり、アルミニウム等の導電性材料を用いて形成されている。また、図1及び図3に示すように本実施形態では、この電気配線20を横切らせるべき位置には溝18が設けられていない。これにより、当該位置においても電気配線20の形成面が平坦になり、断線等の不具合を生じにくくなる。
The
プラグ22は、基板10を貫通して設けられ、電気配線20と半導体回路24とを電気的に接続する機能を担う。このプラグ22は、基板10に貫通孔を設け、当該貫通孔内にタングステン等の導電性材料を充填することによって形成される。
The
半導体回路24は、半導体基板からなる基板10の他方面側の表面近傍に設けられており、弾性表面波素子の動作を制御する機能を有する。各図では簡略化して示されているが、実際には当該半導体回路24には、複数のトランジスタ素子やその他の回路素子(抵抗、コンデンサ等)が含まれている。
The
接続端子26は、基板10の他方面側にプラグ22と接触させて設けられ、半導体回路24と外部回路との電気的接続を図るために用いられる。例えば、この接続端子26を介して、弾性表面波デバイス1が他の回路基板等にフリップチップボンディング法によって実装される。
The
このように本実施形態によれば、弾性表面波素子の周囲に設けられる溝18により、基板10にかかる応力が緩和される。したがって、弾性表面波デバイス1の実装後においても、応力の影響による周波数特性(主に共振周波数)の変動を抑制することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the stress applied to the
上述した本実施形態にかかる弾性表面波素子は、各種の電子機器に適用することができる。次に、本実施形態にかかる弾性表面波素子を備える電子機器の例について説明する。 The surface acoustic wave device according to this embodiment described above can be applied to various electronic devices. Next, an example of an electronic apparatus including the surface acoustic wave element according to this embodiment will be described.
図4は、弾性表面波素子を備える電子機器の一例を示す斜視図である。図4では電子機器の一例としてパーソナルコンピュータが示されている。図4に示すノート型パーソナルコンピュータ100は、キーボード101を有する本体部102と、表示パネル103とを備えて構成されている。本実施形態にかかる弾性表面波素子は、フィルター、共振器、基準クロック等の構成要素としてパーソナルコンピュータ100の本体部102の内部に含まれて用いられる。なお、本実施形態にかかる弾性表面波素子は、上記のパーソナルコンピュータ以外にも、携帯電話機を始めとしてカーナビゲーション装置、電子手帳、電子ゲーム機器など種々の電子機器に用いることが可能である。
FIG. 4 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus including the surface acoustic wave element. FIG. 4 shows a personal computer as an example of an electronic device. A notebook
なお、本発明は上述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。 In addition, this invention is not limited to the content of each embodiment mentioned above, A various deformation | transformation implementation is possible within the scope of the summary of this invention.
例えば、上述した実施形態では弾性表面波素子の構成要素である電極の一例として櫛歯型電極を用いた場合について説明したが、電極の形状はこれに限定されるものではなく、他の形状(例えば、円形など)であってもよい。 For example, in the above-described embodiment, the case where a comb-shaped electrode is used as an example of an electrode that is a constituent element of a surface acoustic wave element has been described. However, the shape of the electrode is not limited to this, and other shapes ( For example, it may be a circle.
また、上述した実施形態では、溝18は基板10の一方面側にのみ設けられていたが、この溝18は基板10の他方面側に設けられていてもよく、一方面側及び他方面側の双方に設けられていてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、電気配線20を横切らせるべき位置には溝18を設けないようにしていたが、このような処置をせずに、電気配線20を溝18の内壁に沿って横切らせるようにしてもよい。この場合においては、上述した実施形態に示したように溝18をテーパー状に形成しておくことにより、当該溝18の内側に電気配線を形成しやすくなる。
Further, in the above-described embodiment, the
1…弾性表面波デバイス、10…基板、12…絶縁膜、14…圧電体膜、16…電極、18…溝、20…電気配線、22…プラグ、24…半導体回路、26…接続端子(バンプ)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記弾性表面波素子の周囲を囲むようにして前記基板の少なくとも一方面側に設けられる溝と、
前記弾性表面波素子の動作を制御する機能を有し、前記基板の他方面側に設けられる半導体回路と、
を備える、弾性表面波デバイス。 A surface acoustic wave element provided on one side of the substrate;
A groove provided on at least one side of the substrate so as to surround the surface acoustic wave element;
A semiconductor circuit having a function of controlling the operation of the surface acoustic wave element and provided on the other surface side of the substrate;
A surface acoustic wave device comprising:
前記基板の他方面側に前記プラグと接触させて設けられ、前記半導体回路と外部回路との電気的接続を図るための接続端子と、
を更に備える、請求項1に記載の弾性表面波デバイス。 A plug provided through the substrate and electrically connecting the electrical wiring and the semiconductor circuit;
Provided in contact with the plug on the other side of the substrate, a connection terminal for electrical connection between the semiconductor circuit and an external circuit,
The surface acoustic wave device according to claim 1, further comprising:
An electronic apparatus comprising the surface acoustic wave device according to claim 1.
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JP2013090228A (en) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Kyocera Corp | Elastic wave device, electronic component, and manufacturing method of elastic wave device |
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2005
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