JP2009027306A - Surface acoustic wave device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弾性表面波を励振させる弾性表面波素子片を含んで構成される弾性表面波デバイスに関する。 The present invention relates to a surface acoustic wave device including a surface acoustic wave element that excites surface acoustic waves.
弾性表面波を利用した弾性表面波デバイスとして、例えば、弾性表面波共振子、弾性表面波発振器及び弾性表面波フィルタなどが、電子機器の基準周波数源、伝送回路における周波数選択器などとして活用されている。
この弾性表面波デバイスを構成する弾性表面波素子片は、圧電基板の表面にすだれ状電極が形成されるとともに、このすだれ状電極の両端に反射器が形成された構成となっている。
弾性表面波素子片は、このすだれ状電極に電気信号が印加されると圧電効果によってすだれ状電極の電極指間に表面波を励起し、すだれ状電極と反射器とが形成された圧電基板の表面において弾性表面波を伝播する。
As surface acoustic wave devices using surface acoustic waves, for example, surface acoustic wave resonators, surface acoustic wave oscillators and surface acoustic wave filters are used as reference frequency sources for electronic devices, frequency selectors in transmission circuits, etc. Yes.
The surface acoustic wave element constituting the surface acoustic wave device has a configuration in which interdigital electrodes are formed on the surface of the piezoelectric substrate and reflectors are formed at both ends of the interdigital electrodes.
When an electric signal is applied to the interdigital electrode, the surface acoustic wave element piece excites surface waves between the interdigital fingers of the interdigital electrode by the piezoelectric effect, and the surface acoustic wave element piece is formed on the piezoelectric substrate on which the interdigital electrode and the reflector are formed. Surface acoustic waves propagate on the surface.
弾性表面波素子片は、圧電基板の裏面がパッケージに接着剤で固定されている。この接着剤は、周囲の温度変化に伴い収縮し、圧電基板に応力を発生させることがある。そこで、圧電基板に発生する応力による共振周波数への影響をなくすために、すだれ状電極と重ならない圧電基板の裏面が、接着剤によりパッケージに固定された弾性表面波デバイスの構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 In the surface acoustic wave element piece, the back surface of the piezoelectric substrate is fixed to the package with an adhesive. This adhesive may shrink with a change in ambient temperature and generate stress on the piezoelectric substrate. Therefore, in order to eliminate the influence on the resonance frequency due to the stress generated in the piezoelectric substrate, a configuration of a surface acoustic wave device in which the back surface of the piezoelectric substrate that does not overlap with the interdigital transducer is fixed to the package with an adhesive is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、上記構成の弾性表面波デバイスにおいては、接着剤の収縮以外に、パッケージの伸縮に伴い発生する応力が共振周波数へ影響を与えている。
弾性表面波デバイスのパッケージ材料には、セラミックが用いられ、弾性表面波素子片を構成する圧電基板には水晶などの圧電材料が用いられている。パッケージ材料と圧電材料とでは線膨張係数が大きく異なることから、周囲の温度変化によるパッケージの伸縮状態と圧電基板の伸縮状態とが異なり、弾性表面波素子片の固定部には、この違いに伴う応力が発生する。
However, in the surface acoustic wave device configured as described above, in addition to the shrinkage of the adhesive, the stress generated as the package expands and contracts affects the resonance frequency.
A ceramic is used as the package material of the surface acoustic wave device, and a piezoelectric material such as quartz is used as the piezoelectric substrate constituting the surface acoustic wave element piece. Since the linear expansion coefficient differs greatly between the package material and the piezoelectric material, the expansion / contraction state of the package and the expansion / contraction state of the piezoelectric substrate due to changes in ambient temperature are different. Stress is generated.
この応力により圧電基板が変形し、すだれ状電極の電極指間ピッチが変化することにより、弾性表面波素子片の共振周波数が変化する。
このことから、弾性表面波デバイスは、周囲の温度変化により、所定の共振周波数を精度良く維持することが困難となる。
The piezoelectric substrate is deformed by this stress, and the pitch between the interdigital fingers of the interdigital electrode changes, whereby the resonance frequency of the surface acoustic wave element piece changes.
For this reason, it becomes difficult for the surface acoustic wave device to maintain a predetermined resonance frequency with high accuracy due to a change in ambient temperature.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例にかかる弾性表面波デバイスは、圧電基板の一方の主面にすだれ状電極が形成された弾性表面波素子片と、前記弾性表面波素子片における前記圧電基板の他方の主面の一部に固定される支持部材と、前記弾性表面波素子片及び前記支持部材が収納されるパッケージと、を備え、前記支持部材の線膨張係数が、前記圧電基板の線膨張係数と近似または同一であり、前記支持部材が、前記パッケージ内の固定部に固定されていることを特徴とする。 [Application Example 1] A surface acoustic wave device according to this application example includes a surface acoustic wave element piece in which interdigital electrodes are formed on one main surface of a piezoelectric substrate, and the other of the piezoelectric substrate in the surface acoustic wave element piece. And a package in which the surface acoustic wave element piece and the support member are accommodated, and the linear expansion coefficient of the support member is the linear expansion coefficient of the piezoelectric substrate. And the support member is fixed to a fixing portion in the package.
このような構成によれば、弾性表面波デバイスは、支持部材の線膨張係数が圧電基板の線膨張係数と近似または同一である。このことから、弾性表面波デバイスは、周囲の温度変化によりパッケージ内の固定部及び支持部材が伸縮した際に、両者の線膨張係数の違いからパッケージ内の固定部と支持部材との間に応力が発生するが、この応力は、支持部材で吸収される。一方、支持部材と弾性表面波素子片の圧電基板とは、線膨張係数が近似または同一であることから、伸縮に伴う両者間の応力発生が殆どない。
これらにより、弾性表面波素子片は、線膨張係数が近似または同一の支持部材に固定されているため、周囲の温度変化によるパッケージ内の固定部及び支持部材の伸縮に起因する周波数変化が発生しにくい。
これにより、弾性表面波デバイスは、周囲の温度変化に関わらず所定の共振周波数を精度良く維持することができる。
According to such a configuration, in the surface acoustic wave device, the linear expansion coefficient of the support member is approximately or the same as the linear expansion coefficient of the piezoelectric substrate. Therefore, the surface acoustic wave device has a stress between the fixed part and the support member in the package due to the difference in linear expansion coefficient between the fixed part and the support member in the package due to the change in ambient temperature. However, this stress is absorbed by the support member. On the other hand, since the linear expansion coefficient of the support member and the piezoelectric substrate of the surface acoustic wave element piece is approximately or the same, there is almost no stress generation between the two due to expansion and contraction.
As a result, since the surface acoustic wave element piece is fixed to a support member having an approximate or same linear expansion coefficient, a frequency change caused by expansion and contraction of the fixing portion and the support member in the package due to a change in ambient temperature occurs. Hateful.
Thereby, the surface acoustic wave device can maintain a predetermined resonance frequency with high accuracy regardless of the ambient temperature change.
[適用例2]上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記圧電基板が圧電単結晶材料からなり、前記支持部材が、前記圧電基板と同一の材料からなることが好ましい。 Application Example 2 In the surface acoustic wave device according to the application example, it is preferable that the piezoelectric substrate is made of a piezoelectric single crystal material, and the support member is made of the same material as the piezoelectric substrate.
このような構成によれば、弾性表面波デバイスは、圧電基板が圧電単結晶材料から形成され、支持部材が、圧電基板と同一の材料から形成されている。このことから、弾性表面波デバイスは、支持部材と圧電基板とが、線膨張係数がほぼ同一であることで、周囲の温度変化による伸縮に伴う両者間の応力発生がない。
これにより、弾性表面波デバイスは、周囲の温度変化に関わらず所定の共振周波数をさらに精度良く維持することができる。
According to such a configuration, in the surface acoustic wave device, the piezoelectric substrate is formed from a piezoelectric single crystal material, and the support member is formed from the same material as the piezoelectric substrate. For this reason, in the surface acoustic wave device, since the support member and the piezoelectric substrate have substantially the same linear expansion coefficient, no stress is generated between them due to expansion and contraction due to a change in ambient temperature.
Thereby, the surface acoustic wave device can maintain the predetermined resonance frequency with higher accuracy regardless of the ambient temperature change.
[適用例3]上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記支持部材のカットアングルが、前記圧電基板のカットアングルと同一であることが好ましい。 Application Example 3 In the surface acoustic wave device according to the application example described above, it is preferable that the cut angle of the support member is the same as the cut angle of the piezoelectric substrate.
このような構成によれば、弾性表面波デバイスは、支持部材のカットアングルが、圧電基板のカットアングルと同一である。このことから、弾性表面波デバイスは、支持部材と圧電基板とが、線膨張係数が同一であることで、周囲の温度変化による伸縮に伴う両者間の応力発生がない。
これにより、弾性表面波デバイスは、周囲の温度変化に関わらず所定の共振周波数をさらに精度良く維持することができる。
According to such a configuration, in the surface acoustic wave device, the cut angle of the support member is the same as the cut angle of the piezoelectric substrate. Therefore, in the surface acoustic wave device, since the support member and the piezoelectric substrate have the same linear expansion coefficient, no stress is generated between the two due to expansion and contraction due to a change in ambient temperature.
Thereby, the surface acoustic wave device can maintain the predetermined resonance frequency with higher accuracy regardless of the ambient temperature change.
[適用例4]上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記圧電単結晶材料が、水晶であることが好ましい。 Application Example 4 In the surface acoustic wave device according to the application example, it is preferable that the piezoelectric single crystal material is quartz.
このような構成によれば、弾性表面波デバイスは、圧電単結晶材料として温度特性に優れた水晶を用いることから、周囲の温度変化に関わらず安定した共振周波数を得ることができる。 According to such a configuration, since the surface acoustic wave device uses a crystal having excellent temperature characteristics as the piezoelectric single crystal material, a stable resonance frequency can be obtained regardless of a change in ambient temperature.
[適用例5]上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記支持部材が固定される前記パッケージ内の前記固定部が、前記パッケージのベース部分であることが好ましい。 Application Example 5 In the surface acoustic wave device according to the application example, it is preferable that the fixing portion in the package to which the support member is fixed is a base portion of the package.
このような構成によれば、弾性表面波デバイスは、支持部材が固定されるパッケージ内の固定部が、パッケージのベース部分である。このことから、弾性表面波デバイスは、周囲の温度変化によりパッケージのベース部分及び支持部材が伸縮した際に、パッケージのベース部分と支持部材との線膨張係数の違いから両者間に応力が発生するが、この応力は、支持部材で吸収され弾性表面波素子片には伝わりにくい。これにより、弾性表面波デバイスは、周囲の温度変化に関わらず所定の共振周波数を精度良く維持することができる。 According to such a configuration, in the surface acoustic wave device, the fixed portion in the package to which the support member is fixed is the base portion of the package. For this reason, in the surface acoustic wave device, when the base portion of the package and the support member expand and contract due to changes in ambient temperature, stress is generated between the two due to the difference in the linear expansion coefficient between the base portion of the package and the support member. However, this stress is absorbed by the support member and hardly transmitted to the surface acoustic wave element. Thereby, the surface acoustic wave device can maintain a predetermined resonance frequency with high accuracy regardless of the ambient temperature change.
[適用例6]上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記弾性表面波デバイスは、前記パッケージ内に前記弾性表面波素子片と電気的に接続されている回路素子をさらに備え、前記支持部材が固定される前記パッケージ内の固定部が、前記回路素子の表面であることが好ましい。 Application Example 6 In the surface acoustic wave device according to the application example, the surface acoustic wave device further includes a circuit element electrically connected to the surface acoustic wave element piece in the package, and the support member It is preferable that the fixing portion in the package to which the is fixed is the surface of the circuit element.
このような構成によれば、弾性表面波デバイスは、支持部材が固定されるパッケージ内の固定部が、回路素子の表面である。このことから、弾性表面波デバイスは、周囲の温度変化により回路素子及び支持部材が伸縮した際に、回路素子と支持部材との線膨張係数の違いから両者間に応力が発生するが、この応力は、支持部材の中で吸収され弾性表面波素子片には伝わりにくい。これにより、弾性表面波デバイスは、周囲の温度変化に関わらず所定の共振周波数を精度良く維持することができる。 According to such a configuration, in the surface acoustic wave device, the fixing portion in the package to which the support member is fixed is the surface of the circuit element. From this, the surface acoustic wave device generates stress between the circuit element and the support member due to the difference in linear expansion coefficient between the circuit element and the support member when the circuit element and the support member expand and contract due to the ambient temperature change. Is absorbed in the support member and hardly propagates to the surface acoustic wave element. Thereby, the surface acoustic wave device can maintain a predetermined resonance frequency with high accuracy regardless of the ambient temperature change.
以下、弾性表面波デバイスの実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、弾性表面波デバイスの一例としての弾性表面波共振子の概略構成を示す構成図である。図1(a)は平面図、図1(b)は、図1(a)のA−A線での断面図である。なお、平面図では、理解を容易にするため構成部品の蓋部分を省略してある。
Hereinafter, an embodiment of a surface acoustic wave device will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a surface acoustic wave resonator as an example of a surface acoustic wave device. FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. In the plan view, the lid portion of the component is omitted for easy understanding.
図1に示すように、第1の実施形態の弾性表面波共振子1は、弾性表面波素子片10、支持部材としてのスペーサ20、パッケージ30、シームリング31、リッド32、などから構成されている。
As shown in FIG. 1, the surface acoustic wave resonator 1 according to the first embodiment includes a surface acoustic
弾性表面波素子片10は、圧電基板16、すだれ状電極11、反射器12a,12bなどから構成されている。
圧電基板16は、所定の厚みに研磨された圧電単結晶材料である水晶から、切削などにより略矩形の板状に形成されている。圧電基板16の一方の主面14には、一対のすだれ状電極11が形成され、一対のすだれ状電極11は、電極指を交互に噛み合わせて配置されている。すだれ状電極11の両端には、弾性表面波を反射する反射器12a,12bが形成されている。
また、圧電基板16の一方の主面14には、すだれ状電極11と反射器12aとを外部の端子と接続するためのボンディングパッド13a,13bが形成されている。すだれ状電極11、反射器12a,12b及びボンディングパッド13a,13bは、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの導電性に優れた材料により形成されている。なお本実施形態の場合、水晶を用いた圧電基板16の線膨張係数は、約13.8×10-6/℃である。
The surface acoustic
The
スペーサ20は、線膨張係数が圧電基板16の線膨張係数と近似または同一である圧電単結晶材料の水晶を用いて形成されている。また、スペーサ20は、略矩形の板状に形成されている。なお、図1(a)では、スペーサ20の平面サイズが弾性表面波素子片10より小さく表されているが、弾性表面波素子片10と同一または大きくてもよく、適宜設定される。
The
スペーサ20は、弾性表面波素子片10における圧電基板16の他方の主面15の一部に固定され、後述するパッケージ30内の固定部であるパッケージ30のベース部分としての底面33に固定されている。なお、圧電基板16の他方の主面15とスペーサ20とは接着剤50で固定され、スペーサ20とパッケージ30の底面33とは接着剤40で固定されている。接着剤40,50には、シリコーン系接着剤、ブタジエンゴム接着剤などの弾性を有する接着剤が用いられている。これらの接着剤は、弾性により、周囲の温度変化に伴い接着部に発生する応力の一部を吸収する効果を有する。なお、接着剤50の塗布範囲は、平面視で、弾性表面波素子片10のすだれ状電極11と重ならない範囲が好ましいが、これに限定するものではなくすだれ状電極11と重なる範囲にかかってもよい。
The
なお、スペーサ20のカットアングルは、弾性表面波素子片10の圧電基板16のカットアングルと同一であることが好ましい。これによれば、スペーサ20と圧電基板16との線膨張係数が同一となる。
The cut angle of the
パッケージ30は、セラミックグリーンシートを積層して焼成することにより形成されている。パッケージ30には、内部端子34a,34bが形成されている。内部端子34a,34bは、金属ワイヤ60のボンディングにより弾性表面波素子片10のボンディングパッド13a,13bと接続されている。また、内部端子34a,34bは、パッケージ30の外側に形成されている図示しない外部端子と接続されている。なお、セラミックグリーンシートを用いたパッケージ30の線膨張係数は、約7×10-6/℃である。
The
リッド32は、コバールなどの金属で形成されており、同じくコバールなどの金属で形成されたシームリング31とシーム溶接されている。パッケージ30はシームリング31を介してリッド32と接合され気密に封止されている。なお、パッケージ30の内部は、真空または窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが封入されている。
The
弾性表面波共振子1は、外部からパッケージ30の内部端子34a,34b、金属ワイヤ60,60、及び弾性表面波素子片10のボンディングパッド13a,13bを介して弾性表面波素子片10のすだれ状電極11に電気信号が印加されると、弾性表面波素子片10の圧電効果によってすだれ状電極11の電極指間に弾性表面波が励起される。具体的には、この弾性表面波は、弾性表面波素子片10上のすだれ状電極11が配置された領域で励起される。この励起された弾性表面波の共振周波数に応じた高周波信号が、ボンディングパッド13a,13b、金属ワイヤ60,60、及び内部端子34a,34bを介して外部に出力される。なお、反射器12aと反射器12bとの間が弾性表面波の励振領域となっている。
The surface acoustic wave resonator 1 has an interdigital shape of the surface acoustic
ここで、弾性表面波共振子1の周囲の温度が変化した場合、各構成部品は温度変化に伴い各構成部品を形成する材料の線膨張係数に応じて伸縮する。このとき、パッケージ30の線膨張係数(約7×10-6/℃)とパッケージ30の底面33に固定されているスペーサ20の線膨張係数(約13.8×10-6/℃)とが異なるため、両者間に伸縮の違いに伴う応力が発生する。この応力は、スペーサ20で吸収される。
Here, when the temperature around the surface acoustic wave resonator 1 changes, each component expands and contracts in accordance with the linear expansion coefficient of the material forming each component as the temperature changes. At this time, the linear expansion coefficient (about 7 × 10 −6 / ° C.) of the
一方、スペーサ20に固定されている弾性表面波素子片10の圧電基板16は、スペーサ20と同一材料、同一カットアングルである。このことから、周囲の温度が変化した場合でも両者の伸縮に差異は殆どなく、両者間に応力が発生しにくい。したがって、この応力に伴う弾性表面波素子片10の圧電基板16の変形は殆どない。
On the other hand, the
これらのことから、弾性表面波素子片10は、周囲の温度変化によるパッケージ30及びスペーサ20の伸縮に起因する周波数変化が発生しにくい。
これにより、第1の実施形態の弾性表面波共振子1は、周囲の温度変化に関わらず所定の共振周波数を精度良く維持することができる。
また、弾性表面波共振子1は、圧電基板16に圧電単結晶材料として温度特性に優れた水晶を用いていることから、周囲の温度変化に関わらず安定した共振周波数を得ることができる。
For these reasons, the surface acoustic
As a result, the surface acoustic wave resonator 1 according to the first embodiment can accurately maintain a predetermined resonance frequency regardless of a change in ambient temperature.
In addition, since the surface acoustic wave resonator 1 uses quartz having excellent temperature characteristics as the piezoelectric single crystal material for the
なお、上記第1の実施形態では、パッケージ30内のベース部分を底面33としたが、これに限定するものではなく、例えば、底面33から突出した段差部分、側面部分などスペーサ20が固定できる部分であれば、パッケージ30内のどの部分でもよい。
In the first embodiment, the base portion in the
(第2の実施形態)
図2は、弾性表面波デバイスの一例としての弾性表面波発振器の概略構成を示す構成図である。図2(a)は平面図、図2(b)は、図2(a)のB−B線での断面図である。なお、平面図では、理解を容易にするため構成部品の蓋部分を省略してある。また、第1の実施形態との共通部分には同じ符号を附している。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a surface acoustic wave oscillator as an example of a surface acoustic wave device. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2A. In the plan view, the lid portion of the component is omitted for easy understanding. Also, the same reference numerals are given to common parts with the first embodiment.
図2に示すように、第2の実施形態の弾性表面波発振器101は、弾性表面波素子片10、支持部材としてのスペーサ20、パッケージ130、シームリング131、リッド132、回路素子としてのIC(Integrated Circuit)70、などから構成されている。
As shown in FIG. 2, the surface
弾性表面波素子片10は、圧電基板16、すだれ状電極11、反射器12a,12bなどから構成されている。
圧電基板16は、所定の厚みに研磨された圧電単結晶材料である水晶から、切削などにより略矩形の板状に形成される。圧電基板16の一方の主面14には、一対のすだれ状電極11が形成され、一対のすだれ状電極11は、電極指を交互に噛み合わせて配置されている。すだれ状電極11の両端には、弾性表面波を反射する反射器12a,12bが形成されている。
また、圧電基板16の一方の主面14には、すだれ状電極11と反射器12aとを外部の端子と接続するためのボンディングパッド13a,13bが形成されている。すだれ状電極11、反射器12a,12b及びボンディングパッド13a,13bは、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの導電性に優れた材料により形成されている。なお本実施形態の場合、水晶を用いた圧電基板16の線膨張係数は、約13.8×10-6/℃である。
The surface acoustic
The
スペーサ20は、線膨張係数が圧電基板16の線膨張係数と近似または同一である圧電単結晶材料の水晶を用いて形成されている。また、スペーサ20は、略矩形の板状に形成されている。なお、図2(a)では、スペーサ20の平面サイズが弾性表面波素子片10より小さく表されているが、弾性表面波素子片10と同一または大きくてもよく、適宜設定される。
The
スペーサ20は、弾性表面波素子片10における圧電基板16の他方の主面15の一部に固定され、後述するパッケージ130内の固定部であるパッケージ130のベース部分としての底面133に固定されている。なお、圧電基板16の他方の主面15とスペーサ20とは接着剤50で固定され、スペーサ20とパッケージ130の底面133とは接着剤40で固定されている。接着剤40,50には、シリコーン系接着剤、ブタジエンゴム接着剤などの弾性を有する接着剤が用いられている。これらの接着剤は、弾性により、周囲の温度変化に伴い接着部に発生する応力の一部を吸収する効果を有する。なお、接着剤50の塗布範囲は、平面視で、弾性表面波素子片10のすだれ状電極11と重ならない範囲が好ましいが、これに限定するものではなくすだれ状電極11と重なる範囲にかかってもよい。
The
なお、スペーサ20のカットアングルは、弾性表面波素子片10の圧電基板16のカットアングルと同一であることが好ましい。これによれば、スペーサ20と圧電基板16との線膨張係数が同一となる。
The cut angle of the
パッケージ130は、セラミックグリーンシートを積層して焼成することにより形成されている。パッケージ130には、内部端子134a〜134dが形成され、金属ワイヤ60のボンディングにより内部端子134a,134bは、弾性表面波素子片10のボンディングパッド13a,13b及び後述するIC70と接続され、内部端子134c,134dは、IC70と接続されている。また、内部端子134c,134dは、パッケージ130の外側に形成されている図示しない外部端子と接続されている。なお、セラミックグリーンシートを用いたパッケージ130の線膨張係数は、約7×10-6/℃である。
The
リッド132は、コバールなどの金属で形成されており、同じくコバールなどの金属で形成されたシームリング131とシーム溶接されている。パッケージ130は、シームリング131を介してリッド132と接合され気密に封止されている。なお、パッケージ130の内部は、真空または窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが封入されている。
The
IC70は、シリコン基板などからなり、弾性表面波素子片10を励振する発振回路などが形成されている。IC70は、上述のようにパッケージ130の内部端子134a〜134dと接続されている。この接続により、IC70は、弾性表面波素子片10と電気的に接続される。IC70は、エポキシ系などの接着剤80により、パッケージ130の底面133に固定されている。
The
IC70は、外部からパッケージ130の内部端子134c,134dを介して接地電位及び電源電圧が印加されると、発振回路からパッケージ130の内部端子134a,134b、弾性表面波素子片10のボンディングパッド13a,13bを介して弾性表面波素子片10のすだれ状電極11に電気信号を印加する。これにより、弾性表面波素子片10の圧電効果によってすだれ状電極11が配置された領域に弾性表面波が励起される。この励起された弾性表面波の共振周波数に応じた発振信号が、IC70から外部に出力される。なお、反射器12aと反射器12bとの間が弾性表面波の励振領域となっている。
When the ground potential and the power supply voltage are applied from the outside via the
ここで、弾性表面波発振器101の周囲の温度が変化した場合、各構成部品は温度変化に伴い各構成部品を形成する材料の線膨張係数に応じて伸縮する。このとき、パッケージ130の線膨張係数(約7×10-6/℃)とパッケージ130の底面133に固定されているスペーサ20の線膨張係数(約13.8×10-6/℃)とが異なるため、両者間に伸縮の違いに伴う応力が発生する。この応力は、スペーサ20で吸収される。
Here, when the temperature around the surface
一方、スペーサ20が固定されている弾性表面波素子片10の圧電基板16は、スペーサ20と同一材料、同一カットアングルである。このことから、周囲の温度が変化した場合でも両者の伸縮に差異は殆どなく、両者間に応力が発生しにくい。したがって、この応力に伴う弾性表面波素子片10の圧電基板16の変形は殆どない。
On the other hand, the
これらのことから、弾性表面波素子片10は、周囲の温度変化によるパッケージ130及びスペーサ20の伸縮に起因する周波数変化が発生しにくい。
これにより、第2の実施形態の弾性表面波発振器101は、周囲の温度変化に関わらず所定の共振周波数を精度良く維持することができる。
また、弾性表面波発振器101は、圧電基板16に圧電単結晶材料として温度特性に優れた水晶を用いていることから、周囲の温度変化に関わらず安定した共振周波数を得ることができる。
For these reasons, the surface acoustic
As a result, the surface
In addition, since the surface
なお、上記第2の実施形態では、パッケージ130内のベース部分を底面133としたが、これに限定するものではなく、例えば、底面133から突出した段差部分、側面部分などスペーサ20が固定できる部分であれば、パッケージ130内のどの部分でもよい。
In the second embodiment, the base portion in the
ここで、第2の実施形態の弾性表面波発振器101における変形例を以下に説明する。なお、変形例はこれに限定するものではなく様々な態様が可能である。
(変形例1)
図3は、弾性表面波デバイスの一例としての弾性表面波発振器の概略構成を示す構成図である。図3(a)は平面図、図3(b)は、図3(a)のC−C線での断面図である。なお、平面図では、理解を容易にするため構成部品の蓋部分を省略してある。また、第2の実施形態との共通部分には同じ符号を附している。
Here, modifications of the surface
(Modification 1)
FIG. 3 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a surface acoustic wave oscillator as an example of a surface acoustic wave device. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 3A. In the plan view, the lid portion of the component is omitted for easy understanding. Also, the same reference numerals are given to the common parts with the second embodiment.
図3に示すように、第2の実施形態の変形例1である弾性表面波発振器201は、弾性表面波素子片10、支持部材としてのスペーサ120、パッケージ230、シームリング231、リッド232、回路素子としてのIC170などから構成されている。
As shown in FIG. 3, the surface
弾性表面波発振器201と第2の実施形態の弾性表面波発振器101との違いは、ICの位置である。弾性表面波発振器201では、スペーサ120の厚さをIC170の厚さより厚くして、弾性表面波素子片10とパッケージ230のベース部分としての底面233との間の隙間がIC170の厚さより大きくなるように形成されている。
The difference between the surface
これにより、IC170が、弾性表面波素子片10の下方で、パッケージ230の底面233の平面視で、弾性表面波素子片10と一部が重なる位置に配置可能となる。IC170は、接着剤80によりパッケージ230の底面233に固定され、弾性表面波素子片10と重ならない領域で、金属ワイヤ60のボンディングによりパッケージ230の内部端子234a〜234dと接続されている。
弾性表面波発振器201のその他の構成については、第2の実施形態の弾性表面波発振器101と同様であるので説明は省略する。
As a result, the
Since the other configuration of the surface
このような構成にすることで、弾性表面波発振器201は、第2の実施形態と同様の効果に加えて下記の効果がある。
弾性表面波発振器201は、上述したように、IC170が、弾性表面波素子片10の下方で、パッケージ230の底面233の平面視で、弾性表面波素子片10と一部が重なる位置に配置されている。これにより、弾性表面波発振器201は、第2の実施形態の弾性表面波発振器101のようなIC70と弾性表面波素子片10とが平面視で重ならない配置と比較して、パッケージ230内のスペースが効率よく使用されることで、パッケージ230の平面サイズを小さくすることができる。したがって、弾性表面波発振器201は、平面サイズを小型化することが可能である。
With such a configuration, the surface
As described above, in the surface
(変形例2)
図4は、弾性表面波デバイスの一例としての弾性表面波発振器の概略構成を示す構成図である。図4(a)は平面図、図4(b)は、図4(a)のD−D線での断面図である。なお、平面図では、理解を容易にするため構成部品の蓋部分を省略してある。また、第2の実施形態との共通部分には同じ符号を附している。
(Modification 2)
FIG. 4 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a surface acoustic wave oscillator as an example of a surface acoustic wave device. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. 4A. In the plan view, the lid portion of the component is omitted for easy understanding. Also, the same reference numerals are given to the common parts with the second embodiment.
図4に示すように、第2の実施形態の変形例2である弾性表面波発振器301は、弾性表面波素子片10、支持部材としてのスペーサ220、パッケージ330、シームリング331、リッド332、回路素子としてのIC270などから構成されている。
As shown in FIG. 4, the surface
弾性表面波発振器301と第2の実施形態の弾性表面波発振器101との違いは、ICの搭載場所である。弾性表面波発振器301では、スペーサ220の平面サイズが図4(a)に示すように、弾性表面波素子片10及びIC270を搭載できる大きさに形成されている。これにより、弾性表面波発振器301は、弾性表面波素子片10と並んでIC270が、スペーサ220上に搭載されている。スペーサ220は、パッケージ330のベース部分としての底面333に接着剤40で固定され、IC270は、接着剤80によりスペーサ220に固定されている。IC270は、金属ワイヤ60のボンディングによりパッケージ330の内部端子334a,334b及び弾性表面波素子片10のボンディングパッド13a,13bと接続されている。
The difference between the surface
このような構成にすることで、弾性表面波発振器301は、第2の実施形態と同様の効果に加えて下記の効果がある。
弾性表面波発振器301は、上述したように、弾性表面波素子片10と並んでIC270が、スペーサ220上に搭載されている。これにより、弾性表面波発振器301は、図4(b)に示すように、IC270と弾性表面波素子片10との段差を少なくすることができる。このことから、弾性表面波発振器301は、IC270と弾性表面波素子片10のボンディングパッド13a,13bとを、金属ワイヤ60のボンディングにより接続する際に、ボンディング作業を容易に行うことができる。
With this configuration, the surface
In the surface
(第3の実施形態)
図5は、弾性表面波デバイスの一例としての弾性表面波発振器の概略構成を示す構成図である。図5(a)は平面図、図5(b)は、図5(a)のE−E線での断面図である。なお、平面図では、理解を容易にするため構成部品の蓋部分を省略してある。また、第2の実施形態との共通部分には同じ符号を附している。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a surface acoustic wave oscillator as an example of a surface acoustic wave device. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 5A. In the plan view, the lid portion of the component is omitted for easy understanding. Also, the same reference numerals are given to the common parts with the second embodiment.
図5に示すように、第3の実施形態の弾性表面波発振器401は、弾性表面波素子片10、スペーサ20、パッケージ430、シームリング431、リッド432、回路素子としてのIC370などから構成されている。
As shown in FIG. 5, the surface
第3の実施形態の弾性表面波発振器401と第2の実施形態の弾性表面波発振器101との違いは、圧電基板16の他方の主面15の一部に固定されるスペーサ20が、パッケージ430内の固定部としてのIC370の表面371に固定されていることである。以下、第2の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
The difference between the surface
IC370は、シリコン基板などからなり、弾性表面波素子片10を励振する発振回路などが形成され、接着剤80によりパッケージ430の底面433に固定されている。IC370は、金属ワイヤ60のボンディングにより弾性表面波素子片10のボンディングパッド13a,13b及びパッケージ430の内部端子434a,434bと接続されている。この接続により、IC370は、弾性表面波素子片10と電気的に接続される。また、内部端子434a,434bは、パッケージ430の外側に形成されている図示しない外部端子と接続されている。なお、IC370の線膨張係数は、約2.5×10-6/℃である。
上述のように、IC370の表面371には、スペーサ20が接着剤40により固定されている。
The
As described above, the
このように、圧電基板16の他方の主面15の一部に固定されるスペーサ20とIC370とを重ねて配置することにより、弾性表面波発振器401は、パッケージ430内のスペースが効率的に使用されることで、平面サイズを小型化することが可能となる。
Thus, by arranging the
ここで、弾性表面波発振器401の周囲の温度が変化した場合、各構成部品は温度変化に伴い各構成部品を形成する材料の線膨張係数に応じて伸縮する。このとき、IC370の線膨張係数(約2.5×10-6/℃)とIC370の表面371に固定されているスペーサ20の線膨張係数(約13.8×10-6/℃)とが異なるため、両者間に伸縮の違いに伴う応力が発生する。この応力は、スペーサ20で吸収される。
Here, when the temperature around the surface
一方、スペーサ20が固定されている弾性表面波素子片10の圧電基板16は、スペーサ20と同一材料、同一カットアングルである。このことから、周囲の温度が変化した場合でも両者の伸縮に差異は殆どなく、両者間に応力が発生しにくい。したがって、この応力に伴う弾性表面波素子片10の圧電基板16の変形は殆どない。
On the other hand, the
これらのことから、弾性表面波素子片10は、周囲の温度変化によるIC370及びスペーサ20の伸縮に起因する周波数変化が発生しにくい。
これにより、第3の実施形態の弾性表面波発振器401は、周囲の温度変化に関わらず所定の共振周波数を精度良く維持することができる。
また、弾性表面波発振器401は、圧電基板16に圧電単結晶材料として温度特性に優れた水晶を用いていることから、周囲の温度変化に関わらず安定した共振周波数を得ることができる。
For these reasons, the surface acoustic
As a result, the surface
Further, since the surface
なお、上記の各実施形態では、弾性表面波素子片10の圧電基板16の材料を水晶としたが水晶に限定するものではなく、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料でもよい。このとき、スペーサ20,120,220は、圧電基板16の材料と線膨張係数が近似または同一の材料であればよい。
また、上記の各実施形態では、圧電基板16とスペーサ20,120,220との固定、第1、第2の実施形態では、スペーサ20,120,220とパッケージ30,130,230,330との固定を接着剤40,50で行ったが、半田付けで行ってもよい。
In each of the embodiments described above, the material of the
In each of the above embodiments, the
1…弾性表面波デバイスとしての弾性表面波共振子、10…弾性表面波素子片、11…すだれ状電極、12a,12b…反射器、14…圧電基板の一方の主面、15…圧電基板の他方の主面、16…圧電基板、20,120,220…支持部材としてのスペーサ、30,130,230,330,430…パッケージ、33,133,233,333…パッケージのベース部分としての底面、70,170,270,370…回路素子としてのIC、371…パッケージの固定部としてのIC370の表面、101,201,301,401…弾性表面波デバイスとしての弾性表面波発振器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Surface acoustic wave resonator as surface acoustic wave device, 10 ... Surface acoustic wave element piece, 11 ... Interdigital electrode, 12a, 12b ... Reflector, 14 ... One main surface of piezoelectric substrate, 15 ... Piezoelectric substrate The other main surface, 16 ... piezoelectric substrate, 20, 120, 220 ... spacer as a support member, 30, 130, 230, 330, 430 ... package, 33, 133, 233, 333 ... bottom surface as a base part of the package, 70, 170, 270, 370... IC as a circuit element, 371... Surface of
Claims (6)
前記弾性表面波素子片における前記圧電基板の他方の主面の一部に固定される支持部材と、
前記弾性表面波素子片及び前記支持部材が収納されるパッケージと、を備え、
前記支持部材の線膨張係数が、前記圧電基板の線膨張係数と近似または同一であり、前記支持部材が、前記パッケージ内の固定部に固定されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。 A surface acoustic wave element in which interdigital electrodes are formed on one main surface of the piezoelectric substrate;
A support member fixed to a part of the other main surface of the piezoelectric substrate in the surface acoustic wave element piece;
A package in which the surface acoustic wave element piece and the support member are housed,
The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein a linear expansion coefficient of the support member is approximately or the same as a linear expansion coefficient of the piezoelectric substrate, and the support member is fixed to a fixing portion in the package.
前記支持部材が固定される前記パッケージ内の固定部が、前記回路素子の表面であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の弾性表面波デバイス。 The surface acoustic wave device further includes a circuit element electrically connected to the surface acoustic wave element piece in the package,
The surface acoustic wave device according to any one of claims 1 to 4, wherein a fixing portion in the package to which the support member is fixed is a surface of the circuit element.
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