JP2009188600A - 弾性表面波素子片、および弾性表面波デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】弾性表面波の伝播領域に外部からの応力の影響を与えることなくパッケージ容器に強固に接合することが可能な弾性表面波素子片、およびそれを用いた弾性表面波デバイスを提供する。
【解決手段】ＳＡＷ素子チップ１０は、略矩形板状の圧電基板１１上に、ＩＤＴ電極１２と、反射器１３と、ＩＤＴ電極１２に接続された一対のボンディングパッド１９ａ，１９ｂが備えられ、ＩＤＴ電極１２および反射器１３が形成された領域の直下に空隙が形成されるように、一方の主面１４と平行に切り込むことにより形成された凹陥部１７を有している。この凹陥部１７により、ＳＡＷ素子チップ１０は、圧電基板１１の他方の主面１５側の保持基板部１１Ｂと、圧電基板１１の一方の主面１４側に略水平に突設された自由端部を有するＳＡＷ素子基板部１１Ａと、保持基板部１１ＢおよびＳＡＷ素子基板部１１Ａを連結する基端部１１Ｃと、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、弾性表面波素子片、および弾性表面波デバイスに関するものである。

従来より、携帯電話などの移動体通信用端末や車載用機器などの部品において、共振子や帯域フィルタ等として、圧電基板の表面に形成したＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極により圧電基板の表面に弾性表面波を励振させたり、弾性表面波を検出したりするように構成された弾性表面波素子片（以下「ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）素子片」という）、およびそのＳＡＷ素子片を用いた弾性表面波デバイス（以下「ＳＡＷデバイス」という）が使用されている。ＳＡＷ素子片は、水晶やニオブ酸リチウムあるいはタンタル酸リチウムなどの圧電材料からなる圧電基板上に、ＩＤＴ電極とボンディングパッドとが少なくとも設けられた素子片として形成され、ボンディングパッドを介して印加される交流電圧をＩＤＴ電極が弾性表面波に変換させることにより、該素子片の表面に沿って表面波が伝播するものである。

ＳＡＷ素子片をパッケージ容器へ接合して実装する際には、ＳＡＷ素子片を接合する接着剤の硬化収縮によりＩＤＴ電極に応力がかかり、また、パッケージ容器にリッドをシーム溶接等により接合するとパッケージ容器全体が反り曲がり、これによりパッケージ容器に接合されたＳＡＷ素子片のＩＤＴ電極に応力がかかる。そして、これらの応力により、ＳＡＷ素子片の周波数特性が変動することが知られている。近年、パッケージ容器に対するＳＡＷ素子片の小型化のみならず低背化が要求され、これに応じてチップも薄くする必要があり、薄くするほどチップ下面からの応力が上面にあるＩＤＴ電極に及ぶ応力の悪影響が顕著になる。
このような問題を回避するため、圧電基板のＩＤＴ電極の真下を避けた位置に応力を緩和する切り欠き部を設け、ＩＤＴ電極へ直接応力がかからないようにしたＳＡＷ素子片、および、それを用いたＳＡＷデバイスが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１のＳＡＷデバイス（弾性表面波装置）に用いられるＳＡＷ素子片（弾性表面波チップ）は、圧電基板の一方の主面に、複数の電極指が等間隔ピッチにて交差されてなるＩＤＴ電極、および該ＩＤＴ電極に接続されたボンディングパッドが少なくとも設けられている。また、ＳＡＷ素子片の一方の主面と対向する面には、ＩＤＴ電極の形成領域と平面視で重ならない領域に任意の深さの切り欠き部が形成されている。このＳＡＷ素子片は、前記一方の主面と対向する面において、前記切り欠き部により画定されるＩＤＴ電極の形成領域と平面視で重ならない領域に塗布した接着剤により、パッケージ容器（容器）の凹底部に接着・固定され、ボンディングパッドとパッケージ容器とがボンディングワイヤにより接続されている。そして、パッケージ容器の上方にリッド（カバー）が接合されることにより、パッケージ容器の内部に接合されたＳＡＷ素子片が気密に封止されている。
このような構成のＳＡＷデバイスとすることにより、接着剤硬化時の応力やパッケージ容器の熱膨張あるいは熱収縮応力などを切り欠き部に集中させて弾性表面波の伝播領域への波及を防止することによって、周波数の変化を抑えて安定した周波数特性が得られる構成となっている。

特開平６−１６４３０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のＳＡＷデバイスでは、接着剤によりパッケージ容器に接合するＳＡＷ素子片の接合領域が、切り欠き部により画定されたＳＡＷ素子片の一端部分に限られるので、接着剤の量が十分に確保できずに接合強度が得られ難い。特に、近年、移動体通信機器をはじめとした電子機器の小型化への要求がますます高まっているのに伴ってＳＡＷ素子片の小型化が進むにつれ、ＳＡＷ素子片においてＩＤＴ電極の形成領域が占める割合が増してＳＡＷ素子片の接合領域はさらに小さくなるので、接合強度が顕著に低下する要因となり得る。このため、パッケージ容器内にＳＡＷ素子片を接合したＳＡＷデバイスにおいて、振動や落下などの衝撃によりＳＡＷ素子片とパッケージ容器との接合部分に加わるストレスによってＳＡＷ素子片がパッケージ容器から脱落する虞があるなど、ＳＡＷデバイスの耐衝撃性が確保できないという問題があった。
また、特許文献１に記載のＳＡＷデバイスでは、外部応力を緩和させる切り込み部や接着剤による接合領域の位置と、ボンディングパッドの設置位置との位置関係が明確に規定されていない。パッケージ容器にＳＡＷ素子片を接合した後にワイヤボンディングによる実装を行う際に、ＳＡＷ素子片のボンディングパッドの直下に、切り込み部や、パッケージ容器に接合されずに密着していない部分が存在すると、ワイヤボンディングする際のボンディングパッド直下の剛性が確保できないため、ボンディングワイヤ接合用の超音波がボンディングパッド直下から漏れることによりボンダビリティが低下し、安定したボンディングができないという問題があった。

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。

〔適用例１〕本適用例の弾性表面波素子片は、略矩形板状の圧電基板の一方の主面に、複数の電極指が交差されてなるＩＤＴ電極、および該ＩＤＴ電極に接続されたボンディングパッドが少なくとも設けられた弾性表面波素子片であって、前記圧電基板は、少なくとも前記ＩＤＴ電極が形成された領域の直下に空隙が形成されるように前記一方の主面と平行に切り込むことによって形成された凹陥部を有し、該凹陥部により、前記一方の主面と対向する他方の主面側に所定の厚みを有する台座として設けられた保持基板部と、前記一方の主面側に所定の厚みを有して略水平に突設された自由端部を有する弾性表面波素子基板部と、前記凹陥部と異なる部分であって前記保持基板部および前記弾性表面波素子基板部を連結する基端部と、が形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、弾性表面波の伝播領域である弾性表面波素子基板部が、基端部を介して保持基板部に片持ち支持された態様となり、外部から保持基板部にかかる応力が弾性表面波素子基板部にまで及びにくくなっている。また、弾性表面波素子片をパッケージ容器に接合する際に、保持基板部全体を強固に接着しても、弾性表面波素子基板部の振動特性に影響を与えることがない。したがって、振動や落下などの耐衝撃性に優れた弾性表面波デバイスを構成することが可能な弾性表面波素子片を提供することができる。

〔適用例２〕上記適用例にかかる弾性表面波素子片において、前記ボンディングパッドが前記基端部上に設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、パッケージ容器に弾性表面波素子片を接合してから、ワイヤボンディングにより実装する際に、ボンディングパッドのボンディングワイヤを接合する部分の直下からパッケージ容器の凹底部分までの領域は一定の剛性が確保され、ボンディングワイヤ接合時の超音波のボンディングパッド直下からの漏れが軽減される。これにより、弾性表面波素子片に対するボンディングワイヤのボンダビリティの低下を防ぐことができ、安定したボンディングを実現することができる。

〔適用例３〕上記適用例にかかる弾性表面波素子片において、片持ち支持された前記弾性表面波素子基板部の前記自由端部の厚みが、前記ＩＤＴ電極の前記電極指の等間隔ピッチの２倍以上であることを特徴とする。

ＩＤＴ電極の電極指の電極間ピッチの２ピッチ分は、励振される弾性表面波の波長λに相当し、例えばレイリー波は、ＩＤＴ電極が形成される圧電基板の厚みがλであるときに、その圧電基板内に波動エネルギーが９０％以上集中することが知られている。したがって、上記構成の弾性表面波素子片によれば、十分な振動特性を有する弾性表面波素子片を提供することができる。

〔適用例４〕上記適用例にかかる弾性表面波素子片において、前記保持基板部の前記凹陥部側に、片持ち支持された前記弾性表面波素子基板部の前記自由端部の少なくとも前記ＩＤＴ電極の形成領域と平面視で重ならない領域を乗せることができる枕部を設けてなることを特徴とする。

この構成によれば、弾性表面波素子基板部の自由端部の上下振動を、弾性表面波の伝播領域に影響を与えることなく枕部により下から抑えることができる。これにより、弾性表面波素子片をパッケージ容器などに実装した後に、振動や落下などの衝撃によって生じた弾性表面波素子基板部の撓み振動を抑制し、弾性表面波素子基板部に対する撓み応力を軽減することができる。

〔適用例５〕上記適用例にかかる弾性表面波素子片において、前記枕部が衝撃緩衝材になりうる弾性を有する絶縁材料からなり、且つ、前記自由端部に接合されて設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、枕部の弾性により弾性表面波素子基板部の自由端部に加わる応力を抑えた状態で、実装後に振動や落下などの衝撃によって生じた弾性表面波素子基板部の撓み振動をより抑制することができる。また、枕部を支持部として枕部上の自由端部にボンディングパッドを設けることも可能になるので、弾性表面波素子片のパッドレイアウトの自由度が広がる。

〔適用例６〕本適用例の弾性表面波デバイスは、略矩形板状の圧電基板の一方の主面に、複数の電極指が交差されてなるＩＤＴ電極、および該ＩＤＴ電極に接続されたボンディングパッドが少なくとも設けられ、前記圧電基板は、少なくとも前記ＩＤＴ電極が形成された領域の直下に空隙が形成されるように前記一方の主面と平行に切り込むことによって形成された凹陥部を有し、該凹陥部により、前記一方の主面と対向する他方の主面側に所定の厚みを有する台座として設けられた保持基板部と、前記一方の主面側に所定の厚みを有して略水平に突設された自由端部を有する弾性表面波素子基板部と、前記凹陥部と異なる部分であって前記保持基板部および前記弾性表面波素子基板部を連結する基端部と、が形成されている弾性表面波素子片を、接着剤によりパッケージ容器に接合して実装したことを特徴とする。

この構成によれば、パッケージ容器に接合される弾性表面波素子片の弾性表面波素子基板部が基端部を介して保持基板部に片持ち支持された態様となり、保持基板部にかかる応力が弾性表面波素子基板部にまで及ばず、保持基板部からの応力を緩和することができる。これにより、接着剤の弾性などの物性を問わずに接合強度の高いものを選定することができ、また、接着剤の塗布位置（接合位置）を考慮しなくてもよく保持基板部の底部の全面に接着剤を塗布してパッケージ容器に接合することもできる。したがって、弾性表面波素子片を、弾性表面波素子基板部の振動特性に影響を与えることなくパッケージ容器に強固に接合することができるので、振動や落下などの耐衝撃性に優れた弾性表面波デバイスを提供することができる。

〔適用例７〕上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記ボンディングパッドが前記基端部上に設けられ、前記接着剤が少なくとも前記他方の主面の前記基端部直下に配置されてなることを特徴とする。

この構成によれば、ボンディングパッドの直下からパッケージ容器の凹底部分までの領域は一定の剛性が確保され、ボンディングワイヤ接合時の超音波のボンディングパッド直下からの漏れが軽減され、弾性表面波素子片に対するボンディングワイヤのボンダビリティの低下を防ぐことができ、安定したボンディングを実現することができる。したがって、耐衝撃性とともに信頼性の高い弾性表面波デバイスを提供することができる。

以下、弾性表面波素子片としてのＳＡＷ素子チップ、および該ＳＡＷ素子チップを実装した弾性表面波デバイスとしてのＳＡＷデバイスの一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、本実施形態のＳＡＷ素子チップを説明するものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
また、図２は、本実施形態のＳＡＷデバイスを説明するものであり、（ａ）は平面図、同図（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、（ａ）において、ＳＡＷデバイスの上部に配置されるリッドは、ＳＡＷデバイスの内部の構成を説明する便宜上図示を省略する。

〔ＳＡＷ素子チップ〕
図１（ａ）において、ＳＡＷ素子チップ１０は、略矩形板状の水晶などの圧電材料からなる圧電基板１１上に、ＩＤＴ電極１２と、反射器１３と、ＩＤＴ電極１２に接続された一対のボンディングパッド１９ａ，１９ｂが備えられている。圧電基板１１は表裏に主面１４，１５（図１（ｂ）を参照）を有し、一方の主面１４上にＩＤＴ電極１２、反射器１３、およびボンディングパッド１９ａ，１９ｂが形成されている。

図１（ｂ）に示すように、圧電基板１１には、少なくともＩＤＴ電極１２および反射器１３が形成された領域の直下に空隙が形成されるように、一方の主面１４と平行に切り込むことにより形成された凹陥部１７を有している。この凹陥部１７により、ＳＡＷ素子チップ１０は、圧電基板１１の他方の主面１５側の所定の厚みを有する保持基板部１１Ｂと、圧電基板１１の一方の主面１４側に所定の厚みを有して略水平に突設された自由端部を有する弾性表面波素子基板部としてのＳＡＷ素子基板部１１Ａと、保持基板部１１ＢおよびＳＡＷ素子基板部１１Ａを連結する基端部１１Ｃと、を有している。すなわち、ＳＡＷ素子チップ１０において、弾性表面波の伝播領域を含むＳＡＷ素子基板部１１Ａは、保持基板部１１Ｂ上に基端部１１Ｃを介して片持ち支持された態様で備えられている。
なお、本実施形態では、主面１４および主面１５が略平行であって、且つ、凹陥部１７のＳＡＷ素子基板部１１Ａ側および保持基板部１１Ｂ側の面がそれぞれ主面１４または主面１５と平行であって、ＳＡＷ素子基板部１１Ａおよび保持基板部１１Ｂが均一な厚みを有している例を説明するが、これに限らず、ＳＡＷ素子基板部１１Ａおよび保持基板部１１Ｂの厚みは必ずしも均等でなくてもよい。

図１（ａ）に示すように、ＳＡＷ素子基板部１１Ａ上のＩＤＴ電極１２は二つの櫛型の交差指電極を有し、一方の交差指電極のバスバーに連結された複数の電極指１２ａと、他方の交差指電極のバスバーに連結された複数の電極指１２ｂとが、向かい合って互いに接触しないように配置されて形成されている。ＩＤＴ電極１２は、本実施形態ではアルミニウム（Ａｌ）で形成され、二つの交差指電極の電極指１２ａと電極指１２ｂのそれぞれに逆相の電圧が印加されることで弾性表面波を励振できるように構成されている。

ボンディングパッド１９ａ，１９ｂは、圧電基板１１の凹陥部１７と平面視で重ならない領域である基端部１１Ｃ上に設けられ、圧電基板１１の厚み方向全体で支持されている。これにより、ＳＡＷ素子チップ１０を後述するパッケージ容器２０に接合した後にワイヤボンディングにより実装する際に、ボンディングパッド１９ａ，１９ｂのボンディングワイヤを接合する部分の直下からパッケージ容器２０との接合部分までの領域は一定の剛性が確保される。したがって、ボンディングワイヤ接合時の超音波のボンディングパッド１９ａ，１９ｂ直下からの漏れが軽減されることによりボンダビリティの低下を防ぐことができ、安定したワイヤボンディングを実現することができる。
また、本実施形態では、ボンディングパッド１９ａは、電極間配線１８ａによりＩＤＴ電極１２の一方の電極指１２ａを連結するバスバーに接続され、ボンディングパッド１９ｂは、電極間配線１８ｂによりＩＤＴ電極１２の他方の電極指１２ｂを連結するバスバーに接続されている。

反射器１３は、ＩＤＴ電極１２を挟んだ両側に配置されて形成され、ＳＡＷ素子基板部１１Ａ上においてＩＤＴ電極１２から伝搬された弾性表面波を反射器１３で反射させて、ＳＡＷ素子基板部１１Ａの中央部にエネルギーを封じ込める役目を果たしている。なお、本実施形態では反射器１３もＩＤＴ電極１２と同様にアルミニウム（Ａｌ）で形成されている。

図１（ｂ）に示すように、ＩＤＴ電極１２における電極指１２ａと電極指１２ｂ間の距離はピッチＰにて形成され、励振される弾性表面波の波長λはλ＝２Ｐの関係になる。また、ＩＤＴ電極１２は厚みＨにて形成されている。
また、ＳＡＷ素子基板部１１Ａの厚みｔは、例えば、弾性表面波の１波長（λ）以上の厚みに設定されている。このようにすれば、弾性表面波素子片（本実施形態ではＳＡＷ素子チップ１０）において、励振される弾性表面波が例えばレイリー波の場合、ＩＤＴ電極が形成された圧電基板（本実施形態ではＳＡＷ素子基板部１１Ａ）の厚みがλであるときに、圧電基板内に波動エネルギーが９０％以上集中することが知られており、圧電基板（ＳＡＷ素子基板部１１Ａ）の厚みがλ以上であれば、十分な振動特性を発揮できるので好ましい。
なお、弾性表面波素子片（ＳＡＷ素子チップ１０）における波動エネルギーは、ＩＤＴ電極が形成された圧電基板（ＳＡＷ素子基板部１１Ａ）の厚み５λ以内に略１００％が集中されることが知られているので、ＳＡＷ素子基板部１１Ａの厚みは、１λ〜５λの範囲にてなるべく厚くすることがより好ましい。
また、凹陥部５７の断面における空隙の大きさＴは、例えば２０λ〜５００λの範囲にて設定される。

次に、上述のＳＡＷ素子チップ１０の製造方法について説明する。
ＳＡＷ素子チップ１０の製造においては、まず、圧電基板１１の原版となるウェハ状の圧電基板ウェハ上に、複数のＳＡＷ素子チップ１０の原型となるＩＤＴ電極１２などの電極パターンが規則的にストライプ状に並ぶようにパターニングを施し、ダイシングすることにより複数のＳＡＷ素子チップ１０の原型を個片化したのち、各個片に凹陥部１７を形成することによってＳＡＷ素子チップ１０を得る。このようなＳＡＷ素子チップ１０の製造方法について以下に詳述する。

まず、圧電基板ウェハ上に、蒸着法あるいはスパッタリング法などにより、各電極パターンの形成用の金属材料を積層させてから、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングを施すことにより、ＩＤＴ電極１２、反射器１３、ボンディングパッド１９ａ，１９ｂ、および電極間配線１８ａ，１８ｂからなるＳＡＷ素子チップ１０の電極パターンを規則的に並べて複数形成する。ＩＤＴ電極１２、反射器１３、ボンディングパッド１９ａ，１９ｂ、および電極間配線１８ａ，１８ｂからなる電極パターンのうち、ＩＤＴ電極１２および反射器１３および電極間配線１８ａ，１８ｂは、アルミニウム（Ａｌ）等の金属パターンによって形成するとよい。また、ボンディングパッド１９ａ，１９ｂは、例えばクロム（Ｃｒ）被覆した上に金（Ａｕ）を被覆したもの（Ｃｒ／Ａｕ）や、金と錫（Ｓｎ）との合金（ＡｕＳｎ）等の金属パターンによって別途形成してもよい。また前記電極パターン生成後に、ＳｉＯ₂などのシリコン酸化膜や陽極酸化等の薄膜により電極パターンの上に保護膜を形成してもよく、このようにすると、導電性異物が付着した場合の電極間ショートなどが防止できるので好ましい。

次に、上記の各電極パターンを形成した圧電基板ウェハを、ダイシングして各ＳＡＷ素子チップ１０の電極パターンごとに個片化することによりＳＡＷ素子チップ１０の原型を得る。

次に、個片化されたＳＡＷ素子チップ１０の原型の圧電基板１１に切り込むことにより凹陥部１７を形成する。圧電基板１１に切り込みを形成するエッチング方法としては、エッチングの異方性に優れた反応性イオンエッチング法（以下、「ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）」という）や集束イオンビーム（以下、「ＦＩＢ（Focused Ion Beam）」という）などのドライエッチング法が好ましい。

ＲＩＥは、プラズマ中にて例えばハロゲンガス（ＣＦ₄、ＣＣｌ₄など）を含む反応性ガスの活性種を、被加工材料である圧電基板１１の表面に反応させて揮発性を有する反応生成物（ＣＦ₄、ＣＣｌ₄などのハロゲンガスを用いた場合にはハロゲン化合物）を生成させ、これを圧電基板１１の表面から脱離させることによりエッチングするものである。なお、反応性ガスとして例えばＳＦ₆とＣ₄Ｆ₈を用いたＲＩＥによれば、ＳＦ₆が圧電基板１１をエッチングする役割を、また、Ｃ₄Ｆ₈がエッチング孔の側壁にポリマーの保護膜を形成する役割をそれぞれ担い、このエッチングと保護膜形成が交互に行われることによって圧電基板１１を略垂直方向に深くエッチングすることができるので、凹陥部１７の形成方法として好ましい。

また、凹陥部１７を形成する別のエッチング方法としてのＦＩＢは、例えばガリウム（Ｇａ）などのイオンを電界で加速したビームを数１００ｎｍ〜数ｎｍまで細く絞ったものである。ＦＩＢは、その集束されたイオンビームにより圧電基板１１の表面の原子をはじきとばして堀り進むので、ＲＩＥよりもさらに微細なエッチング加工が可能であるとともに、ＲＩＥのようにマスクを必要としないので、凹陥部１７となる切り込みを形成するエッチング方法としてより好ましい。

上記したいずれかのエッチング方法により凹陥部１７を形成する際には、ＳＡＷ素子チップ１０の原型の側壁側からイオンビームを照射してエッチングを行う。図１（ｂ）においては、紙面手前側から奥側の方向がイオンビームの照射方向となり、イオンビームを紙面上下方向あるいは左右方向に走査させながら圧電基板１１をエッチングしていくことにより凹陥部１７を形成することができる。
以上述べた工程を経て、圧電基板１１に形成された凹陥部１７により、弾性表面波の伝播領域であるＳＡＷ素子基板部１１Ａが、基端部１１Ｃを介して保持基板部１１Ｂに片持ち支持された態様のＳＡＷ素子チップ１０が得られる。

〔ＳＡＷデバイス〕
次に、上述のＳＡＷ素子チップ１０が実装されたＳＡＷデバイス１について説明する。
図２に示すように、ＳＡＷデバイス１は、パッケージ容器２０の凹部の凹底部分にＳＡＷ素子チップ１０が接着剤９１により接合され、さらに、ＳＡＷ素子チップ１０とパッケージ容器２０とがボンディングワイヤ９５により接続された状態で、パッケージ容器２０上にリッド２９が接合され、ＳＡＷ素子チップ１０がパッケージ容器２０内に気密に封止されている。

図２（ｂ）に示すように、パッケージ容器２０は、セラミックス絶縁材料などからなる略矩形の平板状の第１層基板２１、略矩形フレーム状の第２層基板２２、第３層基板２３、およびシールリング２４が、この順に積層されて形成されている。また、パッケージ容器２０の外底部分となる第１層基板２１の底面には図示しない実装端子が設けられている。
また、パッケージ容器２０には、ＳＡＷ素子チップ１０と接続するための複数の接続端子が設けられている。本実施形態では、パッケージ容器２０の凹部において、第２層基板２２により形成される段差上に接続端子３２ａ，３２ｂが設けられ、各接続端子３２ａ，３２ｂは、第２層基板２２および第１層基板２１に形成された図示しない配線パターン、またはスルーホールなどの層内配線パターンにより、対応する前記実装端子にそれぞれ接続されている。
これらの各接続端子、実装端子、およびそれらを接続する配線パターンは、一般に、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属配線材料をセラミックス絶縁材料上にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などのめっきを施すことにより形成される。

パッケージ容器２０の凹部の凹底部分には、接着剤９１によりＳＡＷ素子チップ１０が接合されている。このとき、接着剤９１は、ＳＡＷ素子チップ１０のＩＤＴ電極１２などが形成された一方の主面と対向する主面の全面に塗布され、ＳＡＷ素子チップ１０を強固に接合している。このようにパッケージ容器２０に接合されたＳＡＷ素子チップ１０において、弾性表面波が伝播されるＳＡＷ素子基板部１１Ａは、接着剤９１により全面が強固に接合された保持基板部１１Ｂ上に基端部１１Ｃを介して片持ち支持された自由端部として設けられているので、外部から保持基板部１１Ｂを介して働く応力が及びにくい状態になっている。

上記のように、パッケージ容器２０に接合されたＳＡＷ素子チップ１０のボンディングパッド１９ａ，１９ｂと、パッケージ容器２０の対応する接続端子３２ａ，３２ｂとは、ボンディングワイヤ９５によりそれぞれ接続されている。ボンディングパッド１９ａ，１９ｂは、ＳＡＷ素子チップ１０の基端部１１Ｃ上に設けられ、また、基端部１１Ｃを含む圧電基板１１の底面（他方の主面）は接着剤９１により強固に接合されている。これにより、ボンディングワイヤ９５を接合する部分の直下からパッケージ容器２０までの領域は一定の剛性が確保され、ボンディングワイヤ接合時の超音波のボンディングパッド１９ａ，１９ｂ直下からの漏れが軽減されてボンダビリティの低下を防ぐことができることにより、安定したボンディングが実現される。

パッケージ容器２０の上側には、例えば金属製のリッド２９が、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金等をフレーム状に型抜きして形成されたシールリング２４を介してシーム溶接され、パッケージ容器２０内部に接合されたＳＡＷ素子チップ１０が気密に封止されている。

上記第１の実施形態のＳＡＷデバイス１によれば、パッケージ容器２０に接合されたＳＡＷ素子チップ１０の弾性表面波の伝播領域を含むＳＡＷ素子基板部１１Ａが、基端部１１Ｃを介して保持基板部１１Ｂに片持ち支持された自由端部として設けられ、保持基板部１１Ｂにかかる応力がＳＡＷ素子基板部１１Ａにまで及びにくい。これにより、パッケージ容器２０にＳＡＷ素子チップ１０を接合するために用いる接着剤９１には、弾性などの物性を問わずに接合強度の高いものを選定することができ、また、接着剤９１の塗布位置（接合位置）を考慮しなくてもよいので、保持基板部１１Ｂの底部の全面に接着剤９１を塗布してパッケージ容器２０に接合することができる。したがって、ＳＡＷ素子チップ１０を、ＳＡＷ素子基板部１１Ａの振動特性に影響を与えることなくパッケージ容器２０に強固に接合することにより、振動や落下などの耐衝撃性に優れたＳＡＷデバイス１を提供することができる。

（第２の実施形態）
次に、ＳＡＷ素子チップの第２の実施形態について図面を参照して説明する。図３は、上記第１の実施形態のＳＡＷ素子チップ１０の変形例を説明するものであり、図１（ｂ）のＳＡＷ素子チップ１０と同じ位置の断面を示す模式断面図である。なお、本第２の実施形態のＳＡＷ素子チップの構成のうち、上記実施形態と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。

図３において、ＳＡＷ素子チップ５０は、平面視で略矩形状の圧電基板５１の一方の主面５４上に、ＩＤＴ電極１２と、反射器１３と、ＩＤＴ電極１２に接続された一対のボンディングパッド１９ｂが備えられている。圧電基板５１には、少なくともＩＤＴ電極１２および反射器１３が形成された領域の直下に空隙が形成されるように、一方の主面５４と平行に切り込むことにより形成された凹陥部５７を有している。この凹陥部５７により、ＳＡＷ素子チップ５０において、一方の主面５４上に形成されたＩＤＴ電極１２および反射器１３の形成領域を含むＳＡＷ素子基板部５１Ａが、保持基板部５１Ｂ上に基端部５１Ｃを介して片持ち支持された自由端部として設けられている。

保持基板部５１Ｂの凹陥部５７側には、片持ち支持されたＳＡＷ素子基板部５１Ａの自由端部のＩＤＴ電極１２および反射器１３の形成領域と平面視で重ならない領域を乗せることが可能な突起部分である枕部５２が形成されている。本実施形態の枕部５２は、ＳＡＷ素子基板部５１Ａと接触しないように隙間を設けて形成され、枕部５２がＳＡＷ素子基板部５１Ａにおける定常動作時の弾性表面波の伝播を干渉しないようになっている。

上記第２の実施形態のＳＡＷ素子チップ５０によれば、自由端部を有するＳＡＷ素子基板部５１Ａの上下振動を、弾性表面波の伝播領域に影響を与えることなく枕部５２により下から抑えることができる。これにより、実装後に振動や落下などの衝撃によって生じたＳＡＷ素子基板部５１Ａの撓み振動を抑制し、ＳＡＷ素子基板部５１Ａに対する撓み応力を軽減することができるので、耐衝撃性の高いＳＡＷデバイスを構成することが可能なＳＡＷ素子チップ５０を提供することができる。

上記第１および第２の実施形態で説明したＳＡＷ素子チップ１０，５０は、以下の変形例として実施することも可能である。
（変形例１）
図４は、上記第１の実施形態のＳＡＷ素子チップ１０の変形例を説明するものであり、図１（ｂ）のＳＡＷ素子チップ１０と同じ位置の断面を示す模式断面図である。なお、本変形例のＳＡＷ素子チップの構成のうち、圧電基板の凹陥部に支持体を設けること以外は上記第１の実施形態と同一であるため、上記第１の実施形態と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。

図４において、ＳＡＷ素子チップ６０は、略矩形板状の圧電基板１１の一方の主面１４上に、ＩＤＴ電極１２と、反射器１３と、ＩＤＴ電極１２に接続された一対のボンディングパッド１９ｂが備えられている。圧電基板１１は、少なくともＩＤＴ電極１２および反射器１３が形成された領域の直下に空隙が形成されるように、一方の主面１４と平行に切り込むことにより形成された凹陥部１７を有している。この凹陥部１７により、ＳＡＷ素子チップ６０において、一方の主面１４上に形成されたＩＤＴ電極１２および反射器１３の形成領域を含むＳＡＷ素子基板部１１Ａが、保持基板部１１Ｂ上に基端部１１Ｃを介して片持ち支持された自由端部として設けられている。

保持基板部１１Ｂの凹陥部１７側には、ＳＡＷ素子基板部１１Ａの弾性表面波の伝播に干渉しない程度の弾性を有する絶縁材料からなり、且つ、ＳＡＷ素子基板部１１Ａの自由端部のＩＤＴ電極１２および反射器１３の形成領域と平面視で重ならない領域に接合された枕部６２が形成されている。枕部６２は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド、あるいはシリコン系樹脂などの、衝撃緩衝材となりうる弾性を有したものを用いる。

この構成によれば、枕部６２の弾性により、自由端部を有するＳＡＷ素子基板部１１Ａに加わる応力を抑えた状態で、実装後に振動や落下などの衝撃によって生じたＳＡＷ素子基板部１１Ａの撓み振動をより抑制することができる。
また、枕部６２として、ＳＡＷ素子基板部１１Ａの定常動作時の振動特性に影響を与えない弾性の範囲内で比較的硬めの材料を用いることにより、枕部６２を支持部としてＳＡＷ素子基板部１１Ａ上にボンディングパッドを設けてワイヤボンディングすることも可能になり、この場合、ＳＡＷ素子チップのパッドレイアウト設計の自由度が広がる。

（変形例２）
上記第２の実施形態では、保持基板部５１Ｂの凹陥部５７側に、片持ち支持されたＳＡＷ素子基板部５１Ａの自由端部を乗せることが可能な枕部５２を保持基板部５１Ｂの突起部として一体形成した例を示した。これに限らず、保持基板部５１Ｂ上に圧電基板５１の材料とは別の材料からなる枕部を設ける構成としてもよい。
図５は、保持基板部上に樹脂からなる枕部を設けたＳＡＷ素子チップを説明するものであり、図１（ｂ）のＳＡＷ素子チップ１０と同じ位置の断面を示す模式断面図である。なお、本変形例のＳＡＷ素子チップの構成のうち、圧電基板の凹陥部に突起としての枕部を設けること以外は上記第１の実施形態と同一であるため、上記第１の実施形態と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、ＳＡＷ素子チップ７０は、ＩＤＴ電極１２および反射器１３を含む弾性表面波の伝播領域の直下に空隙が形成されるように、一方の主面１４と平行に切り込むことにより形成された凹陥部１７を有し、この凹陥部１７により、ＳＡＷ素子基板部１１Ａが、保持基板部１１Ｂ上に基端部１１Ｃを介して片持ち支持された自由端部として設けられている。

保持基板部１１Ｂの凹陥部１７側には、片持ち支持されたＳＡＷ素子基板部１１Ａの自由端部のＩＤＴ電極１２および反射器１３の形成領域と平面視で重ならない領域を乗せることが可能な枕部７２が設けられている。枕部７２は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド、あるいはシリコン系樹脂などの、衝撃緩衝材となりうる弾性を有した絶縁性樹脂からなり、本実施形態では、ＳＡＷ素子基板部１１Ａと接触しないように隙間を空けて設けられ、枕部７２がＳＡＷ素子基板部１１Ａにおける定常動作時の振動特性に影響を与えないようになっている。

上記構成のＳＡＷ素子チップ７０によれば、実装後に振動や落下などの衝撃が加わった際に、ＳＡＷ素子基板部１１Ａに変位が生じて保持基板部１１Ｂに衝突することが避けられるとともに、枕部７２が緩衝材となって衝撃が緩和され、ＳＡＷ素子基板部１１Ａの破損が防止されるなど、耐衝撃性の向上に効果を奏する。

以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態およびその変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態および変形例で説明したＳＡＷ素子チップ１０，５０，６０，７０の圧電基板１１，５１には水晶を用いたが、これに限定されない。水晶以外に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、四ほう酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇）などの酸化物基板や、ガラス基板上に窒化アルミニウム、五酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）などの薄膜圧電材料を積層させて構成された圧電基板を用いることもできる。

また、上記実施形態では、ＳＡＷ素子チップ１０をセラミックなどからなるパッケージ容器２０に収容した態様のＳＡＷデバイス１について説明したが、これに限定されない。例えば、平板状の配線基板を基板として用いて、連続環状の封止材を介してリッドを接合した構成のパッケージ容器を用いたり、あるいは、ベース基板に所謂ＣＡＮケースを被せて密閉する構成のパッケージ容器を用いて、内部に接合したＳＡＷ素子チップ１０を気密に封止する構成としてもよい。

また、上記実施形態および変形例１，２では、ＳＡＷ素子片として、１ポート型のＳＡＷ素子チップ１０，５０，６０，７０を用いた例を説明した。これに限定されず、より高い周波数帯に利用可能な２ポート型のＳＡＷ素子チップであってもよく、この他、ＳＡＷフィルタ、あるいはセンサやコンボルバなどのＳＡＷ遅延素子などの、圧電基板上にＩＤＴ電極が形成されてなる他のＳＡＷデバイスであってもよい。また、上記ＳＡＷ素子チップ１０，５０，６０，７０において、反射器のない構成とすることもできる。

（ａ）は、第１の実施形態の弾性表面波素子片としてのＳＡＷ素子チップを説明する平面図、（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 （ａ）は、第１の実施形態の弾性表面波デバイスとしてのＳＡＷデバイスを説明する平面図、（ｂ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 第２の実施形態のＳＡＷ素子チップを説明する断面図。 ＳＡＷ素子チップの変形例１を説明する断面図。 ＳＡＷ素子チップの変形例２を説明する断面図。

符号の説明

１…弾性表面波デバイスとしてのＳＡＷデバイス、１０，５０，６０，７０…弾性表面波素子片としてのＳＡＷ素子チップ、１１，５１…圧電基板、１１Ａ，５１Ａ…弾性表面波素子基板部としてのＳＡＷ素子基板部、１１Ｂ，５１Ｂ…保持基板部、１１Ｃ，５１Ｃ…基端部、１２…ＩＤＴ電極、１２ａ，１２ｂ…電極指、１３…反射器、１４，１５…主面、１７，５７…凹陥部、１８ａ，１８ｂ…電極間配線、１９ａ，１９ｂ…ボンディングパッド、２０…パッケージ容器、２９…リッド、３２ａ，３２ｂ…接続端子、５２，６２，７２…枕部、９１…接着剤、９５…ボンディングワイヤ。

Claims (7)

1. 略矩形板状の圧電基板の一方の主面に、複数の電極指が交差されてなるＩＤＴ電極、および該ＩＤＴ電極に接続されたボンディングパッドが少なくとも設けられた弾性表面波素子片であって、
   前記圧電基板は、少なくとも前記ＩＤＴ電極が形成された領域の直下に空隙が形成されるように前記一方の主面と平行に切り込むことによって形成された凹陥部を有し、該凹陥部により、前記一方の主面と対向する他方の主面側に所定の厚みを有する台座として設けられた保持基板部と、前記一方の主面側に所定の厚みを有して略水平に突設された自由端部を有する弾性表面波素子基板部と、前記凹陥部と異なる部分であって前記保持基板部および前記弾性表面波素子基板部を連結する基端部と、が形成されていることを特徴とする弾性表面波素子片。
2. 請求項１に記載の弾性表面波素子片であって、
   前記ボンディングパッドが前記基端部上に設けられていることを特徴とする弾性表面波素子片。
3. 請求項１または２に記載の弾性表面波素子片であって、
   片持ち支持された前記弾性表面波素子基板部の前記自由端部の厚みが、前記ＩＤＴ電極の前記電極指の等間隔ピッチの２倍以上であることを特徴とする弾性表面波素子片。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の弾性表面波素子片であって、
   前記保持基板部の前記凹陥部側に、片持ち支持された前記弾性表面波素子基板部の前記自由端部の少なくとも前記ＩＤＴ電極の形成領域と平面視で重ならない領域を乗せることができる枕部を設けてなることを特徴とする弾性表面波素子片。
5. 請求項４に記載の弾性表面波素子片であって、
   前記枕部が衝撃緩衝材になりうる弾性を有する絶縁材料からなり、且つ、前記自由端部に接合されて設けられていることを特徴とする弾性表面波素子片。
6. 略矩形板状の圧電基板の一方の主面に、複数の電極指が交差されてなるＩＤＴ電極、および該ＩＤＴ電極に接続されたボンディングパッドが少なくとも設けられ、前記圧電基板は、少なくとも前記ＩＤＴ電極が形成された領域の直下に空隙が形成されるように前記一方の主面と平行に切り込むことによって形成された凹陥部を有し、該凹陥部により、前記一方の主面と対向する他方の主面側に所定の厚みを有する台座として設けられた保持基板部と、前記一方の主面側に所定の厚みを有して略水平に突設された自由端部を有する弾性表面波素子基板部と、前記凹陥部と異なる部分であって前記保持基板部および前記弾性表面波素子基板部を連結する基端部と、が形成されている弾性表面波素子片を、
   接着剤によりパッケージ容器に接合して実装したことを特徴とする弾性表面波デバイス。
7. 請求項６に記載の弾性表面波デバイスであって、
   前記ボンディングパッドが前記基端部上に設けられ、
   前記接着剤が少なくとも前記他方の主面の前記基端部直下に配置されてなることを特徴とする弾性表面波デバイス。

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