JP2673993B2 - 表面弾性波装置 - Google Patents

表面弾性波装置

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electrode
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博美 谷津田
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Japan Radio Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、表面弾性波装置に関し、特に表面弾性波装
置の改良に関する。
［従来の技術］ 従来から、SAWフィルタ等の表面弾性波装置は、VHF、
UHF等の帯域の無線機器等に多く用いられている。例え
ば800〜900MHzのSAWフィルタは、移動無線等の高周波回
路において用いられている。
第８図には、従来における表面弾性波装置の一例構
成、特にその断面が示されている。
この図に示される従来例では、表面弾性波素子10がキ
ャップ12及びベース14から構成されるパッケージ内に収
納されている。
すなわち、表面（図中上面）に、入力電極、出力電極
及び接地電極が形成され表面弾性を有する材料から形成
される表面弾性波素子10は、接着剤16により金属のベー
ス14に固定され、このベース14はキャップ12と嵌合・シ
ールされている。
また、この従来例はいわゆるリードタイプに属してい
る。すなわち、所定本数の金属のリードピン18がベース
14を貫通し、さらにパッケージ内部で金又は銅のワイヤ
20を介して表面弾性波素子10の電極に接続されている。
このリードピン18は、外部回路が形成されている基板に
スルーホール等の手段により接続される。
なお、ワイヤ20と表面弾性波素子10の電極の接続は、
ワイヤボンディングにより行われる。また、この必要か
ら表面弾性波素子10の電極は所定面積・形状の部分（パ
ッド）を有している。
近年においては、部品の表面実装の要求に応じ、この
従来例のようなリードタイプの表面弾性波装置の他、表
面実装タイプの表面弾性波装置が製造販売されている。
第９図には、表面実装タイプの従来例が示されてい
る。
この従来例に係る表面弾性波装置は、表面弾性波素子
10がセラミックのベース22とカバー24から構成される表
面実装用パッケージに収納される構成である。この場
合、表面弾性波素子10の上面に形成される電極は、ワイ
ヤボンディングにより接続されるワイヤ20を介してベー
ス22表面のパッドに接続される。
また、表面弾性波装置としては、入力電極及び出力電
極を複数個設けた構成が知られている。
第10図には、このような構成を有する多電極方式SAW
フィルタの一例構成が示されている。多電極方式SAWフ
ィルタは、800〜900MHz帯のSAWフィルタとして一般的な
構成であり、この図においては、特に、表面弾性波素子
上での電極配置が示されている。
すなわち、金属のベース14上に接着剤（図示せず）に
より固定された表面弾性波素子10の表面には、入力電極
26及び出力電極28が被着形成されており、これらは表面
弾性波素子10の表面に交互に配置されている。入力電極
26及び出力電極28の一端は、それぞれ集合接続されるパ
ターンを形成している。
入力電極26及び出力電極28の他端側には、同様に表面
弾性波素子10の表面に被着形成された接地電極30及び32
が配置されている。
このような電極26,28,30及び32のうち、入力電極26及
び出力電極28の集合接続に係る端は、ワイヤ20のボンデ
ィングによりリードピン18の端面に接続されている。ま
た、接地電極30及び32は、ワイヤ20のボンディングによ
りベース14に接続されている。なお、リードピン18とベ
ース14の電気的絶縁は、絶縁層34により保たれている。
ところで、電子部品のパッケージ方法としては、第11
図に示される半田バンプによるフェースダウンボンディ
ングが知られている。
この方法は、IC等の電子部品を基板上に固着すると共
に樹脂被覆する方法である。例えば、印刷回路基板36の
表面に被着形成された導体38の所定位置に半田を含む金
属泡である半田バンプ40を載置し、この半田バンプ40が
引出電極（図示せず）の位置となるようIC基板42を位置
決めする。こののち、IC基板42を図中下方に押圧しかつ
半田が溶融するよう熱を加える等の手段で、IC基板42の
引出電極と印刷回路基板36の導体38とを半田バンプ40を
介して接続固定する。そして、エポキシ樹脂44によりモ
ールドして被覆を形成する。
このような方法は、表面実装を迅速に行う等の点で有
意な方法である。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の表面弾性波装置においては、パッケージ後の外
形寸法が大きくなるという問題点があった。すなわち、
第１及び第２の従来例のような構成の表面弾性波装置に
おいては、ワイヤボンディングを行うためにワイヤの長
さにゆとりが必要であり、表面弾性波素子の寸法にかか
わらずパッケージに一定の大きさが必要となってしま
う。また、ワイヤボンディングに係るパッドも一定の大
きさを必要とする。
例を挙げて説明すると、第９図においてパッケージの
各部寸法を LP＝LW＝LC＝0.5mm HW＝1.0mm HC＝0.5mm とすると、表面弾性波素子の寸法LT、HTに対してパッケ
ージの外形寸法Ｌ、Ｈは、 Ｌ＝LT＋２（LP＋LW＋LC） ＝LT＋3mm Ｈ＝HT＋HW＋HC ＝HT＋1.5mm となる。
従って、表面弾性波素子が、800〜900MHz帯のSAWフィ
ルタの一般的な寸法の一つである縦1mm×横2mm×厚0.5m
mを有する場合、パッケージ寸法は縦4mm×横5mm×厚2mm
程度にもなってしまう。
また、ワイヤボンディングはさらに高価格化の問題を
引き起こしている。これは、ワイヤボンディングに要す
る製造装置にボンディングの位置決めのため高精度が要
求され、この結果、高価な製造装置となってしまうため
である。また、多電極方式SAWフィルタにおいては、ボ
ンディングの点数が多くなり、ボンディングに係るワイ
ヤが金等から形成される高価な部材であるためさらに高
価格化が著しい。
本発明は、この様な問題点を解決することを課題とし
てなされたものであり、ワイヤボンディングによらずと
も表面弾性波素子の電極から電極を引き出すことが可能
であり、小型かつ安価な表面弾性波装置を提供すること
を目的とする。
［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、その片
面に電極が形成された表面弾性波素子と、この表面弾性
波素子を収納するための凹部を有する表面実装用パッケ
ージと、を備える表面弾性波装置において、上記凹部
が、信号入力用の入力パッドが形成された部分及び信号
出力用の出力パッドが形成された部分以外の部分が、入
力パッド及び出力パッドとの所定間隔部分を残しつつ、
接地のためのアースパッドにて全面にわたり覆われた底
面と、上記凹部に上記表面弾性波素子を収納する際に、
当該表面弾性波素子の電極を当該凹部の底面に形成され
たパッドに対し位置決めするための位置決めガイドとし
て使用される側壁と、を有することを特徴とする。
また本発明の請求項（２）は、電極とパッドを導電接
続するバンプが金を含むことを特徴とする。
請求項（３）は、表面実装用パッケージのパッド形成
面のうち、信号入力用の入力パッドが形成された部分又
は信号出力用の出力パッドが形成された部分と接地のた
めのアースパッドが形成された部分を橋絡する部分に、
入力パッド及び／又は出力パッドとアースパッドとを高
抵抗で電気的に接続する高抵抗パターンが形成されてい
ることを特徴とする。
請求項（４）は、高抵抗パターンの導電率がパッドの
導電率より小さいことを特徴とする。
請求項（５）は、表面実装用パッケージのパッド形成
面のうち、信号入力用の入力パッドが形成された部分又
は信号出力用の出力パッドが形成された部分と接地用の
アースパッドとを橋絡する部分に、入力パッド及び／又
は出力パッドとアースパッドとを所定のリアクタンスで
接続するリアクタンスパターンが形成されていることを
特徴とする。
そして、請求項（６）は、表面実装用パッケージが、
パッド形成面を有する第１の部分と、表面弾性波素子を
パッド方向に押圧する第２の部分と、を有することを特
徴とする。
［作用］ 本発明においては、まず、表面実装用パッケージに表
面弾性波素子を収納可能な凹部が設けられる。また、こ
の凹部の底面には、表面弾性波素子の電極と接続される
べきパッドが設けられる。この表面実装用パッケージの
凹部には、当該凹部の側壁を位置決めガイドとして使用
しながら、表面弾性波素子が収納される。従って、本発
明においては、パッドに対する表面弾性波素子の電極の
位置精度が、表面弾性波素子における電極の位置精度
と、凹部の側壁に対するパッドの位置精度及び収納作業
の際の作業精度によって定まる。また、一般に、表面弾
性波素子における電極の位置精度は高精度である。従っ
て、本発明においては、凹部の側壁を位置決めガイドと
して使用しながら収納するという簡便な手法によって、
比較的高い位置決め精度を得ることができる。さらに、
本発明においては、表面実装用パッケージのパッド形成
面のうち、入力パッド形成部分、出力パッド形成部分及
び両者の間隔部分を除く部分に、接地のためのアースパ
ッドが形成される。従って、電極とパッドの接続に係る
位置決めのうち接地電極に関する位置決めの方が不要と
なり、位置決め精度がより低くて済む。従って、製造装
置がより安価になる。
また、請求項（２）においては、電極とパッドとを導
電接続するバンプに金が含まれる。従って、当該導電接
続の際に熱膨張係数の差により発生する応力が緩和さ
れ、またその結果製品の接続品質が向上する。
請求項（３）においては、入力パッド又は出力パッド
とアースパッドとが、高抵抗パターンにより高抵抗で接
続される。これにより、温度変化等によって電極に発生
する電圧が放電され、電極の放電破壊が防止される。
請求項（４）においては、高抵抗パターンの導電率が
パッドの導電率より小さく設定される。これにより高抵
抗パターンの面積が小さくなる。
請求項（５）においては、入力パッド又は出力パッド
とアースパッドとが、リアクタンスパターンにより所定
のリアクタンスで接続される。これにより、入力側又は
出力側のインピーダンスが、表面弾性波装置内部でマッ
チングする。
そして、請求項（６）においては、表面実装用パッケ
ージの第２の部分により表面弾性波素子がパッド方向に
押圧される。これにより、表面弾性波素子の電極と表面
実装用パッケージのパッドとの接続がより確実になる。
［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例について図面に基づき説
明する。なお、第８図乃至第11図に示される従来例と同
様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
第１図には、本発明の第１実施例に係る表面弾性波装
置の構成が示されている。
この図に示される表面弾性波装置は、表面弾性波素子
46がセラミックのベース48及びカバー22から構成される
パッケージに収納された構成であり、表面実装タイプの
構成である。
この実施例の特徴とするところは、ベース48表面に、
表面弾性波素子46の電極に対応する位置となるようパッ
ドを設けたことである。
第２図には、この特徴、すなわちベース48表面におけ
るパッドの配置パターンが示されている。
この図においては、ベース48を第１図の上方から見た
形状が示されており、表面弾性波素子46が載置される位
置が破線で示されている。
ベース48は、第１図に示されているように表面弾性波
素子46を収納するための凹部を有している。この凹部に
は、第２図に示されるように、入力パッド50、出力パッ
ド52及びアースパッド54の被着形成されている。これら
のパッド50、52及び54は、所定の導電率を有する導体か
ら形成されている。また、入力パッド50とアースパッド
54、出力パッド52とアースパッド54の間には、導体が被
覆せずパッド間を絶縁区画するギャップ56が設けられて
いる。
パッド50、52及び54の表面には、表面弾性波素子46の
電極と対向する位置に金バンプ58が載置される。この金
バンプ58の上方から図中破線で示されるように表面弾性
波素子46を載置し、押圧・加熱等の手段により表面弾性
波素子46の電極と金バンプ58を接続することにより、本
実施例に係る表面弾性波装置が構成される。
この実施例において、表面弾性波装置の外観寸法を横
Ln×厚Hnとし、表面弾性波素子46の寸法を横Lt×厚Htと
する。すると、表面弾性波装置の横寸法Lnは、ベース48
の側壁の厚Lc、ベース48の側壁と表面弾性波素子46との
間隔Lgをどれだけ見込むかにより決定される。すなわ
ち、 Ln＝Lt＋２（Lc＋Lg） また、表面弾性波装置の厚Hnは、ベース48の底部の厚
Hc、金バンプ58の表面弾性波素子46固定時の高さHb、表
面弾性波素子46とカバー22の間隔Hgにより決定される。
すなわち、 Hn＝Ht＋Hc＋Hb＋Hg これらの式に、例えば Lc＝0.5mm Lg＝0.1mm Hc＝0.5mm Hb＝0.1mm Hg＝0.2mm を代入すると、 Ln＝Lt＋1.2mm Hn＝Ht＋0.8mm となる。なお、ここで用いた数値のうち、Lc、Hcは第２
の従来例と同一の数値であり、他のLg、Hb、Hgは従来の
フェースダウンボンディングの経験などから設定した数
値である。
従って、先に計算した第２従来例の場合に比べ、Lnで
1.8mm、Hnで0.7mm小さくなる。
このように、本実施例においては、表面弾性波素子46
の電極とベース48のパッド50、52及び54とを対向配置さ
せるようにしたため、ワイヤボンディングの廃止により
ワイヤの引き回し等による空間が排除され、従来より小
型となる。特に、多電極方式SAWフィルタの場合には、
高価な金ワイヤを多数用いる必要がなくなり、安価とな
る。
また、フェースダウンボンディングにより接続するよ
うにしたため、他の分野で用いられている技術の一部転
用が可能である。
さらに、金バンプ58を用いるようにしたため、熱膨張
係数の相違による応力、すなわち急激な温度変化に伴っ
て発生し接触劣化の要因となる応力が、低減される。
また、アースパッド54により入力パッド50及び出力パ
ッド52近傍を除いてベース48の底部を被覆するようにし
たため、位置合わせが必要な電極は入力及び出力電極の
みとなり、多電極方式SAWフィルタの場合にも、位置合
わせの精度が従来より低くて足りることになる。さら
に、ベース48の側壁と表面弾性波素子46との間隔Lgを調
整することにより、ベース側壁をガイドとして利用して
位置合せが可能であるため、機械に依存すること無く人
手によっても位置合わせが可能となる。従って、位置合
わせに係る製造コストが低減し、安価な表面弾性波装置
となる。
第３図には、参考例に係る表面弾性波装置の構成が示
されている。
この参考例においては、カバー60が凹部を有し、ベー
ス62が平板状である。この参考例においても、第１実施
例と同様の効果を得ることができる。
第４図には、本発明の第２実施例に係る表面弾性波装
置の構成が示されている。
この実施例においては、入力パッド50とアースパッド
54、出力パッド52とアースパッド54を橋絡するよう、高
抵抗パターン64が被着形成されている。
この高抵抗パターン64は、パッド50、52及び54を形成
する導体材料（導体ペースト）より低い導電率の材料か
ら形成されている。
この実施例においては、電極の放電破壊が防止され
る。一般に、表面弾性波装置の電極は、複数の電極指が
所定位置に、例えば指交差状に配置された構成を有して
いる。本実施例においては、高抵抗パターン64によりパ
ッド間が高抵抗で短絡されているため、表面弾性波装置
の特性を劣化させること無く、温度変化等により電極指
間に発生する電圧を放電させることが可能である。さら
に、従来においては放電破壊防止のための抵抗を外部回
路として用いることが一般的であったが、本実施例では
かかる抵抗は必要がなく、回路実装前における放電破壊
も防止される。
また、高抵抗パターン64がパッド50、52及び54より低
い導電率の材料から形成されているため、比較的小面積
で高抵抗を実現できる。
第５図には、本発明の第３実施例に係る表面弾性波装
置の構成が示されている。
この実施例においては、入力パッド50とアースパッド
54、出力パッド52とアースパッド54が、インダクタンス
パターン66で接続されている。
このインダクタンスパターン66は、入力インピーダン
ス又は出力インピーダンスを外部回路とマッチングさせ
る値のインダクタンスを有するように、ベース48の表面
に被着形成されたパターンである。
従って、この実施例においては、外部に特別の素子を
用いることなく、マッチングをとることが可能となる。
第６図には、本発明の第４実施例に係る表面弾性波装
置の構成が示されている。
この実施例においては、出力パッド52とアースパッド
54の間にキャパシタンスパターン68が設けられている。
このキャパシタンスパターン68は、指交差状の形状を有
しており、所定のキャパシタンスを有するようにベース
48の表面に被着形成されている。
従って、この実施例においては、第３実施例と同様の
インダクタンスパターン66と共にキャパシタンスパター
ン68を用いてマッチングをとることが可能となる。
第７図には、本発明の第５実施例に係る表面弾性波装
置の構成が示されている。
この実施例においては、カバー70の下面に表面弾性波
素子46を下方向に押止する凸部が設けられている。従っ
て、この実施例によれば、金バンプ58を介する電極とパ
ッドとの接続がより確実となる。
［４ 以上説明したように、本発明によれば、表面実装用パ
ッケージの凹部の側壁を位置決めガイドとして使用しな
がら表面弾性波素子をこの凹部に収納するようにしたた
め、比較的簡便な手段によって表面弾性波素子の電極を
表面実装用パッケージのパッドに比較的高い精度で位置
決めすることができる。
また、請求項（２）によれば、電極とパッドとを導電
接続するバンプが金を含むため、熱膨張係数の差により
発生する応力が緩和され、製品の接続品質が向上する。
また、請求項（３）によれば、アースパッドの配置に
より位置決めせ精度が低くて済み、製造装置が安価とな
る。
請求項（４）によれば、パッド間を高抵抗で接続する
高抵抗パターンを設けたため、電極間に温度変化等によ
り発生する電圧が放電され、電極の放電破壊が防止され
る。
請求項（５）によれば、高抵抗パターンの導電率をパ
ッドの導電率より小さく設定するようにしたため、高抵
抗パターンの面積が小さくなり、表面弾性波装置の寸法
を小型に保つことができる。
請求項（６）によれば、パッド間が所定のリアクタン
スを有するリアクタンスパターンにより接続されるた
め、入力側又は出力側のインピーダンスを表面弾性装置
内部でマッチングさせることができる。
そして、請求項（７）によれば、パッケージの第２の
部分により表面弾性波素子をパッド方向に押圧するよう
にしたため、表面弾性波素子の電極とパッケージのパッ
ドとの接続がより確実になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１実施例に係る表面弾性波装置の
構成を示す断面図、 第２図は、この実施例におけるパッドの配置を示す平面
図、 第３図は、参考例に係る表面弾性波装置の構成を示す断
面図、 第４図は、本発明の第２実施例に係る表面弾性波装置の
構成を示す平面図、 第５図は、本発明の第３実施例に係る表面弾性波装置の
構成を示す平面図、 第６図は、本発明の第４実施例に係る表面弾性波装置の
構成を示す平面図、 第７図は、本発明の第５実施例に係る表面弾性波装置の
構成を示す断面図、 第８図は、従来における表面弾性波装置の一例構成を示
す断面図、 第９図は、従来における表面弾性波装置の第２の一例構
成を示す断面図、 第10図は、従来における表面弾性波装置の第３の一例構
成を示す平面図、 第11図は、フェースダウンボンディングの一例を示す断
面図である。 46……表面弾性波素子 48……ベース 50……入力パッド 52……出力パッド 54……アースパッド 58……金バンプ 64……高抵抗パターン 66……インダクタンスパターン 68……キャパシタンスパターン 70……カバー

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】その片面に電極が形成された表面弾性波素
    子と、この表面弾性波素子を収納するための凹部を有す
    る表面実装用パッケージと、を備える表面弾性波装置に
    おいて、 上記凹部が、 信号入力用の入力パッドが形成された部分及び信号出力
    用の出力パッドが形成された部分以外の部分が、入力パ
    ッド及び出力パッドとの所定間隔部分を残しつつ、接地
    のためのアースパッドにて全面にわたり覆われた底面
    と、 上記凹部に上記表面弾性波素子を収納する際に、当該表
    面弾性波素子の電極を当該凹部の底面に形成されたパッ
    ドに対し位置決めするための位置決めガイドとして使用
    される側壁と、 を有することを特徴とする表面弾性波装置。
  2. 【請求項２】請求項（１）記載の表面弾性波装置におい
    て、 電極とパッドを導電接続するバンプが金を含むことを特
    徴とする表面弾性波装置。
  3. 【請求項３】請求項（１）記載の表面弾性波装置におい
    て、 表面実装用パッケージのパッド形成面のうち、信号入力
    用の入力パッドが形成された部分又は信号出力用の出力
    パッドが形成された部分と接地のためのアースパッドが
    形成された部分を橋絡する部分に、入力パッド及び／又
    は出力パッドとアースパッドとを高抵抗で電気的に接続
    する高抵抗パターンが形成されていることを特徴とする
    表面弾性波装置。
  4. 【請求項４】請求項（３）記載の表面弾性波装置におい
    て、 高抵抗パターンの導電率がパッドの導電率より小さいこ
    とを特徴とする表面弾性波装置。
  5. 【請求項５】請求項（１）記載の表面弾性波装置におい
    て、 表面実装用パッケージのパッド形成面のうち、信号入力
    用の入力パッドが形成された部分又は信号出力用の出力
    パッドが形成された部分と接地用のアースパッドとを橋
    絡する部分に、入力パッド及び／又は出力パッドとアー
    スパッドとを所定のリアクタンスで接続するリアクタン
    スパターンが形成されていることを特徴とする表面弾性
    波装置。
  6. 【請求項６】請求項（１）記載の表面弾性波装置におい
    て、 表面実装用パッケージが、パッド形成面を有する第１の
    部分と、表面弾性波素子をパッド方向に押圧する第２の
    部分と、を有することを特徴とする表面弾性波装置。
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