JP3291046B2 - 弾性表面波装置及びその製造方法 - Google Patents

弾性表面波装置及びその製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願各発明は、圧電体基板上に弾
性表面波素子を配置して構成される弾性表面波装置の構
造及び弾性表面波装置の製造方法に係るものである。
【0002】
【従来の技術】情報化時代といわれる今日、自動車に取
り付けた自動車電話から始まった移動体通信装置特に携
帯用電話器の普及には、目覚しいものがある。この携帯
用電話器はその普及にともないその小型・軽量化に対す
る要求がますます大きくなっており、この携帯電話器に
おいて主要な構成部品として使用される高周波フィルタ
にはこの要求に応えるものとして弾性表面波(Surface
Acoustic Wave=SAW)フィルタが用いられている。
【0003】弾性表面波素子は、圧電体基板表面にすだ
れ状電極をマスク蒸着あるいはホトエッチング等の手段
により形成しており、このすだれ状電極に電圧を印加す
ると圧電効果により圧電体基板表面に弾性波が発生し、
この弾性波を利用して発振あるいは濾波を行う。弾性表
面波装置は圧電体基板表面に形成されたすだれ状電極に
よって発生され圧電体基板表面を伝搬する弾性表面波を
利用するため、パッケージングにあたってはすだれ状電
極が形成された側の圧電体基板表面の振動が抑制される
ことがないように、中空構造を採る必要がある。
【0004】ところで、携帯電話等に使用される表面弾
性波装置に対しても小型化・軽量化が要求されている
が、従来の弾性表面波装置にあっては、弾性表面波素子
からの引き出しワイヤをパッケージ上にボンディングす
るための面積と、パッケージ自体の気密性を確保するた
めのパッケージの肉厚の制限から、大幅な小型化は難し
い。
【0005】例えば、図3(a),(b)に異なる方向
から見た断面図を示す特開平3−284006号公報に
記載された弾性表面波装置は、パッケージ基板31の底
部に弾性表面波素子32を振動部を上に向けて取り付
け、すだれ状電極を上部ケース34に設けられたリード
端子33と接続するためにワイヤボンディングにより入
出力リード線35を取り付け、上面に蓋36を取り付け
ている。ここに示したパッケージにおいては、入出力リ
ード線35を配置するための空間が必要なため、弾性表
面波素子の大きさが1×2×0.35mm3であるのに対
し、パッケージは5×5×1.5mm3程度と素子の容積に
対して50倍にもなる。
【0006】一方、図4(a),(b)に異なる方向か
ら見た断面図を示した弾性表面波装置は、すだれ状電極
とリード端子との接続にワイヤボンディングされたリー
ド線を用いず、リード端子を弾性表面波素子42に直接
に取り付け、このようにされた弾性表面波素子42をフ
ェースダウンによりセラミック等のパッケージ基板41
上に素子表面とパッケージ基板間に空間を設けて載置
し、パッケージ基板41と上側ケース44及び蓋46に
より弾性表面波素子42をパッケージングしたものが特
開平4−170811号公報及び特開平4−56510
号公報に記載されている。これらの弾性表面波装置はリ
ード線を有していないため、そのための空間を必要とし
ないがパッケージとして弾性表面波素子を収納すること
が可能な大きさを有するものを使用しているため、小型
化は困難である。
【0007】このように、従来の弾性表面波装置は弾性
表面波素子を収容する大きさのパッケージを用いる必要
があり、さらにそのパッケージを介してリード端子を導
出する必要があるため小型化に限界があった。また、弾
性表面波装置にはパッケージ内部に中空構造が必要なた
め、中空構造を確保したパッケージング技術が必要であ
るが、中空構造と小型化を両立させ得るパッケージング
構造で量産技術に適用することができるものはなかっ
た。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、上記中空
構造と小型化を両立させ得るパッケージング構造及び量
産技術に適用することができるパッケージング方法を提
供することを課題とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本願においては、圧電体基板自身をパッケージの一部
とした弾性表面波装置すなわち「弾性表面波素子の振動
部が圧電体基板表面の中央部に形成され、振動部を除く
周囲に容器が取り付けられていることを特徴とする弾性
表面波装置」であることを構成とする発明及び弾性表面
波素子上の振動部に必要な中空構造を振動部に載置した
樹脂等をそのパッケージを構成した後除去することで形
成する弾性表面波装置製造方法すなわち「圧電体基板に
振動部及び入出力電極部を有する弾性表面波素子パター
ンを形成し、振動部上に溶解用樹脂を載置し、溶解用樹
脂に対応する部分が除去された部分を有するスペーサを
圧電体基板上に載置固着し、スペーサ上に溶解用樹脂流
出通路が設けられた上部板を載置固着し、溶解用樹脂を
溶解して溶解用樹脂流出通路から除去することにより中
空部を形成することを特徴とする弾性表面波装置製造方
法」及び「圧電体基板に振動部及び入出力電極部を有す
る弾性表面波素子パターンを形成し、弾性表面波素子パ
ターンの振動部に対応する部分が除去された部分を有す
るスペーサを圧電体基板上に載置固着し、除去された部
分に溶解用樹脂を充填し、スペーサ上に溶解用樹脂流出
通路が設けられた上部板を載置固着し、溶解用樹脂を溶
解して溶解用樹脂流出通路から除去することにより中空
部を形成することを特徴とする弾性表面波装置製造方
法」であることを構成とする発明を提供する。
【0010】
【実施例】図を用いて本願発明の実施例を説明する。図
1に示すのは、本願第1番目の発明に係る弾性表面波装
置実施例の中間製品の構成であり、(a)には外観斜視
図を、(b)には(a)に示された中間製品をb−b線
で切断した内部構造断面図を示す。この弾性表面波装置
1は圧電体基板2の上面に入力用すだれ状電極3及び出
力用すだれ状電極4が形成されており、各々の電極に入
力用リード部材5及び出力用リード部材6が取り付けら
れている。さらに、スペーサ7が設けられているが、こ
のスペーサ7はすだれ状電極3,4が形成された弾性表
面波振動部に対応する部分に中空部8が形成され、入出
力用リード端子5及び6の取り出し部に切り欠き部9,
10,11及び12が形成されている。
【0011】(c)に示すのは、上記中間製品にリード
端子13,14,15及び16を取り付けたものの外観
斜視図であり、通常はさらにリード端子を除く全体が樹
脂でモールドされた状態で使用される。なお、モールド
を行わないベア・チップ(Bare Chip)構成を採ること
も可能であることはいうまでもない。リード端子は必要
に応じて外方に突出している半田付け型あるいは底面に
折曲げられているソケット型に成形されて最終製品とな
る。なお、リード端子としてFPCと呼ばれる樹脂一体
成形の端子を用いてもよい。
【0012】これらの説明から明らかなように、本願発
明に係る弾性表面波装置は圧電体基板に直接スペーサを
取り付けており、そのスペーサが確保する中空部の厚さ
は小さい。したがって、この全体を保護するためのモー
ルドを行ったとしても全体の厚さは十分に小さい。ま
た、スペーサが圧電体基板上で占有する面積も最小のも
のですむため、このような構造を有する弾性表面波装置
は従来のものと比較して容積を著しく小さく(一例とし
て1/10)することができる。また、モールドを行わ
ないベア・チップ(Bare Chip)構成を採った場合の弾
性表面波装置の容積は素子自体の容積と殆ど変わらない
ものとすることができる。
【0013】次に、本願第2番目の発明の実施例を説明
する。本願第2番目の発明は、第1番目の発明に係る弾
性表面波装置を製造する方法に係るものであり、弾性表
面波素子上の振動部に必要な中空構造を、振動部に塗布
した樹脂等を周囲部材を構成した後に除去することによ
って形成する。図2により、本願第2番目の発明の実施
例を具体的に説明する。
【0014】(a)圧電体ウェハ20上にすだれ状電極
21、入・出力用取り出し電極22及び入・出力パッド
23の各パターンの組を蒸着・スパッタリング等の手段
により多数組(この例の場合は4組)形成する。これら
の多数組のすだれ状電極が、弾性表面波素子を構成す
る。
【0015】(b)各々の弾性表面波素子の振動部の上
に溶剤によって溶解することができる溶解用樹脂24を
載置する。この溶解用樹脂としてはクロロセンあるいは
トリクロロエタン等の溶剤によって溶解する溶剤溶解型
の半田レジスト、加熱によって溶解するワックス類が使
用可能であり、昇華性のナフタリン等も使用可能であ
る。 また、弾性表面波素子の電極に対する溶解用樹脂
の物理的、化学的影響が問題になるような場合には、弾
性表面波素子の電極上に、振動を妨げない程度の薄い絶
縁膜(スパッタにより形成されたSiO2膜等)を形成
するようにすれば、樹脂の選択の幅が広がる。
【0016】(c)溶解用樹脂に対応する部分が打ち抜
きプレス等の手段により除去されたスペーサ25を打ち
抜き部分に溶解用樹脂が入るように載置固定する。この
スペーサとしては熱硬化性・紫外線硬化性あるいは常温
硬化型のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂が使用可能であ
る。なお、この(b)と(c)の工程は逆の順序すなわ
ちスペーサを載置固定した後、打ち抜き部分に溶解用樹
脂を入れるようにしても良い。
【0017】(d)その上にさらに樹脂流出用通路26
が設けられた上部板27を取り付け、このような状態に
おいて溶剤を樹脂流出用通路26から注入し、溶解用樹
脂を溶解して流出除去する。このようにして、中空部が
形成される。この図に示した樹脂流出用通路26は形成
される中空部の中心に設けてあるが、中心である必要は
なく、中空部に溶解用樹脂が残ることがないように中空
部とは異なる位置に設けても良い。なお、スペーサ及び
上部板が一体に形成されたものを使用することが可能で
ある。また、スペーサを多孔質の樹脂で構成し、この物
質に樹脂が吸収される構成すれば、溶解溶解除去用通路
は不要となる。その場合には弾性表面波装置の気密性を
保つためにモールドする必要がある。
【0018】(e)樹脂流出用通路26に接着等の手段
により蓋28を取り付ける。この蓋として使用する材料
として、紫外線硬化樹脂・常温硬化樹脂あるいはフィル
ムに接着剤が塗ってある下ペレットが使用できる。ま
た、蓋を接着する接着剤はチキソ性(表面張力の大きい
もの)が望ましい。
【0019】このように構成された弾性表面波ウェハ
を、(e)に示した点線に沿って個々の弾性表面波素子
に切断し、図1(c)に示したように入・出力用リード
端子13,14,15,16を取り付け、必要に応じて
モールディングをした後リード端子を所望の形状に成形
する。なお、モールディング時に生ずる歪による弾性表
面波素子への影響(温度特性の変化、電気特性の変化)
は、モールド前にシリコン樹脂などのバッファ剤を塗布
することにより避けることができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明に係る弾
性表面波装置は従来の1/10の体積にまで小型化する
ことができる。また、その製造方法はパターン形成、外
囲器形成、中空部形成をウェハ上で同時大量に行い、そ
の後の工程においてクリーン度を必要としないので製造
設備が安価である。その結果、小型で安価な弾性表面波
装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願第1発明実施例の外観図及び断面図。
【図2】本願第2発明実施例の工程説明図。
【図3】従来例の説明断面図。
【図4】他の従来例の説明断面図。
【符号の説明】
1,32,42 弾性表面波装置 2 圧電体基板 3,4,21 すだれ状電極 5,6 リード部材 7,25 スペーサ 8 中空部 9,10,11,12 切り欠き部 13,14,15,16,33 リード端子 20 圧電体ウェハ 22 入出力用取り出し電極 23 パッド 24 溶解用樹脂 26 樹脂流出用通路 27 上部板 28,36,46 蓋 31,41 パッケージ基板 34,44 上部ケース 35 入出力リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 3/08 H03H 9/25

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電体基板に振動部及び入出力電極部を
    有する弾性表面波素子パターンを形成し、該振動部上に
    溶解用樹脂を載置し、該溶解用樹脂に対応する部分が除
    去された部分を有するスペーサを前記圧電体基板上に載
    置固着し、前記スペーサ上に溶解用樹脂流出通路が設け
    られた上部板を載置固着し、前記溶解用樹脂を溶解して
    前記溶解用樹脂流出通路から除去することにより中空部
    を形成することを特徴とする弾性表面波装置製造方法。
  2. 【請求項2】 圧電体基板に振動部及び入出力電極部を
    有する弾性表面波素子パターンを形成し、該弾性表面波
    素子パターンの振動部に対応する部分が除去された部分
    を有するスペーサを前記圧電体基板上に載置固着し、前
    記除去された部分に溶剤溶解用樹脂を充填し、前記スペ
    ーサ上に溶剤溶解用樹脂流出通路が設けられた上部板を
    載置固着し、前記溶剤溶解用樹脂を溶剤により溶解して
    前記溶剤溶解用樹脂流出通路から除去することにより中
    空部を形成することを特徴とする弾性表面波装置製造方
    法。
  3. 【請求項3】 スペーサ及び上部板が一体に形成された
    ものを使用することを特徴とする請求項1又は請求項2
    記載の弾性表面波装置製造方法。
  4. 【請求項4】 スペーサとして溶解用樹脂を吸収する多
    孔質の樹脂を使用することを特徴とする請求項1又は請
    求項2記載の弾性表面波装置製造方法。
  5. 【請求項5】 圧電体基板に弾性表面波素子パターンを
    複数形成し、中空部が形成された後に個々に切り離すこ
    とを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3又は請求
    項4記載の弾性表面波装置製造方法。
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