JP3915421B2 - 弾性表面波装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波素子と、この弾性表面波素子の駆動制御を行う電子部品をパッケージングした弾性表面波装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話やテレビ受像機等の電子部品や通信部品において、共振子や帯域フィルタ等として弾性表面波装置（以下「ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）デバイス」という）が使用されている。ＳＡＷデバイスは、ＳＡＷ素子をパッケージングした構造を有しており、ＳＡＷ素子は、たとえば図６に示すような構造を有している。図６において、ＳＡＷ素子は、圧電基板の表面にすだれ状電極（ＩＤＴ：ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）と反射器を有している。そして、すだれ状電極に駆動電圧が入力されると、弾性表面波が励振され、共振による特定の周波数の電気信号が出力され、もしくはフィルタリング機能による特定の周波数帯域の電気信号が出力される。
【０００３】
図７は、従来のＳＡＷデバイスの一例を示す構成図であり、図７を参照してＳＡＷデバイス１について説明する。
図７のＳＡＷデバイス１は、基板２、蓋３、ＩＣチップ等からなる電子部品５、ＳＡＷ素子６等を有している。基板２には中空部２ａが形成されており、中空部２ａに電子部品５及びＳＡＷ素子６が収容されている。中空部２ａの開口部には蓋３が配置されていて、蓋３は、封止材により基板２と接合されている。従って、基板２と蓋３により電子部品５及びＳＡＷ素子６は気密封止された状態となっている。
【０００４】
中空部２ａにはＳＡＷ素子６と、ＳＡＷ素子６の駆動制御を行う半導体チップ等の電子部品５が並んで配置されている。基板２の底面部には、所定のパターンの配線４が形成されており、電子部品５とＳＡＷ素子６は、たとえばワイヤボンディング等により電極配線４と電気的に接続されている。これにより、電子部品５とＳＡＷ素子６は、電気的に接続される。
【０００５】
次に、図８は、従来のＳＡＷデバイスの製造方法の一例を示す工程図であり、図８を参照してＳＡＷデバイスの製造方法について説明する。
まず、図８（Ａ）に示すように、基板２における中空部２ａの底面部に、所定のパターンで配線４が形成される。
そして、図８（Ｂ）に示すように、電子部品５が底面部に実装され、たとえばワイヤボンディング等により配線４と電気的に接続される。
次に、図８（Ｃ）に示すように、ＳＡＷ素子６が底面部に実装され、たとえばワイヤボンディング等により配線４と電気的に接続される。
【０００６】
その後、図８（Ｄ）に示すように、ＳＡＷ素子６の周波数調整が行われる。具体的には、ＳＡＷ素子６が、基板２の開口部２ｂからたとえばプラズマ等がＳＡＷ素子６に照射され、ＳＡＷ素子６の圧電基板もしくは圧電基板に形成された電極がエッチングされる。この周波数調整は、ＳＡＷ素子６を電子部品５により駆動しながら行い、所望のＳＡＷ素子６の周波数特性が得られるようになる。
次に、図８（Ｅ）に示すように、基板２の開口部の上に蓋３が配置され、封止材により基板と蓋３が接合される。これにより、中空部２ａ内が気密封止され、ＳＡＷデバイス１が完成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図７のＳＡＷデバイス１において、電子部品５とＳＡＷ素子６は並んで配置されている。すなわち、電子部品５とＳＡＷ素子６は、中空部２ａ内という同一空間に配置されている。従って、電子部品５とＳＡＷ素子６が動作したときに、高周波結合が発生し、ＳＡＷデバイス１の動作に不具合が発生するという問題がある。また、電子部品５とＳＡＷ素子６は、互いに影響を及ぼし合うため、電子部品４もしくはＳＡＷ素子６を個別に測定、評価を正確に行うことができないという問題がある。
【０００８】
また、ＳＡＷデバイス１が動作すると、電子部品５は熱を放出する。電子部品５から放出された熱は、基板２の中空部２ａ内の雰囲気及び底面部を通じて直接ＳＡＷ素子６に伝達してしまう。この熱がＳＡＷ素子６の温度特性に大きく影響し、ＳＡＷ素子６が所望の周波数特性を発揮することができないという問題がある。このような不具合を防止するためには、電子部品５とＳＡＷ素子６を離して実装しなければならず、ＳＡＷデバイス１の大きさが非常に大きくなってしまう。
【０００９】
さらに、図８（Ｄ）における周波数調整工程において、プラズマ等がＳＡＷ素子６に照射される。このとき、基板２にはＳＡＷ素子６ばかりでなく、電子部品５も実装された状態で行われている。よって、電子部品５が、プラズマにさらされることによるたとえば動作不良等の不具合を発生することがあるという問題がある。具体的には、電子部品５のパッケージをエッチングすると、電子部品５のパッシベーション膜がエッチングされ、電子部品５もしくはＳＡＷ素子６に金属ショートが発生してしまう場合がある。
【００１０】
一方、電子部品５とＳＡＷ素子６を異なる空間に実装する方法として、いわゆるＨ型構造の基板を用いること等が提案されている。すなわち、基板２が、たとえば上下に２つの中空部を有しており、その２つの中空部にそれぞれ電子部品５とＳＡＷ素子６が収容された構造を有するものである。
しかし、このような構造のＳＡＷデバイスであっても、電子部品５とＳＡＷ素子６とが、基板２の表裏に形成されているため、電子部品５が動作することにより熱を放出したとき、基板２を通じて直接ＳＡＷ素子６に伝播してしまうという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は上記課題を解決し、信頼性及び歩留まりの向上を図ることができる弾性表面波装置及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、弾性表面波素子を実装する素子基板と、前記素子基板とは異なる平面に配置されると共に電子部品を実装する部品基板と、前記素子基板と前記部品基板とを機械的及び電気的に接続する中継基板とからなる基板を有し、前記素子基板及び前記部品基板は、前記弾性表面波素子が実装される領域と前記電子部品が実装される領域とが前記素子基板の法線方向及び前記部品基板の法線方向で重ならないように配置されると共に、前記弾性表面波素子は前記基板の一面側に配置され、前記電子部品は前記基板の他面側に配置されてなることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、弾性表面波素子は、基板の一面側であって、素子実装領域に実装されている。一方、電子部品は、基板の他面側であって、素子実装領域とは平面的に重ならない領域である部品実装領域に実装されている。
このように、基板において弾性表面波素子と電子部品を異なる領域に実装することで、電子部品から発生する熱及び電磁波が基板を伝導し、弾性表面波素子に影響を及ぼすのを低減することができる。すなわち、基板を挟んで弾性表面波素子と電子部品を同一の領域に実装する場合に比べて、弾性表面波素子における熱及び電磁波による特性変化を低減させることができる。
さらに、中継基板が弾性表面波素子及び電子部品を収容するのに必要な高さを有するようにすれば、弾性表面波装置の厚さ方向において、弾性表面波素子の厚さ方向と、電子部品の厚さ方向とが重なり合うように実装することで、弾性表面波装置を薄くすることができる。
また、中継基板により電磁波をシールドできる。
【００１４】
本発明の弾性表面波装置は、さらに、前記基板の前記一面側には、前記弾性表面波素子を収容するための第１中空部を形成する第１枠体が取り付けられていて、前記基板の前記他面側には、前記電子部品を収容するための第２中空部を形成する第２枠体が取り付けられていることを特徴とする。
上記の構成によれば、前記弾性表面波素子は、第１枠体の第１中空部内に収容され、電子部品は、第２枠体の第２中空部内に収容されることとなる。従って、弾性表面波素子及び電子部品は、それぞれ第１枠体及び第２枠体によって保護されることになる。
【００１５】
また、本発明の弾性表面波装置は、前記第１枠体の前記第１中空部上に配置されたリッドによって気密封止されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、弾性表面波素子を収容した第１中空部には、リッドが配置されていて、このリッドによって弾性表面波素子が気密封止されることになる。
【００１６】
また、本発明の弾性表面波装置は、前記電子部品は、前記第２中空部に充填された封止材によって封止されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、第２中空部に封止材を充填することで、電子部品が気密封止された状態となっている。ここで、たとえば周波数調整工程を行うときに、弾性表面波装置にプラズマが照射されることがある。このとき、電子部品を気密封止することによって、プラズマによる電子部品への不具合の発生を確実に防止することができるようになる。
【００１７】
さらに、本発明の弾性表面波装置は、前記素子基板の一面側もしくは他面側のいずれかの面には、グランド電極が形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、グランド電極によって、電子部品から発生する電磁波をシールドする事ができ、電磁波による弾性表面波素子の特性変化を低減させることができるようになる。
【００１８】
また、本発明の弾性表面波装置は、前記第２枠体には、前記弾性表面波素子及び前記電子部品と電気的に接続された外部端子が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、外部端子は、基板の他面側に取り付けられた第２枠体に設けられている。従って、外部端子は、一面側に設けられた弾性表面波素子とは、反対の面に設けられていることになる。ここで、たとえば周波数調整でＳＡＷ素子にプラズマを照射するとき、ＳＡＷ素子が駆動制御されながら行われる。このとき、外部端子が他面側にあることで、一面側のＳＡＷ素子にはプラズマが照射され、他面側の電子部品には外部端子と接続したたとえばフィクスチャーによりシールドされ、プラズマに晒されることがなくなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１と図２は本発明のＳＡＷデバイスの好ましい実施の形態を示す構成図であり、図１と図２を参照してＳＡＷデバイス１０について説明する。
図１のＳＡＷデバイス１０は、基板１１、ＳＡＷ素子２０、電子部品３０等を有している。基板１１は、たとえば板状のセラミック等からなっていて、一面側１１ａに所定パターンを有する配線４０を有しており、他面側１１ｂにグランド電極５０を有した構造になっている。基板１１にはビアホール（ＶＩＡ ＨＯＬＥ）１１ｃが形成されていて、一面側１１ａの配線４０と他面側１１ｂの電子部品３０が電気的に接続可能な状態になっている。
このように、グランド電極５０を設けることで、電子部品３０から発生する電磁波からＳＡＷ素子２０をシールドし、ＳＡＷ素子２０の電磁波による特性変化を低減することができるようになる。なお、このグランド電極５０は、シールド効果を高めるため、接地されていることが好ましい。
【００２８】
ＳＡＷ素子２０は、たとえば水晶基板にすだれ状電極（ＩＤＴ：ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）や反射器を形成したＳＡＷデバイスや水晶発振器等であって、第１中空部１２ａ内にたとえば接着剤等を用いて実装されている。ＳＡＷ素子２０は、たとえばＡｕワイヤーもしくはＡｌワイヤー等と用いたワイヤボンディング等により配線４０と電気的に接続されている。また、ＳＡＷ素子２０は、第１枠体１２に取り付けられるリッド６０を用いてたとえば窒素等によりシーム封止またはＡｕ／Ｓｎ共晶で封止される。
【００２９】
電子部品３０は、ＳＡＷ素子２０の駆動制御するものであって、たとえばＩＣチップ３１とインダクタ３２を有している。電子部品３０は、第２中空部１３ａに収容されていて、基板１１の他面側１１ｂにたとえばフリップチップ実装されている。また、電子部品３０は、基板１１に形成されたビアホール１１ｃを介して配線４０と電気的に接続されていて、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０は、電気的に接続された状態になっている。また、図１において、電子部品３０は、第２中空部１３ａに充填された封止材８０により封止された状態になっている。
【００３０】
ここで、基板１１の一面側１１ａ及び他面側１１ｂには、それぞれたとえばセラミック等からなる第１枠体１２と第２枠体１３が取り付けられている。第１枠体１２は、ＳＡＷ素子２０を収容する空間である第１中空部１２ａを有している。この第１中空部１２ａは、第１枠体１２が基板１１に取り付けられたとき、ＳＡＷ素子２０を実装する素子実装領域１０Ａを形成している。
一方、第２枠体１３は、他面側１１ｂに電子部品３０を実装するための空間である第２中空部１３ａを有している。この第２中空部１３ａは、第２枠体１３が基板１１に取り付けられたとき、電子部品３０を実装する部品実装領域１０Ｂを形成している。
【００３１】
また、第２枠体１３には配線４０と電気的に接続された外部端子７０が設けられている。この外部端子７０によってＳＡＷデバイス１０は、フレキシブル配線板等の実装基板と電気的に接続されるようになる。このように、外部端子７０を基板１１の他面側１１ｂに設けることにより、後述する周波数調整工程において、ＳＡＷ素子２０にプラズマが照射されたときに、外部端子７０と接続されるフィクスチャー２６２によって、電子部品３０がプラズマから保護されるようになる。
【００３２】
ここで、素子実装領域１０Ａと部品実装領域１０Ｂは、互いに異なる領域に形成されている。すなわち、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０は、基板１１の異なる面であって別々の空間である第１中空部１２ａ及び第２中空部１３ａにそれぞれに実装されており、さらに、基板１１の平面上においても異なる領域に実装された状態になっている。このように、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０を別々の空間に実装することで、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０における高周波結合を防止することができる。そして、電子部品３０が動作したときに発生する熱及び電磁波がＳＡＷ素子２０に及ぼす影響を低減することができるようになる。従って、ＳＡＷデバイス１０の信頼性を向上させることができとともに、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０の距離を広げる必要がなくなり、ＳＡＷデバイス１０の小型化を図ることができる。
また、ＳＡＷ素子２０を一面側１１ａに実装し、電子部品３０を他面側１１ｂに実装することで、後述する周波数調整工程において、電子部品３０へのダメージを防止し、歩留まりの向上を図ることができる。
【００３３】
さらに、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０をそれぞれ基板１１の平面上における異なる領域に実装することにより、電子部品３０からの熱が基板１１を介してＳＡＷ素子２０に伝達するのを低減することができるとともに、電子部品３０から発生する電磁波によるＳＡＷ素子２０の影響を低減することができるようになる。特に、基板１１の他面側１１ｂに形成されたグランド電極５０によって電子部品３０から発生する電磁波がシールドされ、ＳＡＷ素子２０の電磁波による周波数特性の変化を低減することができるようになる。
【００３４】
図２は、本発明のＳＡＷデバイスの製造方法の好ましい実施の形態を示す図であり、図２を参照してＳＡＷデバイスの製造方法について説明する。
最初に、図２（Ａ）において、たとえばセラミック等からなる板状の基板１１に所定のパターンが形成される。具体的には、たとえばフォトリソグラフィー技術等により、基板１１の一面側１１ａには、配線４０が形成され、他面側１１ｂにはグランド電極５０が形成される。
【００３５】
次に、図２（Ｂ）に示すように、基板１１の一面側１１ａに第１枠体１２が接着剤等により実装され、他面側１１ｂに第２枠体１３が接着剤等により実装される。このとき、素子実装領域１０Ａを形成する第１中空部１２ａと、部品実装領域１０Ｂを形成する第２中空部１３ａが、異なる領域に形成されるように、第１枠体１２及び第２枠体１３が基板１１に取り付けられる。
【００３６】
その後、図２（Ｃ）に示すように、ＳＡＷ素子２０及び電子部品３０が、それぞれ第１中空部１２ａ内及び第２中空部１３ａ内に実装される。このとき、ＳＡＷ素子２０は、たとえばワイヤボンディング等により配線４０と電気的に接続される。また、電子部品３０は、基板１１に形成されたビアホール１１ｃに対してフリップチップ実装される。ここで、電子部品３０が、封止材８０によって封止されるようにしても良い。
次に、図２（Ｄ）に示すように、ＳＡＷ素子２０に向かってプラズマが照射され、周波数調整が行われる。
そして、第１中空部１２ａの上にリッド６０が配置され、ＳＡＷ素子２０がたとえば窒素によりシーム封止又はＡｕ／ＳＭ共晶で封止される。これにより、ＳＡＷデバイス１０が完成する。
【００３７】
ここで、図２（Ｄ）に示すようなプラズマ照射による周波数調整は、図３と図４に示すような周波数調整装置２００により行われる。
図３の周波数調整装置２００の真空チャンバー２０１には、メカニカルブースターポンプ２０２を介してロータリポンプ２０３が接続されていて、たとえば０．０３Ｐａ〜０．０６Ｐａ程度の真空度に真空排出されるようになっている。真空チャンバー２０１内には搬送手段２３０が設けられており、搬送手段２３０は矢印Ａの方向に沿って、リッド６０による封止前のＳＡＷデバイス１０を１つずつ搬送するようになっている。また、搬送手段２３０は、ＳＡＷデバイス１０を搭載し、もしくは取り除くため、双方向にＳＡＷデバイス１０を搬送するようになっている。
【００３８】
周波数調整源２４０は、たとえばその先端部が真空チャンバー２０１内に収容されている。周波数調整源２４０にはバルブ２４２を介してガスボンベ２４３が接続されており、このガスボンベ２４３には不活性ガスであるたとえばアルゴンガス（Ａｒガス）が収容されている。一方、真空チャンバー２０１はバルブ２２４を介してガスボンベ２２５と接続されていて、ガスボンベ２２５にはＣＦ4 ガスが収容されている。そして、真空チャンバー２０１内のＣＦ4 ガスとガスボンベ２４３から送られるアルゴンガスの混合ガスをプラズマ放電によりイオン化する。そして、周波数調整源２４０は、このイオン化された粒子をＳＡＷ素子２０に照射することで圧電基板をエッチングし、周波数の調整を行う。ここで、ＳＡＷ素子２０は、圧電基板をエッチングすると周波数が下がることが知られている。
【００３９】
周波数調整源２４０と搬送手段２３０の間にはシャッター２５２が配置されており、シャッター２５２はシャッター駆動機構２５１により開閉可能に設けられている。シャッター２５２の動作制御は、外部演算装置２６０によってシャッター駆動機構２５１を制御することにより行われる。
フィクスチャー２６２は、搬送手段２３０の下側であって図４に示すように矢印Ｚ方向に移動可能に配置されている。このフィクスチャー２６２は、ＳＡＷデバイス１０に形成された外部端子７０に接触可能な針２６２ａを有している。そして、フィクスチャー２６２が図４に示すように矢印Ｚ１方向に移動することによって、針２６２ａが外部端子７０と接触可能になる。
【００４０】
このとき、ＳＡＷデバイス１０において、外部端子７０が第２枠体１３側に形成されているため、ＳＡＷ素子２０と周波数調整源２４０が対向し、電子部品３０は、フィクスチャー２６２によってシールドされることになる。従って、電子部品３０がプラズマに晒されることがなくなり、電子部品３０の不具合の発生を防止し、歩留まりの低下を低減することができる。
【００４１】
フィクスチャー２６２には、ＳＡＷ素子２０に対して駆動電源を供給するものであって、送られた電気出力の周波数を検出するネットワークアナライザ２６１が接続されている。駆動電源がネットワークアナライザ２６１から針２６２ａを介してＳＡＷ素子２０に供給されると、共振現象により所定の周波数の電気出力がフィクスチャー２６２を介してネットワークアナライザ２６１に送られる。そして、ネットワークアナライザ２６１が電気出力の周波数を検出する。
ネットワークアナライザ２６１には外部演算装置２６０が接続されている。外部演算装置２６０は予め調整目標の周波数データを有しており、ネットワークアナライザ２６１から送られる検出周波数と比較する機能を有している。また、外部演算装置２６０は、比較された結果に基づいて、搬送手段２３０、シャッター２５２等の動作を制御する機能を有している。
【００４２】
次に、図３と図４を参照して周波数調整方法の一例について説明する。
まず、図３のメカニカルブースターポンプ２０２及びロータリーポンプ２０３が作動することにより、真空チャンバー２０１内が真空引きされる。その後、バルブ２２４が開かれ、真空チャンバー２０１内にＣＦ4 ガスが供給される。
一方、搬送手段２３０には複数のＳＡＷデバイス１０が配置されており、周波数調整をすべきＳＡＷデバイス１０が周波数調整源２４０の下側に位置決めされる。そして、外部演算部２６０及びシャッター駆動機構２５１を介してシャッター２５２が開かれる。この状態で、周波数調整源２４０が交流電源２４１により作動すると、アルゴンガスとＣＦ4 ガスの混合ガスがプラズマ放電によりイオン化され、イオン化された混合ガスがＳＡＷデバイス１０に照射される。すると、圧電基板及びすだれ状電極が所定のエッチング速度でエッチングされる。
【００４３】
周波数調整源２４０によるエッチングが行われているとき、針２６２ａからＳＡＷデバイス１０に駆動電源が供給される。そして、ＳＡＷ素子２０からの電気出力がネットワークアナライザ２６１を介して外部演算装置２６０に送られる。外部演算装置２６０において、送られたＳＡＷデバイス１０の周波数と設定周波数が比較され、ＳＡＷデバイス１０が所望の周波数になるまで、周波数調整源２４０によるプラズマエッチングが行われる。その後、ＳＡＷデバイス１０が所定の周波数になると、シャッター２５２が閉じて周波数調整が終了する。そして、搬送手段２３０が作動して、次のＳＡＷデバイス１０の周波数調整が行われる。
【００４４】
この周波数調整を行う工程において、基板１１の一面側１１ａにはＳＡＷ素子２０のみが実装されていて、電子部品３０は実装されていないため、電子部品３０にプラズマが照射されることがなくなる。従って、電子部品３０のプラズマによる動作不良等の不具合の発生を回避し、歩留まりを向上させることができる。また、外部端子７０を基板１１の他面側１１ｂに設けることにより、ＳＡＷ素子２０にプラズマが照射されたときに、外部端子７０と接続されるフィクスチャー２６２によって、電子部品３０がプラズマから保護されるようになる。
【００４５】
図５は本発明のＳＡＷデバイスの別の実施の形態を示す構成図であり、図５を参照してＳＡＷデバイス３００について説明する。なお、図５のＳＡＷデバイス３００において、図１のＳＡＷデバイス１０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
図５のＳＡＷデバイス３００において、基板３１１は、素子基板３１２と部品基板３１３を有している。素子基板３１２と部品基板３１３は、それぞれ素子実装領域１０Ａと部品実装領域１０Ｂを形成している。これら素子基板３１２と部品基板３１３は、図５において、各基板面の位置が縦方向にずれるように異なる位置に配置されている。
具体的には、この素子基板３１２と部品基板３１３は、それぞれ所定の長さＨを有する中継基板３１４をスペーサとして、図５に示すように、長さＨ分だけずれた位置に配置することができる。しかもこの素子基板３１２と部品基板３１３は、中継基板３１４によって機械的に接続されている。これにより、基板３１１は、全体として高さＨの段差を有した構造になっている。
【００４６】
素子基板３１２の一面側３１２ａには第１枠体３２１が取り付けられていて、素子基板３１２、中継基板３１４及び第１枠体３２１で第１中空部１２ａが形成されている。そして、この第１中空部１２ａにＳＡＷ素子２０が実装されることになる。一方、部品基板３１３の他面側３１３ｂには第２枠体３２２が接続されていて、部品基板３１３、中継基板３１４及び第２枠体３２２によって第２中空部１３ａが形成されている。そして、この第２中空部１３ａに電子部品３０が実装されることになる。
このように、中継基板３１４を用いて第１中空部１２ａと第２中空部１３ａを形成することにより、第１中空部１２ａと第２中空部１３ａをそれぞれ別々に形成するよりも、薄くすることができるようになる。すなわち、ＳＡＷ素子２０の厚さ方向と、電子部品３０の厚さ方向とが重なり合うように実装することで、ＳＡＷデバイス３００の厚さを薄くすることができる。これにより、ＳＡＷデバイス３００はその分小型に形成することができる。
【００４７】
ここで、第１中空部１２ａのＳＡＷ素子２０は、リッド６０によってシーム封止もしくはＡｕ／Ｓｎ共晶により封止されるようになっている。また、素子基板３１２の一面側３１２ａには、素子配線３５０が形成されていて、ＳＡＷ素子２０は、素子配線３５０とたとえばワイヤボンディング等により電気的に接続されている。一方、部品基板３１３の他面側３１３ｂには、部品配線３６０が形成されていて、電子部品３０は、部品配線３６０と電気的に接続されている。
そして、素子配線３５０と部品配線３６０は、中継基板３１４内に設けられた中継配線３７０とそれぞれ電気的に接続されていて、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０が電気的に接続された状態になっている。
【００４８】
また、素子基板３１２の他面側３１２ｂには素子配線３５０と電気的に接続された外部端子７０が設けられている。一方、第２枠体３２２には部品配線３６０と電気的に接続された外部端子７０が設けられている。すなわち、外部端子７０は、基板３１１の他面側３１２ｂ、３１３ｂに設けられた状態になっている。従って、ＳＡＷデバイス３００は、外部端子７０を介して実装基板に実装されるとともに、図４に示すような周波数調整装置２００で周波数調整を行うとき、フィクスチャー２６２が外部端子７０と接続するようになる。よって、ＳＡＷ素子２０にプラズマが照射されているときには、電子部品３０はフィクスチャー２６２によって保護された状態になり、プラズマによる電子部品３０の不具合の発生を防止することができるようになる。
【００４９】
上記実施の形態によれば、基板１１においてＳＡＷ素子２０と電子部品を異なる領域に実装することで、電子部品から発生する熱及び電磁波がＳＡＷ素子２０に影響を及ぼすのを低減することができる。また、ＳＡＷ素子２０の周波数調整を行うとき、ＳＡＷ素子２０に照射されるプラズマが、電子部品３０に照射されることがなくなる。従って、プラズマによる電子部品３０の不具合の発生を防止することができるようになる。
また、第２中空部１３ａに封止材を充填することで、電子部品３０が気密封止されることで、周波数調整工程でのプラズマによる電子部品３０での不具合の発生を確実に防止することができるようになる。
【００５０】
さらに、基板１１にグランド電極５０を形成することで、電子部品３０から発生する電磁波をシールドし、電磁波によるＳＡＷ素子２０の特性変化を低減させることができるようになる。また中継配線３７０も電磁波をシールドすることができる。
また、基板１１をＳＡＷ素子２０を実装する素子基板３１１と、電子部品３０を実装する部品基板３１２に分けて形成するとともに、所定の高さを有する中継基板３１３によって素子基板３１１と部品基板３１２を機械的及び電気的に接続することで、弾性表面波装置の厚さを薄くすることができる。
【００５１】
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。
たとえば、図１において、基板１１の一面側１１ａに配線４０が形成されていて、他面側１１ｂにグランド電極５０が形成されているが、一面側１１ａにグランド電極５０を形成し、他面側１１ｂに配線４０を形成するようにしても良い。このとき、ＳＡＷ素子２０は、配線４０とビアホール１１ｃを介して電気的に接続されるようになる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、信頼性及び歩留まりの向上を図ることができる弾性表面波装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弾性表面波装置の好ましい実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明の弾性表面波装置の製造方法の好ましい実施の形態を示す工程図。
【図３】本発明の弾性表面波装置の製造方法における周波数調整装置の一例を示す図。
【図４】本発明の弾性表面波装置の製造方法における周波数調整装置の一例を示す図。
【図５】本発明の弾性表面波装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図６】弾性表面波素子の一例を示す構成図。
【図７】従来の弾性表面波装置の一例を示す構成図。
【図８】従来の弾性表面波装置の製造方法の一例を示す工程図。
【符号の説明】
１０、３００・・・ＳＡＷデバイス（弾性表面波装置）
１１、３１１・・・基板
１１ａ・・・一面側
１１ｂ・・・他面側
１１ｃ・・・ビアホール
１２・・・第１枠体
１２ａ・・・第１中空部
１３・・・第２枠体
１３ａ・・・第２中空部
２０・・・ＳＡＷ素子（弾性表面波素子）
３０・・・電子部品
４０・・・配線
５０・・・グランド電極
６０・・・リッド
７０・・・外部端子
８０・・・封止材
３１１・・・基板
３１２・・・素子基板
３１３・・・部品基板
３１４・・・中継基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波素子と、この弾性表面波素子の駆動制御を行う電子部品をパッケージングした弾性表面波装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話やテレビ受像機等の電子部品や通信部品において、共振子や帯域フィルタ等として弾性表面波装置（以下「ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）デバイス」という）が使用されている。ＳＡＷデバイスは、ＳＡＷ素子をパッケージングした構造を有しており、ＳＡＷ素子は、たとえば図６に示すような構造を有している。図６において、ＳＡＷ素子は、圧電基板の表面にすだれ状電極（ＩＤＴ：ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）と反射器を有している。そして、すだれ状電極に駆動電圧が入力されると、弾性表面波が励振され、共振による特定の周波数の電気信号が出力され、もしくはフィルタリング機能による特定の周波数帯域の電気信号が出力される。
【０００３】
図７は、従来のＳＡＷデバイスの一例を示す構成図であり、図７を参照してＳＡＷデバイス１について説明する。
図７のＳＡＷデバイス１は、基板２、蓋３、ＩＣチップ等からなる電子部品５、ＳＡＷ素子６等を有している。基板２には中空部２ａが形成されており、中空部２ａに電子部品５及びＳＡＷ素子６が収容されている。中空部２ａの開口部には蓋３が配置されていて、蓋３は、封止材により基板２と接合されている。従って、基板２と蓋３により電子部品５及びＳＡＷ素子６は気密封止された状態となっている。
【０００４】
中空部２ａにはＳＡＷ素子６と、ＳＡＷ素子６の駆動制御を行う半導体チップ等の電子部品５が並んで配置されている。基板２の底面部には、所定のパターンの配線４が形成されており、電子部品５とＳＡＷ素子６は、たとえばワイヤボンディング等により電極配線４と電気的に接続されている。これにより、電子部品５とＳＡＷ素子６は、電気的に接続される。
【０００５】
次に、図８は、従来のＳＡＷデバイスの製造方法の一例を示す工程図であり、図８を参照してＳＡＷデバイスの製造方法について説明する。
まず、図８（Ａ）に示すように、基板２における中空部２ａの底面部に、所定のパターンで配線４が形成される。
そして、図８（Ｂ）に示すように、電子部品５が底面部に実装され、たとえばワイヤボンディング等により配線４と電気的に接続される。
次に、図８（Ｃ）に示すように、ＳＡＷ素子６が底面部に実装され、たとえばワイヤボンディング等により配線４と電気的に接続される。
【０００６】
その後、図８（Ｄ）に示すように、ＳＡＷ素子６の周波数調整が行われる。具体的には、ＳＡＷ素子６が、基板２の開口部２ｂからたとえばプラズマ等がＳＡＷ素子６に照射され、ＳＡＷ素子６の圧電基板もしくは圧電基板に形成された電極がエッチングされる。この周波数調整は、ＳＡＷ素子６を電子部品５により駆動しながら行い、所望のＳＡＷ素子６の周波数特性が得られるようになる。
次に、図８（Ｅ）に示すように、基板２の開口部の上に蓋３が配置され、封止材により基板と蓋３が接合される。これにより、中空部２ａ内が気密封止され、ＳＡＷデバイス１が完成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図７のＳＡＷデバイス１において、電子部品５とＳＡＷ素子６は並んで配置されている。すなわち、電子部品５とＳＡＷ素子６は、中空部２ａ内という同一空間に配置されている。従って、電子部品５とＳＡＷ素子６が動作したときに、高周波結合が発生し、ＳＡＷデバイス１の動作に不具合が発生するという問題がある。また、電子部品５とＳＡＷ素子６は、互いに影響を及ぼし合うため、電子部品４もしくはＳＡＷ素子６を個別に測定、評価を正確に行うことができないという問題がある。
【０００８】
また、ＳＡＷデバイス１が動作すると、電子部品５は熱を放出する。電子部品５から放出された熱は、基板２の中空部２ａ内の雰囲気及び底面部を通じて直接ＳＡＷ素子６に伝達してしまう。この熱がＳＡＷ素子６の温度特性に大きく影響し、ＳＡＷ素子６が所望の周波数特性を発揮することができないという問題がある。このような不具合を防止するためには、電子部品５とＳＡＷ素子６を離して実装しなければならず、ＳＡＷデバイス１の大きさが非常に大きくなってしまう。
【０００９】
さらに、図８（Ｄ）における周波数調整工程において、プラズマ等がＳＡＷ素子６に照射される。このとき、基板２にはＳＡＷ素子６ばかりでなく、電子部品５も実装された状態で行われている。よって、電子部品５が、プラズマにさらされることによるたとえば動作不良等の不具合を発生することがあるという問題がある。具体的には、電子部品５のパッケージをエッチングすると、電子部品５のパッシベーション膜がエッチングされ、電子部品５もしくはＳＡＷ素子６に金属ショートが発生してしまう場合がある。
【００１０】
一方、電子部品５とＳＡＷ素子６を異なる空間に実装する方法として、いわゆるＨ型構造の基板を用いること等が提案されている。すなわち、基板２が、たとえば上下に２つの中空部を有しており、その２つの中空部にそれぞれ電子部品５とＳＡＷ素子６が収容された構造を有するものである。
しかし、このような構造のＳＡＷデバイスであっても、電子部品５とＳＡＷ素子６とが、基板２の表裏に形成されているため、電子部品５が動作することにより熱を放出したとき、基板２を通じて直接ＳＡＷ素子６に伝播してしまうという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は上記課題を解決し、信頼性及び歩留まりの向上を図ることができる弾性表面波装置及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、弾性表面波素子を実装する素子基板と、前記素子基板とは異なる平面に配置されると共に電子部品を実装する部品基板と、前記素子基板と前記部品基板とを機械的及び電気的に接続する中継基板とからなる基板を有し、前記素子基板及び前記部品基板は、前記弾性表面波素子が実装される領域と前記電子部品が実装される領域とが前記素子基板の法線方向及び前記部品基板の法線方向で重ならないように配置されると共に、前記弾性表面波素子は前記基板の一面側に配置され、前記電子部品は前記基板の他面側に配置されてなることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、弾性表面波素子は、基板の一面側であって、素子実装領域に実装されている。一方、電子部品は、基板の他面側であって、素子実装領域とは平面的に重ならない領域である部品実装領域に実装されている。
このように、基板において弾性表面波素子と電子部品を異なる領域に実装することで、電子部品から発生する熱及び電磁波が基板を伝導し、弾性表面波素子に影響を及ぼすのを低減することができる。すなわち、基板を挟んで弾性表面波素子と電子部品を同一の領域に実装する場合に比べて、弾性表面波素子における熱及び電磁波による特性変化を低減させることができる。
さらに、中継基板が弾性表面波素子及び電子部品を収容するのに必要な高さを有するようにすれば、弾性表面波装置の厚さ方向において、弾性表面波素子の厚さ方向と、電子部品の厚さ方向とが重なり合うように実装することで、弾性表面波装置を薄くすることができる。
また、中継基板により電磁波をシールドできる。
【００１４】
本発明の弾性表面波装置は、さらに、前記基板の前記一面側には、前記弾性表面波素子を収容するための第１中空部を形成する第１枠体が取り付けられていて、前記基板の前記他面側には、前記電子部品を収容するための第２中空部を形成する第２枠体が取り付けられていることを特徴とする。
上記の構成によれば、前記弾性表面波素子は、第１枠体の第１中空部内に収容され、電子部品は、第２枠体の第２中空部内に収容されることとなる。従って、弾性表面波素子及び電子部品は、それぞれ第１枠体及び第２枠体によって保護されることになる。
【００１５】
また、本発明の弾性表面波装置は、前記第１枠体の前記第１中空部上に配置されたリッドによって気密封止されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、弾性表面波素子を収容した第１中空部には、リッドが配置されていて、このリッドによって弾性表面波素子が気密封止されることになる。
【００１６】
また、本発明の弾性表面波装置は、前記電子部品は、前記第２中空部に充填された封止材によって封止されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、第２中空部に封止材を充填することで、電子部品が気密封止された状態となっている。ここで、たとえば周波数調整工程を行うときに、弾性表面波装置にプラズマが照射されることがある。このとき、電子部品を気密封止することによって、プラズマによる電子部品への不具合の発生を確実に防止することができるようになる。
【００１７】
さらに、本発明の弾性表面波装置は、前記素子基板の一面側もしくは他面側のいずれかの面には、グランド電極が形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、グランド電極によって、電子部品から発生する電磁波をシールドする事ができ、電磁波による弾性表面波素子の特性変化を低減させることができるようになる。
【００１８】
また、本発明の弾性表面波装置は、前記第２枠体には、前記弾性表面波素子及び前記電子部品と電気的に接続された外部端子が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、外部端子は、基板の他面側に取り付けられた第２枠体に設けられている。従って、外部端子は、一面側に設けられた弾性表面波素子とは、反対の面に設けられていることになる。ここで、たとえば周波数調整でＳＡＷ素子にプラズマを照射するとき、ＳＡＷ素子が駆動制御されながら行われる。このとき、外部端子が他面側にあることで、一面側のＳＡＷ素子にはプラズマが照射され、他面側の電子部品には外部端子と接続したたとえばフィクスチャーによりシールドされ、プラズマに晒されることがなくなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１と図２は本発明のＳＡＷデバイスの好ましい実施の形態を示す構成図であり、図１と図２を参照してＳＡＷデバイス１０について説明する。
図１のＳＡＷデバイス１０は、基板１１、ＳＡＷ素子２０、電子部品３０等を有している。基板１１は、たとえば板状のセラミック等からなっていて、一面側１１ａに所定パターンを有する配線４０を有しており、他面側１１ｂにグランド電極５０を有した構造になっている。基板１１にはビアホール（ＶＩＡ ＨＯＬＥ）１１ｃが形成されていて、一面側１１ａの配線４０と他面側１１ｂの電子部品３０が電気的に接続可能な状態になっている。
このように、グランド電極５０を設けることで、電子部品３０から発生する電磁波からＳＡＷ素子２０をシールドし、ＳＡＷ素子２０の電磁波による特性変化を低減することができるようになる。なお、このグランド電極５０は、シールド効果を高めるため、接地されていることが好ましい。
【００２８】
ＳＡＷ素子２０は、たとえば水晶基板にすだれ状電極（ＩＤＴ：ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）や反射器を形成したＳＡＷデバイスや水晶発振器等であって、第１中空部１２ａ内にたとえば接着剤等を用いて実装されている。ＳＡＷ素子２０は、たとえばＡｕワイヤーもしくはＡｌワイヤー等と用いたワイヤボンディング等により配線４０と電気的に接続されている。また、ＳＡＷ素子２０は、第１枠体１２に取り付けられるリッド６０を用いてたとえば窒素等によりシーム封止またはＡｕ／Ｓｎ共晶で封止される。
【００２９】
電子部品３０は、ＳＡＷ素子２０の駆動制御するものであって、たとえばＩＣチップ３１とインダクタ３２を有している。電子部品３０は、第２中空部１３ａに収容されていて、基板１１の他面側１１ｂにたとえばフリップチップ実装されている。また、電子部品３０は、基板１１に形成されたビアホール１１ｃを介して配線４０と電気的に接続されていて、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０は、電気的に接続された状態になっている。また、図１において、電子部品３０は、第２中空部１３ａに充填された封止材８０により封止された状態になっている。
【００３０】
ここで、基板１１の一面側１１ａ及び他面側１１ｂには、それぞれたとえばセラミック等からなる第１枠体１２と第２枠体１３が取り付けられている。第１枠体１２は、ＳＡＷ素子２０を収容する空間である第１中空部１２ａを有している。この第１中空部１２ａは、第１枠体１２が基板１１に取り付けられたとき、ＳＡＷ素子２０を実装する素子実装領域１０Ａを形成している。
一方、第２枠体１３は、他面側１１ｂに電子部品３０を実装するための空間である第２中空部１３ａを有している。この第２中空部１３ａは、第２枠体１３が基板１１に取り付けられたとき、電子部品３０を実装する部品実装領域１０Ｂを形成している。
【００３１】
また、第２枠体１３には配線４０と電気的に接続された外部端子７０が設けられている。この外部端子７０によってＳＡＷデバイス１０は、フレキシブル配線板等の実装基板と電気的に接続されるようになる。このように、外部端子７０を基板１１の他面側１１ｂに設けることにより、後述する周波数調整工程において、ＳＡＷ素子２０にプラズマが照射されたときに、外部端子７０と接続されるフィクスチャー２６２によって、電子部品３０がプラズマから保護されるようになる。
【００３２】
ここで、素子実装領域１０Ａと部品実装領域１０Ｂは、互いに異なる領域に形成されている。すなわち、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０は、基板１１の異なる面であって別々の空間である第１中空部１２ａ及び第２中空部１３ａにそれぞれに実装されており、さらに、基板１１の平面上においても異なる領域に実装された状態になっている。このように、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０を別々の空間に実装することで、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０における高周波結合を防止することができる。そして、電子部品３０が動作したときに発生する熱及び電磁波がＳＡＷ素子２０に及ぼす影響を低減することができるようになる。従って、ＳＡＷデバイス１０の信頼性を向上させることができとともに、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０の距離を広げる必要がなくなり、ＳＡＷデバイス１０の小型化を図ることができる。
また、ＳＡＷ素子２０を一面側１１ａに実装し、電子部品３０を他面側１１ｂに実装することで、後述する周波数調整工程において、電子部品３０へのダメージを防止し、歩留まりの向上を図ることができる。
【００３３】
さらに、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０をそれぞれ基板１１の平面上における異なる領域に実装することにより、電子部品３０からの熱が基板１１を介してＳＡＷ素子２０に伝達するのを低減することができるとともに、電子部品３０から発生する電磁波によるＳＡＷ素子２０の影響を低減することができるようになる。特に、基板１１の他面側１１ｂに形成されたグランド電極５０によって電子部品３０から発生する電磁波がシールドされ、ＳＡＷ素子２０の電磁波による周波数特性の変化を低減することができるようになる。
【００３４】
図２は、本発明のＳＡＷデバイスの製造方法の好ましい実施の形態を示す図であり、図２を参照してＳＡＷデバイスの製造方法について説明する。
最初に、図２（Ａ）において、たとえばセラミック等からなる板状の基板１１に所定のパターンが形成される。具体的には、たとえばフォトリソグラフィー技術等により、基板１１の一面側１１ａには、配線４０が形成され、他面側１１ｂにはグランド電極５０が形成される。
【００３５】
次に、図２（Ｂ）に示すように、基板１１の一面側１１ａに第１枠体１２が接着剤等により実装され、他面側１１ｂに第２枠体１３が接着剤等により実装される。このとき、素子実装領域１０Ａを形成する第１中空部１２ａと、部品実装領域１０Ｂを形成する第２中空部１３ａが、異なる領域に形成されるように、第１枠体１２及び第２枠体１３が基板１１に取り付けられる。
【００３６】
その後、図２（Ｃ）に示すように、ＳＡＷ素子２０及び電子部品３０が、それぞれ第１中空部１２ａ内及び第２中空部１３ａ内に実装される。このとき、ＳＡＷ素子２０は、たとえばワイヤボンディング等により配線４０と電気的に接続される。また、電子部品３０は、基板１１に形成されたビアホール１１ｃに対してフリップチップ実装される。ここで、電子部品３０が、封止材８０によって封止されるようにしても良い。
次に、図２（Ｄ）に示すように、ＳＡＷ素子２０に向かってプラズマが照射され、周波数調整が行われる。
そして、第１中空部１２ａの上にリッド６０が配置され、ＳＡＷ素子２０がたとえば窒素によりシーム封止又はＡｕ／ＳＭ共晶で封止される。これにより、ＳＡＷデバイス１０が完成する。
【００３７】
ここで、図２（Ｄ）に示すようなプラズマ照射による周波数調整は、図３と図４に示すような周波数調整装置２００により行われる。
図３の周波数調整装置２００の真空チャンバー２０１には、メカニカルブースターポンプ２０２を介してロータリポンプ２０３が接続されていて、たとえば０．０３Ｐａ〜０．０６Ｐａ程度の真空度に真空排出されるようになっている。真空チャンバー２０１内には搬送手段２３０が設けられており、搬送手段２３０は矢印Ａの方向に沿って、リッド６０による封止前のＳＡＷデバイス１０を１つずつ搬送するようになっている。また、搬送手段２３０は、ＳＡＷデバイス１０を搭載し、もしくは取り除くため、双方向にＳＡＷデバイス１０を搬送するようになっている。
【００３８】
周波数調整源２４０は、たとえばその先端部が真空チャンバー２０１内に収容されている。周波数調整源２４０にはバルブ２４２を介してガスボンベ２４３が接続されており、このガスボンベ２４３には不活性ガスであるたとえばアルゴンガス（Ａｒガス）が収容されている。一方、真空チャンバー２０１はバルブ２２４を介してガスボンベ２２５と接続されていて、ガスボンベ２２５にはＣＦ4 ガスが収容されている。そして、真空チャンバー２０１内のＣＦ4 ガスとガスボンベ２４３から送られるアルゴンガスの混合ガスをプラズマ放電によりイオン化する。そして、周波数調整源２４０は、このイオン化された粒子をＳＡＷ素子２０に照射することで圧電基板をエッチングし、周波数の調整を行う。ここで、ＳＡＷ素子２０は、圧電基板をエッチングすると周波数が下がることが知られている。
【００３９】
周波数調整源２４０と搬送手段２３０の間にはシャッター２５２が配置されており、シャッター２５２はシャッター駆動機構２５１により開閉可能に設けられている。シャッター２５２の動作制御は、外部演算装置２６０によってシャッター駆動機構２５１を制御することにより行われる。
フィクスチャー２６２は、搬送手段２３０の下側であって図４に示すように矢印Ｚ方向に移動可能に配置されている。このフィクスチャー２６２は、ＳＡＷデバイス１０に形成された外部端子７０に接触可能な針２６２ａを有している。そして、フィクスチャー２６２が図４に示すように矢印Ｚ１方向に移動することによって、針２６２ａが外部端子７０と接触可能になる。
【００４０】
このとき、ＳＡＷデバイス１０において、外部端子７０が第２枠体１３側に形成されているため、ＳＡＷ素子２０と周波数調整源２４０が対向し、電子部品３０は、フィクスチャー２６２によってシールドされることになる。従って、電子部品３０がプラズマに晒されることがなくなり、電子部品３０の不具合の発生を防止し、歩留まりの低下を低減することができる。
【００４１】
フィクスチャー２６２には、ＳＡＷ素子２０に対して駆動電源を供給するものであって、送られた電気出力の周波数を検出するネットワークアナライザ２６１が接続されている。駆動電源がネットワークアナライザ２６１から針２６２ａを介してＳＡＷ素子２０に供給されると、共振現象により所定の周波数の電気出力がフィクスチャー２６２を介してネットワークアナライザ２６１に送られる。そして、ネットワークアナライザ２６１が電気出力の周波数を検出する。
ネットワークアナライザ２６１には外部演算装置２６０が接続されている。外部演算装置２６０は予め調整目標の周波数データを有しており、ネットワークアナライザ２６１から送られる検出周波数と比較する機能を有している。また、外部演算装置２６０は、比較された結果に基づいて、搬送手段２３０、シャッター２５２等の動作を制御する機能を有している。
【００４２】
次に、図３と図４を参照して周波数調整方法の一例について説明する。
まず、図３のメカニカルブースターポンプ２０２及びロータリーポンプ２０３が作動することにより、真空チャンバー２０１内が真空引きされる。その後、バルブ２２４が開かれ、真空チャンバー２０１内にＣＦ4 ガスが供給される。
一方、搬送手段２３０には複数のＳＡＷデバイス１０が配置されており、周波数調整をすべきＳＡＷデバイス１０が周波数調整源２４０の下側に位置決めされる。そして、外部演算部２６０及びシャッター駆動機構２５１を介してシャッター２５２が開かれる。この状態で、周波数調整源２４０が交流電源２４１により作動すると、アルゴンガスとＣＦ4 ガスの混合ガスがプラズマ放電によりイオン化され、イオン化された混合ガスがＳＡＷデバイス１０に照射される。すると、圧電基板及びすだれ状電極が所定のエッチング速度でエッチングされる。
【００４３】
周波数調整源２４０によるエッチングが行われているとき、針２６２ａからＳＡＷデバイス１０に駆動電源が供給される。そして、ＳＡＷ素子２０からの電気出力がネットワークアナライザ２６１を介して外部演算装置２６０に送られる。外部演算装置２６０において、送られたＳＡＷデバイス１０の周波数と設定周波数が比較され、ＳＡＷデバイス１０が所望の周波数になるまで、周波数調整源２４０によるプラズマエッチングが行われる。その後、ＳＡＷデバイス１０が所定の周波数になると、シャッター２５２が閉じて周波数調整が終了する。そして、搬送手段２３０が作動して、次のＳＡＷデバイス１０の周波数調整が行われる。
【００４４】
この周波数調整を行う工程において、基板１１の一面側１１ａにはＳＡＷ素子２０のみが実装されていて、電子部品３０は実装されていないため、電子部品３０にプラズマが照射されることがなくなる。従って、電子部品３０のプラズマによる動作不良等の不具合の発生を回避し、歩留まりを向上させることができる。また、外部端子７０を基板１１の他面側１１ｂに設けることにより、ＳＡＷ素子２０にプラズマが照射されたときに、外部端子７０と接続されるフィクスチャー２６２によって、電子部品３０がプラズマから保護されるようになる。
【００４５】
図５は本発明のＳＡＷデバイスの別の実施の形態を示す構成図であり、図５を参照してＳＡＷデバイス３００について説明する。なお、図５のＳＡＷデバイス３００において、図１のＳＡＷデバイス１０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
図５のＳＡＷデバイス３００において、基板３１１は、素子基板３１２と部品基板３１３を有している。素子基板３１２と部品基板３１３は、それぞれ素子実装領域１０Ａと部品実装領域１０Ｂを形成している。これら素子基板３１２と部品基板３１３は、図５において、各基板面の位置が縦方向にずれるように異なる位置に配置されている。
具体的には、この素子基板３１２と部品基板３１３は、それぞれ所定の長さＨを有する中継基板３１４をスペーサとして、図５に示すように、長さＨ分だけずれた位置に配置することができる。しかもこの素子基板３１２と部品基板３１３は、中継基板３１４によって機械的に接続されている。これにより、基板３１１は、全体として高さＨの段差を有した構造になっている。
【００４６】
素子基板３１２の一面側３１２ａには第１枠体３２１が取り付けられていて、素子基板３１２、中継基板３１４及び第１枠体３２１で第１中空部１２ａが形成されている。そして、この第１中空部１２ａにＳＡＷ素子２０が実装されることになる。一方、部品基板３１３の他面側３１３ｂには第２枠体３２２が接続されていて、部品基板３１３、中継基板３１４及び第２枠体３２２によって第２中空部１３ａが形成されている。そして、この第２中空部１３ａに電子部品３０が実装されることになる。
このように、中継基板３１４を用いて第１中空部１２ａと第２中空部１３ａを形成することにより、第１中空部１２ａと第２中空部１３ａをそれぞれ別々に形成するよりも、薄くすることができるようになる。すなわち、ＳＡＷ素子２０の厚さ方向と、電子部品３０の厚さ方向とが重なり合うように実装することで、ＳＡＷデバイス３００の厚さを薄くすることができる。これにより、ＳＡＷデバイス３００はその分小型に形成することができる。
【００４７】
ここで、第１中空部１２ａのＳＡＷ素子２０は、リッド６０によってシーム封止もしくはＡｕ／Ｓｎ共晶により封止されるようになっている。また、素子基板３１２の一面側３１２ａには、素子配線３５０が形成されていて、ＳＡＷ素子２０は、素子配線３５０とたとえばワイヤボンディング等により電気的に接続されている。一方、部品基板３１３の他面側３１３ｂには、部品配線３６０が形成されていて、電子部品３０は、部品配線３６０と電気的に接続されている。
そして、素子配線３５０と部品配線３６０は、中継基板３１４内に設けられた中継配線３７０とそれぞれ電気的に接続されていて、ＳＡＷ素子２０と電子部品３０が電気的に接続された状態になっている。
【００４８】
また、素子基板３１２の他面側３１２ｂには素子配線３５０と電気的に接続された外部端子７０が設けられている。一方、第２枠体３２２には部品配線３６０と電気的に接続された外部端子７０が設けられている。すなわち、外部端子７０は、基板３１１の他面側３１２ｂ、３１３ｂに設けられた状態になっている。従って、ＳＡＷデバイス３００は、外部端子７０を介して実装基板に実装されるとともに、図４に示すような周波数調整装置２００で周波数調整を行うとき、フィクスチャー２６２が外部端子７０と接続するようになる。よって、ＳＡＷ素子２０にプラズマが照射されているときには、電子部品３０はフィクスチャー２６２によって保護された状態になり、プラズマによる電子部品３０の不具合の発生を防止することができるようになる。
【００４９】
上記実施の形態によれば、基板１１においてＳＡＷ素子２０と電子部品を異なる領域に実装することで、電子部品から発生する熱及び電磁波がＳＡＷ素子２０に影響を及ぼすのを低減することができる。また、ＳＡＷ素子２０の周波数調整を行うとき、ＳＡＷ素子２０に照射されるプラズマが、電子部品３０に照射されることがなくなる。従って、プラズマによる電子部品３０の不具合の発生を防止することができるようになる。
また、第２中空部１３ａに封止材を充填することで、電子部品３０が気密封止されることで、周波数調整工程でのプラズマによる電子部品３０での不具合の発生を確実に防止することができるようになる。
【００５０】
さらに、基板１１にグランド電極５０を形成することで、電子部品３０から発生する電磁波をシールドし、電磁波によるＳＡＷ素子２０の特性変化を低減させることができるようになる。また中継配線３７０も電磁波をシールドすることができる。
また、基板１１をＳＡＷ素子２０を実装する素子基板３１１と、電子部品３０を実装する部品基板３１２に分けて形成するとともに、所定の高さを有する中継基板３１３によって素子基板３１１と部品基板３１２を機械的及び電気的に接続することで、弾性表面波装置の厚さを薄くすることができる。
【００５１】
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。
たとえば、図１において、基板１１の一面側１１ａに配線４０が形成されていて、他面側１１ｂにグランド電極５０が形成されているが、一面側１１ａにグランド電極５０を形成し、他面側１１ｂに配線４０を形成するようにしても良い。このとき、ＳＡＷ素子２０は、配線４０とビアホール１１ｃを介して電気的に接続されるようになる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、信頼性及び歩留まりの向上を図ることができる弾性表面波装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弾性表面波装置の好ましい実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明の弾性表面波装置の製造方法の好ましい実施の形態を示す工程図。
【図３】本発明の弾性表面波装置の製造方法における周波数調整装置の一例を示す図。
【図４】本発明の弾性表面波装置の製造方法における周波数調整装置の一例を示す図。
【図５】本発明の弾性表面波装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図６】弾性表面波素子の一例を示す構成図。
【図７】従来の弾性表面波装置の一例を示す構成図。
【図８】従来の弾性表面波装置の製造方法の一例を示す工程図。
【符号の説明】
１０、３００・・・ＳＡＷデバイス（弾性表面波装置）
１１、３１１・・・基板
１１ａ・・・一面側
１１ｂ・・・他面側
１１ｃ・・・ビアホール
１２・・・第１枠体
１２ａ・・・第１中空部
１３・・・第２枠体
１３ａ・・・第２中空部
２０・・・ＳＡＷ素子（弾性表面波素子）
３０・・・電子部品
４０・・・配線
５０・・・グランド電極
６０・・・リッド
７０・・・外部端子
８０・・・封止材
３１１・・・基板
３１２・・・素子基板
３１３・・・部品基板
３１４・・・中継基板
Claims (1)
- 弾性表面波素子を実装する素子基板と、前記素子基板とは異なる平面に配置されると共に電子部品を実装する部品基板と、前記素子基板と前記部品基板とを機械的及び電気的に接続する中継基板とからなる基板を有し、
前記素子基板及び前記部品基板は、前記弾性表面波素子が実装される領域と前記電子部品が実装される領域とが前記素子基板の法線方向及び前記部品基板の法線方向で重ならないように配置されると共に、前記弾性表面波素子は前記基板の一面側に配置され、前記電子部品は前記基板の他面側に配置されてなることを特徴とする弾性表面波装置。
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