JP5092526B2 - 弾性表面波デバイス - Google Patents

Description

本発明は、各種無線通信機器等に用いられる弾性表面波デバイスに関する。

この種の弾性表面波デバイスは小型化するための構造として、圧電基板上に所定のＩＤＴ電極を配置したＳＡＷチップをベース基板上にフリップチップ実装し、ＩＤＴ電極の励振空間を気密封止するため圧電基板の外周端部分の全周をハンダなどの金属材料からなる封止体でベース基板と接続する構造が知られており、従来このような弾性表面波デバイスでのＳＡＷチップとベース基板との接続である入出力接続およびアース接続は全て金属バンプで行われていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００４−１５３５８０号公報

しかしながら、弾性表面波デバイスの小型化が進む中、ＳＡＷチップ全体の面積に対するバンプ面積の占める割合が大きくなってきており小型化の妨げとなってきている。

そこで、本発明はこのような問題を解決し弾性表面波デバイスの小型化を目的とする。

この目的を達成するために本発明は、弾性表面波デバイスを構成するＳＡＷチップのアース接続を要する接地パッドを圧電基板の外周端部分に配置するとともにＳＡＷチップを覆う封止体と電気的に接続する構成としたのである。

この構成により、弾性表面波デバイスを小型化することが出来るのである。

以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。

図１は弾性表面波デバイスの構造を模式的に示したものであり、その基本構成はベース基板１上にＳＡＷチップ２をフリップチップ実装し、ＳＡＷチップ２の励振空間３を残すように封止体４で覆った構造としている。

また、ＳＡＷチップ２は図２に示されるようにタンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどからなる矩形状の圧電基板５で形成され、その表面には伝播方向に沿って複数のＩＤＴ電極６を一対の反射器７間に配置し、両外側のＩＤＴ電極６を入力パッド８に接続し、その間のＩＤＴ電極６を一対の出力パッド９に接続した不平衡入力／平衡出力のバランス型フィルタを形成している。なお、両外側のＩＤＴ電極６において入力パッド８に接続されていない側の電極はそれぞれ反射器７を介して接地パッド１０に接続している。

また、ベース基板１は図３に示されるようにアルミナやガラスセラミックスなどからなる矩形状の絶縁基板１１で形成され、その表面には入力パッド８が接続される入力電極１２、出力パッド９が接続される出力電極１３、および封止体４が接続されアース接続する封止電極１４が設けられている。

なお、封止体４は図１に示されるように励振空間３を気密封止しアース接続するために、金属導体であるハンダで形成し、この封止体４が接続される封止電極１４は図３に示すようにＳＡＷチップ２の実装領域の全周を囲むようベース基板１の外周端部分の全周に亘って設けており、接地パッド１０との接続は対応するベース基板１の短辺側の封止電極１４を内側に突出させた部分１４ａを用いている。また、入力電極１２、出力電極１３、封止電極１４は、図１（ａ），（ｂ）に示されるようベース基板１の実装面に設けられた実装電極１５とビアホール１６を介して接続している。

そして、この表面波デバイスは図４に示されるように、先ずベース基板１の入力電極１２と出力電極１３にハンダ材料で形成したバンプ１７を形成し、入力電極１２と入力パッド８および出力電極１３と出力パッド９がバンプ１７で接続されるようにＳＡＷチップ２をベース基板１に一体化する。そして、ベース基板１上にてＳＡＷチップ２を覆うように封止体４を形成する金属導体からなるシート１８を配置し加熱処理することでシート１８が溶融しベース基板１上の封止電極１４と接続されて封止体４としてＳＡＷチップ２の励振領域３を残した気密封止構造が形成された弾性表面波デバイスが形成される。

そして、この弾性表面波デバイスにおいてはＳＡＷチップ２の外周端部分に接地パッド１０を配置するとともに、この接地パッド１０をベース基板１の外周端部分の全周を囲むように設けた封止体４と電気的に接続する構成としたことで、弾性表面波デバイスを小型化している。

すなわち、先に述べた従来の弾性表面波デバイスであれば、入出力の接続の他にアース接続もバンプ接続していたため、小型化が困難であったが、この一実施形態の弾性表面波デバイスのようにＳＡＷチップ２のアース接続をバンプ１７による接続ではなくＳＡＷチップ２の外周に設けられた気密封止用の封止体４をアース接続し、このアース接続された封止体４と接地パッド１０を接続する構造としたことで、小型化に対して課題となっていたバンプ１７を削減でき結果として弾性表面波デバイスが小型化できるのである。

また、この弾性表面波デバイスにおいては、ＳＡＷチップ２の励振空間３を気密封止する封止体４が圧電基板５からなるＳＡＷチップ２を覆う構造となっているが、ベース基板１とＳＡＷチップ２の機械的接続は、入力パッド８と入力電極１２および出力パッド９と出力電極１３のバンプ接続が主要素となり、さらにベース基板１に接続された封止体４による支持が副要素となり、接地パッド１０と封止体４の接続は実質的に電気的接続を行うだけのものとなり、この結果ＳＡＷチップ２を封止体４で覆った際の封止体４の熱収縮や圧電基板５及びベース基板１の熱膨張などによって圧電基板５に生じる応力が、従来のＳＡＷチップ２の外周端部分の全周を金属バンプで機械的に接続する構成に比べＳＡＷチップ２に伝達されにくくなり、弾性表面波デバイスのインターモジュレーション特性（以下、ＩＭ特性と称する）の劣化も併せて抑制できるのである。

特に弾性表面波デバイスの小型化に連動しＳＡＷチップ２が小型化され、従来の形状のものに比べ応力の影響が大きくなった弾性表面波デバイスに対して、この応力を抑制することはＩＭ特性の劣化を抑制する上で有効である。

なお、ＳＡＷチップ２における電極構成は図２に示すように、入力パッド８および出力パッド９を対向する長辺側に配置し、この長辺方向とＳＡＷチップ２の伝播方向を一致させることで弾性表面波デバイスの電気特性を向上させることが出来るのである。これは、ＳＡＷチップ２とベース基板１の機械的接続が実質的に入力パッド８と出力パッド９で行われているため、この間隔を小さくすることで応力の発生を小さくしＩＭ特性の劣化をさらに抑制できるとともに、この応力の向きとＳＡＷチップ２の伝播方向がずれるためこの応力によるＩＤＴ電極６の周波数変化も抑制することが出来るのである。

また、封止体４およびバンプ１７を共に加熱処理により加工するために両方の材料をハンダとしたのであるが、圧電基板５に接続されるこれらの材料が異なる場合、例えば封止体４をハンダとしてバンプ１７を金とした場合ではハンダと金の熱膨張係数の差によりＳＡＷチップ２をベース基板１に電気的且つ機械的に接続しているバンプ１７に応力が掛かり破断要因となるが、これらバンプ１７および封止体４の材料を揃えることにより膨張差を抑制でき弾性表面波デバイスの組み立て不良を低減することが出来るのである。

なお、上述した一実施形態においてはＳＡＷチップ２におけるアース接続の全てを封止体４で行ったものを挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アース接続される複数の接地パッド１０の中で適宜選択して実施することでバンプ削減ができ、同様の作用効果が得られるのである。

本発明に係る弾性表面波デバイスは、小型化できるという効果を有し、主として無線通信機器に用いられる弾性表面波デバイスにおいて有用となるものである。

（ａ）本発明の一実施形態における弾性表面波デバイスの伝播方向の断面を示す模式図、（ｂ）同弾性表面波デバイスの伝播方向と直交する方向の断面を示す模式図 同弾性表面波デバイスを構成するＳＡＷチップの電極パターン図 同弾性表面波デバイスを構成するベース基板の電極パターン図 同弾性表面波デバイスの製造工程図

符号の説明

１ ベース基板
２ ＳＡＷチップ
４ 封止体
５ 圧電基板
６ ＩＤＴ電極
８ 入力パッド
９ 出力パッド
１０ 接地パッド
１１ 絶縁基板
１２ 入力電極
１３ 出力電極
１４ 封止電極
１７ バンプ

Claims (1)

1. ベース基板と、このベース基板上にフリップチップ実装されたＳＡＷチップと、前記ベース基板上にて前記ＳＡＷチップを覆い前記ＳＡＷチップの励振空間を気密封止した金属導体からなる封止体を備え、
   前記ＳＡＷチップは矩形状の圧電基板の表面にフィルタ回路を形成する複数のＩＤＴ電極と、前記ＩＤＴ電極が接続される入力パッド、出力パッド及び接地パッドを有し、
   前記ベース基板は矩形状の絶縁基板の表面に前記入力パッドが接続される入力電極と、前記出力パッドが接続される出力電極と、前記封止体が接続されるとともにアース接続される封止電極を有し、
   前記接地パッドを前記圧電基板の外周端部分に対して部分的に配置し、前記封止電極を前記絶縁基板上にて前記ＳＡＷチップの実装領域の全周を囲むように形成するとともに、前記接地パッドと前記封止体を電気的に接続し、
   前記入力パッドと前記入力電極との接続および前記出力パッドと前記出力電極の接続をそれぞれハンダバンプで行うとともに、前記封止体を形成する金属材料をハンダとしたことを特徴とする弾性表面波デバイス。

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