JPH04170811A - 弾性表面波デバイス - Google Patents

弾性表面波デバイス

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JPH04170811A
JPH04170811A JP2299472A JP29947290A JPH04170811A JP H04170811 A JPH04170811 A JP H04170811A JP 2299472 A JP2299472 A JP 2299472A JP 29947290 A JP29947290 A JP 29947290A JP H04170811 A JPH04170811 A JP H04170811A
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acoustic wave
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Osamu Igata
理 伊形
Yoshio Sato
良夫 佐藤
Tsutomu Miyashita
勉 宮下
Mitsuo Takamatsu
高松　光夫
Takashi Matsuda
隆志 松田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 弾性表面波デバイスに関し、 弾性表面波デバイス、とくに、多電極構成の弾性表面波
フィルタのボンディング構造を簡略にして信頼性の向上
とパッケージの小型化を行うことを目的とし、 圧電体基板上に櫛型電極を配設した表面波デバイス素子
を金属パターンを設けたパッケージに収納してなる弾性
表面波デバイスにおいて、前記表面波デバイス素子のボ
ンディングパッド部に金属バンプを形成し、前記パッケ
ージの金属パターンに前記金属バンプを接触接続させて
弾性表面波デバイスを構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は弾性表面波デバイス、とくに、多電極構成の弾
性表面波デバイスの素子構成とパッケージングの改良に
関する。
〔従来の技術〕 弾性表面波デバイス、たとえば、弾性表面波フィルタは
、電気−機械結合係数が大きく、シかも周波数の温度係
数が比較的小さい圧電体基板、たとえば、３６°回転Ｙ
カットーＸ伝播ＬｉＴａＯ５（３６゜Ｙ　−Ｘ　ＬｉＴ
ａＱ、）単結晶基板の上に、Ａｆなどからなる入力用お
よび出力用の櫛型電極を設けた３端子あるいは４端子型
素子である。
櫛型電極（すだれ状電極とも呼ばれる）の櫛歯。
すなわち、電極指の巾（Ｌ）、電極指間のスペース（Ｓ
）、電極指間ピッチ（Ｐ）は表面波の波長をλとすると
、通常、Ｌ　＝Ｓ　＝λ／４．Ｐ＝λ／２といった設計
値のものが多い。たとえば、中心周波数８３６ＭＨｚを
得るためには、前記基板のＸ伝播表面波の音速４０９０
ｍ／ｓからλ＝４．８　μｍが算出され、電極ピッチは
２．４μｍ、電極巾および電極間隔はＩ。
２μｍといった値となる。
通常、入力用および出力用の櫛型電極の一組を対面させ
た構成のものが多いか、用途によって。
たとえば、自動車電話や携帯電話などの分野ては低損失
（たとえば、挿入損失：３〜５　ｄＢ以下）、広帯域（
たとえば、中心周波数：８３６ＭＨ２以上で通過帯域中
：２５ＭＨｚ以上）で抑圧度の優れた（たとえば帯域外
減衰量：２４〜２５ｄＢ）弾性表面波フィルタが要求さ
れるようになっている。
このような性能を満たすために種々の方法が提案されて
いるが、その代表的なものに多電極構成の弾性表面波フ
ィルタがある（たとえば、Ｍ、　Ｌｅｗｉｓ、　１９８
２　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｐ
ｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、Ｐ１２参照）。
第１１図は従来の弾性表面波デバイス素子の電極パター
ン例を示す図で、多電極構成の弾性表面波フィルタ（５
人カー４出力の例）の場合である。図中、１゛はデバイ
ス素子で、たとえば、３６°Ｙ−ＸＬｉＴａＯｓ単結晶
からなる圧電体基板１０の上に櫛型電極１５からなる入
出力電極を交互に配列して多電極構成、たとえば、入力
側が５段、出力側が４段に構成され、各信号側電極指を
接続してそれぞれ入力端子パッドｌｌ’ａおよび出力端
子パッド１１°ｂによって外部回路に接続される。なお
、図では示してないが必要により両側に反射器を設けて
特性の改善を図る場合もある。
１１′Ｃは櫛型電極１５の接地側電極端子パッドであり
、それぞれ電気的に独立して形成されている。
１１１゛は入出力端子パッド１１′ａおよびｌｌ’ｂを
除く素子周縁部を取り囲んて形成されたリング状のシー
ルド用の金属パターンである。
これら櫛型電極、端子パッドおよび金属パターンなどは
９通常、全て同一の金属、たとえば、ＡｌあるいはＡｌ
７−Ｃｕ合金を蒸着しホトリソグラフィ技術により同時
形成される。なお、入出力電極は櫛歯電極指の交差長が
等しい、いわゆる、正規型−正規型構成の場合を示し、
電極指の巾や本数は図面の簡略化のため正確なものでは
なく模式的に示しである。
第１２図は従来の弾性表面波デバイスの実装状態の例を
示す図で、図中、１゛は前記の多電極構成のデバイス素
子である。２°はパッケージで、たとえば、セラミック
製の箱型容器で内壁中間部に金属配線パターン２１°が
形成きれている（通常、この金属配線パターンはデバイ
ス素子１′の端子パッドに対応して設けられ、図示して
ないパッケージの外部端子と接続されている）。実際の
素子実装にあたってはデバイス素子１′をパッケージ２
“の底部にダイボンディングしたあと、図示したように
デバイス素子１′の入力端子パッド１１゛ａおよび出力
端子パッド１１’　ｂ（必要によりシールド用の接地金
属パターン１１１′を含む）とパッケージ２゛の金属配
線パターン２１’　　との間をワイヤ７により接続し、
最後に上面に、たとえば金属性の蓋板２０′　を封着し
て弾性表面波デバイス、たとえば、多電極構成型の弾性
表面波フィルタが構成されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記従来の弾性表面波デバイスではパッケージ
にワイヤボンディングのスペースを設けなければならな
い。とくに、多電極構成型のデバイスでは端子パッドが
多くそれに伴ってワイヤボンディングの数が多（なり、
必要とするスペースが益々大きくなって（る。さらに、
デバイスの使用周波数帯か高くなるにしたがい、櫛型電
極や端子パッドの大きさか小さくなってボンディング自
体か困難になると共にボンディングの良否のチエツクも
難しくなってくるばかりでなく、デバイス素子の大きさ
に比較してパッケージの大きさの占める比率が大きくな
って弾性表面波デバイスの小型化を阻害するなとの問題
を生じておりその解決か必要であった。
〔課題を解決するための手段〕
上記の課題は、圧電体基板１０上に櫛型電極１５を配設
した表面波デバイス素子１を金属パターン２１を設けた
パッケージ２に収納してなる弾性表面波デバイスにおい
て、前記表面波デバイス素子１のボンディングパッド部
に金属バンプ１１を形成し、前記パッケージ２の金属パ
ターン２工に前記金属バンプ１１を接触接続させるよう
に構成した弾性表面波デバイスによって解決することが
できる。具体的には、前記金属パターン２１が前記パッ
ケージ２の蓋板２０あるいは底板２２に設けられるよう
にしたり、前記金属パターン２１に複数の接地用の前記
金属バンプ１１が接触接続されるようにしたり、前記表
面波デバイス素子ｌの電極配設面周縁部に接地用バンプ
パターン１１１を形成したり、また、前記接地用バンプ
パターン１１１を形成した表面波デバイス素子ｌを前記
金属パターン２１に接触接続させ素子全体を樹脂被覆し
た弾性表面波デバイスにより解決できる。さらに、前記
金属パターン２１に前記表面波デバイス素子工の位置指
定用の凹部２００または凸部２０１を設ければより一層
効果的に解決することができる。
〔作用〕
本発明によれば、表面波デバイス素子１の端子パッドに
金属バンプ１１を設けであるので、パッケージングに際
してワイヤボンディングをする必要がなく素子実装が容
易になる。とくに、多電極構成型のような場合には有効
で、かつ、信頼性が向上する。また、パッケージ２にワ
イヤボンディング用のスペースを設ける必要がないので
デバイス全体が小型化できる。さらに、信号線と接地線
の接続の良否かテスタなとで簡単にチエツクでき、接地
用の金属パターン２１ｃを設けることにより入出力間の
アイソレーションの改善も可能となる。
〔実施例〕
第１図は本発明の第１実施例を示す図で、同図（イ）〜
（へ）に表面波デバイスチップ、パッケージおよびパッ
ケージングの概要を順を追って図示しである。
同図（イ）の素子平面図でｌｌａ、Ｉｌｂは入出力用の
端子パッドに設けられた金属バンプ、ＩＩＣ，ｌｉｄは
接地用端子パッドおよび接地パターンに設けられた金属
バンプで、たとえば、いずれもＡｕから形成されている
。同図（ロ）および同図（ハ）は同図（イ）に示した素
子のｘ−ｘ’断面図およびＹ−Ｙ’断面図で、１５に示
したのは櫛型電極で弾性表面波の伝播路を形成している
。同図（ニ）はパッケージの蓋板の裏面図の例で、２０
は、たとえば、セラミック製の板で裏面に入出力用の金
属パターン２１ａ。
２１ｂおよび接地用の金属パターン２１ｃが、たとえば
、Ａｕからなる膜により形成されている。そのＹ−Ｙ′
部断面図同図（ホ）に示した。同図（へ）はパッケージ
封止状態をその断面図で示したもので。
たとえば、セラミック製の箱型の容器２５の底面に上記
の表面波デバイス素子ｌをダイボンディングし、表面波
デバイス素子１の各金属バンプ１１と蓋板２０の各金属
パターン２１を接触させ、たとえば、加熱・押圧して接
続させると同時に蓋板２０の周縁部とパターン２の上部
の縁を金属あるいは樹脂により接着して（図示せず）素
子の実装を完了する。
なお、図面の簡略化のためパッケージ外への引き出し端
子の図示は省略しである。図かられかるように、素子の
接続は極めて簡素化され、かつ、小型化されることかわ
かる。また、ワイヤ切れなどの心配がなく歩留り・信頼
性が向上する。なお、以上の説明では表面波デバイス素
子１を容器２５の底面にダイボンディングしてから蓋板
２０を金属バンプ１１で接続したが、逆に素子と蓋板と
を金属バンプ１１を介して接続してから容器２５に封止
してもよいことは言うまでもない。
第２図は本発明実施例の通過帯域特性を示す図、第３図
は従来の弾性表面波フィルタの通過帯域特性を示す図で
、いずれも７人カー６出力の同−設計になる素子を使用
した場合を対比して示したものである。両者に特性上の
差は殆ど認められず。
すなわち、本発明の素子とパッケージを用いて実装する
ことにより何らの欠点を招くことなく上記した顛著な効
果を得ることかできる。
なお、信号線用金属パターン２１ａ、　２１ａと接地用
金属パターン２１ｃとの間隔（Ｂ）を素子の信号線用金
属バンプｌｌａ、ｌｌｂの巾（Ａ）よりも小さくしてお
けば、信号線用金属パターン２１ａ、　２１ａと接地用
金属パターン２１ｃとの間の導通をチエツクすることに
より素子の金属バンプとパッケージの金属パターンとの
正しい位置合わせが容易に行なえる。
第４図は本発明の第２実施例を示す図で、デバイスの組
立て斜視図（一部断面図）によって分かりやすく図示し
たものである。
図中、２０°　は、たとえ゛ば、金属製の蓋板、２３は
。
たとえば、セラミック製の枠、２１′　はセラミック製
の枠２３の上端面に形成された金属パターン、２２は、
たとえば、セラミック製の底板、２４は外部回路への接
続端子である。なお、前記の諸図面で説明したものと同
等の部分については同一符号を付し、かつ、同等部分に
ついての説明は省略する。
本実施例は表面波デバイス素子１を底板２２に金属バン
プ１１を介して接続する例で、その趣旨や効果は前記第
１の実施例の場合と同様である。
第５図は本発明の第３実施例を示す図で、前回と同じ（
デバイスの組立て斜視図（一部断面図）によって分かり
やす（図示したものである。
図中、２０”は、たとえば、金属製のキャップ、２２２
はキャップ２０″と底板２２とを封止接着する金属ある
いは樹脂接着材である。本実施例は前記第２実施例とそ
の構成かはり同様であり用途に応じて使い分ければよい
。
第６図は本発明の第４実施例を示す図で、同図（イ）は
素子平面図、同図（ロ）はデバイス断面図である。図中
、破線で囲った部分は櫛型電極１５か形成された弾性表
面波の伝播路領域を示す。１１１は接地用のバンプパタ
ーンで、人８力用の金属バンプ１２ａ、ｌｌｂの部分を
除く素子周縁部を取り囲むＡｕなどからなるライン状の
盛り上がり部である。
このような接地用バンプパターン１１１を設けることに
より素子のシールド効果を高めることかできる。したが
って、同図（ロ）に示したごとく金属パターン２１を設
けた底板２２（蓋板２０の場合も同様である）に表面波
デバイス素子１を金属バンプ１１と接地用バンプパター
ン１１１を介して接続すれば、その周囲を外装樹脂３で
被覆しても素子内部に樹脂か侵入することがなく、また
、金属などのキャップがなくても特性上のトラブルを生
じることがない。なお、表面波デバイス素子ｌの動作面
の反対側に金属膜を形成してよりシールド効果を高める
ようにしてもよい。
第７図は本発明の第５実施例を示す図で、同図（イ）お
よび（ロ）ともに第１実施例の第１図（ニ）に示したパ
ッケージの蓋板（あるいは底板）に形成された接地用の
金属パターン２１ｃの変形例であって、いずれも、接地
用の金属パターン２１ｃを入力側と出力側の２つに分離
しており、たとえば、入出力間のアイソレーションをよ
りよくしたいような場合に用いれば有効である。
第８図は本発明の第６実施例を示す図である。
図中、２００は底板２２（あるいは蓋板２０）の金属パ
ターン２１に形成された深さ、たとえば、１０〜２０μ
ｍの凹部である。このような凹部２００は金属パターン
２１だけで形成してもよく、または、その下のセラミッ
ク基板自体に作り込んでおいてもよい。
同図（１）には表面波デバイス素子１の金属バンプ１１
のそれぞれに対応して凹部２００を形成したものであり
、一方、同図〔２〕は接地用の金属バンプに用いる長い
凹部２００を中央部に設けた例を示したものである。い
ずれの場合も接続の際に金属バンプ１１が対応する凹部
２００に嵌合するので位置合わせが容易で素子の座りが
よくなるなどの利点がある。
第９図は本発明の第７実施例を示す図で、上記第６実施
例の場合とは逆に、金属パターン２１に。
たとえば、２０μｍ程度の凸部２０１を形成した場合で
ある。前記凹部２００の場合と同じく凸部２０１は金属
パターン２１だけで形成してもよく、または、その下の
セラミック基板自体に作り込んでおいてもよいことは言
うまでもない。その効果は上記第６実施例の凹部２００
を形成した場合とはり同様である。なお、同図［１］と
［２］はそれらの変形例を示したものである。
以上のような金属バンプ１１を形成するための具体的な
例を以下に図示説明する。
第１０図は本発明におけるバンプ形成方法の例を示す図
で主な工程を順に図示したものである。
工程（１）：たとえば、３６°Ｙ　　Ｘ　ＬｉＴａＯｘ
単結晶からなる圧電体基板１０の上に、厚さ、たとえば
、２００〜３００ｎｍのＡｆ−Ｃｕ膜を蒸着し、公知の
ホトリソグラフィ技術により櫛型電極１５からなる入出
力電極を交互に配列して多電極構成、たとえば、入力側
が５段、出力側が４段構成の表面波伝播路と、各信号側
電極指を接続した入力端子パッド１１゛ａおよび出力端
子パラｒ圧すなどを形成する。
工程（２）：上記処理基板の金属バンプ形成部分（たと
えば、１００〜２００μｍ口）を除く領域に、たとえば
、厚さ３０〜４０μｍの厚膜レジストパターン４を形成
する（特願昭６２−２４４２７１．特願昭６２−２４８
０５９参照）。
工程（３）：上記処理基板に接着性をよくするための下
地層５．たとえば、厚さ２５ｎｍ程度のＴａＭｏ膜を蒸
着し、さらに、その上にメツキ下地層となる金属層６と
して、たとえば、厚さ５０ｎｍ程度のＡｕ膜を蒸着する
。
工程（４）：上記処理基板の金属層６に、たとえば、電
気メツキによって厚さ３０〜４０μｍのＡｕ膜を積み上
げる。
工程（５）：上記処理基板を、たとえば、アセトンのご
とき溶剤で処理して厚膜レジストパターン４を除去すれ
ば、図示したごとく本発明に用いる金属バンプ１１が形
成できる。
以上述べた実施例は一例を示したもので、本発明の趣旨
に添うものである限り、使用する素材や構成、製造プロ
セスなど適宜好ましいもの、あるいはそれらの組み合わ
せを用いてもよいことは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば表面波デバイス素子
１の端子パッドに金属バンプ１１を設けであるので、パ
ッケージングに際してワイヤボンディングをする必要か
なく素子実装か容易になる。
とくに、多電極構成型のような場合には有効で。
かつ、信頼性か向上する。また、パッケージ２にワイヤ
ボンディング用のスペースを設ける必要かないのでデバ
イス全体が小型化できる。さらに、信号線と接地線の接
続の良否がテスタなどで簡単にチエツクでき、接地用の
金属パターン２１ｃを設けることにより入出力間のアイ
ソレーションが改善され、弾性表面波デバイスの小型化
と品質・信頼性の向上に寄与するところが極めて大きい
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１★施例を示す図、第２図は本発明
実施例の通過帯域特性を示す図、第３図は従来の弾性表
面波フィルタの通過帯域特性を示す図、 第４図は本発明の第２実施例を示す図、第５図は本発明
の第３実施例を示す図、第６図は本発明の第４実施例を
示す図、第７図は本発明の第５実施例を示す図、第８図
は本発明の第６実施例を示す図、第９図は本発明の第７
実施例を示す図、第１０図は本発明におけるバンプ形成
方法の例を示す図、 第１１図は従来の弾性表面波デバイス素子の電極パター
ン例を示す図、 第１２図は従来の弾性表面波デバイスの実装状態の例を
示す図である。 図において、 １は表面波デバイス素子、２はパッケージ、３は外装樹
脂、１０は圧電体基板、 １１（ｌｌａ、　ｌｌｂ、　ｌｌｃ、　１ｉｄ）は金属
バンプ、１５は櫛形電極、２０は蓋板、 ２１　（２１ａ、　２１ｂ、　２１ｃ）は金属パターン
、２２は底板、２５は容器、１１１は接地用バンプパタ
ーン、２００は凹部、２０１は凸部である。 、ｉ、イずく日月ｆ′）第１ラミ殆４り１乞雨で１−目
つ第　１　ロ 不イリさＢ月実斧脅すノつ力η酒肴シ爪竿青・ヒｔ２−
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Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）圧電体基板（１０）上に櫛型電極（１５）を配設
    した表面波デバイス素子（１）を金属パターン（２１）
    を設けたパッケージ（２）に収納してなる弾性表面波デ
    バイスにおいて、 前記表面波デバイス素子（１）のボンディングパッド部
    に金属バンプ（１１）を形成し、前記パッケージ（２）
    の金属パターン（２１）に前記金属バンプ（１１）を接
    触接続させることを特徴とした弾性表面波デバイス。
  2. （２）前記金属パターン（２１）が前記パッケージ（２
    ）の蓋板（２０）あるいは底板（２２）に設けられるこ
    とを特徴とした請求項（１）記載の弾性表面波デバイス
    。
  3. （３）前記金属パターン（２１）に複数の接地用の前記
    金属バンプ（１１）が接触接続されることを特徴とした
    請求項（１）または（２）記載の弾性表面波デバイス。
  4. （４）前記表面波デバイス素子（１）の電極配設面周縁
    部に接地用バンプパターン（１１１）を形成したことを
    特徴とする請求項（１）〜（３）記載の弾性表面波デバ
    イス。
  5. （５）前記接地用バンプパターン（１１１）を形成した
    請求項（４）記載の表面波デバイス素子（１）を前記金
    属パターン（２１）に接触接続させ、素子全体を樹脂被
    覆することを特徴とした弾性表面波デバイス。
  6. （６）前記金属パターン（２１）に前記表面波デバイス
    素子（１）の位置指定用の凹部（２００）または凸部（
    ２０１）を設けることを特徴とした請求項（１）〜（５
    ）記載の弾性表面波デバイス。
  7. （７）前記信号線用金属パターン（２１ａ，２１ａ）と
    接地用金属パターン（２１ｃ）との間隔（Ｂ）が素子の
    信号線用金属バンプ（１１ａ，１１ｂ）の巾（Ａ）より
    も小さくしたことを特徴とする請求項（１）記載の弾性
    表面波デバイス。
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