JPH05267985A - 表面弾性波装置パッケージおよびその装置をパッケージングする方法 - Google Patents

表面弾性波装置パッケージおよびその装置をパッケージングする方法

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JPH05267985A
JPH05267985A JP4269061A JP26906192A JPH05267985A JP H05267985 A JPH05267985 A JP H05267985A JP 4269061 A JP4269061 A JP 4269061A JP 26906192 A JP26906192 A JP 26906192A JP H05267985 A JPH05267985 A JP H05267985A
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saw
substrate
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saw device
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JP4269061A
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English (en)
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Frederick Y Cho
フレデリック・ワイ・チョー
David Penunuri
デビッド・ペニュニュリ
Jr Robert F Falkner
ロバート・フランク・フォークナー・ジュニア
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Motorola Inc
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    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/10Mounting in enclosures
    • H03H9/1064Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices
    • H03H9/1071Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the SAW device
    • HELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 挿入損および直接RFフィードスルーを低減
する表面弾性波(SAW)装置パッケージ10を提供す
る。 【構成】 このパッケージ10は、入力パッド32およ
び出力パッド20,23のそれぞれを広範囲に遮蔽す
る。SAW装置14への入力32および出力20,23
は、基板の一方の表面10上に入力32を、そして基板
14の他方の表面上に出力20,23を維持するするこ
とによって分離される。SAW装置15,36,17を
含むSAW水晶基板14は、パッケージ基板12にボン
ディング48され、例えば、低温ガラス封止材35また
は半田タイプの封止材45を介して密封される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表面弾性波装置に関
し、さらに詳しくは、低挿入損の表面弾性波装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、表面弾性波(SAW:Surface
Acoustic Wave )装置は、RF分野で用いられる小型濾
波素子である。SAWを基板に取付け、SAW装置に入
力および出力を電気的に相互接続することにより、寄生
容量および抵抗が発生し、その結果、比較的高い挿入損
が生じ、RFフィードスルー(RF feedthrough )が
高くなる。一般的なSAW装置はRFフィードスルーを
示し、そのため周波数応答に歪みが生じ、出力信号にス
プリアス信号が発生する。スプリアス信号は、空間的に
近接したインタフェース回路とSAW装置との間の容量
結合および抵抗結合によって生じる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この問題に対する一般
的な解決方法は、SAW装置を外部回路から十分分離し
て、容量結合を無視できるレベルまで低減することであ
った。しかし、表面装着用途では、パッケージ・サイズ
全体を最小限に抑えなければならない。従って、SAW
装置はできるだけ小さく作製しなければならず、また、
複数のSAWトランスデューサが用いられる場合には、
これらは物理的に近接してパッケージされなければなら
ない。この場合、容量結合が増加する。また、SAW装
置がボンディングされている基板材料内にスプリアス電
流が発生する。
【0004】従って、挿入損および直接RFフィードス
ルーが低い表面装着用の比較的小型のSAWパッケージ
を作製することは極めて望ましい。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、新規な
表面弾性波装置パッケージが示される。
【0006】表面弾性波(SAW)装置パッケージは、
SAW装置の挿入損および直接RFフィードスルーを低
減する。このSAW装置は、基板上に配置された入力パ
ッドおよび出力パッドを有する基板を含む。接地面は入
力パッドおよび出力パッドのそれぞれを取り囲むように
配置される。SAW入力とSAW出力とを有するSAW
装置が含まれる。SAW入力は入力パッドに接続され、
SAW出力は出力パッドに接続される。SAW装置は基
板にボンディングされる。封止材は蓋を基板に固定す
る。
【0007】
【実施例】図1は、本発明の動作原理によるSAWパッ
ケージング装置10の組立図である。パッケージ基板1
2は、底面13を有するアルミナ基板を含む。窒化アル
ミミニウム,石英またはガラスなどの他のセラミックス
もこのパッケージ基板として利用することができる。出
力パッド20は、基板12上に配置される。同様に、接
地面25は、基板12上の出力パッド20に隣接して配
置され、それを実質的に取り囲む。接地面25は、出力
接続パッド21を含む。同様に、出力パッド23は基板
12上に配置される。接地面27は出力パッド23に隣
接して配置され、それを実質的に取り囲み、接地面27
は出力パッド22を含む。
【0008】入力パッド32は基板12上に配置され、
基板12の端部で底面13へ折り返されている。これに
より、基板12の底面13にある入力パッド32と、基
板12の上面にある出力パッド20,23との間の距離
が最大になる。入力パッド32および出力パッド20,
23の位置は、基板12の反対表面に切り換えることが
できる。すなわち、入力を上面に、そして出力を底面1
3に配置してもよい。この配置は、寄生抵抗および容量
に起因するSAW装置の挿入損を最小限に抑えるうえで
役立つ。接地パッド30,31,33,34も、基板1
2の上面で底面13に折り返され、外部回路に接続す
る。外部パッド30,34は、接地面26用の外部回路
接続である。図2に示すように、ダミー電極46,56
が接地面26に接続され、寄生容量および抵抗を低減す
る。同様に、接地パッド31,33は接地面28用の接
続であり、これは入力パッド32を取り囲む。表面弾性
波装置は接地面28上に配置され、以下に示すように接
地面28に接続される。
【0009】基板12の上には表面弾性波(SAW)水
晶(基板)14が示されている。基板14上には3つの
SAW装置15,16,17が配置されている。
【0010】基板14は熱可塑性接着材48を介して基
板12に固定され、SAW15は接地面25の上にあ
り、SAW16は接地面26,28の上にあり、SAW
17は接地面27の上にある。蓋11は基板12に接触
するように降ろされ、低温ガラス封止材35で密封され
る。
【0011】RFフィードスルーは、SAW装置の入力
損を生じさせる。RFフィードスルーの一つの源は、S
AW装置の基板内に流れるスプリアス電流である。残留
金属抵抗が電気接続を真の接地電位の少し上でフロート
させるので、これらの電流が流れる。RFフィードスル
ーおよび挿入損を低減するためには、パッケージ基板1
2はアルミナなどのセラミックで作られる。さらに、各
SAW装置は25,26,28,27などの基板12の
金属化領域上に配置される。さらに、入力32および出
力20,23は接地面28,25,27にそれぞれ隣接
しており、これらの接地面は独立して絶縁され、挿入損
の原因となる過度の寄生容量を防いでいる。さらに、入
力リード32を基板12の底面13に折り返すことによ
り、入力リード32は出力リード20,23から最大限
に離れる。この構成は、入力と出力との間の容量結合ま
たは誘導結合を防ぐ。
【0012】図2において、SAW装置およびその相互
接続の概略図を示す。SAW16は、電極36を含む能
動SAW装置を含む。さらに、SAW装置16はダミー
電極46,56を含み、これらのダミー電極はパッド3
0,34をそれぞれ介して電気的に接地されている。ダ
ミー電極46,56は、パッド30,34を含む下の金
属化領域26にワイヤ・ボンディングされている。すだ
れ状電極(interdigitated electrodes) 36によって構
成されるSAW装置16はパッド32にワイヤ・ボンデ
ィング接続され、このパッド32は外部回路からの入力
に接続される。電極36によって構成されるSAW装置
の下にある金属化領域28は、ワイヤ・ボンドを介して
電極36に接続される。またこの金属化領域はパッド3
1,33を介して外部接地に接続され、これらのパッド
31,33は入力32を取り囲み、寄生容量および抵抗
から遮蔽している。パッド32を介してSAW16に印
加される入力は電極36を介して両方向に伝送され、ダ
ミー電極46を介して一方の方向に伝送され、電極36
およびダミー電極56を介して反対方向に伝送される。
【0013】SAW15は電極46を介して入力を受信
する。SAW15は出力パッド20にワイヤ・ボンディ
ングされ、この出力パッドは濾波された出力を送出す
る。金属化領域25はSAW15の下にあり、SAW1
5の電極対の一方に接続される。金属化領域25の接続
パッド21は外部回路を介して接地され、出力信号を与
えるパッド20に隣接し、それを実質的に取り囲んでい
る。パッド21は、出力20を電気的に遮蔽している。
吸音材料37は、SAW15から伝送される表面弾性波
がSAW15に反射されることを防ぐ。
【0014】同様に、SAW17は、電極56を介して
伝送される表面弾性波を受信する。SAW17はパッド
23にワイヤ・ボンディングされ、このパッド23は複
合SAW装置の別の出力信号を与える。金属化領域27
はSAW17の下にあり、SAW17にワイヤ・ボンデ
ィングされる。金属化領域27のパッド22は、外部回
路(図示せず)の接地に接続される。接地パッド22は
出力23を実質的に取り囲み、電気的に遮蔽する。吸音
材料38は、SAW17から伝送される表面弾性波がS
AW17に反射されることを防ぐ。
【0015】1入力2出力型SAW装置を図2に示す。
SAW装置15,17の一方は削除してもよく、その結
果得られる装置は1入力1出力型SAW装置となり、こ
のSAW装置は図示の装置の約半分の効率で動作する。
下にある金属化領域および入力パッドおよび出力パッド
を接地遮蔽出力に近接して利用することは、任意のSA
W構成に適用される。
【0016】図3はSAW装置パッケージの組立50を
示す。SAW装置パッケージ50は、図1のSAW装置
パッケージ10について説明したものと同じである。し
かし、図1に示すように基板12で底面13に折り返し
ている接続パッド30〜34の代わりに、図3は基板1
2内の対応する穴40〜44から基板12の底面13ま
で通過して外部回路に電気的に接続する図1の接続パッ
ド30〜34を示す。本発明のこの別の実施例は、蓋1
1および封止リング60に取付けることのできる半田リ
ング45を利用して、蓋11を密封半田型封止材を介し
て基板12に封止する場合に有用である。封止リング6
0は、基板12に半田付け可能な材料であり、基板12
にボンディングされる。一般に半田封止材45は基板1
2の表面から底面13に折り返されると、電極40〜4
4を短絡する。このように、パッド30〜34は基板1
2内の穴40〜44から底面13まで貫通して、電気的
接続を行なう。蓋11を基板12に半田封止45するこ
とは、接続パッド40〜44を短絡する危険を犯さずに
行なうことができる。この構成は、蓋11および基板1
2を半田封止する場合に基板で折り返されるパッド接続
を短絡させないという利点を提供する。
【0017】図4は、本発明に従ってパッケージングさ
れた複数の表面弾性波(SAW)フィルタを利用する無
線受信機を示す。無線受信機100は、信号を送受信す
るために用いられるアンテナ101を含む。ダイプレク
サ103は、アンテナ101と送信部(図示せず)とに
接続される。ダイプレクサ103は、受信信号をフィル
タ105に送る。フィルタ105は、本発明によるSA
Wフィルタでもよい。フィルタ105は、増幅器107
に接続される。増幅器107の出力は、SAWフィルタ
109に送られる。フィルタ109はその出力をミキサ
111に送り、ここで出力はSAWフィルタ115を介
して局部発振器113からの信号と合成される。ミキサ
111の出力はSAW117によって濾波され、IF出
力となる。
【0018】本発明は、表面弾性波(SAW)フィルタ
の表面装着用途を提供し、このフィルタの挿入損および
RFフィードスルーは下部の接地面により、また入力リ
ードと出力リードの分離を最大限にすることにより、比
較的小さくなる。寄生抵抗および容量は最小限に押さえ
られ、挿入損の低い表面装着可能なSAW装置が作製さ
れる。
【0019】本発明の好適な実施例について図示し、詳
細に説明してきたが、本発明の精神から逸脱せずに、あ
るいは特許請求の範囲から逸脱せずにさまざまな修正が
可能であることは当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による表面弾性波(SAW)装置パッケ
ージング組立の組立図である。
【図2】本発明によるSAW装置および電気入力/出力
接続の概略図である。
【図3】本発明によるSAW装置パッケージング構成の
別の実施例である。
【図4】本発明による表面弾性波フィルタを含む無線受
信機のブロック図である。
【符号の説明】
10 SAWパッケージング装置 11 蓋 12 パッケージ基板 13 底面 14 水晶基板 15,16,17 SAW装置 20,23 出力パッド 21 接続パッド 25,26,27,28 接地面 30,31,33,34 接地パッド 32 入力パッド 35 低温ガラス封止材 36 電極 40〜44 穴 45 半田リング 46,56 ダミー電極 50 SAW装置パッケージ 60 封止リング 100 無線受信機 101 アンテナ 103 ダイプレクサ 105 フィルタ 107 増幅器 109 SAWフィルタ 111 ミキサ 113 局部発振器 115 SAWフィルタ 117 SAWフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド・ペニュニュリ アメリカ合衆国アリゾナ州ファウンテン・ ヒルズ、ノース・デマレット・ドライブ 10422 (72)発明者 ロバート・フランク・フォークナー・ジュ ニア アメリカ合衆国アリゾナ州フェニックス、 ナンバー2131、サウス・48番・ストリート 13220

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SAW装置(15,36,17)の挿入
    損および直接RFフィードスルーを低減するための表面
    弾性波(SAW)装置パッケージ(10)であって:少
    なくとも第1表面および第2表面(13)を有する基板
    手段(12);前記基板手段(12)上に配置される、
    外部回路に接続するための入力手段(32);前記基板
    手段(12)上に配置される、外部回路に接続するため
    の出力手段(20,23);前記入力手段(32)およ
    び前記出力手段(20,23)への電気的結合を防止す
    る遮蔽手段(25,26,27,28)であって、前記
    基板(12)上に配置され、かつ、前記入力手段(3
    2)および前記出力手段(20,23)を実質的に取り
    囲む遮蔽手段(25,26,27,28);SAW手段
    (15,36,17)であって:前記入力手段(32)
    に接続され、入力信号を前記SAW装置(15,36,
    17)に伝送するSAW入力手段(36)と、 前記出力手段(20,23)に接続され、前記SAW装
    置(15,36,17)から少なくとも一つの出力信号
    を伝送するSAW出力手段(15,17)とを含み、 前記SAW装置(15,36,17)は、前記遮蔽手段
    (25,26,27,28)上に実質的に配置され、前
    記SAW装置(15,36,17)への寄生電気的結合
    を抑制するSAW手段(15,36,17);によって
    構成されるSAW装置パッケージであって:前記SAW
    装置(15,36,17)上に配置され、かつ、前記基
    板手段(12)に接触する、前記SAW手段(15,3
    6,17)を物理的に覆う蓋手段(11);および前記
    蓋手段(11)を前記基板手段(12)に封止する手段
    (35または45,60);をさらに含んで構成される
    表面弾性波装置パッケージ。
  2. 【請求項2】 SAW装置の挿入損および直接RFフィ
    ードスルーを低減する表面弾性波(SAW)装置パッケ
    ージ(10)であって:少なくとも第1表面および第2
    表面(13)を含む基板手段(12);前記基板手段
    (12)上に配置される、外部回路に接続するための入
    力手段(32);前記基板手段(12)上に配置され
    る、外部回路に接続するための出力手段(20,2
    3);前記入力手段(32)および前記出力手段(2
    0,23)への電気的結合を防止する遮蔽手段(25,
    26,27,28)であって、前記基板(12)上に配
    置され、かつ、前記入力手段(32)および前記出力手
    段(20,23)を実質的に取り囲む遮蔽手段(25,
    26,27,28);SAW手段(15,36,17)
    であって:前記入力手段(32)に接続され、入力信号
    を前記SAW装置(15,36,17)に伝送するSA
    W入力手段(36)と、 前記出力手段(20,23)に接続され、前記SAW装
    置(15,36,17)から少なくとも一つの出力信号
    を伝送するSAW出力手段(15,17)とを含み、 前記SAW装置(15,36,17)は前記遮蔽手段
    (25,26,27,28)上に実質的に配置され、前
    記SAW装置(15,36,17)への寄生電気的結合
    を抑制するSAW手段(15,36,17);によって
    構成されるSAW装置パッケージであって:前記SAW
    装置(15,36,17)上に配置され、かつ、前記基
    板手段(12)に接触する、前記SAW手段(15,3
    6,17)を物理的に覆う蓋手段(11);前記基板手
    段(12)を介して前記第1表面から前記第2表面(1
    3)まで貫通する穴(20,21,22,23,40,
    41,42,43,44)を含む前記基板手段(12)
    であって、前記穴(20,21,22,23,40,4
    1,42,43,44)は前記入力手段から、あるいは
    前記出力手段(20,23)から、および前記第1表面
    上の前記遮蔽手段(25,26,27,28)から、前
    記第2表面(13)まで電気接続を伝送し、外部回路に
    電気接続する前記基板手段(12);および前記蓋手段
    (11)を前記基板手段(12)に封止する手段(35
    または45,60);をさらに含んで構成される表面弾
    性波装置パッケージ。
  3. 【請求項3】 SAW装置(15,16,17)をパッ
    ケージングする方法であって:上面および底面(13)
    を有するセラミック基板(12)を設ける段階;入力パ
    ッド(32)を前記基板(12)の前記上面上に配置し
    て、前記入力パッド(32)を前記基板(12)の前記
    底面(13)に折り返す段階;出力パッド(20,2
    3)を前記基板(12)の前記上面上に配置する段階;
    各接地面(25,26,27,28)が対応する入力パ
    ッド(32)および出力パッド(20,23)を実質的
    に取り囲む、複数の接地面(25,26,27,28)
    を前記基板(12)の前記上面に配置する段階;少なく
    とも一つのSAW装置(15,16,17)を含むSA
    W水晶基板(14)を設ける段階;前記SAW装置(1
    5,16,17)が前記接地面(25,26,27,2
    8)の一つの実質的に上になるように、前記SAW水晶
    基板(14)を前記基板(12)にボンディングする段
    階;前記SAW装置(15,16,17)の下にある前
    記接地面(25,26,27,28)にSAW装置(1
    5,16,17)を接続する段階;前記SAW装置(1
    5,16,17)を前記入力パッド(32)および出力
    パッド(20,23)に接続する段階;蓋(11)を設
    ける段階;および前記蓋(11)を前記基板(12)に
    密封する段階;によって構成されることを特徴とする方
    法。
  4. 【請求項4】 無線装置(100)において、SAW装
    置の挿入損および直接RFフィードスルーを低減する少
    なくとも一つの表面弾性波(SAW)装置パッケージ
    (10)であって:少なくとも第1表面および第2表面
    (13)を含む基板手段(12);前記基板手段(1
    2)上に配置される、外部回路に接続するための入力手
    段(32);前記基板手段(12)上に配置される、外
    部回路に接続するための出力手段(20,23);前記
    入力手段(32)および前記出力手段(20,23)へ
    の電気的結合を防止する遮蔽手段(25,26,27,
    28)であって、前記基板(12)上に配置され、か
    つ、前記入力手段(32)および前記出力手段(20,
    23)を実質的に取り囲む遮蔽手段(25,26,2
    7,28);SAW手段(15,36,17)であっ
    て:前記入力手段(32)に接続され、入力信号を前記
    SAW装置に伝送するSAW入力手段(36)と、 前記出力手段(20,23)に接続され、前記SAW装
    置(15,36,17)から少なくとも一つの出力信号
    を伝送するSAW出力手段(15,17)とを含み、 前記SAW装置(15,36,17)は、前記遮蔽手段
    (25,26,27,28)上に実質的に配置され、前
    記SAW装置(15,36,17)への寄生電気的結合
    を抑制するSAW手段(15,36,17);によって
    構成されるSAW装置パッケージであって:前記SAW
    装置(15,36,17)上に配置され、かつ、前記基
    板手段(12)に接触する、前記SAW手段(15,3
    6,17)を物理的に覆う蓋手段(11);および前記
    蓋手段(11)を前記基板手段(12)に封止する手段
    (35または45,60);をさらに含んで構成される
    ことを特徴とするSAW装置パッケージ。
  5. 【請求項5】 無線装置(100)において、SAW装
    置の挿入損および直接RFフィードスルーを低減する少
    なくとも一つの表面弾性波(SAW)装置パッケージ
    (10)であって;少なくとも第1表面および第2表面
    (13)を含む基板手段(12);前記基板手段(1
    2)上に配置される、外部回路に接続するための入力手
    段(32);前記基板手段(12)上に配置される、外
    部回路に接続するための出力手段(20,23);前記
    入力手段(32)および前記出力手段(20,23)へ
    の電気的結合を防止する遮蔽手段(25,26,27,
    28)であって、前記基板(12)上に配置され、か
    つ、前記入力手段(32)および前記出力手段(20,
    23)を実質的に取り囲む遮蔽手段(25,26,2
    7,28);SAW手段(15,36,17)であっ
    て:前記入力手段(32)に接続され、入力信号を前記
    SAW装置(15,36,17)に伝送するSAW入力
    手段(36)と、 前記出力手段(20,23)に接続され、前記SAW装
    置(15,36,17)から少なくとも一つの出力信号
    を伝送するSAW出力手段(15,17)とを含み、 前記SAW装置(15,36,17)は前記遮蔽手段
    (25,26,27,28)上に実質的に配置され、前
    記SAW装置(15,36,17)への寄生電気的結合
    を抑制するSAW手段(15,36,17);によって
    構成されるSAW装置パッケージであって:前記SAW
    装置(15,36,17)上に配置され、かつ、前記基
    板手段(12)に接触する、前記SAW手段(15,3
    6,17)を物理的に覆う蓋手段(11);前記基板手
    段(12)を介して前記第1表面から前記第2表面(1
    3)まで貫通する穴(20,21,22,23,40,
    41,42,43,44)を含む前記基板手段(12)
    であって、前記穴(20,21,22,23,40,4
    1,42,43,44)は前記入力手段から、あるいは
    前記出力手段(20,23)から、および前記第1表面
    上の前記遮蔽手段(25,26,27,28)から、前
    記第2表面(13)まで電気接続を行い、外部回路に電
    気接続する前記基板手段(12);および前記蓋手段
    (11)を前記基板手段(12)に封止する手段(35
    または45,60);をさらに含んで構成される表面弾
    性波装置パッケージ。
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