JPH07154191A

JPH07154191A - 弾性表面波素子

Info

Publication number: JPH07154191A
Application number: JP30024293A
Authority: JP
Inventors: Haruto Ide; 治人井手
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1993-11-30
Filing date: 1993-11-30
Publication date: 1995-06-16

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、製造工程の自動化や簡素化
ができる取扱いの容易で特性が安定した弾性表面波素子
を提供する。【構成】本発明は、入出力端子４が端部まで延出する
ように一主面に電極パターン３を形成した矩形状の圧電
性基板２と、該圧電性基板２と略同寸法で、且つ電極パ
ターン３を所定空間７をおいて被覆する透光性蓋体５と
から成り、前記圧電性基板２及び透光性蓋体５の周囲が
耐熱性封止部材６で気密封止されている弾性表面波素子
１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波共振子や弾
性表面波フィルタなどの弾性表面波素子に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波共振子は基本波による直接発
振が得られ、且つ高いＱが得られる上、その共振周波数
を圧電基板表面に形成する電極設計により決められると
いう特徴がある。すなわち、圧電基板材料固有の表面波
の音速を、その表面に形成する櫛形励振電極のピッチで
割った値がほぼ共振周波数となる。

【０００３】このような性質上、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の高
周波領域で動作可能な素子を小型軽量に形成するのに適
しており、この周波数帯を利用するＴＶのＲＦモジュレ
ータや各種無線電話、通信機器に応用されている。ま
た、最近では、キーレスエントリーシステムなどのリモ
コン用共振子としても用途が広がっている。

【０００４】一方、弾性表面波フィルタも、上記周波数
帯の中間周波フィルタとして広く用いられているのは周
知の通りである。

【０００５】従来、これらの弾性表面波装置は、弾性表
面波素子をリード端子の形成されたステムに搭載し、金
属蓋体で抵抗溶接により密閉封止した、いわゆるキャン
ケースタイプのものが一般的であった。このタイプにお
いては、素子の引き出し電極とリード端子とはワイヤボ
ンディングを介して接続され、内部の密閉空間には窒素
ガスなどの不活性ガスが充填されている。

【０００６】このような構造の弾性表面波装置が用いら
れてきた理由は、弾性表面波素子の共振特性がその表面
の状態に大きく影響され、異物の付着や表面の変質を極
度に嫌うからである。特に水分の付着が一番の問題であ
り、気密性が不十分であると、水分が侵入して共振抵抗
が悪化し、ダンピングを生じる。これは、基準信号用の
共振子では致命的な問題となる。

【０００７】しかしながら、最近では各種の電子機器の
小型化、製造工程の自動化が求められており、実装基板
上の電子部品搭載部にクリーム半田を塗布しておき、各
種表面実装型電子部品を自動機で位置決め載置した後、
リフロー炉を通して一括して半田接続する方法が主流に
なっている。この場合、一つでも表面実装型でない部品
があると別工程を加えねばならないため、自動化の障害
となる。

【０００８】以上のような背景から、各種電子部品の一
層の小型化、表面実装型化が要請されており、封止の信
頼性を優先した構造を採用してきた弾性表面波装置にお
いても、表面実装型のものが考えられている。

【０００９】更に、弾性表面波装置を表面実装型とする
のは、部品自体の低コスト化の要請という要因が大き
い。そのために、キャンケースに代わる素子の封止構造
が考えられている。

【００１０】表面実装型の弾性表面波装置として、例え
ば、実開平３−１０７８２２では、凹部を有するセラミ
ックケース基板に弾性表面波素子を収納固定し、蓋材で
密閉すると共に、素子の入出力端子と接続導電部とがワ
イヤボンディングを介して接続され、接続導電部が基板
と蓋材の接合部を通ってケース外表面の外部電極へ引き
出された構造が開示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】特に表面実装型の弾性
表面波装置において、その低コスト化を目的として、量
産性を高めた製造工程の自動化や簡素化が要求されるよ
うになると、素子の取扱いが問題となる。

【００１２】前述のように弾性表面波素子は、その表面
に付着する異物等により共振特性が不安定になり、ま
た、電極に傷をつけても所望の特性を得ることができな
い。

【００１３】そのため、製造工程中で素子表面の電極部
に触れないように、その取扱いに注意する必要がある
が、このことが製造工程の自動化や簡素化を妨げる。

【００１４】例えば、従来の弾性表面波素子では、製造
工程を自動化するために汎用のパーツフィーダーを用い
たり、エアースポイドを用いて多数の素子を同時に基板
に自動マウントして量産性を高めることができない。従
って、取扱いの容易な素子構造が要望される。

【００１５】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、製造工程の自動化や簡
素化ができる取扱いの容易で特性が安定した弾性表面波
素子を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、入出力端子が
端部まで延出するように一主面に電極パターンを形成し
た矩形状の圧電性基板と、該圧電性基板と略同寸法で、
且つ電極パターンを所定空間をおいて被覆する透光性蓋
体とから成り、前記圧電性基板及び透光性蓋体の周囲が
耐熱性封止部材で気密封止されている弾性表面波素子で
ある。

【００１７】

【作用】本発明の素子構造、即ち、圧電性基板の電極パ
ターンを、所定気密空間が形成されるように透光性蓋体
で被覆したことにより、素子の電極パターンが、この封
止後の各工程で外部から接触することがなく、マウント
工程で汎用のパーツフィーダーにより整列させたりエア
ースポイドで多数同時に吸引したりしても電極表面を傷
つけることがない。

【００１８】また、圧電性基板の端部に延出された入出
力電極に、外部の接続導電部とが電気的に接続されてい
ればよく、素子のの裏表を判別することなくマウント基
板に搭載される。そのために量産性を高めることができ
る。

【００１９】さらに、素子の製造工程においては、基板
母材に多数個分の素子の電極パターンを形成し、各素子
が蓋体で密閉封止されるように耐熱性封止部材を介して
接合し、その後、素子毎にダイシング装置で切断すると
いう工程を経由するが、この切断工程で発生する切り粉
や冷却水が素子の電極パターン部分に浸入することがな
い。そのため、切断後の素子洗浄が容易になる。

【００２０】また、蓋体が透光性であるため、このダイ
シングの際の位置合わせは、その上から割り出して行う
ことができ、位置ずれを生じることがない。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の弾性表面波素子を図面に基づ
いて説明する。

【００２２】図１（ａ）は、本発明の弾性表面波素子１
の外観斜視図であり、図１（ｂ）は縦断面図であり、図
１（ｃ）は、圧電性基板の平面図である。

【００２３】本発明の弾性表面波素子は、圧電性基板２
と透光性蓋体（以下、カバープレートという）５と耐熱
性封止部材６とから主に構成されている。

【００２４】圧電性基板２は、図１（ｃ）に示すよう
に、その表面には、弾性表面波を搬送、励振、反射した
りする電極パターン３が形成されている。具体的には、
圧電性基板２は、圧電セラミック基板や、ニオブ酸リチ
ウム、タンタル酸リチウム、四ほう酸リチウム、水晶な
どの圧電性単結晶基板であり、電極パターン３は、薄膜
技法によって形成されたアルミニウム、金などである。
また、圧電性基板２の対向する１対の端部には、夫々電
極パターン３から延びる入出力端子４が形成されてい
る。

【００２５】カバープレート５は、図１（ｂ）に示すよ
うに、上述の圧電性基板２の電極表面側に、所定空間を
おいて覆われている。このカバープレート５と圧電性基
板２との対向面の周囲には、耐熱性封止部材６が介在
し、所定空間が維持されるとともに、気密空間７とな
る。尚、気密空間７はＮ₂、Ａｒ等の不活性ガスが充填
されている。上記カバープレート５の材質としては、無
アルカリガラスや石英ガラス等のガラス類を使用するの
がコスト的には有利であるが、その他に水晶や単結晶ア
ルミナ（合成サファイア）等の透光性材料を目的に応じ
て使用することが出来る。例えば、素子厚みを極力薄く
して機械的強度を得たい時は、合成サファイアのカバー
プレートが良い。

【００２６】耐熱性封止部材６は、上述したように、圧
電性基板２とカバープレート５との間に所定空間を形成
して、且つ気密的に封止するためのものであり、電極パ
ターン３にかからないよう、その周面部分に塗布形成さ
れている。上記耐熱性封止部材６の材質としては、素子
封止時や実装時の温度に耐えて密閉空間内にガスを放出
しないことが条件で、ポリイミド系樹脂が好適に使用さ
れるが、圧電基板が水晶のような加熱に対し化学的に安
定な材料であって、封止性を高める目的の場合には、低
融点ガラスのような無機系材料を封止剤として用いるこ
ともできる。

【００２７】尚、圧電性基板２の端部に形成された入出
力端子４は、耐熱性封止部材６を越えて、基板２の端部
に延出され、基板２及びまたはカバープレート５の端面
に形成された端子電極８に接続している。尚、図では、
端子電極８の圧電性基板２、カバープレート５に跨がっ
て、両端部に形成されている。

【００２８】端子電極８はポリイミド系などの耐熱性樹
脂に、銀粉末等などの導電性成分が添加されたものが用
いられ、この耐熱性導電樹脂を塗布、硬化することによ
り形成されるが、この工程は単独に行っても、下記に示
す素子のマウント基板への搭載接合する際の接合材を兼
ねて行っても良い。

【００２９】また、別の端子電極８の形成方法として、
薄膜で形成することもできる。この場合、スパッタリン
グ法やイオンプレーティング法によりＣｒ−Ｎｉ−Ａｇ
層を順次形成するのが良い。Ｃｒ層はガラスや水晶と密
着性が良いために密着層として形成する。薄膜端子電極
は、素子の入出力端子との間で良好な電気的接続を得る
ことができる。

【００３０】次に、図２に本発明の弾性表面波素子を組
み込んだ表面実装型弾性表面波装置の断面図の例を示
す。

【００３１】この装置においては、一方の主面側に入出
力電極９を形成したマウント基板１０に耐熱性導電樹脂
で図１に示した弾性表面波素子１を搭載接続し、蓋体１
２を低融点ガラス層１３を介して接合封止している。
尚、マウント基板の他方の主面側には実装用電極１４が
形成され、上記入出力電極９と実装用電極１４とは接続
導体１５で導通が取られている。

【００３２】蓋体１２とマウント基板１０は共にセラミ
ック製であり、マウント基板１０に形成する導体層は厚
膜形成されている。蓋体１２とマウント基板１０で構成
される密閉空間１６も上記と同様に不活性ガスを充填し
ても構わない。

【００３３】素子１とマウント基板１０の入出力電極９
との接続においては、圧電性基板２の電極パターン３が
カバープレート５で被覆されており、且つ端子電極８が
圧電性基板２及びカバープレート５の端面に跨がって形
成されているので、その表裏の判別が不要となる。

【００３４】図２の弾性表面波装置は、図１に示す弾性
表面波素子１を、さらに、マウント基板１０と蓋体１２
との容器で封止した構造となっているが、これにより、
タイツ信頼性が一層向上し、湿気による特性の劣化を皆
無とすることができる。

【００３５】次に、図３（ａ）、（ｂ）に基づいて、本
発明の弾性表面波素子１の製造工程を述べる。

【００３６】図３（ａ）において、１７は素子１となる
領域１８が複数抽出できる素子基板母材である。各領域
１８は、最終的には、ダイシングより切断さるが、素子
基板母材１７の状態では、各領域１８には、電極パター
ン３が薄膜技法によって形成されている。尚、隣接する
領域１８の電極パターン３は、互いに入出力端子４とな
る部分でつながって形成されている。これは、各領域１
８毎にカットした時、カット位置が若干ずれても入出力
端子４が圧電性基板２の両端部に現れるようにするため
である。また、切断露出部分が幅広になり、入出端子４
と端子電極８との導通が安定するようなパターンとす
る。

【００３７】このような素子基板母材１７を準備した
後、図３（ｂ）に示すように、素子基板母材１７と同一
形状のカバープレート母材２０にポリイミド系ペースト
を用いて格子パターン２１をスクリーン印刷で約１０μ
ｍ厚に形成する。格子パターン２１は、少なくともダイ
シングによる切断される部分に跨がるように所定幅で形
成される。格子状パターン２１は、スクリーン印刷され
たポリイミド系ペーストは溶剤分の除去のため７０〜１
００℃で熱処理される。

【００３８】このような図３（ａ）に示す素子基板母材
１７と図３（ｂ）に示すカバープレート母材２０とは、
素子基板母材１７の電極パターン３の形成面と、カバー
プレート母材２０ののポリイミドパターン形成面とが対
向するようにして、合わせされ、押圧し、加圧状態のま
ま１５０〜２７０℃で加熱硬化する。これにより、素子
基板母材１７とカバープレート母材２０とが一体化する
ことになる。

【００３９】具体的には、最初の加熱処理は、ペースト
を仮硬化させれる。これは、両母材１７、２０を押圧し
た時に、ペーストが電極パターン３まで広がるのを防止
するためであり、次にの加熱処理により、完全に両母材
を接合する。

【００４０】このようにして接合された母材１７、２０
を、ダイシング装置により上記格子パターン２１の中央
部分で各々切断することによって、個別の素子が得られ
る。

【００４１】この切断時には、カバープレート５側を通
して電極パターン３を観察し、切断位置を決める。

【００４２】ここで、個別の素子１の対向する両端面に
は入出力端子４が露出することにある。そして、この両
端面にポリイミド系導電ペーストを塗布、硬化すること
によって入出力端子４に接続する端子電極８が形成され
る。

【００４３】なお、本実施例では、本発明の弾性表面波
素子を表面実装型とする場合について述べたが、従来の
キャンケースを用いる場合などにも、素子の取扱いを容
易にして量産性を高めることができるという点で、適用
され得る。

【００４４】また、本実施例では、端子電極８が一対の
弾性表面波素子を例に述べたが、一素子内に共振子を複
数設けたり、また、アース電位の端子電極などを設ける
ことができる。即ち、端子電極８が３端子以上となる
が、素子の４端面に振り分けて構成する。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、圧電性基板に形成され
た電極パターンが透光性蓋体によって密閉空間をもって
封止されているため、この封止後の工程で電極パターン
が完全に保護されるため、接触などによる損傷などが一
切なく、取扱いが容易となり、自動化や簡素化が達成で
き、しかも、安定した特性を導出することができる。

【００４６】また、素子の裏表の区別も不要となって、
その後の製造工程を簡素化して量産性に優れたものとす
ることができる。

【００４７】また、基板母材から素子を切断する工程に
おいて、発生する切り粉や冷却水が素子の電極パターン
部分に浸入することがない。そのため、切断後の素子洗
浄が容易になる。

【００４８】更に、このダイシングの際の位置合わせ
は、蓋体が透光性のため、その上から電極パターンを観
察して割り出して行うことができ、位置ずれを生じるこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の弾性表面波素子の斜視図で
あり、（ｂ）はその断面図であり、（ｃ）は圧電性基板
の平面図である。

【図２】本発明の弾性表面波素子を用いた弾性表面波装
置の断面図である。

【図３】本発明の弾性表面波素子の製造方法を説明する
ための図であり、（ａ）は圧電性基板側の平面図、
（ｂ）カバープレート側の平面図である。

【符号の説明】

１・・・・弾性表面波素子２・・・・圧電性基板３・・・電極パターン４・・・入出力電極５・・・カバープレート６・・・耐熱性封止部材７・・・空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入出力端子が端部まで延出するように一
主面に電極パターンを形成した矩形状の圧電性基板と、
該圧電性基板と略同寸法で、且つ電極パターンを所定空
間をおいて被覆する透光性蓋体とから成り、前記基板及
び透光性蓋体の周囲が耐熱性封止部材で気密封止されて
いることを特徴とする弾性表面波素子。