JPH10163799A - 弾性表面波装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性に優れたパッケージレス型の弾性表面
波装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 圧電体基板２の表面に櫛形電極３が形成
され、圧電体基板２は、電極形成面を固定基板１の表面
に対向させて、該表面から離間した位置にて固定基板１
上に固定され、圧電体基板２と固定基板１とは互いに電
気的に接続されて、圧電体基板２の櫛形電極３は、固定
基板１の表面に形成されたパッド11を介して外部回路と
接続可能である。又、固定基板１と圧電体基板２の間に
形成された内部空間Ｓは、熱硬化型封止樹脂６及び紫外
線硬化型封止樹脂61によって周囲が封止されると共に、
該内部空間Ｓは、真空或いは不活性ガス雰囲気に保たれ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電体基板の表面
に弾性表面波励振用の電極を形成してなる弾性表面波素
子に関し、特に、弾性表面波素子を回路基板に実装する
ためのパッケージ化が不要な弾性表面波装置及びその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、弾性表面波素子を回路基板上
に実装する場合、図１０に示す如く、弾性表面波素子を
ステム(14)及びカバー(15)からなるパッケージ(17)に収
容することが行なわれている。図１０において、弾性表
面波素子は、圧電体基板(21)の表面に櫛形電極(図示省
略)を形成して構成され、接着層(10)を介してステム(1
4)の内面に固定されている。ステム(14)には、複数本の
端子ピン(16)が下向きに突設され、各端子ピン(16)の基
端部と圧電体基板(21)上の櫛形電極の各パッド(図示省
略)とが、ワイヤー(13)によって互いにボンディングさ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如きパッケージ型の弾性表面波装置においては、弾性表
面波素子をパッケージ(17)内に収容する作業が不可欠で
あり、製造工程が複雑となるばかりでなく、装置の構成
も複雑となる。そこで、出願人は図１及び図２に示す如
く、圧電体基板(２)の櫛形電極(３)が形成された面を下
向きとして、該圧電体基板(２)を固定基板(１)の表面か
ら離間した位置にて固定し、固定基板(１)と圧電体基板
(２)の間に形成された内部空間Ｓを、その周囲に充填し
た樹脂(６)によって封止しているパッケージレス型の弾
性表面波素子を開発した。該弾性表面波装置によれば、
圧電体基板(２)の櫛形電極(３)が面している内部空間Ｓ
が、固定基板(１)、圧電体基板(２)及び封止樹脂(６)に
よって包囲され、封止されているので、従来の如きパッ
ケージ化は不要である。

【０００４】ところが、出願人の開発した上記弾性表面
波装置においては、封止樹脂(６)として耐湿性の優れた
熱硬化型樹脂が用いられているため、この熱硬化型封止
樹脂(６)を前記内部空間Ｓの周囲に充填した後、熱を加
えて硬化させる過程で、該樹脂から塩素系ガス等の悪性
ガスが放出され、前記内部空間Ｓに封入される。この結
果、櫛形電極(３)が悪性ガスによって腐食され、耐久性
の低下を招来する虞れがあった。そこで、本発明の目的
は、耐久性に優れたパッケージレス型の弾性表面波装置
及びその製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る弾性表面波装
置においては、少なくとも表層部が圧電性を有する圧電
体基板(２)の表面に弾性表面波励振用の電極(３)が形成
され、圧電体基板(２)は、電極形成面を固定基板(１)の
表面に対向させて、該表面から離間した位置にて固定基
板(１)上に固定され、圧電体基板(２)と固定基板(１)と
は互いに電気的に接続されて、圧電体基板(２)の電極
(３)は、固定基板(１)の表面に形成されたリードを介し
て外部回路と接続可能である。又、固定基板(１)と圧電
体基板(２)の間に形成された内部空間Ｓは封止樹脂(６)
(61)によって周囲が封止されると共に、該内部空間Ｓ
は、真空或いは不活性ガス雰囲気に保たれている。

【０００６】上記本発明の弾性表面波装置は、回路基板
の表面に実装して、固定基板(１)の表面に形成されたリ
ードを回路基板上の外部回路と接続することによって、
外部回路から電極(３)の入力部へ入力信号が供給される
と共に、電極(３)の出力部から得られる出力信号が外部
回路へ供給される。ここで、電極(３)が面する内部空間
Ｓは、固定基板(１)、圧電体基板(２)及び封止樹脂(６)
(61)によって周囲が封止され、内部空間Ｓは、真空或い
は不活性ガス雰囲気に保たれており、従来の如き悪性ガ
スは封入されていないので、電極(３)が腐食する虞れは
なく、高い耐久性が得られる。

【０００７】具体的構成において、前記内部空間Ｓを包
囲して、その周囲の大部分に熱硬化型封止樹脂(６)が充
填されると共に、残った部分に紫外線硬化型封止樹脂(6
1)が充填されて、内部空間Ｓの周囲が完全に封止されて
いる。熱硬化型封止樹脂(６)は耐湿性が高く、比較的耐
湿性の低い紫外線硬化型封止樹脂(61)が一部に用いられ
ていても、全体としては、耐湿性に問題はなく、長寿命
が実現される。

【０００８】本発明に係る弾性表面波装置の製造方法
は、下記の第１工程乃至第５工程から構成される。第１
工程では、少なくとも表層部が圧電性を有する圧電体基
板(２)の表面に弾性表面波励振用の電極(３)を形成する
と共に、固定基板(１)の表面に外部回路との接続のため
のリードを形成する。第２工程では、圧電体基板(２)の
電極形成面を固定基板(１)のリード形成面に対向させ
て、該リード形成面から離間した位置にて圧電体基板
(２)を固定基板(１)上に固定すると共に、固定基板(１)
のリードと圧電体基板(２)の電極(３)とを互いに電気的
に接続する。第３工程では、固定基板(１)と圧電体基板
(２)の間に形成された内部空間Ｓを包囲して、その内部
空間Ｓの周囲の大部分に第１の封止樹脂(６)を充填す
る。第４工程では、前記内部空間Ｓを真空化した後、必
要に応じて該内部空間中に不活性ガスを充填する。第５
工程では、前記第１の封止樹脂(６)の開口部Ａに第２の
封止樹脂(61)を充填し、内部空間Ｓを封止する。

【０００９】上記本発明の製造方法によれば、第３工程
にて、第１の封止樹脂(６)を充填する過程で固定基板
(１)と圧電体基板(２)の間の内部空間Ｓに放出された悪
性ガスが、第４工程にて該内部空間Ｓを真空化する過程
で、外部へ排出される。この段階で、第１の封止樹脂
(６)は一部で開口しており、真空化され或いは不活性ガ
スの充填された内部空間Ｓは未封止の状態であるが、次
の第５工程にて第１の封止樹脂(６)の開口部Ａに第２の
封止樹脂(61)を充填することによって、内部空間Ｓの周
囲が封止され、内部空間Ｓは、真空或いは不活性ガス雰
囲気に保たれることになる。

【００１０】具体的には、第１の封止樹脂(６)は熱硬化
型樹脂であって、第２の封止樹脂(61)は紫外線硬化型樹
脂であり、前記第３工程では加熱によって第１の封止樹
脂(６)を硬化せしめ、前記第５工程では紫外線の照射に
よって第２の封止樹脂(61)を硬化せしめる。又、前記第
４工程及び第５工程は真空チャンバー内で実施される。
即ち、第４工程では、互いに接合された固定基板(１)及
び圧電体基板(２)を真空チャンバー内に収容し、真空チ
ャンバー内を真空に吸引することによって、固定基板
(１)と圧電体基板(２)の間の内部空間Ｓが真空化され、
内部空間Ｓの悪性ガスが外部へ排出される。その後、必
要に応じて真空チャンバー内に不活性ガスを導入するこ
とによって、内部空間Ｓに不活性ガスが充填される。そ
して、第５工程では、真空チャンバー内にて、熱硬化型
封止樹脂(６)の開口部Ａに紫外線硬化型封止樹脂(61)を
充填し、該封止樹脂(61)を紫外線の照射によって硬化せ
しめ、内部空間Ｓを封止するのである。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、固定基板(１)と圧電体
基板(２)の間の内部空間Ｓが真空或いは不活性ガス雰囲
気に保たれるので、電極(３)が腐食する虞れはなく、耐
久性に優れたパッケージレス型の弾性表面波装置が得ら
れる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。本発明の弾性表面
波装置は図１に示す如く、弾性表面波素子として、タン
タル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ほう酸リチウム等
からなる圧電体基板(２)の表面に、アルミニウム、アル
ミニウムと銅の合金、金などからなる櫛形電極(３)を形
成し、該弾性表面波素子は、圧電体基板(２)の電極形成
面を下向きにして、セラミックス、ガラス等からなる固
定基板(１)上に接合されている。尚、圧電体基板(２)と
しては、ガラス、シリコン、サファイア等の弾性体基板
の表面に、酸化亜鉛、窒化アルミニウム等の圧電薄膜を
形成したものを採用することも可能である。櫛形電極
(３)の形成面は、必要に応じて、酸化シリコン、窒化シ
リコン、ＤＬＣ(Diamond Like Carbon)等からなる保護
膜(４)によって覆われている。

【００１３】圧電体基板(２)の櫛形電極(３)には、その
入力部及び出力部に夫々一対のパッド(31)(31)が形成さ
れている。一方、固定基板(１)の表面には、外部回路と
の電気接続に用いるパッド(11)(11)が、前記櫛形電極
(３)のパッド(31)と対応する複数箇所に形成され、各パ
ッド(11)の表面には、金などからなるバンプ(５)が形成
されている。そして、圧電体基板(２)は、櫛形電極(３)
の各パッド(31)を固定基板(１)の各バンプ(５)に接合せ
しめて、固定基板(１)上に固定され、バンプ(５)を介し
て両基板の電気的接続及び機械的接続が為されている。
尚、バンプ(５)は、圧電体基板(２)のパッド(31)の表面
に形成することも可能である。

【００１４】又、固定基板(１)と圧電体基板(２)の間に
形成された内部空間Ｓを包囲して、その周囲の大部分
に、熱硬化性のエポキシ樹脂、アクリル樹脂等からなる
熱硬化型封止樹脂(６)が充填されると共に、残った部分
には、紫外線硬化性のエポキシ樹脂、アクリル樹脂等か
らなる熱紫外線硬化型封止樹脂(61)が充填されて、内部
空間Ｓの周囲は完全に封止されており(図７参照)、該内
部空間Ｓは、真空或いは窒素ガスなどの不活性ガス雰囲
気に保たれている。

【００１５】更に、固定基板(１)には、外部回路との接
続に用いるクリップリード(８)が、各パッド(11)と電気
的に接続されて取り付けられている。クリップリード
(８)は図９に示す如く、固定基板(１)の端部に固定され
て各パッド(11)から伸びるリードパターン(12)と接続さ
れるべきクリップ部(81)と、外部回路と接続されるべき
リード部(82)とから構成されている。

【００１６】上記弾性表面波装置は、下記の工程によっ
て作製される。図３に示す如く、圧電体基板(２)の表面
に、櫛形電極(３)及びパッド(31)からなる電極パターン
を形成すると共に、固定基板(１)の表面には、パッド(1
1)及びリードパターン(12)を形成する。又、固定基板
(１)のパッド(11)の表面には、バンプ(図示省略)を形成
する。次に、図４に示す如く、圧電体基板(２)の電極形
成面を下向きとして、該圧電体基板(２)を固定基板(１)
上に固定する。これによって、圧電体基板(２)のパッド
(31)と固定基板(１)のパッド(11)とがバンプを介して互
いに接合されると共に、固定基板(１)と圧電体基板(２)
の間には、櫛形電極(３)が面する内部空間Ｓが形成され
ることになる。

【００１７】その後、図５に示す如く、固定基板(１)と
圧電体基板(２)の間に形成された内部空間Ｓを包囲し
て、その内部空間Ｓの周囲の大部分に熱硬化型封止樹脂
(６)を塗布して充填する。そして、該熱硬化型封止樹脂
(６)を加熱して硬化せしめる。この結果、熱硬化型封止
樹脂(６)には、内部空間Ｓに通じる開口部Ａが形成され
る。尚、加熱によって熱硬化型封止樹脂(６)から発生し
た悪性ガスの一部は、内部空間Ｓに残留することにな
る。

【００１８】次に、図８に示す如く、互いに接合された
固定基板(１)及び圧電体基板(２)を真空チャンバー(10
0)内に収容し、真空チャンバー(100)に接続した真空ポ
ンプ(103)によって、チャンバー内を真空に吸引する。
これによって、固定基板(１)と圧電体基板(２)の間の内
部空間Ｓが真空化され、内部空間Ｓに残留している悪性
ガスが外部へ排出される。その後、真空チャンバー(10
0)に接続した窒素ガスボンベ(104)からチャンバー内に
窒素ガスを導入する。これによって、内部空間Ｓに窒素
ガスが充填されることになる。

【００１９】この状態で、真空チャンバー(100)内に設
置したディスペンサー(101)を動作させて、前記熱硬化
型封止樹脂(６)の開口部Ａに、紫外線硬化型封止樹脂(6
1)を塗布して充填する。そして、真空チャンバー(100)
内に設置した紫外線照射ランプ(102)に電源を投入し
て、紫外線の照射によって、紫外線硬化型封止樹脂(61)
を硬化せしめる。この結果、内部空間Ｓは完全に封止さ
れ、窒素ガス雰囲気に保たれることになる。尚、紫外線
硬化型封止樹脂(61)が硬化する過程で、塩素系ガス等の
悪性ガスが放出されることはなく、悪性ガスによる問題
は生じない。

【００２０】その後、図６に示す如く、前記真空チャン
バー内から、内部空間Ｓに窒素ガスが充填された固定基
板(１)及び圧電体基板(２)を取り出す。そして、図７に
示す如く、固定基板(１)の各リードパターン(12)の端部
を挟み込んでクリップリード(８)を取り付け、本発明に
係る弾性表面波装置を完成する。

【００２１】上記弾性表面波装置及びその製造方法によ
れば、固定基板(１)と圧電体基板(２)の間の内部空間Ｓ
が窒素ガス雰囲気に保たれるので、櫛形電極(３)が腐食
する虞れはなく、耐久性、信頼性に優れたパッケージレ
ス型の弾性表面波装置が得られる。

【００２２】尚、図１に示す弾性表面波装置において
は、外部回路との接続にクリップリード(８)が採用され
ているが、図２に示す如く、固定基板(１)に、各パッド
(11)から固定基板(１)の裏面へ回り込んで伸びるリード
(７)を形成し、該リード(７)の先端部を回路基板(９)上
の外部回路と半田層(91)によって接続する構成を採用す
ることも可能である。更に、クリップリード(８)の代わ
りにリードフレームを用いた構成も採用可能である。

【００２３】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る弾性表面波装置の断面図である。

【図２】他の実施例を示す断面図である。

【図３】本発明に係る弾性表面波装置の製造方法におい
て、圧電体基板及び固定基板を作製する第１工程を表わ
す斜視図である。

【図４】固定基板上に圧電体基板を接合する第２工程を
表わす斜視図である。

【図５】熱硬化型封止樹脂を充填する第３工程を表わす
斜視図である。

【図６】内部空間を不活性ガス雰囲気として、紫外線硬
化型封止樹脂を充填する第４及び第５工程を表わす斜視
図である。

【図７】固定基板にクリップリードを取り付けて、弾性
表面波装置を完成する最終工程を表わす斜視図である。

【図８】第４工程及び第５工程に用いる装置の構成を表
わす斜視図である。

【図９】クリップリードの拡大斜視図である。

【図１０】パッケージ型の弾性表面波装置の一部破断正
面図である。

【符号の説明】

(１) 固定基板 (11) パッド (12) リードパターン (２) 圧電体基板 (３) 櫛形電極 (31) パッド (５) バンプ (６) 熱硬化型封止樹脂 (61) 紫外線硬化型封止樹脂 (８) クリップリード (９) 回路基板 (100) 真空チャンバー (101) ディスペンサー (102) 紫外線照射ランプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも表層部が圧電性を有する圧電
   体基板(２)の表面に弾性表面波励振用の電極(３)が形成
   され、圧電体基板(２)は、電極形成面を固定基板(１)の
   表面に対向させて、該表面から離間した位置にて固定基
   板(１)上に固定され、圧電体基板(２)と固定基板(１)と
   は互いに電気的に接続されて、圧電体基板(２)の電極
   (３)は、固定基板(１)の表面に形成されたリードを介し
   て外部回路と接続可能であり、固定基板(１)と圧電体基
   板(２)の間に形成された内部空間Ｓは封止樹脂(６)(61)
   によって周囲が封止されると共に、該内部空間Ｓは、真
   空或いは不活性ガス雰囲気に保たれていることを特徴と
   する弾性表面波装置。
2. 【請求項２】 前記内部空間Ｓを包囲して、その周囲の
   大部分に熱硬化型封止樹脂(６)が充填されると共に、残
   った部分に紫外線硬化型封止樹脂(61)が充填されて、内
   部空間Ｓの周囲が封止されている請求項１に記載の弾性
   表面波装置。
3. 【請求項３】 少なくとも表層部が圧電性を有する圧電
   体基板(２)の表面に弾性表面波励振用の電極(３)を形成
   すると共に、固定基板(１)の表面に外部回路との接続の
   ためのリードを形成する第１工程と、 圧電体基板(２)の電極形成面を固定基板(１)のリード形
   成面に対向させて、該リード形成面から離間した位置に
   て圧電体基板(２)を固定基板(１)上に固定すると共に、
   固定基板(１)のリードと圧電体基板(２)の電極(３)とを
   互いに電気的に接続する第２工程と、 固定基板(１)と圧電体基板(２)の間に形成された内部空
   間Ｓを包囲して、その内部空間Ｓの周囲の大部分に第１
   の封止樹脂(６)を充填する第３工程と、 前記内部空間Ｓを真空化した後、必要に応じて該内部空
   間中に不活性ガスを充填する第４工程と、 前記第１の封止樹脂(６)の開口部Ａに第２の封止樹脂(6
   1)を充填し、内部空間Ｓを封止する第５工程とを有して
   いる弾性表面波装置の製造方法。
4. 【請求項４】 第１の封止樹脂(６)は熱硬化型樹脂であ
   って、第２の封止樹脂(61)は紫外線硬化型樹脂であり、
   前記第３工程では加熱によって第１の封止樹脂(６)を硬
   化せしめ、前記第５工程では紫外線の照射によって第２
   の封止樹脂(61)を硬化せしめる請求項３に記載の製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記第４工程及び第５工程は真空チャン
   バー内で実施される請求項３又は請求項４に記載の製造
   方法。