JPH10327039A

JPH10327039A - 弾性表面波装置

Info

Publication number: JPH10327039A
Application number: JP14862597A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Osanai; 勝則小山内; Katsuo Sato; 勝男佐藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】弾性表面波装置において、高周波側帯域外抑
圧度を向上させる。【解決手段】弾性表面波素子と表面実装用パッケージ
とを備え、弾性表面波素子が、圧電性基板と、弾性表面
波を励受振または共振または反射させるための複数の交
差指型電極と、各交差指型電極に接続された電気接続用
パッドとを有し、交差指型電極および電気接続用パッド
が圧電性基板表面に存在し、表面実装用パッケージが、
複数の外部接続用端子と、複数のバンプ接続部と、この
バンプ接続部と外部接続用端子とを電気的に接続するた
めの連絡導体とを有し、電気接続用パッドとバンプ接続
部とが導電バンプを介して電気的に接続されたフェース
ダウン接続であり、外部接続用端子の少なくとも１つ
が、複数の連絡導体、または経路途中から複数に分岐し
た連絡導体を介して複数のバンプ接続部と接続されてい
る弾性表面波装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波装置に
関し、さらに詳しくは、フェースダウン接続構造の弾性
表面波装置において高周波領域の不要信号抑圧度を向上
させた構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波装置は、小型軽量化が容易で
あることや、通過帯域の周波数特性が優れていることを
特徴として、携帯電話を始めとする移動体通信機器など
に用途が広がっている。

【０００３】ところで、この弾性表面波装置は、移動体
通信機器において８００MHzから２GHzを超える周波数を
通過帯域中心周波数とする弾性表面波フィルタとして使
用され、その重要な要求特性の一つとして、中心周波数
よりも高周波側における信号抑圧度があげられる。通
常、通過帯域の高周波側外側から３GHz程度まで、高周
波回路部の簡素化のためには６GHz程度まで、不要信号
抑圧度の高いことが求められている。

【０００４】しかしながら、前記の高周波側帯域におい
ては、弾性表面波素子自体の電極指パターン設計によっ
て高い帯域外抑圧度を実現したとしても、その弾性表面
波素子をパッケージに収納して完成品とした構造におい
ては、抑圧度が劣化することが問題となる。この理由と
しては、パッケージ内の電極配線形状、パッケージと弾
性表面波素子とを電気的に接続する構成方法（ボンディ
ングワイヤ）などに伴う導電部材の電気抵抗や寄生イン
ダクタンスおよび浮遊容量、さらには入出力間に電磁的
結合が起こる（以下寄生成分と略す）ことが挙げられ、
この寄生成分により、１GHz以上での帯域外抑圧度が極
度に劣化するという問題があった。これら寄生成分の主
たる要因としては、ボンディングワイヤの持つインダク
タンスがあり、したがって、高周波帯の弾性表面波装置
にはボンディングワイヤを用いない構成が適している。

【０００５】ボンディングワイヤを用いない弾性表面波
装置の構成としては、パッケージ底面と弾性表面波素子
の表面とを対向させ、導電バンプにより電気的に接続す
るフェースダウン接続がある。導電バンプを用いたフェ
ースダウン接続の従来技術としては、例えば、特開平４
−６５９０９号公報に開示されたものがある。これに
は、弾性表面波素子上の入出力用電極パッドおよび接地
用電極パッドと、それらにそれぞれ対向配置され接続さ
れる入出力用パターンおよび接地用パターンが形成され
た表面実装用パッケージとを、フェースダウン接続する
構成が開示されている。さらに、入出力パターン形成部
分以外を覆うようにアースパターンを形成することによ
り、弾性表面波素子をフェースダウン接続する際の位置
決め精度が低くて済むことが、開示されている。

【０００６】しかしながら、ボンディングワイヤを用い
ないフェースダウン接続とした弾性表面波装置において
も、高周波側帯域外抑圧度は十分とはいえない。前記特
開平４−６５９０９号公報には、この高周波帯域外抑圧
に対する知見や解決手段は提示されていない。

【０００７】MWE'95 Microwave Workshop Digest p.247
-p.248(1995)には、フェースダウン接続構成の他の例が
開示されており、ここでは、帯域外抑圧度劣化の主要因
が入出力間の電磁的結合であることが示されている。こ
の電磁的結合とは、弾性表面波素子、パッケージの電極
電気抵抗や寄生インダクタンスや浮遊容量（前述の寄生
成分にあたる）に起因する入出力間の電磁的結合であ
る。しかしながら、この入出力間の電磁的結合を抑圧す
る手段については、開示されていない。

【０００８】弾性表面波装置の帯域外抑圧度を改善する
他の従来例として、特公平６−６６６３２号公報に開示
された構成が挙げられる。これには、弾性表面波装置を
プリント配線板等に搭載する場合の、帯域外抑圧度を改
善する構成が開示されている。同公報には、弾性表面波
装置を搭載するプリント配線板において接地用パターン
を複数に分離し、分離された接地パターン間をインピー
ダンス素子で接続することにより、帯域外抑圧度を改善
できることが示されている。しかし、同公報では、帯域
外抑圧度の改善効果は１００MHz以下でしか示されてお
らず、弾性表面波装置において重要な高周波域（例えば
１GHz以上）における抑圧度は不明である。ただし、同
公報における弾性表面波装置はプリント配線板に実装さ
れるので、明示はされていないがパッケージ入りのもの
であることは明らかである。同公報ではパッケージ内部
の配線についての検討はなされていないため、１GHz以
上の高周波帯域での抑圧度向上は不可能であると考えら
れる。また、同公報記載の方法では、新たに外部回路素
子を付加する必要があることも問題である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、弾性
表面波装置において、高周波側帯域外抑圧度を向上させ
ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）および（２）のいずれかの構成により達成され
る。（１）弾性表面波素子と表面実装用パッケージとを備え
た弾性表面波装置であって、前記弾性表面波素子が、圧
電性基板と、弾性表面波を励受振または共振または反射
させるための複数の交差指型電極と、前記各交差指型電
極に接続された電気接続用パッドとを有し、前記交差指
型電極および前記電気接続用パッドが前記圧電性基板表
面に存在し、前記表面実装用パッケージが、複数の外部
接続用端子と、複数のバンプ接続部と、このバンプ接続
部と前記外部接続用端子とを電気的に接続するための連
絡導体とを有し、前記圧電性基板の表面と前記表面実装
用パッケージとが対向し、前記電気接続用パッドと前記
バンプ接続部とが導電バンプを介して電気的に接続され
ており、前記表面実装用パッケージにおいて、前記外部
接続用端子の少なくとも１つが、複数の前記連絡導体、
または経路途中から複数に分岐した前記連絡導体を介し
て複数の前記バンプ接続部と接続されている弾性表面波
装置。（２）同一の外部接続用端子に接続されている複数の前
記バンプ接続部のうちの少なくとも１つが、他の１つ以
上の外部接続用端子にも接続されている上記（１）の弾
性表面波装置。

【００１１】

【作用および効果】本発明の弾性表面波装置は、弾性表
面波の励受信等のための交差指型電極を設けた圧電性基
板表面側が、表面実装用パッケージと対向する構成、す
なわち、フェースダウン接続された構成である。表面実
装用パッケージの弾性表面波素子に対向する面（以下、
パッケージ底面という）には、弾性表面波素子の電気接
続用パッドと接続されるバンプ接続部が形成され、この
バンプ接続部とパッケージの外部接続用端子との間に
は、連絡導体が形成されている。

【００１２】この連絡導体は、外部接続用端子から見て
複数の前記バンプ接続部に対し独立に複数形成されてい
るか、連絡経路の途中から複数に分岐した枝状に形成さ
れているので、連絡導体各部を流れる高周波電流を各バ
ンプ接続部ごとに分離でき、かつ各連絡導体形状を制御
することにより各連絡導体を流れる高周波電流を制御で
きるため、特別な付加回路を設けることなく高周波側帯
域外抑圧度を向上できる。

【００１３】さらに、本発明において、同一の外部接続
用端子に接続されている複数の前記バンプ接続部のうち
の少なくとも１つが、他の１つ以上の外部接続用端子に
も接続されている構成とすれば、弾性表面波素子の各電
極パッドに流れる高周波電流を幅広く制御することがで
きるので、高周波側帯域外抑圧度をさらに向上できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。

【００１５】本発明は、以下に説明する構成Ｉおよび構
成IIを含む。

【００１６】構成Ｉ図１は、構成Ｉの弾性表面波装置に用いる表面実装用パ
ッケージ２の底面を示す平面図であり、図２は、この表
面実装用パッケージ２と組み合わせて用いられる弾性表
面波素子１の平面図である。

【００１７】図１に示す表面実装用パッケージ２は、そ
の外側面に、外部回路接続のための外部接続用端子２１
〜２６を有し、その底面に、バンプ接続部として接続用
パターン２７（図内８箇所）を有する。各外部接続用端
子は、連絡導体２１ａ、２２ａ、２３ａ、２３ｂ、２４
ａ、２４ｂ、２５ａ、２６ａを介して、少なくとも１つ
の接続用パターン２７と接続されている。

【００１８】本発明では、図１に示す表面実装用パッケ
ージ２において、外部接続用端子の少なくとも１つが、
複数の連絡導体、または経路途中から複数に分岐した連
絡導体によって複数のバンプ接続部と接続される。図示
例では、外部接続用端子２３が、独立した２つの連絡導
体２３ａ、２３ｂにより、２つの接続用パターン２７に
接続されており、また、外部接続用端子２４も、独立し
た２つの連絡導体２４ａ、２４ｂによって２つの接続用
パターン２７に接続されている。

【００１９】一方、図２に示す弾性表面波素子１は、圧
電性基板１０の表面に、弾性表面波を励受振または共振
または反射させるための交差指型電極を有し、さらに、
交差指型電極に接続された電気接続用パッドを有する。
図示例の弾性表面波素子１は、２段従属接続した２重モ
ードフィルタを有するものであり、両側に反射器を有す
る３連の交差指型電極１７ａ、１７ｂと、電気接続用パ
ッドとして、入出力電極パッド１２、１５および接地側
電極パッド１１、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１
６を有する。各電気接続用パッド上には、導電バンプ３
（図内８箇所）が形成されている。図示例における導電
バンプ３は、バンプボンダーにより形成した金バンプで
ある。

【００２０】電気接続用パッドは、導電バンプ３を介し
て、図１に示す接続用パターン２７と電気的に接続され
る。すなわち、表面実装用パッケージ２に、弾性表面波
素子１がフェースダウン接続される。

【００２１】フェースダウン接続に際しては、弾性表面
波素子１の圧電性基板１０表面側と、表面実装用パッケ
ージ２の底面とを対向して配置し、接続すればよい。な
お、導電バンプは、弾性表面波素子側ではなく表面実装
用パッケージ側に形成してもよい。また、導電バンプ
は、金バンプ、ハンダバンプ等のいずれであってもよ
い。また、接続には、超音波熱圧着や、導電バンプの先
端に塗布した導電性接着剤などを用いることができる。

【００２２】弾性表面波素子１を表面実装用パッケージ
２にフェースダウン接続した後、パッケージを気密封止
する。例えば、図３に正面図として示すように、表面実
装用パッケージ２の上に蓋４を接合して、気密封止す
る。

【００２３】フェースダウン接続においては、弾性表面
波振動部分が、弾性表面波素子１と表面実装用パッケー
ジ２との間の空隙にあるので、上部（圧電性基板の裏面
側）から樹脂のコートによる封止を行っても機能が損な
われない。したがって、図示はしていないが、図１のパ
ッケージに図２の弾性表面波素子をフェースダウン接続
したのちに適切な樹脂で上部から覆うことにより気密封
止して、製品として完成することもできる。

【００２４】なお、本発明の効果は、特定の弾性表面波
素子パターン構造に限定して生じるものではない。した
がって、図示する２段従属接続した２重モードフィルタ
に限らず、様々な弾性表面波フィルタを有する装置に対
して本発明は有効である。また、図示例ではＬｉＮｂＯ
₃単結晶基板を用いているが、本発明の効果は圧電性基
板の種類によらず実現する。

【００２５】また、図１では、接続用パターン２７を連
絡導体に対し独立したもの（同種または異種の金属によ
るバンプ）として示したが、例えば図４に示すように、
連絡導体の一部が接続用パターン（バンプ接続部）とし
て働く構成としてもよい。図４には、図１に示すような
明瞭な接続用パターンは存在しない。接続用パターン以
外の構成については、図４は図１と同じである。

【００２６】また、図示例では、表面実装用パッケージ
の構成材料としてアルミナセラミックスを用い、連絡導
体および導電パターンとしては、タングステンの焼き付
け電極（厚さ約５μm）上に、ニッケル（厚さ２μm）、
金（厚さ０．５μm）の順にメッキしたものを用いた
が、本発明の効果は、この材料構成に限定されるもので
はなく、たとえば、パッケージ用材料として安価な樹脂
を使用したり、また連絡導体および導電パターンとして
銅薄板を加工して用いたりしても同様の効果が得られる
ことは明らかである。

【００２７】また、図１では、高周波電流の経路を接地
側電極パッドと外部接続用端子との間において分離した
例を示したが、本発明を信号線に適用した場合でも、高
周波電流の制御が可能であるという効果は同じである。
したがって、本発明では、入出力電極パッドと外部接続
用端子との間において高周波電流の経路を分離する構成
としてもよい。

【００２８】構成II 構成IIにおける表面実装用パッケージ２の具体例を、図
５に示す。構成Ｉの具体例と同一のものには同一の符号
を付し、説明を省略する。構成IIでも、構成Ｉと全く同
様に、表面実装用パッケージの外部接続用端子の少なく
とも１つが、複数の連絡導体、または経路途中から複数
に分岐した連絡導体によって複数のバンプ接続部と接続
される。図５では、外部接続用端子２１、２３、２４、
２６のそれぞれが、複数の連絡導体を介して複数の接続
用パターン２７に接続されている。

【００２９】そして、構成IIでは、構成Ｉの要件を満足
した上で、同一の外部接続用端子に接続されている複数
のバンプ接続部のうちの少なくとも１つが、他の１つ以
上の外部接続用端子にも接続されている必要がある。図
５では、１つの接続用パターン２７ａに、外部接続用端
子２１から延びる２つの連絡導体のうちの１つである２
１ａと、外部接続用端子２３から延びる２つの連絡導体
のうちの１つである２３ａとが接続されている。また、
他の接続用パターン２７ｂについても、連絡導体２４ａ
および２６ａが同様な構成で接続されている。なお、連
絡導体２１ａと連絡導体２３ａとは連続しており、ま
た、連絡導体２４ａと連絡導体２６ａとは連続してい
る。

【００３０】図６に、構成IIにおける表面実装用パッケ
ージ２の他の具体例を示す。この表面実装用パッケージ
２では、外部接続用端子２３から延びる連絡導体２３ａ
と外部接続用端子２６から延びる連絡導体２６ａとが、
接続用パターン２７ｃに接続され、かつ接続用パターン
２７ｄにも接続されている。なお、連絡導体２３ａと連
絡導体２６ａとは、連続している。高周波電流の制御と
いう点では図５に示す具体例のほうが好ましいが、図６
に示す具体例でも構成IIにおける効果は実現する。

【００３１】実験例本発明の効果を確認するために、図１〜３に示す構成Ｉ
の具体例を用いて実験を行った。なお、図１の表面実装
用パッケージ２は、平面寸法が３．８mm×３．８mm、隣
接する外部接続用端子間の距離が１．２７mmであり、図
２の弾性表面波素子１は、圧電性基板１０の平面寸法が
１．７mm（弾性表面波伝搬方向）×１．５mm、圧電性基
板１０の厚さが０．３５mmであり、導電バンプ３の直径
が１００μmである。

【００３２】比較検討のため、発明者らは、表面実装用
パッケージ上の連絡導体が各外部接続用端子から見て分
離されていない点だけが相違する従来の弾性表面波装置
を同時に作製した。図９に、この従来技術による表面実
装用パッケージの平面図を示す。

【００３３】図７に、構成Ｉを適用した弾性表面波装置
と、前記した従来技術に基づいて構成された弾性表面波
装置とについて、周波数応答を対比して図示する。図７
は、中心周波数９４７．５MHzのフィルタについて高周
波側帯域外抑圧度を比較したものである。同図から、一
般に要求される３GHz程度はもちろん、それ以上の高周
波帯域においても、本発明により抑圧度が大きく向上し
ていることがわかる。

【００３４】次に、図５に示す構成IIの具体例について
も、同様な実験と比較とを行った。結果を図８に示す。
図８から、高周波側帯域外抑圧度が６GHzを超えて最大
１５dB以上向上していることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成Ｉに係わり、弾性表面波素子をフ
ェースダウン接続するための表面実装用パッケージの連
絡導体形成面を示す平面図である。

【図２】本発明に係わる弾性表面波素子の電極配置を示
す平面図である。

【図３】本発明の構成Ｉに係わり、気密封止後の弾性表
面波装置の正面図である。

【図４】本発明の構成Ｉに係わり、弾性表面波素子をフ
ェースダウン接続するための表面実装用パッケージの連
絡導体形成面を示す平面図であって、明瞭な接続パター
ンを形成しない具体例のものである。

【図５】本発明の構成IIに係わり、弾性表面波素子をフ
ェースダウン接続するための表面実装用パッケージの連
絡導体形成面を示す平面図である。

【図６】本発明の構成IIに係わり、弾性表面波素子をフ
ェースダウン接続するための表面実装用パッケージの連
絡導体形成面を示す平面図である。

【図７】本発明の構成Ｉに係わる弾性表面波装置と従来
の弾性表面波装置とについて、高周波側帯域外抑圧度を
比較した特性図である。

【図８】本発明の構成IIに係わる弾性表面波装置と従来
の弾性表面波装置とについて、高周波側帯域外抑圧度を
比較した特性図である。

【図９】表面実装用パッケージの連絡導体が分岐されて
いない従来の弾性表面波装置の表面実装用パッケージの
連絡導体形成面を示す平面図である。

【符号の説明】

１弾性表面波素子１０圧電性基板１２、１５入出力電極パッド１１、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１６接地側
電極パッド１７ａ、１７ｂ交差指型電極２表面実装用パッケージ２１〜２６外部接続用端子２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２
４ｂ、２５ａ、２６ａ、２６ｂ連絡導体２７、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ接続用パター
ン３導電バンプ４蓋

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弾性表面波素子と表面実装用パッケージ
とを備えた弾性表面波装置であって、前記弾性表面波素子が、圧電性基板と、弾性表面波を励
受振または共振または反射させるための複数の交差指型
電極と、前記各交差指型電極に接続された電気接続用パ
ッドとを有し、前記交差指型電極および前記電気接続用
パッドが前記圧電性基板表面に存在し、前記表面実装用パッケージが、複数の外部接続用端子
と、複数のバンプ接続部と、このバンプ接続部と前記外
部接続用端子とを電気的に接続するための連絡導体とを
有し、前記圧電性基板の表面と前記表面実装用パッケージとが
対向し、前記電気接続用パッドと前記バンプ接続部とが
導電バンプを介して電気的に接続されており、前記表面実装用パッケージにおいて、前記外部接続用端
子の少なくとも１つが、複数の前記連絡導体、または経
路途中から複数に分岐した前記連絡導体を介して複数の
前記バンプ接続部と接続されている弾性表面波装置。
【請求項２】同一の外部接続用端子に接続されている
複数の前記バンプ接続部のうちの少なくとも１つが、他
の１つ以上の外部接続用端子にも接続されている請求項
１の弾性表面波装置。