(57)【要約】【課題】圧電デバイスに整合回路用等のチップ部品を搭載した際に、圧電デバイスの小型化を図ると共に、電気的特性の良好な圧電デバイスを提供することを目的とする。【解決手段】ＭＣＦ１９は、圧電基板２をセラミックパッケージ２０の内部底面に設けた所定のパッド２１に導電性接着剤７を塗布して接着固定し、セラミックパッケージ２０の外部底面には、二つの所定の凹部２３ａ、２３ｂとを形成し、凹部２３ａに設けたパッド２４にはＭＣＦ素子１０の入力側整合回路を構成するチップ部品であるＬ１１とＣ１２とを搭載し、凹部２３ｂに設けたパッド２４にはＭＣＦ素子１０の出力側整合回路を構成するチップ部品であるＬ１３とＣ１４とを搭載する。更に、二つの凹部２３ａ、２３ｂの夫々に、凹部の側壁全面にサイドメタライズ２５ａ、２５ｂを形成すると共に、ＭＣＦ１９の外部底面には、所定の形状のベタアースパターン２６を形成して両者を接続する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージの内底部に圧電共振素子を接着固定し蓋にて気密封止した構造であって、前記パッケージには外部底面に複数の凹部を形成し、該凹部に前記圧電共振素子の外付け用のチップ部品を搭載した構造の圧電デバイスにおいて、
前記凹部の側壁全面にサイドメタライズを施し、該サイドメタライズを外部接続用パッドのアース端子に接続したことを特徴とする圧電デバイスのパッケージ構造。
【請求項２】
前記圧電共振素子がＭＣＦ素子であり、前記外付け用のチップ部品がＭＣＦの整合回路を構成するインダクタンス素子、及び容量素子であることを特徴とする請求項１記載の圧電デバイスのパッケージ構造。
【請求項３】
請求項１記載の前記パッケージの外部底面において、外部底面に設けた外部接続用パッドを除いたエリアに、ベタアースパターンを形成し、前記サイドメタライズと外部接続用パッドのアース端子とに接続したことを特徴とする請求項１、又は２記載の圧電デバイスのパッケージ構造。
【請求項４】
前記複数の凹部の周囲を囲むように所定の幅でアースパターンを形成し、前記サイドメタライズと外部接続用パッドのアース端子に接続したことを特徴とする請求項１、又は２記載の圧電デバイスのパッケージ構造。
【請求項５】
前記凹部を二つ形成し、夫々の凹部の周囲を囲むように独立して所定の幅で二つのアースパターンを形成し、夫々対応するサイドメタライズと接続すると共に、前記二つのアースパターンを外部接続用パッドに設けた二つのアース端子に夫々接続したことを特徴とする請求項１、又は２記載の圧電デバイスのパッケージ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電デバイスのパッケージ構造に関し、特にＭＣＦ（モノリシッククリスタルフィルタ）において、その終端インピーダンスを低下させるため、ＭＣＦの入出力に整合回路用のチップ部品を付加した構成を有する複合型の圧電デバイスのパッケージ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の移動体通信機の普及に伴う低価格化及び小型化の急激な進展により、これらの通信機器に使用されるデバイスにおいても薄型化が急速に進み、リード端子を使用しないＳＭＤ型の電子デバイスの採用が主流となっている。
そこで、本発明においては、以降、ＭＣＦを実施例としてそのパッケージ構造について説明する。ＭＣＦは、１枚の水晶基板上に２分割された電極対を配置し、一方の振動モードと他方の振動モ−ドとを結合させ、いわゆる音響結合を起こすことにより所望のフィルタ特性を得るものである。
【０００３】
図７に、従来のＭＣＦの第一の外観構造例を示す。図７（ａ）は、蓋を被せていない状態の上面図であり、（ｂ）は、正面断面図である。図７に示す通り、この外観例によるＭＣＦ１は、圧電基板２の片面に二つの励振電極３ａ、３ｂと、他面には共通電極４とを形成しており、この圧電基板２をセラミックパッケージ５の内部底面に設けた所定のパッド６に導電性接着剤７を塗布して接着固定した後、セラミックパッケージ５の開口部を蓋８にて密封した構造であり、セラミックパッケージ５の外部底面には外部接続用パッド９を設けている。
【０００４】
一方、ＭＣＦを使用する際に、ＭＣＦの終端インピーダンスを小さくする必要がある場合があり、そのような要求がなされるとＭＣＦの入出力インピーダンスを低下させるため所定の手段を講じる。ＭＣＦの入出力インピーダンスを低下させるためには、励振電極の面積を大きくすることで容易に実現出来るが、その場合、スプリアスレベルが悪化すると共に、励振電極の面積を大きくするために圧電基板のサイズを大きくする必要があり、ＭＣＦの小型化の妨げとなる。
【０００５】
そこで、この様な場合、ＭＣＦの入出力インピーダンスは高いままに設計しておき、ＭＣＦの入出力端に整合回路を付加して見かけ上の入出力インピーダンスを低下させる方法が有効である。この場合、ＭＣＦの部品点数が増加するため、ＭＣＦのパッケージ構造に工夫が必要であるが、特開平１０−３２２１２９号公報に開示されているように、セラミックパッケージの外部底面に一つ、或いは複数の所定の凹部を形成し、この凹部に外部接続用の整合回路を構成するＬ（インダクタンス素子）、Ｃ（容量素子）のチップ部品を搭載する方法が知られている。
【０００６】
図８に、ＭＣＦに付加した整合回路例の構成図を示し、ＭＣＦ素子１０の入力端に、整合回路としてＬ１１、Ｃ１２を付加した構成であり、ＭＣＦ素子１０の出力端には、整合回路としてＬ１３、Ｃ１４を付加した構成である。尚、整合回路の設計方法は周知の通りであるので説明を省略する。
【０００７】
図９は、従来のＭＣＦの第二の外観構造例である。図９（ａ）は正面断面図であり、（ｂ）は底面図である。図９に示す如く、第二の外観構造例におけるＭＣＦ１５は、第一の外観構造例に加えて、セラミックパッケージ１６の外部底面に、二つの凹部１７ａ、１７ｂを形成し、凹部１７ａに設けたパッド１８ａには、ＭＣＦ素子１０の入力に対応した整合回路を構成するチップ部品Ｌ１１とＣ１２とを搭載し、凹部１７ｂに設けたパッド１８ｂには、ＭＣＦ素子１０の出力に対応した整合回路を構成するチップ部品Ｌ１３とＣ１４とを搭載したものである。この様な実装方法を採用することにより、新に追加する必要のある整合回路用のチップ部品を、パッケージサイズを拡大することなく搭載することが可能となる。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３２２１２９号公報
【特許文献２】特開平１１−１９５８５２号公報
【特許文献３】特開２００２−２３２２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら従来のＭＣＦは、第二の外観構造例に示すようにセラミックパッケージの外部底面に二つの凹部を形成して、整合回路用のＬ、Ｃのチップ部品を夫々入力側の凹部と出力側の凹部に搭載した際に、入力側のＬと出力側のＬとがカップリング状態となり、ＭＣＦへの入力信号が出力に漏洩したり、出力信号が入力に漏洩する等してＭＣＦの電気的特性の劣化を招くことがある。
【００１０】
又、高周波に対応したＭＣＦにおいては、特開平１１−１９５８５２号公報に開示されているように、プリント配線基板にＭＣＦを実装した際、実装する前のＭＣＦ単独の場合のフィルタ特性と同等の特性が得られない場合がある。これは、ＭＣＦのアース電位とプリント配線基板のアース電位とが互いに影響して生じるもので、アースパターンの形成方法に問題があると共に、プリント配線基板に実装されている他の部品を介してノイズがＭＣＦに誘導されるためである。
本発明は上述したような問題を解決するためになされたものであって、圧電デバイスに整合回路用等のチップ部品を搭載した際に、圧電デバイスの小型化を図ると共に、電気的特性の良好な圧電デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明に係わる圧電デバイスのパッケージ構造は、以下の構成をとる。
請求項１記載の発明は、パッケージの内底部に圧電共振素子を接着固定し蓋にて気密封止した構造であって、前記パッケージには外部底面に複数の凹部を形成し、該凹部に前記圧電共振素子の外付け用のチップ部品を搭載した構造の圧電デバイスにおいて、前記凹部の側壁全面にサイドメタライズを施し、該サイドメタライズを外部接続用パッドのアース端子に接続するよう構成する。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記圧電共振素子がＭＣＦ素子であり、前記外付け用のチップ部品がＭＣＦの整合回路を構成するインダクタンス素子、及び容量素子であるよう構成する。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の前記パッケージの外部底面において、外部底面に設けた外部接続用パッドを除いたエリアに、ベタアースパターンを形成し、前記サイドメタライズと外部接続用パッドのアース端子とに接続するよう構成する。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記複数の凹部の周囲を囲むように所定の幅でアースパターンを形成し、前記サイドメタライズと外部接続用パッドのアース端子に接続するよう構成する。
【００１５】
請求項５記載の発明は、前記凹部を二つ形成して夫々の凹部の周囲を囲むように独立して所定の幅で二つのアースパターンを形成し、夫々対応するサイドメタライズと接続すると共に、前記二つのアースパターンを外部接続用パッドに設けた二つのアース端子に夫々接続するよう構成する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１、及び２記載の発明は、ＭＣＦを構成するのに必要な外部接続用のチップ部品をセラミックパッケージの外部底面に設けた凹部に搭載する際に、凹部の側壁全面にサイドメタライズを形成してアースパターンに接続したため、ＭＣＦの入力側の外部接続用チップ部品と、出力側の外部接続用チップ部品とが電気的にカップリングすることを防止出来、ＭＣＦの性能を向上させる上で著しい効果を発揮する。
【００１７】
請求項３乃至５記載の発明は、セラミックパッケージの外部底面にベタアースパターン、或いはアースパターンを設けたため、ＭＣＦをプリント配線基板に実装した際に、プリント配線基板に実装されている電気部品からのＭＣＦに対する影響を排除することが可能となり、ＭＣＦを使用する上で著しい効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明においては、セラミックパッケージの外部底面に凹部を形成して入出力の整合回路用Ｌ、Ｃのチップ部品を夫々対応する凹部に搭載した際に、入力側のＬと出力側のＬとがカップリングを起こさないよう凹部の側壁の全面にサイドメタライズを形成して外部接続端子のアース端子と接続すると共に、ＭＣＦの外部底面に所定の形状のアースパターンを形成し、シールド効果が得られるような構造とした。
【００１９】
図１は、本発明に係わるＭＣＦの第一の実施例を示す外観構造である。図１を説明すると、本実施例によるＭＣＦ１９は、圧電基板２の片面に二つの励振電極３ａ、３ｂと、他面には共通電極４とを形成しており、この圧電基板２をセラミックパッケージ２０の内部底面に設けた所定のパッド２１に導電性接着剤７を塗布して接着固定した後、セラミックパッケージ２０の開口部を蓋８にて密封した構造であり、セラミックパッケージ２０の外部底面には外部接続用パッド２２を設けている。
【００２０】
セラミックパッケージ２０の外部底面に、二つの所定の凹部２３ａ、２３ｂとを形成し、凹部２３ａに設けたパッド２４にはＭＣＦ素子１０の入力に対応した整合回路を構成するチップ部品であるＬ１１とＣ１２とを搭載し、凹部２３ｂに設けたパッド２４には同様にＭＣＦ素子１０の出力に対応した整合回路を構成するチップ部品であるＬ１３とＣ１４とを搭載したものである。
【００２１】
本実施例においては、凹部２３ａの拡大図に示す通り、二つの凹部２３ａ、２３ｂの夫々に、凹部の側壁全面にサイドメタライズ２５ａ、２５ｂを形成すると共に、ＭＣＦ１９の外部底面には、所定の形状のベタアースパターン２６を形成して両者を接続している。凹部２３ａの拡大図（ａ）は正面断面図を示し、（ｂ）は底面図を示す。同図（ａ）において、サイドメタライズ２５ａの一部であるサイドメタライズ２７は、主に凹部２３ａ、２３ｂに搭載したチップ部品のインダクタンス素子間のカップリングを防止するものであり、サイドメタライズ２５ａの一部であるサイドメタライズ２８及びベタアースパターン２６は、主にＭＣＦ１９をプリント配線基板に実装した時のＭＣＦ１９に搭載しているインダクタンス素子とプリント配線基板に搭載しているインダクタンス素子等とのカップリングを防止するものである。
【００２２】
次に、本発明に係わるセラミックパッケージ２０の詳細について説明する。
図２は、本発明に係わるセラミックパッケージの一実施例を示す正面断面図である。図２に示すようにセラミックパッケージ２０は、第一の層２９と第二の層３０とを積層した構造であり、層間のパターン接続は層間に設けた配線パターン３１とセラミックパッケージの第一の層２９及び第二の層３０を貫通するビアホール３２により接続し、セラミックパッケージ２０の外部底面に設けた外部接続用パッド２２とは、セラミックパッケージの第二の層の側面に設けたサイドパターン３３を経由して接続する。又、セラミックパッケージ２０の外部底面に設けたベタアースパターン２６は、凹部２３ａ、２３ｂに設けたサイドメタライズ２５ａ、２５ｂと接続すると共に、セラミックパッケージ２０に設けた外部接続用パッド２２のアース端子と接続する。
【００２３】
図３は、本発明に係わるＭＣＦの第一の実施例における底面図である。図３に示す如く第一の実施例においては、セラミックパッケージ２０の外部底面にベタアースパターン２６を設けており、アース端子の機能を有する外部接続用パッド２２ａ、２２ｂと接続すると共に、凹部２３ａ、２３ｂに設けたサイドメタライズ２５ａ、２５ｂと接続する。一方、外部接続用パッドの２２ｃ、２２ｄは、夫々、ＭＣＦの入力及び出力端子である。
次に、セラミックパッケージ２０の外部底面に設けたベタアースパターン２６は、ＭＣＦが高周波対応であるほどその影響が高まるが、アースパターンの形状として変形例を以降示す。
【００２４】
図４は、本発明に係わるＭＣＦの第二の実施例における底面図である。図４に示す如く第二の実施例においては、セラミックパッケージ３４の外部底面にアースパターン３５を設けたものであり、本アースパターン３５は、凹部３６ａ、３６ｂの外周囲に所定の幅で凹部３６ａ、３６ｂを囲むように形成して、夫々囲んだアースパターン同士を接続している。又、アースパターン３５は、アース端子の機能を有する外部接続用パッド３７ａ、３７ｂと接続すると共に、凹部３６ａ、３６ｂに設けたサイドメタライズ３８ａ、３８ｂと接続する。一方、外部接続用パッドの３７ｃ、３７ｄは、夫々、ＭＣＦの入力及び出力端子である。
【００２５】
図５は、本発明に係わるＭＣＦの第三の実施例における底面図である。図５に示す如く第三の実施例においては、セラミックパッケージ３９の外部底面にアースパターン４０ａ、４０ｂとを設けたものであり、アースパターンは、凹部４１ａの外周囲に所定の幅で凹部４１ａを囲むように形成したアースパターン４０ａと、凹部４１ｂの外周囲に所定の幅で凹部４１ｂを囲むように形成したアースパターン４０ｂとに二つに分離しており、アースパターン４０ａは、凹部４１ａに設けたサイドメタライズ４２ａと接続すると共に、アース端子の機能を有する外部接続用パッド４３ａと接続し、アースパターン４０ｂは、凹部４１ｂに設けたサイドメタライズ４２ｂと接続すると共に、アース端子の機能を有する外部接続用パッド４３ｂと接続する。従って、第三の実施例は、ＭＣＦの入力側のアースパターン４０ａと出力側のアースパターン４０ｂとを分離したものである。一方、外部接続用パッドの４３ｃ、４３ｄは、夫々、ＭＣＦの入力及び出力端子である。
【００２６】
次に、本発明に係わるＭＣＦの製造手順について概略説明する。
図６は、本発明に係わるＭＣＦについてその製造手順を説明するフローチャートである。図６を説明すると、先ず、別工程において所定の圧電基板に、所定の形状、膜厚で、励振電極や外部接続用のパッド等を形成したＭＣＦ素子を製造した後（ステップ１）、所定の形状に加工したセラミックパッケージの内底部のパッドに、ＭＣＦ素子を導電性接着剤を用いて接着固定して乾燥させる（ステップ２）。次に、ＭＣＦ素子の周波数調整を行う。周波数調整の方法としては、ＭＣＦ素子に形成する励振電極を所定の膜厚より薄くしておき、周波数を確認しつつ励振電極上に新たな膜を成膜し周波数を合わせこむ方法と、ＭＣＦ素子に形成する励振電極を所定の膜厚より厚くしておき、周波数を確認しつつ励振電極の表面を削り落とし周波数を合わせ込む手法がある（ステップ３）。
【００２７】
周波数調整が完了すると、セラミックパッケージの開口部に蓋を被せて密封した後（ステップ４）、セラミックパッケージの外部底面に形成した凹部に、整合回路の入力側Ｌ、Ｃのチップ部品、出力側Ｌ、Ｃのチップ部品を搭載して密封し（ステップ５）、フィルタとしての電気的特性を測定すると共に、最終製品検査を行って完成する（ステップ６）。
【００２８】
以上説明したように本発明においては、整合回路用のチップ部品を搭載する凹部にサイドメタライズと、セラミックパッケージの底面にアースパターンを設けたため、ＭＣＦの入力側と出力側とのカップリングを防止すると共に、プリント配線基板に実装されている電気部品からのＭＣＦに対する影響を排除することが可能となった。
尚、本実施例においては、ＭＣＦについて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、セラミックパッケージの外部底面に凹部を形成してチップ部品を搭載する構造の複合型の圧電デバイスであれば適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係わるＭＣＦの第一の実施例を示す外観構造である。
【図２】本発明に係わるセラミックパッケージの一実施例を示す正面断面図である。
【図３】本発明に係わるＭＣＦの第一の実施例における底面図である。
【図４】本発明に係わるＭＣＦの第二の実施例における底面図である。
【図５】本発明に係わるＭＣＦの第三の実施例における底面図である。
【図６】本発明に係わるＭＣＦについてその製造手順を説明するフローチャートである。
【図７】従来のＭＣＦの第一の外観構造例である。
【図８】ＭＣＦに付加した整合回路例の構成図である。
【図９】従来のＭＣＦの第二の外観構造例である。
【符号の説明】
【００３０】
１・・ＭＣＦ、                        ２・・圧電基板、
３ａ、３ｂ・・励振電極、              ４・・共通電極、
５・・セラミックパッケージ、          ６・・パッド、
７・・導電性接着剤、                  ８・・蓋、
９・・外部接続用パッド、            １０・・ＭＦＣ素子、
１１・・インダクタンス素子、          １２・・容量素子、
１３・・インダクタンス素子、          １４・・容量素子、
１５・・ＭＦＣ、                      １６・・セラミックパッケージ、
１７ａ、１７ｂ・・凹部、              １８ａ、１８ｂ・・パッド、
１９・・ＭＣＦ、                      ２０・・セラミックパッケージ、
２１・・パッド、
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ・・外部接続用パッド、
２３ａ、２３ｂ・・凹部、              ２４・・パッド、
２５ａ、２５ｂ・・サイドメタライズ、  ２６・・ベタアースパターン、
２７・・サイドメタライズ、            ２８・・サイドメタライズ、
２９・・第一の層、                    ３０・・第二の層、
３１・・配線パターン、                ３２・・ビアホール、
３３・・サイドパターン、              ３４・・セラミックパッケージ、
３５・・アースパターン、              ３６ａ、３６ｂ・・凹部、
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ・・外部接続用パッド、
３８ａ、３８ｂ・・サイドメタライズ、  ３９・・セラミックパッケージ、
４０ａ、４０ｂ・・アースパターン、    ４１ａ、４１ｂ・・凹部、
４２ａ、４２ｂ・・サイドメタライズ、
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ・・外部接続用パッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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