(57)【要約】【課題】本発明は、振動等によって導電ワイヤーと搭載部材接続用の電極パッド間の接合不良や剥離を抑えた弾性表面波装置を提供することを目的とする。【解決手段】弾性表面波装置の一つである弾性表面波共振子１００は、基板１１１を有する素子搭載部材１１０と、この基板１１１の上面に実装され、水晶板１２１とこの水晶板１２１の上面に設けられた第一電極パッド１２４とを有する弾性表面波素子１２０と、基板１１１の上面に弾性表面波素子１２０と平面視で重ならない位置に設けられた二個一対の第二電極パッド１１３と、第一電極パッド１２４に設けられた複数本の溝部１２５と、この溝部１２５に接触するようにして、第一電極パッド１２４と第二電極パッド１１３とをボンディング接続により電気的に接続する導電ワイヤー１５０と、素子搭載部材１１０に実装された弾性表面波素子１２０を気密封止する蓋部材１４０と、を備えている。【選択図】図１
2017103515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を有する素子搭載部材と、
前記基板の上面に実装され、平面視矩形の水晶板と、前記水晶板の上面の短辺に沿って設けられた第一電極パッドとを有する弾性表面波素子と、
前記基板の上面に前記弾性表面波素子と平面視で重ならない位置に設けられた一対の第二電極パッドと、
前記第一電極パッドに設けられた複数本の溝部と、
前記溝部に接触するようにして、前記第一電極パッドと前記第二電極パッドとをボンディング接続により電気的に接続する導電ワイヤーと、
前記素子搭載部材に実装された前記弾性表面波素子を気密封止する蓋部材と、
を備えていることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
前記溝部は、少なくとも前記導電ワイヤーの先端の金属ボール部が接合する位置に設けられており、前記溝部の開口部の幅寸法が、前記金属ボール部の接合面直径よりも狭くなっており、且つ、前記溝部における隣り合う溝部間の距離が、前記金属ボール部の接合面直径よりも狭くなっていることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記溝部が格子状に設けられていることを特徴とする請求項１又は２のうち一つに記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
前記第一電極パッドの上面と前記導電ワイヤーとが同じ金属からなることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の弾性表面波装置。
【請求項５】
前記基板には、前記弾性表面波素子と電気的に接続された電子回路を有する集積回路素子とを備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に用いられる弾性表面波装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ：ＳＡＷ）素子を内部に搭載した弾性表面波装置としては、例えば、水晶基板の一方の主面上にＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極を入力側電極及び出力側電極として配置した弾性表面波フィルタや、ＩＤＴ電極の両側に反射器を形成した弾性表面波共振子や、弾性表面波共振子と少なくとも発振回路を組み合わせて構成された弾性表面波発振器が知られている。
【０００３】
例えば、従来の弾性表面波装置において、弾性表面波素子は、弾性表面波素子が第一枠体で囲まれる領域であって基板の上面に接着剤を介して素子搭載部材に実装してある。尚、この弾性表面波素子には接続電極が設けられており、これらの接続電極と素子搭載部材に設けられた素子接続パッドとが、導電ワイヤーを介して電気的に接続されている（例えば、特許文献１又は２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０９１１００号公報
【特許文献２】特開２０１２−０５０１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
弾性表面波装置は、例えば、素子搭載部材の凹部に露出した基板の上面に素子接続用の電極パッドを避け、その素子接続用の電極パッドと弾性表面波素子の上面に設けられた搭載部材接続用の電極パッドとを導電ワイヤーによって電気的に接続することにより、素子搭載部材と弾性表面波素子との間で信号の入出力を行っている。しかし、弾性表面波装置の場合、搭載される弾性表面波素子の表面には弾性表面波が発生する。この弾性表面波により弾性表面波素子の表面は弾性表面波装置が動作時は常に高い周波数（例えば、百数十MHｚ）で振動している状態となっており、弾性表面波素子の上面に設けられた搭載部材接続用の電極パッドもその振動を受ける。このような振動を搭載部材接続用の電極パッドと導電ワイヤーの一方の先端の金属ボール部との接合面が受け続けた場合、搭載部材接続用の電極パッドと導電ワイヤー先端の金属ボール部との接合界面が破壊され、搭載部材接続用の電極パッドと導電ワイヤー先端の金属ボール部との接合が不十分となり電気信号の入出力に不具合を生じるおそれや、搭載部材接続用の電極パッドと導電ワイヤー先端の金属ボール部とが剥離してしまい導通不良となってしまうおそれがある。
【０００６】
また、搭載部材接続用の電極パッドが上面から順にＡｕ、Ｎｉ、Ｃｒの金属の三層構造だった場合、搭載部材接続用の電極パッドと導電ワイヤーの一方の先端の金属ボール部との接合境界面には電極パッド側からＮｉが析出してしまい、搭載部材接続用の電極パッドと導電ワイヤーの一方の先端の金属ボール部との間の接合強度が低下してしまうおそれがあった。更に、搭載部材接続用の電極パッドと導電ワイヤーの一方の先端の金属ボール部との接合境界面には、部分的にボイドが生じてしまい、このボイドによっても搭載部材接続用の電極パッドと導電ワイヤーの一方の先端の金属ボール部との間の接合強度が低下してしまうおそれがあった。
【０００７】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、振動やボイド等が生じた場合でも、導電ワイヤーと搭載部材接続用の電極パッド間の接合不良や剥離を抑えた弾性表面波装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の弾性表面波装置は、基板を有する素子搭載部材と、この基板の上面に実装され、平面視矩形の水晶板と、この水晶板の上面の短辺に沿って設けられた第一電極パッドとを有する弾性表面波素子と、基板の上面に弾性表面波素子と平面視で重ならない位置に設けられた一対の第二電極パッドと、第一電極パッドに設けられた複数本の溝部と、この溝部に接触するようにして、第一電極パッドと第二電極パッドとをボンディング接続により電気的に接続する導電ワイヤーと、素子搭載部材に実装された弾性表面波素子を気密封止する蓋部材と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の弾性表面波装置は、基板を有する素子搭載部材と、この基板の上面に実装され、平面視矩形の水晶板と、この水晶板の上面の短辺に沿って設けられた第一電極パッドとを有する弾性表面波素子と、基板の上面に弾性表面波素子と平面視で重ならない位置に設けられた一対の第二電極パッドと、第一電極パッドに設けられた複数本の溝部と、この溝部に接触するようにして、第一電極パッドと第二電極パッドとをボンディング接続により電気的に接続する導電ワイヤーと、素子搭載部材に実装された弾性表面波素子を気密封止する蓋部材と、を備えている。
【００１０】
このような構成によって、本発明の弾性表面波装置は、搭載される弾性表面波素子の表面に発生した弾性表面波の振動を第一電極パッドと導電ワイヤーの一方の先端の金属ボール部との接合面が受け続けた場合でも、第一電極パッドと導電ワイヤーの一方の先端の金属ボール部との接合面が溝部にかかって形成されるため、従来と比べて接合面積を広くすることができる。よって、第一電極パッドと導電ワイヤー先端の金属ボール部との接合強度が十分となり安定して電気信号を入出力することができ、第一電極パッドと導電ワイヤーの先端の金属ボール部との導通不良を低減することが可能となる。
【００１１】
また、このような構成によって、本発明の弾性表面波装置は、搭載部材接続用の電極パッドと導電ワイヤーの一方の先端の金属ボール部との接合境界面にＮｉが析出したり、又はボイドが生じたりしたとしても、第一電極パッドと導電ワイヤーの一方の先端の金属ボール部との接合面が溝部にかかって形成されるため、従来と比べて接合面積を広くすることができるので、第一電極パッドと導電ワイヤー先端の金属ボール部との接合境界面全体の接合強度が十分となり安定して電気信号を入出力することができ、第一電極パッドと導電ワイヤーの先端の金属ボール部との導通不良を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態に係る弾性表面波装置を示した分解斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る弾性表面波装置を示したものであり、（ａ）は弾性表面波装置を構成する素子搭載部材を上方より示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａで切断したときの弾性表面波装置の断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る弾性表面波装置を示したものであり、（ａ）は第一電極パッドと導電ワイヤーの一方の先端の金属ボール部との接合部分を拡大して示した部分平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂで切断したときの部分断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る弾性表面波装置に搭載される弾性表面波素子の第一変形例を上方より示した部分平面図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る弾性表面波装置に搭載される弾性表面波素子の第二変形例を上方より示した部分平面図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る弾性表面波装置の第三変形例を上方より示した部分平面図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る弾性表面波装置を示した分解斜視図である。
【図８】本発明の第二実施形態に係る弾性表面波装置を図７のＣ−Ｃで切断したときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の各実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る弾性表面波装置を示した分解斜視図である。図２は、本発明の第一実施形態に係る弾性表面波装置を示したものであり、（ａ）は弾性表面波装置を構成する素子搭載部材を上方より示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａで切断したときの弾性表面波装置の断面図である。図３は、本発明の第一実施形態に係る弾性表面波装置を示したものであり、（ａ）は第一電極パッドと導電ワイヤーの一方の先端の金属ボール部との接合部分を拡大して示した部分平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂで切断したときの部分断面図である。図４は、本発明の第一実施形態に係る弾性表面波装置に搭載される弾性表面波素子の第一変形例を上方より示した部分平面図である。図５は、本発明の第一実施形態に係る弾性表面波装置に搭載される弾性表面波素子の第二変形例を上方より示した部分平面図である。図６は、本発明の第一実施形態に係る弾性表面波装置の第三変形例を上方より示した部分平面図である。図７は、本発明の第二実施形態に係る弾性表面波装置を示した分解斜視図である。図８は、本発明の第二実施形態に係る弾性表面波装置を図７のＣ−Ｃで切断したときの断面図である。
【００１４】
尚、各図では、説明を明りょうとするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。また、図１、図２（ｂ）、図７及び図８では、説明を平易とするため、図面が記載されている用紙上方を各々の弾性表面波装置及びそれを構成する各構成要素の上方として記述する。更に、図２（ａ）、図３、図４、図５及び図６では、説明を平易とするため、図示されている面側を上方、反対側の面側を下方として記述する。
【００１５】
（第一実施形態）
第一実施形態では、弾性表面波装置の一つである弾性表面波共振子について説明する。弾性表面波共振子１００は、図１及び２に示すように、素子搭載部材１１０と、弾性表面波素子１２０と、蓋部材１３０と、接合材１４０と、導電ワイヤー１５０から主に構成されている。弾性表面波共振子１００は、電子機器等で使用する基準信号等を生成出力するために用いられている。
【００１６】
素子搭載部材１１０は、後述する弾性表面波素子１２０を安定的に搭載するためのものである。素子搭載部材１１０は、基板１１１と、枠体１１２と、第二電極パッド１１３と、接合パッド１１４と、外部接続電極パッド１１５とから主に構成されている。
【００１７】
基板１１１は、平面視矩形状の平板であり、その上面に弾性表面波素子１２０を実装するための実装部材として機能するものである。基板１１１の上面には、弾性表面波素子１２０へ信号を入出力するための第二電極パッド１１３と弾性表面波素子１２０を接合固着する接合パッド１１４が設けられており、下面には、外部の実装基板への信号を入出力するための外部接続電極パッド１１５が設けられている。基板１１１の表面及び内部には、第二電極パッド１１３と外部接続電極パッド１１５とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が設けられている。基板１１１は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。
【００１８】
枠体１１２は、基板１１１の上面の外周縁に沿って設けられており、基板１１１の上面側に凹部１１６を形成するためのものである。枠体１１２は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この枠体１１２の内周の大きさ、つまり凹部１１６の開口部の大きさは、後述する弾性表面波素子１２０が横方向で搭載できる大きさとなっている。
【００１９】
第二電極パッド１１３は、後述する弾性表面波素子１２０と導電ワイヤー１５０を用いて導通し、弾性表面波素子１２０への信号の入出力をするものである。第二接続パッド１１３は一対で設けられており、凹部１１６内に露出した基板１１１の上面であり、且つ弾性表面波素子１２０を凹部１１６内に搭載したときに弾性表面波素子１２０と平面視で重ならない凹部１１６の一方の短辺に沿った位置に、弾性表面波素子１２０を間に挟んで一個ずつ設けられている。この第二電極パッド１１３は、基板１１１内に設けられた配線パターン（図示せず）により所定の外部接続電極パッド１１５と電気的に接続されている。
【００２０】
接合パッド１１４は、凹部１１６内に配置された弾性表面波素子１２０を、接合材１４０を介して、凹部１１６内に露出した基板１１１の上面に搭載するために用いられるものである。接合パッド１１４は、平面視四角形のガラスからなり、凹部１１６内に露出した基板１１１の上面であり、且つ弾性表面波素子１２０を凹部１１６内に搭載したときに弾性表面波素子１２０と平面透視で重なる凹部１１６の一方の短辺側にオフセットした位置に一個設けられている。尚、この接合パッド１１４は金属で形成されていてもよく、接合パッド１１４が金属の場合は、第二電極パッド１１３及び外部接続電極パッド１１５と電気的に接続していない。
【００２１】
外部接続電極パッド１１５は、弾性表面波共振子１００を外部の実装基板上に実装する際に、半田等の導電性接合材を介して電気的に接続するための電極パッドとして機能する。外部接続電極パッド１１５は、基板１１１の下面の四隅にそれぞれ一つずつ計四個設けられており、それぞれの外部接続電極パッド１１５は、例えば、弾性表面波素子入力端子、弾性表面波素子出力端子、グランド端子又はノンコネクト端子によって構成されている。この外部接続電極パッド１１５のうち、弾性表面波素子入力端子及び弾性表面波素子出力端子となるものは第二電極パッド１１３と電気的に接続しており、グランド端子となるものは後述する蓋部材１３０と電気的に接続している。
【００２２】
弾性表面波素子１２０は、弾性表面波を用いて所望する周波数の電気信号を生成するものである。弾性表面波素子１２０は、図１に示すように、水晶板１２１と、水晶板１２１の上面に設けられた弾性表面波を励振するＩＤＴ電極１２２と、弾性表面波を反射する反射電極１２３と、第一電極パッド１２４から主に構成されている。尚、弾性表面波素子１２０は、水晶板１２１の下方に設けた接合材１４０により、素子搭載部材１１０の凹部１１６内に露出した基板１１１の上面及び接合パッド１１４に配置固着されている。
【００２３】
水晶板１２１は、平面視矩形状の平板であり、人工水晶体から所定のアングルでカットされ外形加工されたものが用いられている。尚、本実施形態においては、弾性表面波素子１２０に水晶を材料とした水晶板１２１を用いたが、他にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電性を有する単結晶材料を材料とした基板を使用しても良い。
【００２４】
ＩＤＴ電極１２２は、弾性表面波を水晶板１２１の表面に生成するためのものである。ＩＤＴ電極１２２は、水晶板１２１の上面ほぼ中央に、一組の櫛形電極がそれぞれの各櫛歯部分を所定距離隔てて互い違いに入り込むようにして形成されている。反射電極１２３ は、ＩＤＴ電極１２２から伝搬してくる弾性表面波を反射して、弾性表面波のエネルギーを内部に閉じこめるためのものである。反射電極１２３は、水晶板１２１の上面に、ＩＤＴ電極１２２を両側から挟むように格子状に形成したものを二個設けられている。
【００２５】
第一電極パッド１２４は、素子搭載部材１１０に設けられた第二電極パッド１１３と弾性表面波素子１２０のＩＤＴ電極１２２との間の信号の入出力を行うためのものである。第一電極パッド１２４は、図１に示すように、ＩＤＴ電極１２２を構成する二個の櫛形電極からそれぞれ引き出された配線パターンの各終端部分に設けられおり、水晶板１２１の一方の短辺に沿って二個並べて形成されている。この第一電極パッド１２４は、導電ワイヤー１５０により、素子搭載部材１１０に設けられた第二電極パッド１１３と電気的に接続されている。尚、ＩＤＴ電極１２２、反射電極１２３、及び第一電極パッド１２４は、水晶板１２１の上面に、金、アルミニウム、ニッケル、クロムやチタン、或いはこれらの金属を含む合金等の導電性の金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に積層形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。例えば、ＩＤＴ電極１２２、反射電極１２３、及び第一電極パッド１２４は上面から順にＡｕ、Ｎｉ、Ｃｒの金属の三層構造となっていても良い。
【００２６】
この第一電極パッド１２４の上面には複数本の溝部１２５が設けられている。この溝部１２５は、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０の一方の端部に形成させた金属ボール部１５２との接合面積を増やすことにより接合強度を向上させるためのものである。この溝部１２５は、フォトリソグラフィ法とエッチングにより形成されている。尚、図１〜３に示す第一実施形態においては、第一電極パッド１２４の二組の対向する二辺間を繋ぐ複数本の直線状の溝部１２５が形成されており、よって第一電極パッド１２４の表面には格子状に溝部１２５が形成されていることとなる。このような溝部１２５を形成することにより、溶融された金属ボール部１５２が溝部１２５に流れ込み、且つ導電ワイヤー１５０を接続する際に、金属ボール部１５２に第一電極パッド１２４に向かって導電ワイヤー１５０を接合するための圧力がかかることにより金属ボール部１５２が溝部１２５に押し込まれることで、溝部１２５内に金属ボール部１５２が充填される。つまり、金属ボール部１５２が、放電や超音波等により溶融し、溝部１２５内に金属ボール部１５２の一部が入り込んでいくことになる。この溝部１２５内に充填された金属ボール部１５２が固化することにより、第一電極パッド１２４と金属ボール部１５２との接合面積を増やすことができ、よって、第一電極パッド１２４と金属ボール部１５２との接合強度を従来に比べて向上させることが可能となる。
【００２７】
尚、図３（ｂ）に示すように、溝部１２５の開口部の幅寸法β１は、金属ボール部１５２の接合面直径αよりも狭くなっており、且つ、溝部１２５における隣り合う溝部間の距離β２が、金属ボール部１５２の接合面直径αよりも狭くなっている。このような構成によって、第一電極パッド１２４と金属ボール部１５２との接合部分には必ず溝部１２５の内側面が位置するようになる。つまり、金属ボール部１５２が、隣り合う溝部１２５間の第一電極パッド１２４の上面のみ、又は溝部１２５内の底面のみと接合することがなくなるので、必ず溝部１２５内に充填される。この溝部１２５内に充填された金属ボール部１５２が固化することにより、第一電極パッド１２４と金属ボール部１５２との接合面積を増やすことができ、また、溝部１２５内に入り込んだ金属ボール部１５２が、溝部１２５内の底面及び側面に密着することにより、弾性表面波素子１２０にさまざまな方向の振動が加わっても、従来と比べて十分な接合状態を維持することができる。よって、第一電極パッド１２４と金属ボール部１５２との接合強度を従来に比べて向上させることが可能となる。
【００２８】
蓋部材 １３０は、真空状態にある凹部１１６、あるいは窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが充填された凹部１１６を気密的に封止するためのものである。蓋部材１３０は、平面視矩形状の平板であり、凹部１１６の開口部を覆い塞ぐ大きさを有する。蓋部材１３０は、枠体１１２の開口部側主面上に凹部１１６の開口部を覆い塞ぐように配置され、枠体１１２の開口部側主面と接合材を介して接合されている。蓋部材１３０は、例えば、鉄、ニッケルまたはコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。
【００２９】
接合材１４０は、基板１１１及び接合パッド１１４と弾性表面波素子１２０とを固着し弾性表面波素子１２０を保持するためのものである。接合材１４０は、水晶板１２１の下面と基板１１１の上面及び接合パッド１１４との間に設けられている。尚、接合材１４０は、熱可塑性接着剤が用いられ、例えば、エポキシ樹脂系接着剤が用いられる。このような接合材１４０は、基板１１１の上面に接合パッド１１４に一部がかかるように塗布され、塗布された接合材１４０を水晶板１２１の下面と基板１１１の上面及び接合パッド１１４とで挟むように弾性表面波素子１２０を載置し、硬化させることで弾性表面波素子１２０を素子搭載部材１１０に搭載される。
【００３０】
導電ワイヤー１５０は、第一電極パッド１２４と第二電極パッド１１３とを電気的に接続させるためのものである。導電ワイヤー１５０は、金又はアルミニウムなどの導電率が高い金属又はそれらを含む合金からなり、線状のワイヤー本体部１５１とこのワイヤー本体部の一方端に形成される金属ボール部１５２から構成される。金属ボール部１５２は、導電ワイヤー１５０を第一電極パッド１２４と接続する直前に、導電ワイヤー１５０の先端を放電等による加熱により溶融し、表面張力によりボール状になった部分である。導電ワイヤー１５０は、固化する前の一方の端部の金属ボール部１５２を弾性表面波素子１２０の溝部１２５を有する第一電極パッド１２４と接合し、且つ他方の端部を基板１１１に設けられている第二電極パッド１１３に接合している。尚、この導電ワイヤー１５０と第一電極パッド１２４の上面の金属層は、同種類の金属からなることが望ましい。
【００３１】
本発明の第一実施形態に係る弾性表面波共振子１００は、基板１１１を有する素子搭載部材１１０と、この基板１１１の上面に実装され、平面視矩形の水晶板１２１とこの水晶板１２１の上面の短辺に沿って設けられた一対の第一電極パッド１２４とを有する弾性表面波素子１２０と、基板１１１の上面に弾性表面波素子１２０と平面視で重ならない位置に設けられた二個一対の第二電極パッド１１３と、第一電極パッド１２４に設けられた複数本の溝部１２５と、この溝部１２５に接触するようにして、第一電極パッド１２４と第二電極パッド１１３とをボンディング接続により電気的に接続する導電ワイヤー１５０と、素子搭載部材１１０に実装された弾性表面波素子１２０を気密封止する蓋部材１４０と、を備えている。
【００３２】
このような構成により、弾性表面波共振子１００は、搭載される弾性表面波素子１２０の表面に発生した弾性表面波の振動を第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０の一方の先端の金属ボール部１５２との接合面が受け続けた場合でも、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０の一方の先端の金属ボール部１５２との接合面が溝部１２５にかかって形成されるため、従来と比べて接合面積を広くすることができる。よって、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０の先端の金属ボール部１５２との接合強度が十分となり安定して電気信号を入出力することができ、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０先端の金属ボール部１５２との導通不良を低減することが可能となる。
【００３３】
また、このような構成によって、本発明の弾性表面波装置は、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０の一方の先端の金属ボール部１５２との接合境界面にＮｉが析出したり、又はボイドが生じたりしたとしても、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０の一方の先端の金属ボール部１５２との接合面が溝部１２５にかかって形成されるため、従来と比べて接合面積を広くすることができるので、接合境界面の一部にＮｉの析出やボイドが生じたとしても、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０先端の金属ボール部１５２との接合境界面全体として接合強度が十分となり安定して電気信号を入出力することができ、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０の先端の金属ボール部１５２との導通不良を低減することが可能となる。
【００３４】
以上のように、溝部１２５は、少なくとも導電ワイヤー１５０の先端の金属ボール部１５２が接合する位置に設けられており、溝部１２５の開口部の幅寸法β１が、金属ボール部の接合面直径αよりも狭くなっており、且つ、溝部１２５における隣り合う溝部間の距離β２が、金属ボール部１５２の接合面直径αよりも狭くなっている。このような構成により、第一電極パッド１２４と金属ボール部１５２との接合部分には必ず溝部１２５の内側面が位置するようになる。つまり、金属ボール部１５２が、隣り合う溝部１２５間の第一電極パッド１２４の上面のみ、又は溝部１２５内の底面のみと接合することがなくなるので、必ず溝部１２５内に充填される。この溝部１２５内に充填された金属ボール部１５２が固化することにより、第一電極パッド１２４と金属ボール部１５２との接合面積を増やすことができ、また、溝部１２５内に入り込んだ金属ボール部１５２が、溝部１２５内の底面及び側面に密着することにより、弾性表面波素子１２０にさまざまな方向の振動が加わっても、従来と比べて十分な接合状態を維持することができる。よって、第一電極パッド１２４と金属ボール部１５２との接合強度を従来に比べて向上させることが可能となる。
【００３５】
また、溝部１２５は、格子状に設けられている。このような構成により、それぞれの方向で隣り合うに溝部１２５に溶融した金属ボール部１５２を充填することができ、第一電極パッド１２４の上面に均一に金属ボール部１５２を設けることが可能となる。よって、第一電極パッド１２４と金属ボール部１５２との接合強度のムラがなくなり、落下などにより弾性表面波共振子１００に外部から応力が加わった場合、一様の接合強度により弾性表面波素子１２０の搭載姿勢が変化することを抑えることができ、所望する周波数の発振信号を安定して出力することが可能となる。
【００３６】
更に、第一電極パッド１２４の上面と導電ワイヤー１５０とは、例えば、金やアルミニウム等の同じ金属から構成されていることが好ましい。このような構成により、第一電極パッド１２４の上面と導電ワイヤー１５０とが異なる金属から構成されている場合に比べ、溝部１２５を有する第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０の金属ボール部１５２との接合性を高くすることができ、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０の先端の金属ボール部１５２との接合強度が十分となり安定して電気信号を入出力することができ、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０の先端の金属ボール部１５２との導通不良を低減することが可能となる。
【００３７】
（第一変形例及び第二変形例）
以下に第一実施形態に係る弾性表面波共振子の第一変形例及び第二変形例について説明する。尚、第一変形例及び第二変形例において、第一実施形態の弾性表面波共振子１００と同じ構成要素の部分には、弾性表面波共振子１００の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付してその説明を省略する。第一変形例の弾性表面波共振子（図示しない）は、溝部２２５の形態が第一実施形態の弾性表面波共振子１００と異なっており、また、第二変形例の弾性表面波共振子（図示しない）も、溝部３２５の形態が第一実施形態の弾性表面波共振子１００と異なっている。
【００３８】
第一変形例における弾性表面波共振子は、素子搭載部材１１０と、弾性表面波素子２２０と、蓋部材１３０と、接合材１４０と、導電ワイヤー１５０から主に構成されており、弾性表面波素子２２０は、図４に示すように、水晶板１２１と、水晶板１２１の上面に設けられた弾性表面波を励振するＩＤＴ電極１２２と、弾性表面波を反射する反射電極１２３と、第一電極パッド２２４から主に構成されている。また、第二変形例における弾性表面波共振子は、素子搭載部材１１０と、弾性表面波素子３２０と、蓋部材１３０と、接合材１４０と、導電ワイヤー１５０から主に構成されており、弾性表面波素子３２０は、図５に示すように、水晶板１２１と、水晶板１２１の上面に設けられた弾性表面波を励振するＩＤＴ電極１２２と、弾性表面波を反射する反射電極１２３と、第一電極パッド３２４から主に構成されている。
【００３９】
第一電極パッド２２４の上面には、水晶板１２１の長さ方向と平行に第一電極パッド２２４の対向する二辺との間を繋ぐ複数本の直線状の溝部２２５が形成されている。また、第一電極パッド３２４の上面には、水晶板１２１の長さ方向に長さを有し第一電極パッド２２４の対向する二辺との間を繋ぐ複数本の波形状の溝部３２５が形成されている。これら溝部２２５及び３２５は、前述した溝部１２５と同様に、フォトリソグラフィ法とエッチングにより形成されている。このような溝部２２５又は３２５を形成することにより、接合された導電ワイヤー１５０の金属ボール部１５２が溝部２２５又は３２５に流れ込み、且つ導電ワイヤー１５０を接続する際に、金属ボール部１５２に第一電極パッド２２４又は３２４に向かって導電ワイヤー１５０を接合するための圧力がかかることにより金属ボール部１５２が溝部２２５又は３２５に押し込まれることで、溝部２２５又は３２５内に金属ボール部１５２が充填される。この溝部２２５又は３２５内に充填された金属ボール部１５２が固化することにより、第一電極パッド２２４又は３２４と金属ボール部１５２との接合面積を増やすことができ、よって、第一電極パッド２２４又は３２４と金属ボール部１５２との接合強度を従来に比べて向上させることが可能となる。
【００４０】
尚、第一電極パッドの上面に形成され溝部の形態は、第一実施形態の格子状、第一変形例の直線状、又は第二変形例の波形状に限定されるものではなく、本発明の溝部の作用効果を奏するのであれば、どのような形態の溝部でも良い。また、金属ボール部１５２の接合面直径と、溝部２２５又は溝部３２５の開口部の幅寸法及び溝部２２５又は溝部３２５における隣り合う溝部間の距離との関係性は、金属ボール部１５２の接合面直径αと溝部１２５の開口部の幅寸法β１及び溝部１２５における隣り合う溝部間の距離β２との関係性と同じとなっている。
【００４１】
（第三変形例）
以下に第一実施形態に係る弾性表面波共振子の第三変形例について説明する。尚、第三変形例において、第一実施形態の弾性表面波共振子１００と同じ構成要素の部分には、弾性表面波共振子１００の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付してその説明を省略する。図６に示すように、第三変形例の弾性表面波共振子４００は、溝部４２５の形態が第一実施形態の弾性表面波共振子１００と異なっている。
【００４２】
弾性表面波共振子４００は、素子搭載部材４１０と、弾性表面波素子４２０と、蓋部材１３０と、接合材１４０と、導電ワイヤー１５０から主に構成されている。また、素子搭載部材４１０は、基板１１１と、枠体１１２と、第二電極パッド１１３と、接合パッド１１４と、外部接続電極パッド１１５とから主に構成されている。弾性表面波素子４２０は、水晶板１２１と、ＩＤＴ電極１２２と、反射電極１２３と、第一電極パッド４２４から主に構成されている。
【００４３】
第一電極パッド４２４の上面には、この上面の導電ワイヤー１５０の金属ボール部１５２が接合される位置付近のみに複数本の溝部４２５が設けられている。この溝部４２５は、フォトリソグラフィ法とエッチングにより形成されている。尚、図６に示すように、第一電極パッド４２４の上面中央に、弾性表面波素子４２０の幅方向に平行な複数本の直線状の溝部４２５と弾性表面波素子４２０の幅方向に垂直な複数本の直線状の溝部４２５とが形成されており、よって第一電極パッド４２４の上面の一部には格子状に溝部４２５が形成されていることとなる。このような溝部４２５を形成することにより、接合された金属ボール部１５２が溝部４２５に流れ込み、且つ導電ワイヤー１５０を接続する際に、金属ボール部１５２に第一電極パッド４２４に向かって導電ワイヤー１５０を接合するための圧力がかかることにより金属ボール部１５２が溝部１２５に押し込まれることで、溝部４２５内に金属ボール部１５２が充填される。この溝部４２５内に充填された金属ボール部１５２が固化することにより、第一電極パッド４２４と金属ボール部１５２との接合面積を増やすことができ、よって、第一電極パッド４２４と金属ボール部１５２との接合強度を従来に比べて向上させることが可能となる。
【００４４】
また、第一電極パッド４２４の上面の導電ワイヤー１５０の金属ボール部１５２が接合される位置付近のみに溝部４２５が設けられていることにより、この溝部４２５が、金属ボール部１５２を接合するための位置決めマーカーとなり、各々の弾性表面波共振子４００の間で導電ワイヤー１５０を同じ位置形態で形成することができる。よって、導電ワイヤー１５０の長さ等の形成形態の違いによって生じる複数の弾性表面波共振子４００間の特性のバラツキを低減することができ、同じの特性を有する複数の弾性表面波共振子４００を得ることが可能となる。尚、金属ボール部１５２の接合面直径と、溝部４２５の開口部の幅寸法及び溝部４２５における隣り合う溝部間の距離との関係性は、金属ボール部１５２の接合面直径αと溝部１２５の開口部の幅寸法β１及び溝部１２５における隣り合う溝部間の距離β２との関係性と同じとなっている。
【００４５】
（第二実施形態）
以下に第二実施形態では、弾性表面波装置の一つである弾性表面波発振器５００について説明する。尚、第二実施形態において、第一実施形態の弾性表面波共振子１００と同じ構成要素の部分には、弾性表面波共振子１００の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付してその説明を省略する。図６及び７に示すように、第二実施形態の弾性表面波発振器５００は、発振器用の形態を有する素子搭載部材５１０及び少なくとも発振回路を内蔵した集積回路素子５６０が備わっていることで、第一実施形態の弾性表面波共振子１００と異なっている。
【００４６】
図７は、本発明の第二実施形態に係る弾性表面波発振器５００を示した分解斜視図である。図８は、図７に記載された仮想切断線Ｃ−Ｃで切断したときの断面図である。弾性表面波発振器５００は、図７及び８に示すように、素子搭載部材５１０と、弾性表面波素子１２０と、蓋部材１３０と、接合材１４０と、導電ワイヤー１５０と、集積回路素子５６０とから主に構成されている。弾性表面波発振器５００は、電子機器等で使用する基準信号等を生成出力するために用いられている。
【００４７】
素子搭載部材５１０は、弾性表面波素子１２０と後述する集積回路素子５６０とを安定的に搭載するためのものである。素子搭載部材５１０は、基板５１１と、第一枠体５１２と、第二枠体５１３と、第二電極パッド１１３と、接合パッド１１４と、第三電極パッド５１４と、外部接続電極パッド５１５とから主に構成されている。また、弾性表面波素子１２０は、第一実施形態と同様に、水晶板１２１と、ＩＤＴ電極１２２と、反射電極１２３と、溝部１２５を有する第一電極パッド１２４から主に構成されている。
【００４８】
基板５１１は、平面視矩形状の平板であり、その上面に弾性表面波素子１２０及び下面に集積回路素子５６０を実装するための実装部材として機能するものである。基板５１１の上面には、弾性表面波素子１２０へ信号を入出力するための第二電極パッド１１３が設けられており、下面には、集積回路素子５６０への信号を入出力するための第三電極パッド５１４が設けられている。基板５１１の表面及び内部には、第二電極パッド１１３と第三電極パッド５１４とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が設けられている。基板５１１は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。
【００４９】
第一枠体５１２は、基板５１１の上面の外周縁に沿って設けられており、基板５１１の上面側に第一凹部５１６を形成するためのものである。第一枠体５１２は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この第一枠体５１２の内周の大きさ、つまり第一凹部５１６の開口部の大きさは、弾性表面波素子１２０が横方向で搭載できる大きさとなっている。
【００５０】
第二枠体５１３は、基板５１１の下面の外周縁に沿って設けられており、基板５１１の下面側に第二凹部５１９を形成するためのものである。第二枠体５１３は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この第二枠体５１３の内周の大きさ、つまり第二凹部５１９の開口部の大きさは、後述する集積回路素子５６０が搭載できる大きさとなっている。
【００５１】
第三電極パッド５１４は、後述する集積回路素子５６０と導電ワイヤー５６１を用いて導通し、且つ第二電極パッド１１３及び後述する外部接続電極パッド５１５と電気的に接続し、集積回路素子５６０への信号の入出力をするものである。第三電極パッド５１４は、第二凹部５１９内に露出した基板５１１の下面の二短辺に沿って複数個設けられている。この第三電極パッド５１４は、基板５１１及び第二枠体５１３内に設けられた配線パターン（図示せず）により、所定の第二電極パッド１１３及び外部接続電極パッド５１５と電気的に接続されている。
【００５２】
外部接続電極パッド５１５は、弾性表面波発振器５００を外部の実装基板上に実装する際に、半田等の導電性接合材を介して電気的に接続するための電極パッドとして機能する。外部接続電極パッド５１５は、第二枠体５１３の第二凹部５１９の開口側主面の四つの角部に一つずつ、また、第二枠体５１３の第二凹部５１９の開口側主面のうちの二つの長辺部分の中間の位置に一つずつの計六つ形成されており、それぞれの外部接続電極パッド５１５は、例えば、信号入力端子、信号出力端子、電源電圧端子、グランド端子及びノンコネクト端子等によって構成されている。この外部接続電極パッド５１５は、基板５１１及び第二枠体５１３内に設けられた配線パターン（図示せず）により、所定の第三電極パッド５１４と電気的に接続されている。また、この外部接続電極パッド５１５のうち、グランド端子となるものは蓋部材１３０と電気的に接続しても良い。
【００５３】
集積回路素子５６０は、例えば、下面に複数個の接続パッド５６２を有した平面視矩形のワイヤボンディング型集積回路素子が用いられ、その回路形成面には、所定の電子回路及び電子素子を組み合わせて、例えば、弾性表面波素子１２０を駆動（励振）する発振回路、波形成形回路、温度補償回路などが設けられている。この集積回路素子５６０は、集積回路素子５６０の上面に設けたエポキシ系などの接着剤５６３ により、素子搭載部材５１０の第二凹部５１９内に露出した基板５１１の下面に、第三電極パッド５１４を避けて配置固着されている。また、集積回路素子５６０の下面に設けられた複数の接続パッド５６２と第三電極パッド５１４とは、導電ワイヤー５６１を介して電気的に接続されている。
【００５４】
尚、集積回路素子５６０が搭載された第二凹部５１９内は絶縁性樹脂５７０が充填固化されている。絶縁性樹脂５７０は、エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂によって構成されている。このように第二凹部５１９内を絶縁性樹脂５７０で充填固化することにより、素子搭載部材５１０と絶縁性樹脂５７０が一体の構成となり、素子搭載部材５１０全体としての剛性を向上させることができ、外部からの応力による素子搭載部材５１０の変形を緩和することができる。また、第二凹部５１９内を絶縁性樹脂５７０で充填固化することにより、集積回路素子５６０の下面に設けられた複数の接続パッド５６２と第三電極パッド５１４とを電気的に接続する導電ワイヤー５６１の形態を固定化することができ、外部からの応力よる導電ワイヤー５６１の導通の不安定化や断線を低減することが可能となる。
【００５５】
本発明の第二実施形態に係る弾性表面波発振器５００は、基板５１１を有する素子搭載部材５１０と、この基板５１１の上面に実装され、平面視矩形の水晶板１２１とこの水晶板１２１の上面の短辺に沿って設けられた二個一対の第一電極パッド５２４とを有する弾性表面波素子１２０と、基板５１１の上面に弾性表面波素子１２０と平面視で重ならない位置に設けられた二個一対の第二電極パッド１１３と、第一電極パッド１２４に設けられた複数本の溝部１２５と、この溝部１２５に接触するようにして、第一電極パッド１２４と第二電極パッド１１３とをボンディング接続により電気的に接続する導電ワイヤー１５０と、素子搭載部材５１０に実装された弾性表面波素子１２０を気密封止する蓋部材１４０と、を備えており、弾性表面波素子１２０と電気的に接続された電子回路を有する集積回路素子５６０を備えている。
【００５６】
このような構成により、このような構成により、弾性表面波発振器５００は、搭載される弾性表面波素子１２０の表面に発生した弾性表面波の振動を第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０の一方の先端の金属ボール部１５２との接合面が受け続けた場合でも、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０の一方の先端の金属ボール部１５２との接合面が溝部１２５にかかって形成されるため、従来と比べて接合面積を広くすることができる。よって、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０先端の金属ボール部１５２との接合強度が十分となり安定して電気信号を入出力することができ、第一電極パッド１２４と導電ワイヤー１５０先端の金属ボール部１５２との導通不良を低減することが可能となる。
【００５７】
尚、本発明の第二実施形態に係る弾性表面波発振器５００においても、本発明の第一実施形態に係る弾性表面波共振子における第一変形例の溝部２２５、第二変形例の溝部３２５及び第三変形例の溝部４２５の構成を適用することは可能である。
【００５８】
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、前述した第一実施形態においては、ＩＤＴ電極の両側に反射器を形成した弾性表面波素子を備え、共振子として機能する弾性表面波装置を示したが、水晶基板の一方の主面上にＩＤＴ電極を入力側電極及び出力側電極として配置した弾性表面波素子を備え、フィルタとして機能する弾性表面波フィルタでも良い。また、前述した第二実施形態において、集積回路素子の搭載接続の構成として、ボンディングワイヤを用いたワイヤボンディング型の集積回路素子を用いたが、それに代えて、フリップチップ実装をもちいたフリップチップ型集積回路素子を用いても良い。このフリップチップ型集積回路素子を用いた場合、第二凹部内に充填する絶縁性樹脂は、少なくともフリップチップ型集積回路素子の回路形成面を覆う高さとなるように充填される。
【符号の説明】
【００５９】
１００、２００、３００、４００・・・弾性表面波共振子（弾性表面波装置）
１１０、２１０、３１０、４１０・・・素子搭載部材
１１１・・・基板
１１２・・・枠体
１１３、４１３・・・第二電極パッド
１１４・・・接合パッド
１１５・・・外部接続電極パッド
１１６・・・第一凹部
１２０・・・弾性表面波素子
１２１・・・水晶板
１２４、２２４、３２４、４２４・・・第一電極パッド
１２５、２２５、３２５、４２５・・・溝部
１３０・・・蓋部材
１４０・・・接合材
１５０・・・導電ワイヤー
１５２・・・金属ボール部
５００・・・弾性表面波発振器（弾性表面波装置）
５６０・・・集積回路素子
α・・・金属ボール部の接合面直径
β１・・・溝部の開口部の幅寸法
β２・・・隣り合う溝部間の距離
【図１】
2017103515.tif 000003
【図２】
2017103515.tif 000004
【図３】
2017103515.tif 000005
【図４】
2017103515.tif 000006
【図５】
2017103515.tif 000007
【図６】
2017103515.tif 000008
【図７】
2017103515.tif 000009
【図８】
2017103515.tif 000010