(57)【要約】【課題】紫外線透過率が悪化したＳＡＷ素子片であっても、接合剤として紫外線硬化型樹脂を有効に使用することのできるチップの固定構造を持ったＳＡＷデバイスを提供する。【解決手段】体積抵抗率を低下させるための酸化還元処理が施されたニオブ酸リチウム、またはタンタル酸リチウムを圧電素板１４として採用したＳＡＷ素子片１２をパッケージ２０の搭載面に固定するＳＡＷデバイス１０であって、ＳＡＷ素子片１２の周囲に塗布した紫外線硬化型樹脂３４により、ＳＡＷ素子片１２の側面と前記搭載面とを結合したことを特徴とする。このような構成のＳＡＷデバイス１０では、紫外線硬化型樹脂３４をＳＡＷ素子片１２の全周に塗布することが望ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線透過率が５０％以下のチップを搭載面に固定するための構造であって、
前記チップの周囲に塗布した紫外線硬化型樹脂により、前記チップの側面と前記搭載面とを結合したことを特徴とするチップの固定構造。
【請求項２】
請求項１に記載のチップの固定構造であって、
前記紫外線硬化型樹脂を前記チップの少なくとも２側面に接触するように塗布したことを特徴とするチップの固定構造。
【請求項３】
請求項１に記載のチップの固定構造であって、
前記紫外線硬化型樹脂を前記チップの全周に塗布したことを特徴とするチップの固定構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のチップの固定構造であって、
前記チップは、体積抵抗率を低下させるための酸化還元処理が施されたニオブ酸リチウム、またはタンタル酸リチウムを圧電素板として採用した弾性表面波素子片であることを特徴とするチップの固定構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のチップの固定構造であって、
前記チップは、体積抵抗率を低下させるための金属元素添加処理が施されたタンタル酸リチウムを圧電素板として採用した弾性表面波素子片であることを特徴とするチップの固定構造。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載のチップの固定構造を採用し、階段状のキャビティを有するパッケージにおける前記キャビティの底面を前記搭載面として弾性表面波素子片を固定したことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項７】
請求項６に記載の弾性表面波デバイスであって、
前記底面における前記弾性表面波素子片の載置部を除く面を紫外線硬化型樹脂で覆ったことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項８】
弾性表面波デバイスを製造する方法であって、
パッケージベースに対して弾性表面波素子片を載置する工程と、
前記弾性表面波素子片を載置した後に当該弾性表面波素子片の周囲に紫外線硬化型樹脂を塗布する工程と、
塗布した前記紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させる工程とを有することを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はチップの固定構造、並びに弾性表面波デバイス、及び弾性表面波デバイスの製造方法に係り、特に、紫外線を透過しないチップの固定、搭載をする場合の固定手段として、紫外線硬化型の樹脂を用いたい場合に好適なチップの固定構造、並びに弾性表面波デバイス、及び弾性表面波デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３：以下、ＬＮと称す）やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３：以下、ＬＴと称す）は、弾性表面波の伝播速度が速く、電気機械結合定数が大きいため、高周波数帯の弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ：以下、ＳＡＷと称す）デバイスに用いる弾性表面波素子片の圧電素板として、幅広く採用されている。
【０００３】
このような圧電素板を採用するＳＡＷデバイスでは、圧電振動片（ＳＡＷ素子片）をパッケージに搭載する際、接合用の接着剤として、紫外線硬化型の樹脂を採用することがある（例えば特許文献１参照）。紫外線硬化型の樹脂は、硬化に要する時間が短いため、生産性を向上させることができると共に、硬化時に殆ど熱を要しないため、熱膨張率の相違に基づく反りなどが生じにくいためである。
【０００４】
ところで、ＬＮ結晶やＬＴ結晶は、異極像晶族であるため、同類端と異類端とで分極して電荷が附帯する。こうして附帯した分極電荷は、常温では対イオンなどで中和されるが、ＳＡＷ素子片の素板として加熱等の処理による温度変化が付加されると、素板表面に焦電気を生じさせる。
【０００５】
こうした焦電気は、ＳＡＷ素子片を構成するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）などの微細電極が素板表面に形成されている場合、当該電極を破壊することとなり、製造工程における歩留りを低下させる要因ともなっていた。
【０００６】
このような問題を解決する手段として、ＬＮやＬＴの結晶や素板を還元性雰囲気で加熱（酸化還元処理）することで体積抵抗率を下げるという手段（例えば特許文献２参照）や、ＬＮやＬＴに少量のＦｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属元素を含有させる手段（例えば特許文献３参照）が知られている。また、酸化還元処理の手段としては、ＬＴの結晶や素板をＣａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ等の金属粉末（いわゆる還元剤）に埋め込み、加熱するという手段（例えば特許文献４参照）も知られている。また、特許文献５には、特許文献３に開示されているようなＬＴ素板の分光特性が示されており、波長が３００ｎｍ以下の電磁波、すなわち紫外線は、殆ど透過しないことが解る。
【特許文献１】特開２００７−１５０９３１号公報
【特許文献２】特開平１１−９２１４７号公報
【特許文献３】特開２００４−２５４１１４号公報
【特許文献４】特開２００５−１１９９０６号公報
【特許文献５】特開２００７−２５６５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献２〜特許文献５に開示されているＬＮやＬＴの素板に施された処理は、黒化と称される現象を伴い、透明性の高い圧電素板が、灰色から濃青色、黒、赤褐
色といった暗色へと変化し、特許文献５に開示されているように、紫外線を吸収してしまう（紫外線を透過しない、または透過し辛くなる）といった特性を持つこととなる。
【０００８】
そうした場合、上記特許文献１に開示されているような効果を得るために紫外線硬化型の樹脂でＬＮ素板やＬＴ素板をパッケージ基板等に接着しようとした場合、十分な接合強度を得ることができなかったり、樹脂の硬化に相当長い時間を要するといった事態が生じ得る。
【０００９】
このような問題を鑑み、本発明では、黒化され、紫外線透過率が悪化したチップ（例えばＳＡＷ素子片）であっても、接合剤として紫外線硬化型樹脂を有効に使用することのできるチップの固定構造、並びに弾性表面波デバイス、及び弾性表面波デバイスの製造方法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】
【００１０】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］紫外線透過率が５０％以下のチップを搭載面に固定するための構造であって、前記チップの周囲に塗布した紫外線硬化型樹脂により、前記チップの側面と前記搭載面とを結合したことを特徴とするチップの固定構造。
【００１１】
このような固定構造を採用することによれば、接合剤として紫外線硬化型樹脂を使用した場合であっても、十分な強度を得ることができると共に、樹脂の硬化を短時間で成すことが可能となる。
【００１２】
［適用例２］適用例１に記載のチップの固定構造であって、前記紫外線硬化型樹脂を前記チップの少なくとも２側面に接触するように塗布したことを特徴とするチップの固定構造。
紫外線硬化型樹脂は、その硬化後の硬度が高いため、少なくともチップの２側面を搭載面に固定することで、十分な強度を得ることが可能となる。
【００１３】
［適用例３］適用例１に記載のチップの固定構造であって、前記紫外線硬化型樹脂を前記チップの全周に塗布したことを特徴とするチップの固定構造。
紫外線硬化型樹脂をチップの全周に塗布してチップ固定することによれば、チップを固定する強度が向上し、大型のチップであっても固定することが可能となる。
【００１４】
［適用例４］適用例１乃至適用例３のいずれかに記載のチップの固定構造であって、前記チップは、体積抵抗率を低下させるための酸化還元処理が施されたニオブ酸リチウム、またはタンタル酸リチウムを圧電素板として採用した弾性表面波素子片であることを特徴とするチップの固定構造。
【００１５】
上記のような固定構造を持つことで、上記のような酸化還元処理が施されたニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを圧電素板として採用した弾性表面波素子片であっても、紫外線硬化型樹脂を用いて搭載面への固定が可能となる。
【００１６】
［適用例５］適用例１乃至適用例３のいずれかに記載のチップの固定構造であって、前記チップは、体積抵抗率を低下させるための金属元素添加処理が施されたタンタル酸リチウムを圧電素板として採用した弾性表面波素子片であることを特徴とするチップの固定構造。
【００１７】
上記のような固定構造を持つことで、上記のような金属元素添加処理が施されたタンタ
ル酸リチウムを圧電素板として採用した弾性表面波素子片であっても、紫外線硬化型樹脂を用いて搭載面への固定が可能となる。
【００１８】
［適用例６］適用例４または適用例５に記載のチップの固定構造を採用し、階段状のキャビティを有するパッケージにおける前記キャビティの底面を前記搭載面として弾性表面波素子片を固定したことを特徴とする弾性表面波デバイス。
このような構成とすることで、安価で量産性に優れた弾性表面波デバイスを提供することが可能となる。
【００１９】
［適用例７］適用例６に記載の弾性表面波デバイスであって、前記底面における前記弾性表面波素子片の載置部を除く面を紫外線硬化型樹脂で覆ったことを特徴とする弾性表面波デバイス。
【００２０】
このような構成とすることで、安価で量産性に優れた弾性表面波デバイスを提供することが可能となると共に、パッケージにおけるキャビティの底面を構成する底板が肉薄であった場合でも、硬化後の紫外線硬化型樹脂により曲げ強度を補強することができる。よって、曲げ応力に対する耐性を高めることができる。
【００２１】
［適用例８］弾性表面波デバイスを製造する方法であって、パッケージベースに対して弾性表面波素子片を載置する工程と、前記弾性表面波素子片を載置した後に当該弾性表面波素子片の周囲に紫外線硬化型樹脂を塗布する工程と、塗布した前記紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させる工程とを有することを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法。
【００２２】
このような工程を有する弾性表面波デバイスの製造方法であれば、弾性表面波素子片の構成に関わらず、量産性を向上させることができ、安価な弾性表面波デバイスを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明のチップの固定構造、並びに弾性表面波デバイス、及び弾性表面波デバイスの製造方法に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
まず、図１を参照して、本発明の弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスについて説明する。なお、図１に示すＳＡＷデバイスは、縦結合二重モードＳＡＷフィルタ（縦結合ＤＭＳフィルタ）の例を示すもので、図１（Ａ）は、ＳＡＷデバイスのリッドを除く平面形態を示すもので、図１（Ｂ）はリッドを付けた状態における同図（Ａ）のＡ−Ａ断面を示す図である。
【００２５】
第１の実施形態に係るＳＡＷデバイス１０は、図１に示すように、ＳＡＷ素子片１２と、これを収容するパッケージ２０とを基本として構成される。本実施形態に係るＳＡＷ素子片１２は、圧電素板１４と、当該圧電素板１４上に形成されたＩＤＴ１６、反射器１８等の電極パターンを有する。
【００２６】
本実施形態で採用する前記圧電素板１４としては、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）やタンタル酸リチウム（ＬＴ）の結晶を酸化還元処理して得られる結晶を素板として切り出したものである。ここでいう酸化還元処理とは、アルゴン、水、水素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、酸素、およびこれらの組み合わせから選択されたガス（酸化雰囲気ガス）に晒された状態で、加熱処理することを言う。このようにして得られるＬＮやＬＴの素板は、低焦電気化を図ることができると共に、黒化と呼ばれる現象により、透明性の高い圧電素板が、灰色から濃青色、あるいは黒といった色へと変化し、紫外線を吸収する特性すなわち
紫外線の透過を妨げる特性を持つこととなる。なお、低焦電気化は、圧電素板の体積抵抗率の低下に基づく分極電荷の中和によるものであるが、体積抵抗率を低下させすぎると、電気石としての特性である圧電効果が無くなってしまうため、その加減に気をつける必要がある。
【００２７】
ここで、実施形態に用いる圧電素板１４の紫外線透過率について具体的に例示すると、酸化還元処理を行っていないＬＮやＬＴの紫外線（例えば波長が３６５ｎｍの電磁波：以下、ＵＶと称す）透過率が８０％程度とした場合、上記のような酸化還元処理を施して黒化したＬＮやＬＴのＵＶ透過率は、３５％程度となる。
【００２８】
なお酸化還元処理に関しては、ＬＴの結晶をＣａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ等のうちの１つの金属粉末（いわゆる還元剤）に埋め込み、３５０℃〜６００℃で熱処理するという手段も知られており、同様な効果を得ることができ、黒化を伴う。
【００２９】
前記パッケージ２０は、ＳＡＷ素子片１２を搭載するパッケージベース２４と、前記パッケージベース２４の開口部を封止するリッド２２とより成る。パッケージベース２４は、枡形の箱体であり、実施形態に係るものは、内部に階段状の段部を有する。実施形態に係るパッケージベース２４は、上記ＳＡＷ素子片１２を搭載するための底面を有する第１層２６と、第１層よりも高い位置にあり、ＳＡＷ素子片１２とパッケージベース２４とを電気的に接続するための内部実装端子３０を配置するための第２層２８を有する。また、パッケージベース２４の外底面には前記内部実装端子３０と電気的に接続されると共に、ＳＡＷデバイス１０を他の基板等に実装するための外部実装端子３２が備えられている。また、前記リッド２２は、コバール等の金属の合金や透光性を有するガラス等により構成された平板であれば良い。このようなパッケージベース２４とリッド２２とからなるパッケージ２０は、内部に階段状のキャビティを有することとなる。
【００３０】
上記のようなパッケージ２０に対して上記のような構成のＳＡＷ素子片１２は、紫外線硬化型樹脂３４を用いて搭載、固定される。紫外線硬化型樹脂３４は、ＳＡＷ素子片１２の側面と、パッケージベース２４の底面とを結合するために、ＳＡＷ素子片１２の周囲を囲うように塗布される。紫外線硬化型樹脂３４をこのような形態で配置することによれば、ＳＡＷ素子片１２を構成する圧電素板１４が黒化され、紫外線を透過させない（透過させ辛い）ものであっても、紫外線硬化型樹脂３４に対して直接的にＵＶを照射することができる。このため、短時間のＵＶ照射で確実に紫外線硬化型樹脂３４を硬化させることが可能となる。なお、本実施形態でいう紫外線を透過させ辛い圧電素板１４とは紫外線透過率が５０％以下の圧電素板をいうこととする。
ＳＡＷ素子片１２におけるＩＤＴ１６と、パッケージベース２４における内部実装端子３０とは、ボンディングワイヤ４０により電気的に接続される。
【００３１】
上記のような構成のＳＡＷデバイス１０は、例えば以下に示す２つの方法により製造することができる。
まず、図２を参照して第１の製造方法について説明する。第１の製造方法では最初に、パッケージベース２４の第１層２６に紫外線硬化型樹脂３４を塗布する（図２（Ａ）参照）。次に、塗布した紫外線硬化型樹脂３４の上にＳＡＷ素子片１２を載置して押圧する。これにより、紫外線硬化型樹脂３４はＳＡＷ素子片１２の周囲に押し出され、ＳＡＷ素子片１２の外周を囲むような配置形態をとることとなる（図２（Ｂ）参照）。次に、紫外線硬化型樹脂３４にＵＶを照射して、紫外線硬化型樹脂３４を硬化させた後、ボンディングワイヤ４０によりパッケージベース２４とＳＡＷ素子片１２とを電気的に接続する（図２（Ｃ）参照）。その後、パッケージベース２４の上部開口部をリッド２２で封止することにより、ＳＡＷデバイス１０が完成する（図２（Ｄ）参照）。
【００３２】
次に、図３を参照して第２の製造方法について説明する。第２の製造方法では最初に、パッケージベース２４の第１層２６にＳＡＷ素子片１２を配置する（図３（Ａ）参照）。次に、ディスペンサ等を用いてＳＡＷ素子片１２の周囲を囲うように紫外線硬化型樹脂３４を塗布する（図３（Ｂ）参照）。次に紫外線硬化型樹脂３４にＵＶを照射して、紫外線硬化型樹脂３４を硬化させた後、ボンディングワイヤ４０によりパッケージベース２４とＳＡＷ素子片１２とを電気的に接続する（図３（Ｃ）参照）。その後、パッケージベース２４の上部開口部をリッド２２で封止することにより、ＳＡＷデバイス１０が完成する（図３（Ｄ）参照）。
【００３３】
上記のような構成のＳＡＷデバイス１０を上記のような方法で製造することによれば、ＳＡＷ素子片１２の搭載に紫外線硬化型樹脂３４を採用することができ、安価で量産性の高いＳＡＷデバイス１０を提供することが可能となる。また、紫外線硬化型樹脂３４によりＳＡＷ素子片１２の全周を囲んでいるため、耐衝撃性、耐振動性等の信頼性に優れている。
【００３４】
次に、本発明のＳＡＷデバイスに係る第２の実施形態について図４を参照して説明する。なお、図４において図４（Ａ）はＳＡＷデバイスの平面構成を示す図であり、図４（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。また、本実施形態に係るＳＡＷデバイスの構成要素は、図１に示す第１の実施形態に係るＳＡＷデバイスと同じであり、その配置形態のみに相違を持つ。よって、その作用を同一とする箇所には図面に１００を足した符号を付して、その詳細な説明は省略することとする。
【００３５】
本実施形態に係るＳＡＷデバイス１１０は、ＳＡＷ素子片１１２を固定するための紫外線硬化型樹脂１３４を、ＳＡＷ素子片１１２の周囲だけでなく、パッケージベース２４における第１層１２６を構成する底面全面に塗布する構成としている。液化状態で粘性の低い紫外線硬化型樹脂１３４では、紫外線硬化型樹脂１３４を単純に流し込むことで、このような構成を採ることが可能となり、ディスペンサ等によりＳＡＷ素子片１１２の周囲に適宜塗布するといった行為が不要となる。
【００３６】
また、硬化後の硬度が高い紫外線硬化型樹脂１３４で、第１層１２６を覆うことで、パッケージベース１２４の底板の強度が向上する。これにより、パッケージベース１２４の第１層１２６を構成する基板（底板）を薄くした場合であっても、基板に十分な強度を持たせることができ、内部に搭載したＳＡＷ素子片１１２に対して負荷される曲げ応力も小さくすることができる。また、実際に第１層１２６を構成する基板を薄くした場合には、ＳＡＷデバイス１１０の低背化を図ることができる。なお、他の作用効果については、第１の実施形態に係るＳＡＷデバイス１０と同様である。
【００３７】
次に、本発明のＳＡＷデバイスに係る第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るＳＡＷデバイスの構成要素も、上記第１の実施形態に係るＳＡＷデバイスと同じであり、その配置形態のみに相違を持つ。よって、その作用を同一とする箇所には、図面に２００を足した符号を付して、その詳細な説明は省略することとする。
【００３８】
本実施形態に係るＳＡＷデバイス２１０は、ＳＡＷ素子片２１２を固定するための紫外線硬化型樹脂２３４を、ＳＡＷ素子片２１２の全周では無く、特定の２辺または３辺（図５の例では２辺）に塗布する構成としている。このような構成とすることで、必要最低限の量の紫外線硬化型樹脂２３４でＳＡＷ素子片２１２を固定することができる。なお、その他の作用効果については、第１の実施形態に係るＳＡＷデバイス１０と同様である。
【００３９】
上記実施形態では、ＳＡＷ素子片に使用する圧電素板について、酸化還元処理を施したＬＮやＬＴである旨記載した。しかしながら、上記実施形態で採用する圧電素板は、ＬＴ
やＬＮに金属元素を含有させたものであっても良い。金属元素の含有についてＬＮに関する具体的な手段を講ずると、Ｎｂ、Ｌｉを含む所定の材料（例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ等）を混合し、これを焼成して原料混合物を作成する。その後、作成した原料混合物を溶融させ、この溶融液中にＬＮの種結晶を吊るして引き上げることで、実施形態に係るＬＮ結晶が形成される。このような構成のＬＮ基板も、上記実施形態に示した基板同様に、紫外線透過率が極めて悪くなる。具体的には、金属元素添加処理を施していないＬＴのＵＶ透過率が８０％程度とした場合、上記のような処理を施して黒化したＬＴのＵＶ透過率は、略０％となる。
【００４０】
よって、基板の下に接着剤を塗布するという従来の接合方法では、上記のような圧電素板を採用したＳＡＷ素子片を搭載する際にも、紫外線硬化型樹脂を使用することができなかった。しかし、上記実施形態に係る固定構造を採用することで、上記のように金属元素添加処理が施された圧電基板を採用したＳＡＷ素子片であっても、その固定の際に紫外線硬化型樹脂を使用することができる。
【００４１】
また、上記実施形態では、ＳＡＷデバイスの例として縦結合型ＤＭＳフィルタを示した。しかしながら本発明のＳＡＷデバイスは上記のようなフィルタに限らず、ＳＡＷ共振子を製造する場合、他の構成を伴うフィルタを製造する場合であっても、これらを包含する。さらに、本発明に係るチップの固定構造の適用範囲は、ＳＡＷ素子片を固定する場合に限られたものでは無い。すなわち、ＵＶを透過させない、あるいはＵＶを透過させ辛いチップであれば、半導体素子片や半導体集積回路（ＩＣ）、その他の電子部品等を搭載面に固定する際にも適用することができる。
【００４２】
さらに、本発明に係るＳＡＷデバイスの製造方法は、黒化されて紫外線の透過率が低下したＳＡＷ素子片を搭載するＳＡＷデバイスの製造に限るものでは無い。すなわち、本発明のＳＡＷデバイスの製造方法は、一般的なＬＴやＬＮ、水晶といった圧電素板を搭載する場合であっても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第1の実施形態に係るＳＡＷデバイスの構成を示す図である。
【図２】ＳＡＷデバイスの製造方法における第1の実施形態を示す図である。
【図３】ＳＡＷデバイスの製造方法における第２の実施形態を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係るＳＡＷデバイスの構成を示す図である。
【図５】第３の実施形態に係るＳＡＷデバイスの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０………弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）、１２………弾性表面波素子片（ＳＡＷ素子片）、１４………圧電素板、１６………ＩＤＴ、１８………反射器、２０………パッケージ、２２………リッド、２４………パッケージベース、２６………第１層、２８………第２層、３０………内部実装電極、３２………外部実装電極、３４………紫外線硬化型樹脂、４０………ボンディングワイヤ。
【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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