(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に形成されたすだれ状電極と、前記すだれ状電極に電気的に接続された引き出し電極を有する弾性表面波素子と、
前記弾性表面波素子を封止するため、前記圧電基板における前記すだれ状電極の形成面上に接着部材を介して接合されていて、前記引き出し電極にあたる部位に切り欠き部が形成されているキャップと、
前記キャップの表面に形成されており、前記引き出し電極と前記切り欠き部を介して電気的に接続されている外部電極部とを備えてなり、
前記圧電基板には、前記接着部材との接合部位に接合電極部が形成され、
前記接合電極部は、電気的に接地されていることを特徴とするＳＡＷデバイス。
【請求項２】
前記切り欠き部は前記キャップの角部に形成されているとともに、前記引き出し電極は前記圧電基板の角部に形成されている請求項１に記載のＳＡＷデバイス。
【請求項３】
前記外部電極部は、導電薄膜によって形成されている請求項１乃至請求項２のいずれかに記載のＳＡＷデバイス。
【請求項４】
前記外部電極部は、前記切り欠き部に導電部材を充填するとともに、前記キャップの表面に導電部材を塗布して形成される請求項１乃至請求項２のいずれかに記載のＳＡＷデバイス。
【請求項５】
前記接着部材は、前記キャップを前記弾性表面波素子の表面に接触させないような厚みを有している請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のＳＡＷデバイス。
【請求項６】
前記キャップは、前記圧電基板とほぼ同一の線膨張係数を有する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のＳＡＷデバイス。
【請求項７】
前記キャップは、前記圧電基板と同一の材料から形成されている請求項６に記載のＳＡＷデバイス。
【請求項８】
前記接着部材は、低融点ガラスからなる請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のＳＡＷデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＡＷデバイス及びその製造方法の改良、特に、表面実装することができるＳＡＷデバイス及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ：弾性表面波）デバイスの一例を示す構成図であり、図７を参照してＳＡＷデバイス１について説明する。
【０００３】
図７のＳＡＷデバイス１は、弾性表面波素子（以下「ＳＡＷチップ」という）２、キャップ３、外部電極部４、引き出し電極５等を有している。ＳＡＷチップ２は、ＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタ等であって、たとえば水晶板等からなる圧電基板の表面にすだれ状電極等が形成されている。キャップ３は、弾性表面波素子２を封止するものであって、一端面３ａ側から他端面３ｂ側にわたって外部電極部４が形成されている。外部電極部４にはＳＡＷチップ２の引き出し電極５が接合されていて、ＳＡＷチップ２は、外部電極部４を介して外部と電気的に接続される。
【０００４】
また、図８は従来のＳＡＷデバイスの別の一例を示す構成図であり、図８を参照してＳＡＷデバイス６について説明する。
【０００５】
図８のＳＡＷデバイス６はＳＡＷチップ７、キャップ８、外部電極部９等を有している。ＳＡＷチップ７は、圧電基板にすだれ状電極等が形成されたものであって、表面に半田バンプ７ａが形成されている。キャップ８には、スルーホール８ａが形成されており、キャップ８の一面８ｂ側からスルーホール８ａを通って他面側８ｃに導電部材からなる外部電極部９が形成されている。そして、一面８ｂ側の外部電極部９には半田バンプ７ａが接合されていて、他面８ｃ側の外部電極部９は外部と電気的に接続される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したＳＡＷデバイス１、６には以下の問題がある。
【０００７】
まず、ＳＡＷチップ２、７を導通させるための外部電極部４、９は、それぞれキャップ３、８に予め形成しておく必要があり、キャップ３、８を製造する際の工程数が多くなり、時間がかかるとともにコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００８】
また、図７及び図８のＳＡＷデバイス１、６において、ＳＡＷチップ２、７の封止工程と外部電極部４、９とＳＡＷチップ２、７の接続工程が同時に行われている。このため、封止を行いながら、かつ、引き出し電極５もしくは半田バンプ７ａが正確に外部電極部９上に位置決めされなければならず、ＳＡＷデバイス１、６の製造が困難であるという問題がある。
【０００９】
さらに、図７のＳＡＷデバイス１においては、キャップ３の側面にも外部電極部４が形成されているため、ウェハ状態で形成されている複数のキャップ３をダイシングしてから、それぞれ外部電極部４を形成する必要がある。このため、短時間で多くのキャップ３を製造することができないという問題がある。
【００１０】
また、外部電極４、９は、封止の際の高温に耐えられる材質で形成されなければならないという問題がある。さらにキャップ３に形成された外部電極４、９の一部が剥離し、すだれ状電極をショートさせるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消して、表面実装可能な小型で高精度なＳＡＷデバイス及びその製造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、圧電基板上に形成されたすだれ状電極と、前記すだれ状電極に電気的に接続された引き出し電極を有する弾性表面波素子と、
前記弾性表面波素子を封止するため、前記圧電基板における前記すだれ状電極の形成面上に接着部材を介して接合されていて、前記引き出し電極にあたる部位に切り欠き部が形成されているキャップと、
前記キャップの表面に形成されており、前記引き出し電極と前記切り欠き部を介して電気的に接続されている外部電極部とを備えてなり、
前記圧電基板には、前記接着部材との接合部位に接合電極部が形成され、
前記接合電極部は、電気的に接地されているＳＡＷデバイスであることを特徴とする。
【００１３】
請求項１の構成によれば、キャップには弾性表面波素子の引き出し電極を露出するように切り欠き部が形成されている。また、引き出し電極から切り欠き部を介してキャップの表面に外部電極部が形成されている。すなわち、引き出し電極と外部電極部は電気的に接続されている状態となる。従って、ＳＡＷデバイスは外部電極部に導電性接着剤やはんだ等を用いて基板に表面実装することが可能となる。
さらに、圧電基板における接着部材との接合部位に接合電極部が形成されていて、この接合電極部が圧電基板と接着部材との接合強度を向上させることが可能となる。
そして、接合電極部が電気的に接地されることで、信号の入出力端子である外部電極間に信号の漏洩経路が形成されるのを防止するとともに、外部からのノイズの影響を抑えることができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記切り欠き部は前記キャップの角部に形成されているとともに、前記引き出し電極は前記圧電基板の角部に形成されているＳＡＷデバイスを特徴とする。
【００１５】
請求項２の構成によれば、ＳＡＷデバイスが熱膨張したときに圧電基板とキャップの接合面における角部の部位に応力が集中する。このとき、角部に切り欠き部を設けることで角部への応力の集中を防止することとなる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１乃至請求項２のいずれかの構成において、前記外部電極部は、導電薄膜によって形成されているＳＡＷデバイスを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項２のいずれかの構成において、前記外部電極部は、前記切り欠き部に導電部材を充填するとともに、前記キャップの表面に導電部材を塗布して形成されるＳＡＷデバイスを特徴とする。
【００１８】
請求項３及び請求項４の構成によれば、外部電極部は引き出し電極からキャップ表面まで導電薄膜もしくは導電部材を充填する事により形成される。よって、キャップ表面に形成された外部電極部と引き出し電極が導通することとなる。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかの構成において、前記接着部材は前記キャップを前記弾性表面波素子の表面に接触させないような厚みを有しているＳＡＷデバイスを特徴とする。
【００２０】
請求項５の構成によれば、弾性表面波素子がキャップにより封止させた場合、圧電基板の表面に形成されたすだれ状電極にキャップが接触しないような厚みを有している。これにより、キャップが圧電基板の表面に接触する事によるＳＡＷデバイス特性の変化を防止する。
【００２５】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかの構成において、前記キャップは、前記圧電基板とほぼ同一の線膨張係数を有するＳＡＷデバイスを特徴とする。
【００２６】
また、請求項７の発明は、請求項６の構成において、前記キャップは、前記圧電基板と同一の材料から形成されているＳＡＷデバイスを特徴とする。
【００２８】
請求項６及び請求項７の構成によれば、圧電基板とキャップがほぼ同一の線膨張係数を有する材料から形成されている。従って、ＳＡＷデバイスが熱膨張したときに熱膨張による歪みがほとんどなくなる。
【００２９】
請求項１１の発明は、請求項１乃至請求項７の構成において、前記接着部材は、低融点ガラスからなるＳＡＷデバイスを特徴とする。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４３】
図１は、本発明のＳＡＷデバイスの使用形態の一例を示す概略斜視図を示しており、図１を参照してＳＡＷデバイス１０について説明する。図１のＳＡＷデバイス１０は、たとえばプリント配線板等からなる基板１００に対して、半田等の導電性接着剤１０１により表面実装されて電気的に接続されている。
【００４４】
図２と図３は、本発明のＳＡＷデバイスの好ましい実施の形態を示す断面図及び概略斜視図であり、図２及び図３を参照してＳＡＷデバイス１０について説明する。
【００４５】
図２及び図３のＳＡＷデバイス１０は、ＳＡＷチップ２０、キャップ３０、接着部材４０、外部電極部５０等から構成されている。図３のＳＡＷチップ２０は、たとえばＳＡＷ共振子、ＳＡＷフィルタもしくはＳＡＷコンコルバ等であって、圧電基板２１、引き出し電極２２、すだれ状電極（以下、「ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）」という）２３、反射器２４等を有している。
【００４６】
圧電基板２１はたとえば水晶板からなっていて、その表面にたとえばアルミニウムからなる引き出し電極２２、ＩＤＴ２３、反射器２４等が薄膜形成技術によって形成されている。引き出し電極２２は、すだれ状電極２３と電気的に接続されていて、ＩＤＴ２３と電気信号の送受信を行うものである。また、引き出し電極２２はたとえば圧電基板２１の角部に設けられている。
【００４７】
ＩＤＴ２３は、引き出し電極２２から電気信号が供給されると圧電効果によって弾性表面波（ＳＡＷ）を励振するとともに、励振された弾性表面波を電気信号に変換して出力する機能を有している。反射器２４、２４はＩＤＴ２３を挟むように形成されていて、ＩＤＴ２３から出力した弾性表面波を反射器２４、２４内に閉じこめる機能を有している。
【００４８】
圧電基板２１上には、ＳＡＷチップ２０を封止するためのキャップ３０が、たとえば低融点ガラスからなる接着部材４０によって接合されている。ここで、接着部材４０の厚さＤは、図２に示すようにＳＡＷチップ２０の機能面とキャップ３０が接触しない厚さになっている。これにより、キャップ３０がＳＡＷチップ２０の機能面と接触することによるＳＡＷチップ２０の特性変化を防止することができる。
【００４９】
また、キャップ３０は、圧電基板２１とほぼ同一の線膨張係数を有しているものであって、好ましくは圧電基板２１と同一の材質であるたとえば水晶板からなっている。これにより、ＳＡＷチップ２０とキャップ３０が熱膨張により変形した場合、圧電基板２１とキャップ３０の線膨張係数が同一となるため、圧電基板２０がほとんど歪むことがなく、熱によるＳＡＷチップ２０の特性変化を最小限に抑えることができる。
【００５０】
図３のキャップ３０の引き出し電極２２の形成されている部位、すなわちキャップ３０の角部には、切り欠き部３１が形成されている。ここで、引き出し電極２２及び切り欠き部３１を角部に形成したのは以下の理由による。圧電基板２１及びキャップ３０が熱膨張した際、圧電基板２１とキャップ３０の接合面の角部に応力が集中する。そこで、引き出し電極２２及び切り欠き部３１を圧電基板２１及びキャップ３０の角部にそれぞれ設けることで応力の集中を防止して、ＳＡＷチップ２０とキャップ３０の接合強度を向上させることができる。
【００５１】
また、圧電材料は一般に脆性材料であるので、圧電材料からなるキャップ３０の角部は熱膨張がなくても欠けやクラックが生じやすい。そこで、問題が生じやすい部分を予め切り欠いておくことによって、応力集中や欠けやクラックを防止できる。また、ＳＡＷデバイス１０がＳＡＷフィルタである場合、切り欠き部３１を隅（角部）に設けると、入力端子と出力端子との距離が大きくなるので、直達波を防止することができる。さらに、キャップ３０の隅（角部）に切り欠き部３１を形成すると、ウェハ状態において、同時に４つのキャップ３０の切り欠き部３１を形成することになるので加工効率が向上する。
【００５２】
キャップ３０の表面３０ａには外部電極部５０が形成されていて、外部電極部５０は引き出し電極２２と電気的に接続されている。具体的には、外部電極部５０を形成する際には、引き出し電極２２、切り欠き部３１の側面３１ａ及びキャップ３０の表面３０ａに対して薄膜形成もしくはスクリーン印刷することにより形成される。従って、図３に示すように、キャップ３０の表面３０ａに形成されている外部電極部５０は、引き出し電極２２と電気的に接続されていることとなる。
【００５３】
そしてこの外部電極部５０は、図１及び図２に示すように導電性接着部材１０１によって基板１００の図示しない電極に接続され、ＳＡＷチップ２０と基板１００とが電気的に接続されるようになる。すなわち、ＳＡＷデバイスと基板１００をワイヤボンディングで基板と電気的に接続する必要がなく、外部電極部５０を用いて表面実装することができる。
【００５４】
次に、図４及び図５は本発明のＳＡＷデバイスの製造方法の好ましい実施の形態を示す工程図であり、図４と図５を参照してＳＡＷデバイスの製造方法について説明する。
【００５５】
まず図４（Ａ）において、たとえば水晶板からなる圧電基板２１が用意され、図４（Ｂ）において、この圧電基板２１に引き出し電極２２、ＩＤＴ２３、反射器２４等が薄膜形成技術によって形成される。
【００５６】
一方、図４（Ｃ）において、たとえば圧電基板２１と同一の材料からなるキャップ３０が用意され、図４（Ｄ）において、たとえば角部に切り欠き部３１が形成される。そして、図４（Ｅ）において、硬化後に厚さＤとなるように厚さＤ’（＞Ｄ）でキャップ３０の上に接着部材４０が塗布される。
【００５７】
その後、図４（Ｆ）において、ＳＡＷチップ２０とキャップ３０が接合され封止される。このとき、引き出し電極２２は切り欠き部３１から露出された状態となる。そして、図４（Ｇ）において、キャップ３０の上からスパッタリングによる導電薄膜の形成、もしくはスクリーン印刷による導電部材の塗布等によって外部電極部５０が形成され、ＳＡＷデバイス１０が完成する。なお、スクリーン印刷で外部電極部５０が形成される場合、切り欠き部３１に導電部材が充填されるようになる。
【００５８】
さらに、引き出し電極２２上に外部電極部５０を形成する前に、真空中で引き出し電極２２の表面がエッチングされ、その後真空中でスパッタリングや真空蒸着等により外部電極部５０が形成されるようにしてもよい。これは、引き出し電極２２を形成するアルミニウムが空気に触れると、引き出し電極２２の表面が酸化してアルミナ（Ａｌ２  Ｏ３  ）膜が形成されてしまう。従って、引き出し電極２２の表面に形成されたアルミナ膜を除去するとともに、引き出し電極２２にアルミナ膜が形成されない状態で外部電極部５０を形成することで、引き出し電極２２と外部電極部５０の導通性を向上させる事ができる。
【００５９】
このように、図４（Ｆ）のＳＡＷチップ２０と封止する工程と、図４（Ｇ）の外部電極部５０を形成する工程を別々にする事によって、簡単な製造工程でＳＡＷデバイス１０を製造して、歩留まりの向上及び製造コストの削減を実現することができる。また、ＳＡＷチップ２０を封止する前にキャップ３０側に外部電極部５０を設ける必要がないため、キャップ３０の材質に制限がなくなり、ＳＡＷデバイス１０の特性を生かす材質を使うことで、ＳＡＷデバイス１０の特性を向上させることができる。さらに、ＳＡＷチップ２０を封止する前にキャップ３０に対して外部電極部５０を形成する必要がないので、ＳＡＷチップ２０の表面にショート防止のための保護膜を設ける必要がなく、製造プロセスを簡略化でき、製造コストを削減することができる。
【００６０】
また、図４の工程によりＳＡＷデバイス１０を製造することによって、ウェハ状態で多数個の同時処理を行うことができる。具体的には、図５は、ウェハ状態で図４と同一の工程でＳＡＷデバイス１０を製造する様子を示す工程図であり、図５を参照して説明する。まず、図５（Ａ）と図５（Ｂ）におけるＳＡＷチップ２０の製造工程及び図５（Ｃ）〜図５（Ｅ）におけるキャップ３０の製造工程がウェハ状態で行われる。このとき、切り欠き部３１はキャップ３０の角部に形成されるように加工するため、１回の切り欠き部形成作業で、４つのキャップ３０の切り欠き部３１を形成することができる。
【００６１】
その後、図５（Ｆ）において、ウェハ状態のままＳＡＷチップ２０がキャップ３０により封止され、図５（Ｇ）において、所定の位置にそれぞれ外部電極部５０が形成される。このとき、切り欠き部３１はキャップ３０の角部に形成されるように加工されているため、１回の外部電極部５０の形成作業で、４つのＳＡＷデバイス１０に対して外部電極部５０を形成することができる。その後、図５（Ｈ）において、それぞれのＳＡＷデバイス１０にダイシングすることによって、複数のＳＡＷデバイス１０が同時に製造されることとなる。
【００６２】
図６は本発明のＳＡＷデバイスの別の実施の形態を示す概略斜視図であり、図６を参照してＳＡＷデバイス６０について説明する。なお、図６のＳＡＷデバイス６０において図１のＳＡＷデバイス１０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
図６のＳＡＷデバイス６０が図１のＳＡＷデバイス１０と異なる点は、圧電基板２１上に接合電極部６１が形成されている点である。接合電極部６１は、たとえば引き出し電極２２、ＩＤＴ２３及び反射器２４と同一の材料であるアルミニウムからなっていて、キャップ３０に塗布された接着部材４０にあたる部位に形成されている。ここで、たとえば低融点ガラスからなる接着部材４０は、水晶との接合強度よりもアルミニウムとの接合強度の方が大きい。従って、圧電基板２１と接着部材４０が接合する部位に接合電極部６１を設けることによって、圧電基板２１とキャップ３０との接合強度の向上を図ることができる。また、好ましくは、この接合電極部６１は、接着部材４０と接合する面積の９０（％）以上になるように形成されることが望ましい。
【００６４】
さらに、好ましくは、接合電極部６１には図示しないグランド引き出し電極が電気的に接続されていて、接合電極部６１が電気的に接地（グランド）されていることが望ましい。これにより、接合電極部６１が電気的に浮いている状態にならないため、信号の入出力端子である外部電極間に信号の漏洩経路が形成されるのを防止して、ＳＡＷデバイスのアイソレーションを高めることができる。また、ＩＤＴ２３の外周面側にグランドされている接合電極部６１が存在することで、外来のノイズがＳＡＷデバイス６０に及ぼす影響を抑えることができる。
【００６５】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
【００６６】
例えば、図３としてＳＡＷデバイス１０の一例として、圧電基板２１にＩＤＴ２３が１つだけ形成されているＳＡＷチップ２０について言及しているが、ＩＤＴ２３が２つ以上形成されているＳＡＷチップであってもよい。
【００６７】
また、図３のＳＡＷチップ２０において、引き出し電極２２は圧電基板２１上に２つだけ形成されているが、圧電基板２１にＩＤＴ２３が２つ以上形成されている場合には、ＩＤＴ２３の電極の数だけ引き出し電極２２を設けることとなる。このとき、キャップ３０の切り欠き部３１も引き出し電極２２に該当する部位に形成されることとなる。また、図３において引き出し電極２２及び切り欠き部３１は角部に形成されているが、角部以外の部位に引き出し電極２２及び切り欠き部３１を形成するようにしてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、キャップには弾性表面波素子の引き出し電極を露出するように切り欠き部を形成して、キャップの表面に引き出し電極と電気的に接続している外部電極部を形成することで、ＳＡＷデバイスをたとえばプリント配線板等の基板に表面実装することができる。
【００６９】
また、弾性表面波素子をキャップにより封止する工程と、外部電極部を形成する工程を分けることにより、高精度で表面実装可能なＳＡＷデバイスを容易に量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＳＡＷデバイスの好ましい使用形態を示す概略斜視図。
【図２】本発明のＳＡＷデバイスの好ましい実施の形態を示す断面図。
【図３】本発明のＳＡＷデバイスの好ましい実施の形態を示す概略斜視図。
【図４】本発明のＳＡＷデバイスの製造方法の好ましい実施の形態を示す工程図。
【図５】本発明のＳＡＷデバイスの製造方法におけるウェハ状態での製造の様子を示す工程図。
【図６】本発明のＳＡＷデバイスの別の実施の形態を示す概略斜視図。
【図７】従来のＳＡＷデバイスの一例を示す構成図。
【図８】従来のＳＡＷデバイスの別の一例を示す構成図。
【符号の説明】
１０、６０  ＳＡＷデバイス
２０    ＳＡＷチップ
２１    圧電基板
２２    引き出し電極
２３    ＩＤＴ（すだれ状電極）
３０    キャップ
３０ａ  キャップ表面
３１    切り欠き部
４０    接着部材
５０    外部電極部
６１    接合電極部
【図１】
0003736226.tif 000002
【図２】
0003736226.tif 000003
【図３】
0003736226.tif 000004
【図４】
0003736226.tif 000005
【図５】
0003736226.tif 000006
【図６】
0003736226.tif 000007
【図７】
0003736226.tif 000008
【図８】
0003736226.tif 000009