JP2000165192A - 弾性表面波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外形の占有面積の大きさが内臓する弾性表面
波素子とほぼ等しい、究極に小型化された表面実装可能
な弾性表面波装置を提供すること。 【解決手段】 圧電基板５上に、弾性表面波を励振する
励振電極１と、励振電極１の振動空間を確保する樹脂か
ら成る蓋体６，７とを配設するとともに、圧電基板５の
少なくとも側面側に、励振電極１に接続される表面実装
用の電極３を設けて成る弾性表面波フィルタＦ１とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信機器等
の無線通信回路に用いられる弾性表面波フィルタや弾性
表面波レゾネータ等の弾性表面波を用いた弾性表面波装
置に関する。

【０００２】

【従来技術とその課題】近年、電波を利用する電子機器
のフィルタ，遅延線，発信機等の素子として多くの弾性
表面波素子が用いられている。特に、小型・軽量でかつ
フィルタとしての急峻遮断性能が高い弾性表面波フィル
タ装置は、移動体通信分野において、携帯端末装置のＲ
Ｆ段およびＩＦ段のフィルタとして多用されている。

【０００３】携帯端末装置は、小型・軽量化が進むと共
に、複数の通信システムに対応するマルチバンド化のた
めに内臓する回路が増加しており、携帯端末装置に使用
される電子部品には実装密度向上のため、表面実装可能
な小型部品が強く要望されている。携帯端末装置のキー
パーツである弾性表面波フィルタ装置においても、低損
失かつ通過帯域外の遮断特性とともに、表面実装可能な
小型の弾性表面波フィルタ装置が要求されている。

【０００４】これまでに、弾性表面波フィルタ装置はキ
ャンパッケージ型のものよりセラミックパッケージ型が
実用化されているが、中でもセラミックパッケージ型
は、キャンパッケージ型に比べ、表面実装可能で小型化
が実現できる弾性表面波フィルタ装置として広く用いら
れるようになってきている。

【０００５】第１世代のセラミックパッケージ型弾性表
面波フィルタ装置は、パッケージ内に接着固定したフィ
ルタ素子とパッケージの内部電極とをワイヤ−ボンディ
ングにより電気接続していたが、ワイヤーボンディング
を用いることによりパッケージ外形が大きくなり、その
外形は内臓するフィルタ素子の５倍〜６倍の占有面積と
なっていた。

【０００６】これを解決し小形化を図るために、現在で
は第２世代のセラミックパッケージ型弾性表面波フィル
タ装置が開発され、例えば、図９に示す弾性表面波装置
Ｊのように、弾性表面波素子Ｓをセラミックの基体５
３，枠体５６，蓋体５７等で構成されたパッケージの電
極５４にフェースダウンボンディングしたものが実用化
されている。

【０００７】すなわち、弾性表面波素子Ｓは圧電基板５
１上に励振電極５２が形成されて成り、この励振電極５
２とパッケージの外部電極５４ｂ，５４ｃに接続された
内部電極５４ａに金属バンプ５５を介して接続されてい
る。これにより、ワイヤーボンディングを使用する必要
がなく、上記第１世代のセラミックパッケージ型弾性表
面波装置に比べ、約２分の１の小型化が図れている。

【０００８】しかしながら、このような第２世代のフェ
ースダウン実装方式のセラミックパッケージ型弾性表面
波フィルタ装置においても、パッケージの外形の大きさ
は、内臓するフィルタ素子の約３倍もあり、十分に小型
化されていないというのが現状である。

【０００９】そこで、本発明はこのような問題に対処す
るためになされたものであり、外形の占有面積の大きさ
が内臓する弾性表面波素子とほぼ等しい、究極に小型化
された表面実装可能な弾性表面波装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板上に、弾性表
面波を励振する励振電極と、該励振電極の振動空間を確
保する樹脂から成る蓋体とを配設するとともに、前記圧
電基板の少なくとも側面側に、前記励振電極に接続され
る表面実装用の電極を設けて成る構成とした。

【００１１】また、圧電基板上に、弾性表面波を発生さ
せる励振電極と、該励振電極の振動空間を確保する樹脂
から成る蓋体とを配設するとともに、該蓋体の少なくと
も側面側に、前記励振電極に接続される表面実装用の電
極を設けて成る構成としてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる弾性表面波
装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１は弾性表面波装置の一例として弾性表
面波フィルタＦ１の要部断面図を模式的に示したもので
ある。また、図２は弾性表面波フィルタＦ１の励振電極
１の上部を覆う蓋体等を除いた様子を示す平面図であ
り、配線電極２および樹脂から成る内側蓋体６の形成領
域Ａを示したものである。

【００１４】弾性表面波フィルタＦ１は、櫛歯状のＩＤ
Ｔ電極および反射器電極から成る励振電極１（なお、反
射器電極はなくともよい）、配線電極２、側面電極３お
よび外部取出し電極４が形成された圧電基板５、励振電
極１の振動空間Ｓを確保するための樹脂から成る内側蓋
体６、および樹脂から成る外側蓋体７を備えている。

【００１５】ここで、圧電基板５には、ニオブ酸リチウ
ム結晶基板，タンタル酸リチウム結晶基板，水晶結晶基
板，四ホウ酸リチウム結晶基板，ランガサイト結晶基
板，ＰＺＴ基板等の圧電基板を用いる。

【００１６】櫛歯状の励振電極１は、図２に平面図にて
示すように配線電極２に接続しており、励振電極１およ
び配線電極２を構成する第１層電極２ａは、アルミニウ
ムまたは銅等を添加したアルミニウムを主成分とする合
金等を用いる。励振電極１は弾性表面波を励振および受
信を行うためのものであり、本実施例では単層としてい
るが、電極の耐電力性向上等のため多層電極としてもよ
い。

【００１７】配線電極２は、第１層電極２ａ，第２層電
極２ｂ，第３層電極２ｃより構成され、第２層電極２ｂ
としてニッケル，クロム，チタン等を用い、第３層電極
２ｃとして金，白金，銅等を用いる。

【００１８】側面電極３および外部取出し電極４は、下
層／上層がクロム／金の２層電極、チタン／白金／金の
３層電極等の多層電極とするのが好適である。特に外部
取出し電極４は、回路基板への実装の利便性を図る目的
で、最上層に半田合金を用いてもよい。なお、このよう
な実装用電極は励振電極１に接続され、少なくとも圧電
基板５の側面側に形成されていればよい。また、これら
の実装用電極は、少なくとも圧電基板５の四隅に配設さ
れている。

【００１９】内側蓋体６は、圧電基板５上に設けられた
励振電極１による振動空間の確保を目的に、凹形状の内
側蓋体６内に励振電極１が内包されるよう周囲を面接合
して形成される。内側蓋体６は例えば感光性の有機樹脂
フィルムのパターニングにより、先ず内側蓋体６の枠状
を成す側壁部６ａを形成し、その後感光性の有機樹脂フ
ィルムを用い、内側蓋体の蓋部６ｂを形成して出来上が
る。

【００２０】外側蓋体７は、ＣＲＰシリーズ（住友ベー
クライト社製）等の熱硬化型のエポキシ系樹脂などのモ
ールド樹脂で形成する。

【００２１】弾性表面波フィルタＦ１によれば、圧電基
板５に外部取出し電極４を形成することにより弾性表面
波フィルタＦ１の載置用の筐体を不要としたこと、およ
び弾性表面波フィルタＦ１の表面に内側蓋体６を設け、
その上から外側蓋体７でもって封止したことにより、信
頼性が高くかつ小型化を実現することができる。

【００２２】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。

【００２３】図４に示す弾性表面波フィルタＦ２は、圧
電基板５の裏面にダイボンド用の樹脂等から成る接着材
（接合部）８を介して応力緩和用の補助基板９を接合し
ているが、これらの構成を除けば弾性表面波フィルタＦ
１と同様に構成されている。

【００２４】この弾性表面波フィルタＦ２によれば、実
装時の応力を補助基板９もしくは補助基板９との接合部
８により緩和させることができる。ここで、補助基板９
にはアルミナ等のセラミック基板，ポリイミド等の有機
樹脂基板，シリコン等の半導体基板等が好適に使用可能
である。特に、不図示の実装させる回路基板と熱膨張係
数が近似する補助基板９を用い、実装時の歪みを極力吸
収できるような材質の樹脂やゴム等の接着材８を使用す
るとより好適である。これにより、実装時において応力
が圧電基板５に加わりクラック等が生じることが極力防
止され、更に信頼性が高く小型化が可能な優れた弾性表
面波フィルタを提供することができる。

【００２５】また、図５に示す弾性表面波フィルタＦ３
は、実装用の電極１０，１１を圧電基板５の側面側に配
設するのではなく、樹脂から成る外側蓋体７の少なくと
も側面側に配設したものであり、その他の構成は弾性表
面波フィルタＦ１と同様である。この弾性表面波フィル
タＦ３によれば、モールド樹脂から成る外側蓋体７の表
面に電極１０，１１を配設しているので、回路基板へ実
装する際の応力を樹脂により緩和することができ、高信
頼性の弾性表面波フィルタとすることができる。

【００２６】この弾性表面波フィルタＦ３は、先ずウエ
ハに対して樹脂モールドした後、その表面に外部電極１
０を形成し、次に、ウエハを短冊状に切断し、この短冊
状の各側面に選択的に側面電極１１を形成し、短冊状の
基板を個々のチップに切断加工して弾性表面波フィルタ
を作製したものである。

【００２７】また、図６，７に示す弾性表面波フィルタ
Ｆ４，Ｆ５は、弾性表面波フィルタＦ１，Ｆ３におい
て、電極１３を圧電基板５の裏面との間に、また、同様
な形状の電極１５を蓋体１４の表面との間に間隙が生じ
るように、例えば銅ベースのニッケルめっきを施した断
面コ字状の電極１３を形成したものであり、このように
屈曲させた電極１３，１５の弾性の作用でもって、回路
基板への実装時の応力を極力緩和でき、これにより信頼
性の高い弾性表面波フィルタを提供できる。

【００２８】これら弾性表面波フィルタＦ４，Ｆ５は、
先ず、内側蓋体６を形成後、ウエハを短冊状に切断し、
電極１３，１５を配線電極２と半田等で接続し、その
後、樹脂モールドにより外側蓋体１２，１４を形成し、
短冊状の圧電基板を個々のチップに切断し、さらに、電
極１３，１５のフレーム部を切断して、電極を屈曲整形
して弾性表面波フィルタを作製したものである。

【００２９】次に、図５に示す弾性表面波フィルタＦ３
の好適な製造方法について、図８に基づいて説明する。
図８に示すように、樹脂モールド時、または樹脂モール
ドした後に、モールド部に配線電極２までに達する貫通
孔１６をレーザー加工や細いピンを使用した機械的な孔
開け加工により形成し、この貫通孔１６内への成膜やめ
っきを施すことにより、外部取り出し電極１０，１１を
ウエハ状態で加工形成し、これにより、簡便な製造を実
現することができる。

【００３０】なお、上記実施形態では弾性表面波フィル
タについて説明したが、これに限定されるものではな
く、弾性表面波レゾネータ等のいわゆる弾性表面波を利
用する装置に好適に適用できる。

【００３１】

【実施例】次に、上記弾性表面波フィルタ装置の具体的
な実施例について説明する。

【００３２】図３（ａ）〜（ｅ）は、弾性表面波フィル
タＦ１の製造工程を示す断面図である。

【００３３】先ず、図３（ａ）に示すように、圧電基板
５に実装用の電極４を形成した。この圧電基板５には厚
さ３５０μｍの３６°Ｙカットタンタル酸リチウム単結
晶から成る基板を用い、この基板の片面に下部層／上部
層がクロム／金の２層電極をスパッタ形成した後、フォ
トリソグラフィーによりパターニングを行い、更に金メ
ッキにより電極４の形成を行った。

【００３４】次に図３（ｂ）に示すように、圧電基板５
の他方の面に、フィルタ素子となる励振電極１および配
線電極２を形成した。励振電極１および配線電極２の第
１層目電極２ａにはアルミニウム合金（銅含有率１％）
を用い、配線電極２の第２層目電極２ｂおよび第３層目
電極２ｃにはそれぞれクロム，金を用いた。なお、励振
電極１の厚さは２０００〜４０００Åとした。

【００３５】次に、図３（ｃ）に示すように、内側蓋体
６を形成した。すなわち、内側蓋体６は感光性の有機樹
脂フィルムを圧電基板５上に貼り付けた後、枠状にパタ
ーニングを行い側壁部６ａを形成し、その後、更にその
上に感光性の有機樹脂フィルムを貼り付け、パターニン
グにより蓋体６ｂを形成した。なお、用いた感光性の有
機樹脂フィルム厚さは５０μｍである。また、側壁部６
ａの厚さは８０μｍである。

【００３６】次に、図３（ｄ）に示すように、樹脂モー
ルドによる封止を行った。すなわち、モールド樹脂を厚
さが一定になるよう枠状の冶具を用いて、圧電基板５に
モールド樹脂を充填し外側蓋体７を形成した。この外側
蓋体７の厚みは３００〜４００μｍとした。

【００３７】次に、圧電基板５をダイシングによりフィ
ルタ素子の両側面が切断面となるように複数個の素子を
含む短冊状のものを切り出した。

【００３８】次に、図３（ｅ）に示すように、側面電極
３を形成した。切り出した短冊状のフィルタ素子の集合
体の側面にメタルマスクを用いて、圧電基板５の一方の
面に形成された配線電極２と他方の面に形成された電極
４を接続するように形成した。この電極はクロム／金の
２層電極とした。

【００３９】最後に、短冊状の弾性表面波フィルタ装置
の集合体をダイシングにより個別に分離させ、弾性表面
波フィルタを製造した。

【００４０】製造した弾性表面波フィルタは、櫛歯状電
極は内側蓋体６および外側蓋体７により保護されてお
り、非常に高い信頼性を有するとともに、フィルタ素子
（１ｍｍ×１．５ｍｍ）とほぼ同じ占有面積を有し、か
つ高さ０．８ｍｍ程度の低背化が実現できた。

【００４１】

【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明の弾性
表面波装置によれば、フィルタ素子の基板を表面実装可
能な電極を有する構成としたので、従来のようなセラミ
ックパッケージ等が不要となり、しかも大幅な小型・軽
量化が図れ、外形の占有面積の大きさが内臓する弾性表
面波素子とほぼ等しい、究極に小型化された表面実装可
能な優れた弾性表面波フィルタ装置を提供することがで
きる。

【００４２】また特に、圧電基板を補助基板を接合した
状態で圧電基板の少なくとも側面側、または樹脂から成
る蓋体の少なくとも側面側に、実装用の電極を設けてい
るので、弾性表面波装置を実装する回路基板と圧電基板
との熱膨張係数差が大きい場合でも、実装後の応力を極
力緩和することができ、信頼性の高い優れた弾性表面波
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる弾性表面波フィルタを模式的に
説明する要部断面図である。

【図２】弾性表面波フィルタの蓋体を除いた様子を模式
的に説明する平面図である。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ図１に示す弾性表
面波フィルタの製造工程を説明する断面図である。

【図４】本発明に係わる他の弾性表面波フィルタを模式
的に説明する要部断面図である。

【図５】本発明に係わる他の弾性表面波フィルタを模式
的に説明する要部断面図である。

【図６】本発明に係わる他の弾性表面波フィルタを模式
的に説明する要部断面図である。

【図７】本発明に係わる他の弾性表面波フィルタを模式
的に説明する要部断面図である。

【図８】図５に示す弾性表面波フィルタの製造を模式的
に説明する要部断面図である。

【図９】従来の弾性表面波フィルタを模式的に説明する
要部断面図である。

【符号の説明】

１：励振電極 ２：配線電極 ３：側面電極 ４：外部取り出し電極 ５：圧電基板 ６：内側蓋体 ７：外側蓋体 ８：接着剤 ９：補助基板 Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５：弾性表面波フィルタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板上に、弾性表面波を励振する励
   振電極と、該励振電極の振動空間を確保する樹脂から成
   る蓋体とを配設するとともに、前記圧電基板の少なくと
   も側面側に、前記励振電極に接続される表面実装用の電
   極を設けて成る弾性表面波装置。
2. 【請求項２】 圧電基板上に、弾性表面波を発生させる
   励振電極と、該励振電極の振動空間を確保する樹脂から
   成る蓋体とを配設するとともに、該蓋体の少なくとも側
   面側に、前記励振電極に接続される表面実装用の電極を
   設けて成る弾性表面波装置。