JP2000353934A - 弾性表面波装置 - Google Patents

弾性表面波装置

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JP2000353934A
JP2000353934A JP11164050A JP16405099A JP2000353934A JP 2000353934 A JP2000353934 A JP 2000353934A JP 11164050 A JP11164050 A JP 11164050A JP 16405099 A JP16405099 A JP 16405099A JP 2000353934 A JP2000353934 A JP 2000353934A
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Japan
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acoustic wave
surface acoustic
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wave element
wave device
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JP11164050A
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Michinobu Maesaka
通伸 前阪
Masato Higuchi
真人 日口
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】部品点数の削減を図り製造工数を低減して、小
型、安価でかつ信頼性の高い弾性表面波装置を提供す
る。 【解決手段】ベース部材10上に弾性表面波素子20が
異方性導電接着剤30で接着されて接合され、かつ弾性
表面波素子20の複数の引出電極とベース部材10上の
複数の取出電極とが異方性導電接着剤30で電気的にそ
れぞれ接続され、弾性表面波素子20とベース部材10
との間に、弾性表面波の伝播に必要な空間が密閉された
状態で形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波装置に
関し、特に弾性表面波装置のパッケージング構造に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】この種の弾性表面波装置は、一般的に、
ベース部材上に弾性表面波素子を接着剤(ダイボンド
剤)により接着固定しワイヤーボンディングにより電気
的に接続、あるいは弾性表面波素子とベース部材とをバ
ンプ接合により電気的・機械的に接続し、弾性表面波素
子を覆うようにベース部材にキャップ部材をシーム溶
接、はんだやAu−Sn合金等の接合材の加熱溶融等に
より接合して、弾性表面波素子がベース部材とキャップ
部材からなるパッケージ内に気密封止されている。しか
しながら、このような構造では、部品点数が多く構造が
複雑であり、製造コストが高くなり、また全体が大型化
するという問題があった。このため、キャップ部材を用
いることなく、弾性表面波素子を封止した構造の弾性表
面波装置が提案されている(特開平4−293310、
特開平9−74329)。
【0003】特開平4−293310には弾性表面波素
子の入出力電極とこれに対応するベース部材の電極とを
半田バンプ接続するとともに、弾性表面波素子の周縁部
に設けられたアース側パターンとベース部材のアースラ
ンドとを半田封止枠で連結して、弾性表面波素子自身を
パッケージの一部として用い弾性表面波素子の弾性表面
波伝播面を封止した構造の弾性表面波装置が開示されて
いる。この構造により、部品点数の削減を図ることがで
き、組立に要する工数を減少させることができるとされ
ている。また、特開平9−74329には弾性表面波素
子の複数の電極とこれに対応するベース部材の電極とを
バンプ接続した後に、弾性表面波素子の弾性表面波伝播
部分以外の部分を封止樹脂で覆って弾性表面波素子を封
止した構造の弾性表面波装置が開示されている。この構
造により、信頼性が高く、かつ小型化可能な弾性表面波
装置を提供できるとされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
4−293310の構造の弾性表面波装置では、キャッ
プ部材を削減してある程度小型化することは可能である
が、弾性表面波素子の周縁部に半田封止用のアース側パ
ターンを形成しアース側パターンの内側に入出力用電極
を形成する必要があり、すなわちアース側パターンと半
田バンプ接続される入出力用の電極とを弾性表面波素子
の周縁部に配置することができず弾性表面波素子を小型
化するに限界があった。また、弾性表面波素子とベース
部材とは半田バンプ及び半田封止枠で接続固定されてい
るので、熱的なストレス等が加わった場合弾性表面波素
子とベース部材との熱膨張差による応力によりバンプ接
続部での接続不具合が生じ易いという問題がある。
【0005】また特開平9−74329の構造の弾性表
面波装置では、キャップ部材の代わりに封止樹脂を用い
ており、部品点数を削減することができず小型化が困難
である、液状の樹脂で適正な封止を行うことは難しく封
止作業が困難であり、完全な封止ができないあるいは弾
性表面波伝播面にまで封止樹脂が入り込み特性不良が発
生するという問題がある。また、バンプの形成、バンプ
接続等の工数が必要であり、製造コストが高くなるとい
う問題がある。
【0006】そこで、本発明の目的は、部品点数の削減
を図り製造工数を低減することができ、よって、小型、
安価でかつ信頼性の高い弾性表面波装置を提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の弾性表面波装置は、周縁部に複数の引出電
極が形成された弾性表面波素子と、各引出電極に対応す
る位置に取出電極が形成されたベース部材と、弾性表面
波素子の各引出電極が形成された周縁部領域に環状に設
けられ、弾性表面波素子の弾性表面波伝播面とベース部
材との間に密閉空間を形成するように弾性表面波素子と
ベース部材とを接合するとともに各引出電極と各取出電
極とを電気的に接続する異方性導電接着剤とを備えたこ
とを特徴とする。
【0008】異方性導電接着剤としては、球状金属粒子
または表面に金属メッキを施した球状樹脂等の導電性粒
子を樹脂接着剤に混合したものが用いられる。
【0009】また、樹脂接着剤としては、エポキシ系、
アクリル系、ウレタン系、シリコン系の樹脂接着剤を用
いることができる。高い気密性及び充分な接合強度を得
るために、高密度のエポキシ系樹脂接着剤を用いること
が望ましい。
【0010】この構成によれば、異方性導電性接着剤
は、弾性表面波素子とベース部材とを機械的に接合する
とともに、それぞれの電極同士を電気的に接続する機能
を果たす。さらに、弾性表面波素子自身がパッケージン
グ部材の一部として機能し、ベース部材及び異方性導電
接着剤とともに気密封止されたパッケージング構造を形
成する。異方性導電接着剤の厚みは弾性表面波の伝播に
必要な空間を形成する。
【0011】また、金属バンプ接合部もなく、機械的ま
たは熱的なストレスによる応力は導電接着剤自身で緩和
されるので、ストレスによる接合不具合、接続不具合を
防止することができる。
【0012】したがって、キャップ部材を削減するとと
もに各電極を素子周縁部に全て配置することができるの
で弾性表面波装置全体を小型化することができ、かつ従
来例のようにバンプによる電気的接続を不要とし、接着
剤を塗布し硬化するという簡易な工程で製造することが
でき製造コストを低減することができ、信頼性の高いも
のとなる。なお、本発明における弾性表面波装置は、弾
性表面波共振子、弾性表面波フィルタ、弾性表面波遅延
線等の弾性表面波を利用した装置一般を含むものであ
り、装置の種類や用途に応じて、1つ以上の任意の数の
インターデジタルトランスデューサ(IDT)が圧電基
板上に設けられる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の第1実施形態に係る弾性
表面波装置の構成を図1〜図6を参照して説明する。図
1は弾性表面波装置の斜視図、図2は図1のX−X線断
面図、図3はY−Y線断面図、図4はベース部材の斜視
図、図5は弾性表面波素子の斜視図、図6はベース部材
上に異方性導電接着剤を塗布した状態を示す斜視図であ
る。本実施形態の弾性表面波装置は、ベース部材10上
に弾性表面波素子20がその周縁部全周に亘って環状に
設けられた異方性導電接着剤30で接着されて接合さ
れ、かつ弾性表面波素子20の複数の引出電極25a〜
25cとベース部材10上の複数の入出力用及びアース
用の取出電極12a〜12cとが異方性導電接着剤30
で電気的にそれぞれ接続され、弾性表面波素子20とベ
ース部材10との間に、弾性表面波の伝播に必要な空間
が密閉された状態で形成されている。より具体的には、
図2及び図3に示すように弾性表面波素子20の各電極
25a〜25cとこれに対応するベース部材10の各電
極12a〜12cとは異方性導電性接着剤30中の導電
性粒子31により電気的に接続されている。
【0014】ベース部材10は、アルミナ等の複数のセ
ラミックスを積層して平板状に形成され、弾性表面波素
子の搭載面となる上面に入出力用の取出電極12a,1
2b及びアース用の取出電極12cが形成され、ベース
部材10の下面部には入出力用の端子電極14a,14
b及びアース用の端子電極14cが形成されている。上
面の電極12a〜12cと下面部の端子電極14a〜1
4cはビアホール16及び内部電極(図示省略)を介し
てそれぞれ接続されている。なお、ベース部材10は単
層でもよく、材質もアルミナに限定されるものではなく
気密性の高いものであればよいが、弾性表面波伝播空間
を確保するために表面粗さや平面度は5μm以下が望ま
しい。また、上面と下面の電極をスルーホールまたは端
面電極を介して接続するようにしてもよい。この弾性表
面波装置はベース部材10の下面を実装面として実装基
板(回路基板)に実装されて用いられる。
【0015】弾性表面波素子20は、圧電基板21を備
え、弾性表面波伝播面となる一方主面には2つのIDT
電極22、各IDT電極に接続された入出力用の引出電
極25a,25b、アース用の引出電極25c等からな
る電極パターンが形成されている。電極パターンはAl
またはAlを含む合金からなり、周知の薄膜形成法によ
り形成されている。各引出電極25a〜25cはIDT
電極22の外側の素子周縁部に配置される。圧電基板2
1としては、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、
水晶等の圧電性の材料が用いられる。弾性表面波素子2
0はIDT電極22、引出電極25a〜25cが形成さ
れた弾性表面波伝播面をベース部材10の素子搭載面に
対向させて搭載される。
【0016】異方性導電接着剤30は、球状のエポキシ
系樹脂の表面にAuメッキを施した導電性粒子31をエ
ポキシ系樹脂接着剤に重量比で約5%混合して分散させ
て形成したものである。導電性粒子31としてはこれに
限るものではなく、アクリル系樹脂等の他の樹脂にA
u、Ag,Pt等の金属メッキを施したもの、あるいは
Au,Ag,Pt等の球状の金属粒子を用いてもよく、
また、樹脂接着剤としては、エポキシ系樹脂接着剤の他
にアクリル系、ウレタン系、シリコン系の他の樹脂接着
剤を用いてもよい。これら樹脂接着剤中に導電性粒子3
1を重量比で1%〜50%混合、分散させて異方性導電
接着剤30が形成される。
【0017】以下、本実施形態の弾性表面波装置の製造
方法について説明する。先ず、図4に示すベース部材1
0及び図5に示す弾性表面波素子20を用意する。次
に、ベース部材10に略嵌合する凹部が多数設けられた
パレット(治具)にベース部材10を整列させる。パレ
ットの凹部の深さはベース部材10の厚みよりも薄くし
たものを用いる。例えばベース部材10の厚み0.5m
mの場合、パレットの凹部の深さ0.4mmのものが用
いられる。
【0018】次に、このパレットをスクリーン印刷機の
ステージにセットし位置決めし、図6に示すように異方
性導電接着剤30を約0.5mmの幅で環状にスクリー
ン印刷して塗布する。導電性粒子31の粒径(直径)は
10μm±1μmのものを用い、塗布厚みは30μm±
10μm程度に設定する。
【0019】次に、弾性表面波素子20をベース部材1
0上の異方性導電接着剤31上にチップマウンター等に
より搭載する。次に、加圧治具を用いて1個あたり10
g〜200g程度の加圧をかけながらベルト式加熱炉を
用い100℃〜300℃の温度で1分〜30分程度加熱
して異方性導電接着剤30を硬化する。ベルト式加熱炉
で短時間加熱した後バッチ式加熱炉で完全硬化するよう
にしてもよい。
【0020】この加圧加熱による異方性導電接着剤30
の硬化は、導電性粒子31の厚み方向の粒径が約70%
すなわち約7μmとなるように導電性粒子31を弾性変
形させた状態で行われる。これにより、弾性表面波素子
20とベース部材10との間には高さ(厚み)約7μm
の密閉空間が形成される。すなわち、導電性粒子31が
介在することで、弾性表面波素子20のIDT電極とベ
ース部材10との間に所定の空間を形成し、かつそれぞ
れ対応する電極同士の確実な電気的接続を得ている。密
閉空間の高さは樹脂接着剤に含有する導電性粒子31の
粒径を変えることにより所望の値とすることが可能とな
る。
【0021】次に、本発明の第2実施形態に係る弾性表
面波装置を図7に示す。第1実施形態では素子搭載面が
平坦なベース部材を用いたが、本実施形態の弾性表面波
装置は、異方性導電接着剤30が設けられる部分の厚み
を厚くした凹部状のベース部材10を用いている。他の
構成は第1実施形態と同様である。この構成により、ベ
ース部材10の表面粗さや平面度(そり)に影響される
ことなく、弾性表面波伝播空間を確実に確保することが
できる。また、より小さな粒径の導電性粒子を用いるこ
とが可能になる。なお、上記実施形態ではトランスバー
サル型の弾性表面波素子を例にとって説明したが、これ
に限るものではなく、共振子型弾性表面波素子等の他の
弾性表面波素子を用いたものでもよく、ベース部材の電
極パターンは用いられる弾性表面波素子の電極パターン
に対応した形状に形成される。また、上記実施形態では
ベース部材は弾性表面波素子の外形とほぼ等しい寸法の
外形のもので説明したが、例えば弾性表面波素子以外に
他の回路素子等を搭載した弾性表面波素子の外形よりも
大きな寸法のベース部材であってもよい。また、上記実
施形態の弾性表面波装置において、必要に応じて弾性表
面波素子の側面及び上面をオーバーコート樹脂で覆うよ
うにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る弾性
表面波装置によれば、弾性表面波素子の引出電極を素子
周縁部に配置し、異方性導電接着剤を塗布し硬化すると
いう簡易な方法で、弾性表面波素子とベース部材とを接
合・接続するとともに密閉された弾性表面波伝播空間を
形成することができるので、小型化することができると
ともにコストを大幅に低減することができる。
【0023】また、熱的または機械的なストレスにより
弾性表面波素子やベース部材との接合、接続部に加わる
応力は異方性導電接着剤自身で緩和され、ストレスによ
る接合・接続不具合を防止することができる。
【0024】したがって、本発明によれば、小型、安価
でかつ信頼性の高い弾性表面波装置を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の弾性表面波装置の斜視図であ
る。
【図2】図1のX−X線断面図である。
【図3】図1のY−Y線断面図である。
【図4】第1実施形態のベース部材の斜視図である。
【図5】第1実施形態の弾性表面波素子の斜視図であ
る。
【図6】第1実施形態のベース部材上に異方性導電接着
剤を塗布した状態を示す斜視図である。
【図7】第2実施形態の弾性表面波装置の断面図であ
る。
【符号の説明】
10 ベース部材 12a〜12c 取出電極 20 弾性表面波素子 22 IDT電極 25a〜25c 引出電極 30 異方性導電接着剤 31 導電性粒子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周縁部に複数の引出電極が形成された弾
    性表面波素子と、各引出電極に対応する位置に取出電極
    が形成されたベース部材と、弾性表面波素子の各引出電
    極が形成された周縁部領域に環状に設けられ、弾性表面
    波素子の弾性表面波伝播面とベース部材との間に密閉空
    間を形成するように弾性表面波素子とベース部材とを接
    合するとともに各引出電極と各取出電極とを電気的に接
    続する異方性導電接着剤とを備えたことを特徴とする弾
    性表面波装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の弾性表面波装置におい
    て、異方性導電接着剤は球状金属粒子または表面に金属
    メッキを施した球状樹脂を樹脂接着剤に混合したもので
    あることを特徴とする弾性表面波装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の樹脂接着剤が高
    密度のエポキシ系接着剤であることを特徴とする弾性表
    面波装置。
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