JP2002111440A - 弾性表面波装置 - Google Patents

弾性表面波装置

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JP2002111440A
JP2002111440A JP2000300224A JP2000300224A JP2002111440A JP 2002111440 A JP2002111440 A JP 2002111440A JP 2000300224 A JP2000300224 A JP 2000300224A JP 2000300224 A JP2000300224 A JP 2000300224A JP 2002111440 A JP2002111440 A JP 2002111440A
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JP
Japan
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wave device
substrate
insulating substrate
acoustic wave
surface acoustic
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JP2000300224A
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Atsuhiro Iioka
淳弘 飯岡
Yoshinori Matsunaga
佳典 松永
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 弾性表面波装置の特性劣化がなく、帯域外減
衰量レベルを向上でき、小型、低背な表面実装型弾性表
面波装置を提供することにある。 【解決手段】 主面に励振電極を形成した圧電基板を、
信号用及び接地用の導体パターンが表裏に形成されてい
る絶縁性基板に配設し、前記励振電極と前記導電パター
ンとを接続させて成り、前記絶縁性基板の表面には前記
導体パターンが基板外周部にのみ形成されているととも
に、前記絶縁性基板の表面中央部に前記圧電基板の励振
電極形成面を対面させている弾性表面波装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話及び自動
車電話等の移動体無線機器に内蔵される共振器及び周波
数帯域フィルタ用の弾性表面波装置に関する。
【0002】
【従来技術とその課題】従来の弾性表面波(Surface Ac
oustic Wave、以下SAWと略す)装置の模式的な平面
図を図4に、その端面図を図5に、及びその底面図を図
6に示す。図5に示す弾性表面波装置において、51は
圧電基板、52は接地電極のパッド、53はSAW素子
用の圧電基板上に形成された櫛形電極のIDT(Inter
DigitalTransducer)電極(励振電極)、54は絶縁性
基板であるパッケージ57に形成された導電パターン、
55は接続用のバンプである。同図の構成では、パッド
52及びIDT電極53を例えばAl−Cu膜で形成
し、導電パターン54、パッド52を例えばAuバンプ
により電気的に接続している。さらに蓋体56をシーム
溶接等によりパッケージ57上から封止して気密を保っ
ている。
【0003】このようなフェースダウン構造における帯
域外減衰量レベル劣化の主原因は、SAW素子、絶縁性
基板の電極電気抵抗、寄生インダクタンス、浮遊容量に
起因する入出力間の電磁的結合である。図5に示す構造
の場合、IDT電極と対向(対面)する絶縁性基板の接
地電極間に浮遊容量が発生し、帯域外減衰量レベルが劣
化してしまう。
【0004】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は本発明の目的は、フェース
ダウン接続構造をもつ弾性表面波装置において、高周波
側の帯域外減衰量を向上させることができ、信頼性に優
れた弾性表面波装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性波装置は、
主面に励振電極を形成した圧電基板を、信号用及び接地
用の導体パターンが表裏に形成されている絶縁性基板に
配設し、前記励振電極と前記導電パターンとを接続させ
て成り、前記絶縁性基板の表面には前記導体パターンが
基板外周部にのみ形成されているとともに、前記絶縁性
基板の表面中央部に前記圧電基板の励振電極形成面を対
面させていることを特徴とする。また、特に、前記絶縁
性基板の裏面中央部に、前記接地用の導体パターンが前
記信号用の導体パターンに挟まれて対称的に形成されて
いることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る弾性表面波装
置の実施形態について模式的にあらわした図面に基づき
詳細に説明する。図1は弾性表面波装置の平面図、図2
はその端面図、及び図3はその底面図を示している。
【0007】図2に示す弾性表面波装置において、1は
圧電基板、2は接地電極のパッド、3は圧電基板1を接
着固定する絶縁性基板、4は絶縁性基板3の接地電極の
導電パターン、5はSAW素子用の圧電基板1上に形成
された櫛歯状電極のIDT電極である。同図の構成で
は、パッド2、4及びIDT電極5をAl−Cu膜で形
成し、パッド2、導電パターン4をAu等からなるバン
プ接続体6により電気的に接続している。3はセラミッ
ク等からなる絶縁性基板、7はセラミック等からなる蓋
体である。8は絶縁性基板3と蓋体7を接続する絶縁性
樹脂である。なお、絶縁性基板3は、例えばセラミック
基板によって作製するか、または樹脂、ガラス等の基板
によって形成する。
【0008】前記弾性表面波装置は、圧電基板1上に互
いに噛み合うように形成された少なくとも一対の櫛歯状
電極のIDT電極5を設けることにより構成される。I
DT電極5は、所望の特性を得るために複数対の櫛歯状
電極を直列接続、並列接続等の各種の方式で接続して構
成してもよい。このIDT電極5は蒸着法、スパッタリ
ング法又はCVD法等の薄膜形成法により形成する。
【0009】絶縁性基板3のパッド電極4と圧電基板1
のパッド電極2上に設けられバンプ接続体6との接続
は、超音波熱圧着併用法等で行われる。そして、セラミ
ック等からなる蓋体8を絶縁性基板3に接着固定して、
弾性表面波装置を完成する。
【0010】絶縁性パッケージ3は、セラミック基板を
エッチング法、フォトリソグラフィ法とエッチング法、
機械的研削法又はレーザー加工法等により加工して、作
製するか、または、セラミック基板と枠上セラミック基
板とを積層することよって作製する。または、樹脂、ガ
ラス等の基板の一主面を、同様にエッチング法、フォト
リソグラフィ法とエッチング法、機械的研削法又はレー
ザー加工法等により加工して、凹部を容易に形成でき
る。
【0011】図2において、振動空間内に低湿度の空気
を封入し密閉することにより、IDT電極5の酸化によ
る劣化を抑制でき好ましい。また、空気の代わりに、窒
素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス等を封入し密閉
しても同様な効果が得られる。
【0012】図3に示すように、裏面のフットパターン
の接地電極間を接続する構造とした場合、接地電極4a
の線幅aを大きくとりすぎると、隣接する端子との距離
が短くなり、絶縁性基板を外部回路にはんだを介して接
続する際などにはんだ流れが生じ、これにより他の端子
と短絡することがあるので、信号用の導体パターン4b
における入出力端子線幅bに対してa<bとするとよ
い。また、例えばパッケージの大きさを2.5mm×
2.0mmのパッケージの場合、aは0.08〜0.5
mmとし、接地用導体パターンと信号用導体パターンの
間隔cを0.15〜0.6mmとするとよいことがわか
った。
【0013】本発明において、IDT電極5はAl−C
u系のAl合金からなる。そして、IDT電極5の対数
は50〜200程度、電極指の幅は0.1〜10.0μ
m程度、電極指の間隔は0.1〜10.0μm程度、電
極指の交差幅は10〜80μm程度、IDT電極5の厚
みは0.2〜0.4μm程度とすることが、共振器ある
いはフィルタとしての所期の特性を得るうえで好適であ
る。また、IDT電極5のSAWの伝搬路の両端に、S
AWを反射し効率よく共振させるための反射器を設けて
もよい。
【0014】SAW素子用の圧電基板としては、36°
Yカット−X伝搬のLiTaO3結晶、64°Yカット
−X伝搬のLiNbO3結晶、45°Xカット−Z伝搬
のLiB4O7結晶は電気機械結合係数が大きく且つ群
遅延時間温度係数が小さいため好ましい。
【0015】上述したように、本発明の弾性表面波装置
は、主面に励振電極5を形成した圧電基板1を、信号用
及び接地用の導体パターン4が表裏に形成されている絶
縁性基板3に配設し、励振電極5と導電パターン4とを
接続させて成り、絶縁性基板3の表面には導体パターン
4が絶縁性基板3の外周部にのみ形成されている。ま
た、絶縁性基板3の表面中央部に圧電基板1の励振電極
5の形成面を対面させている。また、特に、絶縁性基板
3の裏面中央部に、共通化通された接地用の導体パター
ン4aが1対の入出力用(信号用)の導体パターン4b
に挟まれて対称的に形成されている。
【0016】かくして、絶縁性基板3における励振電極
5と対向(対面)する領域に、接地電極パッドが存在せ
ず、絶縁性基板3の裏面にフットパターンの接地電極が
全て接続された構造にしているので、励振電極5の入力
信号が接地電極を介して出力側へ伝達されることがなく
減衰量が劣化することがない、これにより、従来よりも
帯域外減衰量レベルが向上し、絶縁性基板3の裏面の接
地電極パターンによるSAW素子のシールドが充分に機
能する。
【0017】さらに、圧電基板と実装基板とをフェイス
ダウンでフリップチップ実装化して、小型・低背化をは
かった構造においては、バンプの高さと圧電基板の厚さ
によって高さ方向のサイズは規定される。高さを最小化
することにより、いっそうの弾性表面波装置の低背化が
はかれる。
【0018】また、絶縁性基板3の裏面中央部に、接地
用の導体パターン4aが信号用の導体パターン4bに挟
まれて形成されているので、弾性表面波装置を信頼性よ
く安定して外部回路に接続することができる。
【0019】なお、本発明は上記の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内で変
更・改良を施すことは何ら差し支えない。
【0020】
【実施例】図2は本発明の実施例における弾性表面波装
置の概略を表す端面図である。
【0021】本実施例では、SAW素子用の圧電基板と
して36°Yカット−X伝搬のLiTaO3単結晶を用
い、そのチップサイズは、0.9mm×1.0mm、厚
さ350μmとした。圧電基板1と接続する絶縁性基板
3として、サイズ30mm×30mmのアルミナ製セラ
ミックスを使用した。また、絶縁性基板3との導電パタ
ーン4を合計1μm膜厚のAu及びNiを無電解めっき
にて形成した。絶縁性基板3の導電パターン4とSAW
素子の接地電極2との接続には、超音波熱圧着併用法を
用いて、バンプ接続体6を介して接着固定した。
【0022】最後に、アルミナ製セラミックスからなる
蓋体9を絶縁性樹脂10により接着固定して弾性表面波
装置を完成した。
【0023】このような工程で作製した弾性表面波装置
の高さは、1.0mmであった。以上のように、従来の
ワイヤボンディング工程が不要となり、ワイヤの横方向
の空間及びワイヤの高さ方向のサイズを縮小でき、小型
化、低背化を図ることができた。
【0024】RF−SAWフィルターを従来のセラミッ
クパッケージに実装するとベアチップエレメントと比較
して高周波側の減衰量が著しく劣化する。また、通過帯
域内の低周波側の減衰特性がフィルター仕様により劣化
することがある。これは、パッケージ及びAuワイヤの
インダクタンス成分による影響と考えられる。フリップ
チップ実装を適用することにより、ベアチップエレメン
ト特性に近いフィルターの周波数特性が得られると考え
られる。
【0025】図7(a)及び図7(b)に、本発明の弾
性表面波装置と図5に示した従来構造の弾性表面波装置
について、電気特性を比較して図示している。本発明の
構造により、従来技術に比べて特に高周波側の帯域外減
衰量レベルが10dBほど向上していることがわかる。
【0026】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の弾性表面
波装置によれば、帯域外減衰量レベルを向上できる。
【0027】また、絶縁性基板の裏面の接地用の導体パ
ターンを接続してパッケージ内のIDT電極部にかかる
領域をカバーする構造によりシールド効果を充分に取る
ことができ、信頼性に優れた弾性表面波装置を提供でき
る。
【0028】さらに、絶縁性基板の裏面中央部に、接地
用の導体パターンが信号用の導体パターンに挟まれて対
称的に形成することにより、弾性表面波装置を信頼性よ
く安定的に外部回路に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる弾性表面波装置の実施形態を模
式的に示す平面図である。
【図2】本発明に係わる弾性表面波装置の実施形態を模
式的に示す端面図である。
【図3】本発明に係わる弾性表面波装置の実施形態を模
式的に示す底面図である。
【図4】従来の弾性表面波装置の例を示す平面図であ
る。
【図5】従来の弾性表面波装置の例を示す端面図であ
る。
【図6】従来の弾性表面波装置の例を示す底面図であ
る。
【図7】(a)、(b)はそれぞれ本発明の弾性表面波
装置の実施形態の電気特性を示す図である。
【符号の説明】
1:圧電基板 2:接地電極パッド 3:絶縁性基板 4:導電パターン 5:IDT電極 6:バンプ接続体 7:蓋体 8:絶縁性樹脂 51:圧電基板 52:接地電極パッド 53:IDT電極 54:導電パターン 55:バンプ接続体 56:蓋体 57:絶縁性基板 58:絶縁性樹脂

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主面に励振電極を形成した圧電基板を、
    信号用及び接地用の導体パターンが表裏に形成されてい
    る絶縁性基板に配設し、前記励振電極と前記導電パター
    ンとを接続させて成る弾性表面波装置であって、前記絶
    縁性基板の表面には前記導体パターンが基板外周部にの
    み形成されているとともに、前記絶縁性基板の表面中央
    部に前記圧電基板の励振電極形成面を対面させているこ
    とを特徴とする弾性表面波装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁性基板の裏面中央部に、前記接
    地用の導体パターンが前記信号用の導体パターンに挟ま
    れて形成され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。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7233219B2 (en) 2004-04-28 2007-06-19 Fujitsu Media Devices Limited Balanced output filter having specified package input and output ground metal patterns

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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