JP2004357094A - 電子部品及びパッケージ - Google Patents
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Abstract
【課題】容易にワイヤボンディングすることができ、且つ信頼性の高い電子部品及びパッケージを安価に提供する。
【解決手段】金属部材を加工した金属部10Cとこれに融着した絶縁部30Cとを有するパッケージ100Cと、パッケージ100C内に収容されるSAWデバイスチップ40とを有する。更に、SAWデバイスチップ40に電気的に接続されると共に絶縁部30Cに埋設され且つ一列に配置された第1の外部端子20と、SAWデバイスチップ40を支持する板部材15Cとを有し、金属部10Cは第2の外部端子を構成する窪み部19を有し、板部材15Cは窪み部19を覆うように設けられている。一列に配置された第1の外部端子20の両端部の金属部10Cには凸状に加工されたグランド端子22Cが設けらけれており、SAWデバイスチップ40のグランド配線と電気的に接続されている。
【選択図】 図3
【解決手段】金属部材を加工した金属部10Cとこれに融着した絶縁部30Cとを有するパッケージ100Cと、パッケージ100C内に収容されるSAWデバイスチップ40とを有する。更に、SAWデバイスチップ40に電気的に接続されると共に絶縁部30Cに埋設され且つ一列に配置された第1の外部端子20と、SAWデバイスチップ40を支持する板部材15Cとを有し、金属部10Cは第2の外部端子を構成する窪み部19を有し、板部材15Cは窪み部19を覆うように設けられている。一列に配置された第1の外部端子20の両端部の金属部10Cには凸状に加工されたグランド端子22Cが設けらけれており、SAWデバイスチップ40のグランド配線と電気的に接続されている。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップを気密封止したパッケージを有する電子部品及びパッケージに関し、特に弾性表面波デバイス等のフィルタ部品の帯域外減衰量等の電気的特性改善するために適したパッケージ構造を有する電子部品及びパッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、チップを気密封止したパッケージを有する電子部品として、弾性表面波デバイス(Surface Acoustic Wave Device:以下、SAWデバイスと略す)がある。SAWデバイスは、一般的に圧電性素子基板上に形成されたSAW素子を有するSAWデバイスチップと、これを気密封止するパッケージとを有して構成されている。
【0003】
このようなSAWデバイスは、例えばテレビジョン(以下、TVと略す)やビデオテープレコーダ(以下、VTRと略す)やDVD(digital Video Disk)レコーダや携帯電話機等のフィルタ素子や発振子に広く用いられている。より特定すれば、SAWデバイスは、例えば45MHz〜2GHzの周波数帯域における無線信号を処理する各種回路、例えば送信用バンドパスフィルタ,受信用バンドパスフィルタ,局部発振フィルタ,アンテナ共用器,中間周波フィルタ,FM変調器等に広く用いられている。
【0004】
近年、これらの信号処理機器は小型化が進み、使用されるSAWデバイスなどの電子部品も小型化の要求が強くなってきている。特に、携帯電話機等の携帯用電子機器には面実装で且つ低背のSAWデバイスが要求されるようになってきた。
【0005】
一般に、SAWデバイスにおいて面実装を実現するためには、セラミックスを用いたパッケージ構造が使用される(例えば特許文献1参照)。しかしながら、パッケージサイズが大きい場合にはセラミックスパッケージは高価になることが多い。
【0006】
これに対し、セラミックスを用いることなく比較的安価で実現できるパッケージ構造が提案されている(例えば特許文献2参照)。ここに提案されているパッケージ構造は金属部と絶縁部とを有している。絶縁部は金属部に形成された貫通孔に設けられ、外部接続用のリードはこの絶縁部に埋設されている。パッケージに収容される水晶振動子はその両端で支持されており、振動が妨げられることのないようにパッケージに取り付けられている。
【0007】
【特許文献1】
特開平7−336186号公報
【特許文献2】
特開2001−60842号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献2に記載のパッケージは、水晶振動子をその両端で支持する構成のため、SAWデバイスチップのようにダイマウントしつつワイヤボンディングするチップには適さない。
【0009】
従って、本発明は上記従来技術の問題点を解決し、容易にワイヤボンディングすることができ、且つ信頼性の高い電子部品及びパッケージを安価に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】
かかる目的を達成するために、本発明は、請求項1記載のように、金属部材を加工した金属部と該金属部に融着した絶縁部とを有するパッケージと、該パッケージ内に収容されるチップとを有する電子部品であって、前記チップに金属細線を介して電気的に接続されると共に、一部が前記絶縁部に埋没された第1の外部端子と、前記チップに金属細線を介して電気的に接続されると共に、前記金属部の一部が凸状に加工されたグランド端子とを有し、前記第1の外部端子における前記チップとの接続部と、前記グランド端子における前記チップとの接続部とが前記チップの接続部と同じ高さとなるように構成される。金属部の一部に設けた凸状をグランド端子として使用することで、チップのグランド配線と金属部とを金属細線を用いて直接的に接続することができるため、電子部品の電気的特性を改善することができる。また、チップを金属部の凸状のグランド端子に接続する構成としたことで、例えばチップを接着材等をも値いてパッケージに固定した場合でも、接着剤の滲み出しによる影響を避けることができ、確実にチップと金属部とを接続することができる。更に、第1の外部端子における接続部とグランド端子における接続部とをチップと同じ高さとすることで、これをワイヤボンディングする際のボンディングツールや金属細線がチップに干渉することを回避でき、安定したワイヤボンディングを容易に行うことが可能となる。
【0011】
また、請求項1記載の前記電子部品は、請求項2記載のように、前記グランド端子における前記接続部の裏側の凹み部に絶縁材料が充填されることが好ましい。グランド端子の裏側に絶縁材料を充填することで、グランド端子の機械的強度を向上することができるため、これをワイヤボンディングする際にかかる加重や超音波振動等による破損を防止することができる。
【0012】
また、請求項1記載の前記金属部は、例えば請求項3記載のように、前記チップに電気的に接続されると共に、前記パッケージの第2の外部端子として機能する窪み部を有して構成されても良い。金属部の一部に窪み部(外部に対して凸部)を設けることで、金属部の一部を用いてグランド端子を形成することができ、部品点数を削減し、製造工程を容易化することができる。
【0013】
また、請求項3記載の前記電子部品は、例えば請求項4記載のように、前記チップを背面から支持すると共に前記窪み部を塞ぐように前記金属部に固定された板部材を有するように構成されてもよい。板部材を設けることで、チップをダイマウントした構成とすることが可能となる。また、この板部材を窪み部を覆う位置に設けることで、この部分を実装領域として使用することが可能となり、電子部品を小型化することができる。
【0014】
また、請求項4記載の前記板部材は、請求項5記載のように、金属材料で形成されることが好ましい。板部材に金属材料を用いることで、これをグランド配線として使用することが可能となり、部品点数の削減及び製造工程の簡素化を達成できる。
【0015】
また、請求項1記載の前記電子部品は、請求項6記載のように、前記金属部の外側面に取り付けられ、前記チップと電気的に接続される第2の外部端子を有して構成されても良い。金属部の外側面に第2の外部端子を取り付けた構成とすることで、金属部をグランドに接続させることが可能となる。
【0016】
また、請求項1記載の前記絶縁部は、請求項7記載のように、ガラス又はガラスセラミックスで形成されていることが好ましい。比較的金属と融着し易く且つ加工が容易なガラスやガラスセラミックスを用いることで、衝撃などに対する耐久性を上げることができ、更にこれを容易に歩留りよく製造することができる。
【0017】
また、請求項2記載の前記絶縁材料は、請求項8記載のように、ガラス又はガラスセラミックスであることが好ましい。比較的金属と融着し易く且つ加工が容易なガラスやガラスセラミックスを用いることで、衝撃などに対する耐久性を上げることができ、更にこれを容易に歩留りよく製造することができる。
【0018】
また、請求項1記載の前記金属部は、例えば請求項9記載のように、前記金属部は冷間圧延鋼板又は42アロイ又はコバールで形成されていてもよい。
【0019】
また、請求項1から9の何れか1項に記載の前記チップは、例えば請求項10記載のように、圧電基板上に形成された櫛型電極を有する弾性表面波デバイスチップであってもよい。これにより、上記した効果を得られる弾性表面波デバイスを実現することができる。また、上記のような構成を用いて弾性表面波フィルタを作製することで、帯域外抑圧度を向上することが可能となり、良好な周波数特性を得ることができる。
【0020】
また、本発明は、請求項11記載のように、金属材料を加工した金属部と該金属部に融着した絶縁部とを有するパッケージであって、一部が前記絶縁部に埋没された第1の外部端子と、前記金属部の一部が凸状に加工されたグランド端子とを有し、前記第1の外部端子の内部側の接続部と前記グランド端子の内部側の接続部とが同じ高さとなるように構成される。金属部の一部に設けた凸状をグランド端子として使用できる構成とすることで、例えば実装したチップのグランド配線と金属部とを金属細線を用いて直接的に接続することができるため、本発明によるパッケージを用いて作製した電子部品の電気的特性を改善することができる。また、内部に実装したチップを金属部の凸状のグランド端子に接続できる構成としたことで、例えばチップを接着材等をも値いてパッケージに固定した場合でも、接着剤の滲み出しによる影響を避けることができ、チップと金属部とを確実に接続できるパッケージが得られる。更に、第1の外部端子における接続部とグランド端子における接続部とを同じ高さとすることで、例えばこれらと同じ高さとなるチップを実装した場合に、これらをワイヤボンディングする際のボンディングツールや金属細線がチップに干渉することを回避でき、安定したワイヤボンディングを容易に行うことが可能なパッケージを実現できる。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の理解を助けるために、まず初めに、比較例として、金属部材を加工した金属部とこれに融着した絶縁部とを有するパッケージと、このパッケージ内にダイマウントされたSAWデバイスチップとを有するSAWデバイスを説明する。
【0022】
図1は、このSAWデバイスを説明するための図である。図1(a)はパッケージ100Aの平面図である。図1(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60となる後述の板部材を透視して内部を見た様子を示している。図1(c)はSAWデバイスの底面図であり、図1(d)は図1(b)のA−A線断面図である。
【0023】
図1に示すSAWデバイスは、金属部材を加工した金属部10Aと、これに融着した絶縁部30Aとを有するパッケージ100Aと、パッケージ100A内に収容されるSAWデバイスチップ40とを有する電子部品である。更に、SAWデバイスチップ40に電気的に接続されると共に絶縁部30Aに埋設され且つ一列に配置された第1の外部端子20と、SAWデバイスチップ40を支持する板部材15Aとを有する。また、金属部10Aは第2の外部端子を構成する窪み部19を有し、板部材15Aは窪み部19を覆うように設けられている。
【0024】
より具体的に説明すると、図1に示すSAWデバイスは、パッケージ100Aと、この中に気密に封止されたSAWデバイスチップ40とを有する。パッケージ100Aは金属部10Aと絶縁部30Aとを有し、パッケージ100Aの内部キャビティ内にSAWデバイスチップ40が収容されている。金属部10Aは金属材料をプレス加工(押し出し加工)して成型したものである。金属部10Aの厚さを50μmとする。金属部10Aは、パッケージ100Aの主たる外壁を形成する。また、金属部10Aは複数の窪み部19を有する。窪み部19は、パッケージ100Aの内部から金属部10Aを見た場合に窪んでいる部分であって、パッケージ100Aの外側からみれば凸状部分である。窪み部19の断面はC字に似た形状である。窪み部19はプレス加工で形成される。窪み部19の外側は平らであって、外部接続用の接続領域を形成している。窪み部19は第2の外部端子として作用する。従って、第2の外部端子にも窪み部19と同じ参照番号19を付す。第2の外部端子19はパッケージ100Aの一部であって、金属部10Aの一部である。第2の外部端子19はSAWデバイスチップ40に直接接続されておらず、パッケージのグランド端子として機能する。実装された状態では、各第2の外部端子19は同電位(グランド電位)となるが、第2の外部端子19はSAWデバイスチップ40に直接接続されない。
【0025】
板部材15Aは例えば金属板であってほぼ矩形であり、窪み部19を覆い隠すように設けられている。板部材15A上は接合部70において、パッケージ100Aの金属部10Aの内側面(内壁)に溶接され、固定されている。板部材15Aは、SAWデバイスチップ40を搭載(ダイマウント)し、接着するための平坦なスペースを確保するために設けられている。SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20とは、金属細線50で電気的に接続されている。
【0026】
パッケージ100Aの底面には絶縁部30Aが設けられている。絶縁部30Aは、パッケージ100Aの底面に融着している。絶縁部30Aは、貫通孔18を完全に塞いでいる。絶縁部30Aは、貫通孔18からパッケージ100Aの内部に若干突出している。
【0027】
第1の外部端子20は、絶縁部30A内に埋設されている。第1の外部端子20は絶縁部30Aに埋設された状態で、一列に配置された各貫通孔18を貫通している。第1の外部端子20は絶縁部30Aに融着している。第1の外部端子20は、板状の金属材料をプレス加工などで成型したものである。第1の外部端子20の一端は絶縁部30Aからキャビティ内部に露出しており、他端はパッケージ100Aの底面を構成する。この底面が、外部との接続領域となる。絶縁部30Aを金属部10Aに溶着する際、第1の外部端子20はまっすぐな状態にある。絶縁部30Aを金属部10Aに溶着した後、第1の外部端子20の両端部を図示するように折り曲げる。従って、第1の外部端子20の内側面と絶縁部30Aとは融着しておらず、僅かな間隙が形成されている。第1の外部端子20の接続領域と絶縁部30Aの露出面と窪み部、つまり第2の外部端子19とは、パッケージ100Aの底面、換言すれば、SAWデバイスの底面(搭載面)を形成する。この底面はほぼ一様にフラットである。
【0028】
SAWデバイスチップ40は、圧電基板12上に櫛形電極(InterDigital Transducer:IDT)13と電極端子11とがパターニング形成されている。尚、このSAWデバイスチップ40には、弾性表面波(SAW)の反射を低減するためにIDT13を覆うように吸音材14が印刷形成されている。また、SAWの伝播方向における圧電基板12の端面での反射によるフィルタ特性の悪化を防止するために、この端面がSAW伝播方向に対して所定の角度を有するように形成されている場合がある。更に、IDT13は、所望するフィルタ特性を考慮して、その電極指周期や重み付け形状が制御されて設計されている。SAWデバイスチップ40で、例えば30MHz〜75MHz帯のTV用中間周波帯フィルタを構成した場合、その大きさは10mm×2mm程度となる。但し、これに限定されず、1.9GHz帯のSAWフィルタや250MHz帯のSAWフィルタ等、様々なフィルタを使用することが可能である。
【0029】
蓋60は金属材料を成型したもので、パッケージ100Aの外壁のエッジに沿って形成されたフランジ部16に取り付けられ、パッケージ100A内部を気密に封止している。
【0030】
パッケージ100Aの金属部10A,外部端子20及び蓋60には、工業標準であるSPC材(冷間圧延鋼板)や42アロイやコバールなどの金属を使用することができる。好ましくは、これらの表面にニッケル(Ni)や金(Au)でメッキなどを施す。絶縁部30Aには金属と融着し易いガラスやガラスセラミックスなどの絶縁材料を用いることができる。金属細線50にはAu線やアルミニウム(Al)線などを用いることができる。蓋60とパッケージ100Aのフランジ部16との接合には、抵抗加熱溶接、シーム溶接又はレーザー溶接などを用いることができる。
【0031】
なお、パッケージ100Aは少なくとも金属部10Aと絶縁部30Aとを含んで構成されるが、外部端子20や更には蓋60をも含めた構成をパッケージと定義することもできる。
【0032】
図2は、別の比較例として挙げるSAWデバイスを説明するための図である。図2(a)はパッケージ100Bの平面図である。図2(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示している。図2(c)はSAWデバイスの底面図であり、図2(d)は図2(b)のB−B線断面図である。図中、図1に示す構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。本比較例と上記した比較例(図1)とは、第2の外部端子がパッケージの金属部で構成されているのではなく、パッケージとは別部材で形成されている点、及びSAWデバイスチップがパッケージの金属部に直接取り付けられている点で相違する。
【0033】
より具体的に説明すると、図2に示すSAWデバイスは、パッケージ100Bと、この中に気密に封止されたSAWデバイスチップ40とを有する。パッケージ100Bは金属部10Bと絶縁部30Bとを有し、パッケージ100Bの内部キャビティ内にSAWデバイスチップ40が収容されている。金属部10Bは金属材料をプレス加工(押し出し加工)して成型したものである。金属部10Bの厚さを50μmとする。金属部10Bは、パッケージ100Bの主たる外壁を形成する。また、金属部10Bは平坦なチップ搭載部15Bを有する。チップ搭載部15Bはプレス加工で形成される。チップ搭載部15Bの外側面は平らであって、ここに複数の第2の外部端子21が溶接などにより取り付けられている。第2の外部端子21はSAWデバイスチップ40に直接接続されておらず、パッケージ100Bのグランド端子として機能する。また、第2の外部端子21は断面がほぼL字状であって、接合部71において金属部10Bと電気的に接続されている。実装された状態では、各第2の外部端子21は同電位(グランド電位)となる。第2の外部端子21はSAWデバイスチップ40に直接接続されないので、ダミー端子としても機能する。
【0034】
以上のような2つの比較例において、図1のSAWデバイスはSAWデバイスチップ40のグランド配線とパッケージ100Aのグランド端子として用いられる第2の外部端子19とが直接的に接続されていない。また、図2のSAWデバイスはSAWデバイスチップ40のグランド配線とパッケージ100Bのグランド端子として用いられる第2の外部端子21とが直接的に接続されていない。これらの理由から、SAWデバイスの電気的特性の一つである帯域外減衰量が十分に確保できない場合がある。また、しいてパッケージ100A/100Bの金属部10A/10BにSAWデバイスのグランド配線を接続するためには、チップ搭載面の金属部分にグランド配線を直接金属ワイヤで接続する必要がある。但し、このチップ搭載面にはSAWデバイスチップ40をパッケージに接着固定するための接着剤が滲み出している場合があり、金属ワイヤ(金属細線50)の接続信頼を損なう可能性がある。また、SAWデバイスチップ40表面よりも低い位置にあるチップ搭載面に金属ワイヤを接続するとき、ボンディングツールと金属ワイヤとがSAWデバイスチップ40に干渉するため、安定したワイヤ接続を行うことが難しい場合がある。
【0035】
そこで本発明では、パッケージの金属部分とSAWデバイスチップ等のチップのグランド配線とを金属細線を用いて接続し、SAWデバイスなどの電子部品の電気的特性を改善し、容易に安定したワイヤボンディングを行うことができ、且つ小型で信頼性の高い電子部品及びパッケージを安価に実現する。以下、本発明を好適に実施した形態について図面を用いて詳細に説明する。
【0036】
〔第1実施形態〕
先ず、本発明の第1の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図3は、本実施形態によるSAWデバイスの構成を示す図である。尚、図3(a)はパッケージ100Cの平面図である。図3(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示している。図3(c)は図3(b)のC−C線断面図である。図中、図1及び図2に示す構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。
【0037】
図3に示すように、本実施形態によるSAWデバイスは、金属部材を加工した金属部10Cとこれに融着した絶縁部30Cとを有するパッケージ100Cと、パッケージ100C内に収容されるSAWデバイスチップ40とを有する電子部品である。更に、SAWデバイスチップ40に電気的に接続されると共に絶縁部30Cに埋設され且つ一列に配置された第1の外部端子20と、SAWデバイスチップ40を支持する板部材15Cとを有し、金属部10Cは第2の外部端子を構成する窪み部19を有し、板部材15Cは窪み部19を覆うように設けられている。一列に配置された第1の外部端子20の両端部の金属部10Cには凸状に加工されたグランド端子22Cが設けらけれており、SAWデバイスチップ40のグランド配線と電気的に接続されている。
【0038】
より具体的に説明すると、図3に示すSAWデバイスは、パッケージ100Cと、この中に気密に封止されたSAWデバイスチップ40とを有する。パッケージ100Cは金属部10Cと絶縁部30Cとを有し、パッケージ100Cの内部キャビティ内にSAWデバイスチップ40が収容されている。金属部10Cは金属材料をプレス加工して成型したものである。金属部10Cの厚さを50μmとする。金属部10Cは、パッケージ100Cの主たる外壁を形成する。また、金属部10Cは複数の窪み部19を有する。窪み部19は、パッケージ100Cの内部から金属部10Cを見た場合に窪んでいる部分であって、パッケージ100Cの外側からみれば凸状部分である。窪み部19の断面はC字に似た形状である。窪み部19はプレス加工で形成される。窪み部19の外側は平らであって、外部接続用の接続領域を形成している。窪み部19は第2の外部端子として作用する。第2の外部端子19はパッケージ100Cの一部であって、金属部10Cの一部である。一列に配置された第1の外部端子20の両端部の金属部10Cには凸状にプレス加工することで形成されたグランド端子22Cが設けらけれている。このグランド端子22Cの上部はSAWデバイスチップ40を搭載する方向に平で、SAWデバイスチップ40と金属細線50で接続される端子として作用している。このグランド端子22Cは金属部10Cを介して第2の外部端子19に繋がっており、SAWデバイスチップ40のグランド配線は金属細線50を介してパッケージのグランド端子22Cに接続されている。
【0039】
SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20、グランド端子22Cとは、金属細線50で電気的に接続されている。この接続には、熱圧着や超音波接合などを用いる。金属細線50を用いた電気的接続の信頼性を高めるために、第1の外部端子20とグランド端子22Cとの内側の接続部とSAWデバイスチップ40の接続部(端子)とは、ほぼ同一平面上(同一高さ)にあることが好ましい。ほぼ同一平面又は同一高さとは、高さの相違が±50μm以内であることを意味している。
【0040】
グランド端子22Cはプレス加工により金属部10Cを凸状に成型しているが、表側の端子の裏側凹部には絶縁部30Cに一体加工された絶縁部材が充填されている。グランド端子22C裏面の凹部に絶縁部材が充填されることにより、金属細線50を接合するときにかかる加重及び超音波振動によりグランド端子22Cが破損することを防いでいる。
【0041】
以上のように構成した本実施形態によるSAWデバイスの電気的な特性について、図4を用いて以下に説明する。図4は、本実施形態によるSAWデバイスチップ40を250MHz帯のSAWフィルタとして作製した場合のSAWデバイスの周波数特性を示している。尚、図中実線は本発明のSAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及びグランド端子22Cとを金属細線50で電気的に接続した本実施形態によるSAWデバイスの周波数特性を示し、破線はSAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及び第2の外部端子19/21とを接続していない上記した2つの比較例によるSAWデバイスの周波数特性を示している。図4を参照すると明らかなように、SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及びグランド端子22Cとを電気的に接続することで、SAWデバイスの帯域減衰量は10dB以上大きく改善されている。但し、この効果は、250MHz帯のSAWフィルタに限らず、目的に応じて種々変更した周波数帯で同様に得られるものである。
【0042】
尚、本実施形態においても、上記比較例と同様に、パッケージ100Cの金属部10CにSAWデバイスのグランド配線を接続するために、チップ搭載面の金属部分に直接金属ワイヤで接続する必要があるが、本実施形態では、パッケージ100Cの金属部10Cの一部に凸状に加工されたグランド端子22Cが設けられているため、SAWデバイスチップ40をパッケージ100Cに接着固定するための接着剤の滲み出しによる金属細線50の接続不良を回避することができる。また、この凸状に加工されたグランド端子22Cの高さをSAWデバイスチップ40とほぼ同じ高さとすることで、ボンディングツールと金属ワイヤとがSAWデバイスチップ40に干渉することを防止でき、安定したワイヤ接続を行うことができる。
【0043】
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図5は、本実施形態によるSAWデバイスの構成を示す図である。尚、図5(a)はパッケージ100Dの平面図である。図5(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示している。図5(c)は図5(b)のD−D線断面図である。図中、図1から図3に示す構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。
【0044】
本実施形態によるSAWデバイスは、第1の実施形態によるSAWデバイスと比較して、第2の外部端子がパッケージの金属部で構成されているのではなく、パッケージとは別部材で形成されている点、及びSAWデバイスチップがパッケージの金属部に直接取り付けられている点で相違する。
【0045】
図5に示すように、本実施形態によるSAWデバイスは、金属部材を加工した金属部10Dとこれに融着した絶縁部30Dとを有するパッケージ100Dと、パッケージ100D内に収容されるSAWデバイスチップ40とを有する電子部品である。更に、SAWデバイスチップ40に電気的に接続されると共に絶縁部30Dに埋設されかつ一列に配置された第1の外部端子20と、金属部10Dの外側面に取り付けられた第2の外部端子21(図2に示す比較例によるSAWデバイスにおける第2の外部端子21と同様)とを有し、SAWデバイスチップ40は金属部10Dの内側面に取り付けられ、且つ第2の外部端子21と対向するように配置されている。一列に配置された第1の外部端子20の両端部の金属部10Dには凸状にプレス加工することで形成されたグランド端子22Dが設けらけれており、SAWデバイスチップ40のグランド配線と電気的に接続されている。
【0046】
より具体的に説明すると、図4に示すSAWデバイスは、パッケージ100Dと、この中に気密に封止されたSAWデバイスチップ40とを有する。パッケージ100Dは金属部10Dと絶縁部30Dとを有し、パッケージ100Dの内部キャビティ内にSAWデバイスチップ40が収容されている。金属部10Dは金属材料をプレス加工(押し出し加工)して成型したものである。金属部10Dの厚さを50μmとする。金属部10Dは、パッケージ100Dの主たる外壁を形成する。また、金属部10Dは平坦なチップ搭載部15Dを有する。チップ搭載部15Dはプレス加工で形成される。チップ搭載部15Dの外側面は平らであって、ここに複数の第2の外部端子21が溶接などにより取り付けられている。第2の外部端子21はSAWデバイスチップ40に直接接続されておらず、パッケージのグランド端子として機能する。また、第2の外部端子21は断面がほぼL字状であって、接合部71において金属部10Dと電気的に接続されている。実装された状態では、各第2の外部端子21は同電位(グランド電位)となる。第2の外部端子21はSAWデバイスチップ40に直接接続されないので、ダミー端子としても機能する。
【0047】
SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及びグランド端子22Dとは、金属細線50で電気的に接続されている。この接続には、熱圧着や超音波接合などを用いる。金属細線50を用いた電気的接続の信頼性を高めるために、第1の外部端子20とグランド端子22Dとの内側の接続部とSAWデバイスチップ40の接続部(端子)とは、ほぼ同一平面上(同一高さ)にあることが好ましい。ほぼ同一平面又は同一高さとは、高さの相違が±50μm以内であることを意味している。
【0048】
グランド端子22Dはプレス加工により金属部10Dを凸状に成型しているが、表側の端子の裏側凹部には絶縁部30Dに一体加工された絶縁部材が充填されている。グランド端子22D裏面の凹部に絶縁部材が充填されることにより、金属細線50を接合するときにかかる加重及び超音波振動によりグランド端子22Dが破損することを防いでいる。
【0049】
以上のように構成することで、本実施形態では、SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及びグランド端子22Dとを電気的に接続できるため、上記した第1の実施形態と同様に、SAWデバイスの帯域減衰量を10dB以上大きく改善することができる(図4参照)。
【0050】
尚、本実施形態においても、上記比較例と同様に、パッケージ100Dの金属部10DにSAWデバイスのグランド配線を接続するために、チップ搭載面の金属部分に直接金属ワイヤで接続する必要があるが、本実施形態では、パッケージ100Dの金属部10Dの一部に凸状に加工されたグランド端子22Dが設けられているため、SAWデバイスチップ40をパッケージ100Dに接着固定するための接着剤の滲み出しによる金属細線50の接続不良を回避することができる。また、この凸状に加工されたグランド端子22Dの高さをSAWデバイスチップ40とほぼ同じ高さとすることで、ボンディングツールと金属ワイヤとがSAWデバイスチップ40に干渉することを防止でき、安定したワイヤ接続を行うことができる。
【0051】
〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図6及び図7は、本実施形態によるSAWデバイスの構成を示す図である。尚、図6(a)はパッケージ100Eの平面図である。図6(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示している。図6(c)は図6(a)のE−E線断面図である。また、図7は図6(a)のE’−E’線断面図である。図中、図1から図3及び図5に示す構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。
【0052】
本実施形態によるSAWデバイスは、第1及び第2の実施形態によるSAWデバイスと比較して、第1の外部端子がSAWデバイスチップの両側に配置されている点で相違する。
【0053】
図6及び図7に示すように、本実施形態によるSAWデバイスは、金属部材を加工した金属部10Eとこれに融着した絶縁部30Eとを有するパッケージ100Eと、パッケージ100E内に収容されるSAWデバイスチップ40とを有する電子部品である。更に、SAWデバイスチップ40に電気的に接続されると共に絶縁部30Eに埋設されかつSAWデバイスチップ40の両側に一列に配置された第1の外部端子20を有している。SAWデバイスチップ40の両側に二列に配置された第1の外部端子20の両端部の金属部10Eには凸状にプレス加工することで形成されたグランド端子22Eが設けらけれており、SAWデバイスチップ40のグランド配線と電気的に接続されている。
【0054】
より具体的に説明すると、図6及び図7に示すSAWデバイスは、パッケージ100Eと、この中に気密に封止されたSAWデバイスチップ40とを有する。パッケージ100Eは金属部10Eと絶縁部30Eとを有し、パッケージ100Eの内部キャビティ内にSAWデバイスチップ40が収容されている。金属部10Eは金属材料をプレス加工(押し出し加工)して成型したものである。金属部10Eの厚さを50μmとする。金属部10Eは、パッケージ100Eの主たる外壁を形成する。また、金属部10Eは平坦なチップ搭載部15Eを有する。チップ搭載部15Eはプレス加工で形成される。
【0055】
SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及びグランド端子22Eとは、金属細線50で電気的に接続されている。この接続には、熱圧着や超音波接合などを用いる。金属細線50を用いた電気的接続の信頼性を高めるために、第1の外部端子20とグランド端子22Eとの内側の接続部とSAWデバイスチップ40の接続部(端子)とは、ほぼ同一平面上(同一高さ)にあることが好ましい。ほぼ同一平面又は同一高さとは、高さの相違が±50μm以内であることを意味している。
【0056】
グランド端子22Eはプレス加工により金属部10Eを凸状に成型しているが、表側の端子の裏側凹部には絶縁部30Eに一体加工された絶縁部材が充填されている。グランド端子22E裏面の凹部に絶縁部材が充填されることにより、金属細線50を接合するときにかかる加重及び超音波振動によりグランド端子22Eが破損することを防いでいる。
【0057】
以上のように構成することで、本実施形態では、SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及びグランド端子22Eとを電気的に接続できるため、上記した第1の実施形態と同様に、SAWデバイスの帯域減衰量を10dB以上大きく改善することができる(図4参照)。
【0058】
尚、本実施形態においても、上記比較例と同様に、パッケージ100Eの金属部10EにSAWデバイスのグランド配線を接続するために、チップ搭載面の金属部分に直接金属ワイヤで接続する必要があるが、本実施形態では、パッケージ100Eの金属部10Eの一部に凸状に加工されたグランド端子22Eが設けられているため、SAWデバイスチップ40をパッケージ100Eに接着固定するための接着剤の滲み出しによる金属細線50の接続不良を回避することができる。また、この凸状に加工されたグランド端子22Eの高さをSAWデバイスチップ40とほぼ同じ高さとすることで、ボンディングツールと金属ワイヤとがSAWデバイスチップ40に干渉することを防止でき、安定したワイヤ接続を行うことができる。
【0059】
〔他の実施形態〕
以上、説明した実施形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、容易にワイヤボンディングすることができ、且つ信頼性の高い安価な電子部品及びパッケージを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のSAWデバイスに対する比較例として例示するSAWデバイスの構成を示す図であり、(a)はパッケージ100Aの平面図であり、(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示す図であり、(c)はSAWデバイスの底面図であり、(d)は(b)のA−A線断面図である。
【図2】本発明のSAWデバイスに対する別の比較例として例示するSAWデバイスの構成を示す図であり、(a)はパッケージ100Bの平面図であり、(b)はSAWデバイス平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示す図であり、(c)はSAWデバイスの底面図であり、(d)は(b)のB−B線断面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態によるSAWデバイスの構成を示す図であり、(a)はパッケージの平面図であり、(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示す図であり、(c)は(b)のC−C線断面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態によるSAWデバイスチップ40を250MHz帯のSAWフィルタとして作製した場合のSAWデバイスの周波数特性を示すグラフである。
【図5】本発明の第2の実施形態によるSAWデバイスの構成を示す図であり、(a)はパッケージ100Dの平面図であり、(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示す図であり、(c)は(b)のD−D線断面図である。
【図6】本発明の第3の実施形態によるSAWデバイスの構成を示す図であり、(a)はパッケージ100Eの平面図であり、(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示す図であり、(c)は(a)のE−E線断面図である。
【図7】図6(a)に示すSAWデバイスのE’−E’線断面図である。
【符号の説明】
10C、10D、10E 金属部
11 電極端子
12 圧電基板
13 IDT
14 吸音材
15C 板部材
15D、15E チップ搭載部
19 窪み部(第2の外部端子)
20 第1の外部端子
21 第2の外部端子
22C、22D、22E グランド端子
30C、30D、30E 絶縁部
40 SAWデバイスチップ
50 金属細線
60 蓋
100C,100D,100E パッケージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップを気密封止したパッケージを有する電子部品及びパッケージに関し、特に弾性表面波デバイス等のフィルタ部品の帯域外減衰量等の電気的特性改善するために適したパッケージ構造を有する電子部品及びパッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、チップを気密封止したパッケージを有する電子部品として、弾性表面波デバイス(Surface Acoustic Wave Device:以下、SAWデバイスと略す)がある。SAWデバイスは、一般的に圧電性素子基板上に形成されたSAW素子を有するSAWデバイスチップと、これを気密封止するパッケージとを有して構成されている。
【0003】
このようなSAWデバイスは、例えばテレビジョン(以下、TVと略す)やビデオテープレコーダ(以下、VTRと略す)やDVD(digital Video Disk)レコーダや携帯電話機等のフィルタ素子や発振子に広く用いられている。より特定すれば、SAWデバイスは、例えば45MHz〜2GHzの周波数帯域における無線信号を処理する各種回路、例えば送信用バンドパスフィルタ,受信用バンドパスフィルタ,局部発振フィルタ,アンテナ共用器,中間周波フィルタ,FM変調器等に広く用いられている。
【0004】
近年、これらの信号処理機器は小型化が進み、使用されるSAWデバイスなどの電子部品も小型化の要求が強くなってきている。特に、携帯電話機等の携帯用電子機器には面実装で且つ低背のSAWデバイスが要求されるようになってきた。
【0005】
一般に、SAWデバイスにおいて面実装を実現するためには、セラミックスを用いたパッケージ構造が使用される(例えば特許文献1参照)。しかしながら、パッケージサイズが大きい場合にはセラミックスパッケージは高価になることが多い。
【0006】
これに対し、セラミックスを用いることなく比較的安価で実現できるパッケージ構造が提案されている(例えば特許文献2参照)。ここに提案されているパッケージ構造は金属部と絶縁部とを有している。絶縁部は金属部に形成された貫通孔に設けられ、外部接続用のリードはこの絶縁部に埋設されている。パッケージに収容される水晶振動子はその両端で支持されており、振動が妨げられることのないようにパッケージに取り付けられている。
【0007】
【特許文献1】
特開平7−336186号公報
【特許文献2】
特開2001−60842号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献2に記載のパッケージは、水晶振動子をその両端で支持する構成のため、SAWデバイスチップのようにダイマウントしつつワイヤボンディングするチップには適さない。
【0009】
従って、本発明は上記従来技術の問題点を解決し、容易にワイヤボンディングすることができ、且つ信頼性の高い電子部品及びパッケージを安価に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】
かかる目的を達成するために、本発明は、請求項1記載のように、金属部材を加工した金属部と該金属部に融着した絶縁部とを有するパッケージと、該パッケージ内に収容されるチップとを有する電子部品であって、前記チップに金属細線を介して電気的に接続されると共に、一部が前記絶縁部に埋没された第1の外部端子と、前記チップに金属細線を介して電気的に接続されると共に、前記金属部の一部が凸状に加工されたグランド端子とを有し、前記第1の外部端子における前記チップとの接続部と、前記グランド端子における前記チップとの接続部とが前記チップの接続部と同じ高さとなるように構成される。金属部の一部に設けた凸状をグランド端子として使用することで、チップのグランド配線と金属部とを金属細線を用いて直接的に接続することができるため、電子部品の電気的特性を改善することができる。また、チップを金属部の凸状のグランド端子に接続する構成としたことで、例えばチップを接着材等をも値いてパッケージに固定した場合でも、接着剤の滲み出しによる影響を避けることができ、確実にチップと金属部とを接続することができる。更に、第1の外部端子における接続部とグランド端子における接続部とをチップと同じ高さとすることで、これをワイヤボンディングする際のボンディングツールや金属細線がチップに干渉することを回避でき、安定したワイヤボンディングを容易に行うことが可能となる。
【0011】
また、請求項1記載の前記電子部品は、請求項2記載のように、前記グランド端子における前記接続部の裏側の凹み部に絶縁材料が充填されることが好ましい。グランド端子の裏側に絶縁材料を充填することで、グランド端子の機械的強度を向上することができるため、これをワイヤボンディングする際にかかる加重や超音波振動等による破損を防止することができる。
【0012】
また、請求項1記載の前記金属部は、例えば請求項3記載のように、前記チップに電気的に接続されると共に、前記パッケージの第2の外部端子として機能する窪み部を有して構成されても良い。金属部の一部に窪み部(外部に対して凸部)を設けることで、金属部の一部を用いてグランド端子を形成することができ、部品点数を削減し、製造工程を容易化することができる。
【0013】
また、請求項3記載の前記電子部品は、例えば請求項4記載のように、前記チップを背面から支持すると共に前記窪み部を塞ぐように前記金属部に固定された板部材を有するように構成されてもよい。板部材を設けることで、チップをダイマウントした構成とすることが可能となる。また、この板部材を窪み部を覆う位置に設けることで、この部分を実装領域として使用することが可能となり、電子部品を小型化することができる。
【0014】
また、請求項4記載の前記板部材は、請求項5記載のように、金属材料で形成されることが好ましい。板部材に金属材料を用いることで、これをグランド配線として使用することが可能となり、部品点数の削減及び製造工程の簡素化を達成できる。
【0015】
また、請求項1記載の前記電子部品は、請求項6記載のように、前記金属部の外側面に取り付けられ、前記チップと電気的に接続される第2の外部端子を有して構成されても良い。金属部の外側面に第2の外部端子を取り付けた構成とすることで、金属部をグランドに接続させることが可能となる。
【0016】
また、請求項1記載の前記絶縁部は、請求項7記載のように、ガラス又はガラスセラミックスで形成されていることが好ましい。比較的金属と融着し易く且つ加工が容易なガラスやガラスセラミックスを用いることで、衝撃などに対する耐久性を上げることができ、更にこれを容易に歩留りよく製造することができる。
【0017】
また、請求項2記載の前記絶縁材料は、請求項8記載のように、ガラス又はガラスセラミックスであることが好ましい。比較的金属と融着し易く且つ加工が容易なガラスやガラスセラミックスを用いることで、衝撃などに対する耐久性を上げることができ、更にこれを容易に歩留りよく製造することができる。
【0018】
また、請求項1記載の前記金属部は、例えば請求項9記載のように、前記金属部は冷間圧延鋼板又は42アロイ又はコバールで形成されていてもよい。
【0019】
また、請求項1から9の何れか1項に記載の前記チップは、例えば請求項10記載のように、圧電基板上に形成された櫛型電極を有する弾性表面波デバイスチップであってもよい。これにより、上記した効果を得られる弾性表面波デバイスを実現することができる。また、上記のような構成を用いて弾性表面波フィルタを作製することで、帯域外抑圧度を向上することが可能となり、良好な周波数特性を得ることができる。
【0020】
また、本発明は、請求項11記載のように、金属材料を加工した金属部と該金属部に融着した絶縁部とを有するパッケージであって、一部が前記絶縁部に埋没された第1の外部端子と、前記金属部の一部が凸状に加工されたグランド端子とを有し、前記第1の外部端子の内部側の接続部と前記グランド端子の内部側の接続部とが同じ高さとなるように構成される。金属部の一部に設けた凸状をグランド端子として使用できる構成とすることで、例えば実装したチップのグランド配線と金属部とを金属細線を用いて直接的に接続することができるため、本発明によるパッケージを用いて作製した電子部品の電気的特性を改善することができる。また、内部に実装したチップを金属部の凸状のグランド端子に接続できる構成としたことで、例えばチップを接着材等をも値いてパッケージに固定した場合でも、接着剤の滲み出しによる影響を避けることができ、チップと金属部とを確実に接続できるパッケージが得られる。更に、第1の外部端子における接続部とグランド端子における接続部とを同じ高さとすることで、例えばこれらと同じ高さとなるチップを実装した場合に、これらをワイヤボンディングする際のボンディングツールや金属細線がチップに干渉することを回避でき、安定したワイヤボンディングを容易に行うことが可能なパッケージを実現できる。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の理解を助けるために、まず初めに、比較例として、金属部材を加工した金属部とこれに融着した絶縁部とを有するパッケージと、このパッケージ内にダイマウントされたSAWデバイスチップとを有するSAWデバイスを説明する。
【0022】
図1は、このSAWデバイスを説明するための図である。図1(a)はパッケージ100Aの平面図である。図1(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60となる後述の板部材を透視して内部を見た様子を示している。図1(c)はSAWデバイスの底面図であり、図1(d)は図1(b)のA−A線断面図である。
【0023】
図1に示すSAWデバイスは、金属部材を加工した金属部10Aと、これに融着した絶縁部30Aとを有するパッケージ100Aと、パッケージ100A内に収容されるSAWデバイスチップ40とを有する電子部品である。更に、SAWデバイスチップ40に電気的に接続されると共に絶縁部30Aに埋設され且つ一列に配置された第1の外部端子20と、SAWデバイスチップ40を支持する板部材15Aとを有する。また、金属部10Aは第2の外部端子を構成する窪み部19を有し、板部材15Aは窪み部19を覆うように設けられている。
【0024】
より具体的に説明すると、図1に示すSAWデバイスは、パッケージ100Aと、この中に気密に封止されたSAWデバイスチップ40とを有する。パッケージ100Aは金属部10Aと絶縁部30Aとを有し、パッケージ100Aの内部キャビティ内にSAWデバイスチップ40が収容されている。金属部10Aは金属材料をプレス加工(押し出し加工)して成型したものである。金属部10Aの厚さを50μmとする。金属部10Aは、パッケージ100Aの主たる外壁を形成する。また、金属部10Aは複数の窪み部19を有する。窪み部19は、パッケージ100Aの内部から金属部10Aを見た場合に窪んでいる部分であって、パッケージ100Aの外側からみれば凸状部分である。窪み部19の断面はC字に似た形状である。窪み部19はプレス加工で形成される。窪み部19の外側は平らであって、外部接続用の接続領域を形成している。窪み部19は第2の外部端子として作用する。従って、第2の外部端子にも窪み部19と同じ参照番号19を付す。第2の外部端子19はパッケージ100Aの一部であって、金属部10Aの一部である。第2の外部端子19はSAWデバイスチップ40に直接接続されておらず、パッケージのグランド端子として機能する。実装された状態では、各第2の外部端子19は同電位(グランド電位)となるが、第2の外部端子19はSAWデバイスチップ40に直接接続されない。
【0025】
板部材15Aは例えば金属板であってほぼ矩形であり、窪み部19を覆い隠すように設けられている。板部材15A上は接合部70において、パッケージ100Aの金属部10Aの内側面(内壁)に溶接され、固定されている。板部材15Aは、SAWデバイスチップ40を搭載(ダイマウント)し、接着するための平坦なスペースを確保するために設けられている。SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20とは、金属細線50で電気的に接続されている。
【0026】
パッケージ100Aの底面には絶縁部30Aが設けられている。絶縁部30Aは、パッケージ100Aの底面に融着している。絶縁部30Aは、貫通孔18を完全に塞いでいる。絶縁部30Aは、貫通孔18からパッケージ100Aの内部に若干突出している。
【0027】
第1の外部端子20は、絶縁部30A内に埋設されている。第1の外部端子20は絶縁部30Aに埋設された状態で、一列に配置された各貫通孔18を貫通している。第1の外部端子20は絶縁部30Aに融着している。第1の外部端子20は、板状の金属材料をプレス加工などで成型したものである。第1の外部端子20の一端は絶縁部30Aからキャビティ内部に露出しており、他端はパッケージ100Aの底面を構成する。この底面が、外部との接続領域となる。絶縁部30Aを金属部10Aに溶着する際、第1の外部端子20はまっすぐな状態にある。絶縁部30Aを金属部10Aに溶着した後、第1の外部端子20の両端部を図示するように折り曲げる。従って、第1の外部端子20の内側面と絶縁部30Aとは融着しておらず、僅かな間隙が形成されている。第1の外部端子20の接続領域と絶縁部30Aの露出面と窪み部、つまり第2の外部端子19とは、パッケージ100Aの底面、換言すれば、SAWデバイスの底面(搭載面)を形成する。この底面はほぼ一様にフラットである。
【0028】
SAWデバイスチップ40は、圧電基板12上に櫛形電極(InterDigital Transducer:IDT)13と電極端子11とがパターニング形成されている。尚、このSAWデバイスチップ40には、弾性表面波(SAW)の反射を低減するためにIDT13を覆うように吸音材14が印刷形成されている。また、SAWの伝播方向における圧電基板12の端面での反射によるフィルタ特性の悪化を防止するために、この端面がSAW伝播方向に対して所定の角度を有するように形成されている場合がある。更に、IDT13は、所望するフィルタ特性を考慮して、その電極指周期や重み付け形状が制御されて設計されている。SAWデバイスチップ40で、例えば30MHz〜75MHz帯のTV用中間周波帯フィルタを構成した場合、その大きさは10mm×2mm程度となる。但し、これに限定されず、1.9GHz帯のSAWフィルタや250MHz帯のSAWフィルタ等、様々なフィルタを使用することが可能である。
【0029】
蓋60は金属材料を成型したもので、パッケージ100Aの外壁のエッジに沿って形成されたフランジ部16に取り付けられ、パッケージ100A内部を気密に封止している。
【0030】
パッケージ100Aの金属部10A,外部端子20及び蓋60には、工業標準であるSPC材(冷間圧延鋼板)や42アロイやコバールなどの金属を使用することができる。好ましくは、これらの表面にニッケル(Ni)や金(Au)でメッキなどを施す。絶縁部30Aには金属と融着し易いガラスやガラスセラミックスなどの絶縁材料を用いることができる。金属細線50にはAu線やアルミニウム(Al)線などを用いることができる。蓋60とパッケージ100Aのフランジ部16との接合には、抵抗加熱溶接、シーム溶接又はレーザー溶接などを用いることができる。
【0031】
なお、パッケージ100Aは少なくとも金属部10Aと絶縁部30Aとを含んで構成されるが、外部端子20や更には蓋60をも含めた構成をパッケージと定義することもできる。
【0032】
図2は、別の比較例として挙げるSAWデバイスを説明するための図である。図2(a)はパッケージ100Bの平面図である。図2(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示している。図2(c)はSAWデバイスの底面図であり、図2(d)は図2(b)のB−B線断面図である。図中、図1に示す構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。本比較例と上記した比較例(図1)とは、第2の外部端子がパッケージの金属部で構成されているのではなく、パッケージとは別部材で形成されている点、及びSAWデバイスチップがパッケージの金属部に直接取り付けられている点で相違する。
【0033】
より具体的に説明すると、図2に示すSAWデバイスは、パッケージ100Bと、この中に気密に封止されたSAWデバイスチップ40とを有する。パッケージ100Bは金属部10Bと絶縁部30Bとを有し、パッケージ100Bの内部キャビティ内にSAWデバイスチップ40が収容されている。金属部10Bは金属材料をプレス加工(押し出し加工)して成型したものである。金属部10Bの厚さを50μmとする。金属部10Bは、パッケージ100Bの主たる外壁を形成する。また、金属部10Bは平坦なチップ搭載部15Bを有する。チップ搭載部15Bはプレス加工で形成される。チップ搭載部15Bの外側面は平らであって、ここに複数の第2の外部端子21が溶接などにより取り付けられている。第2の外部端子21はSAWデバイスチップ40に直接接続されておらず、パッケージ100Bのグランド端子として機能する。また、第2の外部端子21は断面がほぼL字状であって、接合部71において金属部10Bと電気的に接続されている。実装された状態では、各第2の外部端子21は同電位(グランド電位)となる。第2の外部端子21はSAWデバイスチップ40に直接接続されないので、ダミー端子としても機能する。
【0034】
以上のような2つの比較例において、図1のSAWデバイスはSAWデバイスチップ40のグランド配線とパッケージ100Aのグランド端子として用いられる第2の外部端子19とが直接的に接続されていない。また、図2のSAWデバイスはSAWデバイスチップ40のグランド配線とパッケージ100Bのグランド端子として用いられる第2の外部端子21とが直接的に接続されていない。これらの理由から、SAWデバイスの電気的特性の一つである帯域外減衰量が十分に確保できない場合がある。また、しいてパッケージ100A/100Bの金属部10A/10BにSAWデバイスのグランド配線を接続するためには、チップ搭載面の金属部分にグランド配線を直接金属ワイヤで接続する必要がある。但し、このチップ搭載面にはSAWデバイスチップ40をパッケージに接着固定するための接着剤が滲み出している場合があり、金属ワイヤ(金属細線50)の接続信頼を損なう可能性がある。また、SAWデバイスチップ40表面よりも低い位置にあるチップ搭載面に金属ワイヤを接続するとき、ボンディングツールと金属ワイヤとがSAWデバイスチップ40に干渉するため、安定したワイヤ接続を行うことが難しい場合がある。
【0035】
そこで本発明では、パッケージの金属部分とSAWデバイスチップ等のチップのグランド配線とを金属細線を用いて接続し、SAWデバイスなどの電子部品の電気的特性を改善し、容易に安定したワイヤボンディングを行うことができ、且つ小型で信頼性の高い電子部品及びパッケージを安価に実現する。以下、本発明を好適に実施した形態について図面を用いて詳細に説明する。
【0036】
〔第1実施形態〕
先ず、本発明の第1の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図3は、本実施形態によるSAWデバイスの構成を示す図である。尚、図3(a)はパッケージ100Cの平面図である。図3(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示している。図3(c)は図3(b)のC−C線断面図である。図中、図1及び図2に示す構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。
【0037】
図3に示すように、本実施形態によるSAWデバイスは、金属部材を加工した金属部10Cとこれに融着した絶縁部30Cとを有するパッケージ100Cと、パッケージ100C内に収容されるSAWデバイスチップ40とを有する電子部品である。更に、SAWデバイスチップ40に電気的に接続されると共に絶縁部30Cに埋設され且つ一列に配置された第1の外部端子20と、SAWデバイスチップ40を支持する板部材15Cとを有し、金属部10Cは第2の外部端子を構成する窪み部19を有し、板部材15Cは窪み部19を覆うように設けられている。一列に配置された第1の外部端子20の両端部の金属部10Cには凸状に加工されたグランド端子22Cが設けらけれており、SAWデバイスチップ40のグランド配線と電気的に接続されている。
【0038】
より具体的に説明すると、図3に示すSAWデバイスは、パッケージ100Cと、この中に気密に封止されたSAWデバイスチップ40とを有する。パッケージ100Cは金属部10Cと絶縁部30Cとを有し、パッケージ100Cの内部キャビティ内にSAWデバイスチップ40が収容されている。金属部10Cは金属材料をプレス加工して成型したものである。金属部10Cの厚さを50μmとする。金属部10Cは、パッケージ100Cの主たる外壁を形成する。また、金属部10Cは複数の窪み部19を有する。窪み部19は、パッケージ100Cの内部から金属部10Cを見た場合に窪んでいる部分であって、パッケージ100Cの外側からみれば凸状部分である。窪み部19の断面はC字に似た形状である。窪み部19はプレス加工で形成される。窪み部19の外側は平らであって、外部接続用の接続領域を形成している。窪み部19は第2の外部端子として作用する。第2の外部端子19はパッケージ100Cの一部であって、金属部10Cの一部である。一列に配置された第1の外部端子20の両端部の金属部10Cには凸状にプレス加工することで形成されたグランド端子22Cが設けらけれている。このグランド端子22Cの上部はSAWデバイスチップ40を搭載する方向に平で、SAWデバイスチップ40と金属細線50で接続される端子として作用している。このグランド端子22Cは金属部10Cを介して第2の外部端子19に繋がっており、SAWデバイスチップ40のグランド配線は金属細線50を介してパッケージのグランド端子22Cに接続されている。
【0039】
SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20、グランド端子22Cとは、金属細線50で電気的に接続されている。この接続には、熱圧着や超音波接合などを用いる。金属細線50を用いた電気的接続の信頼性を高めるために、第1の外部端子20とグランド端子22Cとの内側の接続部とSAWデバイスチップ40の接続部(端子)とは、ほぼ同一平面上(同一高さ)にあることが好ましい。ほぼ同一平面又は同一高さとは、高さの相違が±50μm以内であることを意味している。
【0040】
グランド端子22Cはプレス加工により金属部10Cを凸状に成型しているが、表側の端子の裏側凹部には絶縁部30Cに一体加工された絶縁部材が充填されている。グランド端子22C裏面の凹部に絶縁部材が充填されることにより、金属細線50を接合するときにかかる加重及び超音波振動によりグランド端子22Cが破損することを防いでいる。
【0041】
以上のように構成した本実施形態によるSAWデバイスの電気的な特性について、図4を用いて以下に説明する。図4は、本実施形態によるSAWデバイスチップ40を250MHz帯のSAWフィルタとして作製した場合のSAWデバイスの周波数特性を示している。尚、図中実線は本発明のSAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及びグランド端子22Cとを金属細線50で電気的に接続した本実施形態によるSAWデバイスの周波数特性を示し、破線はSAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及び第2の外部端子19/21とを接続していない上記した2つの比較例によるSAWデバイスの周波数特性を示している。図4を参照すると明らかなように、SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及びグランド端子22Cとを電気的に接続することで、SAWデバイスの帯域減衰量は10dB以上大きく改善されている。但し、この効果は、250MHz帯のSAWフィルタに限らず、目的に応じて種々変更した周波数帯で同様に得られるものである。
【0042】
尚、本実施形態においても、上記比較例と同様に、パッケージ100Cの金属部10CにSAWデバイスのグランド配線を接続するために、チップ搭載面の金属部分に直接金属ワイヤで接続する必要があるが、本実施形態では、パッケージ100Cの金属部10Cの一部に凸状に加工されたグランド端子22Cが設けられているため、SAWデバイスチップ40をパッケージ100Cに接着固定するための接着剤の滲み出しによる金属細線50の接続不良を回避することができる。また、この凸状に加工されたグランド端子22Cの高さをSAWデバイスチップ40とほぼ同じ高さとすることで、ボンディングツールと金属ワイヤとがSAWデバイスチップ40に干渉することを防止でき、安定したワイヤ接続を行うことができる。
【0043】
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図5は、本実施形態によるSAWデバイスの構成を示す図である。尚、図5(a)はパッケージ100Dの平面図である。図5(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示している。図5(c)は図5(b)のD−D線断面図である。図中、図1から図3に示す構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。
【0044】
本実施形態によるSAWデバイスは、第1の実施形態によるSAWデバイスと比較して、第2の外部端子がパッケージの金属部で構成されているのではなく、パッケージとは別部材で形成されている点、及びSAWデバイスチップがパッケージの金属部に直接取り付けられている点で相違する。
【0045】
図5に示すように、本実施形態によるSAWデバイスは、金属部材を加工した金属部10Dとこれに融着した絶縁部30Dとを有するパッケージ100Dと、パッケージ100D内に収容されるSAWデバイスチップ40とを有する電子部品である。更に、SAWデバイスチップ40に電気的に接続されると共に絶縁部30Dに埋設されかつ一列に配置された第1の外部端子20と、金属部10Dの外側面に取り付けられた第2の外部端子21(図2に示す比較例によるSAWデバイスにおける第2の外部端子21と同様)とを有し、SAWデバイスチップ40は金属部10Dの内側面に取り付けられ、且つ第2の外部端子21と対向するように配置されている。一列に配置された第1の外部端子20の両端部の金属部10Dには凸状にプレス加工することで形成されたグランド端子22Dが設けらけれており、SAWデバイスチップ40のグランド配線と電気的に接続されている。
【0046】
より具体的に説明すると、図4に示すSAWデバイスは、パッケージ100Dと、この中に気密に封止されたSAWデバイスチップ40とを有する。パッケージ100Dは金属部10Dと絶縁部30Dとを有し、パッケージ100Dの内部キャビティ内にSAWデバイスチップ40が収容されている。金属部10Dは金属材料をプレス加工(押し出し加工)して成型したものである。金属部10Dの厚さを50μmとする。金属部10Dは、パッケージ100Dの主たる外壁を形成する。また、金属部10Dは平坦なチップ搭載部15Dを有する。チップ搭載部15Dはプレス加工で形成される。チップ搭載部15Dの外側面は平らであって、ここに複数の第2の外部端子21が溶接などにより取り付けられている。第2の外部端子21はSAWデバイスチップ40に直接接続されておらず、パッケージのグランド端子として機能する。また、第2の外部端子21は断面がほぼL字状であって、接合部71において金属部10Dと電気的に接続されている。実装された状態では、各第2の外部端子21は同電位(グランド電位)となる。第2の外部端子21はSAWデバイスチップ40に直接接続されないので、ダミー端子としても機能する。
【0047】
SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及びグランド端子22Dとは、金属細線50で電気的に接続されている。この接続には、熱圧着や超音波接合などを用いる。金属細線50を用いた電気的接続の信頼性を高めるために、第1の外部端子20とグランド端子22Dとの内側の接続部とSAWデバイスチップ40の接続部(端子)とは、ほぼ同一平面上(同一高さ)にあることが好ましい。ほぼ同一平面又は同一高さとは、高さの相違が±50μm以内であることを意味している。
【0048】
グランド端子22Dはプレス加工により金属部10Dを凸状に成型しているが、表側の端子の裏側凹部には絶縁部30Dに一体加工された絶縁部材が充填されている。グランド端子22D裏面の凹部に絶縁部材が充填されることにより、金属細線50を接合するときにかかる加重及び超音波振動によりグランド端子22Dが破損することを防いでいる。
【0049】
以上のように構成することで、本実施形態では、SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及びグランド端子22Dとを電気的に接続できるため、上記した第1の実施形態と同様に、SAWデバイスの帯域減衰量を10dB以上大きく改善することができる(図4参照)。
【0050】
尚、本実施形態においても、上記比較例と同様に、パッケージ100Dの金属部10DにSAWデバイスのグランド配線を接続するために、チップ搭載面の金属部分に直接金属ワイヤで接続する必要があるが、本実施形態では、パッケージ100Dの金属部10Dの一部に凸状に加工されたグランド端子22Dが設けられているため、SAWデバイスチップ40をパッケージ100Dに接着固定するための接着剤の滲み出しによる金属細線50の接続不良を回避することができる。また、この凸状に加工されたグランド端子22Dの高さをSAWデバイスチップ40とほぼ同じ高さとすることで、ボンディングツールと金属ワイヤとがSAWデバイスチップ40に干渉することを防止でき、安定したワイヤ接続を行うことができる。
【0051】
〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図6及び図7は、本実施形態によるSAWデバイスの構成を示す図である。尚、図6(a)はパッケージ100Eの平面図である。図6(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示している。図6(c)は図6(a)のE−E線断面図である。また、図7は図6(a)のE’−E’線断面図である。図中、図1から図3及び図5に示す構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。
【0052】
本実施形態によるSAWデバイスは、第1及び第2の実施形態によるSAWデバイスと比較して、第1の外部端子がSAWデバイスチップの両側に配置されている点で相違する。
【0053】
図6及び図7に示すように、本実施形態によるSAWデバイスは、金属部材を加工した金属部10Eとこれに融着した絶縁部30Eとを有するパッケージ100Eと、パッケージ100E内に収容されるSAWデバイスチップ40とを有する電子部品である。更に、SAWデバイスチップ40に電気的に接続されると共に絶縁部30Eに埋設されかつSAWデバイスチップ40の両側に一列に配置された第1の外部端子20を有している。SAWデバイスチップ40の両側に二列に配置された第1の外部端子20の両端部の金属部10Eには凸状にプレス加工することで形成されたグランド端子22Eが設けらけれており、SAWデバイスチップ40のグランド配線と電気的に接続されている。
【0054】
より具体的に説明すると、図6及び図7に示すSAWデバイスは、パッケージ100Eと、この中に気密に封止されたSAWデバイスチップ40とを有する。パッケージ100Eは金属部10Eと絶縁部30Eとを有し、パッケージ100Eの内部キャビティ内にSAWデバイスチップ40が収容されている。金属部10Eは金属材料をプレス加工(押し出し加工)して成型したものである。金属部10Eの厚さを50μmとする。金属部10Eは、パッケージ100Eの主たる外壁を形成する。また、金属部10Eは平坦なチップ搭載部15Eを有する。チップ搭載部15Eはプレス加工で形成される。
【0055】
SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及びグランド端子22Eとは、金属細線50で電気的に接続されている。この接続には、熱圧着や超音波接合などを用いる。金属細線50を用いた電気的接続の信頼性を高めるために、第1の外部端子20とグランド端子22Eとの内側の接続部とSAWデバイスチップ40の接続部(端子)とは、ほぼ同一平面上(同一高さ)にあることが好ましい。ほぼ同一平面又は同一高さとは、高さの相違が±50μm以内であることを意味している。
【0056】
グランド端子22Eはプレス加工により金属部10Eを凸状に成型しているが、表側の端子の裏側凹部には絶縁部30Eに一体加工された絶縁部材が充填されている。グランド端子22E裏面の凹部に絶縁部材が充填されることにより、金属細線50を接合するときにかかる加重及び超音波振動によりグランド端子22Eが破損することを防いでいる。
【0057】
以上のように構成することで、本実施形態では、SAWデバイスチップ40上の端子と第1の外部端子20及びグランド端子22Eとを電気的に接続できるため、上記した第1の実施形態と同様に、SAWデバイスの帯域減衰量を10dB以上大きく改善することができる(図4参照)。
【0058】
尚、本実施形態においても、上記比較例と同様に、パッケージ100Eの金属部10EにSAWデバイスのグランド配線を接続するために、チップ搭載面の金属部分に直接金属ワイヤで接続する必要があるが、本実施形態では、パッケージ100Eの金属部10Eの一部に凸状に加工されたグランド端子22Eが設けられているため、SAWデバイスチップ40をパッケージ100Eに接着固定するための接着剤の滲み出しによる金属細線50の接続不良を回避することができる。また、この凸状に加工されたグランド端子22Eの高さをSAWデバイスチップ40とほぼ同じ高さとすることで、ボンディングツールと金属ワイヤとがSAWデバイスチップ40に干渉することを防止でき、安定したワイヤ接続を行うことができる。
【0059】
〔他の実施形態〕
以上、説明した実施形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、容易にワイヤボンディングすることができ、且つ信頼性の高い安価な電子部品及びパッケージを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のSAWデバイスに対する比較例として例示するSAWデバイスの構成を示す図であり、(a)はパッケージ100Aの平面図であり、(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示す図であり、(c)はSAWデバイスの底面図であり、(d)は(b)のA−A線断面図である。
【図2】本発明のSAWデバイスに対する別の比較例として例示するSAWデバイスの構成を示す図であり、(a)はパッケージ100Bの平面図であり、(b)はSAWデバイス平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示す図であり、(c)はSAWデバイスの底面図であり、(d)は(b)のB−B線断面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態によるSAWデバイスの構成を示す図であり、(a)はパッケージの平面図であり、(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示す図であり、(c)は(b)のC−C線断面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態によるSAWデバイスチップ40を250MHz帯のSAWフィルタとして作製した場合のSAWデバイスの周波数特性を示すグラフである。
【図5】本発明の第2の実施形態によるSAWデバイスの構成を示す図であり、(a)はパッケージ100Dの平面図であり、(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示す図であり、(c)は(b)のD−D線断面図である。
【図6】本発明の第3の実施形態によるSAWデバイスの構成を示す図であり、(a)はパッケージ100Eの平面図であり、(b)はSAWデバイスの平面図であって蓋60を透視して内部を見た様子を示す図であり、(c)は(a)のE−E線断面図である。
【図7】図6(a)に示すSAWデバイスのE’−E’線断面図である。
【符号の説明】
10C、10D、10E 金属部
11 電極端子
12 圧電基板
13 IDT
14 吸音材
15C 板部材
15D、15E チップ搭載部
19 窪み部(第2の外部端子)
20 第1の外部端子
21 第2の外部端子
22C、22D、22E グランド端子
30C、30D、30E 絶縁部
40 SAWデバイスチップ
50 金属細線
60 蓋
100C,100D,100E パッケージ
Claims (11)
- 金属部材を加工した金属部と該金属部に融着した絶縁部とを有するパッケージと、該パッケージ内に収容されるチップとを有する電子部品であって、
前記チップに金属細線を介して電気的に接続されると共に、一部が前記絶縁部に埋没された第1の外部端子と、
前記チップに金属細線を介して電気的に接続されると共に、前記金属部の一部が凸状に加工されたグランド端子とを有し、
前記第1の外部端子における前記チップとの接続部と、前記グランド端子における前記チップとの接続部とが前記チップの接続部と同じ高さであることを特徴とする電子部品。 - 前記グランド端子における前記接続部の裏側の凹み部に絶縁材料が充填されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品。
- 前記金属部は、前記チップに電気的に接続されると共に、前記パッケージの第2の外部端子として機能する窪み部を有することを特徴とする請求項1記載の電子部品。
- 前記チップを背面から支持すると共に前記窪み部を塞ぐように前記金属部に固定された板部材を有することを特徴とする請求項3記載の電子部品。
- 前記板部材は金属材料で形成されていることを特徴とする請求項4記載の電子部品。
- 前記金属部の外側面に取り付けられ、前記チップと電気的に接続される第2の外部端子を有することを特徴とする請求項1記載の電子部品。
- 前記絶縁部はガラス又はガラスセラミックスで形成されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品。
- 前記絶縁材料はガラス又はガラスセラミックスであることを特徴とする請求項2記載の電子部品。
- 前記金属部は冷間圧延鋼板又は42アロイ又はコバールで形成されていることを特徴とする請求項1記載の電子部品。
- 前記チップは圧電基板上に形成された櫛型電極を有する弾性表面波デバイスチップであることを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の電子部品。
- 金属材料を加工した金属部と該金属部に融着した絶縁部とを有するパッケージであって、
一部が前記絶縁部に埋没された第1の外部端子と、
前記金属部の一部が凸状に加工されたグランド端子とを有し、
前記第1の外部端子の内部側の接続部と前記グランド端子の内部側の接続部とが同じ高さであることを特徴とするパッケージ。
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