JP3275775B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents

弾性表面波装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベース基板に半田
バンプ接続して載置されたSAW素子がベース基板とキ
ャップとを半田付けして形成されたパッケージ内に封止
された弾性表面波装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、SAW素子を半田バンプ接続
してベース基板に載置し、ベース基板と金属キャップと
を半田接合してSAW素子を封止した弾性表面波装置が
知られている。図4は、このような弾性表面波装置の従
来のSAW素子のバンプ電極形成領域を示す断面図であ
る。
【0003】従来のSAW素子は、表面波基板11を有
し、表面波基板11の一方主面には、図4に示すよう
に、IDT電極(図示せず)や反射器電極(図示せ
ず)、IDT電極から引出された引出電極14が形成さ
れ、引出電極14の先端部にバンプ電極40が形成され
ている。引出電極14、バンプ電極40は蒸着、スパッ
タリング等の方法により形成される。引出電極14はA
l電極からなり、バンプ電極40は、通常複数の電極膜
の層からなり、このSAW素子ではNiCr膜40a/
Ni膜40b/Ag膜40cの同一形状の3層の電極膜
で構成されている。
【0004】そして、上記SAW素子のバンプ電極40
がベース基板上のそれぞれに対応する電極ランドに半田
付け(半田バンプ接続)されて、SAW素子がベース基
板に支持固定されるとともに電気的に接続され、SAW
素子を覆うように、金属キャップがベース基板の接合ラ
ンドに半田付けされて、SAW素子がベース基板と金属
キャップとで形成された空間内に封止されている。
【0005】上記ベース基板の電極ランド上には、予め
予備半田が施され、SAW素子とベース基板との半田に
よる固定・接続はリフロー半田付け法により行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バンプ
電極の膜厚は薄く、上記従来の弾性表面波装置において
は、SAW素子をベース基板に半田付けした場合、溶融
した半田がバンプ電極40の外周側面を伝って引出電極
14であるAl電極に接触してAl電極が半田により腐
食し、引出電極14の接続不具合、断線等による特性不
良が発生するという問題があった。
【0007】そこで、本発明の目的は、半田によるAl
電極の腐食を防止することができ、よって、引出電極の
接続不具合による特性不良が発生することのない弾性表
面波装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、IDT電極とIDT電極か
ら引出されたAlからなる引出電極が形成され、かつ引
出電極上の一部にバンプ電極が形成されたSAW素子
を、電極ランドが形成されたベース基板に、前記バンプ
電極と前記電極ランドとを半田バンプ接続して載置して
なる弾性表面波装置において、前記バンプ電極が、前記
引出電極上に形成され、前記引出電極と電気的に接続さ
れた第1電極層と、該第1電極層上に形成され、第1電
極層と電気的に接続された第2電極層とからなり、第2
電極層は半田バンプ接続時に直接半田付けされる電極層
であり、半田バンプ接続時に第2電極層の外周側面を伝
う半田が第1電極層の外周部でその流れが抑止されるよ
うに、第2電極層の外周は全周に亘って第1電極層の外
周よりも小さく形成されていることを特徴とするもので
ある。
【0009】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
弾性表面波装置において、第1電極層が複数の電極膜で
構成され、第1電極層の最上層の電極膜が半田濡れ性の
悪い電極材料で形成されていることを特徴とするもので
ある。
【0010】請求項3に係る発明は、請求項2に記載の
弾性表面波装置において、第1電極層のいずれかの電極
膜が半田の拡散を防止する電極材料で形成されているこ
とを特徴とするものである。
【0011】上記の構成によれば、半田バンプ接続され
る第2電極層は第1電極層の外周よりも小さく形成され
ており、半田バンプ接続時に第2電極層の外周側面を伝
う半田は第1電極層の外周部でその流れが抑止され、第
1電極層の外周側面を伝って引出電極であるAl電極に
達することが防止され、Al電極の半田腐食を防止する
ことができる。
【0012】また、複数の電極膜からなる第1電極層の
最上層の電極膜は半田濡れ性の悪い電極材料、例えばA
lで形成するのが望ましい。すなわち、第2電極層の側
面を伝って第1電極層に達した半田は、第1電極層の最
上層の電極膜が半田の濡れにくい電極膜であるため、外
周部表面に濡れ広がることがなく、外周側面を伝って引
出電極であるAl電極に達することが防止される。
【0013】また、第1電極層のいずれかの電極膜は半
田の拡散を防止する電極材料、例えばNi、NiCr等
で形成するのが望ましい。すなわち、半田の拡散を防止
する電極膜により、半田の厚み方向への浸透を防止する
ことができ、拡散による半田のAl電極との接触を防止
することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る弾性表面波装
置を図1〜図3を参照して説明する。図1は本発明の一
実施例に係るSAW素子の平面図、図2はSAW素子の
バンプ電極形成領域を示す断面図、図3は本発明の一実
施例に係る弾性表面波装置の断面図である。
【0015】本実施例のSAW素子10は、図1及び図
2に示すように、表面波基板11を有し、表面波基板1
1の上面の略中央部に2つのIDT電極12、このID
T電極12の外側に反射器電極13、各IDT電極12
から引き出された引出電極14が形成され、各引出電極
14の先端部であって引出電極14上に円形状のバンプ
電極40が形成されている。IDT電極12、反射器電
極13及び引出電極14はAl電極からなり、蒸着、ス
パッタリング等の方法により形成される。
【0016】本実施例のバンプ電極40は、図2に示す
ように、複数の電極膜の層からなる第1電極層41及び
第1電極層41上に同心円状の複数の電極膜の層からな
る第2電極層42が形成されて構成され、第2電極層4
2の外径は第1電極層41の外径よりも小さく形成され
ている。なお、本実施例では第1電極層41の直径は
0.68mm、第2電極層42の直径は0.50mmで
形成されている。
【0017】第1電極層41は、半田バンプ接続時に引
出電極14の半田による腐食を防止するために設けられ
たものであり、NiCr膜41a(膜厚80nm)/N
i膜41b(膜厚600nm)/NiCr膜41c(膜
厚80nm)/Al膜41d(膜厚300nm)の4層
で形成されている。第1電極層41の1層目(最下層)
及び3層目の電極材料にはAlとの密着強度の強いNi
Crが用いられ、最上層の電極材料には半田濡れ性の悪
いAlが用いられ、2層目の電極材料には半田の拡散を
防止するNiが用いられている。
【0018】第2電極層42は、半田バンプ接続時に直
接半田付けされる電極層であり、前述した従来例と同様
のNiCr膜40a(膜厚80nm)/Ni膜40b
(膜厚300nm)/Ag膜40c(膜厚300nm)
の3層で形成され、1層目(最下層)電極材料にはAl
との密着強度の強いNiCrが用いられ、最上層の電極
材料には半田付け性、半田付け強度の良好なAgが用い
られ、2層目の電極材料には半田の拡散を防止するNi
が用いられている。
【0019】バンプ電極40を構成する第1電極層41
及び第2電極層42は、フォトレジストでそれぞれの形
状に対応する開口部を有するレジストパターンを形成
し、各電極材料をそれぞれ所定の膜厚で順次蒸着した
後、レジストを除去するいわゆるリフトオフ法にて形成
されている。このリフトオフ法は他の方法よりも、バン
プ電極40の側面を表面波基板11に対して垂直に形成
することができるので、半田バンプ接続時の半田による
Al電極の腐食が低減される。
【0020】そして、図3に示すように、上記SAW素
子10のバンプ電極40がベース基板20上のそれぞれ
に対応する電極ランドに半田51で半田付け(半田バン
プ接続)されて、SAW素子10がベース基板20に支
持固定されるとともに電気的に接続され、SAW素子1
0を覆うように、一面開口状の金属キャップ30がその
フランジ部31でベース基板20の接合ランドに半田5
2により半田付けされて、SAW素子10がベース基板
20と金属キャップ30とで形成された空間内に封止さ
れる。
【0021】ベース基板20の電極ランド上には、予め
予備半田が施され、SAW素子10及び金属キャップ3
0とベース基板20との半田による接続・接合はリフロ
ー半田付け法により行われる。この弾性表面波装置は、
ベース基板20の下面を実装面として実装基板に実装さ
れて使用される。
【0022】上記のように、本実施例の弾性表面波装置
においては、バンプ電極40は外径の異なる2つの電極
層41、42で構成され、半田付けされる上部の第2電
極層42は下部のAl電極上に形成された第1電極層4
1の外周よりも小さく形成され、かつ第1電極層41の
最上層の電極膜41dは半田濡れ性の悪い電極材料であ
るAlが用いられており、第2電極層42の側面を伝っ
て第1電極層41に達した半田は、第1電極層41の外
周部表面に濡れ広がることがなく、外周側面を伝って引
出電極14であるAl電極に達することがない。
【0023】また、第1電極層41の2層目の電極膜4
1bには半田の拡散を防止する電極材料であるNiが用
いられており、半田の厚み方向への浸透が防止され、拡
散による半田のAl電極との接触が防止されている。
【0024】また、バンプ電極40は2つの電極層4
1、42で構成され、バンプ電極40の厚みを従来のも
のに比べ厚く形成することができ、側面を伝うまたは拡
散による半田とAl電極との接触は大幅に低減されたも
のとなっている。
【0025】すなわち、本実施例の構成では、半田バン
プ接続時に半田と引出電極であるAl電極とは接触する
ことがなくなり、引出電極(Al電極)の半田による腐
食を防止することができる。
【0026】なお、第1電極層及び第2電極層の構成は
上記実施例に限るものではなく、第1電極層をNiCr
/Ni/Alの3層で形成したものでもよく、また第1
電極層をNiCrの1層のみで形成したものでもよい。
また、第1電極層及び第2電極層の形状や寸法も上記実
施例に限るものではなく、円形以外の他の形状であって
もよい。
【0027】また、バンプ電極の形成方法はリフトオフ
法に限るものではなく、バンプ電極はマスク蒸着法等の
他の方法を用いて形成してもよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る弾性
表面波装置は、半田バンプ接続される第2電極層は第1
電極層の外周よりも小さく形成されており、第2電極層
の外周側面を伝う半田は第1電極層の外周部でその流れ
が抑止され、半田と引出電極であるAl電極との接触が
防止され、Al電極の半田による腐食を防止することが
できる。
【0029】また、第1電極層を複数の電極膜で形成し
最上層の電極膜に半田濡れ性の悪い電極材料を用いるこ
とにより、第2電極層の側面を伝って第1電極層に達し
た半田は外周部表面へ濡れ広がることがなく、外周部で
の半田の流れをより効果的に防止することができる。
【0030】また、第1電極層のいずれかの電極膜に半
田の拡散を防止する電極材料を用いることにより、半田
の厚み方向への浸透を防止することができ、拡散による
半田のAl電極との接触を防止することができる。
【0031】したがって、本発明によれば、半田と引出
電極であるAl電極との接触を防止することができ、A
l電極(引出電極)の半田腐食に起因する接続不具合、
断線等による特性不良を大幅に低減することができ、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】本発明の一実施例に係るSAW素子の平面図で
ある。
【図2】本発明の一実施例に係るSAW素子のバンプ電
極を示す部分拡大断面図である。
【図3】本発明の一実施例に係る弾性表面波装置の断面
図である。
【図4】従来のSAW素子のバンプ電極を示す部分拡大
断面図である。
【符号の説明】
10 SAW素子 11 表面波基板 14 引出電極(Al電極) 20 ベース基板 30 金属キャップ 40 バンプ電極 41 第1電極層 42 第2電極層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−78999(JP,A) 特開 平4−329694(JP,A) 特開 平1−228135(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 9/25 H03H 9/145

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 IDT電極とIDT電極から引出された
    Alからなる引出電極が形成され、かつ引出電極上の一
    部にバンプ電極が形成されたSAW素子を、電極ランド
    が形成されたベース基板に、前記バンプ電極と前記電極
    ランドとを半田バンプ接続して載置してなる弾性表面波
    装置において、前記バンプ電極が、前記引出電極上に形成され、前記引
    出電極と電気的に接続された第1電極層と、該第1電極
    層上に形成され、第1電極層と電気的に接続された第2
    電極層とからなり、第2電極層は半田バンプ接続時に直
    接半田付けされる電極層であり、半田バンプ接続時に第
    2電極層の外周側面を伝う半田が第1電極層の外周部で
    その流れが抑止されるように、第2電極層の外周は全周
    に亘って第1電極層の外周よりも小さく形成されている
    こと を特徴とする弾性表面波装置。
  2. 【請求項2】 前記第1電極層が複数の電極膜で構成さ
    れ、第1電極層の最上層の電極膜が半田濡れ性の悪い電
    極材料で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。
  3. 【請求項3】 前記第1電極層のいずれかの電極膜が半
    田の拡散を防止する電極材料で形成されていることを特
    徴とする請求項2に記載の弾性表面波装置
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