弾性表面波デバイス、および圧電素子の固定方法
【課題】圧電素子の周波数を調整した後、減圧雰囲気から常圧（大気状態）に戻されることによる、圧電素子の周波数変化を抑制する。または、アニール処理により、発生してしまうアウトガスが圧電素子に付着することによる、圧電素子の周波数変化を抑制することが可能な周波数精度の優れた弾性圧電波デバイスを提供する。
【解決手段】ＳＡＷ素子１は接続端子としての金属パッド２３により、収納室２０内の基板５上に固定されるので、気圧の変化による金属パッド２３の膨張または収縮によるＳＡＷ共振子１０の共振周波数の変化を抑制し、共振周波数の精度の優れたＳＡＷ共振子１０を提供することができる。また、接続端子としての金属パッド２３は、アニール処理などによりアウトガスが発生しないので、アウトガスの付着などによる共振周波数の変化を防止することができる。
【解決手段】ＳＡＷ素子１は接続端子としての金属パッド２３により、収納室２０内の基板５上に固定されるので、気圧の変化による金属パッド２３の膨張または収縮によるＳＡＷ共振子１０の共振周波数の変化を抑制し、共振周波数の精度の優れたＳＡＷ共振子１０を提供することができる。また、接続端子としての金属パッド２３は、アニール処理などによりアウトガスが発生しないので、アウトガスの付着などによる共振周波数の変化を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子の固定方法、および弾性表面波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、弾性表面波デバイスは、圧電素子が接着剤によりパッケージ内の基板上に固定されている。そして、パッケージ内に圧電素子が気密に封止されている。弾性表面波デバイスは、減圧雰囲気で圧電素子にプラズマ照射することにより、圧電素子の周波数を調整している（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３５４５０７号公報（７頁、図１〜図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、接着剤によりパッケージ内の基板上に固定された圧電素子の周波数を調整した後、圧電素子は減圧雰囲気から常圧（大気状態）に戻される、つまり気圧が変化してしまう。このため、接着剤が減圧雰囲気で膨張していた状態から収縮されてしまい、圧電素子に応力変化を与え、圧電素子の周波数が変化してしまう。また、気密に封止する前に、水分または有機物などの不純物を除去するために、パッケージおよび接着剤により固定された圧電素子に、アニール処理を施す。しかしながら、アウトガスが発生してしまい、そのアウトガスが圧電素子に付着することにより、圧電素子の周波数が変化してしまう。これらの周波数の変化により、弾性表面波デバイスの周波数精度を悪くしてしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものである。以下の形態または適用例により実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる弾性表面波デバイスは、圧電基板の主面にＩＤＴ電極を備えた圧電素子と、前記圧電素子を固定する基板と、前記基板上に配置された接合金属とを備え、前記圧電素子は、前記主面に対向する前記圧電基板の裏面と、前記基板とが、前記接合金属により固定されていることを要旨とする。
【０００７】
これによれば、ＳＡＷ素子は接合金属により、基板上に固定されるので、気圧の変化による接合金属の膨張または収縮によるＳＡＷ共振子の共振周波数の変化を抑制し、共振周波数の精度の優れたＳＡＷ共振子を提供することができる。また、接合金属は、アニール処理などによりアウトガスが発生しないので、アウトガスの付着などによる共振周波数の変化を防止することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記圧電素子は、前記主面から前記裏面にかけて前記圧電基板に形成された貫通電極を備え、前記基板上に接続端子を備え、前記貫通電極と前記接続端子とが前記接合金属により電気的に接続されていることが好ましい。
これによれば、上述と同様の効果を奏するとともに、ＳＡＷ素子の電気的接続が可能となる。ボンディングワイヤーを用いずに、貫通電極により、ＳＡＷ素子とパッケージとを電気的に接続させるので、パッケージ内にボンディングワイヤーを配線させる空間を、省くことができ、パッケージを小型化および薄型化することができる。これにより、小型化および薄型化された弾性表面波デバイスを提供することができる。
【０００９】
［適用例３］上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記接続端子は複数に区分されていることが好ましい。
これによれば、接続端子に接続される接合金属の数量により、寄生インピーダンスが調整された発振安定度の優れた弾性表面波デバイスを提供することができる。
【００１０】
［適用例４］上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記圧電基板の裏面と、前記基板とが、前記接続端子により固定されていることが好ましい。
これによれば、圧電基板の裏面と基板とが固定される接続端子に接続される接合金属の数量により、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保した弾性表面波デバイスを得ることができる。
【００１１】
［適用例５］本適用例にかかる圧電素子の固定方法は、圧電基板の主面にＩＤＴ電極が形成された圧電素子を基板に固定する圧電素子の固定方法であって、前記主面に対向する前記圧電基板の裏面と、前記基板とを、接合金属により固定することを要旨とする。
【００１２】
これによれば、ＳＡＷ素子は接合金属により、基板上に固定されるので、気圧の変化による接合金属の膨張または収縮によるＳＡＷ共振子の共振周波数の変化を抑制し、共振周波数の精度の優れたＳＡＷ共振子を提供することができる。また、接合金属は、アニール処理などによりアウトガスが発生しないので、アウトガスの付着などによる共振周波数の変化を防止することが可能な圧電素子の固定方法を提供することができる。
【００１３】
［適用例６］上記適用例にかかる圧電素子の固定方法において、前記圧電素子は、前記主面から前記裏面にかけて前記圧電基板に形成された貫通電極を備え、前記基板上に接続端子を備え、前記貫通電極と前記接続端子とを前記接合金属により電気的に接続をすることを要旨とする。
これによれば、上述と同様の効果を奏するとともに、ＳＡＷ素子の電気的接続が可能となる圧電素子の固定方法を提供することができる。
【００１４】
［適用例７］上記適用例にかかる圧電素子の固定方法において、前記接続端子は複数に区分されていることを要旨とする。
これによれば、接続端子に接続される接合金属の数量により、寄生インピーダンスを調整することが可能な圧電素子の固定方法を提供することができる。
【００１５】
［適用例８］上記適用例にかかる圧電素子の固定方法において、前記圧電基板の裏面と、前記基板とを、前記接続端子により固定することを要旨とする。
これによれば、圧電基板の裏面と基板とが固定される接続端子に接続される接合金属の数量により、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保することが可能な圧電素子の固定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態のＳＡＷ共振子を示す概略構成図。
【図２】第１実施形態のＳＡＷ素子を示す概略構成図。
【図３】第１実施形態のＳＡＷ素子の固定方法を示す概略図。
【図４】第２実施形態のＳＡＷ素子の固定方法を示す概略図。
【図５】第３実施形態のＳＡＷ素子の固定方法を示す概略図。
【図６】第４実施形態のＳＡＷ素子を示す概略構成図。
【図７】第４実施形態のＳＡＷ共振子を示す概略構成図。
【図８】変形例１のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【図９】変形例２のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【図１０】変形例３のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【図１１】変形例４のＳＡＷ共振子を示す概略構成図。
【図１２】変形例４のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【図１３】変形例５のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【図１４】変形例６のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【図１５】変形例７のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の実施形態では、圧電素子としてＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）素子を用いたＳＡＷ共振子を一例に挙げて説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
【００１９】
図１に示すように、ＳＡＷ共振子１０は、パッケージ２と、蓋体３と、ＳＡＷ素子１とを備えている。
【００２０】
パッケージ２は、基板５と、積層基板２１と、封止接合部２２と、金属パッド２３と、内部接続端子２４と、外部接続端子２５とを備えている。
【００２１】
基板５上に、枠状に形成された積層基板２１が配置されている。これにより、収納室２０を形成する。積層基板２１は一層からなると図示したが、複数層からなるとしてもよい。積層基板２１の上に、封止接合部２２が配置されている。基板５および積層基板２１は、酸化アルミニウムなどからなる絶縁性のセラミックスである。封止接合部２２は、金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）などを含むロウ剤である。
【００２２】
収納室２０内の基板５上に、金属パッド２３と２個の内部接続端子２４とが形成されている。金属パッド２３は、２個の内部接続端子２４の間に配置されている。内部接続端子２４が形成された基板５の面に対して、対向する面に外部接続端子２５が形成されている。内部接続端子２４と外部接続端子２５とは、電気的に接続されている。金属パッド２３、内部接続端子２４、および外部接続端子２５は、金（Ａｕ）などからなる。
【００２３】
金属パッド２３上にＳＡＷ素子１が配置され、ＳＡＷ素子１は金属パッド２３により収納室２０内の基板５上に固定される。ＳＡＷ素子１は、ボンディングワイヤー４により内部接続端子２４と電気的に接続されている。ボンディングワイヤー４は、アルミニウム（Ａｌ）などからなる。
【００２４】
蓋体３は、封止接合部２２上に配置され、収納室２０を覆っている。そして、蓋体３は抵抗溶接などの方法により封止接合部２２に接合されることにより、収納室２０はＳＡＷ素子１を配置した状態で気密に封止されている。蓋体３は、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）などからなる金属または合金である。
【００２５】
図２（ａ）は、ＳＡＷ素子を示す概略平面図であり、同図（ｂ）は、Ａ−Ｂ断面図であり、同図（ｃ）は、Ｃ−Ｄ断面図である。
図２に示すように、圧電素子としてのＳＡＷ素子１は、圧電基板１５と、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極１１と、接合金属としての金属層１９とを備えている。
【００２６】
圧電基板１５は、圧電層１６と、中間層１７と、基盤層１８とからなる３層構成である。圧電層１６は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる。中間層１７は、ダイヤモンドからなる。基盤層１８は、シリコン（Ｓｉ）からなる。ここで、圧電層１６の材料としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）だけに限らず、水晶（ＳｉＯ2）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電体、またはシリコン（Ｓｉ）などであってもよい。そして、圧電基板１５の構成は、３層構成だけに限らず、２層構成または１層構成などであってもよい。たとえば、２層構成の場合、サファイヤからなる基盤層１８上に、圧電層１６として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が形成された構成が一例として挙げられる。また、１層構成の場合は、圧電層１６として水晶（ＳｉＯ2）またはタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）が形成された構成が一例として挙げられる。
【００２７】
ＩＤＴ電極１１は、圧電基板１５の主面１５ａである圧電層１６上に形成されている。ＩＤＴ電極１１は、複数の電極指１３ａ，１３ｂがそれぞれバスバー１２ａ，１２ｂに連結された構造となっている。そして、一方の電極指１３ａと他方の電極指１３ｂとが交互に配置され、且つ接触しないように形成されている。ＩＤＴ電極１１は、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性金属材料からなる。
ここで、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ａ，１２ｂと、収納室２０内の基板５上の内部接続端子２４とを、ボンディングワイヤー４により電気的に接続させ、図１に示すようにＳＡＷ素子１は金属端子としての内部接続端子２４に電気的に接続される。
【００２８】
金属層１９は、圧電基板１５の主面１５ａに対向する裏面１５ｂに形成されている。金属層１９は、金（Ａｕ）などの導電性金属材料からなる。
【００２９】
ＳＡＷ素子１が、収納室２０内の基板５上の接続端子としての金属パッド２３上に配置され、接合金属としての金属層１９により固定される方法について、図３を用いて説明する。
図３（ａ）に矢印（２点鎖線）で示すように、パッケージ２の金属パッド２３表面に、たとえば紫外線照射またはプラズマ照射などすることにより、金属パッド２３表面を活性化させる。その後、ＳＡＷ素子１の金属層１９を、金属パッド２３上に配置し、図３（ｂ）に示すように、ＳＡＷ素子１は収納室２０内の基板５上に、表面接合により固定される。また、ＳＡＷ素子１の金属層１９に、紫外線照射またはプラズマ照射などするとしてもよい。
【００３０】
その後、蓋体３は、抵抗溶接などの方法により封止接合部２２に接合されることにより、収納室２０は、ＳＡＷ素子１を配置した状態で、気密に封止される。このようにして、ＳＡＷ共振子１０を得る。
【００３１】
本実施形態によれば、ＳＡＷ素子１は接続端子としての金属パッド２３により、収納室２０内の基板５上に固定されるので、気圧の変化による金属パッド２３の膨張または収縮によるＳＡＷ共振子１０の共振周波数の変化を抑制し、共振周波数の精度の優れたＳＡＷ共振子１０を提供することができる。また、接続端子としての金属パッド２３は、アニール処理などによりアウトガスが発生しないので、アウトガスの付着などによる共振周波数の変化を防止することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、図４を参照して説明する。
第２実施形態のＳＡＷ共振子が、第１実施形態のＳＡＷ共振子と相違する点は、ＳＡＷ素子の構成と固定方法とが異なる点である。第２実施形態のＳＡＷ共振子１０は、ＳＡＷ素子１に金属層を備えない。そして、接合金属として金属バンプ６を用いる構成である。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、基板５上の金属パッド２３表面に金属バンプ６を配置し、その金属バンプ６上にＳＡＷ素子１を配置する。金属バンプ６は、たとえば球状であり、金（Ａｕ）などの導電性金属材料からなる。そして、図４（ｂ）において、実線矢印で示すように、たとえばレーザーなどを照射することにより金属バンプ６を溶融させる。これにより、図４（ｃ）に示すように、ＳＡＷ素子１は接合金属としての金属バンプ６により収納室２０内の基板５上に固定される。ここで、金属バンプ６の配置は、図４（ａ）に示す配置に限定されるものではなく、図４（ｂ）においてレーザーの照射が可能な範囲であればよい。具体的には図４（ａ）に２本の二点鎖線で囲われた領域に金属バンプ６が配置されていればレーザーの照射が可能であり、適宜決定することができる。また、接合金属としての金属バンプ６の数量は適宜可能であり、一ヵ所で固定し、この固定によるＳＡＷ素子１への応力発生を抑制する構成としてもよい。
【００３４】
その後、第１実施形態と同様にして、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ａ，１２ｂと、収納室２０内の基板５上の内部接続端子２４とを、ボンディングワイヤー４により電気的に接続させ、ＳＡＷ素子１は内部接続端子２４に電気的に接続される。そして、蓋体３は、抵抗溶接などの方法により封止接合部２２に接合されることにより、収納室２０は、ＳＡＷ素子１を配置した状態で気密に封止される。このようにして、ＳＡＷ共振子１０を得る。本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、圧電基板１５の裏面１５ｂと基板５とが固定される接続端子としての金属パッド２３に接続される接合金属としての金属バンプ６の数量により、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保したＳＡＷ共振子１０を得ることができる。
【００３５】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、図５を参照して説明する。
第３実施形態のＳＡＷ共振子１０が、第２実施形態のＳＡＷ共振子１０と相違する点は、パッケージ２の構成が異なる点である。第３実施形態のＳＡＷ共振子１０は、パッケージ２の収納室２０内の基板５上に金属パッドを備えない構成である。
【００３６】
図５（ａ）に示すように、パッケージ２の基板５上に金属バンプ６を配置し、その金属バンプ６上にＳＡＷ素子１を配置する。第２実施形態と同様に、図５（ｂ）に示すように、レーザーなどを照射することにより接合金属としての金属バンプ６を溶融させて、図５（ｃ）に示すように、ＳＡＷ素子１は接合金属としての金属バンプ６により収納室２０内の基板５上に固定される。
ここで、金属バンプ６の配置は、図５（ａ）に示す配置に限定されるものではなく、図５（ｂ）においてレーザーの照射が可能な範囲であればよい。具体的には図５（ａ）に２本の二点鎖線で囲われた領域に金属バンプ６が配置されていれば、レーザーの照射が可能であり、適宜決定することができる。また、接合金属としての金属バンプ６の数量は適宜可能であり、一ヵ所で固定し、この固定によるＳＡＷ素子１への応力発生を抑制する構成としてもよい。
【００３７】
その後、第１実施形態と同様にして、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ａ，１２ｂと、収納室２０内の基板５上の内部接続端子２４とを、ボンディングワイヤー４により電気的に接続させ、ＳＡＷ素子１は内部接続端子２４に電気的に接続される。そして、蓋体３は、抵抗溶接などの方法により封止接合部２２に接合されることにより、収納室２０は、ＳＡＷ素子１を配置した状態で気密に封止される。このようにして、ＳＡＷ共振子１０を得る。本実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３８】
（第４実施形態）
以下、第４実施形態について、図６および図７を参照して説明する。
第４実施形態のＳＡＷ共振子１０が、第１実施形態のＳＡＷ共振子１０と相違する点は、ＳＡＷ素子１ａの構成と、パッケージ２の構成とが異なる点である。
【００３９】
図６に示すように、第４実施形態のＳＡＷ共振子１０は、ＳＡＷ素子１ａに貫通電極１４ａ，１４ｂを備えている。圧電基板１５の主面１５ａから裏面１５ｂにかけて貫通電極１４ａ，１４ｂを形成している。そして、貫通電極１４ａは、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ａと、金属層１９ａとに、電気的に接続されている。同様に、貫通電極１４ｂは、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ｂと、金属層１９ｂとに、電気的に接続されている。金属層１９ａ，１９ｂは、互いに電気的に独立している。
【００４０】
図７（ａ）および（ｂ）に示すように、パッケージ２は、収納室２０内の基板５上において、２個の内部接続端子２４の間に凸部２６が形成されている。そして、凸部２６は、基板５および積層基板２１などと同様に、酸化アルミニウムなどからなる絶縁性のセラミックスである。
【００４１】
図７（ｃ）に矢印（二点鎖線）で示すように、第１実施形態の図３と同様に、収納室２０内の基板５上の２個の内部接続端子２４表面に、たとえば紫外線照射またはプラズマ照射などする。これにより、接続端子としての内部接続端子２４表面を活性化させる。その後、凸部２６を用いて、ＳＡＷ素子１ａの接合金属としての金属層１９ａ，１９ｂと、内部接続端子２４との位置合わせをしてＳＡＷ素子１ａを配置する。そして、ＳＡＷ素子１ａは収納室２０内の基板５上の内部接続端子２４に、表面接合により固定される。これにより、ＩＤＴ電極１１は、貫通電極１４ａ，１４ｂを経由して内部接続端子２４に電気的に接続される。
【００４２】
その後、第１実施形態と同様にして、蓋体３は、抵抗溶接などの方法により封止接合部２２に接合されることにより、収納室２０は、ＳＡＷ素子１ａを配置した状態で気密に封止される。このようにして、ＳＡＷ共振子１０を得る。
【００４３】
本実施形態によれば、第１〜第３実施形態と同様の効果を奏するとともに、接続端子としての内部接続端子２４に接続される接合金属としての金属層１９ａ，１９ｂの数量により、寄生インピーダンスを調整された発振安定度の優れたＳＡＷ共振子１０を提供することができる。
そして、ボンディングワイヤーを用いずに、貫通電極１４ａ，１４ｂおよび金属層１９ａ，１９ｂにより、ＳＡＷ素子１ａとパッケージ２の内部接続端子２４とを電気的に接続させるので、収納室２０内にボンディングワイヤーを配線させる空間を、第１〜第３実施形態の収納室内の容積に比べて省くことができ、パッケージ２を小型化および薄型化することができる。これにより、小型化および薄型化されたＳＡＷ共振子１０を提供することができる。ボンディングワイヤーを用いないので、ＳＡＷ共振子１０の製造方法を簡略化できる。
【００４４】
ここで、第４実施形態のＳＡＷ共振子１０は、凸部２６をＳＡＷ素子１ａの接合金属としての金属層１９ａ，１９ｂと、接続端子としての内部接続端子２４との位置合わせとして用いたが、これに限定されることなく位置合わせが可能な場合などにおいては、凸部２６が形成されない構成であってもよい。
【００４５】
以下、前述の実施形態におけるＳＡＷ素子およびパッケージの変形例、およびそれらとＳＡＷ素子の固定方法との組み合わせに関する変形例を記載する。そして、以下の変形例では、ボンディングワイヤーによる配線、および蓋体による接合および気密に封止されることに関しては、上述の実施形態と同様のため説明を省略する。
【００４６】
（変形例１）
変形例１は、図８に示すように、図３に示したパッケージ２を用い、図６に示したＳＡＷ素子１ａを用いたものである。
図８（ａ）に矢印（二点鎖線）で示すように、収納室２０内の基板５上の２個の内部接続端子２４表面に、第１実施形態（図３）および第４実施形態（図７参照）と同様に、たとえば紫外線照射またはプラズマ照射などする。これにより、内部接続端子２４表面を活性化させる。その後、図８（ｂ）に示すように、凸部２６を用いて、ＳＡＷ素子１ａの接合金属としての金属層１９ａ，１９ｂと、接続端子としての内部接続端子２４との位置合わせをしてＳＡＷ素子１ａを配置する。そして、ＳＡＷ素子１ａは収納室２０内の基板５上の内部接続端子２４に、表面接合により固定される。これにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４７】
（変形例２）
変形例２は、図９に示すように、図７に示したパッケージ２を用い、図６に示したＳＡＷ素子１ａに金属層１９ａ，１９ｂを備えていない。
ＳＡＷ素子１ａの基板５への固定方法および電気的な接続方法は、第２実施形態（図４参照）および第３実施形態（図５参照）と同様に、レーザーによるＳＡＷ素子１の固定方法および電気的な接続方法を用いる。これにより、第４実施形態と同様の効果を奏することができる。ここで、接合金属としての金属バンプ６の配置は、図９（ａ）に示す配置に限定されるものではなく、図９（ｂ）においてレーザーの照射が可能な範囲であればよい。具体的には図９（ａ）に２本の二点鎖線で囲われた領域に金属バンプ６が配置されていれば、レーザーの照射が可能であり、適宜決定することができる。
【００４８】
（変形例３）
変形例３は、図１０に示すように、図３に示したパッケージ２に凸部２６が形成され、図６に示したＳＡＷ素子１ａに金属層１９ａ，１９ｂを備えていない。
ＳＡＷ素子１ａの基板５への固定方法および電気的な接続方法は、変形例２と同様である。これにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。ここで、金属バンプ６の配置は、図１０（ａ）に示す配置に限定されるものではなく、図１０（ｂ）においてレーザーの照射が可能な範囲であればよい。具体的には図１０（ａ）に２本の二点鎖線で囲われた領域に金属バンプ６が配置されていれば、レーザーの照射が可能であり、適宜決定することができる。
【００４９】
（変形例４）
変形例４のＳＡＷ素子１ｂは、図１１に示すように、図６に示したＳＡＷ素子１に、段差面１５ｃを形成し、金属層が形成されていない。段差面１５ｃは、圧電基板１５の主面１５ａにおいて対向し、裏面１５ｂとは異なる面上に形成されている。
図１２に示すように、図７に示したパッケージ２に凸部２６を備えていない。そして、ＳＡＷ素子１ｂを基板５へ固定する方法および電気的に接続する方法は、第２実施形態（図４参照）および第３実施形態（図５参照）と同様に、レーザーによるＳＡＷ素子１の固定方法を用いる。これによれば、接合金属としての金属バンプ６が、裏面１５ｂだけでなく、段差面１５ｃおよび段差面１５ｃと裏面１５ｂとに接する面にも広がるので、固定面積を大きくすることができ、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保したＳＡＷ共振子１０を得ることができる。
【００５０】
（変形例５）
変形例５のＳＡＷ素子１ｂは、図１３に示すように、図１１に示したＳＡＷ素子１ｂを用いる。パッケージ２は第３実施形態（図５参照）と同様に、パッケージ２に金属パッドを備えていない。そして、ＳＡＷ素子１ｂを基板５へ固定する方法は、第２実施形態（図４参照）および第３実施形態（図５参照）と同様に、レーザーによるＳＡＷ素子１の固定方法および電気的な接続方法を用いる。これにより、変形例４と同様に、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保したＳＡＷ共振子１０を得ることができる。
【００５１】
（変形例６）
変形例６のＳＡＷ素子１ｂは、図１４に示すように、図１１に示したＳＡＷ素子１ｂを用いる。変形例５（図１３参照）のパッケージ２に、収納室２０内の基板５上に凹部２７を備えている。凹部２７に金属バンプ６を配置する。その後、第２実施形態（図４参照）および第３実施形態（図５参照）と同様に、レーザーによるＳＡＷ素子１の固定方法を用いて、ＳＡＷ素子１ｂを基板５へ固定する。これにより、変形例４および５と同様に、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保したＳＡＷ共振子１０を得ることができる。
【００５２】
（変形例７）
変形例７のＳＡＷ素子１ｂは、図１５に示すように、図１１に示したＳＡＷ素子１ｂを用いる。変形例６（図１４参照）のパッケージ２において、収納室２０内の基板５上に金属パッド２３ａ、および凹部２７に金属パッド２３ｂを備えている。そして、ＳＡＷ素子１ｂを基板５へ固定する方法は、第２実施形態（図４参照）および第３実施形態（図５参照）と同様に、レーザーによるＳＡＷ素子１の固定方法を用いる。これにより、変形例４〜６と同様に、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保したＳＡＷ共振子１０を得ることができる。
【００５３】
なお、上記課題の少なくとも一部を解決できる範囲での変形、改良などは前述の実施形態に含まれるものである。
【００５４】
たとえば、接合金属としての金属層または金属バンプによりＳＡＷ素子を基板へ、固定する方法、または固定および電気的接続する方法のいずれか一つの方法で用いるとして上述したが、これに限るものではない。たとえば２ヵ所で固定のために接合金属としての金属層または金属バンプを用い、別の２ヵ所で固定および電気的接続のために接合金属としての金属層または金属バンプを用いるなどしてもよい。
【００５５】
そして、金属層によりＳＡＷ素子が接合される収納室内の基板上に形成された内部接続端子および金属パッドは、１個または２個形成されている場合について説明したが、これに限るものではなく、複数（３個以上）形成されていてもよい。同様にして、金属層は、ＳＡＷ素子の裏面の全面に１個形成された場合、およびＳＡＷ素子の裏面で２個に分割されて形成されている場合について説明したが、これに限るものではなく、金属層はＳＡＷ素子の裏面に複数（３個以上）形成されるとしてもよい。
【００５６】
また、貫通電極が形成されたＳＡＷ素子（図６および図１１参照）を用いて説明した実施形態および変形例のＳＡＷ共振子は、ボンディングワイヤーによりＳＡＷ素子の主面に形成されたＩＤＴ電極を、収納室内の基板上に形成された内部接続端子に電気的に接続させるとしてもよい。この場合、貫通電極は形成されていても、形成されていなくても、いずれでもよく、適宜決定することができる。
【００５７】
そして、ＳＡＷ素子とパッケージの基板との固定において、接合金属としての金属バンプを用いる場合、金属層が形成されていないＳＡＷ素子を用いたが、これに限るものではなく、金属層が形成されたＳＡＷ素子を用いてもよく、適宜決定することができる。
【００５８】
ＳＡＷデバイスとしてＳＡＷ共振子を例に挙げて説明したがこれに限るものではなく、発振回路を備えたＳＡＷ発振器、またはモジュール化されたＳＡＷモジュールであってもよい。そして、ＳＡＷモジュールは、圧電基板上にＩＤＴ電極を形成するだけでなく、反射電極を備えた構成であってもよい。また、ＩＤＴ電極を２対以上備えた構成であってもよい。
【００５９】
金属層、金属パッド、金属バンプ、または内部接続端子のいずれか１つを接合金属として用いるとして、前述の実施形態および変形例において説明したが、これに限るものではなく、たとえば接合金属として金属バンプおよび金属層、金属バンプおよび内部接続端子、または金属層および内部接続端子などの２つ以上の組み合わせであってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１，１ａ，１ｂ…ＳＡＷ素子、２…パッケージ、３…蓋体、４…ボンディングワイヤー、５…基板、６…金属バンプ、１０…ＳＡＷ共振子、１１…ＩＤＴ電極、１２ａ，１２ｂ…バスバー、１３ａ，１３ｂ…電極指、１４ａ，１４ｂ…貫通電極、１５…圧電基板、１５ａ…圧電基板の主面、１５ｂ…圧電基板の裏面、１５ｃ…段差面、１６…圧電層、１７…中間層、１８…基盤層、１９，１９ａ，１９ｂ…金属層、２０…収納室、２１…積層基板、２２…封止接合部、２３，２３ａ，２３ｂ…金属パッド、２４…内部接続端子、２５…外部接続端子、２６…凸部、２７…凹部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子の固定方法、および弾性表面波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、弾性表面波デバイスは、圧電素子が接着剤によりパッケージ内の基板上に固定されている。そして、パッケージ内に圧電素子が気密に封止されている。弾性表面波デバイスは、減圧雰囲気で圧電素子にプラズマ照射することにより、圧電素子の周波数を調整している（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３５４５０７号公報（７頁、図１〜図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、接着剤によりパッケージ内の基板上に固定された圧電素子の周波数を調整した後、圧電素子は減圧雰囲気から常圧（大気状態）に戻される、つまり気圧が変化してしまう。このため、接着剤が減圧雰囲気で膨張していた状態から収縮されてしまい、圧電素子に応力変化を与え、圧電素子の周波数が変化してしまう。また、気密に封止する前に、水分または有機物などの不純物を除去するために、パッケージおよび接着剤により固定された圧電素子に、アニール処理を施す。しかしながら、アウトガスが発生してしまい、そのアウトガスが圧電素子に付着することにより、圧電素子の周波数が変化してしまう。これらの周波数の変化により、弾性表面波デバイスの周波数精度を悪くしてしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものである。以下の形態または適用例により実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる弾性表面波デバイスは、圧電基板の主面にＩＤＴ電極を備えた圧電素子と、前記圧電素子を固定する基板と、前記基板上に配置された接合金属とを備え、前記圧電素子は、前記主面に対向する前記圧電基板の裏面と、前記基板とが、前記接合金属により固定されていることを要旨とする。
【０００７】
これによれば、ＳＡＷ素子は接合金属により、基板上に固定されるので、気圧の変化による接合金属の膨張または収縮によるＳＡＷ共振子の共振周波数の変化を抑制し、共振周波数の精度の優れたＳＡＷ共振子を提供することができる。また、接合金属は、アニール処理などによりアウトガスが発生しないので、アウトガスの付着などによる共振周波数の変化を防止することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記圧電素子は、前記主面から前記裏面にかけて前記圧電基板に形成された貫通電極を備え、前記基板上に接続端子を備え、前記貫通電極と前記接続端子とが前記接合金属により電気的に接続されていることが好ましい。
これによれば、上述と同様の効果を奏するとともに、ＳＡＷ素子の電気的接続が可能となる。ボンディングワイヤーを用いずに、貫通電極により、ＳＡＷ素子とパッケージとを電気的に接続させるので、パッケージ内にボンディングワイヤーを配線させる空間を、省くことができ、パッケージを小型化および薄型化することができる。これにより、小型化および薄型化された弾性表面波デバイスを提供することができる。
【０００９】
［適用例３］上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記接続端子は複数に区分されていることが好ましい。
これによれば、接続端子に接続される接合金属の数量により、寄生インピーダンスが調整された発振安定度の優れた弾性表面波デバイスを提供することができる。
【００１０】
［適用例４］上記適用例にかかる弾性表面波デバイスにおいて、前記圧電基板の裏面と、前記基板とが、前記接続端子により固定されていることが好ましい。
これによれば、圧電基板の裏面と基板とが固定される接続端子に接続される接合金属の数量により、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保した弾性表面波デバイスを得ることができる。
【００１１】
［適用例５］本適用例にかかる圧電素子の固定方法は、圧電基板の主面にＩＤＴ電極が形成された圧電素子を基板に固定する圧電素子の固定方法であって、前記主面に対向する前記圧電基板の裏面と、前記基板とを、接合金属により固定することを要旨とする。
【００１２】
これによれば、ＳＡＷ素子は接合金属により、基板上に固定されるので、気圧の変化による接合金属の膨張または収縮によるＳＡＷ共振子の共振周波数の変化を抑制し、共振周波数の精度の優れたＳＡＷ共振子を提供することができる。また、接合金属は、アニール処理などによりアウトガスが発生しないので、アウトガスの付着などによる共振周波数の変化を防止することが可能な圧電素子の固定方法を提供することができる。
【００１３】
［適用例６］上記適用例にかかる圧電素子の固定方法において、前記圧電素子は、前記主面から前記裏面にかけて前記圧電基板に形成された貫通電極を備え、前記基板上に接続端子を備え、前記貫通電極と前記接続端子とを前記接合金属により電気的に接続をすることを要旨とする。
これによれば、上述と同様の効果を奏するとともに、ＳＡＷ素子の電気的接続が可能となる圧電素子の固定方法を提供することができる。
【００１４】
［適用例７］上記適用例にかかる圧電素子の固定方法において、前記接続端子は複数に区分されていることを要旨とする。
これによれば、接続端子に接続される接合金属の数量により、寄生インピーダンスを調整することが可能な圧電素子の固定方法を提供することができる。
【００１５】
［適用例８］上記適用例にかかる圧電素子の固定方法において、前記圧電基板の裏面と、前記基板とを、前記接続端子により固定することを要旨とする。
これによれば、圧電基板の裏面と基板とが固定される接続端子に接続される接合金属の数量により、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保することが可能な圧電素子の固定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態のＳＡＷ共振子を示す概略構成図。
【図２】第１実施形態のＳＡＷ素子を示す概略構成図。
【図３】第１実施形態のＳＡＷ素子の固定方法を示す概略図。
【図４】第２実施形態のＳＡＷ素子の固定方法を示す概略図。
【図５】第３実施形態のＳＡＷ素子の固定方法を示す概略図。
【図６】第４実施形態のＳＡＷ素子を示す概略構成図。
【図７】第４実施形態のＳＡＷ共振子を示す概略構成図。
【図８】変形例１のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【図９】変形例２のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【図１０】変形例３のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【図１１】変形例４のＳＡＷ共振子を示す概略構成図。
【図１２】変形例４のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【図１３】変形例５のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【図１４】変形例６のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【図１５】変形例７のＳＡＷ素子の概略構成および固定方法を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の実施形態では、圧電素子としてＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）素子を用いたＳＡＷ共振子を一例に挙げて説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
【００１９】
図１に示すように、ＳＡＷ共振子１０は、パッケージ２と、蓋体３と、ＳＡＷ素子１とを備えている。
【００２０】
パッケージ２は、基板５と、積層基板２１と、封止接合部２２と、金属パッド２３と、内部接続端子２４と、外部接続端子２５とを備えている。
【００２１】
基板５上に、枠状に形成された積層基板２１が配置されている。これにより、収納室２０を形成する。積層基板２１は一層からなると図示したが、複数層からなるとしてもよい。積層基板２１の上に、封止接合部２２が配置されている。基板５および積層基板２１は、酸化アルミニウムなどからなる絶縁性のセラミックスである。封止接合部２２は、金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）などを含むロウ剤である。
【００２２】
収納室２０内の基板５上に、金属パッド２３と２個の内部接続端子２４とが形成されている。金属パッド２３は、２個の内部接続端子２４の間に配置されている。内部接続端子２４が形成された基板５の面に対して、対向する面に外部接続端子２５が形成されている。内部接続端子２４と外部接続端子２５とは、電気的に接続されている。金属パッド２３、内部接続端子２４、および外部接続端子２５は、金（Ａｕ）などからなる。
【００２３】
金属パッド２３上にＳＡＷ素子１が配置され、ＳＡＷ素子１は金属パッド２３により収納室２０内の基板５上に固定される。ＳＡＷ素子１は、ボンディングワイヤー４により内部接続端子２４と電気的に接続されている。ボンディングワイヤー４は、アルミニウム（Ａｌ）などからなる。
【００２４】
蓋体３は、封止接合部２２上に配置され、収納室２０を覆っている。そして、蓋体３は抵抗溶接などの方法により封止接合部２２に接合されることにより、収納室２０はＳＡＷ素子１を配置した状態で気密に封止されている。蓋体３は、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）などからなる金属または合金である。
【００２５】
図２（ａ）は、ＳＡＷ素子を示す概略平面図であり、同図（ｂ）は、Ａ−Ｂ断面図であり、同図（ｃ）は、Ｃ−Ｄ断面図である。
図２に示すように、圧電素子としてのＳＡＷ素子１は、圧電基板１５と、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極１１と、接合金属としての金属層１９とを備えている。
【００２６】
圧電基板１５は、圧電層１６と、中間層１７と、基盤層１８とからなる３層構成である。圧電層１６は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる。中間層１７は、ダイヤモンドからなる。基盤層１８は、シリコン（Ｓｉ）からなる。ここで、圧電層１６の材料としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）だけに限らず、水晶（ＳｉＯ2）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電体、またはシリコン（Ｓｉ）などであってもよい。そして、圧電基板１５の構成は、３層構成だけに限らず、２層構成または１層構成などであってもよい。たとえば、２層構成の場合、サファイヤからなる基盤層１８上に、圧電層１６として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が形成された構成が一例として挙げられる。また、１層構成の場合は、圧電層１６として水晶（ＳｉＯ2）またはタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）が形成された構成が一例として挙げられる。
【００２７】
ＩＤＴ電極１１は、圧電基板１５の主面１５ａである圧電層１６上に形成されている。ＩＤＴ電極１１は、複数の電極指１３ａ，１３ｂがそれぞれバスバー１２ａ，１２ｂに連結された構造となっている。そして、一方の電極指１３ａと他方の電極指１３ｂとが交互に配置され、且つ接触しないように形成されている。ＩＤＴ電極１１は、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性金属材料からなる。
ここで、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ａ，１２ｂと、収納室２０内の基板５上の内部接続端子２４とを、ボンディングワイヤー４により電気的に接続させ、図１に示すようにＳＡＷ素子１は金属端子としての内部接続端子２４に電気的に接続される。
【００２８】
金属層１９は、圧電基板１５の主面１５ａに対向する裏面１５ｂに形成されている。金属層１９は、金（Ａｕ）などの導電性金属材料からなる。
【００２９】
ＳＡＷ素子１が、収納室２０内の基板５上の接続端子としての金属パッド２３上に配置され、接合金属としての金属層１９により固定される方法について、図３を用いて説明する。
図３（ａ）に矢印（２点鎖線）で示すように、パッケージ２の金属パッド２３表面に、たとえば紫外線照射またはプラズマ照射などすることにより、金属パッド２３表面を活性化させる。その後、ＳＡＷ素子１の金属層１９を、金属パッド２３上に配置し、図３（ｂ）に示すように、ＳＡＷ素子１は収納室２０内の基板５上に、表面接合により固定される。また、ＳＡＷ素子１の金属層１９に、紫外線照射またはプラズマ照射などするとしてもよい。
【００３０】
その後、蓋体３は、抵抗溶接などの方法により封止接合部２２に接合されることにより、収納室２０は、ＳＡＷ素子１を配置した状態で、気密に封止される。このようにして、ＳＡＷ共振子１０を得る。
【００３１】
本実施形態によれば、ＳＡＷ素子１は接続端子としての金属パッド２３により、収納室２０内の基板５上に固定されるので、気圧の変化による金属パッド２３の膨張または収縮によるＳＡＷ共振子１０の共振周波数の変化を抑制し、共振周波数の精度の優れたＳＡＷ共振子１０を提供することができる。また、接続端子としての金属パッド２３は、アニール処理などによりアウトガスが発生しないので、アウトガスの付着などによる共振周波数の変化を防止することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、図４を参照して説明する。
第２実施形態のＳＡＷ共振子が、第１実施形態のＳＡＷ共振子と相違する点は、ＳＡＷ素子の構成と固定方法とが異なる点である。第２実施形態のＳＡＷ共振子１０は、ＳＡＷ素子１に金属層を備えない。そして、接合金属として金属バンプ６を用いる構成である。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、基板５上の金属パッド２３表面に金属バンプ６を配置し、その金属バンプ６上にＳＡＷ素子１を配置する。金属バンプ６は、たとえば球状であり、金（Ａｕ）などの導電性金属材料からなる。そして、図４（ｂ）において、実線矢印で示すように、たとえばレーザーなどを照射することにより金属バンプ６を溶融させる。これにより、図４（ｃ）に示すように、ＳＡＷ素子１は接合金属としての金属バンプ６により収納室２０内の基板５上に固定される。ここで、金属バンプ６の配置は、図４（ａ）に示す配置に限定されるものではなく、図４（ｂ）においてレーザーの照射が可能な範囲であればよい。具体的には図４（ａ）に２本の二点鎖線で囲われた領域に金属バンプ６が配置されていればレーザーの照射が可能であり、適宜決定することができる。また、接合金属としての金属バンプ６の数量は適宜可能であり、一ヵ所で固定し、この固定によるＳＡＷ素子１への応力発生を抑制する構成としてもよい。
【００３４】
その後、第１実施形態と同様にして、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ａ，１２ｂと、収納室２０内の基板５上の内部接続端子２４とを、ボンディングワイヤー４により電気的に接続させ、ＳＡＷ素子１は内部接続端子２４に電気的に接続される。そして、蓋体３は、抵抗溶接などの方法により封止接合部２２に接合されることにより、収納室２０は、ＳＡＷ素子１を配置した状態で気密に封止される。このようにして、ＳＡＷ共振子１０を得る。本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、圧電基板１５の裏面１５ｂと基板５とが固定される接続端子としての金属パッド２３に接続される接合金属としての金属バンプ６の数量により、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保したＳＡＷ共振子１０を得ることができる。
【００３５】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、図５を参照して説明する。
第３実施形態のＳＡＷ共振子１０が、第２実施形態のＳＡＷ共振子１０と相違する点は、パッケージ２の構成が異なる点である。第３実施形態のＳＡＷ共振子１０は、パッケージ２の収納室２０内の基板５上に金属パッドを備えない構成である。
【００３６】
図５（ａ）に示すように、パッケージ２の基板５上に金属バンプ６を配置し、その金属バンプ６上にＳＡＷ素子１を配置する。第２実施形態と同様に、図５（ｂ）に示すように、レーザーなどを照射することにより接合金属としての金属バンプ６を溶融させて、図５（ｃ）に示すように、ＳＡＷ素子１は接合金属としての金属バンプ６により収納室２０内の基板５上に固定される。
ここで、金属バンプ６の配置は、図５（ａ）に示す配置に限定されるものではなく、図５（ｂ）においてレーザーの照射が可能な範囲であればよい。具体的には図５（ａ）に２本の二点鎖線で囲われた領域に金属バンプ６が配置されていれば、レーザーの照射が可能であり、適宜決定することができる。また、接合金属としての金属バンプ６の数量は適宜可能であり、一ヵ所で固定し、この固定によるＳＡＷ素子１への応力発生を抑制する構成としてもよい。
【００３７】
その後、第１実施形態と同様にして、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ａ，１２ｂと、収納室２０内の基板５上の内部接続端子２４とを、ボンディングワイヤー４により電気的に接続させ、ＳＡＷ素子１は内部接続端子２４に電気的に接続される。そして、蓋体３は、抵抗溶接などの方法により封止接合部２２に接合されることにより、収納室２０は、ＳＡＷ素子１を配置した状態で気密に封止される。このようにして、ＳＡＷ共振子１０を得る。本実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３８】
（第４実施形態）
以下、第４実施形態について、図６および図７を参照して説明する。
第４実施形態のＳＡＷ共振子１０が、第１実施形態のＳＡＷ共振子１０と相違する点は、ＳＡＷ素子１ａの構成と、パッケージ２の構成とが異なる点である。
【００３９】
図６に示すように、第４実施形態のＳＡＷ共振子１０は、ＳＡＷ素子１ａに貫通電極１４ａ，１４ｂを備えている。圧電基板１５の主面１５ａから裏面１５ｂにかけて貫通電極１４ａ，１４ｂを形成している。そして、貫通電極１４ａは、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ａと、金属層１９ａとに、電気的に接続されている。同様に、貫通電極１４ｂは、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ｂと、金属層１９ｂとに、電気的に接続されている。金属層１９ａ，１９ｂは、互いに電気的に独立している。
【００４０】
図７（ａ）および（ｂ）に示すように、パッケージ２は、収納室２０内の基板５上において、２個の内部接続端子２４の間に凸部２６が形成されている。そして、凸部２６は、基板５および積層基板２１などと同様に、酸化アルミニウムなどからなる絶縁性のセラミックスである。
【００４１】
図７（ｃ）に矢印（二点鎖線）で示すように、第１実施形態の図３と同様に、収納室２０内の基板５上の２個の内部接続端子２４表面に、たとえば紫外線照射またはプラズマ照射などする。これにより、接続端子としての内部接続端子２４表面を活性化させる。その後、凸部２６を用いて、ＳＡＷ素子１ａの接合金属としての金属層１９ａ，１９ｂと、内部接続端子２４との位置合わせをしてＳＡＷ素子１ａを配置する。そして、ＳＡＷ素子１ａは収納室２０内の基板５上の内部接続端子２４に、表面接合により固定される。これにより、ＩＤＴ電極１１は、貫通電極１４ａ，１４ｂを経由して内部接続端子２４に電気的に接続される。
【００４２】
その後、第１実施形態と同様にして、蓋体３は、抵抗溶接などの方法により封止接合部２２に接合されることにより、収納室２０は、ＳＡＷ素子１ａを配置した状態で気密に封止される。このようにして、ＳＡＷ共振子１０を得る。
【００４３】
本実施形態によれば、第１〜第３実施形態と同様の効果を奏するとともに、接続端子としての内部接続端子２４に接続される接合金属としての金属層１９ａ，１９ｂの数量により、寄生インピーダンスを調整された発振安定度の優れたＳＡＷ共振子１０を提供することができる。
そして、ボンディングワイヤーを用いずに、貫通電極１４ａ，１４ｂおよび金属層１９ａ，１９ｂにより、ＳＡＷ素子１ａとパッケージ２の内部接続端子２４とを電気的に接続させるので、収納室２０内にボンディングワイヤーを配線させる空間を、第１〜第３実施形態の収納室内の容積に比べて省くことができ、パッケージ２を小型化および薄型化することができる。これにより、小型化および薄型化されたＳＡＷ共振子１０を提供することができる。ボンディングワイヤーを用いないので、ＳＡＷ共振子１０の製造方法を簡略化できる。
【００４４】
ここで、第４実施形態のＳＡＷ共振子１０は、凸部２６をＳＡＷ素子１ａの接合金属としての金属層１９ａ，１９ｂと、接続端子としての内部接続端子２４との位置合わせとして用いたが、これに限定されることなく位置合わせが可能な場合などにおいては、凸部２６が形成されない構成であってもよい。
【００４５】
以下、前述の実施形態におけるＳＡＷ素子およびパッケージの変形例、およびそれらとＳＡＷ素子の固定方法との組み合わせに関する変形例を記載する。そして、以下の変形例では、ボンディングワイヤーによる配線、および蓋体による接合および気密に封止されることに関しては、上述の実施形態と同様のため説明を省略する。
【００４６】
（変形例１）
変形例１は、図８に示すように、図３に示したパッケージ２を用い、図６に示したＳＡＷ素子１ａを用いたものである。
図８（ａ）に矢印（二点鎖線）で示すように、収納室２０内の基板５上の２個の内部接続端子２４表面に、第１実施形態（図３）および第４実施形態（図７参照）と同様に、たとえば紫外線照射またはプラズマ照射などする。これにより、内部接続端子２４表面を活性化させる。その後、図８（ｂ）に示すように、凸部２６を用いて、ＳＡＷ素子１ａの接合金属としての金属層１９ａ，１９ｂと、接続端子としての内部接続端子２４との位置合わせをしてＳＡＷ素子１ａを配置する。そして、ＳＡＷ素子１ａは収納室２０内の基板５上の内部接続端子２４に、表面接合により固定される。これにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４７】
（変形例２）
変形例２は、図９に示すように、図７に示したパッケージ２を用い、図６に示したＳＡＷ素子１ａに金属層１９ａ，１９ｂを備えていない。
ＳＡＷ素子１ａの基板５への固定方法および電気的な接続方法は、第２実施形態（図４参照）および第３実施形態（図５参照）と同様に、レーザーによるＳＡＷ素子１の固定方法および電気的な接続方法を用いる。これにより、第４実施形態と同様の効果を奏することができる。ここで、接合金属としての金属バンプ６の配置は、図９（ａ）に示す配置に限定されるものではなく、図９（ｂ）においてレーザーの照射が可能な範囲であればよい。具体的には図９（ａ）に２本の二点鎖線で囲われた領域に金属バンプ６が配置されていれば、レーザーの照射が可能であり、適宜決定することができる。
【００４８】
（変形例３）
変形例３は、図１０に示すように、図３に示したパッケージ２に凸部２６が形成され、図６に示したＳＡＷ素子１ａに金属層１９ａ，１９ｂを備えていない。
ＳＡＷ素子１ａの基板５への固定方法および電気的な接続方法は、変形例２と同様である。これにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。ここで、金属バンプ６の配置は、図１０（ａ）に示す配置に限定されるものではなく、図１０（ｂ）においてレーザーの照射が可能な範囲であればよい。具体的には図１０（ａ）に２本の二点鎖線で囲われた領域に金属バンプ６が配置されていれば、レーザーの照射が可能であり、適宜決定することができる。
【００４９】
（変形例４）
変形例４のＳＡＷ素子１ｂは、図１１に示すように、図６に示したＳＡＷ素子１に、段差面１５ｃを形成し、金属層が形成されていない。段差面１５ｃは、圧電基板１５の主面１５ａにおいて対向し、裏面１５ｂとは異なる面上に形成されている。
図１２に示すように、図７に示したパッケージ２に凸部２６を備えていない。そして、ＳＡＷ素子１ｂを基板５へ固定する方法および電気的に接続する方法は、第２実施形態（図４参照）および第３実施形態（図５参照）と同様に、レーザーによるＳＡＷ素子１の固定方法を用いる。これによれば、接合金属としての金属バンプ６が、裏面１５ｂだけでなく、段差面１５ｃおよび段差面１５ｃと裏面１５ｂとに接する面にも広がるので、固定面積を大きくすることができ、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保したＳＡＷ共振子１０を得ることができる。
【００５０】
（変形例５）
変形例５のＳＡＷ素子１ｂは、図１３に示すように、図１１に示したＳＡＷ素子１ｂを用いる。パッケージ２は第３実施形態（図５参照）と同様に、パッケージ２に金属パッドを備えていない。そして、ＳＡＷ素子１ｂを基板５へ固定する方法は、第２実施形態（図４参照）および第３実施形態（図５参照）と同様に、レーザーによるＳＡＷ素子１の固定方法および電気的な接続方法を用いる。これにより、変形例４と同様に、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保したＳＡＷ共振子１０を得ることができる。
【００５１】
（変形例６）
変形例６のＳＡＷ素子１ｂは、図１４に示すように、図１１に示したＳＡＷ素子１ｂを用いる。変形例５（図１３参照）のパッケージ２に、収納室２０内の基板５上に凹部２７を備えている。凹部２７に金属バンプ６を配置する。その後、第２実施形態（図４参照）および第３実施形態（図５参照）と同様に、レーザーによるＳＡＷ素子１の固定方法を用いて、ＳＡＷ素子１ｂを基板５へ固定する。これにより、変形例４および５と同様に、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保したＳＡＷ共振子１０を得ることができる。
【００５２】
（変形例７）
変形例７のＳＡＷ素子１ｂは、図１５に示すように、図１１に示したＳＡＷ素子１ｂを用いる。変形例６（図１４参照）のパッケージ２において、収納室２０内の基板５上に金属パッド２３ａ、および凹部２７に金属パッド２３ｂを備えている。そして、ＳＡＷ素子１ｂを基板５へ固定する方法は、第２実施形態（図４参照）および第３実施形態（図５参照）と同様に、レーザーによるＳＡＷ素子１の固定方法を用いる。これにより、変形例４〜６と同様に、接続強度および耐衝撃性の信頼性を確保したＳＡＷ共振子１０を得ることができる。
【００５３】
なお、上記課題の少なくとも一部を解決できる範囲での変形、改良などは前述の実施形態に含まれるものである。
【００５４】
たとえば、接合金属としての金属層または金属バンプによりＳＡＷ素子を基板へ、固定する方法、または固定および電気的接続する方法のいずれか一つの方法で用いるとして上述したが、これに限るものではない。たとえば２ヵ所で固定のために接合金属としての金属層または金属バンプを用い、別の２ヵ所で固定および電気的接続のために接合金属としての金属層または金属バンプを用いるなどしてもよい。
【００５５】
そして、金属層によりＳＡＷ素子が接合される収納室内の基板上に形成された内部接続端子および金属パッドは、１個または２個形成されている場合について説明したが、これに限るものではなく、複数（３個以上）形成されていてもよい。同様にして、金属層は、ＳＡＷ素子の裏面の全面に１個形成された場合、およびＳＡＷ素子の裏面で２個に分割されて形成されている場合について説明したが、これに限るものではなく、金属層はＳＡＷ素子の裏面に複数（３個以上）形成されるとしてもよい。
【００５６】
また、貫通電極が形成されたＳＡＷ素子（図６および図１１参照）を用いて説明した実施形態および変形例のＳＡＷ共振子は、ボンディングワイヤーによりＳＡＷ素子の主面に形成されたＩＤＴ電極を、収納室内の基板上に形成された内部接続端子に電気的に接続させるとしてもよい。この場合、貫通電極は形成されていても、形成されていなくても、いずれでもよく、適宜決定することができる。
【００５７】
そして、ＳＡＷ素子とパッケージの基板との固定において、接合金属としての金属バンプを用いる場合、金属層が形成されていないＳＡＷ素子を用いたが、これに限るものではなく、金属層が形成されたＳＡＷ素子を用いてもよく、適宜決定することができる。
【００５８】
ＳＡＷデバイスとしてＳＡＷ共振子を例に挙げて説明したがこれに限るものではなく、発振回路を備えたＳＡＷ発振器、またはモジュール化されたＳＡＷモジュールであってもよい。そして、ＳＡＷモジュールは、圧電基板上にＩＤＴ電極を形成するだけでなく、反射電極を備えた構成であってもよい。また、ＩＤＴ電極を２対以上備えた構成であってもよい。
【００５９】
金属層、金属パッド、金属バンプ、または内部接続端子のいずれか１つを接合金属として用いるとして、前述の実施形態および変形例において説明したが、これに限るものではなく、たとえば接合金属として金属バンプおよび金属層、金属バンプおよび内部接続端子、または金属層および内部接続端子などの２つ以上の組み合わせであってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１，１ａ，１ｂ…ＳＡＷ素子、２…パッケージ、３…蓋体、４…ボンディングワイヤー、５…基板、６…金属バンプ、１０…ＳＡＷ共振子、１１…ＩＤＴ電極、１２ａ，１２ｂ…バスバー、１３ａ，１３ｂ…電極指、１４ａ，１４ｂ…貫通電極、１５…圧電基板、１５ａ…圧電基板の主面、１５ｂ…圧電基板の裏面、１５ｃ…段差面、１６…圧電層、１７…中間層、１８…基盤層、１９，１９ａ，１９ｂ…金属層、２０…収納室、２１…積層基板、２２…封止接合部、２３，２３ａ，２３ｂ…金属パッド、２４…内部接続端子、２５…外部接続端子、２６…凸部、２７…凹部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板の主面にＩＤＴ電極を備えた圧電素子と、
前記圧電素子を固定する基板と、
前記基板上に配置された接合金属とを備え、
前記圧電素子は、前記主面に対向する前記圧電基板の裏面と、前記基板とが、前記接合金属により固定されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性表面波デバイスであって、
前記圧電素子は、前記主面から前記裏面にかけて前記圧電基板に形成された貫通電極を備え、
前記基板上に接続端子を備え、
前記貫通電極と前記接続端子とが前記接合金属により電気的に接続されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項３】
請求項１または２に記載の弾性表面波デバイスであって、
前記接続端子は複数に区分されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項４】
請求項１または２に記載の弾性表面波デバイスであって、
前記圧電基板の裏面と、前記基板とが、前記接続端子により固定されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項５】
圧電基板の主面にＩＤＴ電極が形成された圧電素子を基板に固定する圧電素子の固定方法であって、
前記主面に対向する前記圧電基板の裏面と、前記基板とを、接合金属により固定することを特徴とする圧電素子の固定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電素子の固定方法であって、
前記圧電素子は、前記主面から前記裏面にかけて前記圧電基板に形成された貫通電極を備え、前記基板上に接続端子を備え、前記貫通電極と前記接続端子とを前記接合金属により電気的に接続をすることを特徴とする圧電素子の固定方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の圧電素子の固定方法であって、
前記接続端子は複数に区分されていることを特徴とする圧電素子の固定方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の圧電素子の固定方法であって、
前記圧電基板の裏面と、前記基板とを、前記接続端子により固定することを特徴とする圧電素子の固定方法。
【請求項１】
圧電基板の主面にＩＤＴ電極を備えた圧電素子と、
前記圧電素子を固定する基板と、
前記基板上に配置された接合金属とを備え、
前記圧電素子は、前記主面に対向する前記圧電基板の裏面と、前記基板とが、前記接合金属により固定されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性表面波デバイスであって、
前記圧電素子は、前記主面から前記裏面にかけて前記圧電基板に形成された貫通電極を備え、
前記基板上に接続端子を備え、
前記貫通電極と前記接続端子とが前記接合金属により電気的に接続されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項３】
請求項１または２に記載の弾性表面波デバイスであって、
前記接続端子は複数に区分されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項４】
請求項１または２に記載の弾性表面波デバイスであって、
前記圧電基板の裏面と、前記基板とが、前記接続端子により固定されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項５】
圧電基板の主面にＩＤＴ電極が形成された圧電素子を基板に固定する圧電素子の固定方法であって、
前記主面に対向する前記圧電基板の裏面と、前記基板とを、接合金属により固定することを特徴とする圧電素子の固定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電素子の固定方法であって、
前記圧電素子は、前記主面から前記裏面にかけて前記圧電基板に形成された貫通電極を備え、前記基板上に接続端子を備え、前記貫通電極と前記接続端子とを前記接合金属により電気的に接続をすることを特徴とする圧電素子の固定方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の圧電素子の固定方法であって、
前記接続端子は複数に区分されていることを特徴とする圧電素子の固定方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の圧電素子の固定方法であって、
前記圧電基板の裏面と、前記基板とを、前記接続端子により固定することを特徴とする圧電素子の固定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−７１６９３（Ｐ２０１１−７１６９３Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２０２７５（Ｐ２００９−２２０２７５）
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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