弾性表面波デバイス
【課題】 ボンディングワイヤの垂れ下がりによる振動特性の劣化を防止しつつ、より一層の小型化に対応し得るＳＡＷデバイスを提供する。
【解決手段】 ＳＡＷ共振子１は、圧電基板６の主面に形成した１対のＩＤＴ８、その長手方向の両側に配置した反射器９ａ，９ｂ、及びその長手方向の一辺６ａに配置したボンディングパッド１０ａ，１０ｂを有するＳＡＷ素子２を備える。ＳＡＷ素子はパッケージ５のキャビティに固定され、その内部にＳＡＷ素子の長手方向の両辺に対向させて配置した接続端子１１ａ，１１ｂとＳＡＷ素子の対応するボンディングパッドとがボンディングワイヤ１０ａ，１０ｂで接続される。ＳＡＷ素子の長手方向の他辺６ｂに対向するパッケージの接続端子と対応するＳＡＷ素子のボンディングパッドとを接続するボンディングワイヤは、反射器を跨いで配線される。
【解決手段】 ＳＡＷ共振子１は、圧電基板６の主面に形成した１対のＩＤＴ８、その長手方向の両側に配置した反射器９ａ，９ｂ、及びその長手方向の一辺６ａに配置したボンディングパッド１０ａ，１０ｂを有するＳＡＷ素子２を備える。ＳＡＷ素子はパッケージ５のキャビティに固定され、その内部にＳＡＷ素子の長手方向の両辺に対向させて配置した接続端子１１ａ，１１ｂとＳＡＷ素子の対応するボンディングパッドとがボンディングワイヤ１０ａ，１０ｂで接続される。ＳＡＷ素子の長手方向の他辺６ｂに対向するパッケージの接続端子と対応するＳＡＷ素子のボンディングパッドとを接続するボンディングワイヤは、反射器を跨いで配線される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電基板の表面に形成した交差指電極からなるＩＤＴ（すだれ状トランスデューサ）とその両側に配置した反射器とを備えた、例えば共振器、フィルタ、センサなどとして使用される弾性表面波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電基板の表面に形成した交差指電極からなるＩＤＴ（すだれ状トランスデューサ）と反射器とを備え、ＩＤＴにより励振した弾性表面波（ＳＡＷ:surface acoustic wave）を利用するＳＡＷ素子を用いた共振子、フィルタ等のＳＡＷデバイスが様々な電子機器に広く使用されている。また、バイオテクノロジや医療などの分野では、測定対象の化学物質を認識する受容体の化学的又は物理的変化を検出するためにＳＡＷ共振子を利用したＳＡＷセンサが開発されている。これらのＳＡＷデバイスは、特に通信機器などの分野で電子機器の小型化に対応して、より一層の小型化が要求されている。
【０００３】
一般にＳＡＷデバイスは、セラミック材料からなるベース内のキャビティにＳＡＷ素子を固定し、その上面に設けられた各ボンディングパッドをそれぞれパッケージ側の対応する接続端子とボンディングワイヤで電気的に接続する。通常ＳＡＷ素子上面のボンディングパッドは、ＩＤＴを構成する各交差指電極から引き出されてそれに近い圧電基板の長手方向の両辺に沿って配置される。パッケージ側の各接続端子は、それぞれ対応するＳＡＷ素子のボンディングパッドを配置した圧電基板の長手方向の各辺に近接させて配置される（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００４】
このようにＳＡＷ素子は、長手方向の両辺に沿ってそれぞれボンディングパッドの配置スペースを必要とするので、それだけ幅寸法が大きくなる。そこで、ＳＡＷ素子のボンディングパッドを圧電基板の長手方向の一辺に配列し、ＳＡＷ素子の幅寸法を小さくしたＳＡＷデバイスが提案されている（例えば、特許文献３乃至５を参照）。
【０００５】
特に、特許文献３に記載のＳＡＷデバイスは、振動・衝撃等により垂れ下がったボンディングワイヤがＩＤＴや他の電極パターンと接触することを防止するために、ＳＡＷ素子のボンディングパッドを配置した圧電基板の長手方向の辺と対向させてパッケージ側の接続端子を配置している。また、特許文献４によれば、ＳＡＷ素子のボンディングパッドを圧電基板の長手方向の一辺に配列することによって、これに接続するボンディングワイヤを短くでき、外部からの雑音や寄生インダクタンスの影響を排除し、かつ振動により切れたり外れたりする可能性が極めて小さくなる。
【０００６】
これらのワイヤボンディングは、接合界面における金属材料の共晶を避けるために、アルミニウムのボンディングパッドに対してアルミニウム系材料のボンディングワイヤを使用し、その先端部をボンディングパッド面にウエッジツールで加圧しつつ超音波振動を加えて接合するウエッジボンディング法により行う（例えば、特許文献６を参照）。また、また、ボンディングワイヤに金線を使用し、ボールボンディング法により、その先端を加熱溶融させて形成したボールを圧着して接合することもできる。
【０００７】
【特許文献１】特開平３−２２０９１１号公報
【特許文献２】特開２０００−１６５１９０号公報
【特許文献３】特開２００２−９５８５号公報
【特許文献４】特開平２−２９０３０８号公報
【特許文献５】特開２００２−２６６５６号公報
【特許文献６】特開２００３−１１０４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ワイヤボンディングの場合、ボンディングワイヤの両端においてそれぞれボンディングパッドとの接合部に必要な大きさの面積を確保する必要があり、特にウエッジボンディングでは、ウエッジツールを使用するためのスペースが更に必要である。そのため、ＳＡＷ素子のボンディングパッドとパッケージ側の接続端子とは、それらの間に少なくともボンディングワイヤの配線に必要な最小限の距離を確保して配置する必要がある。
【０００９】
ところが、ＳＡＷ素子の全ボンディングパッドを圧電基板の長手方向の一辺に配列しかつそれに対向させてパッケージ側の接続端子を配置すると、ＳＡＷ素子をパッケージ側の接続端子から前記最小限の距離以上に離隔しなければならない。その結果、ベースの幅寸法を小さくすることには限界があり、ＳＡＷデバイスを十分に小型化できないという問題がある。
【００１０】
更に、ＳＡＷデバイスの小型化が進む程、圧電基板の長手方向長さが短くなる。そのため、ＳＡＷ素子の全ボンディングパッド及びパッケージ側の全接続端子を圧電基板の長手方向の一辺側に配置すると、隣接するボンディングパッド間の離隔距離及び接続端子間の離隔距離が小さくなり、ワイヤボンディングが困難になる。
【００１１】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動・衝撃等によるボンディングワイヤの垂れ下がりで振動特性が劣化することを防止しつつ、より一層の小型化に対応し得るＳＡＷデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、上記目的を達成するために、圧電基板の主面に形成した少なくとも１対のＩＤＴと、その長手方向の両側に配置した反射器と、その長手方向の一辺に配置した複数のボンディングパッドとを有するＳＡＷ素子と、該ＳＡＷ素子を収容するキャビティを有する箱状をなし、その内部に複数の接続端子をＳＡＷ素子の長手方向の両辺に対向させて配置したパッケージと、ＳＡＷ素子のボンディングパッドと対応するパッケージの接続端子とをそれぞれ接続する複数のボンディングワイヤとを備え、ＳＡＷ素子の長手方向の他辺に対向するパッケージの接続端子とそれに対応するＳＡＷ素子のボンディングパッドとを接続するボンディングワイヤが反射器を跨いで配線されたＳＡＷデバイスが提供される。
【００１３】
このようにＳＡＷ素子のボンディングパッドを配置しかつワイヤボンディングすることによって、ボンディングワイヤの垂れ下がりによる振動特性の劣化を確実に防止すると同時に、圧電基板の幅寸法を小さくしてパッケージ即ちＳＡＷデバイスの小型化を実現できる。更に、ボンディングワイヤがＩＤＴの上を全く通過しないので、ＳＡＷ素子の実装及びボンディングワイヤの結線後でパッケージの封止前に、ＩＤＴの電極膜をレーザビームやイオンビーム等によるドライエッチングで部分的に削除することによって、ＳＡＷ素子の周波数を微調整することができる。また、本発明のＳＡＷデバイスは、そのＳＡＷ素子が有するＩＤＴの数、配置、それらの接続などの構成によって共振子、フィルタとして使用することができる。
【００１４】
或る実施例では、更にＳＡＷ素子の長手方向の一辺に対向するパッケージの接続端子とそれに対応するＳＡＷ素子のボンディングパッドとを接続するボンディングワイヤが、ＳＡＷ素子の長手方向の一辺に関して斜めに配線される。これにより、ＳＡＷ素子の長手方向の一辺とこれに対向するパッケージの接続端子との離隔距離を、ボンディングワイヤの結線に最低限必要な距離よりも短くすることができ、それによってパッケージの幅寸法をより小さくして、ＳＡＷデバイスをより一層小型化することができる。
【００１５】
別の実施例では、ＳＡＷ素子のＩＤＴにより励振されるＳＡＷの伝搬面に固定され、目的物質を認識するための受容体を更に有することにより、該受容体の化学的又は物理的変化により目的物質を検出するＳＡＷセンサとして使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明によるＳＡＷデバイスの好適実施例について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用したＳＡＷ共振子の好適な実施例を示している。このＳＡＷ共振子１は、ＳＡＷ素子２が、セラミックべース３と金属リッド４とからなるパッケージ５の中に実装されている。べース３は、アルミナ等のセラミック材料からなる複数の薄板を積層して、上部を開放した矩形箱状に構成され、その内部に画定されるキャビティの底部にＳＡＷ素子２が固定されている。
【００１７】
ＳＡＷ素子２は、例えば水晶、リチウムタンタレート、リチウムニオベートなどの圧電材料で形成された矩形薄板からなる圧電基板６を有する。このＳＡＷ素子２は１ポート共振子の構成を有し、圧電基板６の主面中央に１対の交差指電極７ａ，７ｂからなるＩＤＴ８が形成され、その長手方向の両側に格子状の反射器９ａ，９ｂが形成されている。
【００１８】
各交差指電極７ａ，７ｂのボンディングパッド１０ａ，１０ｂは、圧電基板６主面の長手方向の一辺６ａに沿って形成されている。これにより圧電基板６即ちＳＡＷ素子２の幅寸法を小さくすることができ、従ってベース３即ちＳＡＷ共振子１の小型化を図ることができる。前記交差指電極、反射器、ボンディングパッド及び配線パターンは、加工性及びコストの観点からアルミニウムで形成されるが、それ以外にアルミニウム合金などの様々な導電性金属材料を使用することもできる。
【００１９】
本実施例では、入出力用のボンディングパッド１０ａが、入出力用の交差指電極７ａから引き出されて一方の反射器９ａ近傍に配置されている。接地用の交差指電極７ｂが他方の反射器９ｂに接続され、接地用のボンディングパッド１０ｂが該反射器９ｂから引き出されてその近傍に配置されている。
【００２０】
べース３の内部には、ＳＡＷ素子２の幅方向の両側に段差が設けられ、その上面に各ボンディングパッド１０ａ，１０ｂに対応する接続端子１１ａ，１１ｂが形成されている。前記接続端子は、例えばＷ、Ｍｏ等の金属配線材料をべース３のセラミック薄板表面にスクリーン印刷しかつその上にＮｉ、Ａｕをめっき等することにより形成され、ベース内部の配線パターン等を介してべース外面の外部端子に接続されている。
【００２１】
本実施例では、入出力用の接続端子１１ａは、ＳＡＷ素子２の長手方向の一辺６ａに対向させて前記一方の反射器９ａに近い側に配置されている。接地用の接続端子１１ｂは、ＳＡＷ素子２の長手方向の他辺６ｂに対向させて他方の反射器９ｂに近い側に配置されている。このように接続端子１１ａ，１１ｂをＳＡＷ素子２の両側に分けて配置したことにより、ベース３が小型化しても、後述するボンディングワイヤを接続するのに十分な大きさを確保することができる。
【００２２】
前記各ボンディングパッドと対応する各接続端子とは、それぞれボンディングワイヤ１２ａ，１２ｂで電気的に接続されている。前記各ボンディングワイヤは、例えば第１ボンドとして一方の端部をパッケージ側の接続端子１１ａ，１１ｂにボールボンディングで接続し、次に他方の端部を第２ボンドとしてＳＡＷ素子２の各ボンディングパッド１０ａ，１０ｂにウエッジボンディングで接続する。本実施例のボンディングワイヤは、共晶による接合強度の低下を防止するために、前記ボンディングパッドと同じ導電材料のアルミニウム線を使用する。
【００２３】
接地用のボンディングパッド１０ｂと接続端子１１ｂとを上述したように配置したことにより、それらを接続するボンディングワイヤ１２ｂは反射器９ｂを跨ぐように配線される。従って、使用時に振動や衝撃でボンディングワイヤ１２ｂが垂れ下がった場合に、その下方の反射器９ｂと接触してもＩＤＴ８とは接触しないので、ＳＡＷ共振子１の振動特性に影響を及ぼす虞は無い。
【００２４】
他方、入出力用のボンディングパッド１０ａと入出力用の接続端子１１ａとを接続するボンディングワイヤ１２ａは、図示するようにＳＡＷ素子２の長手方向と直交する向きに最短距離で配線する。この最短距離がボンディングワイヤ１２ａの結線に最低限必要な距離よりも短い場合には、図１（Ａ）に想像線１３で示すように、ＳＡＷ素子２の長手方向に対して斜めに配線することができる。これにより、ＳＡＷ素子２をその長手方向の一辺６ａを対向するベース３の接続端子１１ａにより近接させて配置し、ベース３の幅寸法を小さくすることができ、従ってＳＡＷ共振子１の小型化を図ることができる。
【００２５】
また本実施例では、いずれのボンディングワイヤ１２ａ，１２ｂもＩＤＴ８の上を全く通過していないので、ＳＡＷ素子２をベース３に固定しかつボンディングワイヤを結線した後にその周波数を測定しながら、レーザビームやイオンビーム等によるドライエッチングで交差指電極７ａ，７ｂを部分的に削除することによって、ＳＡＷ素子２の周波数を微調整することができる。この後、金属リッド４をべース３の上端にシールリングを介してシーム溶接で接合し、パッケージ５を気密に封止する。これにより、より周波数精度の高いＳＡＷ共振子を実現することができる。
【００２６】
図２（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用したＳＡＷデバイスの別の実施例であるトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを示している。このＳＡＷフィルタ１５は、ベース３のキャビティ内に固定されたＳＡＷ素子１６が、圧電基板１７の主面中央に２つのＩＤＴ１８，１９をＳＡＷの伝搬方向に近接して並べ、かつその両側に反射器２０ａ，２０ｂが配置されている。各ＩＤＴ１８，１９はそれぞれ１対の交差指電極２１ａ，２１ｂ、２２ａ，２２ｂを有し、それら交差指電極のボンディングパッド２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂが同様に圧電基板１７主面の長手方向の一辺１７ａに沿って形成されている。これにより圧電基板１７即ちＳＡＷ素子１６の幅寸法を小さくして、ＳＡＷフィルタ１５の小型化を図ることができる。
【００２７】
本実施例では、一方のＩＤＴ１８の入出力用ボンディングパッド２３ａが、その入出力用交差指電極２１ａから引き出されて該交差指電極のバスバー近傍に配置されている。接地用交差指電極２１ｂが隣接する反射器２０ｂに接続され、接地用ボンディングパッド２３ｂが該反射器２０ｂから引き出されてその近傍に配置されている。また、他方のＩＤＴ１９の入出力用ボンディングパッド２４ａは、入出力用の交差指電極２２ａが隣接する反射器２０ａに接続されかつ該反射器から引き出されてその近傍に配置されている。接地用ボンディングパッド２４ｂは、接地用交差指電極２２ａから引き出されて該交差指電極のバスバー近傍に配置されている。
【００２８】
べース３の内部には、同様にＳＡＷ素子１６の幅方向の両側に段差が設けられ、その上面に前記各ボンディングパッドに対応する接続端子２５ａ，２５ｂ、２６ａ，２６ｂが形成されている。４つの前記接続端子は、ＳＡＷ素子１６の両側に分けて配置され、それにより、ベース３が小型化しても、後述するボンディングワイヤを接続するのに十分な大きさを確保することができる。
【００２９】
本実施例では、一方のＩＤＴ１８に接続される入出力用の接続端子２５ａが、ＳＡＷ素子１６の長手方向の一辺１７ａに対向させて、入出力用ボンディングパッド２３ａに近い側に配置されている。接地用の接続端子２５ｂは、ＳＡＷ素子１６の長手方向の他辺１７ｂに対向させて、隣接する反射器２０ｂに近い側に配置されている。他方のＩＤＴ１９に接続される入出力用の接続端子２６ａは、ＳＡＷ素子１６の長手方向の他辺１７ｂに対向させて、隣接する反射器２０ａに近い側に配置されている。接地用の接続端子２６ｂは、ＳＡＷ素子１６の長手方向の一辺１７ａに対向させて、接地用ボンディングパッド２４ｂに近い側に配置されている。
【００３０】
前記各ボンディングパッドと対応する各接続端子とは、それぞれボンディングワイヤ２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂで電気的に接続されている。同様に前記各ボンディングワイヤは、例えば第１ボンドとして一方の端部をパッケージ側の前記接続端子にボールボンディングで接続し、次に他方の端部を第２ボンドとしてＳＡＷ素子１６の前記各ボンディングパッドにウエッジボンディングで接続する。
【００３１】
一方のＩＤＴ１８について接地用ボンディングパッド２３ｂと対応する接続端子２５ｂとを、及び他方のＩＤＴ１９について入出力用ボンディングパッド２４ａと対応する接続端子２６ａとを上述したように配置したことにより、それらを接続するボンディングワイヤ２７ｂ，２８ａはそれぞれ反射器２０ａ，２０ｂを跨ぐように配線される。従って、使用時に振動や衝撃でそれらボンディングワイヤ２７ｂ，２８ａが垂れ下がった場合に、その下方の反射器２０ａ，２０ｂと接触してもＩＤＴ１８，１９とは接触しないので、ＳＡＷフィルタ１５の振動特性に影響を及ぼす虞は無い。
【００３２】
他方、入出力用ボンディングパッド２３ａと対応する接続端子２５ａとを接続するボンディングワイヤ２７ａ、及び接地用ボンディングパッド２４ｂと対応する接続端子２６ｂとを接続するボンディングワイヤ２８ｂは、図示するようにＳＡＷ素子１６の長手方向と直交する向きに最短距離で配線する。この最短距離がボンディングワイヤ２７ａ，２８ｂの結線に最低限必要な距離よりも短い場合には、図２（Ａ）に想像線２９で示すように、ＳＡＷ素子１６の長手方向に対して斜めに配線することができる。これにより、ＳＡＷ素子１６をその長手方向の一辺１７ａを対向するベース３の接続端子により近接させて配置し、ベース３の幅寸法を小さくすることができ、従ってＳＡＷフィルタ１５の小型化を図ることができる。
【００３３】
また本実施例においても、前記各ボンディングワイヤがいずれのＩＤＴ１８，１９の上をも全く通過していないので、ＳＡＷ素子１６をベース３に固定しかつボンディングワイヤを結線した後にその周波数を測定しながら、レーザビームやイオンビーム等によるドライエッチングで前記交差指電極を部分的に削除することによって、ＳＡＷ素子１６の周波数を微調整することができる。この後、金属リッド４をべース３の上端にシールリングを介してシーム溶接で接合し、パッケージ５を気密に封止する。これにより、より周波数精度の高いＳＡＷフィルタを実現することができる。
【００３４】
図３（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用したＳＡＷデバイスの更に別の実施例である横２重モードＳＡＷフィルタの好適な実施例を示している。このＳＡＷフィルタ３０は、ベース３のキャビティ内に固定されたＳＡＷ素子３１が、圧電基板３２の幅方向に並設された２つのＳＡＷ共振子３３，３４から構成される。各ＳＡＷ共振子３３，３４は、それぞれ圧電基板３２の主面中央に配置されたＩＤＴ３５，３６と、その両側にそれぞれ配置された反射器３７ａ，３７ｂ、３８ａ，３８ｂとを有する。各ＩＤＴ３５，３６はそれぞれ１対の交差指電極３９ａ，３９ｂ、４０ａ，４０ｂを有する。
【００３５】
本実施例では、前記各ＩＤＴの入出力用交差指電極３９ａ，４０ａは圧電基板３２の幅方向両側に配置され、それらの間に配置された接地用交差指電極３９ｂ，４０ｂはバスバーを共通にして互いに接続されている。ＳＡＷ共振子３３，３４の隣接する反射器同士３７ａ，３８ａ、３７ｂ，３８ｂが、同様にそれぞれ一方のバスバーを共通にして互いに接続されている。前記各ＩＤＴの入出力用交差指電極３９ａ，４０ａにそれぞれ接続された入出力用ボンディングパッド４１ａ，４２ａと、共通化された接地用交差指電極３９ｂ，４０ｂに接続された共通の接地用ボンディングパッド４１ｂとが、同様に圧電基板３２主面の長手方向の一辺３２ａに沿って形成されている。これにより圧電基板３２即ちＳＡＷ素子３１の幅寸法を小さくして、ＳＡＷフィルタ３０の小型化を図ることができる。
【００３６】
一方のＩＤＴ３５の入出力用ボンディングパッド４１ａは、その入出力用交差指電極３９ａから引き出されて該交差指電極のバスバー近傍に配置されている。他方のＩＤＴ３６の入出力用ボンディングパッド４２ａは、その入出力用の交差指電極４０ａが一方の反射器３８ａに接続されかつそれと共通化した反射器３７ａから引き出されてその近傍に配置されている。共通の接地用ボンディングパッド４１ｂは、他方の反射器３７ｂから引き出されてその近傍に配置されている。
【００３７】
べース３の内部には、同様にＳＡＷ素子３１の幅方向の両側に段差が設けられ、その上面に前記各ボンディングパッドに対応する入出力用の接続端子４３ａ，４４ａと共通の接地用の接続端子４３ｂとが形成されている。３つの前記接続端子は、その１つ４３ｂをＳＡＷ素子３１の長手方向の一辺３２ａに対向する側に、かつ２つ４３ａ，４４ａをＳＡＷ素子３１の長手方向の他辺３２ｂに対向する側に分けて配置されている。これにより、ベース３が小型化しても、後述するボンディングワイヤを接続するのに十分な大きさを確保することができる。
【００３８】
前記各ボンディングパッドと対応する各接続端子とは、それぞれボンディングワイヤ４５ａ，４５ｂ，４６ａで電気的に接続されている。同様に前記各ボンディングワイヤは、例えば第１ボンドとして一方の端部をパッケージ側の前記接続端子にボールボンディングで接続し、次に他方の端部を第２ボンドとしてＳＡＷ素子３１の前記各ボンディングパッドにウエッジボンディングで接続する。
【００３９】
一方の入力用ボンディングパッド４２ａと対応する接続端子４４ａとを、及び共通の接地用ボンディングパッド４３ｂと共通の接続端子４５ｂとを上述したように配置したことにより、それらを接続するボンディングワイヤ４５ｂ，４６ａはそれぞれ共通化した反射器３７ａ，３８ａ、３７ｂ，３８ｂを跨ぐように配線される。従って、使用時に振動や衝撃でそれらボンディングワイヤ４５ｂ，４６ａが垂れ下がった場合に、その下方の反射器と接触してもＩＤＴ３５，３６とは接触しないので、ＳＡＷフィルタ３０の振動特性に影響を及ぼす虞は無い。
【００４０】
他方の入出力用のボンディングパッド４１ａと対応する入出力用接続端子４３ａとを接続するボンディングワイヤ４５ａは、図示するようにＳＡＷ素子３１の長手方向に対して斜めに配線する。これにより、ＳＡＷ素子３１の長手方向の一辺３２ａを対向するベース３の接続端子４３ａ側により近接させて配置し、それらの離隔距離がボンディングワイヤ４５ａの結線に最低限必要な距離よりも短い場合でも、容易に結線することができる。従って、ベース３の幅寸法をできる限り小さくして、ＳＡＷフィルタ３０の小型化を図ることができる。
【００４１】
本実施例においても、前記各ボンディングワイヤがＩＤＴ３５，３６の上を全く通過していないので、ＳＡＷ素子３１をベース３に固定しかつボンディングワイヤを結線した後にその周波数を測定しながら、レーザビームやイオンビーム等によるドライエッチングで交差指電極を部分的に削除することによって、ＳＡＷ素子３１の周波数を微調整することができる。この後、金属リッド４をべース３の上端にシールリングを介してシーム溶接で接合し、パッケージ５を気密に封止する。これにより、より周波数精度の高いＳＡＷ共振子を実現することができる。
【００４２】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用したＳＡＷデバイスの更にまた別の実施例であるＳＡＷセンサの好適な実施例を示している。このＳＡＷセンサ５０はＳＡＷ共振子を利用した例えば質量センサとして使用され、ＳＡＷ素子５１が、セラミックべース３と金属リッド４とからなるパッケージ５の中に実装されている。べース３は、アルミナ等のセラミック材料からなる複数の薄板を積層して、上部を開放した矩形箱状に構成され、その内部に画定されるキャビティの底部にＳＡＷ素子５１が固定されている。
【００４３】
ＳＡＷ素子５１は、例えば水晶、リチウムタンタレート、リチウムニオベートなどの圧電材料で形成された矩形薄板からなる圧電基板５２を有する。圧電基板５２の主面中央には、１対の交差指電極５３ａ，５３ｂからなるＩＤＴ５４が形成され、その長手方向の両側に格子状の反射器５５ａ，５５ｂが形成されている。
【００４４】
ＩＤＴ５４の略中央には、前記交差指電極を構成する電極指と電極指間のＳＡＷ伝搬面に受容体５６が配置されている。受容体５６は、検出対象となる化学物質の性状・特質などに対応して、例えばガス吸着体、酵素、微生物、抗体、ＤＮＡなど従来公知の様々なものを用いることができ、それらを固定した膜、セルなど従来公知の様々な形態で使用される。
【００４５】
このＳＡＷセンサ５０において、交差指電極５３ａ，５３ｂ間に所定の高周波信号電圧を印加して所定周波数のＳＡＷを励振したとき、受容体５６が検出対象の化学物質を吸着するなどしてその重量が増加すると、ＳＡＷの伝搬速度が変化するのでその周波数が変化する。この周波数変化を測定することによって、目的の化学物質を検出してその質量を測定することができる。このようなＳＡＷセンサは、目的物質の質量だけでなく、その濃度やｐＨなどの物性を測定することもできる。
【００４６】
各交差指電極５３ａ，５３ｂのボンディングパッド５７ａ，５７ｂは、同様に圧電基板５２主面の長手方向の一辺５２ａに沿って形成されている。これにより圧電基板５２即ちＳＡＷ素子５１の幅寸法を小さくして、ベース３即ちＳＡＷセンサ５０の小型化を図ることができる。前記交差指電極、反射器、ボンディングパッド及び配線パターンは、加工性及びコストの観点からアルミニウムで形成されるが、それ以外にアルミニウム合金などの様々な導電性金属材料を使用することもできる。
【００４７】
本実施例では、図１の実施例と同様に、入力用ボンディングパッド５７ａが、入力用交差指電極５３ａから引き出されてそのバスバー近傍に配置されている。出力用交差指電極５３ｂが一方の反射器５５ｂに接続され、出力用ボンディングパッド５７ｂが該反射器５５ｂから引き出されてその近傍に配置されている。
【００４８】
べース３の内部には、ＳＡＷ素子５１の幅方向の両側に段差が設けられ、その上面に前記各ボンディングパッドに対応する接続端子５８ａ，５８ｂが形成されている。前記接続端子は、例えばＷ、Ｍｏ等の金属配線材料をべース３のセラミック薄板表面にスクリーン印刷しかつその上にＮｉ、Ａｕをめっき等することにより形成され、ベース内部の配線パターン等を介してべース外面の外部端子に接続されている。
【００４９】
本実施例では、入力用の接続端子５８ａが、ＳＡＷ素子５１の長手方向の一辺５２ａに対向させて他方の反射器５５ａに近い側に配置されている。出力用の接続端子５８ｂは、ＳＡＷ素子５１の長手方向の他辺５２ｂに対向させて前記一方の反射器５５ｂに近い側に配置されている。このように接続端子５８ａ，５８ｂをＳＡＷ素子５１の両側に分けて配置したことにより、ベース３が小型化しても、後述するボンディングワイヤを接続するのに十分な大きさを確保することができる。
【００５０】
前記各ボンディングパッドと対応する各接続端子とは、それぞれボンディングワイヤ５９ａ，５９ｂで電気的に接続されている。前記各ボンディングワイヤは、例えば第１ボンドとして一方の端部を対応するパッケージ側の前記接続端子にボールボンディングで接続し、次に他方の端部を第２ボンドとしてＳＡＷ素子５１の前記各ボンディングパッドにウエッジボンディングで接続する。
【００５１】
出力用ボンディングパッド５７ｂと接続端子５８ｂとを上述したように配置したことにより、それらを接続するボンディングワイヤ５９ｂは反射器５５ｂを跨ぐように配線される。従って、使用時に振動や衝撃でボンディングワイヤ５５ｂが垂れ下がった場合に、その下方の反射器５５ｂと接触してもＩＤＴ５４とは接触しないので、ＳＡＷセンサ５０の振動特性及び感度に影響を及ぼす虞は無い。
【００５２】
他方、入力用のボンディングパッド５７ａと接続端子５８ａとを接続するボンディングワイヤ５９ａは、図示するようにＳＡＷ素子５１の長手方向に対して斜めに配線する。これにより、ＳＡＷ素子５１の長手方向の一辺５２ａを対向するベース３の接続端子５８ａ側により近接させて配置し、それらの離隔距離がボンディングワイヤ５９ａの結線に最低限必要な距離よりも短い場合でも、容易に結線することができる。従って、ベース３の幅寸法をできる限り小さくして、ＳＡＷセンサ５０の小型化を図ることができる。
【００５３】
また本実施例では、いずれのボンディングワイヤ５９ａ，５９ｂもＩＤＴ５４の上を全く通過していないので、ＳＡＷ素子５１をベース３に固定しかつボンディングワイヤを結線した後にその周波数を測定しながら、レーザビームやイオンビーム等によるドライエッチングで交差指電極５３ａ，５３ｂを部分的に削除することによって、ＳＡＷ素子５１の周波数を微調整することができる。これにより、より高い周波数精度でより正確な感度のＳＡＷセンサを実現することができる。
【００５４】
以上、本発明の好適実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において上記各実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、圧電基板上に２つのＩＤＴを配置した２ポート型のＳＡＷ共振子やＳＡＷセンサ、ＩＤＴの数・配置などを様々に変化させかつ／または組み合わせた縦又は横多重モードのＳＡＷフィルタにも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】（Ａ）図は本発明を適用したＳＡＷ共振子の実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその断面図。
【図２】（Ａ）図は本発明を適用したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタの実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその断面図。
【図３】（Ａ）図は本発明を適用した横２重モードＳＡＷフィルタの実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその断面図。
【図４】（Ａ）図は本発明を適用したＳＡＷセンサの実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１…ＳＡＷ共振子、２，１６，３１，５１…ＳＡＷ素子、３…べース、４…リッド、５…パッケージ、６，１７，３２，５２…圧電基板、６ａ，１７ａ、５２ａ…一辺、６，１７ｂｂ…他辺、７ａ，７ｂ，２１ａ，２１ｂ、２２ａ，２２ｂ，３９ａ，３９ｂ、４０ａ，４０ｂ，５３ａ，５３ｂ…交差指電極、８，１８，１９，３５，３６，５４…ＩＤＴ、９ａ，９ｂ，２０ａ，２０ｂ，３７ａ，３７ｂ、３８ａ，３８ｂ，５５ａ，５５ｂ…反射器、１０ａ，１０ｂ，２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂ，４１ａ，４１ｂ，４２ａ，５７ａ，５７ｂ…ボンディングパッド、１１ａ，１１ｂ，２５ａ，２５ｂ、２６ａ，２６ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，５８ａ，５８ｂ…接続端子、１２ａ，１２ｂ，２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂ，４５ａ，４５ｂ，４６ａ，５９ａ，５９ｂ…ボンディングワイヤ、１３，２９…想像線、１５，３０…ＳＡＷフィルタ、３３，３４…ＳＡＷ共振子、５０…ＳＡＷセンサ、５６…受容体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電基板の表面に形成した交差指電極からなるＩＤＴ（すだれ状トランスデューサ）とその両側に配置した反射器とを備えた、例えば共振器、フィルタ、センサなどとして使用される弾性表面波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電基板の表面に形成した交差指電極からなるＩＤＴ（すだれ状トランスデューサ）と反射器とを備え、ＩＤＴにより励振した弾性表面波（ＳＡＷ:surface acoustic wave）を利用するＳＡＷ素子を用いた共振子、フィルタ等のＳＡＷデバイスが様々な電子機器に広く使用されている。また、バイオテクノロジや医療などの分野では、測定対象の化学物質を認識する受容体の化学的又は物理的変化を検出するためにＳＡＷ共振子を利用したＳＡＷセンサが開発されている。これらのＳＡＷデバイスは、特に通信機器などの分野で電子機器の小型化に対応して、より一層の小型化が要求されている。
【０００３】
一般にＳＡＷデバイスは、セラミック材料からなるベース内のキャビティにＳＡＷ素子を固定し、その上面に設けられた各ボンディングパッドをそれぞれパッケージ側の対応する接続端子とボンディングワイヤで電気的に接続する。通常ＳＡＷ素子上面のボンディングパッドは、ＩＤＴを構成する各交差指電極から引き出されてそれに近い圧電基板の長手方向の両辺に沿って配置される。パッケージ側の各接続端子は、それぞれ対応するＳＡＷ素子のボンディングパッドを配置した圧電基板の長手方向の各辺に近接させて配置される（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００４】
このようにＳＡＷ素子は、長手方向の両辺に沿ってそれぞれボンディングパッドの配置スペースを必要とするので、それだけ幅寸法が大きくなる。そこで、ＳＡＷ素子のボンディングパッドを圧電基板の長手方向の一辺に配列し、ＳＡＷ素子の幅寸法を小さくしたＳＡＷデバイスが提案されている（例えば、特許文献３乃至５を参照）。
【０００５】
特に、特許文献３に記載のＳＡＷデバイスは、振動・衝撃等により垂れ下がったボンディングワイヤがＩＤＴや他の電極パターンと接触することを防止するために、ＳＡＷ素子のボンディングパッドを配置した圧電基板の長手方向の辺と対向させてパッケージ側の接続端子を配置している。また、特許文献４によれば、ＳＡＷ素子のボンディングパッドを圧電基板の長手方向の一辺に配列することによって、これに接続するボンディングワイヤを短くでき、外部からの雑音や寄生インダクタンスの影響を排除し、かつ振動により切れたり外れたりする可能性が極めて小さくなる。
【０００６】
これらのワイヤボンディングは、接合界面における金属材料の共晶を避けるために、アルミニウムのボンディングパッドに対してアルミニウム系材料のボンディングワイヤを使用し、その先端部をボンディングパッド面にウエッジツールで加圧しつつ超音波振動を加えて接合するウエッジボンディング法により行う（例えば、特許文献６を参照）。また、また、ボンディングワイヤに金線を使用し、ボールボンディング法により、その先端を加熱溶融させて形成したボールを圧着して接合することもできる。
【０００７】
【特許文献１】特開平３−２２０９１１号公報
【特許文献２】特開２０００−１６５１９０号公報
【特許文献３】特開２００２−９５８５号公報
【特許文献４】特開平２−２９０３０８号公報
【特許文献５】特開２００２−２６６５６号公報
【特許文献６】特開２００３−１１０４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ワイヤボンディングの場合、ボンディングワイヤの両端においてそれぞれボンディングパッドとの接合部に必要な大きさの面積を確保する必要があり、特にウエッジボンディングでは、ウエッジツールを使用するためのスペースが更に必要である。そのため、ＳＡＷ素子のボンディングパッドとパッケージ側の接続端子とは、それらの間に少なくともボンディングワイヤの配線に必要な最小限の距離を確保して配置する必要がある。
【０００９】
ところが、ＳＡＷ素子の全ボンディングパッドを圧電基板の長手方向の一辺に配列しかつそれに対向させてパッケージ側の接続端子を配置すると、ＳＡＷ素子をパッケージ側の接続端子から前記最小限の距離以上に離隔しなければならない。その結果、ベースの幅寸法を小さくすることには限界があり、ＳＡＷデバイスを十分に小型化できないという問題がある。
【００１０】
更に、ＳＡＷデバイスの小型化が進む程、圧電基板の長手方向長さが短くなる。そのため、ＳＡＷ素子の全ボンディングパッド及びパッケージ側の全接続端子を圧電基板の長手方向の一辺側に配置すると、隣接するボンディングパッド間の離隔距離及び接続端子間の離隔距離が小さくなり、ワイヤボンディングが困難になる。
【００１１】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動・衝撃等によるボンディングワイヤの垂れ下がりで振動特性が劣化することを防止しつつ、より一層の小型化に対応し得るＳＡＷデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、上記目的を達成するために、圧電基板の主面に形成した少なくとも１対のＩＤＴと、その長手方向の両側に配置した反射器と、その長手方向の一辺に配置した複数のボンディングパッドとを有するＳＡＷ素子と、該ＳＡＷ素子を収容するキャビティを有する箱状をなし、その内部に複数の接続端子をＳＡＷ素子の長手方向の両辺に対向させて配置したパッケージと、ＳＡＷ素子のボンディングパッドと対応するパッケージの接続端子とをそれぞれ接続する複数のボンディングワイヤとを備え、ＳＡＷ素子の長手方向の他辺に対向するパッケージの接続端子とそれに対応するＳＡＷ素子のボンディングパッドとを接続するボンディングワイヤが反射器を跨いで配線されたＳＡＷデバイスが提供される。
【００１３】
このようにＳＡＷ素子のボンディングパッドを配置しかつワイヤボンディングすることによって、ボンディングワイヤの垂れ下がりによる振動特性の劣化を確実に防止すると同時に、圧電基板の幅寸法を小さくしてパッケージ即ちＳＡＷデバイスの小型化を実現できる。更に、ボンディングワイヤがＩＤＴの上を全く通過しないので、ＳＡＷ素子の実装及びボンディングワイヤの結線後でパッケージの封止前に、ＩＤＴの電極膜をレーザビームやイオンビーム等によるドライエッチングで部分的に削除することによって、ＳＡＷ素子の周波数を微調整することができる。また、本発明のＳＡＷデバイスは、そのＳＡＷ素子が有するＩＤＴの数、配置、それらの接続などの構成によって共振子、フィルタとして使用することができる。
【００１４】
或る実施例では、更にＳＡＷ素子の長手方向の一辺に対向するパッケージの接続端子とそれに対応するＳＡＷ素子のボンディングパッドとを接続するボンディングワイヤが、ＳＡＷ素子の長手方向の一辺に関して斜めに配線される。これにより、ＳＡＷ素子の長手方向の一辺とこれに対向するパッケージの接続端子との離隔距離を、ボンディングワイヤの結線に最低限必要な距離よりも短くすることができ、それによってパッケージの幅寸法をより小さくして、ＳＡＷデバイスをより一層小型化することができる。
【００１５】
別の実施例では、ＳＡＷ素子のＩＤＴにより励振されるＳＡＷの伝搬面に固定され、目的物質を認識するための受容体を更に有することにより、該受容体の化学的又は物理的変化により目的物質を検出するＳＡＷセンサとして使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明によるＳＡＷデバイスの好適実施例について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用したＳＡＷ共振子の好適な実施例を示している。このＳＡＷ共振子１は、ＳＡＷ素子２が、セラミックべース３と金属リッド４とからなるパッケージ５の中に実装されている。べース３は、アルミナ等のセラミック材料からなる複数の薄板を積層して、上部を開放した矩形箱状に構成され、その内部に画定されるキャビティの底部にＳＡＷ素子２が固定されている。
【００１７】
ＳＡＷ素子２は、例えば水晶、リチウムタンタレート、リチウムニオベートなどの圧電材料で形成された矩形薄板からなる圧電基板６を有する。このＳＡＷ素子２は１ポート共振子の構成を有し、圧電基板６の主面中央に１対の交差指電極７ａ，７ｂからなるＩＤＴ８が形成され、その長手方向の両側に格子状の反射器９ａ，９ｂが形成されている。
【００１８】
各交差指電極７ａ，７ｂのボンディングパッド１０ａ，１０ｂは、圧電基板６主面の長手方向の一辺６ａに沿って形成されている。これにより圧電基板６即ちＳＡＷ素子２の幅寸法を小さくすることができ、従ってベース３即ちＳＡＷ共振子１の小型化を図ることができる。前記交差指電極、反射器、ボンディングパッド及び配線パターンは、加工性及びコストの観点からアルミニウムで形成されるが、それ以外にアルミニウム合金などの様々な導電性金属材料を使用することもできる。
【００１９】
本実施例では、入出力用のボンディングパッド１０ａが、入出力用の交差指電極７ａから引き出されて一方の反射器９ａ近傍に配置されている。接地用の交差指電極７ｂが他方の反射器９ｂに接続され、接地用のボンディングパッド１０ｂが該反射器９ｂから引き出されてその近傍に配置されている。
【００２０】
べース３の内部には、ＳＡＷ素子２の幅方向の両側に段差が設けられ、その上面に各ボンディングパッド１０ａ，１０ｂに対応する接続端子１１ａ，１１ｂが形成されている。前記接続端子は、例えばＷ、Ｍｏ等の金属配線材料をべース３のセラミック薄板表面にスクリーン印刷しかつその上にＮｉ、Ａｕをめっき等することにより形成され、ベース内部の配線パターン等を介してべース外面の外部端子に接続されている。
【００２１】
本実施例では、入出力用の接続端子１１ａは、ＳＡＷ素子２の長手方向の一辺６ａに対向させて前記一方の反射器９ａに近い側に配置されている。接地用の接続端子１１ｂは、ＳＡＷ素子２の長手方向の他辺６ｂに対向させて他方の反射器９ｂに近い側に配置されている。このように接続端子１１ａ，１１ｂをＳＡＷ素子２の両側に分けて配置したことにより、ベース３が小型化しても、後述するボンディングワイヤを接続するのに十分な大きさを確保することができる。
【００２２】
前記各ボンディングパッドと対応する各接続端子とは、それぞれボンディングワイヤ１２ａ，１２ｂで電気的に接続されている。前記各ボンディングワイヤは、例えば第１ボンドとして一方の端部をパッケージ側の接続端子１１ａ，１１ｂにボールボンディングで接続し、次に他方の端部を第２ボンドとしてＳＡＷ素子２の各ボンディングパッド１０ａ，１０ｂにウエッジボンディングで接続する。本実施例のボンディングワイヤは、共晶による接合強度の低下を防止するために、前記ボンディングパッドと同じ導電材料のアルミニウム線を使用する。
【００２３】
接地用のボンディングパッド１０ｂと接続端子１１ｂとを上述したように配置したことにより、それらを接続するボンディングワイヤ１２ｂは反射器９ｂを跨ぐように配線される。従って、使用時に振動や衝撃でボンディングワイヤ１２ｂが垂れ下がった場合に、その下方の反射器９ｂと接触してもＩＤＴ８とは接触しないので、ＳＡＷ共振子１の振動特性に影響を及ぼす虞は無い。
【００２４】
他方、入出力用のボンディングパッド１０ａと入出力用の接続端子１１ａとを接続するボンディングワイヤ１２ａは、図示するようにＳＡＷ素子２の長手方向と直交する向きに最短距離で配線する。この最短距離がボンディングワイヤ１２ａの結線に最低限必要な距離よりも短い場合には、図１（Ａ）に想像線１３で示すように、ＳＡＷ素子２の長手方向に対して斜めに配線することができる。これにより、ＳＡＷ素子２をその長手方向の一辺６ａを対向するベース３の接続端子１１ａにより近接させて配置し、ベース３の幅寸法を小さくすることができ、従ってＳＡＷ共振子１の小型化を図ることができる。
【００２５】
また本実施例では、いずれのボンディングワイヤ１２ａ，１２ｂもＩＤＴ８の上を全く通過していないので、ＳＡＷ素子２をベース３に固定しかつボンディングワイヤを結線した後にその周波数を測定しながら、レーザビームやイオンビーム等によるドライエッチングで交差指電極７ａ，７ｂを部分的に削除することによって、ＳＡＷ素子２の周波数を微調整することができる。この後、金属リッド４をべース３の上端にシールリングを介してシーム溶接で接合し、パッケージ５を気密に封止する。これにより、より周波数精度の高いＳＡＷ共振子を実現することができる。
【００２６】
図２（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用したＳＡＷデバイスの別の実施例であるトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを示している。このＳＡＷフィルタ１５は、ベース３のキャビティ内に固定されたＳＡＷ素子１６が、圧電基板１７の主面中央に２つのＩＤＴ１８，１９をＳＡＷの伝搬方向に近接して並べ、かつその両側に反射器２０ａ，２０ｂが配置されている。各ＩＤＴ１８，１９はそれぞれ１対の交差指電極２１ａ，２１ｂ、２２ａ，２２ｂを有し、それら交差指電極のボンディングパッド２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂが同様に圧電基板１７主面の長手方向の一辺１７ａに沿って形成されている。これにより圧電基板１７即ちＳＡＷ素子１６の幅寸法を小さくして、ＳＡＷフィルタ１５の小型化を図ることができる。
【００２７】
本実施例では、一方のＩＤＴ１８の入出力用ボンディングパッド２３ａが、その入出力用交差指電極２１ａから引き出されて該交差指電極のバスバー近傍に配置されている。接地用交差指電極２１ｂが隣接する反射器２０ｂに接続され、接地用ボンディングパッド２３ｂが該反射器２０ｂから引き出されてその近傍に配置されている。また、他方のＩＤＴ１９の入出力用ボンディングパッド２４ａは、入出力用の交差指電極２２ａが隣接する反射器２０ａに接続されかつ該反射器から引き出されてその近傍に配置されている。接地用ボンディングパッド２４ｂは、接地用交差指電極２２ａから引き出されて該交差指電極のバスバー近傍に配置されている。
【００２８】
べース３の内部には、同様にＳＡＷ素子１６の幅方向の両側に段差が設けられ、その上面に前記各ボンディングパッドに対応する接続端子２５ａ，２５ｂ、２６ａ，２６ｂが形成されている。４つの前記接続端子は、ＳＡＷ素子１６の両側に分けて配置され、それにより、ベース３が小型化しても、後述するボンディングワイヤを接続するのに十分な大きさを確保することができる。
【００２９】
本実施例では、一方のＩＤＴ１８に接続される入出力用の接続端子２５ａが、ＳＡＷ素子１６の長手方向の一辺１７ａに対向させて、入出力用ボンディングパッド２３ａに近い側に配置されている。接地用の接続端子２５ｂは、ＳＡＷ素子１６の長手方向の他辺１７ｂに対向させて、隣接する反射器２０ｂに近い側に配置されている。他方のＩＤＴ１９に接続される入出力用の接続端子２６ａは、ＳＡＷ素子１６の長手方向の他辺１７ｂに対向させて、隣接する反射器２０ａに近い側に配置されている。接地用の接続端子２６ｂは、ＳＡＷ素子１６の長手方向の一辺１７ａに対向させて、接地用ボンディングパッド２４ｂに近い側に配置されている。
【００３０】
前記各ボンディングパッドと対応する各接続端子とは、それぞれボンディングワイヤ２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂで電気的に接続されている。同様に前記各ボンディングワイヤは、例えば第１ボンドとして一方の端部をパッケージ側の前記接続端子にボールボンディングで接続し、次に他方の端部を第２ボンドとしてＳＡＷ素子１６の前記各ボンディングパッドにウエッジボンディングで接続する。
【００３１】
一方のＩＤＴ１８について接地用ボンディングパッド２３ｂと対応する接続端子２５ｂとを、及び他方のＩＤＴ１９について入出力用ボンディングパッド２４ａと対応する接続端子２６ａとを上述したように配置したことにより、それらを接続するボンディングワイヤ２７ｂ，２８ａはそれぞれ反射器２０ａ，２０ｂを跨ぐように配線される。従って、使用時に振動や衝撃でそれらボンディングワイヤ２７ｂ，２８ａが垂れ下がった場合に、その下方の反射器２０ａ，２０ｂと接触してもＩＤＴ１８，１９とは接触しないので、ＳＡＷフィルタ１５の振動特性に影響を及ぼす虞は無い。
【００３２】
他方、入出力用ボンディングパッド２３ａと対応する接続端子２５ａとを接続するボンディングワイヤ２７ａ、及び接地用ボンディングパッド２４ｂと対応する接続端子２６ｂとを接続するボンディングワイヤ２８ｂは、図示するようにＳＡＷ素子１６の長手方向と直交する向きに最短距離で配線する。この最短距離がボンディングワイヤ２７ａ，２８ｂの結線に最低限必要な距離よりも短い場合には、図２（Ａ）に想像線２９で示すように、ＳＡＷ素子１６の長手方向に対して斜めに配線することができる。これにより、ＳＡＷ素子１６をその長手方向の一辺１７ａを対向するベース３の接続端子により近接させて配置し、ベース３の幅寸法を小さくすることができ、従ってＳＡＷフィルタ１５の小型化を図ることができる。
【００３３】
また本実施例においても、前記各ボンディングワイヤがいずれのＩＤＴ１８，１９の上をも全く通過していないので、ＳＡＷ素子１６をベース３に固定しかつボンディングワイヤを結線した後にその周波数を測定しながら、レーザビームやイオンビーム等によるドライエッチングで前記交差指電極を部分的に削除することによって、ＳＡＷ素子１６の周波数を微調整することができる。この後、金属リッド４をべース３の上端にシールリングを介してシーム溶接で接合し、パッケージ５を気密に封止する。これにより、より周波数精度の高いＳＡＷフィルタを実現することができる。
【００３４】
図３（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用したＳＡＷデバイスの更に別の実施例である横２重モードＳＡＷフィルタの好適な実施例を示している。このＳＡＷフィルタ３０は、ベース３のキャビティ内に固定されたＳＡＷ素子３１が、圧電基板３２の幅方向に並設された２つのＳＡＷ共振子３３，３４から構成される。各ＳＡＷ共振子３３，３４は、それぞれ圧電基板３２の主面中央に配置されたＩＤＴ３５，３６と、その両側にそれぞれ配置された反射器３７ａ，３７ｂ、３８ａ，３８ｂとを有する。各ＩＤＴ３５，３６はそれぞれ１対の交差指電極３９ａ，３９ｂ、４０ａ，４０ｂを有する。
【００３５】
本実施例では、前記各ＩＤＴの入出力用交差指電極３９ａ，４０ａは圧電基板３２の幅方向両側に配置され、それらの間に配置された接地用交差指電極３９ｂ，４０ｂはバスバーを共通にして互いに接続されている。ＳＡＷ共振子３３，３４の隣接する反射器同士３７ａ，３８ａ、３７ｂ，３８ｂが、同様にそれぞれ一方のバスバーを共通にして互いに接続されている。前記各ＩＤＴの入出力用交差指電極３９ａ，４０ａにそれぞれ接続された入出力用ボンディングパッド４１ａ，４２ａと、共通化された接地用交差指電極３９ｂ，４０ｂに接続された共通の接地用ボンディングパッド４１ｂとが、同様に圧電基板３２主面の長手方向の一辺３２ａに沿って形成されている。これにより圧電基板３２即ちＳＡＷ素子３１の幅寸法を小さくして、ＳＡＷフィルタ３０の小型化を図ることができる。
【００３６】
一方のＩＤＴ３５の入出力用ボンディングパッド４１ａは、その入出力用交差指電極３９ａから引き出されて該交差指電極のバスバー近傍に配置されている。他方のＩＤＴ３６の入出力用ボンディングパッド４２ａは、その入出力用の交差指電極４０ａが一方の反射器３８ａに接続されかつそれと共通化した反射器３７ａから引き出されてその近傍に配置されている。共通の接地用ボンディングパッド４１ｂは、他方の反射器３７ｂから引き出されてその近傍に配置されている。
【００３７】
べース３の内部には、同様にＳＡＷ素子３１の幅方向の両側に段差が設けられ、その上面に前記各ボンディングパッドに対応する入出力用の接続端子４３ａ，４４ａと共通の接地用の接続端子４３ｂとが形成されている。３つの前記接続端子は、その１つ４３ｂをＳＡＷ素子３１の長手方向の一辺３２ａに対向する側に、かつ２つ４３ａ，４４ａをＳＡＷ素子３１の長手方向の他辺３２ｂに対向する側に分けて配置されている。これにより、ベース３が小型化しても、後述するボンディングワイヤを接続するのに十分な大きさを確保することができる。
【００３８】
前記各ボンディングパッドと対応する各接続端子とは、それぞれボンディングワイヤ４５ａ，４５ｂ，４６ａで電気的に接続されている。同様に前記各ボンディングワイヤは、例えば第１ボンドとして一方の端部をパッケージ側の前記接続端子にボールボンディングで接続し、次に他方の端部を第２ボンドとしてＳＡＷ素子３１の前記各ボンディングパッドにウエッジボンディングで接続する。
【００３９】
一方の入力用ボンディングパッド４２ａと対応する接続端子４４ａとを、及び共通の接地用ボンディングパッド４３ｂと共通の接続端子４５ｂとを上述したように配置したことにより、それらを接続するボンディングワイヤ４５ｂ，４６ａはそれぞれ共通化した反射器３７ａ，３８ａ、３７ｂ，３８ｂを跨ぐように配線される。従って、使用時に振動や衝撃でそれらボンディングワイヤ４５ｂ，４６ａが垂れ下がった場合に、その下方の反射器と接触してもＩＤＴ３５，３６とは接触しないので、ＳＡＷフィルタ３０の振動特性に影響を及ぼす虞は無い。
【００４０】
他方の入出力用のボンディングパッド４１ａと対応する入出力用接続端子４３ａとを接続するボンディングワイヤ４５ａは、図示するようにＳＡＷ素子３１の長手方向に対して斜めに配線する。これにより、ＳＡＷ素子３１の長手方向の一辺３２ａを対向するベース３の接続端子４３ａ側により近接させて配置し、それらの離隔距離がボンディングワイヤ４５ａの結線に最低限必要な距離よりも短い場合でも、容易に結線することができる。従って、ベース３の幅寸法をできる限り小さくして、ＳＡＷフィルタ３０の小型化を図ることができる。
【００４１】
本実施例においても、前記各ボンディングワイヤがＩＤＴ３５，３６の上を全く通過していないので、ＳＡＷ素子３１をベース３に固定しかつボンディングワイヤを結線した後にその周波数を測定しながら、レーザビームやイオンビーム等によるドライエッチングで交差指電極を部分的に削除することによって、ＳＡＷ素子３１の周波数を微調整することができる。この後、金属リッド４をべース３の上端にシールリングを介してシーム溶接で接合し、パッケージ５を気密に封止する。これにより、より周波数精度の高いＳＡＷ共振子を実現することができる。
【００４２】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、本発明を適用したＳＡＷデバイスの更にまた別の実施例であるＳＡＷセンサの好適な実施例を示している。このＳＡＷセンサ５０はＳＡＷ共振子を利用した例えば質量センサとして使用され、ＳＡＷ素子５１が、セラミックべース３と金属リッド４とからなるパッケージ５の中に実装されている。べース３は、アルミナ等のセラミック材料からなる複数の薄板を積層して、上部を開放した矩形箱状に構成され、その内部に画定されるキャビティの底部にＳＡＷ素子５１が固定されている。
【００４３】
ＳＡＷ素子５１は、例えば水晶、リチウムタンタレート、リチウムニオベートなどの圧電材料で形成された矩形薄板からなる圧電基板５２を有する。圧電基板５２の主面中央には、１対の交差指電極５３ａ，５３ｂからなるＩＤＴ５４が形成され、その長手方向の両側に格子状の反射器５５ａ，５５ｂが形成されている。
【００４４】
ＩＤＴ５４の略中央には、前記交差指電極を構成する電極指と電極指間のＳＡＷ伝搬面に受容体５６が配置されている。受容体５６は、検出対象となる化学物質の性状・特質などに対応して、例えばガス吸着体、酵素、微生物、抗体、ＤＮＡなど従来公知の様々なものを用いることができ、それらを固定した膜、セルなど従来公知の様々な形態で使用される。
【００４５】
このＳＡＷセンサ５０において、交差指電極５３ａ，５３ｂ間に所定の高周波信号電圧を印加して所定周波数のＳＡＷを励振したとき、受容体５６が検出対象の化学物質を吸着するなどしてその重量が増加すると、ＳＡＷの伝搬速度が変化するのでその周波数が変化する。この周波数変化を測定することによって、目的の化学物質を検出してその質量を測定することができる。このようなＳＡＷセンサは、目的物質の質量だけでなく、その濃度やｐＨなどの物性を測定することもできる。
【００４６】
各交差指電極５３ａ，５３ｂのボンディングパッド５７ａ，５７ｂは、同様に圧電基板５２主面の長手方向の一辺５２ａに沿って形成されている。これにより圧電基板５２即ちＳＡＷ素子５１の幅寸法を小さくして、ベース３即ちＳＡＷセンサ５０の小型化を図ることができる。前記交差指電極、反射器、ボンディングパッド及び配線パターンは、加工性及びコストの観点からアルミニウムで形成されるが、それ以外にアルミニウム合金などの様々な導電性金属材料を使用することもできる。
【００４７】
本実施例では、図１の実施例と同様に、入力用ボンディングパッド５７ａが、入力用交差指電極５３ａから引き出されてそのバスバー近傍に配置されている。出力用交差指電極５３ｂが一方の反射器５５ｂに接続され、出力用ボンディングパッド５７ｂが該反射器５５ｂから引き出されてその近傍に配置されている。
【００４８】
べース３の内部には、ＳＡＷ素子５１の幅方向の両側に段差が設けられ、その上面に前記各ボンディングパッドに対応する接続端子５８ａ，５８ｂが形成されている。前記接続端子は、例えばＷ、Ｍｏ等の金属配線材料をべース３のセラミック薄板表面にスクリーン印刷しかつその上にＮｉ、Ａｕをめっき等することにより形成され、ベース内部の配線パターン等を介してべース外面の外部端子に接続されている。
【００４９】
本実施例では、入力用の接続端子５８ａが、ＳＡＷ素子５１の長手方向の一辺５２ａに対向させて他方の反射器５５ａに近い側に配置されている。出力用の接続端子５８ｂは、ＳＡＷ素子５１の長手方向の他辺５２ｂに対向させて前記一方の反射器５５ｂに近い側に配置されている。このように接続端子５８ａ，５８ｂをＳＡＷ素子５１の両側に分けて配置したことにより、ベース３が小型化しても、後述するボンディングワイヤを接続するのに十分な大きさを確保することができる。
【００５０】
前記各ボンディングパッドと対応する各接続端子とは、それぞれボンディングワイヤ５９ａ，５９ｂで電気的に接続されている。前記各ボンディングワイヤは、例えば第１ボンドとして一方の端部を対応するパッケージ側の前記接続端子にボールボンディングで接続し、次に他方の端部を第２ボンドとしてＳＡＷ素子５１の前記各ボンディングパッドにウエッジボンディングで接続する。
【００５１】
出力用ボンディングパッド５７ｂと接続端子５８ｂとを上述したように配置したことにより、それらを接続するボンディングワイヤ５９ｂは反射器５５ｂを跨ぐように配線される。従って、使用時に振動や衝撃でボンディングワイヤ５５ｂが垂れ下がった場合に、その下方の反射器５５ｂと接触してもＩＤＴ５４とは接触しないので、ＳＡＷセンサ５０の振動特性及び感度に影響を及ぼす虞は無い。
【００５２】
他方、入力用のボンディングパッド５７ａと接続端子５８ａとを接続するボンディングワイヤ５９ａは、図示するようにＳＡＷ素子５１の長手方向に対して斜めに配線する。これにより、ＳＡＷ素子５１の長手方向の一辺５２ａを対向するベース３の接続端子５８ａ側により近接させて配置し、それらの離隔距離がボンディングワイヤ５９ａの結線に最低限必要な距離よりも短い場合でも、容易に結線することができる。従って、ベース３の幅寸法をできる限り小さくして、ＳＡＷセンサ５０の小型化を図ることができる。
【００５３】
また本実施例では、いずれのボンディングワイヤ５９ａ，５９ｂもＩＤＴ５４の上を全く通過していないので、ＳＡＷ素子５１をベース３に固定しかつボンディングワイヤを結線した後にその周波数を測定しながら、レーザビームやイオンビーム等によるドライエッチングで交差指電極５３ａ，５３ｂを部分的に削除することによって、ＳＡＷ素子５１の周波数を微調整することができる。これにより、より高い周波数精度でより正確な感度のＳＡＷセンサを実現することができる。
【００５４】
以上、本発明の好適実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において上記各実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、圧電基板上に２つのＩＤＴを配置した２ポート型のＳＡＷ共振子やＳＡＷセンサ、ＩＤＴの数・配置などを様々に変化させかつ／または組み合わせた縦又は横多重モードのＳＡＷフィルタにも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】（Ａ）図は本発明を適用したＳＡＷ共振子の実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその断面図。
【図２】（Ａ）図は本発明を適用したトランスバーサル型ＳＡＷフィルタの実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその断面図。
【図３】（Ａ）図は本発明を適用した横２重モードＳＡＷフィルタの実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその断面図。
【図４】（Ａ）図は本発明を適用したＳＡＷセンサの実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１…ＳＡＷ共振子、２，１６，３１，５１…ＳＡＷ素子、３…べース、４…リッド、５…パッケージ、６，１７，３２，５２…圧電基板、６ａ，１７ａ、５２ａ…一辺、６，１７ｂｂ…他辺、７ａ，７ｂ，２１ａ，２１ｂ、２２ａ，２２ｂ，３９ａ，３９ｂ、４０ａ，４０ｂ，５３ａ，５３ｂ…交差指電極、８，１８，１９，３５，３６，５４…ＩＤＴ、９ａ，９ｂ，２０ａ，２０ｂ，３７ａ，３７ｂ、３８ａ，３８ｂ，５５ａ，５５ｂ…反射器、１０ａ，１０ｂ，２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂ，４１ａ，４１ｂ，４２ａ，５７ａ，５７ｂ…ボンディングパッド、１１ａ，１１ｂ，２５ａ，２５ｂ、２６ａ，２６ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，５８ａ，５８ｂ…接続端子、１２ａ，１２ｂ，２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂ，４５ａ，４５ｂ，４６ａ，５９ａ，５９ｂ…ボンディングワイヤ、１３，２９…想像線、１５，３０…ＳＡＷフィルタ、３３，３４…ＳＡＷ共振子、５０…ＳＡＷセンサ、５６…受容体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板の主面に形成した少なくとも１対のＩＤＴと、その長手方向の両側に配置した反射器と、その長手方向の一辺に配置した複数のボンディングパッドとを有する弾性表面波素子と、
前記弾性表面波素子を収容するキャビティを有する箱状をなし、その内部に複数の接続端子を前記弾性表面波素子の長手方向の両辺に対向させて配置したパッケージと、
前記弾性表面波素子の前記ボンディングパッドと対応する前記パッケージの前記電極パッドとをそれぞれ接続する複数のボンディングワイヤとを備え、
前記弾性表面波素子の長手方向の他辺に対向する前記パッケージの前記接続端子とそれに対応する前記弾性表面波素子の前記ボンディングパッドとを接続する前記ボンディングワイヤが、前記反射器を跨いで配線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】
前記弾性表面波素子の前記長手方向の一辺に対向する前記パッケージの前記接続端子とそれに対応する前記弾性表面波素子の前記ボンディングパッドとを接続する前記ボンディングワイヤが、前記弾性表面波素子の前記長手方向の一辺に関して斜めに配線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デバイス。
【請求項３】
前記弾性表面波素子の前記ＩＤＴにより励振される弾性表面波の伝搬面に固定され、目的物質を認識するための受容体を更に有することをことを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項１】
圧電基板の主面に形成した少なくとも１対のＩＤＴと、その長手方向の両側に配置した反射器と、その長手方向の一辺に配置した複数のボンディングパッドとを有する弾性表面波素子と、
前記弾性表面波素子を収容するキャビティを有する箱状をなし、その内部に複数の接続端子を前記弾性表面波素子の長手方向の両辺に対向させて配置したパッケージと、
前記弾性表面波素子の前記ボンディングパッドと対応する前記パッケージの前記電極パッドとをそれぞれ接続する複数のボンディングワイヤとを備え、
前記弾性表面波素子の長手方向の他辺に対向する前記パッケージの前記接続端子とそれに対応する前記弾性表面波素子の前記ボンディングパッドとを接続する前記ボンディングワイヤが、前記反射器を跨いで配線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】
前記弾性表面波素子の前記長手方向の一辺に対向する前記パッケージの前記接続端子とそれに対応する前記弾性表面波素子の前記ボンディングパッドとを接続する前記ボンディングワイヤが、前記弾性表面波素子の前記長手方向の一辺に関して斜めに配線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デバイス。
【請求項３】
前記弾性表面波素子の前記ＩＤＴにより励振される弾性表面波の伝搬面に固定され、目的物質を認識するための受容体を更に有することをことを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性表面波デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−４２１５４（Ｐ２００６−４２１５４Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２１８３９（Ｐ２００４−２２１８３９）
【出願日】平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【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１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【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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