JP2004289296A

JP2004289296A - Surface acoustic wave device

Info

Publication number: JP2004289296A
Application number: JP2003076343A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Obayashi; 剛大林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】製造工程中の周波数変化、製造性、及び耐衝撃性を改善することができる弾性表面波装置を提供する。
【解決手段】弾性表面波素子を、下面の長手方向の両端部に配した接着材を介して基体に実装した弾性表面波装置において、接着材の一部を弾性表面波素子の側面に被着させる。
【選択図】図１A surface acoustic wave device capable of improving frequency change, manufacturability, and impact resistance during a manufacturing process is provided.
In a surface acoustic wave device in which surface acoustic wave elements are mounted on a base via adhesives disposed on both longitudinal ends of a lower surface, a part of the adhesive is adhered to a side surface of the surface acoustic wave element. Let it.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話等の移動体通信機器や車載用機器、医療用機器等に用いられる弾性表面波装置に関するものであり、より詳細には、製造性並びに耐衝撃性を改善した弾性表面波装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波共振器や弾性表面波フィルタ等の弾性表面波装置は、マイクロ波帯を利用する各種無線通信機器や車載用機器、医療用機器等に幅広く用いられている。
【０００３】
従来の弾性表面波装置として、弾性表面波素子の下面を容器の搭載部に接着材で固定し、弾性表面波素子上の電極と容器に形成された電極とを金属細線で接続し、容器上面に蓋体を溶接して気密封止してなるものが知られている。
【０００４】
かかる弾性表面波装置に用いられる弾性表面波素子は、圧電基板の上面に、櫛歯状電極を対向配置させてなるＩＤＴ（インタデジタル・トランスデューサ）電極や、ＩＤＴ電極の両側に配置される反射器電極等を被着・形成した構造とされている。そして、前記ＩＤＴ電極に所定の電力を印加し、圧電基板の上面にＩＤＴ電極の電極指ピッチに対応した所定の弾性表面波を発生させることによって、弾性表面波素子として機能するようになっている。
【０００５】
ところが、上述した従来の弾性表面波素子は以下のような問題を有していた。
【０００６】
即ち、弾性表面波素子の下面が容器に接着材で固定されている為、容器に生じた歪みが接着材を介して弾性表面波素子に伝わることにより、弾性表面波素子上に形成されたＩＤＴ電極の電極指ピッチや圧電基板の弾性定数が変化し、弾性表面波装置の周波数特性が変化するという問題があった。
【０００７】
容器に歪みを発生させる原因の一つに容器と蓋体との接合工程がある。即ち、容器の上面に蓋体を溶接する際に蓋体が加熱され、蓋体が容器の下部に対して遙かに高温となった状態で容器の上面と接合されるため、常温に戻った際に蓋体が大きく収縮して容器を引っ張り、容器の形状が全体的に下に凸となるように変形するのである。
【０００８】
この場合、容器と蓋体との接合工程の前後で弾性表面波装置の周波数特性が変化するという問題が生じる。蓋体を接合した後での周波数特性の調整は非常に困難であるため、この変化は所望の周波数特性の弾性表面波装置を製造する上で大きな問題となる。
【０００９】
また、弾性表面波素子と容器とを固定する接着材が硬化する際に、接着材が弾性表面波素子に及ぼす応力が経時的に変化し、その応力による弾性表面波素子の歪みも経時的に変化するため、弾性表面波装置の周波数特性が経時的に変化してしまうという問題や、弾性表面波素子の周波数温度特性における頂点温度がばらつくという問題もあった。
【００１０】
そこで上述の問題を解決するために、弾性表面波素子の下面の両端部のみを容器に接着した弾性表面波装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【００１１】
このような弾性表面波装置１００は、図８に示す如く、弾性表面波素子１０１の下面の両端部のみを容器１０２に接着材１０３で接着することにより、弾性表面波装置１００の周波数特性の経時変化や、周波数温度特性における頂点温度のばらつきを改善している。
【００１２】
〔特許文献１〕
特開２００１−３３２９５７号公報（図１）
〔特許文献２〕
特開平９−１８６５４９号公報（図１）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献に開示されている弾性表面波装置は、以下のような問題を有していた。
【００１４】
即ち、上記特許文献に記載の弾性表面波装置では、弾性表面波素子の下面の一部のみで容器に接着・固定されている為、弾性表面波素子と容器との接合強度が低く、対振動性や耐衝撃性が低いという欠点を有していた。特に、高い耐衝撃性や対振動性が要求される、タイヤプレッシャーモニタリングシステム等の車載用機器への搭載には不充分なものであった。
【００１５】
また、弾性表面波素子の下面の一部のみで容器に接着・固定されている為、弾性表面波素子が動きやすく、弾性表面波素子の上面に形成されたパッド電極に金属細線を超音波で被着する際に、超音波が逃げやすく、金属細線の接合不良が起こりやすいという製造上の問題もあった。
【００１６】
本発明は上述の課題に鑑み案出されたもので、その目的は、周波数温度特性や対振動性・耐衝撃性に優れ、且つ製造性にも優れた弾性表面波装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、複数個の接続電極を有した基体上に、ＩＤＴ電極及び複数個のパッド電極を有した矩形状の弾性表面波素子を、該弾性表面波素子の長手方向の両端部に前記弾性表面波素子の短辺に沿って配された一対の接着材を介して載置・固定させるとともに、前記接続電極及び前記パッド電極を金属細線によりボンディングしてなる弾性表面波装置であって、前記接着材の一部を前記弾性表面波素子の短手方向の両側まで延在させるとともに、該延在部を前記弾性表面波素子の長辺に沿った側面に被着させたことを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明の弾性表面波装置は、前記接着材が前記弾性表面波素子の長手方向の両側にも延在されているとともに、該延在部を弾性表面波素子の短辺に沿った側面に被着させたことを特徴とするものである。
【００１９】
更に本発明の弾性表面波装置は、前記接着材の前記弾性表面波素子の下面に対する被着面積が、弾性表面波素子下面の全面積に対し４０％〜６３％に設定されていることを特徴とするものである。
【００２０】
また更に本発明の弾性表面波装置は、前記弾性表面波素子の直下に位置する基体の上面、前記弾性表面波素子の下面のうち少なくとも一方に、前記弾性表面波素子の長手方向の両端部側でのみ前記接着材と接する一対の凸部が設けられていることを特徴とするものである。
【００２１】
更にまた本発明の弾性表面波装置は、前記弾性表面波素子の直下に位置する基体の上面、前記弾性表面波素子の下面のうち少なくとも一方に、前記接着材の非接着領域に対応した凹部が設けられていることを特徴とするものである。
【００２２】
また更に本発明の弾性表面波装置は、前記パッド電極に対する前記金属細線の接合部の直下領域に前記接着材が介在されていることを特徴とするものである。
【００２３】
【作用】
本発明によれば、弾性表面波素子の長辺に沿った側面にも接着材を被着させるようにしたことから、弾性表面波素子がその長辺の側面でも固定されることとなって、弾性表面波装置の対振動性及び耐衝撃性を大きく向上させることができる。また、弾性表面波素子の上面に形成されたパッド電極に金属細線を超音波で被着する際にも、弾性表面波素子がしっかり固定されているため、超音波が逃げにくくなり、金属細線の接合不良の発生を抑制することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、弾性表面波素子の短辺に沿った側面にも接着材を被着させることにより、弾性表面波素子がその短辺の側面でも固定されることとなり、弾性表面波装置の対振動性及び耐衝撃性を大きく向上させることができる。また、弾性表面波素子の上面に形成されたパッド電極に金属細線を超音波で被着する際にも、弾性表面波素子がしっかり固定されているため超音波が逃げにくくなり、金属細線の接合不良の発生を抑制することができる。
【００２５】
更に、本発明によれば、接着材の弾性表面波素子の下面に対する被着面積を弾性表面波素子下面の全面積に対して４０％〜６３％に設定しておくことにより、弾性表面波装置の耐衝撃性及び対振動性を確保したままで、製造工程（特に封止工程）における弾性表面波装置の周波数特性の変化を有効に防止することができる。
【００２６】
また更に、本発明によれば、弾性表面波素子の直下に位置する基体の上面、弾性表面波素子の下面のうち少なくとも一方に、弾性表面波素子の長手方向の両端部側でのみ接着材と接する一対の凸部を設けておくことにより、接着材が弾性表面波素子の中央部へ向かって広がるのを防止することができる。これにより、弾性表面波素子下面に対する接着材の被着面積が不所望に広くなることはなく、弾性表面波素子の下面に対する接着材の被着面積を所望の範囲に容易にコントロールすることができる。
【００２７】
更にまた、本発明によれば、基体の搭載部、弾性表面波素子の下面の少なくとも一方に、接着材の非接着領域に対応した凹部を設けておくことにより、接着材が弾性表面波素子の中央部へ向かって広がってしまう場合であって、弾性表面波素子下面に対する接着材の被着面積が不所望に広がるのを防止することができる。これによっても、弾性表面波素子の下面に対する接着材の被着面積を所望の範囲に容易にコントロールすることができる。
【００２８】
そして、本発明によれば、パッド電極に対する金属細線の接合部の直下領域に接着材を介在させておくことにより、金属細線をパッド電極に超音波で被着する際に、超音波が弾性表面波素子の下面で反射して定在波が発生し、弾性表面波素子が振動して、金属細線の接合強度がばらつくことを防止できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
図１は本発明の第１実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す平面図、図２は図１の弾性表面波装置のＡ―Ａ線断面図、図３は図１の弾性表面波装置のＢ―Ｂ線断面図である。
【００３１】
これらの図に示す弾性表面波装置１は、弾性表面波素子１０の下面を、接着材２０を介して基体３０に接合し、弾性表面波素子１０と前記基体３０とを金属細線４０にて電気的に接続した後に、前記基体３０の上面を蓋体５０で気密封止した構造を有している。
【００３２】
弾性表面波素子１０は、圧電基板１１の上面に、ＩＤＴ電極１２ａ、反射器電極１２ｂ、パッド電極１２ｃ等からなる各種電極１２を形成し、パッド電極１２ｃ上の一部を除く上面を保護膜１３（図示せず）で被覆した構造とされている。
【００３３】
圧電基板１１は、例えば水晶、タンタル酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム単結晶、四ホウ酸リチウム単結晶等の圧電性の単結晶、或いはチタン酸鉛、ジルコン酸鉛等の圧電セラミックスから成り、その上面で各種電極１２、保護膜１３等を支持する支持母材として機能するとともに、各種電極１２を介して圧電基板１１に電力が印加されると、その一主面で所定の弾性表面波を発生させる作用を為す。
【００３４】
また、各種電極１２は、アルミニウムもしくはアルミニウムを主成分とする合金から成り、弾性表面波を励振するＩＤＴ電極１２ａ、弾性表面波の伝搬方向に沿ってＩＤＴ電極１２ａの両側に配置される反射器電極１２ｂ、ＩＤＴ電極１２ａに接続される外部接続用のパッド電極１２ｃ等によって構成される。
【００３５】
ＩＤＴ電極１２ａは、各々が帯状の共通電極と該共通電極に対し直交する方向に延びる複数の電極指とで形成されている一対の櫛歯状電極を、その共通電極同士が平行に配置され、且つ両共通電極の対向領域内で各櫛歯状電極の電極指が弾性表面波の伝搬方向に交互に配置されるようにかみ合わせて対向配置させてなる。そして、係るＩＤＴ電極１２ａに所定の電力を印加することによって、圧電基板１１の上面に電極指の配列ピッチに対応した所定の弾性表面波、具体的には、電極指の配列ピッチを１／２波長とする弾性表面波を発生するようになっている。
【００３６】
一方、反射器電極１２ｂは、ＩＤＴ電極１２ａの形成領域内で発生する弾性表面波を一対の反射器電極１２ｂ間に閉じ込めて定在波を良好に発生させるためのものであり、例えば、ＩＤＴ電極１２ａの外側に、ＩＤＴ電極１２ａの電極指の配列ピッチとほぼ同じ間隔だけ離れて配置され、そのパターン形状はＩＤＴ電極１２ａの電極指とほぼ同じ配列ピッチのすだれ状パターンとなっている。
【００３７】
このような一対の反射器電極１２ｂと、その間に配置されるＩＤＴ電極１２ａとで一端子対共振器１４が構成される。
【００３８】
そして、パッド電極１２ｃは、基体３０との電気的接続をなす金属細線４０が接合される部分であり、ＩＤＴ電極１２ａと電気的に接続されている。金属細線４０との接合性を向上させるために、複数の材料を積層して厚く形成することが好ましい。
【００３９】
また、保護膜１３は、酸化シリコンや窒化シリコンなどの絶縁性材料もしくはシリコン等の半導電性材料から成り、パッド電極１２ｃの金属細線４０が接続される部分を除く弾性表面波素子１０の上面に形成され、電導性異物などによるＩＤＴ電極１２ａの短絡や損傷を防ぐ働きをする。
【００４０】
以上のように構成された弾性表面波素子１０は、シリコン系の接着材等から成る接着材２０を介して基体３０に接着・固定される。
【００４１】
基体３０はセラミック等から成り、弾性表面波素子１０の搭載部を有する平板３１に、枠体３２、３３、３４が積層されて構成されており、上面が開口した箱状とされている。基体３０の中で枠体３４のみはコバール（鉄・ニッケル・コバルトの合金）等の合金の表面に金等のメッキが施された構造とされており、枠体３４と同様の合金の表面にニッケル等のメッキが施された蓋体５０とシーム溶接によって接合される。また、枠体３２の上面には金属細線４０が接続される接続電極３５が形成されており、基体３０の内部や表面に形成された配線電極（図示せず）を介して、基体３０の下面に形成された外部端子電極（図示せず）と電気的に接続されている。
【００４２】
弾性表面波素子１０のパッド電極１２ｃと基体３０の接続電極３５とを接続する金属細線４０は、アルミニウムや金等から成る。金は化学的に安定で電気伝導度も高いため金属細線の材料として多用されるが、パッド電極の材料であるアルミニウムと異種金属間化合物を生成する為、高信頼性が要求される場合はアルミニウムが用いられる。そして、アルミニウムから成る金属細線はウェッジボンディング法によって電極に接合される。
【００４３】
ウェッジボンディング法とは、超音波溶着法とも呼ばれ、ウェッジと呼ばれるツールに超音波で生じる振動と適当な圧力を加えることによって、ウェッジ先端に配置された金属細線と電極との間で摩擦熱を発生させて接合する方法である。よって、パッド電極１２ｃが形成されている弾性表面波素子１０がしっかり固定されていないと、超音波を加えた際にパッド電極１２ｃが金属細線４０と一緒に動いてしまい、金属細線４０とパッド電極１２ｃとの間に充分な摩擦熱が発生しないという現象が生じ、接合不良が発生してしまう。
【００４４】
本実施形態では、弾性表面波素子１０の下面に加えて側面にも接着材２０を被着させて固定しているので、弾性表面波素子１０が水平方向に動くことを抑制でき、パッド電極１２ｃと金属細線４０との接合不良を防止することができる。
【００４５】
また、パッド電極１２ｃに対する金属細線４０の接合部の直下領域に接着材２０を配置しているので、金属細線をパッド電極に超音波で被着する際に、超音波が弾性表面波素子１０の下面で反射して定在波が発生し、弾性表面波素子１０が振動して、金属細線の接合強度がばらつくことを防止できる。
【００４６】
更に、弾性表面波素子１０の側面にも接着材２０が被着されていることにより、弾性表面波素子１０の基体３０への接着強度も強くなり、弾性表面波装置１の対衝撃性及び対振動性を高めることができる。
【００４７】
その上、接着材２０は、弾性表面波素子１０の下面の一部（長手方向の両端部付近）のみに被着されており、且つ、弾性表面波素子１０の下面に対する接着材２０の被着面積が弾性表面波素子１０下面の面積の４０％以上６３％以下とされているので、弾性表面波装置１の耐衝撃性を確保しつつ、周波数特性の製造工程における変化や、周波数温度特性のばらつき等を抑制することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。
【００４９】
図４は本発明の第２実施形態に係る弾性表面波装置の構造を模式的に示す断面図であり、同図に示す弾性表面波装置においては、突起部６０が基体３０の搭載部に形成されており、この突起部６０によって、接着材２０を弾性表面波素子１０の中央部へ伸展させている。
【００５０】
従って、弾性表面波素子１０の下面に対する接着材２０の被着面積が広くなり過ぎるのを有効に防止して、弾性表面波素子１０の下面に対する接着材２０の被着面積を容易に所望の範囲にコントロールすることができる。
【００５１】
（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態について説明する。
【００５２】
図５は本発明の第３実施形態に係る弾性表面波装置の構造を模式的に示す断面図であり、同図に示す弾性表面波装置においては、凹部７０が弾性表面波素子１０の下面に形成されており、この凹部７０によって、接着材２０が弾性表面波素子１０の中央部へ伸展しても、弾性表面波素子１０の下面に対する接着材２０の被着面積が広くなり過ぎるのを有効に防止し、弾性表面波素子１０の下面に対する接着材２０の被着面積を容易に所望の範囲にコントロールすることができる。
【００５３】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更・改良などが可能である。
【００５４】
例えば、上述の実施形態においては、上面が開口した箱状の基体３０の上面に蓋体５０を接合して気密封止を行ったが、平板上の基体に搭載した弾性表面波素子に下面が開口した箱状のカバーを被せて気密封止しても構わない。また、平板上の基体に搭載した弾性表面波素子を樹脂で覆って気密封止しても構わない。
【００５５】
また、基体はセラミック製でなくても良く、蓋体も金属製である必要はない。例えば、樹脂から成る基体と蓋体とを接着材で接合して気密封止しても構わない。
【００５６】
更に、上述の実施形態においては、上面にＩＤＴ電極を形成した弾性表面波素子１０の下面を接着材２０によって基体３０の搭載部に接着・固定し、弾性表面波素子１０のパッド電極１２ｃと基体３０の接続電極３５とを金属細線４０によって電気的に接続したが、下面にＩＤＴ電極とパッド電極とが形成された弾性表面波素子のパッド電極と基体の接続電極とを導電性接着材にて接合し、電気的接続と機械的接続とを同時に行うような構造としても構わない。
【００５７】
また、上述の実施形態においては、本発明を一端子対共振器に適用した例について説明したが、それ以外の弾性表面波装置、例えば、トランスバーサル型やラダー型などの弾性表面波フィルタ、あるいはデュプレクサ等にも本発明が適用可能であることはいうまでもない。
【００５８】
【実施例】
次に、本発明の作用効果を実施例について説明する。
【００５９】
図６は弾性表面波素子１０の製造プロセスを模式的に示す断面図である。なお、弾性表面波素子１０の製造にはステッパー（縮小投影露光機）及びＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）装置を用い、従来周知のフォトリソグラフィーにてパターニングを行った。
【００６０】
本発明品の弾性表面波装置サンプルは、以下の工程、条件にて製作した。
【００６１】
（１）まず、圧電基板１１（ＳＴカット水晶）を洗浄し、有機成分の除去を行った。次に、クリーンオーブンによって充分に乾燥を行った後、圧電基板１１の一方主面に電極（最終的に各種電極１２となる導体で、便宜上電極１２と付す）の成膜を行った。尚、電極１２の材料にはアルミニウムを、成膜には蒸着装置を使用し、その膜厚は約２４００Åとした（図６（ａ）参照。）。
【００６２】
（２）次にレジスト８０を全面にスピンコートし（図６（ｂ）参照）、その後、ステッパーにより所望形状に露光して、現像装置にて不要部分のレジスト８０をアルカリ現像液で溶解・除去することによって所望のレジストパターンを形成した（図６（ｃ）参照。）。
【００６３】
（３）次いで、レジスト８０を除去した部分の電極１２を、ＲＩＥ装置にてエッチング除去し（図６（ｄ）参照。）、その後、レジスト８０を剥離して電極パターン１２を形成した（図６（ｅ）参照。）。
【００６４】
（４）次に、ＳｉＯ_２から成る保護膜１３をＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置にて２００Åの厚みに成膜し（図６（ｆ）参照。）、レジスト８０を全面に再度塗布した（図６（ｇ）参照。）。
【００６５】
（５）次いで、パッド電極１２ｃの上に位置する部分のレジスト８０を感光させて除去し（図６（ｈ）参照。）、更に、レジスト８０を除去した部分の保護膜１３をＲＩＥ装置にてエッチングして除去した（図６（ｉ）参照。）。
【００６６】
（６）次に、クロム１５を１００Åの厚さで、その上にアルミニウム１６を５０００Åの厚さで、それぞれ全面にスパッタにて形成した（図６（ｊ）参照。）。その後レジスト８０を剥離しパターンニングを完了した（図６（ｋ）参照。）。
【００６７】
（７）そして最後に、圧電基板１１をダイシングして分割し、弾性表面波素子１０を得た。素子のサイズは３．２７ｍｍ×０．７７ｍｍとした（図６（ｌ）参照。）。
【００６８】
次に実装について説明する（図１〜図３参照。）。
【００６９】
（８）セラミックスからなる基体３０（枠体３４のみコバール合金）の搭載部にシリコン接着材２０をディスペンサーにて塗布し、その上に完成した弾性表面波素子１０を載置して水平方向に揺動して接着材２０となじませながら押圧し、その後、乾燥機にて２００℃の温度で１２０分保持して接着材２０を乾燥させた。このように弾性表面波素子１０を接着材２０上に載置して水平方向に動かすことにより、弾性表面波素子１０の側面にも接着材２０を充分に被着させることができる。
【００７０】
（９）次に、ウェッジボンダーを用いて、弾性表面波素子１０のパッド電極１２ｃと基体３０の接続電極３５とを、アルミニウムから成る金属細線４０によって接続する。
【００７１】
（１０）そして最後に、基体３０の上面にあるシールリング３４に、コバールから成る蓋体５０をシーム溶接にて接合し、弾性表面波素子１０を気密封止して弾性表面波装置１を完成した。尚、本実施例では１端子対弾性表面波共振器を作製した。
【００７２】
上記（８）の製造工程において、塗布する接着材２０の塗布量と塗布位置を変化させることにより、接着材２０の弾性表面波素子１０の下面に対する被着面積を変化させて、製造工程における弾性表面波装置１の共振周波数の変化量並びに耐衝撃性を調べ、本発明の有効性を確認した。尚、接着材２０は弾性表面波素子１０の長手方向両端部付近の下面並びに側面の一部に被着させた。
【００７３】
初めに、接着材２０の弾性表面波素子１０の下面に対する被着面積を変化させた多数のサンプルを作成し、１．９ｍの高さから５０回落下させる試験を行った後に、基体３０から外れてしまった弾性表面波素子１０の下面の状態を観察して、弾性表面波素子１０の下面に対する接着材２０の被着面積を算出した。その結果、弾性表面波素子１０の下面に対する接着材２０の被着面積が弾性表面波素子１０の下面の面積の４０％（面積で１．００７平方ミリメートル）より小さくなると、接着強度が充分ではなくなることが判った。
【００７４】
次に、弾性表面波素子１０の下面に対する接着材２０の被着面積が弾性表面波素子１０の下面の面積の４０％以上のサンプルの製造工程中の共振周波数の変化を調べた。上記（７）の製造工程におけるダイシングの前と、上記（１０）の製造工程における封止の後に共振周波数を測定し、両者を比較した結果を表１及び図７に示す。表１並びに図７において、接着面積とは弾性表面波素子１０の下面に対する接着材２０の被着面積であり、接着面積比率とは弾性表面波素子１０の下面に対する接着材２０の被着面積を弾性表面波素子１０の下面の全面積で割った値であり、周波数変化率とは共振周波数の変化量を共振周波数で割った値である。
【００７５】
【表１】

【００７６】
図７から明らかなように、接着面積比率を６３％以下とすることにより、製造工程（特に封止工程）における弾性表面波装置１の周波数変化を極めて有効に防止できることが判る。
【００７７】
前記落下試験の結果と併せて考えると、接着面積比率としては、４０％〜６３％が望ましく、特に４０％〜６０％の範囲が最も望ましい。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、弾性表面波素子の長辺に沿った側面にも接着材を被着させるようにしたことから、弾性表面波装置の対振動性及び耐衝撃性を大きく向上させることができ、金属細線の接合不良の発生も抑制することができる。
【００７９】
また、本発明によれば、弾性表面波素子の短辺に沿った側面にも接着材を被着させることにより、弾性表面波装置の対振動性及び耐衝撃性を大きく向上させることができ、金属細線の接合不良の発生も抑制することができる。
【００８０】
更に、本発明によれば、接着材の弾性表面波素子の下面に対する被着面積を弾性表面波素子下面の全面積に対して４０％〜６３％の範囲内に設定しておくことにより、弾性表面波装置の耐衝撃性及び対振動性を確保したままで、製造工程における周波数特性の変化をほぼ確実に防止することができる。
【００８１】
また更に、本発明によれば、基体の搭載部、弾性表面波素子の下面の少なくとも一方に、弾性表面波素子の長手方向の両端部側でのみ接着材と接する一対の凸部が設けられているので、弾性表面波素子の下面に対する接着材の被着面積が不所望に広がるのを有効に防止することができる。
【００８２】
更にまた、本発明によれば、基体の搭載部、弾性表面波素子の下面の少なくとも一方に接着材の非接着領域に対応した凹部を設けておくことにより、弾性表面波素子の下面に対する接着材の被着面積が不所望に広がるのを有効に防止することができる。
【００８３】
そして、本発明によれば、パッド電極に対する金属細線の接合部の直下領域に接着材を介在させることにより、金属細線の接合強度がばらつくことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る弾性表面波素子を模式的に示す平面図である。
【図２】図１の弾性表面波素子のＡ―Ａ線断面図である。
【図３】図１の弾性表面波素子のＢ―Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｌ）は本発明の弾性表面波装置の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施例に係る弾性表面波装置の製造工程における周波数特性の変化を示すグラフである。
【図８】従来例の弾性表面波装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０：弾性表面波素子
１２ａ：ＩＤＴ電極
１２ｂ：反射器電極
１２ｃ：パッド電極
２０：接着材
３０：基体
４０：金属細線
５０：蓋体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface acoustic wave device used for mobile communication devices such as mobile phones, in-vehicle devices, medical devices, and the like, and more particularly, to a surface acoustic wave device having improved manufacturability and impact resistance. It relates to a wave device.
[0002]
[Prior art]
Surface acoustic wave devices such as surface acoustic wave resonators and surface acoustic wave filters are widely used in various wireless communication devices using microwave bands, in-vehicle devices, medical devices, and the like.
[0003]
As a conventional surface acoustic wave device, the lower surface of a surface acoustic wave element is fixed to a mounting portion of a container with an adhesive, and the electrodes on the surface acoustic wave element and the electrodes formed on the container are connected by thin metal wires. Is known in which a lid is welded and hermetically sealed.
[0004]
A surface acoustic wave element used in such a surface acoustic wave device includes an IDT (interdigital transducer) electrode in which comb-shaped electrodes are arranged on the upper surface of a piezoelectric substrate, and reflectors arranged on both sides of the IDT electrode. It has a structure in which electrodes and the like are attached and formed. Then, a predetermined electric power is applied to the IDT electrode to generate a predetermined surface acoustic wave corresponding to the electrode finger pitch of the IDT electrode on the upper surface of the piezoelectric substrate, thereby functioning as a surface acoustic wave element. .
[0005]
However, the above-described conventional surface acoustic wave device has the following problems.
[0006]
That is, since the lower surface of the surface acoustic wave element is fixed to the container with an adhesive, the distortion generated in the container is transmitted to the surface acoustic wave element via the adhesive, so that the IDT formed on the surface acoustic wave element is formed. There has been a problem that the electrode finger pitch of the electrodes and the elastic constant of the piezoelectric substrate change, and the frequency characteristics of the surface acoustic wave device change.
[0007]
One of the causes of distortion of the container is a joining process between the container and the lid. That is, when the lid was welded to the upper surface of the container, the lid was heated, and the lid was joined to the upper surface of the container in a state where the temperature of the lid became much higher than the lower portion of the container, so that the temperature returned to normal temperature. At this time, the lid shrinks greatly, pulls the container, and deforms so that the shape of the container becomes convex downward as a whole.
[0008]
In this case, there is a problem that the frequency characteristics of the surface acoustic wave device change before and after the joining step between the container and the lid. Since it is very difficult to adjust the frequency characteristics after the lid is joined, this change is a major problem in manufacturing a surface acoustic wave device having desired frequency characteristics.
[0009]
Also, when the adhesive fixing the surface acoustic wave element and the container hardens, the stress exerted on the surface acoustic wave element by the adhesive changes with time, and the distortion of the surface acoustic wave element due to the stress also changes with time. Due to the change, the frequency characteristics of the surface acoustic wave device change with time, and the peak temperature in the frequency temperature characteristics of the surface acoustic wave element varies.
[0010]
Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, a surface acoustic wave device in which only both ends of the lower surface of a surface acoustic wave element are adhered to a container has been proposed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[0011]
As shown in FIG. 8, the surface acoustic wave device 100 has only the lower end portions of the surface acoustic wave element 101 adhered to the container 102 with the adhesive 103 so that the frequency characteristics of the surface acoustic wave device 100 can be changed with time. The variation and the variation of the peak temperature in the frequency temperature characteristic are improved.
[0012]
[Patent Document 1]
JP 2001-332957 A (FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-9-186549 (FIG. 1)
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, the surface acoustic wave device disclosed in the above patent document has the following problems.
[0014]
That is, in the surface acoustic wave device described in the above patent document, since only a part of the lower surface of the surface acoustic wave element is adhered and fixed to the container, the bonding strength between the surface acoustic wave element and the container is low, and However, it had the drawback of low resistance and impact resistance. In particular, it is insufficient for mounting on a vehicle-mounted device such as a tire pressure monitoring system, which requires high shock resistance and vibration resistance.
[0015]
In addition, since only a part of the lower surface of the surface acoustic wave element is adhered and fixed to the container, the surface acoustic wave element is easy to move, and a thin metal wire is ultrasonically applied to the pad electrode formed on the upper surface of the surface acoustic wave element. There is also a manufacturing problem in that ultrasonic waves easily escape when being adhered, and bonding failure of thin metal wires easily occurs.
[0016]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device that is excellent in frequency temperature characteristics, vibration resistance and shock resistance, and is also excellent in manufacturability. .
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The surface acoustic wave device according to the present invention includes, on a substrate having a plurality of connection electrodes, a rectangular surface acoustic wave element having an IDT electrode and a plurality of pad electrodes in a longitudinal direction of the surface acoustic wave element. A surface acoustic wave device which is mounted and fixed at both ends via a pair of adhesives arranged along the short side of the surface acoustic wave element, and wherein the connection electrode and the pad electrode are bonded by a thin metal wire. A part of the adhesive is extended to both sides in the short direction of the surface acoustic wave element, and the extending part is attached to a side surface along a long side of the surface acoustic wave element. It is characterized by the following.
[0018]
Further, in the surface acoustic wave device according to the present invention, the adhesive is extended to both sides in the longitudinal direction of the surface acoustic wave element, and the extended portion is attached to a side surface along a short side of the surface acoustic wave element. It is characterized by being attached.
[0019]
Further, the surface acoustic wave device according to the present invention is characterized in that an adhered area of the adhesive to a lower surface of the surface acoustic wave element is set to 40% to 63% with respect to a total area of the lower surface of the surface acoustic wave element. It is assumed that.
[0020]
Still further, the surface acoustic wave device according to the present invention may further include an upper surface of a base located immediately below the surface acoustic wave element, and at least one of a lower surface of the surface acoustic wave element, on both ends in a longitudinal direction of the surface acoustic wave element. And a pair of protrusions that are in contact with the adhesive are provided.
[0021]
Furthermore, in the surface acoustic wave device of the present invention, a concave portion corresponding to a non-adhesion region of the adhesive is formed on at least one of an upper surface of a base located immediately below the surface acoustic wave element and a lower surface of the surface acoustic wave element. It is characterized by being provided.
[0022]
Still further, in the surface acoustic wave device according to the present invention, the adhesive is interposed in a region directly below a bonding portion of the thin metal wire to the pad electrode.
[0023]
[Action]
According to the present invention, since the adhesive is also applied to the side surface along the long side of the surface acoustic wave element, the surface acoustic wave element is also fixed on the side surface of the long side, Vibration resistance and shock resistance of the surface acoustic wave device can be greatly improved. Also, when applying a thin metal wire to the pad electrode formed on the upper surface of the surface acoustic wave element by ultrasonic waves, the surface acoustic wave element is firmly fixed, so that the ultrasonic waves do not escape easily, and The occurrence of poor bonding can be suppressed.
[0024]
Further, according to the present invention, the adhesive is also applied to the side surface along the short side of the surface acoustic wave element. The vibration resistance and shock resistance of the device can be greatly improved. Also, when applying a thin metal wire to the pad electrode formed on the top surface of the surface acoustic wave element by ultrasonic waves, the surface acoustic wave element is firmly fixed, so that the ultrasonic waves do not escape easily, and the bonding of the thin metal wires is performed. The occurrence of defects can be suppressed.
[0025]
Furthermore, according to the present invention, the surface area of the surface acoustic wave element is set to 40% to 63% of the total area of the lower surface of the surface acoustic wave element by setting the adhesion area of the adhesive to the lower surface of the surface acoustic wave element. While the impact resistance and anti-vibration properties of the device are secured, it is possible to effectively prevent a change in the frequency characteristics of the surface acoustic wave device in the manufacturing process (particularly, the sealing process).
[0026]
Still further, according to the present invention, at least one of the upper surface of the base located immediately below the surface acoustic wave element and the lower surface of the surface acoustic wave element, an adhesive is provided only at both ends in the longitudinal direction of the surface acoustic wave element. By providing a pair of convex portions that are in contact with each other, it is possible to prevent the adhesive from spreading toward the center of the surface acoustic wave element. Thus, the adhesion area of the adhesive to the lower surface of the surface acoustic wave element does not become undesirably large, and the adhesion area of the adhesive to the lower surface of the surface acoustic wave element can be easily controlled to a desired range. .
[0027]
Furthermore, according to the present invention, the adhesive is provided on at least one of the mounting portion of the base and the lower surface of the surface acoustic wave element so as to correspond to the non-adhesion region of the adhesive. In the case of spreading toward the center, it is possible to prevent the adhesion area of the adhesive on the lower surface of the surface acoustic wave element from undesirably expanding. This also makes it possible to easily control the adhesion area of the adhesive to the lower surface of the surface acoustic wave element to a desired range.
[0028]
According to the present invention, when an adhesive is interposed in a region immediately below the bonding portion of the metal thin wire to the pad electrode, when the metal thin wire is applied to the pad electrode by the ultrasonic wave, the ultrasonic wave is applied to the elastic surface. It is possible to prevent the standing wave from being reflected on the lower surface of the wave element and causing the surface acoustic wave element to vibrate, thereby preventing the bonding strength of the thin metal wire from varying.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0030]
FIG. 1 is a plan view schematically showing a surface acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the surface acoustic wave device shown in FIG. 1, and FIG. It is BB sectional drawing of a wave apparatus.
[0031]
In the surface acoustic wave device 1 shown in these figures, the lower surface of the surface acoustic wave element 10 is joined to a base 30 via an adhesive 20, and the surface acoustic wave element 10 and the base 30 are electrically connected by a thin metal wire 40. After the connection, the upper surface of the base 30 is hermetically sealed with a lid 50.
[0032]
The surface acoustic wave element 10 has various electrodes 12 including an IDT electrode 12a, a reflector electrode 12b, and a pad electrode 12c formed on an upper surface of a piezoelectric substrate 11, and a protective film 13 is formed on the upper surface except a part on the pad electrode 12c. (Not shown).
[0033]
The piezoelectric substrate 11 is made of a piezoelectric single crystal such as quartz, lithium tantalate single crystal, lithium niobate single crystal, lithium tetraborate single crystal, or a piezoelectric ceramic such as lead titanate or lead zirconate. The upper surface functions as a supporting base material for supporting the various electrodes 12, the protective film 13, and the like. When power is applied to the piezoelectric substrate 11 via the various electrodes 12, a predetermined surface acoustic wave is generated on one main surface thereof. It acts to make it.
[0034]
The various electrodes 12 are made of aluminum or an alloy containing aluminum as a main component, and have IDT electrodes 12a for exciting surface acoustic waves, and reflector electrodes arranged on both sides of the IDT electrodes 12a along the propagation direction of surface acoustic waves. 12b, a pad electrode 12c for external connection connected to the IDT electrode 12a, and the like.
[0035]
The IDT electrode 12a is a pair of comb-shaped electrodes each formed by a strip-shaped common electrode and a plurality of electrode fingers extending in a direction perpendicular to the common electrode, and the common electrodes are arranged in parallel with each other. In addition, the electrode fingers of the comb-tooth-shaped electrodes are engaged with each other so as to be alternately arranged in the propagation direction of the surface acoustic wave in the opposing region of both common electrodes. Then, by applying a predetermined electric power to the IDT electrode 12a, a predetermined surface acoustic wave corresponding to the arrangement pitch of the electrode fingers, specifically, the arrangement pitch of the electrode fingers is reduced by half on the upper surface of the piezoelectric substrate 11. A surface acoustic wave having a wavelength is generated.
[0036]
On the other hand, the reflector electrode 12b is for confining the surface acoustic wave generated in the region where the IDT electrode 12a is formed between the pair of reflector electrodes 12b so as to favorably generate a standing wave. The IDT electrode 12a is arranged outside the IDT electrode 12a at an interval substantially equal to the arrangement pitch of the electrode fingers, and its pattern shape is an interdigitated pattern having the same arrangement pitch as the electrode fingers of the IDT electrode 12a.
[0037]
The pair of reflector electrodes 12b and the IDT electrode 12a disposed therebetween constitute a one-port resonator 14.
[0038]
The pad electrode 12c is a portion to which the thin metal wire 40 that makes electrical connection with the base 30 is joined, and is electrically connected to the IDT electrode 12a. In order to improve the bonding property with the metal thin wire 40, it is preferable that a plurality of materials are stacked and formed thick.
[0039]
The protective film 13 is made of an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride or a semiconductive material such as silicon, and is formed on the upper surface of the surface acoustic wave element 10 except for the portion of the pad electrode 12c to which the thin metal wire 40 is connected. It is formed and functions to prevent short-circuiting or damage of the IDT electrode 12a due to conductive foreign matter or the like.
[0040]
The surface acoustic wave device 10 configured as described above is adhered and fixed to the base 30 via an adhesive 20 made of a silicon-based adhesive or the like.
[0041]
The base 30 is made of ceramic or the like, and is formed by stacking

frames

32, 33, and 34 on a flat plate 31 having a mounting portion for the surface acoustic wave element 10, and has a box shape with an open top. Only the frame 34 in the base 30 has a structure in which the surface of an alloy such as Kovar (an alloy of iron, nickel, and cobalt) is plated with gold or the like. It is joined to the lid 50 plated with nickel or the like by seam welding. A connection electrode 35 to which the thin metal wire 40 is connected is formed on the upper surface of the frame 32, and the lower surface of the base 30 is formed via wiring electrodes (not shown) formed inside or on the surface of the base 30. Are electrically connected to external terminal electrodes (not shown) formed on the substrate.
[0042]
The thin metal wire 40 connecting the pad electrode 12c of the surface acoustic wave element 10 and the connection electrode 35 of the base 30 is made of aluminum, gold, or the like. Gold is widely used as a material for fine metal wires because it is chemically stable and has high electrical conductivity.However, it forms aluminum and another intermetallic compound, which is the material for the pad electrode. Is used. Then, the thin metal wires made of aluminum are joined to the electrodes by a wedge bonding method.
[0043]
The wedge bonding method, also called ultrasonic welding, applies friction generated by ultrasonic waves to a tool called a wedge and appropriate pressure to generate frictional heat between the thin metal wire placed at the tip of the wedge and the electrode. It is a method of generating and joining. Therefore, if the surface acoustic wave element 10 on which the pad electrode 12c is formed is not firmly fixed, the pad electrode 12c moves together with the thin metal wire 40 when ultrasonic waves are applied, and the thin metal wire 40 and the pad electrode A phenomenon occurs in which sufficient frictional heat is not generated between the contact holes 12c and 12c, resulting in poor joining.
[0044]
In the present embodiment, since the adhesive 20 is applied and fixed to the side surface in addition to the lower surface of the surface acoustic wave element 10, the surface acoustic wave element 10 can be prevented from moving in the horizontal direction, and the pad electrode 12c Bonding failure between the metal wire 40 and the metal wire 40 can be prevented.
[0045]
In addition, since the adhesive 20 is arranged in a region immediately below the bonding portion of the thin metal wire 40 to the pad electrode 12c, when the thin metal wire is applied to the pad electrode by ultrasonic waves, the ultrasonic wave is applied to the surface acoustic wave element 10. It is possible to prevent the standing wave from being reflected by the lower surface and the surface acoustic wave element 10 from vibrating, thereby preventing the bonding strength of the thin metal wire from varying.
[0046]
Further, since the adhesive 20 is also applied to the side surfaces of the surface acoustic wave element 10, the adhesive strength of the surface acoustic wave element 10 to the base 30 is increased, and the surface acoustic wave device 1 has an impact resistance and Vibration can be enhanced.
[0047]
In addition, the adhesive 20 is applied only to a part of the lower surface of the surface acoustic wave device 10 (near both ends in the longitudinal direction), and the adhesive 20 is applied to the lower surface of the surface acoustic wave device 10. Since the area is set to be 40% or more and 63% or less of the area of the lower surface of the surface acoustic wave element 10, the impact resistance of the surface acoustic wave device 1 is ensured, the frequency characteristic changes in the manufacturing process, and the frequency temperature characteristic changes. Variations and the like can be suppressed.
[0048]
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0049]
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the surface acoustic wave device according to the second embodiment of the present invention. In the surface acoustic wave device shown in FIG. The protrusions 60 extend the adhesive 20 to the center of the surface acoustic wave device 10.
[0050]
Therefore, it is possible to effectively prevent the adhesion area of the adhesive 20 on the lower surface of the surface acoustic wave device 10 from becoming too large, and to easily adjust the adhesion area of the adhesive 20 on the lower surface of the surface acoustic wave device 10 to a desired range. Can be controlled.
[0051]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
[0052]
FIG. 5 is a sectional view schematically showing the structure of the surface acoustic wave device according to the third embodiment of the present invention. In the surface acoustic wave device shown in FIG. The recess 70 effectively prevents the area of the adhesive 20 to be applied to the lower surface of the surface acoustic wave element 10 from becoming too large even if the adhesive 20 extends to the center of the surface acoustic wave element 10. , And the adhesion area of the adhesive 20 to the lower surface of the surface acoustic wave element 10 can be easily controlled to a desired range.
[0053]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the gist of the present invention.
[0054]
For example, in the above-described embodiment, the lid 50 is joined to the upper surface of the box-shaped substrate 30 having an open upper surface to perform hermetic sealing, but the surface acoustic wave element mounted on the substrate on a flat plate has a lower surface. It may be hermetically sealed with an open box-shaped cover. Further, the surface acoustic wave element mounted on the base on a flat plate may be covered with a resin and hermetically sealed.
[0055]
Further, the base does not have to be made of ceramic, and the lid need not be made of metal. For example, the base made of resin and the lid may be joined with an adhesive and hermetically sealed.
[0056]
Further, in the above-described embodiment, the lower surface of the surface acoustic wave element 10 having the IDT electrode formed on the upper surface is bonded and fixed to the mounting portion of the base 30 with the adhesive 20 so that the pad electrode 12c of the surface acoustic wave element 10 and the base The connection electrodes 35 of the surface acoustic wave device were electrically connected to the connection electrodes 35 of the substrate 30 by a thin metal wire 40, and the connection electrodes of the surface acoustic wave element having the IDT electrodes and the pad electrodes formed on the lower surface and the connection electrodes of the base were connected by a conductive adhesive. A structure in which the electrical connection and the mechanical connection are performed at the same time may be adopted.
[0057]
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a one-port resonator is described. However, other surface acoustic wave devices, for example, a surface acoustic wave filter such as a transversal type or a ladder type, or Needless to say, the present invention can be applied to a duplexer or the like.
[0058]
【Example】
Next, the operation and effect of the present invention will be described with reference to examples.
[0059]
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the surface acoustic wave device 10. The surface acoustic wave device 10 was patterned using a stepper (reduction projection exposure machine) and an RIE (Reactive Ion Etching) device by well-known photolithography.
[0060]
The sample of the surface acoustic wave device of the present invention was manufactured by the following steps and conditions.
[0061]
(1) First, the piezoelectric substrate 11 (ST cut quartz) was washed to remove organic components. Next, after sufficiently drying with a clean oven, an electrode (a conductor that eventually becomes various kinds of electrodes 12 and is referred to as an electrode 12 for convenience) was formed on one main surface of the piezoelectric substrate 11. In addition, aluminum was used as the material of the electrode 12, and a deposition apparatus was used for the film formation, and the film thickness was about 2400 ° (see FIG. 6A).
[0062]
(2) Next, the entire surface of the resist 80 is spin-coated (see FIG. 6B), and then exposed to a desired shape by a stepper, and unnecessary portions of the resist 80 are dissolved and removed with an alkali developing solution by a developing device. Thus, a desired resist pattern was formed (see FIG. 6C).
[0063]
(3) Next, the portion of the electrode 12 from which the resist 80 has been removed is removed by etching with an RIE apparatus (see FIG. 6D). Thereafter, the resist 80 is peeled off to form the electrode pattern 12 (FIG. 6). (See (e).)
[0064]
(4) Next, SiO ₂ The protective film 13 made of was formed to a thickness of 200 ° by a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus (see FIG. 6F), and the resist 80 was applied again on the entire surface (see FIG. 6G).
[0065]
(5) Next, the portion of the resist 80 located above the pad electrode 12c is exposed to light and removed (see FIG. 6 (h)), and the protective film 13 where the resist 80 has been removed is further removed by an RIE apparatus. It was removed by etching (see FIG. 6 (i)).
[0066]
(6) Next, chromium 15 was formed to a thickness of 100 ° and aluminum 16 was formed thereon to a thickness of 5000 ° by sputtering over the entire surface (see FIG. 6 (j)). Thereafter, the resist 80 was peeled off to complete the patterning (see FIG. 6 (k)).
[0067]
(7) Finally, the piezoelectric substrate 11 was diced and divided to obtain a surface acoustic wave device 10. The size of the element was 3.27 mm × 0.77 mm (see FIG. 6 (l)).
[0068]
Next, mounting will be described (see FIGS. 1 to 3).
[0069]
(8) The silicon adhesive 20 is applied to the mounting portion of the substrate 30 made of ceramics (a Kovar alloy only in the frame body 34) by a dispenser, and the completed surface acoustic wave element 10 is mounted thereon and shaken in the horizontal direction. The adhesive 20 was moved and pressed while being blended with the adhesive 20, and then kept at a temperature of 200 ° C. for 120 minutes in a dryer to dry the adhesive 20. By placing the surface acoustic wave element 10 on the adhesive 20 and moving it in the horizontal direction, the adhesive 20 can be sufficiently applied to the side surfaces of the surface acoustic wave element 10 as well.
[0070]
(9) Next, using a wedge bonder, the pad electrode 12c of the surface acoustic wave element 10 and the connection electrode 35 of the base 30 are connected by a thin metal wire 40 made of aluminum.
[0071]
(10) Finally, the lid 50 made of Kovar is joined to the seal ring 34 on the upper surface of the base 30 by seam welding, and the surface acoustic wave element 10 is hermetically sealed to complete the surface acoustic wave device 1. did. In this example, a one-terminal surface acoustic wave resonator was manufactured.
[0072]
In the above manufacturing process (8), by changing the application amount and the application position of the adhesive 20 to be applied, the adhesion area of the adhesive 20 to the lower surface of the surface acoustic wave element 10 is changed, and the elasticity in the manufacturing process is changed. The amount of change in the resonance frequency and the impact resistance of the surface acoustic wave device 1 were examined, and the effectiveness of the present invention was confirmed. The adhesive 20 was applied to the lower surface and a part of the side surface near both ends in the longitudinal direction of the surface acoustic wave device 10.
[0073]
First, a large number of samples were prepared in which the adhered area of the adhesive 20 to the lower surface of the surface acoustic wave element 10 was changed, and a test was performed in which the sample was dropped 50 times from a height of 1.9 m, and then removed from the base 30. By observing the state of the lower surface of the surface acoustic wave element 10 thus obtained, the area where the adhesive 20 was adhered to the lower surface of the surface acoustic wave element 10 was calculated. As a result, when the adhesion area of the adhesive 20 to the lower surface of the surface acoustic wave element 10 is smaller than 40% (the area of 1.007 square millimeters) of the lower surface of the surface acoustic wave element 10, the adhesive strength is not sufficient. It turns out.
[0074]
Next, a change in the resonance frequency during the manufacturing process of a sample in which the area of the adhesive 20 to be attached to the lower surface of the surface acoustic wave device 10 was 40% or more of the area of the lower surface of the surface acoustic wave device 10 was examined. The resonance frequency was measured before the dicing in the manufacturing process (7) and after the sealing in the manufacturing process (10), and the results of comparing the two are shown in Table 1 and FIG. In Table 1 and FIG. 7, the bonding area is the area of the adhesive 20 adhered to the lower surface of the surface acoustic wave element 10, and the adhesive area ratio is the area of the adhesive 20 adhered to the lower surface of the surface acoustic wave element 10. The value is a value obtained by dividing the total area of the lower surface of the surface acoustic wave element 10, and the frequency change rate is a value obtained by dividing the change amount of the resonance frequency by the resonance frequency.
[0075]
[Table 1]

[0076]
As is clear from FIG. 7, it can be understood that the frequency change of the surface acoustic wave device 1 in the manufacturing process (particularly, the sealing process) can be prevented very effectively by setting the bonding area ratio to 63% or less.
[0077]
Considering the results of the drop test, the bonding area ratio is preferably from 40% to 63%, and most preferably from 40% to 60%.
[0078]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the adhesive is also applied to the side surface along the long side of the surface acoustic wave element, it is possible to greatly improve the vibration resistance and the shock resistance of the surface acoustic wave device. In addition, it is possible to suppress the occurrence of poor bonding of the thin metal wires.
[0079]
Further, according to the present invention, by applying the adhesive to the side surface along the short side of the surface acoustic wave element, it is possible to greatly improve the vibration resistance and shock resistance of the surface acoustic wave device, It is also possible to suppress the occurrence of poor bonding of the thin metal wires.
[0080]
Further, according to the present invention, by setting the adhesion area of the adhesive to the lower surface of the surface acoustic wave element within the range of 40% to 63% with respect to the total area of the lower surface of the surface acoustic wave element. A change in frequency characteristics in the manufacturing process can be almost surely prevented while ensuring the shock resistance and vibration resistance of the surface acoustic wave device.
[0081]
Still further, according to the present invention, at least one of the mounting portion of the base and the lower surface of the surface acoustic wave element is provided with a pair of convex portions that are in contact with the adhesive only at both ends in the longitudinal direction of the surface acoustic wave element. Therefore, it is possible to effectively prevent the adhesion area of the adhesive to the lower surface of the surface acoustic wave element from undesirably expanding.
[0082]
Furthermore, according to the present invention, by providing a concave portion corresponding to a non-adhesion region of the adhesive on at least one of the mounting portion of the base and the lower surface of the surface acoustic wave element, the adhesive material for the lower surface of the surface acoustic wave element is provided. Can be effectively prevented from being undesirably widened.
[0083]
Further, according to the present invention, the bonding strength of the fine metal wire can be prevented from being varied by interposing the adhesive in a region immediately below the bonding portion of the fine metal wire to the pad electrode.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view schematically showing a surface acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the surface acoustic wave device of FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of the surface acoustic wave device of FIG.
FIG. 4 is a sectional view schematically showing a surface acoustic wave device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view schematically showing a surface acoustic wave device according to a third embodiment of the present invention.
6 (a) to 6 (l) are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the surface acoustic wave device according to the present invention.
FIG. 7 is a graph showing a change in frequency characteristics in a manufacturing process of the surface acoustic wave device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a conventional surface acoustic wave device.
[Explanation of symbols]
10: Surface acoustic wave element
12a: IDT electrode
12b: reflector electrode
12c: Pad electrode
20: adhesive
30: Substrate
40: Fine metal wire
50: Lid

Claims

On a substrate having a plurality of connection electrodes, a rectangular surface acoustic wave element having an IDT electrode and a plurality of pad electrodes is provided at both ends in the longitudinal direction of the surface acoustic wave element. A surface acoustic wave device that is mounted and fixed via a pair of adhesives arranged along a short side, and the connection electrode and the pad electrode are bonded by a thin metal wire,
A part of the adhesive is extended to both sides in the short direction of the surface acoustic wave device, and the extended portion is attached to a side surface along a long side of the surface acoustic wave device. Surface acoustic wave device.

The adhesive material is also extended on both sides in the longitudinal direction of the surface acoustic wave device, and the extended portion is attached to a side surface along a short side of the surface acoustic wave device. Item 3. A surface acoustic wave device according to item 1.

3. The surface area of the adhesive material on the lower surface of the surface acoustic wave element is set to 40% to 63% of the total area of the lower surface of the surface acoustic wave element. The surface acoustic wave device as described in the above.

At least one of the upper surface of the base located immediately below the surface acoustic wave element and the lower surface of the surface acoustic wave element, a pair of protrusions that are in contact with the adhesive only at both ends in the longitudinal direction of the surface acoustic wave element. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the surface acoustic wave device is provided.

A concave portion corresponding to a non-bonding region of the adhesive is provided on at least one of an upper surface of a base located immediately below the surface acoustic wave element and a lower surface of the surface acoustic wave element. The surface acoustic wave device according to any one of claims 1 to 3.

The surface acoustic wave device according to any one of claims 1 to 5, wherein the adhesive is interposed in a region directly below a bonding portion of the thin metal wire to the pad electrode.