JP2000357937A - 弾性表面波装置 - Google Patents

弾性表面波装置

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JP2000357937A
JP2000357937A JP11170960A JP17096099A JP2000357937A JP 2000357937 A JP2000357937 A JP 2000357937A JP 11170960 A JP11170960 A JP 11170960A JP 17096099 A JP17096099 A JP 17096099A JP 2000357937 A JP2000357937 A JP 2000357937A
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surface acoustic
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Masato Higuchi
真人 日口
Atsushi Hirakawa
敦史 平川
Shinobu Uesugi
忍 上杉
Koichi Jinryo
康一 神凉
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders or supports
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Abstract

(57)【要約】 【課題】導電性キャップ部材に付着した金属粉の弾性表
面波素子への付着を防止することができ、かつ気密性を
大幅に向上した弾性表面波装置を提供する。 【解決手段】エポキシ系樹脂接着剤7は金属製キャップ
部材3のベース部材側の全面に被着形成されており、ベ
ース部材1上面の矩形枠状部と金属製キャップ部材3の
外周部とがエポキシ系樹脂接着剤7で接着されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベース部材と導電
性キャップ部材とを封止材で接合したパッケージ内に弾
性表面波素子を密封した弾性表面波装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の弾性表面波装置は、例え
ば図3に示すように、アルミナ等のセラミックスからな
る凹部形状のベース部材1上に弾性表面波素子2を接着
剤(ダイボンド剤)で接着固定し、弾性表面波素子2の
所定の電極とベース部材1の所定の電極とをボンディン
グワイヤ5により接続した後、ベース部材1とキャップ
部材3とを樹脂接着剤、はんだ、ガラス等の封止材7で
接合することにより、弾性表面波素子2をベース部材1
とキャップ部材3からなるパッケージ内に気密封止して
構成されている。弾性表面波素子の上面にはIDTを構
成する微細な電極(図示省略)が数μm数十μmの間隔
で配置されている。この種の弾性表面波装置では、湿気
等の侵入による弾性表面波素子の特性劣化を防止するた
めに高い気密性が必要である。また、キャップ部材3と
してはシールド効果、接合性を高めるために、金属板を
打ち抜きした金属製またはセラミック等の絶縁体にメッ
キ等の導電性処理を施した導電性キャップ部材が用いら
れる。
【0003】従来、上記ベース部材1とキャップ部材3
との接合は、封止材7を印刷等の方法によりベース部材
1またはキャップ部材3のいずれかの接合部に枠状に形
成し、封止材7を硬化または溶融することにより行われ
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の弾性表面波装置では、封止材はベース部材及びキャ
ップ部材の周縁部に枠状に形成されており、キャップ部
材の打ち抜き時またはメッキ等の導電性処理時にキャッ
プ部材に付着した打ち抜き屑や脱落粉等の金属粉が、ベ
ース部材とキャップ部材との接合時、その後の取扱時ま
たは使用中に弾性表面波素子表面に落下し、特性が低下
するという問題があった。
【0005】また、パッケージの内部空間に外部から湿
気が侵入する経路としては封止材と両部材とのそれぞれ
の接合界面及び封止材自体を通過する経路があるが、い
ずれの経路長も枠状封止材の幅となり、かつ両方の接合
界面がいずれも内部空間内に露出しているため、必要充
分な気密性を確保できないという問題があった。
【0006】また、接合部に異物が入ったり、ベース部
材またはキャップ部材に傷等がありベース部材とキャッ
プ部材間に隙間が生じた場合、この隙間を埋める封止材
が不足し、接合強度不良や気密性低下等の接合不良が発
生するという問題があった。
【0007】そこで、本発明の目的は、導電性キャップ
部材に付着した金属粉の弾性表面波素子への付着を防止
することができ、かつ気密性を大幅に向上した弾性表面
波装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る弾性表面波装置は、ベース部材と導電
性キャップ部材とを封止材により接合して形成したパッ
ケージ内に弾性表面波素子を密封してなる弾性表面波装
置において、前記封止材は導電性キャップ部材のベース
部材側の全面に被着形成されていることを特徴とする。
【0009】封止材としては、樹脂接着剤、はんだ、A
u−Sn合金、ガラス等が用いられる。塗布工程、接合
工程の容易さから封止材としては樹脂接着剤を用いるの
が望ましく、特に高い気密性及び充分な接合強度を得る
ために高密度のエポキシ系樹脂接着剤を用いること好ま
しい。
【0010】この構成によれば、導電性キャップ部材の
ベース部材側の全面に封止材を予め被着形成しており、
キャップ部材の加工時に導電性キャップ部材に付着した
打ち抜き屑や脱落粉等の金属粉は封止材で固定されるた
め、両部材の接合時、その後の取扱時または使用中に弾
性表面波素子表面に金属粉が付着することがない。つま
り、弾性表面波素子への金属粉付着による特性劣化や特
性不良の発生を防止することができる。
【0011】また、外気(湿気やガス等)の侵入経路と
なる接合界面のうちキャップ部材と封止材との接合界面
はパッケージ内部に露出することがなく、かつベース部
材と封止材との接合界面及び封止材自体を通過する経路
のいずれの経路も長くなり、外部から内部に侵入する外
気の侵入を大幅に低減することができ、気密性を向上す
ることができる。この外気侵入の防止効果は、特に半田
やガラス等の封止材に比べて外気侵入量が大きな樹脂接
着剤を用いた場合により有効に作用する。
【0012】また、接合部に異物が介在したり、ベース
部材やキャップ部材に傷等があり、ベース部材とキャッ
プ部材間に隙間が生じた場合にも、接合部よりも内側に
被着(塗布)された封止材が接合部に供給されるため、
接合強度不良や気密性低下等の接合不良が発生すること
がない。
【0013】なお、本発明における弾性表面波装置は、
表面波共振子、表面波フィルタ、表面波遅延線等の表面
波を利用した装置一般を含むものであり、装置の種類や
用途に応じて、1つ以上の任意の数のIDTが圧電基板
上に設けられる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に係る弾性表
面波装置の構成を図1に示す。図1は弾性表面波装置の
断面図である。本実施形態の弾性表面波装置は、アルミ
ナ等のセラミックからなる凹部形状のベース部材1と板
状の金属製キャップ部材3とを接合したパッケージ内に
弾性表面波素子2を密封した構造を有する。弾性表面波
素子2はベース部材1の凹部内上面に接着剤(ダイボン
ド剤)で接着固定され、ベース部材1の所定の電極にワ
イヤー(リード線)5をワイヤーボンディングして接続
されている。ベース部材1と金属製キャップ部材3は封
止材となるエポキシ系樹脂接着剤7の接着により接合さ
れている。
【0015】エポキシ系樹脂接着剤7は、金属製キャッ
プ部材3のベース部材側の全面に予め被着形成され、ベ
ース部材1上面の矩形枠状部と金属製キャップ部材3の
外周部とがエポキシ系樹脂接着剤7で接着されている。
【0016】封止材としてはエポキシ系接着剤に限るも
のではなく、アクリル系、ウレタン系、シリコン系等の
他の樹脂接着剤、半田、Au−Sn合金等の金属、また
はガラス等を用いてもよい。また、ベース部材やキャッ
プ部材との接合性を高めるためにこれら封止材の数種類
を層状に形成するようにしてもよい。
【0017】ベース部材1は複数のセラミック板を積層
することにより凹部形状に形成され、下面、凹部の内面
及び内部に入出力用、アース用等の電極が形成されてい
る。なお、ベース部材は樹脂製または金属製のものであ
ってもよい。また、封止材として半田等を用いる場合、
接合性を高めるためにベース部材の上面矩形枠状部に金
属膜からなるシールリングを形成するようにしてもよ
い。
【0018】キャップ部材3は、コバール、Fe−Ni
合金等からなる金属板を打ち抜きして形成したものであ
り、必要に応じて表面にAu等のメッキが施される。キ
ャップ部材として、セラミックまたは樹脂基板の表面に
メッキ等の導電性処理を施したものを用いてもよい。
【0019】この弾性表面波装置のベース部材1とキャ
ップ部材3との接合(接着)は次のように行われる。先
ず、弾性表面波素子が固定され電気的接続されたベース
部材及び金属製キャップ部材3を用意する。次に、金属
製キャップ部材1の一方主面の全面にスクリーン印刷に
よりエポキシ系樹脂接着剤7を一様に塗布する。塗布
後、必要に応じて仮乾燥または仮硬化を行う。次に、キ
ャップ部材3の樹脂接着剤7上にベース部材1を重ね合
わせ、ベース部材1をキャップ部材3に押圧した状態
で、100℃〜300℃の温度で加熱して樹脂接着剤7
を硬化してベース部材1とキャップ部材3とを接合す
る。この加圧硬化により、接合(硬化接着)後の樹脂接
着剤7の厚みは図1に示すように接合部よりも中央部の
方が厚くなる。なお、ベース部材1を下にしてベース部
材1上にキャップ部材3を重ねるようにしてもよい。
【0020】封止材の形成方法は印刷に限るものではな
く、転写、スプレー、コーティング、クラッド等の他の
方法を用いることができる。半田等の封止材を用いた場
合、封止材被着形成後必要に応じて予備溶融、洗浄等を
行い、その後リフロー炉等により加熱溶融してベース部
材とキャップ部材とを接合する。
【0021】本実施形態では、キャップ部材のベース部
材側の全面には予め封止材が被着(塗布)形成され、キ
ャップ部材が封止材で覆われているので、キャップ部材
に付着した金属粉が弾性表面波素子に付着することがな
い。また、キャップ部材側の接合界面はパッケージ内部
に露出することがなく、かつベース部材側の接合界面の
長さ及び樹脂接着剤(封止材)自体の外部と内部空間と
の距離が長くなっているので、外部から内部に侵入する
外気の侵入は大幅に低減されたものとなる。また、異物
の介在や傷等によりベース部材とキャップ部材間に隙間
が生じた場合、中央部の封止材が接合部に供給されるの
で、封止材の不足による接合強度の低下及び気密性の低
下が防止され、気密性の高い安定な接合を得ることがで
きる。
【0022】以下に、本発明の上記作用・効果を確認す
るために、本発明品と従来品とを比較して行った実験結
果について説明する。金属粉付着による差異を比較する
ために、コバールにAuメッキを施したキャップ部材を
用いて、入出力間の絶縁抵抗不良率(1MΩ以下を不
良)を比較した。この結果、不良率が従来品では0.1
0%であるのに対し、本発明品では0.01%となり、
従来品に比べ本発明品の方の絶縁不良率が大幅に低減し
た。
【0023】次に、封止材に半田を用いて、ヘリウムリ
ーク試験(0.001Pa・cm3/s以上を不良)に
より初期封止(気密)不良率、及び熱衝撃試験(−55
℃30分、125℃30分の繰り返しを2000回行っ
た)後の封止不良率とを比較した。この結果、初期封止
不良率が従来品では2.5%であるのに対し本発明品で
は0.1%、また熱衝撃試験後の封止不良率が従来品で
は0.5%であるのに対し本発明品では0.2%とな
り、初期及び熱衝撃試験後も従来品に比べ本発明品の不
良率が大幅に低減した。
【0024】次に、封止材として樹脂接着剤を用いた場
合のパッケージ内部への湿気の流入量を測定した結果を
図2に示す。樹脂接着剤:エポキシ系樹脂にアミン系硬
化剤を混合したもの、パッケージ外形寸法:3.0×
3.0×1.2mm、接合幅:0.4mm、接合部の厚
み:10μmで形成したもので、耐湿放置試験(85
℃、85%R.H)での放置時間と内部に侵入した湿気
流入量とを測定した結果である。図2に示すように従来
品に比べ発明品の方が湿気流入量が少なくなっている。
【0025】なお、上記実施形態では弾性表面波素子を
ベース部材にダイボンドで固定し、ワイヤーボンディン
グで電気的に接続した構造で説明したが、これに限るも
のではなく、弾性表面波素子をベース部材にバンプ接合
して固定及び電気的接続した構造のものであってもよ
い。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る弾性
表面波装置によれば、導電性キャップ部材のベース部材
側の全面が封止材で覆われているので、導電性キャップ
部材に付着した金属粉が弾性表面波素子に付着すること
がなく、弾性表面波素子への金属粉付着による特性劣化
や特性不良の発生を防止することができる。
【0027】また、キャップ部材と封止材との接合界面
はパッケージ内部に露出することがなく、かつベース部
材側の接合界面及び封止材自体の外部と内部空間との距
離が長くなるので、外部から内部に侵入する外気の侵入
を大幅に低減することができ、気密性を向上することが
できる。
【0028】また、異物の介在や傷等によりベース部材
とキャップ部材間に隙間が生じた場合にも、接合部より
も内側に被着された封止材が接合部に供給されるため、
接合強度の低下及び気密性の低下が防止され、気密性の
高い安定な接合を得ることができる。
【0029】したがって、本発明によれば、電気的特性
が良好で、耐環境性に優れた信頼性の高い弾性表面波装
置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置の断
面図である。
【図2】本発明品と従来品の耐湿試験における湿気流入
量と時間との関係を示す図である。
【図3】従来の弾性表面波装置の断面図である。
【符号の説明】
1 ベース部材 2 弾性表面波素子 3 キャップ部材 7 封止材(樹脂接着剤)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神凉 康一 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Fターム(参考) 5J097 AA24 AA25 AA26 HA04 HA09 HB08 JJ03 KK01 KK10

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベース部材と導電性キャップ部材とを封
    止材により接合して形成したパッケージ内に弾性表面波
    素子を密封してなる弾性表面波装置において、 前記封止材は導電性キャップ部材のベース部材側の全面
    に被着形成されていることを特徴とする弾性表面波装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の弾性表面波装置におい
    て、前記封止材が樹脂接着剤であることを特徴とする弾
    性表面波装置。
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