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発明の名称 弾性表面波素子および弾性表面波素子の実装方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−132776
公開日 平成6年(1994)5月13日
出願番号 特願平4−279682
出願日 平成4年(1992)10月19日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 池田 宏明 / 芝 隆司
要約 目的
弾性表面波素子を回路基板に接続する工程を少なくし、歩留まりを向上させる。また、回路基板の片面で弾性表面波素子を実装し、回路基板の小型化,少スペース化を実現する。

構成
弾性表面波素子の面上に、導電性材料でできた、あるいは導電性の材料で覆われた、かつ、この素子の電極と電気的に接続された凸部を形成する。この弾性表面波素子を回路基板の導電接続部に接触させ、弾性表面波基板、あるいは、回路基板を介して超音波を加えて、または、弾性表面波素子を振動させて、超音波振動エネルギーにより凸部を溶かしてこの素子と基板とを直接接続する。
特許請求の範囲
【請求項1】圧電性基板からなる弾性表面波素子のどちらか一方の面上に導電性材料でできた、あるいは表面が導電性材料で覆われた、かつ、この弾性表面波素子の電極と電気的に接続された凸部が形成されていることを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項2】凸部は弾性表面波素子の電極厚さより厚く形成することを特徴とする請求項1記載の弾性表面波素子。
【請求項3】弾性表面波素子の外部回路導体接続部と回路基板の導体接続部とを接続する凸型の接続部を備えた弾性表面波素子において、この弾性表面波素子の基板あるいはこの回路基板を介して超音波を加えることによりこの接続部を溶融し、あるいは、この弾性表面波素子が振動することによりこの接続部を溶融し、この弾性表面波素子をこの回路基板に実装することを特徴とする弾性表面波素子の実装方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波素子および弾性表面波素子の回路基板への実装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図2に、従来の、弾性表面波素子の回路基板へ実装した状態を示す。弾性表面波素子1は、導電性金属ステム4に接着剤5により接着される。接着剤5は弾性表面波素子の電極形成面と反対側の面に数〜数十μm塗布される。接着剤5は一般に、熱硬化性の材料を用いる。完全な接着には100℃程度のオーブン中で数10分間放置する必要がある。この素子1は、ステム4にはめられたキャップ6により保護されている。このステム4は数本の接続ピン4aを持つ。接続ピン4aは、その一端が導電性のワイヤー7で弾性表面波素子の外部回路接続導体部に接続されている。ワイヤー7の接続は一般に加熱や超音波で行なう。接続ピン4aは、回路基板2に開けられた穴を貫通して回路基板2の裏面に通じ、はんだ8等により回路基板の導体部9と電気的に接続される。この時、接続ピンの余分に通じた部分は、カッター等により切り取られる。
【0003】しかし、このような実装方法では、弾性表面波素子をステムに接着する工程、接着剤を硬化させる工程、ステムのピンを回路基板に接続する工程、余分な接続ピンを切り取る工程等が必要であり、工程数が多く歩留まりが低下する問題がある。また、回路基板の裏面は接続ピンと導体部との接続に使われているため、この裏面に他の弾性表面波素子あるいは他の電子部品を実装することができないため、回路基板の小形化,少スペース化を妨げる。この様な技術に近い例として、特開昭62−141811号公報がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の実装方法では、弾性表面波素子と回路基板との接続を、ステムを用いて間接的に行なっているため実装完了まで多くの工程が必要で歩留まりが低下し、また、ステムのピンを回路基板の穴を通してこの回路基板の裏面に貫通させて行なっているためこの裏面の有効利用が妨げられ、実用面で欠点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、弾性表面波素子面上に導電性材料でできた、あるいは表面が導電性材料で覆わた、かつ、弾性表面波素子の電極と電気的に接続された凸部を形成し、この凸部を回路基板の導体接続部に接触させた後、この弾性表面波素子の基板あるいはこの回路基板を介して超音波を加え、あるいは、この弾性表面波素子を振動させ、この弾性表面波素子を直接、回路基板に接続することにより上記課題を解決することができる。
【0006】
【作用】本発明を用いると、上記弾性表面波素子上に形成された凸部とこの凸部に接触した導体接続部が超音波振動のエネルギーを吸収して溶着するので、弾性表面波素子と回路基板の導体接続部を電気的接続を損なうことなく接続することができる。
【0007】
【実施例】(実施例1)図1は、本発明の弾性表面波素子を回路基板へ実装した様子を示す断面図である。弾性表面波素子1は、厚さ0.5mmの128°Y−X LiNbO3 単結晶基板1aにAl薄膜を5000Å程度形成し、フォトリソグラフィ技術によりすだれ上電極1bを作成したものである。この時、すだれ上電極1bと電気的に接続されるように作成した外部回路導体接続部1cはAl薄膜厚さを50μm程度とした。一方、回路基板2の導体接続部2aはAlを用い、先端が細くなった、高さ50μm程度の円錐形に似た形状に作成した。この導体接続部2aは弾性表面波素子1の外部回路導体接続部1cと相対して接触するような配置で形成した。
【0008】回路基板2の導体接続部2aと弾性表面波素子1の外部回路導体接続部1cが接触するように両者を固定した後、弾性表面波素子1のもう一方の面に超音波を発生する超音波ホーン3を押しつけた。超音波の振動周波数を20kHz程度とし、超音波ホーン3の加圧力を10N(ニュートン)として約1秒間経過した後、回路基板2と弾性表面波素子1を電気的接続を損なうことなく接続することができた。また、超音波ホーン3を回路基板2面に押しつけて実験したところ、同様に両者を接続することができた。この時、弾性表面波素子の導体接続部は、すだれ上電極より厚く形成してあるために超音波振動エネルギーを吸収して溶融した後、始めの高さより低くなるが、すだれ上電極と回路基板が接触することはなかった。
【0009】(実施例2)次に、超音波ホーン3を振動させないで加圧力を10N(ニュートン)程度として弾性表面波素子を押さえ、弾性表面波素子1のすだれ上電極1bに、10kHzから1GHz程度の高周波信号を印加して約1秒間経過させたところ、同様に両者を接続することができた。また、超音波ホーンで回路基板2を押さえて実験したところ、同様に両者を接続することができた。この時、弾性表面波素子の導体接続部1cは、すだれ上電極より厚く形成してあるために超音波振動エネルギーを吸収して溶融した後、始めの高さより低くなるが、すだれ上電極と回路基板が接触することはなかった。
【0010】(実施例3)次に、本実施例に係る弾性表面波素子が回路基板に実装される前の様子を図3に断面図で示す。図3に示すように、弾性表面波素子1と回路基板2の導体接続部を、ポリカーボネート樹脂等のプラスチック材料からなる凸部10を弾性表面波素子の基板1a上および回路基板2上に形成した後、Al層11で覆った形状にした。弾性表面波素子のAl層11は、すだれ上電極1bと電気的に接続されるようにした。また、回路基板のAl層11も、所定の回路と電気的に接続されるようにした。そして、上記実施例と同様に、超音波振動を加えて凸部10を溶融し、両者を接続することができた。この時、すだれ上電極と回路基板が接触することはなかった。
【0011】
【発明の効果】本発明を用いると、上記弾性表面波素子と上記回路基板とを直接接続できるため、従来のように多くの工程を経ることなく実装が完了するので、歩留まりを向上することができる。また、回路基板の片面を利用するだけで実装できるため、回路基板の小型化,少スペース化を実現することができる。




 

 


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