JP2002198772A - 高周波圧電デバイス - Google Patents

高周波圧電デバイス

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波圧電振動子の輪郭形状を小型化する手
段を得る。 【解決手段】 一方の主表面に凹陥部を有する圧電基板
に対向電極を設けた高周波圧電振動子であって、凹陥部
の周縁を保持する環状囲繞部の一辺を他の辺に比べて小
さくした高周波圧電振動子。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高周波圧電デバイス
に関し、特に小型化した高周波圧電振動子及び二重モー
ド圧電フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動子は小型であること、安定な周
波数が容易に得られること等の理由から、通信機器から
電子機器まで広く用いられている。特に近年では、無線
機器のキャリア周波数の高周波化に伴い、圧電発振器に
使用される圧電振動子のさらなる高周波化が強く要請さ
れている。図４（ａ）、（ｂ）はＡＴカット水晶基板を
用いた従来の高周波圧電振動子の構成を示す図であっ
て、同図（ａ）は平面図、（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面
図である。水晶基板１１の一方の主表面に凹陥１２を形
成し、これと反対の平面側のほぼ中央に電極１３を配置
すると共に、該電極１３から水晶基板１１の端部に向け
てリード電極１４を延在し、水晶基板１１の環状囲繞部
の厚肉部に設けたパッド電極１５と接続する。そして、
水晶基板１１の凹陥側には全面電極１６を付着して高周
波圧電振動子を構成する。図４（ｂ）はＱ−Ｑにおける
断面図であり、凹陥側の一方の端部とパッケージ（図示
しない）の底面とを導電性接着剤１７を用いて、片持ち
支持にて導通固定する。これは凹陥部１２の薄肉の振動
部に接着剤による歪みを与えないようにするためであ
る。
【０００３】図５（ａ）は、図４に示した高周波水晶基
板１１を形成する過程を説明するための図であって、80
μm程度の薄板に加工した大きなＡＴカット水晶基板
（ウエハ）２１の全面に金の薄膜を、蒸着装置あるいは
スパッタ装置等を用いて付着すると共に、該薄膜の上に
レジスト膜を塗布し、該レジスト膜をマスクを介して露
光する。剥離剤を用いて露光したレジスト膜を剥離する
と、露光した形状がマトリスク状に並んだ金の薄膜が露
出する。該金の薄膜を王水等で溶解して、水晶基板面を
露出させた後、該露出面をフッ化アンモニウムを主成分
とするエッチング液に浸漬してエッチングした後、レジ
スト膜を剥離すると、図５（ａ）に示すように凹陥部を
有する個々の基板２２がマトリクス状の並んだウエハ２
１が得られる。この時に個々の基板２２に分割するため
の分割用のエッチング溝２３、２３、２３・・も縦横に
同時に形成する。
【０００４】さらに、マトリクス状に並んだ個々の圧電
基板２２の周波数を所望の周波数に調整するために、コ
ンピュータ制御された装置を用いて個々の凹陥部にエッ
チング液を滴下し、エッチング時間を制御することによ
り、個々の圧電基板２２の周波数を調整している。その
ため、振動部である薄肉部はその周囲を一段と高い壁面
で囲まれている必要がある。図５（ｂ）はエッチング溝
２３に沿ってウエハ２１を個片に分割した圧電基板２２
を拡大した斜視図であって、振動部である薄肉部２４と
該薄肉部２４を保持する環状囲繞部２５とが一体的に形
成される構造となっている。また、図５（ｃ）はＱ−Ｑ
における断面図である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の高周波圧電振動子においては、振動部で
ある薄肉部を振動や衝撃から保護するためと、振動部の
周波数をエッチング液を用いて微細に調整するために、
薄肉部と一体的に形成された環状囲繞部が必要となる。
そのために本来、振動を維持するに必要とする圧電基板
の大きさより、形状寸法が大きくなるという問題があっ
た。さらに、高周波圧電振動子は図４（ｂ）に示すよう
に、所謂片持ちで支持構造とするので、振動部に環状囲
繞部の質量が曲げモーメントとして作用するために、高
周波圧電振動子の振動部が呈する温度特性が本来の切断
角度が呈する三次曲線からずれるという問題もあった。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであっ
て、小型化した高周波圧電振動子を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る高周波圧電デバイスの請求項１記載の発
明は、薄肉の振動部と、該振動部の周縁を包囲する厚肉
の矩形環状囲繞部とを一体的に構成した高周波圧電デバ
イスであって、前記矩形環状囲繞部の一辺の太さを他よ
りも大幅に細くしたことを特徴とする高周波圧電デバイ
スである。請求項２記載の発明は、薄肉の矩形振動部
と、該矩形振動部の周縁のうち３辺を保持する厚肉の保
持部とを一体的に構成した高周波圧電デバイスである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）、（ｂ）は
本発明に係る高周波振動子の構成を示す図であって、同
図（ａ）は平面図、（ｂ）はＱ−Ｑにおける断面図であ
る。水晶基板１の一方の主表面に凹陥部２を形成し、そ
の反対の平面側のほぼ中央に電極３を配置すると共に、
該電極３から水晶基板１の端部に向けてリード電極４を
延在し、水晶基板１の環状囲繞部の厚肉部に設けたパッ
ド電極５と接続する。そして、水晶基板１の凹陥側には
全面電極６を付着して高周波の圧電振動子を構成する。
なお、図１の左隅には結晶の座標軸を示してある。
【０００８】本発明の特徴は圧電基板１の構造にあり、
図１（ｂ）に示すように厚肉の環状囲繞部のうち、−Ｘ
軸方向の環状囲繞部の厚肉部αを極めて小さくすること
により、小型化と周波数温度特性の改善を図ったことに
ある。
【０００９】図２（ａ）に示す斜視図は、図１に示した
高周波水晶振動子の圧電基板１を形成する過程を説明す
るための図であって、80μm程度の薄板に加工した大き
なＡＴカット水晶基板（ウエハ）１ａの全面に金の薄膜
を、蒸着装置あるいはスパッタ装置等を用いて付着する
と共に、該薄膜の上にレジスト膜を塗布し、該レジスト
膜をマスクを介して露光する。剥離剤を用いて露光した
レジスト膜を剥離すると、露光した形状がマトリスク状
に並んだ金の薄膜が露出する。該金の薄膜を王水等で溶
解して、水晶基板面を露出させた後、基板１ａをフッ化
アンモニウムを主成分とするエッチング液に浸漬してエ
ッチングした後、レジスト膜を剥離すると、図２（ａ）
に示すように凹陥部を有する個々の圧電基板１ｂがマト
リクス状の並んだウエハ１ａが得られる。この時に個片
に分割するための分割用のエッチング溝７、７、７・・
も同時に形成される。さらに、前述したように、マトリ
クス状に並んだ個々の圧電基板１ｂの周波数を所定の周
波数に調整するために、コンピュータ制御された装置を
用いて個々の凹陥部にエッチング液を滴下し、エッチン
グ時間を制御することにより、個々の圧電基板１ｂの周
波数を調整している。
【００１０】図２（ｂ）は、図２（ａ）のＱ−Ｑにおけ
る断面図を拡大したものの一部を示したもので、Ｘ軸方
向の環状囲繞部の端に分割用のエッチング溝７を形成し
てある。そして、溝７と逆の平面側から刃Ｃを当て、個
々の圧電基板に分割したものが、図２（ｃ）の斜視図で
あり、（ｄ）に示す断面図である。図２（ｃ）、（ｄ）
から分かるように、−Ｘ軸方向の環状囲繞部の厚肉部は
極めて細く形成するよにする。このように、高周波圧電
基板を形成することにより小型に適すると共に、環状囲
繞部αの自重による歪みの影響は極めて小さくなる。
【００１１】図３は本発明の変形例であって、Ｘ軸方向
に直交して配列した分割用のエッチング溝７を環状囲繞
部の厚肉部と薄肉部との境界に設けたものである。溝７
の深さは開口部の幅に依存するので、開口部の幅を狭く
することにより溝７の深さを制御することができる。よ
って溝７を貫通することなく形成することができるの
で、個々の圧電基板１ｂを所定の周波数に調整すること
が可能となる。
【００１２】本発明を構成する高周波圧電基板を二重モ
ード圧電フィルタにも適用することができる。以上では
ＡＴカット水晶基板を用いて本発明を説明したが、本発
明は水晶に限定する必要はなく、エッチングが可能な圧
電材料であれば適用可能である。
【００１３】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、請求項１に記載の発明は小型な高周波圧電圧電デ
バイスを構成できると共に、周波数温度特性がなめらか
な３次曲線を呈するいう優れた効果を表す。請求項２に
記載の発明は請求項１のデバイスよりさらに小型な圧電
デバイスを実現できると同時に、より優れた周波数温度
特性を呈するという優れた効果を表す。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る小型高周波圧電振動子の
構成を示す平面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】（ａ）は大きなＡＴカットウエハをエッチング
加工して、個々の圧電基板がマトリクス状に配列した水
晶基板、（ｂ）は拡大した断面の一部を示す図である。
【図３】（ａ）は本発明の変形実施例でウエハの断面図
を拡大した一部、（ｂ）は高周波圧電振動子の断面図で
ある。
【図４】（ａ）は従来の高周波圧電振動子の平面図、
（ｂ）は伝メンズである。
【図５】（ａ）はＡＴカット水晶ウエハをエッチングし
て得られた高周波水晶基板が、マトリクス状に並んだ様
子を示す斜視図、（ｂ）は個片に分割された高周波圧電
基板の斜視図、（ｃ）は断面図である。
【符号の説明】
１、１ｂ・・圧電基板 １ａ・・ウエハ ２、８・・凹陥部 ３・・電極 ４・・リード電極 ５・・パッド電極 ６・・全面電極 ７．．エッチング形成した溝 ９、α・・環状囲繞部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 薄肉の振動部と、該振動部の周縁を包囲
    する厚肉の矩形環状囲繞部とを一体的に構成した高周波
    圧電デバイスであって、前記矩形環状囲繞部の一辺の太
    さを他よりも大幅に細くしたことを特徴とする高周波圧
    電デバイス。
  2. 【請求項２】 薄肉の矩形振動部と、該矩形振動部の周
    縁のうち３辺を保持する厚肉の保持部とを一体的に構成
    した高周波圧電デバイス。
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