JP2002299999A - Surface acoustic wave filter and production method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波フィルタ
に関し、特にGHz帯域を含む高周波帯域において、優
れた帯域抑圧特性を有する弾性表面波フィルタ及びその
製造方法に関する。The present invention relates to a surface acoustic wave filter, and more particularly to a surface acoustic wave filter having excellent band suppression characteristics in a high frequency band including a GHz band, and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【発明の背景】近年、各種通信機器に弾性表面波フィル
タが使用されるようになり、機器の小型化や通過帯周波
数の無調整化に一役を担っている。そして、通信機器の
高周波数化・高機能化の進展にともない、帯域幅や減衰
量のバリエーションを備えたフィルタの要求が益々増大
してきている。2. Description of the Related Art In recent years, surface acoustic wave filters have been used in various communication devices, which play a role in downsizing the devices and adjusting the pass band frequency. With the development of higher frequency and higher functionality of communication devices, there is an increasing demand for filters having variations in bandwidth and attenuation.
【0003】例えば、900MHz帯の携帯電話用フィ
ルタには実効通過帯域幅が25MHz(比帯域幅2.8
%)のものが、2GHz帯の携帯電話用フィルタでは実
効通過帯域幅が75MHz(比帯域幅4.1%)の低挿
入損失な帯域通過フィルタが要求されている。これは、
携帯電話用フィルタが空中線の微弱な信号を濾波する目
的で使用されるため、シグナル/ノイズ比率を大きくと
らねばならない、すなわち、低損失でなければならない
からである。一方、フィルタの機能としては、通信規格
から要求されるブロッキング性能をも満足することが必
須要件とされるが、前述の低損失性能とブロッキング特
性を満足する帯域抑圧特性は互いにトレードオフの関係
にあり、その両立は非常に困難である。このような場
合、フィルタ構造上は低損失を優先し、帯域抑圧特性は
フィルタ周辺回路を利用して得る方法が、要求実現に最
適の方法である。For example, a filter for a 900 MHz band mobile phone has an effective pass bandwidth of 25 MHz (fractional bandwidth of 2.8).
%), A 2 GHz band filter for mobile phones requires a low insertion loss band pass filter having an effective pass bandwidth of 75 MHz (fractional bandwidth of 4.1%). this is,
This is because a filter for a mobile phone is used for filtering a weak signal of an antenna, so that the signal / noise ratio must be large, that is, the loss must be low. On the other hand, it is essential that the filter function also satisfies the blocking performance required by the communication standard, but the above-mentioned band-suppression characteristics satisfying the low-loss performance and the blocking characteristics are in a trade-off relationship with each other. Yes, it is very difficult to balance them. In such a case, a method that gives priority to low loss in the filter structure and obtains the band suppression characteristic by using a filter peripheral circuit is an optimal method for realizing the request.
【0004】図5及び図6に従来の弾性表面波フィルタ
の構造例を示す。図5は平面透視図で示した図6におけ
るB−B’線断面図である。FIGS. 5 and 6 show examples of the structure of a conventional surface acoustic wave filter. FIG. 5 is a sectional view taken along line BB ′ in FIG. 6 shown in a plan perspective view.
【0005】図5及び図6に示すように、筐体8内に弾
性表面波素子が収容された弾性表面波フィルタJにおい
て、圧電基板1の主面には弾性表面波を励振するための
励振電極2が形成されている。この励振電極2に接続さ
れた素子側引出し電極4には、部分的に電極を厚くした
バンプ用電極5が載置されており、バンプ用電極5上に
電気的接合と機械的保持機能を併せ持つバンプ6が形成
されている。励振電極2上には異物に対する電極保護の
ため保護膜12が積層されている。As shown in FIGS. 5 and 6, in a surface acoustic wave filter J in which a surface acoustic wave element is accommodated in a casing 8, an excitation surface for exciting a surface acoustic wave is applied to the main surface of the piezoelectric substrate 1. An electrode 2 is formed. On the element-side extraction electrode 4 connected to the excitation electrode 2, a bump electrode 5 having a partially thickened electrode is mounted, and has both an electrical connection and a mechanical holding function on the bump electrode 5. The bump 6 is formed. On the excitation electrode 2, a protective film 12 is laminated for protecting the electrode against foreign matter.
【0006】バンプ6は素子側引出し電極4とそれに対
向する筐体側内部引出し電極7との間で、熱超音波接合
技術を用いて電気的機械的に接合され、バンプ6の高さ
により、励振電極2は励振空間が確保されている。筐体
8の開口上面には蓋体11が載置され気密構造としてい
る。The bumps 6 are electrically and mechanically bonded between the element-side lead-out electrodes 4 and the housing-side inner lead-out electrodes 7 by using a thermosonic bonding technique. The electrode 2 has an excitation space. A lid 11 is placed on the upper surface of the opening of the housing 8 to form an airtight structure.
【0007】この従来の弾性表面波フィルタJにおいて
は、フィルタ筐体側内部引出し電極7及び筐体側外部引
出し電極9や、圧電基板1上に形成した弾性表面波の励
振電極2等の相互作用により生じる浮遊電気特性(静電
容量)を、集中定数や分布定数を用いた周辺回路として
設計上取り込んで来た。この回路構造や回路定数を設計
上調整することにより、減衰極を発生させる周波数を調
整し帯域抑圧特性を向上させてきた。しかし、前述の励
振電極2等の相互作用により生じる浮遊電気特性だけで
は、減衰極の周波数を調整するために利用可能な静電容
量が不足し、目的の周波数に帯域抑圧特性を設計するこ
とが困難であった。In this conventional surface acoustic wave filter J, it is generated by the interaction between the internal extraction electrode 7 on the filter housing side and the external extraction electrode 9 on the housing side and the excitation electrode 2 of the surface acoustic wave formed on the piezoelectric substrate 1. Stray electric characteristics (capacitance) have been taken in by design as peripheral circuits using lumped and distributed constants. By adjusting the circuit structure and the circuit constant in design, the frequency at which the attenuation pole is generated has been adjusted, and the band suppression characteristics have been improved. However, only the stray electrical characteristics generated by the interaction of the excitation electrode 2 and the like described above lacks the capacitance that can be used to adjust the frequency of the attenuation pole, and the band suppression characteristics can be designed at the target frequency. It was difficult.
【0008】また、このようにして設計したフィルタで
あっても、製造工程中で発生する弾性表面波フィルタの
圧電基板1の搭載ズレや、バンプ6の高さの製造バラツ
キ等により、励振電極2等の相互作用により生じる浮遊
電気特性が変動し、帯域抑圧特性を劣化させていた。し
かし、これまで製造工程内でこの劣化を防ぐ有効な修正
の方法が無かった。Further, even in the filter designed in this way, the excitation electrode 2 may be displaced due to the mounting displacement of the piezoelectric substrate 1 of the surface acoustic wave filter occurring during the manufacturing process or the manufacturing variation of the height of the bump 6. The floating electric characteristics generated by such an interaction fluctuate, deteriorating the band suppression characteristics. However, there has been no effective correction method to prevent this deterioration in the manufacturing process.
【0009】このような状況に鑑み、本発明は帯域抑圧
特性が良好である弾性表面波フィルタ及びその帯域抑圧
特性の調整できる製造方法を提供することを目的とす
る。In view of such a situation, an object of the present invention is to provide a surface acoustic wave filter having good band suppression characteristics and a manufacturing method capable of adjusting the band suppression characteristics.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の弾性表面波フィルタは、圧電基板の一主面
上に弾性表面波の励振電極を形成した弾性表面波素子
を、前記圧電基板の一主面側を下にして、開口を有する
筐体内に収容し、前記筐体の開口上面を蓋体で気密に封
止して成る弾性表面波フィルタであって、前記圧電基板
の他主面上に、少なくも導体層を設けるとともに、前記
蓋体の少なくとも一部が前記導体層へ光照射可能な透光
性部材で形成されていることを特徴とする。ここで、前
記圧電基板の他主面上に、誘電体層及び導体層を順次積
層した構成によれば、フィルタ全体に対する静電容量付
加用の誘電体層を設けることで、周辺回路を含むフィル
タ特性を設計する際に、帯域抑圧特性の周波数設定の自
由度が大きくなり有利である。In order to achieve the above object, a surface acoustic wave filter according to the present invention includes a surface acoustic wave element having a surface acoustic wave excitation electrode formed on one principal surface of a piezoelectric substrate. A surface acoustic wave filter in which a piezoelectric substrate is accommodated in a housing having an opening with one main surface side down, and an upper surface of the opening of the housing is hermetically sealed with a lid. At least a conductor layer is provided on the other main surface, and at least a part of the lid is formed of a translucent member capable of irradiating the conductor layer with light. Here, according to the configuration in which a dielectric layer and a conductor layer are sequentially laminated on the other main surface of the piezoelectric substrate, a filter including a peripheral circuit is provided by providing a dielectric layer for adding capacitance to the entire filter. When designing the characteristics, the degree of freedom in setting the frequency of the band suppression characteristics is increased, which is advantageous.
【0011】また、本発明の弾性表面波フィルタの製造
方法は、前記筐体内に前記弾性表面波素子を収容して、
前記筐体の開口上面を蓋体で気密に封止する工程と、前
記蓋体の透光性部材を透過させた光エネルギーにより前
記導体層の所定領域を除去することにより、フィルタ特
性を調整する工程と、を含むことを特徴とする。Further, in the method of manufacturing a surface acoustic wave filter according to the present invention, the surface acoustic wave element is housed in the housing,
Adjusting the filter characteristics by sealing the upper surface of the opening of the housing with a lid, and removing a predetermined region of the conductor layer by light energy transmitted through the translucent member of the lid. And a step.
【0012】このようにして、励振電極、圧電基板、
(誘電体層、)及び導体層のそれぞれの間に適当な静電
容量を発生させることにより、帯域抑圧特性を好適に調
整が可能となる。また、このときの調整は、前記筐体の
開口上面を蓋体で気密に封止した後に、導体層を前記蓋
体の透光性部材を透過させたレーザー光の照射により除
去してきわめて容易に実現が可能である。Thus, the excitation electrode, the piezoelectric substrate,
By generating an appropriate capacitance between each of the (dielectric layer) and the conductor layer, the band suppression characteristics can be suitably adjusted. In addition, the adjustment at this time is extremely easy by sealing the upper surface of the opening of the housing with a lid and then removing the conductor layer by irradiating a laser beam transmitted through the translucent member of the lid. It is possible to realize it.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る弾性表面波フ
ィルタの実施形態を模式的に示した図面に基づき詳細に
説明する。なお、既に説明した同一部材には同一符号を
付し説明を省略する。図1、図2及び図3は、蓋体11
を一部省略した透視平面図の図4におけるA−A’線断
面図を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a surface acoustic wave filter according to the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. The same members as already described are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIGS. 1, 2 and 3 show the lid 11
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG.
【0014】図1及び図4に示すように、圧電基板1と
して例えば38〜44度回転YカットX伝搬のニオブ酸
リチウム単結晶、もしくは61〜67度回転YカットX
伝搬のニオブ酸リチウム単結晶を用い、この圧電基板1
の一主面上に弾性表面波を励振する励振電極2を設け、
圧電基板1の他主面側の最上層には、帯域抑圧特性調整
用の導体層3を設けて弾性表面波素子を構成している。
また、圧電基板1の他主面側に、少なくとも静電容量付
加用の誘電体基板である誘電体層13及び帯域抑圧特性
調整用の導体層3を順次積層している。そして、このよ
うな弾性表面波素子を圧電基板1の一主面側を下にし
て、開口を有する筐体8内に収容し、筐体8の開口上面
を、少なくとも一部が導体層3へ光照射可能な透光性部
材で形成されている蓋体11で気密に封止して弾性表面
波フィルタS1を構成している。As shown in FIGS. 1 and 4, the piezoelectric substrate 1 is, for example, a lithium niobate single crystal having a Y-cut X-propagation of 38 to 44 degrees, or a Y-cut X 61-67 degrees.
Using a propagating lithium niobate single crystal, the piezoelectric substrate 1
An excitation electrode 2 for exciting surface acoustic waves is provided on one principal surface of
On the uppermost layer on the other main surface side of the piezoelectric substrate 1, a conductor layer 3 for adjusting band suppression characteristics is provided to constitute a surface acoustic wave element.
On the other main surface side of the piezoelectric substrate 1, at least a dielectric layer 13 which is a dielectric substrate for adding capacitance and a conductor layer 3 for adjusting band suppression characteristics are sequentially laminated. Then, such a surface acoustic wave element is housed in a housing 8 having an opening with one principal surface side of the piezoelectric substrate 1 facing down, and at least a part of the upper surface of the opening of the housing 8 is connected to the conductor layer 3. A surface acoustic wave filter S <b> 1 is hermetically sealed with a lid 11 formed of a light-transmittable translucent member.
【0015】ここで、圧電基板1と誘電体層13とは両
者の主面を鏡面(算術平均粗さで約6nm以下)に加工
後、両者を位置合わせして、次いで、加熱処理すること
により両者を密着させている。この接合には、図示のよ
うに接着材を用いた接着層15を介在させてもよいが、
全体の誘電率が低下し、特に励振電極2と導体層3間の
静電容量が低下する場合も考えられるので、より好適に
は前者の接合方法を採用するものとする。Here, the main surfaces of the piezoelectric substrate 1 and the dielectric layer 13 are mirror-finished (arithmetic average roughness of about 6 nm or less), aligned, and then heated. Both are in close contact. In this joining, an adhesive layer 15 using an adhesive may be interposed as shown in the figure,
Since it is conceivable that the whole dielectric constant decreases, and particularly the capacitance between the excitation electrode 2 and the conductor layer 3 decreases, the former joining method is more preferably employed.
【0016】励振電極2は圧電基板1の一主面上に、A
l、Al合金、またはAlを含む多層膜を、スパッタま
たはEB(Electron Beam)蒸着等の薄膜
形成方法を用いて成膜し、フォトリソグラフィ等の工程
を用いて作製して弾性表面波素子とする。The excitation electrode 2 is formed on one main surface of the piezoelectric substrate 1 by A
l, Al alloy, or a multilayer film containing Al is formed by a thin film forming method such as sputtering or EB (Electron Beam) vapor deposition, and is manufactured using a process such as photolithography to form a surface acoustic wave device. .
【0017】この弾性表面波素子は、複数対から成る励
振電極の弾性表面波伝搬軸上の両端に、複数本から成る
反射電極を載置して成る弾性表面波共振子を、梯子型に
組み合わせたラダー型回路、または弾性表面波共振子を
格子型に組み合わせたラティス型回路、もしくは複数対
から成る励振電極を表面波伝搬軸上に複数組組み合わせ
て成る共振器型回路等に構成したものであり、動作周波
数は800MHz〜5GHz帯とする。This surface acoustic wave element is formed by combining a plurality of pairs of excitation electrodes on both ends of a surface acoustic wave propagation axis with a plurality of reflection electrodes mounted thereon in a ladder type. Ladder type circuit, lattice type circuit combining surface acoustic wave resonators in a lattice type, or resonator type circuit combining multiple pairs of excitation electrodes on the surface wave propagation axis. Yes, the operating frequency is in the 800 MHz to 5 GHz band.
【0018】弾性表面波素子を構成する複合基板14
は、圧電基板1と誘電体基板である誘電体層13の合計
の厚みが0.10〜0.35mmのウエハを使用してチ
ップサイズに切断して得たものである。特に、圧電基板
1の厚みを0.10〜0.25mmとし、誘電体層13
の厚みを0.10〜0.25mmとして、両者を組み合
わせることで構成した。前記合計厚みの理由は、0.1
0mm以下ではウエハ工程中の破損不良が増加し、0.
35mm以上の厚みでは後記する導体層3、励振電極2
及び素子側引出し電極4の間の静電容量が減少するた
め、帯域抑圧特性(減衰極)を充分に周波数制御できな
くなるからである。Composite substrate 14 constituting surface acoustic wave device
Is obtained by cutting into a chip size using a wafer having a total thickness of the piezoelectric substrate 1 and the dielectric layer 13 as a dielectric substrate of 0.10 to 0.35 mm. In particular, the thickness of the piezoelectric substrate 1 is set to 0.10 to 0.25 mm,
Was set to 0.10 to 0.25 mm, and the both were combined. The reason for the total thickness is 0.1
If the thickness is less than 0 mm, the number of defective defects during the wafer process increases, and
For a thickness of 35 mm or more, the conductor layer 3 and the excitation electrode 2 described later
Also, since the capacitance between the element-side extraction electrodes 4 decreases, the frequency of the band suppression characteristic (attenuation pole) cannot be sufficiently controlled.
【0019】さらに、フリップチップ実装時のバンプ付
着強度を確保するため、バンプ用電極5の厚みを約1μ
m以上とする。Further, in order to secure the bump adhesion strength at the time of flip chip mounting, the thickness of the bump electrode 5 is set to about 1 μm.
m or more.
【0020】次に、圧電基板1の励振電極2を設けてい
ない他主面側に、導体層3を成膜する。この導体層3は
周波数変動の要因になることを避けるため膜応力が小さ
く、且つ低抵抗であることが望ましい。したがって導電
性の金属膜が好ましく、具体的にはAl、Al合金、C
u、Ni、またはAu等が好適である。また、この膜厚
は50nm〜600nmとする。この理由は50nm以
下の場合、導体層の導電性が劣化し静電容量のQが充分
に得られないので、減衰極の帯域抑圧レベルが劣化する
ためである。また、600nm以上の導体層の場合、特
性の劣化は発生しないが、レーザー光の照射により昇華
した導体が筐体内部を汚染する可能性が増加するからで
ある。Next, a conductor layer 3 is formed on the other main surface of the piezoelectric substrate 1 on which the excitation electrode 2 is not provided. It is desirable that the conductor layer 3 has a small film stress and a low resistance in order to avoid a factor of frequency fluctuation. Therefore, a conductive metal film is preferable, and specifically, Al, Al alloy, C
u, Ni, Au or the like is preferable. Further, the thickness is set to 50 nm to 600 nm. The reason for this is that when the thickness is 50 nm or less, the conductivity of the conductor layer is deteriorated, and a sufficient Q of the capacitance cannot be obtained, so that the band suppression level of the attenuation pole is deteriorated. In the case of a conductor layer having a thickness of 600 nm or more, deterioration of characteristics does not occur, but the possibility that a conductor sublimated by irradiation with laser light may contaminate the inside of the housing increases.
【0021】そして、バンプ用電極5上に、Auからな
るボールを熱超音波圧接し、バンプ6を形成する。その
後、弾性表面波素子をセラミックスからなる筐体8のキ
ャビティ側と相対向させて、筐体8内に挿入し、素子側
のバンプ用電極5上に接合したバンプ6と、筐体8のキ
ャビティ内に配置した筐体側内部引出し電極7が電気的
に導通するように、熱超音波接合する。Then, a ball made of Au is thermally and ultrasonically pressed onto the bump electrode 5 to form a bump 6. Thereafter, the surface acoustic wave element is inserted into the case 8 so as to face the cavity side of the case 8 made of ceramics, and the bump 6 bonded to the bump electrode 5 on the element side and the cavity of the case 8 are formed. Thermo-ultrasonic bonding is performed so that the housing-side internal extraction electrode 7 arranged inside is electrically connected.
【0022】このようにして、導体層3、励振電極2、
及び素子側引出し電極4(または筐体8に設けた筐体側
内部引出し電極7)の間に発生する静電容量により、弾
性表面波フィルタの減衰特性に生じる帯域抑圧特性(減
衰極)を有効利用し、所望の減衰特性を実現できる。Thus, the conductor layer 3, the excitation electrode 2,
The band suppression characteristic (attenuation pole) generated in the attenuation characteristic of the surface acoustic wave filter is effectively used by the capacitance generated between the element-side extraction electrode 4 (or the housing-side internal extraction electrode 7 provided in the housing 8). However, desired attenuation characteristics can be realized.
【0023】次に、少なくとも一部が前記導体層3へ光
照射可能な透光性部材で形成されている蓋体11によ
り、前記筐体8の開口上面に接銀ロー等の封止材10を
用いてシームウエルド法により接合したり、エポキシ樹
脂接着剤、フリット硝子、またははんだ等の封止材10
を用いて気密に封止する。この透光性部材はSiを主成
分とする出来るだけ透過率の高い硝子材料が望ましい。
その他の光学用結晶材料も透過率の点では問題ないが、
Fe、Cu、Ni、またはそれらの合金による金属製の
材料と複合した蓋体を構成する場合、Siを主成分とす
る硝子材料では、不純物を添加して線膨張係数を近似さ
せることにより、信頼性の高い部品を構成することが可
能であるので望ましい。Next, a sealing member 10 such as a silver contacting low is provided on the upper surface of the opening of the housing 8 by a lid 11 at least a part of which is formed of a translucent member capable of irradiating the conductor layer 3 with light. Or a sealing material 10 such as an epoxy resin adhesive, frit glass, or solder.
And hermetically sealed. It is desirable that the translucent member be made of a glass material containing Si as a main component and having as high a transmittance as possible.
Other optical crystal materials have no problem in terms of transmittance,
When forming a lid composite with a metal material made of Fe, Cu, Ni, or an alloy thereof, in a glass material containing Si as a main component, the linear expansion coefficient is approximated by adding impurities to improve reliability. This is desirable because it is possible to configure a highly reliable component.
【0024】蓋体11により気密に封止された筐体8内
に載置した弾性表面波素子を、ネットワークアナライザ
ー等を用いて測定しながら、レーザー光の照射により、
弾性表面波素子の導体層3の面積を減少させることで、
減衰極を任意の周波数に誘導できる。The surface acoustic wave device mounted in the housing 8 hermetically sealed by the lid 11 is measured by using a network analyzer or the like, and is irradiated with laser light.
By reducing the area of the conductor layer 3 of the surface acoustic wave element,
The attenuation pole can be guided to any frequency.
【0025】このように、本発明の製造方法では筐体8
内に弾性表面波素子を収容して、筐体8の開口上面を蓋
体11で気密に封止する工程と、蓋体11の透光性部材
11aを透過させた光エネルギーにより導体層3の所定
領域を除去することにより、フィルタ特性を調整する工
程とを含むことを特徴とする。As described above, according to the manufacturing method of the present invention, the housing 8
A step of housing the surface acoustic wave element therein and hermetically sealing the upper surface of the opening of the housing 8 with the lid 11, and forming the conductive layer 3 with light energy transmitted through the translucent member 11 a of the lid 11. Adjusting a filter characteristic by removing a predetermined area.
【0026】ここで、レーザー光の照射にはYAGレー
ザーまたは炭酸ガスレーザーを用いる。好ましくはYA
Gレーザーを用いる。その理由は500〜800度以下
の融点の金属を昇華させるのに出力強度が適当だからで
ある。Here, a YAG laser or a carbon dioxide laser is used for laser light irradiation. Preferably YA
A G laser is used. The reason is that the output intensity is suitable for sublimating a metal having a melting point of 500 to 800 degrees or less.
【0027】前述のレーザー光によるトリミング方法と
しては、導体層3を除去するのに必要な面積を短時間の
パルスショットとレーザー・スキャンを組み合わせる方
式と、レーザービーム面積を広げ大面積でショットする
方式とがあるが、前者の方法により導体層3の面積の微
調整を行う方法が好ましい。その理由としては、長時間
のレーザー照射が周波数温度係数の大きい弾性表面波圧
電基板材料に悪影響を与え、正確なフィルタ周波数の読
み取りを困難にするためである。また、スキャンにより
静電容量変化の大きい導体層3中央部から除去を開始
し、微調整時には導体層3周辺部を除去する方法も有効
である。また、レーザー光を用いることにより大気中に
て減衰極の周波数調整が可能になるので、最終の製造工
程中で測定評価を行いながらのフィルタ特性の調整に好
適である。As the above-described trimming method using a laser beam, a method of combining a short pulse shot and a laser scan in an area necessary for removing the conductor layer 3 and a method of expanding a laser beam area and shot in a large area However, a method of finely adjusting the area of the conductor layer 3 by the former method is preferable. The reason is that long-time laser irradiation adversely affects the surface acoustic wave piezoelectric substrate material having a large frequency temperature coefficient, making it difficult to accurately read the filter frequency. It is also effective to start the removal from the central portion of the conductor layer 3 where the capacitance changes greatly by scanning, and to remove the peripheral portion of the conductor layer 3 at the time of fine adjustment. In addition, since the frequency of the attenuation pole can be adjusted in the atmosphere by using laser light, it is suitable for adjusting the filter characteristics while performing measurement and evaluation in the final manufacturing process.
【0028】かくして、弾性表面波フィルタS1の構成
及びその特性調整方法を含む製造方法によれば、弾性表
面波フィルタの通過帯域特性および帯域抑圧特性の双方
を良好に設計し、最終工程中で特性調整を行うことによ
り、高い品質の弾性表面波フィルタを歩留り良く提供で
きる。Thus, according to the manufacturing method including the configuration of the surface acoustic wave filter S1 and the method of adjusting the characteristics thereof, both the pass band characteristics and the band suppression characteristics of the surface acoustic wave filter are well designed, and the characteristics are determined in the final step. By performing the adjustment, a high quality surface acoustic wave filter can be provided with high yield.
【0029】次に、図2及び図4に示す弾性表面波フィ
ルタS2について説明する。Next, the surface acoustic wave filter S2 shown in FIGS. 2 and 4 will be described.
【0030】図1に示す弾性表面波フィルタS1と同様
な回路構成で同様な動作周波数を有する弾性表面波素子
を作製するが、弾性表面波フィルタS2では、簡便に作
製でき、且つ弾性表面波S1と同等の高静電容量を得ら
れるように、タンタル酸リチウム単結晶等の高誘電率を
有する圧電基板1の他主面側(上面側)に帯域抑圧特性
調整用の導体層3のみを設けている。A surface acoustic wave element having the same operating frequency as the surface acoustic wave filter S1 shown in FIG. 1 and having the same operating frequency is manufactured. However, the surface acoustic wave filter S2 can be easily manufactured and has a surface acoustic wave S1. Only the conductor layer 3 for adjusting the band-suppressing characteristic is provided on the other main surface side (upper surface side) of the piezoelectric substrate 1 having a high dielectric constant such as a lithium tantalate single crystal so as to obtain a high capacitance equivalent to that of FIG. ing.
【0031】この構成により、弾性表面波フィルタの減
衰特性に生じる帯域抑圧特性(減衰極)を有効利用し、
所望の減衰特性を実現できる。その理由は、圧電基板材
料にタンタル酸リチウム単結晶等の高誘電率を有する材
料を採用することで、圧電基板1の他主面側に導体層3
のみを設けた構造でも、必要充分な静電容量を発生でき
る。With this configuration, the band suppression characteristic (attenuation pole) generated in the attenuation characteristic of the surface acoustic wave filter is effectively used,
Desired attenuation characteristics can be realized. The reason is that a material having a high dielectric constant such as lithium tantalate single crystal is used for the piezoelectric substrate material, so that the conductor layer 3 is formed on the other main surface side of the piezoelectric substrate 1.
Even with a structure provided with only one, a necessary and sufficient capacitance can be generated.
【0032】導体層3は周波数変動の要因になることを
避けるため膜応力が小さく、且つ低抵抗であることが望
ましい。したがって、導電性の金属膜が好ましく、具体
的にはAl、Al合金、Cu、Ni、またはAu等が好
適である。また、この膜厚は50nm〜600nmとす
る。この理由は50nm以下の場合、導体層の導電性が
劣化し静電容量のQが充分に得られないため、減衰極の
帯域抑圧レベルが劣化するためである。また、600n
m以上の導体層の場合、特性の劣化は発生しないが、レ
ーザー光の照射により昇華した導体が筐体内部を汚染す
る可能性が増加するからである。The conductor layer 3 desirably has a small film stress and a low resistance in order to avoid a factor of frequency fluctuation. Therefore, a conductive metal film is preferable, and specifically, Al, an Al alloy, Cu, Ni, Au, or the like is preferable. Further, the thickness is set to 50 nm to 600 nm. The reason for this is that when the thickness is 50 nm or less, the conductivity of the conductor layer is deteriorated, and a sufficient Q of the capacitance cannot be obtained, so that the band suppression level of the attenuation pole is deteriorated. Also, 600n
In the case of a conductor layer having a length of m or more, the characteristics do not deteriorate, but the possibility that the conductor sublimated by the irradiation of the laser light will contaminate the inside of the housing increases.
【0033】かくして、この弾性表面波フィルタS2に
よっても、導電層3、励振電極2、及び素子側引出し電
極4(または筐体8に設けた筐体側内部引出し電極7)
の間に発生する静電容量により、弾性表面波フィルタの
減衰特性に生じる帯域抑圧特性(減衰極)を有効利用
し、所望の減衰特性を実現できる。Thus, also with this surface acoustic wave filter S2, the conductive layer 3, the excitation electrode 2, and the element-side extraction electrode 4 (or the housing-side internal extraction electrode 7 provided on the housing 8).
A desired attenuation characteristic can be realized by effectively utilizing a band suppression characteristic (attenuation pole) generated in the attenuation characteristic of the surface acoustic wave filter due to the capacitance generated during the period.
【0034】また、弾性表面波フィルタS1以上に静電
容量を容易に得ることが可能であるため、誘電損失の影
響も小さくなり高減衰特性の作用・効果も期待できる。Further, since the capacitance can be easily obtained more than the surface acoustic wave filter S1, the effect of the dielectric loss is reduced, and the operation and effect of the high attenuation characteristic can be expected.
【0035】さらに、弾性表面波フィルタS1と同様に
して、導体層3をレーザー光の照射により所定領域を除
去して、帯域抑圧特性を簡便に調整できる。Further, similarly to the surface acoustic wave filter S1, a predetermined region is removed from the conductor layer 3 by irradiating a laser beam, so that the band suppression characteristics can be easily adjusted.
【0036】次に、図3及び図4に示す弾性表面波フィ
ルタS3について説明する。Next, the surface acoustic wave filter S3 shown in FIGS. 3 and 4 will be described.
【0037】図1に示す弾性表面波フィルタS1と同様
な回路構成で同様な動作周波数を有する弾性表面波素子
を作製するが、弾性表面波フィルタS3では、前記蓋体
11を複合材料による構成ではなく、蓋体11全体が前
記導体層3へ光照射可能な透光性部材で形成されている
のできわめて簡便に作製できるという利点を有する。な
お、他の構成・製造方法については弾性表面波フィルタ
S1と同様であるので説明を省略する。A surface acoustic wave element having the same operating frequency as the surface acoustic wave filter S1 shown in FIG. 1 and having the same operating frequency is manufactured. In the surface acoustic wave filter S3, the cover 11 is made of a composite material. In addition, since the entire lid 11 is formed of a translucent member capable of irradiating the conductor layer 3 with light, there is an advantage that the lid 11 can be manufactured very easily. Note that other configurations and manufacturing methods are the same as those of the surface acoustic wave filter S1, and a description thereof will be omitted.
【0038】かくして、この弾性表面波フィルタS3に
よっても、導電層3、励振電極2、及び素子側引出し電
極4(または筐体8に設けた筐体側内部引出し電極7)
の間に発生する静電容量により、弾性表面波フィルタの
減衰特性に生じる帯域抑圧特性(減衰極)を有効利用
し、所望の減衰特性を実現できる。Thus, the surface acoustic wave filter S3 also provides the conductive layer 3, the excitation electrode 2, and the element-side extraction electrode 4 (or the housing-side internal extraction electrode 7 provided on the housing 8).
A desired attenuation characteristic can be realized by effectively utilizing a band suppression characteristic (attenuation pole) generated in the attenuation characteristic of the surface acoustic wave filter due to the capacitance generated during the period.
【0039】また、弾性表面波フィルタS1以上に静電
容量を容易に得ることが可能であるため、誘電損失の影
響も小さくなり高減衰特性の作用・効果も期待できる。Further, since the capacitance can be easily obtained more than the surface acoustic wave filter S1, the effect of the dielectric loss is reduced, and the operation and effect of the high attenuation characteristic can be expected.
【0040】さらに、弾性表面波フィルタS1と同様に
して、導体層3をレーザー光の照射により所定領域を除
去して、帯域抑圧特性を簡便に調整できる。Further, similarly to the surface acoustic wave filter S1, a predetermined region is removed from the conductor layer 3 by irradiating a laser beam, so that the band suppression characteristics can be easily adjusted.
【0041】なお、本実施形態では、圧電基板や誘電体
層としてニオブ酸リチウム単結晶及びタンタル酸リチウ
ム単結晶を例にとり説明したが、例えば四硼酸リチウム
単結晶やランガサイト型結晶構造を有する単結晶等を用
いることもでき、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜
変更し実施が可能である。In the present embodiment, a single crystal of lithium niobate and a single crystal of lithium tantalate are described as an example of the piezoelectric substrate and the dielectric layer. However, for example, a single crystal of lithium tetraborate or a single crystal having a langasite type crystal structure is used. Crystals and the like can also be used, and can be appropriately modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
【0042】[0042]
【実施例】<例1>次に、図1に示した弾性表面波フィ
ルタの基本的な構造にしたがって具体的に作製したラダ
ー型回路構成を備えた弾性表面波フィルタについて説明
する。EXAMPLE 1 Next, a description will be given of a surface acoustic wave filter having a ladder-type circuit configuration specifically manufactured according to the basic structure of the surface acoustic wave filter shown in FIG.
【0043】64度回転YカットX伝搬の厚さ0.15
mmのニオブ酸リチウムからなる圧電基板1と36回転
YカットX伝搬の厚さ0.20mmのタンタル酸リチウ
ム単結晶から成る誘電体基板である誘電体層13は夫々
主面を鏡面仕上げし、オリエンテーションフラット面を
基準とし光学定板上で面接合した。接合後、還元雰囲気
中で加熱し接合面の密着度を上げた。Thickness of 64 degree rotation Y cut X propagation 0.15
The piezoelectric substrate 1 made of lithium niobate (mm) and the dielectric layer 13 made of a single crystal of lithium tantalate having a thickness of 0.20 mm and a thickness of 0.20 mm for 36-rotation Y-cut X propagation have mirror-finished principal surfaces, respectively. Surface bonding was performed on an optical platen with the flat surface as a reference. After the joining, heating was performed in a reducing atmosphere to increase the degree of adhesion of the joining surfaces.
【0044】このようにして作製した複合基板14の6
4度YカットX伝搬のニオブ酸リチウム単結晶からなる
主面上に励振電極2を作製した。作製したフィルタは、
900MHz帯において比帯域幅約4.0%の受信用弾
性表面波フィルタであり、励振電極幅及び電極スペース
(電極指間スペース)は夫々約1μmとした。The composite substrate 14 thus manufactured
The excitation electrode 2 was formed on a main surface made of a 4 degree Y-cut X-propagation lithium niobate single crystal. The manufactured filter is
This is a surface acoustic wave filter for reception having a relative bandwidth of about 4.0% in a 900 MHz band, and an excitation electrode width and an electrode space (a space between electrode fingers) are each set to about 1 μm.
【0045】また、フィルタの構成は、前記弾性表面波
励振電極2を配した弾性表面波共振子を5個使用した
2.5段のπ型ラダー型弾性表面波フィルタであり、夫
々の弾性表面波共振子の構成は低損失と高帯域外減衰量
を得るため直列側と並列側の容量比を大きくとってあ
る。The configuration of the filter is a 2.5-stage π-ladder type surface acoustic wave filter using five surface acoustic wave resonators provided with the surface acoustic wave excitation electrodes 2. The wave resonator has a large capacitance ratio between the series side and the parallel side in order to obtain a low loss and a high attenuation outside the band.
【0046】弾性表面波共振子の構成は、励振電極2の
対数が直列側にて約60対、並列側で約100対とし
た。弾性表面波共振子の平均波長をλとすると、交差幅
は直列側15λ、並列側30λである。電極の材質はス
パッタリング法によって成膜した厚みが約300nmの
Al−Cu1重量%合金膜を使用した。ここで、スパッ
タリング法を用いた理由は、電極材料として使用するア
ルミ合金膜の金属組成比を変化させないためである。ま
た、例えばEB蒸着法等、他の方法ではAl−Cu合金
膜の金属組成比は蒸着中のAlまたはCuの蒸気圧曲線
に比例するので、成膜条件で金属組成比が変化し、周波
数ドリフトの原因となる。The configuration of the surface acoustic wave resonator is such that the number of excitation electrodes 2 is about 60 on the series side and about 100 on the parallel side. Assuming that the average wavelength of the surface acoustic wave resonator is λ, the intersection width is 15λ in series and 30λ in parallel. As a material of the electrode, an Al-Cu 1% by weight alloy film having a thickness of about 300 nm formed by a sputtering method was used. Here, the reason why the sputtering method is used is that the metal composition ratio of the aluminum alloy film used as the electrode material is not changed. In other methods such as the EB vapor deposition method, the metal composition ratio of the Al—Cu alloy film is proportional to the vapor pressure curve of Al or Cu during vapor deposition. Cause.
【0047】この後、弾性表面波の励振電極2を載置し
た面の基板上にCVD法を用いてSiO2から成る保護
膜12を30nmの厚みに成膜した。ここで、CVD法
を用いた理由は、励振電極側面へのSiO2膜の被覆性
を考慮した結果である。Thereafter, a protective film 12 made of SiO2 was formed to a thickness of 30 nm on the surface of the substrate on which the surface acoustic wave excitation electrode 2 was mounted by using the CVD method. Here, the reason why the CVD method is used is a result in consideration of the covering property of the SiO2 film on the side surface of the excitation electrode.
【0048】バンプ用電極5上にAuバンプ6を形成す
るため、保護膜12をバンプ用電極5上から選択的に除
去し、バンプ用電極5の部分のみを多層膜化する必要が
ある。このため、ウエハ上にフォトレジストを再塗布
し、フォトリソグラフィ法を用いてバンプ用電極部分の
みを選択的に露出させた後、RIE(リアクティブ・イ
オン・エッチング)装置を利用してバンプ用電極5上の
SiO2層を除去した。エッチングの際に使用した反応
性ガスは、CF4及びO2ガスを主成分として選択し
た。RIEは方向選択性が強いため、フォトリソグラフ
ィ工程で得られたフォトレジスト寸法どおりのバンプ用
電極を露出することができる。さらに、このフォトレジ
スト上からEB蒸着法を用いてアルミニウム膜を約1μ
m積層し、リフトオフ法を用いてバンプ用電極部分以外
の不要なアルミニウム電極を除去することでバンプ用電
極5部分のみ電極材料を積層できた。In order to form the Au bump 6 on the bump electrode 5, it is necessary to selectively remove the protective film 12 from the bump electrode 5 and form only the bump electrode 5 into a multilayer film. For this reason, a photoresist is re-applied on the wafer, and only the bump electrode portion is selectively exposed by using a photolithography method, and then the bump electrode is formed by using an RIE (reactive ion etching) apparatus. 5 was removed. The reactive gas used in the etching was selected mainly from CF4 and O2 gases. Since RIE has strong direction selectivity, it is possible to expose a bump electrode according to the photoresist dimensions obtained in the photolithography process. Further, an aluminum film was formed on the photoresist by about 1 μm using an EB evaporation method.
The electrode material was able to be laminated only on the bump electrode 5 by removing unnecessary aluminum electrodes other than the bump electrode using the lift-off method.
【0049】バンプ用電極5上にバンプボンダを使用し
て、バンプ直径約90μm、高さ約60μmのAuバン
プを作製した。Using a bump bonder, an Au bump having a bump diameter of about 90 μm and a height of about 60 μm was formed on the bump electrode 5.
【0050】ウエハの分割はダイシングソーを用い、ダ
イヤモンド砥粒#600を用いて約1mm□のピッチで
切断した。この条件はダイシング時に発生するチッピン
グ寸法を約20μmに抑える事を条件に選定した。The wafer was divided using a dicing saw at a pitch of about 1 mm square using diamond abrasive # 600. This condition was selected under the condition that the chipping dimension generated during dicing is suppressed to about 20 μm.
【0051】弾性表面波素子を筐体8のキャビティと励
振電極2を相対向させ、筐体内引出し電極7とバンプ用
電極5上に形成したAuバンプ6を熱超音波接合するこ
とにより、弾性表面波励振電極2と筐体外部電極9が電
気的に接合した。The surface acoustic wave element is formed by making the cavity of the casing 8 and the excitation electrode 2 face each other, and joining the extraction electrode 7 in the casing and the Au bump 6 formed on the bump electrode 5 by thermosonic bonding. The wave excitation electrode 2 and the housing external electrode 9 were electrically joined.
【0052】蓋体11は厚さ100μmのコバール平板
をプレス加工にて外形加工し、Niメッキ処理を施した
後に中央部に透光性の窓を嵌め込んだ。透光性材料は厚
さ200μmのコバール硝子を気密性樹脂を用いてコバ
ールに接着した。蓋体11とパッケージ筐体8との気密
接合はシーム溶接を行った。The lid 11 was formed by processing a Kovar flat plate having a thickness of 100 μm by press working, applying a Ni plating process, and then fitting a light-transmitting window at the center. As the translucent material, Kovar glass having a thickness of 200 μm was bonded to Kovar using an airtight resin. The hermetic joining between the lid 11 and the package housing 8 was performed by seam welding.
【0053】弾性表面波フィルタの減衰極の周波数調整
にはYAGレーザーを用いた。使用したレーザーはレー
ザートリマのスポット系を直径約0.05mmまで収束
させ、短パルスによるショットを繰り返して影響度を調
整した。減衰極の周波数調整はレーザーショットを利用
し、ネットワークアナライザ(ヒューレットパッカード
社製:型番HP8753ES)による測定と平行して実
施した。For adjusting the frequency of the attenuation pole of the surface acoustic wave filter, a YAG laser was used. The laser used converged the spot system of the laser trimmer to a diameter of about 0.05 mm, and repeated shots with short pulses to adjust the degree of influence. The frequency of the attenuation pole was adjusted using a laser shot in parallel with the measurement by a network analyzer (Hewlett-Packard: model number HP8753ES).
【0054】弾性表面波素子の電気的特性の測定には、
前記のネットワークアナライザを使用し、その結果、9
00MHzにおいて良好な電気的特性を確認できた。 <例2>次に図2に示した弾性表面波フィルタS2の基
本的な構造にしたがって具体的に作製したラダー型弾性
表面波フィルタについて説明する。For measuring the electrical characteristics of the surface acoustic wave element,
Using the above network analyzer, 9
Good electrical characteristics could be confirmed at 00 MHz. <Example 2> Next, a ladder type surface acoustic wave filter specifically manufactured according to the basic structure of the surface acoustic wave filter S2 shown in FIG. 2 will be described.
【0055】36度回転YカットX伝搬のタンタル酸リ
チウム単結晶からなる圧電基板1上に、励振電極2を作
製した。作製したフィルタは、図1と同様に900MH
z帯において比帯域幅約4.0%の受信用弾性表面波フ
ィルタであり、励振電極幅及び電極スペースは夫々約1
μmとした。また、用いたタンタル酸リチウム単結晶基
板は直径3インチ、厚み0.25mmとした。An excitation electrode 2 was formed on a piezoelectric substrate 1 made of lithium tantalate single crystal that was rotated by 36 degrees and cut by Y-cut X propagation. The produced filter was 900 MH as in FIG.
This is a surface acoustic wave filter for reception having a specific bandwidth of about 4.0% in the z band, and an excitation electrode width and an electrode space of about 1% each.
μm. The lithium tantalate single crystal substrate used had a diameter of 3 inches and a thickness of 0.25 mm.
【0056】フィルタの構成は、励振電極2を配した弾
性表面波共振子を5個使用した2.5段のπ型ラダー型
弾性表面波フィルタであり、夫々の弾性表面波共振子の
構成は低損失と高帯域外減衰量を得るため直列側と並列
側の容量比を大きくとってある。The configuration of the filter is a 2.5-stage π-type ladder-type surface acoustic wave filter using five surface acoustic wave resonators provided with the excitation electrodes 2. The configuration of each surface acoustic wave resonator is as follows. In order to obtain low loss and high out-of-band attenuation, the capacitance ratio between the series side and the parallel side is set large.
【0057】弾性表面波共振子の構成は、励振電極2の
対数が直列側にて約60対、並列側で約100対とし
た。弾性表面波共振子の平均波長をλとすると、交差幅
は直列側15λ、並列側30λである。電極の材質はス
パッタリング法によって成膜した厚みが約400nmの
Al−Cu1重量%合金膜を使用した。The configuration of the surface acoustic wave resonator is such that the number of excitation electrodes 2 is about 60 on the series side and about 100 on the parallel side. Assuming that the average wavelength of the surface acoustic wave resonator is λ, the intersection width is 15λ in series and 30λ in parallel. As a material of the electrode, an Al-Cu 1% by weight alloy film having a thickness of about 400 nm formed by a sputtering method was used.
【0058】この後、励振電極2を載置した面の基板上
にCVD法を用いてSiO2の保護膜12を30nm成
膜した。Thereafter, a protective film 12 of SiO2 was formed to a thickness of 30 nm on the substrate on the surface on which the excitation electrode 2 was mounted by using the CVD method.
【0059】バンプ用電極5上にAuバンプ6を形成す
るため、保護膜12をバンプ用電極上から選択的に除去
し、バンプ用電極部分のみを多層膜化する必要がある。
このためウエハ上にフォトレジストを再塗布し、フォト
リソグラフィ法を用いてバンプ用電極部分のみを選択的
に露出させた後、RIE装置を利用してバンプ用電極部
4上のSiO2層を除去した。エッチングの際使用した
反応性ガスはCF4及びO2ガスを主成分として選択し
た。RIEは方向選択性が強いためフォトリソグラフィ
工程で得られたフォトレジスト寸法どおりのバンプ用電
極を露出することができる。さらに、このフォトレジス
ト上からEB蒸着法を用いてアルミ膜を約1μm積層
し、リフトオフ法を用いてバンプ用電極部分以外の不要
なアルミ電極を除去することでバンプ用電極部分のみ電
極を積層できた。In order to form the Au bumps 6 on the bump electrodes 5, it is necessary to selectively remove the protective film 12 from the bump electrodes and to make only the bump electrode portions into a multilayer film.
For this reason, a photoresist was re-applied on the wafer and only the bump electrode portions were selectively exposed using the photolithography method, and then the SiO2 layer on the bump electrode portions 4 was removed using an RIE apparatus. . The reactive gas used at the time of etching was selected mainly from CF4 and O2 gases. Since RIE has a strong direction selectivity, the bump electrodes can be exposed to the dimensions of the photoresist obtained in the photolithography process. Further, an aluminum film is laminated on the photoresist by about 1 μm by EB vapor deposition method, and unnecessary aluminum electrodes other than the bump electrode part are removed by lift-off method, so that the electrode can be laminated only on the bump electrode part. Was.
【0060】バンプ用電極上にバンプボンダを使用し
て、バンプ直径約90μm、高さ約60μmのAuバン
プを作製した。Using a bump bonder, an Au bump having a diameter of about 90 μm and a height of about 60 μm was formed on the bump electrode.
【0061】ウエハの分割はダイシングソーを用い、ダ
イヤモンド砥粒#600を用いて約1mm□のピッチで
切断した。この条件はダイシング時に発生するチッピン
グ寸法を約20μmに抑える事を条件に選定した。The wafer was divided using a dicing saw at a pitch of about 1 mm square using diamond abrasive grains # 600. This condition was selected under the condition that the chipping dimension generated during dicing is suppressed to about 20 μm.
【0062】弾性表面波素子を筐体8のキャビティと弾
性表面波励振電極2を相対向させ、筐体内引出し電極7
とバンプ用電極5上に形成したAuバンプ6を熱超音波
接合することにより、弾性表面波励振電極2と筐体外部
電極9が電気的に接合させた。The surface acoustic wave element is arranged such that the cavity of the housing 8 and the surface acoustic wave excitation electrode 2 face each other,
The surface acoustic wave excitation electrode 2 and the housing external electrode 9 were electrically joined by thermosonic bonding of the Au bump 6 formed on the bump electrode 5 and the Au bump 6.
【0063】蓋体11は厚さ100μmのコバール平板
をプレス加工にて外形加工し、Niメッキ処理を施した
後に中央部に透光性の窓を嵌め込んだ。透光性材料は厚
さ200μmのコバール硝子を気密性樹脂を用いてコバ
ールに接着した。蓋体11とパッケージ筐体8との気密
接合はシーム溶接を行った。The cover 11 was formed by pressing a Kovar flat plate having a thickness of 100 μm to form an outer shape by press working, and performing a Ni plating process, and then fitting a translucent window at the center. As the translucent material, Kovar glass having a thickness of 200 μm was bonded to Kovar using an airtight resin. The hermetic joining between the lid 11 and the package housing 8 was performed by seam welding.
【0064】弾性表面波フィルタの減衰極の周波数調整
にはYAGレーザーを用いた。使用したレーザーはレー
ザートリマのスポット系を直径約0.05mmまで収束
させ、短パルスによるショットを繰り返して影響度を調
整した。減衰極の周波数調整はレーザーショットを利用
し、例1と同様にネットワークアナライザによる測定と
平行して実施した。For adjusting the frequency of the attenuation pole of the surface acoustic wave filter, a YAG laser was used. The laser used converged the spot system of the laser trimmer to a diameter of about 0.05 mm, and repeated shots with short pulses to adjust the degree of influence. The frequency adjustment of the attenuation pole was performed using a laser shot in parallel with the measurement by the network analyzer as in Example 1.
【0065】この実施例においても、弾性表面波素子の
電気的特性の測定には例1と同様にネットワークアナラ
イザを使用し、その結果、900MHzにおいて良好な
電気的特性を確認できた。 <例3>次に図3に示した弾性表面波フィルタS3の基
本的な構造にしたがって具体的に作製したラダー型弾性
表面波フィルタについて説明する。Also in this example, a network analyzer was used for measuring the electrical characteristics of the surface acoustic wave element, as in Example 1, and as a result, good electrical characteristics were confirmed at 900 MHz. Example 3 Next, a ladder-type surface acoustic wave filter specifically manufactured according to the basic structure of the surface acoustic wave filter S3 shown in FIG. 3 will be described.
【0066】64度回転YカットX伝搬の厚さ0.15
mmのニオブ酸リチウムからなる圧電基板1と36回転
YカットX伝搬の厚さ0.20mmのタンタル酸リチウ
ム単結晶から成る誘電体基板である誘電体層13は夫々
主面を鏡面仕上げし、オリエンテーションフラット面を
基準とし光学定板上で面接合した。接合後、還元雰囲気
中で加熱し接合面の密着度を上げた。Thickness of 64 degree rotation Y cut X propagation 0.15
The piezoelectric substrate 1 made of lithium niobate (mm) and the dielectric layer 13 made of a single crystal of lithium tantalate having a thickness of 0.20 mm and a thickness of 0.20 mm for 36-rotation Y-cut X propagation have mirror-finished principal surfaces, respectively. Surface bonding was performed on an optical platen with the flat surface as a reference. After the joining, heating was performed in a reducing atmosphere to increase the degree of adhesion of the joining surfaces.
【0067】このようにして作製した複合基板14の6
4度YカットX伝搬のニオブ酸リチウム単結晶からなる
主面上に励振電極2を作製した。作製したフィルタは、
900MHz帯において比帯域幅約4.0%の受信用弾
性表面波フィルタであり、励振電極幅及び電極スペース
(電極指間スペース)は夫々約1μmとした。The composite substrate 14 manufactured as described above
The excitation electrode 2 was formed on a main surface made of a 4 degree Y-cut X-propagation lithium niobate single crystal. The manufactured filter is
This is a surface acoustic wave filter for reception having a relative bandwidth of about 4.0% in a 900 MHz band, and an excitation electrode width and an electrode space (a space between electrode fingers) are each set to about 1 μm.
【0068】また、フィルタの構成は、前記弾性表面波
励振電極2を配した弾性表面波共振子を5個使用した
2.5段のπ型ラダー型弾性表面波フィルタであり、夫
々の弾性表面波共振子の構成は低損失と高帯域外減衰量
を得るため直列側と並列側の容量比を大きくとってあ
る。The configuration of the filter is a 2.5-stage π-ladder type surface acoustic wave filter using five surface acoustic wave resonators provided with the surface acoustic wave excitation electrodes 2. The wave resonator has a large capacitance ratio between the series side and the parallel side in order to obtain a low loss and a high attenuation outside the band.
【0069】弾性表面波共振子の構成は、励振電極2の
対数が直列側にて約60対、並列側で約100対とし
た。弾性表面波共振子の平均波長をλとすると、交差幅
は直列側15λ、並列側30λである。電極の材質はス
パッタリング法によって成膜した厚みが約400nmの
Al−Cu1重量%合金膜を使用した。The configuration of the surface acoustic wave resonator is such that the number of excitation electrodes 2 is about 60 on the series side and about 100 on the parallel side. Assuming that the average wavelength of the surface acoustic wave resonator is λ, the intersection width is 15λ in series and 30λ in parallel. As a material of the electrode, an Al-Cu 1% by weight alloy film having a thickness of about 400 nm formed by a sputtering method was used.
【0070】この後、励振電極2を載置した面の基板上
にCVD法を用いてSiO2の保護膜12を30nm成
膜した。Thereafter, a protective film 12 of SiO2 was formed to a thickness of 30 nm on the surface of the substrate on which the excitation electrode 2 was mounted by using the CVD method.
【0071】バンプ用電極5上にAuバンプ6を形成す
るため、保護膜12をバンプ用電極上から選択的に除去
し、バンプ用電極部分のみを多層膜化する必要がある。
このためウエハ上にフォトレジストを再塗布し、フォト
リソグラフィ法を用いてバンプ用電極部分のみを選択的
に露出させた後、RIE装置を利用してバンプ用電極部
4上のSiO2層を除去した。エッチングの際使用した
反応性ガスはCF4及びO2ガスを主成分として選択し
た。RIEは方向選択性が強いためフォトリソグラフィ
工程で得られたフォトレジスト寸法どおりのバンプ用電
極を露出することができる。さらに、このフォトレジス
ト上からEB蒸着法を用いてアルミ膜を約1μm積層
し、リフトオフ法を用いてバンプ用電極部分以外の不要
なアルミ電極を除去することでバンプ用電極部分のみ電
極を積層できた。In order to form the Au bump 6 on the bump electrode 5, it is necessary to selectively remove the protective film 12 from the bump electrode and to form only the bump electrode portion into a multilayer film.
For this reason, a photoresist was re-applied on the wafer and only the bump electrode portions were selectively exposed using the photolithography method, and then the SiO2 layer on the bump electrode portions 4 was removed using an RIE apparatus. . The reactive gas used at the time of etching was selected mainly from CF4 and O2 gases. Since RIE has a strong direction selectivity, the bump electrodes can be exposed to the dimensions of the photoresist obtained in the photolithography process. Further, an aluminum film is laminated on the photoresist by about 1 μm by EB vapor deposition method, and unnecessary aluminum electrodes other than the bump electrode part are removed by lift-off method, so that the electrode can be laminated only on the bump electrode part. Was.
【0072】バンプ用電極上にバンプボンダを使用し
て、バンプ直径約90μm、高さ約60μmのAuバン
プを作製した。Using a bump bonder, an Au bump having a diameter of about 90 μm and a height of about 60 μm was formed on the bump electrode.
【0073】ウエハの分割はダイシングソーを用い、ダ
イヤモンド砥粒#600を用いて約1mm□のピッチで
切断した。この条件はダイシング時に発生するチッピン
グ寸法を約20μmに抑える事を条件に選定した。The wafer was divided using a dicing saw at a pitch of about 1 mm square using diamond abrasive # 600. This condition was selected under the condition that the chipping dimension generated during dicing is suppressed to about 20 μm.
【0074】弾性表面波素子を筐体8のキャビティと弾
性表面波励振電極2を相対向させ、筐体内引出し電極7
とバンプ用電極5上に形成したAuバンプ6を熱超音波
接合することにより、弾性表面波励振電極2と筐体外部
電極9が電気的に接合させた。The surface acoustic wave element is arranged such that the cavity of the housing 8 and the surface acoustic wave exciting electrode 2 face each other,
The surface acoustic wave excitation electrode 2 and the housing external electrode 9 were electrically joined by thermosonic bonding of the Au bump 6 formed on the bump electrode 5 and the Au bump 6.
【0075】蓋体11は厚さ200μmの硝子製単板を
筐体8の上面開口部に合わせて加工した。前記筐体8と
蓋体11の気密接合は気密接合用の樹脂接着剤を用い
た。The lid 11 was formed by processing a glass single plate having a thickness of 200 μm so as to match the opening on the upper surface of the housing 8. The hermetic joining between the housing 8 and the lid 11 used a resin adhesive for hermetic joining.
【0076】弾性表面波フィルタの減衰極の周波数調整
にはYAGレーザーを用いた。使用したレーザーはレー
ザートリマのスポット系を直径約0.05mmまで収束
させ、短パルスによるショットを繰り返して影響度を調
整した。減衰極の周波数調整はレーザーショットを利用
し、例1と同様にネットワークアナライザによる測定と
平行して実施した。For adjusting the frequency of the attenuation pole of the surface acoustic wave filter, a YAG laser was used. The laser used converged the spot system of the laser trimmer to a diameter of about 0.05 mm, and repeated shots with short pulses to adjust the degree of influence. The frequency adjustment of the attenuation pole was performed using a laser shot in parallel with the measurement by the network analyzer as in Example 1.
【0077】この実施例においても、弾性表面波素子の
電気的特性の測定には例1と同様にネットワークアナラ
イザを使用し、その結果、900MHzにおいて良好な
電気的特性を確認できた。Also in this example, a network analyzer was used to measure the electrical characteristics of the surface acoustic wave device, as in Example 1, and as a result, good electrical characteristics were confirmed at 900 MHz.
【0078】[0078]
【発明の効果】本発明の弾性表面波フィルタ及びその製
造方法によれば、励振電極、圧電基板、(誘電体層、)
及び導体層のそれぞれの間に、適当な静電容量を発生さ
せることができ、帯域抑圧特性を好適に調整が可能とな
る。According to the surface acoustic wave filter and the method of manufacturing the same of the present invention, the excitation electrode, the piezoelectric substrate, the (dielectric layer)
An appropriate capacitance can be generated between each of the conductive layers and the conductive layer, and the band suppression characteristics can be adjusted appropriately.
【0079】また、このときの調整は、気密封止後に導
体層をレーザー光の照射により除去することで行い、き
わめて簡便に実現が可能である。Further, the adjustment at this time is performed by removing the conductor layer by irradiating a laser beam after the hermetic sealing, and can be realized very simply.
【0080】さらに、電気特性を調整することにより確
実に任意の周波数に減衰極を配置して減衰特性の良好な
優れた弾性表面波フィルタを提供できる。Further, by adjusting the electric characteristics, the attenuation pole can be reliably arranged at an arbitrary frequency to provide an excellent surface acoustic wave filter having good attenuation characteristics.
【図1】本発明に係る弾性表面波フィルタの一実施形態
を模式的に説明する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating one embodiment of a surface acoustic wave filter according to the present invention.
【図2】本発明に係る他の弾性表面波フィルタの一実施
形態を模式的に説明する断面図である。FIG. 2 is a sectional view schematically illustrating an embodiment of another surface acoustic wave filter according to the present invention.
【図3】本発明に係る他の弾性表面波フィルタの一実施
形態を模式的に説明する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating an embodiment of another surface acoustic wave filter according to the present invention.
【図4】本発明に係る弾性表面波フィルタの一実施形態
を模式的に説明する一部透視平面(上面)図である。FIG. 4 is a partially transparent plan view (top view) schematically illustrating an embodiment of the surface acoustic wave filter according to the present invention.
【図5】従来の弾性表面波フィルタの一例を示す断面図
である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional surface acoustic wave filter.
【図6】従来の弾性表面波フィルタの一例を示す一部透
視平面(上面)図である。FIG. 6 is a partially transparent plan view (top view) showing an example of a conventional surface acoustic wave filter.
1:圧電基板 2:励振電極 3:導体層 4:素子側引出し電極 5:バンプ用電極 6:バンプ 7:筐体側内部引出し電極 8:筐体 9:筐体側外部引出し電極 10:封止材 11:蓋体 12:保護膜 13:誘電体基板(誘電体層) 14:複合基板 15:接着層 S1、S2、S3:弾性表面波フィルタ 1: Piezoelectric substrate 2: Excitation electrode 3: Conductive layer 4: Element side extraction electrode 5: Bump electrode 6: Bump 7: Housing side internal extraction electrode 8: Housing 9: Housing side external extraction electrode 10: Sealing material 11 : Lid 12: protective film 13: dielectric substrate (dielectric layer) 14: composite substrate 15: adhesive layer S1, S2, S3: surface acoustic wave filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 一弘 京都府相楽郡精華町光台3丁目5番地3号 京セラ株式会社中央研究所内 Fターム(参考) 5J097 AA13 BB17 DD29 EE09 EE10 FF03 FF08 GG04 HA02 HA07 HA08 HA09 HB04 HB08 JJ09 KK10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Kazuhiro Otsuka 3-5-2, Seika-cho, Soraku-gun, Kyoto F-term in the Central Research Laboratory of Kyocera Corporation 5J097 AA13 BB17 DD29 EE09 EE10 FF03 FF08 GG04 HA02 HA07 HA08 HA09 HB04 HB08 JJ09 KK10
Claims (2)
電極を形成した弾性表面波素子を、前記圧電基板の一主
面側を下にして、開口を有する筐体内に収容し、前記筐
体の開口上面を蓋体で気密に封止して成る弾性表面波フ
ィルタであって、前記圧電基板の他主面上に、少なくも
導体層を設けるとともに、前記蓋体の少なくとも一部が
前記導体層へ光照射可能な透光性部材で形成されている
ことを特徴とする弾性表面波フィルタ。A surface acoustic wave element having a surface acoustic wave excitation electrode formed on one main surface of a piezoelectric substrate is housed in a housing having an opening with one main surface of the piezoelectric substrate facing down, A surface acoustic wave filter in which an upper surface of an opening of the housing is hermetically sealed with a lid, wherein at least a portion of the lid is provided on at least a conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate. Is formed of a translucent member capable of irradiating the conductor layer with light.
して、前記筐体の開口上面を蓋体で気密に封止する工程
と、前記蓋体の透光性部材を透過させた光エネルギーに
より前記導体層の所定領域を除去することにより、フィ
ルタ特性を調整する工程と、を含むことを特徴とする、
請求項1に記載の弾性表面波フィルタの製造方法。2. A step of accommodating the surface acoustic wave element in the housing and hermetically sealing an upper surface of an opening of the housing with a lid, and light transmitted through a light-transmissive member of the lid. Adjusting a filter characteristic by removing a predetermined area of the conductor layer with energy,
A method for manufacturing a surface acoustic wave filter according to claim 1.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007329641A (en) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Mitsubishi Electric Corp | Frequency bandwidth switching amplifier |
WO2013031650A1 (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | 株式会社村田製作所 | Elastic wave device and production method therefor |
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-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001096113A patent/JP2002299999A/en active Pending
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JPWO2013031650A1 (en) * | 2011-09-02 | 2015-03-23 | 株式会社村田製作所 | Elastic wave device and manufacturing method thereof |
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