JP2003124781A - 弾性表面波素子およびその製造方法 - Google Patents

弾性表面波素子およびその製造方法

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JP2003124781A
JP2003124781A JP2001313564A JP2001313564A JP2003124781A JP 2003124781 A JP2003124781 A JP 2003124781A JP 2001313564 A JP2001313564 A JP 2001313564A JP 2001313564 A JP2001313564 A JP 2001313564A JP 2003124781 A JP2003124781 A JP 2003124781A
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Takashi Iwamoto
敬 岩本
Katsuyuki Suzuki
勝之 鈴木
Tomohiro Kido
智洋 木戸
Masato Tose
誠人 戸瀬
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 弾性表面波素子において、小型化、低背化を
妨げずにより大きな吸音効果を得られるようにする。 【解決手段】 弾性表面波素子は、圧電基板11と、こ
の圧電基板11の主表面上に設けられたインターディジ
タルトランスデューサ(IDT)形電極12と、上記主
表面上に、上記IDT形電極12と並ぶように設けられ
た吸音部材13とを備える。吸音部材13は、上記主表
面に垂直な断面で見たときに最下部以外の位置に最下部
より幅の広い部分を有する。その結果、断面形状は、た
とえば、逆テーパ形や樽型となる。好ましくは、上記吸
音部材は感光性樹脂を主成分とする。さらに好ましく
は、吸音部材13は、上記断面で見たときに最下部の幅
aと最大幅bとの関係がb/a≧1.1となる形状を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などの移
動通信分野やテレビジョンなどの分野において電子回路
に用いられる弾性表面波素子およびその製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、弾性表面波素子としては、たとえ
ば、図11、図12に示すように、圧電基板11の表面
にインターディジタルトランスデューサ形電極(以下、
「IDT形電極」という。)12を形成した構造のもの
が知られている。図11は、平面図であり、図12は、
断面図である。このような弾性表面波素子においては、
反射波によるノイズや、外部からの振動によるノイズを
除去するための対策として、図11、図12に示すよう
に、IDT形電極12の配置された領域の外側に吸音部
材13を配置するということが行なわれている。図1
1、図12に示した例では、吸音部材13は、IDT形
電極12の配置された領域を互いに対向する二方から挟
むように設けられているが、他の形態として、IDT形
電極12の配置された領域を取り囲むように設けられる
場合もある。
【0003】吸音部材を形成するには、特公昭58−3
1766号公報にあるようにスクリーン印刷を用いる方
法もあるが、この方法では精度が悪く、にじみやダレと
いった問題があり、また線幅が太くなり、弾性表面波素
子のチップ自体のサイズが大きくなってしまうという問
題があった。これを解決するために、感光性樹脂を用い
てフォトリソグラフィ法によって吸音部材を形成する方
法が、特開昭61−192109号公報、特開平8−9
7673号公報および特開2000−299617号公
報に開示されている。この方法によれば、弾性表面波素
子の高精度化、小型化には有利であるので、この方法は
既に実用化されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の方法を採用する
などして、弾性表面波素子の小型化、低背化が進められ
ている。しかし、吸音部材を小型化すると、振動を吸収
する効果(以下、「吸音効果」という。)は低下する。
そこで、吸音効果を確保するため、従来は、吸音部材の
幅を広げるか、吸音部材の高さを増すといったことによ
って対処してきた。しかしながら、吸音部材の幅を広げ
ると、弾性表面波素子として占有する面積が大きくなっ
てしまう。また、吸音部材の高さを増せば、低背化に不
利となる。弾性表面波素子を基板に実装する場合には、
弾性表面波素子全体の高さをバンプ高さより低くする必
要もあるため、高さを増すには限界もある。さらに、高
さを増すことによって吸音部材のアスペクト比があまり
に大きくなれば、感光性樹脂の解像度の限界によりフォ
トリソグラフィ法が正確に行なえないという問題もあ
る。
【0005】そこで、本発明は、小型化、低背化を妨げ
ずにより大きな吸音効果を上げられる弾性表面波素子お
よびその製造方法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、本発明に基づく弾性表面波素子は、主表面を有する
圧電基板と、上記圧電基板の主表面上に設けられたイン
ターディジタルトランスデューサ形電極と、上記圧電基
板の主表面上に、上記インターディジタルトランスデュ
ーサ形電極と並ぶように設けられた吸音部材とを備え、
上記吸音部材は、上記主表面に垂直な断面で見たときに
最下部以外の位置に最下部より幅の広い部分を有する。
この構成を採用することにより、圧電基板の主表面上に
おいて吸音部材が圧電基板への接続のために占有する面
積および高さを従来通りとしたままであっても、吸音部
材の重量を増やすことができるため、弾性表面波素子の
小型化や薄型化を妨げることなく吸音効果を向上させる
ことができる。
【0007】上記発明において好ましくは、上記吸音部
材は、上記主表面に垂直な断面で見たときに下端から上
端に向かうにつれて幅が増加する断面形状を有する。こ
の構成を採用することにより、吸音部材としてネガ型の
感光性樹脂に吸光材を多く添加したものを用いて露光す
ることで容易に製作することのできる形状となる。
【0008】上記発明において好ましくは、上記吸音部
材は、上記主表面に垂直な断面で見たときに樽型の断面
形状を有する。この構成を採用することにより、吸音部
材となる部分を加熱圧縮して変形させることで容易に製
作することのできる形状となる。
【0009】上記発明において好ましくは、上記吸音部
材は感光性樹脂を主成分とする。この構成を採用するこ
とにより、吸音部材の材料に吸光材を添加し、フォトリ
ソグラフィを利用することで、吸音部材を所望の形状に
製造しやすい弾性表面波素子とすることができる。
【0010】上記発明において好ましくは、上記吸音部
材は、上記主表面に垂直な断面で見たときに最下部の幅
aと最大幅bとの関係がb/a≧1.1となる形状を有
する。この構成を採用することにより、占有面積に対す
る吸音部材の吸音効果、すなわち不用波抑制効果が顕著
となる。
【0011】上記発明において好ましくは、上記吸音部
材と上記主表面との間には、中間層が介在している。こ
の構成を採用することにより、吸音部材と主表面との間
の密着性を増すことができる。
【0012】上記目的を達成するため、本発明に基づく
弾性表面波素子の製造方法は、圧電基板の主表面上にイ
ンターディジタルトランスデューサ形電極を形成する電
極形成工程と、上記主表面上に、フォトリソグラフィ法
により、感光性樹脂を主成分とする吸音部材を形成する
パターニング工程と、上記吸音部材を加熱しながら上記
主表面に向けて押圧する圧縮工程とを含む。この方法を
採用することにより、樽型の断面形状を有する吸音部材
を備える弾性表面波素子を容易に得ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】(実施の形態1) (構成)図1、図2を参照して、本発明に基づく実施の
形態1における弾性表面波素子の構成について説明す
る。
【0014】図1に断面図を示すように、圧電基板11
の主表面上に、IDT形電極12が形成されており、こ
のIDT形電極12を両端から挟むように、吸音部材1
3が形成されている。この弾性表面波素子の平面図は、
図12に示したものと同様である。圧電基板11は、水
晶、LiTaO3、LiNbO3、Li247などから
なる。図1における吸音部材13の近傍の拡大図を図2
に示す。吸音部材13は、このような断面図で幅に注目
したときに、圧電基板11に接続されている下端が幅a
と最も細く、圧電基板11から離れて上方に向かうにつ
れて太くなっている。すなわち、この吸音部材13は、
上端において最大幅bとなっている。このように下端が
細く、上方に向かうにつれて幅がほぼ直線的に増加し、
上端が最も太くなっている形状を、以下、「逆テーパ形
状」というものとする。
【0015】なお、吸音部材13は、図2に示したよう
に圧電基板11に直接形成されているものに限らず、図
3に示すように、金属層や、密着性向上のためのカップ
リング剤層などの中間層14上に形成されたものであっ
てもよい。
【0016】(製造方法)この弾性表面波素子の製造方
法について説明する。水晶、LiTaO3、LiNb
3、Li247などからなる圧電基板11の主表面上
に、公知のフォトリソグラフィ技術を用いてリフトオフ
(lift off)用レジストパターンを形成する。続いて、
電極材料として、AlまたはAlを主成分としたものを
蒸着またはスパッタ成膜する。電極材料としては、ほか
に、対象デバイスによって、Au,Cu,Mg,Ni,
TaおよびWのいずれかを主成分としたもの、あるいは
これらのうち複数を組み合わせた多層膜を用いてもよ
い。電極材料の膜を形成した後に、リフトオフを行な
う。すなわち、リフトオフ用レジストパターンを除去す
ることによって不要な部分の電極材料膜を除去する。そ
の結果、所望パターンのIDT形電極12が得られる。
【0017】IDT形電極12を形成するには、このよ
うにリフトオフ法を用いる以外に、先に電極材料膜を全
面に形成してからその上にレジスト膜をパターニング
し、レジスト膜をマスクにエッチングし、レジスト膜を
除去するというエッチング法によってもよい。
【0018】次に、吸音部材を形成する。吸音部材の材
料には、ネガ型の感光性樹脂を用いる。ネガ型の感光性
樹脂としては、ポリイミド樹脂、シリコン系、ポリウレ
タン系、アクリル系など、いずれの有機高分子樹脂、無
機高分子樹脂でもよい。この感光性樹脂は、吸光材、表
面改質材を多く添加したものを用い、露光条件は、露光
量を通常の値より小さめにする。たとえば、ポリイミド
樹脂の場合、塗布時の膜厚15μm、プリベイクを80
℃で2分間、露光量500mJ、現像時間5分間とす
る。このような条件で吸音部材を形成すると、吸音部材
は、露光時に吸光材が光を吸収するために感光性樹脂層
の下部まで達する光量が少なくなり、下部にいけばいく
ほど重合が進まなくなる。したがって、下部にいくほど
現像液に弱い状態となり、その結果、下部にいくほど幅
が細い形状となる。こうして、図1、図2に示したよう
に、吸音部材を逆テーパ形状とすることができる。
【0019】(作用・効果)上述のような吸音部材を備
えた弾性表面波素子を用いれば、圧電基板の主表面上に
おいて吸音部材が圧電基板への接続のために占有する面
積および高さを従来通りとしたままであっても、吸音部
材の重量を増やすことができるため、弾性表面波素子の
小型化や薄型化を妨げることなく吸音効果を向上させる
ことができる。特に、下端の幅をaとし、最大幅をbと
すると、b/aが1.1以上の場合に、占有面積に対す
る吸音部材の吸音効果、すなわち不用波抑制効果が顕著
となり、好ましい。
【0020】また、本実施の形態における弾性表面波素
子の製造方法によれば、吸音部材の形成において、必要
とする感光性樹脂の解像度にも余裕があり、良品率の向
上にもつながる。
【0021】実際に、同じ条件の弾性表面波素子上に、
以下の3通りの吸音部材をそれぞれ形成し、吸音効果の
比較を行なった。 (A)ポリイミド樹脂を用い、スクリーン印刷で形成し
たもの (B)感光性ポリイミド樹脂を用い、フォトリソグラフ
ィ法によって従来通りの上下方向に見て幅が一定の形状
(図12参照。以下、この形状を「垂直形状」とい
う。)に形成したもの (C)上述の製造方法によってb/a=1.1となる逆
テーパ形状に形成したもの なお、これらの吸音部材は、下面の面積が同一となるよ
うに形成した。(B)と(C)とは高さを同一とした
が、(A)は、にじみとダレのため、(B)、(C)に
比べて高さが1/5程度のものしか形成できなかった。
【0022】(A)〜(C)における比較実験の結果、
弾性表面波の各周波数に対する挿入損失は、(A)〜
(C)のいずれも図4に示すように190MHz付近で
ピークとなった。図4のグラフでは、見た目に差が顕著
ではないが、図4におけるZ部を拡大したものを、図5
〜図7にそれぞれ示す。図5が(A)、図6が(B)、
図7が(C)の吸音部材による結果である。
【0023】スクリーン印刷による(A)では、形成で
きる高さに限りがあり、また、図5〜図7によって示さ
れるように、(B)、(C)に比べて吸音効果が劣って
いた。(B)と(C)との間では、吸音部材の下面の面
積、すなわち、圧電基板の主表面での占有面積および高
さが同一であっても、(C)の方がより重量の大きな吸
音部材とすることができるため、より大きな吸音効果を
得られることがわかる。
【0024】あるいは、吸音部材形成時の条件次第で
は、断面形状が、単純な逆テーパ形状ではなく、図8に
示すように、中間部で最大幅bとなる樽型のものが得ら
れる場合もある。また、図9に示すように、下端から上
に向かうと下端よりさらに幅の狭い部分があってさらに
上に向かうと幅が増し、下端における幅を上回る部分が
あるという形状のものが得られる場合もある。それで
も、これらの形状の方が、断面形状が従来の垂直形状や
ドーム形状のものに比べて、重量を大きくとることがで
きるので、図2に示した形状に比べて、程度の多少の差
はあったとしても、一応、同様の効果が得られる。
【0025】(実施の形態2) (製造方法)本発明に基づく実施の形態2における弾性
表面波素子の製造方法について説明する。この製造方法
は、実施の形態1で図8を参照して説明したような樽型
の断面形状を有する吸音部材を備える弾性表面波素子の
製造を目的とするものである。この製造方法において
は、実施の形態1で説明した製造方法において、露光量
を大きくとる。その結果、感光性樹脂層の上部と下部と
で現像レートに差が出ないため、垂直形状となる。この
状態で、図12に示すように、吸音部材13が一旦形成
される。この後、図10に示すように、吸音部材13を
加熱しながら、厚み方向に圧力をかけて吸音部材13を
変形させる。その結果、図8に示したような樽型の断面
形状を有する吸音部材13を備えた弾性表面波素子を得
ることができる。
【0026】(作用・効果)この製造方法によって製造
した弾性表面波素子の吸音部材13は、樽型の断面形状
を有するので、圧電基板の主表面上において吸音部材が
圧電基板への接続のために占有する面積および高さを従
来通りとしたままであっても、吸音部材の重量を増やす
ことができる。したがって、弾性表面波素子の小型化や
薄型化を妨げることなく吸音効果を向上させることがで
きる。
【0027】なお、今回開示した上記実施の形態はすべ
ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の
範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって
示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での
すべての変更を含むものである。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、吸音部材は、主表面に
垂直な断面で見たときに最下部以外の位置に最下部より
幅の広い部分を有するので、圧電基板の主表面上におい
て吸音部材が圧電基板への接続のために占有する面積お
よび高さを従来通りとしたままであっても、吸音部材の
重量を増やすことができる。したがって、弾性表面波素
子の小型化や薄型化を妨げることなく吸音効果を向上さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に基づく実施の形態1における弾性表
面波素子の断面図である。
【図2】 本発明に基づく実施の形態1における弾性表
面波素子の吸音部材近傍の拡大断面図である。
【図3】 本発明に基づく実施の形態1における弾性表
面波素子の他の例の吸音部材近傍の拡大断面図である。
【図4】 本発明に基づく実施の形態1で行なった比較
実験において、弾性表面波の各周波数に対する吸音特性
を示すグラフである。
【図5】 本発明に基づく実施の形態1で行なった比較
実験において、(A)のタイプの吸音部材による吸音特
性を示すグラフである。
【図6】 本発明に基づく実施の形態1で行なった比較
実験において、(B)のタイプの吸音部材による吸音特
性を示すグラフである。
【図7】 本発明に基づく実施の形態1で行なった比較
実験において、(C)のタイプの吸音部材による吸音特
性を示すグラフである。
【図8】 本発明に基づく実施の形態1における弾性表
面波素子の吸音部材の断面形状の他の例を示す断面図で
ある。
【図9】 本発明に基づく実施の形態1における弾性表
面波素子の吸音部材の断面形状のさらに他の例を示す断
面図である。
【図10】 本発明に基づく実施の形態2における弾性
表面波素子の製造方法の説明図である。
【図11】 従来技術に基づく弾性表面波素子の平面図
である。
【図12】 従来技術に基づく弾性表面波素子の断面図
である。
【符号の説明】
11 圧電基板、12 インターディジタルトランスデ
ューサ(IDT)形電極、13 吸音部材、14 中間
層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木戸 智洋 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 (72)発明者 戸瀬 誠人 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 AA29 EE07 FF03 HA02 HB08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主表面を有する圧電基板と、 前記圧電基板の主表面上に設けられたインターディジタ
    ルトランスデューサ形電極と、 前記圧電基板の主表面上に、前記インターディジタルト
    ランスデューサ形電極と並ぶように設けられた吸音部材
    とを備え、 前記吸音部材は、前記主表面に垂直な断面で見たときに
    最下部以外の位置に最下部より幅の広い部分を有する、
    弾性表面波素子。
  2. 【請求項2】 前記吸音部材は、前記主表面に垂直な断
    面で見たときに下端から上端に向かうにつれて幅が増加
    する断面形状を有する、請求項1に記載の弾性表面波素
    子。
  3. 【請求項3】 前記吸音部材は、前記主表面に垂直な断
    面で見たときに樽型の断面形状を有する、請求項1に記
    載の弾性表面波素子。
  4. 【請求項4】 前記吸音部材は感光性樹脂を主成分とす
    る、請求項1から3のいずれかに記載の弾性表面波素
    子。
  5. 【請求項5】 前記吸音部材は、前記主表面に垂直な断
    面で見たときに最下部の幅aと最大幅bとの関係がb/
    a≧1.1となる形状を有する、請求項1から4のいず
    れかに記載の弾性表面波素子。
  6. 【請求項6】 前記吸音部材と前記主表面との間には、
    中間層が介在している、請求項1から5のいずれかに記
    載の弾性表面波素子。
  7. 【請求項7】 圧電基板の主表面上にインターディジタ
    ルトランスデューサ形電極を形成する電極形成工程と、 前記主表面上に、フォトリソグラフィ法により、感光性
    樹脂を主成分とする吸音部材を形成するパターニング工
    程と、 前記吸音部材を加熱しながら前記主表面に向けて押圧す
    る圧縮工程とを含む、弾性表面波素子の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007306493A (ja) * 2006-05-15 2007-11-22 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波フィルタ装置
JP2009077350A (ja) * 2007-09-25 2009-04-09 Japan Radio Co Ltd 弾性表面波素子及びその製造方法
JP2010034782A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Fujitsu Ltd 弾性境界波デバイスおよびその製造方法、デュープレクサの製造方法

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