JP2004048240A - 弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品および複合モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】櫛形電極を表面波の主たる伝播方向より角度αだけ傾けて設けた従来の構成では、角度差は微小な範囲に限定されてしまうため同一圧電基板上に複数組の弾性表面波素子を相互干渉させずに形成しようとすると圧電基板が大型化してしまうという課題を有していた。
【解決手段】同一圧電基板上に複数組の櫛型電極を効率良く配置することにより弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品および複合モジュールを小型化することができる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信機器に用いられる弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品および複合モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来弾性表面波装置は、一般に弾性表面波の主たる伝播方向が矩形形状の長辺方向と平行になるように櫛形電極を配置している。このような構成では櫛形電極を長くすることにより振動エネルギーを大きくして伝播効率を良くしたり、櫛形電極の両側に設けた反射器電極の対数を大きくすることにより反射効率を高めたり、端面にアブソーバを設けることにより不要輻射を低減し伝播効率を高めたりしている。
【０００３】
このような構成では、デバイスを小型化しようとすると櫛形電極や反射器電極の大きさを充分確保できないため伝播効率が劣化したり、反射効率が低下したりするという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決する手段として特開平５−１２２００２号公報に記載の方法が知られている。
【０００５】
すなわち、櫛形電極を表面波の主たる伝播方向より角度αだけ傾けることにより、基板端面で反射した波の伝播方向が元の櫛形電極の表面波の主たる伝播方向からずらしスプリアスを低減する構成が用いられていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示したように櫛形電極１を表面波の主たる伝播方向であるＸ軸２より角度αだけ傾けて設けた従来の構成では、本来の伝播周波数を変動させないために表面波の主たる伝播方向と櫛形電極１の方向の角度差は極わずか（３°〜８°と規定）に限定されてしまう。このため同一圧電基板３上に複数組の弾性表面波素子４を相互干渉させずに形成しようとすると圧電基板３が大型化してしまい小型化し難いという課題を有していた。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、同一圧電基板上に複数組の櫛型電極を効率良く配置することにより小型の弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品および複合モジュールを提供することを目的とするものである。
【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、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、一部に切り欠き部を有する圧電ウエハ上に少なくとも櫛形電極を設け矩形に切断してなる弾性表面波装置において、弾性表面波の主たる伝播方向は前記圧電ウエハの切り欠き部に垂直な方向と同一方向であり、前記弾性表面波装置の矩形の長辺および短辺は前記切り欠き部に垂直な方向と交わる方向に設けた弾性表面波装置という構成を有しており、これにより弾性表面波装置端面での反射波による干渉を低減し、スプリアスを低減することができるという作用効果が得られる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、櫛形電極を複数組設けたという構成を有しており、これにより複数組の櫛形電極を設けても弾性表面波装置端面での反射波による干渉を低減し、同一圧電基板上に複数組の櫛形電極を効率良く設けることができるという作用効果が得られる。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、櫛形電極は、少なくとも弾性表面波装置の矩形の頂点を通って切り欠き部に平行な線上に複数組設けたという構成を有しており、これにより同一圧電基板上に複数組の櫛形電極を効率良く構成することができるという作用効果が得られる。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、櫛形電極は弾性表面波装置の矩形の頂点を通って切り欠き部に垂直な線上には設けないという構成を有しており、これにより同一圧電基板上に複数組の櫛形電極を効率良く設けることができるという作用効果が得られる。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、櫛形電極は切り欠き部に垂直な方向と同一方向に設けたという構成を有しており、これにより同一圧電基板上に複数組の櫛形電極を効率良く設けることができるという作用効果が得られる。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、櫛形電極の弾性表面波の主たる伝播方向は互いに平行であるという構成を有しており、これにより同一圧電基板上に複数組の弾性表面波装置を形成しても弾性表面波の主たる伝播方向は互いに重ならないため伝播波の不要な干渉を低減し、スプリアスを低減することができるという作用効果が得られる。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、弾性表面波の主たる伝播方向は弾性表面波装置の矩形の長辺または短辺とのなす角度が２０°〜７０°であるという構成を有しており、これにより同一圧電基板上に複数組の櫛形電極を効率良く構成することができるという作用効果が得られる。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の発明は、弾性表面波の主たる伝播方向と、弾性表面波装置の矩形の長辺および短辺とのなす角度がほぼ等しいという構成を有しており、これにより同一圧電基板上に複数組の櫛形電極を効率良く構成することができるという作用効果が得られる。
【００１７】
本発明の請求項９に記載の発明は、弾性表面波装置の矩形の長辺および短辺は、互いに直交しているという構成を有しており、これにより同一圧電ウエハ上で弾性表面波装置を効率良く多数個形成することができるという作用効果が得られる。
【００１８】
本発明の請求項１０に記載の発明は、弾性表面波装置は少なくとも二つ以上の周波数に対応できるものであるという構成を有しており、これにより通信機器を複数の周波数に対応できるようにすることができるという作用効果が得られる。
【００１９】
本発明の請求項１１に記載の発明は、複数組設けた櫛型電極の弾性表面波の主たる伝播方向は、互いに重ならないという構成を有しており、これにより仮に弾性表面波が櫛型電極または櫛型電極に隣接して設けた反射器電極から漏洩したとしても、他の櫛型電極へ伝播波が干渉することがないためスプリアスを低減することができるという作用効果が得られる。
【００２０】
本発明の請求項１２に記載の発明は、複数組設けた弾性表面波素子の電極構成は少なくともダブルモード弾性表面波フィルタ（以下略してＤＭＳと言う）を含むという構成を有しており、これにより狭帯域で低損失の弾性表面波装置を得ることができるという作用効果が得られる。
【００２１】
本発明の請求項１３に記載の発明は、複数組の弾性表面波素子の電極構成は、少なくとも縦モード結合型のＤＭＳを含むという構成を有しており、これにより狭帯域で帯域外減衰量の優れた弾性表面波装置を得ることができるという作用効果が得られる。
【００２２】
本発明の請求項１４に記載の発明は、一部に切り欠き部を有する圧電ウエハ上に少なくとも櫛形電極を設け矩形に切断してなる弾性表面波装置において、弾性表面波の主たる伝播方向は前記圧電ウエハの切り欠き部に垂直な方向と同一方向であり、前記弾性表面波装置の矩形の長辺および短辺は前記切り欠き部に垂直な方向と交わる方向に設けた弾性表面波装置を、バンプまたはワイヤにより基板またはパッケージに電気的に接続し、封止してなる電子部品という構成を有しており、これにより同一圧電基板上に複数組の櫛形電極を効率良く形成した弾性表面波装置を用いた電子部品を得ることができるという作用効果が得られる。
【００２３】
本発明の請求項１５に記載の発明は、一部に切り欠き部を有する圧電ウエハ上に少なくとも櫛形電極を設け矩形に切断してなる弾性表面波装置において、弾性表面波の主たる伝播方向は前記圧電ウエハの切り欠き部に垂直な方向と同一方向であり、前記弾性表面波装置の矩形の長辺および短辺は前記切り欠き部に垂直な方向と交わる方向に設けた弾性表面波装置と、回路切替スイッチまたは切替回路と、ローパスフィルタと、配線を内蔵した基板またはパッケージを含む複合モジュールという構成を有しており、これにより同一圧電基板上に複数組の櫛形電極を効率良く形成した弾性表面波装置を用いた複合モジュールを得ることができるという作用効果が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下に本発明の実施の形態１を用いて、本発明の請求項１〜１４について説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の、圧電ウエハ上での弾性表面波の主たる伝播方向および弾性表面波装置の配置を示す平面図、図２は本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の電極の配置を示す平面図である。
【００２６】
図１において、ＬｉＴａＯ_３単結晶などからなる圧電ウエハ１１に切り欠き部を設け圧電ウエハの結晶方位を決定している。この切り欠き部は一般にオリエンテイション・フラット１２（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｆｌａｔ以下略してオリフラと言う）と呼ばれ、このオリフラ１２を基準にし結晶方位を考慮して弾性表面波の電極設計が行われる。
【００２７】
本実施の形態１において弾性表面波装置１３は、オリフラ１２に垂直な方向と弾性表面波の主たる伝播方向が同一方向になるように複数組の弾性表面波素子１４を有し、この弾性表面波素子１４はオリフラ１２に垂直な方向１５と弾性表面波の主たる伝播方向１６が同一方向になるように櫛型電極１７を配置するとともに、この櫛型電極１７の両側に隣接して反射器電極１８を備えている。
【００２８】
弾性表面波装置１３は矩形形状であり、その矩形の長辺１９および短辺２０はオリフラ１２に垂直な方向１５と交わる方向に設けられており、圧電ウエハ１１上で矩形の長辺１９および短辺２０上を切断線２３，２４で切断することにより個片の弾性表面波装置１３に分割される。
【００２９】
この弾性表面波装置１３は矩形の長辺１９と弾性表面波の主たる伝播方向１６のなす角度２１をθ１とし、矩形の短辺２０と弾性表面波の主たる伝播方向１６のなす角度２２をθ２となるように設けている。
【００３０】
図２は本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の電極の配置を示す平面図で、図１の個片に分割した弾性表面波装置を拡大した平面図である。
【００３１】
弾性表面波装置１３は６組の弾性表面波素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆを備え、弾性表面波素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆは櫛型電極と反射器電極を備え、櫛型電極の弾性波の主たる伝播方向１６はオリフラ１２に垂直な方向１５と同一であり、櫛型電極の一部は矩形の頂点Ａを通ってオリフラ１２に平行な第１の直線３２上に設けられており、また櫛型電極の一部は矩形の頂点Ｂを通ってオリフラ１２に平行な第２の直線３３上に設けられており、櫛形電極は矩形の頂点Ａを通ってオリフラ１２に平行な第１の直線３２上または矩形の頂点Ｂを通ってオリフラ１２に平行な第２の直線３３上のいずれかに設けられている。
【００３２】
また弾性波の主たる伝播方向１６は互いに平行でありかつ互いに重ならないように弾性表面波素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆを配置している。
【００３３】
また、櫛型電極は矩形の頂点Ｃを通ってオリフラ１２に垂直な第３の直線３４上および矩形の頂点Ｄを通ってオリフラ１２に垂直な第４の直線３５上には設けない構成を有している。
【００３４】
また、第１および第４の弾性表面波素子３１ａ，３１ｄは１ポート型共振子であり、第２、第３、第５および第６の弾性表面波素子３１ｂ，３１ｃ，３１ｅ，３１ｆは櫛型電極を３つ有する縦結合型ダブルモード弾性表面波フィルタ（以下縦結合型ＤＭＳと言う）である。
【００３５】
弾性表面波装置１３は入力電極３６に接続して２組の１ポート型共振子からなる第１および第４の弾性表面波素子３１ａ，３１ｄを設けており、一方の１ポート型共振子からなる第１の弾性表面波素子３１ａに接続して縦結合型ＤＭＳからなる第２の弾性表面波素子３１ｂおよび第３の弾性表面波素子３１ｃを縦続に接続して設け、第３の弾性表面波素子３１ｃの櫛型電極に接続して第１の出力電極３７ａを設けるとともに、他方の１ポート型共振子からなる第４の弾性表面波素子３１ｄに接続して縦結合型ＤＭＳからなる第５の弾性表面波素子３１ｅおよび第６の弾性表面波素子３１ｆを縦続に接続して設け、第６の弾性表面波素子３１ｆの櫛型電極に接続して第２の出力電極３７ｂを設けている。
【００３６】
また、第１の弾性表面波素子３１ａの櫛型電極の出力側は第１の接続電極３８ａにより第２の弾性表面波素子３１ｂの中央の櫛型電極の入力側に接続され、第２の弾性表面波素子３１ｂの両外側の櫛型電極の出力側は第２の接続電極３８ｂおよび第３の接続電極３８ｃにより第３の弾性表面波素子３１ｃの両外側の櫛型電極の入力側および反射器電極に接続されており、第３の弾性表面波素子３１ｃの中央の櫛型電極の出力側は第１の出力電極３７ａに接続されている。
【００３７】
第１の弾性表面波素子３１ａの反射器電極の出力側と第２の弾性表面波素子３１ｂの反射器電極および両外側の櫛型電極の入力側と第３の弾性表面波素子３１ｃの反射器電極および両外側の櫛型電極の出力側は第１のグランド電極３９ａにより接続されており、第１の弾性表面波素子３１ａのもう一方の反射器電極の出力側と第２の弾性表面波素子３１ｂのもう一方の反射器電極および両外側の櫛型電極の入力側と第４の弾性表面波素子３１ｄの反射器電極の入力側は第２のグランド電極３９ｂにより接続されており、第２の弾性表面波素子３１ｂの中央の櫛型電極の出力側は第３のグランド電極３９ｃに接続され、第３の弾性表面波素子３１ｃの中央の櫛型電極の入力側は第４のグランド電極３９ｄに接続されている。
【００３８】
ここで、入力側とは櫛型電極または反射器電極において入力電極３６に近い方向の電極を示し、出力側とは第１の出力電極３７ａまたは第２の出力電極３７ｂに近い方向の電極を示すものとする。
【００３９】
また、入力電極３６と第４の弾性表面波素子３１ｄの櫛型電極の入力側を入力電極３６で接続し、第４の弾性表面波素子３１ｄの櫛型電極の出力側は第４の接続電極３８ｄにより第５の弾性表面波素子３１ｅの中央の櫛型電極の入力側と接続され、第５の弾性表面波素子３１ｅの両外側の櫛型電極の出力側は第５の接続電極３８ｅおよび第６の接続電極３８ｆにより第６の弾性表面波素子３１ｆの両外側の櫛型電極の入力側と接続され、第４の弾性表面波素子３１ｄの一方の反射器電極は第２のグランド電極３９ｂと接続され、もう一方の反射器電極の入力側と第５の弾性表面波素子３１ｅの一方の反射器電極および一方の外側の櫛型電極の入力側と第６の弾性表面波素子３１ｆの一方の反射器電極および一方の外側の櫛型電極の出力側を第５のグランド電極３９ｅにより接続し、第３の弾性表面波素子３１ｃの一方の外側の櫛型電極の出力側と一方の反射器電極の出力側と第４の弾性表面波素子３１ｄの一方の反射器電極の出力側と第５の弾性表面波素子３１ｅの一方の反射器電極の入力側と一方の外側の櫛型電極の入力側と第６の弾性表面波素子３１ｆの一方の反射器電極の入力側および出力側と一方の外側の櫛型電極の出力側を第６のグランド電極３９ｆで接続し、第５の弾性表面波素子３１ｅの中央の櫛型電極の出力側を第７のグランド電極３９ｇに接続し、第６の弾性表面波素子３１ｆの中央の櫛型電極の入力側を第８のグランド電極３９ｈで接続し、第６の弾性表面波素子３１ｆの中央の櫛型電極の出力側を第２の出力電極３７ｂで接続した構成を有している。
【００４０】
このような構成にすることにより、弾性表面波素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆの弾性波の主たる伝播方向１６をオリフラ１２に垂直な方向１５と同一方向に揃えるとともに伝播方向が重ならないようにすることができるため伝播波や反射波が異なる弾性表面波素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆへの不要な干渉を低減することができるため、スプリアスを低減することができる。
【００４１】
また、弾性表面波装置１３の矩形の頂点Ｃおよび頂点Ｄを通る第３の直線および第４の直線上に櫛型電極を設けない構成にすることにより伝播波や反射波が異なる弾性表面波素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆへの不要な干渉をさらに低減することができるため、スプリアスをさらに低減することができる。この構成は弾性表面波装置１３の矩形の長辺１９と弾性表面波の主たる伝播方向１６のなす角度θ１および矩形の短辺２０と弾性表面波の主たる伝播方向１６のなす角度θ２が２０°〜７０°の範囲のように比較的角度が大きい場合に有効である。
【００４２】
また弾性表面波の主たる伝播方向１６は、弾性表面波装置の矩形の長辺１９または短辺２０とのなす角度を大きくすることにより、１つの弾性表面波装置１３の中に複数組の弾性表面波素子３１をスプリアス等の特性劣化を避けながら効率良く配置することができるため、複数組の弾性表面波素子３１を小型の圧電基板４０上に形成することができる。
【００４３】
また、弾性表面波装置１３の矩形の頂点Ａまたは頂点Ｂを通る第１の直線３２または第２の直線３３上に櫛型電極を設けることにより１つの弾性表面波装置１３の中に複数の弾性表面波素子３１を効率良く配置することができるため、第１の弾性表面波素子３１ａおよび第２の弾性表面波素子３１ｂおよび第３の弾性表面波素子３１ｃにより第１の周波数に対応したフィルタを構成することができ、第４の弾性表面波素子３１ｄおよび第５の弾性表面波素子３１ｅおよび第６の弾性表面波素子３１ｆにより第２の周波数に対応したフィルタを構成することができ、いわゆる１インプット２アウトプット型の弾性表面波装置１３を小型化することができる。
【００４４】
本発明の弾性表面波装置は以下のようにして製造する。
【００４５】
ＬｉＴａＯ_３などからなる圧電性を有する圧電ウエハ１１上に、スパッタリング装置などを用いてＴｉの金属薄膜を形成し、その上にＡｌ−Ｓｃ−Ｃｕ、さらにＴｉの金属薄膜をスパッタリング装置を用いて重ねて形成する。
【００４６】
ここで、スパッタリングで形成する金属薄膜の材質はＡｌ−Ｓｃ−Ｃｕ、Ｔｉ以外に目的に応じてその他の金属および合金を用いてもかまわないし、また金属薄膜は１層以上であれば目的に応じて何層積層してもかまわないし、積層する順序は目的に応じて変更してもかまわない。
【００４７】
次に金属薄膜の上に光感光性を有するレジストを塗布し、所望のフォトマスクを合わせ、ステッパー装置などを用いて露光する。
【００４８】
次に、現像装置などを用いて露光された部分のレジストを現像して不要部分のレジストを除去する。
【００４９】
さらに、ドライエッチング装置などを用いて金属薄膜に所望の電極パターンを形成する。
【００５０】
次に残ったレジストを除去した後、電極パターン上に再度光感光性を有するレジストを塗布し、所望のフォトマスクを合わせ、ステッパー装置などを用いて露光する。
【００５１】
次に、現像装置などを用いて露光された部分のレジストを現像し、不要部分のレジストを除去する。
【００５２】
その後、蒸着装置などを用いてＡｌなどの金属薄膜を形成し、入力電極３６及び出力電極３７ａ，３７ｂの上にＡｌの蒸着膜を形成し、残ったレジストを除去する。
【００５３】
Ａｌの蒸着膜を設ける部分は入力電極３６、出力電極３７ａ，３７ｂ以外に必要に応じて他の部分例えば接続電極３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅ，３８ｆ、グランド電極３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ，３９ｆ，３９ｇ，３９ｈなどに設けてもかまわない。
【００５４】
なお、所望の電極パターンを形成する方法としては、これ以外の方法例えば所望の金属薄膜層を先に形成した後、ドライエッチング装置などを用いて金属薄膜に所望の電極パターンを一度に形成してもかまわない。
【００５５】
次にダイシング装置などを用いて矩形の長辺１９および短辺２０上を切断し、個片の弾性表面波装置１３を得る。
【００５６】
得られた弾性表面波装置１３は同一圧電基板４０上に６組の弾性表面波素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆを有し、６組の弾性表面波素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆは弾性表面波装置１３の矩形の長辺１９と弾性表面波の主たる伝播方向１６のなす角度θ１および矩形の短辺２０と弾性表面波の主たる伝播方向１６のなす角度θ２が４５°であり、短辺２０と長辺１９は互いに直交している。
【００５７】
ここでθ１およびθ２は同一圧電基板４０上に複数組の弾性表面波素子３１を効率良く形成するためにはある程度の大きさの角度が必要である。
【００５８】
弾性表面波素子３１の配置効率を一定面積の圧電基板４０上に配置できる弾性表面波素子３１の数で表すものとすると、配置効率が高いほどより多くの弾性表面波素子３１を配置することができ弾性表面波素子３１を小型化することができる。
【００５９】
すなわちθ１およびθ２の角度が小さい場合、同一圧電基板４０上に複数組の弾性表面波素子３１を配置しようとすると圧電基板４０の長辺１９方向にほぼ平行に弾性表面波素子３１を配しかつ互いの干渉を避けるために弾性表面波の主たる伝播方向１６と同一直線上には他の弾性表面波素子３１を設けることができないため結果として大きな圧電基板４０が必要となりすなわち配置効率が低くなる。
【００６０】
θ１およびθ２の角度が大きい場合、圧電基板４０の矩形の対角方向に弾性表面波素子３１を配置することができるため互いの干渉を避けるために弾性表面波の主たる伝播方向１６と同一直線上には他の弾性表面波素子３１を設けないようにしたとしても圧電基板４０の矩形の対角方向を利用して複数組の弾性表面波素子３１を有効に配置することができるため、同一圧電基板４０上に複数組の弾性表面波素子３１を配置した際により小さな圧電基板４０上に効率良く配置することができ配置効率を高くすることができる。
【００６１】
複数組の弾性表面波素子３１を効率良く配置するためにはθ１およびθ２の角度は２０°〜７０°の範囲にあることが必要で、θ１およびθ２の角度が等しい場合すなわち４５°の場合弾性表面波素子３１の配置効率は最も高くなる。
【００６２】
θ１およびθ２の角度が２０°未満や７０°を超えると弾性表面波素子３１の配置効率が低下するとともに複数組の弾性表面波素子３１の伝播波や反射波が互いに干渉し易くなるためスプリアスなどの特性が劣化するため好ましくない。
【００６３】
また、例えば図５に示す従来例のように弾性表面波の伝播方向であるＸ軸２に対して櫛型電極１を角度α傾け、αを３°〜８°のように小さい範囲とすると伝播波や反射波の干渉に伴うスプリアスなどの特性は改善できるが、複数組の弾性表面波素子４の配置効率が極端に低くなり小型化は困難となる。
【００６４】
従って、θ１およびθ２の角度が２０°〜７０°の範囲にある場合、複数組の弾性表面波素子３１の配置効率を高くすることができるとともにスプリアスなどの特性を改善することができるものであり、弾性表面波素子３１の配置効率と特性の改善を同時に達成することができるものである。
【００６５】
また、θ１およびθ２の角度を２０°〜７０°の範囲のように大きくした場合、弾性表面波装置１３の矩形の頂点付近に弾性表面波の伝播波や反射波が集まり易くなるが、矩形の頂点ＣおよびＤを通りオリフラに垂直な第３の直線および第４の直線上には弾性表面波素子３１を設けないようにすることにより伝播波や反射波の影響を小さくすることができるためスプリアスなどの特性を改善することができる。
【００６６】
また、同一圧電基板４０上に複数組の弾性表面波素子３１を形成した場合、互いの弾性波の伝播波や反射波が干渉するとスプリアスなどの特性が劣化してしまうが、複数組の弾性表面波素子３１の弾性波の主たる伝播方向１６が同一方向で互いに重ならない方向となるように櫛型電極を形成することによりスプリアスなどの特性を改善することができる。
【００６７】
また短辺２０と長辺１９を直交させることにより圧電ウエハ１１上に弾性表面波装置を形成できないロス部分を低減することができるため、１枚の圧電ウエハに形成できる弾性表面波装置１３の取り個数を多くすることができ弾性表面波装置１３の製造コストを低減することができる。
【００６８】
また、同一圧電基板４０上に複数組の弾性表面波素子３１を配置できるようにすることにより、複数の周波数に対応できるフィルタ例えば１インプット２アウトプットのように２つの周波数に対応できるものや、１インプット３アウトプットのように３つの周波数に対応できるフィルタを形成することができ、携帯電話などの通信機器の多機能化を可能にすることができる。
【００６９】
また、従来弾性表面波素子の電極構成としてＤＭＳを用いると通過帯域より高周波数側で帯域外減衰量を大きくできなかったが、本実施の形態１の構成すなわち１ポート共振子と３つの電極を有する縦モード結合型ＤＭＳを組み合わせることにより特に高周波数側での帯域外減衰量を改善することができる。
【００７０】
なお、弾性表面波素子３１に設ける櫛型電極の数はいくつであってもかまわないし、同一圧電基板４０上に設ける弾性表面波素子３１の数はいくつであってもかまわない。
【００７１】
また、弾性表面波素子３１の電極構成としては縦モード結合のＤＭＳを用いたが、これ以外にトランスバーサル型、ラダー型、共振子などその他の電極構成の弾性表面波素子を用いてもかまわない。
【００７２】
次にこうして得られた弾性表面波装置１３を用いて電子部品５１を組み立てる。
【００７３】
図３は、図２に示した弾性表面波装置１３を用いて電子部品５１を組み立て、弾性表面波装置１３の直線Ｅ−Ｅ’で切断した電子部品５１の断面図を示す。
【００７４】
１３は図２で示した弾性表面波装置、４０は圧電基板、５２は櫛型電極、５３ａおよび５３ｂは反射器電極、３８ｂは第２の接続電極、３８ｃは第３の接続電極、３９ａは第１のグランド電極、３９ｅは第５のグランド電極であり、５４はＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系のセラミック材料などからなるベース部材、５５ａおよび５５ｂはベース部材５４の内底面に設けたＡｇなどからなる第１の導体パターンおよび第２の導体パターンであり、５６ａおよび５６ｂはベース部材５４の外底面に設けたＡｇなどからなる第１の外部端子電極および第２の外部端子電極であり、５７ａは第１の導体パターン５５ａと第１の外部端子電極５６ａを接続するＡｇなどからなる第１のスルーホール電極であり、５７ｂは第２の導体パターン５５ｂと第２の外部端子電極５６ｂを接続するＡｇなどからなる第２のスルーホール電極を有する構成を備えている。
【００７５】
弾性表面波装置１３とベース部材５４は第１のグランド電極３９ａと第１の導体パターン５５ａおよび第５のグランド電極３９ｅと第２の導体パターン５５ｂをＡｕなどからなるバンプ５８で接続することによりフェイスダウン実装されている。
【００７６】
５９はベース部材５４の側壁部上面に設けたＡｕ−Ｓｎなどからなる第１の接続部材であり、６０はＡｌなどからなる蓋体であり、６１はベース部材５４と対向する面に設けた半田などからなる第２の接続部材である。
【００７７】
先ず弾性表面波装置１３の第１のグランド電極３９ａ、第３のグランド電極３９ｃ、第４のグランド電極３９ｄ、第５のグランド電極３９ｅ、第７のグランド電極３９ｇ、第８のグランド電極３９ｈおよび入力電極３６、第１の出力電極３７ａ、第２の出力電極３７ｂの所定位置にＡｕなどからなるバンプ５８を形成する。
【００７８】
次に、予め第１の導体パターン５５ａと第２の導体パターン５５ｂと第１のスルーホール電極５７ａと第２のスルーホール電極５７ｂと第１の外部端子電極５６ａと第２の外部端子電極５６ｂを設けたベース部材５４に、バンプ５８を形成した弾性表面波装置１３をバンプ５８が第１の導体パターン５５ａおよび第２の導体パターン５５ｂと接触するように配設し、超音波などを印加してバンプ５８を接合、実装する。
【００７９】
その後、封止装置などを用いて弾性表面波装置１３を実装したベース部材５４と、予め半田などの第２の接続部材６１を担持させた蓋体６０を、第２の接続部材６１側がベース部材５４と対向するように位置合わせして配設し、押圧加熱することにより封止し電子部品５１を得る。
【００８０】
なお、電子部品５１の製造にあたっては上述した方法以外に、必要に応じて他の構成例えばワイヤーボンディングなどで弾性表面波装置１３と第１および第２の導体パターン５５ａ，５５ｂを接続してもかまわないし、第１および第２の接続部材５９，６１として例えばＡｕ又はＡｕを含むろう材、Ａｇ又はＡｇを含むろう材などを用いてもかまわない。
【００８１】
ところで、バンプボンディングはワイヤーボンディングに比べ接合する電極などとの接触する面積が大きくできるため、接合の信頼性を高くすることができるが、一方でバンプと接触する部分の電極にバンプボンディングの際に発生する歪みが残ると、電極間で剥離したりして逆に接合の信頼性が低下する場合がある。
【００８２】
この理由は、スパッタリングが物理的に金属粒子を積み重ねるだけであるのに対し、蒸着は下地の結晶配向性と同じ配向性の薄膜が形成されるため金属粒子間の結合が強くなるためと考えられる。
【００８３】
従って、バンプボンディングする際に、少なくともバンプと接触する電極の最上層を蒸着で形成することにより、接合による歪みの発生を抑制し、接合の信頼性を高め、異種金属接合に伴う電気腐食を抑制することができる。
【００８４】
蒸着で形成する金属薄膜は、柔らかい金属の方がバンプとの接合性が良く、例えばＡｌまたはＡｌ−Ｃｕ合金などが望ましい。
【００８５】
なお、バンプと接触する電極の最上層に加えてその他の層を蒸着で形成しても同様の効果が得られる。
【００８６】
また、電極を１種類以上の複数種類の金属例えばＡｌ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｎｉ又はこれらの合金を重ねることにより耐電力が高められるため、複数種類の金属を重ねた上に最上層の電極を蒸着で形成することにより、接合歪みの発生を抑制し、耐電力を高めた電極を得ることができる。
【００８７】
なお、本実施の形態１では互いに電気的に独立し場所により幅が異なる複数のグランド電極３９ａ〜３９ｈを櫛型電極および反射器電極の周囲に設けることにより、圧電基板４０の焦電性により発生する電位を均一化し局部的な静電気放電などの発生を抑制し弾性表面波装置１３の損傷を防止するようにしている。
【００８８】
またバンプ５８を形成する位置は本実施の形態１で示した位置以外であってもかまわないし、必要に応じてバンプ５８の数を変更してもかまわない。
【００８９】
また、第１の導体パターン５５ａ、第２の導体パターン５５ｂおよび第１の外部端子電極５６ａ、第２の外部端子電極５６ｂ、第１のスルーホール電極５７ａ、第２のスルーホール電極５７ｂの材質としてはＡｇ以外にＷ，Ｃｕ，Ａｕなどを用いることができる。また、これらの表面に酸化抑制、接合性改善などのために必要に応じてＮｉ、半田、Ａｕなどからなるメッキを単層または多層施してもかまわない。
【００９０】
なお、弾性表面波装置１３とベース部材５４を電気的に接続する手段としてはバンプ５８を用いたが、これ以外にＡｇなどからなる導電性接着剤や、バンプ５８と導電性接着剤の両方を用いてもかまわない。
【００９１】
導電性接着剤を用いるとバンプ５８を用いた場合に比べ電気的接続に際しての機械的ストレスを低減することができ、接続部分の信頼性を高めることができる。また、導電性接着剤とバンプ５８の両方を用いると接続部分への機械的ストレスを低減するとともに、接続インピーダンスを低減することができ、帯域外減衰量を改善することができる。
【００９２】
以上のように本発明によれば、同一圧電基板４０上に複数組の弾性表面波素子３１を効率良く配置することができるため、弾性表面波装置１３およびこれを用いた電子部品５１を小型化することができる。
【００９３】
（実施の形態２）
以下に本発明の実施の形態２を用いて、本発明の請求項１５について説明する。
【００９４】
図４は本発明の実施の形態２における複合モジュールの構成を示す概念図である。
【００９５】
図４において実施の形態１の図１〜図３で説明したものと同一のものは同一番号を付与し、詳細な説明は省略する。
【００９６】
本実施の形態２の図４と実施の形態１の図３とで相違する点は、載置する素子を弾性表面波装置１３に加えて信号を切り替える素子または回路７１とローパスフィルタ７２と配線を内蔵したパッケージを組み合わせて複合モジュールとしたことである。
【００９７】
すなわち、実施の形態１においては、載置する素子は弾性表面波装置１３のみであるが、本実施の形態２においては載置する素子は弾性表面波装置１３に加えてＰＩＮダイオードからなる信号切替素子７１とインダクタ、コンデンサなどからなるローパスフィルタ７２を同一パッケージに実装し複合モジュールの構成にしたものであり、それ以外は実施の形態１と同様にして複合機能を有する複合モジュール７３を製造した。
【００９８】
図４において、弾性表面波装置１３、信号切替素子７１、ローパスフィルタ７２を組み合わせることにより送、受信信号を切替え所望の特性周波数のみを取り出すことができ、それぞれの素子の接着強度を高めるとともに放熱性に優れた複合機能を有する複合モジュール７３を得ることができる。
【００９９】
すなわち送信時には信号切替素子７１をローパスフィルタ７２側に切り替えることにより所望の周波数を送信することができ、受信時には信号切替素子７１を弾性表面波装置１３側に切り替えることにより所望の周波数のみを受信することができる。
【０１００】
なお、弾性表面波装置１３、信号切替素子７１、ローパスフィルタ７２からなる複合モジュール２組とダイプレクサを組み合わせることにより２周波数に対応することのできる複合モジュールを形成することができる。また、実施の形態１の弾性表面波装置は１素子で２周波数に対応できる機能を有しているため、それらを２組切り替えて用いることにより送信側で２周波数および受信側で２周波数の最大４周波数に対応できる複合機能を有する電子部品を形成することができる。
【０１０１】
従って、実施の形態１と比較すると弾性表面波装置に加えて信号切替素子とローパスフィルタを同一パッケージに実装した小型で送受信および複数の周波数に対応できる複合機能を有する複合モジュールを簡単に製造することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明によれば、同一圧電基板上に複数組の弾性表面波素子を効率良く配置することができるため、弾性表面波装置およびこれを用いた電子部品および複合モジュールを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の圧電ウエハ上での弾性表面波の主たる伝播方向および櫛型電極の配置を説明する平面図
【図２】本発明の実施の形態１における弾性表面波装置の電極の配置を示した平面図
【図３】本発明の実施の形態１における弾性表面波装置を用いた電子部品の断面図
【図４】本発明の実施の形態２における弾性表面波装置を用いた複合モジュールの構成を示す概念図
【図５】従来例における弾性表面波装置の電極の配置を示した平面図
【符号の説明】
１　櫛型電極
２　Ｘ軸
３　圧電基板
４　弾性表面波素子
５　反射器電極
１１　圧電ウエハ
１２　オリフラ
１３　弾性表面波装置
１４　弾性表面波素子
１５　オリフラに垂直な方向
１６　弾性表面波の主たる伝播方向
１７　櫛型電極
１８　反射器電極
１９　長辺
２０　短辺
２１　長辺と弾性表面波の主たる伝播方向のなす角度
２２　短辺と弾性表面波の主たる伝播方向のなす角度
２３　長辺上の切断線
２４　短辺上の切断線
３１ａ　第１の弾性表面波素子
３１ｂ　第２の弾性表面波素子
３１ｃ　第３の弾性表面波素子
３１ｄ　第４の弾性表面波素子
３１ｅ　第５の弾性表面波素子
３１ｆ　第６の弾性表面波素子
３２　第１の直線
３３　第２の直線
３４　第３の直線
３５　第４の直線
３６　入力電極
３７ａ　第１の出力電極
３７ｂ　第２の出力電極
３８ａ　第１の接続電極
３８ｂ　第２の接続電極
３８ｃ　第３の接続電極
３８ｄ　第４の接続電極
３８ｅ　第５の接続電極
３８ｆ　第６の接続電極
３９ａ　第１のグランド電極
３９ｂ　第２のグランド電極
３９ｃ　第３のグランド電極
３９ｄ　第４のグランド電極
３９ｅ　第５のグランド電極
３９ｆ　第６のグランド電極
３９ｇ　第７のグランド電極
３９ｈ　第８のグランド電極
４０　圧電基板
５１　電子部品
５２　櫛型電極
５３ａ　反射器電極
５３ｂ　反射器電極
５４　ベース部材
５５ａ　第１の導体パターン
５５ｂ　第２の導体パターン
５６ａ　第１の外部端子電極
５６ｂ　第２の外部端子電極
５７ａ　第１のスルーホール電極
５７ｂ　第２のスルーホール電極
５８　バンプ
５９　第１の接続部材
６０　蓋体
６１　第２の接続部材
７１　信号を切り替える素子または回路
７２　ローパスフィルタ
７３　複合モジュール

Claims (15)

1. 一部に切り欠き部を有する圧電ウエハ上に少なくとも櫛形電極を設け矩形に切断してなる弾性表面波装置において、
   弾性表面波の主たる伝播方向は前記圧電ウエハの切り欠き部に垂直な方向と同一方向であり、
   前記弾性表面波装置の矩形の長辺および短辺は前記切り欠き部に垂直な方向と交わる方向に設けた弾性表面波装置。
2. 櫛形電極を複数組設けた請求項１に記載の弾性表面波装置。
3. 櫛形電極は、少なくとも弾性表面波装置の矩形の頂点を通って切り欠き部に平行な線上に複数組設けた請求項２に記載の弾性表面波装置。
4. 櫛形電極は、弾性表面波装置の矩形の頂点を通って切り欠き部に垂直な線上には設けない請求項２に記載の弾性表面波装置。
5. 櫛形電極は、切り欠き部に垂直な方向と同一方向に設けた請求項２に記載の弾性表面波装置。
6. 櫛形電極の弾性表面波の主たる伝播方向は互いに平行であるという請求項２に記載の弾性表面波装置。
7. 弾性表面波の主たる伝播方向は、弾性表面波装置の矩形の長辺または短辺とのなす角度が２０°〜７０°である請求項１に記載の弾性表面波装置。
8. 弾性表面波の主たる伝播方向と、弾性表面波装置の矩形の長辺および短辺とのなす角度がほぼ等しい請求項７に記載の弾性表面波装置。
9. 弾性表面波装置の矩形の長辺および短辺は、互いに直交している請求項１に記載の弾性表面波装置。
10. 弾性表面波装置は少なくとも二つ以上の周波数に対応できるものである請求項１に記載の弾性表面波装置。
11. 複数組設けた櫛型電極の弾性表面波の主たる伝播方向は、互いに重ならない請求項１に記載の弾性表面波装置。
12. 複数組設けた弾性表面波装置は、少なくともダブルモード弾性表面波フィルタを含む請求項１に記載の弾性表面波装置。
13. 複数組設けた弾性表面波装置は、少なくとも縦モード結合型のダブルモード弾性表面波フィルタを含む請求項１２に記載の弾性表面波装置。
14. 一部に切り欠き部を有する圧電ウエハ上に少なくとも櫛形電極を設け矩形に切断してなる弾性表面波装置において、
    弾性表面波の主たる伝播方向は前記圧電ウエハの切り欠き部に垂直な方向と同一方向であり、
    前記弾性表面波装置の矩形の長辺および短辺は前記切り欠き部に垂直な方向と交わる方向に設けた弾性表面波装置を、バンプまたはワイヤにより基板またはパッケージに電気的に接続し、封止してなる電子部品。
15. 一部に切り欠き部を有する圧電ウエハ上に少なくとも櫛形電極を設け矩形に切断してなる弾性表面波装置において、
    弾性表面波の主たる伝播方向は前記圧電ウエハの切り欠き部に垂直な方向と同一方向であり、
    前記弾性表面波装置の矩形の長辺および短辺は前記切り欠き部に垂直な方向と交わる方向に設けた弾性表面波装置と、回路切替スイッチまたは切替回路と、ローパスフィルタと、配線を内蔵した基板またはパッケージを含む複合モジュール。

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