JP2005020547A - Surface acoustic wave device - Google Patents

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JP2005020547A
JP2005020547A JP2003184736A JP2003184736A JP2005020547A JP 2005020547 A JP2005020547 A JP 2005020547A JP 2003184736 A JP2003184736 A JP 2003184736A JP 2003184736 A JP2003184736 A JP 2003184736A JP 2005020547 A JP2005020547 A JP 2005020547A
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Japan
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acoustic wave
surface acoustic
electrode
wave device
protective film
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Application number
JP2003184736A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Morimoto
勝 森本
Masashi Kamata
将史 鎌田
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface acoustic wave device which has high frequency precision as well as frequency stability, simple manufacturing process, and low manufacturing cost. <P>SOLUTION: A surface acoustic wave element in which an IDT (Interdigital Transducer) electrode formed on a main face of piezoelectric substrate of rectangular form is covered with a protecting film, is mounted on a substrate as it is held only at an end side or the center part. An arbitration film of identical composition to the protecting film is attached on the other main face of the piezoelectric substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話等の移動体通信機器やネットワーク機器、車載用機器、医療用機器等に用いられる弾性表面波装置に関し、詳しくは、高い周波数精度を要求される発振回路等に用いられる弾性表面波装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
弾性表面波共振器や弾性表面波フィルタ等の弾性表面波装置は、マイクロ波帯を利用する各種無線通信機器やネットワーク機器、車載用機器、医療用機器等に幅広く用いられているが、高周波発振回路等に用いられる弾性表面波装置には、より一層の高い周波数精度及びその安定性が要求される。
【0003】
そこで、この要求を満足する為に、弾性表面波素子の一部分のみを保持するようにして基体に搭載した構造の弾性表面波装置が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。
【0004】
図5は特許文献1に示された、弾性表面波素子の一部分のみを保持するようにして基体の上面に搭載してなる従来の弾性表面波装置を模式的に示す断面図であり、図6は弾性表面波素子の上面に形成された電極の構造を模式的に示す平面図である。
【0005】
図5に示す弾性表面波装置100は、弾性表面波素子110の一方端部を接着剤120によってケース130に固定し、蓋体140で気密封止した構造とされている。ここで弾性表面波素子110は、図6に示すように、複数の電極指を有した一対の櫛歯状電極112a、112bを、一方の櫛歯状電極の電極指間に他方の櫛歯状電極の電極指が位置するように対向配置させて成るインターデジタルトランスデューサー(IDT)電極112、IDT電極112を挟み込むようにその両端に形成される反射器電極113、IDT電極112と電気的に接続されたパッド電極114が圧電基板111の上面に形成された構造とされている。そして、弾性表面波素子110のパッド電極114とケース130の接続電極131とがボンディングワイヤ150によって接続されることによって、弾性表面波素子110とケース130との電気的接続がなされている。
【0006】
弾性表面波素子110の下面全体や両端部をケース130に固定すると、弾性表面波素子110を固定する接着剤120の収縮や、蓋体140との熱膨張係数差などによるケース130のそり等によって、弾性表面波素子110に応力が加えられ、弾性表面波装置100の周波数特性が変化するという不具合が生じるが、上述のような構造とすることによって弾性表面波装置100の周波数変化を抑制でき、高い周波数精度並びに周波数安定性を有する弾性表面波装置を得ることができる。
【0007】
【特許文献1】
特開平11−330882号公報 (図1、図11)
【0008】
【特許文献2】
特開2002−26656号公報 (図1)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の弾性表面波素子は以下の問題を有していた。
【0010】
すなわち、特許文献2に記載された弾性表面波装置には導電性異物対策が何ら施されていない為、電気伝導性を持つ異物がIDT電極の電極指に付着することによって、異なる電位に保持されるべき一対の櫛歯状電極同士が短絡され、特性が出なくなるという問題があった。
【0011】
また、特許文献1に記載された弾性表面波装置のように、IDT電極表面に陽極酸化処理による酸化膜を形成する場合には導電性異物による短絡の問題は生じないが、その場合には酸化液(燐酸塩水溶液、ホウ酸塩水溶液等の混合液)の組成及び温度管理や、一つ一つのウエハーに電圧印可用の電極を手作業で取り付ける作業や、陽極酸化処理が終わった後の洗浄作業などが必要となる為、製造工程が煩雑となり、工数も増加し、製造コストが高くなるという問題があった。
【0012】
導電性異物対策としては、一般的な弾性表面波装置に用いられているような、IDT電極の表面にシリコンや酸化シリコンなどの保護膜をスパッタや蒸着等によって被着させるという簡便な方法もあるが、この方法には次のような問題があった。すなわち、熱膨張係数が異なる保護膜が圧電基板に高温で被着された後に常温に戻ることによって生じた応力によって、圧電基板が変形して弾性表面波装置の共振周波数もシフトする。次に、応力が時間の経過に伴って少しずつ解放されることによって圧電基板の変形も少ずつ解消し、これによって、弾性表面波装置の共振周波数も時間の経過と共に少しずつ変化してしまう。この現象により、弾性表面波素子の一部分のみを保持することによって実現した高い周波数精度及び周波数安定性が失われてしまうという問題があった。
【0013】
本発明は上述の課題に鑑み案出されたものであり、その目的は、高い周波数精度並びに周波数安定性を有し、且つ、製造工程が簡略で製造コストも低い弾性表面波装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性表面波装置は、矩形状をなす圧電基板の一方主面にIDT電極及びパッド電極を被着・形成するとともに、前記IDT電極を、前記パッド電極上に非形成領域を有した保護膜によって被覆するようにした弾性表面波素子を、その一端側もしくは中央部でのみ保持するようにして、前記パッド電極に電気的に接続される接続電極を有した基体上に搭載してなる弾性表面波装置であって、前記圧電基板の他方主面に、前記保護膜と同一組成の調整膜を被着させたことを特徴とするものである。
【0015】
また、本発明の弾性表面波装置は、前記調整膜が、前記保護膜の非形成領域と1対1に対応する非形成領域を有していることを特徴とするものである。
【0016】
【作用】
本発明の弾性表面波素子によれば、矩形状をなす圧電基板の一方主面にIDT電極及びパッド電極を被着・形成するとともに、前記IDT電極を、前記パッド電極上に非形成領域を有した保護膜によって被覆するようにした弾性表面波素子を、その一端側もしくは中央部でのみ保持するようにして、前記パッド電極に電気的に接続される接続電極を有した基体上に搭載し、前記圧電基板の他方主面に、前記保護膜と同一組成の調整膜を被着させている。よって、圧電基板の一方主面に被着された保護膜による応力と、圧電基板の他方主面に被着された調整膜による応力が初期値においてつり合うとともに、時間の経過と共に同じように解放されていくので、圧電基板の変形が抑制され、それによる弾性表面波素子の周波数特性の経時変化も抑制される。よって、周波数精度並びに周波数安定性に優れた弾性表面波装置を得ることができる。
【0017】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、前記調整膜が、前記保護膜の非形成領域と1対1に対応する非形成領域を有しているので、調整膜が圧電基板に及ぼす応力を、保護膜が圧電基板に及ぼす応力と更に等しくすることが可能となり、弾性表面波装置の周波数特性の経時変化を更に抑制することができる。よって、周波数精度並びに周波数安定性が更に優れた弾性表面波装置を得ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す平面図、図2は図1の弾性表面波装置に使用される弾性表面波素子の斜視図である。
【0020】
図1において弾性表面波装置1は弾性表面波素子10を、その一端側のみで保持するようにしてスペーサ20と接着剤30とによって基体40に搭載し、蓋体50で気密封止した構造とされている。
【0021】
また、弾性表面波素子10は図2に示すように、圧電基板11の上面に、IDT電極61、反射器62、パッド電極63等からなる各種電極60を形成し、更にその上面を、パッド電極63上を露出するように保護膜70で被覆し、更に圧電基板11の下面に調整膜80を被着した構造を有している。
【0022】
そして、パッド電極63と基体40に形成された接続電極44とがボンディングワイヤ90で接続されて、弾性表面波素子10と基体40との電気的接続がなされている。
【0023】
前記圧電基板11は、例えば、水晶、タンタル酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム単結晶、四ホウ酸リチウム単結晶等の圧電性の単結晶、或いはチタン酸鉛、ジルコン酸鉛等の圧電セラミックスから成り、その上面で各種電極60、保護膜70等を支持する支持母材として機能するとともに、各種電極60を介して圧電基板11に電力が印加されると、その上面に所定の弾性表面波を発生させる作用を為す。
【0024】
また、各種電極60は、例えば、アルミニウム、アルミニウムを主成分とする合金等の金属材料から成り、弾性表面波を励振するIDT電極61、弾性表面波の伝搬方向に沿ってIDT電極61の両側に配置される反射器62、IDT電極61に電気的に接続される外部接続用のパッド電極63等によって構成される。
【0025】
前記IDT電極61は、各々が帯状の共通電極と該共通電極に対し直交する方向に延びる複数の電極指とで形成されている一対の櫛歯状電極61a、61bを、その共通電極同士が平行に配置され、且つ両共通電極の対向領域内で櫛歯状電極61a、61bの電極指が弾性表面波の伝搬方向に交互に配置されるようにかみ合わせた状態で対向配置させて構成される。
【0026】
係るIDT電極61は、外部から所定の電力が印加されると、圧電基板11の上面に電極指の配列ピッチに対応した所定の弾性表面波、具体的には、電極指の配列ピッチを1/2波長とする弾性表面波を発生する作用を為す。
【0027】
一方、前記反射器62は、IDT電極61の形成領域内で発生する弾性表面波を一対の反射器62a、62bの間に閉じ込めて定在波を良好に発生させるためのものである。帯状の複数の反射電極をIDT電極61の電極指とほぼ同じピッチで配列させた形状とされており、IDT電極61の外側に、IDT電極61の電極指の配列ピッチとほぼ同じ間隔だけ離間させて配置される。
【0028】
このような一対の反射器62a、62bと、その間に配置されるIDT電極61とで一端子対共振器が構成されている。
【0029】
そして、パッド電極63は、外部との電気的接続をなすボンディングワイヤやバンプが接合される部分であり、IDT電極61と電気的に接続されている。
【0030】
以上のような各種電極60は、従来周知の蒸着やスパッタリングによって圧電基板11上に形成した電極膜上にレジストをスピンコートし、ステッパー装置などを用いて露光・現像した後に、RIE装置などを用いてエッチングすることによって形成できる。
【0031】
また、保護膜70は、酸化シリコンや窒化シリコンなどの絶縁性材料もしくはシリコン等の半導電性材料のような無機質材料から成り、従来周知のスパッタリングや蒸着などによって形成される。保護膜70はパッド電極63を露出するように圧電基板11の上面に形成されており、保護膜70を形成した後においても、パッド電極63にボンディングワイヤ90やバンプを接続することによって、外部と電気的に接続できるようにされている。
【0032】
尚、保護膜70は電導性異物などによるIDT電極61の短絡や損傷を防ぐためのものであり、その為には厚みを200Å以上に設定しておくことが好ましい。
【0033】
また、調整膜80は保護膜70と同様に、酸化シリコンや窒化シリコンなどの絶縁性材料もしくはシリコン等の半導電性材料のような無機質材料から成り、スパッタリングや蒸着などによって形成される。調整膜80は保護膜70の応力による影響を相殺する為の物であるので、調整膜80による応力を保護膜70による応力と一致させる為に、保護膜70と同一組成のものが好適に使用される。更に、調整膜80の製膜条件や厚みも保護膜70と一致させることにより、調整膜80の応力相殺効果を更に高めることができる。
【0034】
上述のような弾性表面波素子10は、その長手方向の一方端部から少し内側に入った部分の下面をスペーサ20によって支えられると共に、一方端部付近の下面及び側面を接着剤30によって基体40に固定され、他方端部が基体40から浮き上がった状態で搭載されている。
【0035】
スペーサ30は基体40から30μmほど突出しており、シーソーの支点のように弾性表面波素子10を支える働きをしている。金属、セラミック、エポキシ樹脂等の材料が使用可能であるが、基体40に形成される配線電極と同様に金属ペーストの塗布及び焼き付け若しくは硬化によって簡便に形成できる。
【0036】
接着剤30にはシリコン系の接着剤などが好適に用いられ、硬化時の収縮によって弾性表面波素子10の一方端部を基体40側へ引っ張った状態で硬化することにより、弾性表面波素子10の他方端部を基体40から浮き上がらせた状態で、弾性表面波素子10を基体40へ固定する働きをする。
【0037】
基体40はセラミック等から成り、弾性表面波素子10の搭載部を有する平板41に、枠体42、43が積層されて構成されており、上面が開口した箱状とされている。基体40の中で枠体43のみはコバール(鉄・ニッケル・コバルトの合金)等の合金の表面に金等のメッキが施された構造とされており、枠体43と同様の合金の表面にニッケル等のメッキが施された蓋体50とシーム溶接によって接合される。また、平板41の上面にはボンディングワイヤ90が接続される接続電極44が形成されており、基体40の内部や表面に形成された配線電極45を介して、基体40の下面に形成された外部端子電極46と電気的に接続されている。
【0038】
以上のような構成により、調整膜80の応力によって保護膜70の応力による影響を相殺し、周波数精度及び周波数安定性に優れた弾性表面波装置1とすることができる。
【0039】
(第2実施形態)
次に本発明の第2実施形態に係る弾性表面波装置に使用される弾性表面波素子について図3を用いて説明する。尚、本実施形態においては先に述べた第1実施形態と異なる点についてのみ説明し、同様の構成要素については同一の参照符を用いて、重複する説明を省略するものとする。
【0040】
図3に示す第2実施形態の弾性表面波装置に使用される弾性表面波素子10の特徴的な点は、弾性表面波素子10の下面に被着された調整膜80に保護膜70と同様の非形成領域が設けられていることである。これによって、圧電基板11の上下面における保護膜及び調整膜の形成領域が等しくなり、それぞれの膜が圧電基板11に与える応力を更に等しくできるため、保護膜70による応力の影響を更に抑制することが可能となる。よって、この弾性表面波素子10を図1のように、その一端側でのみ保持するようにして基体上に搭載することにより、周波数精度並びに周波数安定性が更に優れた弾性表面波装置1を得ることができる。
【0041】
(第3実施形態)
次に本発明の第3実施形態に係る弾性表面波装置について図4を用いて説明する。図4は本発明を適用した弾性表面波発振器を模式的に示す断面図である。本実施形態においても先に述べた実施形態と異なる特徴的な点についてのみ説明し、同様の構成要素については同一の参照符を用いて、重複する説明を省略するものとする。
【0042】
図4の弾性表面波発振器2においては、基体40が上下に開口した断面形状が略H型をした構造とされており、上側には弾性表面波共振器が形成された弾性表面波素子10が搭載され、下側には発振回路が内蔵された集積回路3が搭載されている。集積回路3はボンディングワイヤ90を介して基体40に形成された接続電極44に電気的に接続されており、更に、基体40の表面及び内部に形成された配線電極(図示せず)を介して弾性表面波素子10及び外部端子電極46と電気的に接続され、全体で弾性表面波発振器が構成されている。
【0043】
このような弾性表面波発振器2においても、本発明を適用することによって周波数精度並びに周波数安定性の優れた弾性表面波共振器を得ることができ、発振器の発振周波数の精度並びに安定性は、共振器の共振周波数の精度並びに安定性に依存する為、発信周波数の精度並びに安定性に優れた弾性表面波発振器を得ることができる。
【0044】
(実験例)
次に本発明の作用効果を検証する為に行った実験結果について説明する。まず、図3に示すような本発明品と、調整膜80が形成されていない比較例の弾性表面波素子を作成し、図1に示すように、その一端部のみを保持するようにして基体40に搭載して気密封止した。圧電基板としてはSTカット水晶基板を、IDT電極61、反射器電極62、パッド電極63の材料にはアルミニウムを用いた。また、保護膜70及び調整膜80として、厚さ500Åのシリコンの膜をスパッタによって形成した。調整膜80の製膜条件、厚みは保護膜70と同一とした。
【0045】
以上のようにして作成したサンプルについて、サンプル作成時点から500時間後までの共振周波数の変化を測定したところ、調整膜のない比較例では初期の周波数に対して60ppmもの変化を示したのに対し、本発明品では20ppm程度の変化量であった。これによって、本発明の顕著な有効性が確認された。
【0046】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更・改良などが可能である。
【0047】
例えば、上述の実施形態においては、弾性表面波素子10をその一方端部のみで保持するようにして基体40に搭載したが、弾性表面波素子10をその中央部のみで保持するようにして基体40に搭載するようにしても構わない。
【0048】
また、上述の実施形態においては、弾性表面波素子10と基体40とをボンディングワイヤ90を用いて電気的に接続したが、弾性表面波素子10を基体40にフリップチップ実装し、導電性バンプによって電気的接続と機械的接続を同時に行っても構わない。この場合には、弾性表面波素子10の中央部にて基体40との接続を行うことが望ましい。
【0049】
更に、上述の実施形態においては、弾性表面波素子10を箱状の基体40に搭載したが、平板状の基体に搭載しても良いし、モジュール基板等に形成されたキャビティー内に搭載しても構わない。
【0050】
また更に、上述の実施形態においては、各種電極60をアルミニウムやアルミニウム合金等の金属によって形成するようにしたが、他の導電性材料を用いて各種電極60を形成するようにしても構わない。
【0051】
更にまた、上述の実施形態においては、本発明を一端子対共振器及び発振器に適用した例について説明したが、それ以外の、例えば、ラダー型フィルタや多重モードフィルタ等の弾性表面波フィルタや、デュプレクサ等の弾性表面波装置にも本発明が適用可能であることは言うまでもない。
【0052】
また更に、上述の実施形態において、調整膜に、保護膜の非形成領域と1対1に対応する非形成領域を設けておくようにすれば、周波数精度並びに周波数安定性が更に優れた弾性表面波装置を得ることができる利点がある。したがって、前記調整膜には、保護膜の非形成領域と1対1に対応する非形成領域を設けておくことが好ましい。
【0053】
【発明の効果】
本発明の弾性表面波装置によれば、矩形状をなす圧電基板の一方主面にIDT電極及びパッド電極を被着・形成するとともに、前記IDT電極を、前記パッド電極上に非形成領域を有した保護膜によって被覆するようにした弾性表面波素子を、その一端側もしくは中央部でのみ保持するようにして、前記パッド電極に電気的に接続される接続電極を有した基体上に搭載し、前記圧電基板の他方主面に、前記保護膜と同一組成の調整膜を被着させているので、周波数精度並びに周波数安定性に優れた弾性表面波装置を得ることができる。
【0054】
また、本発明の弾性表面波装置によれば、前記調整膜が、前記保護膜の非形成領域と1対1に対応する非形成領域を有しているので、周波数精度並びに周波数安定性が更に優れた弾性表面波装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す断面図である。
【図2】図1の弾性表面波装置に用いられる弾性表面波素子を模式的に示す斜視図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係る弾性表面波装置に使用される弾性表面波素子を模式的に示す斜視図である。
【図4】本発明の第3実施形態に係る弾性表面波装置を模式的に示す断面図である。
【図5】従来の弾性表面波装置を模式的に示す断面図である。
【図6】従来の弾性表面波装置に用いられる弾性表面波素子を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
1・・・弾性表面波装置
10・・・弾性表面波素子
20・・・スペーサ
30・・・接着剤
40・・・基体
50・・・蓋体
60・・・各種電極
70・・・保護膜
80・・・調整膜
90・・・ボンディングワイヤ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface acoustic wave device used for mobile communication devices such as mobile phones, network devices, in-vehicle devices, medical devices, and the like, and more specifically, used for an oscillation circuit or the like that requires high frequency accuracy. The present invention relates to a surface acoustic wave device.
[0002]
[Prior art]
Surface acoustic wave devices such as surface acoustic wave resonators and surface acoustic wave filters are widely used in various wireless communication devices, network devices, in-vehicle devices, medical devices, etc. that use the microwave band. Surface acoustic wave devices used for circuits and the like are required to have higher frequency accuracy and stability.
[0003]
In order to satisfy this requirement, surface acoustic wave devices having a structure in which only a part of a surface acoustic wave element is held on a substrate have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). ).
[0004]
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a conventional surface acoustic wave device disclosed in Patent Document 1, which is mounted on the upper surface of a base so as to hold only a part of the surface acoustic wave element. FIG. 2 is a plan view schematically showing the structure of an electrode formed on the upper surface of a surface acoustic wave element.
[0005]
A surface acoustic wave device 100 shown in FIG. 5 has a structure in which one end of a surface acoustic wave element 110 is fixed to a case 130 with an adhesive 120 and hermetically sealed with a lid 140. Here, as shown in FIG. 6, the surface acoustic wave element 110 includes a pair of comb-like electrodes 112a and 112b each having a plurality of electrode fingers, and the other comb-like electrode between the electrode fingers of one comb-like electrode. The interdigital transducer (IDT) electrode 112, which is disposed so that the electrode fingers of the electrode are positioned, and the reflector electrode 113 formed at both ends so as to sandwich the IDT electrode 112, and the IDT electrode 112 are electrically connected. The pad electrode 114 thus formed is formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 111. The surface acoustic wave element 110 and the case 130 are electrically connected by connecting the pad electrode 114 of the surface acoustic wave element 110 and the connection electrode 131 of the case 130 by the bonding wire 150.
[0006]
When the entire lower surface and both ends of the surface acoustic wave element 110 are fixed to the case 130, the adhesive 120 that fixes the surface acoustic wave element 110 contracts, the case 130 warps due to a difference in thermal expansion coefficient from the lid 140, and the like. The surface acoustic wave element 110 is stressed and the frequency characteristic of the surface acoustic wave device 100 changes. However, the above-described structure can suppress the frequency change of the surface acoustic wave device 100. A surface acoustic wave device having high frequency accuracy and frequency stability can be obtained.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-330882 (FIGS. 1 and 11)
[0008]
[Patent Document 2]
JP 2002-26656 A (FIG. 1)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional surface acoustic wave device described above has the following problems.
[0010]
In other words, since the surface acoustic wave device described in Patent Document 2 has no countermeasure against conductive foreign matter, the foreign matter having electrical conductivity is held at different potentials by adhering to the electrode fingers of the IDT electrode. There is a problem that the pair of comb-like electrodes to be short-circuited with each other and the characteristics are not obtained.
[0011]
In addition, as in the surface acoustic wave device described in Patent Document 1, when an oxide film is formed by anodization on the surface of the IDT electrode, there is no problem of short circuit due to conductive foreign matter. Liquid composition (mixed solution of phosphate aqueous solution, borate aqueous solution, etc.) and temperature control, manual attachment of voltage-applying electrode to each wafer, cleaning after anodic oxidation treatment Since work is required, the manufacturing process becomes complicated, man-hours increase, and manufacturing costs increase.
[0012]
As a countermeasure against conductive foreign matter, there is also a simple method of depositing a protective film such as silicon or silicon oxide on the surface of the IDT electrode by sputtering or vapor deposition as used in a general surface acoustic wave device. However, this method has the following problems. That is, the piezoelectric substrate is deformed and the resonance frequency of the surface acoustic wave device is also shifted by the stress generated when the protective films having different thermal expansion coefficients are applied to the piezoelectric substrate at a high temperature and then returned to room temperature. Next, the stress is released little by little with the passage of time, so that the deformation of the piezoelectric substrate is also little by little. As a result, the resonance frequency of the surface acoustic wave device also changes little by little. Due to this phenomenon, there is a problem that the high frequency accuracy and frequency stability realized by holding only a part of the surface acoustic wave element are lost.
[0013]
The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a surface acoustic wave device having high frequency accuracy and frequency stability, a simple manufacturing process, and low manufacturing cost. It is in.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In the surface acoustic wave device according to the present invention, an IDT electrode and a pad electrode are attached to and formed on one main surface of a rectangular piezoelectric substrate, and the IDT electrode is protected with a non-formation region on the pad electrode. A surface acoustic wave element covered with a film is held only on one end side or the central part thereof, and is mounted on a substrate having a connection electrode electrically connected to the pad electrode. In the surface wave device, an adjustment film having the same composition as that of the protective film is deposited on the other main surface of the piezoelectric substrate.
[0015]
The surface acoustic wave device according to the present invention is characterized in that the adjustment film has a non-formation region corresponding to the non-formation region of the protective film on a one-to-one basis.
[0016]
[Action]
According to the surface acoustic wave device of the present invention, the IDT electrode and the pad electrode are deposited and formed on one main surface of the rectangular piezoelectric substrate, and the IDT electrode is not formed on the pad electrode. The surface acoustic wave element covered with the protective film is held on only one end side or the central part thereof, and mounted on a substrate having a connection electrode electrically connected to the pad electrode, An adjustment film having the same composition as that of the protective film is deposited on the other main surface of the piezoelectric substrate. Therefore, the stress due to the protective film deposited on the one main surface of the piezoelectric substrate and the stress due to the adjustment film deposited on the other main surface of the piezoelectric substrate balance at the initial value and are released in the same way as time passes. Therefore, the deformation of the piezoelectric substrate is suppressed, and the change with time of the frequency characteristics of the surface acoustic wave element is also suppressed. Therefore, a surface acoustic wave device excellent in frequency accuracy and frequency stability can be obtained.
[0017]
According to the surface acoustic wave device of the present invention, since the adjustment film has a non-formation area corresponding to the non-formation area of the protective film, the stress exerted on the piezoelectric substrate by the adjustment film. Can be further made equal to the stress exerted on the piezoelectric substrate by the protective film, and the temporal change of the frequency characteristics of the surface acoustic wave device can be further suppressed. Therefore, it is possible to obtain a surface acoustic wave device with further excellent frequency accuracy and frequency stability.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view schematically showing a surface acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a surface acoustic wave element used in the surface acoustic wave device of FIG.
[0020]
In FIG. 1, a surface acoustic wave device 1 has a structure in which a surface acoustic wave element 10 is mounted on a base body 40 by a spacer 20 and an adhesive 30 so as to be held only at one end, and is hermetically sealed by a lid 50. Has been.
[0021]
As shown in FIG. 2, the surface acoustic wave element 10 is formed with various electrodes 60 including an IDT electrode 61, a reflector 62, a pad electrode 63, and the like on the upper surface of the piezoelectric substrate 11, and the upper surface is further formed with a pad electrode. 63 is covered with a protective film 70 so as to be exposed, and an adjustment film 80 is attached to the lower surface of the piezoelectric substrate 11.
[0022]
The pad electrode 63 and the connection electrode 44 formed on the base body 40 are connected by a bonding wire 90, and the surface acoustic wave element 10 and the base body 40 are electrically connected.
[0023]
The piezoelectric substrate 11 is made of, for example, piezoelectric single crystal such as crystal, lithium tantalate single crystal, lithium niobate single crystal, lithium tetraborate single crystal, or piezoelectric ceramics such as lead titanate or lead zirconate. In addition to functioning as a support base material that supports the various electrodes 60, the protective film 70, and the like on the upper surface, when electric power is applied to the piezoelectric substrate 11 through the various electrodes 60, a predetermined surface acoustic wave is generated on the upper surface. To act.
[0024]
The various electrodes 60 are made of, for example, a metal material such as aluminum or an alloy containing aluminum as a main component. The IDT electrodes 61 excite surface acoustic waves, and are formed on both sides of the IDT electrodes 61 along the propagation direction of the surface acoustic waves. The reflector 62, the pad electrode 63 for external connection electrically connected to the IDT electrode 61, etc. are comprised.
[0025]
The IDT electrode 61 includes a pair of comb-like electrodes 61a and 61b each formed of a strip-shaped common electrode and a plurality of electrode fingers extending in a direction orthogonal to the common electrode, and the common electrodes are parallel to each other. And the electrode fingers of the comb-like electrodes 61a and 61b are arranged to face each other so as to be alternately arranged in the propagation direction of the surface acoustic wave in the facing region of both the common electrodes.
[0026]
When a predetermined power is applied from the outside to the IDT electrode 61, a predetermined surface acoustic wave corresponding to the arrangement pitch of the electrode fingers on the upper surface of the piezoelectric substrate 11, specifically, the arrangement pitch of the electrode fingers is 1 / It acts to generate surface acoustic waves with two wavelengths.
[0027]
On the other hand, the reflector 62 is for confining the surface acoustic wave generated in the region where the IDT electrode 61 is formed between the pair of reflectors 62a and 62b to generate a standing wave satisfactorily. A plurality of strip-like reflective electrodes are arranged at substantially the same pitch as the electrode fingers of the IDT electrode 61, and are spaced outside the IDT electrode 61 by approximately the same interval as the arrangement pitch of the electrode fingers of the IDT electrode 61. Arranged.
[0028]
The pair of reflectors 62a and 62b and the IDT electrode 61 disposed therebetween constitute a one-terminal pair resonator.
[0029]
The pad electrode 63 is a portion to which bonding wires and bumps that are electrically connected to the outside are joined, and is electrically connected to the IDT electrode 61.
[0030]
For the various electrodes 60 as described above, a resist is spin-coated on an electrode film formed on the piezoelectric substrate 11 by well-known vapor deposition or sputtering, and after exposure and development using a stepper device or the like, an RIE device or the like is used. It can be formed by etching.
[0031]
The protective film 70 is made of an inorganic material such as an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride, or a semiconductive material such as silicon, and is formed by conventionally known sputtering or vapor deposition. The protective film 70 is formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 11 so as to expose the pad electrode 63, and even after the protective film 70 is formed, the bonding wire 90 and the bump are connected to the pad electrode 63 so as to be externally connected. It can be connected electrically.
[0032]
Note that the protective film 70 is for preventing a short circuit or damage of the IDT electrode 61 due to conductive foreign matter or the like. For this purpose, the thickness is preferably set to 200 mm or more.
[0033]
Similarly to the protective film 70, the adjustment film 80 is made of an inorganic material such as an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride or a semiconductive material such as silicon, and is formed by sputtering or vapor deposition. Since the adjustment film 80 is for offsetting the influence of the stress of the protective film 70, the same composition as that of the protective film 70 is preferably used to make the stress of the adjustment film 80 coincide with the stress of the protective film 70. Is done. Furthermore, the stress canceling effect of the adjustment film 80 can be further enhanced by matching the film forming conditions and thickness of the adjustment film 80 with those of the protective film 70.
[0034]
The surface acoustic wave element 10 as described above is supported by the spacer 20 on the lower surface of a portion slightly inside from one end in the longitudinal direction, and the base 40 is formed on the lower surface and side surface near the one end by the adhesive 30. The other end is lifted from the base body 40 and mounted.
[0035]
The spacer 30 protrudes about 30 μm from the base body 40 and functions to support the surface acoustic wave element 10 like a fulcrum of a seesaw. Although materials such as metal, ceramic, and epoxy resin can be used, they can be easily formed by applying and baking or curing a metal paste in the same manner as the wiring electrode formed on the substrate 40.
[0036]
A silicon-based adhesive or the like is preferably used as the adhesive 30, and the surface acoustic wave element 10 is cured by being pulled in a state where one end of the surface acoustic wave element 10 is pulled toward the substrate 40 due to shrinkage during curing. The surface acoustic wave element 10 functions to be fixed to the base 40 in a state where the other end of the surface is lifted from the base 40.
[0037]
The base body 40 is made of ceramic or the like, and is configured by laminating frames 42 and 43 on a flat plate 41 having a mounting portion for the surface acoustic wave element 10, and has a box shape with an open top surface. Of the base body 40, only the frame 43 has a structure in which gold or the like is plated on the surface of an alloy such as Kovar (iron / nickel / cobalt alloy). The lid 50 is plated with nickel or the like and joined by seam welding. Further, a connection electrode 44 to which a bonding wire 90 is connected is formed on the upper surface of the flat plate 41, and an external formed on the lower surface of the base body 40 via the wiring electrode 45 formed inside or on the surface of the base body 40. The terminal electrode 46 is electrically connected.
[0038]
With the above configuration, the surface acoustic wave device 1 having excellent frequency accuracy and frequency stability can be obtained by offsetting the influence of the stress of the protective film 70 by the stress of the adjustment film 80.
[0039]
(Second Embodiment)
Next, a surface acoustic wave element used in a surface acoustic wave device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, only the points different from the first embodiment described above will be described, and the same reference numerals will be used for the same components, and overlapping description will be omitted.
[0040]
A characteristic feature of the surface acoustic wave element 10 used in the surface acoustic wave device of the second embodiment shown in FIG. 3 is that the adjustment film 80 deposited on the lower surface of the surface acoustic wave element 10 is similar to the protective film 70. The non-formation region is provided. As a result, the protective film and the adjustment film are formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric substrate 11 in the same area, and the stress applied to the piezoelectric substrate 11 by each film can be further equalized. Is possible. Therefore, by mounting the surface acoustic wave element 10 on the substrate so as to be held only at one end as shown in FIG. 1, the surface acoustic wave device 1 having further excellent frequency accuracy and frequency stability is obtained. be able to.
[0041]
(Third embodiment)
Next, a surface acoustic wave device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sectional view schematically showing a surface acoustic wave oscillator to which the present invention is applied. Also in the present embodiment, only characteristic points different from the above-described embodiment will be described, and the same reference numerals will be used for the same components, and overlapping description will be omitted.
[0042]
In the surface acoustic wave oscillator 2 shown in FIG. 4, the surface shape of the surface acoustic wave element 10 having a surface acoustic wave resonator is formed on the upper side. On the lower side, an integrated circuit 3 incorporating an oscillation circuit is mounted. The integrated circuit 3 is electrically connected to a connection electrode 44 formed on the base body 40 via bonding wires 90, and further, via a wiring electrode (not shown) formed on the surface and inside of the base body 40. The surface acoustic wave element 10 and the external terminal electrode 46 are electrically connected to form a surface acoustic wave oscillator as a whole.
[0043]
Even in such a surface acoustic wave oscillator 2, a surface acoustic wave resonator having excellent frequency accuracy and frequency stability can be obtained by applying the present invention. Since it depends on the accuracy and stability of the resonance frequency of the resonator, a surface acoustic wave oscillator excellent in the accuracy and stability of the oscillation frequency can be obtained.
[0044]
(Experimental example)
Next, the results of experiments conducted to verify the operational effects of the present invention will be described. First, a surface acoustic wave device of a comparative example in which the product of the present invention as shown in FIG. 3 and the adjustment film 80 are not formed is prepared, and only one end thereof is held as shown in FIG. 40 and hermetically sealed. An ST-cut quartz substrate was used as the piezoelectric substrate, and aluminum was used as the material for the IDT electrode 61, the reflector electrode 62, and the pad electrode 63. Further, as the protective film 70 and the adjustment film 80, a silicon film having a thickness of 500 mm was formed by sputtering. The film forming conditions and thickness of the adjustment film 80 were the same as those of the protective film 70.
[0045]
Regarding the sample prepared as described above, the change in the resonance frequency from the sample creation time to 500 hours later was measured. In contrast, the comparative example without the adjustment film showed a change of 60 ppm with respect to the initial frequency. In the product of the present invention, the amount of change was about 20 ppm. This confirmed the remarkable effectiveness of the present invention.
[0046]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the gist of the present invention.
[0047]
For example, in the above-described embodiment, the surface acoustic wave element 10 is mounted on the base 40 so as to be held only at one end portion thereof, but the surface acoustic wave element 10 is held only at the central portion thereof. 40 may be mounted.
[0048]
In the above-described embodiment, the surface acoustic wave element 10 and the base 40 are electrically connected using the bonding wire 90. However, the surface acoustic wave element 10 is flip-chip mounted on the base 40, and conductive bumps are used. Electrical connection and mechanical connection may be performed simultaneously. In this case, it is desirable to connect to the base body 40 at the center of the surface acoustic wave element 10.
[0049]
Further, in the above-described embodiment, the surface acoustic wave element 10 is mounted on the box-shaped base 40. However, the surface acoustic wave element 10 may be mounted on a flat base or mounted in a cavity formed on a module substrate or the like. It doesn't matter.
[0050]
Furthermore, in the above-described embodiment, the various electrodes 60 are formed of a metal such as aluminum or an aluminum alloy. However, the various electrodes 60 may be formed using other conductive materials.
[0051]
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a one-terminal-pair resonator and an oscillator has been described, but other than that, for example, a surface acoustic wave filter such as a ladder filter or a multimode filter, Needless to say, the present invention can also be applied to a surface acoustic wave device such as a duplexer.
[0052]
Furthermore, in the above-described embodiment, if the adjustment film is provided with a non-formation area corresponding to the non-formation area of the protective film, an elastic surface with further excellent frequency accuracy and frequency stability. There is an advantage that a wave device can be obtained. Therefore, it is preferable that the adjustment film is provided with a non-formation region corresponding to the non-formation region of the protective film on a one-to-one basis.
[0053]
【The invention's effect】
According to the surface acoustic wave device of the present invention, the IDT electrode and the pad electrode are deposited and formed on one main surface of the rectangular piezoelectric substrate, and the IDT electrode is not formed on the pad electrode. The surface acoustic wave element covered with the protective film is held on only one end side or the central part thereof, and mounted on a substrate having a connection electrode electrically connected to the pad electrode, Since the adjustment film having the same composition as that of the protective film is deposited on the other main surface of the piezoelectric substrate, a surface acoustic wave device having excellent frequency accuracy and frequency stability can be obtained.
[0054]
Further, according to the surface acoustic wave device of the present invention, the adjustment film has a non-formation area corresponding to the non-formation area of the protective film on a one-to-one basis, so that frequency accuracy and frequency stability are further improved. An excellent surface acoustic wave device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a surface acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a perspective view schematically showing a surface acoustic wave element used in the surface acoustic wave device of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a surface acoustic wave element used in a surface acoustic wave device according to a second embodiment of the invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a surface acoustic wave device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a conventional surface acoustic wave device.
FIG. 6 is a plan view schematically showing a surface acoustic wave element used in a conventional surface acoustic wave device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Surface acoustic wave apparatus 10 ... Surface acoustic wave element 20 ... Spacer 30 ... Adhesive 40 ... Base | substrate 50 ... Lid 60 ... Various electrodes 70 ... Protective film 80 ... Adjustment film 90 ... Bonding wire

Claims (2)

矩形状をなす圧電基板の一方主面にIDT電極及びパッド電極を被着・形成するとともに、前記IDT電極を、前記パッド電極上に非形成領域を有した保護膜によって被覆するようにした弾性表面波素子を、その一端側もしくは中央部でのみ保持するようにして、前記パッド電極に電気的に接続される接続電極を有した基体上に搭載してなる弾性表面波装置であって、
前記圧電基板の他方主面に、前記保護膜と同一組成の調整膜を被着させたことを特徴とする弾性表面波装置。
An elastic surface in which an IDT electrode and a pad electrode are deposited and formed on one main surface of a rectangular piezoelectric substrate, and the IDT electrode is covered with a protective film having a non-formation region on the pad electrode A surface acoustic wave device that is mounted on a substrate having a connection electrode that is electrically connected to the pad electrode so as to hold the wave element only at one end side or the center thereof,
2. A surface acoustic wave device according to claim 1, wherein an adjustment film having the same composition as that of the protective film is deposited on the other main surface of the piezoelectric substrate.
前記調整膜が、前記保護膜の非形成領域と1対1に対応する非形成領域を有していることを特徴とする請求項1に記載の弾性表面波装置。2. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the adjustment film has a non-forming region corresponding to the non-forming region of the protective film on a one-to-one basis.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007189430A (en) * 2006-01-12 2007-07-26 Epson Toyocom Corp Saw device and manufacturing method of saw device
JP2010087929A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Citizen Finetech Miyota Co Ltd Piezoelectric device
JP2010178198A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Epson Toyocom Corp Surface acoustic wave element and piezoelectric device
JP5115562B2 (en) * 2008-01-24 2013-01-09 株式会社村田製作所 Method for manufacturing acoustic wave device
JP5150648B2 (en) * 2008-01-25 2013-02-20 株式会社村田製作所 Elastic wave device and manufacturing method thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007189430A (en) * 2006-01-12 2007-07-26 Epson Toyocom Corp Saw device and manufacturing method of saw device
JP5115562B2 (en) * 2008-01-24 2013-01-09 株式会社村田製作所 Method for manufacturing acoustic wave device
JP5150648B2 (en) * 2008-01-25 2013-02-20 株式会社村田製作所 Elastic wave device and manufacturing method thereof
JP2010087929A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Citizen Finetech Miyota Co Ltd Piezoelectric device
JP2010178198A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Epson Toyocom Corp Surface acoustic wave element and piezoelectric device

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