JP3290140B2 - 弾性表面波デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波デバイス
（以下、ＳＡＷデバイスと称す）とその製造方法に関
し、特に焦電破壊の手段を施すと共に圧電基板（ウェ
ハ）の状態でＳＡＷデバイス素子の特性チェックを可能
とした弾性表面波デバイスとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話等のＲＦ段に用いるフィルタの
１種に、同一圧電基板上に複数個の一端子対弾性表面波
共振子（以下、ＳＡＷ共振子と称す）を併置し、該共振
子を並列、直列と梯子状に接続した、所謂ラダー型ＳＡ
Ｗフィルタがある。このラダー型ＳＡＷフィルタは小型
であると共に低損失であり、急峻な減衰特性のフィルタ
が実現できるため、携帯電話等のＲＦフィルタとして広
く使用されている。

【０００３】上記のラダー型ＳＡＷフィルタに用いられ
る圧電基板として、回転ＹカットＸ伝播タンタル酸リチ
ウム（θ°Ｙ−Ｘ ＬｉＴａＯ₃）が広く用いられてい
る。この理由の１つは、タンタル酸リチウムの電気機械
結合係数が、日本、欧州、米国等のセルラーシステムの
ＲＦ段フィルタに要求される帯域幅を実現する上で、よ
く適合しているからである。さらに、この圧電基板は、
回転ＹカットＸ伝播ニオブ酸リチウム（θ°Ｙ−ＸＬｉ
ＮｂＯ₃）に比べて周波数温度係数も小さく、周囲温度
変化による中心周波数の変動も小さいことも理由の１つ
である。

【０００４】しかし、タンタル酸リチウムは焦電性の大
きな材料であるため、急激な温度変化により焦電荷が発
生し、この焦電荷の分布の差、即ち電位差により基板表
面上に形成した電極パターン間で放電破壊を起こし、特
にＩＤＴ電極の電極指ような微細パターンを破損する不
具合がしばしば発生している。

【０００５】この焦電荷による破損防止対策としては今
までに多くの提案がなされているが、その中の１つとし
て図６に示すような手段がある。即ち、図６圧電基板上
に形成したラダー型ＳＡＷフィルタ素子を示す平面図で
あって、同図左上はウェハ１１上にフォトリソグラフィ
技術用いて格子状に多数形成されたラダー型ＳＡＷフィ
ルタ素子を、同図右下に示すのはウェハ１１上のラダー
型ＳＡＷフィルタ素子１個を拡大したものである。図６
に示すラダー型ＳＡＷフィルタ素子は、圧電基板（ウェ
ハ）１１上に表面波の伝搬方向に沿って、ＩＤＴ電極と
その両側に配置したグレーティング反射器からなるＳＡ
Ｗ共振子５個１２〜１６を互いに影響を及ぼさない間隔
を空けて併置し、それらを並列、直列、並列、・・と順
次梯子型構造になるように信号線１７、アース電極１８
を用いて接続したものである。このラダー型ＳＡＷフィ
ルタ素子の入力電極はＩＮであり、出力電極はＯＵＴで
ある。

【０００６】さらに、それぞれのラダー型ＳＡＷフィル
タ素子の周囲を取り囲むように導電性薄膜のスクラブラ
イン１９を配設し、該ライン１９とラダー型ＳＡＷフィ
ルタ素子の各電極とを導電性薄膜の細線２０で電気的に
接続してある。そして、各ラダー型ＳＡＷフィルタ素子
の周囲のスクラブライン１９同士も互いに電気的に導通
が図られている。このように構成することにより、圧電
基板１１が急激な温度変化にさらされて、焦電効果のた
めにその表面上に焦電荷が発生しても、導電性の細線２
０とスクラブライン１９とを通して焦電荷が瞬時に移動
し、各電極間に過大の電位差が生じることはないので、
焦電荷の放電破壊による電極指の破損を大幅に減少させ
ることが可能となった。また、各ＳＡＷデバイス素子の
周囲を取り囲むように形成された導電性のスクライブラ
イン１９は、ダイシングにてウェハを個片に切断する場
合の目印として用いられ、該ライン１９に沿って素子を
個片に切り分けると同時にスクライブライン１９は削り
取られるので、個片に切り分けられた後には素子として
所望の動作が得られることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ＳＡＷデバイスにおいては、ウェハ表面上に形成された
多数のＳＡＷデバイス素子が電気的に短絡されているた
め、各ＳＡＷデバイス素子の電気的特性を測定しようと
して、ＳＡＷデバイス素子の入出力電極パッドに測定用
プローブを接触しても、所望のＳＡＷデバイス素子以外
に多数のＳＡＷデバイス素子が前記測定用プローブに電
気的に接続されてた状態となるので、所望のＳＡＷデバ
イス素子固有の特性を測定することができないという問
題があった。

【０００８】図７はラダー型ＳＡＷフィルタ素子の通過
域特性を示す図であって、実線Ａは図６に示すように、
ラダー型ＳＡＷフィルタ素子の各電極がスクライブライ
ン１９と導電性の細線２０を介して接続された状態に
て、測定した通過域特性である。また、破線Ｂは、ウェ
ハからラダー型ＳＡＷフィルタ素子を個片に切断し、パ
ッケージに実装して、ラダー型ＳＡＷフィルタとして完
成した後に測定した通過域特性を示す図である。このよ
うに、図６に示すスクライブライン１９と導電性の細線
２０によって、放電破壊の防止効果が得られるものの、
測定用プローブを用いてウェハ上のＳＡＷデバイス素子
の特性を測定しようとすると、固有の特性が著しく歪め
られ、ウェハ上の各ＳＡＷデバイス素子の良否判定が極
めて困難になるという問題もあった。本発明は上記問題
を解決するためになされたものであって、焦電対策を施
すと共にウェハの状態で各ＳＡＷデバイス素子の特性チ
ェックを可能とした弾性表面波デバイスとその製造方法
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る弾性表面波デバイスとその製造方法の請
求項１記載の発明は、少なくとも一つのＩＤＴ電極を有
する弾性表面波（ＳＡＷ）デバイス素子を製造する方法
において、圧電基板上に前記ＳＡＷデバイス素子を構成
する電極パターンと、前記ＳＡＷデバイス素子のＩＤＴ
電極を構成する正負電極同士を接続するための金属パタ
ーンとを形成する工程と、前記ＳＡＷデバイス素子を個
片に切り分ける工程とを有し、前記金属パターンが前記
切り分け工程にて断線するように配置された細線パター
ンであることを特徴とする弾性表面波デバイスの製造方
法である。請求項２記載の発明は、少なくとも一つのＩ
ＤＴ電極を有する弾性表面波（ＳＡＷ）デバイス素子を
製造する方法において、圧電基板上に前記ＳＡＷデバイ
ス素子を構成する電極パターンと、前記ＳＡＷデバイス
素子のＩＤＴ電極を構成する正負電極同士を接続するた
めの金属パターンとを形成する工程と、前記ＳＡＷデバ
イス素子を個片に切り分ける工程とを有し、前記金属パ
ターンがミアンダライン状の細線パターンであることを
特徴とする弾性表面波デバイスの製造方法である。請求
項３記載の発明は、圧電基板上に少なくとも１つのＩＤ
Ｔ電極を有する弾性表面波（ＳＡＷ）デバイス素子であ
って、前記ＳＡＷデバイス素子のＩＤＴ電極を構成する
正負電極同士を接続するミアンダライン状の金属パター
ンを備えた弾性表面波デバイスである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る弾
性表面波デバイス素子を示す平面図で、ウェハ上に多数
形成したラダー型ＳＡＷフィルタ素子１個を拡大した図
である。図１に示すように、ラダー型ＳＡＷフィルタ素
子は、圧電基板（ウェハ）上に表面波の伝搬方向に沿っ
て、ＩＤＴ電極とその両側に配置したグレーティング反
射器からなるＳＡＷ共振子５個２〜６を互いに影響を及
ぼさない間隔を空けて併置し、それらを並列、直列と順
次梯子型構造になるように信号線７、アース電極８を用
いて接続したものである。

【００１１】さらに、ラダー型ＳＡＷフィルタ素子の周
囲を取り囲むように導電性のスクラブライン９を配設す
る。本発明の特徴的な構成はラダー型ＳＡＷフィルタ素
子の全ての電極を導電性薄膜の細線１０を用いて電気的
に接続し、電位差が生じないように構成したところにあ
る。このような電極構成とすることにより、圧電基板
（ウェハ）が急激な温度変化にさらされ、焦電効果のた
めその表面上に焦電荷が発生しても導電性薄膜の細線１
０を通して焦電荷が瞬時に移動し、素子全体が同電位と
なって、各電極間に過大な電位差が生じないため、ラダ
ー型ＳＡＷフィルタ素子を構成するＩＤＴ電極あるいは
グレーティング反射器の電極指間で放電破壊が生じるこ
とは大幅に減少する。

【００１２】即ち、ラダー型ＳＡＷフィルタを構成する
各ＳＡＷデバイスの正負電極が導電性薄膜の細線１０に
より電気的に接続されているのみであって、該細線１０
がスクライブライン９と電気的に分離されている点に本
発明の特徴がある。この場合、細線１０の一部をスクラ
ブライン９に近接配置することによって、ダイシング加
工により、素子を個片に切り分ける際に細線１０の一部
が削り取られて断線し、素子の所望の動作が得られるこ
とになる。

【００１３】図２の実線Ａは、図１に示す状態、即ちラ
ダー型ＳＡＷフィルタ素子の各電極が細線１０により電
気的に接続された状態において、測定用プローブを用い
て前記ラダー型ＳＡＷフィルタ素子の特性を測定した場
合の通過域特性を示す図である。一方、破線Ｂはラダー
型ＳＡＷフィルタ素子をウェハから切断し、パッケージ
に実装して完成品とした場合の通過域特性を示す図であ
る。図６に示した通過域特性図と比べて、図２の通過域
特性図の方が完成品のラダー型ＳＡＷフィルタの通過域
特性と似ている。従って、図１に示す本発明に係る電極
パターン構成の方が、従来のそれよりもウェハの段階に
おける各素子の合否判定精度を高くすることができる。

【００１４】図３は他の実施例を示す図であって、図１
における導電性薄膜の細線１０をミアンダライン状１０
ａに形成すれば、該細線１０ａが直流的には低抵抗であ
り、交流的には高インピーダンスとなるので、測定用プ
ローブを用いて測定する場合に、ウェハ上のラダー型Ｓ
ＡＷフィルタ素子の通過域特性を、より完成品の通過特
性に近づけることができる。ただ、細線１０ａの直流抵
抗を必要以上に高くすると、焦電効果対策に支障をきた
すことがあるので、導電性薄膜の細線１０ａの幅、ライ
ン長、膜厚は適宜設定することが肝要である。

【００１５】以上の説明ではＳＡＷデバイスとしてラダ
ー型ＳＡＷフィルタを例にあげて説明したが、本発明は
これに限る事なく他のＳＡＷデバイスにも適用可能であ
る。例えば、圧電基板上にＩＤＴ電極を表面波の伝播方
向に２つ配置して構成するするトランスバーサル型のフ
ィルタの場合は、図４のように各ＩＤＴ毎に並列に細線
１０を用いて接続すればよい。また、図５のように素子
を包囲するスクライブラインを廃止し、細線１０の一部
をスクライブラインとして利用すべく配置してもよい。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、ウェハ処理工程における急激な温度変動による焦
電効果にため、電極指同士が放電破壊するのを防ぎつ
つ、ウェハ上に形成されたＳＡＷデバイスの電気的特性
を測定用プローブを用いて測定できるので、ウェハ段階
で合否判定精度を高くできるようになり、ＳＡＷデバイ
スのコストを大幅に低減できるという著しい効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るラダー型ＳＡＷフィルタの平面図
で、ウェハを拡大し、ラダー型ＳＡＷフィルタ素子１個
の電極パターンを示す図である。

【図２】本発明のラダー型ＳＡＷフィルタ素子を測定用
プローブを用いて測定した場合の通過域特性と、個片に
切断した場合の通過域特性図である。

【図３】本発明に係る他のラダー型ＳＡＷフィルタの平
面図で、ラダー型ＳＡＷフィルタ素子１個の電極パター
ンを示す図である。

【図４】本発明に係るトランスバーサル型ＳＡＷフィル
タ素子１個の電極パターンを示す図である。

【図５】本発明に係る他の実施例で、スクラブラインを
廃し、細線を切断の目印としたラダー型ＳＡＷフィルタ
素子１個の電極パターンを示す図である。

【図６】従来のラダー型ＳＡＷフィルタの構成を示す平
面図で、（ａ）はウェハの状態を示す図、（ｂ）はウェ
ハを拡大しラダー型ＳＡＷフィルタ素子１個の電極パタ
ーンを示す図である。

【図７】ウェハ状態で測定用プローブを用いて測定した
通過域特性（実線）と個片に切断し完成した場合の通過
域特性（破線）を示す図である。

【符号の説明】

３、４、５、６・・ＳＡＷ共振子 ７・・信号線 ８・・アース電極 ９・・スクラブライン １０・・細線 １０ａ・・ミアンダライン状細線 ＩＤＴ・・ＩＤＴ電極

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一つのＩＤＴ電極を有する弾性
   表面波（ＳＡＷ）デバイス素子を製造する方法に於い
   て、圧電基板上に前記ＳＡＷデバイス素子を構成する電
   極パターンと、前記ＳＡＷデバイス素子のＩＤＴ電極を
   構成する正負電極同士を接続するためのミアンダライン
   状の短絡パターンと、隣接するＳＡＷデバイス素子間の
   境界を示すスクライブラインパターンとを金属薄膜にて
   形成する工程と、前記ＳＡＷデバイス素子をスクライブ
   ラインパターンと非導通かつ前記切り分け工程にて断線
   するように配置されたものであることを特徴とする弾性
   表面波デバイスの製造方法。
2. 【請求項２】少なくとも一つのＩＤＴ電極を有する弾性
   表面波（ＳＡＷ）デバイス素子を製造する方法に於い
   て、圧電基板上に前記ＳＡＷデバイス素子を構成する電
   極パターンと、前記ＳＡＷデバイス素子のＩＤＴ電極を
   構成する正負電極同士を接続するためのミアンダライン
   状の短絡パターンとを形成する工程と、前記ＳＡＷデバ
   イス素子を個片に切り分ける工程とを有し、隣接するＳ
   ＡＷデバイス素子間の境界線上に前記短絡パターンの一
   部を配置したことを特徴とする弾性表面波デバイスの製
   造方法。