JP3760378B2 - 端面反射型表面波装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共振子や帯域フィルタとして用いられる弾性表面波装置に関し、特に、対向二端面ＳＨタイプの表面波を反射させる構造を備えた端面反射型表面波装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＢＧＳ波やラブ波などのＳＨ波を利用し、対向二端面間におけるＳＨ波の反射を利用した端面反射型表面波装置が種々提案されている。
【０００３】
端面反射型表面波装置では、対向二端面でＳＨ波が反射されるが、この場合、ＳＨ波以外の不要波が端面で反射されると、特性上に所望でないリップルが現れたり、ＧＤＴ（群遅延時間特性）の偏差が増大するという問題があった。
【０００４】
特開平４−８２３１５号公報には、端面反射型表面波装置において、不要スプリアスの原因となるバルク波を抑圧する構造が示されている。ここでは、反射端面として用いられる対向二端面に、圧電基板表面からＳＨ波のエネルギーの８０％が集中する圧電基板層以上の厚みの層を隔てられた高さ位置に、段差が設けられている。バルク波のエネルギーは圧電基板の厚みの全域に渡り、他方、ＳＨ波のエネルギーは圧電基板表面に近い層に集中している。従って、この先行技術では、上記ＳＨ波とバルク波のエネルギーの偏りの差を利用し、段差よりも圧電基板の表面側の圧電基板層においてＳＨ波の共振が有効に利用され、他方、段差よりも下方の圧電基板層ではバルク波共振の影響が遮断され、それによって、バルク波によるスプリアスの抑圧が果たされる。
【０００５】
また、この先行技術では、上記段差よりも下方の端面部分を粗面とすることにより、バルク波を乱反射して、バルク波の共振エネルギーを低減する旨も示されている。
【０００６】
もっとも、この先行技術では、上記段差よりも下方の端面部分を粗面にする必要は必ずしもない旨が示されている。
また、上記先行技術の第５図では、圧電基板の電極が形成されている面側に設けられた端面部から下方に二段の段差を隔てて第２，第３の端面部が形成されている構造が示されており、ここでは、各段差の下方において、第２，第３の端面部を適宜粗面としてもよい旨が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−８２３１５号公報に開示されているように、従来、端面反射型表面波装置において、端面におけるバルク波などの不要波の反射を抑制するために、端面を粗面とする方法が知られていた。しかしながら、端面が粗面となる条件で、圧電基板の対向二端面をブレードを用いて切断した場合、端面にクラックが生じたり、圧電基板の端面と裏面とのなす端縁部分のチッピングが生じやすいという問題があった。
【０００８】
すなわち、不要波の端面における反射による所望でないリップルやスプリアスを十分に抑圧でき、かつクラックやチッピング等が生じ難い端面反射型表面波装置を得ることは非常に困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、不要波の端面における反射に起因する特性の劣化が生じ難く、かつ圧電基板におけるクラックやチッピングが生じ難い、端面反射型表面波装置の製造方法、並びにこのような製造方法により提供される該端面反射型表面波装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、対向二端面を有する圧電基板と、前記圧電基板上に形成された少なくとも１つのＩＤＴとを備え、ＳＨタイプの表面波が対向二端面で反射される端面反射型表面波装置の製造方法であって、圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板の上面に、少なくとも１つのＩＤＴを形成する工程と、反射端面として機能する対向し合う二端面を形成するために、前記圧電基板の上面から、圧電基板の底面には至らないように第１のブレードを用いて圧電基板をハーフカットし、反射端面として機能する平滑な第１段の端面部を形成する第１のハーフカット工程と、前記第１のハーフカット工程後に、第１の端面部よりも表面波伝搬方向外側において、表面粗さＲａが０．００６λ以上である粗面により構成される第２の端面部を第１の端面部の下方に形成するように、第２のブレードを用いて前記圧電基板の底面には至らない深さまで圧電基板を切断し、粗面の第２の端面部を形成する第２のハーフカット工程と、前記第２の端面部よりも表面波伝搬方向外側において、前記圧電基板の下面に至る平滑な端面部が形成されるように、第３のブレードを用いて圧電基板を切断するフルカット工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
第１の発明の特定の局面では、前記第１のハーフカット工程、第２のハーフカット工程及びフルカット工程が、マザーの圧電ウエハーの状態で行われ、前記フルカット工程により、マザーの圧電体ウエハーが分割されて個々の弾性表面波装置が得られる。従って、圧電ウエハーから、本発明に従って、端面反射型表面波装置を効率よく量産することができる。
【００１２】
第１の発明においては、上記第２のハーフカット工程は、フルカット工程の前に行なわれてもよく、後に行なわれてもよい。
第１の発明の他の特定の局面では、第２のハーフカット工程で用いられる第２のブレードの厚みが、フルカット工程で用いられる第３のブレードの厚みよりも大きい。従って、マザーの圧電体ウエハーに、第２のブレードを用いて第２のハーフカット工程を実施することにより形成された溝内に、第２のブレードよりも厚みが小さい第３のブレードを用いてフルカットすることにより、第２の端面部よりも下方において、隣り合う端面反射型表面波装置間を確実に切断することができる。
【００１３】
第１の発明のさらに他の特定の局面では、第２のハーフカット工程において、第２のブレードの位置を表面波伝搬方向においてずらせて２度ハーフカットが行われ、前記フルカット工程においては、前記溝の中央において該溝の幅よりも薄い第３のブレードによりフルカットが行われる。この場合には、第２のハーフカット工程において第２のブレード厚みよりも大きな幅の溝が形成されるので、該溝の中央において、該溝の幅よりも薄い第３のブレードを用いて容易にフルカットすることができる。
【００１４】
第１の発明のさらに他の特定の局面では、第１のハーフカット工程後に、フルカット工程が行われ、しかる後第２のハーフカット工程が行われる。このように、第１の発明に係る製造方法では、フルカット工程は、第２のハーフカット工程の後に行われる必要は必ずしもない。第２のハーフカット工程の前にフルカット工程を行った場合であっても、第２のハーフカット工程において、確実に第２の端面部を粗面とするように第２のハーフカットを行うことができる。なお、この場合、第２のハーフカットでは、第１の端面部の下方に連なる第２の端面部を、フルカット工程により形成された最終段の端面部よりも上方に形成することになる。
【００１５】
第１の発明のさらに別の特定の局面では、前記マザーの圧電体ウエハーから個々の弾性表面波装置を切り出すために、前記反射端面と直交する方向にマザーの圧電体ウエハーをフルカットする第２のフルカット工程をさらに備え、前記第２のフルカット工程が、前記第１のハーフカット工程、第２のハーフカット工程及びフルカット工程よりも先に行われる。この場合には、第２のフルカット工程により、個々の弾性表面波装置が対向二端面側で連なった形状となるように切断され、しかる後、本発明に従って第１のハーフカット工程、第２のハーフカット工程及びフルカット工程が行われる。従って、該短冊状の圧電体ウエハー部分において第１，第２ハーフカット工程及びフルカット工程を実施することが望ましい。これは、ダイサーへの圧電体ウエハーの取付け及び取り外しの際に加わる圧力の影響を小さくし得るためである。
【００１６】
また、上記第２のフルカット工程は、第１のハーフカット工程と、第２のハーフカット工程との間に行われてもよい。この場合においても、該短冊状の圧電体ウエハー部分において第１，第２ハーフカット工程及びフルカット工程を実施することが望ましい。これは、ダイサーへの圧電体ウエハーの取付け及び取り外しの際に加わる圧力の影響を小さくし得るためである。
【００１７】
第１の発明によれば、本発明に従って、平滑な第１，第２の端面部及び最終段の端面部を有し、第２の端面部が粗面である端面反射型表面波装置が得られる。
本願の第２の発明は、対向二端面を有する圧電基板と、前記圧電基板上に形成された少なくとも１つのＩＤＴと、前記対向二端面が反射端面とされている端面反射型の表面波装置であって、前記圧電基板の上面から下面に至らない位置に形成されており、反射端面として機能する平滑な第１の端面部と、前記第１の端面部よりも表面波伝搬方向外側に配置されており、圧電基板の下面から上方に延びる平滑な最終段の端面部と、前記第１の端面部と最終段の端面部との間に配置されており、ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定されている表面粗さＲａを表面波の波長λで規格化した値が０．００６λ以上である第２の端面部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
第２の発明に係る端面反射型表面波装置では、対向二端面が、それぞれ、平滑な第１の端面部及び最終段の端面部と、第１の端面部と最終段の端面部との間に配置された、表面粗さＲａが０．００６λ以上である粗面の第２の端面部とが備えられているので、該第２の端面部において不要波の所望でない反射が効果的に抑制される。従って、第１の端面部が反射端面として機能し、ＳＨ波が良好に反射されるが、不要波の対向二端面における反射に起因する特性の劣化を確実に抑制することができる。
【００１９】
第２の発明の端面反射型表面波装置の特定の局面では、前記第１の端面部の深さ方向寸法をｄ１としたとき、１．８λ≦ｄ１≦３．５λであり、この場合には、後述の実施例から明らかなように、不要波に基づく反射を効果的に抑圧することができる。
【００２０】
また、第２の発明に係る端面反射型表面波装置の別の特定の局面では、前記第２の端面部の深さ方向寸法をｄ２としたとき、ｄ２≧０．５λであり、この場合においても、対向二端面における不要波の反射に基づく特性の劣化をより効果的に抑制することができる。
【００２１】
第３の発明に係る端面反射型表面波装置は、対向二端面を有する圧電基板と、前記圧電基板上に形成された少なくとも１つのＩＤＴと、前記対向二端面が反射端面とされている端面反射型の弾性表面波装置であって、前記圧電基板の上面から下面に至らない位置に形成されており、前記反射端面として機能する平滑な第１の端面部と、前記第１の端面部よりも表面波伝搬方向外側に配置されており、圧電基板の下面から上方に延びる平滑な最終段の端面部と、前記第１の端面部と最終段の端面部との間に配置されており、表面粗さＲａが０．００６λ以上である粗面からなる第２の端面部とを備え、前記第１の端面部の深さ方向寸法をｄ１としたとき、１．８λ≦ｄ１≦３．５λの範囲とされていることを特徴とする。
【００２２】
第４の発明に係る端面反射型表面波装置は、対向二端面を有する圧電基板と、前記圧電基板上に形成された少なくとも１つのＩＤＴと、前記対向二端面が反射端面とされている端面反射型の弾性表面波装置であって、前記圧電基板の上面から下面に至らない位置に形成されており、前記反射端面として機能する平滑な第１の端面部と、前記第１の端面部よりも表面波伝搬方向外側に配置されており、圧電基板の下面から上方に延びる平滑な最終段の端面部と、前記第１の端面部と最終段の端面部との間に配置されており、表面粗さＲａが０．００６λ以上である粗面からなる第２の端面部とを備え、前記第２の端面部の深さ方向寸法をｄ２としたとき、ｄ２≧０．５λとされていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２４】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施例に係る端面反射型表面波装置の製造方法により得られる端面反射型表面波装置の平面図及び（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う部分拡大正面断面図である。
【００２５】
端面反射型表面波装置１は、圧電基板２を有する。圧電基板２は、矩形板状の形状で、対向し合う端面２ａ，２ｂを有する。
圧電基板２は、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3、水晶などの圧電単結晶、あるいは、チタン酸ジルコン酸鉛セラミックスのような圧電セラミックスにより構成されている。圧電基板２の上面には、ＩＤＴ３，４が形成されている。ＩＤＴ３，４は、互いに間挿し合う複数本の電極指を有する。ＩＤＴ３，４は表面波伝搬方向に隔てられており、本実施例では、ＩＤＴ３，４の電極指の延びる方向と直交する方向に表面波としてのＳＨ波が伝搬する。従って、ＳＨ波は、端面２ａ，２ｂで反射される。
【００２６】
本実施例では、対向二端面２ａ，２ｂ間でＳＨ波が反射される、縦結合共振子型弾性表面波フィルタが構成される。
本実施例の端面反射型表面波装置の特徴は、端面２ａ，２ｂの構造にある。図１（ｂ）に示すように、端面２ａでは、圧電基板２の上面２ｃから下方に延びる平滑な第１の端面部２ａ1と、第１の端面部２ａ1の下方において段差５ａを隔てて下方に延びるように配置された第２の端面部２ａ2と、第２の端面部２ａ2の下方に、段差５ｂを隔てて形成された第３の端面部２ａ3とを有する。第３の端面部２ａ3は平滑な端面部とされており、第２の端面部２ａ2は、粗面とされている。より具体的には、第２の端面部２ａ2は、ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定されている表面粗さＲａが０．００６λ以上とされており、それによって、後述の実施例から明らかなように不要波の反射に起因する特性の影響を効果的に抑制することができる。
【００２７】
このように、中間に位置する第２の端面部２ａ2を上記特定の範囲の表面粗さの粗面とすることにより、不要波の反射に起因する特性の劣化を抑制し得ることを、具体的な実験例に基づいて説明する。
【００２８】
上記実施例の端面反射型表面波装置１として、１．５×２．５×厚み０．４（ｍｍ）の圧電基板上にＩＤＴ３，４を形成し、第１の端面部２ａ1の深さ方向寸法ｄ１を３λ、第２の端面部２ａ2の深さ方向寸法を３λとし、第２の端面部２ａ2の表面粗さＲａを種々変化させた場合の特性の変化を調べた。結果を図２に示す。なお、他方の端面２ｂにおいても、端面２ａ側と同様に第１，第２の端面部２ｂ1，２ｂ2及び第３の端面部２ｂ3を構成した。
【００２９】
図２の横軸は、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の表面粗さを示し、縦軸は得られた表面波装置における帯域内のＧＤＴの偏差を示す。
図２から明らかなように、第２の端面部の表面粗さＲａが０．００６λ以上になれば、帯域内におけるＧＤＴの偏差が非常に小さくなることがわかる。
【００３０】
従って、第２の端面部端面部２ａ2，２ｂ2の表面粗さＲａを０．００６λ以上とすることにより、良好な特性を有する端面反射型表面波装置１の得られることがわかる。
【００３１】
次に、上記実験例と同様の圧電基板を用い、但し第１の端面部２ａ1，２ｂ1の深さ方向寸法ｄ１を種々変化させ、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の深さ方向寸法を３λとした種々の端面反射型表面波装置を作製し、挿入損失及び帯域内ＧＤＴ偏差を測定した。結果を図３及び図４に示す。図３及び図４から明らかなように、第１の端面部の深さ方向寸法ｄ１が、１．８λ未満の場合には、挿入損失が大きくなることがわかる。従って、挿入損失の低減を図るには、ｄ１が１．８λ以上であることが望ましい。
【００３２】
また、図４から明らかなように、ｄ１が１．８λ〜３．５λの範囲では、帯域内ＧＤＴ偏差が２００ｎ秒以下であることがわかる。従って、好ましくは、１．８λ≦ｄ１≦３．５λとすれば、低損失であり、かつＧＤＴ偏差の少ない良好なフィルタ特性を得られることがわかる。
【００３３】
次に、第１の端面部２ａ1，２ｂ1の寸法を、３λとし、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の深さ方向寸法ｄ２を変化させた場合の帯域内ＧＤＴ特性の偏差を調べた。結果を図５に示す。
【００３４】
図５から明らかなように、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の深さ方向寸法ｄ２が０．５λ未満では、帯域内ＧＤＴ偏差が大きくなることがわかる。従って、ｄ２を０．５λ以上とすることにより、帯域内ＧＤＴ偏差を小さくし得ることがわかる。よって、本発明に係る端面反射型表面波装置では、まず、図２の結果から明らかなように、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の表面粗さＲａを０．００６λ以上とすることにより、帯域内ＧＤＴ偏差を小さくすることができる。
【００３５】
また、第２の端面２ａ2が粗面である場合、第１の端面部２ａ1，２ｂ1の深さｄ１を、１．８λ〜３．５λの範囲とすることにより、低損失化及びＧＤＴ偏差の低減を果たし得ることがわかる。この場合、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の表面粗さＲａは、必ずしも０．００６λ以上でなくともよいことが本願発明者により実験的に確かめられている。
【００３６】
また、端面反射型表面波装置１では、好ましくは、第２の端面２ａ2，２ｂ2の深さ方向寸法ｄ２は、図５から明らかなように、０．５λ以上とされ、それによって帯域内ＧＤＴ偏差の低減が果たされる。この場合、本願発明者により第２の２ａ2，２ｂ2の表面粗さＲａは、必ずしも０．００６λ以上でなくとも、帯域内ＧＤＴ偏差を低減し得ることが確かめられている。
【００３７】
次に、端面反射型表面波装置１の製造方法を、図６〜図１０を参照して説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の第１の例を示す各部分切欠断面図である。
【００３８】
第１の方法では、マザーの圧電体ウエハー１１上に複数の端面反射型表面波装置１を構成するためのＩＤＴ３，４をマトリックス状に形成する。図６（ａ）では、隣り合う端面反射型表面波装置１，１の該隣り合っている部分が模式的に示されている。−点鎖線Ｚは、隣り合う端面反射型表面波装置１，１間の境界を示す。
【００３９】
上記圧電体ウエハー１１の上面において、まず、第１のブレード２１，２１（想像線で示す）を用いて、圧電体ウエハー１１をハーフカットする（図６（ａ））。この第１のハーフカット工程においては、隣り合う端面反射型表面波装置１，１の反射端面を形成するために、すなわち第１の端面部を形成するために、上記ハーフカットが行われる。その結果図６（ｂ）に示すように、第１の溝１１ａ，１１ｂが形成される。この第１の溝１１ａ，１１ｂの一方の側面が、前述した第１の端面部２ａ1，２ｂ1を構成することになる。従って、第１のブレード２１を用いた第１のハーフカット工程では、溝１１ａ，１１ｂの側面が平滑になるような条件でハーフカットが行われる。
【００４０】
また、当然のことながら、第１のハーフカット工程においては、ブレード２１による切断は、圧電体ウエハー１１の下面には至らないように行われる。
次に、図６（ｂ）に想像線で示されている第２のブレード２２を用いて、第２のハーフカット工程が行われる。この第２のハーフカット工程では、ブレード２２により、第２の溝１１ｃが形成される。第２の溝１１ｃは、粗面の第２の端面部２ａ2，２ｂ2を形成するために行われる。従って、第２のブレード２２による第２のハーフカット工程は、溝１１ｃの底面及び側面が粗面となるような条件で行われる。また、第２の端面部２ａ2，２ｂ2を形成するために、第２のブレード２２の厚みは、前述した第１の溝１１ａ，１１ｂ間の圧電体ウエハー部分１１ｄよりも厚くされている。
【００４１】
上記のようにして、第２の溝１１ｃが形成され、第２の端面部２ａ2，２ｂ2が形成される。
しかる後、第２の溝１１ｃの幅方向寸法よりも厚みの薄い第３のブレード２３を用いてフルカット工程が行われる。このフルカット工程では、第２の溝１１ｃ内において、隣り合う端面反射型表面波装置１，１が分断されるように、切断が行われる。そして、この切断により、平滑な第３の端面部２ａ3，２ｂ3が形成される。
【００４２】
この製造方法では、第１の溝１１ａ，１１ｂを形成する第１のハーフカット工程及び最後のフルカット工程では、切り出された面が平滑な面となるように、ハーフカット及び切断が行われる。このような平滑な面は、例えば、第１，第３のブレード２１，２３として砥粒が細かいブレードを用いることにより容易に形成され得る。また、第２の端面部２ａ2，２ｂ2を形成するための第２のブレード２２としては、粗面を形成するために砥粒の粗いブレードを用いればよい。
【００４３】
ハーフカット加工では、フルカットに比べて、同一のブレード及び同一加工速度を採用したとしても、圧電体ウエハーにおけるクラックやチッピングが生じ難い。従って、クラックやウエハーの割れが起こらない範囲で、確実に粗面の第２の端面部２ａ2，２ｂ2を形成することができる。そして、このような粗面の第２の端面部２ａ2，２ｂ2を形成した後に、個々の弾性表面波装置１，１間を分離ずるフルカット工程が行われる。このフルカット工程では、切り出された面を粗面とする必要がないため、チッピングやウエハーの欠けが生じ難い。よって、上述したように、特性が良好な端面反射型表面波装置１を圧電体ウエハー１から製造するにあたり、チッピングやウエハーの割れを確実に抑制することができる。
【００４４】
図７（ａ）〜（ｅ）は、本発明の製造方法の実施例としての第２の方法を説明するための各部分切欠断面図である。
第２の方法では、まず、圧電体ウエハー１１において、第１の方法と同様に、第１のブレード２１を用いて、第１の溝１１ａ，１１ｂが形成される。（図７（ａ），（ｂ）参照）。
【００４５】
次に、図７（ｂ）に示されているように、第２のブレード２２Ａを用いて、第２のハーフカット工程が行われる。この方法では、図７（ｂ），（ｃ）に示すように、同一の第２のブレード２２Ａを用いて、但しハーフカット位置をずらせて２度ハーフカットが行われる。この場合、２度のハーフカットにより、図７（ｄ）に示されている第２の溝１１ｃが形成されるように、第２のブレード２２Ａの位置がずらされて２度のハーフカットが行われる。図７（ｄ）では、第２の溝１１ｃとして、ブレード２２Ａの厚みよりも幅方向寸法が大きい１つの溝１１ｃが形成されていたが、第２のブレード２２Ａの厚みと等しい幅の第２の溝が独立に形成されていてもよい。
【００４６】
次に、第２の溝１１ｃの中央において、第２の溝１１ｃの幅方向寸法よりも狭い幅の第３のブレード２３を用いてフルカット工程が行われる。この場合においても、第２の溝１１ｃを形成するための第２のハーフカット工程において、切り出される面が粗面となるような条件を採用することにより、図６を参照して説明した第１の製造方法の場合と同様に、チッピングや割れを生じさせることなく、第２の端面部２ａ2，２ｂ2を形成することができる。
【００４７】
なお、前述したように、第２の溝１１ｃを第２のハーフカット工程において２本形成した場合には、第３のブレード２３として、２本の第２の溝間の間隔よりも厚く、但し、第１の溝１１ａ，１１ｂの第１の端面部２ａ1，２ｂ1を構成している側面間の距離よりも薄いブレードを用いればよい。
【００４８】
第２の製造方法では、第２，第３のブレード２２Ａ，２３として、同じブレードを用いることができる。すなわち、粗面を形成するための第２のブレード２２Ａによるハーフカットに際し、加工速度を速くし、ブレードの回転数を小さくすればよい。さらに、フルカット工程においては、平滑な面を得るために、加工速度を遅く、かつブレードの回転数を大きくすればよい。従って、第２の製造方法では、第２，第３のブレードとして同じブレードを用いることにより、ブレードの交換作業を軽減することができる。
【００４９】
図８（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の実施例としての第３の製造方法を説明するための各部分切欠断面図である。
第３の製造方法では、図８（ａ）に示すように、第１の製造方法と同様に、まず第１のハーフカット工程が行われ、図８（ｂ）に示す第１の溝１１ａ，１１ｂが形成される。しかる後、図８（ｂ）において想像線で示されている第３のブレード２３を用いて、フルカット工程が行われる。すなわち、圧電体ウエハー１１の下面に至るように、第３のブレード２３を用いた切断が行われる。この切断では、切り出された面は平滑面となるため、粗面を形成する場合に比べ、チッピングやウエハーの欠けは生じ難い。
【００５０】
上記のようにして、フルカット工程を行った後に、図８（ｃ）に示すように、第２のブレード２２を用いて第２のハーフカット工程が行われる。なお、図８（ｃ）では、隣り合う端面反射型表面波装置１，１が分断されているが、図８（ａ）〜（ｄ）で示す一連の工程では、圧電体ウエハー１１は、図示しない切断ステージ上に粘着テープなどにより仮固定されている。従って、図８（ｃ）において隣り合う端面反射型表面波装置１，１は分離されているが、両者の間隔がずれることはない。よって、次に行われる第２のハーフカット工程を安定にかつ確実に行うことができる。
【００５１】
図８（ｃ）に想像線で示す第２のブレード２２を用いて、第２のハーフカット工程が行われる。この場合、第２のブレード２２の厚みは、上記フルカット工程により形成された隙間１１ｅの幅方向寸法よりも大きく、第１，第２の端面部２ａ1，２ｂ1間の距離よりも小さな厚みのブレードが用いられる。このようにして、第２のハーフカット工程が行われ、第２の端面部２ａ2，２ｂ2が形成され、かつ前述したフルカット工程により切り出された面のうち、第２の端面部２ａ2，２ｂ2よりも下方部分が第３の端面部２ａ3，２ｂ3を構成する。
【００５２】
第３の製造方法においても、第２のハーフカット工程において、切り出された面が粗面となる条件で第２のハーフカット工程を行うことにより、第１，第２の製造方法と同様に、粗面の第２の端面部２ａ2，２ｂ2を容易に形成することができる。また、フルカットに際して粗面を形成するものではないため、第２のハーフカット工程において、チッピングやウエハーの欠けも生じ難い。
【００５３】
また、第３の製造方法では、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の形成前にフルカット工程が行われるので、第１，第２の製造方法に比べて、第２のハーフカット工程中やハーフカット後のウエハーの取り外しの際のハーフカット溝に沿う割れを抑制することができる。
【００５４】
なお、上述した第１〜第３の製造方法では、隣り合う端面反射型表面波装置１，１間において、各端面反射型表面波装置１の反射端面側を分断する工程につき説明したが、圧電体ウエハーでは、前述したように、個々の弾性表面波装置用のＩＤＴ３，４がマトリックス状に形成されている。すなわち、図１０に示すように、圧電体ウエハー１１は、最終的に、破線Ｘ，Ｙで切断され、個々の端面反射型表面波装置１が得られる。上述した第１〜第３の製造方法は、この破線Ｘに相当する部分での切断方法である。これに対して、対向二端面とは直交する方向の側面２ｄ，２ｅ側の切断は、上記破線Ｙに沿って行われる。すなわち、図１１の破線Ｙに沿って圧電体ウエハー１１がフルカットされる。このフルカット工程を第２のフルカット工程とする。
【００５５】
第２のフルカット工程は、第１，第２のハーフカット工程及びフルカット工程を終了した後に行われてもよい。
さらに、第２のフルカット工程は、反射端面側の三段の階段状構造を形成した後に行う必要は必ずしもない。すなわち、特に、第２のハーフカット工程後には、第１，第２の溝が形成されて圧電体ウエハーが割れやすくなる。従って、第２のフルカット工程は、第１のハーフカット工程と第２のハーフカット工程との間で行われることが望ましく、その場合には、第２のフルカット工程による圧電体ウエハーの割れや欠けを確実に抑制することができる。
【００５６】
もっとも、第１，第２のハーフカット工程後、特に第２のハーフカット工程後の圧電体ウエハーは、複数の溝を有するため、非常に割れやすい。従って、最も好ましくは、第２のフルカット工程を先に実施した後、本発明に従って第１，第２のハーフカット工程及びフルカット工程を、行うことが望ましい。すなわち、第２のフルカット工程により、反射端面と直交する方向に複数の端面反射型表面波装置が連結された短冊状の圧電体ウエハー部分を得、該短冊状の圧電体ウエハー部分において第１，第２ハーフカット工程及びフルカット工程を実施することが望ましい。これは、ダイサーへの圧電体ウエハーの取付け及び取り外しの際に加わる圧力の影響を小さくし得るためである。
【００５７】
なお、本発明では、第１の端面部及び第２の端面部と最終段の端面部が形成されておればよく、第１の端面部と最終段の端面部との間に、複数段の第２の端面部が形成されていてもよい。この場合、複数段の第２の端面部を形成するために、第２のハーフカット工程を複数回実施すればよい。
【００５８】
また、本発明は、上述した縦結合共振子型の端面反射型表面波装置に限らず、端面反射型表面波共振子や他の構造の端面反射型表面波フィルタなど、端面反射型表面波装置一般に適応し得るものである。
【００５９】
また、図６から図８に示した製造方法では、第２の端面部２ａ2，２ｂ2は、圧電体ウエハーの上面と直交する方向に延ばされていたが、第２の端面部２ａ2，２ｂ2は傾斜面とされていてもよい。すなわち、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、第１の製造方法と同様に、第１のハーフカット工程を行った後に、先端に行く程厚みが薄くなるブレード２２Ｂを用いて第２のハーフカット工程を行ない、第２の端面部２ａ2，２ｂ2を傾斜面として形成してもよい。このように、本発明に係る端面反射型表面波装置における粗面からなる第２の端面部２ａ2，２ｂ2は圧電基板の上面と直交する方向以外に延びる傾斜面であってもよい。
【００６０】
【発明の効果】
第１の発明に係る端面反射型表面波装置の製造方法では、第１のハーフカット工程により、平滑な反射端面として機能する第１の端面部が形成される。第１のハーフカット工程よりも後に、第２のハーフカット工程が行われて、粗面の第２の端面部が形成されるが、ハーフカットにより粗面を形成するため、フルカットに際して粗面を形成する場合に比べて、圧電基板のチッピングやクラックの発生を確実に抑制することができる。
【００６１】
従って、第１の発明によれば、第２の端面部が粗面とされているため、不要波の反射による特性の劣化が抑制され、良好な特性を有する端面反射型表面波装置を、圧電基板のチッピングやクラックを生じさせることなく確実に提供することが可能となる。
【００６２】
第２の発明によれば、第１の端面部と最終段の端面部との間に、表面粗さＲａが０．００６λ以上である第２の端面部が形成されるので、群遅延時間特性の偏差が少ない、良好な特性を有する端面反射型表面波装置を提供することができる。
【００６３】
第３の発明に係る端面反射型表面波装置では、第１の端面部と、粗面である第２の端面部と、最終段の端面部とを有し、第１の端面部の深さ方向寸法ｄ１が、１．８λ〜３．８λの範囲とされているので、群遅延時間特性の偏差が少なく、良好な特性を有する端面反射型表面波装置を提供することができる。
【００６４】
第４の発明では、第１の端面部と最終段の端面部との間に配置されている粗面の第２の端面部の深さ方向寸法ｄ２が０．５λ以上とされているので、群遅延時間特性の偏差が少ない、良好な特性を有する端面反射型表面波装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施例に係る端面反射型表面波装置の平面図及び（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う部分切欠正面断面図。
【図２】第２の端面部の表面粗さＲａと、帯域内ＧＤＴ偏差との関係を示す図。
【図３】第１の端面部の深さ方向寸法ｄ１と、挿入損失との関係を示す図。
【図４】第１の端面部の深さ方向寸法ｄ１と、帯域内ＧＤＴ偏差との関係を示す図。
【図５】第２の端面部の深さ方向寸法ｄ２と、帯域内ＧＤＴ偏差との関係を示す図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の実施例としての第１の製造方法を説明するための各部分切欠断面図。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の製造方法の実施例としての第２の製造方法を説明するための各部分切欠断面図。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の実施例としての第３の製造方法を説明するための各部分切欠断面図。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の実施例としての第４の製造方法を説明するための各部分切欠断面図。
【図１０】圧電体ウエハーから端面反射型表面波装置を切り出す工程を説明するための略図的平面図。
【符号の説明】
１…端面反射型表面波装置
２…圧電基板
２ａ，２ｂ…端面
２ａ1，２ｂ1…第１の端面部
２ａ2，２ｂ2…第２の端面部
２ａ3，２ｂ3…第３の端面部
２ｃ…上面
２ｄ，２ｅ…側面
３，４…ＩＤＴ
５ａ，５ｂ…段差
１１…圧電体ウエハー
１１ａ，１１ｂ…第１の溝
１１ｃ…第２の溝
２１…第１のブレード
２２…第２のブレード
２２Ａ…第２のブレード
２２Ｂ…第２のブレード
２３…第３のブレード
【発明の属する技術分野】
本発明は、共振子や帯域フィルタとして用いられる弾性表面波装置に関し、特に、対向二端面ＳＨタイプの表面波を反射させる構造を備えた端面反射型表面波装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＢＧＳ波やラブ波などのＳＨ波を利用し、対向二端面間におけるＳＨ波の反射を利用した端面反射型表面波装置が種々提案されている。
【０００３】
端面反射型表面波装置では、対向二端面でＳＨ波が反射されるが、この場合、ＳＨ波以外の不要波が端面で反射されると、特性上に所望でないリップルが現れたり、ＧＤＴ（群遅延時間特性）の偏差が増大するという問題があった。
【０００４】
特開平４−８２３１５号公報には、端面反射型表面波装置において、不要スプリアスの原因となるバルク波を抑圧する構造が示されている。ここでは、反射端面として用いられる対向二端面に、圧電基板表面からＳＨ波のエネルギーの８０％が集中する圧電基板層以上の厚みの層を隔てられた高さ位置に、段差が設けられている。バルク波のエネルギーは圧電基板の厚みの全域に渡り、他方、ＳＨ波のエネルギーは圧電基板表面に近い層に集中している。従って、この先行技術では、上記ＳＨ波とバルク波のエネルギーの偏りの差を利用し、段差よりも圧電基板の表面側の圧電基板層においてＳＨ波の共振が有効に利用され、他方、段差よりも下方の圧電基板層ではバルク波共振の影響が遮断され、それによって、バルク波によるスプリアスの抑圧が果たされる。
【０００５】
また、この先行技術では、上記段差よりも下方の端面部分を粗面とすることにより、バルク波を乱反射して、バルク波の共振エネルギーを低減する旨も示されている。
【０００６】
もっとも、この先行技術では、上記段差よりも下方の端面部分を粗面にする必要は必ずしもない旨が示されている。
また、上記先行技術の第５図では、圧電基板の電極が形成されている面側に設けられた端面部から下方に二段の段差を隔てて第２，第３の端面部が形成されている構造が示されており、ここでは、各段差の下方において、第２，第３の端面部を適宜粗面としてもよい旨が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−８２３１５号公報に開示されているように、従来、端面反射型表面波装置において、端面におけるバルク波などの不要波の反射を抑制するために、端面を粗面とする方法が知られていた。しかしながら、端面が粗面となる条件で、圧電基板の対向二端面をブレードを用いて切断した場合、端面にクラックが生じたり、圧電基板の端面と裏面とのなす端縁部分のチッピングが生じやすいという問題があった。
【０００８】
すなわち、不要波の端面における反射による所望でないリップルやスプリアスを十分に抑圧でき、かつクラックやチッピング等が生じ難い端面反射型表面波装置を得ることは非常に困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、不要波の端面における反射に起因する特性の劣化が生じ難く、かつ圧電基板におけるクラックやチッピングが生じ難い、端面反射型表面波装置の製造方法、並びにこのような製造方法により提供される該端面反射型表面波装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、対向二端面を有する圧電基板と、前記圧電基板上に形成された少なくとも１つのＩＤＴとを備え、ＳＨタイプの表面波が対向二端面で反射される端面反射型表面波装置の製造方法であって、圧電基板を用意する工程と、前記圧電基板の上面に、少なくとも１つのＩＤＴを形成する工程と、反射端面として機能する対向し合う二端面を形成するために、前記圧電基板の上面から、圧電基板の底面には至らないように第１のブレードを用いて圧電基板をハーフカットし、反射端面として機能する平滑な第１段の端面部を形成する第１のハーフカット工程と、前記第１のハーフカット工程後に、第１の端面部よりも表面波伝搬方向外側において、表面粗さＲａが０．００６λ以上である粗面により構成される第２の端面部を第１の端面部の下方に形成するように、第２のブレードを用いて前記圧電基板の底面には至らない深さまで圧電基板を切断し、粗面の第２の端面部を形成する第２のハーフカット工程と、前記第２の端面部よりも表面波伝搬方向外側において、前記圧電基板の下面に至る平滑な端面部が形成されるように、第３のブレードを用いて圧電基板を切断するフルカット工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
第１の発明の特定の局面では、前記第１のハーフカット工程、第２のハーフカット工程及びフルカット工程が、マザーの圧電ウエハーの状態で行われ、前記フルカット工程により、マザーの圧電体ウエハーが分割されて個々の弾性表面波装置が得られる。従って、圧電ウエハーから、本発明に従って、端面反射型表面波装置を効率よく量産することができる。
【００１２】
第１の発明においては、上記第２のハーフカット工程は、フルカット工程の前に行なわれてもよく、後に行なわれてもよい。
第１の発明の他の特定の局面では、第２のハーフカット工程で用いられる第２のブレードの厚みが、フルカット工程で用いられる第３のブレードの厚みよりも大きい。従って、マザーの圧電体ウエハーに、第２のブレードを用いて第２のハーフカット工程を実施することにより形成された溝内に、第２のブレードよりも厚みが小さい第３のブレードを用いてフルカットすることにより、第２の端面部よりも下方において、隣り合う端面反射型表面波装置間を確実に切断することができる。
【００１３】
第１の発明のさらに他の特定の局面では、第２のハーフカット工程において、第２のブレードの位置を表面波伝搬方向においてずらせて２度ハーフカットが行われ、前記フルカット工程においては、前記溝の中央において該溝の幅よりも薄い第３のブレードによりフルカットが行われる。この場合には、第２のハーフカット工程において第２のブレード厚みよりも大きな幅の溝が形成されるので、該溝の中央において、該溝の幅よりも薄い第３のブレードを用いて容易にフルカットすることができる。
【００１４】
第１の発明のさらに他の特定の局面では、第１のハーフカット工程後に、フルカット工程が行われ、しかる後第２のハーフカット工程が行われる。このように、第１の発明に係る製造方法では、フルカット工程は、第２のハーフカット工程の後に行われる必要は必ずしもない。第２のハーフカット工程の前にフルカット工程を行った場合であっても、第２のハーフカット工程において、確実に第２の端面部を粗面とするように第２のハーフカットを行うことができる。なお、この場合、第２のハーフカットでは、第１の端面部の下方に連なる第２の端面部を、フルカット工程により形成された最終段の端面部よりも上方に形成することになる。
【００１５】
第１の発明のさらに別の特定の局面では、前記マザーの圧電体ウエハーから個々の弾性表面波装置を切り出すために、前記反射端面と直交する方向にマザーの圧電体ウエハーをフルカットする第２のフルカット工程をさらに備え、前記第２のフルカット工程が、前記第１のハーフカット工程、第２のハーフカット工程及びフルカット工程よりも先に行われる。この場合には、第２のフルカット工程により、個々の弾性表面波装置が対向二端面側で連なった形状となるように切断され、しかる後、本発明に従って第１のハーフカット工程、第２のハーフカット工程及びフルカット工程が行われる。従って、該短冊状の圧電体ウエハー部分において第１，第２ハーフカット工程及びフルカット工程を実施することが望ましい。これは、ダイサーへの圧電体ウエハーの取付け及び取り外しの際に加わる圧力の影響を小さくし得るためである。
【００１６】
また、上記第２のフルカット工程は、第１のハーフカット工程と、第２のハーフカット工程との間に行われてもよい。この場合においても、該短冊状の圧電体ウエハー部分において第１，第２ハーフカット工程及びフルカット工程を実施することが望ましい。これは、ダイサーへの圧電体ウエハーの取付け及び取り外しの際に加わる圧力の影響を小さくし得るためである。
【００１７】
第１の発明によれば、本発明に従って、平滑な第１，第２の端面部及び最終段の端面部を有し、第２の端面部が粗面である端面反射型表面波装置が得られる。
本願の第２の発明は、対向二端面を有する圧電基板と、前記圧電基板上に形成された少なくとも１つのＩＤＴと、前記対向二端面が反射端面とされている端面反射型の表面波装置であって、前記圧電基板の上面から下面に至らない位置に形成されており、反射端面として機能する平滑な第１の端面部と、前記第１の端面部よりも表面波伝搬方向外側に配置されており、圧電基板の下面から上方に延びる平滑な最終段の端面部と、前記第１の端面部と最終段の端面部との間に配置されており、ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定されている表面粗さＲａを表面波の波長λで規格化した値が０．００６λ以上である第２の端面部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
第２の発明に係る端面反射型表面波装置では、対向二端面が、それぞれ、平滑な第１の端面部及び最終段の端面部と、第１の端面部と最終段の端面部との間に配置された、表面粗さＲａが０．００６λ以上である粗面の第２の端面部とが備えられているので、該第２の端面部において不要波の所望でない反射が効果的に抑制される。従って、第１の端面部が反射端面として機能し、ＳＨ波が良好に反射されるが、不要波の対向二端面における反射に起因する特性の劣化を確実に抑制することができる。
【００１９】
第２の発明の端面反射型表面波装置の特定の局面では、前記第１の端面部の深さ方向寸法をｄ１としたとき、１．８λ≦ｄ１≦３．５λであり、この場合には、後述の実施例から明らかなように、不要波に基づく反射を効果的に抑圧することができる。
【００２０】
また、第２の発明に係る端面反射型表面波装置の別の特定の局面では、前記第２の端面部の深さ方向寸法をｄ２としたとき、ｄ２≧０．５λであり、この場合においても、対向二端面における不要波の反射に基づく特性の劣化をより効果的に抑制することができる。
【００２１】
第３の発明に係る端面反射型表面波装置は、対向二端面を有する圧電基板と、前記圧電基板上に形成された少なくとも１つのＩＤＴと、前記対向二端面が反射端面とされている端面反射型の弾性表面波装置であって、前記圧電基板の上面から下面に至らない位置に形成されており、前記反射端面として機能する平滑な第１の端面部と、前記第１の端面部よりも表面波伝搬方向外側に配置されており、圧電基板の下面から上方に延びる平滑な最終段の端面部と、前記第１の端面部と最終段の端面部との間に配置されており、表面粗さＲａが０．００６λ以上である粗面からなる第２の端面部とを備え、前記第１の端面部の深さ方向寸法をｄ１としたとき、１．８λ≦ｄ１≦３．５λの範囲とされていることを特徴とする。
【００２２】
第４の発明に係る端面反射型表面波装置は、対向二端面を有する圧電基板と、前記圧電基板上に形成された少なくとも１つのＩＤＴと、前記対向二端面が反射端面とされている端面反射型の弾性表面波装置であって、前記圧電基板の上面から下面に至らない位置に形成されており、前記反射端面として機能する平滑な第１の端面部と、前記第１の端面部よりも表面波伝搬方向外側に配置されており、圧電基板の下面から上方に延びる平滑な最終段の端面部と、前記第１の端面部と最終段の端面部との間に配置されており、表面粗さＲａが０．００６λ以上である粗面からなる第２の端面部とを備え、前記第２の端面部の深さ方向寸法をｄ２としたとき、ｄ２≧０．５λとされていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２４】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施例に係る端面反射型表面波装置の製造方法により得られる端面反射型表面波装置の平面図及び（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う部分拡大正面断面図である。
【００２５】
端面反射型表面波装置１は、圧電基板２を有する。圧電基板２は、矩形板状の形状で、対向し合う端面２ａ，２ｂを有する。
圧電基板２は、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3、水晶などの圧電単結晶、あるいは、チタン酸ジルコン酸鉛セラミックスのような圧電セラミックスにより構成されている。圧電基板２の上面には、ＩＤＴ３，４が形成されている。ＩＤＴ３，４は、互いに間挿し合う複数本の電極指を有する。ＩＤＴ３，４は表面波伝搬方向に隔てられており、本実施例では、ＩＤＴ３，４の電極指の延びる方向と直交する方向に表面波としてのＳＨ波が伝搬する。従って、ＳＨ波は、端面２ａ，２ｂで反射される。
【００２６】
本実施例では、対向二端面２ａ，２ｂ間でＳＨ波が反射される、縦結合共振子型弾性表面波フィルタが構成される。
本実施例の端面反射型表面波装置の特徴は、端面２ａ，２ｂの構造にある。図１（ｂ）に示すように、端面２ａでは、圧電基板２の上面２ｃから下方に延びる平滑な第１の端面部２ａ1と、第１の端面部２ａ1の下方において段差５ａを隔てて下方に延びるように配置された第２の端面部２ａ2と、第２の端面部２ａ2の下方に、段差５ｂを隔てて形成された第３の端面部２ａ3とを有する。第３の端面部２ａ3は平滑な端面部とされており、第２の端面部２ａ2は、粗面とされている。より具体的には、第２の端面部２ａ2は、ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定されている表面粗さＲａが０．００６λ以上とされており、それによって、後述の実施例から明らかなように不要波の反射に起因する特性の影響を効果的に抑制することができる。
【００２７】
このように、中間に位置する第２の端面部２ａ2を上記特定の範囲の表面粗さの粗面とすることにより、不要波の反射に起因する特性の劣化を抑制し得ることを、具体的な実験例に基づいて説明する。
【００２８】
上記実施例の端面反射型表面波装置１として、１．５×２．５×厚み０．４（ｍｍ）の圧電基板上にＩＤＴ３，４を形成し、第１の端面部２ａ1の深さ方向寸法ｄ１を３λ、第２の端面部２ａ2の深さ方向寸法を３λとし、第２の端面部２ａ2の表面粗さＲａを種々変化させた場合の特性の変化を調べた。結果を図２に示す。なお、他方の端面２ｂにおいても、端面２ａ側と同様に第１，第２の端面部２ｂ1，２ｂ2及び第３の端面部２ｂ3を構成した。
【００２９】
図２の横軸は、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の表面粗さを示し、縦軸は得られた表面波装置における帯域内のＧＤＴの偏差を示す。
図２から明らかなように、第２の端面部の表面粗さＲａが０．００６λ以上になれば、帯域内におけるＧＤＴの偏差が非常に小さくなることがわかる。
【００３０】
従って、第２の端面部端面部２ａ2，２ｂ2の表面粗さＲａを０．００６λ以上とすることにより、良好な特性を有する端面反射型表面波装置１の得られることがわかる。
【００３１】
次に、上記実験例と同様の圧電基板を用い、但し第１の端面部２ａ1，２ｂ1の深さ方向寸法ｄ１を種々変化させ、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の深さ方向寸法を３λとした種々の端面反射型表面波装置を作製し、挿入損失及び帯域内ＧＤＴ偏差を測定した。結果を図３及び図４に示す。図３及び図４から明らかなように、第１の端面部の深さ方向寸法ｄ１が、１．８λ未満の場合には、挿入損失が大きくなることがわかる。従って、挿入損失の低減を図るには、ｄ１が１．８λ以上であることが望ましい。
【００３２】
また、図４から明らかなように、ｄ１が１．８λ〜３．５λの範囲では、帯域内ＧＤＴ偏差が２００ｎ秒以下であることがわかる。従って、好ましくは、１．８λ≦ｄ１≦３．５λとすれば、低損失であり、かつＧＤＴ偏差の少ない良好なフィルタ特性を得られることがわかる。
【００３３】
次に、第１の端面部２ａ1，２ｂ1の寸法を、３λとし、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の深さ方向寸法ｄ２を変化させた場合の帯域内ＧＤＴ特性の偏差を調べた。結果を図５に示す。
【００３４】
図５から明らかなように、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の深さ方向寸法ｄ２が０．５λ未満では、帯域内ＧＤＴ偏差が大きくなることがわかる。従って、ｄ２を０．５λ以上とすることにより、帯域内ＧＤＴ偏差を小さくし得ることがわかる。よって、本発明に係る端面反射型表面波装置では、まず、図２の結果から明らかなように、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の表面粗さＲａを０．００６λ以上とすることにより、帯域内ＧＤＴ偏差を小さくすることができる。
【００３５】
また、第２の端面２ａ2が粗面である場合、第１の端面部２ａ1，２ｂ1の深さｄ１を、１．８λ〜３．５λの範囲とすることにより、低損失化及びＧＤＴ偏差の低減を果たし得ることがわかる。この場合、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の表面粗さＲａは、必ずしも０．００６λ以上でなくともよいことが本願発明者により実験的に確かめられている。
【００３６】
また、端面反射型表面波装置１では、好ましくは、第２の端面２ａ2，２ｂ2の深さ方向寸法ｄ２は、図５から明らかなように、０．５λ以上とされ、それによって帯域内ＧＤＴ偏差の低減が果たされる。この場合、本願発明者により第２の２ａ2，２ｂ2の表面粗さＲａは、必ずしも０．００６λ以上でなくとも、帯域内ＧＤＴ偏差を低減し得ることが確かめられている。
【００３７】
次に、端面反射型表面波装置１の製造方法を、図６〜図１０を参照して説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の第１の例を示す各部分切欠断面図である。
【００３８】
第１の方法では、マザーの圧電体ウエハー１１上に複数の端面反射型表面波装置１を構成するためのＩＤＴ３，４をマトリックス状に形成する。図６（ａ）では、隣り合う端面反射型表面波装置１，１の該隣り合っている部分が模式的に示されている。−点鎖線Ｚは、隣り合う端面反射型表面波装置１，１間の境界を示す。
【００３９】
上記圧電体ウエハー１１の上面において、まず、第１のブレード２１，２１（想像線で示す）を用いて、圧電体ウエハー１１をハーフカットする（図６（ａ））。この第１のハーフカット工程においては、隣り合う端面反射型表面波装置１，１の反射端面を形成するために、すなわち第１の端面部を形成するために、上記ハーフカットが行われる。その結果図６（ｂ）に示すように、第１の溝１１ａ，１１ｂが形成される。この第１の溝１１ａ，１１ｂの一方の側面が、前述した第１の端面部２ａ1，２ｂ1を構成することになる。従って、第１のブレード２１を用いた第１のハーフカット工程では、溝１１ａ，１１ｂの側面が平滑になるような条件でハーフカットが行われる。
【００４０】
また、当然のことながら、第１のハーフカット工程においては、ブレード２１による切断は、圧電体ウエハー１１の下面には至らないように行われる。
次に、図６（ｂ）に想像線で示されている第２のブレード２２を用いて、第２のハーフカット工程が行われる。この第２のハーフカット工程では、ブレード２２により、第２の溝１１ｃが形成される。第２の溝１１ｃは、粗面の第２の端面部２ａ2，２ｂ2を形成するために行われる。従って、第２のブレード２２による第２のハーフカット工程は、溝１１ｃの底面及び側面が粗面となるような条件で行われる。また、第２の端面部２ａ2，２ｂ2を形成するために、第２のブレード２２の厚みは、前述した第１の溝１１ａ，１１ｂ間の圧電体ウエハー部分１１ｄよりも厚くされている。
【００４１】
上記のようにして、第２の溝１１ｃが形成され、第２の端面部２ａ2，２ｂ2が形成される。
しかる後、第２の溝１１ｃの幅方向寸法よりも厚みの薄い第３のブレード２３を用いてフルカット工程が行われる。このフルカット工程では、第２の溝１１ｃ内において、隣り合う端面反射型表面波装置１，１が分断されるように、切断が行われる。そして、この切断により、平滑な第３の端面部２ａ3，２ｂ3が形成される。
【００４２】
この製造方法では、第１の溝１１ａ，１１ｂを形成する第１のハーフカット工程及び最後のフルカット工程では、切り出された面が平滑な面となるように、ハーフカット及び切断が行われる。このような平滑な面は、例えば、第１，第３のブレード２１，２３として砥粒が細かいブレードを用いることにより容易に形成され得る。また、第２の端面部２ａ2，２ｂ2を形成するための第２のブレード２２としては、粗面を形成するために砥粒の粗いブレードを用いればよい。
【００４３】
ハーフカット加工では、フルカットに比べて、同一のブレード及び同一加工速度を採用したとしても、圧電体ウエハーにおけるクラックやチッピングが生じ難い。従って、クラックやウエハーの割れが起こらない範囲で、確実に粗面の第２の端面部２ａ2，２ｂ2を形成することができる。そして、このような粗面の第２の端面部２ａ2，２ｂ2を形成した後に、個々の弾性表面波装置１，１間を分離ずるフルカット工程が行われる。このフルカット工程では、切り出された面を粗面とする必要がないため、チッピングやウエハーの欠けが生じ難い。よって、上述したように、特性が良好な端面反射型表面波装置１を圧電体ウエハー１から製造するにあたり、チッピングやウエハーの割れを確実に抑制することができる。
【００４４】
図７（ａ）〜（ｅ）は、本発明の製造方法の実施例としての第２の方法を説明するための各部分切欠断面図である。
第２の方法では、まず、圧電体ウエハー１１において、第１の方法と同様に、第１のブレード２１を用いて、第１の溝１１ａ，１１ｂが形成される。（図７（ａ），（ｂ）参照）。
【００４５】
次に、図７（ｂ）に示されているように、第２のブレード２２Ａを用いて、第２のハーフカット工程が行われる。この方法では、図７（ｂ），（ｃ）に示すように、同一の第２のブレード２２Ａを用いて、但しハーフカット位置をずらせて２度ハーフカットが行われる。この場合、２度のハーフカットにより、図７（ｄ）に示されている第２の溝１１ｃが形成されるように、第２のブレード２２Ａの位置がずらされて２度のハーフカットが行われる。図７（ｄ）では、第２の溝１１ｃとして、ブレード２２Ａの厚みよりも幅方向寸法が大きい１つの溝１１ｃが形成されていたが、第２のブレード２２Ａの厚みと等しい幅の第２の溝が独立に形成されていてもよい。
【００４６】
次に、第２の溝１１ｃの中央において、第２の溝１１ｃの幅方向寸法よりも狭い幅の第３のブレード２３を用いてフルカット工程が行われる。この場合においても、第２の溝１１ｃを形成するための第２のハーフカット工程において、切り出される面が粗面となるような条件を採用することにより、図６を参照して説明した第１の製造方法の場合と同様に、チッピングや割れを生じさせることなく、第２の端面部２ａ2，２ｂ2を形成することができる。
【００４７】
なお、前述したように、第２の溝１１ｃを第２のハーフカット工程において２本形成した場合には、第３のブレード２３として、２本の第２の溝間の間隔よりも厚く、但し、第１の溝１１ａ，１１ｂの第１の端面部２ａ1，２ｂ1を構成している側面間の距離よりも薄いブレードを用いればよい。
【００４８】
第２の製造方法では、第２，第３のブレード２２Ａ，２３として、同じブレードを用いることができる。すなわち、粗面を形成するための第２のブレード２２Ａによるハーフカットに際し、加工速度を速くし、ブレードの回転数を小さくすればよい。さらに、フルカット工程においては、平滑な面を得るために、加工速度を遅く、かつブレードの回転数を大きくすればよい。従って、第２の製造方法では、第２，第３のブレードとして同じブレードを用いることにより、ブレードの交換作業を軽減することができる。
【００４９】
図８（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の実施例としての第３の製造方法を説明するための各部分切欠断面図である。
第３の製造方法では、図８（ａ）に示すように、第１の製造方法と同様に、まず第１のハーフカット工程が行われ、図８（ｂ）に示す第１の溝１１ａ，１１ｂが形成される。しかる後、図８（ｂ）において想像線で示されている第３のブレード２３を用いて、フルカット工程が行われる。すなわち、圧電体ウエハー１１の下面に至るように、第３のブレード２３を用いた切断が行われる。この切断では、切り出された面は平滑面となるため、粗面を形成する場合に比べ、チッピングやウエハーの欠けは生じ難い。
【００５０】
上記のようにして、フルカット工程を行った後に、図８（ｃ）に示すように、第２のブレード２２を用いて第２のハーフカット工程が行われる。なお、図８（ｃ）では、隣り合う端面反射型表面波装置１，１が分断されているが、図８（ａ）〜（ｄ）で示す一連の工程では、圧電体ウエハー１１は、図示しない切断ステージ上に粘着テープなどにより仮固定されている。従って、図８（ｃ）において隣り合う端面反射型表面波装置１，１は分離されているが、両者の間隔がずれることはない。よって、次に行われる第２のハーフカット工程を安定にかつ確実に行うことができる。
【００５１】
図８（ｃ）に想像線で示す第２のブレード２２を用いて、第２のハーフカット工程が行われる。この場合、第２のブレード２２の厚みは、上記フルカット工程により形成された隙間１１ｅの幅方向寸法よりも大きく、第１，第２の端面部２ａ1，２ｂ1間の距離よりも小さな厚みのブレードが用いられる。このようにして、第２のハーフカット工程が行われ、第２の端面部２ａ2，２ｂ2が形成され、かつ前述したフルカット工程により切り出された面のうち、第２の端面部２ａ2，２ｂ2よりも下方部分が第３の端面部２ａ3，２ｂ3を構成する。
【００５２】
第３の製造方法においても、第２のハーフカット工程において、切り出された面が粗面となる条件で第２のハーフカット工程を行うことにより、第１，第２の製造方法と同様に、粗面の第２の端面部２ａ2，２ｂ2を容易に形成することができる。また、フルカットに際して粗面を形成するものではないため、第２のハーフカット工程において、チッピングやウエハーの欠けも生じ難い。
【００５３】
また、第３の製造方法では、第２の端面部２ａ2，２ｂ2の形成前にフルカット工程が行われるので、第１，第２の製造方法に比べて、第２のハーフカット工程中やハーフカット後のウエハーの取り外しの際のハーフカット溝に沿う割れを抑制することができる。
【００５４】
なお、上述した第１〜第３の製造方法では、隣り合う端面反射型表面波装置１，１間において、各端面反射型表面波装置１の反射端面側を分断する工程につき説明したが、圧電体ウエハーでは、前述したように、個々の弾性表面波装置用のＩＤＴ３，４がマトリックス状に形成されている。すなわち、図１０に示すように、圧電体ウエハー１１は、最終的に、破線Ｘ，Ｙで切断され、個々の端面反射型表面波装置１が得られる。上述した第１〜第３の製造方法は、この破線Ｘに相当する部分での切断方法である。これに対して、対向二端面とは直交する方向の側面２ｄ，２ｅ側の切断は、上記破線Ｙに沿って行われる。すなわち、図１１の破線Ｙに沿って圧電体ウエハー１１がフルカットされる。このフルカット工程を第２のフルカット工程とする。
【００５５】
第２のフルカット工程は、第１，第２のハーフカット工程及びフルカット工程を終了した後に行われてもよい。
さらに、第２のフルカット工程は、反射端面側の三段の階段状構造を形成した後に行う必要は必ずしもない。すなわち、特に、第２のハーフカット工程後には、第１，第２の溝が形成されて圧電体ウエハーが割れやすくなる。従って、第２のフルカット工程は、第１のハーフカット工程と第２のハーフカット工程との間で行われることが望ましく、その場合には、第２のフルカット工程による圧電体ウエハーの割れや欠けを確実に抑制することができる。
【００５６】
もっとも、第１，第２のハーフカット工程後、特に第２のハーフカット工程後の圧電体ウエハーは、複数の溝を有するため、非常に割れやすい。従って、最も好ましくは、第２のフルカット工程を先に実施した後、本発明に従って第１，第２のハーフカット工程及びフルカット工程を、行うことが望ましい。すなわち、第２のフルカット工程により、反射端面と直交する方向に複数の端面反射型表面波装置が連結された短冊状の圧電体ウエハー部分を得、該短冊状の圧電体ウエハー部分において第１，第２ハーフカット工程及びフルカット工程を実施することが望ましい。これは、ダイサーへの圧電体ウエハーの取付け及び取り外しの際に加わる圧力の影響を小さくし得るためである。
【００５７】
なお、本発明では、第１の端面部及び第２の端面部と最終段の端面部が形成されておればよく、第１の端面部と最終段の端面部との間に、複数段の第２の端面部が形成されていてもよい。この場合、複数段の第２の端面部を形成するために、第２のハーフカット工程を複数回実施すればよい。
【００５８】
また、本発明は、上述した縦結合共振子型の端面反射型表面波装置に限らず、端面反射型表面波共振子や他の構造の端面反射型表面波フィルタなど、端面反射型表面波装置一般に適応し得るものである。
【００５９】
また、図６から図８に示した製造方法では、第２の端面部２ａ2，２ｂ2は、圧電体ウエハーの上面と直交する方向に延ばされていたが、第２の端面部２ａ2，２ｂ2は傾斜面とされていてもよい。すなわち、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、第１の製造方法と同様に、第１のハーフカット工程を行った後に、先端に行く程厚みが薄くなるブレード２２Ｂを用いて第２のハーフカット工程を行ない、第２の端面部２ａ2，２ｂ2を傾斜面として形成してもよい。このように、本発明に係る端面反射型表面波装置における粗面からなる第２の端面部２ａ2，２ｂ2は圧電基板の上面と直交する方向以外に延びる傾斜面であってもよい。
【００６０】
【発明の効果】
第１の発明に係る端面反射型表面波装置の製造方法では、第１のハーフカット工程により、平滑な反射端面として機能する第１の端面部が形成される。第１のハーフカット工程よりも後に、第２のハーフカット工程が行われて、粗面の第２の端面部が形成されるが、ハーフカットにより粗面を形成するため、フルカットに際して粗面を形成する場合に比べて、圧電基板のチッピングやクラックの発生を確実に抑制することができる。
【００６１】
従って、第１の発明によれば、第２の端面部が粗面とされているため、不要波の反射による特性の劣化が抑制され、良好な特性を有する端面反射型表面波装置を、圧電基板のチッピングやクラックを生じさせることなく確実に提供することが可能となる。
【００６２】
第２の発明によれば、第１の端面部と最終段の端面部との間に、表面粗さＲａが０．００６λ以上である第２の端面部が形成されるので、群遅延時間特性の偏差が少ない、良好な特性を有する端面反射型表面波装置を提供することができる。
【００６３】
第３の発明に係る端面反射型表面波装置では、第１の端面部と、粗面である第２の端面部と、最終段の端面部とを有し、第１の端面部の深さ方向寸法ｄ１が、１．８λ〜３．８λの範囲とされているので、群遅延時間特性の偏差が少なく、良好な特性を有する端面反射型表面波装置を提供することができる。
【００６４】
第４の発明では、第１の端面部と最終段の端面部との間に配置されている粗面の第２の端面部の深さ方向寸法ｄ２が０．５λ以上とされているので、群遅延時間特性の偏差が少ない、良好な特性を有する端面反射型表面波装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施例に係る端面反射型表面波装置の平面図及び（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う部分切欠正面断面図。
【図２】第２の端面部の表面粗さＲａと、帯域内ＧＤＴ偏差との関係を示す図。
【図３】第１の端面部の深さ方向寸法ｄ１と、挿入損失との関係を示す図。
【図４】第１の端面部の深さ方向寸法ｄ１と、帯域内ＧＤＴ偏差との関係を示す図。
【図５】第２の端面部の深さ方向寸法ｄ２と、帯域内ＧＤＴ偏差との関係を示す図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の実施例としての第１の製造方法を説明するための各部分切欠断面図。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の製造方法の実施例としての第２の製造方法を説明するための各部分切欠断面図。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の実施例としての第３の製造方法を説明するための各部分切欠断面図。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の実施例としての第４の製造方法を説明するための各部分切欠断面図。
【図１０】圧電体ウエハーから端面反射型表面波装置を切り出す工程を説明するための略図的平面図。
【符号の説明】
１…端面反射型表面波装置
２…圧電基板
２ａ，２ｂ…端面
２ａ1，２ｂ1…第１の端面部
２ａ2，２ｂ2…第２の端面部
２ａ3，２ｂ3…第３の端面部
２ｃ…上面
２ｄ，２ｅ…側面
３，４…ＩＤＴ
５ａ，５ｂ…段差
１１…圧電体ウエハー
１１ａ，１１ｂ…第１の溝
１１ｃ…第２の溝
２１…第１のブレード
２２…第２のブレード
２２Ａ…第２のブレード
２２Ｂ…第２のブレード
２３…第３のブレード
Claims (15)
- 対向二端面を有する圧電基板と、前記圧電基板上に形成された少なくとも１つのＩＤＴとを備え、ＳＨタイプの表面波が対向二端面で反射される端面反射型表面波装置の製造方法であって、
圧電基板を用意する工程と、
前記圧電基板の上面に、少なくとも１つのＩＤＴを形成する工程と、
反射端面として機能する対向し合う二端面を形成するために、前記圧電基板の上面から、圧電基板の底面には至らないように第１のブレードを用いて圧電基板をハーフカットし、反射端面として機能する平滑な第１段の端面部を形成する第１のハーフカット工程と、
前記第１のハーフカット工程後に、第１の端面部よりも表面波伝搬方向外側において、表面粗さＲａが０．００６λ以上である粗面により構成される第２の端面部を第１の端面部の下方に形成するように、第２のブレードを用いて前記圧電基板の底面には至らない深さまで圧電基板を切断し、粗面の第２の端面部を形成する第２のハーフカット工程と、
前記第２の端面部よりも表面波伝搬方向外側において、前記圧電基板の下面に至る平滑な端面部が形成されるように、第３のブレードを用いて圧電基板を切断するフルカット工程とを備える、端面反射型表面波装置の製造方法。 - 前記第１のハーフカット工程、第２のハーフカット工程及びフルカット工程が、マザーの圧電ウエハーの状態で行われ、
前記フルカット工程により、マザーの圧電体ウエハーが分割されて個々の弾性表面波装置が得られる、請求項１に記載の端面反射型表面波装置の製造方法。 - 前記第２のハーフカット工程後に前記フルカット工程が行なわれる、請求項１または２に記載の端面反射型表面波装置の製造方法。
- 前記第２のハーフカット工程前に前記フルカット工程が行なわれる、請求項１または２に記載の端面反射型表面波装置の製造方法。
- 前記第２のハーフカット工程で用いられる第２のブレードの厚みが、フルカット工程で用いられる第３のブレードの厚みよりも大きい、請求項１〜４のいずれかに記載の端面反射型表面波装置の製造方法。
- 前記第２のハーフカット工程において、第２のブレードの位置を表面波伝搬方向においてずらせて２度カットが行なわれる、請求項１〜４のいずれかに記載の端面反射型表面波装置。
- 第２のハーフカット工程が複数回行われ、それによって表面波伝搬方向において複数段の第２の端面部が形成される、請求項１〜６のいずれかに記載の端面反射型表面波装置の製造方法。
- 前記マザーの圧電体ウエハーから個々の弾性表面波装置を切り出すために、前記反射端面と直交する方向にマザーの圧電体ウエハーをフルカットする第２のフルカット工程をさらに備え、
前記第２のフルカット工程が、前記第１のハーフカット工程、第２のハーフカット工程及びフルカット工程よりも先に行われる、請求項１〜７のいずれかに記載の端面反射型表面波装置の製造方法。 - 前記弾性表面波装置を前記マザーの圧電体ウエハーから切り出すために、前記対向二端面と直交する方向にマザーの圧電体ウエハーをフルカットする、第２のフルカット工程をさらに備え、
前記第２のフルカット工程が、前記第１のハーフカット工程と、第２のハーフカット工程との間に行われる、請求項１〜７のいずれかに記載の端面反射型表面波装置の製造方法。 - 請求項１〜９のいずれかに記載の端面反射型表面波装置の製造方法により得られた端面反射型表面波装置。
- 対向二端面を有する圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された少なくとも１つのＩＤＴと、
前記対向二端面が反射端面とされている端面反射型の表面波装置であって、
前記圧電基板の上面から下面に至らない位置に形成されており、反射端面として機能する平滑な第１の端面部と、
前記第１の端面部よりも表面波伝搬方向外側に配置されており、圧電基板の下面から上方に延びる平滑な最終段の端面部と、
前記第１の端面部と最終段の端面部との間に配置されており、表面粗さＲａが０．００６λ以上である第２の端面部とを備える、端面反射型表面波装置。 - 前記第１の端面部の深さ方向寸法をｄ１としたとき、１．８λ≦ｄ１≦３．５λである、請求項１１に記載の端面反射型表面波装置。
- 前記第２の端面部の深さ方向寸法をｄ２としたとき、ｄ２≧０．５λである、請求項１１または１２に記載の端面反射型表面波装置。
- 対向二端面を有する圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された少なくとも１つのＩＤＴと、
前記対向二端面が反射端面とされている端面反射型の弾性表面波装置であって、
前記圧電基板の上面から下面に至らない位置に形成されており、前記反射端面として機能する平滑な第１の端面部と、
前記第１の端面部よりも表面波伝搬方向外側に配置されており、圧電基板の下面から上方に延びる平滑な最終段の端面部と、
前記第１の端面部と最終段の端面部との間に配置されており、表面粗さＲａが０．００６λ以上である粗面からなる第２の端面部とを備え、
前記第１の端面部の深さ方向寸法をｄ１としたとき、１．８λ≦ｄ１≦３．５λの範囲とされている、端面反射型表面波装置。 - 対向二端面を有する圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された少なくとも１つのＩＤＴと、
前記対向二端面が反射端面とされている端面反射型の弾性表面波装置であって、
前記圧電基板の上面から下面に至らない位置に形成されており、前記反射端面として機能する平滑な第１の端面部と、
前記第１の端面部よりも表面波伝搬方向外側に配置されており、圧電基板の下面から上方に延びる平滑な最終段の端面部と、
前記第１の端面部と最終段の端面部との間に配置されており、表面粗さＲａが０．００６λ以上である粗面からなる第２の端面部とを備え、
前記第２の端面部の深さ方向寸法をｄ２としたとき、ｄ２≧０．５λとされている、端面反射型表面波装置。
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