JP3858312B2 - Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof - Google Patents

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transducer electrode
electrode
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敬三郎 倉増
厚 佐々木
了一 高山
隆史 岡田
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面弾性波素子(SAWデバイス)およびその製造方法に関するもので、より詳しくは電極の保護膜とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
SAWデバイスの小型化のためにセラミックパッケージを用いた表面実装型が主流となっている。このようなパッケージ構造では、蓋部分のメッキによる微小な金属くずや蓋とパッケージを半田接続するときの半田の飛びちりによりSAWデバイスのインターデジタルトランスデューサ電極部がショートしてしまい、使用に耐えられなくなることが生じていた。
【0003】
このような金属くずによる不良を防止する方法として、従来は特開平6−132775号公報に記載されたものが知られている。図9は従来方式の構造を示しており、1は第1のパッケージ、2は第2のパッケージ、3は弾性表面波素子のパターン、4は導電性接着剤、5はリード線、6は弾性表面波素子のパターンが形成された基板の小片である。
【0004】
この従来の方法は、第1のパッケージ1と第2のパッケージ2とをそれぞれ作成し、弾性表面波素子のパターン3の一部もしくは全部を第1のパッケージ1で陽極接合により接合し、さらに金属で出来た第2のパッケージ2で弾性表面波素子全体を封じる2段構成としたものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
金属くずのショートによる不良発生の防止は、出来る限りSAW特性に大きな影響を与えず、簡単な工程で低コストで製造できることが要求されている。本発明は、電極表面上にのみ絶縁膜を形成することにより簡単な工程で、かつ特性の大きな変動を生じさせずに、ショート防止を行うSAWデバイスおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この問題を解決するために本発明は、櫛形形状のインターデジタルトランスデューサ電極の電極パターン形成後に感光性樹脂を塗布し、圧電体基板の裏面より電極パターンをマスクしたセルフアライメント方式で露光することで電極間の感光性樹脂のみで感光させて選択的な膜形成を可能とし、電極表面上にのみ絶縁膜を形成する構成としたものである。
【0007】
これにより、絶縁膜は圧電体基板表面上には形成されないため表面弾性波素子特性を大きく変化させずにショート防止が可能であり、また表面に形成した絶縁膜をエッチングすることで周波数特性の調整も可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載した発明は、圧電体基板と、前記圧電体基板上に設けた櫛形形状のインターデジタルトランスデューサ電極と、前記インターデジタルトランスデューサ電極上に形成した絶縁膜を有し、前記絶縁膜は、前記インターデジタルトランスデューサ電極上および両側面の一部まで形成するとともに、前記インターデジタルトランスデューサ電極の電極間の前記圧電体基板面上には形成しない表面弾性波素子であり、表面弾性波素子特性、特に挿入損失を増加させずに金属くずによるインターデジタルトランスデューサ電極のショートによる不良を防止できるという作用を有する。
【0009】
本発明の請求項に記載の発明は、圧電体基板の表面上に櫛形形状のインターデジタルトランスデューサ電極を形成する工程と、前記インターデジタルトランスデューサ電極を形成した前記圧電体基板表面上にネガ型の感光性樹脂を塗布・乾燥する工程と、前記圧電体基板の前記インターデジタルトランスデューサ電極が形成されていない面側より前記感光性樹脂を感光するための光を照射して前記圧電体基板上に形成された前記感光性樹脂を露光する工程と、前記インターデジタルトランスデューサ電極上に形成された前記感光性樹脂を現像により除去する工程と、前記圧電体基板の前記インターデジタルトランスデューサ電極が形成された表面上に絶縁膜を形成する工程と、前記感光性樹脂を溶解除去すると同時に前記感光性樹脂上に形成された前記絶縁膜も除去する工程を有する表面弾性波素子の製造方法であり、絶縁膜として非感光性材料を使用できることから使用できる材料の選択の幅が広がり、圧電体基板の材料に応じて最適な材料を用いることができるという作用を有する。
【0010】
本発明の請求項に記載の発明は、前記インターデジタルトランスデューサ電極を形成した前記圧電体基板上に形成するネガ型の前記感光性樹脂の乾燥後の厚さを前記インターデジタルトランスデューサ電極の厚さより小さくした請求項記載の表面弾性波素子の製造方法であり、このような厚さに形成することで絶縁膜はインターデジタルトランスデューサ電極の表面から両端部の一部にかけて形成されるようになるために、金属くずによる電極のショート防止効果がより確実に行えるという作用を有する。
【0011】
以下、本発明の実施の形態について、図1および図2を用いて説明する。
【0012】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の表面弾性波素子のインターデジタルトランスデューサ電極部の断面構造を示し、1は圧電体基板、21はインターデジタルトランスデューサ電極、31は本発明による絶縁膜である。
【0013】
図1において、絶縁膜31はインターデジタルトランスデューサ電極21上に金属くず(図示せず)が半田封止時や封止後に蓋から落下してショートすることを防ぐ作用をするもので、ポジ型感光性ポリイミド膜より構成されている。
【0014】
なお、この説明では絶縁膜はポジ型感光性ポリイミドで構成した例で説明したが、その他の有機樹脂、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、オルガノシリケート等を用いても同様に実施可能である。
【0015】
(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2の表面弾性波素子のインターデジタルトランスデューサ電極部の断面構造を示し、1は圧電体基板、21はインターデジタルトランスデューサ電極、31は本発明による絶縁膜である。
【0016】
図2において、絶縁膜31はインターデジタルトランスデューサ電極21上に金属くず(図示せず)が半田封止時や封止後に蓋から落下してショートすることを防ぐ作用をするもので、酸化シリコン膜より構成されている。
【0017】
本実施の形態において、絶縁膜31はインターデジタルトランスデューサ電極21の表面上のみでなく、両側面の一部まで形成されており、金属くずによるショート防止をより確実に行えるという作用を有する。
【0018】
なお、この説明では絶縁膜は酸化シリコン膜で構成した例で説明したが、その他の有機樹脂、窒化酸化シリコン、オルガノシリケート等を用いても同様に実施可能である。
【0019】
【実施例】
次に本発明の具体例を説明する。
【0020】
(実施例1)
図1に示した本実施の形態1の表面弾性波素子は以下のようにして作成した。まず、図3に示すような電極パターン構成(a)と等価回路構成(b)を有する872MHzのラダー型表面弾性波フィルターを用いた。1は圧電体基板で、本実施の形態では36°Y−Xタンタル酸リチウム結晶を用いた。2はインターデジタルトランスデューサ電極、3は反射器電極で、これらはアルミニウム膜より作成されている。
【0021】
このようなフィルタ素子が形成された基板を用いて作成したが、その作成工程を説明する素子の断面構成を図4に示す。図4(a)は図3に示したフィルタのインターデジタルトランスデューサ電極部の一断面を示す。1は圧電体基板で、21はインターデジタルトランスデューサ電極である。電極が形成された面上にスピンコートによりポジ型感光性ポリイミド(日産化学(株)製)をインターデジタルトランスデューサ電極21を含む圧電体基板全面に塗布し、プリベークを行い乾燥した。この膜形成状態を図4(b)に示す。
【0022】
次に図4(c)に示すように、圧電体基板1の裏面から紫外光を照射して電極間のポジ型感光性樹脂を露光した。その後、露光された部分を現像液で除去して約300℃で加熱硬化させることで、図1に示した構成の表面弾性波素子を作成した。このときの絶縁膜31であるポリイミド膜の厚さは70nmとしたが、周波数変化は2.5MHzほど初期値より小さくなったが、挿入損失は0.1dB以下の増加しか生じず、表面弾性波特性は実用上問題は見られなかった。
【0023】
この素子について金属くずが落下したときのショート防止効果を調べた。評価方法は、約20μmの形状のNi粒子をインターデジタルトランスデューサ電極上に数個落とした後に、C−Vチャージ法により電極間の絶縁性が破壊される電圧を求めた。
【0024】
この結果は、絶縁膜であるポリイミド膜がない場合には1V以下の電圧で絶縁性が破壊されたが、70nm形成した場合には100V以上の電圧でも破壊しなかった。本実施例では膜厚を70nmとしたが、ショート防止効果を得るための膜厚は40nm以上あればよく、挿入損失が0.5dB以下まで許容するとすれば150nm以下とすることが望ましい。なお、同一条件でスピンコートして乾燥後、直ちに加熱硬化して電極間にも絶縁膜を形成した場合には挿入損失が0.5dBとなった。
【0025】
(実施例2)
水晶基板を用いて中心周波数が224MHzの発振子を用いて、ポジ型感光性ポリイミドを全面に塗布し乾燥後、基板裏面から紫外光を照射して、電極間の樹脂を感光させた後現像して樹脂を除去し、300℃で加熱硬化して実施の形態1に示した構造の素子を形成した。
【0026】
このようにして形成したポリイミド膜と、全面に塗布乾燥し直ちに加熱硬化して電極間にも絶縁膜を残した素子について、その膜厚を変えて周波数変化量と挿入損失との関係を求めた。この結果を図5に示す。
【0027】
図において、(A)は本発明による素子の特性で、(B)は全面にポリイミドを残した場合の素子特性である。同一条件で作成しているが、本発明による素子(A)は周波数変化を生じても挿入損失は変化しない結果が得られたのに対して、全面にポリイミド膜を形成した素子(B)では周波数変化と同時に挿入損失も増加しており、電極間にポリイミド膜を形成しないことが素子特性への影響を少なくするのに大きな効果があることがわかった。この素子についてもショート防止効果を評価したが、ショート防止のために必要な膜厚は約40nmであった。
【0028】
(実施例3)
図1に示した本実施の形態1の表面弾性波素子は以下のようにして作成した。まず、図6に示すような電極パターン構成の表面弾性波素子上に絶縁膜31を形成した。圧電体基板1は、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)を用い、中心周波数は902MHzで、電極設計は縦モード方式である。素子のインターデジタルトランスデューサ電極部の断面形状を図7(a)に示す。
【0029】
1は圧電体基板で、21はインターデジタルトランスデューサ電極である。この基板上にネガ型の感光性フォトレジストを用いてスピンコートにより塗布し乾燥させた。このときの断面形状を図7(b)に示す。図において、41はネガレジストである。
【0030】
この後、図7(c)に示すように、基板裏面から紫外光を照射し、電極間に形成されているレジストを露光した。その後、現像を行うと図7(d)に示すように電極上のレジストは除去されて電極表面が露出した状態となり、この面上にスパッタリングで酸化シリコン膜を40nm形成した(図7(e))。
【0031】
最後にネガレジストをアセトンにより除去すると同時にレジスト上の酸化シリコン膜も除去することで図2に示した実施の形態2の表面弾性波素子を作成した。このようにして作成した素子の特性は、周波数変化は1.5MHzで、挿入損失は0.02dB以下の変化しかなかった。また、ショート防止効果をC−Vチャージ法で測定したが、70V以上の耐圧があった。
【0032】
なお、本実施例ではスパッタリングにより酸化シリコン膜を形成したが、本発明はスパッタリングに限定されるものではなく、真空蒸着や化学的気相反応(CVD)でもよく、また、スピンコートや印刷、あるいはディッピング等の方法でもよく、成膜方式には特に限定されるものではない。また、絶縁膜としては酸化シリコンに限定されるものではなく、ネガレジストの剥離除去液で侵されず、電極膜材料の密度より小さく半田リフローに耐える耐熱性を有する材料であれば特に限定されることはない。
【0033】
(実施例4)
図2に示した本実施の形態2の表面弾性波素子は以下のようにして作成した。まず、図6に示すような電極パターン構成の表面弾性波素子上に絶縁膜を形成した。基板はニオブ酸リチウム(LiNbO3)を用い、中心周波数は902MHzで、電極設計は縦モード方式である。素子のインターデジタルトランスデューサ電極部の断面形状を図8(a)に示す。
【0034】
1は圧電体基板で、21はインターデジタルトランスデューサ電極である。この基板上にネガ型の感光性フォトレジストを用いてスピンコートにより塗布し乾燥させた。このときのレジスト膜厚は図8(b)に示すように電極膜厚よりやや薄く形成する。図において、41はネガレジストである。
【0035】
この後、基板裏面から紫外光を照射し、電極間に形成されているレジストを露光し、現像を行うと図8(c)に示すように電極上のレジストは除去されて電極表面が露出した状態となり、この面上にスパッタリングで酸化シリコン膜を約40nm形成した。このときの酸化シリコンは図8(d)に示されるごとく電極表面のみでなく両側面部にも一部作成される。
【0036】
最後にネガレジストをアセトンにより除去すると同時にレジスト上の酸化シリコン膜も除去することで図2に示した実施の形態2の表面弾性波素子を作成した。このようにして作成した表面弾性波素子は圧電体基板上には絶縁膜31は形成されていないが、電極面上には表面のみでなく両側面の一部まで形成されておりショート防止にはより大きな効果があり、40nmの膜厚でもC−Vチャージ法で100Vの耐圧があった。周波数変化や挿入損失は実施例3とほぼ同一の結果であった。
【0037】
(実施例5)
実施例2に示した水晶基板を用いた中心周波数が224MHzの発振子にポジ型感光性ポリイミドを約150nm形成した。このときの周波数は224.1MHzであり規格外であったが、この基板をCF4とO2ガスの混合ガス雰囲気でドライエッチングを30s行った結果、周波数は224.0MHzと規格値にいれることが出来た。エッチング後のポリイミドの膜厚は50nm程度は残っており、ショート防止効果は十分であった。
【0038】
本実施例では基板状態でエッチングを行ったが、各々の素子に分割してパッケージにダイボンド、ワイヤ接続した後に真空中で周波数を測定しながらCF4とO2ガスでドライエッチングを行い、目的の周波数でエッチングを終えることでより正確な周波数調整が可能であった。
【0039】
なお、本実施例ではポリイミド膜をドライエッチングしたが、基板および電極材料に対してエッチングの選択性があれば特にポリイミドに限定されるものではない。また、圧電体基板として水晶を用いたが、表面弾性波素子に使われるタンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム、リチウムテトラボレートなどの基板を用いることも特に問題はない。
【0040】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、セルフアライメント露光方式で電極表面上のみに絶縁膜を形成でき、表面弾性波素子の特性で、特に重要な挿入損失をほとんど増加させずにショート防止が出来るという有利な効果と、絶縁膜をエッチングすることで周波数を所望の値に調整でき歩留まりの改善に大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1の表面弾性波素子のインターデジタルトランスデューサ部の断面構造図
【図2】 本発明の実施の形態2の表面弾性波素子のインターデジタルトランスデューサ部の断面構造図
【図3】 (a)本発明の実施の形態1に用いた表面弾性波素子の電極パターン構成図
(b)同表面弾性波素子の等価回路構成図
【図4】 本発明の実施の形態1の表面弾性波素子を作成するための工程図
【図5】 本発明の実施の形態1の表面弾性波素子の周波数変化量と挿入損失の関係を全面に絶縁膜を形成した場合と比較した特性図
【図6】 本発明の実施の形態1の表面弾性波素子に用いた電極パターン構成図
【図7】 本発明の実施の形態1の表面弾性波素子を作成するための別の工程図
【図8】 本発明の実施の形態2の表面弾性波素子を作成するための工程図
【図9】 (a)従来の表面弾性波素子の平面形状を示す平面図
(b)従来の表面弾性波素子の断面形状を示す断面図
【符号の説明】
1 圧電体基板
2 インターデジタルトランスデューサ電極
3 反射器電極
21 インターデジタルトランスデューサ電極
31 絶縁膜
41 ネガ型感光性樹脂
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface acoustic wave element (SAW device) and a method for manufacturing the same, and more particularly to an electrode protective film and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
A surface mount type using a ceramic package has become the mainstream for miniaturization of SAW devices. In such a package structure, the interdigital transducer electrode portion of the SAW device is short-circuited due to a minute metal scrap due to plating of the lid portion or a solder jump when the lid and the package are soldered, and cannot be used. It was happening.
[0003]
As a method for preventing such defects due to metal scrap, a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-132775 has been known. FIG. 9 shows a conventional structure, where 1 is a first package, 2 is a second package, 3 is a surface acoustic wave element pattern, 4 is a conductive adhesive, 5 is a lead wire, and 6 is elastic. It is a small piece of a substrate on which a surface wave element pattern is formed.
[0004]
In this conventional method, a first package 1 and a second package 2 are prepared, respectively, and a part or all of the surface acoustic wave element pattern 3 is joined by anodic bonding in the first package 1, and metal The second package 2 made in step 2 has a two-stage structure that seals the entire surface acoustic wave element.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In order to prevent the occurrence of defects due to shorting of metal scrap, it is required that the SAW characteristics are not affected as much as possible, and can be manufactured by a simple process at a low cost. An object of the present invention is to provide a SAW device and a method for manufacturing the SAW device that prevent a short circuit by forming an insulating film only on the surface of an electrode in a simple process and without causing large fluctuations in characteristics. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention provides an electrode by applying a photosensitive resin after forming an electrode pattern of an interdigital transducer electrode having a comb shape and exposing the electrode pattern from the back surface of the piezoelectric substrate by a self-alignment method. In this structure, selective film formation is possible by exposing only to the photosensitive resin, and an insulating film is formed only on the electrode surface.
[0007]
As a result, since the insulating film is not formed on the surface of the piezoelectric substrate, it is possible to prevent a short circuit without significantly changing the surface acoustic wave element characteristics, and the frequency characteristics can be adjusted by etching the insulating film formed on the surface. Is also possible.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention described in claim 1 of the present invention includes a piezoelectric substrate, a comb-shaped interdigital transducer electrode provided on the piezoelectric substrate, and an insulating film formed on the interdigital transducer electrode , The insulating film is a surface acoustic wave element that is formed on the interdigital transducer electrode and part of both side surfaces, and is not formed on the piezoelectric substrate surface between the electrodes of the interdigital transducer electrode. It has the effect of preventing defects due to short-circuiting of the interdigital transducer electrodes caused by metal scraps without increasing the element characteristics, particularly insertion loss.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a step of forming a comb-shaped interdigital transducer electrode on the surface of the piezoelectric substrate, and a negative type on the surface of the piezoelectric substrate on which the interdigital transducer electrode is formed. Forming on the piezoelectric substrate by applying and drying photosensitive resin and irradiating light for exposing the photosensitive resin from the surface of the piezoelectric substrate where the interdigital transducer electrode is not formed Exposing the exposed photosensitive resin, removing the photosensitive resin formed on the interdigital transducer electrode by development, and on the surface of the piezoelectric substrate on which the interdigital transducer electrode is formed. Forming an insulating film on the photosensitive resin, and simultaneously dissolving and removing the photosensitive resin. A method of manufacturing a surface acoustic wave device including a step of removing the insulating film, and a non-photosensitive material can be used as the insulating film, so that the range of materials that can be used is widened, depending on the material of the piezoelectric substrate. It has the effect | action that an optimal material can be used.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, the thickness after drying of the negative photosensitive resin formed on the piezoelectric substrate on which the interdigital transducer electrode is formed is determined from the thickness of the interdigital transducer electrode. 3. The method of manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 2 , wherein the insulating film is formed from the surface of the interdigital transducer electrode to a part of both ends by forming the thickness as described above. In addition, the effect of preventing the short circuit of the electrode due to the metal scrap can be more reliably performed.
[0011]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0012]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of an interdigital transducer electrode portion of a surface acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention, wherein 1 is a piezoelectric substrate, 21 is an interdigital transducer electrode, and 31 is an insulating film according to the present invention.
[0013]
In FIG. 1, an insulating film 31 functions to prevent a metal scrap (not shown) on the interdigital transducer electrode 21 from dropping from a lid and short-circuiting during or after soldering. Made of a conductive polyimide film.
[0014]
In this description, the example in which the insulating film is made of positive photosensitive polyimide has been described. However, the present invention can be similarly implemented by using other organic resins, silicon oxide, silicon nitride oxide, organosilicate, and the like.
[0015]
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the interdigital transducer electrode portion of the surface acoustic wave device according to the second embodiment of the present invention, wherein 1 is a piezoelectric substrate, 21 is an interdigital transducer electrode, and 31 is an insulating film according to the present invention.
[0016]
In FIG. 2, an insulating film 31 serves to prevent a metal scrap (not shown) on the interdigital transducer electrode 21 from dropping from the lid and short-circuiting during or after soldering. It is made up of.
[0017]
In the present embodiment, the insulating film 31 is formed not only on the surface of the interdigital transducer electrode 21 but also on a part of both side surfaces, and has an effect of more reliably preventing a short circuit due to metal scrap.
[0018]
In this description, the example in which the insulating film is formed of a silicon oxide film has been described. However, the present invention can be similarly implemented by using other organic resin, silicon nitride oxide, organosilicate, or the like.
[0019]
【Example】
Next, specific examples of the present invention will be described.
[0020]
Example 1
The surface acoustic wave device according to the first embodiment shown in FIG. 1 was produced as follows. First, an 872 MHz ladder type surface acoustic wave filter having an electrode pattern configuration (a) and an equivalent circuit configuration (b) as shown in FIG. 3 was used. Reference numeral 1 denotes a piezoelectric substrate, and a 36 ° YX lithium tantalate crystal is used in this embodiment. 2 is an interdigital transducer electrode and 3 is a reflector electrode, which are made of an aluminum film.
[0021]
Although it produced using the board | substrate with which such a filter element was formed, the cross-sectional structure of the element explaining the creation process is shown in FIG. FIG. 4A shows a cross section of the interdigital transducer electrode portion of the filter shown in FIG. 1 is a piezoelectric substrate, and 21 is an interdigital transducer electrode. A positive photosensitive polyimide (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied to the entire surface of the piezoelectric substrate including the interdigital transducer electrode 21 by spin coating on the surface on which the electrode was formed, prebaked and dried. This film formation state is shown in FIG.
[0022]
Next, as shown in FIG. 4C, the positive photosensitive resin between the electrodes was exposed by irradiating ultraviolet light from the back surface of the piezoelectric substrate 1. Thereafter, the exposed portion was removed with a developing solution and cured by heating at about 300 ° C., thereby producing a surface acoustic wave device having the configuration shown in FIG. At this time, the thickness of the polyimide film as the insulating film 31 was set to 70 nm, but the frequency change was smaller than the initial value by about 2.5 MHz, but the insertion loss only increased by 0.1 dB or less, and the surface acoustic wave There were no practical problems with the characteristics.
[0023]
This element was examined for an effect of preventing a short circuit when a metal scrap falls. In the evaluation method, after several Ni particles having a shape of about 20 μm were dropped on the interdigital transducer electrode, a voltage at which the insulation between the electrodes was broken by the CV charge method was obtained.
[0024]
As a result, the insulation property was destroyed at a voltage of 1 V or less when there was no polyimide film as an insulation film, but it was not destroyed even at a voltage of 100 V or more when formed to 70 nm. In this embodiment, the film thickness is set to 70 nm. However, the film thickness for obtaining the short-circuit preventing effect may be 40 nm or more, and if the insertion loss is allowed to 0.5 dB or less, it is preferably 150 nm or less. When an insulating film was formed between the electrodes by spin coating under the same conditions, drying, and immediately heating and curing, the insertion loss was 0.5 dB.
[0025]
(Example 2)
Using a quartz substrate with an oscillator having a center frequency of 224 MHz, positive photosensitive polyimide is applied over the entire surface, dried, and then irradiated with ultraviolet light from the back of the substrate to expose the resin between the electrodes and develop. Then, the resin was removed and heat-cured at 300 ° C. to form an element having the structure shown in the first embodiment.
[0026]
For the polyimide film thus formed and the element that was applied and dried over the entire surface, immediately heated and cured, and the insulating film was left between the electrodes, the relationship between the frequency variation and the insertion loss was determined by changing the film thickness. . The result is shown in FIG.
[0027]
In the figure, (A) shows the characteristics of the device according to the present invention, and (B) shows the device characteristics when polyimide is left on the entire surface. Although the element (A) according to the present invention was prepared under the same conditions, the insertion loss did not change even when the frequency was changed, whereas the element (B) in which the polyimide film was formed on the entire surface was obtained. The insertion loss increases simultaneously with the frequency change, and it has been found that not forming a polyimide film between the electrodes has a great effect on reducing the influence on the device characteristics. This element was also evaluated for short-circuit prevention effect, but the film thickness necessary for short-circuit prevention was about 40 nm.
[0028]
Example 3
The surface acoustic wave device according to the first embodiment shown in FIG. 1 was produced as follows. First, the insulating film 31 was formed on the surface acoustic wave device having the electrode pattern configuration as shown in FIG. The piezoelectric substrate 1 uses lithium niobate (LiNbO 3 ), the center frequency is 902 MHz, and the electrode design is a longitudinal mode system. FIG. 7A shows a cross-sectional shape of the interdigital transducer electrode portion of the element.
[0029]
1 is a piezoelectric substrate, and 21 is an interdigital transducer electrode. On this board | substrate, it apply | coated by the spin coat using the negative photosensitive photoresist, and was dried. The cross-sectional shape at this time is shown in FIG. In the figure, 41 is a negative resist.
[0030]
Then, as shown in FIG.7 (c), the ultraviolet light was irradiated from the back surface of the board | substrate, and the resist currently formed between electrodes was exposed. Thereafter, when development is performed, as shown in FIG. 7D, the resist on the electrode is removed and the surface of the electrode is exposed, and a silicon oxide film of 40 nm is formed on this surface by sputtering (FIG. 7E). ).
[0031]
Finally, the negative resist was removed with acetone, and at the same time, the silicon oxide film on the resist was removed, thereby producing the surface acoustic wave device of the second embodiment shown in FIG. As for the characteristics of the device thus fabricated, the frequency change was 1.5 MHz and the insertion loss was only 0.02 dB or less. Further, the short-circuit preventing effect was measured by the CV charge method, but it had a withstand voltage of 70 V or more.
[0032]
In this embodiment, the silicon oxide film is formed by sputtering. However, the present invention is not limited to sputtering, and may be vacuum vapor deposition or chemical vapor reaction (CVD), spin coating, printing, or A method such as dipping may be used, and the film forming method is not particularly limited. In addition, the insulating film is not limited to silicon oxide, and is not particularly limited as long as it is a material that is not eroded by the negative resist stripping removal liquid and has a heat resistance that is smaller than the density of the electrode film material and can withstand solder reflow. There is nothing.
[0033]
Example 4
The surface acoustic wave device according to the second embodiment shown in FIG. 2 was produced as follows. First, an insulating film was formed on a surface acoustic wave device having an electrode pattern configuration as shown in FIG. The substrate is lithium niobate (LiNbO 3 ), the center frequency is 902 MHz, and the electrode design is a longitudinal mode system. FIG. 8A shows the cross-sectional shape of the interdigital transducer electrode portion of the element.
[0034]
1 is a piezoelectric substrate, and 21 is an interdigital transducer electrode. On this substrate, a negative photosensitive photoresist was applied by spin coating and dried. The resist film thickness at this time is formed slightly thinner than the electrode film thickness as shown in FIG. In the figure, 41 is a negative resist.
[0035]
Thereafter, ultraviolet light is irradiated from the back surface of the substrate, the resist formed between the electrodes is exposed, and development is performed. As shown in FIG. 8C, the resist on the electrodes is removed and the electrode surface is exposed. A silicon oxide film having a thickness of about 40 nm was formed on this surface by sputtering. At this time, the silicon oxide is partially formed not only on the electrode surface but also on both sides as shown in FIG.
[0036]
Finally, the negative resist was removed with acetone, and at the same time, the silicon oxide film on the resist was removed, thereby producing the surface acoustic wave device of the second embodiment shown in FIG. In the surface acoustic wave device thus prepared, the insulating film 31 is not formed on the piezoelectric substrate. However, not only the surface but also a part of both side surfaces are formed on the electrode surface, so that a short circuit can be prevented. There was a greater effect, and even with a film thickness of 40 nm, a withstand voltage of 100 V was obtained by the CV charge method. The frequency change and insertion loss were almost the same as in Example 3.
[0037]
(Example 5)
About 150 nm of positive photosensitive polyimide was formed on an oscillator having a center frequency of 224 MHz using the quartz substrate shown in Example 2. The frequency at this time was 224.1 MHz, which was out of specification. However, as a result of performing dry etching on this substrate in a mixed gas atmosphere of CF 4 and O 2 gas for 30 s, the frequency should be 224.0 MHz, which is within the standard value. Was made. The film thickness of the polyimide after etching remained about 50 nm, and the short-circuit preventing effect was sufficient.
[0038]
In this example, etching was performed in the substrate state, but after being divided into each element and die-bonded to the package and connected to the wire, dry etching was performed with CF 4 and O 2 gas while measuring the frequency in vacuum. More accurate frequency adjustment was possible by finishing etching at the frequency.
[0039]
In this embodiment, the polyimide film is dry-etched, but it is not particularly limited to polyimide as long as it has etching selectivity with respect to the substrate and the electrode material. Further, although quartz is used as the piezoelectric substrate, there is no particular problem in using a substrate such as lithium tantalate, lithium niobate, or lithium tetraborate used for the surface acoustic wave device.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the insulating film can be formed only on the electrode surface by the self-alignment exposure method, and the characteristics of the surface acoustic wave device can prevent the short circuit without increasing the particularly important insertion loss. An advantageous effect and the frequency can be adjusted to a desired value by etching the insulating film, and a great effect can be obtained in improving the yield.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional structure diagram of an interdigital transducer section of a surface acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional structure diagram of an interdigital transducer section of a surface acoustic wave element according to a second embodiment of the present invention. 3A is an electrode pattern configuration diagram of a surface acoustic wave device used in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3B is an equivalent circuit configuration diagram of the surface acoustic wave device. FIG. FIG. 5 is a process chart for fabricating the surface acoustic wave device of FIG. 5. FIG. 5 shows the characteristics of the surface acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention compared with the case where an insulating film is formed on the entire surface. FIG. 6 is a configuration diagram of an electrode pattern used in the surface acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is another process diagram for creating the surface acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 8 shows surface elasticity according to the second embodiment of the present invention. Process diagram for creating device 9 (a) a plan view showing a planar shape of a conventional surface acoustic wave device (b) cross-sectional view showing a sectional shape of a conventional surface acoustic wave device [Description of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric substrate 2 Interdigital transducer electrode 3 Reflector electrode 21 Interdigital transducer electrode 31 Insulating film 41 Negative photosensitive resin

Claims (3)

圧電体基板と、前記圧電体基板上に設けた櫛形形状のインターデジタルトランスデューサ電極と、前記インターデジタルトランスデューサ電極上に形成した絶縁膜を有し、前記絶縁膜は、前記インターデジタルトランスデューサ電極上および両側面の一部まで形成するとともに、前記インターデジタルトランスデューサ電極の電極間の前記圧電体基板面上には形成しない表面弾性波素子。A piezoelectric substrate; a comb-shaped interdigital transducer electrode provided on the piezoelectric substrate ; and an insulating film formed on the interdigital transducer electrode , the insulating film on the interdigital transducer electrode and on both sides A surface acoustic wave element that is formed up to a part of the surface and is not formed on the surface of the piezoelectric substrate between the electrodes of the interdigital transducer electrode. 圧電体基板の表面上に櫛形形状のインターデジタルトランスデューサ電極を形成する工程と、前記インターデジタルトランスデューサ電極を形成した前記圧電体基板表面上にネガ型の感光性樹脂を塗布・乾燥する工程と、前記圧電体基板の前記インターデジタルトランスデューサ電極が形成されていない面側より前記感光性樹脂を感光するための光を照射して前記圧電体基板上に形成された前記感光性樹脂を露光する工程と、前記インターデジタルトランスデューサ電極上に形成された前記感光性樹脂を現像により除去する工程と、前記圧電体基板の前記インターデジタルトランスデューサ電極が形成された表面上に絶縁膜を形成する工程と、前記感光性樹脂を溶解除去すると同時に前記感光性樹脂上に形成された前記絶縁膜も除去する工程を有する表面弾性波素子の製造方法。  Forming a comb-shaped interdigital transducer electrode on the surface of the piezoelectric substrate; applying and drying a negative photosensitive resin on the surface of the piezoelectric substrate on which the interdigital transducer electrode is formed; and Exposing the photosensitive resin formed on the piezoelectric substrate by irradiating light for exposing the photosensitive resin from a surface side of the piezoelectric substrate where the interdigital transducer electrode is not formed; Removing the photosensitive resin formed on the interdigital transducer electrode by development; forming an insulating film on the surface of the piezoelectric substrate on which the interdigital transducer electrode is formed; The step of removing the insulating film formed on the photosensitive resin simultaneously with dissolving and removing the resin The method of manufacturing a surface acoustic wave element having. 前記インターデジタルトランスデューサ電極を形成した前記圧電体基板上に形成するネガ型の前記感光性樹脂の乾燥後の厚さを前記インターデジタルトランスデューサ電極の厚さより小さくした請求項記載の表面弾性波素子の製造方法。 3. The surface acoustic wave device according to claim 2 , wherein the thickness of the negative photosensitive resin formed on the piezoelectric substrate on which the interdigital transducer electrode is formed is smaller than the thickness of the interdigital transducer electrode. Production method.
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