JP4514571B2 - Surface acoustic wave device, method of manufacturing the same, and communication device - Google Patents

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Description

本発明は、弾性表面波装置およびその製造方法ならびに通信装置に関する。より詳しくは、弾性表面波フィルタとして使用されるフェースダウン実装構造の弾性表面波装置であり、特に通過帯域外減衰量を改善した弾性表面波装置およびその製造方法ならびにその弾性表面波装置を用いた通信装置に関するものである。   The present invention relates to a surface acoustic wave device, a manufacturing method thereof, and a communication device. More specifically, it is a surface acoustic wave device having a face-down mounting structure used as a surface acoustic wave filter, and in particular, a surface acoustic wave device having improved out-of-passband attenuation, a manufacturing method thereof, and the surface acoustic wave device. The present invention relates to a communication device.

近年、小形化,無調整化を図ることができる弾性表面波フィルタが各種通信装置に使用されるようになり、通信装置の高周波化,高機能化の進展に伴い、バンドパスフィルタ等として用いられる弾性表面波フィルタの帯域外減衰量を上げる要求が益々増大してきている。例えば、900MHz帯の携帯電話用フィルタとしては、通過帯域近傍の帯域外減衰量を向上させることが望まれ、かつ数GHzの高周波数帯域における帯域外減衰量も向上させた高性能な高減衰フィルタが望まれている。   In recent years, surface acoustic wave filters that can be miniaturized and non-adjusted have come to be used in various communication devices, and are used as band-pass filters, etc., as communication devices increase in frequency and functionality. There is an increasing demand for increasing the out-of-band attenuation of the surface acoustic wave filter. For example, as a 900 MHz band cellular phone filter, it is desired to improve the out-of-band attenuation in the vicinity of the pass band, and the high-performance high-attenuation filter that also improves the out-of-band attenuation in a high frequency band of several GHz. Is desired.

従来の弾性表面波(Surface Acoustic Wave、以下SAWと略す。)装置における実装構造の模式的な断面図を図9に示す。図9に示す弾性表面波装置において、51は圧電基板、52は接地パッド、53はSAW素子用の圧電基板51上に形成された櫛形電極のIDT(Inter Digital Transducer)電極(励振電極)、54はパッケージ57に形成された導電パターン、55は接続用のバンプである。同図の構成では、接地パッド52およびIDT電極53を例えばAl−Cu膜で形成し、導電パターン54と接地パッド52とを例えばAuから成るバンプ55により電気的に接続している。さらに、蓋体56をシーム溶接等によりパッケージ57上から接合層58を介して封止して、弾性表面波素子を収容した内部の気密性を保っている。   FIG. 9 shows a schematic sectional view of a mounting structure in a conventional surface acoustic wave (hereinafter abbreviated as SAW) apparatus. In the surface acoustic wave device shown in FIG. 9, 51 is a piezoelectric substrate, 52 is a ground pad, 53 is an IDT (Inter Digital Transducer) electrode (excitation electrode) of an interdigital transducer formed on the piezoelectric substrate 51 for SAW elements, 54 Is a conductive pattern formed on the package 57, and 55 is a bump for connection. In the configuration shown in the figure, the ground pad 52 and the IDT electrode 53 are formed of, for example, an Al—Cu film, and the conductive pattern 54 and the ground pad 52 are electrically connected by a bump 55 made of, for example, Au. Further, the lid 56 is sealed from above the package 57 via the bonding layer 58 by seam welding or the like, and the airtightness inside the surface acoustic wave element is maintained.

このような従来のフェースダウン構造の弾性表面波装置における帯域外減衰量レベルの劣化の主原因は、例えば、弾性表面波素子の接地パッド52やIDT電極53およびパッケージ57の導電パターン54等の電極の電気抵抗の増加、寄生インダクタンスや浮遊容量に起因する入出力間の電磁的結合である。特に、圧電基板51の一方主面にIDT電極53とともに接地パッド52等の入力パッド部と出力パッド部とを有するフィルタ領域が形成され、他方主面に導体層(図示せず)が形成された弾性表面波素子をフェースダウン実装した構造の弾性表面波装置の場合は、圧電基板51の他方主面にはフィルタ領域の入力パッド部および出力パッド部に対向する領域に導体層が形成されているため、入力パッド部と出力パッド部との間に容量結合が発生して、帯域外減衰量を劣化させてしまうという問題点がある。
特開平4−313906号公報
The main causes of the deterioration of the out-of-band attenuation level in such a conventional surface-down surface acoustic wave device are, for example, electrodes such as the ground pad 52 of the surface acoustic wave element, the IDT electrode 53, and the conductive pattern 54 of the package 57. Electromagnetic coupling between input and output due to increase in electrical resistance, parasitic inductance and stray capacitance. In particular, a filter region having an input pad portion such as a ground pad 52 and an output pad portion together with an IDT electrode 53 is formed on one main surface of the piezoelectric substrate 51, and a conductor layer (not shown) is formed on the other main surface. In the case of a surface acoustic wave device having a structure in which a surface acoustic wave element is mounted face-down, a conductor layer is formed on the other main surface of the piezoelectric substrate 51 in a region facing the input pad portion and output pad portion of the filter region. Therefore, there is a problem that capacitive coupling occurs between the input pad portion and the output pad portion, thereby deteriorating the out-of-band attenuation.
JP-A-4-313906

弾性表面波素子は圧電基板上に作製される櫛歯状の励振電極(IDT電極)を用いた素子である。通常、圧電体は急激な温度変化により焦電性を示すため、圧電基板に励振電極を有する素子を作製する際に急激な温度変化のある工程を通すと、圧電基板の焦電性のため励振電極の電極間にスパークが発生し、素子を破壊してしまうこととなる。そこで、なるべく圧電基板に電荷が蓄積しないようにするために、圧電基板の裏面全体にわたって導体層を形成することが一般的となっている。しかし、この裏面導電体層は、素子作製工程中は焦電破壊防止に有効であるが、上述のような理由から素子自体の構成により帯域外減衰量を向上させるには不利となる(例えば、特許文献1を参照。)。   A surface acoustic wave element is an element using comb-like excitation electrodes (IDT electrodes) fabricated on a piezoelectric substrate. Usually, since a piezoelectric body exhibits pyroelectricity due to a rapid temperature change, when a device having an excitation electrode on a piezoelectric substrate is manufactured, a process with a rapid temperature change is performed due to the pyroelectricity of the piezoelectric substrate. Sparks are generated between the electrodes, and the element is destroyed. Therefore, in order to prevent electric charges from being accumulated in the piezoelectric substrate as much as possible, it is common to form a conductor layer over the entire back surface of the piezoelectric substrate. However, this backside conductor layer is effective in preventing pyroelectric breakdown during the device fabrication process, but is disadvantageous for improving out-of-band attenuation due to the configuration of the device itself for the reasons described above (for example, (See Patent Document 1).

また、フェースアップ実装構造で、圧電基板の表面(一方主面)に励振電極,入力パッド部および出力パッド部が形成され、裏面(他方主面)に導体層が形成された弾性表面波素子を用いて、裏面側がパッケージの上面に載置されて接地された構造の場合は、裏面の導体層を介した表面側の入力パッド部と出力パッド部との間の容量結合は問題とならないが、フェースダウン実装の場合は、裏面が接地されていないので裏面の導体層を介した入力パッド部と出力パッド部との間の容量結合が問題となり、弾性表面波素子によるフィルタの帯域外減衰量を十分に確保することが難しくなるという問題点がある。   In addition, a surface acoustic wave element having a face-up mounting structure in which an excitation electrode, an input pad portion, and an output pad portion are formed on the surface (one main surface) of the piezoelectric substrate and a conductor layer is formed on the back surface (the other main surface). In the case of a structure in which the back side is placed on the top surface of the package and grounded, capacitive coupling between the input pad part on the front side and the output pad part through the conductor layer on the back side is not a problem, In the case of face-down mounting, since the back surface is not grounded, capacitive coupling between the input pad portion and the output pad portion through the conductor layer on the back surface becomes a problem, and the out-of-band attenuation of the filter by the surface acoustic wave element is reduced. There is a problem that it is difficult to secure enough.

従って、本発明の目的は、弾性表面波素子のフェースダウン実装構造を持つ弾性表面波装置において、フィルタの帯域外減衰量を向上させることができ、信頼性に優れた弾性表面波装置およびそれを用いた通信装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a surface acoustic wave device that can improve the out-of-band attenuation of a filter and has excellent reliability in a surface acoustic wave device having a face-down mounting structure of surface acoustic wave elements. It is to provide a used communication device.

本発明の弾性表面波装置は、圧電基板の一方主面に励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域が形成され、他方主面に導体層が形成された弾性表面波素子を、実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装しており、前記導体層は、前記入力パッド部および前記出力パッド部の少なくとも一方に対向する領域が他の領域と分離されて形成されていることを特徴とするものである。   The surface acoustic wave device of the present invention is a surface acoustic wave device in which a filter region including an excitation electrode, an input pad portion, and an output pad portion is formed on one main surface of a piezoelectric substrate, and a conductor layer is formed on the other main surface. Are mounted on the mounting substrate with the one main surface facing each other, and the conductor layer is formed by separating a region facing at least one of the input pad portion and the output pad portion from another region. It is characterized by being.

また、本発明の弾性表面波装置は、圧電基板の一方主面に励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域が形成され、他方主面に導体層が形成された弾性表面波素子を、実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装しており、前記導体層は、前記入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分および前記出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方に対向する領域が他の領域と分離されて形成されていることを特徴とするものである。   Further, the surface acoustic wave device of the present invention is an elastic surface in which a filter region including an excitation electrode, an input pad portion, and an output pad portion is formed on one main surface of a piezoelectric substrate, and a conductor layer is formed on the other main surface. The wave element is mounted on the mounting substrate with the one main surface facing, and the conductor layer includes a portion connected from the input pad portion to the excitation electrode in a direct current and the output pad portion. A region facing at least one of the portions connected to the excitation electrode in a direct current manner is formed separately from the other regions.

また、本発明の弾性表面波装置は、上記各構成において、前記導体層が分離のために除かれている部位の前記他方主面の表面粗さが、前記導体層が形成されている領域の前記他方主面の表面粗さよりも大きいことを特徴とするものである。   In the surface acoustic wave device according to the present invention, in each of the above configurations, the surface roughness of the other main surface of the portion where the conductor layer is removed for separation is a region where the conductor layer is formed. It is larger than the surface roughness of the other main surface.

また、本発明の弾性表面波装置は、上記各構成において、前記圧電基板の前記一方主面に前記フィルタ領域を取り囲んで環状導体が形成されており、この環状導体が前記実装用基体上に対応して形成された基体側環状導体に接合されていることを特徴とするものである。   In the surface acoustic wave device according to the present invention, in each of the above configurations, an annular conductor is formed on the one main surface of the piezoelectric substrate so as to surround the filter region, and the annular conductor corresponds to the mounting substrate. It is characterized by being bonded to the base-side annular conductor formed in this way.

また、本発明の弾性表面波装置は、上記構成において、前記励振電極が抵抗体を介して前記環状導体に電気的に接続されており、この環状導体が接地電位とされていることを特徴とするものである。   The surface acoustic wave device according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, the excitation electrode is electrically connected to the annular conductor through a resistor, and the annular conductor is set to a ground potential. To do.

また、本発明の弾性表面波装置は、上記各構成において、前記圧電基板は、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶から成ることを特徴とするものである。   In the surface acoustic wave device according to the present invention, in each of the above structures, the piezoelectric substrate has a lithium tantalate single crystal, a lithium niobate single crystal, or a lithium tetraborate single crystal having an oxygen content less than the stoichiometric composition. It is characterized by comprising crystals.

また、本発明の弾性表面波装置は、上記各構成において、前記圧電基板は、前記一方主面側が圧電材料から成り、前記他方主面側が前記圧電材料より比誘電率が小さい材料から成ることを特徴とするものである。   In the surface acoustic wave device according to the present invention, in each of the above-described configurations, the piezoelectric substrate may be configured such that the one principal surface side is made of a piezoelectric material and the other principal surface side is made of a material having a relative dielectric constant smaller than that of the piezoelectric material. It is a feature.

本発明の通信装置は、上記いずれかの本発明の弾性表面波装置を有する、受信回路および送信回路の少なくとも一方を備えたことを特徴とするものである。   A communication device of the present invention is characterized by including at least one of a reception circuit and a transmission circuit having any one of the surface acoustic wave devices of the present invention.

本発明の弾性表面波装置の第1の製造方法は、圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程と、前記一方主面の前記導体層をパターニングして励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域を有する多数の弾性表面波素子領域を形成する工程と、前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と、次に、前記圧電基板を前記弾性表面波素子領域毎に分離して多数個の弾性表面波素子を得る工程と、次に、前記弾性表面波素子を実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装する工程とを具備するとともに、前記圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程および前記多数の弾性表面波素子領域を形成する工程および前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と前記多数個の弾性表面波素子を得る工程との間に、または前記実装する工程の後に、前記他方主面に形成した前記導体層の前記入力パッド部および前記出力パッド部の少なくとも一方に対向する領域を他の領域と分離する工程を具備することを特徴とするものである。   A first method of manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention includes a step of forming a conductor layer on one main surface of a piezoelectric substrate, and patterning the conductor layer on the one main surface to output an excitation electrode, an input pad portion, and an output A step of forming a plurality of surface acoustic wave element regions having a filter region having a pad portion, a step of forming a conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate, and Separating each element region to obtain a large number of surface acoustic wave elements, and then mounting the surface acoustic wave element on a mounting substrate with the one main surface facing, A step of forming a conductor layer on one principal surface of the piezoelectric substrate, a step of forming a plurality of surface acoustic wave element regions, a step of forming a conductor layer on the other principal surface of the piezoelectric substrate, and the plurality of surface acoustic waves. During the process of obtaining the element, Comprises, after the mounting step, a step of separating a region facing at least one of the input pad portion and the output pad portion of the conductor layer formed on the other main surface from another region. To do.

また、本発明の弾性表面波装置の第1の製造方法は、上記構成において、前記他方主面に形成した前記導体層の前記入力パッド部および前記出力パッド部の少なくとも一方に対向する領域を除去する工程に代えて、前記導体層の前記入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分および前記出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方に対向する領域を他の領域と分離することを特徴とするものである。   According to a first method of manufacturing a surface acoustic wave device of the present invention, in the above configuration, a region facing at least one of the input pad portion and the output pad portion of the conductor layer formed on the other main surface is removed. In place of the step of, facing at least one of a portion of the conductor layer that is DC connected from the input pad portion to the excitation electrode and a portion of the conductor pad that is DC connected from the output pad portion to the excitation electrode The area to be separated is separated from other areas.

また、本発明の弾性表面波装置の第2の製造方法は、圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程と、前記一方主面の前記導体層をパターニングして励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域を有する多数の弾性表面波素子領域を形成する工程と、前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と、次に、前記圧電基板の前記弾性表面波素子領域を実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装する工程と、次に、前記圧電基板および前記実装用基体を前記弾性表面波素子領域毎に分離する工程とを具備するとともに、前記圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程および前記多数の弾性表面波素子領域を形成する工程および前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と前記実装する工程との間に、または前記実装する工程の後に、前記他方主面に形成した前記導体層の前記入力パッド部および前記出力パッド部の少なくとも一方に対向する領域を他の領域と分離する工程を具備することを特徴とするものである。   The second manufacturing method of the surface acoustic wave device of the present invention includes a step of forming a conductor layer on one principal surface of the piezoelectric substrate, and patterning the conductor layer on the one principal surface to thereby form an excitation electrode and an input pad portion. Forming a plurality of surface acoustic wave element regions each having a filter region comprising an output pad portion, a step of forming a conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate, and then the elasticity of the piezoelectric substrate. Mounting the surface wave element region on the mounting substrate with the one principal surface facing each other, and then separating the piezoelectric substrate and the mounting substrate for each surface acoustic wave element region. And a step of forming a conductor layer on one main surface of the piezoelectric substrate, a step of forming a plurality of surface acoustic wave element regions, a step of forming a conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate, and the mounting step. During or After the mounting step, the method includes a step of separating a region facing at least one of the input pad portion and the output pad portion of the conductor layer formed on the other main surface from another region. Is.

また、本発明の弾性表面波装置の第2の製造方法は、上記構成において、前記他方主面に形成した前記導体層の前記入力パッド部および前記出力パッド部の少なくとも一方に対向する領域を他の領域と分離する工程に代えて、前記導体層の前記入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分および前記出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方に対向する領域を他の領域と分離する工程を具備することを特徴とするものである。   According to a second method of manufacturing a surface acoustic wave device of the present invention, in the above configuration, a region facing the at least one of the input pad portion and the output pad portion of the conductor layer formed on the other main surface is different. Instead of the step of separating from the region, a portion of the conductor layer that is connected in a direct current from the input pad portion to the excitation electrode and a portion that is connected in a direct current from the output pad portion to the excitation electrode The method includes a step of separating a region facing at least one from another region.

さらに、本発明の弾性表面波装置の第1および第2の製造方法は、上記各構成において、前記他方主面に形成した前記導体層を分離のために部分的に除去する際に、除去する部分の前記他方主面の表面粗さを除去しない領域の前記他方主面の表面粗さよりも大きくすることを特徴とするものである。   Further, in the first and second manufacturing methods of the surface acoustic wave device of the present invention, in each of the above configurations, the conductor layer formed on the other main surface is removed when partially removed for separation. It is characterized in that the surface roughness of the other main surface of the region where the surface roughness of the other main surface of the part is not removed is made larger.

本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板の他方主面に形成された導体層が、入力パッド部および前記出力パッド部の少なくとも一方に対向する領域が他の領域と分離されて形成されていることにより、フィルタの入力パッド部および出力パッド部の間に形成される寄生容量を各入出力パッド部間で分離することができるため、従来のように他方主面の全面にわたって導体層が形成されている場合よりも入出力パッド部間の寄生容量による結合量を大幅に低減することができるため、その寄生容量に起因する通過帯域外減衰量特性の劣化を抑えることができ、通過帯域外減衰量を向上させることができる。   According to the surface acoustic wave device of the present invention, the conductor layer formed on the other principal surface of the piezoelectric substrate is formed such that a region facing at least one of the input pad portion and the output pad portion is separated from other regions. As a result, the parasitic capacitance formed between the input pad portion and the output pad portion of the filter can be separated between the input / output pad portions. Since the amount of coupling due to the parasitic capacitance between the input and output pad portions can be greatly reduced compared to the case where it is formed, deterioration of the attenuation characteristic outside the passband due to the parasitic capacitance can be suppressed. The amount of external attenuation can be improved.

また、本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板の他方主面に形成された導体層が、入力パッド部から励振電極まで直流的に接続されている部分および出力パッド部から励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方に対向する領域が他の領域と分離されて形成されている場合には、入力パッド部から励振電極まで直流的に接続されている部分および出力パッド部から励振電極まで直流的に接続されている部分によって形成される寄生容量による入出力パッド部間の結合量を低減することができるため、その寄生容量に起因する通過帯域外減衰量特性の劣化を抑えることができ、通過帯域減衰量をさらに向上させることができる。   Further, according to the surface acoustic wave device of the present invention, the conductor layer formed on the other main surface of the piezoelectric substrate is connected to the DC pad from the input pad portion to the excitation electrode and from the output pad portion to the excitation electrode. When the region facing at least one of the DC-connected portions is formed separately from the other regions, the DC-connected portion from the input pad portion to the excitation electrode and the output pad portion Since the coupling amount between the input and output pad parts due to the parasitic capacitance formed by the portion connected to the excitation electrode from the DC to the excitation electrode can be reduced, the attenuation characteristic outside the passband due to the parasitic capacitance is reduced. Therefore, the passband attenuation can be further improved.

また、本発明の弾性表面波装置によれば、上記各構成において、圧電基板の他方主面の導体層が分離のために除かれている部位の他方主面の表面粗さが、導体層が形成されている領域の他方主面の表面粗さよりも大きい場合には、通過帯域外減衰量特性の劣化のうち、バルク波の伝搬により劣化していた分をも低減することができるので、通過帯域外減衰量特性をさらに大幅に改善することができる。通過帯域外減衰量は、入出力パッド部間の容量結合に起因して劣化するとともに、共振器の励振電極で弾性表面波に変換されずバルク波となってしまった音響波が、圧電基板の内部を伝搬し、圧電基板の他方主面の表面や弾性表面波素子の端面で反射され、再びフィルタ領域に形成されている共振器の励振電極に結合することによっても劣化する。このバルク波の伝搬による劣化分は寄生容量による影響に比べると小さいが、通過帯域外減衰量特性に求められる厳しい要求を完全に満たすためにはバルク波による劣化も抑制することが好ましい。これに対し、圧電基板の他方主面の導体層が分離のために除かれている部位の他方主面の表面粗さが、導体層が形成されている領域の他方主面の表面粗さよりも大きいものとすることにより、部分的に粗くした圧電基板の他方主面でバルク波が散乱されるため、フィルタ領域の励振電極から発生したバルク波が再びフィルタ領域に形成されている励振電極で励振される弾性表面波と十分に結合しないようにすることができるので、通過帯域外減衰量特性をさらに改善することができる。   According to the surface acoustic wave device of the present invention, in each of the above configurations, the surface roughness of the other main surface of the portion where the conductor layer of the other main surface of the piezoelectric substrate is removed for separation is such that the conductor layer is If the surface roughness of the other main surface of the formed region is larger than the surface roughness of the out-of-pass band attenuation characteristic, it is possible to reduce the amount of deterioration due to the propagation of the bulk wave. The out-of-band attenuation characteristic can be further greatly improved. The attenuation outside the passband is deteriorated due to the capacitive coupling between the input and output pads, and the acoustic wave that is not converted into the surface acoustic wave by the excitation electrode of the resonator and becomes a bulk wave is generated by the piezoelectric substrate. It also deteriorates by propagating through the inside, being reflected by the surface of the other main surface of the piezoelectric substrate and the end surface of the surface acoustic wave element, and again being coupled to the excitation electrode of the resonator formed in the filter region. Although the deterioration due to the propagation of the bulk wave is small compared to the influence due to the parasitic capacitance, it is preferable to suppress the deterioration due to the bulk wave in order to completely satisfy the strict requirement required for the attenuation characteristic outside the passband. On the other hand, the surface roughness of the other main surface of the portion where the conductor layer of the other main surface of the piezoelectric substrate is removed for separation is greater than the surface roughness of the other main surface of the region where the conductor layer is formed. Since the bulk wave is scattered on the other main surface of the partially roughened piezoelectric substrate by making it large, the bulk wave generated from the excitation electrode in the filter region is excited again by the excitation electrode formed in the filter region. Therefore, the out-of-passband attenuation characteristic can be further improved.

また、本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板の一方主面にフィルタ領域を取り囲んで環状導体が形成されており、この環状導体が実装用基体上に対応して形成された基体側環状導体に接合されている場合には、これら環状導体および基体側環状導体を接合することによって弾性表面波素子を実装用基体上に強固に、かつ励振電極および入力パッド部および出力パッド部を気密に封止した状態で実装することができるため、後述するように実装用基体上に弾性表面波素子を実装した後に圧電基板の他方主面の導体層を加工する際にも、圧電基板の一方主面に形成されている励振電極にダメージを与えずに加工することができる。   Further, according to the surface acoustic wave device of the present invention, the annular conductor is formed on one main surface of the piezoelectric substrate so as to surround the filter region, and the annular conductor is formed correspondingly on the mounting substrate. When bonded to the annular conductor, the surface acoustic wave element is firmly mounted on the mounting substrate by bonding the annular conductor and the substrate-side annular conductor, and the excitation electrode, the input pad portion, and the output pad portion are hermetically sealed. Since the surface acoustic wave element is mounted on the mounting substrate as will be described later, when the conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate is processed, Processing can be performed without damaging the excitation electrode formed on the main surface.

また、本発明の弾性表面波装置によれば、励振電極が抵抗体を介して環状導体に電気的に接続されており、この環状導体が接地電位とされている場合には、励振電極は直流的には接地電位に接続されているが、弾性表面波装置が使用される周波数帯ではほぼ接地電位からは絶縁されている状態とすることができるため、フィルタの帯域通過特性に影響を与えずに励振電極に電荷が蓄積することを防止できる。従って、圧電基板の他方主面の全面に導体層が無くとも、弾性表面波装置の焦電破壊を確実に防止することができる。   Further, according to the surface acoustic wave device of the present invention, when the excitation electrode is electrically connected to the annular conductor via the resistor, and the annular conductor is at the ground potential, the excitation electrode is a direct current. Although it is connected to ground potential, it can be isolated from the ground potential in the frequency band where the surface acoustic wave device is used, so it does not affect the band-pass characteristics of the filter. In addition, it is possible to prevent electric charges from being accumulated in the excitation electrode. Accordingly, pyroelectric breakdown of the surface acoustic wave device can be reliably prevented even when the conductor layer is not provided on the entire other main surface of the piezoelectric substrate.

また、本発明の弾性表面波装置によれば、圧電基板が、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶から成る場合には、この圧電基板は、励振電極を環状導体に電気的に接続する抵抗体と同様に、直流的には導体に見えるが弾性表面波装置が使用される周波数帯ではほぼ絶縁体に見えるという性質を持つ。従って、これを弾性表面波装置の基板として使用することによって、フィルタの帯域通過特性に影響を与えずに励振電極に電荷が蓄積することを防止できる。従って、圧電基板の他方主面の全面に導体層が無くとも弾性表面波装置の焦電破壊をより確実に防止することができる。しかも、焦電破壊を防止するために弾性表面波装置の製造工程において工程数を増加させることがない。   According to the surface acoustic wave device of the present invention, the piezoelectric substrate is made of a lithium tantalate single crystal, a lithium niobate single crystal, or a lithium tetraborate single crystal having an oxygen content less than the stoichiometric composition. The piezoelectric substrate, like the resistor that electrically connects the excitation electrode to the annular conductor, appears to be a conductor in terms of direct current but appears to be an insulator in the frequency band in which the surface acoustic wave device is used. Has properties. Therefore, by using this as the substrate of the surface acoustic wave device, it is possible to prevent charges from being accumulated on the excitation electrode without affecting the bandpass characteristics of the filter. Therefore, the pyroelectric breakdown of the surface acoustic wave device can be more reliably prevented even if there is no conductor layer on the entire other main surface of the piezoelectric substrate. In addition, the number of processes is not increased in the manufacturing process of the surface acoustic wave device in order to prevent pyroelectric breakdown.

また、以上の本発明の弾性表面波装置においては、圧電基板の他方主面の導体層の所定の領域を他の領域と分離して形成することによりフィルタの入出力パッド部間の容量を低減してきたが(これは寄生容量を形成する電極の面積を小さくすることに相当する。)、圧電基板が、一方主面側が圧電材料から成り、他方主面側がその圧電材料よりも比誘電率が小さい材料から成る場合には、フィルタの入力パッド部と出力パッド部との間の実効誘電率を小さくすることができ、これによっても寄生容量を低減することができる(これは寄生容量を形成する電極間の誘電率を小さくすることに相当する。)ので、通過帯域外減衰特性をさらに改善することができる。特に、この圧電材料として、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶を使用すると、焦電破壊を良好に防止する効果と実効誘電率を小さくする効果との両方を得ることができる。   In the surface acoustic wave device of the present invention described above, the capacitance between the input and output pad portions of the filter is reduced by forming a predetermined region of the conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate separately from the other regions. However, this corresponds to reducing the area of the electrode forming the parasitic capacitance. However, the piezoelectric substrate has one principal surface side made of a piezoelectric material, and the other principal surface side has a relative dielectric constant higher than that of the piezoelectric material. When made of a small material, the effective dielectric constant between the input pad portion and the output pad portion of the filter can be reduced, and this can also reduce the parasitic capacitance (this forms a parasitic capacitance). This corresponds to reducing the dielectric constant between the electrodes.) Therefore, the attenuation characteristic outside the passband can be further improved. In particular, when this piezoelectric material is a lithium tantalate single crystal, a lithium niobate single crystal or a lithium tetraborate single crystal whose oxygen content is less than the stoichiometric composition, the effect of preventing pyroelectric breakdown well And the effect of reducing the effective dielectric constant can be obtained.

そして、本発明の通信装置によれば、以上のような本発明の弾性表面波装置を通信装置の受信回路および送信回路の少なくとも一方に用いることにより、従来より要求されていた厳しい通過帯域外減衰量を満たすことができるものが得られ、また、良好な通過帯域外減衰量特性を有する弾性表面波装置でありながら小型であるので、他部品の実装面積をより大きく取ることができ、部品の選択の幅が広がるため、高機能な通信装置を実現することができる。   According to the communication device of the present invention, by using the surface acoustic wave device of the present invention as described above for at least one of the reception circuit and the transmission circuit of the communication device, severe out-of-band attenuation conventionally required. As a surface acoustic wave device having a good out-of-pass attenuation characteristic, it is small in size, so that it can take a larger mounting area for other components, Since the range of selection widens, a highly functional communication device can be realized.

以上のような本発明の弾性表面波装置を作製するには、以下のような本発明の弾性表面波装置の製造方法が好適である。   In order to produce the surface acoustic wave device of the present invention as described above, the following method for producing the surface acoustic wave device of the present invention is suitable.

本発明の弾性表面波装置の第1の製造方法によれば、圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程および前記一方主面の前記導体層をパターニングしてそれぞれ励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域を有する多数の弾性表面波素子領域を形成する工程および圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と前記多数個の弾性表面波素子を得る工程との間に他方主面の導体層の入力パッド部および出力パッド部の少なくとも一方に対向する領域を他の領域と分離する場合には、多数個の弾性表面波素子が一体に形成された圧電基板に対して、他方主面の導体層に対する処理を一括して行なえるため、効率が良いものとなる。また、弾性表面波素子を実装用基体に一方主面を対面させて実装する工程の後に圧電基板の他方主面の導体層の所定の領域を部分的に分離する場合には、実装工程で温度履歴がかかることによって起こる可能性のある弾性表面波素子の焦電破壊を確実に防止することができる。   According to the first method of manufacturing a surface acoustic wave device of the present invention, the step of forming a conductor layer on one principal surface of a piezoelectric substrate and the patterning of the conductor layer on the one principal surface to respectively form an excitation electrode and an input pad portion Forming a plurality of surface acoustic wave element regions each having a filter region comprising an output pad portion, forming a conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate, and obtaining the plurality of surface acoustic wave elements. When a region facing at least one of the input pad portion and the output pad portion of the conductor layer on the other main surface is separated from other regions, a plurality of surface acoustic wave elements are integrally formed. Since the process for the conductor layer on the other main surface can be performed collectively on the piezoelectric substrate, the efficiency is improved. In the case where a predetermined region of the conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate is partially separated after the surface acoustic wave element is mounted on the mounting substrate with the one main surface facing the temperature, It is possible to reliably prevent pyroelectric breakdown of the surface acoustic wave element that may occur due to the history.

本発明の弾性表面波装置の第2の製造方法によれば、圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程および一方主面の導体層をパターニングして励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域を有する多数の弾性表面波素子領域を形成する工程および圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と圧電基板の弾性表面波素子領域を実装用基体上に一方主面を対面させて実装する工程との間に他方主面の導体層を部分的に分離する場合には、多数個の弾性表面波素子が一体に形成された圧電基板に対して、他方主面の導体層に対する処理を一括して行なえるため、除去工程における効率が良いものとなる。また、圧電基板の弾性表面波素子領域を実装用基体に一方主面を対面させて実装する工程の後に圧電基板の他方主面の導体層の所定の領域を部分的に分離する場合には、実装工程で温度履歴がかかることによって起こる可能性のある弾性表面波素子の焦電破壊を確実に防止することができる。さらに、多数個の弾性表面波素子領域が作製されている圧電基板を実装用基体に実装した状態で他方主面の導体層に対する処理を行なえるため、分離工程における効率も良いものとなる。もちろん、他方主面の導体層に対する分離処理は、圧電基板および実装用基体を弾性表面波素子領域毎に分離する工程の後に行なっても構わない。また、この弾性表面波素子領域毎に分離する工程では、圧電基板と実装用基体のどちらか片方を先に分離しても、圧電基板と実装用基体とを同時に分離しても構わない。   According to the second manufacturing method of the surface acoustic wave device of the present invention, the step of forming the conductor layer on the one principal surface of the piezoelectric substrate and the patterning of the conductor layer on the one principal surface for the excitation electrode, the input pad portion, and the output pad Forming a plurality of surface acoustic wave element regions having a filter region having a portion, forming a conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate, and forming the surface acoustic wave element region of the piezoelectric substrate on the mounting substrate. When the conductor layer on the other main surface is partially separated during the mounting process with the main surfaces facing each other, the other surface of the piezoelectric substrate integrally formed with a plurality of surface acoustic wave elements Since the process for the conductor layer on the main surface can be performed at once, the efficiency in the removal process is improved. In addition, when partially separating a predetermined region of the conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate after the step of mounting the surface acoustic wave element region of the piezoelectric substrate with the one main surface facing the mounting substrate, It is possible to reliably prevent pyroelectric breakdown of the surface acoustic wave element that may occur due to a temperature history applied in the mounting process. Furthermore, since the process for the conductor layer on the other main surface can be performed in a state where the piezoelectric substrate on which a large number of surface acoustic wave element regions are fabricated is mounted on the mounting substrate, the efficiency in the separation process is improved. Of course, the separation process for the conductor layer on the other main surface may be performed after the step of separating the piezoelectric substrate and the mounting substrate for each surface acoustic wave element region. In the step of separating each surface acoustic wave element region, either the piezoelectric substrate or the mounting substrate may be separated first, or the piezoelectric substrate and the mounting substrate may be separated at the same time.

ところで、バルク波の伝搬による通過帯域外減衰量の劣化は、元々表面を大きく荒らした圧電基板を使用すれば抑制することができるが、弾性表面波を伝搬させる励振電極を形成している一方主面は鏡面である必要があるため、他方主面のみが大きく荒れた圧電基板は温度変化により大きく反ってしまい、弾性表面波素子の作製工程中に破損しやすいという問題点がある。一方、近年の電子部品への小型化・低背化の要求から、弾性表面波素子の圧電基板の厚みが次第に薄くされているが、圧電基板の厚みが薄くなるとますます破損する確率は大きくなってしまう。   By the way, the deterioration of the attenuation outside the passband due to the propagation of the bulk wave can be suppressed by using a piezoelectric substrate whose surface has been greatly roughened. However, while the excitation electrode that propagates the surface acoustic wave is formed, Since the surface needs to be a mirror surface, there is a problem in that the piezoelectric substrate with only the other main surface largely rough is warped greatly due to temperature change and is easily damaged during the manufacturing process of the surface acoustic wave element. On the other hand, the thickness of piezoelectric substrates for surface acoustic wave elements has been gradually reduced due to the recent demand for smaller and lower height electronic components. However, the probability of breakage increases as the thickness of piezoelectric substrates decreases. End up.

これに対し、本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、圧電基板の他方主面に形成した導体層の所定の領域を分離する際に、導体層が除かれる領域の他方主面の表面粗さを導体層が形成されている領域の他方主面の表面粗さよりも大きくするようにしたときには、薄型化が進められている圧電基板についても破損する危険性を大きくせずに、バルク波の伝搬による通過帯域外減衰特性の劣化を効率良く抑えることができる。また、これを寄生容量による通過帯域外減衰特性の劣化に対する対策と同時に行なえるため、効率的である。   On the other hand, according to the method for manufacturing a surface acoustic wave device of the present invention, when separating a predetermined region of the conductor layer formed on the other principal surface of the piezoelectric substrate, the other principal surface of the region from which the conductor layer is removed is separated. When the surface roughness is made larger than the surface roughness of the other main surface of the region where the conductor layer is formed, the bulk of the piezoelectric substrate that is being thinned is increased without increasing the risk of damage. It is possible to efficiently suppress deterioration of the attenuation characteristic outside the passband due to wave propagation. In addition, this is efficient because it can be performed simultaneously with countermeasures against deterioration of the attenuation characteristic outside the passband due to parasitic capacitance.

以上のように、本発明によれば、圧電基板の励振電極形成面を実装用基体の主面に対向させた実装(フリップチップ実装)を行なっても、フィルタの入力パッド部と出力パッド部とが他方主面の導体層を介して容量結合することがないので、小型の弾性表面波装置でありながら通過帯域外減衰量を劣化させないものとなる。しかも、作製工程において圧電基板の他方主面の全面に導体層が無くとも弾性表面波素子の焦電破壊を防止することができる。また、近年の部品に対する小型化・低背化の要求から、弾性表面波装置に対しても圧電基板の厚みを薄くすることが求められているが、圧電基板の一方主面の電極と他方主面の導体層との間の容量は大きくなり、従ってフィルタの入出力パッド部間の寄生容量の結合によって起こる通過帯域外減衰量の劣化はさらに深刻化するが、これに対しても、他方主面の導体層を部分的に分離することにより、薄型でかつ良好な通過帯域外減衰量特性を有する弾性表面波装置を得ることができる。   As described above, according to the present invention, even when the mounting (flip chip mounting) is performed with the excitation electrode forming surface of the piezoelectric substrate facing the main surface of the mounting substrate, the input pad portion and the output pad portion of the filter Is not capacitively coupled through the conductor layer on the other main surface, so that the attenuation outside the passband is not deteriorated even though the surface acoustic wave device is small. In addition, pyroelectric breakdown of the surface acoustic wave element can be prevented even if there is no conductor layer on the entire other main surface of the piezoelectric substrate in the manufacturing process. Also, due to recent demands for miniaturization and low profile of parts, surface acoustic wave devices are also required to reduce the thickness of the piezoelectric substrate, but the electrodes on one main surface and the other main surface of the piezoelectric substrate are required. The capacitance between the conductive layer and the surface conductor layer increases, and therefore the deterioration of the attenuation outside the passband caused by the coupling of the parasitic capacitance between the input and output pad portions of the filter becomes more serious. By partially separating the conductor layer on the surface, it is possible to obtain a surface acoustic wave device that is thin and has good passband attenuation characteristics.

そして、本発明の弾性表面波装置は、良好な通過帯域外減衰量特性を有するものでありながら小型であるので、この本発明の弾性表面波装置を有する受信回路および本発明の弾性表面波装置を有する送信回路の少なくとも一方を備えた本発明の通信装置によれば、本発明の弾性表面波装置による良好なフィルタ特性を利用しつつ他部品の実装面積を大きく取れる等により、高機能を実現できる通信装置を作製することができる。   Since the surface acoustic wave device of the present invention has a good out-of-pass band attenuation characteristic and is small in size, the receiving circuit having the surface acoustic wave device of the present invention and the surface acoustic wave device of the present invention According to the communication device of the present invention including at least one of the transmission circuits having high performance by realizing a large mounting area of other components while utilizing the good filter characteristics of the surface acoustic wave device of the present invention. A communication device that can be manufactured is manufactured.

以下、本発明の弾性表面波装置およびその製造方法の実施の形態の例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する図面において同様の箇所には同じ符号を付すものとする。また、各電極の大きさや電極間の距離等、あるいは電極指の本数や間隔等については、説明のために模式的に図示したものであるので、これらに限定されるものではない。   Hereinafter, an example of an embodiment of a surface acoustic wave device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings described below, the same portions are denoted by the same reference numerals. Further, the size of each electrode, the distance between the electrodes, the number of electrode fingers, the interval, and the like are schematically illustrated for explanation, and are not limited to these.

<実施の形態の例1>
本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例1における弾性表面波素子の一方主面を示す上面図を図4に示す。また、この例1における弾性表面波素子の他方主面の上面図を図1に示す。
<Example 1 of embodiment>
FIG. 4 is a top view showing one main surface of the surface acoustic wave element in Example 1 of the embodiment of the surface acoustic wave device of the present invention. A top view of the other main surface of the surface acoustic wave element in Example 1 is shown in FIG.

図4に示すように、弾性表面波素子1の圧電基板2上にはフィルタ領域9が形成されている。フィルタ領域9には、共振器を構成する複数の励振電極3およびこれらを接続する接続電極4と、弾性表面波素子1と実装用基体(図示せず)とを接続するための励振電極3に電気的に接続された入力パッド部5および出力パッド部6が形成されている。   As shown in FIG. 4, a filter region 9 is formed on the piezoelectric substrate 2 of the surface acoustic wave element 1. In the filter region 9, a plurality of excitation electrodes 3 constituting a resonator, a connection electrode 4 connecting them, and an excitation electrode 3 for connecting the surface acoustic wave element 1 and a mounting substrate (not shown) are connected. An electrically connected input pad portion 5 and an output pad portion 6 are formed.

また、環状導体7は実装用基体の基体側環状導体と半田等を用いて接続され、弾性表面波フィルタの接地電極として機能するとともに圧電基板2と実装用基体との間の空間を封止する役割を持つ。8は接地電極パッドを示している。   The annular conductor 7 is connected to the substrate-side annular conductor of the mounting substrate using solder or the like, functions as a ground electrode of the surface acoustic wave filter, and seals the space between the piezoelectric substrate 2 and the mounting substrate. Have a role. Reference numeral 8 denotes a ground electrode pad.

また、図1に示すように、圧電基板2の他方主面には導体層10が形成されている。ここで、導体層10は図1にそのパターンを示すように、圧電基板2の一方主面のフィルタ領域9の入力パッド部5に対向する領域5aとその周囲、およびフィルタ領域9の出力パッド部6に対向する領域6aとその周囲が他の領域と分離されて形成されていることによって、フィルタ領域9の入力パッド部5とフィルタ領域9の出力パッド部6とが導体層10との間で発生する寄生容量を介して容量的な結合をするのを防ぐことができ、従って、通過帯域外減衰量を大幅に改善することができる。なお、図1において、9aはフィルタ領域9に対向する領域を示している。   Further, as shown in FIG. 1, a conductor layer 10 is formed on the other main surface of the piezoelectric substrate 2. Here, as shown in FIG. 1, the conductor layer 10 has a region 5 a facing the input pad portion 5 of the filter region 9 on one main surface of the piezoelectric substrate 2 and its periphery, and an output pad portion of the filter region 9. 6 and the surrounding area are separated from other regions, the input pad portion 5 of the filter region 9 and the output pad portion 6 of the filter region 9 are located between the conductor layers 10. Capacitive coupling can be prevented through the generated parasitic capacitance, and therefore the attenuation outside the passband can be greatly improved. In FIG. 1, 9 a indicates a region facing the filter region 9.

なお、本例では圧電基板2の他方主面のフィルタ領域9の入力パッド部5に対向する領域5aとその周囲、および出力パッド部6に対向する領域6aとその周囲の両方が導体層10の他の領域と分離されているパターンを示したが、これらの領域5a,6aのうち少なくともどちらか片方の領域が導体層10の他の領域と分離されていれば、ある程度の通過帯域外減衰量改善の効果が得られる。   In this example, both the region 5a facing the input pad portion 5 of the filter region 9 on the other main surface of the piezoelectric substrate 2 and the periphery thereof, and the region 6a facing the output pad portion 6 and the periphery thereof are both conductor layers 10. Although the pattern separated from the other regions is shown, if at least one of these regions 5a and 6a is separated from the other regions of the conductor layer 10, a certain amount of attenuation outside the passband is achieved. The effect of improvement is obtained.

本例では環状導体7を弾性表面波フィルタの接地電極として利用したが、環状導体7を接地電極として用いずに、弾性表面波フィルタの接地電極を実装用基体の接地電極に直接接続しても構わない。   In this example, the annular conductor 7 is used as the ground electrode of the surface acoustic wave filter, but the ground conductor of the surface acoustic wave filter may be directly connected to the ground electrode of the mounting substrate without using the annular conductor 7 as the ground electrode. I do not care.

<実施の形態の例2>
図2に本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例2における弾性表面波素子の他方主面を示す上面図を示す。本例では、圧電基板2の一方主面側の構成は例1と同じであるが、他方主面の導体層10のパターンが異なっている。例1では圧電基板2の他方主面のフィルタ領域9の入力パッド部5に対向する領域5aとその周囲、およびフィルタ領域9の出力パッド部6に対向する領域6aとその周囲のみを導体層10の他の領域と分離したパターンを用いたが、この例2では、圧電基板2の一方主面の領域フィルタ9の入力パッド部5から共振器の励振電極3まで直流的に接続されている部分に対向する領域5bおよびフィルタ領域9の出力パッド部6から共振器の励振電極3まで直流的に接続されている部分に対向する領域6bの少なくとも一方の領域を他の領域と分離させて導体層10が形成されている。このように領域5bや領域6bを他の領域と分離させて導体層10を形成することによって、寄生容量をさらに低減させることができ、寄生容量を介した容量的な結合をより確実に抑えることができる。
<Example 2 of embodiment>
FIG. 2 is a top view showing the other main surface of the surface acoustic wave element in Example 2 of the embodiment of the surface acoustic wave device of the invention. In this example, the configuration on the one main surface side of the piezoelectric substrate 2 is the same as in Example 1, but the pattern of the conductor layer 10 on the other main surface is different. In Example 1, the conductor layer 10 includes only the region 5a facing the input pad portion 5 of the filter region 9 on the other main surface of the piezoelectric substrate 2 and the periphery thereof, and the region 6a facing the output pad portion 6 of the filter region 9 and the periphery thereof. The pattern separated from the other regions was used, but in this example 2, the portion connected from the input pad portion 5 of the region filter 9 on one main surface of the piezoelectric substrate 2 to the excitation electrode 3 of the resonator was connected in a direct current manner. And at least one region of the region 5b facing the region 5b and the region 6b facing the portion connected to the resonator from the output pad portion 6 of the filter region 9 to the excitation electrode 3 of the resonator is separated from the other regions to form a conductor layer. 10 is formed. Thus, by separating the region 5b and the region 6b from other regions and forming the conductor layer 10, the parasitic capacitance can be further reduced, and capacitive coupling via the parasitic capacitance can be more reliably suppressed. Can do.

また、導体層10のパターンは図3に同様の上面図で示すように、圧電基板2の一方主面のフィルタ領域9の入力パッド部5から共振器の励振電極3まで直流的に接続されている部分の全体に対向する領域5cおよびフィルタ領域9の出力パッド部6から共振器の励振電極3まで直流的に接続されている部分の全体に対向する領域6cを他の領域と分離させた単純なパターンであっても構わない。   Further, the pattern of the conductor layer 10 is connected in a direct current manner from the input pad portion 5 of the filter region 9 on one main surface of the piezoelectric substrate 2 to the excitation electrode 3 of the resonator, as shown in the same top view in FIG. The region 5c facing the entire portion and the region 6c facing the entire portion of the filter region 9 that is DC-connected from the output pad portion 6 of the filter region 9 to the excitation electrode 3 of the resonator are separated from other regions. It may be a simple pattern.

<実施の形態の例3>
図5に本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例3における弾性表面波素子の一方主面を示す上面図を示す。本例では、圧電基板2の他方主面側の構成は図3に示す例と同様とし、圧電基板2の一方主面側で全ての励振電極3が環状導体7と直流的に導通するように、共振器を形成する励振電極3と環状導体7とを抵抗体11を介して接続した。また、環状電極7は実装用基体の基体側環状導体に接続して接地電位としている。このように、励振電極3が抵抗体11を介して環状導体7に電気的に接続されており、この環状導体7が接地電位とされているものとすることにより、圧電基板2の一方主面から実装用基体の接地電極に電荷を逃がすことができるため、弾性表面波素子1の焦電破壊を効果的に防止することができる。
<Example 3 of embodiment>
FIG. 5 is a top view showing one main surface of the surface acoustic wave element in Example 3 of the embodiment of the surface acoustic wave device of the invention. In this example, the configuration on the other main surface side of the piezoelectric substrate 2 is the same as the example shown in FIG. 3, and all the excitation electrodes 3 are in direct current conduction with the annular conductor 7 on the one main surface side of the piezoelectric substrate 2. The excitation electrode 3 forming the resonator and the annular conductor 7 were connected via a resistor 11. Further, the annular electrode 7 is connected to the substrate-side annular conductor of the mounting substrate so as to have a ground potential. As described above, the excitation electrode 3 is electrically connected to the annular conductor 7 via the resistor 11, and the annular conductor 7 is set to the ground potential. Therefore, it is possible to effectively prevent the pyroelectric breakdown of the surface acoustic wave element 1.

なお、この抵抗体11には、フィルタが使用される周波数帯においては十分に高抵抗で、ほとんど絶縁体に見える抵抗値のものを選択する。抵抗体11の材料としてはシリコンや酸化チタン等の高抵抗半導体を用いるのが好適である。これらの材料はホウ素等の元素を微量に添加したり、組成比を調整したりすることにより、抵抗値を適正な値に制御することができる。   The resistor 11 is selected to have a sufficiently high resistance in the frequency band in which the filter is used and a resistance value that looks almost like an insulator. As the material of the resistor 11, a high resistance semiconductor such as silicon or titanium oxide is preferably used. These materials can control the resistance value to an appropriate value by adding a trace amount of an element such as boron or adjusting the composition ratio.

<実施の形態の例4>
この例では、さらに簡単に焦電破壊を防止する構成として、圧電基板2に、酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶を用いた。これらの材料は前述の抵抗体11と同様に、直流的には導体に見えてもフィルタが使用される周波数帯においては十分に高抵抗で、ほとんど絶縁体に見えるという性質を有している。従って、これらの材料を圧電基板2に使用することによって、フィルタの帯域通過特性に影響を与えずに励振電極3に電荷が蓄積することを防止できるので、圧電基板2の他方主面の全面に導体層10が無くとも、弾性表面波素子1の焦電破壊を良好に防止することができる。しかも、焦電破壊を防止するために弾性表面波装置の製造工程において工程数を増加させることがない点でも好都合となる。
<Example 4 of embodiment>
In this example, as a configuration for preventing pyroelectric breakdown more simply, the piezoelectric substrate 2 includes a lithium tantalate single crystal, a lithium niobate single crystal, or a lithium tetraborate single crystal having an oxygen content lower than the stoichiometric composition. Crystals were used. Similar to the resistor 11 described above, these materials have the property that even though they look like conductors in terms of direct current, they have a sufficiently high resistance in the frequency band in which the filter is used and look almost like insulators. Therefore, by using these materials for the piezoelectric substrate 2, it is possible to prevent electric charges from accumulating on the excitation electrode 3 without affecting the bandpass characteristics of the filter, so that the entire surface of the other main surface of the piezoelectric substrate 2 can be prevented. Even without the conductor layer 10, pyroelectric breakdown of the surface acoustic wave element 1 can be satisfactorily prevented. Moreover, it is advantageous in that the number of steps is not increased in the manufacturing process of the surface acoustic wave device in order to prevent pyroelectric breakdown.

<実施の形態の例5>
本例では、圧電基板2の一方主面の各電極(励振電極3,接続電極4,入力パッド部5,出力パッド部6)と他方主面の導体層10との間の実効誘電率を小さくすることにより、寄生容量の低減を図った。具体的には、圧電基板2に、一方主面側がタンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶等の圧電材料から成り、他方主面側が一方主面の圧電材料よりも比誘電率の小さい材料から成るものを用いることにより、必要な圧電特性を確保しつつ実現できる。
<Example 5 of embodiment>
In this example, the effective dielectric constant between each electrode (excitation electrode 3, connection electrode 4, input pad portion 5, output pad portion 6) on one main surface of the piezoelectric substrate 2 and the conductor layer 10 on the other main surface is reduced. By doing so, the parasitic capacitance was reduced. Specifically, the piezoelectric substrate 2 is made of a piezoelectric material such as a lithium tantalate single crystal or a lithium niobate single crystal on one main surface side, and a material having a lower relative dielectric constant on the other main surface side than the piezoelectric material on the one main surface. It can be realized while ensuring the necessary piezoelectric characteristics.

この圧電材料としては、弾性表面波素子に使用される種々の圧電材料を用いればよいが、特に前述の酸素含有量が化学量論比組成より少ない、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶を使用すると、焦電破壊を良好に防止する効果と実効誘電率を小さくする効果との両方を得ることができる。また、比誘電率の小さい誘電体材料としては水晶,シリコン,シリコンカーバイド,ガラス等を用いることができる。このような2種類の材料から成る圧電基板2は、これら圧電材料から成る基板と誘電体材料から成る基板とを貼り合わせることによって得ることができる。   As this piezoelectric material, various piezoelectric materials used for surface acoustic wave elements may be used. In particular, lithium tantalate single crystal or lithium niobate single crystal whose oxygen content is less than the stoichiometric composition. Alternatively, when lithium tetraborate single crystal is used, it is possible to obtain both the effect of preventing pyroelectric breakdown well and the effect of reducing the effective dielectric constant. Further, quartz, silicon, silicon carbide, glass or the like can be used as the dielectric material having a small relative dielectric constant. The piezoelectric substrate 2 made of such two kinds of materials can be obtained by laminating a substrate made of these piezoelectric materials and a substrate made of a dielectric material.

本発明の弾性表面波装置は、通信装置に適用することができる。すなわち、少なくとも受信回路または送信回路の一方を備える通信装置において、本発明の弾性表面波装置をこれらの回路に含まれるバンドパスフィルタとして用いる。例えば、送信回路から出力された送信信号をミキサでキャリア周波数にのせて、不要信号をバンドパスフィルタで減衰させ、その後、パワーアンプで送信信号を増幅して、デュプレクサを通ってアンテナより送信することができる送信回路を備えた通信装置や、受信信号をアンテナで受信し、デュプレクサを通って、受信信号をローノイズアンプで増幅し、その後、バンドパスフィルタで不要信号を減衰して、ミキサでキャリア周波数から信号を分離し、この信号を取り出す受信回路へ伝送するような受信回路を備えた通信装置に適用可能であり、これら受信回路および送信回路の少なくとも一方に本発明の弾性表面波装置を採用すれば、伝送特性が向上した優れた本発明の通信装置を提供できる。   The surface acoustic wave device of the present invention can be applied to a communication device. That is, the surface acoustic wave device of the present invention is used as a band-pass filter included in these circuits in a communication device including at least one of a receiving circuit and a transmitting circuit. For example, the transmission signal output from the transmission circuit is put on the carrier frequency by the mixer, the unnecessary signal is attenuated by the band pass filter, and then the transmission signal is amplified by the power amplifier and transmitted from the antenna through the duplexer. A communication device equipped with a transmission circuit that can perform reception, receives the received signal with an antenna, passes through a duplexer, amplifies the received signal with a low noise amplifier, attenuates unnecessary signals with a band-pass filter, and then uses a carrier frequency with a mixer Can be applied to a communication device including a receiving circuit that separates a signal from the signal and transmits the signal to a receiving circuit that extracts the signal. The surface acoustic wave device of the present invention is employed in at least one of the receiving circuit and the transmitting circuit. Thus, an excellent communication device of the present invention with improved transmission characteristics can be provided.

次に、本発明の弾性表面波装置の製造方法の実施の形態の例について、工程に従って説明する。   Next, an example of an embodiment of a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention will be described according to steps.

<実施の形態の例6>
図6(a)〜(j)に本発明の弾性表面波装置の第1の製造方法の実施の形態の一例を工程毎の断面図で示す。
<Example 6 of embodiment>
FIGS. 6A to 6J are cross-sectional views for each process showing an example of an embodiment of the first manufacturing method of the surface acoustic wave device of the present invention.

まず、図6(a)に示すように、(1)圧電基板の一方主面に導体層を形成し、図6(b)に示すように、(2)圧電基板の一方主面の導体層をパターニングしてそれぞれ励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域を有する多数の弾性表面波素子領域を形成し、図6(c)に示すように、(3)圧電基板の他方主面に導体層を形成する。ここまでの工程は、以上の順番以外に(1),(3),(2)または(3),(1),(2)の順番で行なっても構わない。   First, as shown in FIG. 6A, (1) a conductor layer is formed on one main surface of the piezoelectric substrate, and as shown in FIG. 6B, (2) a conductor layer on one main surface of the piezoelectric substrate. Are formed to form a plurality of surface acoustic wave element regions each having a filter region having an excitation electrode, an input pad portion, and an output pad portion, as shown in FIG. A conductor layer is formed on the other main surface. The steps so far may be performed in the order of (1), (3), (2) or (3), (1), (2) other than the above order.

ここで、圧電基板としてはタンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶や四ホウ酸リチウム単結晶等を用いることができる。   Here, as the piezoelectric substrate, a lithium tantalate single crystal, a lithium niobate single crystal, a lithium tetraborate single crystal, or the like can be used.

また、一方主面上の導体層にはアルミニウム,アルミニウム合金,銅,銅合金,金,金合金,タンタル,タンタル合金、またはこれらの材料から成る層の積層膜やこれらの材料とチタン,クロム等の材料から成る層との積層膜を用いることができる。導体層の成膜方法としてはスパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることができる。   On the other hand, the conductor layer on the main surface is made of aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, gold, gold alloy, tantalum, tantalum alloy, or a laminated film of these materials, and these materials and titanium, chromium, etc. A laminated film with a layer made of the above material can be used. As a method for forming the conductor layer, a sputtering method or an electron beam evaporation method can be used.

この導体層をパターニングする方法としては、導体層の成膜後にフォトリソグラフィを行ない、次いでRIE(Reactive Ion Etching)やウェットエッチングを行なう方法がある。または、導体層の成膜前に圧電基板の一方主面にレジストを形成しフォトリソグラフィを行なって所望のパターンを開口した後、導体層を成膜し、その後レジストを不要部分に成膜された導体層ごと除去するリフトオフプロセスを行なってもよい。   As a method for patterning the conductor layer, there is a method in which photolithography is performed after forming the conductor layer, and then RIE (Reactive Ion Etching) or wet etching is performed. Alternatively, a resist is formed on one main surface of the piezoelectric substrate before the conductor layer is formed and photolithography is performed to open a desired pattern, and then a conductor layer is formed, and then the resist is formed on an unnecessary portion. A lift-off process for removing the entire conductor layer may be performed.

また、圧電基板の他方主面の導体層の材料としてはアルミニウム等を用いることができる。その成膜方法としてはスパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることができる。   Moreover, aluminum etc. can be used as a material of the conductor layer of the other main surface of the piezoelectric substrate. As the film formation method, a sputtering method or an electron beam evaporation method can be used.

次に、図6(d)に示すように、励振電極を保護するための保護膜を成膜する。保護膜の材料としてはシリコン,シリカ等を用いることができる。成膜方法としては、スパッタリング法,CVD(Chemical Vapor Deposition)法,電子ビーム蒸着法等を用いることができる。この保護膜成膜工程においては、良い膜質や密着性を得るために50〜300℃程度の温度が必要である場合があるが、そのような場合において他方主面の導体層は焦電破壊の防止に有効に機能する。   Next, as shown in FIG. 6D, a protective film for protecting the excitation electrode is formed. Silicon, silica or the like can be used as the material for the protective film. As a film forming method, a sputtering method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, an electron beam evaporation method, or the like can be used. In this protective film forming process, a temperature of about 50 to 300 ° C. may be necessary to obtain good film quality and adhesion. In such a case, the conductor layer on the other main surface is subjected to pyroelectric breakdown. Works effectively in prevention.

次に、図6(e)に示すように、(4)入力パッド部および出力パッド部の上に新たな導体層を積層して、入力パッドおよび出力パッドを形成する。この新たな導体層は弾性表面波素子と実装用基体とを高い信頼性で電気的および/または構造的に接続するための構造であり、例えば接続に半田を用いる場合であれば、半田の濡れ性を確保し拡散を防止する機能を持ち、また接続に金バンプを用いる場合であれば、パッドの硬度を金が超音波等を用いて接着できるように調整する機能を持つ。このような新たな導体層の材料・構造としては、クロム/ニッケル/金あるいはクロム/銀/金の積層膜や、金やアルミニウムの厚膜を用いることができる。成膜方法としてはスパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることができる。なお、この新たな導体層成膜工程においても良い膜質や密着性を得るために50〜300℃程度の温度が必要である場合があるが、そのような場合においても他方主面の導体層は焦電破壊防止に有効に機能する。   Next, as shown in FIG. 6E, (4) a new conductor layer is laminated on the input pad portion and the output pad portion to form the input pad and the output pad. This new conductor layer has a structure for electrically and / or structurally connecting the surface acoustic wave element and the mounting substrate with high reliability. For example, if solder is used for connection, the solder is wet. In the case of using gold bumps for connection, it has a function of adjusting the hardness of the pad so that gold can be bonded using ultrasonic waves or the like. As a material and structure of such a new conductor layer, a laminated film of chromium / nickel / gold or chromium / silver / gold, or a thick film of gold or aluminum can be used. As a film forming method, a sputtering method or an electron beam evaporation method can be used. In addition, in order to obtain good film quality and adhesion even in this new conductor layer film forming step, a temperature of about 50 to 300 ° C. may be necessary, but even in such a case, the conductor layer on the other main surface is It functions effectively to prevent pyroelectric breakdown.

ここまでの工程で作製した圧電基板の一方主面の励振電極や入力パッド部および出力パッド部等のパターンは図4に示したものと同様である。ただし、図4では保護膜は図示していない。   The pattern of the excitation electrode, the input pad portion, the output pad portion, etc. on the one principal surface of the piezoelectric substrate manufactured through the steps up to here is the same as that shown in FIG. However, the protective film is not shown in FIG.

次に、ここまで1枚の圧電基板に多数個の弾性表面波素子領域を形成したいわゆる多数個取りの方法で作製を行なってきた場合は、図6(g)に示すように、(5)圧電基板を弾性表面波素子領域毎に分離して多数個の弾性表面波素子を得る。分離する方法としては、例えばダイシングブレードを用いたダイシング法やレーザ加工によるレーザカッティング法等を用いることができる。   Next, when the fabrication is performed by the so-called multi-cavity method in which a large number of surface acoustic wave element regions are formed on one piezoelectric substrate so far, as shown in FIG. The piezoelectric substrate is separated for each surface acoustic wave element region to obtain a large number of surface acoustic wave elements. As a separation method, for example, a dicing method using a dicing blade, a laser cutting method by laser processing, or the like can be used.

次に、図6(h)に示すように、(6)弾性表面波素子を実装用基体上に一方主面を対面させて実装する。ここで、図6(f)に示すように、(1)〜(3)の工程と(5)の多数個の弾性表面波素子を得る工程との間に、または(6)の実装する工程の後に、圧電基板の他方主面に形成した導体層のフィルタ領域の入力パッド部および出力パッド部の少なくとも一方に対向する領域を他の領域と分離する。   Next, as shown in FIG. 6 (h), (6) the surface acoustic wave element is mounted on the mounting substrate with one main surface facing. Here, as shown in FIG. 6 (f), between the steps (1) to (3) and the step (5) of obtaining a large number of surface acoustic wave elements, or the step (6) of mounting. Thereafter, a region facing at least one of the input pad portion and the output pad portion of the filter region of the conductor layer formed on the other main surface of the piezoelectric substrate is separated from the other regions.

この導体層を他の領域と分離する方法としては、(5)の工程の前においては圧電基板の一方主面をレジスト等で保護した後、圧電基板の他方主面にレジストを形成してフォトリソグラフィを行ない、必要部分のレジストを開口した後、その開口部分の導体層をウェットエッチング,RIE(Reactive Ion Etching),サンドブラスト等の方法で除去すればよい。このとき、主として化学的な作用により導体層をエッチングして除去する方法を用いると、圧電基板に大きなダメージを与えずに他方主面の導体層を部分的に確実に除去することができる。また、主として物理的な作用により導体層を研削して除去する方法を用いると、導体層を除去すると同時にその部分の圧電基板の他方主面を元々の状態よりも粗くすることができ、これにより、一方のフィルタ領域から圧電基板の内部を伝搬し、圧電基板の他方主面で反射され、他方のフィルタ領域に形成されている励振電極に結合して通過帯域外減衰量特性を劣化させていたバルク波を、圧電基板の他方主面のこの部分で散乱させることができ、通過帯域外減衰量特性をさらに改善することができる。   As a method of separating this conductor layer from other regions, before the step (5), after protecting one main surface of the piezoelectric substrate with a resist or the like, a resist is formed on the other main surface of the piezoelectric substrate and photo Lithography is performed and a necessary portion of the resist is opened, and then the conductive layer in the opening is removed by wet etching, RIE (Reactive Ion Etching), sandblasting, or the like. At this time, if a method of etching and removing the conductor layer mainly by a chemical action is used, the conductor layer on the other main surface can be removed with certainty without damaging the piezoelectric substrate. Also, if a method of grinding and removing the conductor layer mainly by physical action is used, the conductor layer can be removed and at the same time the other main surface of the piezoelectric substrate in that portion can be made rougher than the original state. , Propagating through the inside of the piezoelectric substrate from one filter region, reflected by the other main surface of the piezoelectric substrate, and coupled to the excitation electrode formed in the other filter region, and deteriorated the attenuation characteristic outside the passband Bulk waves can be scattered at this portion of the other principal surface of the piezoelectric substrate, and the out-of-passband attenuation characteristics can be further improved.

その後に、圧電基板の一方主面側のレジストおよび他方主面側のレジストを除去する。   Thereafter, the resist on one main surface side and the resist on the other main surface side of the piezoelectric substrate are removed.

これらの工程においては複数の弾性表面波素子が形成された圧電基板に対してそれぞれの処理が行なえるため、複数の弾性表面波素子を一括して処理することができ、効率的である。   In these steps, since each process can be performed on the piezoelectric substrate on which a plurality of surface acoustic wave elements are formed, the plurality of surface acoustic wave elements can be processed in a batch, which is efficient.

また、(6)の工程の後に導体層の所定の領域を他の領域と分離する場合においては、既に圧電基板の一方主面が実装用基体に対向して配置されているため、一方主面を保護する工程を省略することができる。特に、環状導体を用いて封止している場合は、弾性表面波素子は実装用基体に強固に固定されており、また、フィルタ領域が外気からも遮断されているため、前述のようにウェットエッチング,RIE(Reactive Ion Etching),サンドブラスト等の方法を用いて他方主面の処理したい部分の導体層を効率良く除去することができる。また、他方主面の導体層は、リューターやサンドペーパーを用いて研削・研磨して除去してもよい。   Further, in the case where the predetermined region of the conductor layer is separated from the other regions after the step (6), since the one main surface of the piezoelectric substrate is already arranged to face the mounting substrate, The step of protecting can be omitted. In particular, when sealing is performed using an annular conductor, the surface acoustic wave element is firmly fixed to the mounting substrate, and the filter region is shielded from the outside air. By using a method such as etching, RIE (Reactive Ion Etching), sand blasting or the like, the conductor layer of the other main surface to be processed can be efficiently removed. Further, the conductor layer on the other main surface may be removed by grinding and polishing using a router or sandpaper.

そして、この例では、図6(i)に示すように、(7)実装用基体上に実装された弾性表面波素子を封止樹脂を用いて樹脂モールドし、次いで図6(j)に示すように、(8)実装用基体を弾性表面波素子毎にモールド樹脂とともにダイシング等により分断して、本発明の弾性表面波装置を得る。   In this example, as shown in FIG. 6 (i), (7) the surface acoustic wave element mounted on the mounting substrate is resin-molded using a sealing resin, and then shown in FIG. 6 (j). (8) The mounting substrate is divided for each surface acoustic wave element together with the mold resin by dicing or the like to obtain the surface acoustic wave device of the present invention.

なお、この例では圧電基板の他方主面に形成した導体層のフィルタ領域の入力パッド部およびフィルタ領域の出力パッド部の少なくとも一方に対向する領域を他の領域と分離したが、この分離は一方の領域について行なっても、両方の領域について行なってもよい。また、他方主面の導体層のさらにフィルタ領域の入力パッド部から励振電極まで直流的に接続されている部分およびフィルタ領域の出力パッド部から励振電極まで直流的に接続されている部分の少なくとも一方に対向する領域を他の領域と分離してもよい。さらにまた、圧電基板の他方主面のフィルタ領域に対向する領域を他の領域と分離してもよい。   In this example, the region facing the input pad portion of the filter region and the output pad portion of the filter region of the conductor layer formed on the other main surface of the piezoelectric substrate is separated from the other regions. This may be done for both areas or for both areas. Further, at least one of a portion of the conductor layer on the other main surface that is DC connected from the input pad portion of the filter region to the excitation electrode and a portion of the filter region that is DC connected from the output pad portion of the filter region to the excitation electrode The region opposite to may be separated from other regions. Furthermore, the region facing the filter region on the other main surface of the piezoelectric substrate may be separated from other regions.

<実施の形態の例7>
実施の形態の例6では、(5)の工程で多数個の弾性表面波素子を形成した圧電基板を弾性表面波素子領域毎に分離して多数個の弾性表面波素子を得る工程を経た後、(6)の工程で実装用基体に実装したが、本例では図7(a)〜(j)に図6(a)〜(j)と同様の工程毎の断面図で示すように、図7(g)に示す工程で、弾性表面波素子領域毎に分離する前に実装用基体上に多数個の弾性表面波素子領域が形成された圧電基板の一方主面を対面させて実装し(この工程を(7)とする。)、その後、図7(h)に示すように、実装用基体と一体となった圧電基板をいわゆるハーフダイシングにより弾性表面波素子領域毎に分割し、次いで図7(i)に示すように、実装用基体上に実装された弾性表面波素子を封止樹脂を用いて樹脂モールドし、次に、実装用基体をモールド樹脂とともに弾性表面波素子毎に分離し(この工程を(8)とする。)てもよい。この例7の場合は、(1)〜(3)の工程と(7)の工程との間に、または図7(g)に示すように(7)の工程の後に、圧電基板の他方主面に形成したフィルタ領域の入力パッド部および出力パッド部の少なくとも一方に対向する領域を他の領域と分離する。この分離方法やその領域については前述と同様である。
<Example 7 of embodiment>
In Example 6 of the embodiment, after undergoing the step of obtaining a large number of surface acoustic wave elements by separating the piezoelectric substrate on which a large number of surface acoustic wave elements are formed in the step (5) for each surface acoustic wave element region. In this example, as shown in FIG. 7A to FIG. 7J with sectional views similar to FIG. 6A to FIG. In the step shown in FIG. 7 (g), mounting is carried out with one main surface of the piezoelectric substrate having a large number of surface acoustic wave element regions formed on the mounting substrate facing each other before separation for each surface acoustic wave element region. (This step is referred to as (7).) Then, as shown in FIG. 7 (h), the piezoelectric substrate integrated with the mounting base is divided into surface acoustic wave element regions by so-called half dicing, As shown in FIG. 7 (i), the surface acoustic wave element mounted on the mounting substrate is resin-molded using a sealing resin. And de, then separating the base for mounting with the molding resin for each surface acoustic wave element (for this step (8).) And may be. In the case of this example 7, the other main piezoelectric substrate is interposed between the steps (1) to (3) and the step (7) or after the step (7) as shown in FIG. A region facing at least one of the input pad portion and the output pad portion of the filter region formed on the surface is separated from other regions. This separation method and its region are the same as described above.

まず、38.7°YカットX伝搬タンタル酸リチウム単結晶基板から成る圧電基板2(基板厚みは250μm)の一方主面にスパッタリング法により基板側からTi/Al−1質量%Cu/Ti/Al−1質量%Cuからなる4層の導体層を成膜した。膜厚はそれぞれ6nm/209nm/6nm/209nmである。次に、この導体層をフォトリソグラフィとRIEとによりパターニングして、それぞれ励振電極3と入力パッド部5と出力パッド部6とを具備するフィルタ領域を形成し、多数の弾性表面波素子領域を形成した。このときのエッチングガスにはBClおよびClの混合ガスを用いた。励振電極3を形成する櫛歯状電極の線幅および隣り合う櫛歯状電極間の距離はどちらも約1μmである。 First, Ti / Al-1 mass% Cu / Ti / Al-1 is formed on one main surface of a piezoelectric substrate 2 (substrate thickness is 250 μm) made of a 38.7 ° Y-cut X-propagating lithium tantalate single crystal substrate from the substrate side by sputtering. Four conductor layers made of mass% Cu were formed. The film thicknesses are 6 nm / 209 nm / 6 nm / 209 nm, respectively. Next, this conductor layer is patterned by photolithography and RIE to form filter regions each including the excitation electrode 3, the input pad portion 5, and the output pad portion 6, and a plurality of surface acoustic wave element regions are formed. did. A mixed gas of BCl 3 and Cl 2 was used as an etching gas at this time. The line width of the comb-like electrode forming the excitation electrode 3 and the distance between adjacent comb-like electrodes are both about 1 μm.

次に、スパッタリング法により圧電基板2の他方主面に純Alから成る導体層10を形成した。この導体層10の厚みは200nmである。   Next, a conductor layer 10 made of pure Al was formed on the other main surface of the piezoelectric substrate 2 by sputtering. The conductor layer 10 has a thickness of 200 nm.

次に、入力パッド部5および出力パッド部6の上に新たなCr/Ni/Auからなる導体層を積層して入力パッドおよび出力パッドを形成した。この新たな導体層の厚みはそれぞれ6nm/1000nm/100nmである。   Next, a new conductor layer made of Cr / Ni / Au was laminated on the input pad portion 5 and the output pad portion 6 to form an input pad and an output pad. The thicknesses of the new conductor layers are 6 nm / 1000 nm / 100 nm, respectively.

次に、圧電基板2の一方主面をフォトレジストで保護し、その後、他方主面にもフォトレジストを塗布してフォトリソグラフィを行ない、次いで、硝酸と燐酸と酢酸との混酸によるウェットエッチングによって圧電基板2の他方主面の導体層10を図1に示すようにパターニングした。   Next, one main surface of the piezoelectric substrate 2 is protected with a photoresist, and then the other main surface is coated with a photoresist and subjected to photolithography, and then subjected to piezoelectric etching by wet etching using a mixed acid of nitric acid, phosphoric acid, and acetic acid. The conductor layer 10 on the other main surface of the substrate 2 was patterned as shown in FIG.

次に、フォトレジストを除去した後、圧電基板2を弾性表面波素子領域毎にダイシングによって分離して多数個の弾性表面波素子1を得た。   Next, after removing the photoresist, the piezoelectric substrate 2 was separated by dicing for each surface acoustic wave element region to obtain a large number of surface acoustic wave elements 1.

次に、弾性表面波素子1をLTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)基板からなる実装用基体上に一方主面を対面させて実装した。ここで、LTCC基板は圧電基板2の一方主面に形成した環状導体7に対応する基体側環状導体および弾性表面波素子1の入出力パッドと接続されるパッド電極を有しており、予めこれら基体側環状導体およびパッド電極には半田を印刷しておいた。これに弾性表面波素子1を実装するにおいては、これら半田パターンに一致するように弾性表面波素子1を配置して超音波を印加することにより仮固定し、その後、加熱することにより半田を溶融することによって環状導体7と基体側環状導体とを、および入出力パッドとパッド電極とを接続した。これにより、弾性表面波素子1のフィルタ領域9はLTCC基板の基体側環状導体とこれに接続された環状導体7とによって完全に気密封止される。なお、弾性表面波素子1の実装工程は窒素雰囲気下で行なった。   Next, the surface acoustic wave element 1 was mounted on a mounting base made of a LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) substrate with one main surface facing each other. Here, the LTCC substrate has a base-side annular conductor corresponding to the annular conductor 7 formed on one main surface of the piezoelectric substrate 2 and pad electrodes connected to the input / output pads of the surface acoustic wave element 1. Solder was printed on the base-side annular conductor and the pad electrode. When the surface acoustic wave element 1 is mounted thereon, the surface acoustic wave element 1 is disposed so as to coincide with these solder patterns, temporarily fixed by applying ultrasonic waves, and then heated to melt the solder. By doing so, the annular conductor 7 and the base-side annular conductor were connected, and the input / output pad and the pad electrode were connected. As a result, the filter region 9 of the surface acoustic wave element 1 is completely hermetically sealed by the base-side annular conductor of the LTCC substrate and the annular conductor 7 connected thereto. The mounting process of the surface acoustic wave element 1 was performed in a nitrogen atmosphere.

次に、樹脂モールドを行ない、弾性表面波素子1の他方主面(裏面)をモールド樹脂で保護し、最後に実装用基体を各弾性表面波素子間でダイシングすることにより、本発明の弾性表面波装置を得た。   Next, a resin mold is performed, the other main surface (back surface) of the surface acoustic wave element 1 is protected with a mold resin, and finally the mounting substrate is diced between the surface acoustic wave elements, whereby the elastic surface of the present invention is obtained. A wave device was obtained.

また、比較例として従来のように圧電基板の一方主面に励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域を形成し、他方主面の全面に導体層を形成した弾性表面波素子を、実装用基体上に一方主面を対面させて実装させた弾性表面波装置を作製した。本比較例の上面図は図4と同様である。   As a comparative example, a surface acoustic wave in which a filter region including an excitation electrode, an input pad portion, and an output pad portion is formed on one main surface of a piezoelectric substrate as in the prior art, and a conductor layer is formed on the entire other main surface. A surface acoustic wave device was fabricated in which the element was mounted on the mounting substrate with one main surface facing. The top view of this comparative example is the same as FIG.

このようにして作製した本発明の実施例と比較例について、図8にその周波数特性を線図で示す。図8の線図において、横軸は周波数(単位:MHz)を、縦軸は減衰量(単位:dB)を表し、破線の特性曲線はLT基板の他方主面の全面に導体層を形成した比較例の結果を示し、実線の特性曲線はLT基板の他方主面の導体層がフィルタ領域の入力パッド部および出力パッド部に対向する領域が他の領域と分離された実施例の結果を示している。図8に示す結果から分かるように、この例の本発明の弾性表面波装置は、比較例のものに比べて非常に良好な通過帯域外減衰量を有している。特に、比較例のものと比べて、通過帯域近傍の通過帯域外減衰量が大幅に改善されている。   About the Example and comparative example of this invention which were produced in this way, the frequency characteristic is shown with a diagram in FIG. In the diagram of FIG. 8, the horizontal axis represents frequency (unit: MHz), the vertical axis represents attenuation (unit: dB), and the characteristic curve indicated by a broken line has a conductor layer formed on the entire other main surface of the LT substrate. The result of the comparative example is shown, and the characteristic curve of the solid line shows the result of the example in which the conductor layer on the other main surface of the LT substrate is separated from the other regions in the region facing the input pad portion and the output pad portion of the filter region. ing. As can be seen from the results shown in FIG. 8, the surface acoustic wave device of the present invention of this example has a very good out-of-passband attenuation as compared with the comparative example. In particular, the amount of attenuation outside the pass band in the vicinity of the pass band is greatly improved as compared with the comparative example.

また、実施例に対して導体層10を図2,図3に示すようにパターニングしたものについても作製して同様に周波数特性を評価したところ、同じく通過帯域近傍の通過帯域外減衰量が大幅に改善されていることが確認できた。   Further, when the conductor layer 10 was patterned as shown in FIGS. 2 and 3 and the frequency characteristics were evaluated in the same manner as in the example, the attenuation outside the pass band in the vicinity of the pass band was greatly increased. It was confirmed that it was improved.

なお、本発明は以上の実施の形態の例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で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例えば、2個以上のフィルタ領域を同一の圧電基板上に設けてもよい。その場合には複数の弾性表面波素子を別々に作製した場合に比べて全体の占める面積を小型にすることができる。   In addition, this invention is not limited to the example of the above embodiment, A various change may be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, two or more filter regions may be provided on the same piezoelectric substrate. In that case, the area occupied by the whole can be reduced compared with the case where a plurality of surface acoustic wave elements are separately manufactured.

また、図4等ではラダー型フィルタを用いた場合を示したが、本発明はフィルタの構造を限定するものではなく、DMS型やIIDT型のフィルタを用いてもよい。また、入出力端子の配置も図4等に示したものに限定されるものではなく、圧電基板の対角上に位置していても構わない。   4 and the like show the case where a ladder type filter is used, the present invention does not limit the structure of the filter, and a DMS type or an IDT type filter may be used. Further, the arrangement of the input / output terminals is not limited to that shown in FIG. 4 or the like, and may be located on the diagonal of the piezoelectric substrate.

また、励振電極の材料も実施例に挙げた材料に限定されるものではなく、単層のAl,Au,Ta,W,Mo,Ti,Cuやその合金を用いたり、これらと圧電基板の間に密着層を挿入した構造としても構わない。   Further, the material of the excitation electrode is not limited to the materials mentioned in the embodiments, and a single layer of Al, Au, Ta, W, Mo, Ti, Cu or an alloy thereof may be used, or between these and the piezoelectric substrate. Alternatively, a structure in which an adhesion layer is inserted may be used.

さらに、以上の例では圧電基板の他方主面に導体層を一旦形成してから所望の領域の周囲の導体層を除去することによって他の領域と分離することを主に説明したが、導体層を形成しない領域を予め設定しておいて、その領域以外に導体層を形成するようにして所望の領域を導体層の他の領域と分離するようにしても構わない。   Furthermore, in the above example, the conductor layer is once formed on the other main surface of the piezoelectric substrate, and then the conductor layer around the desired region is removed to separate it from other regions. It is also possible to previously set a region where no film is formed and separate a desired region from other regions of the conductor layer by forming a conductor layer in other regions.

本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例1における弾性表面波素子の圧電基板の他方主面(導体層のパターン)を示す上面図である。It is a top view which shows the other main surface (pattern of a conductor layer) of the piezoelectric substrate of the surface acoustic wave element in Example 1 of Embodiment of the surface acoustic wave apparatus of this invention. 本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例2における弾性表面波素子の圧電基板の他方主面(導体層のパターン)を示す上面図である。It is a top view which shows the other main surface (pattern of a conductor layer) of the piezoelectric substrate of the surface acoustic wave element in Example 2 of Embodiment of the surface acoustic wave apparatus of this invention. 本発明の弾性表面波装置の実施の形態の例2における弾性表面波素子の圧電基板の他方主面(導体層のパターン)を示す上面図である。It is a top view which shows the other main surface (pattern of a conductor layer) of the piezoelectric substrate of the surface acoustic wave element in Example 2 of Embodiment of the surface acoustic wave apparatus of this invention. 本発明の弾性表面波装置の一例を表す弾性表面波素子の圧電基板の一方主面を示す上面図である。It is a top view which shows one main surface of the piezoelectric substrate of the surface acoustic wave element showing an example of the surface acoustic wave apparatus of this invention. 本発明の弾性表面波装置の一例を表す弾性表面波素子の圧電基板の一方主面を示す上面図である。It is a top view which shows one main surface of the piezoelectric substrate of the surface acoustic wave element showing an example of the surface acoustic wave apparatus of this invention. (a)〜(j)は、それぞれ本発明の弾性表面波装置の第1の製造方法の実施の形態の一例を示す工程毎の断面図である。(A)-(j) is sectional drawing for every process which shows an example of embodiment of the 1st manufacturing method of the surface acoustic wave apparatus of this invention, respectively. (a)〜(j)は、それぞれ本発明の弾性表面波装置の第2の製造方法の実施の形態の一例を示す工程毎の断面図である。(A)-(j) is sectional drawing for every process which shows an example of embodiment of the 2nd manufacturing method of the surface acoustic wave apparatus of this invention, respectively. 本発明の実施例で作製した弾性表面波装置の帯域通過特性を示す線図である。It is a diagram which shows the bandpass characteristic of the surface acoustic wave apparatus produced in the Example of this invention. 従来の弾性表面波装置の実装構造を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mounting structure of the conventional surface acoustic wave apparatus typically.

符号の説明Explanation of symbols

1:弾性表面波素子
2:圧電基板
3:励振電極
4:接続電極
5:入力パッド部
6:出力パッド部
7:環状導体
8:接地電極パッド
9:フィルタ領域
10:導体層
11:抵抗体
5a:入力パッド部に対向する領域
5b,5c:入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分に対向する領域
6a:出力パッド部に対向する領域
6b,6c:出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分に対向する領域
9a:フィルタ領域に対向する領域
1: Surface acoustic wave element 2: Piezoelectric substrate 3: Excitation electrode 4: Connection electrode 5: Input pad portion 6: Output pad portion 7: Ring conductor 8: Ground electrode pad 9: Filter region
10: Conductor layer
11: Resistor 5a: Region facing the input pad portion 5b, 5c: Region facing the DC-connected portion from the input pad portion to the excitation electrode 6a: Region facing the output pad portion 6b, 6c: Region 9a facing the portion connected to the excitation electrode from the output pad portion in direct current 9a: Region facing the filter region

Claims (13)

圧電基板の一方主面に励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域が形成され、他方主面に導体層が形成された弾性表面波素子を、実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装しており、前記導体層は、前記入力パッド部および前記出力パッド部に対向する領域のみが他の領域と分離されて形成されていることを特徴とする弾性表面波装置。 A surface acoustic wave device in which a filter region having an excitation electrode, an input pad portion, and an output pad portion is formed on one main surface of a piezoelectric substrate and a conductor layer is formed on the other main surface is formed on the mounting substrate. The surface acoustic wave is mounted with the main surfaces facing each other, and the conductor layer is formed by separating only a region facing the input pad portion and the output pad portion from other regions. apparatus. 圧電基板の一方主面に励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域が形成され、他方主面に導体層が形成された弾性表面波素子を、実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装しており、前記導体層は、前記入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分および前記出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分に対向する領域のみが他の領域と分離されて形成されていることを特徴とする弾性表面波装置。 A surface acoustic wave device in which a filter region having an excitation electrode, an input pad portion, and an output pad portion is formed on one main surface of a piezoelectric substrate and a conductor layer is formed on the other main surface is formed on the mounting substrate. The conductor layers are mounted facing each other, and the conductor layer is connected in a direct current from the input pad portion to the excitation electrode and from the output pad portion to the excitation electrode. a surface acoustic wave device, characterized in that only the region facing the part amount is formed is separated from other regions. 前記導体層が分離のために除かれている部位の前記他方主面の表面粗さが、前記導体層が形成されている領域の前記他方主面の表面粗さよりも大きいことを特徴とする請求項1または請求項2記載の弾性表面波装置。 The surface roughness of the other principal surface of the portion where the conductor layer is removed for separation is larger than the surface roughness of the other principal surface of the region where the conductor layer is formed. The surface acoustic wave device according to claim 1 or 2. 前記圧電基板の前記一方主面に前記フィルタ領域を取り囲んで環状導体が形成されており、該環状導体が前記実装用基体上に対応して形成された基体側環状導体に接合されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の弾性表面波装置。 An annular conductor is formed on the one main surface of the piezoelectric substrate so as to surround the filter region, and the annular conductor is joined to a substrate-side annular conductor formed correspondingly on the mounting substrate. The surface acoustic wave device according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface acoustic wave device is provided. 前記励振電極が抵抗体を介して前記環状導体に電気的に接続されており、該環状導体が接地電位とされていることを特徴とする請求項4記載の弾性表面波装置。 5. The surface acoustic wave device according to claim 4, wherein the excitation electrode is electrically connected to the annular conductor via a resistor, and the annular conductor is set to a ground potential. 前記圧電基板は、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶または四ホウ酸リチウム単結晶から成ることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の弾性表面波装置。 The piezoelectric substrate, surface acoustic wave device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it consists of tantalum single crystal of lithium or lithium niobate single crystal or lithium tetraborate single crystal. 前記圧電基板は、前記一方主面側が圧電材料から成り、前記他方主面側が前記圧電材料より比誘電率が小さい材料から成ることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の弾性表面波装置。 7. The piezoelectric substrate according to claim 1, wherein the one main surface side is made of a piezoelectric material, and the other main surface side is made of a material having a relative dielectric constant smaller than that of the piezoelectric material. Surface acoustic wave device. 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の弾性表面波装置を有する、受信回路および送信
回路の少なくとも一方を備えたことを特徴とする通信装置。
A communication device comprising at least one of a reception circuit and a transmission circuit, comprising the surface acoustic wave device according to claim 1.
圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程と、
前記一方主面の前記導体層をパターニングして励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域を有する多数の弾性表面波素子領域を形成する工程と、
前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と、
次に、前記圧電基板を前記弾性表面波素子領域毎に分離して多数個の弾性表面波素子を得る工程と、
次に、前記弾性表面波素子を実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装する工程と
を具備するとともに、
前記圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程および前記多数の弾性表面波素子領域を形成する工程および前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と前記多数個の弾性表面波素子を得る工程との間に、または前記実装する工程の後に、前記他方主面に形成した前記導体層の前記入力パッド部および前記出力パッド部に対向する領域のみを他の領域と分離する工程を具備することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
Forming a conductor layer on one main surface of the piezoelectric substrate;
Patterning the conductor layer on the one main surface to form a plurality of surface acoustic wave element regions having a filter region comprising an excitation electrode, an input pad portion, and an output pad portion;
Forming a conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate;
Next, separating the piezoelectric substrate for each surface acoustic wave element region to obtain a plurality of surface acoustic wave elements;
Next, the surface acoustic wave element is mounted on the mounting substrate with the one main surface facing, and
A step of forming a conductor layer on one principal surface of the piezoelectric substrate, a step of forming a plurality of surface acoustic wave element regions, a step of forming a conductor layer on the other principal surface of the piezoelectric substrate, and the plurality of surface acoustic waves. A step of separating only a region facing the input pad portion and the output pad portion of the conductor layer formed on the other main surface between the step of obtaining an element or after the mounting step, from the other region. A method of manufacturing a surface acoustic wave device, comprising:
前記他方主面に形成した前記導体層の前記入力パッド部および前記出力パッド部に対向する領域のみを除去する工程に代えて、前記導体層の前記入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分および前記出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分に対向する領域のみを他の領域と分離することを特徴とする請求項9記載の弾性表面波装置の製造方法。 Instead of the step of removing only the region facing the input pad portion and the output pad portion of the conductor layer formed on the other main surface, a direct connection is made from the input pad portion of the conductor layer to the excitation electrode. has been the part and the output pad unit are of the surface acoustic wave device according to claim 9, wherein the separating only the other region region facing the part fractions are galvanically connected to the excitation electrode Production method. 圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程と、
前記一方主面の前記導体層をパターニングして励振電極と入力パッド部と出力パッド部とを具備するフィルタ領域を有する多数の弾性表面波素子領域を形成する工程と、
前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と、
次に、前記圧電基板の前記弾性表面波素子領域を実装用基体上に前記一方主面を対面させて実装する工程と、
次に、前記圧電基板および前記実装用基体を前記弾性表面波素子領域毎に分離する工程とを具備するとともに、
前記圧電基板の一方主面に導体層を形成する工程および前記多数の弾性表面波素子領域を形成する工程および前記圧電基板の他方主面に導体層を形成する工程と前記実装する工程との間に、または前記実装する工程の後に、前記他方主面に形成した前記導体層の前記入力パッド部および前記出力パッド部に対向する領域のみを他の領域と分離する工程を具備することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
Forming a conductor layer on one main surface of the piezoelectric substrate;
Patterning the conductor layer on the one main surface to form a plurality of surface acoustic wave element regions having a filter region comprising an excitation electrode, an input pad portion, and an output pad portion;
Forming a conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate;
Next, the step of mounting the surface acoustic wave element region of the piezoelectric substrate on the mounting substrate with the one main surface facing,
Next, the step of separating the piezoelectric substrate and the mounting substrate for each surface acoustic wave element region,
Between the step of forming a conductor layer on one main surface of the piezoelectric substrate, the step of forming the multiple surface acoustic wave element regions, the step of forming a conductor layer on the other main surface of the piezoelectric substrate, and the mounting step Or after the mounting step, the method further comprises a step of separating only the region facing the input pad portion and the output pad portion of the conductor layer formed on the other main surface from the other region. A method for manufacturing a surface acoustic wave device.
前記他方主面に形成した前記導体層の前記入力パッド部および前記出力パッド部に対向する領域のみを他の領域と分離する工程に代えて、前記導体層の前記入力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分および前記出力パッド部から前記励振電極まで直流的に接続されている部分に対向する領域のみを他の領域と分離する工程を具備することを特徴とする請求項11記載の弾性表面波装置の製造方法。 Instead of the step of separating only the region facing the input pad portion and the output pad portion of the conductor layer formed on the other main surface from the other region, from the input pad portion of the conductor layer to the excitation electrode claims, characterized in that it comprises the step of separating the galvanically the attached portion and the output galvanically connected to opposite the part content and region only other areas from the pad portion to the excitation electrode 11. A method for producing a surface acoustic wave device according to 11. 前記他方主面に形成した前記導体層を分離のために部分的に除去する際に、除去する部分の前記他方主面の表面粗さを除去しない領域の前記他方主面の表面粗さよりも大きくすることを特徴とする請求項9乃至請求項12のいずれかに記載の弾性表面波装置の製造方法。 When the conductor layer formed on the other main surface is partially removed for separation, the surface roughness of the other main surface in a region where the surface roughness of the other main surface of the portion to be removed is not removed is larger. 13. The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 9, wherein the surface acoustic wave device is manufactured.
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