JPH04219008A - 弾性表面波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は弾性表面波装置に関する
。詳しくは、圧電体基板上に櫛型電極を配設した弾性表
面波素子を気密パッケージに封入する弾性表面波フィル
タや弾性表面波共振器などで、気密パッケージ内に絶縁
耐力の大きい気体を封入することによって櫛型電極を構
成する電極指間で放電破壊が生じるのを防止するように
した弾性表面波装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波装置，たとえば、弾性表面波
フィルタや弾性表面波共振器は電気ー機械結合係数が大
きい圧電体基板，たとえば、水晶やＬｉＴａＯ３，Ｌｉ
ＮｂＯ３などの圧電体基板の上に、一つまたは複数の櫛
型電極を設けた素子を気密パッケージに封入したもので
ある。

【０００３】櫛型電極（すだれ状電極とも呼ばれる）の
櫛歯の巾（Ｌ），櫛歯間のスペース（Ｗ），櫛歯ピッチ
（Ｐ）　は表面波の波長をλとすると、通常、Ｌ　＝Ｗ
　＝λ／４，Ｗ＝λ／２といった設計値のものが多い。 そして、電極材料としては弾性表面波の変換や伝播に悪
影響を与えないように一般には重さの軽いＡｌ、あるい
は，　マイグレーションに強いＡｌ−Ｃｕ　合金などが
使用されている。

【０００４】図３は弾性表面波装置の櫛型電極構成の例
を示す図で、同図（イ）は素子平面図，同図（ロ）は櫛
型電極を構成する電極指の一対の拡大断面図である。図
の例は弾性表面波フィルタ素子の最も単純な構成，すな
わち、入力，出力電極とも櫛歯電極指の重なり，　すな
わち、交差長が一定の，　いわゆる、正規型電極指構成
の場合を示してある。

【０００５】図中、２は弾性表面波素子，この場合は弾
性表面波フィルタ素子である。２０は圧電体基板、２１
は櫛型電極、２１０　は電極指で２１０ａ，２１０ｂ　
はそれぞれ信号側および接地側の電極指で、両電極指が
交互に差し込まれて櫛型電極が構成されている。そして
、両電極指間に電圧が印加されると圧電体基板２０に弾
性表面波を励振したり、あるいは，　逆に弾性表面波エ
ネルギーを両電極指間の電圧として取り出すことができ
る。

【０００６】最近は通信システムの発達にともなって使
用周波数の高調波化が要請されたり特性の高度化が求め
られようになっており、電極指の交差長に変化を持たせ
たり，電極対数を増加させたり，あるいは、櫛型電極を
複数個用いて多電極構成にするなどの装置構成のものが
使用あるいは提案されている。

【０００７】そして、このように構成された弾性表面波
素子２は、通常，こゝには図示してない気密パッケージ
の金属ベースに搭載し、櫛型入力電極と櫛型出力電極の
それぞれの端子を，たとえば、前記金属ベースに植設さ
れた絶縁気密性の端子ピンのパッケージ内端面にぞれぞ
れ金属ワイヤで接続したのち、たとえば，金属製のキャ
ップを金属ベースに密閉封止して、たとえば，絶縁気密
端子付き金属ベース搭載型の弾性表面波装置が作製され
ている。

【０００８】従来、この弾性表面波素子のパッケージン
グにおいて、一般に気密パッケージの中には１気圧の乾
燥した窒素ガスを封入し、素子上に水分が結露して特性
が変化したり，あるいは、電極材料が酸化または腐食し
てデバイスが破壊されるのを防止するようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】櫛型電極では、弾性表
面波の音速をＶ（ｍ／ｓ），中心周波数をｆ０（ＭＨｚ
）とすると、電極指２１０ａ，２１０ｂ　間の間隔（　
スペース）　Ｗ（μｍ）　は次式で表される。

【００１０】 Ｗ　＝Ｖ／４　×ｆ０　　　　　　　　　　　　　──
────────────■ したがって、最近のように高周波化が要求されようにな
って、たとえば、水晶のＹ　カット基板を用い中心周波
数が８００ＭＨｚといった弾性表面波装置の場合は、上
記式■からＷ　は１μｍ前後といった小さい値となって
しまい、かりに，この弾性表面波素子のインピーダンス
を約５０Ωとし、０．１ワットの電力を印加すると両電
極指間にはＥ　〜３×１０５　Ｖ／ｃｍといった高い電
界がかゝることになる。

【００１１】このような高い電界強度のもとでは、前記
従来の乾燥窒素を封入した弾性表面波装置では状況によ
って放電が起きる可能性があり、それによって絶縁破壊
につながる恐れがあるといった重大な問題があってその
解決が求められている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、圧電体基
板２０上に櫛型電極を配設した弾性表面波素子２を気密
パッケージ１内に密閉封止してなる弾性表面波装置にお
いて、前記気密パッケージ１内に電気的絶縁耐力の優れ
たフッ化物系気体を封入した弾性表面波装置によって解
決することができる。とくに、前記封入気体の圧力を１
気圧以下にすることによって実用的，かつ、効果的に解
決できる。

【００１３】

【作用】本発明によれば、気密パッケージの中に封入さ
れる気体として窒素ガスよりも電気的絶縁耐力が一桁近
く大きいフッ化物系気体，　たとえば、六フッ化硫黄（
ＳＦ６）　ガスを用いているので、従来の弾性表面波装
置に比較して電極指間での放電を防止でき、より高い耐
電力性を持たせることができるのである。さらに、封入
気体の圧力を１気圧以下にすることにより、絶縁耐力が
上がり，しかも、高圧封入に比較して圧力変化による弾
性表面波特性への影響が小さくなり封入作業も容易であ
る。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す図で、気密パッ
ケージに弾性表面波素子を実装した状況の断面を図示し
たものである。

【００１５】図中、１は気密パッケージで、たとえば，
絶縁気密端子を有する金属ベース１１と金属製のキャッ
プ１２からなり、金属ベース１１には複数の絶縁気密性
の端子ピンが植設されて外部への端子出しができるよう
になっている。

【００１６】２は弾性表面波素子で圧電体基板の上に図
示してない櫛型電極を配設しており、たとえば，中心周
波数ｆ０＝８３５ＭＨｚの多電極構成型のフィルタ素子
が構成されている。

【００１７】先ず、弾性表面波素子２を金属ベース１１
上に導電性接着材，　たとえば、Ａｇペーストで搭載接
着し、各櫛型電極の端子と前記金属ベース１１に植設さ
れた端子ピンのパッケージ内端面および接地用として必
要に応じて金属ベース面との間をワイヤ３でボンディン
グする。

【００１８】次に、弾性表面波素子２　を搭載した金属
ベース１１とキャップ１２とを気密封入装置の中に入れ
て真空に引いたあと、１気圧以下，たとえば、１００Ｔ
ｏｒｒ　程度のフッ化物系気体，　たとえば、六フッ化
硫黄（ＳＦ６）　ガスを導入してガス置換を行い、その
状態でキャップ１２を前記金属ベース１１に，　たとえ
ば、熱圧着法により図示したごとく密閉封止すれば本発
明の弾性表面波装置が作製される。

【００１９】図２は本発明実施例の耐電圧特性を示す図
で、縦軸に絶縁破壊電圧を，横軸に封入気体の圧力をと
ってあり、電極指間スペースＷ　＝１μｍの場合につい
て示してある。

【００２０】図中、■の実線は本発明の場合であり、一
方，■の破線は従来の窒素封入の場合を比較のために示
した。本発明の場合、従来に比較して一桁近く耐電圧が
改善されていることがわかる。とくに、１気圧（７６０
Ｔｏｒｒ）　以下の低圧では耐圧が大きいことがわかる
。

【００２１】フッ化物系気体としては各種の，いわゆる
、フロンガスが利用できるが、最近の環境破壊の問題も
考慮してガスの選択をするのがよく、この点で六フッ化
硫黄（ＳＦ６）　ガスなどが最も好適である。

【００２２】なお、上記実施例は例を示したもので本発
明の趣旨に反しない限り、弾性表面波素子の構成や気密
パッケージの材質，構造などは適宜他のものを選択使用
してよいことは言うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば気
密パッケージの中に封入される気体として窒素ガスより
も電気的絶縁耐力が一桁近く大きいフッ化物系気体，　
たとえば、六フッ化硫黄（ＳＦ６）　ガスを用いている
ので、従来の弾性表面波装置に比較して電極指間での放
電を防止でき、より高い耐電力性を持たせることができ
る。また、封入気体の圧力を１気圧以下にすることによ
り、絶縁耐力が一層上がり，しかも、高圧封入に比較し
て圧力変化による弾性表面波特性への影響が小さくなる
と共に封入作業も容易なり、弾性表面波装置の特性，品
質，歩留り，信頼性などの向上に寄与するところが極め
て大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す図である。

【図２】本発明実施例の耐電圧特性を示す図である。

【図３】弾性表面波装置の櫛型電極構成の例を示す図で
ある。

【符号の説明】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧電体基板（２０）上に櫛型電極を配
   設した弾性表面波素子（２）　を気密パッケージ（１）
   　内に密閉封止してなる弾性表面波装置において、前記
   気密パッケージ（１）　内に電気的絶縁耐力の優れたフ
   ッ化物系気体を封入することを特徴とした弾性表面波装
   置。
2. 【請求項２】　　前記封入気体の圧力が１気圧以下であ
   ることを特徴とした請求項１記載の弾性表面波装置。