JPH0832392A - 弾性表面波素子及びその製造方法 - Google Patents
弾性表面波素子及びその製造方法Info
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- JPH0832392A JPH0832392A JP16650194A JP16650194A JPH0832392A JP H0832392 A JPH0832392 A JP H0832392A JP 16650194 A JP16650194 A JP 16650194A JP 16650194 A JP16650194 A JP 16650194A JP H0832392 A JPH0832392 A JP H0832392A
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- acoustic wave
- surface acoustic
- frequency
- polyimide resin
- fluorinated polyimide
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 素子間の周波数のバラツキを少なくし、周波
数調整の制御範囲、制御性、安定性に優れる弾性表面波
素子及びその製造方法を提供する。 【構成】 圧電性基板１１の表面にすだれ状電極１２と
１３を形成してフィルタを構成する弾性表面波素子にお
いて、基板面にフッ素化ポリイミド樹脂の被膜１４を形
成し、この被膜の膜厚を調整することにより周波数を調
整する。フッ素化ポリイミド樹脂被膜は、スピンコート
法、又はスプレーコート法により膜厚を制御する。さら
に、フッ素化ポリイミド樹脂被膜は、酸素ガスプラズマ
法によりエッチングして膜厚を微調整する。
数調整の制御範囲、制御性、安定性に優れる弾性表面波
素子及びその製造方法を提供する。 【構成】 圧電性基板１１の表面にすだれ状電極１２と
１３を形成してフィルタを構成する弾性表面波素子にお
いて、基板面にフッ素化ポリイミド樹脂の被膜１４を形
成し、この被膜の膜厚を調整することにより周波数を調
整する。フッ素化ポリイミド樹脂被膜は、スピンコート
法、又はスプレーコート法により膜厚を制御する。さら
に、フッ素化ポリイミド樹脂被膜は、酸素ガスプラズマ
法によりエッチングして膜厚を微調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波素子及びそ
の周波数調整方法に関する。
の周波数調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】弾性表面波素子は、圧電基板上にアルミ
ニウム等の電極材料によりすだれ状電極（Ｉｎｔｅｒｄ
ｉｇｉｔａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）を形成し、この
すだれ状電極を信号源で励起し、電気機械結合により基
板上に弾性表面波を発生させ、この励振された弾性表面
波を利用して共振子やフィルタ、センサ等の信号処理素
子を得ることができる。
ニウム等の電極材料によりすだれ状電極（Ｉｎｔｅｒｄ
ｉｇｉｔａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）を形成し、この
すだれ状電極を信号源で励起し、電気機械結合により基
板上に弾性表面波を発生させ、この励振された弾性表面
波を利用して共振子やフィルタ、センサ等の信号処理素
子を得ることができる。
【０００３】図５の（ａ）にはフィルタ用弾性表面波素
子の構成例を示し、圧電基板１面に一対のすだれ状電極
２、３を形成し、一方の電極２から他方の電極３への信
号伝搬によりフィルタ特性を得る。
子の構成例を示し、圧電基板１面に一対のすだれ状電極
２、３を形成し、一方の電極２から他方の電極３への信
号伝搬によりフィルタ特性を得る。
【０００４】同図の（ｂ）には共振子用弾性表面波素子
の構成例を示し、圧電性基板４の中央部にすだれ状電極
５を形成し、両側に反射電極６、７を形成し、すだれ状
電極５に印加する信号に対して共振を得る。
の構成例を示し、圧電性基板４の中央部にすだれ状電極
５を形成し、両側に反射電極６、７を形成し、すだれ状
電極５に印加する信号に対して共振を得る。
【０００５】これら弾性表面波素子は、センサにも利用
され、例えばセンサ部材（機能性薄膜）を電極２と３間
に付着させ、基板表面における質量負荷効果に伴う弾性
表面波の位相速度変化（周波数変化）から匂いや湿度、
濃度を検出する。
され、例えばセンサ部材（機能性薄膜）を電極２と３間
に付着させ、基板表面における質量負荷効果に伴う弾性
表面波の位相速度変化（周波数変化）から匂いや湿度、
濃度を検出する。
【０００６】また、基板表面における質量負荷効果に伴
う弾性表面波の減衰（共振Ｑ値の変化、挿入損失）から
液体粘度や濃度を検出する。
う弾性表面波の減衰（共振Ｑ値の変化、挿入損失）から
液体粘度や濃度を検出する。
【０００７】また、基板特性の変化に伴う弾性表面波の
位相速度変化から温度等を検出する。さらに、基板変形
に伴う弾性表面波の位相速度変化から圧力や加速度、変
位等を検出する。
位相速度変化から温度等を検出する。さらに、基板変形
に伴う弾性表面波の位相速度変化から圧力や加速度、変
位等を検出する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】弾性表面波素子による
共振子やフィルタ、センサ等の信号処理素子の構成にお
いて、周波数のバラツキが素子の歩留まりを決定する大
きな要因となる。周波数のバラツキの要因としては、電
極薄膜や電極指部線幅（ライン・アンド・スペース）、
圧電基板の音速のバラツキ等がある。
共振子やフィルタ、センサ等の信号処理素子の構成にお
いて、周波数のバラツキが素子の歩留まりを決定する大
きな要因となる。周波数のバラツキの要因としては、電
極薄膜や電極指部線幅（ライン・アンド・スペース）、
圧電基板の音速のバラツキ等がある。
【０００９】周波数のバラツキを減らすためには、上記
の条件を厳密に制御した素子製造が必要となるが、製造
装置側の改良ではバラツキを完全に無くすことは困難と
なる。
の条件を厳密に制御した素子製造が必要となるが、製造
装置側の改良ではバラツキを完全に無くすことは困難と
なる。
【００１０】そこで、従来より、素子の周波数微調整法
が検討されている。この周波数微調整に求められる特性
としては、周波数の制御範囲が広く、制御性のよいもの
が求められる。また、長期間にわたって周波数の安定性
も求められる。具体的な手法としては、以下の周波数微
調整手段が挙げられる。
が検討されている。この周波数微調整に求められる特性
としては、周波数の制御範囲が広く、制御性のよいもの
が求められる。また、長期間にわたって周波数の安定性
も求められる。具体的な手法としては、以下の周波数微
調整手段が挙げられる。
【００１１】（１）レーザにより電極部を切断する周波
数調整法。
数調整法。
【００１２】（２）ＺｎＯ等の絶縁物を基板表面に蒸着
する方法。
する方法。
【００１３】（３）基板部分をエッチングする方法
（例、水晶基板をＣＦ4ガスプラズマで加工）。
（例、水晶基板をＣＦ4ガスプラズマで加工）。
【００１４】（４）電極部をエッチングする方法。
【００１５】上記の周波数調整法において、（１）の方
法は、簡便で制御性が良いが、周波数調整範囲が狭い問
題が残る。（２）及び（３）の方法は、比較的制御性が
良いが、真空引き等の長時間の工程を必要とする。
（４）の方法は、電極表面の酸化膜の影響により周波数
調整の制御性が悪くなる。
法は、簡便で制御性が良いが、周波数調整範囲が狭い問
題が残る。（２）及び（３）の方法は、比較的制御性が
良いが、真空引き等の長時間の工程を必要とする。
（４）の方法は、電極表面の酸化膜の影響により周波数
調整の制御性が悪くなる。
【００１６】また、上記の各周波数調整法では、すべて
一方向性の周波数調整（周波数を下げる方向、又は上げ
る方向）となり、例えば周波数を下げる方向へ調整する
のに下げ過ぎてしまうと周波数を高くする再調整ができ
ない。
一方向性の周波数調整（周波数を下げる方向、又は上げ
る方向）となり、例えば周波数を下げる方向へ調整する
のに下げ過ぎてしまうと周波数を高くする再調整ができ
ない。
【００１７】本発明の目的は、素子間の周波数のバラツ
キを少なくし、周波数調整の制御範囲、制御性、安定性
に優れる弾性表面波素子及びその製造方法を提供するこ
とにある。
キを少なくし、周波数調整の制御範囲、制御性、安定性
に優れる弾性表面波素子及びその製造方法を提供するこ
とにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、圧電性基板面に電極を形成し、基板面を
伝搬する弾性表面波を利用してフィルタ機能等を得る弾
性表面波素子において、前記弾性表面波が伝搬する基板
面に、周波数調整量に応じた膜厚のフッ素化ポリイミド
樹脂の被膜を形成した構造を特徴とする。
決を図るため、圧電性基板面に電極を形成し、基板面を
伝搬する弾性表面波を利用してフィルタ機能等を得る弾
性表面波素子において、前記弾性表面波が伝搬する基板
面に、周波数調整量に応じた膜厚のフッ素化ポリイミド
樹脂の被膜を形成した構造を特徴とする。
【００１９】また、本発明は、圧電性基板面に電極を形
成し、基板面を伝搬する弾性表面波が伝搬する基板面に
フッ素化ポリイミド樹脂の被膜を形成した構造の弾性表
面波素子の製造において、前記フッ素化ポリイミド樹脂
被膜は、スピンコート法、又はスプレーコート法により
制御した膜厚に形成することを特徴とする。
成し、基板面を伝搬する弾性表面波が伝搬する基板面に
フッ素化ポリイミド樹脂の被膜を形成した構造の弾性表
面波素子の製造において、前記フッ素化ポリイミド樹脂
被膜は、スピンコート法、又はスプレーコート法により
制御した膜厚に形成することを特徴とする。
【００２０】また、本発明は、前記フッ素化ポリイミド
樹脂被膜は、酸素ガスプラズマ法によりエッチングして
膜厚を微調整することを特徴とする。
樹脂被膜は、酸素ガスプラズマ法によりエッチングして
膜厚を微調整することを特徴とする。
【００２１】
【作用】弾性表面波素子の表面にフッ素化ポリイミド樹
脂被膜を塗布した構造とし、この樹脂の膜厚によって周
波数を調整する。
脂被膜を塗布した構造とし、この樹脂の膜厚によって周
波数を調整する。
【００２２】フッ素化ポリイミド樹脂の膜厚は、スピン
コート法又はスプレーコート法で調整し、さらに酸素プ
ラズマ法により微調整する。
コート法又はスプレーコート法で調整し、さらに酸素プ
ラズマ法により微調整する。
【００２３】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すフィルタ素
子断面図である。圧電性基板１１は、その一方の表面に
従来と同様のすだれ状電極１２と１３が形成される。こ
の電極形成後、本実施例では、電極１２、１３が形成さ
れる基板面に、膜厚を調整したフッ素化ポリイミド樹脂
被膜１４を設ける。
子断面図である。圧電性基板１１は、その一方の表面に
従来と同様のすだれ状電極１２と１３が形成される。こ
の電極形成後、本実施例では、電極１２、１３が形成さ
れる基板面に、膜厚を調整したフッ素化ポリイミド樹脂
被膜１４を設ける。
【００２４】これにより、樹脂被膜１４を弾性表面波に
対する質量の負荷とし、膜厚に応じた弾性表面波の音速
の低下度合いを調整し、周波数を調整する。
対する質量の負荷とし、膜厚に応じた弾性表面波の音速
の低下度合いを調整し、周波数を調整する。
【００２５】フッ素化ポリイミド樹脂は、図２に化学式
を例示するように、基本構成分子としては６ＦＤＡ、Ｐ
ＭＤＡ、ＴＦＤＢがあり、これらの樹脂を配分・反応さ
せることにより合成される。なお、ポリイミド樹脂は、
その耐熱性により従来から電子部品に用いられ、これに
フッ素を添加することにより誘電率が低下し、高周波特
性が良くなる。
を例示するように、基本構成分子としては６ＦＤＡ、Ｐ
ＭＤＡ、ＴＦＤＢがあり、これらの樹脂を配分・反応さ
せることにより合成される。なお、ポリイミド樹脂は、
その耐熱性により従来から電子部品に用いられ、これに
フッ素を添加することにより誘電率が低下し、高周波特
性が良くなる。
【００２６】次に、フッ素化ポリイミド樹脂被膜１４の
形成方法として、本実施例では、スピンコート法、又は
スプレーコート法を利用する。
形成方法として、本実施例では、スピンコート法、又は
スプレーコート法を利用する。
【００２７】スピンコート法は、半導体のホトエッチン
グ工程での被膜形成等で広く使われている方法であり、
ウエハ等を回転させておいて回転中心部に被膜剤を滴下
し、遠心力でウエハ周辺まで均一に広げる。
グ工程での被膜形成等で広く使われている方法であり、
ウエハ等を回転させておいて回転中心部に被膜剤を滴下
し、遠心力でウエハ周辺まで均一に広げる。
【００２８】これら被膜形成方法によれば、フッ素化ポ
リイミド樹脂を圧電性基板面に簡便に塗布・形成が可能
となるし、膜厚の制御を精度良くコントロールすること
が可能となる。
リイミド樹脂を圧電性基板面に簡便に塗布・形成が可能
となるし、膜厚の制御を精度良くコントロールすること
が可能となる。
【００２９】この膜厚の制御には、スプレーコート法で
はフッ素化ポリイミド樹脂の粘度と塗布時間を、スピン
コート法では粘度と回転数を制御することで実現され
る。
はフッ素化ポリイミド樹脂の粘度と塗布時間を、スピン
コート法では粘度と回転数を制御することで実現され
る。
【００３０】図３は、共振子型フィルタにフッ素化ポリ
イミド樹脂を塗布した場合の周波数変化（Δｆ／ｆ）と
挿入損失ΔＩＬの変化を示す。フッ素化ポリイミドは正
規化した膜厚で示す。
イミド樹脂を塗布した場合の周波数変化（Δｆ／ｆ）と
挿入損失ΔＩＬの変化を示す。フッ素化ポリイミドは正
規化した膜厚で示す。
【００３１】この図から明らかなように、フッ素化ポリ
イミド樹脂の膜厚と周波数が線形的に対応しており、膜
厚調整により周波数調整が可能となる。なお、周波数の
低下に伴い、フィルタ挿入損失の増加が大きくなるが、
この挿入損失が許容値を越えて著しく大きくならない範
囲で周波数を調整するのが好ましい。
イミド樹脂の膜厚と周波数が線形的に対応しており、膜
厚調整により周波数調整が可能となる。なお、周波数の
低下に伴い、フィルタ挿入損失の増加が大きくなるが、
この挿入損失が許容値を越えて著しく大きくならない範
囲で周波数を調整するのが好ましい。
【００３２】なおまた、トランスバーサル型フィルタや
遅延線型発振器に使用した場合は、共振子型フィルタ
（図３）の場合よりも挿入損失の増大が少ないため、周
波数調整可能な範囲を大きくできる。
遅延線型発振器に使用した場合は、共振子型フィルタ
（図３）の場合よりも挿入損失の増大が少ないため、周
波数調整可能な範囲を大きくできる。
【００３３】次に、塗布したフッ素化ポリイミド樹脂の
膜厚微調整として、本実施例では、酸素プラズマ法によ
るエッチングを行う。
膜厚微調整として、本実施例では、酸素プラズマ法によ
るエッチングを行う。
【００３４】これにより、弾性表面波素子表面にポリイ
ミドを塗布して周波数を低下させる方向の周波数調整に
対して、微弱な酸素プラズマによるエッチングで周波数
を高める方向の調整、すなわち双方向の周波数調整が可
能となり、制御性を良くした周波数の合わせ込みが可能
となる。
ミドを塗布して周波数を低下させる方向の周波数調整に
対して、微弱な酸素プラズマによるエッチングで周波数
を高める方向の調整、すなわち双方向の周波数調整が可
能となり、制御性を良くした周波数の合わせ込みが可能
となる。
【００３５】図４は、本発明に基づいた試験として、周
波数調整後の長期安定性を確認するための高温エージン
グ試験の結果を示す。フッ素化ポリイミド樹脂の膜厚と
して周波数調整量１０００ｐｐｍとしたフィルタ構成の
弾性表面波素子を温度８５℃の雰囲気中に置き、１００
０時間のエージングを行った。この結果、周波数変動が
１０ｐｐｍ程度に抑えられ、長期に渡って周波数が安定
していることが確認された。
波数調整後の長期安定性を確認するための高温エージン
グ試験の結果を示す。フッ素化ポリイミド樹脂の膜厚と
して周波数調整量１０００ｐｐｍとしたフィルタ構成の
弾性表面波素子を温度８５℃の雰囲気中に置き、１００
０時間のエージングを行った。この結果、周波数変動が
１０ｐｐｍ程度に抑えられ、長期に渡って周波数が安定
していることが確認された。
【００３６】なお、実施例ではフィルタ用弾性表面波素
子の場合を示すが、本発明は図５の（ｂ）に示す共振子
型の素子、さらには機能性薄膜を設けたセンサ用素子に
適用して同等の作用効果を得ることができる。
子の場合を示すが、本発明は図５の（ｂ）に示す共振子
型の素子、さらには機能性薄膜を設けたセンサ用素子に
適用して同等の作用効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、弾性表
面波が伝搬する基板面に、周波数調整量に応じた膜厚の
フッ素化ポリイミド樹脂被膜を設けた弾性表面波素子と
するため、フッ素化ポリイミド樹脂の膜厚調整によって
周波数のバラツキを無くした高い歩留まりの素子製造が
できる。また、長期間に渡って周波数が安定しており、
信頼性の高い素子になる。
面波が伝搬する基板面に、周波数調整量に応じた膜厚の
フッ素化ポリイミド樹脂被膜を設けた弾性表面波素子と
するため、フッ素化ポリイミド樹脂の膜厚調整によって
周波数のバラツキを無くした高い歩留まりの素子製造が
できる。また、長期間に渡って周波数が安定しており、
信頼性の高い素子になる。
【００３８】また、本発明は、フッ素化ポリイミド樹脂
被膜は、スピンコート法、又はスプレーコート法により
膜厚制御を行うため、膜厚を精度良く制御でき、周波数
調整を容易にする効果がある。
被膜は、スピンコート法、又はスプレーコート法により
膜厚制御を行うため、膜厚を精度良く制御でき、周波数
調整を容易にする効果がある。
【００３９】また、本発明は、フッ素化ポリイミド樹脂
被膜は、酸素ガスプラズマ法によりエッチングして膜厚
を微調整するため、周波数を双方向に微調整でき、周波
数精度を高めると共に、製造歩留まりを高めることがで
きる。
被膜は、酸素ガスプラズマ法によりエッチングして膜厚
を微調整するため、周波数を双方向に微調整でき、周波
数精度を高めると共に、製造歩留まりを高めることがで
きる。
【００４０】また、素子表面に絶縁物になるフッ素化ポ
リイミド樹脂被膜を塗布することにより、微小金属片が
電極パターン上に付着するのを防止し、電極間の短絡を
防止した信頼性の高い素子になり、また素子製造が容易
になる。
リイミド樹脂被膜を塗布することにより、微小金属片が
電極パターン上に付着するのを防止し、電極間の短絡を
防止した信頼性の高い素子になり、また素子製造が容易
になる。
【図１】本発明の一実施例を示す素子断面図。
【図２】フッ素化ポリイミドの基本構成分子化学式例。
【図３】実施例におけるポリイミド薄膜と周波数変化及
び挿入損失の変化例。
び挿入損失の変化例。
【図４】本発明に基づいた弾性表面波素子の高温エージ
ング特性図。
ング特性図。
【図５】従来の弾性表面波素子構成例。
１、４、１１…圧電性基板 ２、３、５、１２、１３…すだれ状電極 １４…フッ素化ポリイミド樹脂薄膜
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電性基板面に電極を形成し、基板面を
伝搬する弾性表面波を利用してフィルタ機能等を得る弾
性表面波素子において、前記弾性表面波が伝搬する基板
面に、周波数調整量に応じた膜厚のフッ素化ポリイミド
樹脂の被膜を形成した構造を特徴とする弾性表面波素
子。 - 【請求項２】 圧電性基板面に電極を形成し、基板面を
伝搬する弾性表面波が伝搬する基板面にフッ素化ポリイ
ミド樹脂の被膜を形成した構造の弾性表面波素子の製造
において、前記フッ素化ポリイミド樹脂被膜は、スピン
コート法、又はスプレーコート法により制御した膜厚に
形成することを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 - 【請求項３】 前記フッ素化ポリイミド樹脂被膜は、酸
素ガスプラズマ法によりエッチングして膜厚を微調整す
ることを特徴とする請求項２記載の弾性表面波素子の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16650194A JPH0832392A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16650194A JPH0832392A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0832392A true JPH0832392A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15832536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16650194A Pending JPH0832392A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0832392A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6185801B1 (en) | 1997-12-01 | 2001-02-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd | Method of manufacturing surface acoustic wave device |
-
1994
- 1994-07-19 JP JP16650194A patent/JPH0832392A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6185801B1 (en) | 1997-12-01 | 2001-02-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd | Method of manufacturing surface acoustic wave device |
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