JPS63102410A - 表面波フイルタ製造法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、テレビ、ビデオ等映像機器のＶＩＰ回路に使
用される表面波フィルタの製造法に関するもので、ある
。

従来の技術 最近の表面波ディバイスは電子機器の高周波化に伴なっ
て、単結晶（例えば、ＬｉＮｂ０．　、　ＬｉＴａＯ３
゜水晶ｅｔｃ　）を使用することが多くなってきた。と
ころが、この単結晶は高価格の上にディバイスとして仕
上げる際、周波数を微調できない等の欠点を有していた
。

従来、この種の表面波ディバイスは、第４図。

第５図の如き構成であった。第４図において、１は圧電
基板で、単結晶としてＬｉＮｂＯ３にオブ酸リチウム）
　、　　ＬｉＴａ０３（タンタル酸リチウム〕を使用し
ており、それぞれの結晶で一番温度特性の浸れているカ
ット軸で平板として切り出しだものである。３はアルミ
ニウムで構成されたくし形電極で、４は同じくアルミニ
ウム等の金属で構成されたパッド電極である。

まず、圧電基板１の主平面のいずれかにアルミニウム等
の金属を、全面蒸着する。その蒸着面の上より、レジス
トを塗布し、フォトリソグラフィーの手法で、くし形電
極３及びパッド電極４を作成する。

くし形電極の１本の電極の線巾はＵｓ／ｎＦｏで表現さ
れる。この時、Ｕｓは圧電基板１のアルミのくし形電極
をつけた状態での音速、つまり、くし形電極３′に加わ
った電気信号が圧電効果で機械振動に変換され、圧電基
板１の表面近くを、くし形電極３の方向へ広部していく
速度である。またＦ０はバンドパスフィルタの場合の中
心周波数であり、共振子の場合には共振周波数と考える
ことができる。さらにｎは任意の数であるが、通常４あ
るいは８を使用する。

例えば、ｎ＝４．Ｕｓ＝３９ｏｏｍ／ｓｅｃ、Ｆｏ＝４
４Ｍｌｌｚとした場合、線巾は２２μｍとなる。

しかし、フォトリソグラフィーの工程にて、露光エツチ
ング粘度のバラツキによって２１．８〜２２．２／１ｍ
の幅となる可能性がある。これをＦｏに逆算すると、４
４．７Ｍ１ｌｚから４３．９　Ｍ　）ｌｚのバラツキ分
布を有することになる。

通常バンドパスフィルタの場合、±１５０ＫＩＩｚ程度
のバラツキを許容できるが、前記の線１】のバラツキで
は±４００ＫＩｌｚものバラツキが発生し、歩留りは非
常に悪くなってし１う。

又、こうして作成されたフィルタチップは、第５図の如
く組み立てられ、表面波フィルタディバイスとなる。第
６図にて、１は前記圧電基板、４はパッド電極、６はキ
ャップ、７は接着剤、８はアルミワイヤー、９は引出し
電極、１０はアルミナ基板である。

まず前記した作成済みのフィルタチップを、アルミナ基
板１ｏに貼りつける。アルミナ基板１０に接着剤を塗布
して、圧電基板１を接着する。この後、圧電基板１の上
のパッド電極４とアルミナ基板１０にスクリーン印刷、
焼付けで設けられた引出し電極９とをアルミワイヤー８
をボンディングして結腺する。次にアルミナキャップ６
を接着剤７を使って、アルミナ基板１０に貼り付け、フ
ィルタチップを保護する。

以上の様に構成された従来の表面波フィルタについて以
下その動作を説明する。まず引出し電極９′に印加され
た電気信号は、くし形電極３′にワイヤー８及びパッド
電極４を介して伝達される。

このくし形電極３′において電気信号は、圧電効果によ
って、圧電基板１上で機械振動に変換される。

この機械振動は、圧電基板１上をくし形電極３の方向に
伝播する。くし形電極３に達した機械振動はこんどは逆
に電気信号に変換され、パッド電極４及びワイヤー８を
介して、引出し電極９より外部へ取り出される。

このとき、各くし形電極に、フィルタ特性を与えておけ
ば任意にＦ波された電気信号（周波数特性）が得られる
ことになる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この様な従来の構成では、フィルタ特性
の中心周波数ＦＯのバラツキは、圧電基板の音速ＵＳ、
くし形電極作成上の製造能力（精度〕に依存したままで
ディバイスとして完成してから選別して、中心周波数の
当っているものを選び出すため、極めて歩留りが悪かっ
た。

本発明は、この様な問題点を解決しようとするもので、
製造プロセスの中に周波数微調工程を入れて、中心周波
数のバラツキを抑え、精度の高い表面波フィルタを提供
することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決する為、単結晶等の圧電体の
主平面に、くし形電極を設け、さらに、前記主平面のく
し形電極の上に、酸化亜鉛等の圧電体の層をスパッタリ
ング等の方法で設けてなる表面波フィルタ製造法を用い
る。

作用 本発明は、上記した方法により酸化亜鉛等圧電体の層を
、単結晶等の主平面上に設けることによって、単結晶基
板の音速を変化させ、周波数の微調を行ない所望の中心
周波数の表面波フィルタが得られるものである。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。

まず第１図鑑において、１は圧電基板であり、従来のも
のと同様に単結晶（例えば、ニオブ酸リチウム又はタン
タル酸リチウム）の平板である。

第１図すにおいて、２はアルミの蒸着膜であり、圧電基
板１の主平面のどちらかにアルミニウムを高真空中にて
主平面全面に蒸着する。次に第１図Ｃにおいて、３．３
’はくし形電極、４はパッド電極である。第１図すの状
態で、アルミ電極面にレジストを塗布し乾燥後、任意の
パターンをもったフォトマスクを介して露光し、現像・
リンスの処理後乾燥し、エツチングをする。レジストの
残つている所のアルミがエツチングされないで残シ、結
果的にくし形電極３′と３及びパッド電極４が圧電基板
１上に残る。この後、くし形電極３，３′及びパッド電
極４の上に残っているレジストをプラズマアッシャ−等
の手法で除去し、きれいなアルミ電極及び圧電基板面を
作成する。

第１図ｄでは、５は酸化亜鉛の薄膜である。第１図Ｃの
状態の主平面上に酸化亜鉛をスパッタリングすることで
この酸化亜鉛の薄膜６を構成する。

次に、第１図ｅにおいて、パッド電極４の上を覆ってい
る酸化亜鉛のみ前記フォトリソグラフィーの手法で除去
してフィルタチップは完成する。

第２図において、６はキャップ、７は接着剤、８がアル
ミワイヤー、９，９′が引出し電極、１ｏがアルミナ基
板であり、前記完成したフィルタチップは、アルミナ基
板１０に貼り付けられ、パッド電極４と引出し電極９，
９′とをアルミワイヤー８（又は金ワイヤーでも良い〕
でボンディングして接続する。次に接着剤７をぬったア
ルミナキャンプ６をアルミナ基板に貼シ付けて表面波フ
ィルタは完成する。

以下、本実施例の動作を説明する。表面波フィルタの入
力側引出し電極９′に電気信号が印加されると、ワイヤ
ー８とパッド電極４を介して、くし形電極３′に達する
。ここで圧電効果により、電気信号は機械振動に変換さ
れる。変換されて発生した機械振動は伝播する表面波と
なって、くし形電極３の方向に伝わっていく。くし形電
極３にて機械振動は電気信号に変換され、パッド電極４
、ワイヤー８を介して、出力側引出し電極９にて出力信
号が得られる。この時、入出力のくし形電極３゜３′に
任意の特性を与えておけば出力信号は、その特性通りに
フィルタをかけられた周波数特性を持つことになる。

ここで、フィルタの中心周波数を求める式を考えると、
次の様になる。Ｆｏ＝Ｕｓ／λ；λ＝ｎｘＦＯ＝中心周
波数、ＵＳ：音速、λ：波長、ｘ＝くし形電極の線巾、
ｎ：任意の数（一般に４か８）。

さて、従来例として前述した様に、例えばくし形電極が
±１０％の線巾バラツキを持っているとしたら、Ｆｏ　
＝　４４　Ｍｌｌｚ　　が設計値のとき、実際の中心周
波数Ｆｏ’は、高速ｕｓ　、＝　３９ｏｏｍ１５５０　
ｓλ＝４ｘ、ｘ＝２２μｍとすると、±４００ＫｌｌＺ
のバラツキを持つことになる。そこで従来なら第１図Ｃ
でフィルタチップ完成とするのに本発明では、第１図Ｃ
にてＦＯチェックをし、中心周波数の高いものには、そ
の設定値とのズレから逆に計算し、設定の中心周波数に
もっていく為の音速Ｕｓ’を求める。例えば、現在第１
図Ｃの状態でＦｏ’を測定して４４．２　Ｍ　Ｈｚであ
ったとすると、設定値４４ＭＩＩＺとは２００Ｋｌｌｚ
Ｏ差がくし形電極の線巾から求めた実際の波長はλ’　
＝　Ｕｓ／Ｆｏ’　＝　３９００／４４．２：８８．２
４μｍ０ よってこの実際の波長λ′のときＦＯを４４ＭＩＩｚに
するには１１’＝ＦＯＸλ＝＝　４４　ＭＩＩｚＸ　８
８．２４μｍ　＝　３８８２．５　ｅ　ｍ　／　ｓｅｃ
とすれば良い。

つまり実際に得られたくし形電極３及び３′において音
速を３８８２．５６ｍ／ｓｅａとすれば、ＦＯは４４Ｍ
ＩＩＺとなることがわかる。ここで第３図をみると、３
８８２．５８１ｔｍの音速とするにはＺｎ０（酸化亜鉛
）を０．０１２７１ｍつけてやれば良いことがわかる。

こうして、第１図ｄ、ｅの様な処理をしてＦｏが４４　
Ｍｌｌｚと設定値通り、又は極めて近い中心周波数を持
った表面波フィルタが得られる。

発明の効果 以上の様に本発明によれば、酸化亜鉛を単結晶の上につ
けることによって音速を変え、中心周波数を変化させる
ことができる様になり、得られる表面波フィルタの歩留
りが大幅に向上し、又くし形電極の上を９、酸化亜鉛で
コーティングする為にくし形電極間に金属粉が付着して
ショートする等の不良も皆無となる等の優れた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ　Ｎｅは本発明のフィルタチップの製造プロセ
スの一例を示した斜視図、第２図は同組立の様子を示し
た斜視図、第３図は音速とＺｎＯの膜厚の関係を示した
図、第４図は従来のフィルタチップを示す斜視図、第５
図は従来の組立の様子を示した表面波フィルタの斜視図
である。 １・・・・・圧電基板、２・・・・・アルミ、３，３′
・・・−・くし形電極、４　　　ハ、、ド電極、５・・
・・・酸化亜鉛、６　・・・・アルミナキャップ、了・
・・・・・接着剤、８・・・・ワイヤー、９，９′・・
・・・・引出し電極、１ｏ・・・・・アルミナ基板。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名／−
−−凪寛基板 第　１　図　　　　　　　　　　　　　２−ｍ−アルミ
６−−−アルミナキ、ツブ ７−−−襄１膏Ｊ 、？−−−ワイ欠− ７′　　ゾ 第３図 乙η０（厚み）２ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　単結晶等の圧電体の主平面にくし形電極を設け、さら
   に前記主平面のくし形電極の上に、酸化亜鉛等の圧電体
   の層を、スパッタリング等の方法で設けてなる表面波フ
   ィルタ製造法。