JPH09172349A - 表面弾性波素子およびその製造方法 - Google Patents
表面弾性波素子およびその製造方法Info
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- JPH09172349A JPH09172349A JP7331424A JP33142495A JPH09172349A JP H09172349 A JPH09172349 A JP H09172349A JP 7331424 A JP7331424 A JP 7331424A JP 33142495 A JP33142495 A JP 33142495A JP H09172349 A JPH09172349 A JP H09172349A
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- Japan
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- acoustic wave
- surface acoustic
- wave device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、フィルタや発振子として用いられ
る表面弾性波素子に関し、特にその製造工程から使用時
までを通じて焦電効果に起因する電極破壊を防止し、か
つ導電性異物の付着によるショート不良を防止した表面
弾性波素子およびその製造方法を提供することにある。 【解決手段】 圧電体基板１１上に、トランスデューサ
部を構成する入出力用櫛型電極１２，１３を備えてお
り、これらを覆って導電性高分子を含む保護膜１４が形
成される。これにより、焦電効果が発生しても導電性高
分子を含む保護膜を通して放電され、電極間が等電位に
保たれるので、トランスデューサ部が破壊されることが
ない。
る表面弾性波素子に関し、特にその製造工程から使用時
までを通じて焦電効果に起因する電極破壊を防止し、か
つ導電性異物の付着によるショート不良を防止した表面
弾性波素子およびその製造方法を提供することにある。 【解決手段】 圧電体基板１１上に、トランスデューサ
部を構成する入出力用櫛型電極１２，１３を備えてお
り、これらを覆って導電性高分子を含む保護膜１４が形
成される。これにより、焦電効果が発生しても導電性高
分子を含む保護膜を通して放電され、電極間が等電位に
保たれるので、トランスデューサ部が破壊されることが
ない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィルタや発振子
として用いられる表面弾性波素子に関し、特に焦電効果
に起因する破壊を防止した表面弾性波素子およびその製
造方法に関するものである。
として用いられる表面弾性波素子に関し、特に焦電効果
に起因する破壊を防止した表面弾性波素子およびその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】表面弾性波素子は、圧電体基板の表面に
設けた櫛型形状の電極群からなるトランスデューサ部
に、電気信号を加えて表面弾性波を励振させる構成にな
っている。一例として、図２に共振器型の表面弾性波素
子の基本構成を示す。２１は圧電体基板、２２，２３は
入出力用電極、２４，２５はグレーティング反射器であ
り、これら入出力電極２２，２３によりトランスデュー
サ部が構成されている。
設けた櫛型形状の電極群からなるトランスデューサ部
に、電気信号を加えて表面弾性波を励振させる構成にな
っている。一例として、図２に共振器型の表面弾性波素
子の基本構成を示す。２１は圧電体基板、２２，２３は
入出力用電極、２４，２５はグレーティング反射器であ
り、これら入出力電極２２，２３によりトランスデュー
サ部が構成されている。
【０００３】トランスデューサ部はアルミニウムを主成
分とする金属からなり、圧電体基板材料には電気機械結
合係数が大きなタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）や
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）が広く用いられてい
る。
分とする金属からなり、圧電体基板材料には電気機械結
合係数が大きなタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）や
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）が広く用いられてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらタンタル酸リチ
ウム（ＬｉＴａＯ3）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
Ｏ3）のような焦電性の大きい基板材料を用いると、焦
電効果に起因するトランスデューサ部の破壊が起こると
いう問題があった。図３（ａ）は表面弾性波素子のトラ
ンスデューサ部の一部拡大図であるが、環境の温度変化
が起こると基板の焦電効果により入出力用電極３２と３
３との間で電位差が発生する。電位差が空気の絶縁耐力
以上に達すると、２つの電極間で急速な放電が起こり、
図３（ｂ）に示すように電極が溶断・破壊され、表面弾
性波素子として機能しなくなってしまう。
ウム（ＬｉＴａＯ3）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
Ｏ3）のような焦電性の大きい基板材料を用いると、焦
電効果に起因するトランスデューサ部の破壊が起こると
いう問題があった。図３（ａ）は表面弾性波素子のトラ
ンスデューサ部の一部拡大図であるが、環境の温度変化
が起こると基板の焦電効果により入出力用電極３２と３
３との間で電位差が発生する。電位差が空気の絶縁耐力
以上に達すると、２つの電極間で急速な放電が起こり、
図３（ｂ）に示すように電極が溶断・破壊され、表面弾
性波素子として機能しなくなってしまう。
【０００５】表面弾性波素子は、組立時、さらに使用時
においてハンダリフロー等の環境温度変化にさらされる
工程があり、その際にトランスデューサ部の電極の破壊
が起こるという大きな問題があった。
においてハンダリフロー等の環境温度変化にさらされる
工程があり、その際にトランスデューサ部の電極の破壊
が起こるという大きな問題があった。
【０００６】また、トランスデューサ部は通常露出した
ままでパッケージ内に気密封止されるが、パッケージ中
に存在する微小な導電性異物がトランスデューサ部に付
着してショート不良を起こすという問題もあった。
ままでパッケージ内に気密封止されるが、パッケージ中
に存在する微小な導電性異物がトランスデューサ部に付
着してショート不良を起こすという問題もあった。
【０００７】本発明の目的は、表面弾性波素子の製造工
程から使用時までを通じて、焦電効果に起因するトラン
スデューサ部を構成する櫛型形状の電極部の破壊を防止
し、かつ導電性異物の付着によるショート不良を防止す
る表面弾性波素子およびその製造方法を提供することに
ある。
程から使用時までを通じて、焦電効果に起因するトラン
スデューサ部を構成する櫛型形状の電極部の破壊を防止
し、かつ導電性異物の付着によるショート不良を防止す
る表面弾性波素子およびその製造方法を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の表面弾性波素子は、圧電性を有する基板と、
前記基板上に設けた櫛型形状の電極群よりなるトランス
デューサ部と、少なくとも前記トランスデューサ部を覆
う保護膜を備え、前記保護膜が少なくとも導電性高分子
とそのドーパントとを含むことを特徴とする。前記構成
において、導電性高分子はポリアニリンであることが好
ましい。
に本発明の表面弾性波素子は、圧電性を有する基板と、
前記基板上に設けた櫛型形状の電極群よりなるトランス
デューサ部と、少なくとも前記トランスデューサ部を覆
う保護膜を備え、前記保護膜が少なくとも導電性高分子
とそのドーパントとを含むことを特徴とする。前記構成
において、導電性高分子はポリアニリンであることが好
ましい。
【０００９】本発明の表面弾性波素子の製造方法は、圧
電性を有する基板上に櫛型形状の電極群よりなるトラン
スデューサ部を設け、次にこの基板上に導電性高分子と
そのドーパントとを含む溶液を塗布した後に硬化させる
ことにより、導電性高分子とそのドーパントとを含む保
護膜を形成することを特徴とする。前記構成において、
導電性高分子はポリアニリンであることが好ましい。
電性を有する基板上に櫛型形状の電極群よりなるトラン
スデューサ部を設け、次にこの基板上に導電性高分子と
そのドーパントとを含む溶液を塗布した後に硬化させる
ことにより、導電性高分子とそのドーパントとを含む保
護膜を形成することを特徴とする。前記構成において、
導電性高分子はポリアニリンであることが好ましい。
【００１０】本発明によれば、トランスデューサ部が導
電性高分子とそのドーパントを含む保護膜によって覆わ
れ、保護膜に含まれる導電性高分子によってトランスデ
ューサ部の電極群が電気的に接続されるため、焦電効果
により電位差が発生しても保護膜を通して放電され、電
極間が等電位に保たれ、トランスデューサ部が破壊され
ることがない。
電性高分子とそのドーパントを含む保護膜によって覆わ
れ、保護膜に含まれる導電性高分子によってトランスデ
ューサ部の電極群が電気的に接続されるため、焦電効果
により電位差が発生しても保護膜を通して放電され、電
極間が等電位に保たれ、トランスデューサ部が破壊され
ることがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、圧電性を有する基板と、この基板上に設けた櫛型形
状の電極群よりなるトランスデューサ部と、少なくとも
前記トランスデューサ部を覆う保護膜を備え、前記保護
膜が少なくとも導電性高分子とそのドーパントとを含む
ことを特徴とする表面弾性波素子であり、保護膜に含ま
れる導電性高分子によってトランスデューサ部の電極群
が電気的に接続されている。すなわち、焦電効果により
電位差が発生しても導電性高分子を含む保護膜を通して
放電され、電極間が等電位に保たれるので、トランスデ
ューサ部が破壊されることがない。
は、圧電性を有する基板と、この基板上に設けた櫛型形
状の電極群よりなるトランスデューサ部と、少なくとも
前記トランスデューサ部を覆う保護膜を備え、前記保護
膜が少なくとも導電性高分子とそのドーパントとを含む
ことを特徴とする表面弾性波素子であり、保護膜に含ま
れる導電性高分子によってトランスデューサ部の電極群
が電気的に接続されている。すなわち、焦電効果により
電位差が発生しても導電性高分子を含む保護膜を通して
放電され、電極間が等電位に保たれるので、トランスデ
ューサ部が破壊されることがない。
【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、保護膜
に含まれる導電性高分子がポリアニリンである表面弾性
波素子であり、長期にわたって安定で、湿度依存性のな
い導電性を得ることができ、また耐熱性および耐薬品に
優れる。
に含まれる導電性高分子がポリアニリンである表面弾性
波素子であり、長期にわたって安定で、湿度依存性のな
い導電性を得ることができ、また耐熱性および耐薬品に
優れる。
【００１３】本発明の請求項３に記載の発明は、圧電性
を有する基板上に櫛型形状の電極群よりなるトランスデ
ューサ部を設け、次に上記基板上に導電性高分子とその
ドーパントとを含む溶液を塗布した後に硬化させること
により、導電性高分子とそのドーパントを含む保護膜を
形成することを特徴とする表面弾性波素子の製造方法で
あり、大規模な装置を用いることなく合理的に表面弾性
波素子上に保護膜を形成することができ、さらに保護膜
として塗布する膜厚を可変することにより表面抵抗を調
整することができる。
を有する基板上に櫛型形状の電極群よりなるトランスデ
ューサ部を設け、次に上記基板上に導電性高分子とその
ドーパントとを含む溶液を塗布した後に硬化させること
により、導電性高分子とそのドーパントを含む保護膜を
形成することを特徴とする表面弾性波素子の製造方法で
あり、大規模な装置を用いることなく合理的に表面弾性
波素子上に保護膜を形成することができ、さらに保護膜
として塗布する膜厚を可変することにより表面抵抗を調
整することができる。
【００１４】本発明の請求項４に記載の発明は、保護膜
に含まれる導電性高分子がポリアニリンである表面弾性
波素子の製造方法であり、ポリアニリンはプロトン酸を
ドープすることで導電性が増すことから、ドーパントの
種類によって異なる比抵抗を得ることができる。また、
溶剤に溶かして使用でき、塗布作業がしやすい。
に含まれる導電性高分子がポリアニリンである表面弾性
波素子の製造方法であり、ポリアニリンはプロトン酸を
ドープすることで導電性が増すことから、ドーパントの
種類によって異なる比抵抗を得ることができる。また、
溶剤に溶かして使用でき、塗布作業がしやすい。
【００１５】これらの手法を用いて、トランスデューサ
部を構成する櫛型電極の電極間距離に応じて保護膜の抵
抗値を可変することにより、導電性異物によるショート
に対して十分な絶縁効果があり、かつ焦電効果に起因す
るトランスデューサ部の破壊がない表面弾性波素子を実
現できる。
部を構成する櫛型電極の電極間距離に応じて保護膜の抵
抗値を可変することにより、導電性異物によるショート
に対して十分な絶縁効果があり、かつ焦電効果に起因す
るトランスデューサ部の破壊がない表面弾性波素子を実
現できる。
【００１６】（実施の形態）以下、本発明の実施形態に
ついて詳細に説明する。
ついて詳細に説明する。
【００１７】図１に本発明の実施形態による表面弾性波
素子の断面図を示す。タンタル酸リチウムの圧電体基板
１１上に、トランスデューサ部を構成する入出力用櫛型
電極１２，１３を備えており、これを覆うようにポリア
ニリンを含む保護膜１４が形成されている。
素子の断面図を示す。タンタル酸リチウムの圧電体基板
１１上に、トランスデューサ部を構成する入出力用櫛型
電極１２，１３を備えており、これを覆うようにポリア
ニリンを含む保護膜１４が形成されている。
【００１８】本実施形態の表面弾性波素子は以下のよう
にして製造した。圧電体基板として３６°Ｙ−Ｘタンタ
ル酸リチウムのウェハを用意し、このウェハ上にアルミ
ニウム膜をスパッタリングにより１５４ｎｍの厚さに形
成した。これを、フォトリソグラフィー工程とドライエ
ッチング工程とにより、線幅および線間隔が約０．７μ
ｍの電極パターンに加工し、ウェハ上に１．５ＧＨｚ帯
のラダー型表面弾性波フィルタを作製した。
にして製造した。圧電体基板として３６°Ｙ−Ｘタンタ
ル酸リチウムのウェハを用意し、このウェハ上にアルミ
ニウム膜をスパッタリングにより１５４ｎｍの厚さに形
成した。これを、フォトリソグラフィー工程とドライエ
ッチング工程とにより、線幅および線間隔が約０．７μ
ｍの電極パターンに加工し、ウェハ上に１．５ＧＨｚ帯
のラダー型表面弾性波フィルタを作製した。
【００１９】次に、ポリアニリンを含む保護膜の形成を
以下のように行った。ポリアニリンは、例えば（化１）
に示すような分子構造であり、プロトン酸によりドーピ
ングされ、導電性となる性質がある。
以下のように行った。ポリアニリンは、例えば（化１）
に示すような分子構造であり、プロトン酸によりドーピ
ングされ、導電性となる性質がある。
【００２０】
【化１】
【００２１】このポリアニリンと、ドーパントとしてｐ
−トルエンスルホン酸とを重量比１：１．０５の割合
で、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドンに希釈した
溶液を調整した。この溶液を、上記の加工を終えたウェ
ハに回転塗布した後、１５０℃で１時間加熱乾燥させ
て、ドープ状態のポリアニリン膜を形成した。
−トルエンスルホン酸とを重量比１：１．０５の割合
で、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドンに希釈した
溶液を調整した。この溶液を、上記の加工を終えたウェ
ハに回転塗布した後、１５０℃で１時間加熱乾燥させ
て、ドープ状態のポリアニリン膜を形成した。
【００２２】最後に、このようにして保護膜の形成を行
ったウェハを個々の素子に切断・分離し、パッケージ内
にマウントして表面弾性波素子を得た。
ったウェハを個々の素子に切断・分離し、パッケージ内
にマウントして表面弾性波素子を得た。
【００２３】次に、表面弾性波素子を１５０℃から室温
へ急冷し、その際の焦電効果に起因する電極破壊の状況
を調べた。本実施形態の表面弾性波素子としてポリアニ
リン膜を約５０ｎｍ形成したものと、比較例としても何
もコーティングしていない表面弾性波素子とを同時に試
験した。その結果を（表１）に示す。
へ急冷し、その際の焦電効果に起因する電極破壊の状況
を調べた。本実施形態の表面弾性波素子としてポリアニ
リン膜を約５０ｎｍ形成したものと、比較例としても何
もコーティングしていない表面弾性波素子とを同時に試
験した。その結果を（表１）に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】（表１）からわかるように、何もコーティ
ングしていない比較例サンプルでは３０個すべてで電極
破壊が発生したが、ポリアニリン膜を形成した本実施形
態のサンプルでは破壊は発生しなかった。
ングしていない比較例サンプルでは３０個すべてで電極
破壊が発生したが、ポリアニリン膜を形成した本実施形
態のサンプルでは破壊は発生しなかった。
【００２６】また、ニッケルの微小粉を表面弾性波素子
上に落として、入出力電極間に電圧印加したときの絶縁
性についても、試験結果を（表１）に示している。何も
コーティングしていないサンプルでは３Ｖ以上の電圧印
加でショートしたが、ポリアニリン膜を形成した本実施
形態のサンプルは５０Ｖの電圧印加でもショートしなか
った。このことから、本実施形態の表面弾性波素子はシ
ョート防止に対しても効果があることがわかった。
上に落として、入出力電極間に電圧印加したときの絶縁
性についても、試験結果を（表１）に示している。何も
コーティングしていないサンプルでは３Ｖ以上の電圧印
加でショートしたが、ポリアニリン膜を形成した本実施
形態のサンプルは５０Ｖの電圧印加でもショートしなか
った。このことから、本実施形態の表面弾性波素子はシ
ョート防止に対しても効果があることがわかった。
【００２７】また、ポリアニリン膜はプロトン酸ドーパ
ントの種類によって電気伝導度が変わることが知られて
いる。よって、表面弾性波素子の電極間隔や長さ、櫛型
の対数等の設計に合わせて最適な抵抗値を選択すること
が可能である。
ントの種類によって電気伝導度が変わることが知られて
いる。よって、表面弾性波素子の電極間隔や長さ、櫛型
の対数等の設計に合わせて最適な抵抗値を選択すること
が可能である。
【００２８】なお、本実施形態ではタンタル酸リチウム
基板を用いて表面弾性波素子を作製したが、ニオブ酸リ
チウム基板でも同様の効果があることは当然である。但
し、基板により最適な膜厚が異なることは述べるまでも
ない。
基板を用いて表面弾性波素子を作製したが、ニオブ酸リ
チウム基板でも同様の効果があることは当然である。但
し、基板により最適な膜厚が異なることは述べるまでも
ない。
【００２９】また、本実施形態では電極材料としてアル
ミニウムを用いたが、アルミニウムに限定されるもので
なく、一般に使用されているアルミニウム合金電極など
でも同じ効果が得られる。
ミニウムを用いたが、アルミニウムに限定されるもので
なく、一般に使用されているアルミニウム合金電極など
でも同じ効果が得られる。
【００３０】また、保護膜１４としてのポリアニリン以
外に、ポリアセチレンを使用しても同様の効果を得るこ
とができる。
外に、ポリアセチレンを使用しても同様の効果を得るこ
とができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明の表面弾性波素子
は、圧電性を有する基板と、この圧電基板上に設けた櫛
型形状の電極群よりなるトランスデューサ部と、少なく
ともこのトランスデューサ部を覆う保護膜を備え、この
保護膜が少なくとも導電性高分子とそのドーパントとを
含む構成としたものであり、保護膜は表面弾性波素子基
板上に導電性高分子とそのドーパントとを含む溶液を塗
布した後、硬化させることにより形成される。本発明に
よれば、焦電効果により発生した焦電気は保護膜を通し
て放電され、トランスデューサ部が破壊されることがな
い。導電性高分子をポリアニリンにすれば、長期にわた
って安定で、湿度依存性のない導電性を得ることがで
き、また耐熱性および耐薬品に優れたものとなる。さら
に塗布する膜厚により表面抵抗を調整することができ、
またドーパントの種類によって異なる比抵抗を得ること
ができる。よって、トランスデューサ部を構成する櫛型
電極の電極間距離に応じて保護膜の抵抗値を可変するこ
とにより、導電性異物によるショートを防止でき、かつ
焦電効果に起因するトランスデューサ部の破壊がない表
面弾性波素子を提供することができる。
は、圧電性を有する基板と、この圧電基板上に設けた櫛
型形状の電極群よりなるトランスデューサ部と、少なく
ともこのトランスデューサ部を覆う保護膜を備え、この
保護膜が少なくとも導電性高分子とそのドーパントとを
含む構成としたものであり、保護膜は表面弾性波素子基
板上に導電性高分子とそのドーパントとを含む溶液を塗
布した後、硬化させることにより形成される。本発明に
よれば、焦電効果により発生した焦電気は保護膜を通し
て放電され、トランスデューサ部が破壊されることがな
い。導電性高分子をポリアニリンにすれば、長期にわた
って安定で、湿度依存性のない導電性を得ることがで
き、また耐熱性および耐薬品に優れたものとなる。さら
に塗布する膜厚により表面抵抗を調整することができ、
またドーパントの種類によって異なる比抵抗を得ること
ができる。よって、トランスデューサ部を構成する櫛型
電極の電極間距離に応じて保護膜の抵抗値を可変するこ
とにより、導電性異物によるショートを防止でき、かつ
焦電効果に起因するトランスデューサ部の破壊がない表
面弾性波素子を提供することができる。
【図１】本発明の実施形態における表面弾性波素子の表
面近傍の断面図
面近傍の断面図
【図２】共振器型の表面弾性波素子の基本構成を示す斜
視図
視図
【図３】（ａ），（ｂ）同素子のトランスデューサ部の
一部拡大図
一部拡大図
１１，２１ 圧電体基板 １２，１３，２２，２３，３２，３３ 入出力用電極 １４ ポリアニリンを含む保護膜 ２４，２５ グレーティング反射器
Claims (4)
- 【請求項１】 圧電性を有する基板と、前記基板上に設
けた櫛型形状の電極群よりなるトランスデューサ部と、
少なくとも前記トランスデューサ部を覆う保護膜を備
え、前記保護膜が少なくとも導電性高分子とそのドーパ
ントとを含むことを特徴とする表面弾性波素子。 - 【請求項２】 導電性高分子がポリアニリンである請求
項１に記載の表面弾性波素子。 - 【請求項３】 圧電性を有する基板上に櫛型形状の電極
群よりなるトランスデューサ部を設け、次にこの基板上
に導電性高分子とそのドーパントとを含む溶液を塗布し
た後に硬化させることにより、導電性高分子とそのドー
パントを含む保護膜を形成することを特徴とする表面弾
性波素子の製造方法。 - 【請求項４】 導電性高分子がポリアニリンである請求
項３記載の表面弾性波素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7331424A JPH09172349A (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 表面弾性波素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7331424A JPH09172349A (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 表面弾性波素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09172349A true JPH09172349A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=18243520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7331424A Pending JPH09172349A (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 表面弾性波素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09172349A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6750592B2 (en) | 2000-11-09 | 2004-06-15 | Nrs Technologies, Inc. | Surface acoustic wave filter and surface acoustic wave filter apparatus |
| CN111010788A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-14 | 深圳市麦捷微电子科技股份有限公司 | 一种消除声表面波滤波器静电吸附的方法 |
-
1995
- 1995-12-20 JP JP7331424A patent/JPH09172349A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6750592B2 (en) | 2000-11-09 | 2004-06-15 | Nrs Technologies, Inc. | Surface acoustic wave filter and surface acoustic wave filter apparatus |
| CN111010788A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-14 | 深圳市麦捷微电子科技股份有限公司 | 一种消除声表面波滤波器静电吸附的方法 |
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