JPH10303681A - 弾性表面波装置 - Google Patents

弾性表面波装置

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JPH10303681A
JPH10303681A JP10796797A JP10796797A JPH10303681A JP H10303681 A JPH10303681 A JP H10303681A JP 10796797 A JP10796797 A JP 10796797A JP 10796797 A JP10796797 A JP 10796797A JP H10303681 A JPH10303681 A JP H10303681A
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JP
Japan
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piezoelectric substrate
film
area
electrode
protective film
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Application number
JP10796797A
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English (en)
Inventor
Toshiya Matsuda
敏哉 松田
Emi Kaganoi
恵美 加賀井
Masayuki Funemi
雅之 船見
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】圧電基板の焦電効果により電極指間がショート
するのを防止、抑制し、同時に電極指を保護する保護膜
を放電を抑制して形成する。 【解決手段】一対のIDT電極2a,2bを有する少な
くとも一個のSAW共振子2と配線パターン5及びパッ
ド電極4用の導電膜を、圧電基板1上に形成して成るS
AW装置であって、導電膜の面積を圧電基板1の一主面
の面積の25%以上とし、SAW共振子2上に保護膜6
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話等の移動
体通信機器に内蔵される弾性表面波装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の弾性表面波(Surface Acoustic W
ave で、以下、SAWと略す)装置の一種のSAWフィ
ルタF1 の一例を図3に示す。同図は、SAWフィルタ
1 の基本構成の平面図である。LiTaO3 等の圧電
基板1の主面に、一対の櫛歯状電極(Inter Digitail T
ransducer で、以下、IDT電極と略す)2a,2b及
び反射器2c,2cから成るSAW共振子2が1個又は
複数個形成されており、例えば同図のように、2.5段
π型のSAWフィルタを構成する。そして、各SAW共
振子2は配線パターン5により接続され、配線パターン
5の所定の箇所には入出力用及び接地用のワイヤーに接
続すべき外部導出用のパッド電極(以下、パッド電極と
いう)4が設けられる。
【0003】また、パッケージング,ワイヤーボンディ
ング等の熱処理時に、圧電基板1の焦電効果によってI
DT電極2a,2b及び反射器2c,2cの電極指間に
放電が生じ、電極指が損傷するのを防ぐ目的、電極指間
に導電性の異物が侵入して電極指間がショートするのを
防止する目的、更には湿度の影響で電極指が腐食するの
を防止する目的で、SiO2 等の絶縁性の保護膜6をパ
ッド電極4以外の全面に設けていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
通り、LiTaO3 等の圧電基板1は焦電性を持ってい
るため、80℃程度で熱処理する際に電極指が損傷し、
SAW共振子が機能しなくなるという問題点があった。
この問題に対し、本出願人は、SAW共振子2,配線パ
ターン5及びパッド電極4用の導電膜の面積を圧電基板
1のSAWフィルタ形成面の25%以上とすることで、
電極指間の放電を低減できることを提案した(特願平8
−12857号)。これは、焦電効果により圧電基板1
表面に発生した電荷が大気中の浮遊電荷と結合し中和す
る速度が、Al等から成る導電膜の方が圧電基板1より
も早いことに因っている。従って、電極指、パッド電極
4及び配線パターン5の面積をできるだけ大きくした方
が、電極指間の放電を低減できる。
【0005】一方、SAWフィルタの製造プロセスにお
いて、0.数μm及び数μmオーダーの導電性の異物が
電極指間に侵入し、電極指間がショートするという問題
点、更には、微細構造の電極指は湿度が高いと腐食し易
いという問題点があり、これらの問題に対して、圧電基
板1表面にSiO2 等の絶縁性の保護膜を設けることで
対処していた。
【0006】しかしながら、SiO2 等の保護膜上の電
荷の中和速度は、電極指上での中和速度よりも遅いた
め、電極指を前記保護膜で覆うことは放電の発生の抑制
に関しては逆効果であった。従って、放電を抑制しよう
として電極指、パッド電極4及び配線パターン5の面積
を大きくすれば、電極指を保護するための保護膜を設け
た際に、逆に放電が発生し易くなるという矛盾が生じて
いた。
【0007】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は圧電基板の焦電効果により
電極指間がショートして損傷するのを防止、抑制し、同
時に電極指を保護する保護膜を放電を抑制した状態で形
成可能とすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明の弾性表面波
装置は、一対の櫛歯状電極を有する少なくとも一個の弾
性表面波共振子と配線パターン及び外部導出用のパッド
電極電極用の導電膜を、圧電基板の一主面の面積の25
%以上に形成し、前記弾性表面波共振子上に保護膜を設
けたことを特徴とし、電荷の中和作用の大きい配線パタ
ーンや外部接続パッド電極上に保護膜を設けないことに
より、放電の抑制効果が大きくなる。前記保護膜を半導
電性とした方が、絶縁性のものより放電の発生率が低下
し好ましい。
【0009】また、第2の発明の弾性表面波装置は、一
対の櫛歯状電極を有する少なくとも一個の弾性表面波共
振子と配線パターン及び外部導出用のパッド電極電極用
の導電膜を、圧電基板の一主面の面積の25%以上に形
成し、前記圧電基板の一主面の外部導出用のパッド電極
電極を除く全面に半導電性の保護膜を設けたことを特徴
とし、半導電性の保護膜により絶縁性のものと比較して
放電の発生率を大幅に低減できる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明のSAWフィルタFを図
1,図2に示す。図1及び図2は、SAWフィルタFの
2つの実施形態であり、その基本構成の平面図である。
図1,図2において、1はLiTaO3 等の圧電基板、
2は一対のIDT電極2a,2b及びSAW伝搬路の両
端に設けられた反射器2c,2cから成るSAW共振
子、4は入出力用及び接地用のワイヤーに接続すべきパ
ッド電極、5は配線パターン、6,6aは保護膜であ
る。尚、図1,図2において、図3と同じ箇所には同一
の符号を付している。
【0011】第1の発明において、図1に示すように、
圧電基板1の一主面上におけるIDT電極2a,2b及
び反射器2c,2cの電極指,パッド電極4及び配線パ
ターン5用の導電膜の面積を、前記圧電基板1の一主面
の面積の25%以上とすることにより、空気中に浮遊し
た電荷を捕獲する速度が早い導電膜の面積が大きくな
り、導電膜及び圧電基板1上の電荷を早く中和する。ま
た、保護膜6は、圧電基板1の一主面全面に設ける場合
及び全く設けない場合よりも、SAW共振子2上にのみ
設けた方が放電の発生率が低下する。
【0012】前記保護膜6としては、SiO2 ,Si
O,Cr−SiO2 ,Cr−SiO,SiN等の絶縁性
もの、好ましくは膜方向(膜に平行な方向)の抵抗が1
9 〜1013Ω程度の半導電性(半導伝性)のもので、
Si,Ta,Mo,Ge,NiCr,NiCr−Si,
Taの酸化物又は窒化物,Moの酸化物又は窒化物,G
eの酸化物又は窒化物等が良い。109 Ω未満では電極
指間がショートし易くなり、1013Ω超では電荷の中和
作用が低下する。前記半導電性の保護膜は、絶縁性のも
のと比較して放電の発生率を約30%〜約50%に低減
できる。これは、半導電性の保護膜が電極指間の電荷密
度差を緩和するからである。また、保護膜6は、公知の
蒸着法,スパッタリング法,CVD法等の薄膜形成法に
より形成する。
【0013】第2の発明において、図2に示すように、
IDT電極2a,2b及び反射器2c,2cの電極指,
パッド電極4及び配線パターン5用の導電膜の面積を、
圧電基板1の一主面の面積の25%以上とし、且つパッ
ド電極4を除く圧電基板1の一主面の全面、即ち圧電基
板1の一主面のほぼ全面に半導電性の保護膜6aを設け
る。このように、保護膜6aをパッド電極4を除く圧電
基板1の一主面の全面に設ける場合は、保護膜6aを半
導電性のものとする。この場合、前記保護膜6aは、図
1の場合と同様の半導電性(半導伝性)のもので、S
i,Ta,Mo,Ge,NiCr,NiCr−Si,T
aの酸化物又は窒化物,Moの酸化物又は窒化物,Ge
の酸化物又は窒化物等とし、上記の薄膜形成法により形
成する。
【0014】これらの保護膜の厚みは、SiO2 等の絶
縁性の場合25〜750Åが良く、25Å未満では保護
膜としての効果がほとんどなくなり、750Å超ではS
AWの伝搬特性が劣化し易い。Si等の半導電性の場
合、50〜750Åが良く、50Å未満では保護膜とし
ての効果がほとんどなくなり、750Å超ではSAWの
伝搬特性が劣化し易い。
【0015】本発明において、SAW共振子2のIDT
電極2a,2bはAlあるいはAl合金(Al−Cu
系,Al−Ti系等)からなり、特にAlが励振効率が
高く、材料コストが低いため好ましい。また、IDT電
極2a,2bは蒸着法、スパッタリング法又はCVD法
等の薄膜形成法により形成する。
【0016】そして、IDT電極2a,2bの対数は5
0〜200程度、電極指の幅は0.1〜10.0μm程
度、電極指の間隔は0.1〜10.0μm程度、電極指
の開口幅(交差幅)は10〜100μm程度、IDT電
極2a,2bの厚みは0.2〜0.5μm程度とするこ
とが、共振器あるいはフィルタとしての所期の特性を得
るうえで好適である。また、IDT電極2a,2bの電
極指間に酸化亜鉛,酸化アルミニウム等の圧電材料を成
膜すれば、SAWの共振効率が向上し好適である。
【0017】SAWフィルタ用の圧電基板1としては、
36°Yカット−X伝搬のLiTaO3 結晶、64°Y
カット−X伝搬のLiNbO3 結晶、45°Xカット−
Z伝搬のLiB4 7 結晶等が、電気機械結合係数が大
きく且つ群遅延時間温度係数が小さいため好ましい。圧
電基板1の厚みは0.3〜0.5mm程度がよく、0.
3mm未満では圧電基板が脆くなり、0.5mm超では
材料コストが大きくなる。
【0018】かくして、本発明は、圧電基板の焦電効果
により電極指間がショートするのを防止、抑制し、同時
に電極指を保護する保護膜を放電を抑制した状態で形成
するという作用効果を有する。
【0019】なお、本発明は上記の実施形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々の変更は何等差し支えない。
【0020】
【実施例】本発明の実施例を以下に示す。まず、本発明
のSAWフィルタの構成を下記のように変化させて、放
電発生率について評価を行った。
【0021】〔1〕IDT電極,配線パターン及びパッ
ド電極用の導電膜の面積が、圧電基板の圧電基板の一主
面の面積の38%と20%の2種類とした。
【0022】〔2〕保護膜はSiとSiO2 の2種類と
した。
【0023】〔3〕保護膜の形成部分を、パッド電極以
外の圧電基板の一主面の全面としたもの、SAW共振子
及び反射器のみとしたもの、無いものの3通りとした。
【0024】これら各種のSAWフィルタを、150℃
のホットプレートに30分間放置することにより、放電
発生率を調査した結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】従来の絶縁性の保護膜をパッド電極以外の
全面に設けたものは、放電発生率が100%であるが、
半導電性のSiの場合は放電発生率が大幅に低下した。
また、保護膜をSAW共振子と反射器のみに設けた場合
は、更に放電発生率が低減できた。これは、配線パター
ンとパッド電極での電荷の中和作用が放電発生の低減に
大きく寄与しているためと考えられる。
【0027】以下に具体的実施例について記す。
【0028】〔実施例1〕図1のSAWフィルタFを以
下のようにして作製した。
【0029】(1)圧電基板1として36°Yカット−
X伝搬のLiTaO3 結晶を用い、圧電基板1の一主面
にレジスト膜を塗布し、SAW共振子2,パッド電極4
及び配線パターン5のネガパターンをフォトリソグラフ
ィ法により前記レジスト膜に形成した。
【0030】(2)前記レジスト膜上に、膜厚400n
m程度の導電膜(Al)を蒸着法により成膜した。
【0031】(3)導電膜の不要な部分をリフトオフ
し、SAW共振子2,パッド電極4及び配線パターン5
の面積が圧電基板1の一主面の面積の38%で、IDT
電極2a,2b及び反射器2cの電極指幅,電極指間隔
がともに約1μmであり、800〜900MHz帯域用
の2.5段π型のラダー型SAWフィルタとした。
【0032】(4)更に、圧電基板1の一主面にレジス
ト膜を塗布し、SAW共振子2のみを覆う保護膜6のネ
ガパターンをフォトリソグラフィ法により前記レジスト
膜に形成した。
【0033】(5)このレジスト膜上に、膜厚250Å
程度のSi膜を蒸着法により成膜し、Si膜の不要な部
分をリフトオフにより除去し、本発明のSAWフィルタ
を作製した。
【0034】そして、このSAWフィルタを150℃の
ホットプレート上に30分放置し、放電発生率を調べた
ところ、約7%であった。
【0035】〔実施例2〕保護膜6をSiO2 とした以
外は実施例1と同様にSAWフィルタを作製した。その
SAWフィルタについて、実施例1と同様にして放電発
生率を調べたところ、約14%であった。
【0036】〔実施例3〕図2のように、Siから成る
保護膜6aをパッド電極4以外の圧電基板1の一主面全
面に設けた以外は、実施例1と同様にSAWフィルタを
作製した。そのSAWフィルタについて、実施例1と同
様にして放電発生率を調べたところ、約35%であっ
た。
【0037】
【発明の効果】本発明は、導電膜の面積を圧電基板1の
一主面の面積の25%以上とし、SAW共振子上に保護
膜を設けるという構成、又は、導電膜の面積を圧電基板
1の一主面の面積の25%以上とし、パッド電極を除く
圧電基板1の一主面に半導電性の保護膜を設けるという
構成とすることにより、パッケージング,ワイヤーボン
ディング等の熱処理時に、圧電基板の焦電効果によって
IDT電極及び反射器の電極指間に放電が生じ、電極指
が損傷するのを抑制、防止する。また、保護膜を半導電
性のものとすると、電極指間の放電を抑制した状態で保
護膜を形成できるという効果も有する。
【0038】更に、保護膜により、IDT電極間に導電
性の異物が侵入して電極指間がショートすること、及
び、湿気による電極指の腐食が防止でき、その結果、製
造歩留りが向上し、信頼性も高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のSAWフィルタFの基本構成の平面図
である。
【図2】本発明の他の実施形態を示し、SAWフィルタ
Fの基本構成の平面図である。
【図3】従来のSAWフィルタF1 の基本構成の平面図
である。
【符号の説明】
1:圧電基板 2:SAW共振子 2a:IDT電極 2b:IDT電極 2c:反射器 4:パッド電極 5:配線パターン 6:保護膜 6a:保護膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の櫛歯状電極を有する少なくとも一個
    の弾性表面波共振子と配線パターン及び外部導出用のパ
    ッド電極用の導電膜を、圧電基板の一主面の面積の25
    %以上に形成し、前記弾性表面波共振子上に保護膜を設
    けたことを特徴とする弾性表面波装置。
  2. 【請求項2】一対の櫛歯状電極を有する少なくとも一個
    の弾性表面波共振子と配線パターン及び外部導出用のパ
    ッド電極用の導電膜を、圧電基板の一主面の面積の25
    %以上に形成し、前記圧電基板の一主面の外部導出用の
    パッド電極を除く全面に半導電性の保護膜を設けたこと
    を特徴とする弾性表面波装置。
JP10796797A 1997-04-24 1997-04-24 弾性表面波装置 Pending JPH10303681A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6984540B2 (en) 1999-09-30 2006-01-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Surface acoustic wave device and method for producing the same
JP2006086701A (ja) * 2004-09-15 2006-03-30 Kyocera Corp 弾性表面波装置およびその製造方法ならびに通信装置
WO2006120994A1 (ja) * 2005-05-12 2006-11-16 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 複合圧電基板
US7965155B2 (en) * 2006-12-27 2011-06-21 Panasonic Corporation Surface acoustic wave resonator, and surface acoustic wave filter and antenna duplexer in which the surface acoustic wave resonator is used

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