(57)【要約】【課題】端子に静電気を帯びた部分が接触したとしても、ＩＤＴ電極の破壊が生じ難い、弾性境界波装置を提供する。【解決手段】圧電基板２と、第１の媒質層３と、第２の媒質層４とが積層されており、圧電基板２と第１の媒質層３との境界に電極構造５が形成されている三媒質構造の弾性境界波装置であって、第２の媒質層４上にＩＤＴ電極に電気的に接続されている複数の端子６〜１１が形成されており、複数の端子６〜１１が、第２の媒質層４に電気的に接続されており、第２の媒質層４が静電気を流し得る抵抗性材料からなる、弾性境界波装置１。【選択図】図１
2010035084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に積層されており、誘電体からなる第１の媒質層と、
前記圧電基板と前記第１の媒質層との境界に配置されたＩＤＴ電極と、
前記第１の媒質層に積層されており、静電気が流れ得る抵抗性材料からなる第２の媒質層と、
前記第２の媒質層上に設けられており、かつ該第２の媒質層に電気的に接続されている複数の端子とを備え、
前記複数の端子が、前記ＩＤＴ電極に接続されている信号端子及びグラウンド電位に接続されるグラウンド端子を有する、弾性境界波装置。
【請求項２】
前記複数の端子が、前記ＩＤＴ電極に電気的に接続されていない静電気除去用端子を含む、請求項１に記載の弾性境界波装置。
【請求項３】
前記第１，第２の媒質層を貫通するビアホール導体をさらに備え、前記ビアホール導体により、前記ＩＤＴ電極が前記信号端子またはグラウンド端子に電気的に接続されている、請求項１または２に記載の弾性境界波装置。
【請求項４】
前記信号端子が、第１の信号端子と第１の信号端子とは異なる信号が入出力される第２の信号端子とを有し、
前記第２の媒質層において、前記第１の信号端子と前記第２の信号端子とを電気的に分離するための溝が形成されており、それによって、前記第１の信号端子が設けられている第２の媒質層部分と、前記第２の信号端子が設けられている第２の媒質層部分とが分離されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性境界波装置。
【請求項５】
前記第２の媒質層の抵抗率が１０Ωｃｍ〜１０００００Ωｃｍの範囲にある、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性境界波装置
【請求項６】
前記第２の媒質層がＳｉからなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性境界波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振子や帯域フィルタとして用いられる弾性境界波装置に関し、より詳細には、少なくとも圧電基板上に第１，第２の媒質層が形成されている三媒質構造の弾性境界波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性境界波装置では、圧電基板と誘電体との境界に弾性境界波のエネルギーが閉じ込められる。そのため、パッケージ内に空洞を設ける必要がないため、弾性表面波装置に比べて、弾性境界波装置では小型化を進めることができる。
【０００３】
下記の特許文献１には、圧電基板上に第１の媒質層及び第２の媒質層が積層されている三媒質構造の弾性境界波装置が開示されている。
【０００４】
図５は、特許文献１に記載の弾性境界波装置の電極構造を示す模式的平面図である。弾性境界波装置１００１では、圧電基板１００２上に、図示の電極構造が媒質層１００３上に形成されている。図６に模式的正面断面図で示すように、弾性境界波装置１００１は、圧電基板１００２上に、第１の媒質層１００３が積層されている構造を有する。第１の媒質層１００３は、ＳｉＯ２などの誘電体からなる。図６では、圧電基板１００２と第１の媒質層１００３の界面に形成された電極構造１００４が略図的に示されている。
【０００５】
上記電極構造１００４は、具体的には、図５に示す電極構造である。すなわち、不平衡端子１０１１と、平衡端子１０１２，１０１３との間に、図示の電極構造が形成されており、それによって、弾性境界波フィルタ装置が構成されている。不平衡端子１０１１に、弾性境界波共振子１０１７を介して平衡−不平衡変換機能を有する縦結合振子型の弾性境界波フィルタ１０１８が接続されている。弾性境界波フィルタ１０１８の一方の平衡出力端が第１の平衡端子１０１２に、他方の平衡出力端が第２の平衡端子１０１３に接続されている。平衡端子１０１２，１０１３間には、弾性境界波共振子１０１９が接続されている。
【０００６】
なお、上記弾性境界波フィルタ１０１８の複数のＩＤＴ電極は、一端が弾性境界波共振子１０１７を介して不平衡端子１０１１、第１の平衡端子１０１２または第２の平衡端子１０１３に接続されており、複数のＩＤＴ電極の各他端はグラウンド電位に接続されている。
【０００７】
他方、下記の特許文献２には、図７（ａ），（ｂ）に示す弾性境界波素子が開示されている。この弾性境界波素子では、圧電体１１１０と、圧電体１１１０上に設けられた媒質層１１１４との間に、電極１１１２が形成されている。そして、媒質層１１１４よりも熱伝導率が高い第３の媒質層１１１６が最上部に設けられている。第３の媒質層１１１６は媒質層１１１４の側面の少なくとも一部に接し、かつ媒質層１１１４上を被覆している。
【０００８】
ここでは、第３媒質層１０１６の熱伝導性が高いため、放熱効果が高められるとされている。この第３媒質層１０１６を構成する材料として、シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウム及び酸化アルミニウムなどが好ましい旨が示されている。
【特許文献１】ＷＯ２００８／０３８４９８
【特許文献２】特開２００７−３２９５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の弾性境界波装置１００１では、弾性境界波共振子１０１７や弾性境界波フィルタ１０１８のＩＤＴ電極の両端に、静電気などによって耐圧を越える電圧が加わるとＩＤＴ電極が破壊し、故障するおそれがある。弾性境界波装置の製造工程や、携帯電話機の回路基板などに弾性境界波装置を実装する工程において、製造設備や弾性境界波装置に静電気が発生することがある。例えば、パーツフィーダーなどの製造設備に静電気が発生することがある。静電気が帯電した弾性境界波装置の周囲の金属部分に接触したり、あるいは帯電した製造設備に弾性境界波装置の端子が接触したりすると、弾性境界波装置のＩＤＴ電極の両端間に大きな電流が流れることがある。そのため、ＩＤＴ電極が破壊し、弾性境界波装置が不良品となり、歩留りが低下するおそれがあった。
【００１０】
他方、特許文献２に記載の弾性境界波装置は、上記のように、三媒質構造を有し、特に第３の媒質層１１１６の熱伝導性を高めることにより放熱効果が高められている。しかしながら、特許文献２では、静電気によるＩＤＴ電極の破壊等については何ら言及されていない。
【００１１】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、製造工程や実使用中に静電気を帯びた部分が弾性境界波装置の端子に接触したとしても、該静電気による大きな電圧がＩＤＴ電極に印加され難く、従って、ＩＤＴ電極の破壊が生じ難い、信頼性に優れた弾性境界波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る弾性境界波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に積層されており、誘電体からなる第１の媒質層と、前記圧電基板と前記第１の媒質層との境界に配置されたＩＤＴ電極と、前記第１の媒質層に積層されており、静電気が流れ得る抵抗性材料からなる第２の媒質層と、前記第２の媒質層上に設けられており、かつ該第２の媒質層に電気的に接続されている複数の端子とを備え、前記複数の端子が、前記ＩＤＴ電極に接続されている信号端子及びグラウンド電位に接続されるグラウンド端子を有する。
【００１３】
本発明に係る弾性境界波装置のある特定の局面では、前記複数の端子が、前記ＩＤＴ電極に電気的に接続されていない静電気除去用端子を含む。静電気除去用端子と、ＩＤＴ電極の端子との間に第２の媒質層が存在し、該第２の媒質層が静電気が流れ得る抵抗性材料からなるため、静電気除去用端子を周囲のグラウンド電位に接続されている部分に接続するだけで、静電気を確実に除去することができる。
【００１４】
本発明に係る弾性境界波装置の他の特定の局面では、前記第１，第２の媒質層を貫通するビアホール導体をさらに備え、前記ビアホール導体により、前記ＩＤＴ電極が前記信号端子またはグラウンド端子に電気的に接続されている。この場合には、ＩＤＴ電極がビアホール導体により第２の媒質層に電気的に接続されている信号端子に電気的に接続されているため、該信号端子と、他の信号端子との間に静電気による電圧が印加されたとしても、静電気は第２の媒質層を流れ、ＩＤＴ電極の破壊は生じ難い。
【００１５】
本発明に係る弾性境界波装置のさらに別の特定の局面では、前記信号端子が、第１の信号端子と第１の信号端子とは異なる信号が入出力される第２の信号端子とを有し、前記第２の媒質層において、前記第１の信号端子と前記第２の信号端子とを電気的に分離するための溝が形成されており、それによって、前記第１の信号端子が設けられている第２の媒質層部分と、前記第２の信号端子が設けられている第２の媒質層部分とが分離されている。この場合には、第１の信号端子である入力端子が設けられている第２の媒質層部分と、第２の信号端子である出力端子が設けられている第２の媒質層部分とが分離されているので、入力端子間と出力端子間とが電気的に分離され、それによって入力端子から出力端子へ直接に信号が伝搬されない。それにより、入力端子と出力端子の間のアイソレーションを確実に確保できる。
【００１６】
上記第２の媒質層の抵抗率は、静電気が流れ得る程度の抵抗率であり、より具体的には、１０００００Ωｃｍ以下が好ましく、また上記抵抗率が低すぎると、ＩＤＴ電極に流れるべき信号が第２の媒質層に漏洩するため、上記抵抗率は１０Ωｃｍ以上であることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る弾性境界波装置において、上記第２の媒質層は、好ましくは、Ｓｉからなり、その場合には、静電気を確実に逃がし得る第２の媒質層を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る弾性境界波装置では、第２の媒質上に設けられている複数の端子が第２の媒質層に電気的に接続されており、第２の媒質層は静電気が流れ得る抵抗性材料からなるため、静電気の帯びた部分に端子が接触したとしても、第２の媒質層を静電気が流れ、ＩＤＴ電極が静電気により破壊され難い。従って、信頼性に優れた弾性境界波装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２０】
図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る弾性境界波装置を説明する。
【００２１】
図１（ａ）は、本実施形態の弾性境界波装置の電極構造を示す模式的平面図であり、（ｂ）は、積層構造を説明するための模式的正面断面図である。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、弾性境界波装置１は、圧電基板２と、圧電基板２上に積層された第１の媒質層３と、第１の媒質層３上に積層された第２の媒質層４とを有する、三媒質構造の弾性境界波装置である。圧電基板２と第１の媒質層３との間の界面に電極構造５が形成されている。第２の媒質層４上には配線パターンＸが形成されている。
【００２３】
本実施形態では、圧電基板２は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３または水晶などの圧電単結晶からなる。圧電基板２は、圧電セラミックスからなるものであってもよい。
【００２４】
上記第１の媒質層３は、ＳｉＯ２などの誘電体材料からなる。このような誘電体材料としては、ＳｉＯ２に限らず、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯＮなどの他の無機誘電体を挙げることができる。
【００２５】
第２の媒質層４は、本実施形態では、ポリシリコンからなり、その抵抗率は、１０Ωｃｍ〜１０００００Ωｃｍである。第２の媒質層４は、静電気が流れ得る抵抗率を有する限り、様々な材料で形成され得る。このような材料としては、ポリシリコンの他、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、ＧａＡｓ、ＴｉＯ２、ＳｉＣ、ＴｉＯ２などを挙げることができる。静電気が流れ得る抵抗率としては、具体的には、１×１０５Ωｃｍ以下であることが好ましく、また抵抗率が低すぎると後述するように、弾性境界波装置１の信号端子間を流れる電気信号が第２の媒質層４を流れることとなる。従って、抵抗率は、１０Ωｃｍ以上であることが好ましい。
【００２６】
上記実施形態では、図１（ｂ）における圧電基板２と第１，第２の媒質層３，４とで弾性境界波を閉じ込める働きをしている。従来例では、図６における圧電基板１００２と第１の媒質層１００３とで弾性境界波を閉じ込める働きをしている。
【００２７】
図１（ａ）には、圧電基板２上に形成されている電極構造５が実線で示されている。なお、図１（ａ）の一点鎖線は第２の媒質層４上に形成されている配線パターンＸを示す。
【００２８】
図２は、本実施形態の弾性境界波装置１の平面図を示す。図２から明らかなように、弾性境界波装置１では、第２の媒質層４上に、複数の端子６〜１１が露出している。図３は、この内、不平衡端子としての信号端子７が設けられている部分を拡大して示す部分切欠断面図である。信号端子７は、図３に示す金属バンプ７ａにより形成されている。より具体的には、圧電基板２上に、信号端子７に接続される電極パッド１２が形成されている。電極パッド１２を露出させるように、第１の媒質層３及び第２の媒質層４には、貫通孔が形成されている。この貫通孔内に、ビアホール導体としてアンダーバンプメタル層１３が形成されている。このアンダーバンプメタル層１３上に、金属バンプ７ａが形成され、それによって信号端子７が形成されている。
【００２９】
他の信号端子６，８，９〜１１も、同様に、第１，第２の媒質層３，４を貫通するように設けられたビアホール導体としてのアンダーバンプメタル層１３により圧電基板２上のＩＤＴ電極などに電気的に接続されている。
【００３０】
図１（ａ）に戻り、不平衡端子としての信号端子７に接続される電極パッド１２が、圧電基板２上に形成されている。電極パッド１２は、１端子対弾性境界波共振子２１のＩＤＴ電極２１ａの一端に電気的に接続されている。ＩＤＴ電極２１ａの境界波伝搬方向両側には、それぞれ反射器が設けられている。ＩＤＴ電極２１ａの他端は、配線パターン２２に接続されている。配線パターン２２は、一対の櫛歯電極からなるキャパシタ２３の一端に接続されており、キャパシタ２３の他端が、電極パッド２４に電気的に接続されている。電極パッド２４はグラウンド電位に接続される電極パッドであり、前述した端子６に電気的に接続されている。従って、端子６は、グラウンド電位に接続される端子である。
【００３１】
他方、配線パターン２２の端部は、キャパシタ２３の一端だけでなく、縦結合共振子型の弾性境界波フィルタ２６の一端にも電気的に接続されている。弾性境界波フィルタ２６は、平衡−不平衡変換機能を有する５ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性境界波フィルタである。
【００３２】
縦結合共振子型弾性境界波フィルタ２６は、境界波伝搬方向に配置された第１〜第５のＩＤＴ電極２６ａ〜２６ｅを有する。配線パターン２２は、上記ＩＤＴ電極２６ａ，２６ｃ，２６ｅの一端に接続されており、ＩＤＴ電極２６ａ，２６ｃ，２６ｅの他端はグラウンド電位に接続される。また、ＩＤＴ電極２６ｂの一端がグラウンド電位に、他端が電極パッド２７を介して、第１の平衡端子を構成している信号端子９に電気的に接続されている。ＩＤＴ電極２６ｄの一端がグラウンド電位に、他端が電極パッド３０を介して、第２の平衡端子としての信号端子１１に電気的に接続されている。また、第１，第２の平衡端子間に電気的に接続されるように、１端子対弾性境界波共振子３１が形成されている。弾性境界波フィルタ２６のＩＤＴ電極２６ｂ，２６ｄのグラウンド電位に接続される端部は、一点鎖線で示す配線パターンＸ１，Ｘ２により端子６の下方に位置しているビアホール導体に電気的に接続されている。この配線パターンＸ１，Ｘ２は、図１（ｂ）に示した配線パターンＸと同様に、第１の媒質層３と第２の媒質層４との間の高さ位置に形成されている。また、上記配線パターンＸ１，Ｘ２と、ＩＤＴ電極２６ｂ，２６ｄのグラウンド電位に接続される側の端部とは、第１の媒質層３を貫通しているビアホール導体（図示せず）により電気的に接続されている。
【００３３】
同様に、ＩＤＴ電極２６ａ，２６ｃ，２６ｅのグラウンド電位に接続される側の端部は、配線パターンＸ３により端子８に電気的に接続されている。配線パターンＸ３もまた、第１の媒質層３と第２の媒質層４との間の高さ位置に形成されている。配線パターンＸ３は、ＩＤＴ電極２６ａ，２６ｃ，２６ｅの端部と図示しないビアホール導体により電気的に接続されている。配線パターンＸ３の反対側の端部は、端子８の下方に位置しているビアホール導体に電気的に接続されている。
【００３４】
従って、端子６，８は、グラウンド電位に接続される端子である。
【００３５】
他方、端子１０は、静電気除去用端子であり、ＩＤＴ電極に電気的に接続されていない。
【００３６】
また、端子６〜１１は、隣り合う端子間が抵抗の記号で示すように、第２の媒質層４を介して電気的に接続されている。第２の媒質層４は、上述した抵抗性材料からなるため、抵抗の記号により、隣り合う端子同士が電気的に接続されている状態を模式的に示すこととする。
【００３７】
本実施形態においても、弾性境界波装置１００１と同様に、平衡−不平衡変換機能を有する弾性境界波フィルタ装置が構成されている。ここでは、第２の媒質層４が、上記ポリシリコンからなり、静電気を流し得る抵抗率を有する。従って、第２の媒質層４に電気的に接続されるように構成された端子６〜１１は、図１（ａ）において略図的に示すように、静電気を流し得る程度の導電性を有する抵抗を介して電気的に接続されていることになる。上記静電気除去用端子１０を、弾性境界波装置１が搭載される携帯電話機などのグラウンド電位に接続させることにより、第２の媒質層４を流れる静電気が速やかに逃がされることになる。
【００３８】
従って、弾性境界波装置１の製造に際し、パーツフィーダーなどの製造設備が静電気を帯び、静電気を帯びている部分が端子６〜１１に接触したとしても静電気はＩＤＴ電極２１ａ，２６ａ〜２６ｅには流れず、第２の媒質層４を流れることとなる。従って、弾性境界波共振子や弾性境界波フィルタ２６のＩＤＴ電極の破壊を確実に防止することができる。
【００３９】
なお、端子６〜１１は、第２の媒質層４を介して電気的に接続されているが、第２の媒質層４の抵抗率が上記の値であるため、処理されるべき電気信号は確実に弾性境界波共振子２１及び弾性境界波フィルタ２６を流れ、良好なフィルタ特性を得ることができる。
【００４０】
なお、静電気除去用端子１０は、弾性境界波装置１のグラウンド電位に接続される電極部分に電気的に接続されていてもよい。その場合においても、上記実施形態と同様に、端子６，７，８，９または１１から侵入した静電気は第２の媒質層４を流れ、静電気除去用端子１０から逃がされることになる。
【００４１】
図４（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の弾性境界波装置を説明するための模式的平面図であり、（ａ）は、図１（ａ）と同様の圧電基板上の電極構造を説明するための模式的平面図であり、（ｂ）は、弾性境界波装置の模式的平面図である。
【００４２】
本実施形態の弾性境界波装置４１は、第２の媒質層４において、溝４ａ，４ｂが形成されていることを除いては、第１の実施形態の弾性境界波装置１と同様とされている。従って、同一部分については同一の参照番号を付することにより、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
ここでは、第２の媒質層４を貫通するように、溝４ａ，４ｂが形成されている。溝４ａ，４ｂはそれぞれ、第１，第２の平衡端子としての端子９，１１が形成されている第２の媒質層部分同士を互いに電気的に分離するために設けられている。
【００４４】
従って、本実施形態では、入力端子である平衡端子と出力端子である第１，第２の平衡端子間に直接に信号が伝搬しないため、入力端子と出力端子のアイソレーションを確実に確保することができる。
【００４５】
なお、第１，第２の実施形態では、上記弾性境界波共振子及び弾性境界波フィルタを有する平衡−不平衡変換機能を有する弾性境界波フィルタ装置につき説明したが、本発明において、電極構造は特に限定されず、ＩＤＴ電極を少なくとも１つ含む弾性境界波装置に、本発明を広く用いることができる。
【００４６】
また、不平衡入力端子と不平衡出力端子を有するフィルタにも用いることができる。
【００４７】
また、上記端子６〜１１は、金属バンプを用いて形成されているものに限らず、第２の媒質層を介して電気的に接続されている適宜の電極により形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る弾性境界波装置の電極構造を示す模式的平面図であり、（ｂ）は第１の実施形態における三媒質構造の積層構造を説明するための模式的正面断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る弾性境界波装置の平面図である。
【図３】第１の実施形態の弾性境界波装置において、１つの信号端子が形成されている部分の信号端子と圧電基板上の電極との電気的接続構造を説明するための部分切欠正面断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る弾性境界波装置の電極構造を示す模式的平面図であり、（ｂ）は該弾性境界波装置の平面図である。
【図５】従来の弾性境界波装置の電極構造を示す模式的平面図である。
【図６】従来の弾性境界波装置の積層構造を説明するための模式的正面断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、従来の弾性境界波装置の他の例を説明するための模式的平面図及び模式的正面断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…弾性境界波装置
２…圧電基板
３…第１の媒質層
４…第２の媒質層
４ａ〜４ｃ…溝
５…電極構造
６〜１１…端子
７ａ…金属バンプ
１２…電極パッド
１３…アンダーバンプメタル層
２１…１端子対弾性境界波共振子
２１ａ…ＩＤＴ電極
２２…配線パターン
２３…キャパシタ
２４…電極パッド
２６…縦結合共振子型弾性境界波フィルタ
２６ａ〜２６ｃ…ＩＤＴ電極
２７…電極パッド
３０…電極パッド
３２…１端子対弾性境界波共振子
３５…電極パッド
４１…弾性境界波装置
【図１】
2010035084.tif 000003
【図２】
2010035084.tif 000004
【図３】
2010035084.tif 000005
【図４】
2010035084.tif 000006
【図５】
2010035084.tif 000007
【図６】
2010035084.tif 000008
【図７】
2010035084.tif 000009